特許 6971199 基板処理方法および基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6971199

(24)【登録日】2021年11月4日

(45)【発行日】2021年11月24日

(54)【発明の名称】基板処理方法および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20211111BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20211111BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20211111BHJP

   C23C 16/46 20060101ALI20211111BHJP

   C23C 14/54 20060101ALI20211111BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20211111BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 101G

   H01L21/302 101B

   H01L21/205

   H01L21/66 T

   C23C16/46

   C23C14/54 D

   !H05H1/46 M

【請求項の数】14

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2018-104881(P2018-104881)

(22)【出願日】2018年5月31日

(65)【公開番号】特開2019-212670(P2019-212670A)

(43)【公開日】2019年12月12日

【審査請求日】2021年3月8日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 和人

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 宏紀

【審査官】 鈴木 聡一郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１１８３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−２２８２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３３９０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１０８５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１４−５２２５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３０７３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００８１４３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６

Ｇ０５Ｄ ２３／００−２３／３２

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６１

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９

Ｈ０１Ｌ ２１／６７−２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

Ｈ０５Ｈ １／００−１／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理する基板処理装置に設けられた部品に印加される電圧の変化と前記部品に流れる電流とを測定することと、
複数の抵抗値を複数の温度に対応付ける変換テーブルを参照して、前記電圧と前記電流とに基づいて算出される抵抗値の変化から前記部品の温度を算出することと、
前記基板の温度に関する異常が発生しているか否かを前記電圧の変化に基づいて判定することと、
前記異常が発生していると判定されたときに、前記基板を処理することを停止することとを備え、
前記異常が発生しているか否かは、第１実効値で第２実効値を除算した電圧割合に基づいて判定され、前記第１実効値および前記第２実効値は、前記電圧の変化に基づいて算出され、
前記第１実効値は、前記部品に電力が供給されている通電期間に前記部品に印加された電圧の実効値を示し、
前記第２実効値は、前記通電期間のうちの予め定められたタイミングから前記通電期間の最後までの期間に前記部品に印加された電圧の実効値を示す基板処理方法。

【請求項2】

リファレンス電力が前記部品に供給されているリファレンス期間に前記部品に印加されるリファレンス電圧の変化を測定することと、
前記リファレンス期間に前記部品に流れるリファレンス電流の変化を測定することと、
前記リファレンス期間に前記部品の温度の変化を測定することと、
前記リファレンス電圧の変化と前記リファレンス電流の変化と前記部品の温度の変化とに基づいて前記変換テーブルを作成することとをさらに備え、
前記異常が発生しているか否かは、前記リファレンス電圧の変化にさらに基づいて判定される
請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記通電期間のうちの予め定められたタイミングから前記通電期間の最後までの期間の長さは、前記通電期間の長さの１／４に等しい
請求項１または請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記通電期間に測定された電圧の変化に基づいて前記第１実効値を算出することと、
前記通電期間の最初から前記タイミングまでの期間に測定された電圧の変化に基づいて、前記期間に前記部品に印加された電圧の実効値を示す第３実効値を算出することと、
前記第１実効値から前記第３実効値を減算することにより前記第２実効値を算出すること
とをさらに備える請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項5】

交流電源から前記部品に電力を供給したり、前記電力が前記交流電源から前記部品に供給されることを遮断したりするスイッチを、前記部品の温度に基づいて制御することで前記基板を処理することを停止すること
とをさらに備える請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記部品は、電力が供給されることにより前記基板を加熱するヒータである
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の基板処理方法。

【請求項7】

基板を処理する基板処理装置に設けられた部品に印加される電圧の変化と前記部品に流れる電流とを測定することと、
複数の抵抗値を複数の温度に対応付ける変換テーブルを参照して、前記電圧と前記電流とに基づいて算出される抵抗値の変化から前記部品の温度を算出することと、
前記基板の温度に関する異常が発生しているか否かを前記電圧の変化に基づいて判定することと、
前記異常が発生していると判定されたときに、前記基板を処理することを停止することとを備え、
前記部品に電力が供給されている通電期間であって、第１の期間と第２の期間とを含む通電期間に、複数の瞬時電圧値が測定され、
前記複数の瞬時電圧値に基づいて第２の期間の電圧割合が算出され、
前記異常が発生しているか否かは、前記第２の期間の電圧割合に基づいて判定される、基板処理方法。

【請求項8】

基板を処理する処理部と、
前記処理部に設けられた部品に印加される電圧の変化を測定する電圧計と、
前記部品に流れる電流を測定する電流計と、
複数の抵抗値を複数の温度に対応付ける変換テーブルを参照して、前記電圧と前記電流とに基づいて算出される抵抗値から前記部品の温度を算出する制御部とを備え、
前記制御部は、さらに、前記基板の温度に関する異常が発生しているか否かを前記電圧の変化に基づいて判定し、前記異常が発生していると判定されたときに、前記基板を処理することが停止するように、前記処理部を制御し、
前記部品に電力が供給されている通電期間であって、第１の期間と第２の期間とを含む通電期間に、複数の瞬時電圧値が測定され、
前記複数の瞬時電圧値に基づいて第２の期間の電圧割合が算出され、
前記制御部は、前記異常が発生しているか否かを、前記第２の期間の電圧割合に基づいて判定する、基板処理装置。

【請求項9】

基板を処理する処理部と、
前記処理部に設けられた部品に印加される電圧の変化を測定する電圧計と、
前記部品に流れる電流を測定する電流計と、
複数の抵抗値を複数の温度に対応付ける変換テーブルを参照して、前記電圧と前記電流とに基づいて算出される抵抗値から前記部品の温度を算出する制御部とを備え、
前記制御部は、さらに、前記基板の温度に関する異常が発生しているか否かを前記電圧の変化に基づいて判定し、前記異常が発生していると判定されたときに、前記基板を処理することが停止するように、前記処理部を制御し、
前記制御部は、前記異常が発生しているか否かを、第１実効値で第２実効値を除算した電圧割合に基づいて判定し、
前記第１実効値および前記第２実効値は、前記電圧の変化に基づいて算出され、
前記第１実効値は、前記部品に電力が供給されている通電期間に前記部品に印加された電圧の実効値を示し、
前記第２実効値は、前記通電期間のうちの予め定められたタイミングから前記通電期間の最後までの期間に前記部品に印加された電圧の実効値を示す、基板処理装置。

【請求項10】

基板を処理する処理部と、
前記処理部に設けられた部品に印加される電圧の変化を測定する電圧計と、
前記部品に流れる電流を測定する電流計と、
複数の抵抗値を複数の温度に対応付ける変換テーブルを参照して、前記電圧と前記電流とに基づいて算出される抵抗値から前記部品の温度を算出する制御部とを備え、
前記制御部は、さらに、前記基板の温度に関する異常が発生しているか否かを前記電圧の変化に基づいて判定し、前記異常が発生していると判定されたときに、前記基板を処理することが停止するように、前記処理部を制御し、
前記電圧計は、リファレンス電力が前記部品に供給されているリファレンス期間に前記部品に印加されるリファレンス電圧の変化を測定し、
前記電流計は、前記リファレンス期間に前記部品に流れるリファレンス電流の変化を測定し、
前記リファレンス期間に前記部品の温度の変化が測定され、
前記制御部は、前記リファレンス電圧の変化と前記リファレンス電流の変化と前記部品の温度の変化とに基づいて前記変換テーブルを作成し、
前記制御部は、前記異常が発生しているか否かを、第１実効値で第２実効値を除算した電圧割合に基づいて判定し、
前記第１実効値および前記第２実効値は、前記電圧の変化に基づいて算出され、
前記第１実効値は、前記部品に電力が供給されている通電期間に前記部品に印加された電圧の実効値を示し、
前記第２実効値は、前記通電期間のうちの予め定められたタイミングから前記通電期間の最後までの期間に前記部品に印加された電圧の実効値を示す、基板処理装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記通電期間に測定された電圧の変化に基づいて前記第１実効値を算出し、
前記制御部は、前記通電期間の最初から前記タイミングまでの期間に測定された電圧の変化に基づいて、前記期間に前記部品に印加された電圧の実効値を示す第３実効値を算出し、
前記制御部は、前記第１実効値から前記第３実効値を減算することにより前記第２実効値を算出する、
請求項９に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記通電期間のうちの予め定められたタイミングから前記通電期間の最後までの期間の長さは、前記通電期間の長さの１／４に等しい
請求項８〜請求項１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記制御部は、交流電源から前記部品に電力を供給したり、前記電力が前記交流電源から前記部品に供給されることを遮断したりするスイッチを、前記部品の温度に基づいて制御することで前記基板を処理することを停止する請求項８〜請求項１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記部品は、電力が供給されることにより前記基板を加熱するヒータである
請求項８〜請求項１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理方法および基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェハのプラズマエッチングで、半導体ウェハの温度に関する異常が発生したときに、プラズマエッチングのプロセスを停止するインターロック技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−２８３１７３号公報

【特許文献2】特開２０１７−２２８２３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板の温度に関する異常が発生しているか否かを適切に判定する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様による基板処理方法は、基板を処理する基板処理装置に設けられた部品に印加される電圧の変化と前記部品に流れる電流とを測定することと、複数の抵抗値を複数の温度に対応付ける変換テーブルを参照して、前記電圧と前記電流とに基づいて算出される抵抗値の変化から前記部品の温度を算出することと、前記基板の温度に関する異常が発生しているか否かを前記電圧の変化に基づいて判定することと、前記異常が発生していると判定されたときに、前記基板を処理することを停止することとを備えている。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基板の温度に関する異常が発生しているか否かを適切に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、基板処理装置の一例を示す縦断面図である。

【図2】図２は、静電チャックの一例を示す上面図である。

【図3】図３は、複数の電力供給部のうちの１つのヒータに対応する１つの電力供給部の一例を示す回路図である。

【図4】図４は、制御装置の一例を示す図である。

【図5】図５は、交流電源から出力される交流電圧の波形の一例を示し、ヒータに流れる電流の波形の一例を示す図である。

【図6】図６は、複数の変換テーブルの一例を示す図である。

【図7】図７は、複数の通電期間のうちの１つの通電期間にヒータに印加されるリファレンス電圧の変化の一例を示すグラフである。

【図8】図８は、電源波形変動試験において複数のサンプル交流電圧に対応する複数の温度の一例を示すグラフである。

【図9】図９は、第１サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。

【図10】図１０は、第５サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。

【図11】図１１は、第９サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。

【図12】図１２は、第１４サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。

【図13】図１３は、第１５サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。

【図14】図１４は、第１サンプル交流電圧のうちの半波長分がヒータに印加されたときのヒータの抵抗値の変化の一例を示すグラフである。

【図15】図１５は、第１５サンプル交流電圧のうちの半波長分がヒータに印加されたときのヒータの抵抗値の変化の一例を示すグラフである。

【図16】図１６は、複数のサンプル交流電圧に対応する複数の後半電圧割合の一例を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、開示する基板処理方法および基板処理装置の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例により開示される技術が限定されるものではない。また、各実施例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
［基板処理装置１０の構成］
図１は、基板処理装置１０の一例を示す縦断面図である。基板処理装置１０は、図１に示されているように、チャンバー１と排気装置２とゲートバルブ３とを備えている。チャンバー１は、アルミニウムで形成され、略円筒状に形成されている。チャンバー１の表面は、陽極酸化被膜で被覆されている。チャンバー１の内部には、処理空間５が形成されている。チャンバー１は、処理空間５を外部の雰囲気から隔離している。チャンバー１には、排気口６と開口部７とが形成されている。排気口６は、チャンバー１の底部に形成されている。開口部７は、チャンバー１の側壁に形成されている。排気装置２は、排気口６を介してチャンバー１の処理空間５に接続されている。排気装置２は、排気口６を介して処理空間５から気体を排気し、処理空間５を所定の真空度まで減圧する。ゲートバルブ３は、開口部７を開放したり、開口部７を閉鎖したりする。

【0009】

［載置台１１の構成］
基板処理装置１０は、載置台１１をさらに備えている。載置台１１は、処理空間５のうちの下部に配置されている。載置台１１は、絶縁板１４と支持台１５と基材１６と静電チャック１７と内壁部材１８とフォーカスリング１９とを備えている。絶縁板１４は、絶縁体で形成され、チャンバー１の底部に支持されている。支持台１５は、導体で形成されている。支持台１５は、絶縁板１４の上に配置され、支持台１５とチャンバー１とが電気的に絶縁されるように、絶縁板１４を介してチャンバー１の底部に支持されている。

【0010】

基材１６は、アルミニウムに例示される導体で形成されている。基材１６は、支持台１５の上に配置され、支持台１５を介してチャンバー１の底部に支持されている。静電チャック１７は、基材１６の上に配置され、基材１６を介してチャンバー１の底部に支持されている。静電チャック１７は、静電チャック本体２１と電極２２と複数のヒータ２３−１〜２３−ｎ（ｎ＝２，３，４，…）とを備えている。静電チャック本体２１は、絶縁体で形成されている。電極２２と複数のヒータ２３−１〜２３−ｎとは、静電チャック本体２１の内部に埋め込まれている。

【0011】

内壁部材１８は、石英に例示される絶縁体で形成され、円筒状に形成されている。内壁部材１８は、基材１６と支持台１５とが内壁部材１８の内側に配置されるように、基材１６と支持台１５との周囲に配置され、基材１６と支持台１５とを囲んでいる。フォーカスリング１９は、単結晶シリコンで形成され、リング状に形成されている。フォーカスリング１９は、静電チャック１７がフォーカスリング１９の内部に配置されるように、静電チャック１７の外周に配置され、静電チャック１７を囲んでいる。載置台１１には、さらに、冷媒循環流路２５と伝熱ガス供給流路２６とが形成されている。冷媒循環流路２５は、基材１６の内部に形成されている。伝熱ガス供給流路２６は、静電チャック１７を貫通するように形成され、伝熱ガス供給流路２６の一端は、静電チャック１７の上面に形成されている。

【0012】

基板処理装置１０は、直流電源３１と複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎとチラーユニット３３と伝熱ガス供給部３４とをさらに備えている。直流電源３１は、静電チャック１７の電極２２に電気的に接続されている。直流電源３１は、電極２２に直流電圧を印加する。複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎは、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎに対応している。チラーユニット３３は、冷媒循環流路２５に接続されている。チラーユニット３３は、冷媒を所定の温度に冷却し、その冷却された冷媒を基材１６の内部の冷媒循環流路２５に循環させる。伝熱ガス供給部３４は、伝熱ガス供給流路２６に接続されている。伝熱ガス供給部３４は、Ｈｅガスに例示される伝熱ガスを伝熱ガス供給流路２６に供給する。

【0013】

基板処理装置１０は、第１高周波電源３５と第２高周波電源３６とをさらに備えている。第１高周波電源３５は、第１整合器３７を介して基材１６に接続されている。第２高周波電源３６は、第２整合器３８を介して基材１６に接続されている。第１高周波電源３５は、所定の周波数（例えば１００ＭＨｚ）の高周波電力を基材１６に供給する。第２高周波電源３６は、第１高周波電源３５が基材１６に供給する高周波電力の周波数より低い周波数（例えば、１３ＭＨｚ）の高周波電力を基材１６に供給する。

【0014】

［シャワーヘッド４１の構成］
基板処理装置１０は、シャワーヘッド４１をさらに備えている。シャワーヘッド４１は、シャワーヘッド４１の下面が載置台１１に対向するように、かつ、シャワーヘッド４１の下面に沿う平面が載置台１１の上面に沿う平面に対して概ね平行であるように、処理空間５のうちの載置台１１の上方に配置されている。シャワーヘッド４１は、絶縁性部材４２と本体部４３と上部天板４４とを備えている。絶縁性部材４２は、絶縁体で形成され、チャンバー１の上部に支持されている。本体部４３は、例えば表面に陽極酸化処理が施されたアルミニウムに例示される導体で形成されている。本体部４３は、本体部４３とチャンバー１とが電気的に絶縁されるように、絶縁性部材４２を介してチャンバー１に支持されている。本体部４３と基材１６とは、一対の上部電極と下部電極として利用される。上部天板４４は、石英に例示されるシリコン含有物質で形成されている。上部天板４４は、本体部４３の下部に配置され、本体部４３に対して着脱自在に本体部４３に支持されている。

【0015】

本体部４３には、ガス拡散室４５とガス導入口４６と複数のガス流出口４７とが形成されている。ガス拡散室４５は、本体部４３の内部に形成されている。ガス導入口４６は、本体部４３のうちのガス拡散室４５より上側に形成され、ガス拡散室４５に連通している。複数のガス流出口４７は、本体部４３のうちのガス拡散室４５より上部天板４４の側に形成され、ガス拡散室４５に連通している。上部天板４４には、複数のガス導入口４８が形成されている。複数のガス導入口４８は、上部天板４４の上面と下面とを貫通するように形成され、複数のガス流出口４７にそれぞれ連通している。

【0016】

基板処理装置１０は、処理ガス供給源５１と弁５２とマスフローコントローラ５３（ＭＦＣ）とをさらに備えている。処理ガス供給源５１は、配管５４を介してシャワーヘッド４１の本体部４３のガス導入口４６に接続されている。マスフローコントローラ５３は、配管５４の途中に設けられている。弁５２は、配管５４のうちのマスフローコントローラ５３とガス導入口４６との間に設けられている。弁５２は、開閉されることにより、処理ガス供給源５１からガス導入口４６に処理ガスを供給したり、処理ガスが処理ガス供給源５１からガス導入口４６に供給されることを遮断したりする。

【0017】

基板処理装置１０は、可変直流電源５５とローパスフィルタ５６（ＬＰＦ）とスイッチ５７とをさらに備えている。可変直流電源５５は、電路５８を介してシャワーヘッド４１の本体部４３に電気的に接続されている。ローパスフィルタ５６とスイッチ５７とは、電路５８の途中に設けられている。スイッチ５７は、開閉されることにより、直流電圧をシャワーヘッド４１に印加したり、直流電圧がシャワーヘッド４１に印加されることを遮断したりする。

【0018】

基板処理装置１０は、リング磁石６１をさらに備えている。リング磁石６１は、永久磁石から形成され、リング状に形成されている。リング磁石６１は、チャンバー１がリング磁石６１の内側に配置されるように、チャンバー１と同心円状に配置されている。リング磁石６１は、図示されていない回転機構を介して回転自在にチャンバー１に支持されている。リング磁石６１は、処理空間５のうちのシャワーヘッド４１と載置台１１との間の領域に磁場を形成する。

【0019】

基板処理装置１０は、デポシールド６２とデポシールド６３と導電性部材６４とをさらに備えている。デポシールド６２は、チャンバー１の内壁面を覆うように配置され、チャンバー１に対して着脱自在にチャンバー１に支持されている。デポシールド６２は、チャンバー１の内壁面にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止する。デポシールド６３は、内壁部材１８の外周面を覆うように配置されている。デポシールド６３は、内壁部材１８の外周面にエッチング副生物が付着することを防止する。導電性部材６４は、導電性部材６４が配置される高さが、静電チャック１７に載置されたウェハ６５が配置される高さと略同じになるように、処理空間５に配置され、デポシールド６２に支持されている。導電性部材６４は、導体で形成され、グランドに電気的に接続されている。導電性部材６４は、チャンバー１内の異常放電を抑制する。

【0020】

［静電チャック１７］
図２は、静電チャック１７の一例を示す上面図である。静電チャック１７の上面は、複数の分割領域６６−１〜６６−ｎに分割され、複数の分割領域６６−１〜６６−ｎに充填されている。たとえば、複数の分割領域６６−１〜６６−ｎのうちの１つの分割領域６６−１は、静電チャック１７の縁に接するように配置されている。なお、複数の分割領域６６−１〜６６−ｎの形状は、図２に示されている例に限られない。複数のヒータ２３−１〜２３−ｎは、複数の分割領域６６−１〜６６−ｎに対応している。複数のヒータ２３−１〜２３−ｎのうちの１つの分割領域６６−１に対応する１つのヒータ２３−１は、静電チャック１７の静電チャック本体２１のうちの分割領域６６−１の近傍に埋め込まれている。ヒータ２３−１は、交流電力が供給されることにより分割領域６６−１を中心に静電チャック１７を加熱する。複数のヒータ２３−１〜２３−ｎのうちのヒータ２３−１と異なる他のヒータも、ヒータ２３−１と同様に、交流電力が供給されたときに、複数の分割領域６６−１〜６６−ｎのうちのそのヒータに対応する分割領域を中心に静電チャック１７を加熱する。

【0021】

［複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎの構成］
複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎは、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎに対応している。図３は、複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎのうちの１つのヒータ２３−１に対応する１つの電力供給部３２−１の一例を示す回路図である。電力供給部３２−１は、スイッチ７１と電圧計７２と電流計７３とを備えている。スイッチ７１は、交流電源７４とヒータ２３−１とを接続するヒータ電力供給用電路７５の途中に設けられている。交流電源７４は、基板処理装置１０が設置される工場に設けられ、基板処理装置１０に交流電力を供給するとともに、基板処理装置１０と異なる他の機器にも交流電力を供給する。スイッチ７１は、閉鎖されることにより交流電源７４から電力をヒータ２３−１に供給し、開放されることにより交流電源７４からヒータ２３−１に電力が供給されることを遮断する。電圧計７２は、ヒータ２３−１に印加される電圧を測定する。

【0022】

電流計７３は、シャント抵抗器７６と電圧計７７とを備えている。シャント抵抗器７６は、ヒータ電力供給用電路７５の途中に設けられている。シャント抵抗器７６の抵抗値としては、１０ｍΩが例示される。電圧計７７は、シャント抵抗器７６に印加される電圧を測定する。電流計７３は、電圧計７７により測定された電圧に基づいて、ヒータ２３−１を流れる電流の瞬時値を測定する。複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎのうちの他の電力供給部も、電力供給部３２−１と同様に、電力供給部に対応するヒータに交流電源７４から交流電力を供給し、そのヒータに印加される電圧を測定し、そのヒータに流れる電流を測定する。

【0023】

［制御装置８０の構成］
基板処理装置１０は、図４に示されているように、制御装置８０をさらに備えている。図４は、制御装置８０の一例を示す図である。制御装置８０は、コンピュータ９０により実現されている。コンピュータ９０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９１とＲＡＭ（Random Access Memory）９２とＲＯＭ（Read Only Memory）９３とを備えている。ＣＰＵ９１は、コンピュータ９０にインストールされているプログラムに基づいて動作し、コンピュータ９０の各部を制御し、基板処理装置１０を制御する。ＲＯＭ９３は、コンピュータ９０の起動時にＣＰＵ９１によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ９０のハードウェアに依存するプログラムを記録している。

【0024】

コンピュータ９０は、補助記憶装置９４と通信Ｉ／Ｆ９５と入出力Ｉ／Ｆ９６とメディアＩ／Ｆ９７とをさらに備えている。補助記憶装置９４は、ＣＰＵ９１により実行されるプログラムと、当該プログラムにより使用されるデータとを記録する。補助記憶装置９４としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）が例示される。ＣＰＵ９１は、当該プログラムを、補助記憶装置９４から読み出してＲＡＭ９２にロードし、そのロードされたプログラムを実行する。

【0025】

通信Ｉ／Ｆ９５は、ＬＡＮ（Local Area Network）に例示される通信回線を介して基板処理装置１０との間で通信を行う。通信Ｉ／Ｆ９５は、通信回線を介して基板処理装置１０から受信した情報をＣＰＵ９１へ送り、ＣＰＵ９１が生成したデータを基板処理装置１０に通信回線を介して送信する。

【0026】

コンピュータ９０は、キーボードに例示される入力装置と、ディスプレイに例示される出力装置とをさらに備えている。ＣＰＵ９１は、入出力Ｉ／Ｆ９６を介して、入力装置と出力装置とを制御する。入出力Ｉ／Ｆ９６は、入力装置を介して入力された信号をＣＰＵ９１に送信し、ＣＰＵ９１により生成されたデータを出力装置に出力する。

【0027】

メディアＩ／Ｆ９７は、一時的でない有形の記録媒体９８に記録されたプログラムまたはデータを読み取る。記録媒体９８としては、光学記録媒体、光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリが例示される。光学記録媒体としては、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）が例示される。光磁気記録媒体としては、ＭＯ（Magneto-Optical disk）が例示される。

【0028】

ＣＰＵ９１は、メディアＩ／Ｆ９７を介して記録媒体９８から読み取られたプログラムを補助記憶装置９４に記録するが、他の例として、通信回線を介して他の装置から取得されたプログラムを補助記憶装置９４に記録してもよい。

【0029】

図５は、交流電源７４から出力される交流電圧の波形１０１の一例を示し、ヒータ２３−１に流れる電流の波形１０２の一例を示す図である。交流電圧の波形１０１は、正弦曲線に沿い、交流電源７４が所定周波数（例えば５０Ｈｚ）の交流電圧を出力していることを示している。電流の波形１０２は、交流電圧が負であるすべての期間に交流電源７４からヒータ２３−１に電力が供給されていないことを示している。電流の波形１０２は、さらに、交流電圧が正である複数の期間のうちの所定の複数の通電期間１０３に交流電源７４からヒータ２３−１に電力が供給されることを示している。

【0030】

すなわち、制御装置８０は、交流電源７４が出力する交流電圧が負であるときに、交流電圧がヒータ２３−１に印加されないように、電力供給部３２−１のスイッチ７１を開放する。制御装置８０は、さらに、交流電圧が正である複数の期間に対する複数の通電期間１０３の比率が所定の比率に等しくなるように、複数の通電期間１０３を設定する。制御装置８０は、さらに、複数の通電期間１０３に交流電圧がヒータ２３−１に印加されるように、電力供給部３２−１のスイッチ７１を閉鎖する。

【0031】

制御装置８０は、図６に示されているように、複数の変換テーブル１１１−１〜１１１−ｎを補助記憶装置９４に記録している。図６は、複数の変換テーブル１１１−１〜１１１−ｎの一例を示す図である。複数の変換テーブル１１１−１〜１１１−ｎは、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎに対応している。複数の変換テーブル１１１−１〜１１１−ｎのうちのヒータ２３−１に対応する変換テーブル１１１−１は、複数の温度１１２を複数の抵抗値１１３に対応付けている。複数の温度１１２としては、２０℃から１２０℃まで１０℃ステップで設定される１１通りの設定温度が例示される。複数の抵抗値１１３のうちのある温度に対応する抵抗値は、ヒータ２３−１の温度がその温度に等しいときに、ヒータ２３−１の抵抗値に等しい。複数の変換テーブル１１１−１〜１１１−ｎのうちのヒータ２３−１と異なる他のヒータに対応する他の変換テーブルも、変換テーブル１１１−１と同様に、その対応するヒータの温度をそのヒータの抵抗値に対応付けている。

【0032】

制御装置８０は、さらに、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎに対応する複数の目標温度を補助記憶装置９４に記録している。制御装置８０は、ヒータ２３−１に交流電力が供給されているときに、複数の通電期間１０３に対応する複数の中間タイミングにヒータ２３−１に印加される電圧の瞬時値が測定されるように、電力供給部３２−１の電圧計７２を制御する。複数の中間タイミングのうちのある通電期間に対応する中間タイミングは、ヒータ２３−１に印加される電圧が極大値を示すタイミングである。すなわち、その通電期間の開始時刻から中間タイミングまでの時間は、中間タイミングからその通電期間の終了時刻までの時間に概ね等しい。制御装置８０は、さらに、複数の中間タイミングにヒータ２３−１に流れる電流の瞬時値が測定されるように、電力供給部３２−１の電流計７３を制御する。制御装置８０は、電圧計７２により測定された電圧の瞬時値と、電流計７３により測定された電流の瞬時値とに基づいて、ヒータ２３−１の抵抗値を算出する。ヒータ２３−１の抵抗値は、電圧計７２により測定された電圧の瞬時値を、電流計７３により測定された電流の瞬時値で除算した値に等しい。

【0033】

制御装置８０は、変換テーブル１１１−１を参照して、ヒータ２３−１の抵抗値に基づいてヒータ２３−１の温度を算出する。ヒータ２３−１の温度は、ヒータ２３−１の抵抗値が複数の抵抗値１１３のうちの１つの抵抗値に等しいときに、複数の温度１１２のうちのその１つの抵抗値に対応する温度に等しい。制御装置８０は、その算出されたヒータ２３−１の温度が複数の目標温度のうちのヒータ２３−１に対応する目標温度より小さいときに、交流電圧が正である複数の期間に対する複数の通電期間１０３の比率が大きくなるように、複数の通電期間１０３を変更する。制御装置８０は、その算出されたヒータ２３−１の温度が目標温度より大きいときに、交流電圧が正である複数の期間に対する複数の通電期間１０３の比率が小さくなるように、複数の通電期間１０３を変更する。制御装置８０は、その変更された複数の通電期間１０３に交流電源７４からヒータ２３−１に交流電力が供給されるように、電力供給部３２−１のスイッチ７１を開閉する。制御装置８０は、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎのうちのヒータ２３−１と異なるヒータに関しても、ヒータ２３−１と同様に、複数の変換テーブル１１１−１〜１１１−ｎと複数の目標温度とに基づいて複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎを制御する。

【0034】

［基板処理方法］
実施形態に係る基板処理方法は、基板処理装置１０を用いて実行され、セットアップ方法とプラズマエッチング方法とインターロック方法とを備えている。

【0035】

セットアップ方法は、たとえば、基板処理装置１０が工場に設置されたときに、または、インターロック方法によりプラズマエッチング方法が途中で中断された後に、実行される。制御装置８０は、チラーユニット３３を制御することにより、所定の温度に冷却された冷媒を冷媒循環流路２５に循環させ、静電チャック１７を冷却する。制御装置８０は、さらに、複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎのスイッチ７１を開閉することにより、交流電源７４から複数のヒータ２３−１〜２３−ｎにリファレンス交流電圧をそれぞれ供給し、静電チャック１７を加熱する。ユーザは、静電チャック１７が冷却および加熱されているときに、図示されていない温度センサを用いて静電チャック１７の複数の分割領域６６−１〜６６−ｎの温度をそれぞれ測定することにより、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎの温度をそれぞれ測定する。温度センサとしては、静電チャック１７の上面から放射される赤外線の放射量の分布に基づいて複数の分割領域６６−１〜６６−ｎの温度をそれぞれ測定する赤外線カメラが例示される。

【0036】

制御装置８０は、ヒータ２３−１の温度が測定されているときに、電力供給部３２−１の電圧計７２と電流計７３とを制御することにより、ヒータ２３−１に印加されるリファレンス電圧を測定し、ヒータ２３−１に流れるリファレンス電流を測定する。制御装置８０は、ヒータ２３−１の温度が所定の温度に等しくなったタイミングのヒータ２３−１の抵抗値を算出する。その抵抗値は、そのタイミングに電圧計７２により測定されたリファレンス電圧の瞬時値を、そのタイミングに電流計７３により測定されたリファレンス電流の瞬時値で除算した値に等しい。制御装置８０は、ヒータ２３−１の温度が複数の温度１１２に等しくなる毎にヒータ２３−１の抵抗値を算出することにより、複数の温度１１２に対応する複数の抵抗値１１３を算出し、変換テーブル１１１−１を作成する。

【0037】

制御装置８０は、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎのうちの他のヒータに関しても、複数の温度１１２に対応する複数の抵抗値１１３を算出し、複数の変換テーブル１１１−１〜１１１−ｎのうちのそのヒータに対応する変換テーブルを作成する。制御装置８０は、このように作成された複数の変換テーブル１１１−１〜１１１−ｎを補助記憶装置９４記録する。

【0038】

セットアップ方法では、制御装置８０は、さらに、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎに対応する複数のリファレンス後半電圧割合を算出する。すなわち、制御装置８０は、リファレンス交流電力がヒータ２３−１に供給されている複数の通電期間１０３に、電圧計７２を制御することにより、ヒータ２３−１に印加されるリファレンス電圧の瞬時値を所定のサンプリング周期ごとに測定する。サンプリング周期としては、１００μ秒が例示される。

【0039】

図７は、複数の通電期間１０３のうちの１つの通電期間１２１にヒータ２３−１に印加されるリファレンス電圧の変化１２２の一例を示すグラフである。リファレンス電圧の変化１２２は、正弦曲線のうちの０度〜１８０度に対応する半波長分の曲線に概ね沿っている。１つの通電期間１２１は、前半期間１２３と後半期間１２４とから形成されている。前半期間１２３は、１つの通電期間１２１が開始した時刻から所定のタイミング１２５まで期間を示している。タイミング１２５は、１つの通電期間１２１が開始した時刻から１つの通電期間１２１の長さの３／４の時間が経過したタイミングを示している。後半期間１２４は、タイミング１２５から１つの通電期間１２１が終了した時刻まで期間を示している。すなわち、後半期間１２４の長さは、１つの通電期間１２１の長さの１／４に等しい。

【0040】

制御装置８０は、電力供給部３２−１の電圧計７２により測定された複数の瞬時値に基づいて、複数のリファレンス後半電圧割合のうちのヒータ２３−１に対応する１つのリファレンス後半電圧割合を算出する。リファレンス後半電圧割合は、後半リファレンス電圧実効値を全体リファレンス電圧実効値で除算した値に等しい。全体リファレンス電圧実効値は、１つの通電期間１２１にヒータ２３−１に印加されたリファレンス電圧の実効値を示し、１つの通電期間１２１に電圧計７２により測定された複数の瞬時値の平方の平均の平方根に等しい。後半リファレンス電圧実効値は、後半期間１２４にヒータ２３−１に印加されたリファレンス電圧の実効値を示し、全体リファレンス電圧実効値から前半リファレンス電圧実効値を減算した値を示している。前半リファレンス電圧実効値は、前半期間１２３にヒータ２３−１に印加されたリファレンス電圧の実効値を示し、前半期間１２３に電圧計７２により測定された複数の瞬時値の平方の平均の平方根に等しい。たとえば、リファレンス後半電圧割合は、リファレンス電圧の変化１２２が正弦曲線に概ね沿うときに、３０．９％〜３２％を示している。

【0041】

制御装置８０は、ヒータ２３−１に対応するリファレンス後半電圧割合と同様に、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎに対応する複数のリファレンス後半電圧割合を算出する。制御装置８０は、このように算出された複数のリファレンス後半電圧割合を補助記憶装置９４記録する。

【0042】

［プラズマエッチング方法］
プラズマエッチング方法は、セットアップ方法が実行された後に実行される。プラズマエッチング方法では、まず、制御装置８０は、ゲートバルブ３を制御することにより、開口部７を開放する。被処理体となるウェハ６５は、開口部７が開放されているときに、開口部７を介してチャンバー１の処理空間５に搬入され、載置台１１に載置される。制御装置８０は、ウェハ６５が載置台１１に載置された後に、直流電源３１を制御することにより、電極２２に直流電圧を印加し、クーロン力によりウェハ６５を静電チャック１７に保持する。制御装置８０は、ウェハ６５が載置台１１に保持された後に、ゲートバルブ３を制御することにより、開口部７を閉鎖する。

【0043】

制御装置８０は、開口部７が閉鎖されているときに、排気装置２を制御することにより、処理空間５の雰囲気が所定の真空度になるように真空引きする。制御装置８０は、さらに、弁５２を制御することにより、所定量の処理ガスを処理ガス供給源５１からガス導入口４６に供給する。処理ガス供給源５１からガス導入口４６に供給された処理ガスは、ガス拡散室４５に供給された後に、複数のガス流出口４７と複数のガス導入口４８とを介してチャンバー１の処理空間５にシャワー状に供給される。

【0044】

制御装置８０は、ウェハ６５が静電チャック１７に保持されているときに、伝熱ガス供給部３４を制御することにより、伝熱ガスを伝熱ガス供給流路２６に供給し、伝熱ガスを静電チャック１７とウェハ６５との間に供給する。制御装置８０は、さらに、チラーユニット３３を制御することにより、所定の温度に冷却された冷媒を冷媒循環流路２５に循環させ、静電チャック１７を冷却する。

【0045】

制御装置８０は、ウェハ６５が静電チャック１７に保持されているときに、さらに、電力供給部３２−１のスイッチ７１を開閉することにより、複数の通電期間１０３に交流電源７４からヒータ２３−１に交流電力を供給する。制御装置８０は、さらに、電力供給部３２−１の電圧計７２を制御することにより、複数の通電期間１０３の中間タイミング毎にヒータ２３−１に印加される電圧の瞬時値を測定する。制御装置８０は、さらに、電力供給部３２−１の電流計７３を制御することにより、中間タイミング毎にヒータ２３−１に流れる電流の瞬時値を測定する。

【0046】

制御装置８０は、その測定された電流の瞬時値と電圧の瞬時値とに基づいてヒータ２３−１の抵抗値を算出する。制御装置８０は、変換テーブル１１１−１を参照して、その算出された抵抗値に基づいてヒータ２３−１の温度を算出する。制御装置８０は、その算出された温度が複数の目標温度のうちのヒータ２３−１に対応する目標温度より小さいときに、交流電圧が正である複数の期間に対する複数の通電期間１０３の比率が大きくなるように、複数の通電期間１０３を変更する。制御装置８０は、その算出された温度が目標温度より大きいときに、交流電圧が正である複数の期間に対する複数の通電期間１０３の比率が小さくなるように、複数の通電期間１０３を変更する。制御装置８０は、電力供給部３２−１のスイッチ７１を開閉することにより、その変更された複数の通電期間１０３に交流電源７４からヒータ２３−１に交流電力を供給する。

【0047】

制御装置８０は、このように複数の通電期間１０３の比率を変更することにより、ヒータ２３−１の温度が目標温度になるように、ヒータ２３−１の温度を調整することができる。制御装置８０は、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎのうちのヒータ２３−１と異なる他のヒータに関しても、ヒータ２３−１と同様に、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎの温度が複数の目標温度にそれぞれなるように調整することができる。このとき、ウェハ６５は、静電チャック１７とウェハ６５との間に供給される伝熱ガスを介して、静電チャック１７からウェハ６５に伝熱されることにより、ウェハ６５の温度が所定の温度になるように調整される。

【0048】

制御装置８０は、ウェハ６５の温度が所定の温度に調整されているときに、第１高周波電源３５と第２高周波電源３６とを制御することにより、載置台１１の基材１６に高周波電力を供給する。処理空間５のうちの載置台１１とシャワーヘッド４１との間の領域には、載置台１１の基材１６に高周波電力が供給されることにより、プラズマが発生する。制御装置８０は、可変直流電源５５とスイッチ５７とを制御することにより、可変直流電源５５から所定の大きさの直流電圧をシャワーヘッド４１に印加する。このとき、ウェハ６５は、処理空間５に発生したプラズマによりエッチングされる。

【0049】

制御装置８０は、ウェハ６５が適切にエッチングされた後に、第１高周波電源３５と第２高周波電源３６とを制御することにより、載置台１１の基材１６に高周波電力が供給されることを停止する。制御装置８０は、さらに、可変直流電源５５とスイッチ５７とを制御することにより、直流電圧がシャワーヘッド４１に印加されないようにする。制御装置８０は、さらに、ゲートバルブ３を制御することにより、開口部７を開放する。制御装置８０は、さらに、直流電源３１を制御することにより、ウェハ６５が静電チャック１７に保持されることを解除する。ウェハ６５は、静電チャック１７に保持されていない場合で、開口部７が開放されているときに、開口部７を介してチャンバー１の処理空間５から搬出される。このようなプラズマエッチング方法によれば、ウェハ６５の温度が所定の温度に適切に調整され、ウェハ６５は、適切にエッチングされることができる。

【0050】

［インターロック方法］
インターロック方法は、プラズマエッチング方法と並行して実行され、すなわち、プラズマエッチング方法が実行されているときに実行される。制御装置８０は、まず、電力供給部３２−１の電圧計７２を制御することにより、ヒータ２３−１に印加される電圧の瞬時値を所定のサンプリング周期で測定する。制御装置８０は、リファレンス後半電圧割合と同様に、１つの通電期間１２１に測定された複数の瞬時値に基づいて後半電圧割合を算出する。後半電圧割合は、全体電圧実効値で後半電圧実効値を除算した値に等しい。全体電圧実効値は、１つの通電期間１２１にヒータ２３−１に印加された電圧の実効値を示し、１つの通電期間１２１に電圧計７２により測定された複数の瞬時値の平方の平均の平方根に等しい。後半電圧実効値は、後半期間１２４にヒータ２３−１に印加された電圧の実効値を示し、全体電圧実効値から前半電圧実効値を減算した値を示している。前半電圧実効値は、前半期間１２３にヒータ２３−１に印加された電圧の実効値を示し、前半期間１２３に電圧計７２により測定された複数の瞬時値の平方の平均の平方根に等しい。

【0051】

制御装置８０は、その算出された後半電圧割合を、セットアップ方法で算出された複数のリファレンス後半電圧割合のうちのヒータ２３−１に対応するリファレンス後半電圧割合と比較する。制御装置８０は、その後半電圧割合からリファレンス後半電圧割合を減算した値が所定の閾値（たとえば、５％）より大きいときに、複数の電力供給部３２−１〜３２−ｎを制御することにより、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎに電力の供給することを遮断する。制御装置８０は、その後半電圧割合からリファレンス後半電圧割合を減算した値が所定の閾値より大きいときに、さらに、基板処理装置１０を制御することにより、プラズマエッチング方法を中断する。

【0052】

制御装置８０は、ヒータ２３−１の後半電圧割合と同様に、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎに対応する複数の後半電圧割合を算出する。制御装置８０は、ヒータ２３−１と異なるヒータの後半電圧割合とリファレンス後半電圧割合の差が所定の閾値より大きい場合も、ヒータ２３−１の場合と同様に、複数のヒータ２３−１〜２３−ｎの電力供給を遮断し、プラズマエッチング方法を中断する。

【0053】

図８は、電源波形変動試験において複数のサンプル交流電圧に対応する複数の温度の一例を示すグラフである。電源波形変動試験では、既述の基板処理装置１０の交流電源７４がプログラマブル電源に置換されている。プログラマブル電源は、波形が互いに異なる複数のサンプル交流電圧を出力することができる。図８のグラフは、複数のサンプル交流電圧を複数の温度に対応付けている。複数の温度のうちのあるサンプル交流電圧に対応する温度は、そのサンプル交流電圧を用いてヒータ２３−１の温度が６０℃になるように、電力供給部３２−１が制御されたときのヒータ２３−１の温度を示している。複数のサンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧〜第１５サンプル交流電圧を含んでいる。

【0054】

図９は、第１サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。複数のサンプル交流電圧のうちの第１サンプル交流電圧は、図９に示されているように、電圧変化が正弦曲線に沿う交流電圧を示している。複数のサンプル交流電圧のうちの第２サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧のうちの６０度に対応するタイミングで瞬間的に電圧が７５％に低下する交流電圧を示している。複数のサンプル交流電圧のうちの第３サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧のうちの７０度に対応するタイミングで瞬間的に電圧が７５％に低下する交流電圧を示している。複数のサンプル交流電圧のうちの第４サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧のうちの８０度に対応するタイミングで瞬間的に電圧が７５％に低下する交流電圧を示している。

【0055】

図１０は、第５サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。複数のサンプル交流電圧のうちの第５サンプル交流電圧は、図１０に示されているように、第１サンプル交流電圧のうちの９０度に対応するタイミングで瞬間的に電圧が７５％に低下する交流電圧を示している。複数のサンプル交流電圧のうちの第６サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧のうちの１００度に対応するタイミングで瞬間的に電圧が７５％に低下する交流電圧を示している。複数のサンプル交流電圧のうちの第７サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧のうちの１１０度に対応するタイミングで瞬間的に電圧が７５％に低下する交流電圧を示している。

【0056】

複数のサンプル交流電圧のうちの第８サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧に第１サンプル交流電圧の３％の７次高調波が重畳された交流電圧を示している。図１１は、第９サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。複数のサンプル交流電圧のうちの第９サンプル交流電圧は、図１１に示されているように、第１サンプル交流電圧に第１サンプル交流電圧の５％の９次高調波が重畳された交流電圧を示している。複数のサンプル交流電圧のうちの第１０サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧に第１サンプル交流電圧の５％の１１次高調波が重畳された交流電圧を示している。複数のサンプル交流電圧のうちの第１１サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧に第１サンプル交流電圧の５％の１３次高調波が重畳された交流電圧を示している。

【0057】

複数のサンプル交流電圧のうちの第１２サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧に第１サンプル交流電圧の５％の１５次高調波が重畳された交流電圧を示している。複数のサンプル交流電圧のうちの第１３サンプル交流電圧は、第１サンプル交流電圧に第１サンプル交流電圧の５％の１７次高調波が重畳された交流電圧を示している。図１２は、第１４サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。複数のサンプル交流電圧のうちの第１４サンプル交流電圧は、図１２に示されているように、第１サンプル交流電圧に第１サンプル交流電圧の５％の１９次高調波が重畳された交流電圧を示している。図１３は、第１５サンプル交流電圧の波形の一例を示す図である。複数のサンプル交流電圧のうちの第１５サンプル交流電圧は、図１３に示されているように、第１サンプル交流電圧に第１サンプル交流電圧の１０％の３次高調波が重畳された交流電圧を示している。このとき、第１サンプル交流電圧〜第１５サンプル交流電圧は、電圧実効値が互いに概ね等しい。

【0058】

図８のグラフは、複数の温度のうちの第１サンプル交流電圧〜第１４サンプル交流電圧に対応する温度が所定の温度範囲１３１に含まれることを示している。図８のグラフは、さらに、複数の温度のうちの第１５サンプル交流電圧に対応する温度が所定の温度範囲１３１に含まれないことを示している。温度範囲１３１は、複数の温度のうちの第１サンプル交流電圧に対応する温度より０．２５℃低い温度から、複数の温度のうちの第１サンプル交流電圧に対応する温度より０．２５℃高い温度までの範囲を示している。すなわち、図８のグラフは、第１サンプル交流電圧〜第１４サンプル交流電圧のいずれかが交流電源７４から出力される場合に、制御装置８０がヒータ２３−１を適切に温度調整することができることを示している。図８のグラフは、さらに、交流電源７４から出力される交流電圧が第１サンプル交流電圧〜第１４サンプル交流電圧から第１５サンプル交流電圧に変化した場合に、制御装置８０がヒータ２３−１を適切に温度調整しなくなることを示している。

【0059】

ヒータ２３−１に複数のサンプル交流電圧の各々が印加されたときのヒータ２３−１の温度変化は、数学モデルを用いたシミュレーションにより、算出されることができる。図１４は、第１サンプル交流電圧のうちの半波長分がヒータ２３−１に印加されたときのヒータ２３−１の抵抗値の変化の一例を示すグラフである。図１４のグラフの曲線１３３は、第１サンプル交流電圧の変化を示している。曲線１３４は、ヒータ２３−１の抵抗値の変化を示している。図１４のグラフは、第１サンプル交流電圧のうちの半波長分がヒータ２３−１に印加されたときに、ヒータ２３−１に供給される電力の変化が、ヒータ２３−１の抵抗値の変化に至るまでに一次遅れが発生することを示している。すなわち、図１４のグラフは、ヒータ２３−１に印加される電圧の変化がヒータ２３−１の温度の変化に至るまでに一次遅れが発生することを示している。

【0060】

図１５は、第１５サンプル交流電圧のうちの半波長分がヒータ２３−１に印加されたときのヒータ２３−１の抵抗値の変化の一例を示すグラフである。図１５のグラフの曲線１３６は、第１５サンプル交流電圧の変化を示している。曲線１３７は、ヒータ２３−１の抵抗値の変化を示している。図１５のグラフは、図１４と同様に、ヒータ２３−１に印加される電圧の変化がヒータ２３−１の温度の変化に至るまでに一次遅れが発生することを示している。図１４のグラフと図１５のグラフとは、第１５サンプル交流電圧の印加が終了したタイミングでのヒータ２３−１の温度が、第１サンプル交流電圧の印加が終了したタイミングでのヒータ２３−１の温度より高いことを示している。すなわち、図１４のグラフと図１５のグラフとは、ヒータ２３−１に印加される電圧の実効値が等しい場合でも、ヒータ２３−１に印加される電圧の波形が異なるときに、ヒータ２３−１の温度が異なることがあることを示している。

【0061】

図１６は、複数のサンプル交流電圧に対応する複数の後半電圧割合の一例を示すグラフである。図１６のグラフは、第１サンプル交流電圧〜第１４サンプル交流電圧の後半電圧割合が所定の範囲内に含まれていることを示し、第１サンプル交流電圧〜第１４サンプル交流電圧の後半電圧割合が所定の閾値１３９（たとえば、３７％）より小さいことを示している。図１６のグラフは、さらに、第１５サンプル交流電圧の後半電圧割合が所定の閾値１３９より大きいことを示し、第１５サンプル交流電圧の後半電圧割合が所定の範囲内に含まれていないことを示している。

【0062】

図８のグラフと図１６のグラフとは、所定の閾値１３９より小さい後半電圧割合に対応するサンプル交流電圧が交流電源７４から出力されたときに、制御装置８０により温度調整されたヒータ２３−１の温度が所定の温度範囲１３１に含まれることを示している。図８のグラフと図１６のグラフとは、所定の閾値１３９より大きい後半電圧割合に対応するサンプル交流電圧が交流電源７４から出力されたときに、制御装置８０により温度調整されたヒータ２３−１の温度が所定の温度範囲１３１に含まれないことを示している。すなわち、図８のグラフと図１６のグラフとは、所定の閾値１３９より小さい後半電圧割合に対応するサンプル交流電圧が交流電源７４から出力されたときに、制御装置８０がヒータ２３−１を適切に温度調整することができることを示している。図８のグラフと図１６のグラフとは、さらに、所定の閾値１３９より大きい後半電圧割合に対応するサンプル交流電圧が交流電源７４から出力されたときに、ヒータ２３−１が適切に温度調整されず、温度に異常が発生することがあることを示している。

【0063】

このため、基板処理方法は、後半電圧割合を算出することにより、温度が適切に調整されているか否かを判定することができる。基板処理方法は、温度が適切に調整されているか否かが判定されることにより、プラズマエッチング処理を適切にインターロック処理することができ、温度の異常がウェハ６５に及ぼす影響を低減することができる。

【0064】

実施形態の基板処理方法は、ヒータ２３−１に印加される電圧の変化を測定することと、ウェハ６５の温度に関する異常が発生しているか否かをその電圧の変化に基づいて判定することとを備えている。基板処理方法は、その異常が発生していると判定されたときに、ウェハ６５を処理することを停止することとを備えている。ヒータ２３−１の温度は、ヒータ２３−１に印加される電圧の波形がリファレンス電圧の波形と異なるときに、目標温度に対する誤差が大きくなることがある。このような基板処理方法は、ヒータ２３−１に印加される電圧の変化に基づいて温度が適切に調整されているか否かが判定されることにより、ウェハ６５の温度の異常を適切に判定することができる。基板処理方法は、温度が適切に調整されているか否かが判定されることにより、温度の異常がウェハ６５に及ぼす影響を低減することができる。

【0065】

また、実施形態の基板処理方法は、ヒータ２３−１に流れる電流を測定することと、変換テーブル１１１−１を参照して、電圧と電流とに基づいて算出されるヒータ２３−１の抵抗値からヒータ２３−１の温度を算出することとを備えている。ここで、変換テーブル１１１−１は、複数の抵抗値１１３を複数の温度１１２に対応付けている。基板処理方法は、交流電源７４からヒータ２３−１に電力を供給したり、電力が交流電源７４からヒータ２３−１に供給されることを遮断したりするスイッチ７１を、その算出された温度に基づいて制御することとをさらに備えている。このような基板処理方法は、ウェハ６５を加熱するヒータ２３−１に印加される電圧の変化に基づいて温度が適切に調整されているか否かが判定されることにより、ウェハ６５の温度の異常を適切に判定することができる。

【0066】

また、実施形態の基板処理方法は、リファレンス電力がヒータ２３−１に供給されているリファレンス期間に、ヒータ２３−１に印加されるリファレンス電圧の変化を測定することと、ヒータ２３−１に流れるリファレンス電流の変化を測定することとを備えている。基板処理方法は、リファレンス期間にヒータ２３−１の温度の変化を測定することと、リファレンス電圧の変化とリファレンス電流の変化とヒータ２３−１の温度の変化とに基づいて変換テーブル１１１−１を作成することとをさらに備えている。このとき、異常が発生しているか否かは、リファレンス電圧の変化にさらに基づいて判定される。このような基板処理方法は、ヒータ２３−１の温度調整に利用される変換テーブル１１１−１が作成されるときに利用されたリファレンス電圧の変化が、温度異常の発生の判定に利用されることにより、ウェハ６５の温度の異常を適切に判定することができる。

【0067】

また、実施形態の基板処理方法において、異常が発生しているか否かは、全体電圧実効値で後半電圧実効値を除算した後半電圧割合に基づいて判定される。このとき、全体電圧実効値は、ヒータ２３−１に電力が供給されている通電期間１２１にヒータ２３−１に印加された電圧の実効値を示している。後半電圧実効値は、通電期間１２１のうちの１つのタイミング１２５から通電期間１２１の最後までの後半期間１２４にヒータ２３−１に印加された電圧の実効値を示している。このような基板処理方法は、後半電圧割合が温度調整の異常の発生の判定に利用されることにより、ウェハ６５の温度の異常を適切に判定することができる。

【0068】

また、実施形態の基板処理方法において、後半期間１２４の長さは、通電期間１２１の長さの１／４に等しい。このとき、後半電圧割合は、異常が発生しているか否かの判定に適切であり、基板処理方法は、温度が適切に調整されているか否かを判定することができ、温度の異常がウェハ６５に及ぼす影響を低減することができる。

【0069】

また、実施形態の基板処理方法は、通電期間１２１に測定された電圧の変化に基づいて全体電圧実効値を算出することと、前半期間１２３に測定された電圧の変化に基づいて前半電圧実効値を算出することとを備えている。基板処理方法は、全体電圧実効値から前半電圧実効値を減算することにより後半電圧実効値を算出することをさらに備えている。通電期間１２１の最後は、通電期間１２１の最初とタイミング１２５とに比較して、適切に判定され難く、このため、後半電圧実効値は、後半期間１２４に測定された電圧に基づいて算出されたときに、誤差が大きいことがある。このような基板処理方法は、後半電圧実効値が前半電圧実効値と全体電圧実効値とから算出されることにより、後半電圧割合を適切に算出することができる。基板処理方法は、後半電圧割合が適切に算出されることにより、温度が適切に調整されているか否かを判定することができ、温度の異常がウェハ６５に及ぼす影響を低減することができる。

【0070】

ところで、既述の基板処理方法では、後半電圧実効値が全体電圧実効値から前半電圧実効値を減算することにより算出されているが、前半期間１２３に電圧計７２により測定された電圧に基づいて算出されてもよい。この場合も、基板処理方法は、温度が適切に調整されているか否かを判定することができ、温度の異常がウェハ６５に及ぼす影響を低減することができる。

【0071】

ところで、既述の基板処理方法では、後半期間１２４の長さが通電期間１２１の長さの１／４に等しいが、後半期間１２４の長さが通電期間１２１の長さの１／４と異なっていてもよい。たとえば、後半期間１２４の長さは、通電期間１２１の長さの１／５と等しくてもよい。この場合も、基板処理方法は、温度が適切に調整されているか否かを判定することができ、温度の異常がウェハ６５に及ぼす影響を低減することができる。

【0072】

ところで、既述の基板処理方法では、ヒータ２３−１に印加される電圧の変化に基づいて温度の異常が発生しているか否かが判定されているが、ヒータ２３−１と異なる部品に印加される電圧の変化に基づいて温度が適切に調整されているか否かが判定されてもよい。この場合も、基板処理方法は、温度が適切に調整されているか判定することができ、温度の異常がウェハ６５に及ぼす影響を低減することができる。

【0073】

実施形態の基板処理装置１０は、ヒータ２３−１に印加される電圧の変化を測定する電圧計７２と、ウェハ６５の温度に関する異常が発生しているか否かをその電圧の変化に基づいて判定する制御装置８０とを備えている。制御装置８０は、さらに、その異常が発生していると判定されたときに、ウェハ６５を処理することが停止するように、基板処理装置１０を制御する。このような基板処理装置１０は、ヒータ２３−１に印加される電圧の変化に基づいて温度が適切に調整されているか否かを判定することができる。基板処理装置１０は、温度が適切に調整されているか判定されることにより、温度の異常がウェハ６５に及ぼす影響を低減することができる。

【0074】

なお、既述の基板処理装置１０では、プラズマが用いられてウェハ６５がエッチングされるが、そのプラズマとしては、様々なものが用いられることができる。そのプラズマとしては、ＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、Ｒａｄｉａｌ Ｌｉｎｅ Ｓｌｏｔ Ａｎｔｅｎｎａ、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｐｌａｓｍａ）、ＨＷＰ（Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）が例示される。

【符号の説明】

【0075】

１０ ：基板処理装置
１７ ：静電チャック
２３−１〜２３−ｎ：複数のヒータ
３２−１〜３２−ｎ：複数の電力供給部
６５ ：ウェハ
６６−１〜６６−ｎ：複数の分割領域
７１ ：スイッチ
７２ ：電圧計
７３ ：電流計
７４ ：交流電源
８０ ：制御装置
１１１−１〜１１１−ｎ：複数の変換テーブル
１１２ ：複数の温度
１１３ ：複数の抵抗値
１２１ ：通電期間
１２３ ：前半期間
１２４ ：後半期間
１２５ ：タイミング
１３１ ：温度範囲
１３９ ：所定の閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】