ホーム > 特許ランキング > 東京エレクトロン株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 東京エレクトロン株式会社の特許一覧 ▶ 国立大学法人京都工芸繊維大学の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024115005
(43)【公開日】2024-08-26
(54)【発明の名称】プラズマ計測装置およびプラズマ計測方法
(51)【国際特許分類】
H05H 1/00 20060101AFI20240819BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20240819BHJP
【ＦＩ】
H05H1/00 A
H05H1/46 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023020431
(22)【出願日】2023-02-14
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504255685
【氏名又は名称】国立大学法人京都工芸繊維大学
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】守屋 剛
(72)【発明者】
【氏名】尾▲崎▼ 成則
(72)【発明者】
【氏名】三瓶 明希夫
(72)【発明者】
【氏名】比村 治彦
【テーマコード（参考）】
2G084
【Ｆターム（参考）】
2G084AA05
2G084BB05
2G084BB14
2G084BB35
2G084CC04
2G084CC06
2G084CC14
2G084CC33
2G084DD04
2G084DD20
2G084DD25
2G084DD34
2G084DD48
2G084EE06
2G084FF14
2G084FF38
2G084FF39
2G084FF40
2G084HH02
2G084HH09
2G084HH20
2G084HH25
2G084HH28
2G084HH30
2G084HH34
2G084HH35
2G084HH36
2G084HH42
2G084HH52
(57)【要約】
【課題】処理容器内のプラズマの分布に与える影響を抑えつつ、処理容器内のプラズマの分布を精度よく計測する。
【解決手段】プラズマ計測装置は、レンズアレイと、センサと、制御部とを備える。レンズアレイは、プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されている。センサは、処理容器内のプラズマが発する光をレンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成される。制御部は、センサによって変換された電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される。
【選択図】図３
【解決手段】プラズマ計測装置は、レンズアレイと、センサと、制御部とを備える。レンズアレイは、プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されている。センサは、処理容器内のプラズマが発する光をレンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成される。制御部は、センサによって変換された電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されたレンズアレイと、
前記処理容器内のプラズマが発する光を前記レンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されるセンサと、
前記電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される制御部と
を備えるプラズマ計測装置。
前記処理容器内のプラズマが発する光を前記レンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されるセンサと、
前記電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される制御部と
を備えるプラズマ計測装置。
【請求項2】
前記レンズアレイは、
複数の第１のレンズと、
前記第１のレンズの間に配置され、前記第１のレンズよりも小さい複数の第２のレンズとを有する請求項１に記載のプラズマ計測装置。
複数の第１のレンズと、
前記第１のレンズの間に配置され、前記第１のレンズよりも小さい複数の第２のレンズとを有する請求項１に記載のプラズマ計測装置。
【請求項3】
複数の前記第１のレンズの中の少なくとも一部のレンズおよび複数の前記第２のレンズの中の少なくとも一部のレンズには、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられている請求項２に記載のプラズマ計測装置。
【請求項4】
複数の前記第１のレンズの中の他の一部のレンズおよび複数の前記第２のレンズの中の他の一部のレンズには、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられる請求項３に記載のプラズマ計測装置。
【請求項5】
第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有するレンズアレイモジュールをさらに備え、
前記第１のレンズアレイには、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられ、
前記第２のレンズアレイには、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられる請求項２に記載のプラズマ計測装置。
前記第１のレンズアレイには、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられ、
前記第２のレンズアレイには、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられる請求項２に記載のプラズマ計測装置。
【請求項6】
第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有するレンズアレイモジュールをさらに備え、
前記第１のレンズアレイに配置された複数のレンズと、前記第２のレンズアレイに配置された複数のレンズとは、大きいレンズと小さいレンズとの大きさの比率および配置の少なくともいずれかが異なる請求項２から５のいずれか一項に記載のプラズマ計測装置。
前記第１のレンズアレイに配置された複数のレンズと、前記第２のレンズアレイに配置された複数のレンズとは、大きいレンズと小さいレンズとの大きさの比率および配置の少なくともいずれかが異なる請求項２から５のいずれか一項に記載のプラズマ計測装置。
【請求項7】
前記レンズアレイは、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有し、
前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとは、前記第１のレイズアレイに含まれるそれぞれの第１のレンズと前記第２のレイズアレイに含まれるそれぞれの第１のレンズとが対応し、前記第１のレイズアレイに含まれるそれぞれの第２のレンズと前記第２のレイズアレイに含まれるそれぞれの第２のレンズとが対応するように、前記処理容器と前記センサとの間に重ねて配置され、
前記第１のレンズアレイと前記第２のレイズアレイとの間の距離が変更可能である請求項２に記載のプラズマ計測装置。
前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとは、前記第１のレイズアレイに含まれるそれぞれの第１のレンズと前記第２のレイズアレイに含まれるそれぞれの第１のレンズとが対応し、前記第１のレイズアレイに含まれるそれぞれの第２のレンズと前記第２のレイズアレイに含まれるそれぞれの第２のレンズとが対応するように、前記処理容器と前記センサとの間に重ねて配置され、
前記第１のレンズアレイと前記第２のレイズアレイとの間の距離が変更可能である請求項２に記載のプラズマ計測装置。
【請求項8】
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは屈折率が異なる流体が充填される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは屈折率が異なる流体が充填される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
【請求項9】
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは光の透過率が異なる流体が充填される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは光の透過率が異なる流体が充填される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
【請求項10】
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは透過する波長の範囲が異なる流体が充填される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは透過する波長の範囲が異なる流体が充填される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
【請求項11】
前記制御部は、
ａ） 前記プラズマ処理装置に設定される複数のレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する工程と、
ｂ） 一部のレシピの情報とプラズマの三次元分布の情報とを受け付ける工程と、
ｃ） 前記学習モデルを用いて、受け付けたプラズマの三次元分布の情報に対応するレシピの情報を出力する工程と
を実行するように構成される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
ａ） 前記プラズマ処理装置に設定される複数のレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する工程と、
ｂ） 一部のレシピの情報とプラズマの三次元分布の情報とを受け付ける工程と、
ｃ） 前記学習モデルを用いて、受け付けたプラズマの三次元分布の情報に対応するレシピの情報を出力する工程と
を実行するように構成される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
【請求項12】
前記制御部は、
ｄ） 前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする転移学習により学習モデルを更新する工程
をさらに実行するように構成される請求項１１に記載のプラズマ計測装置。
ｄ） 前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする転移学習により学習モデルを更新する工程
をさらに実行するように構成される請求項１１に記載のプラズマ計測装置。
【請求項13】
前記制御部は、
ａ） 前記プラズマ処理装置に設定される複数のレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報と、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置によって処理された基板の処理結果の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する工程と、
ｂ） 一部のレシピの情報と基板の処理結果の情報を受け付ける工程と、
ｃ） 前記学習モデルを用いて、前記基板の処理結果の情報に対応するレシピの情報を出力する工程と
を実行するように構成される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
ａ） 前記プラズマ処理装置に設定される複数のレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報と、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置によって処理された基板の処理結果の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する工程と、
ｂ） 一部のレシピの情報と基板の処理結果の情報を受け付ける工程と、
ｃ） 前記学習モデルを用いて、前記基板の処理結果の情報に対応するレシピの情報を出力する工程と
を実行するように構成される請求項１に記載のプラズマ計測装置。
【請求項14】
前記制御部は、
ｄ） 前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報と、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置によって処理された基板の処理結果の情報とのセットを学習データとする転移学習により学習モデルを更新する工程
をさらに実行するように構成される請求項１３に記載のプラズマ計測装置。
ｄ） 前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報と、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置によって処理された基板の処理結果の情報とのセットを学習データとする転移学習により学習モデルを更新する工程
をさらに実行するように構成される請求項１３に記載のプラズマ計測装置。
【請求項15】
プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されたレンズアレイと、
前記処理容器内のプラズマが発する光を前記レンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されるセンサと、
制御部とを備えるプラズマ計測装置におけるプラズマ計測方法であって、
前記制御部は、
Ａ）前記レンズアレイおよび前記センサを介して、前記処理容器内のプラズマが発する光に対応する電気信号を取得する工程と、
Ｂ）前記電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成する工程と
を実行するプラズマ計測方法。
前記処理容器内のプラズマが発する光を前記レンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されるセンサと、
制御部とを備えるプラズマ計測装置におけるプラズマ計測方法であって、
前記制御部は、
Ａ）前記レンズアレイおよび前記センサを介して、前記処理容器内のプラズマが発する光に対応する電気信号を取得する工程と、
Ｂ）前記電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成する工程と
を実行するプラズマ計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の種々の側面および実施形態は、プラズマ計測装置およびプラズマ計測方法に関する。
【背景技術】
【0002】
下記の特許文献１には、「半導体プラズマ処理チャンバ内での、プラズマ発光の二次元分布を計測する方法、演算方法、システム及び装置が開示される。取得されたプラズマ発光の二次元分布は、プラズマ中に存在する関心がある特定の化学種の濃度の二次元分布を推測するのに用いられる。これによりプロセス開発や、新規かつ改善されたプロセスツール開発にも有用な手段が提供される。開示された技術は、演算的には単純かつ低廉であり、光学強度の周方向の変動を許容する基底関数の合計という想定光学強度分布の拡張利用を含む。」ことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０１７－５０２２５９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、処理容器内のプラズマの分布に与える影響を抑えつつ、処理容器内のプラズマの分布を精度よく計測することができるプラズマ計測装置およびプラズマ計測方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一側面におけるプラズマ計測装置は、レンズアレイと、センサと、制御部とを備える。レンズアレイは、プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されている。センサは、処理容器内のプラズマが発する光をレンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成される。制御部は、センサによって変換された電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される。
【発明の効果】
【0006】
本開示の種々の側面および実施形態によれば、処理容器内のプラズマの分布に与える影響を抑えつつ、処理容器内のプラズマの分布を精度よく計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、プラズマ計測装置およびプラズマ計測方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により、開示されるプラズマ計測装置およびプラズマ計測方法が限定されるものではない。
【0009】
ところで、処理容器内で生成されたプラズマにより基板に処理を行う場合、プラズマの分布の均一性は、基板の処理の均一性に大きく影響を与える。そのため、処理容器内でプラズマの分布を均一に保つことは重要である。しかし、プラズマの状態を外部から観察するために、処理容器の壁面に観察用の窓が設けられると、処理容器の壁面に不連続な部分が存在するためにプラズマの分布を均一に保つことが難しくなる。そのため、プラズマの状態を外部から観察するための窓は、少ない方が好ましい。
【0010】
また、特許文献１の技術では、処理容器内のプラズマの平面的な二次元の分布が計測されるが、プラズマは、高さ方向にも分布している。そのため、処理容器内のプラズマの挙動をより正確に計測するためには、プラズマの三次元分布を計測することが求められる。
【0011】
そこで、本開示は、処理容器内のプラズマの分布に与える影響を抑えつつ、処理容器内のプラズマの分布を精度よく計測することができるプラズマ計測装置およびプラズマ計測方法を提供する。
【0012】
（第１の実施形態）
［プラズマ処理システム１０の構成］
図１は、プラズマ処理システム１０の構成の一例を示す概略図である。プラズマ処理システム１０は、プラズマ処理装置１００およびプラズマ計測装置２０を備える。プラズマ処理装置１００は、プラズマを用いて、処理容器内の基板に対して予め定められた膜を形成する処理を実行する。プラズマ計測装置２０は、プラズマ処理装置１００で基板の処理が実行される際に処理容器内に生成されているプラズマの三次元分布を計測する。
［プラズマ処理システム１０の構成］
図１は、プラズマ処理システム１０の構成の一例を示す概略図である。プラズマ処理システム１０は、プラズマ処理装置１００およびプラズマ計測装置２０を備える。プラズマ処理装置１００は、プラズマを用いて、処理容器内の基板に対して予め定められた膜を形成する処理を実行する。プラズマ計測装置２０は、プラズマ処理装置１００で基板の処理が実行される際に処理容器内に生成されているプラズマの三次元分布を計測する。
【0013】
［プラズマ処理装置１００の構成］
プラズマ処理装置１００は、処理容器１０１と、載置台１０２と、ガス供給機構１０３と、排気装置１０４と、マイクロ波導入装置１０５と、制御部１９０とを有する。
プラズマ処理装置１００は、処理容器１０１と、載置台１０２と、ガス供給機構１０３と、排気装置１０４と、マイクロ波導入装置１０５と、制御部１９０とを有する。
【0014】
処理容器１０１は、処理容器１０１の内部に、略円筒状の処理空間を提供する。処理容器１０１の処理空間内には、基板が載せられる載置台１０２が設けられている。ガス供給機構１０３は、処理容器１０１内にガスを供給する。排気装置１０４は、処理容器１０１内のガスを排気する。マイクロ波導入装置１０５は、処理容器１０１内にプラズマを生成させるためのマイクロ波を発生させると共に、処理容器１０１内にマイクロ波を供給する。制御部１９０は、プラズマ処理装置１００の各部を制御する。
【0015】
処理容器１０１は、例えばアルミニウムおよびその合金等の金属材料によって略円筒形状に形成されている。処理容器１０１は、天壁部１１１と、底壁部１１３と、天壁部１１１および底壁部１１３を連結する側壁部１１２とを有する。
【0016】
天壁部１１１には、マイクロ波導入装置１０５のマイクロ波放射機構１４３及びガスノズル１２３が嵌め込まれる複数の開口部が設けられている。側壁部１１２には、処理容器１０１に隣接する搬送室（図示せず）との間で基板Ｗの搬入および搬出を行うための開口１１４が形成されている。開口１１４は、ゲートバルブ１１５により開閉される。また、側壁部１１２において、載置台１０２よりも上側となる位置には、複数のガスノズル１２４が設けられている。
【0017】
また、側壁部１１２には、処理容器１０１の内部に生成されたプラズマを、処理容器１０１の外部から観察するための窓１１７が設けられている。窓１１７は、石英等の光を透過可能な部材により形成されている。窓１１７を通過したプラズマの光は、プラズマ計測装置２０によって計測される。本実施形態では、側壁部１１２に窓１１７が１つ設けられている。そのため、側壁部１１２に複数の窓が設けられる場合に比べて、処理容器１０１の内部に生成されるプラズマの分布の均一性の低下を抑えることができる。
【0018】
底壁部１１３には、開口部が設けられており、該開口部には、排気管１１６を介して、真空ポンプおよび圧力制御バルブを有する排気装置１０４が設けられている。排気装置１０４の真空ポンプにより排気管１１６を介して処理容器１０１内のガスが排気される。処理容器１０１内の圧力は、排気装置１０４の圧力制御バルブにより制御される。
【0019】
載置台１０２は、表面に陽極酸化処理が施されたアルミニウムまたはセラミックス材料（例えば窒化アルミニウム）等の誘電体により略円板状に形成されている。載置台１０２の上面に基板Ｗが載せられる。載置台１０２は、処理容器１０１の底部中央から上方に延びる略円筒状の窒化アルミニウム等のセラミックスからなる支持部材１２０および基部部材１２１により支持されている。
【0020】
ガス供給機構１０３は、各種のガスを処理容器１０１内に供給する。ガス供給機構１０３は、ガスノズル１２３と、ガスノズル１２４と、ガス供給配管１２５と、ガス供給部１２７とを有している。ガスノズル１２３は、処理容器１０１の天壁部１１１に形成された開口部に嵌め込まれている。ガスノズル１２４は、処理容器１０１の側壁部１１２に形成された開口部に嵌め込まれている。ガス供給部１２７は、ガス供給配管１２５を介してそれぞれのガスノズル１２３およびガスノズル１２４と接続されている。ガス供給部１２７は、各種のガスの供給源を有する。また、ガス供給部１２７は、各種のガスの供給開始および供給停止を行う開閉バルブや、ガスの流量を調整する流量調整機構を有する。
【0021】
マイクロ波導入装置１０５は、マイクロ波出力部１３０と、アンテナユニット１４０とを有する。マイクロ波出力部１３０は、マイクロ波を生成するとともに、マイクロ波を複数の経路に分配して出力する。アンテナユニット１４０は、マイクロ波出力部１３０から出力されたマイクロ波を処理容器１０１内に供給する。
【0022】
マイクロ波出力部１３０は、マイクロ波電源と、マイクロ波発振器と、アンプと、分配器とを有する。マイクロ波発振器は、例えば８６０ＭＨｚのマイクロ波を生成する。なお、マイクロ波の周波数は、８６０ＭＨｚに限らず、２．４５ＧＨｚ、８．３５ＧＨｚ、５．８ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ等、７００ＭＨｚ～１０ＧＨｚの範囲のものを用いることができる。アンプは、マイクロ波発振器によって生成されたマイクロ波を増幅する。分配器は、アンプによって増幅されたマイクロ波を、入力側と出力側のインピーダンスを整合させながら、複数の経路に分配する。
【0023】
アンテナユニット１４０は、複数のアンテナモジュールを有する。それぞれのアンテナモジュールは、アンプ部１４２と、マイクロ波放射機構１４３とを有する。アンプ部１４２は、分配されたマイクロ波を増幅してマイクロ波放射機構１４３へ出力する。マイクロ波放射機構１４３は、天壁部１１１に設けられている。マイクロ波放射機構１４３は、アンプ部１４２から出力されたマイクロ波を処理容器１０１内に放射する。
【0024】
複数のマイクロ波放射機構１４３は、例えば図１に示されるように、天壁部１１１に設けられている。マイクロ波放射機構１４３の下面側には、天壁部１１１に嵌め込まれているマイクロ波透過板１６３が設けられている。マイクロ波透過板１６３の下面は、処理容器１０１の内部空間に露出している。マイクロ波透過板１６３を透過したマイクロ波は、処理容器１０１内に供給されたガスを励起し、処理容器１０１内にプラズマを生成する。
【0025】
図２は、マイクロ波放射機構１４３の配置の一例を示す図である。本実施形態において、天壁部１１１には、例えば図２に示されるように、マイクロ波放射機構１４３が７個設けられている。図２の例では、６個のマイクロ波放射機構１４３が正六角形の頂点の位置に配置され、さらに１個のマイクロ波放射機構１４３が正六角形の中心位置に配置されている。また、天壁部１１１には、７個のマイクロ波放射機構１４３にそれぞれ対応してマイクロ波透過板１６３が配置されている。これら７個のマイクロ波透過板１６３は、隣接するマイクロ波透過板１６３が等間隔になるように配置されている。また、ガス供給機構１０３の複数のガスノズル１２３は、中央のマイクロ波透過板１６３の周囲を囲むように配置されている。なお、天壁部１１１に設けるアンテナモジュールの数は、６個以下であってもよく、８個以上であってもよい。
【0026】
アンテナユニット１４０は、各アンテナモジュールのアンプ部１４２を制御することで、各アンテナモジュールのマイクロ波放射機構１４３から放射されるマイクロ波の電力を調整することができる。例えば、中央のマイクロ波放射機構１４３から放射されるマイクロ波の電力と、周辺の６個のマイクロ波放射機構１４３から放射されるマイクロ波の電力の比を制御することにより、基板Ｗの径方向におけるマイクロ波の分布を制御することができる。また、周辺の６個のマイクロ波放射機構１４３において、マイクロ波の電力の比を制御することにより、基板Ｗの周方向におけるマイクロ波の分布を制御することができる。
【0027】
上記のように構成されたプラズマ処理装置１００は、制御部１９０によって、動作が統括的に制御される。制御部１９０は、メモリ、プロセッサ、および入出力インターフェイスを有する。メモリ内には、プラズマ処理を行う際の条件等を含むレシピ等のデータやプログラム等が格納される。入出力インターフェイスは、プラズマ処理装置１００の各部と制御信号の送受信を行う機能と、ユーザからプラズマ処理に用いられるレシピの設定を受け付ける機能とを有する。メモリは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、またはＳＳＤ（Solid State Drive）等である。プロセッサは、メモリから読み出されたプログラムを実行することで、メモリ内に格納されたレシピ等のデータおよび／またはユーザから受け付けたレシピ等のデータに基づいて、入出力インターフェイスを介してプラズマ処理装置１００の各部を制御する。プロセッサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。
【0028】
［プラズマ計測装置２０の構成］
図３は、プラズマ計測装置２０の一例を示す図である。プラズマ計測装置２０は、レンズアレイ２１、センサ２２、および制御部２３を有する。センサ２２と制御部２３とは、信号ケーブル２４を介して接続されている。
図３は、プラズマ計測装置２０の一例を示す図である。プラズマ計測装置２０は、レンズアレイ２１、センサ２２、および制御部２３を有する。センサ２２と制御部２３とは、信号ケーブル２４を介して接続されている。
【0029】
レンズアレイ２１は、例えば図４に示されるように、異なる大きさの複数のレンズが配置されている。図４の例では、レンズアレイ２１は、大きさが異なる２種類のレンズ２１０およびレンズ２１１を有している。レンズ２１０は第１のレンズの一例であり、レンズ２１１は第２のレンズの一例である。
【0030】
レンズ２１０は、レンズ２１１よりも大きい。本実施形態において、レンズ２１１は、レンズ２１０の間に配置されている。これにより、同一の大きさのレンズのみが配置される場合に比べて、同一の領域により多くのレンズを配置することができる。例えば、同一の大きさのレンズのみが配置される場合、レンズの充填率は、正方配置で約０．７８５、六方配置で約０．９０７である。一方、図４の例におけるレンズの充填率は、約０．９１１である。これにより、本実施形態のレンズアレイ２１は、より多くの光を取り込むことができ、レンズアレイ２１の小型化も可能となる。
【0031】
また、図４の例において、レンズ２１０に対するレンズ２１１の大きさの比は約０．６４である。なお、レンズ２１０およびレンズ２１１の配置および大きさの比は、図４の例に限られず、例えば図５や図６のような配置および大きさの比であってもよい。図５の例では、レンズ２１０に対するレンズ２１１の大きさの比は、約０．３９である。図６の例では、レンズ２１０に対するレンズ２１１の大きさの比は、約０．１０である。
【0032】
レンズ２１０とレンズ２１１との大きさの差が大きくなる程、レンズ２１０を介して検出可能な光量の範囲と、レンズ２１１を介して検出可能な光量の範囲の差が大きくなる。そのため、レンズ２１０を介して検出可能な光量の範囲と、レンズ２１１を介して検出可能な光量の範囲との重なりを維持する範囲で、レンズアレイ２１を介して検出可能な光量のダイナミックレンジを大きくすることができる。また、小さなレンズ２１１は、大きなレンズ２１０よりも焦点深度が長く、ピントが合う範囲が長い。そのため、レンズアレイ２１全体としてピントを合わせやすいという効果も得られる。
【0033】
なお、レンズ２１０およびレンズ２１１の厚みはその強度が保たれる範囲で薄く形成することが望ましい。また、それぞれのレンズにおける焦点距離は、測定対象に応じて適宜設定され、例えば１ｍｍ～１０ｍｍの範囲が望ましい。また、望ましい焦点距離が得られるのであれば、レンズの厚みや光量などは限定されない。
【0034】
また、図４～図６に例示されたレンズアレイ２１は、大きさが異なる２種類のレンズ２１０およびレンズ２１１を有するが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、レンズアレイ２１は、大きさが異なる３種類以上のレンズを有していてもよい。大きさが異なる３種類のレンズを有するレンズアレイ２１の例としては、例えば図７に示されるようなレンズアレイ２１が考えられる。図７に例示されたレンズアレイ２１は、レンズ２１０と、レンズ２１０よりも小さいレンズ２１１と、レンズ２１１よりも小さいレンズ２１２とを有する。また、大きさが異なる４種類のレンズを有するレンズアレイ２１の例としては、例えば図８に示されるようなレンズアレイ２１が考えられる。図８に例示されたレンズアレイ２１は、レンズ２１０と、レンズ２１０よりも小さいレンズ２１１と、レンズ２１１よりも小さいレンズ２１２と、レンズ２１２よりも小さいレンズ２１３とを有する。
【0035】
また、レンズアレイ２１には、特定の範囲の波長の光を通過させることができるフィルタが設けられてもよい。このようなフィルタは、例えばレンズの表面に設けられてもよく、レンズ自体が特定の範囲の波長の光を通過させることができる色素によって着色されてもよい。これにより、特定の範囲の波長の光を発するプラズマの三次元分布を精度よく計測することができる。また、レンズアレイ２１に配置される複数のレンズ２１０およびレンズ２１１の中の一部のレンズ２１０およびレンズ２１１には、第１の範囲の波長の光を通過させることができる第１のフィルタが設けられてもよい。また、レンズアレイ２１に配置される複数のレンズ２１０およびレンズ２１１の中の他の一部のレンズ２１０およびレンズ２１１には、第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させることができる第２のフィルタが設けられてもよい。これにより、第１の範囲の波長の光を発するプラズマの三次元分布と、第２の範囲の波長の光を発するプラズマの三次元分布とを、それぞれ別々に計測することができる。
【0036】
センサ２２は、処理容器１０１内のプラズマが発する光をレンズアレイ２１に配置されたレンズ２１０およびレンズ２１１のそれぞれを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されている。センサ２２は、光から変換された電気信号を、信号ケーブル２４を介して制御部２３へ出力する。
【0037】
制御部２３は、センサ２２によって変換された電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより処理容器１０１内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される。以下、制御部２３によって実行されるインテグラルフォトグラフィの一例について説明する。
【0038】
ここで、対象物の三次元の輝度分布をｇ（ｘ，ｙ，ｚ）とし、撮影で得られた二次元画像の輝度の強度をＩ（Ｘ，Ｙ）とする。以下では、Ｉ（Ｘ，Ｙ）からｇ（ｘ，ｙ，ｚ）を見積もる方法について、「ライトフィールドとデコンボリューション」および「直交関数による基底分解」の二つの手法について説明する。
【0039】
１． ライトフィールドとデコンボリューション
１．１ ライトフィールド
視差を持って撮影された複数個の像について、仮想空間上で同じ位置関係のレンズを通して光線追跡を行う。このような計算上での仮想的な光線追跡の結果得られる光線で描かれた三次元空間での場をライトフィールドという。ライトフィールドの強度分布Ｋ（ｘ，ｙ，ｚ）は、点（Ｘi，Ｙi）上の強度Ｉ（Ｘi，Ｙi）の寄与の足し算に比例し、比例定数をγとすると、以下の式（１）で表される。
１．１ ライトフィールド
視差を持って撮影された複数個の像について、仮想空間上で同じ位置関係のレンズを通して光線追跡を行う。このような計算上での仮想的な光線追跡の結果得られる光線で描かれた三次元空間での場をライトフィールドという。ライトフィールドの強度分布Ｋ（ｘ，ｙ，ｚ）は、点（Ｘi，Ｙi）上の強度Ｉ（Ｘi，Ｙi）の寄与の足し算に比例し、比例定数をγとすると、以下の式（１）で表される。
【数1】
【0040】
上記の式（１）において、γは受光と光線追跡における光強度のモデルによって決まる係数である。一例として、入射角による光束の変化、および、距離による減衰を考慮すると、係数γは、以下の式（２）で表される。
上記の式（２）において、ｒiは（Ｘi，Ｙi）と（ｘ，ｙ，ｚ）との間の距離であり、θiは光と視線軸のなす角度である。また、上記の式（１）において、Ｓiは、ｉ番目のレンズが視野の中に存在するかどうかを表す関数であり、以下の関係式（３）で与えられる。
【数2】
【数3】
【0041】
得られたライトフィールドをボクセルに分割する。
上記の式（４）において、＜Ｋ（ｘ，ｙ，ｚ）＞は、ｍ番目のボクセルについて、Ｋの体積平均の値をとったものである。
【数4】
【0042】
１．２ デコンボリューション
次に、ボクセル化されたライトフィールドにデコンボリューションを適用する。ライトフィールドＫmは、真の値ｇが広がったものの和となっているので、以下の式（５）のように表すことができる。
上記式（５）において、ｇkはｋ番目のボクセルの真の値であり、ｐ（ｍ，ｋ）はｋ番目のボクセルからｍ番目のボクセルに分配される割合、すなわち点広がり関数を表している。ｎ番目のボクセルからｍ番目のボクセルへ分配された光強度の推定量
は、以下の式（６）のように表すことができる。
次に、ボクセル化されたライトフィールドにデコンボリューションを適用する。ライトフィールドＫmは、真の値ｇが広がったものの和となっているので、以下の式（５）のように表すことができる。
【数5】
【数6】
【数7】
【0043】
ここで、ｎ番目のボクセルでの真値の推定値
は、本来ボクセルｎにあるべきであった光強度が、他のボクセルｍに分配された光強度の推定量
の各ボクセルの総和で求められるため、以下の式（７）のように表すことができる。
【数8】
【数9】
【数10】
【0044】
ここで、
は、ｎ番目のボクセルにおいて見積もられた輝度の値である。もし、ｐ（ｍ，ｋ）が既知であるなら、以下の式（８）に基づく試行計算で真の値を評価することができる。
上記式（８）において、上付き文字(t)は、ｔ回目の試行で得られている値であることを示す。
【数11】
【数12】
【0045】
上記の点広がり関数ｐが既知でない場合が存在しうる。その場合は、ライトフィールドおよび撮像系の効果を全て内包した点広がり関数ｐを同定する必要がある。アプローチとして考えられるのは、点広がり関数ｐを例えばガウス分布ｐ(0)などと仮定し、ガウス分布ｐ(0)の下でデコンボリューションを行う。そして、得られた
の分布を固定し、点広がり関数ｐを試行で求める。これらを繰り返して、
と点広がり関数ｐとを更新していく。
【数13】
【数14】
【0046】
１．３ 手順
以上の手順をまとめると、以下のようになる。
［１］撮影画像から光線追跡をすることでライトフィールドを作成する。
［２］作成されたライトフィールドに対して、点広がり関数ｐを用いたデコンボリューションを適用する。
［３］点広がり関数ｐが未知の場合は、デコンボリューションの結果から点広がり関数ｐを更新し、上記［２］を行う。
［４］最終的に輝度の三次元分布ｇ（ｘ，ｙ，ｚ）を得る。
以上の手順をまとめると、以下のようになる。
［１］撮影画像から光線追跡をすることでライトフィールドを作成する。
［２］作成されたライトフィールドに対して、点広がり関数ｐを用いたデコンボリューションを適用する。
［３］点広がり関数ｐが未知の場合は、デコンボリューションの結果から点広がり関数ｐを更新し、上記［２］を行う。
［４］最終的に輝度の三次元分布ｇ（ｘ，ｙ，ｚ）を得る。
【0047】
２． 直交関数による基底分解
まず、撮影対象となるｇ（ｘ，ｙ，ｚ）を要素数Ｍg個のボクセルベクトルｇで表す。そして、レンズアレイ２１を通してプラズマを撮影し、撮影した画像Ｉ（Ｘ，Ｙ）は要素数ＮI個の画像ベクトルＩと表す。レンズやセンサの配置で決まるＮI×Ｍgの幾何変換行列Ｐを用いることにより、画像ベクトルＩは、下記の式（９）のように、ボクセルベクトルｇの式で表すことができる。
まず、撮影対象となるｇ（ｘ，ｙ，ｚ）を要素数Ｍg個のボクセルベクトルｇで表す。そして、レンズアレイ２１を通してプラズマを撮影し、撮影した画像Ｉ（Ｘ，Ｙ）は要素数ＮI個の画像ベクトルＩと表す。レンズやセンサの配置で決まるＮI×Ｍgの幾何変換行列Ｐを用いることにより、画像ベクトルＩは、下記の式（９）のように、ボクセルベクトルｇの式で表すことができる。
【数15】
【0048】
また、光源分布ｇが要素数Ｍg個の基底関数ベクトルｆiの和で表されると仮定すると、光源分布ｇは、下記の式（１０）のように表すことができる。
そして、係数ベクトルｓ＝（ｓ1，ｓ2，・・・ｓn）を求めることで、光源分布ｇを求めることができる。
【数16】
【0049】
ここで、ある基底関数ベクトルｆiが作る基底画像ベクトルＡiは、下記の式（１１）のように表すことができる。
【数17】
【0050】
これにより、以下の関係式（１２）が成り立つ。
したがって、撮影で得られた画像Ｉは、基底画像Ａの重ね合わせで表現することができる。そして、係数ｓを求めることにより、元の三次元分布ｇを決定することができる。
【数18】
【0051】
２．１ 直交関数
基底として用いる関数は、直交関数であれば原理的には何でも良いが、三次元の円筒状の処理容器１０１を使用する場合は、周期境界条件を持つθ方向にはFourier級数を用い、壁で輝度が０になると仮定すると半径方向にはBessel関数を用いる。また、プラズマ源がｚ方向（高さ方向）に存在する場合は、プラズマ源ではない方向も０の境界条件としてBessel関数を適用することで、基底関数ｆは、下記の式（１３）のように表すことができる。基底関数ｆは周期性があり、０点を複数持てばよく、Bessel関数で展開されることに限定されるわけではない。
ここでｒは規格化小半径、ｚは規格化高さ、ＪmおよびＪtはｍ次およびｔ次のBessel関数の次数、λkはBessel関数のk番目の０点である。
基底として用いる関数は、直交関数であれば原理的には何でも良いが、三次元の円筒状の処理容器１０１を使用する場合は、周期境界条件を持つθ方向にはFourier級数を用い、壁で輝度が０になると仮定すると半径方向にはBessel関数を用いる。また、プラズマ源がｚ方向（高さ方向）に存在する場合は、プラズマ源ではない方向も０の境界条件としてBessel関数を適用することで、基底関数ｆは、下記の式（１３）のように表すことができる。基底関数ｆは周期性があり、０点を複数持てばよく、Bessel関数で展開されることに限定されるわけではない。
【数19】
【0052】
２．２ 正則化
推測法は不完全な逆問題であるため、Ridge回帰やLasso回帰などの正則化を用いる。一例として、Ridge回帰を下記の式（１４）に示す。
推測法は不完全な逆問題であるため、Ridge回帰やLasso回帰などの正則化を用いる。一例として、Ridge回帰を下記の式（１４）に示す。
【数20】
【0053】
上記の式（１４）において、ｍｉｎＬ（ｓ，α）をとるｓを
と表す。ここでは、残留誤差が最も小さくなるときのαを求めればよい。そして、求めた
を用いることで、下記の式（１５）で表される元の三次元分布を評価する。
【数21】
【数22】
【数23】
【0054】
２．３ 手順
以上の手順をまとめると、以下のようになる。
［１］撮影対象、レンズ、カメラの相対位置から、事前に幾何変換行列Ｐと、基底関数ｆが作る基底画像Ａを計算しておく。
［２］正則化手法により、撮影された画像を基底画像の足し合わせで表現できる係数ベクトルｓを決定する。
［３］得られた係数ベクトルｓから輝度の三次元分布ｇ（ｘ，ｙ，ｚ）を得る。
以上の手順をまとめると、以下のようになる。
［１］撮影対象、レンズ、カメラの相対位置から、事前に幾何変換行列Ｐと、基底関数ｆが作る基底画像Ａを計算しておく。
［２］正則化手法により、撮影された画像を基底画像の足し合わせで表現できる係数ベクトルｓを決定する。
［３］得られた係数ベクトルｓから輝度の三次元分布ｇ（ｘ，ｙ，ｚ）を得る。
【0055】
上記のような制御部２３の機能は、例えば図９に示されるような構成のコンピュータ９０により実現される。図９は、制御部２３の機能を実現するコンピュータ９０の一例を示す図である。コンピュータ９０は、ＣＰＵ９１、ＲＡＭ９２、ＲＯＭ９３、補助記憶装置９４、通信Ｉ／Ｆ（インターフェイス）９５、入出力Ｉ／Ｆ９６、およびメディアＩ／Ｆ９７を備える。
【0056】
ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３または補助記憶装置９４に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。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等を格納する。
【0057】
補助記憶装置９４は、例えばＨＤＤまたはＳＳＤ等であり、ＣＰＵ９１によって実行されるプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータ等を格納する。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上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。
【0058】
通信Ｉ／Ｆ９５は、ＬＡＮ等の通信回線を介してプラズマ処理装置１００等の他の装置との間で通信を行う。通信Ｉ／Ｆ９５は、通信回線を介して他の装置からデータを受信してＣＰＵ９１へ送り、ＣＰＵ９１が生成したデータを、通信回線を介して他の装置へ送信する。
【0059】
ＣＰＵ９１は、入出力Ｉ／Ｆ９６を介して、センサ２２およびディスプレイ等の出力装置を制御する。ＣＰＵ９１は、入出力Ｉ／Ｆ９６を介して、センサ２２から入力された信号を取得してＣＰＵ９１へ送る。また、ＣＰＵ９１は、生成したデータを、入出力Ｉ／Ｆ９６を介して出力装置へ出力する。
【0060】
メディアＩ／Ｆ９７は、記録媒体９８に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、補助記憶装置９４に格納する。記録媒体９８は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
【0061】
コンピュータ９０のＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９２上にロードされたプログラムを実行することにより、プラズマ計測装置２０の制御部２３の機能を実現する。コンピュータ９０のＣＰＵ９１は、ＲＡＭ９２上にロードされるプログラムを、記録媒体９８から読み取って補助記憶装置９４に格納するが、他の例として、他の装置から、通信回線を介してプログラムを取得して補助記憶装置９４に格納してもよい。あるいは、コンピュータ９０のＣＰＵ９１は、他の装置から、通信回線を介してプログラムを取得し、取得したプログラムをＲＡＭ９２上にロードして実行してもよい。
【0062】
［プラズマの分布の情報を収集する処理］
本実施形態では、基板Ｗに対してプラズマを用いた処理が行われる前に、プラズマ計測装置２０を用いて予め計測されたプラズマの三次元分布の情報が収集される。図１０は、第１の実施形態におけるプラズマの分布の情報を収集する処理の一例を示すフローチャートである。
本実施形態では、基板Ｗに対してプラズマを用いた処理が行われる前に、プラズマ計測装置２０を用いて予め計測されたプラズマの三次元分布の情報が収集される。図１０は、第１の実施形態におけるプラズマの分布の情報を収集する処理の一例を示すフローチャートである。
【0063】
まず、プラズマ処理装置１００は、制御部１９０を介して、ユーザからプラズマ処理に用いられるレシピの設定を受け付ける（Ｓ１０）。設定されたレシピは、プラズマ計測装置２０にも入力される。プラズマ処理に用いられるレシピに含まれる情報としては、例えば、プラズマ処理装置１００の構造に関する情報、処理容器１０１内の圧力、処理に用いられるガスの種類、それぞれのガスの流量、基板Ｗの温度、処理容器１０１の各部の温度、それぞれのマイクロ波放射機構１４３から放射されるマイクロ波の電力、それぞれのマイクロ波放射機構１４３から放射されるマイクロ波の周波数、および、形成される膜の構成等が挙げられる。
【0064】
次に、設定されたレシピに従って、プラズマを用いた基板Ｗの処理が開始される（Ｓ１１）。ステップＳ１１では、ガス供給機構１０３から処理容器１０１内に処理ガスが供給され、マイクロ波導入装置１０５から処理容器１０１内にマイクロ波が供給され、処理容器１０１内において処理ガスがプラズマ化される。そして、生成されたプラズマにより、実験用の基板Ｗに対して処理が行われる。
【0065】
次に、プラズマ計測装置２０は、処理容器１０１内のプラズマの分布を計測する（Ｓ１２）。ステップＳ１２では、プラズマ計測装置２０のセンサ２２は、処理容器１０１の側壁部１１２に設けられた窓１１７において、レンズアレイ２１を介してプラズマからの光を取り込む。そして、センサ２２は、レンズアレイ２１を介して取り込まれた光を電気信号に変換する。そして、プラズマ計測装置２０の制御部２３は、センサ２２によって変換された電気信号を用いて、前述のインテグラルフォトグラフィにより処理容器１０１内のプラズマの三次元分布の情報を生成する。レンズアレイ２１およびセンサ２２を介して、制御部２３がプラズマ計測装置２０の処理容器１０１内のプラズマが発する光に対応する電気信号を取得する処理は、工程Ａ）の一例である。また、レンズアレイ２１およびセンサ２２を介して取得した電気信号を用いて、制御部２３がインテグラルフォトグラフィにより処理容器１０１内のプラズマの三次元分布の情報を生成する処理は、工程Ｂ）の一例である。
【0066】
次に、基板Ｗの処理が終了すると（Ｓ１３）、プラズマ計測装置２０は、プラズマの分布の計測結果をメモリに保存する（Ｓ１４）。ステップＳ１４では、ステップＳ１０において設定されたレシピに対応付けて、プラズマの三次元分布の情報が、プラズマの分布の計測結果の情報として保存される。そして、本フローチャートに示された処理は終了する。
【0067】
なお、プラズマの分布の計測結果の情報には、実験用の基板Ｗの処理結果の情報が対応付けられてもよい。基板Ｗの処理結果の情報としては、例えば膜厚の均一性を示す情報等が挙げられる。これにより、処理結果の情報から、対応するプラズマの分布の計測結果およびレシピを特定することができる。
【0068】
図１０に例示された処理は、複数の異なるレシピについて実行される。また、ステップＳ１４では、基板Ｗの処理結果が予め定められた基準を満たす場合にのみ、プラズマの分布の計測結果およびレシピが保存されるようにしてもよい。
【0069】
［基板Ｗの処理］
図１１は、第１の実施形態における基板Ｗの処理の一例を示すフローチャートである。図１１に例示されたプラズマ処理では、図１０に例示された処理によって収集されたプラズマの分布の計測結果が用いられる。
図１１は、第１の実施形態における基板Ｗの処理の一例を示すフローチャートである。図１１に例示されたプラズマ処理では、図１０に例示された処理によって収集されたプラズマの分布の計測結果が用いられる。
【0070】
まず、プラズマ処理装置１００は、制御部１９０を介して、ユーザからプラズマ処理に用いられるレシピの設定を受け付ける（Ｓ２０）。設定されたレシピは、プラズマ計測装置２０にも入力される。そして、設定されたレシピに従って、プラズマを用いた基板Ｗの処理が開始される（Ｓ２１）。そして、プラズマ計測装置２０は、処理容器１０１内のプラズマの分布を計測する（Ｓ２２）。
【0071】
次に、プラズマ計測装置２０は、計測されたプラズマの分布と共に、同一のレシピを用いて過去に計測されたプラズマの分布を出力する（Ｓ２３）。ステップＳ２３では、プラズマ計測装置２０は、ステップＳ２０においてプラズマ処理装置１００に設定されたレシピに対応するプラズマの分布であって、図１０に例示された処理によって予め収集されたプラズマの分布をメモリ内から読み出す。そして、プラズマ計測装置２０は、ステップＳ２２において計測されたプラズマの分布と共に、メモリから読み出されたプラズマの分布をディスプレイ等に出力する。
【0072】
次に、ユーザは、計測されたプラズマの分布と、同一のレシピにおいて過去に計測されたプラズマの分布とに基づいて、プラズマ処理装置１００に設定されるレシピに含まれるパラメータを調整する（Ｓ２４）。プラズマの分布と、基板Ｗの処理結果との間には密接な関係があり、プラズマの分布が同一であれば、基板Ｗの処理結果も同一になる可能性が高い。そのため、ユーザは、例えば、計測されたプラズマの分布が、同一のレシピにおいて過去に計測されたプラズマの分布に近付くように、プラズマ処理装置１００に設定されるレシピに含まれるパラメータを調整する。従って、ステップＳ２３において出力される、過去に計測されたプラズマの分布は、基板Ｗの処理結果が予め定められた基準を満たす場合のプラズマの分布であることが好ましい。
【0073】
そして、基板Ｗの処理が終了した場合（Ｓ２５）、本フローチャートに示されたプラズマ処理が終了する。
【0074】
本実施形態では、大きさが異なる複数のレンズが配置されているレンズアレイ２１を用いて処理容器１０１内のプラズマから発せられる光を取り込み、取り込んだ光に基づいてインテグラルフォトグラフィによりプラズマの三次元分布を計測する。これにより、処理容器１０１内のプラズマの分布を精度よく計測することができる。これにより、計測されたプラズマの分布をモニタしながらプラズマ処理装置１００に設定されるレシピに含まれるパラメータを調整することで、処理容器１０１内のプラズマの分布を精度よく調整することができる。
【0075】
なお、図１０に示された処理は、プラズマ処理装置１００の型式毎に実施され、図１１のステップＳ２３において出力される、過去に計測されたプラズマの分布は、同一の型式のプラズマ処理装置１００において計測されたものであってもよい。これにより、プラズマ処理装置１００の型式毎の装置の特性のずれを抑制することができる。
【0076】
また、図１０に示された処理は、プラズマ処理装置１００毎に実施され、図１１のステップＳ２３において出力される、過去に計測されたプラズマの分布は、同一のプラズマ処理装置１００において計測されたものであってもよい。これにより、プラズマ処理装置１００毎の機差を抑制することができる。
【0077】
以上、第１の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態におけるプラズマ計測装置２０は、レンズアレイ２１と、センサ２２と、制御部２３とを備える。レンズアレイ２１は、プラズマ処理装置１００の処理容器１０１の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されている。センサ２２は、処理容器１０１内のプラズマが発する光をレンズアレイ２１を介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成される。制御部２３は、センサ２２によって変換された電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより処理容器１０１内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される。これにより、処理容器１０１内のプラズマの分布に与える影響を抑えつつ、処理容器１０１内のプラズマの分布を精度よく計測することができる。
【0078】
また、上記した実施形態において、レンズアレイ２１は、複数のレンズ２１０と、レンズアレイ２１の間に配置され、レンズ２１０よりも小さい複数のレンズ２１１とを有する。これにより、レンズアレイ２１は、より多くの光を取り込むことができ、レンズアレイ２１を小型化することができる。
【0079】
また、上記した実施形態において、複数のレンズ２１０の中の少なくとも一部のレンズ２１０および複数のレンズ２１１の中の少なくとも一部のレンズ２１１には、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられていてもよい。これにより、特定の範囲の波長の光を発するプラズマの三次元分布を精度よく計測することができる。
【0080】
また、上記した実施形態において、複数のレンズ２１０の中の他の一部のレンズ２１０および複数のレンズ２１１の中の他の一部のレンズ２１１には、第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられていてもよい。これにより、第１の範囲の波長の光を発するプラズマの三次元分布と、第２の範囲の波長の光を発するプラズマの三次元分布とを、それぞれ別々に精度よく計測することができる。
【0081】
また、本実施形態におけるプラズマ計測方法は、プラズマ計測装置２０におけるプラズマ計測方法であって、制御部２３が工程Ａ）および工程Ｂ）を実行する。工程Ａ）では、制御部２３は、レンズアレイ２１およびセンサ２２を介して、処理容器１０１内のプラズマが発する光に対応する電気信号を取得する。工程Ｂ）では、制御部２３は、レンズアレイ２１およびセンサ２２を介して取得した電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより処理容器１０１内のプラズマの三次元分布の情報を生成する。これにより、処理容器１０１内のプラズマの分布に与える影響を抑えつつ、処理容器１０１内のプラズマの分布を精度よく計測することができる。
【0082】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、同一のレシピを用いて過去に計測されたプラズマの分布を参照し、今回の処理においてもプラズマが同一の分布になるように、ユーザがレシピに含まれるパラメータを調整する。これに対し、本実施形態では、レシピの一部の情報と共に、プラズマの分布を示す情報が入力された場合に、その分布となるレシピを出力する。これにより、ユーザの経験や勘によらず、所望のプラズマの分布を実現するレシピを特定することができる。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
第１の実施形態では、同一のレシピを用いて過去に計測されたプラズマの分布を参照し、今回の処理においてもプラズマが同一の分布になるように、ユーザがレシピに含まれるパラメータを調整する。これに対し、本実施形態では、レシピの一部の情報と共に、プラズマの分布を示す情報が入力された場合に、その分布となるレシピを出力する。これにより、ユーザの経験や勘によらず、所望のプラズマの分布を実現するレシピを特定することができる。以下では、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【0083】
本実施形態では、プラズマ計測装置２０の制御部２３によって実行される処理が第１の実施形態とは異なる。本実施形態では、制御部２３は、機械学習により、レシピとそのレシピによって生成されたプラズマの分布とのセットを学習データとして学習させた学習モデルを生成する。そして、制御部２３は、生成された学習モデルを用いて、レシピの一部の情報と希望するプラズマの分布の情報とから設定すべきレシピを生成する。そして、生成されたレシピを用いて基板Ｗの処理が実行される。以下では、学習モデルを生成する処理と、基板Ｗの処理とに分けて説明する。
【0084】
［学習モデル生成処理］
図１２は、第２の実施形態における学習モデル生成処理の一例を示すフローチャートである。
図１２は、第２の実施形態における学習モデル生成処理の一例を示すフローチャートである。
【0085】
まず、プラズマ計測装置２０の制御部２３は、プラズマ処理装置１００の制御部１９０に、プラズマ処理に用いられるレシピを設定する（Ｓ３０）。制御部１９０は、設定されたレシピに従ってプラズマ処理装置１００を制御し、実験用の基板Ｗに対して処理を開始する（Ｓ２１）。そして、プラズマ計測装置２０は、処理容器１０１内のプラズマの分布を計測する（Ｓ３２）。
【0086】
基板Ｗの処理が終了した場合（Ｓ３３）、制御部２３は、プラズマの分布の計測結果を、ステップＳ３０において設定されたレシピに対応付けてメモリに保存する（Ｓ３４）。ステップＳ３４では、基板Ｗの処理結果（例えば処理の均一性等の情報）も併せてレシピに対応付けてメモリに保存されてもよい。
【0087】
そして、制御部２３は、データ収集を終了するか否かを判定する（Ｓ３５）。データ収集を終了しない場合（Ｓ３５：Ｎｏ）、制御部２３は、レシピに含まれる一部のパラメータを変更することにより、レシピを変更する（Ｓ３６）。そして、再びステップＳ３０に示された処理が実行される。
【0088】
一方、データ収集を終了する場合（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、制御部２３は、収集されたレシピとそのレシピによって生成されたプラズマの分布とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する（Ｓ３７）。ステップＳ３７は、工程ａ）の一例である。機械学習の手法としては、例えば線形回帰およびロジスティック回帰等の一般的な回帰分析法を用いることができる。そして、制御部２３は、生成された学習モデルをメモリに保存する（Ｓ３８）。そして、本フローチャートに示された学習モデル生成処理が終了する。
【0089】
ここで、プラズマの分布と、基板Ｗの処理結果との間には密接な関係があり、プラズマの分布が同一であれば、基板Ｗの処理結果も同一になる可能性が高い。そのため、本実施形態において、ユーザは、シミュレーション等により、基板Ｗの処理結果が所望の結果となるようなプラズマの分布を別途計算し、プラズマ計測装置２０に入力する。プラズマ計測装置２０は、学習モデルを用いて、入力されたプラズマの分布を実現することができるレシピを出力する。これにより、ユーザの経験や勘によらず、所望のプラズマの分布を実現するレシピを容易に特定することができる。
【0090】
また、レシピに含まれるパラメータは、プラズマ処理装置１００の構造に関する情報、処理容器１０１内の圧力、処理に用いられるガスの種類、それぞれのガスの流量、基板Ｗの温度、処理容器１０１の各部の温度、それぞれのマイクロ波放射機構１４３から放射されるマイクロ波の電力、それぞれのマイクロ波放射機構１４３から放射されるマイクロ波の周波数、および、形成される膜の構成等、多岐にわたる。また、プラズマの分布は三次元の座標の集合で表される。そのため、レシピの情報およびプラズマの分布の情報には特徴量が多い。そのため、レシピとそのレシピによって生成されたプラズマの分布とのセットを学習データとして学習させることで、学習モデルを精度よく生成することができる。
【0091】
［基板Ｗの処理］
図１３は、第２の実施形態における基板Ｗの処理の一例を示すフローチャートである。
図１３は、第２の実施形態における基板Ｗの処理の一例を示すフローチャートである。
【0092】
まず、プラズマ計測装置２０の制御部２３は、プラズマ処理システム１０のユーザから、レシピの一部の情報と共に、希望するプラズマの分布の情報を受け付ける（Ｓ４０）。ステップＳ４０は、工程ｂ）の一例である。レシピの一部の情報とは、例えば、プラズマ処理装置１００の構造に関する情報、使用されるガスの種類、供給されるマイクロ波の周波数、および形成される膜の構成等である。
【0093】
次に、制御部２３は、図１２で説明した処理によって生成された学習モデルを用いて、ステップＳ４０において受け付けた、レシピの一部の情報と、プラズマの分布の情報とに対応するレシピをプラズマ処理装置１００の制御部１９０へ出力する（Ｓ４１）。ステップＳ４１は、工程ｃ）の一例である。
【0094】
次に、制御部１９０は、プラズマ計測装置２０から出力されたレシピを設定し（Ｓ４２）、設定されたレシピに従ってプラズマ処理装置１００の各部を制御することにより、プラズマを用いた基板Ｗの処理を実行する（Ｓ４３）。そして、本フローチャートに示された基板Ｗの処理は終了する。
【0095】
なお、プラズマ計測装置２０の制御部２３は、ステップＳ４１において、ディスプレイ等の出力装置にレシピの情報を出力してもよい。この場合、プラズマ処理システム１０のユーザは、ステップＳ４２において、出力されたレシピの情報に従って、レシピの情報を、プラズマ処理装置１００の制御部１９０に設定する。
【0096】
［学習モデルの更新処理］
プラズマ処理装置１００によって基板Ｗに対する処理が繰り返されると、プラズマ処理装置１００の部品に堆積物が蓄積したり、プラズマ処理装置１００の部品が消耗または劣化することにより、処理容器１０１内の状態が徐々に変化する。処理容器１０１内の状態が変化すると、同じレシピで処理を行ったとしても、処理容器１０１内のプラズマの分布が変化する。処理容器１０１内のプラズマの分布が変化すると、プラズマを用いた基板Ｗの処理結果も変化する。そのため、プラズマ処理装置１００の状態の変化に合わせて、学習モデルを更新することが好ましい。以下では、学習モデルの更新を含む基板Ｗの処理の一例について説明する。
プラズマ処理装置１００によって基板Ｗに対する処理が繰り返されると、プラズマ処理装置１００の部品に堆積物が蓄積したり、プラズマ処理装置１００の部品が消耗または劣化することにより、処理容器１０１内の状態が徐々に変化する。処理容器１０１内の状態が変化すると、同じレシピで処理を行ったとしても、処理容器１０１内のプラズマの分布が変化する。処理容器１０１内のプラズマの分布が変化すると、プラズマを用いた基板Ｗの処理結果も変化する。そのため、プラズマ処理装置１００の状態の変化に合わせて、学習モデルを更新することが好ましい。以下では、学習モデルの更新を含む基板Ｗの処理の一例について説明する。
【0097】
図１４は、第２の実施形態における基板の処理の他の例を示すフローチャートである。
【0098】
まず、プラズマ計測装置２０の制御部２３は、プラズマ処理システム１０のユーザから、レシピの一部の情報と共に、希望するプラズマの分布の情報を受け付ける（Ｓ５０）。そして、制御部２３は、図１２で説明した処理によって生成された学習モデルを用いて、ステップＳ５０において受け付けた、レシピの一部の情報と、プラズマの分布の情報とに対応するレシピをプラズマ処理装置１００の制御部１９０へ出力する（Ｓ５１）。そして、制御部１９０は、プラズマ計測装置２０から出力されたレシピを設定し（Ｓ５２）、設定されたレシピに従ってプラズマ処理装置１００の各部を制御することにより、基板Ｗに対するプラズマ処理を開始する（Ｓ５３）。そして、プラズマ計測装置２０は、処理容器１０１内のプラズマの分布を計測する（Ｓ５４）。
【0099】
基板Ｗの処理が終了した場合（Ｓ５５）、制御部２３は、ステップＳ５１において出力されたレシピと、プラズマの分布の計測結果とを用いて、学習モデルを更新する（Ｓ５６）。ステップＳ５６は、工程ｄ）の一例である。そして、本フローチャートに示された基板Ｗの処理は終了する。
【0100】
ステップＳ５６では、ステップＳ５１において出力されたレシピと、プラズマの分布の計測結果とのセットを学習データとして用いた転移学習により、学習モデルを更新する。ステップＳ５４において計測されたプラズマの分布には、プラズマ処理装置１００の状態の僅かな変化が反映されていると考えられる。そのため、ステップＳ５４において計測されたプラズマの分布を用いて学習モデルを転移学習させることにより、プラズマ処理装置１００の状態の変化に沿った学習モデルを維持することができる。
【0101】
以上、第２の実施形態について説明した。上記したように、本実施形態におけるプラズマ計測装置２０の制御部２３は、工程ａ）、ｂ）、およびｃ）を実行するように構成される。工程ａ）では、制御部２３は、プラズマ処理装置１００に設定される複数のレシピの情報と、レンズアレイ２１およびセンサ２２を用いて計測された、それぞれのレシピの情報に従ってプラズマ処理装置１００が基板Ｗを処理する際の処理容器１０１内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する。工程ｂ）では、制御部２３は、プラズマの三次元分布の情報を受け付ける。工程ｃ）では、制御部２３は、生成された学習モデルを用いて、受け付けたプラズマの三次元分布の情報に対応するレシピの情報を出力する。これにより、ユーザの経験や勘によらず、所望のプラズマの分布を実現するレシピを特定することができる。
【0102】
また、上記した実施形態において、制御部２３は、工程ｄ）をさらに実行するように構成される。工程ｄ）では、制御部２３は、プラズマ処理装置１００に入力されたレシピの情報と、レンズアレイ２１およびセンサ２２を用いて計測された、プラズマ処理装置１００に入力されたレシピの情報に従ってプラズマ処理装置１００が基板Ｗを処理する際の処理容器１０１内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データする転移学習により学習モデルを更新する。これにより、プラズマ処理装置１００の状態の変化に沿った学習モデルを維持することができる。
【0103】
［その他］
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
なお、本願に開示された技術は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
【0104】
例えば、上記した第２の実施形態では、プラズマ計測装置２０は、入力されたプラズマの分布に対して、学習モデルを用いて、その分布を実現することができるレシピを出力する。しかし、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、プラズマ計測装置２０は、基板Ｗの処理結果の情報からレシピの情報を出力するようにしてもよい。
【0105】
例えば、図１２のステップＳ３４において、基板Ｗの処理結果（例えば処理の均一性等の情報）の情報が、プラズマの分布の情報と共にレシピに対応付けてメモリに保存される。そして、図１２のステップＳ３７では、収集されたレシピと、そのレシピを用いて計測されたプラズマの分布とのセットを第１の学習データとして機械学習させた第１の学習モデルが生成される。また、図１２のステップＳ３７では、計測されたプラズマの分布と基板Ｗの処理結果とのセットを第２の学習データとして機械学習させた第２の学習モデルが生成される。そして、図１３のステップＳ４０では、プラズマ計測装置２０の制御部２３は、レシピの一部の情報と共に、基板Ｗの処理結果の情報を受け付け、第２の学習モデルを用いて、レシピの一部の情報と、基板Ｗの処理結果の情報とに対応するプラズマの分布を特定する。そして、制御部２３は、第１の学習モデルを用いて、レシピの一部の情報と、第２の学習モデルを用いて特定されたプラズマの分布とに対応するレシピをプラズマ処理装置１００の制御部１９０へ出力する。これにより、ユーザの経験や勘によらず、希望する基板Ｗの処理結果が得られるレシピを特定することができる。なお、第１の学習モデルおよび第２の学習モデルについても、基板Ｗの処理が実行される毎に、プラズマの分布の測定結果を用いて転移学習により更新されてもよい。
【0106】
また、上記した各実施形態におけるレンズアレイ２１に代えて、例えば図１５に示されるようなレンズアレイモジュール２１５が設けられてもよい。レンズアレイモジュール２１５は、レンズの大きさの比率および配置が異なる複数のレンズアレイ２１ａ～２１ｄを有する。複数のレンズアレイ２１ａ～２１ｄの中の１つのレンズアレイは第１のレンズアレイの一例であり、他の一つのレンズアレイは第２のレイズアレイの一例である。図１５の例では、レンズアレイモジュール２１５が回転することにより、プラズマ処理装置１００とセンサ２２との間に配置されるレンズアレイ２１を容易に変更することができる。これにより、処理容器１０１内に生成されるプラズマの光量に応じて、レンズアレイ２１のダイナミックレンジを容易に変更することができる。
【0107】
また、レンズアレイモジュール２１５は、例えば図１６に示されるような構成であってもよい。図１６の例では、レンズアレイモジュール２１５がレンズアレイ２１ａ～２１ｄの配列方向に移動することにより、プラズマ処理装置１００とセンサ２２との間に配置されるレンズアレイ２１を容易に変更することができる。
【0108】
なお、図１５および図１６の例では、レンズアレイモジュール２１５に４個のレンズアレイ２１ａ～２１ｄが設けられているが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、レンズアレイモジュール２１５に設けられるレンズアレイ２１の個数は、３個以下であってもよく、５個以上であってもよい。また、図１５および図１６の例における複数のレンズアレイ２１ａ～２１ｄは、レンズの大きさの比率および配置が異なるが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、レンズアレイ２１ａ～２１ｄの少なくとも２個は、レンズの大きさの比率および配置が同一であってもよい。ただし、レンズの大きさの比率および配置が同一のレンズアレイ２１については、屈折率、透過する光の波長の範囲、および光の透過率の少なくともいずれかが異なっていることが好ましい。例えば、レンズの大きさの比率および配置が同一のレンズアレイ２１の中の一部のレンズアレイ２１には、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられてもよい。また、他の一部のレンズアレイ２１には、第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられてもよい。これにより、レンズアレイモジュール２１５を回転または移動させることで、レンズアレイ２１の屈折率、透過する光の波長の範囲、および光の透過率の少なくともいずれかを容易に変更することができる。
【0109】
また、上記した各実施形態では、センサ２２と処理容器１０１との間に１個のレンズアレイ２１が設けられるが、開示の技術はこれに限られない。他の形態として、例えば図１７に示されるように、センサ２２と処理容器１０１との間に、複数のレンズアレイ２１ａおよびレンズアレイ２１ｂが配置されてもよい。図１７の例では、レンズアレイ２１ａのレンズ２１０ａおよびレンズ２１１ｂは全て凸レンズで構成され、レンズアレイ２１ｂのレンズ２１０ａおよびレンズ２１１ｂは全て凹レンズで構成されている。レンズアレイ２１ａおよびレンズアレイ２１ｂは、レンズアレイ２１ａのレンズ２１０ａとレンズアレイ２１ｂのレンズ２１０ｂとが対応し、レンズアレイ２１ａのレンズ２１１ａとレンズアレイ２１ｂのレンズ２１１ｂとが対応する位置となるように配置される。これにより、レンズアレイ２１ａとレンズアレイ２１ｂとの間の距離Ｌを変更することにより、レンズアレイ２１ａおよびレンズアレイ２１ｂを介した焦点距離を容易に変更することができる。レンズアレイ２１ａは第１のレンズアレイの一例であり、レンズアレイ２１ｂは第２のレンズアレイの一例である。なお、図１７の例では、２個のレンズアレイが重なるように配置されるが、他の形態として、３個以上のレンズアレイが重なるように配置されてもよい。
【0110】
また、レンズアレイ２１に配置されたそれぞれのレンズ２００は、例えば図１８に示されるように、空洞２０１が形成され、空洞２０１内には、配管２０２を介して供給される流体が充填されてもよい。流体は、例えば気体または液体である。レンズ２００内に屈折率、透過する光の波長の範囲、および光の透過率の少なくともいずれかが異なる流体を充填することにより、レンズ２００の屈折率、透過する光の波長の範囲、および光の透過率の少なくともいずれかを容易に変更することができる。また、レンズアレイ２１に配置される複数のレンズ２００の中の一部のレンズ２００と、他の一部のレンズ２００とで、異なる流体を充填してもよい。これにより、１つのレンズアレイ２１において、屈折率、透過する光の波長の範囲、および光の透過率の少なくともいずれかが異なる複数のレンズ２００を容易に準備することができる。
【0111】
また、レンズアレイ２１に配置されたそれぞれのレンズは、印加される電圧により屈折率が変化する電気光学結晶を用いて形成されてもよい。これにより、レンズアレイ２１に配置されたそれぞれのレンズの屈折率を容易に変更することができる。
【0112】
また、上記した各実施形態では、プラズマを用いて成膜を行うプラズマ処理装置１００を例に説明したが、プラズマ計測装置２０によってプラズマの分布が測定される装置は、成膜を行う装置に限られない。プラズマ計測装置２０によってプラズマの分布が測定される装置は、基板Ｗに対してプラズマを用いた処理を行う装置であれば、エッチング装置や改質装置等であってもよい。
【0113】
なお、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【0114】
また、上記の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【0115】
（付記１）
プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されたレンズアレイと、
前記処理容器内のプラズマが発する光を前記レンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されるセンサと、
前記電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される制御部と
を備えるプラズマ計測装置。
（付記２）
前記レンズアレイは、
複数の第１のレンズと、
前記第１のレンズの間に配置され、前記第１のレンズよりも小さい複数の第２のレンズとを有する付記１に記載のプラズマ計測装置。
（付記３）
複数の前記第１のレンズの中の少なくとも一部のレンズおよび複数の前記第２のレンズの中の少なくとも一部のレンズには、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられている付記２に記載のプラズマ計測装置。
（付記４）
複数の前記第１のレンズの中の他の一部のレンズおよび複数の前記第２のレンズの中の他の一部のレンズには、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられる付記３に記載のプラズマ計測装置。
（付記５）
第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有するレンズアレイモジュールをさらに備え、
前記第１のレンズアレイには、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられ、
前記第２のレンズアレイには、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられる付記２に記載のプラズマ計測装置。
（付記６）
第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有するレンズアレイモジュールをさらに備え、
前記第１のレンズアレイに配置された複数のレンズと、前記第２のレンズアレイに配置された複数のレンズとは、大きいレンズと小さいレンズとの大きさの比率および配置の少なくともいずれかが異なる付記２から５のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記７）
前記レンズアレイは、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有し、
前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとは、前記第１のレイズアレイに含まれるそれぞれの第１のレンズと前記第２のレイズアレイに含まれるそれぞれの第１のレンズとが対応し、前記第１のレイズアレイに含まれるそれぞれの第２のレンズと前記第２のレイズアレイに含まれるそれぞれの第２のレンズとが対応するように、前記処理容器と前記センサとの間に重ねて配置され、
前記第１のレンズアレイと前記第２のレイズアレイとの間の距離が変更可能である付記２から４のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記８）
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは屈折率が異なる流体が充填される付記１から７のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記９）
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは光の透過率が異なる流体が充填される付記１から８のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記１０）
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは透過する波長の範囲が異なる流体が充填される付記１から９のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記１１）
前記制御部は、
ａ） 前記プラズマ処理装置に設定される複数のレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する工程と、
ｂ） 一部のレシピの情報とプラズマの三次元分布の情報とを受け付ける工程と、
ｃ） 前記学習モデルを用いて、受け付けたプラズマの三次元分布の情報に対応するレシピの情報を出力する工程と
を実行するように構成される付記１から１０のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記１２）
前記制御部は、
ｄ） 前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする転移学習により学習モデルを更新する工程
をさらに実行するように構成される付記１１に記載のプラズマ計測装置。
（付記１３）
前記制御部は、
ａ） 前記プラズマ処理装置に設定される複数のレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報と、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置によって処理された基板の処理結果の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する工程と、
ｂ） 一部のレシピの情報と基板の処理結果の情報を受け付ける工程と、
ｃ） 前記学習モデルを用いて、前記基板の処理結果の情報に対応するレシピの情報を出力する工程と
を実行するように構成される付記１から１０のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記１４）
前記制御部は、
ｄ） 前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報と、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置によって処理された基板の処理結果の情報とのセットを学習データとする転移学習により学習モデルを更新する工程
をさらに実行するように構成される付記１３に記載のプラズマ計測装置。
（付記１５）
プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されたレンズアレイと、
前記処理容器内のプラズマが発する光を前記レンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されるセンサと、
制御部とを備えるプラズマ計測装置におけるプラズマ計測方法であって、
前記制御部は、
Ａ）前記レンズアレイおよび前記センサを介して、前記処理容器内のプラズマが発する光に対応する電気信号を取得する工程と、
Ｂ）前記電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成する工程と
を実行するプラズマ計測方法。
プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されたレンズアレイと、
前記処理容器内のプラズマが発する光を前記レンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されるセンサと、
前記電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成するように構成される制御部と
を備えるプラズマ計測装置。
（付記２）
前記レンズアレイは、
複数の第１のレンズと、
前記第１のレンズの間に配置され、前記第１のレンズよりも小さい複数の第２のレンズとを有する付記１に記載のプラズマ計測装置。
（付記３）
複数の前記第１のレンズの中の少なくとも一部のレンズおよび複数の前記第２のレンズの中の少なくとも一部のレンズには、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられている付記２に記載のプラズマ計測装置。
（付記４）
複数の前記第１のレンズの中の他の一部のレンズおよび複数の前記第２のレンズの中の他の一部のレンズには、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられる付記３に記載のプラズマ計測装置。
（付記５）
第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有するレンズアレイモジュールをさらに備え、
前記第１のレンズアレイには、第１の範囲の波長の光を通過させる第１のフィルタが設けられ、
前記第２のレンズアレイには、前記第１の範囲とは異なる第２の範囲の波長の光を通過させる第２のフィルタが設けられる付記２に記載のプラズマ計測装置。
（付記６）
第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有するレンズアレイモジュールをさらに備え、
前記第１のレンズアレイに配置された複数のレンズと、前記第２のレンズアレイに配置された複数のレンズとは、大きいレンズと小さいレンズとの大きさの比率および配置の少なくともいずれかが異なる付記２から５のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記７）
前記レンズアレイは、第１のレンズアレイと第２のレンズアレイとを有し、
前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとは、前記第１のレイズアレイに含まれるそれぞれの第１のレンズと前記第２のレイズアレイに含まれるそれぞれの第１のレンズとが対応し、前記第１のレイズアレイに含まれるそれぞれの第２のレンズと前記第２のレイズアレイに含まれるそれぞれの第２のレンズとが対応するように、前記処理容器と前記センサとの間に重ねて配置され、
前記第１のレンズアレイと前記第２のレイズアレイとの間の距離が変更可能である付記２から４のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記８）
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは屈折率が異なる流体が充填される付記１から７のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記９）
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは光の透過率が異なる流体が充填される付記１から８のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記１０）
前記レンズアレイに配置されるそれぞれのレンズの内部には空洞が設けられており、
一部のレンズの前記空洞内には、他の一部のレンズの前記空洞内に充填される流体とは透過する波長の範囲が異なる流体が充填される付記１から９のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記１１）
前記制御部は、
ａ） 前記プラズマ処理装置に設定される複数のレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する工程と、
ｂ） 一部のレシピの情報とプラズマの三次元分布の情報とを受け付ける工程と、
ｃ） 前記学習モデルを用いて、受け付けたプラズマの三次元分布の情報に対応するレシピの情報を出力する工程と
を実行するように構成される付記１から１０のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記１２）
前記制御部は、
ｄ） 前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報とのセットを学習データとする転移学習により学習モデルを更新する工程
をさらに実行するように構成される付記１１に記載のプラズマ計測装置。
（付記１３）
前記制御部は、
ａ） 前記プラズマ処理装置に設定される複数のレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報と、それぞれの前記レシピの情報に従って前記プラズマ処理装置によって処理された基板の処理結果の情報とのセットを学習データとする機械学習により学習モデルを生成する工程と、
ｂ） 一部のレシピの情報と基板の処理結果の情報を受け付ける工程と、
ｃ） 前記学習モデルを用いて、前記基板の処理結果の情報に対応するレシピの情報を出力する工程と
を実行するように構成される付記１から１０のいずれか一つに記載のプラズマ計測装置。
（付記１４）
前記制御部は、
ｄ） 前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報と、前記レンズアレイおよび前記センサを用いて計測された、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置が基板を処理する際の前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報と、前記プラズマ処理装置に入力されたレシピの情報に従って前記プラズマ処理装置によって処理された基板の処理結果の情報とのセットを学習データとする転移学習により学習モデルを更新する工程
をさらに実行するように構成される付記１３に記載のプラズマ計測装置。
（付記１５）
プラズマ処理装置の処理容器の側壁に配置可能であり、大きさが異なる複数のレンズが配置されたレンズアレイと、
前記処理容器内のプラズマが発する光を前記レンズアレイを介して取り込み、取り込んだ光を電気信号に変換するように構成されるセンサと、
制御部とを備えるプラズマ計測装置におけるプラズマ計測方法であって、
前記制御部は、
Ａ）前記レンズアレイおよび前記センサを介して、前記処理容器内のプラズマが発する光に対応する電気信号を取得する工程と、
Ｂ）前記電気信号を用いて、インテグラルフォトグラフィにより前記処理容器内のプラズマの三次元分布の情報を生成する工程と
を実行するプラズマ計測方法。
【符号の説明】
【0116】
Ｗ 基板
１０ プラズマ処理システム
１００ プラズマ処理装置
１０１ 処理容器
１０２ 載置台
１０３ ガス供給機構
１０４ 排気装置
１０５ マイクロ波導入装置
１１１ 天壁部
１１２ 側壁部
１１３ 底壁部
１１４ 開口
１１６ 排気管
１１７ 窓
１２０ 支持部材
１２１ 基部部材
１２３ ガスノズル
１２４ ガスノズル
１２５ ガス供給配管
１２７ ガス供給部
１３０ マイクロ波出力部
１４０ アンテナユニット
１４２ アンプ部
１４３ マイクロ波放射機構
１６３ マイクロ波透過板
１９０ 制御部
２０ プラズマ計測装置
２００ レンズ
２０１ 空洞
２０２ 配管
２１ レンズアレイ
２１０ レンズ
２１１ レンズ
２１２ レンズ
２１３ レンズ
２１５ レンズアレイモジュール
２２ センサ
２３ 制御部
２４ 信号ケーブル
９０ コンピュータ
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＡＭ
９３ ＲＯＭ
９４ 補助記憶装置
９５ 通信Ｉ／Ｆ
９６ 入出力Ｉ／Ｆ
９７ メディアＩ／Ｆ
９８ 記録媒体
１０ プラズマ処理システム
１００ プラズマ処理装置
１０１ 処理容器
１０２ 載置台
１０３ ガス供給機構
１０４ 排気装置
１０５ マイクロ波導入装置
１１１ 天壁部
１１２ 側壁部
１１３ 底壁部
１１４ 開口
１１６ 排気管
１１７ 窓
１２０ 支持部材
１２１ 基部部材
１２３ ガスノズル
１２４ ガスノズル
１２５ ガス供給配管
１２７ ガス供給部
１３０ マイクロ波出力部
１４０ アンテナユニット
１４２ アンプ部
１４３ マイクロ波放射機構
１６３ マイクロ波透過板
１９０ 制御部
２０ プラズマ計測装置
２００ レンズ
２０１ 空洞
２０２ 配管
２１ レンズアレイ
２１０ レンズ
２１１ レンズ
２１２ レンズ
２１３ レンズ
２１５ レンズアレイモジュール
２２ センサ
２３ 制御部
２４ 信号ケーブル
９０ コンピュータ
９１ ＣＰＵ
９２ ＲＡＭ
９３ ＲＯＭ
９４ 補助記憶装置
９５ 通信Ｉ／Ｆ
９６ 入出力Ｉ／Ｆ
９７ メディアＩ／Ｆ
９８ 記録媒体
【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】
【図17】
【図18】