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(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】P2024094869
(43)【公開日】2024-07-10
(54)【発明の名称】プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20240703BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20240703BHJP
H05H 1/46 20060101ALI20240703BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 101G
H01L21/31 C
H05H1/46 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022211738
(22)【出願日】2022-12-28
(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
(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】山本 能吏
(72)【発明者】
【氏名】田村 淳
【テーマコード（参考）】
2G084
5F004
5F045
【Ｆターム（参考）】
2G084AA02
2G084AA13
2G084BB02
2G084CC05
2G084CC12
2G084CC33
2G084DD02
2G084DD23
2G084DD37
2G084DD38
2G084DD55
2G084FF15
2G084HH09
2G084HH17
2G084HH28
2G084HH34
2G084HH35
2G084HH36
2G084HH42
2G084HH55
2G084HH56
5F004AA16
5F004BB12
5F004BB13
5F004BB22
5F004BB23
5F004BB28
5F004CA03
5F004CA06
5F004CA08
5F004CB02
5F004DA00
5F004DA26
5F004EA28
5F045AA06
5F045AA15
5F045DP03
5F045EE19
5F045EF05
5F045EH12
5F045EH20
5F045EJ03
5F045EM05
5F045GB08
(57)【要約】
【課題】プラズマプロセスの効率を高めること。
【解決手段】プラズマ処理方法は、工程ａと、工程ｂと、工程ｃとを含む。工程ａは、チャンバへの処理ガスの供給と、前記チャンバ内の排気が周期的に繰り返されるプラズマ処理において、前記チャンバ内の発光強度を検出するセンサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得する。工程ｂは、発光強度の目標とする設定値を取得する。工程ｃは、前記工程ａにより取得した前記発光強度と前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する。
【選択図】図４
【解決手段】プラズマ処理方法は、工程ａと、工程ｂと、工程ｃとを含む。工程ａは、チャンバへの処理ガスの供給と、前記チャンバ内の排気が周期的に繰り返されるプラズマ処理において、前記チャンバ内の発光強度を検出するセンサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得する。工程ｂは、発光強度の目標とする設定値を取得する。工程ｃは、前記工程ａにより取得した前記発光強度と前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ａ）チャンバへの処理ガスの供給と、前記チャンバ内の排気が周期的に繰り返されるプラズマ処理において、前記チャンバ内の発光強度を検出するセンサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得する工程と、
ｂ）発光強度の目標とする設定値を取得する工程と、
ｃ）前記工程ａにより取得した前記発光強度と前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する工程と、
を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
ｂ）発光強度の目標とする設定値を取得する工程と、
ｃ）前記工程ａにより取得した前記発光強度と前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する工程と、
を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項2】
前記工程ａは、前記チャンバに供給した前記処理ガスのガス流量と前記チャンバの排気量を調整する調整部の操作量をさらに取得し、
前記工程ｃは、前記工程ａにより取得した前記発光強度、前記ガス流量、前記操作量と、前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記処理条件を算出する
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｃは、前記工程ａにより取得した前記発光強度、前記ガス流量、前記操作量と、前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記処理条件を算出する
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項3】
前記工程ｃは、前記処理条件として、前記チャンバに供給する前記処理ガスのガス流量と前記調整部の操作量を算出する
請求項２に記載のプラズマ処理方法。
請求項２に記載のプラズマ処理方法。
【請求項4】
前記工程ｃは、前記処理条件として、前記チャンバに供給する高周波電力のパワーを算出する
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項5】
前記工程ｃは、状態空間モデルを用いて、前記処理条件を算出する
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項6】
前記工程ｃは、前記チャンバ内の圧力、前記チャンバ内のプラズマを生成する高周波電力のパワーに応じて、前記状態空間モデルを更新し、更新した前記状態空間モデルを用いて、前記処理条件を算出する
請求項５に記載のプラズマ処理方法。
請求項５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項7】
ｄ）前記状態空間モデルを用いて算出した発光強度の予測値と前記センサにより得られる発光強度との差に基づいて、前記状態空間モデルを更新する工程をさらに有する
請求項５に記載のプラズマ処理方法。
請求項５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項8】
前記状態空間モデルは、前記チャンバ内に発生する外乱のモデルを含む
請求項５に記載のプラズマ処理方法。
請求項５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項9】
前記工程ａは、２種類以上のラジカルの発光強度を取得し、
前記工程ｂは、前記２種類以上のラジカルそれぞれの発光強度の目標とする設定値を取得し、
前記工程ｃは、前記２種類以上のラジカルの発光強度をそれぞれ前記設定値に近づける前記処理条件を算出する
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｂは、前記２種類以上のラジカルそれぞれの発光強度の目標とする設定値を取得し、
前記工程ｃは、前記２種類以上のラジカルの発光強度をそれぞれ前記設定値に近づける前記処理条件を算出する
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項10】
前記工程ｃは、所定の周期のタイムステップごとに、前記処理条件を算出し、
ｅ）前記タイムステップごとに、前記工程ｃにより算出した前記処理条件を用いて前記プラズマ処理の制御する工程をさらに有する
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
ｅ）前記タイムステップごとに、前記工程ｃにより算出した前記処理条件を用いて前記プラズマ処理の制御する工程をさらに有する
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項11】
前記工程ｃは、前記タイムステップごとに、当該タイムステップから複数先のタイムステップまで各タイムステップの前記処理条件を算出し、
前記工程ｄは、前記工程ｃにより算出した各タイムステップの前記処理条件のうち、直近のタイムステップの前記処理条件を用いて前記プラズマ処理を制御する
請求項１０に記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｄは、前記工程ｃにより算出した各タイムステップの前記処理条件のうち、直近のタイムステップの前記処理条件を用いて前記プラズマ処理を制御する
請求項１０に記載のプラズマ処理方法。
【請求項12】
チャンバに処理ガスを供給するように構成される供給部と、
前記チャンバの排気量を調整する調整部が設けられ、前記チャンバ内を排気するように構成される排気部と、
前記チャンバ内の発光強度を検出するように構成されるセンサと、
前記供給部による前記チャンバへの処理ガスの供給と、前記排気部による前記チャンバ内の排気を周期的に繰り返してプラズマ処理を実施するように構成される制御部と、
を有するプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
前記センサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得し、
前記発光強度の目標とする設定値を取得し、
取得した前記発光強度と前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する
プラズマ処理装置。
前記チャンバの排気量を調整する調整部が設けられ、前記チャンバ内を排気するように構成される排気部と、
前記チャンバ内の発光強度を検出するように構成されるセンサと、
前記供給部による前記チャンバへの処理ガスの供給と、前記排気部による前記チャンバ内の排気を周期的に繰り返してプラズマ処理を実施するように構成される制御部と、
を有するプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
前記センサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得し、
前記発光強度の目標とする設定値を取得し、
取得した前記発光強度と前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する
プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
下記の特許文献１には、「処理容器と、前記処理容器内にガスを供給するガス供給システムと、前記処理容器内にプラズマ発生用の高周波を導入する高周波発生源と、前記ガス供給システム及び前記高周波発生源を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、第１ステップにおいて、前記高周波発生源を第１エネルギー条件で駆動し、第２ステップにおいて、前記高周波発生源を第２エネルギー条件で駆動し、前記第１ステップと、前記第２ステップの切り替わり時刻よりも先に、前記ガス供給システムから前記処理容器内に供給されるガス種を切り替え、切り替え直後の初期期間のガス流量を、前記初期期間経過後の安定期間におけるガス流量よりも大きく設定する、ことを特徴とするプラズマ処理装置。」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－０２７５９２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、プラズマプロセスの効率を高める技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一態様によるプラズマ処理方法は、工程ａと、工程ｂと、工程ｃとを含む。工程ａは、チャンバへの処理ガスの供給と、前記チャンバ内の排気が周期的に繰り返されるプラズマ処理において、前記チャンバ内の発光強度を検出するセンサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得する。工程ｂは、発光強度の目標とする設定値を取得する。工程ｃは、前記工程ａにより取得した前記発光強度と前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【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、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置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処理方法及びプラズマ処理装置が限定されるものではない。
【0009】
従来から、半導体製造では、ＡＬＥ(Atomic Layer Etching)などの周期的なプラズマプロセスが実施されている。周期的なプラズマプロセスでは、チャンバ内に処理ガスを供給するガス供給ステップと、チャンバ内に供給した処理ガスや反応生成物を排出する排出ステップの切り替えが頻繁に行われる。
【0010】
プラズマプロセスにおいて、プロセス結果に影響するラジカル密度の間接的な指標として、ＯＥＳ（Optical Emission Spectroscopy）センサによりチャンバ内を検出した発光強度が用いられている。
【0011】
プラズマプロセスでは、チャンバ内に導入されたガスがプラズマにより電離してラジカルが生成され、生成されたラジカルが基板に衝突する。しかし、プラズマプロセス中にラジカルがチャンバ内の堆積物などにも消費され、ＯＥＳセンサにより検出される発光強度の波形が一定ではないことが多い。つまり、ラジカル密度が一定ではないため、プラズマプロセスが非効率となっていると考えられる。そこで、プラズマプロセスの効率を高める技術が期待されている。
【0012】
（第１実施形態）
［装置構成］
以下、実施形態を用いて本開示のプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置の一例について説明する。以下に説明する実施形態では、本開示のプラズマ処理装置をシステム構成のプラズマ処理システムとした場合を例に説明する。最初に、第１実施形態を説明する。
［装置構成］
以下、実施形態を用いて本開示のプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置の一例について説明する。以下に説明する実施形態では、本開示のプラズマ処理装置をシステム構成のプラズマ処理システムとした場合を例に説明する。最初に、第１実施形態を説明する。
【0013】
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１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。
【0014】
プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。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、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ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。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。
【0015】
プラズマ処理装置１は、プラズマの発光強度をモニタするセンサ１４が設けられている。センサ１４は、例えば、ＯＥＳセンサなどである。プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａには、光を透過する透過窓１０ｂが設けられている。透過窓１０ｂは、例えば、石英基板により構成され、光（可視光）を透過する透過性を有する。センサ１４は、透過窓１０ｂを介してプラズマ処理中のプラズマ処理チャンバ１０内のプラズマの発光強度をモニタする。例えば、センサ１４は、プラズマの波長毎の発光強度を検出する。センサ１４は、検出した波長毎の発光強度を示す発光データを制御部２へ出力する。なお、センサ１４は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置されてもよい。
【0016】
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。
【0017】
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（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源３１及び／又はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。
【0022】
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、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上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生成部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。
【0023】
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。
【0024】
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。以下では、ソースＲＦ信号とバイアスＲＦ信号のうち、周波数の高いソースＲＦ信号をＨＦ（High Frequency）とも称し、周波数の低いバイアスＲＦ信号をＬＦ（Low Frequency）とも称する。
【0025】
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のバイアス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。
【0026】
種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つ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。
【0027】
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、排気管４０ａと、ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ４０ｂと、真空ポンプ４０ｃとを有する。排気管４０ａは、ガス排出口１０ｅに接続されている。排気管４０ａは、真空ポンプ４０ｃに接続されている。排気管４０ａには、ガス排出口１０ｅと真空ポンプ４０ｃの間にＡＰＣバルブ４０ｂが設けられている。真空ポンプ４０ｃは、排気管４０ａを介してプラズマ処理チャンバ１０内を排気する。真空ポンプ４０ｃ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。ＡＰＣバルブ４０ｂは、排気管４０ａの開度を調整する。排気システム４０は、真空ポンプ４０ｃにより排気しつつ、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を調整することにより、プラズマ処理チャンバ１０の圧力を調整することが可能とされている。
【0028】
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。
【0029】
記憶部２ａ２には、プラズマ処理装置１で実行される各種処理を処理部２ａ１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や、レシピが格納されている。レシピには、各種の処理条件が記憶されている。例えば、レシピには、プラズマプロセスに沿って、プラズマプロセスの各ステップの開始、終了タイミングが記憶されている。また、レシピには、ステップごとに、プロセスで用いる各種のガスのガス流量の設定値や、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力の設定値、ＨＦ、ＬＦなどの高周波電力のパワーや電圧に関する設定値が記憶されている。また、本実施形態では、レシピに、プラズマプロセスに沿って、目標とする発光強度が設定値として記憶されている。なお、制御プログラムやレシピは、コンピュータで読み取り可能なコンピュータ記録媒体（例えば、ハードディスク、ＤＶＤなどの光ディスク、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用してもよい。また、制御プログラムやレシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【0030】
処理部２ａ１は、プログラムやデータを格納するための内部メモリを有し、記憶部２ａ２に記憶された制御プログラムを読み出し、読み出した制御プログラムの処理を実行する。処理部２ａ１は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。例えば、処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に記憶されたレシピに従い、プラズマプロセスを実施するようプラズマ処理装置１の各部を制御する。例えば、処理部２ａ１は、排気装置１０４を制御し、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力が、レシピに記憶された圧力の設定値となるようにプラズマ処理チャンバ１０内を排気する。また、処理部２ａ１は、ガス供給部２０を制御し、レシピに記憶された設定値のガス流量でプロセスに用いる各種のガスをプラズマ処理チャンバ１０内に供給する。また、処理部２ａ１は、電源３０を制御し、レシピに記憶された設定値のパワーや電圧で電源３０からＨＦ、ＬＦなどの高周波電力を供給する。
【0031】
次に、プラズマ処理装置１の動作について説明する。
【0032】
基板Ｗは、搬送アームなどの搬送機構により、不図示の搬入出口を介してプラズマ処理チャンバ１０内に搬入され、基板支持部１１に載置される。
【0033】
プラズマ処理装置１は、処理部２ａ１の制御により、基板支持部１１に載置された基板Ｗに対して、周期的なプラズマプロセスを実施する。本実施形態では、記憶部２ａ２にＡＬＥの処理を含んだレシピが記憶されている。プラズマ処理装置１は、処理部２ａ１の制御により、レシピに従い、基板Ｗに対してＡＬＥを実施する。
【0034】
【0035】
ＡＬＥでは、ステップ１～４を所定の条件を満たすまで繰り返し実施する。所定の条件は、ステップ１～４を繰り返す回数であってもよく、エッチングする膜厚などエッチングを終了とする終了条件であってもよい。
【0036】
ステップ１では、Ｃ４Ｆ８ガスを含むデポジション用のガスを供給しつつプラズマを生成し、エッチング対象膜にデポジション（Deposition）を行う。ステップ１により、エッチング対象膜には、Ｃ４Ｆ８に基づく吸着物が物理吸着される。ステップ２では、次のステップ３に遷移（Transition）するため、Ｃ４Ｆ８ガスを排気する。
【0037】
ステップ３では、Ｏ２ガスなどの酸素（Ｏ）ガスを含むエッチング用のガスを供給しつつプラズマを生成し、エッチング対象膜のエッチング（Etching）を行う。ステップ３により、吸着物とエッチング対象膜とがＯ２ガスにより反応してエッチング対象膜がエッチングされる。ステップ４では、再度、ステップ１に遷移（Transition）するため、酸素ガスを排気する。
【0038】
図２（Ａ）には、センサ１４により検出されるプラズマの発光強度の変化の波形が示されている。プラズマプロセスでは、チャンバ内に導入されたガスがプラズマにより電離してラジカルが生成される。例えば、Ｃ４Ｆ８ガスは、電離してＣＦ2などのラジカルが生成される。Ｏ２ガスなどの酸素（Ｏ）ガスは、電離してＯなどのラジカルが生成される。プラズマは、プラズマに含まれるガスや粒子などにより、波長ごとの発光強度が異なり、プラズマ中のラジカル密度に相関する波長も異なる。例えば、Ｃ４Ｆ８ガスによるプラズマでは、２５２．０ｎｍの波長の発光強度がＣＦ2のラジカル密度に相関する。また、酸素ガスによるプラズマでは、７７７．５ｎｍの波長の発光強度がＯのラジカル密度に相関する。図２（Ａ）には、ステップ１～４でのセンサ１４により検出されるプラズマの２５２．０ｎｍと７７７．５ｎｍの波長の発光強度の変化が示されている。以下では、センサ１４により検出されるプラズマの発光強度を「ＯＥＳ発光強度」とも称する。
【0039】
図２（Ｂ）には、ガス流量の設定値（ＳＶ）と実際のガス流量（ＰＶ）の変化の波形が示されている。図２（Ｂ）では、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素（Ｏ）ガスのガス流量の設定値（ＳＶ）をそれぞれ点線により示している。また、図２（Ｂ）では、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素（Ｏ）ガスの実際のガス流量（ＰＶ）をそれぞれ実線により示している。
【0040】
プラズマ処理装置１では、ガス供給部２０でガスの供給を開始からガスがプラズマ処理チャンバ１０内に到達するまでに、配管を通る分のむだ時間が発生する。例えば、図２では、右側のステップ１において、Ｃ４Ｆ８ガスの設定値（ＳＶ）を上昇させたタイミングから、プラズマ処理チャンバ１０内にＣ４Ｆ８ガスが到達したことにより、２５２．０ｎｍの波長の発光強度が上昇するまでの期間Ｔ１がむだ時間に相当する。
【0041】
従来、このようなむだ時間は、プロセスエンジニアが手作業により、レシピ上に反映させている。あるいは、むだ時間を考慮せずにレシピを作成している。
【0042】
図２（Ｃ）には、電源３０から供給されるソースＲＦ信号（ＨＦ）の電力のパワー（HF Power）の変化の波形と、ＨＦの電圧Ｖのpeak to peakの値Ｖｐｐの変化の波形が示されている。
【0043】
図２（Ｄ）には、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度（APC Position）の変化の波形と、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力の変化の波形が示されている。ＡＰＣバルブ４０ｂは、開度の数値が大きいほど、排気量が大きくなる。
【0044】
プラズマ処理装置１では、ＡＰＣバルブ４０ｂでも、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を変えてからプラズマ処理チャンバ１０内の圧力が変化するまでにむだ時間が発生する。例えば、ステップ１～４において、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を変えてからプラズマ処理チャンバ１０内の圧力が変化するまでの期間がむだ時間に相当する。
【0045】
ところで、プラズマプロセス中にセンサ１４により検出される発光強度の波形が一定ではないことが多い。例えば、図２（Ａ）に示すように、ステップ３では、７７７．５ｎｍの波長の発光強度の波形が崩れている。このように、発光強度の波形が崩れている場合、ラジカル密度が一定ではないため、プラズマプロセスが非効率となっていると考えられる。
【0046】
ここで、プラズマ処理装置１でのプラズマプロセスに関する状態空間モデルを説明する。以下では、プラズマプロセス中の状態の変化を算出するため、プラズマプロセスの一定時間ごとのタイミングに順に番号を付けてタイムステップとしている。本実施形態では、タイムステップを０．１秒周期のタイミングとしている。
【0047】
プラズマプロセスでは、状態空間モデルの状態方程式を以下の式（１）のように表すことができる。式（１）は、タイムステップｋのｘ（ｋ）からタイムステップｋ＋１でのｘ（ｋ＋１）を求める式である。
【0048】
【数1】
【0049】
ここで、
ｋは、タイムステップである。
ｘ（ｋ）は、タイムステップｋでのガスに対応する波長のＯＥＳ発光強度のベクトルである。
Ａは、ＯＥＳ発光強度に関するパラメータである。
ｎτ，ｇａｓは、ガス到達のむだ時間である。本実施形態では、ｎτ，ｇａｓを、ガス到達のむだ時間分のタイムステップ数としている。
ｕｇａｓ（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）は、タイムステップｋからガス到達のむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去のガスの流量である。
Ｂｇａｓは、ガスの流量に関するパラメータである。
ｎτ，ａｐｃは、ＡＰＣ開度操作のむだ時間である。本実施形態では、ｎτ，ｇａｓを、ＡＰＣ開度操作のむだ時間分のタイムステップ数としている。
ｕａｐｃ（ｋ－ｎτ，ａｐｃ）は、タイムステップｋからＡＰＣ開度操作のむだ時間ｎτ，ａｐｃ過去のＡＰＣ開度である。
Ｂａｐｃは、ＡＰＣ開度操作に関するパラメータである。
ｋは、タイムステップである。
ｘ（ｋ）は、タイムステップｋでのガスに対応する波長のＯＥＳ発光強度のベクトルである。
Ａは、ＯＥＳ発光強度に関するパラメータである。
ｎτ，ｇａｓは、ガス到達のむだ時間である。本実施形態では、ｎτ，ｇａｓを、ガス到達のむだ時間分のタイムステップ数としている。
ｕｇａｓ（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）は、タイムステップｋからガス到達のむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去のガスの流量である。
Ｂｇａｓは、ガスの流量に関するパラメータである。
ｎτ，ａｐｃは、ＡＰＣ開度操作のむだ時間である。本実施形態では、ｎτ，ｇａｓを、ＡＰＣ開度操作のむだ時間分のタイムステップ数としている。
ｕａｐｃ（ｋ－ｎτ，ａｐｃ）は、タイムステップｋからＡＰＣ開度操作のむだ時間ｎτ，ａｐｃ過去のＡＰＣ開度である。
Ｂａｐｃは、ＡＰＣ開度操作に関するパラメータである。
【0050】
プラズマ処理装置１では、タイムステップｋからむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去にガス供給部２０から供給されたガスがプラズマ処理チャンバ１０内に到達してプラズマ化される。このため、式（１）では、ガスの流量をｕｇａｓ（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）としている。また、プラズマ処理装置１では、タイムステップｋからむだ時間ｎτ，ａｐｃ過去のＡＰＣ開度操作がタイムステップｋでのプラズマ処理チャンバ１０内の圧力に影響する。このため、式（１）では、ＡＰＣ開度をｕａｐｃ（ｋ－ｎτ，ａｐｃ）としている。
【0051】
式（１）は、２つのガス（ガス１、ガス２）に関するＯＥＳ発光強度の状態方程式とする場合、ｘ（ｋ）、ｘ（ｋ＋１）、Ａ、Ｂｇａｓ、ｕｇａｓ（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）、Ｂａｐｃを行列とすることで、以下の式（２）のように表すことができる。
【0052】
【数2】
【0053】
ここで、
ｘｏｅｓ１（ｋ）は、タイムステップｋのガス１に対応する波長のＯＥＳ発光強度である。
ｘｏｅｓ２（ｋ）は、タイムステップｋのガス２に対応する波長のＯＥＳ発光強度である。
ａｏｅｓ１、ａｏｅｓ２は、行列Ａの要素となるパラメータである。
ｕｇａｓ１（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）は、タイムステップｋからガス到達のむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去の時点のガス１の流量である。
ｕｇａｓ２（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）は、タイムステップｋからガス到達のむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去の時点のガス２のガスの流量である。
ｂｏｅｓ１、ｇａｓ１、ｂｏｅｓ１、ｇａｓ２、ｂｏｅｓ２、ｇａｓ１、ｂｏｅｓ２、ｇａｓ２は、行列Ｂｇａｓの要素となるパラメータである。
ｂｏｅｓ１、ａｐｃ、ｂｏｅｓ２、ａｐｃは、行列Ｂａｐｃの要素となるパラメータである。
ｘｏｅｓ１（ｋ）は、タイムステップｋのガス１に対応する波長のＯＥＳ発光強度である。
ｘｏｅｓ２（ｋ）は、タイムステップｋのガス２に対応する波長のＯＥＳ発光強度である。
ａｏｅｓ１、ａｏｅｓ２は、行列Ａの要素となるパラメータである。
ｕｇａｓ１（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）は、タイムステップｋからガス到達のむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去の時点のガス１の流量である。
ｕｇａｓ２（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）は、タイムステップｋからガス到達のむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去の時点のガス２のガスの流量である。
ｂｏｅｓ１、ｇａｓ１、ｂｏｅｓ１、ｇａｓ２、ｂｏｅｓ２、ｇａｓ１、ｂｏｅｓ２、ｇａｓ２は、行列Ｂｇａｓの要素となるパラメータである。
ｂｏｅｓ１、ａｐｃ、ｂｏｅｓ２、ａｐｃは、行列Ｂａｐｃの要素となるパラメータである。
【0054】
式（２）は、ガス１、ガス２に応じて定まる。本実施形態では、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスの一方をガス１とし、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスの他方をガス２とする。例えば、Ｃ４Ｆ８ガスをガス１とし、酸素ガスをガス２とする。この場合、ｘｏｅｓ１（ｋ）は、タイムステップｋでのＣ４Ｆ８ガスのラジカルに対応する２５２．０ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度となる。ｘｏｅｓ２（ｋ）は、タイムステップｋでの酸素ガスのラジカルに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度である。
【0055】
ガス到達のむだ時間ｎτ，ｇａｓは、プラズマ処理装置１において、ガス供給部２０でガスの供給を開始からプラズマ処理チャンバ１０内に到達するまでの時間を計測し、計測した時間に相当するタイムステップ数を求めることで特定できる。ＡＰＣ開度操作のむだ時間ｎτ，ａｐｃは、プラズマ処理装置１において、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を変えてからプラズマ処理チャンバ１０内の圧力が変化するまでの時間を計測し、計測した時間に相当するタイムステップ数を求めることで特定できる。
【0056】
行列Ａ、行列Ｂｇａｓ及び行列Ｂａｐｃは、プラズマプロセスに対応して特定できる。例えば、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスの流量の変化と、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスに対応する波長のＯＥＳ発光強度の変化を測定する。行列Ａのａｏｅｓ１、ａｏｅｓ２、行列Ｂｇａｓのｂｏｅｓ１、ｇａｓ１～ｂｏｅｓ２、ｇａｓ２、及び行列Ｂａｐｃのｂｏｅｓ１、ａｐｃ、ｂｏｅｓ２、ａｐｃは、測定結果を式（２）に適用して誤差が小さくなる値を探索することで特定できる。例えば、図２のステップ１～４でのＣ４Ｆ８ガス、酸素ガスの流量の変化と、２５２．０ｎｍ、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の変化をタイムステップごとに式（２）に適用して、行列Ａ、行列Ｂｇａｓ及び行列Ｂａｐｃを特定する。
【0057】
式（２）は、タイムステップｋの２つのガスのＯＥＳ発光強度ｘｏｅｓ１（ｋ）、ｘｏｅｓ２（ｋ）から、タイムステップｋ＋１の２つのガスのＯＥＳ発光強度ｘｏｅｓ１（ｋ＋１）、ｘｏｅｓ２（ｋ＋１）を算出できる。また、式（２）は、算出したタイムステップｋ＋１のＯＥＳ発光強度ｘｏｅｓ１（ｋ＋１）、ｘｏｅｓ２（ｋ＋１）から、タイムステップｋ＋２の２つのガスのＯＥＳ発光強度ｘｏｅｓ１（ｋ＋２）、ｘｏｅｓ２（ｋ＋２）を算出できる。すなわち、式（２）を繰り返し用いることでタイムステップｋから複数タイムステップ先のＯＥＳ発光強度ｘｏｅｓ１、ｘｏｅｓ２を算出できる。
【0058】
上述した式（２）は、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスに関するＯＥＳ発光強度の状態方程式である。本実施形態では、簡易化するため、状態方程式のＯＥＳ発光強度を観測されるＯＥＳ発光強度として、以下の式（３）のように観測値の予測式を定める。
【0059】
ｙ（ｋ）＝ｘ（ｋ） ・・・（３）
ここで、
ｙ（ｋ）は、タイムステップｋで観測されるＣ４Ｆ８ガスと酸素ガスに対応する波長のＯＥＳ発光強度を要素としたベクトルである。
ここで、
ｙ（ｋ）は、タイムステップｋで観測されるＣ４Ｆ８ガスと酸素ガスに対応する波長のＯＥＳ発光強度を要素としたベクトルである。
【0060】
式（２）を時間遷移させて、複数先のタイムステップまで各タイムステップまでベクトルｘを算出する予測式を作成する。例えば、あるタイムステップをタイムステップ０として、タイムステップ０でのＯＥＳ発光強度のベクトルｘ（０）から１～ｍタイムステップ先のＯＥＳ発光強度のベクトルｘ（１）～ｘ（ｍ）を算出する予測式を作成する。予測式は、以下の式（４）のようにベクトルＸ、行列Ｆ、行列Ｇｕ、ベクトルＵの関係式として表すことができる。式（４）は、状態空間モデルの状態方程式を時間遷移させて複数先のタイムステップまで予測する予測式としたものである。
【0061】
【数3】
【0062】
ここで、
ベクトルＸは、以下の式（５－１）のように、１～ｍタイムステップ先のＯＥＳ発光強度のベクトルｘ（１）～ｘ（ｍ）をそれぞれ要素としたベクトルである。
行列Ｆは、以下の式（５－２）のように、２行ごとに、乗数が１ずつ増加した行列Ａを要素とした行列である。
ベクトルＵは、以下の式（５－３）のように、ベクトルｕ（－ｎτ，ｇａｓ）～ｕ（ｍ－１）を要素としたベクトルである。
ベクトルｕ（－ｎτ，ｇａｓ）～ｕ（ｍ－１）は、それぞれのタイムステップでのガス１（Ｃ４Ｆ８ガス）の流量ｕｇａｓ１、ガス２（酸素ガス）の流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃを要素としたベクトルである。例えば、ベクトルｕ（－ｎτ，ｇａｓ）は、以下の式（５－４）に示すように、タイムステップ０からむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去のタイムステップの流量ｕｇａｓ１（－ｎτ，ｇａｓ）、流量ｕｇａｓ２（－ｎτ，ｇａｓ）、ＡＰＣ開度ｕａｐｃ（－ｎτ，ｇａｓ）を要素としたベクトルである。
行列Ｇｕは、以下の式（６）のような行列である。
Δｎτは、むだ時間ｎτ，ｇａｓ－むだ時間ｎτ，ａｐｃした値である。
ベクトルＸは、以下の式（５－１）のように、１～ｍタイムステップ先のＯＥＳ発光強度のベクトルｘ（１）～ｘ（ｍ）をそれぞれ要素としたベクトルである。
行列Ｆは、以下の式（５－２）のように、２行ごとに、乗数が１ずつ増加した行列Ａを要素とした行列である。
ベクトルＵは、以下の式（５－３）のように、ベクトルｕ（－ｎτ，ｇａｓ）～ｕ（ｍ－１）を要素としたベクトルである。
ベクトルｕ（－ｎτ，ｇａｓ）～ｕ（ｍ－１）は、それぞれのタイムステップでのガス１（Ｃ４Ｆ８ガス）の流量ｕｇａｓ１、ガス２（酸素ガス）の流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃを要素としたベクトルである。例えば、ベクトルｕ（－ｎτ，ｇａｓ）は、以下の式（５－４）に示すように、タイムステップ０からむだ時間ｎτ，ｇａｓ過去のタイムステップの流量ｕｇａｓ１（－ｎτ，ｇａｓ）、流量ｕｇａｓ２（－ｎτ，ｇａｓ）、ＡＰＣ開度ｕａｐｃ（－ｎτ，ｇａｓ）を要素としたベクトルである。
行列Ｇｕは、以下の式（６）のような行列である。
Δｎτは、むだ時間ｎτ，ｇａｓ－むだ時間ｎτ，ａｐｃした値である。
【0063】
【数4】
【0064】
【数5】
【0065】
式（６）に示した行列Ｇｕの各要素は、それぞれに示した行列の要素を、対応する要素とした２行３列の行列である。例えば、要素ａは、以下の式（７－１）のように、２行２列の行列Ｂｇａｓと２行１列のゼロ行列を合わせた行列である。また、要素ｂは、以下の式（７－２）のように、２行２列のゼロ行列と２行１列の行列Ｂａｐｃを合わせた行列である。また、要素ｃは、以下の式（７－３）のように、２行２列のＢｇａｓと２行１列の行列ＡΔｎτＢａｐｃを合わせた行列である。
【0066】
【数6】
【0067】
本実施形態では、簡易化するため、状態方程式のＯＥＳ発光強度を観測されるＯＥＳ発光強度としている。この場合、上述した式（４）のベクトルＸは、以下の式（８）のように観測値の予測式が定まる。
【0068】
Ｙ ＝ Ｘ ・・・（８）
ここで、
ベクトルＹは、１～ｍタイムステップ先の時点での観測されるＯＥＳ発光強度のベクトルｙ（ｋ）をそれぞれ要素とした観測値のベクトルである。
ここで、
ベクトルＹは、１～ｍタイムステップ先の時点での観測されるＯＥＳ発光強度のベクトルｙ（ｋ）をそれぞれ要素とした観測値のベクトルである。
【0069】
上述した式（４）のベクトルＵは、式（５－３）に示したように、ベクトルｕ（－ｎτ，ｇａｓ）～ｕ（ｍ－１）を要素としたベクトルである。ベクトルｕ（－ｎτ，ｇａｓ）～ｕ（ｍ－１）は、それぞれのタイムステップでのガス１（Ｃ４Ｆ８ガス）の流量ｕｇａｓ１、ガス２（酸素ガス）の流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃを要素としたベクトルである。流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐは、処理部２ａ１により操作可能である。よって、ベクトルＵは、操作量とすることができる。
【0070】
処理部２ａ１は、上述した式（４）に示した予測式を用いてプラズマ処理装置１を制御する。処理部２ａ１は、発光強度を設定値に近づけるプラズマ処理の処理条件を算出する。処理部２ａ１は、予測式を用いて、処理条件を算出する。処理部２ａ１は、算出した処理条件を用いてプラズマ処理装置１を制御する。例えば、処理部２ａ１は、ベクトルＵを操作量Ｕとし、式（４）を用いて、処理条件として、最適な操作量Ｕを算出する。そして、処理部２ａ１は、算出した最適な操作量Ｕを用いてプラズマ処理装置１を制御する。
【0071】
操作量Ｕを変更するコストＪ（Ｕ）を、ベクトルＹ、ベクトルＳＶ、行列Ｐ、行列Ｑを用いて以下の式（９－１）のように定める。
【0072】
【数7】
【0073】
ここで、
ベクトルＹは、１～ｍタイムステップ先の時点での観測されるＯＥＳ発光強度のベクトルｙ（ｋ）をそれぞれ要素とした観測値のベクトルである。
ベクトルＳＶは、以下の式（１０）のように、ベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）を要素としたベクトルである。ベクトルＳＶのベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）には、１～ｍタイムステップ先のＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。
行列Ｐは、設定値追従コストの重み行列である。
行列Ｑは、操作量コストの重み行列である。
ベクトルＹは、１～ｍタイムステップ先の時点での観測されるＯＥＳ発光強度のベクトルｙ（ｋ）をそれぞれ要素とした観測値のベクトルである。
ベクトルＳＶは、以下の式（１０）のように、ベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）を要素としたベクトルである。ベクトルＳＶのベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）には、１～ｍタイムステップ先のＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。
行列Ｐは、設定値追従コストの重み行列である。
行列Ｑは、操作量コストの重み行列である。
【0074】
【数8】
【0075】
式（９－１）の項ａは、設定値追従コストを算出する項である。項ａは、ベクトルＹとベクトルＳＶとの差（Ｙ－ＳＶ）を求めることで、ＯＥＳ発光強度の観測値と設定値との偏差を求めている。また、項ａは、（Ｙ－ＳＶ）ＴＰ（Ｙ－ＳＶ）と正定（positive definite）とすることで設定値追従コストが正の値となるようにしている。式（９－１）の項ｂは、操作量コストを算出する項である。項ｂも、ＵＴＱＵと正定とすることで操作量コストが正の値となるようにしている。行列Ｐ、行列Ｑは、設定値追従コストと操作量コストの重み付けに応じて調整しており、また、設定値追従コスト、項ｂの操作量コストが正となるように事前に定めている。
【0076】
式（９－１）は、式（８）でＹ＝Ｘであることから、ベクトルＹに式（４）を代入し、式（３）を用いてｘ（ｋ）をｙ（ｋ）に代えると、式（９－２）のように表すことができる。
【0077】
そして、式（９－２）は、ベクトルＭを以下の式（１１－１）とし、行列Ｎを以下の式（１１－２）とした場合、式（９－３）のように表すことができる。
【0078】
【数9】
【0079】
行列Ｎは、式（１１－１）のように、行列Ｇｕ、行列Ｐ、行列Ｑの演算により得られる。行列Ｇｕ、行列Ｐ、行列Ｑは、各要素に変数が無く、定数となっている。このため、行列Ｎは、要素が固定値に定まる。
【0080】
ベクトルＭは、式（１１－２）のように、行列Ｆ、ベクトルｙ（０）、ベクトルＳＶ、行列Ｐ、行列Ｇｕの演算により得られる。行列Ｆ、行列Ｐ、行列Ｇｕは、各要素に変数が無く、定数となっている。行列ｙ（０）は、タイムステップ０でのＯＥＳ発光強度の観測値の行列であり、要素が固定値に定まる。ベクトルＳＶは、式（１０）のように、ベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）を要素としたベクトルである。ベクトルＳＶのベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）には、１～ｍのタイムステップのＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。ベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）の詳細な設定については、後述する。このようにベクトルＳＶに１～ｍのタイムステップのＯＥＳ発光強度の設定値を設定することで、ベクトルＳＶは、要素が固定値に定まる。このため、ベクトルＭは、要素が固定値に定まる。
【0081】
よって、式（９－３）によるコストＪ（Ｕ）は、操作量Ｕに応じて変化する。
【0082】
次に、最適な操作量Ｕを算出する流れを説明する。
【0083】
処理部２ａ１は、最適な操作量Ｕとして、コストＪ（Ｕ）が最小となる操作量Ｕを算出する。例えば、処理部２ａ１は、操作量Ｕについて適切な制約条件を定めて、二次計画法により、コストＪ（Ｕ）が最小となる操作量Ｕを算出する。
【0084】
１～ｍタイムステップのうち、何れかのタイムステップを現在のタイムステップｋとする。現在のタイムステップｋは、むだ時間ｎτ，ｇａｓ、むだ時間ｎτ，ａｐｃのうち、長い方のむだ時間分の過去のタイムステップがタイムステップ１～ｍの範囲内となるように定める。本実施形態では、ｍ＝１０としており、むだ時間ｎτ，ｇａｓが０．４秒となって長い方のむだ時間分となっており、ｋ＝５のタイムステップを現在のタイムステップとする。
【0085】
ベクトルＳＶは、現在のタイムステップ（ｋ＝５）よりも過去のタイムステップ１～４のベクトルｒ（１）～ｒ（４）に、過去のそれぞれのタイムステップでのＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。本実施形態では、ベクトルｒ（１）～ｒ（４）に、現在のタイムステップからそれぞれ１～４タイムステップ前のタイムステップでの２５２．０ｎｍ、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。また、ベクトルＳＶは、現在のタイムステップ（ｋ＝５）から先のタイムステップ５～１０のベクトルｒ（５）～ｒ（１０）にＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。本実施形態では、ベクトルｒ（５）～ｒ（１０）に、現在のタイムステップから先のそれぞれのタイムステップでの２５２．０ｎｍ、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。また、例えば、タイムステップ５～１０においてＯＥＳ発光強度を一定となるように制御する場合は、ベクトルｒ（５）～ｒ（１０）に、目標とする一定の値を設定する。すなわち、ベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）には、現在のタイムステップから前後に１タイムステップずつずれた各タイムステップでのＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。
【0086】
式（９－３）からコストＪ（Ｕ）を最小とする最適化問題を以下の式（１２－１）のように定義する。また、制約条件を以下の式（１２－２）、式（１２－３）のように定義する。
【0087】
【数10】
【0088】
ここで、
行列ｌｂは、操作量Ｕの下限である。
ベクトルｕｂは、操作量Ｕの上限である。
行列Ａｅｑは、操作量Ｕの固定する要素を規定する行列である。
ベクトルｂｅｑは、操作量Ｕの固定する要素を設定するベクトルである。
行列ｌｂは、操作量Ｕの下限である。
ベクトルｕｂは、操作量Ｕの上限である。
行列Ａｅｑは、操作量Ｕの固定する要素を規定する行列である。
ベクトルｂｅｑは、操作量Ｕの固定する要素を設定するベクトルである。
【0089】
式（１２－２）は、操作量Ｕが変化しうる上限と下限を定めた不等式制約条件である。ベクトルｌｂは、プラズマ処理装置１で変更可能な流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃの最小値により定まる。本実施形態では、流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃの最小値をゼロしている。ベクトルｌｂは、以下の式（１３－１）のように、各要素をゼロベクトルとしている。ベクトルｌｂは、流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃの実際の変更可能な下限に応じて定めればよい。また、ベクトルｌｂは、流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃの実際の値ではなく、システム上の操作量の下限として定めてもよい。
【0090】
また、ベクトルｕｂは、プラズマ処理装置１で変更可能な流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃの最大値により定まる。本実施形態では、流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃの最大値を要素に設定としたベクトルｕをベクトルｕｍａｘとする。ベクトルｕｂは、以下の式（１３－２）のように、各要素をベクトルｕｍａｘとしたベクトルとしている。ベクトルｕｂは、流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃの実際の変更可能な上限に応じて定めればよい。また、ベクトルｌｂは、流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃの実際の値ではなく、システム上の操作量の上限として定めてもよい。
【0091】
【数11】
【0092】
式（１２－３）は、操作量Ｕの固定する要素を定めた等式制約条件である。
【0093】
行列Ａｅｑは、以下の式（１４－１）のように、変更できないステップに対応する対角成分の要素を１とし、その他を０とした行列である。例えば、過去のタイムステップの要素は、変更できないステップとして、対角成分の要素を１とし、その他を０とする。本実施形態では、現在のタイムステップ（ｋ＝５）とし、現在のタイムステップよりも過去のタイムステップ１～４を変更できないステップとする。この場合、行列Ａｅｑは、１行目から４行目までの対角成分の要素を１とし、その他の要素を０とした行列となる。
【0094】
ベクトルｂｅｑは、以下の式（１４－２）のように、変更できないステップに対応する要素に対して、ベクトルｕ＊（－ｎτ，ｇａｓ）～ｕ＊（－１）を設定した行列である。ベクトルｕ＊は、実際の流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃを要素としたベクトルｕである。例えば、ベクトルｕ＊（－ｎτ，ｇａｓ）は、むだ時間ｎτ，ｇａｓ過去のタイムステップでの流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃを要素としたベクトルｕである。ベクトルｕ＊（－ｎτ，ｇａｓ）～ｕ＊（－１）には、それぞれのタイムステップにおいて、実際に設定されたＣ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を、流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃに設定する。本実施形態では、現在のタイムステップ（ｋ＝５）とし、現在のタイムステップよりも過去のタイムステップ１～４に対応する要素に対して、ベクトルｕ＊を設定する。この場合、ベクトルｂｅｑは、１行目から４行目の要素に対して、タイムステップ１～４での実際の流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃを要素としたベクトルｕ＊を設定したベクトルとなる。これのように等式制約条件を定めることにより、ベクトルｂｅｑのゼロとした部分に対応する要素（ベクトルｕ）が最適化の対象となる。
【0095】
【数12】
【0096】
処理部２ａ１は、コストＪ（Ｕ）が最小となる操作量Ｕを算出する。例えば、処理部２ａ１は、式（１２－２）、式（１２－３）を制約条件として、式（１２－１）の最適化問題を二次計画法により解析して、コストＪ（Ｕ）が最小となる操作量Ｕを算出する。これにより、操作量Ｕの式（１２－３）において固定する要素とされなかった各要素について、最適化されたベクトルｕが算出される。本実施形態では、操作量Ｕのタイムステップ５～１０の各要素について、最適化されたベクトルｕが算出される。
【0097】
処理部２ａ１は、算出した操作量Ｕに基づいてプラズマ処理装置１を制御する。本実施形態では、処理部２ａ１は、操作量Ｕの現在のタイムステップに対応するベクトルｕに基づいてプラズマ処理装置１を制御する。本実施形態では、現在のタイムステップ（ｋ＝５）であるため、操作量Ｕのベクトルｕ（５）に基づいてプラズマ処理装置１を制御する。すなわち、処理部２ａ１は、タイムステップごとに、現在のタイムステップから複数先のタイムステップまで各タイムステップの処理条件を算出する。そして、処理部２ａ１は、タイムステップごとに、算出した各タイムステップの処理条件のうち、直近のタイムステップの処理条件を用いてプラズマ処理を制御する。
【0098】
本実施形態では、現在のタイムステップ（ｋ＝５）の制御を行う際に、タイムステップ５～１０まで最適化したベクトルｕが算出される。このように現在のタイムステップのみではなく、複数タイムステップ先までそれぞれのタイムステップの最適化したベクトルｕを算出することで、複数タイムステップ先まで考慮して現在のタイムステップに適したベクトルｕを算出できる。処理部２ａ１は、複数タイムステップ先まで算出したベクトルｕのうち、現在のタイムステップのベクトルｕを用いてプラズマ処理装置１を制御する。これにより、処理部２ａ１は、複数タイムステップ先まで考慮して、プラズマ処理装置１を制御できる。
【0099】
図３は、第１実施形態に係る処理部２ａ１による最適化の制御の流れを機能的に示した図である。
【0100】
処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に記憶されたレシピに従い、プラズマプロセスの処理を実施するようプラズマ処理装置１の各部を制御する。レシピには、プラズマプロセスに沿って、目標とするＯＥＳ発光強度の設定値が記憶されている。本実施形態では、プラズマプロセスに沿って、２５２．０ｎｍ、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の設定値がレシピに記憶されている。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に記憶されたレシピを読み出すことにより、ＯＥＳ発光強度の設定値が入力される。
【0101】
プラズマ処理装置１では、センサ１４が、プラズマの波長毎の発光強度を検出し、検出した波長毎の発光強度を示す発光データを処理部２ａ１へ出力する。
【0102】
処理部２ａ１は、センサ１４から入力する発光データを記憶する。例えば、処理部２ａ１は、２５２．０ｎｍ、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度を直近の４タイムステップ分記憶する。
【0103】
処理部２ａ１は、タイムステップのタイミングごとに、上述した式（４）に示した状態空間モデルを用いてプラズマ処理装置１を制御する。例えば、処理部２ａ１は、ベクトルＵを操作量Ｕとし、式（４）を適用した式（１２－１）を用いて、最適な操作量Ｕを算出する。
【0104】
例えば、処理部２ａ１は、ベクトルＳＶの現在のタイムステップよりも過去のタイムステップ１～４のベクトルｒ（１）～ｒ（４）に直近の４タイムステップのＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。また、処理部２ａ１は、ベクトルＳＶの現在のタイムステップから先のタイムステップ５～１０のベクトルｒ（５）～ｒ（１０）に、現在のタイムステップから６タイムステップ先までのＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。例えば、処理部２ａ１は、現在のタイムステップから前後に１タイムステップずつずれた各タイムステップのＯＥＳ発光強度の設定値を記憶部２ａ２に記憶されたレシピから読み出し、ベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）に設定する。また、処理部２ａ１は、現在のタイムステップよりも過去のタイムステップ１～４を変更できないステップとなるように行列Ａｅｑを設定する。また、処理部２ａ１は、ベクトルｂｅｑの１行目から４行目の要素に、直近の４タイムステップの実際の流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃを設定したベクトルｕ＊を設定する。
【0105】
そして、処理部２ａ１は、式（１２－２）、式（１２－３）を制約条件として、式（１２－１）の最適化問題を二次計画法により解析して、コストＪ（Ｕ）が最小となる操作量Ｕを算出する。これにより、本実施形態では、操作量Ｕのタイムステップ５～１０の各要素について、最適化されたベクトルｕが算出される。
【0106】
処理部２ａ１は、算出した操作量Ｕに基づいてプラズマ処理装置１を制御する。本実施形態では、処理部２ａ１は、操作量Ｕの現在のタイムステップに対応するベクトルｕ（５）に基づいてプラズマ処理装置１を制御する。
【0107】
処理部２ａ１は、タイムステップのタイミングごとに、このような処理を繰り返してＡＬＥなどの周期的なプラズマプロセスを制御する。
【0108】
［プラズマ処理方法］
図４は、第１実施形態に係るプラズマ処理方法の処理を含む制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４は、制御処理により含まれるプラズマ処理方法の処理の流れを主に示している。図４に例示された処理は、プラズマ処理装置１でプラズマ処理を実施する際に実行される。
図４は、第１実施形態に係るプラズマ処理方法の処理を含む制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４は、制御処理により含まれるプラズマ処理方法の処理の流れを主に示している。図４に例示された処理は、プラズマ処理装置１でプラズマ処理を実施する際に実行される。
【0109】
処理部２ａ１は、記憶部２ａ２から実施するプラズマ処理のレシピを読み出し、レシピに従い、プラズマプロセスの実行を開始する（Ｓ１０）。
【0110】
処理部２ａ１は、実行中のプラズマプロセスが周期的なプラズマプロセスであるか否かを判定する（Ｓ１１）。処理部２ａ１は、例えば、プラズマ処理チャンバ１０に処理ガスを供給するガス供給ステップと、プラズマ処理チャンバ１０内を排出する排出ステップの切り替えを頻繁に行う場合、周期的なプラズマプロセスと判定する。例えば、ＡＬＥは、ガス供給ステップ（例えば、ステップ１、３）と、排出ステップ（例えば、ステップ２、４）の切り替えを頻繁に行うため、周期的なプラズマプロセスと判定される。なお、レシピが周期的なプラズマプロセスであるか否かの設定情報を記憶してもよい。処理部２ａ１は、レシピの設定情報に基づいて、周期的なプラズマプロセスであるか否かを判定してもよい。
【0111】
実行中のプラズマプロセスが周期的なプラズマプロセスではない場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、処理部２ａ１は、レシピに従い、プラズマ処理装置１の各部を制御する通常制御を行い（Ｓ１２）、後述するステップＳ１７へ移行する。
【0112】
一方、実行中のプラズマプロセスが周期的なプラズマプロセスである場合（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、処理部２ａ１は、プラズマ処理チャンバ１０内の処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得する。また、処理部２ａ１は、プラズマ処理チャンバ１０に供給した処理ガスのガス流量とＡＰＣバルブ４０ｂの開度を取得する（ステップＳ１３）。例えば、処理部２ａ１は、センサ１４から入力する２５２．０ｎｍ、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度を記憶する。また、例えば、処理部２ａ１は、実施中のプラズマプロセスで実際に設定したＣ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を記憶する。処理部２ａ１は、直近の所定期間（４タイムステップ）の２５２．０ｎｍ、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を読み出すことで、取得する。
【0113】
処理部２ａ１は、発光強度の目標とする設定値を取得する（ステップＳ１４）。例えば、処理部２ａ１は、現在のタイムステップからベクトルＳＶにおいてタイムステップ１～ｍの範囲内となる期間の発光強度の目標とする設定値をレシピから取得する。例えば、本実施形態では、処理部２ａ１は、現在のタイムステップの４タイムステップ前から６タイムステップ先までの各タイムステップでのＯＥＳ発光強度の設定値をレシピから取得する。
【0114】
処理部２ａ１は、発光強度を設定値に近づけるプラズマ処理の処理条件を算出する（ステップＳ１５）。例えば、処理部２ａ１は、操作量Ｕについて適切な制約条件を定めて、二次計画法により、コストＪ（Ｕ）が最小となる最適な操作量Ｕを算出する。
【0115】
処理部２ａ１は、算出した処理条件に基づいてプラズマ処理装置１を制御する（ステップＳ１６）。例えば、処理部２ａ１は、算出した操作量Ｕに基づいてプラズマ処理装置１を制御する。本実施形態では、処理部２ａ１は、操作量Ｕの現在のタイムステップに対応するベクトルｕ（５）に基づいてプラズマ処理装置１を制御する。
【0116】
処理部２ａ１は、プラズマプロセスが終了したか否かを判定する（Ｓ１７）。プラズマプロセスが終了していない場合、上述のＳ１１へ移行する。一方、プラズマプロセスが終了した場合、本フローチャートに示された処理を終了する。
【0117】
【0118】
図５には、ＡＬＥのステップ１～４が示されている。図５（Ａ）には、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素（Ｏ）ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長について、最適化において設定したＯＥＳ発光強度の設定値（ＳＶ）の変化がそれぞれ点線により示されている。また、図５（Ａ）には、最適化した操作量ＵでＡＬＥを実施した場合のＣ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）の変化が実線により示されている。図５（Ｂ）には、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値の変化と、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度の変化がそれぞれ示されている。ＡＰＣバルブ４０ｂの開度は、角度（APC Angle）として示している。
【0119】
操作量Ｕを最適化した結果、ステップ１では、直前のステップ４の終了の前からＣ４Ｆ８ガスを先出しており、ガス流量も最初に一時的に大きくしている。また、ステップ１では、ステップ１を開始した際にＡＰＣバルブ４０ｂの開度を一時的に小さくしている。これにより、ステップ１では、Ｃ４Ｆ８ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に早く満たすことができる。この結果、ステップ１では、２５２．０ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度が速やかに立ち上がった後、一定の発光強度に安定する。
【0120】
また、ステップ１～ステップ２では、ステップ１の終了の前からＣ４Ｆ８ガスを止めており、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を大きくしている。これにより、ステップ２では、Ｃ４Ｆ８ガスを早く、効率的に排気できる。この結果、ステップ２では、２５２．０ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度も速やかに低下する。
【0121】
また、ステップ３では、直前のステップ２の終了の前から酸素ガスを先出しており、ガス流量も最初に一時的に大きくしている。また、ステップ３では、ステップ３を開始した際にＡＰＣバルブ４０ｂの開度を一時的に小さくしている。これにより、ステップ３では、酸素ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に早く満たすことができる。この結果、ステップ３では、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度が速やかに立ち上がった後、一定の発光強度に安定する。
【0122】
また、ステップ３～ステップ４では、ステップ３の終了の前から酸素ガスを止めており、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度を大きくしている。これにより、ステップ４では、酸素ガスを早く、効率的に排気できる。この結果、ステップ４では、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度も速やかに低下する。
【0123】
次に、従来と比較して第１実施形態の最適化を実施した結果の一例を説明する。
【0124】
【0125】
図６には、ＡＬＥのステップ１～４が示されている。図６（Ａ）には、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素（Ｏ）ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値の変化が示されている。図６（Ｂ）には、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値の変化が示されている。図６（Ｃ）には、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度の変化の波形と、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力の変化の波形が示されている。図６（Ｄ）には、電源３０から供給されるソースＲＦ信号（ＨＦ）の電力のパワー（HF Power）の変化の波形と、ＨＦの電圧Ｖのpeak to peakの値Ｖｐｐの変化の波形が示されている。
【0126】
図７は、第１実施形態に係る操作量Ｕの最適化を実施した結果の一例を示す図である。図７は、図６に示したＡＬＥのプロセスに対して操作量Ｕの最適化を実施した場合を示している。なお、図７は、ステップ２、４の期間のみＡＰＣバルブ４０ｂの開度を変更可能とする制約条件をさらに加えて操作量Ｕの最適化を実施した場合を示している。
【0127】
図７には、ＡＬＥのステップ１～４が示されている。図７（Ａ）には、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素（Ｏ）ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長について、最適化において設定したＯＥＳ発光強度の設定値（ＳＶ）の変化がそれぞれ点線により示されている。また、図７（Ａ）には、最適化した操作量ＵでＡＬＥを実施した場合のＣ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）の変化が実線により示されている。図７（Ｂ）には、最適化した操作量ＵでのＣ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値の変化が示されている。図７（Ｃ）には、最適化した操作量ＵでＡＬＥを実施した場合のＡＰＣバルブ４０ｂの開度の変化の波形と、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力の変化の波形が示されている。図７（Ｄ）には、ＡＬＥを実施した場合の電源３０から供給されるソースＲＦ信号（ＨＦ）の電力のパワー（HF Power）の変化の波形と、ＨＦの電圧Ｖのpeak to peakの値Ｖｐｐの変化の波形が示されている。
【0128】
図６（Ａ）では、ステップ１において、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長の波形が一定とならずに崩れている。つまり、ラジカル密度が一定ではないため、プロセスが非効率となっている。
【0129】
一方、図７（Ａ）では、ステップ１において、２５２．０ｎｍの波長の波形が設定値（ＳＶ）に近く、一定となっている。これにより、ラジカル密度を一定になるため、プロセスの効率を高めることができている。
【0130】
また、図６では、ステップ２、４の期間が２秒であったが、図７では、最適化を実施したことにより、ステップ２、４の期間を１秒に短縮できる。これにより、ＡＬＥのステップ２、４の期間できるため、ＡＬＥのプロセスの生産性を高めることができる。
【0131】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るプラズマ処理システムの構成は、図１に示した第１実施形態の構成と同様のため、説明を省略する。
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態に係るプラズマ処理システムの構成は、図１に示した第１実施形態の構成と同様のため、説明を省略する。
【0132】
ところで、プラズマプロセスでは、外乱が発生してラジカルが一定とならず、プラズマプロセス中にセンサ１４により検出されるＯＥＳ発光強度の波形が一定とならない場合がある。例えば、プラズマ処理チャンバ１０内に生成されたラジカルがプラズマ処理チャンバ１０内に堆積した堆積物にも消費されるスカベンジング（Scavenging）が発生し、プラズマプロセス中のＯＥＳ発光強度の波形が一定とならない場合がある。
【0133】
そこで、第２実施形態では、外乱をモデル化し、外乱のモデルを含んだ状態空間モデルを作成し、外乱のモデルを含んだ状態空間モデルを用いて、プラズマ処理の処理条件を算出する。
【0134】
外乱のモデルを含んだ場合の状態空間モデルの状態方程式は、以下の式（１５）のように表すことができる。
【0135】
【数13】
【0136】
ここで、
ｗｄｖ（ｋ）は、タイムステップｋでの外乱である。
ｗｄｖ（ｋ）は、タイムステップｋでの外乱である。
【0137】
式（１５）は、上述した式（１）に、外乱ｗｄｖ（ｋ）の項が加算された式となっている。式（１５）は、２つのガス（ガス１、ガス２）に関するＯＥＳ発光強度の状態方程式とする場合、ｘ（ｋ）、ｘ（ｋ＋１）、Ａ、Ｂｇａｓ、ｕｇａｓ（ｋ－ｎτ，ｇａｓ）、Ｂａｐｃ、ｗｄｖ（ｋ）を行列またはベクトルとすることで、以下の式（１６）のように表すことができる。
【0138】
【数14】
【0139】
ここで、
ｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）は、ベクトルｗｄｖ（ｋ）の要素となるパラメータである。
ｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）は、ベクトルｗｄｖ（ｋ）の要素となるパラメータである。
【0140】
ｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）は、外乱に応じて定める。
【0141】
例えば、スカベンジングなどの外乱をモデル化する場合、ｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）は、以下の式（１７－１）、式（１７－２）のように定める。
【0142】
ｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）＝ｘｏｅｓ１（ｋ－１）－ｘ＾ｏｅｓ１（ｋ－１） （１７－１）
ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）＝ｘｏｅｓ２（ｋ－１）－ｘ＾ｏｅｓ２（ｋ－１） （１７－２）
ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）＝ｘｏｅｓ２（ｋ－１）－ｘ＾ｏｅｓ２（ｋ－１） （１７－２）
【0143】
ここで、
ｘｏｅｓ１（ｋ－１）は、タイムステップｋ－１でのガス１に対応する波長のＯＥＳ発光強度の観測値である。
ｘｏｅｓ２（ｋ－１）は、タイムステップｋ－１でのガス２に対応する波長のＯＥＳ発光強度の観測値である。
ｘ＾ｏｅｓ１（ｋ－１）は、タイムステップｋ－１でのガス１に対応する波長のＯＥＳ発光強度の予測値である。
ｘ＾ｏｅｓ２（ｋ－１）は、タイムステップｋ－１でのガス２に対応する波長のＯＥＳ発光強度の予測値である。
ｘｏｅｓ１（ｋ－１）は、タイムステップｋ－１でのガス１に対応する波長のＯＥＳ発光強度の観測値である。
ｘｏｅｓ２（ｋ－１）は、タイムステップｋ－１でのガス２に対応する波長のＯＥＳ発光強度の観測値である。
ｘ＾ｏｅｓ１（ｋ－１）は、タイムステップｋ－１でのガス１に対応する波長のＯＥＳ発光強度の予測値である。
ｘ＾ｏｅｓ２（ｋ－１）は、タイムステップｋ－１でのガス２に対応する波長のＯＥＳ発光強度の予測値である。
【0144】
ｘ＾ｏｅｓ１（ｋ－１）及びｘ＾ｏｅｓ２（ｋ－１）は、例えば、式（１）又は式（２）を用いて、ｋ－２のタイムステップのＯＥＳ発光強度の観測値から算出する。
【0145】
すなわち、ｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）は、それぞれ１タイムステップ過去のＯＥＳ発光強度の観測値と予測値の差を外乱としている。
【0146】
また、例えば、伝達関数のインパルス応答により外乱をモデル化する場合、ｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）は、以下の式（１８－１）、式（１８－２）のように定める。
【0147】
【数15】
【0148】
ここで、
Ｋｏｅｓ１、ｄｖは、ガス１についてのゲイン（外乱の大きさ）である。
Ｋｏｅｓ２、ｄｖは、ガス２についてのゲイン（外乱の大きさ）である。
Ｔｏｅｓ１、ｄｖは、ガス１についての時定数（減衰時間）である。
Ｔｏｅｓ２、ｄｖは、ガス２についての時定数（減衰時間）である。
τｏｅｓ１、ｄｖは、ガス１についてのむだ時間（時間遅れ）である。
τｏｅｓ２、ｄｖは、ガス２についてのむだ時間（時間遅れ）である。
ΔＴは、サンプリング周期である。
Ｋｏｅｓ１、ｄｖは、ガス１についてのゲイン（外乱の大きさ）である。
Ｋｏｅｓ２、ｄｖは、ガス２についてのゲイン（外乱の大きさ）である。
Ｔｏｅｓ１、ｄｖは、ガス１についての時定数（減衰時間）である。
Ｔｏｅｓ２、ｄｖは、ガス２についての時定数（減衰時間）である。
τｏｅｓ１、ｄｖは、ガス１についてのむだ時間（時間遅れ）である。
τｏｅｓ２、ｄｖは、ガス２についてのむだ時間（時間遅れ）である。
ΔＴは、サンプリング周期である。
【0149】
式（１８－１）、式（１８－２）は、ゲインＫｏｅｓ１、ｄｖ、Ｋｏｅｓ２、ｄｖ、時定数Ｔｏｅｓ１、ｄｖ、Ｔｏｅｓ２、ｄｖ、むだ時間τｏｅｓ１、ｄｖ、τｏｅｓ２、ｄｖを変えることで様々なインパルス応答の波形を表現できる。
【0150】
図８Ａ～図８Ｃは、インパルス応答の波形の一例を示す図である。図８Ａ～図８Ｃでは、ゲインＫｏｅｓ１、ｄｖ、Ｋｏｅｓ２、ｄｖをＫとし、時定数Ｔｏｅｓ１、ｄｖ、Ｔｏｅｓ２、ｄｖをＴとし、むだ時間τｏｅｓ１、ｄｖ、τｏｅｓ２、ｄｖをＴａｕとして設定値を示している。図８Ａには、Ｔを１．０、Ｔａｕを１．０に固定し、Ｋを－０．５、－１．５、－２．０に変化させた場合のｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）の波形が示されている。図８Ｂには、Ｋを－１．０、Ｔａｕを１．０に固定し、Ｔを０．５、１．０、２．０に変化させた場合のｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）の波形が示されている。図８Ｃには、Ｋを－１．０、Ｔを１．０に固定し、Ｔａｕを０．５、１．０、２．０に変化させた場合のｗｏｅｓ１、ｄｖ（ｋ）、ｗｏｅｓ２、ｄｖ（ｋ）の波形が示されている。
【0151】
観測値の予測式は、以下の式（１９）のように式を定める。
【0152】
【数16】
【0153】
ここで、
Ｃは、ベクトルｙ（ｋ）とベクトルｘ（ｋ）を変換する行列である。
ｃｏｅｓ１、ｇａｓ１、ｃｏｅｓ１、ｇａｓ２、ｃｏｅｓ２、ｇａｓ１、ｃｏｅｓ２、ｇａｓ２は、行列Ｃの要素となるパラメータである。
Ｃは、ベクトルｙ（ｋ）とベクトルｘ（ｋ）を変換する行列である。
ｃｏｅｓ１、ｇａｓ１、ｃｏｅｓ１、ｇａｓ２、ｃｏｅｓ２、ｇａｓ１、ｃｏｅｓ２、ｇａｓ２は、行列Ｃの要素となるパラメータである。
【0154】
本実施形態では、簡易化するため、行列Ｃを単位行列として、観測値の予測式を、第１実施形態と同様に、ｙ（ｋ）＝ｘ（ｋ）とする。
【0155】
式（１６）を時間遷移させて、第１実施形態と同様に、タイムステップ０でのＯＥＳ発光強度のベクトルｘ（０）から１～ｍタイムステップ先のＯＥＳ発光強度のベクトルｘ（１）～ｘ（ｍ）を算出する予測式を作成する。予測式は、以下の式（２０）のようにベクトルＸ、行列Ｆ、行列Ｇｕ、ベクトルＵ、行列Ｇｗ、ベクトルＷの関係式として表すことができる。式（２０）は、上述した式（４）にＧｗＷが加算された式となっている。
【0156】
【数17】
【0157】
ここで、
ベクトルＷは、以下の式（２１）のように、ベクトルｗｄｖ（０）～ｗｄｖ（ｍ－ｎτ，ｇａｓ）をそれぞれ要素としたベクトルである。
行列Ｇｕは、以下の式（２２－１）のような行列である。
行列Ｇｗは、以下の式（２２－２）のような行列である。
ベクトルＷは、以下の式（２１）のように、ベクトルｗｄｖ（０）～ｗｄｖ（ｍ－ｎτ，ｇａｓ）をそれぞれ要素としたベクトルである。
行列Ｇｕは、以下の式（２２－１）のような行列である。
行列Ｇｗは、以下の式（２２－２）のような行列である。
【0158】
【数18】
【0159】
【数19】
【0160】
観測値の予測式は、以下の式（２３－１）、式（２３－２）のように式を定める。
【0161】
【数20】
【0162】
本実施形態では、簡易化するため、行列Ｃを単位行列として、第１実施形態と同様に、ベクトルＹ＝ベクトルＸとする。
【0163】
式（２０）のベクトルＵを操作量Ｕとする。操作量Ｕを変更するコストＪ（Ｕ）を、ベクトルＹ、ベクトルＳＶ、行列Ｐ、行列Ｑを用いて以下の式（２４－１）のように定める。式（２４－１）は、ベクトルＸに式（２０）を代入すると、式（２４－２）のように表すことができる。式（２４－２）は、上述した式（９－２）に項ｃ部分が増えている。
【0164】
【数21】
【0165】
そして、式（２４－２）は、行列Ｎを以下の式（２５－１）とし、ベクトルＭを以下の式（２５－２）とした場合、式（２４－３）のように表すことができる。
【0166】
【数22】
【0167】
行列Ｎは、式（２５－１）のように、行列Ｇｕ、行列Ｐ、行列Ｑの演算により得られる。行列Ｇｕ、行列Ｐ、行列Ｑは、それぞれ要素に変数が無く、定数となっている。このため、行列Ｎは、要素が固定値に定まる。
【0168】
ベクトルＭは、式（２５－２）のように、行列Ｆ、ベクトルｘ（０）、行列Ｇｗ、ベクトルＷ、ベクトルＳＶ、行列Ｐ、行列Ｇｕの演算により得られる。行列Ｆ、行列Ｐ、行列Ｑ、行列Ｇｗ、ベクトルＷは、それぞれ要素に変数が無く、定数となっている。ベクトルｘ（０）は、タイムステップ０でのＯＥＳ発光強度の観測値のベクトルであり、要素が固定値に定まる。ベクトルＳＶは、上述の式（１０）のように、ベクトルｒ（１）～ｘ（ｍ）を要素としたベクトルである。ベクトルＳＶのベクトルｒ（１）～ｒ（ｍ）には、第１実施形態と同様に、現在のタイムステップから前後に１タイムステップずつずれた各タイムステップでのＯＥＳ発光強度の設定値を設定する。このようにベクトルＳＶにＯＥＳ発光強度の設定値を設定することで、ベクトルＳＶは、要素が固定値に定まる。このため、ベクトルＭは、要素が固定値に定まる。
【0169】
よって、式（２４－３）から、第２実施形態でも、コストＪ（Ｕ）は、操作量Ｕにより変化する。よって、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、式（２４－３）からコストＪ（Ｕ）を最小とする最適化問題を上述した式（１２－１）のように定義できる。第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、操作量Ｕについて適切な制約条件を定めて、二次計画法により、コストＪ（Ｕ）が最小となる操作量Ｕを算出できる。
【0170】
処理部２ａ１は、発光強度を設定値に近づけるプラズマ処理の処理条件を算出する。処理部２ａ１は、状態空間モデルを用いて、処理条件を算出する。例えば、処理部２ａ１は、ベクトルＵを操作量Ｕとし、式（２０）を用いて、処理条件として、最適な操作量Ｕを算出する。例えば、処理部２ａ１は、式（１２－２）、式（１２－３）を制約条件として、式（１２－１）の最適化問題を二次計画法により解析して、コストＪ（Ｕ）が最小となる操作量Ｕを算出する。これにより、操作量Ｕの式（１２－３）において固定する要素とされなかった各要素について、最適化されたベクトルｕが算出される。例えば、第１実施形態と同様に、操作量Ｕのタイムステップ５～１０の各要素について、最適化されたベクトルｕが算出される。
【0171】
処理部２ａ１は、算出した操作量Ｕに基づいてプラズマ処理装置１を制御する。例えば、第１実施形態と同様に、処理部２ａ１は、操作量Ｕの現在のタイムステップに対応するベクトルｕ（５）に基づいてプラズマ処理装置１を制御する。
【0172】
処理部２ａ１は、タイムステップのタイミングごとに、このような処理を繰り返してＡＬＥなどの周期的なプラズマプロセスを制御する。
【0173】
次に、従来と比較して第２実施形態の最適化を実施した結果の一例を説明する。
【0174】
【0175】
図９には、ＡＬＥのステップ１～４が示されている。図９（Ａ）には、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素（Ｏ）ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）の変化がそれぞれ実線により示されている。また、図９（Ａ）には、２５２．０ｎｍの波長と、７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の設定値（ＳＶ）の変化がそれぞれ点線により示されている。図９（Ｂ）には、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値の変化が示されている。図９（Ｃ）には、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度の変化の波形と、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力の変化の波形が示されている。ＡＰＣバルブ４０ｂの開度は、角度（APC Angle）として示している。図９（Ｄ）には、電源３０から供給されるソースＲＦ信号（ＨＦ）の電力のパワー（HF Power）の変化の波形が示されている。
【0176】
図９では、ステップ１において、プラズマ処理チャンバ１０内に生成されたラジカルがプラズマ処理チャンバ１０内に堆積した堆積物にも消費されるスカベンジングが発生しており、ＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）が設定値（ＳＶ）まで徐々に増加する。つまり、ラジカル密度が一定ではないため、プロセスが非効率となっている。
【0177】
【0178】
図１０には、ＡＬＥのステップ１～４が示されている。図１０（Ａ）には、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素（Ｏ）ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長について、最適化において設定したＯＥＳ発光強度の設定値（ＳＶ）の変化がそれぞれ点線により示されている。また、図１０（Ａ）には、最適化した操作量ＵでＡＬＥを実施した場合のＣ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）の変化が実線により示されている。図１０（Ｂ）には、最適化した操作量ＵでのＣ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値の変化が示されている。図１０（Ｃ）には、最適化した操作量ＵでＡＬＥを実施した場合のＡＰＣバルブ４０ｂの開度の変化の波形と、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力の変化の波形が示されている。ＡＰＣバルブ４０ｂの開度は、角度（APC Angle）として示している。図１０（Ｄ）には、ＡＬＥを実施した場合の電源３０から供給されるソースＲＦ信号（ＨＦ）の電力のパワー（HF Power）の変化の波形が示されている。
【0179】
図１０（Ａ）では、ステップ１において、２５２．０ｎｍの波長の波形が設定値（ＳＶ）に近く、一定となっている。これにより、ラジカル密度が一定になるため、プロセスの効率を高めることができている。
【0180】
なお、上記の実施形態では、本開示のプラズマ処理装置をプラズマ処理システムとした場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。本開示のプラズマ処理装置は、他の構成のプラズマ処理装置であってもよい。
【0181】
また、上記の実施形態では、周期的なプラズマプロセスをＡＬＥとした場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。周期的なプラズマプロセスは、プラズマ処理チャンバ１０への処理ガスの供給と、プラズマ処理チャンバ１０内の排気が周期的に繰り返されるプラズマ処理であれば何れかでもよい。例えば、周期的なプラズマプロセスは、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）であってもよい。
【0182】
また、上記の実施形態では、行列Ａのａｏｅｓ１、ａｏｅｓ２や、行列Ｂｇａｓのｂｏｅｓ１、ｇａｓ１～ｂｏｅｓ２、ｇａｓ２などの状態空間モデルの処理特性を規定する係数となる各種のパラメータを事前に調整した固定値とした場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。処理部２ａ１は、状態空間モデルの誤差を取り除く適応機構を有してもよい。処理部２ａ１は、適応機構により、状態空間モデルのパラメータを更新する。適応機構とは、実機を運転中に予測値と実測値の残差にもとづき、パラメータを更新することにより、モデル誤差を取り除く制御である。適応機構としては、忘却係数あり逐次最小二乗法を用いることができ、例えば、下記の式（２６－１）～式（２６－４）のように表すことができる。適応ゲイン、忘却係数は、パラメータごとに、事前に調整して適切に定める。
【0183】
【数23】
【0184】
図１１は、第２実施形態に係る処理部２ａ１の処理の流れを機能的に示した図である。処理部２ａ１では、上述したように、状態空間モデルを用いて最適化を行い、最適な操作量Ｕを算出する。処理部２ａ１では、算出した操作量Ｕに基づいてプラズマ処理装置１を制御する。また、処理部２ａ１は、適応機構により、状態空間モデルのパラメータを更新する。例えば、処理部２ａ１は、状態空間モデルを用いてＯＥＳ発光強度の予測値を算出する。例えば、処理部２ａ１は、式（２）を用いて、１つ前のタイムステップでのＯＥＳ発光強度の観測値から現在タイムステップでのＯＥＳ発光強度の予測値を算出する。そして、処理部２ａ１は、プラズマ処理装置１から得られるＯＥＳ発光強度の観測値とＯＥＳ発光強度の予測値との差分を予測誤差として算出する。処理部２ａ１は、上述した式（２６－１）～式（２６－４）を用いて、状態空間モデルのパラメータの値を算出し、最適化に用いる状態空間モデルのパラメータを更新する。これにより、状態空間モデルの予測誤差を小さくすることができる。
【0185】
また、上記の実施形態では、外乱をスカベンジングとした場合を例に説明した。しかし、外乱はこれに限定されるものではない。外乱は、プラズマ処理に影響するものであればどのようなものであってもよい。例えば、外乱は、装置機差や、部品消耗などの経時変化としてもよい。これにより、プラズマ処理装置１に装置機差や、部品消耗などの経時変化などの外乱が発生する場合でも、状態空間モデルの予測誤差を小さくすることができる。
【0186】
また、上記の実施形態では、最適化する処理条件を、流量ｕｇａｓ１、流量ｕｇａｓ２、ＡＰＣ開度ｕａｐｃとした場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。最適化する処理条件は、ＯＥＳ発光強度を変更可能な処理条件であれば、何れかの処理条件であってもよい。例えば、処理条件を、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力や、ＨＦ、ＬＦなどの高周波電力のパワーとしてもよい。例えば、プラズマ処理装置１は、ＨＦ、ＬＦなどの高周波電力のパワーを変えることでプラズマの電子密度を変えることができ、発光強度を制御できる。状態空間モデルは、ベクトルｕｇａｓ、ベクトルｕａｐｃなどのベクトルｕを最適化する処理条件のベクトルとすることで、最適化する処理条件を用いたモデルを作成できる。例えば、状態空間モデルは、ベクトルｕをＨＦのパワーの行列とすることで、最適化する処理条件をＨＦのパワーのベクトルとしたモデルを作成できる。このような状態空間モデルを用いて、実施形態にて説明した手法で最適な操作量Ｕ（ベクトルＵ）を算出できる。
【0187】
また、状態空間モデルは、パラメータを処理条件やプラズマ処理チャンバ１０の状態に応じて変更してもよい。例えば、処理部２ａ１は、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力、プラズマ処理チャンバ１０内にプラズマを生成する高周波電力のパワーに応じて状態空間モデルを更新してもよい。処理部２ａ１は、更新した状態空間モデルを用いて、処理条件を算出してもよい。例えば、状態空間モデルの状態方程式は、以下の式（２７）のように表すことができる。式（２７）では、Ｂｇａｓ、Ｂａｐｃを圧力ｐ（ｋ）、高周波電力（ＲＦ）のパワーｒｆ（ｋ）を含んだ関数としている。なお、高周波電力（ＲＦ）パワーｒｆ（ｋ）は、プラズマの生成に用いるソースＲＦ信号（ＨＦ）の電力のパワーとする。状態空間モデルの状態方程式は、以下の式（２７）のように表すことができる。
【0188】
【数24】
【0189】
式（２７）は、２つのガス（ガス１、ガス２）に関するＯＥＳ発光強度の状態方程式とする場合、以下の式（２８）のように表すことができる。
【0190】
【数25】
【0191】
ここで、
ｋは、タイムステップである。
ｐ（ｋ）は、タイムステップｋでのプラズマ処理チャンバ１０内の圧力である。
ｒｆ（ｋ）は、タイムステップｋでのＲＦパワーである。
ｐ（ｋ）,ｒｆ（ｋ）は、操作量にかかる係数（圧力とＲＦパワーの関数）である。
ｋは、タイムステップである。
ｐ（ｋ）は、タイムステップｋでのプラズマ処理チャンバ１０内の圧力である。
ｒｆ（ｋ）は、タイムステップｋでのＲＦパワーである。
ｐ（ｋ）,ｒｆ（ｋ）は、操作量にかかる係数（圧力とＲＦパワーの関数）である。
【0192】
ｐ（ｋ）,ｒｆ（ｋ）は、圧力とＲＦパワーの線形回帰式で、以下の式（２９）のように表すことができる。
【0193】
【数26】
【0194】
ここで、
ａ、ｂ、ｃは、線形回帰式のパラメータである。
ａ、ｂ、ｃは、線形回帰式のパラメータである。
【0195】
式（２９）のパラメータａ、ｂ、ｃは、ＯＥＳ発光強度との相関が高くなるように事前に定める。
【0196】
図１２は、ＯＥＳ発光強度との相関の一例を示す図である。図１２（Ａ）～（Ｃ）は、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長の発光強度との相関との相関が高くなるようにパラメータａ、ｂ、ｃを定めた場合を示している。図１２（Ａ）は、ＫＣ４Ｆ８／ｌｏｇ（Ｃ４Ｆ８＋１）との相関を求めた場合を示している。ＫＣ４Ｆ８は、Ｃ４Ｆ８ガスの供給量に対応した２５２．０ｎｍの波長の発光強度である。Ｃ４Ｆ８は、Ｃ４Ｆ８ガスの供給量である。図１２（Ｂ）は、ＫＡＰＣ／ｌｏｇ（ＡＰＣAngle）との相関を求めた場合を示している。ＫＡＰＣは、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度に対応した２５２．０ｎｍの波長の発光強度である。ＡＰＣAngleは、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度は、角度（APC Angle）である。図１２（Ｃ）は、Ｋｄｖとの相関を求めた場合を示している。Ｋｄｖは、外乱による２５２．０ｎｍの波長の発光強度の変化量である。図１２（Ａ）～（Ｃ）に示すように、式（２９）は、パラメータａ、ｂ、ｃを適切に定めることにより、相関性を持たせることができる。
【0197】
図１３は、ＯＥＳ発光強度との相関の他の一例を示す図である。図１３（Ａ）～（Ｃ）は、酸素ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長の発光強度との相関との相関が高くなるようにパラメータａ、ｂ、ｃを定めた場合を示している。図１３（Ａ）は、ＫO２／ｌｏｇ（Ｏ２＋１）との相関を求めた場合を示している。ＫO２は、酸素ガス（Ｏ２）ガスの供給量に対応した７７７．５ｎｍの波長の発光強度である。Ｏ２は、Ｏ２ガスの供給量である。図１３（Ｂ）は、ＫＣ４Ｆ８／ｌｏｇ（Ｃ４Ｆ８＋１）との相関を求めた場合を示している。ＫＣ４Ｆ８は、Ｃ４Ｆ８ガスの供給量に対応した７７７．５ｎｍの波長の発光強度である。Ｃ４Ｆ８は、Ｃ４Ｆ８ガスの供給量である。図１３（Ｃ）は、ＫＡＰＣ／ｌｏｇ（ＡＰＣAngle）との相関を求めた場合を示している。ＫＡＰＣは、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度に対応した７７７．５ｎｍの波長の発光強度である。ＡＰＣAngleは、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度は、角度（APC Angle）である。
【0198】
このような場合、式（４）、式（２０）に示した予測式の行列Ｇｕは、以下の式（３０）のように表せる。なお、式（３０）に示した行列Ｇｕは、各行の成分が長いため、各行を下側に分けて示している。
【0199】
【数27】
【0200】
ｐ０は、実測値とする。
ｒｆ（ｋ）は、レシピからのＲＦパワーの設定値を設定する。
ｒｆ（ｋ）は、レシピからのＲＦパワーの設定値を設定する。
【0201】
処理部２ａ１は、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力、プラズマ処理チャンバ１０内のプラズマを生成する高周波電力のパワーに応じて状態空間モデルを更新する。そして、処理部２ａ１は、更新した状態空間モデルを用いて、処理条件を算出する。例えば、処理部２ａ１は、タイムステップｋごとに、Ｂｇａｓ、Ｂａｐｃを更新し、式（２０）の行列Ｇｕを算出する。そして、処理部２ａ１は、算出した行列Ｇｕを式（２５－１）、（２５－２）に適用し、式（１２－２）、式（１２－３）を制約条件として、式（１２－１）の最適化問題を二次計画法により解析して、コストＪ（Ｕ）が最小となる操作量Ｕを算出する。これにより、操作量Ｕの式（１２－３）において固定する要素とされなかった各要素について、最適化されたベクトルｕが算出される。例えば、第１実施形態と同様に、操作量Ｕのタイムステップ５～１０の各要素について、最適化されたベクトルｕが算出される。
【0202】
従来と比較して、Ｂｇａｓ、ＢａｐｃをＨＦパワーのタイミングと合わせて変えて最適化を実施した結果の一例を説明する。
【0203】
【0204】
図１４には、ＡＬＥのステップ１～４が示されている。図１４（Ａ）には、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素（Ｏ）ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）の変化がそれぞれ実線により示されている。また、図１４（Ａ）には、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の設定値（ＳＶ）の変化がそれぞれ点線により示されている。図１４（Ｂ）には、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値の変化が示されている。図１４（Ｃ）には、ＡＰＣバルブ４０ｂの開度の変化の波形と、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力の変化の波形が示されている。ＡＰＣバルブ４０ｂの開度は、角度（APC Angle）として示している。図１４（Ｄ）には、電源３０から供給されるソースＲＦ信号（ＨＦ）の電力のパワー（HF Power）の変化の波形が示されている。
【0205】
図１４では、ステップ１において、実線により示した２５２．０ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）が、点線により示した２５２．０ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の設定値（ＳＶ）を超えるオーバーシュートが発生している。このようにオーバーシュートが発生すると、設定値のＯＥＳ発光強度の場合の状態からラジカル密度がずれて、プラズマプロセスが非効率となっていると考えられる。
【0206】
図１５は、実施形態に係るＢｇａｓ、ＢａｐｃをＨＦパワーのタイミングと合わせて変えて操作量Ｕの最適化を実施した結果の一例を示す図である。図１５は、図１４に示したＡＬＥのプロセスに対して操作量Ｕの最適化を実施した場合を示している。
【0207】
図１５には、ＡＬＥのステップ１～４が示されている。図１５（Ａ）には、Ｃ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素（Ｏ）ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長について、最適化において設定したＯＥＳ発光強度の設定値（ＳＶ）の変化がそれぞれ点線により示されている。また、図１５（Ａ）には、ＡＬＥを実施した場合のＣ４Ｆ８ガスに対応する２５２．０ｎｍの波長と、酸素ガスに対応する７７７．５ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）の変化が実線により示されている。図１５（Ｂ）には、Ｃ４Ｆ８ガス、酸素ガスのガス流量の設定値の変化が示されている。図１５（Ｃ）には、ＡＬＥを実施した場合のＡＰＣバルブ４０ｂの開度の変化の波形と、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力の変化の波形が示されている。ＡＰＣバルブ４０ｂの開度は、角度（APC Angle）として示している。図１５（Ｄ）には、最適化した操作量ＵでＡＬＥを実施した場合の電源３０から供給されるソースＲＦ信号（ＨＦ）の電力のパワー（HF Power）の変化の波形が示されている。
【0208】
図１５（Ａ）では、ステップ１において、オーバーシュートが発生せず、実線により示した２５２．０ｎｍの波長のＯＥＳ発光強度の観測値（ＰＶ）が、点線により示した設定値（ＳＶ）に近い状態となっている。これにより、プラズマ処理チャンバ１０内の発光強度を、設定値の発光強度に近づけることができる。これにより、プラズマの制御が最適化されるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0209】
また、上記の実施形態では、発光強度を検出する波長を２５２．０ｎｍと７７７．５ｎｍの波長した場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。発光強度を検出する波長は、検出対象とするラジカルに応じて定めればよい。
【0210】
また、上記の実施形態では、２つの波長の発光強度を検出することで、２種類のラジカルの発光強度を取得し、２種類のラジカルの発光強度をそれぞれ設定値に近づける処理条件を算出する場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。３つ以上の波長の発光強度を検出することで、３種類以上のラジカルの発光強度を取得し、３種類以上のラジカルの発光強度をそれぞれ設定値に近づける処理条件を算出してもよい。このように算出された処理条件によりプラズマ処理を実施することで、３種類以上のラジカルの発光強度をそれぞれ設定値に近づけることができる。これにより、プラズマ処理チャンバ１０内の３種類以上のラジカル密度を、それぞれの設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0211】
また、上記の実施形態では、状態空間モデルを用いて次のタイムステップの処理条件を算出する予測制御を行う場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。予測制御には、例えば、強化学習や他の予測モデルなど他の手法を用いてもよい。
【0212】
また、上記の実施形態では、センサ１４により検出されたＯＥＳ発光強度をそのまま観測値として扱う場合を例に説明した。しかし、開示の技術はこれに限定されるものではない。センサ１４により検出されたＯＥＳ発光強度について、基準となる波長のＯＥＳ発光強度（例えば、ＡｒのＯＥＳ発光強度）に対する比を求め、比の値を観測値として用いてもよい。
【0213】
以上、実施形態について説明した。上記したように、実施形態に係るプラズマ処理方法は、工程ａと、工程ｂと、工程ｃとを含む。工程ａは、プラズマ処理チャンバ１０（チャンバ）への処理ガスの供給と、プラズマ処理チャンバ１０内の排気が周期的に繰り返されるプラズマ処理において、プラズマ処理チャンバ１０内の発光強度を検出するセンサ１４により、プラズマ処理チャンバ１０内の処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得する。工程ｂは、発光強度の目標とする設定値を取得する。工程ｃは、工程ａにより取得した発光強度と工程ｂにより取得した設定値に基づいて、発光強度を設定値に近づけるプラズマ処理の処理条件を算出する。このように算出された処理条件によりプラズマ処理を実施することで、発光強度を設定値に近づけることができる。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理チャンバ１０内のラジカル密度を、設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0214】
また、工程ａは、プラズマ処理チャンバ１０に供給した処理ガスのガス流量とプラズマ処理チャンバ１０の排気量を調整するＡＰＣバルブ４０ｂ（調整部）のＡＰＣ開度（操作量）をさらに取得する。工程ｃは、工程ａにより取得した発光強度、ガス流量、ＡＰＣ開度と、工程ｂにより取得した設定値に基づいて、処理条件を算出する。このように算出された処理条件によりプラズマ処理を実施することで、発光強度を設定値に近づけることができる。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理チャンバ１０内のラジカル密度を、設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0215】
また、工程ｃは、処理条件として、プラズマ処理チャンバ１０に供給する処理ガスのガス流量とＡＰＣバルブ４０ｂのＡＰＣ開度を算出する。算出されたガス流量とＡＰＣ開度でプラズマ処理を実施することで、発光強度を設定値に近づけることができる。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理チャンバ１０内のラジカル密度を、設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0216】
工程ｃは、処理条件として、プラズマ処理チャンバ１０に供給する高周波電力のパワーを算出する。算出された高周波電力のパワーでプラズマ処理を実施することで、発光強度を設定値に近づけることができる。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理チャンバ１０内の電子密度を、設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0217】
工程ｃは、状態空間モデルを用いて、処理条件を算出する。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、発光強度を設定値に近づける処理条件を算出できる。
【0218】
工程ｃは、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力、プラズマ処理チャンバ１０内にプラズマを生成する高周波電力のパワーに応じて、状態空間モデルを更新し、更新した状態空間モデルを用いて、処理条件を算出する。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理チャンバ１０内の発光強度を、設定値の発光強度に近づけることができる。これにより、プラズマの制御が最適化されるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0219】
実施形態に係るプラズマ処理方法は、工程ｄをさらに含む。工程ｄは、状態空間モデルを用いて算出した発光強度の予測値とセンサ１４により得られる発光強度との差に基づいて、状態空間モデルを更新する。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、状態空間モデルの予測誤差を小さくすることができる。
【0220】
状態空間モデルは、プラズマ処理チャンバ１０内に発生する外乱のモデルを含む。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、外乱が発生する場合でも、プラズマ処理チャンバ１０内のラジカル密度を、設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0221】
工程ａは、２種類以上のラジカルの発光強度を取得する。工程ｂは、２種類以上のラジカルそれぞれの発光強度の目標とする設定値を取得する。工程ｃは、２種類以上のラジカルの発光強度をそれぞれ設定値に近づける処理条件を算出する。算出された処理条件でプラズマ処理を実施することで、２種類以上のラジカルの発光強度をそれぞれ設定値に近づけることができる。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理チャンバ１０内の２種類以上のラジカル密度を、それぞれの設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0222】
実施形態に係るプラズマ処理方法は、工程ｅをさらに含む。工程ｃは、所定の周期のタイムステップごとに、処理条件を算出する。工程ｅは、タイムステップごとに、工程ｃにより算出した処理条件を用いてプラズマ処理の制御する工程をさらに有する。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理チャンバ１０内のラジカル密度を、設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0223】
工程ｃは、タイムステップごとに、当該タイムステップから複数先のタイムステップまで各タイムステップの処理条件を算出する。工程ｄは、工程ｃにより算出した各タイムステップの処理条件のうち、直近のタイムステップの処理条件を用いてプラズマ処理を制御する。これにより、実施形態に係るプラズマ処理方法は、複数タイムステップ先まで考慮して、プラズマ処理を制御できる。
【0224】
実施形態に係るプラズマ処理装置１は、ガス供給部２０（供給部）と、排気装置１０４（排気部）と、センサ１４と、制御部２とを有する。ガス供給部２０は、プラズマ処理チャンバ１０に処理ガスを供給するように構成される。排気装置１０４は、プラズマ処理チャンバ１０の排気量を調整するＡＰＣバルブ４０ｂ（調整部）が設けられ、プラズマ処理チャンバ１０内を排気するように構成される。センサ１４は、プラズマ処理チャンバ１０内の発光強度を検出するように構成される。制御部２は、ガス供給部２０によるプラズマ処理チャンバ１０への処理ガスの供給と、排気装置１０４によるプラズマ処理チャンバ１０内の排気を周期的に繰り返してプラズマ処理を実施するように構成される。制御部２は、センサ１４により、プラズマ処理チャンバ１０内の処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得し、発光強度の目標とする設定値を取得し、取得した発光強度と設定値に基づいて、発光強度を設定値に近づけるプラズマ処理の処理条件を算出する。これにより、実施形態に係るプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０内のラジカル密度を、設定値の発光強度の場合の状態に近づけることができるため、プラズマプロセスの効率を高めることができる。
【0225】
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及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。
【0226】
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。
【0227】
（付記１）
ａ）チャンバへの処理ガスの供給と、前記チャンバ内の排気が周期的に繰り返されるプラズマ処理において、前記チャンバ内の発光強度を検出するセンサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得する工程と、
ｂ）発光強度の目標とする設定値を取得する工程と、
ｃ）前記工程ａにより取得した前記発光強度と前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する工程と、
を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
ａ）チャンバへの処理ガスの供給と、前記チャンバ内の排気が周期的に繰り返されるプラズマ処理において、前記チャンバ内の発光強度を検出するセンサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得する工程と、
ｂ）発光強度の目標とする設定値を取得する工程と、
ｃ）前記工程ａにより取得した前記発光強度と前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する工程と、
を含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
【0228】
（付記２）
前記工程ａは、前記チャンバに供給した前記処理ガスのガス流量と前記チャンバの排気量を調整する調整部の操作量をさらに取得し、
前記工程ｃは、前記工程ａにより取得した前記発光強度、前記ガス流量、前記操作量と、前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記処理条件を算出する
付記１に記載のプラズマ処理方法。
前記工程ａは、前記チャンバに供給した前記処理ガスのガス流量と前記チャンバの排気量を調整する調整部の操作量をさらに取得し、
前記工程ｃは、前記工程ａにより取得した前記発光強度、前記ガス流量、前記操作量と、前記工程ｂにより取得した前記設定値に基づいて、前記処理条件を算出する
付記１に記載のプラズマ処理方法。
【0229】
（付記３）
前記工程ｃは、前記処理条件として、前記チャンバに供給する前記処理ガスのガス流量と前記調整部の操作量を算出する
付記２に記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｃは、前記処理条件として、前記チャンバに供給する前記処理ガスのガス流量と前記調整部の操作量を算出する
付記２に記載のプラズマ処理方法。
【0230】
（付記４）
前記工程ｃは、前記処理条件として、前記チャンバに供給する高周波電力のパワーを算出する
付記１又は２に記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｃは、前記処理条件として、前記チャンバに供給する高周波電力のパワーを算出する
付記１又は２に記載のプラズマ処理方法。
【0231】
（付記５）
前記工程ｃは、状態空間モデルを用いて、前記処理条件を算出する
付記１～４の何れか１つに記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｃは、状態空間モデルを用いて、前記処理条件を算出する
付記１～４の何れか１つに記載のプラズマ処理方法。
【0232】
（付記６）
前記工程ｃは、前記チャンバ内の圧力、前記チャンバ内にプラズマを生成する高周波電力のパワーに応じて、前記状態空間モデルを更新し、更新した前記状態空間モデルを用いて、前記処理条件を算出する
付記５に記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｃは、前記チャンバ内の圧力、前記チャンバ内にプラズマを生成する高周波電力のパワーに応じて、前記状態空間モデルを更新し、更新した前記状態空間モデルを用いて、前記処理条件を算出する
付記５に記載のプラズマ処理方法。
【0233】
（付記７）
ｄ）前記状態空間モデルを用いて算出した発光強度の予測値と前記センサにより得られる発光強度との差に基づいて、前記状態空間モデルを更新する工程をさらに有する
付記５に記載のプラズマ処理方法。
ｄ）前記状態空間モデルを用いて算出した発光強度の予測値と前記センサにより得られる発光強度との差に基づいて、前記状態空間モデルを更新する工程をさらに有する
付記５に記載のプラズマ処理方法。
【0234】
（付記８）
前記状態空間モデルは、前記チャンバ内に発生する外乱のモデルを含む
付記５～７の何れか１つに記載のプラズマ処理方法。
前記状態空間モデルは、前記チャンバ内に発生する外乱のモデルを含む
付記５～７の何れか１つに記載のプラズマ処理方法。
【0235】
（付記９）
前記工程ａは、２種類以上のラジカルの発光強度を取得し、
前記工程ｂは、前記２種類以上のラジカルそれぞれの発光強度の目標とする設定値を取得し、
前記工程ｃは、前記２種類以上のラジカルの発光強度をそれぞれ前記設定値に近づける前記処理条件を算出する
付記１～８の何れか１つに記載のプラズマ処理方法。
前記工程ａは、２種類以上のラジカルの発光強度を取得し、
前記工程ｂは、前記２種類以上のラジカルそれぞれの発光強度の目標とする設定値を取得し、
前記工程ｃは、前記２種類以上のラジカルの発光強度をそれぞれ前記設定値に近づける前記処理条件を算出する
付記１～８の何れか１つに記載のプラズマ処理方法。
【0236】
（付記１０）
前記工程ｃは、所定の周期のタイムステップごとに、前記処理条件を算出し、
ｅ）前記タイムステップごとに、前記工程ｃにより算出した前記処理条件を用いて前記プラズマ処理の制御する工程をさらに有する
付記１～９の何れか１つに記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｃは、所定の周期のタイムステップごとに、前記処理条件を算出し、
ｅ）前記タイムステップごとに、前記工程ｃにより算出した前記処理条件を用いて前記プラズマ処理の制御する工程をさらに有する
付記１～９の何れか１つに記載のプラズマ処理方法。
【0237】
（付記１１）
前記工程ｃは、前記タイムステップごとに、当該タイムステップから複数先のタイムステップまで各タイムステップの前記処理条件を算出し、
前記工程ｄは、前記工程ｃにより算出した各タイムステップの前記処理条件のうち、直近のタイムステップの前記処理条件を用いて前記プラズマ処理を制御する
付記１０に記載のプラズマ処理方法。
前記工程ｃは、前記タイムステップごとに、当該タイムステップから複数先のタイムステップまで各タイムステップの前記処理条件を算出し、
前記工程ｄは、前記工程ｃにより算出した各タイムステップの前記処理条件のうち、直近のタイムステップの前記処理条件を用いて前記プラズマ処理を制御する
付記１０に記載のプラズマ処理方法。
【0238】
（付記１２）
チャンバに処理ガスを供給するように構成される供給部と、
前記チャンバの排気量を調整する調整部が設けられ、前記チャンバ内を排気するように構成される排気部と、
前記チャンバ内の発光強度を検出するように構成されるセンサと、
前記供給部による前記チャンバへの処理ガスの供給と、前記排気部による前記チャンバ内の排気を周期的に繰り返してプラズマ処理を実施するように構成される制御部と、
を有するプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
前記センサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得し、
前記発光強度の目標とする設定値を取得し、
取得した前記発光強度と前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する
プラズマ処理装置。
チャンバに処理ガスを供給するように構成される供給部と、
前記チャンバの排気量を調整する調整部が設けられ、前記チャンバ内を排気するように構成される排気部と、
前記チャンバ内の発光強度を検出するように構成されるセンサと、
前記供給部による前記チャンバへの処理ガスの供給と、前記排気部による前記チャンバ内の排気を周期的に繰り返してプラズマ処理を実施するように構成される制御部と、
を有するプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
前記センサにより、前記チャンバ内の前記処理ガスが電離したラジカルの発光強度を取得し、
前記発光強度の目標とする設定値を取得し、
取得した前記発光強度と前記設定値に基づいて、前記発光強度を前記設定値に近づける前記プラズマ処理の処理条件を算出する
プラズマ処理装置。
【符号の説明】
【0239】
１ プラズマ処理装置
２ 制御部
２ａ コンピュータ
２ａ１ 処理部
２ａ２ 記憶部
２ａ３ 通信インターフェース
１０ プラズマ処理チャンバ
１０ａ 側壁
１０ｂ 透過窓
１０ｅ ガス排出口
１０ｓ プラズマ処理空間
１１ 基板支持部
１３ シャワーヘッド
１３ａ ガス供給口
１３ｂ ガス拡散室
１３ｃ ガス導入口
１４ センサ
２０ ガス供給部
２１ ガスソース
２２ 流量制御器
３０ 電源
３１ 電源
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３２ 電源
３２ａ 第１のＤＣ生成部
３２ｂ 第２のＤＣ生成部
４０ 排気システム
４０ａ 排気管
４０ｂ ＡＰＣバルブ
４０ｃ 真空ポンプ
１０４ 排気装置
Ｗ 基板
２ 制御部
２ａ コンピュータ
２ａ１ 処理部
２ａ２ 記憶部
２ａ３ 通信インターフェース
１０ プラズマ処理チャンバ
１０ａ 側壁
１０ｂ 透過窓
１０ｅ ガス排出口
１０ｓ プラズマ処理空間
１１ 基板支持部
１３ シャワーヘッド
１３ａ ガス供給口
１３ｂ ガス拡散室
１３ｃ ガス導入口
１４ センサ
２０ ガス供給部
２１ ガスソース
２２ 流量制御器
３０ 電源
３１ 電源
３１ａ 第１のＲＦ生成部
３１ｂ 第２のＲＦ生成部
３２ 電源
３２ａ 第１のＤＣ生成部
３２ｂ 第２のＤＣ生成部
４０ 排気システム
４０ａ 排気管
４０ｂ ＡＰＣバルブ
４０ｃ 真空ポンプ
１０４ 排気装置
Ｗ 基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】