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JP2022117597A - 温度制御方法及び基板処理装置 - Google Patents

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JP2022117597A JP2021014182A JP2021014182A JP2022117597A JP 2022117597 A JP2022117597 A JP 2022117597A JP 2021014182 A JP2021014182 A JP 2021014182A JP 2021014182 A JP2021014182 A JP 2021014182A JP 2022117597 A JP2022117597 A JP 2022117597A
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Abstract

【課題】プロセス毎の基板の温度の変化を補正可能な温度制御方法及び基板処理装置を提供する。【解決手段】温度制御方法は、ステージの載置面に載置された基板に入熱が発生する複数のプロセスｎを実施する際の温度変化前の温調媒体の温度ＴＢと、プロセスｎ毎のステージの吐出口へ供給する伝熱ガスの圧力Ｐｎ及び基板の温度ＴＷｎとを取得し、温度変化後に、温調媒体の温度を温度ＴＢとして、プロセスｎ毎に、伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも減少させた場合の基板の温度ＴＷ’ｎ，ｍａｘと、伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも増加させた場合の基板の温度ＴＷ’ｎ，ｍｉｎとを取得し、温調媒体の温度を、以下の式（１）を満たす温度ＴＢ”に調整し、プロセスｎ毎に、基板の温度が温度ＴＷｎとなるよう伝熱ガスの圧力を調整する。ＴＢ＋ｍａｘ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ，ｍａｘ）≦ＴＢ”≦ＴＢ＋ｍｉｎ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍｉｎ）・・・（１）【選択図】図３

Description

本開示は、温度制御方法及び基板処理装置に関する。
基板処理装置は、処理容器内に配置した基板に対して複数のプロセスを実施する場合がある。例えば、特許文献１は、処理容器内で、基板に対して、第１の処理ガスのプラズマを生成する工程と、第２の処理ガスのプラズマを生成する工程と、交互に実施する。
特開２０１０－５１６０５９号公報
本開示は、基板に対して複数のプロセスを実施する場合のプロセスごとの基板の温度の変化を補正する技術を提供する。
本開示の一態様による温度制御方法は、基板を載置する載置面が形成され、温度を調整した温調媒体が流される流路が内部に形成され、載置面に伝熱ガスを吐出する吐出口が形成されたステージの載置面に載置された基板に入熱が発生する複数のプロセスｎ（ｎは、プロセスの識別子であり、１よりも大きい自然数）を実施する際の温度変化前の温調媒体の温度ＴＢと、プロセスｎごとの吐出口へ供給する伝熱ガスの圧力Ｐｎ及び基板の温度ＴＷｎとを取得する。温度制御方法は、温度変化後に、温調媒体の温度を温度ＴＢとして、プロセスｎごとに、吐出口へ供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも減少させた場合のプロセスｎでの基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、吐出口へ供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも増加させた場合のプロセスｎでの基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得する。温度制御方法は、温調媒体の温度を、以下の式（１）を満たす温度ＴＢ”に調整し、プロセスｎごとに、基板の温度が温度ＴＷｎとなるよう吐出口へ供給する伝熱ガスの圧力を調整する。
ＴＢ＋ｍａｘ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍａｘ） ≦ ＴＢ”
≦ ＴＢ＋ｍｉｎ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍｉｎ） ・・・（１）
本開示によれば、基板に対して複数のプロセスを実施する場合のプロセスごとの基板の温度の変化を補正できる。
図１は、実施形態に係る基板処理装置の一例を示す概略断面図である。 図２は、実施形態に係る伝熱特性の変化を説明する図である。 図３は、実施形態に係る温度制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。 図４は、実施形態に係る基板処理装置の載置台の構成の一例を模式的に示した図である。 図５は、実施形態に係るエッチングによる基板の厚さが減少の一例を示した図である。 図６は、実施形態に係る基板の保護の他の一例を示した図である。 図７は、実施形態に係る温度制御方法により取得される基板の温度を説明する図である。 図８は、実施形態に係る伝熱ガスの圧力と基板の温度の関係の一例を示す図である。 図９は、実施形態に係るプラズマから基板への入熱量による伝熱ガスの圧力と基板の温度の関係の変化の一例を示す図である。 図１０は、実施形態に係る関係データからの基板の温度の取得の一例を説明する図である。 図１１は、実施形態に係る温度制御方法の温調媒体の温度の調整を説明する図である。 図１２は、実施形態に係る温度制御方法の伝熱ガスの圧力の調整を説明する図である。
以下、図面を参照して本願の開示する温度制御方法及び基板処理装置の実施形態について詳細に説明する。なお、本実施形態により、開示する温度制御方法及び基板処理装置が限定されるものではない。
ところで、基板処理装置は、基板処理を繰り返し実施すると、パーツが消耗して、基板の温度が少しずつ経時変化する。例えば、基板を載置する載置台の載置面が消耗して伝熱特性が変化して基板の温度が経時変化する。このように基板の温度が変化すると、各プロセスの処理結果に影響する場合がある。そこで、載置台に流すチラーなどの温調媒体の温度を補正することが考えられるが、プロセスごとに基板の温度の変化特性が異なるため、温調媒体の温度の補正のみでは、プロセスごとの基板の温度の変化を補正できない。
そこで、基板に対して複数のプロセスを実施する場合のプロセスごとの基板の温度の変化を補正する技術が期待されている。
［実施形態］
［装置構成］
本開示の基板処理装置の一例について説明する。最初に、実施形態に係る基板処理装置１について説明する。基板処理装置１は、基板Ｗに対して基板処理を実施する。実施形態では、基板処理装置１をプラズマ処理装置とし、基板処理としてプラズマ処理を基板Ｗに対して行う場合を例に説明する。図１は、実施形態に係る基板処理装置１の一例を示す概略断面図である。一実施形態において、基板処理装置１は、チャンバ１０、プロセスガス供給部２０、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電力供給部３０及び排気システム４０を含む。また、基板処理装置１は、載置台１１及び上部電極シャワーヘッド１２を含む。
チャンバ１０は、内部が円筒状の空間が形成されている。チャンバ１０は、内部に載置台１１が設けられている。載置台１１は、円柱状に形成されており、チャンバ１０内の中央の下部領域に配置される。上部電極シャワーヘッド１２は、載置台１１の上方に配置され、チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の一部として機能し得る。
載置台１１は、半導体ウエハ等の基板Ｗを載置する載置面１１ａが上面の中央に形成されている。載置台１１は、プラズマ処理が実施されるプラズマ処理空間１０ｓにおいて、基板Ｗを支持するように構成される。一実施形態において、載置台１１は、下部電極１１１、静電チャック１１２、及びエッジリング１１３を含む。静電チャック１１２は、下部電極１１１上に配置され、静電チャック１１２の上面で基板Ｗを支持するように構成される。エッジリング１１３は、下部電極１１１の周縁部上面において基板Ｗを囲むように配置される。下部電極１１１は、導電性の金属、例えばアルミニウム等で構成されている。下部電極１１１は、静電チャック１１２及びエッジリング１１３を支持する基台として機能する。載置台１１は、静電チャック１１２及び基板Ｗ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、ヒーター、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。例えば、下部電極１１１は、内部に温調媒体を流すための流路１１１ａが形成されている。流路１１１ａは、基板Ｗが載置される載置面１１ａに対応して、載置面１１ａの全面に形成されている。流路１１１ａには、冷媒、熱媒のような温調媒体が流れる。例えば、流路１１１ａは、配管１３を介して温調媒体供給部１４と接続されている。温調媒体供給部１４は、供給する温調媒体の温度を制御可能とされている。基板処理装置１は、温調媒体供給部１４から温度を制御した温調媒体（例えば冷却水）を流路１１１ａに循環させることによって、載置台１１の温度を制御可能な構成とされている。
基板処理装置１は、基板Ｗの裏面側に伝熱ガスを供給可能な構成とされている。例えば、載置台１１は、載置面１１ａに、伝熱ガスを吐出する吐出口１１ｂが形成されている。吐出口１１ｂは、載置台１１を貫通するガス供給管１５に接続されている。ガス供給管１５は、伝熱ガス供給部１６に接続されている。伝熱ガス供給部１６は、ヘリウムガス等の伝熱ガス（バックサイドガス）を供給する。伝熱ガス供給部１６は、流量制御器が設けられており、伝熱ガスの供給量を制御可能とされている。これらの構成によって、載置台１１の上面に静電チャック１１２によって吸着保持された基板Ｗの温度に制御する。
基板処理装置１は、流路１１１ａに流す温調媒体の温度、及び基板Ｗの裏面側に供給する伝熱ガスの流量を制御することで、基板Ｗの温度を制御可能とされている。
上部電極シャワーヘッド１２は、プロセスガス供給部２０からの１又はそれ以上の処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するように構成される。一実施形態において、上部電極シャワーヘッド１２は、ガス入口１２ａ、ガス拡散室１２ｂ、及び複数のガス出口１２ｃを有する。ガス入口１２ａは、プロセスガス供給部２０及びガス拡散室１２ｂと流体連通している。複数のガス出口１２ｃは、ガス拡散室１２ｂ及びプラズマ処理空間１０ｓと流体連通している。一実施形態において、上部電極シャワーヘッド１２は、１又はそれ以上の処理ガスをガス入口１２ａからガス拡散室１２ｂ及び複数のガス出口１２ｃを介してプラズマ処理空間１０ｓに供給するように構成される。
プロセスガス供給部２０は、１又はそれ以上のガスソース２１、及び１又はそれ以上の流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、プロセスガス供給部２０は、１又はそれ以上の処理ガスを、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を介してガス入口１２ａ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、プロセスガス供給部２０は、１又はそれ以上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。
ＲＦ電力供給部３０は、ＲＦ電力、例えば１又はそれ以上のＲＦ信号を、下部電極１１１、上部電極シャワーヘッド１２、又は、下部電極１１１及び上部電極シャワーヘッド１２の双方のような１又はそれ以上の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１又はそれ以上の処理ガスからプラズマが生成される。従って、ＲＦ電力供給部３０は、プラズマ処理チャンバにおいて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。一実施形態において、ＲＦ電力供給部３０は、２つのＲＦ生成部３１ａ，３１ｂ及び２つの整合回路３２ａ，３２ｂを含む。一実施形態において、ＲＦ電力供給部３０は、第１のＲＦ信号を第１のＲＦ生成部３１ａから第１の整合回路３２ａを介して下部電極１１１に供給するように構成される。例えば、第１のＲＦ信号は、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。
また、一実施形態において、ＲＦ電力供給部３０は、第２のＲＦ信号を第２のＲＦ生成部３１ｂから第２の整合回路３２ｂを介して下部電極１１１に供給するように構成される。例えば、第２のＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有してもよい。代わりに、第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）パルス生成部を用いてもよい。
さらに、図示は省略するが、本開示においては他の実施形態が考えられる。例えば、ＲＦ電力供給部３０は、第１のＲＦ信号をＲＦ生成部から下部電極１１１に供給し、第２のＲＦ信号を他のＲＦ生成部から下部電極１１１に供給し、第３のＲＦ信号をさらに他のＲＦ生成部から下部電極１１１に供給するように構成されてもよい。加えて、ＤＣ電圧が上部電極シャワーヘッド１２に印加されてもよい。
またさらに、種々の実施形態において、１又はそれ以上のＲＦ信号（即ち、第１のＲＦ信号、第２のＲＦ信号等）の振幅がパルス化又は変調されてもよい。振幅変調は、オン状態とオフ状態との間、あるいは、２又はそれ以上の異なるオン状態の間でＲＦ信号振幅をパルス化することを含んでもよい。
チャンバ１０は、内部を排気するための排気口１０ｅが形成されている。実施形態に係るチャンバ１０は、載置台１１が中央に配置され、排気口１０ｅが載置台１１の周囲の、載置台１１の基板Ｗが載置される載置面１１ａよりも低い位置に１つ設けられている。例えば、排気口１０ｅは、載置台１１の周囲となるチャンバ１０の底部に設けられている。排気システム４０は、チャンバ１０の底部に設けられた排気口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力弁及び真空ポンプを含んでもよい。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、粗引きポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
上記のように構成された基板処理装置１は、制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。制御部６０には、ユーザインターフェース６１と、記憶部６２とが接続されている。
ユーザインターフェース６１は、工程管理者が基板処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボード等の操作部や、基板処理装置１の稼動状況を可視化して表示するディスプレイ等の表示部から構成されている。ユーザインターフェース６１は、各種の動作を受け付ける。例えば、ユーザインターフェース６１は、プラズマ処理の開始を指示する所定操作を受け付ける。
記憶部６２は、各種のデータを記憶する記憶デバイスである。例えば、記憶部６２は、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）、光ディスクなどの記憶装置である。なお、記憶部６２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ、ＮＶＳＲＡＭ（Non Volatile Static Random Access Memory）などのデータを書き換え可能な半導体メモリであってもよい。
記憶部６２は、制御部６０で実行されるＯＳ（Operating System）や各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部６２は、後述する温度制御方法の処理を実行するプログラムを含む各種のプログラムを記憶する。さらに、記憶部６２は、制御部６０で実行されるプログラムで用いられる各種データを記憶する。例えば、記憶部６２は、温調媒体の温度や、基板Ｗに対して実施するプロセスごとに、プラズマ処理で使用するガス種やガス流量、供給するＲＦ電力、伝熱ガスの流量、基板Ｗの温度などの処理条件をレシピとして記憶する。なお、記憶部６２は、上記に例示したデータ以外にも、他のデータを併せて記憶することもできる。
制御部６０は、基板処理装置１を制御するデバイスである。制御部６０としては、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路や、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路を採用できる。制御部６０は、各種の処理手順を規定したプログラムや制御データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。制御部６０は、各種のプログラムが動作することにより各種の処理部として機能する。例えば、制御部６０は、第１取得部６０ａと、補正判定部６０ｂと、第２取得部６０ｃと、調整部６０ｄとを有する。
制御部６０は、基板処理装置１を制御し、記憶部６２に記憶したレシピに従い、チャンバ１０内の載置台１１に配置した基板Ｗに対して複数のプロセスを実施する。
ところで、上述のように、基板処理装置１は、基板処理を繰り返し実施すると、パーツが消耗して、基板Ｗの温度が少しずつ経時変化する。例えば、載置台１１の載置面１１ａが基板Ｗとの摩擦やプラズマによって消耗して伝熱特性が変化して基板Ｗの温度が経時変化する。このように基板Ｗの温度が変化すると、各プロセスの処理結果に影響する場合がある。
図２は、実施形態に係る伝熱特性の変化を説明する図である。図２は、左側に載置台１１が模式的に示され、右側に載置台１１の熱の流れを示す回路が模式的に示されている。載置台１１は、下部電極１１１上に静電チャック１１２が配置されている。下部電極１１１は、内部に流路１１１ａが形成されている。載置台１１は、静電チャック１１２の上面である載置面１１ａに基板Ｗが載置される。載置面１１ａは、ドットなどの凹凸のパターンが形成されている。載置面１１ａのパターンの凹部には、ヘリウムガス等の伝熱ガスが溜まっている。
基板Ｗは、基板処理でプラズマ１２０が生成されると、プラズマ１２０から基板Ｗへ入熱し、温度が上昇する。図２の右側では、プラズマ１２０から基板Ｗへの入熱を熱ΓＱと示している。基板Ｗの熱は、載置台１１の載置面１１ａのパターンの凹凸を介して、載置台１１に伝導する。図２の右側では、載置面１１ａの凸部分の熱抵抗をＲＤｏｔと示し、載置面１１ａの凹部分の伝熱ガスの熱抵抗をＲｇａｓと示している。下部電極１１１は、流路１１１ａに温調媒体が流れ、温度が一定に制御されている。下部電極１１１に伝わった熱は、温調媒体によって外部に排出される。図２の右側では、下部電極１１１が温調媒体によって温度が一定に制御されため、ＧＮＤｂと示している。
基板処理装置１は、チャンバ１０の変質や消耗よってプラズマ１２０から基板Ｗへの入熱ΓＱが経時変化する。また、基板処理装置１は、載置面１１ａのパターンの消耗よって熱抵抗ＲＤｏｔが経時変化する。このように入熱ΓＱ及び熱抵抗ＲＤｏｔは、経時変化し、直接補正できない。
そこで、基板処理装置１では、流路１１１ａに流す温調媒体の温度を変えることで、基板Ｗの温度を補正することが考えられる。基板処理装置１は、流路１１１ａに流す温調媒体の温度を変えるえることで、ＧＮＤｂを変更でき、基板Ｗの温度をオフセットすることができる。
しかし、プロセスごとに基板Ｗの温度の変化特性が異なる。例えば、プロセスごとにプラズマ１２０から基板Ｗへの入熱ΓＱが異なる。この場合、温調媒体の温度を変えるのみでは、プロセスごとに基板Ｗの温度を補正できない。
そこで、プロセスごとに伝熱ガスの流量を変えて熱抵抗Ｒｇａｓを変えることで、プロセスごとに基板Ｗの温度を補正することが考えられる。
しかし、伝熱ガスの供給を減らしすぎると、載置面１１ａの凸部分で基板Ｗと主に伝熱するようになり、載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写が発生する。例えば、プラズマエッチングの場合、載置面１１ａのパターンの凸部分と凹部分で基板Ｗの温度が変わってパターンの凸部分と凹部分で基板Ｗのエッチング量に差が発生して載置面１１ａの表面形状が基板Ｗに転写される現象が発生する。また、伝熱ガスの供給を増やしすぎると、基板Ｗの周囲から伝熱ガスが漏れて放電などの異常が発生する。
そこで、基板処理装置１では、実施形態に係る温度制御方法により、プロセスごとに基板Ｗの温度を制御する。図３は、実施形態に係る温度制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。
第１取得部６０ａは、複数のプロセスを実施する際の温度変化前の温調媒体の温度と、プロセスごとの伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力及び基板Ｗの温度とを取得する（ステップＳ１）。例えば、第１取得部６０ａは、温度変化前の基準とするタイミングにおいて、記憶部６２に記憶したレシピに従い、複数のプロセスを実施する際に、プロセスごとに、伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力及び基板Ｗの温度とを取得する。伝熱ガスの圧力は、伝熱ガス供給部１６から供給するガスの流量を計測して取得してもよく、レシピに記憶された伝熱ガスの流量を読み出すことで取得してよい。基板Ｗの温度も、実際の基板Ｗの温度を計測して取得してもよく、レシピに記憶された基板Ｗの温度を読み出すことで取得してよい。
ここで、基板Ｗの温度を計測する構成の一例を説明する。図４は、実施形態に係る基板処理装置１の載置台１１の構成の一例を模式的に示した図である。載置台１１の下部には、計測部１７が設けられている。計測部１７は、光の干渉により基板Ｗの温度を測定する。載置台１１には、計測部１７の位置に対応して載置面１１ａまで貫通する貫通穴１１ｃが形成されている。貫通穴１１ｃには、光を透過する部材が設けられている。
計測部１７は、光を発する光源や、ミラー、レンズ、スプリッタ等の光学素子を内蔵し、干渉させた光を照射可能とされている。例えば、計測部１７は、光源で発生した光が外部へ出射されるまでの光路の中間部分を、ハーフミラー等で２つの光路に分光し、一方の光路長を、他方の光路長に対して変動させて光路差を変えて干渉させて、光路差の異なる様々な干渉波の光を照射する。なお、計測部１７は、光源を複数設け、それぞれの光源の光を光学素子で制御して、光路差の異なる様々な干渉波の光を照射可能としてもよい。
計測部１７は、基板Ｗで反射された様々な干渉波の光の信号強度を検出する。基板Ｗは、プラズマ等の作用によって温められると、膨張して屈折率が変化するため、温度変化前と温度変化後では、干渉波形の位置がずれて、干渉波形のピーク間幅が変化する。計測部１７は、干渉波形のピーク間幅を測定することにより温度を検出する。計測部１７の光源としては、干渉が測定できれば、任意の光を使用することが可能である。基板Ｗを半導体ウエハとした場合には、少なくとも半導体ウエハの表面と裏面との間の距離（通常は８００～１５００μｍ程度）からの反射光が干渉を生じない程度の光が好ましい。例えば、低コヒーレンス光を用いることが好ましい。低コヒーレンス光とは、コヒーレンス長の短い光をいう。低コヒーレンス光の中心波長は例えば０．３～２０μｍが好ましく、更に０．５～５μｍがより好ましい。また、コヒーレンス長としては、例えば０．１～１００μｍが好ましく、更に３μｍ以下がより好ましい。
基板Ｗに対して実施するプロセスがプラズマエッチングやスパッタである場合、基板Ｗは、上面側から消耗し、厚さが減少する。図５は、実施形態に係るエッチングによる基板Ｗの厚さが減少の一例を示した図である。基板Ｗの厚さが減少すると、測定される温度にズレが発生する。そこで、基板Ｗは、タミーウエハなど温度測定用の基板Ｗを用いてもよい。また、基板Ｗは、計測部１７からの光が入射する温度の測定位置が消耗しないように保護してもよい。図５に示す基板Ｗは、計測部１７からの光が入射する温度の測定位置に保護用のチップ１３０が設けられている。チップ１３０は、基板Ｗ側に光を反射する反射膜１３１を設けてもよい。基板Ｗに対してプラズマエッチングやスパッタのプロセスが実施されて基板Ｗが上面側から消耗する場合でも、温度の測定位置の消耗を防止できる。図６は、実施形態に係る基板Ｗの保護の他の一例を示した図である。図６に示す基板Ｗは、上面に反射膜１４１と保護膜１４０が成膜されている。保護膜１４０は、プラズマエッチングやスパッタから基板Ｗの上面を保護できれば、何れの膜でもよい。保護膜１４０は、温度測定の間だけ基板Ｗの上面を保護できればよく、消耗してもよい。保護膜１４０が消耗すると新規の基板Ｗに交換して温度を計測する。
なお、温度を計測するときの基板Ｗは、実際にエッチングやスパッタなどのプラズマプロセスが実行される処理基板を用いてもよく、ダミー基板を用いてもよい。また、基板の表面状態によって、プラズマが生成されたときのプラズマ状態が異なる場合があることが知られており、その場合、基板に対するプラズマ入熱も変化する場合がある。そのため、図６に示すように基板Ｗの上面に保護膜１４０が形成されている場合、保護膜１４０の材質はプラズマプロセスが実行される処理基板の表面にある材質に一致するか、類似する材質であることが望ましい。例えば、パターンニングされたレジストを有している場合は、保護膜１４０の材質は同様にレジストや有機材料のブランケット膜であることが望ましく、また、パターンニングの開口率が大きく、被エッチング膜であるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜の露出面積が大きい場合の保護膜１４０の材質は、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜のブランケット膜であることが望ましい。これにより、基板Ｗにダミー基板を用いても、実際にプラズマプロセスが実行されたときを模擬して正確な温度を測定することが可能となる。
なお、基板Ｗの温度を計測する構成は、上記に限定されるものではなく、基板Ｗの温度を計測可能であれば何れの構成を用いてもよい。例えば、載置台１１の載置面１１ａに熱電対などの温度を計測可能な温度センサを設けて基板Ｗの温度を計測してもよい。また、上部電極シャワーヘッド１２に赤外センサを設けて基板Ｗから放射される赤外光から温度を計測してもよい。
図３に戻る。補正判定部６０ｂは、各プロセスの基板Ｗの温度の補正が必要かを判定する（ステップＳ２）。例えば、補正判定部６０ｂは、所定のタイミングで定期的に、計測部１７によりプロセスごとに基板Ｗの温度を計測する。温度を計測するタイミングは、例えば、基板Ｗを一定枚数処理するごとのタイミングとする。補正判定部６０ｂは、プロセスごとに、計測した基板Ｗの温度とステップＳ１において取得した基板Ｗの温度と比較して、プロセスごとに基板Ｗの温度変化を求める。補正判定部６０ｂは、プロセスごとに、基板Ｗの温度変化が所定の閾値を超えているか判定し、何れかのプロセスで基板Ｗの温度変化が閾値を超えている場合、基板Ｗの温度の補正が必要と判定する。なお、基板Ｗに対する基板処理を繰り返すことで、プロセスごとに基板Ｗに温度変化が発生する場合、補正判定部６０ｂは、基板Ｗの温度を計測せず、基板Ｗに温度変化が発生する所定の枚数の基板処理するごとに、基板Ｗの温度の補正が必要と判定してもよい。
温度の補正が必要ではない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、補正判定部６０ｂは、ステップＳ２の判定を繰り返す。
温度の補正が必要な場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、第２取得部６０ｃは、プロセスｎごとに、伝熱ガスの圧力を減少させた場合の基板Ｗの温度と、伝熱ガスの圧力を増加させた場合の基板Ｗの温度とを取得する（ステップＳ３）。
調整部６０ｄは、温調媒体供給部１４から供給する温調媒体の温度、及びプロセスごとに伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を調整してプロセスごとの基板Ｗの温度の変化を補正する（ステップＳ４）。
図７は、実施形態に係る温度制御方法により取得される基板Ｗの温度を説明する図である。図７の（Ａ）～（Ｄ）には、実施形態に係る温度制御方法によるプロセスごとに基板Ｗの温度の変化が模式的に示されている。図７では、基板Ｗに３つのプロセス１～３を実施する場合を説明する。プロセス１～３は、それぞれレシピが異なり、プラズマ１２０から基板Ｗへの入熱ΓＱが異なるものとする。
上述したステップＳ１では、第１取得部６０ａは、基板Ｗに入熱が発生する複数のプロセスｎ（ｎは、プロセスの識別子であり、１よりも大きい自然数）を実施する際の温度変化前の基準とする温調媒体の温度ＴＢと、プロセスｎごとの伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力Ｐｎ及び基板Ｗの温度ＴＷｎとを取得する。図７（Ａ）には、プロセス１～３の基板Ｗの温度ＴＷ１～ＴＷ３が示されている。
上述したステップＳ２では、補正判定部６０ｂは、プロセスｎごとに、基板Ｗの温度変化が所定の閾値を超えているか判定し、何れかのプロセスｎで基板Ｗの温度変化が閾値を超えている場合、基板Ｗの温度の補正が必要と判定する。図７（Ｂ）には、経時変化により、プロセス１～３の基板Ｗの温度が温度ＴＷ’１～ＴＷ’３となった場合を示している。補正判定部６０ｂは、プロセス１～３で基板Ｗの温度変化が閾値を超えている場合、基板Ｗの温度の補正が必要と判定する。
上述したステップＳ３では、第２取得部６０ｃは、プロセスｎごとに、伝熱ガスの圧力を減少させた場合の基板Ｗの温度と、伝熱ガスの圧力を増加させた場合の基板Ｗの温度とを取得する。例えば、第２取得部６０ｃは、温調媒体の温度を温度ＴＢとして、プロセスｎごとに、それぞれ載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写が発生しない範囲で伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも減少させた場合のプロセスｎでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、伝熱ガスの漏れによる異常が発生しない範囲で伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも増加させた場合のプロセスｎでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得する。
基板処理装置１は、伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力が減少すると、伝熱ガスによる載置台１１の載置面１１ａの凹部分での基板Ｗとの伝熱が減少するため、基板Ｗの温度が上昇する。一方、基板処理装置１は、伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力が増加すると、伝熱ガスによる載置台１１の載置面１１ａの凹部分での基板Ｗとの伝熱が増加するため、基板Ｗの温度が低下する。
図８は、実施形態に係る伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係の一例を示す図である。図８には、伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係を示すグラフが示されている。伝熱ガス供給部１６は、例えば、５～５０Ｔｏｒｒの圧力の制御範囲で伝熱ガスが供給可能とされているものとする。伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力の増加に応じて、基板Ｗの温度は低下する。しかし、伝熱ガスの供給を減らしすぎると、載置面１１ａの凸部分で基板Ｗと主に伝熱するようになり、載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写が発生する。また伝熱ガスの供給を増やしすぎると、基板Ｗの周囲から伝熱ガスが漏れて放電などの異常が発生する。図８では、伝熱ガスの圧力が圧力ｂよりも小さくなると転写が発生しており、基板Ｗの温度が温度Ｔｂとなっている。また、伝熱ガスの圧力が圧力ａよりも大きくなると放電異常が発生しており、基板Ｗの温度が温度Ｔａとなっている。
伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係は、プラズマ１２０から基板Ｗへの入熱量よって変化する。図９は、実施形態に係るプラズマ１２０から基板Ｗへの入熱量による伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係の変化の一例を示す図である。プラズマ１２０から基板Ｗへの入熱ΓＱが大きいと、伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係を示す曲線は、全体的に上側に移動する。
第２取得部６０ｃは、プロセスｎごとに、それぞれ載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写が発生しない範囲で伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を順次減少させてプロセスｎごとに基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘを計測部１７により測定して取得する。図７（Ｃ）には、プロセス１～３ごとに、それぞれ載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写が発生しない範囲で伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐ１～Ｐ３よりも減少させた場合の基板Ｗの温度ＴＷ’１,ｍａｘ～ＴＷ’３,ｍａｘが示されている。第２取得部６０ｃは、計測部１７により測定することでＷ’１,ｍａｘ～ＴＷ’３,ｍａｘを取得する。なお、伝熱ガスは、基板Ｗへの転写が発生しない範囲内で圧力を低下させていればよく、必ずしも転写が発生しない境界の圧力まで低下させなくてもよい。また、低下させる伝熱ガスの圧力の値は、実験等により基板Ｗへの転写が発生しない範囲内で予め定めていてもよい。
また、第２取得部６０ｃは、プロセスｎごとに、伝熱ガスの漏れによる異常が発生しない範囲で伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を順次増加させてプロセスｎごとに基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを計測部１７により測定して取得する。図７（Ｄ）には、プロセス１～３ごとに、伝熱ガスの漏れによる異常が発生しない範囲で伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐ１～Ｐ３よりも増加させた場合の基板Ｗの温度ＴＷ’１,ｍｉｎ～ＴＷ’３,ｍｉｎが示されている。第２取得部６０ｃは、計測部１７により測定することでＷ’１,ｍｉｎ～ＴＷ’３,ｍｉｎを取得する。なお、伝熱ガスは、伝熱ガスの漏れによる異常が発生しない範囲内で圧力を上昇させていればよく、必ずしも異常が発生しない境界の圧力まで上昇させなくてもよい。また、上昇させる伝熱ガスの圧力の値は、実験等により異常が発生しない範囲内で予め定めていてもよい。
なお、第２取得部６０ｃは、伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を実際に減少及び増加させて基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘ、ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを計測部１７により測定することで取得する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。第２取得部６０ｃは、伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係から、基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘ、ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを取得してもよい。例えば、プロセスごとに、図８に示したような、伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係を示した関係データを記憶部６２に記憶する。関係データは、伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係を数式にモデル化した関係式であってもよく、また、伝熱ガスの各圧力での基板Ｗの温度を記憶したデータであってもよい。第２取得部６０ｃは、プロセスごとに、プロセスに対応した関係データを記憶部６２から読み出し、プロセスに対応した関係データから伝熱ガスの圧力を実際に減少及び増加させた場合の基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘ、ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを取得してもよい。図１０は、実施形態に係る関係データからの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘ、ＴＷ’ｎ,ｍｉｎの取得の一例を説明する図である。図１０には、伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係を示すグラフが示されている。第２取得部６０ｃは、圧力ｂでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、圧力ａでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを取得する。
上述したステップＳ４では、調整部６０ｄは、温調媒体の温度及び伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を調整してプロセスごとの基板Ｗの温度の変化を補正する。例えば、調整部６０ｄは、温調媒体の温度を、以下の式（１）を満たす温度ＴＢ”に調整する。
ＴＢ＋ｍａｘ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍａｘ） ≦ ＴＢ”
≦ ＴＢ＋ｍｉｎ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍｉｎ） ・・・（１）
ここで、
ｍａｘ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍａｘ）は、プロセスｎごとにＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍａｘを求めた値のうちの最大値を求める関数である。
ｍｉｎ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍｉｎ）は、各プロセスｎのＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを求めた値のうちの最小値を求める関数である。
図１１は、実施形態に係る温度制御方法の温調媒体の温度の調整を説明する図である。図１１では、基板Ｗに３つのプロセス１～３を実施する場合を説明する。図１１（Ａ）には、ステップＳ１で取得したプロセス１～３の基板Ｗの温度ＴＷ１～ＴＷ３が示されている。図１１（Ｂ）には、図７（Ｂ）～（Ｄ）に示した、経時変化したプロセス１～３の基板Ｗの温度ＴＷ’１～ＴＷ’３と、プロセス１～３の基板Ｗの温度ＴＷ’１,ｍａｘ～ＴＷ’３,ｍａｘから温度ＴＷ’１,ｍｉｎ～ＴＷ’３,ｍｉｎの範囲が示されている。
プロセス１～３は、載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写が発生しない範囲で伝熱ガスを減らすことで、上昇させることができる基板Ｗの温度が温度ＴＷ’１,ｍａｘ～ＴＷ’３,ｍａｘである。プロセス１～３は、温調媒体の温度をΔＴＢ上昇させることで、基板Ｗの温度ＴＷ’１,ｍａｘ～ＴＷ’３,ｍａｘがそれぞれΔＴＢ、上昇する。図１１（Ｃ）には、基板Ｗの温度ＴＷ’１,ｍａｘ～ＴＷ’３,ｍａｘをそれぞれΔＴＢ上昇させた温度を温度ＴＷ”１～ＴＷ”３と示している。温調媒体の温度をΔＴＢ上昇させたプロセス１～３の基板Ｗの温度ＴＷ”１～ＴＷ”３がそれぞれＴＷ１～ＴＷ３以上となれば、プロセス１～３は、基板Ｗへの転写が発生しない範囲の伝熱ガスの圧力の調整で基板Ｗの温度を補正できる。この場合、ΔＴＢは、以下の式（２）を満たす必要がある。
ｍａｘ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍａｘ） ≦ ΔＴＢ ・・・（２）
また、プロセス１～３では、放電などの異常が発生しない範囲で伝熱ガスを増やすことで、低下させることができる基板Ｗの温度が温度ＴＷ’１,ｍｉｎ～ＴＷ’３,ｍｉｎである。また、プロセス１～３では、温調媒体の温度をΔＴＢ上昇させることで、基板Ｗの温度ＴＷ’１,ｍｉｎ～ＴＷ’３,ｍｉｎがそれぞれΔＴＢ、上昇する。図１１（Ｄ）には、基板Ｗの温度ＴＷ’１,ｍｉｎ～ＴＷ’３,ｍｉｎをそれぞれΔＴＢ上昇させた温度を温度ＴＷ”１～ＴＷ”３と示している。温調媒体の温度をΔＴＢ上昇させたプロセス１～３の基板Ｗの温度ＴＷ”１～ＴＷ”３がそれぞれＴＷ１～ＴＷ３以下となれば、プロセス１～３は、放電などの異常が発生しない範囲の伝熱ガスの圧力の調整で基板Ｗの温度を補正できる。この場合、ΔＴＢは、以下の式（３）を満たす必要がある。
ΔＴＢ ≦ ｍｉｎ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍｉｎ） ・・・（３）
式（２）、（３）は、温調媒体の温度の補正範囲である。補正後の温調媒体の温度ＴＢ”は、補正前の温調媒体の温度ＴＢ＋ΔＴＢとなる。よって、式（２）、（３）から上記の式（１）が得られる。
温調媒体の温度が、上記の式（１）の範囲であれば、載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写や放電などの異常を発生させることなく、各プロセスについて伝熱ガスの圧力の調整で基板Ｗの温度を補正できる。
温調媒体の温度を式（１）に示した温度ＴＢ”の範囲の両端付近の温度とした場合、伝熱ガスの圧力を調整可能な範囲が狭い。このため、調整部６０ｄは、式（１）に示した温度ＴＢ”の範囲の中央付近の温度に温調媒体の温度を調整することが好ましい。例えば、調整部６０ｄは、式（１）に示した温度ＴＢ”の範囲の中央の温度に温調媒体の温度を調整する。
図１２は、実施形態に係る温度制御方法の伝熱ガスの圧力の調整を説明する図である。図１２では、基板Ｗに３つのプロセス１～３を実施する場合を説明する。図１２（Ａ）には、ステップＳ１で取得したプロセス１～３の基板Ｗの温度ＴＷ１～ＴＷ３が示されている。図１２（Ｂ）には、温調媒体の温度をΔＴＢ上昇させて温度ＴＢ”に調整した状態が示されている。温調媒体を温度ＴＢ”に調整することで、プロセス１～３の基板Ｗの温度は、温度ＴＷ’１～ＴＷ’３となっている。
調整部６０ｄは、さらに、プロセスｎごとに、基板Ｗの温度が温度ＴＷｎとなるよう伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を調整する。例えば、調整部６０ｄは、プロセスｎごとに、計測部１７により基板Ｗの温度を測定し、基板Ｗの温度が温度ＴＷｎとなるよう伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を調整する。図１２（Ｃ）には、プロセスｎごとに、伝熱ガスの圧力を調整した状態が示されている。伝熱ガスの圧力を調整した後のプロセス１～３の基板Ｗの温度ＴＷ”１～ＴＷ”３は、温度ＴＷ１～ＴＷ３となる。
なお、調整部６０ｄは、計測部１７によりにより基板Ｗの温度を測定して伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を調整する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。調整部６０ｄは、伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係を示した関係データを用いて、伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を調整してよい。例えば、調整部６０ｄは、プロセスごとに、プロセスに対応した関係データを記憶部６２から読み出し、プロセスに対応した関係データから基板Ｗの温度が温度ＴＷｎとなるよう伝熱ガス供給部１６から供給する伝熱ガスの圧力を調整してもよい。
以上のように、実施形態に係る温度制御方法は、基板Ｗを載置する載置面１１ａが形成され、温度を調整した温調媒体が流される流路１１１ａが内部に形成され、載置面１１ａに伝熱ガスを吐出する吐出口１１ｂが形成されたステージ（載置台１１）の載置面１１ａに載置された基板Ｗに入熱が発生する複数のプロセスｎを実施する際の温度変化前の温調媒体の温度ＴＢと、プロセスｎごとの吐出口１１ｂへ供給する伝熱ガスの圧力Ｐｎ及び基板Ｗの温度ＴＷｎとを取得する。実施形態に係る温度制御方法は、温度変化後に、温調媒体の温度を温度ＴＢとして、プロセスｎごとに、吐出口１１ｂへ供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも減少させた場合のプロセスｎでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、吐出口１１ｂへ供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも増加させた場合のプロセスｎでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得する。実施形態に係る温度制御方法は、温調媒体の温度を、上述の式（１）を満たす温度ＴＢ”に調整し、プロセスｎごとに、基板Ｗの温度が温度ＴＷｎとなるよう吐出口１１ｂへ供給する伝熱ガスの圧力を調整する。これにより、実施形態に係る温度制御方法は、基板Ｗに対して複数のプロセスｎを実施する場合のプロセスｎごとの基板Ｗの温度の変化を補正できる。
また、実施形態に係る温度制御方法では、温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎの取得は、温度変化後に、温調媒体の温度を温度ＴＢとして、プロセスｎごとに、それぞれ載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写が発生しない範囲で吐出口１１ｂへ供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも減少させた場合のプロセスｎでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、伝熱ガスの漏れによる異常が発生しない範囲で吐出口１１ｂへ供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも増加させた場合のプロセスｎでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得する。これにより、実施形態に係る温度制御方法は、載置面１１ａの表面形状の基板Ｗへの転写、及び伝熱ガスの漏れによる異常が発生しないが発生しない範囲で伝熱ガスの圧力を調整して、プロセスｎごとの基板Ｗの温度の変化を補正できる。
また、実施形態に係る温度制御方法では、温度ＴＷｎの取得及び温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎの取得は、基板Ｗの温度を測定する計測部１７により基板Ｗの温度を計測して取得する。これにより、実施形態に係る温度制御方法は、基板Ｗの温度を実際に測定して温度ＴＷｎ、温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘ、温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを取得できる。
また、実施形態に係る温度制御方法では、温調媒体の温度ＴＢと温度ＴＷｎの取得は、温調媒体の温度、プロセスｎごとの基板Ｗの温度を処理条件として記憶したレシピから取得する。実施形態に係る温度制御方法では、温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎの取得は、プロセスｎごとに、伝熱ガスの圧力と基板Ｗの温度の関係を示した関係データを用いて、吐出口１１ｂへ供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも減少させた場合のプロセスｎでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、吐出口１１ｂへ供給する伝熱ガスの圧力を圧力Ｐｎよりも増加させた場合のプロセスｎでの基板Ｗの温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得する。これにより、実施形態に係る温度制御方法は、温度を実際に測定しなくても、温調媒体の温度ＴＢと温度ＴＷｎ、温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘ、温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを取得できる。
また、実施形態に係る温度制御方法では、プロセスｎごとに、基板Ｗの温度変化が所定の閾値を超えているか判定する。実施形態に係る温度制御方法では、何れかのプロセスで基板Ｗの温度変化が閾値を超えている場合、温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを取得する。これにより、実施形態に係る温度制御方法は、何れかのプロセスで基板Ｗの温度変化が閾値を超える大きくなった場合に、プロセスｎごとの基板Ｗの温度の変化を補正できる。
以上、実施形態について説明してきたが、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、上述した実施形態は、多様な形態で具現され得る。また、上述した実施形態は、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。
例えば、上記の実施形態では、基板Ｗとして半導体ウエハとした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板Ｗは、何れであってもよい。
また、上記実施形態では、基板Ｗに対して複数のプロセスとして、プラズマエッチングを実施する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。複数のプロセスは、基板Ｗに入熱が発生する処理であれば、何れであってもよい。例えば、複数のプロセスは、アッシングなどの熱処理であってもよい。
また、上記の実施形態では、基板処理装置１を、プラズマ処理を実施するプラズマ処理装置とした場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。基板処理装置１は、基板Ｗに対して入熱が発生する基板処理を実施する装置であれば何れであってもよい。例えば、基板処理装置１は、成膜装置等であってもよい。
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。
１ 基板処理装置
１０ チャンバ
１１ 載置台
１１ａ 載置面
１１ｂ 吐出口
１４ 温調媒体供給部
１７ 計測部
６０ 制御部
６０ａ 第１取得部
６０ｂ 補正判定部
６０ｃ 第２取得部
６０ｄ 調整部
６１ ユーザインターフェース
６２ 記憶部
１１１ 下部電極
１１１ａ 流路
１１２ 静電チャック
１１３ エッジリング

Claims (6)

  1. 基板を載置する載置面が形成され、温度を調整した温調媒体が流される流路が内部に形成され、前記載置面に伝熱ガスを吐出する吐出口が形成されたステージの前記載置面に載置された前記基板に入熱が発生する複数のプロセスｎ（ｎは、プロセスの識別子であり、１よりも大きい自然数）を実施する際の温度変化前の前記温調媒体の温度ＴＢと、前記プロセスｎごとの前記吐出口へ供給する伝熱ガスの圧力Ｐｎ及び前記基板の温度ＴＷｎとを取得し、
    温度変化後に、前記温調媒体の温度を温度ＴＢとして、前記プロセスｎごとに、前記吐出口へ供給する前記伝熱ガスの圧力を前記圧力Ｐｎよりも減少させた場合の前記プロセスｎでの前記基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、前記吐出口へ供給する前記伝熱ガスの圧力を前記圧力Ｐｎよりも増加させた場合の前記プロセスｎでの前記基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得し、
    前記温調媒体の温度を、以下の式（１）を満たす温度ＴＢ”に調整し、
    前記プロセスｎごとに、前記基板の温度が前記温度ＴＷｎとなるよう前記吐出口へ供給する伝熱ガスの圧力を調整する
    温度制御方法。
    ＴＢ＋ｍａｘ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍａｘ） ≦ ＴＢ”
    ≦ ＴＢ＋ｍｉｎ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍｉｎ） ・・・（１）
  2. 前記温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと前記温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎの取得は、前記温度変化後に、前記温調媒体の温度を温度ＴＢとして、前記プロセスｎごとに、それぞれ前記載置面の表面形状の前記基板への転写が発生しない範囲で前記吐出口へ供給する前記伝熱ガスの圧力を前記圧力Ｐｎよりも減少させた場合の前記プロセスｎでの前記基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、前記伝熱ガスの漏れによる異常が発生しない範囲で前記吐出口へ供給する前記伝熱ガスの圧力を前記圧力Ｐｎよりも増加させた場合の前記プロセスｎでの前記基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得する
    請求項１に記載の温度制御方法。
  3. 前記温度ＴＷｎの取得及び前記温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと前記温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎの取得は、前記基板の温度を測定する計測部により前記基板の温度を計測して取得する
    請求項１又は２に記載の温度制御方法。
  4. 前記温調媒体の温度ＴＢと前記温度ＴＷｎの取得は、前記温調媒体の温度、前記プロセスｎごとの前記基板の温度を処理条件として記憶したレシピから取得し、
    前記温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと前記温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎの取得は、前記プロセスｎごとに、前記伝熱ガスの圧力と前記基板の温度の関係を示した関係データを用いて、前記吐出口へ供給する前記伝熱ガスの圧力を前記圧力Ｐｎよりも減少させた場合の前記プロセスｎでの前記基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、前記吐出口へ供給する前記伝熱ガスの圧力を前記圧力Ｐｎよりも増加させた場合の前記プロセスｎでの前記基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得する
    請求項１又は２に記載の温度制御方法。
  5. プロセスｎごとに、前記基板の温度変化が所定の閾値を超えているか判定し、
    何れかのプロセスで前記基板の温度変化が閾値を超えている場合、前記温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと前記温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎを取得する
    請求項１～４の何れか１つに記載の温度制御方法。
  6. 基板を載置する載置面が形成され、温調媒体を流すための流路が内部に形成され、前記載置面に伝熱ガスを吐出する吐出口が形成されたステージと、
    前記温調媒体の温度を調整可能し、温度を調整した前記温調媒体を前記流路に供給する温調媒体供給部と、
    前記吐出口から吐出させる前記伝熱ガスを供給するガス供給部と、
    前記基板に入熱が発生する複数のプロセスｎ（ｎは、プロセスの識別子であり、１よりも大きい自然数）を実施する際の温度変化前の前記温調媒体の温度ＴＢと、前記プロセスｎごとの前記ガス供給部から供給する伝熱ガスの圧力Ｐｎ及び前記基板の温度ＴＷｎとを取得する第１取得部と、
    温度変化後に、前記温調媒体の温度を温度ＴＢとして、前記プロセスｎごとに、前記ガス供給部から供給する前記伝熱ガスの圧力を前記圧力Ｐｎよりも減少させた場合の前記プロセスｎでの前記基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍａｘと、前記ガス供給部から供給する前記伝熱ガスの圧力を前記圧力Ｐｎよりも増加させた場合の前記プロセスｎでの前記基板の温度ＴＷ’ｎ,ｍｉｎとを取得する第２取得部と、
    前記温調媒体の温度を、以下の式（２）を満たす温度ＴＢ”に調整し、前記プロセスｎごとに、前記基板の温度が前記温度ＴＷｎとなるよう前記ガス供給部から供給する伝熱ガスの圧力を調整する調整部と、
    を有する基板処理装置。
    ＴＢ＋ｍａｘ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍａｘ） ≦ ＴＢ”
    ≦ ＴＢ＋ｍｉｎ（ＴＷｎ－ＴＷ’ｎ,ｍｉｎ） ・・・（２）
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