本发明的各种方面和实施方式涉及基板处理装置、温度控制方法以及温度控制程序。
背景技术：
随着半导体技术时代的发展，晶圆等基板的直径增大了。另一方面，晶体管有小型化的倾向。因此，对基板处理要求更高的精度。
与基板处理有关的精度之一是基板内的关键尺寸的均匀性。在基板处理中，处理的进展根据基板的温度的不同而变化。因此，基板处理装置为了更高度地进行基板的温度控制，将载置台的用于载置基板的载置面分割为多个分割区域，在各分割区域分别设置加热器，调整各分割区域的温度以使基板的规定位置的关键尺寸满足规定条件。例如，根据描述载置面的各分割区域的控制参数与基板的规定位置的预期温度之间的关系的矩阵，求出针对各分割区域的加热器的设定值(例如，参照下述专利文献1)。
专利文献1：日本特开2016-178316号公报
技术实现要素：
发明要解决的问题
另外，在将载置台的载置面划分为多个分割区域来调整各分割区域的温度的情况下，各分割区域的相邻的分割区域之间的边界附近的温度由于受到相邻的分割区域的影响而发生变化。因此，在以往的技术中，存在如下的情况：各分割区域的相邻的分割区域之间的边界附近的温度不成为预期温度，从而无法控制使得边界附近处的关键尺寸满足规定条件。其结果，在以往的技术中，无法高精度地控制基板内的关键尺寸的均匀性。
并且，基板处理装置存在在基板的周边区域也设置加热器的情况。在这种结构的情况下，基板处理装置存在由于受到周边区域的加热器的影响而无法控制使得基板的外缘部附近处的关键尺寸满足规定条件的情况。
用于解决问题的方案
公开的基板处理装置在一个实施方式中具有载置台、计算部以及加热器控制部。载置台设置有载置面，该载置面用于载置基板和以包围该基板的方式配置的环构件的一方或两方，并在对载置面进行分割得到的各分割区域分别设置有能够调整温度的加热器。计算部使用预测模型计算使测定点的关键尺寸满足规定条件的各分割区域的加热器的目标温度，其中，该测定点是对载置于载置面上的基板进行了规定的基板处理时的基板上的规定的测定点，该预测模型为，将各分割区域的加热器的温度作为参数并考虑除包含测定点的分割区域以外的其它分割区域的加热器的温度依据该测定点与其它分割区域的距离所产生的影响来预测测定点处的关键尺寸的模型。加热器控制部在对载置于载置面上的基板进行基板处理时，进行控制使得各分割区域的加热器成为由计算部计算出的目标温度。
发明的效果
根据公开的基板处理装置的一个方式，起到能够对各分割区域的加热器的温度进行控制使得基板的测定点的关键尺寸满足规定条件这样的效果。
附图说明
图1是一个实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构图。
图2是概要地表示一个实施方式所涉及的基板处理装置的图。
图3是表示一个实施方式所涉及的载置台的俯视图。
图4是表示对一个实施方式所涉及的基板处理装置进行控制的控制部的概要结构的框图。
图5是表示温度分布的一例的图。
图6是说明分割区域的关系的图。
图7是说明误差的平方和与变动范围的关系的一例的图。
图8是表示第一实施方式所涉及的温度控制方法的流程的一例的流程图。
图9是表示第二实施方式所涉及的温度控制方法的流程的一例的流程图。
图10是概要地表示第三实施方式所涉及的基板处理装置的图。
图11是表示第三实施方式所涉及的第一载置台和第二载置台的俯视图。
图12是表示对第四实施方式所涉及的基板处理装置进行控制的控制部的概要结构的框图。
图13是示意性地表示晶圆上的cd的最大点和最小点的图。
附图标记说明
1：基板处理系统；10：基板处理装置；16：载置台；18：支承构件；18a：载置区域；18b：外周区域；18m：主体部；20：基座；100：控制部；102：过程控制器；102a：生成部；102b：计算部；102c：等离子体控制部；102d：加热器控制部；116：第一载置台；120：第二载置台；ht、ht1、ht2：加热器。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本申请公开的基板处理装置、温度控制方法以及温度控制程序的实施方式。此外，设为在各附图中对相同或者相当的部分附加相同的附图标记。另外，公开的发明并不限定于本实施方式。各实施方式能够在处理内容不矛盾的范围内适当地组合。
(第一实施方式)
[基板处理系统的结构]
最初说明实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构。基板处理系统是对晶圆等基板进行规定的基板处理的系统。在本实施方式中，以对基板进行等离子体蚀刻来作为基板处理的情况为例进行说明。图1是一个实施方式所涉及的基板处理系统的概要结构图。基板处理系统1具有基板处理装置10和测量装置11。基板处理装置10与测量装置11之间以能够经由网络n相互进行通信的方式连接。对于网络n，不论有线或者无线，能够采用lan(localareanetwork：局域网)、vpn(virtualprivatenetwork：虚拟专用网)等任意种类的通信网。
基板处理装置10是对基板进行规定的基板处理的装置。在本实施方式中，基板处理装置10对作为基板的半导体晶圆(以下称为“晶圆”。)进行等离子体蚀刻。
测量装置11是将由基板处理装置10进行了基板处理的基板的规定的位置作为测定点来测量测定点处的关键尺寸(criticaldimension)的装置。在本实施方式中，测量装置11测量测定点处的图案的宽度作为关键尺寸。以下也将关键尺寸称为“cd”。在晶圆的不同位置设置有多个测量cd的测定点。测量装置11在各测定点处分别测量图案的宽度。测量装置11也可以是用于检查基板的缺陷的检查装置。测量装置11向基板处理装置10发送测量出的各测定点的cd的数据。
基板处理装置10将载置晶圆的载置面分割为多个分割区域，根据从测量装置11接收到的各测定点的cd的数据来进行调整各分割区域的温度使得晶圆的各测定点的cd满足规定条件的控制。
[基板处理装置的结构]
接着，说明基板处理装置10的结构。图2是概要地表示一个实施方式所涉及的基板处理装置的图。在图2中概要地示出了一个实施方式所涉及的基板处理装置10的纵截面的构造。图2所示的基板处理装置10是电容耦合型平行平板等离子体蚀刻装置。该基板处理装置10具备大致圆筒状的处理容器12。处理容器12例如由铝构成。另外，处理容器12的表面被实施了阳极氧化处理。
在处理容器12内设置有载置台16。载置台16包括支承构件18和基座20。支承构件18的上表面被设为用于载置成为基板处理的对象的基板的载置面。在本实施方式中，将成为等离子体蚀刻的处理对象的晶圆w载置于支承构件18的上表面。基座20具有大致圆盘形状，在其主要部分中包含例如铝这样的导电性的金属。该基座20构成了下部电极。基座20被支承部14所支承。支承部14是从处理容器12的底部延伸的圆筒状的构件。
在基座20上经由匹配器mu1电连接第一高频电源hfs。第一高频电源hfs是产生等离子体生成用的高频电力的电源，产生27mhz～100mhz的频率的高频电力，作为一例为40mhz的高频电力。匹配器mu1具有用于使第一高频电源hfs的输出阻抗与负载侧(基座20侧)的输入阻抗匹配的电路。
另外，在基座20上经由匹配器mu2电连接第二高频电源lfs。第二高频电源lfs产生用于向晶圆w导入离子的高频电力(高频偏置电力)，并将该高频偏置电力供给至基座20。高频偏置电力的频率为400khz～13.56mhz范围内的频率，作为一例为3mhz。匹配器mu2具有用于使第二高频电源lfs的输出阻抗与负载侧(基座20侧)的输入阻抗匹配的电路。
在基座20上设置有支承构件18。在一个实施方式中，支承构件18是静电卡盘。支承构件18利用库仑力等静电力吸附晶圆w，并对该晶圆w进行保持。支承构件18在陶瓷制的主体部内具有静电吸附用的电极e1。在电极e1上经由开关sw1电连接直流电源22。
在基座20的上表面上且支承构件18的周围以包围晶圆w的方式配置环构件。例如，在基座20的上表面上且支承构件18的周围设置有聚焦环fr作为环构件。设置聚焦环fr以提高等离子体处理的均匀性。根据要执行的等离子体处理来适当选择材料构成聚焦环fr，例如能够由硅或者石英构成聚焦环fr。
在基座20的内部形成有制冷剂流路24。从设置于处理容器12的外部的冷却器部件经由配管26a向制冷剂流路24供给制冷剂。被供给至制冷剂流路24的制冷剂经由配管26b返回到冷却器部件。此外，在后面记述包括该基座20和支承构件18的载置台16的详细内容。
在处理容器12内设置有上部电极30。该上部电极30与基座20相向地配置在载置台16的上方，基座20与上部电极30相互大致平行地设置。
上部电极30经由绝缘性遮蔽构件32被支承于处理容器12的上部。上部电极30能够包括电极板34和电极支承体36。电极板34面向处理空间s，提供了多个气体喷出孔34a。该电极板34能够由焦耳热少的低电阻的导电体或者半导体构成。
电极支承体36用于以电极板34装卸自如的方式支承电极板34，例如能够由铝这样的导电性材料构成。该电极支承体36能够具有水冷结构。在电极支承体36的内部设置有气体扩散室36a。与气体喷出孔34a连通的多个气体通流孔36b从该气体扩散室36a向下方延伸。另外，在电极支承体36形成有用于向气体扩散室36a引导处理气体的气体导入口36c，在该气体导入口36c处连接有气体供给管38。
在气体供给管38上经由阀群42和流量控制器群44连接有气体源群40。阀群42具有多个开闭阀，流量控制器群44具有质量流量控制器这样的多个流量控制器。另外，气体源群40具有等离子体处理所需要的多种气体用的气体源。气体源群40的多个气体源经由对应的开闭阀和对应的质量流量控制器而与气体供给管38连接。
在基板处理装置10中，将来自气体源群40的多个气体源中的被选择的一种以上的气体源的一种以上的气体供给到气体供给管38。被供给到气体供给管38的气体到达气体扩散室36a，经由气体通流孔36b和气体喷出孔34a被喷出到处理空间s。
另外，如图2所示，基板处理装置10能够还具备接地导体12a。接地导体12a是大致圆筒状的接地导体，被设置为从处理容器12的侧壁起相比于上部电极30的高度位置向上方延伸。
另外，在基板处理装置10中，沿着处理容器12的内壁装卸自如地设置有沉积屏蔽体46。另外，在支承部14的外周也设置有沉积屏蔽体46。沉积屏蔽体46用于防止蚀刻副产物(沉积物)附着于处理容器12，能够通过在铝材上覆盖y2o3等陶瓷来构成沉积屏蔽体46。
在处理容器12的底部侧且在支承部14与处理容器12的内壁之间设置有排气板48。例如能够通过在铝材上覆盖y2o3等陶瓷来构成排气板48。在该排气板48的下方且在处理容器12内设置有排气口12e。排气装置50经由排气管52而与排气口12e连接。排气装置50具有涡轮分子泵等真空泵，能够将处理容器12内减压至期望的真空度。另外，在处理容器12的侧壁设置有晶圆w的搬入搬出口12g，能够利用闸阀54来打开和关闭该搬入搬出口12g。
通过控制部100对如上述那样构成的基板处理装置10的动作进行综合控制。该控制部100例如是计算机，对基板处理装置10的各部进行控制。通过控制部100对基板处理装置10的动作进行综合控制。
[载置台的结构]
接着，详细地说明载置台16。图3是表示一个实施方式所涉及的载置台的俯视图。如上所述，载置台16具有支承构件18和基座20。支承构件18具有陶瓷制的主体部18m。主体部18m具有大致圆盘形状。主体部18m提供了载置区域18a和外周区域18b。载置区域18a是俯视观察下为大致圆形的区域。在该载置区域18a的上表面上载置晶圆w。另外，载置区域18a的直径是与晶圆w大致相同的直径、或者稍小于晶圆w的直径。外周区域18b是包围该载置区域18a的区域，呈大致环状地延伸。在一个实施方式中，外周区域18b的上表面位于比载置区域18a的上表面低的位置。
如上所述，在一个实施方式中，支承构件18是静电卡盘。该实施方式的支承构件18在载置区域18a内具有静电吸附用的电极e1。该电极e1如上述那样经由开关sw1而与直流电源22连接。
另外，在载置区域18a内且在电极e1的下方设置有多个加热器ht。在一个实施方式中，载置区域18a被分割为多个分割区域，在各个分割区域设置有加热器ht。例如图3所示，在载置区域18a的中央的圆形区域内和包围该圆形区域的同心状的多个环状区域设置有多个加热器ht。另外，在多个环状区域的各个环状区域内沿周方向排列有多个加热器ht。此外，图3所示的分割区域的分割方法是一例，但是不限定于此。载置区域18a也可以分割为更多的分割区域。例如，载置区域18a也可以分割为越接近外周则角度幅度越小且径向的宽度越窄的分割区域。加热器ht经由设置于基座20的外周部分的未图示的配线来与图2所示的加热器电源hp单独地连接。从加热器电源hp向各加热器ht供给单独地调整后的电力。由此，单独地控制各加热器ht所产生的热，从而单独地调整载置区域18a内的多个分割区域的温度。在设置有加热器ht的分割区域设置至少一个测量晶圆w的cd的测定点。
[控制部的结构]
接着，详细地说明控制部100。图4是表示对一个实施方式所涉及的基板处理装置进行控制的控制部的概要结构的框图。控制部100设置有通信接口101、过程控制器102、用户接口103以及存储部104。
通信接口101能够经由网络n来与测量装置11进行通信，与测量装置11之间发送和接收各种数据。例如，通信接口101接收从测量装置11发送的cd的数据。
过程控制器102具备cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)，对基板处理装置10的各部进行控制。
用户接口103由为使工程管理者对基板处理装置10进行管理而进行命令的输入操作的键盘、将基板处理装置10的运行状况可视化地显示的显示器等构成。
在存储部104中保存有用于通过过程控制器102的控制来实现由基板处理装置10执行的各种处理的控制程序(软件)、存储有处理条件数据等的制程。此外，还能够利用将控制程序、处理条件数据等的制程保存在能够由计算机读取的计算机记录介质(例如，硬盘、dvd等光盘、软盘、半导体存储器等)等中的状态、或者从其它装置例如经由专用线路随时传送控制程序、处理条件数据等的制程来在线利用。
过程控制器102具有用于保存程序、数据的内部存储器，读出存储在存储部104中的控制程序，并执行所读出的控制程序的处理。过程控制器102通过使控制程序进行动作来作为各种处理部发挥功能。例如，过程控制器102具有生成部102a、计算部102b、等离子体控制部102c以及加热器控制部102d的功能。此外，在本实施方式所涉及的基板处理装置10中，以过程控制器102具有生成部102a、计算部102b、等离子体控制部102c以及加热器控制部102d的功能的情况为例进行说明，但是也可以由多个控制器来分散地实现生成部102a、计算部102b、等离子体控制部102c以及加热器控制部102d的功能。
另外，在等离子体蚀刻等基板处理中，期望晶圆w整个面内的cd的变动范围(cd的最大值与cd的最小值的差)小且cd的平均值接近目标值。另一方面，在基板处理中，处理的进展根据晶圆w的温度而变化。例如，在等离子体蚀刻中，蚀刻的进展速度根据晶圆w的温度而变化。因此，在本实施方式所涉及的基板处理装置10中，使用将各加热器ht的温度作为参数来预测晶圆w的规定的测定点处的关键尺寸的预测模型来实现晶圆w的整个面的cd的变动范围更小以及cd的平均值接近目标值的状况。
在此，说明预测模型。在本实施方式中，对通过各加热器ht的温度的一次函数使测定点的关键尺寸模型化得到的预测模型进行说明。
各分割区域的相邻的分割区域之间的边界附近还受到相邻的分割区域的影响，从而温度发生变化。在考虑到相邻的分割区域的加热器ht的温度对测定点的影响的情况下，将加热器ht的温度t作为参数，从而能够将各测定点的温度表示为以下的式(1)。
[数1]
ti，j＝ti+δti，j…(1)
在此，i为包含测定点的设置有加热器ht的分割区域的编号。j为包含在设置有加热器ht的分割区域中的测定点的编号。ti表示编号i的分割区域的温度。δti,j表示编号i的分割区域内的测定点j的温度与ti的温度差。由于来自相邻的分割区域的热的影响而产生该温度差。δti,j还根据测定点与相邻的分割区域相距的距离而变化。
如下面那样求出δti,j。由红外热像仪测量分割区域的温度分布来作为改变了相邻的两个分割区域的加热器ht的温度的状态。只要事先至少一次求出分割区域的温度分布即可。另外，不需要使用基板处理装置10测量分割区域的温度分布，也可以使用设为与载置台16相同结构的测量用的载置台来测量。例如，还可以使用由与载置台16相同的零件形成的测量用的载置台来测量。图5是表示温度分布的一例的图。图5所示的载置台16将载置晶圆w的载置区域18a分割为分割区域19a、19b、19c、19d。在图5的(a)中示出了在内侧的分割区域19a和分割区域19b、19c、19d改变了加热器ht的温度的情况下的红外热像仪的图像。在图5的(b)中示出了将分割区域19a、19b的边界设为零来表示相对于距边界的距离d而言的温度的变化的曲线。在图5的(b)的例子中，分割区域19a的温度设为29.5℃，分割区域19b、19c的温度设为34℃。如图5的(b)所示，分割区域19b的与分割区域19a之间的边界附近的温度由于受到分割区域19a的影响而不为34℃，温度还根据与分割区域19a相距的距离而变化。
例如，在将相邻的两个分割区域19设为分割区域19-1、分割区域19-2、将分割区域19-1的温度设为t1-1、将分割区域19-2的温度设为t2-1的情况下，分割区域19-2距边界的距离d的位置的温度t能够通过近似式表示为以下的式(2)。
[数2]
在此，λ是用于近似温度的变化的曲线的常数。例如，在近似图5的(b)的温度的变化的曲线的情况下，λ为7.2mm。
在以式(2)表示δti,j的情况下，式(1)能够表示为以下的式(3)。
[数3]
在此，k为与第i个分割区域相邻的分割区域的编号。di,j,k为针对第i个分割区域的第j个测定点而言的与相邻的第k个分割区域相距的距离。测定点的位置是事先确定的，因此能够分别事先求出di,j,k。λi,j,k是表示相邻的第k个分割区域对第i个分割区域的第j个测定点的影响的常数。在将相邻的分割区域的影响设为相同的情况下，λi,j,k可以设为全部相同的值。例如，在使用图5的(b)的测定结果的情况下，λi,j,k全部为7.2mm。
图6是对分割区域的关系进行说明的图。在图6中示出了分割区域19l～19t。分割区域19p与分割区域19l～19o、19q、19s相邻。另外，在分割区域19p中包含测定点21。在将分割区域19p的编号设为i的情况下，分割区域19l～19o、19q、19s的编号为k。另外，di,j,k为图6中箭头所示那样的测定点21与分割区域19l～19o、19q、19s之间的距离。
接着，为了获得生成预测模型所使用的数据，基板处理装置10对各加热器ht进行控制来使各分割区域的温度多级变化，在各个温度下更换晶圆w并对各晶圆w单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。例如，基板处理装置10将各加热器ht控制为三个以上的温度，在各个温度下更换晶圆w并单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。作为一例，基板处理装置10使各加热器ht为50℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻。另外，基板处理装置10使各加热器ht为55℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻。另外，基板处理装置10使各加热器ht为45℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻。此外，也可以设为，在获得生成预测模型所使用的数据时，各分割区域的温度未必在所有分割区域都相同。即，也可以使一部分分割区域的温度与其它分割区域的温度不同。例如，也可以使温度在载置区域18a的中央附近的分割区域与载置区域18a的外周附近的分割区域之间不同。
在各温度下被实施了等离子体蚀刻的各晶圆w分别被搬送至测量装置11。关于所搬送的各晶圆w，测量装置11将规定位置作为测定点来测量测定点的cd。例如，测量装置11测量使各加热器ht为45℃、50℃、55℃三个温度而被实施了等离子体蚀刻的各晶圆w的各测定点的cd。测量装置11将测量出的各测定点的cd的数据发送到基板处理装置10。
在通过各加热器ht的温度t的一次函数来预测测定点的cd的情况下，将加热器ht的温度t作为参数，从而能够将各测定点的cd表示为以下的式(4-1)。
[数4]
cdi，j＝a11_i，j·(ti，j-ti，j_a)+a10_i，j…(4-1)
在此，i是包含测定点的设置有加热器ht的分割区域的编号。例如，对设置有加热器ht的分割区域依次附加编号i。j是被包含在设置有加热器ht的分割区域中的测定点的编号。例如，在设置有加热器ht的每个分割区域中，对测定点依次附加编号j。cdi,j表示在编号i的分割区域中包含的编号j的测定点的cd的值。ti表示编号i的分割区域的温度。ti,j表示编号i的分割区域的编号j的测定点的温度。a11_i,j是用于基于温度ti,j求在编号i的分割区域中包含的编号j的测定点的cd的值的一次函数的系数。ti_a表示编号i的分割区域的测量出cd的三个以上的温度的平均温度。例如，在45℃、50℃、55℃三个温度下测量cd的情况下，ti_a为50℃。ti,j_a表示编号i的分割区域的编号j的测定点的测量出cd的三个以上的温度的平均温度。a10_i,j表示在编号i的分割区域中包含的编号j的测定点的在三个以上的温度下分别被测定出的cd的平均值。
式(4-1)能够表示为式(4-2)，在将温度τl表示为以下的式(5-2)并将ai,j,l表示为以下的式(5-3)的情况下，式(4-1)能够表示为以下的式(5-1)。
[数5]
τl＝tltl_a…(5-2)
在此，l为设置有加热器ht的分割区域的编号。例如，在有20个设置有加热器ht的分割区域的情况下，l＝1～20。
在进行预测模型的生成的情况下，基板处理装置10对各加热器ht进行控制来使各分割区域的温度多级变化，在各个温度下更换晶圆w并单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。例如，基板处理装置10将各加热器ht控制为三个以上的温度，在各个温度下更换晶圆w并单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。作为一例，基板处理装置10使各加热器ht为50℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻处理。另外，基板处理装置10使各加热器ht为55℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻处理。另外，基板处理装置10使各加热器ht为45℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻处理。
然后，使在各温度下被实施了等离子体蚀刻处理的各晶圆w分别向测量装置11移动，将晶圆w的规定位置作为测定点，由测量装置11测量测定点的cd。即，测量使各加热器ht为45℃、50℃、55℃三个温度并被实施了等离子体蚀刻处理的各晶圆w的各测定点的cd。测量装置11将测量出的各测定点的cd的数据发送到基板处理装置10。
生成部102a基于接收到的cd的数据生成预测模型。例如，生成部102a根据从测量装置11接收到的、使各加热器ht为45℃、50℃、55℃三个温度并被实施了等离子体蚀刻处理的各晶圆w的测定点的cd的数据，使用各测定点的cd和各加热器ht的温度进行拟合来求出系数a11_i,j的值。
当求出系数a11_i,j的值时，基于上述的式(5-3)求出系数ai,j,l，使用上述的式(5-1)能够基于温度τl计算cdi,j。
生成部102a将求出的系数a11_i,j的值代入式(5-3)求出系数ai,j,l，生成将所求出的系数ai,j,l代入后的式(5-1)来作为预测模型。
计算部102b使用由生成部102a生成的预测模型计算测定点的cd满足规定条件的各分割区域的加热器ht的目标温度。例如，计算部102b使用预测模型计算各测定点的cd相对于目标值μ的误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度。
具体说明误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度的计算方法。
上述的式(5-1)能够表示为以下的式(6)。
[数6]
在此，m是识别测定点的编号。例如，在有400个测定点的情况下，m为1～400。在式(5-1)中，按每个分割区域对测定点依次附加了编号，但是在式(6)中，对所有分割区域的测定点依次附加了编号m。n为设置有加热器ht的分割区域的编号。cdm对应cdi,j，表示编号m的测定点的cd。τn对应τl，表示编号n的分割区域的加热器ht的温度。am,n对应ai,j,l，表示系数。a10_m对应a10_i,j，表示编号m的测定点的在三个以上的温度下分别被测定出的cd的平均值。
在等离子体蚀刻等基板处理中，优选为晶圆w整个面内的cd的变动范围小且cd的平均值接近被设为目标尺寸的目标值。因此，针对所有的测定点，将cdm大致成为目标值μ(cdm≈μ)的各分割区域的加热器ht的温度设为t*n。基于上述的式(5-2)，τ*n设为具有以下的式(7)的关系。
[数7]
有时由于基板处理以前的各测定点的cd的偏差、基板处理的影响等而各测定点的cd相对于目标值μ存在误差。因此，将各分割区域的加热器ht的温度设为τ*n的情况下的各测定点的cdm能够表示为以下的式(8)。
[数8]
在此，εm是编号m的测定点处的cd相对于目标值μ的误差。
基于式(8)，各测定点的误差的平方和能够表示为以下的式(9)。
[数9]
式(9)所示的误差的平方和为最小的点是成为极小值的点。在极小值时，式(9)满足以下的式(10-1)，基于式(10-1)而满足式(10-2)。
[数10]
在用式(11-2)表示xl,n、用式(11-3)表示yl的情况下，式(10-2)能够表示为以下的式(11-1)。例如在有400个测定点的情况下，以式(11-2)和式(11-3)求出使m为1～400的总和。
[数11]
在此，l是设置有加热器ht的分割区域的编号。例如，在有20个设置有加热器ht的分割区域的情况下，l＝1～20。
该式(11-1)能够以矩阵的计算的形式表示为以下的式(12)。
[数12]
式(12)所示的矩阵通过求出逆矩阵能够变换为以下的式(13)的矩阵。
[数13]
能够通过将am,l和与am,l对应的ai,j,l代入式(11-2)来计算出矩阵的xl,n。也能够通过将与am,l对应的ai,j,l、与a10_m对应的a10_i,j代入式(11-3)来计算出矩阵的yl。
计算部102b通过求解式(13)的矩阵，来计算误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n。
另外，存在即使误差的平方和为最小但cd的变动范围也不小的情况。图7是说明误差的平方和与变动范围的关系的一例的图。图7的横轴为测定点的编号。图7的纵轴为测定点处的cd。各测定点处的误差为目标值μ与cd的差。在使误差的平方和为最小的情况下，各测定点处的误差整体变小即可。因此，例如图7所示，在虽然在一个测定点处相对于目标值μ的误差大但在其它很多的测定点处相对于目标值μ的误差小的情况下，误差的平方和变小。另一方面，cd的变动范围是cd的最大值与cd的最小值的差。在图7的例子的情况下，cd的变动范围不小。
但是，cd的变动范围与误差的方差存在较强的正相关性。一般认为cd的变动范围为最小的各分割区域的加热器ht的温度处于误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n上下。
因此，计算部102b将误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n分别作为基准来使各分割区域的加热器ht的温度tn变化，计算各测定点的cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的目标温度。例如，计算部102b将各分割区域的加热器ht的温度τ*n分别作为基准来使加热器ht的温度单独地变化正的规定的温度和负的规定的温度并计算各测定点的cd，确定cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的温度的组合。规定的温度既可以是固定值，也可以根据处理条件而变化，还可以能够从外部装置进行设定。在本实施方式中，将规定的温度设为1度。关于所确定出的各分割区域的加热器ht的温度的组合，计算部102b将对各分割区域的加热器ht的温度单独地加上随机数得到的值作为初始值，并使用例如grg法(generalizedreducedgradientmethod：广义既约梯度法)计算cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的目标温度。此外，也可以是，关于所确定出的各分割区域的加热器ht的温度的组合，计算部102b重复使各分割区域的加热器ht的温度以比规定的温度小的温度幅度随机地或者按规定的规则变化来计算各测定点的cd，从而计算cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的目标温度。
等离子体控制部102c控制基板处理装置10的各部来控制等离子体处理。例如，等离子体控制部102c从存储部104读出与要实施的等离子体蚀刻相应的制程等，根据读出的制程等来控制基板处理装置10的各部。
在通过等离子体控制部102c的控制来对载置于载置台16的载置区域18a上的晶圆w进行等离子体蚀刻时，加热器控制部102d进行控制使得各分割区域的加热器ht成为由计算部102b计算出的目标温度。例如，加热器控制部102d控制加热器电源hp以向各加热器ht供给与各自的目标温度相应的电力。
将被实施了等离子体蚀刻的晶圆w搬送至测量装置11。测量装置11测量被搬送的晶圆w的测定点的cd，将测量出的cd的数据发送到基板处理装置10。
计算部102b基于从测量装置11接收到的cd的数据判定cd的变动范围是否处于容许范围以内，在cd的变动范围不处于容许范围以内的情况下，进行预测模型的校正。例如，计算部102b将各个预测模型的各测定点的函数加上将各测定点的cd减去目标值μ所得到的值，再次计算误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n。然后，计算部102b将误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n分别作为基准来使各分割区域的加热器ht的温度tn变化，计算各测定点的cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的目标温度。在本实施方式所涉及的基板处理装置10中，在计算出的各分割区域的加热器ht的目标温度下对晶圆w实施等离子体蚀刻的结果为晶圆w的测定点的cd的变动范围不处于容许值以内的情况下，重新生成预测模型。
[温度控制的流程]
接着，说明使用了第一实施方式所涉及的基板处理装置10的温度控制方法。图8是表示第一实施方式所涉及的温度控制方法的流程的一例的流程图。
生成部102a将报错标志ef初始化为0(步骤s10)。生成部102a将各加热器ht的温度作为参数，并考虑与包含测定点的分割区域相邻的分割区域的加热器ht的温度依据该测定点与相邻的分割区域的距离所产生的影响，求出用于预测测定点的温度的函数(步骤s11)。在本实施方式中，生成部102a通过各加热器ht的温度t的一次函数求出用于预测测定点的cd的函数。例如，生成部102a求出式(5-1)、式(5-2)、式(5-3)。
生成部102a获取分别测定使各分割区域的加热器ht多级变化并进行了等离子体蚀刻的晶圆w的测定点的cd得到的数据(步骤s12)。例如，基板处理装置10控制各加热器ht来使各分割区域的温度多级变化，在各个温度下更换晶圆w并单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。使在各温度下被实施了等离子体蚀刻处理的各晶圆w分别向测量装置11移动，将晶圆w的规定位置作为测定点，由测量装置11测量测定点的cd。测量装置11将测量出的各测定点的cd的数据发送到基板处理装置10。生成部102a通过从测量装置11接收测量出的各测定点的cd的数据，来获取分别测定使各分割区域的加热器ht多级变化并进行了等离子体蚀刻的晶圆w的测定点的cd得到的数据。
生成部102a基于获取到的数据生成预测模型(步骤s13)。例如，生成部102a使用测定出的各测定点的cd和各加热器ht的温度来对所求出的函数进行拟合，求出基于各加热器ht的温度预测测定点的cd的函数来作为预测模型。
计算部102b将计数i初始化为1(步骤s14)。然后，计算部102b使用所生成的预测模型计算各测定点的cd相对于目标值μ的误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n(步骤s15)。
计算部102b将各分割区域的加热器ht的温度τ*n分别作为基准来使加热器ht的温度单独地变化正的规定的温度和负的规定的温度并计算各测定点的cd，确定cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的温度的组合，其中，该规定的温度例如为1度(步骤s16)。
计算部102b对所确定出的各分割区域的加热器ht的温度单独地求出随机数，并将随机数与该温度相加(步骤s17)。计算部102b将加上随机数得到的值作为初始值，例如通过grg法计算cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的温度(步骤s18)。
计算部102b求出使各分割区域的加热器ht为计算出的温度的情况下的各测定点的cd的平均值，判定cd的平均值是否小于所要求的标准的上限(步骤s19)。在cd的平均值不小于所要求的标准的上限的情况下(步骤s19：否(no))，计算部102b从目标值μ减去规定的值(步骤s20)。
另一方面，在cd的平均值小于所要求的标准的上限的情况下(步骤s19：是(yes))，计算部102b判定cd的平均值是否大于所要求的标准的下限(步骤s21)。在cd的平均值为所要求的标准的下限以下的情况下(步骤s21：否)，计算部102b将目标值μ加上规定的值(步骤s22)。
另一方面，在cd的平均值大于所要求的标准的下限的情况下，(步骤s21：是)，计算部102b保存cd的平均值、cd的变动范围以及各分割区域的加热器ht的温度的数据(步骤s23)。
计算部102b判定计数i是否小于规定的处理次数n(步骤s24)。在计数i小于规定的处理次数n的情况下(步骤s24：是)，计算部102b将计数i加1(步骤s25)，并转移到上述的步骤s15。
在计数i为规定的处理次数n以上的情况下(步骤s24：否)，计算部102b将所保存的数据中的cd的变动范围最小的数据的各分割区域的加热器ht的温度采用为目标温度(步骤s26)。
加热器控制部102d在对被载置于载置台16的载置区域18a上的晶圆w进行等离子体蚀刻时，进行控制使得各分割区域的加热器ht成为所采用的目标温度(步骤s27)。
将被实施了等离子体蚀刻的晶圆w搬送至测量装置11。测量装置11测量被搬送的晶圆w的测定点的cd，将测量出的cd的数据发送到基板处理装置10。
计算部102b基于从测量装置11接收到的cd的数据判定cd的变动范围是否处于容许范围以内(步骤s28)。在cd的变动范围不处于容许范围以内的情况下(步骤s28：否)，计算部102b判定报错标志ef是否为0(步骤s29)。在报错标志ef为0的情况下(步骤s29：是)，生成部102a追加测定出的cd和加热器ht的温度的数据来作为预测模型生成用的数据(步骤s30)，再次转移到步骤s13，基于测定出的cd和加热器ht的温度的数据以及通过步骤s12获取到的数据重新生成预测模型。
另一方面，在cd的变动范围处于容许范围以内的情况下(步骤s28：是)，计算部102b将报错标志ef初始化为0(步骤s31)。然后，计算部102b进行规定期间的处理等待(步骤s32)。规定期间例如可以设为进行规定张数的晶圆w的等离子体蚀刻的期间，也可以设为经过固定时间的期间。
基板处理装置10在规定期间内进行控制使得各分割区域的加热器ht成为所采用的目标温度来进行晶圆w的等离子体蚀刻。
计算部102b在规定期间后，基于从测量装置11接收到的cd的数据判定cd的变动范围是否处于容许范围以内(步骤s33)。在cd的变动范围处于容许范围以内的情况下(步骤s33：是)，再次转移到步骤s32进行规定期间的处理等待。
另一方面，在cd的变动范围不处于容许范围以内的情况下(步骤s33：否)，计算部102b对报错标志ef设置1(步骤s34)。计算部102b进行预测模型的校正(步骤s35)。例如，计算部102b进行如下校正：将各个预测模型的各测定点的函数加上将各测定点的cd减去目标值μ所得到的值。然后，计算部102b再次转移到步骤s14，再次进行目标温度的计算。
另一方面，报错标志ef不为0的情况(步骤s29：否)是即使是校正后的预测模型而cd的变动范围也不处于容许范围的情况。在该情况下，生成部102a无法基于获取到的数据生成适当的预测模型，因此输出报错(步骤s36)，并结束处理。例如，生成部102a将请重新获取使各分割区域的加热器ht多级变化并进行了等离子体蚀刻的晶圆w的测定点的数据的消息输出至用户接口103，并结束处理。
在输出了报错的情况下，工程管理者对基板处理装置10的各加热器ht进行控制来使各分割区域的温度多级变化，在各个温度下更换晶圆w并单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻，再次获取预测模型生成用的数据之后，实施本实施方式所涉及的温度控制方法。
这样，第一实施方式所涉及的基板处理装置10使用预测模型计算对被载置于载置台16的载置面上的晶圆w进行了等离子体蚀刻时的晶圆w的规定的测定点的cd满足规定条件的各分割区域的加热器ht的目标温度，其中，该预测模型将各分割区域的加热器ht的温度作为参数并考虑与包含测定点的分割区域相邻的分割区域的加热器ht的温度依据该测定点与相邻的分割区域的距离所产生的影响来预测测定点处的cd。基板处理装置10在对被载置于载置面上的晶圆w进行等离子体蚀刻时，进行控制使得各分割区域的加热器ht成为目标温度。由此，基板处理装置10能够对各分割区域的加热器ht的温度进行控制使得晶圆w的测定点的cd满足规定条件。
另外，第一实施方式所涉及的基板处理装置10使用预测模型计算各测定点的cd相对于目标尺寸的误差的平方和为最小的各分割区域的加热器的温度ht。基板处理装置10将计算出的各分割区域的温度分别作为基准来使各分割区域的加热器ht的温度变化，计算各测定点的cd的最大值与最小值的差最小的各分割区域的加热器的目标温度。由此，基板处理装置10能够高精度地计算晶圆w的cd的均匀性变高的加热器ht的温度。
另外，第一实施方式所涉及的基板处理装置10基于分别测定将各分割区域的加热器ht控制为三个以上的温度来对晶圆w进行了等离子体蚀刻时的测定点的cd得到的数据来生成预测模型。基板处理装置10使用所生成的预测模型计算测定点的cd满足规定条件的各分割区域的加热器ht的目标温度。由此，基板处理装置10能够生成能够高精度地预测的测定点处的cd的预测模型。
(第二实施方式)
接着，说明第二实施方式。第二实施方式所涉及的基板处理系统1和基板处理装置10与图1至图4所示的第一实施方式所涉及的基板处理系统1和基板处理装置10的结构相同，因此省略说明。
接着，说明第二实施方式所涉及的预测模型。各加热器ht的温度t与测定点的cd存在以下的式(14)的关系。
[数14]
在此，a′是加热器的绝对温度的倒数的指数函数的系数。b′是活化能，cd的情况是物理吸附能量程度的大小。具体地说，成为b′≈0.25[ev]×1.7e4[k/ev]＝4.3e3k左右。
cd能够从式(14)表示为式(15)。
[数15]
在此，cd0是cd的常数项。
在如以下的式(16-1)那样用测量出cd的三个以上的温度的与平均温度ta的差τ来表示温度t的情况下，式(15)的exp(b′/t)能够表示为以下的式(16-2)。
[数16]
τ≡t-ta…(16-1)
在如以下的式(17-2)那样表示x的情况下，式(16-2)能够表示为以下的式(17-1)。
[数17]
式(17-1)能够近似为以下的式(18-1)，从而能够表示为式(18-2)。
[数18]
例如，在平均温度ta＝300[k]、τ＝10[k]的情况下，例如式(18-2)的x的一次项为0.47，x的二次项为0.11，三次项为0.02，x的次数越大则值越小。
例如，式(18-2)在通过直到x的二次项为止的项来近似的情况下，能够表示为以下的式(19)。
[数19]
因此，在对exp(b′/t)使用了式(19)的情况下，式(15)能够表示为以下的式(20)。
[数20]
此外，在寻求更高精度的情况下，也可以使用到式(18-2)的大于二次的项来对exp(b′/t)进行近似。另外，作为exp(b′/t)，也可以直接使用指数函数。
在将a20表示为以下的式(21-2)、将a21表示为以下的式(21-3)并将a22表示为以下的式(21-4)的情况下，式(20)能够表示为以下的式(21-1)。
[数21]
cd≡a20+a21·τ+a22·τ2…(21-1)
如式(21-1)所示，在平均温度ta附近时，cd能够通过τ的二次函数来近似。
在将式(21-1)以设置有加热器ht的各分割区域的各测定点的cdi，j的式子的形式表示的情况下，能够表示为以下的式(22)。
[数22]
cdi，j＝a20_i，j+a21_i，j·τi，j+a22_i，j·(τi，j)2…(22)
在此，i是包含测定点的设置有加热器ht的分割区域的编号。j是包含在设置有加热器ht的分割区域中的测定点的编号。
生成部102a基于接收到的cd的数据生成以加热器ht的温度的一次函数将测定点的cd模型化得到的第一预测模型。例如，与第一实施方式同样地，生成部102a根据从测量装置11接收到的、使各加热器ht为45℃、50℃、55℃三个温度并被实施了等离子体蚀刻处理的各晶圆w的测定点的cd的数据，使用各测定点的cd和各加热器ht的温度进行拟合，从而作为第一预测模型求出通过各加热器ht的温度t的一次函数预测测定点的cd的函数。例如，作为第一预测模型，生成部102a求出式(5-1)、式(5-2)、式(5-3)。
另外，生成部102a基于接收到的cd的数据生成通过加热器ht的温度的二次以上的函数或者加热器的绝对温度的倒数的指数函数与常数的和来使测定点的cd模型化得到的第二预测模型。例如，生成部102a根据从测量装置11接收到的、使各加热器ht为45℃、50℃、55℃三个温度并被实施了等离子体蚀刻处理的各晶圆w的测定点的cd的数据，使用各测定点的cd和各加热器ht的温度进行拟合来求出系数a20_i,j、a21_i,j、a22_i,j的值。
当求出系数a20_i,j、a21_i,j、a22_i,j时，能够基于上述的式(16-1)和上述的式(22)计算温度tl时的cdi,j。
此外，在寻求更高精度的情况下，生成部102a也可以使用利用到式(18-2)的大于二次的项来对exp(b′/t)近似得到的式子，进行拟合来生成第二预测模型。另外，生成部102a也可以直接使用指数函数作为exp(b′/t)，来进行拟合并生成第二预测模型。
计算部102b使用由生成部102a生成的第一预测模型和第二预测模型计算测定点的cd满足规定条件的各分割区域的加热器ht的目标温度。例如，与第一实施方式同样地，计算部102b使用第一预测模型计算各测定点的cd相对于目标值μ的误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n。
而且，计算部102b将计算出的各分割区域的加热器ht的温度分别作为基准来使各分割区域的加热器ht的温度变化，使用第二预测模型计算各测定点的关键尺寸的最大值与最小值的差最小的各分割区域的加热器的目标温度。例如，计算部102b将误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n分别作为基准来使各分割区域的加热器ht的温度tn变化，使用上述的式(3)和式(22)计算各测定点的cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的目标温度。例如，计算部102b将各分割区域的加热器ht的温度τ*n分别作为基准来使加热器ht的温度单独地变化正的规定的温度和负的规定的温度并计算各测定点的cd，确定cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的温度的组合。然后，关于所确定出的各分割区域的加热器ht的温度的组合，计算部102b将对各分割区域的加热器ht的温度单独地加上随机数得到的值作为初始值，例如使用grg法计算cd的变动范围为最小的各分割区域的加热器ht的目标温度。此外，也可以是，关于所确定出的各分割区域的加热器ht的温度的组合，计算部102b重复使各分割区域的加热器ht的温度以比规定的温度小的温度幅度随机地或者按规定的规则变化来计算各测定点的cd，从而计算cd的变动范围为最小的各分割区域的加热器ht的目标温度。
[温度控制的流程]
接着，说明使用第二实施方式所涉及的基板处理装置10的温度控制方法。图9是表示第二实施方式所涉及的温度控制方法的流程的一例的流程图。第二实施方式所涉及的温度控制方法的一部分处理与图8所示的第一实施方式所涉及的温度控制方法相同，因此对相同的处理附加相同的附图标记并省略说明，主要说明不同处理的部分。
生成部102a基于获取到的数据生成通过加热器ht的温度的一次函数使测定点的cd模型化得到的第一预测模型以及通过加热器ht的温度的二次以上的函数或者加热器的绝对温度的倒数的指数函数与常数的和来使测定点的cd模型化得到的第二预测模型(步骤s13a)。例如，生成部102a使用测定出的各测定点的cd和各加热器ht的温度对所求出的函数进行拟合，分别求出通过各加热器ht的温度t的一次函数来预测测定点的cd的函数以及通过各加热器ht的温度t的二次函数来预测测定点的cd的函数。
计算部102b使用所生成的第一预测模型计算各测定点的cd相对于目标值μ的误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度τ*n(步骤s15a)。
计算部102b将计算出的各分割区域的加热器ht的温度τ*n分别作为基准，使用第二预测模型来使加热器ht的温度单独地变化正的规定的温度和负的规定的温度并计算各测定点的cd，确定cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的温度的组合，其中，该规定的温度例如为1度(步骤s16a)。
计算部102b将加上随机数得到的值作为初始值，使用第二预测模型，例如通过grg法来计算cd的变动范围最小的各分割区域的加热器ht的温度(步骤s18a)。
这样，第二实施方式所涉及的基板处理装置10生成通过加热器ht的温度的一次函数使测定点的cd模型化得到的第一预测模型。另外，基板处理装置10生成通过加热器ht的温度的二次的函数使测定点的cd模型化得到的第二预测模型。第二预测模型由于是通过二次的函数进行模型化得到的，因此能够比第一预测模型更高精度地预测cd。基板处理装置10使用第一预测模型计算cd的误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度。第二预测模型有时无法计算误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度。因此，基板处理装置10使用第一预测模型计算误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht的温度。基板处理装置10将计算出的各分割区域的温度分别作为基准来使各分割区域的加热器的温度ht变化，并使用第二预测模型计算各测定点的cd的最大值与最小值的差最小的各分割区域的加热器ht的目标温度。由此，相比于使用第一预测模型计算加热器ht的目标温度的情况，基板处理装置10能够更高精度地计算晶圆w的cd的均匀性变高的加热器ht的温度。
(第三实施方式)
接着，对第三实施方式进行说明。第三实施方式所涉及的基板处理系统1的结构与图1所示的第一实施方式和第二实施方式所涉及的基板处理系统1的结构相同，因此省略说明。
对第三实施方式所涉及的基板处理装置10的结构进行说明。图10是概要地表示第三实施方式所涉及的基板处理装置的图。第三实施方式所涉及的基板处理装置的一部分结构与图2所示的第一实施方式和第二实施方式所涉及的基板处理装置10相同，因此对相同的部分附加相同的附图标记并省略说明，主要说明不同的部分。
基板处理装置10在处理容器12内设置有第一载置台116。第一载置台116的上表面形成为与晶圆w相同程度的尺寸的大致圆盘形状。第一载置台116与图2所示的载置台16对应，包括支承构件18和基座20。
另外，基板处理装置10在沿着第一载置台116的外周面的周围设置有第二载置台120。第二载置台120形成为内径比第一载置台116的外径大规定尺寸的圆筒状，将第二载置台120的轴配置为与第一载置台116的轴相同。第二载置台120形成有载置面120a，该载置面120a用于载置以上侧的面包围晶圆w的方式配置的环构件。在本实施方式中，作为环构件而将环状的聚焦环fr载置于载置面120a。
第二载置台120包括基座121和聚焦环加热器122。基座121例如由在表面形成有阳极氧化覆膜的铝等构成。基座121被支承于支承台4。聚焦环加热器122被支承于基座121。聚焦环加热器122设为上表面平坦的环状的形状，该上表面设为用于载置聚焦环fr的载置面120a。聚焦环加热器122具有加热器ht2和绝缘体123。加热器ht2设置在绝缘体123的内部，被包含在绝缘体123内。
图11是表示第三实施方式所涉及的第一载置台和第二载置台的俯视图。如上所述，第一载置台116形成为上表面为与晶圆w相同程度的尺寸的大致圆盘形状，提供了载置区域18a。载置区域18a是俯视时为大致圆形的区域。在该载置区域18a的上表面上载置晶圆w。第二载置台120以包围第一载置台116的方式形成为大致圆筒形状，提供了外周区域18b。外周区域18b是俯视时为圆环状的区域。在该外周区域18b的上表面上载置聚焦环fr。
载置区域18a与第一实施方式和第二实施方式同样地被分割为多个分割区域，在各个分割区域设置有加热器ht1。加热器ht1与图2所示的加热器ht对应。
外周区域18b也被分割为多个分割区域，在各个分割区域设置有加热器ht2。例如图11所示，外周区域18b在圆周方向上被分割为多个分割区域，在各个分割区域设置有加热器ht2。此外，图3所示的分割区域的分割方法是一例，并不限定于此。外周区域18b也可以分割为更多的分割区域。例如，外周区域18b也可以分割为越接近外周则角度幅度越小且径向的宽度越窄的分割区域。
加热器ht1和加热器ht2经由未图示的配线而与图11所示的加热器电源hp单独地连接。从加热器电源hp向各加热器ht1和各加热器ht2供给单独调整后的电力。
通过控制部100对如上述那样构成的基板处理装置10的动作进行综合控制。控制部100设为与图4所示的第一实施方式和第二实施方式所涉及的控制部100相同的结构，设置有通信接口101、过程控制器102、用户接口103以及存储部104。
过程控制器102通过使控制程序进行动作来作为各种处理部发挥功能。例如，过程控制器102具有生成部102a、计算部102b、等离子体控制部102c以及加热器控制部102d的功能。
另外，在等离子体蚀刻等基板处理中，在如本实施方式所涉及的基板处理装置10那样在第二载置台120设置加热器ht2来对聚焦环fr的温度进行控制的情况下，晶圆w的外周附近的处理进展也根据加热器ht2的温度而变化。例如，在等离子体蚀刻中，在提高了加热器ht2的温度的情况下，聚焦环fr的温度上升。而且，在等离子体蚀刻中，产生如下现象：当聚焦环fr的温度上升时，在聚焦环fr的上部附近消耗等离子体而晶圆w的外周附近的等离子体的浓度下降，晶圆w的外周附近的蚀刻进展下降。
这样，在等离子体蚀刻中，当晶圆w的温度变高时，蚀刻的进展变快，但是当聚焦环fr的温度变高时，相反地晶圆w的外周附近的蚀刻的进展下降。
因此，在本实施方式所涉及的基板处理装置10中，将各加热器ht1和各加热器ht2的温度作为参数，来实现晶圆w的整个面的cd的变动范围更小以及cd的平均值接近目标值的状况。
在此，对预测模型进行说明。在考虑到加热器ht1、加热器ht2的温度的影响的情况下，测定点的cd具有以下的式(23)的关系。
[数23]
在此，cd0是基于加热器ht1的温度t来预测测定点的cd的项(模型部分)。作为用于预测cd0的式子，对应于上述的式(5-1)。tfr是聚焦环fr部分的加热器ht2的温度。
当考虑其它分割区域的加热器ht1的温度的影响时，在测定点的温度t处于测量出cd的三个以上的温度的平均温度ta附近的情况下，如上所述的式(21-1)所示那样能够通过τ的二次函数来近似cd。因此，当再考虑加热器ht2的温度的影响时，在测定点的温度t处于测量出cd的三个以上的温度的平均温度ta附近、加热器ht2的温度tfr处于测量出cd的加热器ht2的平均温度tfr_a附近的情况下，如以下的式(24-1)那样能够使用τ和ξ来通过一次函数近似cd。另外，如以下的式(24-2)那样能够使用τ和ξ来通过二次函数近似cd。
[数24]
cd＝a10+a11·τ+f11·ξ…(24-1)
cd＝a20+a21·τ+a22·τ2+f21·ξ+f22·ξ2…(24-2)
在此，τ如上述的式(16-1)所示那样是测定点的温度t与平均温度ta之差。ξ是用测量出cd时的加热器ht2的温度tfr与平均温度tfr_a之差来表示的温度，ξ＝tfr-tfr_a。
式(24-1)是通过一次函数进行近似得到的模型。式(24-1)的右边第一项和第二项是上述式(4-1)的右边的式子，是基于加热器ht1的温度τ来预测测定点的cd的项。a10、a11是系数。式(24-1)的右边第三项是基于加热器ht2的温度ξ来预测对cd的影响的项。f11是系数。
式(24-2)是通过二次函数进行近似得到的模型。式(24-2)的右边第一项至第三项是上述式(21-1)的右边的式子，是基于加热器ht1的温度τ来预测测定点的cd的项。式(24-2)的右边第四项至第五项是基于加热器ht2的温度ξ来预测对cd的影响的项。f21、f22是系数。
式(24-2)能够分别单独地获得来作为求出各分割区域的各测定点的cd的式子。
在本实施方式所涉及的基板处理装置10中，为了获得生成预测模型所使用的数据，对各加热器ht1、加热器ht2进行控制来使各分割区域的温度多级变化，在各个温度下更换晶圆w并对各晶圆w单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。例如，基板处理装置10使各加热器ht2的温度固定，并将各加热器ht1控制为三个以上的温度，在各个温度下更换晶圆w并单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。作为一例，基板处理装置10使各加热器ht1为50℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻。另外，基板处理装置10使各加热器ht1为55℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻。另外，基板处理装置10使各加热器ht1为45℃并对晶圆w实施等离子体蚀刻。另外，基板处理装置10使各加热器ht1的温度固定，并将各加热器ht2控制为两个以上的温度，在各个温度下更换晶圆w并单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。
在各温度下被实施了等离子体蚀刻的各晶圆w分别被搬送至测量装置11。关于所搬送的各晶圆w，测量装置11将规定位置作为测定点来测量测定点的cd。测量装置11将测量出的各测定点的cd的数据发送到基板处理装置10。
由此，如以下的式(25)所示那样，能够针对每个测定点获得使τ、τ2、ξ、ξ2、测定点的cd的值对应得到的数据。
[数25]
在此，n是为了获得生成预测模型所使用的数据而进行了等离子体蚀刻的晶圆w的张数。τn是在对第n张晶圆w进行了等离子体蚀刻时的测定点被设置的分割区域的加热器ht1的温度τ。ξn是在对第n张晶圆w进行了等离子体蚀刻时的加热器ht2的温度ξ。cdn是在对第n张晶圆w进行了等离子体蚀刻时的测定点的cd的值。
生成部102a基于接收到的cd的数据生成通过加热器ht1、加热器ht2的温度的一次函数使测定点的cd模型化得到的第一预测模型。例如，生成部102a使用各测定点的cd和各加热器ht1、加热器ht2的温度对式(24-1)进行拟合而求出系数a10、a11、f11的值，将求出的系数a10、a11、f11代入到式(24-1)，从而作为第一预测模型求出通过加热器ht1的温度τ和加热器ht2的温度ξ的一次函数来预测测定点的cd的函数。例如，作为第一预测模型，生成部102a求出式(24-1)。
另外，生成部102a基于接收到的cd的数据生成通过加热器ht1、加热器ht2的二次函数使测定点的cd模型化得到的第二预测模型。例如，生成部102a针对每个测定点，根据式(25)所示的各晶圆w的测定点的cd的数据，使用测定点的cd和各加热器ht1、加热器ht2的温度对上述的式(24-2)进行拟合来求出系数a20、a21、a22、f21、f22的值。例如，生成部102a进行拟合求出残差平方和为最小的系数a20、a21、a22、f21、f22的值。
例如，如以下的式(26-1)那样定义sik、ski，如以下的式(26-2)那样定义sicd，如以下的式(26-3)那样表示si1，将xi2设为以下的式(26-4)，将xi3设为以下的式(26-5)，将xi4设为以下的式(26-6)。
[数26]
xi1＝τi…(26-3)
xi3＝ξi…(26-5)
在此，
残差平方和为最小时满足以下的式(27-1)～(27-5)的关系。
[数27]
该式(27-2)～(27-5)在使用矩阵的情况下能够变换为式(28)那样。
[数28]
关于j＝1～4、k＝1～4，生成部102a使用上述的式(25)，并基于式(26-1)-(26-6)分别求出sik、sjcd，代入到式(28)中求出系数a21、a22、f21、f22的值。
生成部102a将所求出的系数a21、a22、f21、f22以及τ的平均值
然后，生成部102a将所求出的系数a20、a21、a22、f21、f22代入到式(24-2)中，由此生成第二预测模型。
计算部102b使用由生成部102a生成的第一预测模型和第二预测模型来计算测定点的cd满足规定条件的各分割区域的加热器ht1、加热器ht2的目标温度。
例如，计算部102b与第二实施方式同样地使用第一预测模型计算各测定点的cd相对于目标值μ的误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht1的温度τ*n和加热器ht2的温度ξ*n。
然后，计算部102b将计算出的各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的温度分别作为基准来使各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的温度变化，使用第二预测模型计算各测定点的关键尺寸的最大值与最小值的差为最小的各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的目标温度。例如，计算部102b将误差的平方和为最小的各分割区域的加热器ht1的温度τ*n和加热器ht2的温度ξ*n分别作为基准来使各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的温度变化，使用上述的式(24-2)计算各测定点的cd的变动范围为最小的各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的目标温度。例如，计算部102b将各分割区域的加热器ht1的温度τ*n分别作为基准，使加热器ht1的温度单独地变化正的规定的温度和负的规定的温度，并且将ξ*n作为基准，使加热器ht2的温度ξ变化正的规定的温度和负的规定的温度并计算各测定点的cd，确定cd的变动范围为最小的各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的温度的组合。然后，关于所确定出的各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的温度的组合，计算部102b将对各分割区域的加热器ht1的温度单独地加上随机数得到的值作为初始值，例如使用grg法计算cd的变动范围为最小的各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的目标温度。此外，也可以是，关于所确定出的各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的温度的组合，计算部102b重复使各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的温度以比规定温度小的温度幅度随机地或者按规定的规则变化来计算各测定点的cd，从而计算cd的变动范围为最小的各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的目标温度。
加热器控制部102d在通过等离子体控制部102c的控制来对晶圆w进行等离子体蚀刻时，进行控制使得加热器ht1和加热器ht2成为由计算部102b计算出的目标温度。例如，加热器控制部102d对加热器电源hp进行控制以向各加热器ht1和各加热器ht2供给与各自的目标温度相应的电力。
这样，第三实施方式所涉及的基板处理装置10具有载置台(第一载置台116、第二载置台120)，该载置台(第一载置台116、第二载置台120)设置有用于载置晶圆w和以包围该晶圆w的方式配置的聚焦环fr的载置面，在将载置面分割得到的各分割区域分别设置有能够调整温度的加热器ht1、ht2。基板处理装置10使用预测模型计算对载置于载置面上的晶圆w进行规定的基板处理时的晶圆w的规定的测定点的关键尺寸满足规定条件的各分割区域的加热器ht1、ht2的目标温度，其中，该预测模型是如下模型：将各分割区域的加热器ht1、ht2的温度作为参数并考虑包含测定点的分割区域以外的其它分割区域的加热器ht1、ht2的温度依据该测定点与其它分割区域的距离所产生的影响来预测测定点处的关键尺寸。基板处理装置10在对载置于载置面上的晶圆w进行基板处理时，进行控制使得各分割区域的加热器ht1和加热器ht2成为计算出的目标温度。由此，基板处理装置10能够对各分割区域的加热器ht1和加热器ht2的温度进行控制使得晶圆w的测定点的cd满足规定条件。
(第四实施方式)
接着，对第四实施方式进行说明。第四实施方式所涉及的基板处理系统1和基板处理装置10的结构与图1至图3、图10、图11所示的第一实施方式至第三实施方式所涉及的基板处理系统1和基板处理装置10的结构相同，因此省略说明。此外，以下使用图1至图3所示的第一实施方式和第二实施方式所涉及的基板处理装置10的结构说明第四实施方式，但是也可以将第四实施方式应用于图10、图11所示的第三实施方式所涉及的基板处理装置10的结构。
图12是表示对第四实施方式所涉及的基板处理装置进行控制的控制部的概要结构的框图。对第四实施方式所涉及的基板处理装置进行控制的控制部100的一部分结构与图4所示的第一实施方式至第三实施方式所涉及的控制部100的结构相同，因此对相同的部分附加相同的附图标记并省略说明，主要说明不同的部分。
对第四实施方式所涉及的基板处理装置进行控制的控制部100的过程控制器102还具有配置控制部102e的功能。
在此，如上所述，在等离子体蚀刻等基板处理中，期望晶圆w整个面上的cd的变动范围小。cd的变动范围是cd的最大值与cd的最小值的差。
在基板处理装置10中，将各分割区域的加热器ht的温度作为由计算部102b计算出的目标温度而对晶圆w进行等离子体蚀刻。由此，晶圆w的各测定点的cd的变动范围最小。
另外，存在晶圆w的测定点的cd为最大的最大点与cd为最小的最小点位于相同的分割区域内的情况。
图13是示意性地表示晶圆上的cd的最大点和最小点的图。在图13的(a)中示出了在晶圆w上的测定点的cd为最大的最大点p1和cd为最小的最小点p2。另外，在图13的(a)中示意性地示出了载置台16的载置晶圆w的载置区域18a。载置区域18a被分割为多个分割区域，在各个分割区域设置有加热器ht。在本实施方式中，载置区域18a被分割为中央的圆形区域150以及包围该圆形区域的四个环状区域151共五个分割区域。即，载置台16将对载置区域18a分割得到的各分割区域中的至少一部分区域(环状区域151)沿着晶圆w的圆周方向设置。各分割区域(圆形区域150和环状区域151)各自设置有加热器ht。
在将图13的(a)所示的晶圆w配置于载置区域18a的情况下，最大点p1和最小点p2如图13的(b)所示那样位于相同的分割区域内。在图13的(b)的例子中，最大点p1和最小点p2位于相同的环状区域151内。测定点的cd根据加热器ht的温度而变化。但是，在最大点p1和最小点p2位于相同的分割区域内的情况下，由于通过相同的加热器ht来进行温度控制，因此最大点p1和最小点p2的cd与加热器ht的温度的变化相应地同样地变化。因此，成为难以使cd的变动范围更小的状态。
在这样的情况下，如图13的(c)所示那样如果使晶圆w旋转后载置于载置区域18a，则能够将最大点p1和最小点p2配置在不同的分割区域。在图13的(c)的例子中，能够将最大点p1和最小点p2配置在不同的环状区域151。像这样在将最大点p1和最小点p2配置在不同的分割区域的情况下，由于能够通过不同的加热器ht进行温度控制，因此能够使cd的变动范围更小。
因此，配置控制部102e使用由生成部102a生成的预测模型计算设为各加热器ht的目标温度的情况下的各测定点的cd。此外，测定点的cd也可以使用实际进行等离子体蚀刻而由测量装置11测量出的值。
配置控制部102e确定各测定点的cd中的cd为最大的最大点和cd为最小的最小点。配置控制部102e判定最大点和最小点是否位于相同的分割区域内。例如，配置控制部102e判定最大点和最小点是否位于沿着晶圆w的圆周方向设置的相同的分割区域内。配置控制部102e在判定的结果为最大点和最小点位于相同的分割区域内的情况下，对晶圆w相对于载置面的配置进行控制使得最大点和最小点位于不同的分割区域。例如，配置控制部102e在最大点和最小点位于沿着晶圆w的圆周方向设置的相同的分割区域内的情况下，进行使晶圆w沿圆周方向旋转的控制使得最大点和最小点位于不同的分割区域。例如，配置控制部102e进行使晶圆w沿圆周方向旋转的控制使得最大点与最小点的中间位置位于分割区域的边界。例如，配置控制部102e在将晶圆w向基板处理装置10搬送的搬送系统中进行控制以使晶圆w沿圆周方向旋转。在搬送系统中，在基板处理装置10之前设置有对准装置、机器人臂。对准装置设置有水平的旋转台，能够进行晶圆w等的旋转位置的调整等各种对准的调整。机器人臂用于保持晶圆w并向搬送系统的各装置搬送晶圆w。例如，配置控制部102e向对准装置、机器人臂发送使晶圆w沿圆周方向旋转的控制信息，来进行使晶圆w沿圆周方向旋转的控制使得最大点与最小点的中间位置位于分割区域的边界。
基板处理装置10也可以在像这样变更了晶圆w相对于载置面的配置的情况下重新生成预测模型。例如，基板处理装置10对各加热器ht进行控制来使各分割区域的温度多级变化，在各个温度下更换晶圆w并单独地实施实际要实施的等离子体蚀刻。使在各温度下被实施了等离子体蚀刻处理的各晶圆w分别向测量装置11移动，将晶圆w的规定位置作为测定点而由测量装置11测量测定点的cd。测量装置11向基板处理装置10发送测量出的各测定点的cd的数据。生成部102a基于接收到的cd的数据重新生成预测模型。计算部102b也可以使用由生成部102a生成的预测模型计算测定点的cd满足规定条件的各分割区域的加热器ht的目标温度。
另外，在获得了表示相对于温度变化而言的cd的变化的变化特性数据的情况下，基板处理装置10也可以使用变更晶圆w相对于载置面的配置之前的预测模型来计算各分割区域的加热器ht的目标温度。例如，计算部102b根据使晶圆w旋转的旋转角度来确定与各测定点分别对应的加热器ht。计算部102b针对每个测定点，根据变化特性数据来以与变更晶圆w的配置之前的加热器ht的温度与变更晶圆w的配置之后的加热器ht的温度的差相应地对cd的值进行校正的方式校正预测模型。计算部102b也可以使用校正后的预测模型计算测定点的cd满足规定条件的各分割区域的加热器ht的目标温度。
这样，在晶圆w的测定点的cd为最大的最大点与cd为最小的最小点位于相同的分割区域内的情况下，第四实施方式所涉及的基板处理装置10对晶圆w相对于载置面的配置进行控制使得最大点和所述最小点位于不同的分割区域。由此，基板处理装置10能够通过不同的加热器ht来对cd为最大的最大点和cd为最小的最小点进行温度控制，因此能够使cd的变动范围更小。
以上使用实施方式说明了本发明，但是本发明的技术范围不限定于上述实施方式所记载的范围。能够对上述实施方式施加多种变更或者改良，这对于本领域技术人员来说，是显而易见的。另外，施加了那种变更或者改良后的方式也能够包含在本发明的技术范围内，这从权利要求书的记载中是显而易见的。
例如，在上述实施方式中，以对作为基板的半导体晶圆进行基板处理的情况为例进行了说明，但是不限定于此。基板只要是由于温度的不同而影响基板处理的进展的基板即可，可以是任意的基板。
另外，在上述实施方式中，以进行等离子体蚀刻作为基板处理的情况为例进行了说明，但是不限定于此。基板处理只要是由于温度的不同而影响处理的进展的基板处理即可，可以是任意的基板处理。
另外，在上述的第三实施方式中，以将载置台分开为用于载置晶圆w的第一载置台116和用于载置聚焦环fr的第二载置台120的情况为例进行了说明，但是不限定于此。也可以将载置台构成为一个，将晶圆w和聚焦环fr载置于被设为同一平面的载置面。
另外，在上述的第三实施方式中，以配置聚焦环fr作为环构件的情况为例进行了说明，但是不限定于此。环构件例如由石英等绝缘性材料构成，也可以是为了绝缘、保护载置面而设置的绝缘环。另外，环构件也可以是聚焦环fr和绝缘环。在该情况下，例如绝缘环以包围聚焦环fr的方式配置。
另外，在上述的第一实施方式至第四实施方式中，以计算部102b计算各测定点的关键尺寸的最大值与最小值的差为最小的各分割区域的加热器的目标温度的情况为例进行了说明，但是不限定于此。计算部102b也可以计算各测定点的关键尺寸的偏差的平方和为最小的各分割区域的加热器的目标温度。