CN110993477A - 等离子体处理装置和环部件的厚度测量方法 - Google Patents

等离子体处理装置和环部件的厚度测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供等离子体处理装置和环部件的厚度测量方法。载置台具有载置治具或被处理体的第一载置面和载置环部件的第二载置面，其中，治具具有与环部件的上表面相对的相对部，用于测量配置在被处理体的周围的环部件的厚度。升降装置使环部件相对于第二载置面升降。获取部获取表示第二载置面与载置于第一载置面的治具的相对部的间隔尺寸的间隔信息。计量部在治具载置于第一载置面的状态下用升降装置使环部件上升，在环部件的上表面与治具的相对部接触的情况下计量环部件自第二载置面的上升距离。厚度计算部基于由所获取的间隔信息表示的间隔尺寸和计量出的环部件的上升距离，计算环部件的厚度。本发明能够以简易的结构高精度地测量环部件的厚度。

Description

等离子体处理装置和环部件的厚度测量方法
技术领域
本发明涉及等离子体处理装置和环部件的厚度测量方法。
背景技术
一直以来，已知有对半导体晶片(以下也称为“晶片”)等被处理体使用等离子体进行蚀刻等等离子体处理的等离子体处理装置。该等离子体处理装置在进行等离子体处理时损耗腔室内的零件。例如，为了实现等离子体的均匀化而设置于晶片的外周部的聚焦环等环部件有时接近等离子体，损耗速度快。聚焦环的损耗程度对晶片上的处理结果有较大的影响。例如，当在聚焦环上的等离子体鞘与晶片上的等离子体鞘的高度位置发生偏差时，晶片的外周附近的蚀刻特性下降，影响均匀性等。
因此，提出有用驱动机构根据聚焦环的损耗量使聚焦环上升，以将晶片与聚焦环的高度保持为一定的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-176030号公报
专利文献2：日本特开2016-146472号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本发明提供能够以简易的结构高精度地测量环部件的厚度的技术。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个方式的等离子体处理装置包括：载置台，其具有载置治具或被处理体的第一载置面和载置环部件的第二载置面，其中，所述治具具有与所述环部件的上表面相对的相对部，用于测量配置在所述被处理体的周围的所述环部件的厚度；升降装置，其使所述环部件相对于所述第二载置面升降；获取部，其获取表示所述第二载置面与载置于所述第一载置面的所述治具的所述相对部的间隔尺寸的间隔信息；计量部，其在所述治具载置于所述第一载置面的状态下用所述升降装置使所述环部件上升，在所述环部件的上表面与所述治具的所述相对部接触的情况下计量所述环部件自所述第二载置面的上升距离；以及厚度计算部，其基于由所获取的所述间隔信息表示的所述间隔尺寸和计量出的所述环部件的上升距离，计算所述环部件的厚度。
发明效果
依照本发明，提供能够以简易的结构高精度地测量环部件的厚度的技术。
附图说明
图1是表示第一实施方式的等离子体处理装置的结构的概略截面图。
图2是表示第一实施方式的载置台的主要部分结构的概略截面图。
图3是表示控制第一实施方式的等离子体处理装置的控制部的概略结构的框图。
图4是表示聚焦环的厚度测量处理的流程的一例的流程图。
图5是用于说明聚焦环的厚度测量处理的流程的一例的图。
图6是用于说明聚焦环的厚度测量处理的流程的另一例(其1)的图。
图7是用于说明聚焦环的厚度测量处理的流程的另一例(其2)的图。
图8是表示控制第二实施方式的等离子体处理装置的控制部的概略的结构的框图。
图9是说明使用治具测量间隔尺寸的流程的一例的图。
附图标记说明
1 处理容器
2 载置台
2a 基材
2e 载置面
5 聚焦环
5a 主体部
5b 突出部
5c 边界部分
6 静电吸盘
6c 载置面
10 等离子体处理装置
51、52、53 治具
51a、52a、53a 相对部
63 升降销
64 升降装置
100 控制部
111 获取部
112 计量部
113 厚度计算部
114 升降控制部
115 警报部
121 高度计算部
122 升降控制部
131 间隔信息
W 晶片。
具体实施方式
以下，参照附图，对各种实施方式进行详细说明。另外，对各图中相同或相当的部分标注相同的附图标记。
一直以来，已知有对半导体晶片(以下也称为“晶片”)等被处理体使用等离子体进行蚀刻等等离子体处理的等离子体处理装置。该等离子体处理装置在进行等离子体处理时损耗腔室内的零件。例如，为了实现等离子体的均匀化而设置于晶片的外周部的聚焦环等环部件有时接近等离子体，损耗速度快。聚焦环的损耗程度对晶片上的处理结果有较大的影响。例如，当在聚焦环上的等离子体鞘与晶片上的等离子体鞘的高度位置发生偏差时，晶片的外周附近的蚀刻特性下降，影响均匀性等。
因此，提出有用驱动机构根据聚焦环的损耗量使聚焦环上升，以将晶片与聚焦环的高度保持为一定的技术。
聚焦环的损耗量能够通过测量相对于全新的聚焦环的厚度的、损耗后的聚焦环的厚度来确定。因此，有望以简易的结构高精度地测量聚焦环的厚度。
(第一实施方式)
[等离子体处理装置的结构]
图1是表示第一实施方式的等离子体处理装置10的结构的概略截面图。等离子体处理装置10具有气密地构成的为电接地电位的处理容器1。处理容器1为圆筒状，例如由铝等形成。处理容器1形成生成等离子体的处理空间。在处理容器1内，设置有水平地支承作为被处理体(work-piece：工件)的半导体晶片(以下，简称为“晶片”。)W的载置台2。载置台2除晶片W之外还支承配置在晶片W的周围的聚焦环5的厚度测量中使用的治具51(图2参照)。治具51的结构在后文说明。载置台2包括基材(基座)2a和静电吸盘(ESC：Electrostaticchuck)6。
基材2a由导电性的金属例如铝等形成，具有作为下部电极的功能。基材2a支承于支承台4。支承台4支承于例如由以石英等形成的支承部件3。此外，在载置台2的上方的外周，设置有例如由单晶硅形成的聚焦环5。将基材2a的外周部的上表面作为载置环状的聚焦环5的载置面2e。而且，在处理容器1内，以包围载置台2和支承台4的周围的方式，设置有例如由石英等形成的圆筒状的内壁部件3a。
第一RF电源10a经第一匹配器11a连接到基材2a，而且第二RF电源10b经第二匹配器11b连接到基材2a。第一RF电源10a是用于产生等离子体的电源，构成为能够从该第一RF电源10a对载置台2的基材2a供给规定频率的高频功率。此外，第二RF电源10b是用于吸引离子(偏置用)的电源，构成为能够从该第二RF电源10b对载置台2的基材2a供给比第一RF电源10a低的规定频率的高频功率。如此，载置台2能够被施加电压。另一方面，在载置台2的上方，以与载置台2平行地相对的方式设置有具有作为上部电极的功能的喷头16。喷头16和载置台2作为一对电极(上部电极和下部电极)发挥作用。
静电吸盘6其上表面形成为平坦的圆盘状，将该上表面作为载置治具51或晶片W的载置面6c。静电吸盘6俯视时设置于基材2a的中央部。静电吸盘6构成为在绝缘体6b中间夹着电极6a，电极6a与直流电源12连接。而且，构成为能够通过从直流电源12对电极6a施加直流电压，以利用库仑力吸附治具51或晶片W。
在载置台2的内部形成有制冷剂流路2d，制冷剂流路2d与制冷剂入口配管2b、制冷剂出口配管2c连接。而且，通过使制冷剂流路2d中循环适当的制冷剂例如冷却水等，能够将载置台2控制为规定的温度。此外，以贯通载置台2等的方式设置有用于向晶片W的背面供给氦气等冷热传导用气体(背面气体)的气体供给管30，气体供给管30与未图示的气体供给源连接。利用这些结构，将用静电吸盘6吸附保持于载置台2的上表面的晶片W控制为规定的温度。
在载置台2的与载置面6c对应的部分，设置有多个(例如3个)销用贯通孔200(图1中仅示出1个。)，在这些销用贯通孔200的内部分别配置有升降销61。升降销61与升降装置62连接。升降装置62使升降销61升降，使升降销61能够出没于载置台2的载置面6c地动作。在使升降销61上升后的状态下，升降销61的前端从载置台2的载置面6c突出，成为在载置台2的载置面6c的上方保持着晶片W的状态。另一方面，在使升降销61下降后的状态下，升降销61的前端被收纳在销用贯通孔200内，将晶片W载置到载置台2的载置面6c。如此，升降装置62用升降销61使晶片W相对于载置台2的载置面6c升降。
在载置台2的与载置面2e对应的部分，设置有多个(例如3个)销用贯通孔300(图1中仅示出1个。)，在这些销用贯通孔300的内部分别配置有升降销63。升降销63与升降装置64连接。升降装置64使升降销63升降，使升降销63能够出没于载置台2的载置面2e地动作。在使升降销63上升后的状态下，升降销63的前端从载置台2的载置面2e突出，成为在载置台2的载置面2e的上方保持着聚焦环5的状态。另一方面，在使升降销63下降后的状态下，升降销63的前端被收纳在销用贯通孔300内，将聚焦环5载置到载置台2的载置面2e。如此，升降装置64用升降销63使聚焦环5相对于载置台2的载置面2e升降。
上述的喷头16设置于处理容器1的顶壁部分。喷头16包括主体部16a和构成电极板的上部顶板16b，并且经由绝缘性部件95支承于处理容器1的上部。主体部16a由导电性材料，例如表面被阳极氧化处理后的铝形成，能够构成为能够在其下部可拆装地支承上部顶板16b。
主体部16a在内部设置有气体扩散室16c。此外，主体部16a以位于气体扩散室16c的下部的方式在底部形成有多个气体流通孔16d。此外，在上部顶板16b以在厚度方向贯通该上部顶板16b的方式与上述的气体流通孔16d重叠地设置有气体导入孔16e。利用这样的结构，能够将供给到气体扩散室16c的处理气体经由气体流通孔16d和气体导入孔16e以喷淋状分散地供给到处理容器1内。
在主体部16a形成有用于对气体扩散室16c导入处理气体的气体导入口16g。气体导入口16g与气体供给配管15a的一端连接。该气体供给配管15a的另一端与供给处理气体的处理气体供给源(气体供给部)15连接。在气体供给配管15a从上游侧起依次设置有质量流量控制器(MFC)15b和开闭阀V2。从处理气体供给源15经由气体供给配管15a对气体扩散室16c供给用于等离子体蚀刻的处理气体。从气体扩散室16c经由气体流通孔16d和气体导入孔16e对处理容器1内以喷淋状分散地供给处理气体。
作为上述的上部电极的喷头16经低通滤波器(LPF)71与可变直流电源72电连接。该可变直流电源72构成为能够通过通断开关73来实现供电的接通/切断。可变直流电源72的电流、电压和通断开关73的导通/断开由后述的控制部100控制。此外，如后所述，在从第一RF电源10a、第二RF电源10b对载置台2施加高频以在处理空间产生等离子体时，根据需要由控制部100将通断开关73导通，对作为上部电极的喷头16施加规定的直流电压。
以从处理容器1的侧壁向比喷头16的高度位置靠上方处延伸的方式设置有圆筒状的接地导体1a。该圆筒状的接地导体1a在其上部具有顶壁。
在处理容器1的底部形成有排气口81。排气口81经由排气管82与第一排气装置83连接。第一排气装置83具有真空泵，构成为能够通过使该真空泵工作而将处理容器1内减压至规定的真空度。另一方面，在处理容器1内的侧壁设置有晶片W的送入送出口84，在该送入送出口84设置有用于开闭该送入送出口84的闸阀85。
在处理容器1的侧部内侧，沿内壁面设置有沉积物屏蔽件86。沉积物屏蔽件86防止蚀刻副生成物(沉积物)附着在处理容器1。在与该沉积物屏蔽件86的晶片W大致相同高度的位置，设置有以能够控制对地电位的方式连接的导电性部件(GND模块)89，由此能够防止异常放电。此外，在沉积物屏蔽件86的下端部，设置有沿内壁部件3a延伸的沉积物屏蔽件87。沉积物屏蔽件86、87被设置成能够拆装的。
上述结构的等离子体处理装置10由控制部100总体地控制其动作。控制部100例如为计算机，控制等离子体处理装置10的各部。
[载置台的结构]
接着，参照图2，说明第一实施方式的载置台2的主要部分结构。图2是表示第一实施方式的载置台2的主要部分结构的概略截面图。
如图2所示，载置台2包括基材2a和静电吸盘6。静电吸盘6呈圆板状，以与基材2a同轴的方式设置于基材2a的中央部。静电吸盘6在绝缘体6b的内部设置有电极6a。将静电吸盘6的上表面作为载置治具51或晶片W的载置面6c。此外，图2示出了治具51载置于载置面6c的状态。此外，将基材2a的外周部的上表面作为载置聚焦环5的载置面2e。载置面6c为第一载置面之一例，载置面2e为第二载置面之一例。
聚焦环5为圆环状的部件，以与基材2a同轴的方式设置于基材2a的外周部。聚焦环5具有主体部5a和突出部5b，该突出部5b从主体部5a的内侧侧面向径向内侧突出，且上表面低于主体部5a的上表面。即，聚焦环5根据径向的位置不同而上表面的高度不同。例如，主体部5a的上表面的高度高于载置面6c的高度。另一方面，突出部5b的上表面的高度低于载置面6c的高度。聚焦环5是环部件之一例。
治具51是聚焦环5的厚度测量中使用的治具。治具51具有与聚焦环5的上表面相对的相对部51a。在第一实施方式中，治具51的相对部51a以治具51载置于载置面6c的状态位于聚焦环5的主体部5a和突出部5b的上方。即，从与载置面6c正交的方向观察，相对部51a处于与主体部5a和突出部5b这两者重叠的位置，覆盖主体部5a和突出部5b这两者的上表面。由此，在升降装置64用升降销63使聚焦环5相对于载置台2的载置面2e上升的情况下，主体部5a的上表面与治具51的相对部51a接触。
另外，治具51因库仑力而被吸附到静电吸盘6，因此治具51的材质为导电性材料。或者，治具51也可以在与静电吸盘6的载置面6c接触的面形成导电体层。此外，治具51的强度被设定为在主体部5a的上表面与治具51的相对部51a接触时相对部51a不变形的强度。
在载置面2e形成有收纳升降销63的销用贯通孔300。升降销63与升降装置64连接。升降装置64内置有驱动电机，用驱动电机的驱动力使伸缩杆伸缩以使升降销63可出没于载置面2e地动作。升降装置64进行升降销63的停止位置的高度调节，以使得在升降销63被收纳时升降销63的前端部与聚焦环5的背面接触。此外，在升降装置64设置有在使升降销63上升时检测驱动电机中产生的驱动扭矩的扭矩传感器。由扭矩传感器检测的驱动扭矩的数据被输出到后述的控制部100。此外，在升降装置64，例如设置有编码器等检测升降销63的前端部的位置的位置检测器。由位置检测器检测的升降销63的前端部的位置的数据被输出到后述的控制部100。
此外，在上述的说明中，以在升降销63被收纳时升降销63的前端部与聚焦环5的背面接触的情况为例进行了说明，不过本发明的技术并不限定于此。例如，设想将与聚焦环5隔开间隔的位置作为升降销63的收纳位置的情况。在这种情况下，编码器等检测升降销63的前端部的位置的位置检测器以升降销63的前端部与聚焦环5的背面接触的位置为基准点进行调节。
销用贯通孔300、升降销63和升降装置64设置于聚焦环5的周向的多个位置。在第一实施方式的等离子体处理装置10中，设置有3组销用贯通孔300、升降销63和升降装置64的组。例如，在载置台2，销用贯通孔300、升降销63和升降装置64的组在载置台2的圆周方向上等间隔地配置。升降装置64的扭矩传感器在各升降装置64的位置检测驱动电机的驱动扭矩，将该检测结果输出至控制部100。此外，升降装置64的位置检测器在各升降装置64的位置检测对应的升降销63的前端部的位置，将该检测结果输出至控制部100。
[控制部的结构]
接着，对控制部100进行详细说明。图3是表示控制第一实施方式的等离子体处理装置10的控制部100的概略结构的框图。控制部100具有处理控制器110、用户接口120和存储部130。
处理控制器110具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)，控制等离子体处理装置10的各部。
用户接口120由工序管理者为了管理等离子体处理装置10而进行命令的输入操作的键盘、可视化地显示等离子体处理装置10的工作状况的显示器等构成。
在存储部130，存储有用于通过处理控制器110的控制来实现由等离子体处理装置10执行的各种处理的控制程序(软件)和保存着处理条件数据等的处理方案。例如，在存储部130存储有间隔信息131。另外，控制程序和处理条件数据等的处理方案也能够利用存储于计算机可读取的计算机储存介质(例如硬盘、DVD等光盘、软盘、半导体存储器等)等的状态的控制程序和处理方案。或者，控制程序和处理条件数据等的处理方案还能够从其它装置例如经专用线路随时传送而在线利用。
间隔信息131是存储有载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的“间隔尺寸”的数据。间隔尺寸是基于载置面2e与载置面6c之间的距离以及载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a之间的距离而预先决定的。例如，在图2所示的将治具51载置于载置面6c的情况下，载置面2e与载置面6c之间的距离为“t1”，载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a之间的距离为“t2”。因此，间隔尺寸被预先决定为载置面2e与载置面6c之间的距离以及载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a之间的距离之和“t1+t2”。在这种情况下，将间隔尺寸“t1+t2”作为间隔信息131保存在存储部130中。
返回图3的说明。处理控制器110具有用于保存程序和数据的内存，读取存储于存储部130的控制程序，执行所读出的控制程序的处理。处理控制器110通过使控制程序动作而作为各种处理部发挥作用。例如，处理控制器110具有获取部111、计量部112、厚度计算部113、升降控制部114和警报部115。
但是，在等离子体处理装置10中，当进行等离子体处理时，聚焦环5被损耗而聚焦环5的厚度变薄。当聚焦环5的厚度变薄时，在聚焦环5上的等离子体鞘与晶片W上的等离子体鞘的高度位置发生偏差，蚀刻特性发生变化。
例如，在聚焦环5上的等离子体鞘的高度低于晶片W上的等离子体鞘的高度的情况下，在晶片W的周边部等离子体鞘发生倾斜，正离子相对于晶片W的周边部倾斜地入射。如此，由于正离子的入射角变化而蚀刻特性发生变化。例如，发生通过蚀刻形成的孔相对于晶片W的垂直方向倾斜地延伸的形状异常。该孔的形状异常称为Tilting(倾斜)。
聚焦环5的损耗量能够通过测量相对于全新的聚焦环5的厚度的、损耗后的聚焦环5的厚度来确定。作为测量聚焦环5的厚度方法，有使用激光的反射的方法(例如，参照日本特开2010-199526号公报)。不过，在使用激光的反射的方法中，由于在载置台2设置激光的光路，所以存在装置结构变得复杂、激光的光路成为等离子体分布的特异点的问题。因此，在等离子体处理装置10中，期望不使用激光而能够简易且高精度地测量聚焦环5的厚度的技术。
因此，在等离子体处理装置10中，使用载置于载置面6c的治具51来进行聚焦环5的厚度的测量。
返回图2的说明。获取部111获取表示载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的间隔尺寸的间隔信息131。例如，获取部111从存储部130读出而获取载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的间隔信息131。另外，在本实施方式中，间隔信息131预先存储于存储部130，不过在间隔信息131存储于其它装置的情况下，获取部111也可以经由网络从其它装置获取间隔信息131。
计量部112在治具51载置于载置面6c的状态下，用升降装置64使升降销63上升，使聚焦环5上升至聚焦环5的上表面(即，主体部5a的上表面)与治具51的相对部51a接触为止。然后，计量部112在聚焦环5的上表面(即，主体部5a的上表面)与治具51的相对部51a接触的情况下，计量聚焦环5自载置面2e的上升距离。例如，计量部112用分别设置于聚焦环5的周向的多个位置的升降装置64使聚焦环5上升。然后，计量部112在聚焦环5的上表面与治具51的相对部51a接触的情况下，在聚焦环5的周向的多个位置分别计量聚焦环5自载置面2e的上升距离。能够通过将在各升降装置64的位置由各升降装置64的扭矩传感器检测的驱动扭矩的值与规定的阈值比较，来判断聚焦环5的上表面是否与治具51的相对部51a接触。聚焦环5自载置面2e的上升距离能够使用在各升降装置64的位置由各升降装置64的位置检测器检测的升降销63的前端部的位置来计量。
厚度计算部113基于由获取部111获取的间隔信息131表示的间隔尺寸和由计量部112计量的聚焦环5的上升距离，计算聚焦环5的厚度(即主体部5a的厚度)。例如，设想由间隔信息131表示的间隔尺寸为与图2所示的治具51对应的间隔尺寸“t1+t2”的情况。在这种情况下，厚度计算部113通过从间隔尺寸“t1+t2”减去计量出的聚焦环5的上升距离，计算聚焦环5的厚度(即主体部5a的厚度)。此外，对于聚焦环5的周向的多个位置，厚度计算部113分别计算聚焦环5的厚度(即主体部5a的厚度)。
由此，等离子体处理装置10能够以使聚焦环5上升至聚焦环5的上表面与载置于载置面6c的治具51的相对部51a接触为止的简易的结构，高精度地测量聚焦环5的厚度。
升降控制部114基于由厚度计算部113计算出的聚焦环5的厚度独立地控制升降装置64以将聚焦环5的上表面保持在规定的高度。例如，升降控制部114在升降装置64的每个配置位置使升降销63独立地升降，以使聚焦环5升降。例如，升降控制部114根据计算出的聚焦环5的厚度与全新的聚焦环5的厚度之差来确定聚焦环5的损耗量，控制升降装置64使升降销63上升聚焦环5的损耗量。另外，全新的聚焦环5的厚度也可以为由计量部112和厚度计算部113预先测量的厚度。
有时聚焦环5的损耗量在载置台2的周向上有偏差。等离子体处理装置10中，在聚焦环5的周向的多个位置配置升降销63和升降装置64，在每个配置位置确定聚焦环5的损耗量，根据损耗量来控制升降装置64使升降销63上升。由此，等离子体处理装置10能够使聚焦环5的上表面相对于晶片W的上表面的位置在载置台2的周向上一致。由此，能够沿载置台2的周向维持蚀刻特性的均匀性。
警报部115基于由厚度计算部113计算出的聚焦环5的厚度而进行报警。例如，在由厚度计算部113计算出的聚焦环5的厚度为规定的容许值以下的情况下，进行报警。警报只要能够向工序管理者或等离子体处理装置10的管理者等通知异常即可，可以为任何方式。例如，警报部115在用户接口120显示通知异常的消息。由此，等离子体处理装置10能够在聚焦环5的厚度减少而聚焦环5的交换时间到来时通知发生了异常。
[控制的流程]
接着，对使用第一实施方式的等离子体处理装置10的聚焦环5的厚度测量处理进行说明。图4是表示聚焦环5的厚度测量处理的流程的一个例子的流程图。该聚焦环5的厚度测量处理例如在对晶片W的等离子体处理结束的时刻执行。
如图4所示，用输送臂从处理容器1送出晶片W(S11)，用输送臂向处理容器1送入治具51，在载置面6c(第一载置面)载置治具51(S12)，用静电吸盘6吸附治具51(S13)。此时，将静电吸盘6的吸附力设定为在治具51的相对部51a与聚焦环5的上表面接触时治具51不离开载置面6c。
获取部111获取表示载置面2e(第二载置面)与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的间隔尺寸的间隔信息131(S14)。
计量部112在载置面6c载置治具51且治具51被静电吸盘6吸附的状态下用升降装置64使升降销63上升，以使聚焦环5上升(S15)。
计量部112判断聚焦环5的上表面是否与治具51的相对部51a接触(S16)。
在聚焦环5的上表面没有与治具51的相对部51a接触的情况下(S16，否(No))，计量部112使聚焦环5继续上升(S15)。
另一方面，在聚焦环5的上表面与治具51的相对部51a接触的情况下(S16，是(Yes))，计量部112计量聚焦环5自载置面2e的上升距离(S17)。
厚度计算部113基于由获取部111获取的间隔信息131表示的间隔尺寸和由计量部112计量出的聚焦环5的上升距离，计算聚焦环5的厚度(S18)，结束处理。
接着，说明一个具体的例子。图5是用于说明聚焦环5的厚度测量处理的流程的一个例子的图。图5的(A)表示治具51载置于载置面6c的状态。治具51具有与聚焦环5的上表面相对的相对部51a。治具51的相对部51a在治具51载置于载置面6c的状态下位于聚焦环5的主体部5a和突出部5b的上方。载置面2e与载置面6c之间的距离为“t1”，载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a之间的距离为“t2”。因此，载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的间隔尺寸为“t1+t2”。在等离子体处理装置10中，计量部112用升降装置64使升降销63上升，使聚焦环5上升至聚焦环5的上表面(即主体部5a的上表面)与治具51的相对部51a接触为止。图5的(B)表示主体部5a的上表面与治具51的相对部51a接触的状态。在图5的(B)的例子中，聚焦环5从载置面2e上升了“s1”。计量部112在如图5的(B)所示那样主体部5a的上表面与治具51的相对部51a接触的情况下，计量聚焦环5自载置面2e的上升距离“s1”。然后，在等离子体处理装置10中，厚度计算部113通过从间隔尺寸“t1+t2”减去计量出的聚焦环5的上升距离“s1”来计算主体部5a的厚度“to”。由此，等离子体处理装置10能够以使聚焦环5上升至主体部5a的上表面与载置于载置面6c的治具51的相对部51a接触为止的简易的结构，高精度地测量主体部5a的厚度。
另外，等离子体处理装置10也可以使用形状与治具51不同的其它治具，来测量聚焦环5中与主体部5a不同的部分的厚度。图6是用于说明聚焦环5的厚度测量处理的流程的其它例子(其1)的图。图6的(A)表示形状与治具51不同的治具52载置于载置面6c的状态。治具52具有与聚焦环5的上表面相对的相对部52a。治具52的相对部52a在治具52载置于载置面6c的状态下位于聚焦环5的突出部5b的上方。此外，载置面2e与载置于载置面6c的治具52的相对部52a处于同一平面上。载置面2e与载置面6c之间的距离为“t1”。此外，由于载置面2e与载置于载置面6c的治具52的相对部52a处于同一平面上，因此载置面2e与载置于载置面6c的治具52的相对部52a之间的距离为“0”。所以，载置面2e与载置于载置面6c的治具52的相对部52a的间隔尺寸为“t1”。在等离子体处理装置10中，计量部112用升降装置64使升降销63上升，使聚焦环5上升至聚焦环5的上表面(即突出部5b的上表面)与治具52的相对部52a接触为止。图6的(B)表示突出部5b的上表面与治具52的相对部52a接触的状态。在图6的(B)的例子中，聚焦环5从载置面2e上升了“s2”。计量部112在如图6的(B)所示那样突出部5b的上表面与治具52的相对部52a接触的情况下，计量聚焦环5自载置面2e的上升距离“s2”。然后，在等离子体处理装置10中，厚度计算部113通过从间隔尺寸“t1”减去计量出的聚焦环5的上升距离“s2”来计算突出部5b的厚度“ti”。由此，等离子体处理装置10能够以使聚焦环5上升至突出部5b的上表面与载置于载置面6c的治具52的相对部52a接触为止的简易的结构，高精度地测量突出部5b的厚度。
图7是用于说明聚焦环5的厚度测量处理的流程的其它例子(其2)的图。图7的(A)表示形状与治具51不同的治具53载置于载置面6c的状态。治具53具有与聚焦环5的上表面相对的相对部53a。治具53的相对部53a具有在治具5载置于载置面6c的状态下向主体部5a与突出部5b的边界部分5c弯曲的形状。主体部5a与突出部5b的边界部分5c容易因存在于晶片W的周边部的等离子体而受到损伤，与聚焦环的其它部分相比，损耗量更大。在图7的(A)的例子中，示出了边界部分5c损耗的状态。载置面2e与载置面6c之间的距离为“t1”，载置面2e与载置于载置面6c的治具53的相对部53a之间的距离为“t2”。因此，载置面2e与载置于载置面6c的治具53的相对部53a的间隔尺寸为“t1-t2”。在等离子体处理装置10中，计量部112用升降装置64使升降销63上升，使聚焦环5上升至聚焦环5的上表面(即边界部分5c的上表面)与治具53的相对部53a接触为止。图6的(B)表示边界部分5c的上表面与治具53的相对部53a接触的状态。在图6的(B)的例子中，聚焦环5从载置面2e上升了“s3”。计量部112在如图6的(B)所示那样边界部分5c的上表面与治具53的相对部53a接触的情况下，计量聚焦环5自载置面2e的上升距离“s3”。然后，在等离子体处理装置10中，厚度计算部113通过从间隔尺寸“t1-t2”减去计量出的聚焦环5的上升距离“s3”来计算边界部分5c的厚度“tb”。由此，等离子体处理装置10能够以使聚焦环5上升至边界部分5c的上表面与载置于载置面6c的治具53的相对部53a接触为止的简易的结构，高精度地测量边界部分5c的厚度。
如上所述，第一实施方式的等离子体处理装置10包括载置台2、升降装置64、获取部111、计量部112和厚度计算部113。载置台2具有载置治具51或晶片W的载置面6c以及载置聚焦环5的载置面2e，该治具51用于聚焦环5的厚度测量，具有与聚焦环5的上表面相对的相对部51a。升降装置64使聚焦环5相对于载置面2e升降。获取部111获取表示载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的间隔尺寸的间隔信息131。计量部112在治具51载置于载置面6c的状态下用升降装置64使聚焦环5上升，在聚焦环5的上表面与治具51的相对部51a接触的情况下计量聚焦环5自载置面2e的上升距离。厚度计算部113基于由所获取的间隔信息131表示的间隔尺寸和计量出的聚焦环5的上升距离，计算聚焦环5的厚度。由此，等离子体处理装置10能够以简易的结构高精度地测量聚焦环5的厚度。
此外，在第一实施方式的等离子体处理装置10中，基于载置面2e与载置面6c之间的距离以及载置面2e与载置于载置面2e的治具51的相对部51a之间的距离，来预先决定间隔尺寸。由此，等离子体处理装置10在每个载置台2或治具51在尺寸上存在误差的情况下，也能够高精度地测量聚焦环5的厚度。
此外，在第一实施方式的等离子体处理装置10中，在载置台2设置有吸附载置于载置面6c的治具51或晶片W吸附的静电吸盘6。计量部112在治具51载置于载置面6c且治具51被静电吸盘6吸附的状态下用升降装置64使聚焦环5上升。由此，等离子体处理装置10能够防止在聚焦环5的上表面与治具51的相对部51a接触的情况下治具51从载置面6c离开，能够高精度地测量聚焦环5的厚度。
此外，在第一实施方式的等离子体处理装置10中，升降装置64分别设置于聚焦环5的周向的多个位置。计量部112用分别设置于聚焦环5的周向的多个位置的升降装置64使聚焦环5上升。计量部112在聚焦环5的上表面与治具51的相对部51a接触的情况下，在聚焦环5的周向的多个位置分别计量聚焦环5自载置面2e的上升距离。厚度计算部113基于由所获取的间隔信息表示的间隔尺寸和计量出的聚焦环5的上升距离，对聚焦环5的周向的多个位置分别计算聚焦环5的厚度。由此，等离子体处理装置10能够对聚焦环5的周向的多个位置分别高精度地测量聚焦环5的厚度。
此外，第一实施方式的等离子体处理装置10还包括升降控制部114，该升降控制部114基于计算出的聚焦环5的厚度独立地控制升降装置64，以将聚焦环5的上表面保持在规定的高度。由此，等离子体处理装置10能够使聚焦环5的上表面相对于晶片W的上表面的位置在圆周方向上一致。由此，等离子体处理装置10能够维持蚀刻特性的圆周方向上的均匀性。
此外，第一实施方式的等离子体处理装置10还包括基于计算出的聚焦环5的厚度进行报警的警报部115。由此，等离子体处理装置10能够在聚焦环5的厚度减少而聚焦环5的交换时间到来时报告发生了异常。
(第二实施方式)
接着，对第二实施方式进行说明。第二实施方式的等离子体处理装置10与图1和图2所示的第一实施方式的等离子体处理装置10的结构相同，因此省略说明。
对第二实施方式的控制部100进行详细说明。图8是表示控制第二实施方式的等离子体处理装置10的控制部100的概略结构的框图。第二实施方式的控制部100具有与图3所示的第一实施方式的控制部100大致相同的结构，因此对相同的部分标注相同的附图标记并省略说明。
处理控制器110不具有图3所示的升降控制部114，而具有高度计算部121和升降控制部122。
高度计算部121基于由厚度计算部113计算出的聚焦环5的厚度来计算晶片W的上表面与聚焦环5的上表面的位置关系成为预先决定的距离间隔的聚焦环5的高度。例如，进行实验等来预先求取通过蚀刻而形成在晶片W的孔的角度成为规定的容许范围以内的晶片W的上表面与聚焦环5的上表面的位置关系的条件。晶片W的上表面与聚焦环5的上表面的位置关系的条件也可以作为条件信息保存在存储部130中。然后，高度计算部121可以从条件信息读取位置关系的条件。此外，晶片W的上表面与聚焦环5的上表面的位置关系的条件也可以按蚀刻中使用的处理气体、晶片W的材质等蚀刻条件来决定，并存储在条件信息中。然后，高度计算部121可以从条件信息读取与实施的蚀刻条件对应的位置关系的条件。在本实施方式中，晶片W的上表面在与聚焦环5的上表面的高度相同的情况下，通过蚀刻而形成在晶片W的孔的角度成为容许范围以内。在这种情况下，高度计算部121计算晶片W的上表面的高度与聚焦环5的上表面的高度变得相同的聚焦环5的高度。此外，高度计算部121对与升降装置64的配置位置对应的晶片W的周向的各位置，计算晶片W的上表面的高度与聚焦环5的上表面的高度变得相同的聚焦环5的高度。
升降控制部122控制各升降装置64，使升降销63升降至由高度计算部121计算出的高度，以使聚焦环5升降。例如，升降控制部122控制各升降装置64，使聚焦环5与该升降装置64的配置位置对应地升降至由高度计算部121计算出的高度。
如上所述，第二实施方式的等离子体处理装置10具有高度计算部121和升降控制部122。高度计算部121基于计算出的聚焦环5的厚度来计算晶片W的上表面与聚焦环5的上表面的位置关系成为预先决定的距离间隔的聚焦环5的高度。升降控制部122控制升降装置64以使得聚焦环5成为通过高度计算得到的高度。由此，等离子体处理装置10能够使聚焦环5的上表面相对于晶片W的上表面的位置在圆周向上一致。由此，等离子体处理装置10能够维持蚀刻特性的圆周向上的均匀性。
以上，对各种实施方式进行了说明，不过本发明的技术并不限定于上述的实施方式，可以构成各种变形方式。例如，上述的等离子体处理装置10为电容耦合型的等离子体处理装置10，不过可以采用任意的等离子体处理装置10。例如，等离子体处理装置10可以为如电感耦合型的等离子体处理装置10、利用微波等表面波激励气体的等离子体处理装置10那样的任意类型的等离子体处理装置10。
此外，在上述的实施方式中，以测量配置在晶片W的周围的聚焦环5的厚度的情况为例进行了说明，不过并不限定于此。例如，在聚焦环5的周围配置盖环等其它环部件的情况下，也可以用与上述实施方式的聚焦环5的厚度测量处理相同的方法来测量其它环部件的厚度。
此外，在上述的实施方式中，以基于载置面2e与载置面6c之间的距离以及载置面2e与载置面6c载置的治具51的相对部51a之间的距离来预先决定“间隔尺寸”的情况为例进行了说明，不过本发明的技术并不限定于此。例如，等离子体处理装置10也可以在载置面2e未载置聚焦环5的状态下使用载置于载置面6c的治具51测量载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的间隔尺寸。例如，等离子体处理装置10在载置面2e没有载置聚焦环5而载置面6c治具51载置在且治具51被静电吸盘6吸附的状态下，用升降装置64使升降销63上升。等离子体处理装置10在升降销63的前端部与治具51的相对部51a接触的情况下，计量升降销63自载置面2e起的前端部的上升距离“s4”，确定载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的间隔尺寸。
图9是说明使用治具51测量间隔尺寸的流程的一个例子的图。图9的(A)表示在载置面2e没有载置聚焦环5且治具51载置于载置面6c的状态。治具51被静电吸盘6吸附。调节升降销63的高度以使得升降销63的前端部与载置面2e处于同一平面上。等离子体处理装置10用升降装置64使升降销63上升至升降销63的前端部与治具51的相对部51a接触为止。图9的(B)示出了升降销63的前端部与治具51的相对部51a接触的状态。在图9的(B)的例子中，升降销63的前端部从载置面2e上升了“s4”。等离子体处理装置10在如图9的(B)所示的那样升降销63的前端部与治具51的相对部51a接触的情况下，计量升降销63的前端部自载置面2e的上升距离“s4”。在等离子体处理装置10中，测量该上升距离“s4”作为载置面2e与载置于载置面6c的治具51的相对部51a的间隔尺寸“t1+t2”。如此，通过使用载置于载置面6c的治具51来测量间隔尺寸，即使在载置台2被加热或冷却，因热膨胀或冷却压缩而载置台2的实际的尺寸发生了变化的情况下，也能够求取精确的间隔尺寸。

Claims (11)

1.一种等离子体处理装置，其特征在于，包括：
载置台，其具有载置治具或被处理体的第一载置面和载置环部件的第二载置面，其中，所述治具具有与所述环部件的上表面相对的相对部，用于测量配置在所述被处理体的周围的所述环部件的厚度；
升降装置，其使所述环部件相对于所述第二载置面升降；
获取部，其获取表示所述第二载置面与载置于所述第一载置面的所述治具的所述相对部的间隔尺寸的间隔信息；
计量部，其在所述治具载置于所述第一载置面的状态下用所述升降装置使所述环部件上升，在所述环部件的上表面与所述治具的所述相对部接触的情况下计量所述环部件自所述第二载置面的上升距离；以及
厚度计算部，其基于由所获取的所述间隔信息表示的所述间隔尺寸和计量出的所述环部件的上升距离，计算所述环部件的厚度。
2.如权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于：
基于所述第二载置面与所述第一载置面之间的距离以及所述第一载置面与载置于所述第一载置面的所述治具的所述相对部之间的距离，预先决定所述间隔尺寸。
3.如权利要求1或2所述的等离子体处理装置，其特征在于：
在所述载置台设置静电吸盘，所述静电吸盘能够吸附载置于所述第一载置面的所述治具或者所述被处理体，
所述计量部在所述治具载置于所述第一载置面且所述治具被所述静电吸盘吸附的状态下，用所述升降装置使所述环部件上升。
4.如权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述环部件包括主体部和突出部，所述突出部从所述主体部的内侧侧面向径向内侧突出且上表面低于所述主体部的上表面，
在所述治具载置于所述第一载置面的状态下，所述治具的所述相对部位于所述主体部和所述突出部的上方，
所述计量部在所述主体部的上表面与所述治具的所述相对部接触的情况下计量所述环部件自所述第二载置面的上升距离，
所述厚度计算部基于由所获取的所述间隔信息表示的所述间隔尺寸和计量出的所述环部件的上升距离，计算所述主体部的厚度。
5.如权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述环部件包括主体部和突出部，所述突出部从所述主体部的内侧侧面向径向内侧突出且上表面低于所述主体部的上表面，
在所述治具载置于所述第一载置面的状态下，所述治具的所述相对部位于所述突出部的上方，
所述计量部在所述突出部的上表面与所述治具的所述相对部接触的情况下计量所述环部件自所述第二载置面的上升距离，
所述厚度计算部基于由所获取的所述间隔信息表示的所述间隔尺寸和计量出的所述环部件的上升距离，计算所述突出部的厚度。
6.如权利要求1～3中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述环部件包括主体部和突出部，所述突出部从所述主体部的内侧侧面向径向内侧突出且上表面低于所述主体部的上表面，
所述治具的所述相对部具有在所述治具载置于所述第一载置面的状态下向所述主体部与所述突出部的边界部分弯曲的形状，
所述计量部在所述边界部分的上表面与所述治具的所述相对部接触的情况下计量所述环部件自所述第二载置面的上升距离，
所述厚度计算部基于由所获取的所述间隔信息表示的所述间隔尺寸和计量出的所述环部件的上升距离，计算所述边界部分的厚度。
7.如权利要求1～6中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
所述升降装置分别设置于所述环部件的周向的多个位置，
所述计量部用分别设置于所述环部件的周向的多个位置的所述升降装置使所述环部件上升，在所述环部件的上表面与所述治具的所述相对部接触的情况下，对所述环部件的周向的多个位置分别计量所述环部件自所述第二载置面的上升距离，
所述厚度计算部基于由所获取的所述间隔信息表示的所述间隔尺寸和计量出的所述环部件的上升距离，对所述环部件的周向的多个位置分别计算所述环部件的厚度。
8.如权利要求7所述的等离子体处理装置，其特征在于：
还包括升降控制部，其基于计算出的所述环部件的厚度独立地控制所述升降装置，以将所述环部件的上表面保持在规定的高度。
9.如权利要求1～7中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，还包括：
高度计算部，其基于计算出的所述环部件的厚度，来计算使所述被处理体的上表面与所述环部件的上表面的位置关系成为预先决定距离间隔的所述环部件的高度；和
升降控制部，其控制所述升降装置以使得所述环部件成为计算出的高度。
10.如权利要求1～9中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于：
还包括基于计算出的所述环部件的厚度进行报警的警报部。
11.一种环部件的厚度测量方法，其特征在于，包括：
获取表示载置台的第二载置面与载置于所述第一载置面的治具的相对部的间隔尺寸的间隔信息的步骤，其中，所述载置台具有载置所述治具或被处理体的第一载置面和载置环部件的第二载置面，所述治具具有与所述环部件的上表面相对的相对部，用于配置在所述被处理体的周围的环部件的厚度测量；
在所述治具载置于所述第一载置面的状态下，用使所述环部件升降的升降装置使所述环部件相对于所述第二载置面上升，在所述环部件的上表面与所述治具的所述相对部接触的情况下，计量所述环部件自所述第二载置面的上升距离的步骤；以及
基于由所获取的所述间隔信息所示的所述间隔尺寸和计量出的所述环部件的上升距离，计算所述环部件的厚度的步骤。
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