專利名稱：等離子體處理裝置和光學監(jiān)視裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種使用通過微波放電生成的等離子體對被處理基板實施所期望的處理的等離子體處理裝置。
背景技術：
在半導體裝置、FPD (Flat Panel Display :平板顯示器)的制造工藝中的蝕刻、沉積、氧化以及濺射等處理中，為了以較低的溫度使處理氣體進行良好的反應，經(jīng)常利用等離子體。以往以來，在這種等離子體處理中，廣泛使用利用MHz區(qū)域的高頻放電而生成的等離子體或利用GHz區(qū)域的微波放電而生成的等離子體。利用微波放電而生成的等離子體的優(yōu)點在于，能夠在低壓下生成電子溫度較低的高密度的等離子體，尤其是，通過采用縫隙天線和平板狀的微波導入窗構(gòu)造，能夠有效率生成大口徑等離子體。另外，由于不需要磁場，因此還具有能夠謀求簡化等離子體處理裝置這樣的優(yōu)點。同樣，在縫隙天線中、尤其是在徑向線縫隙天線中，通過自具有呈同心圓狀排列的多個縫隙的縫隙板均質(zhì)且大范圍地輻射微波，能夠生成等離子體密度的均勻性乃至控制性優(yōu)異的大口徑的等離子體。另外，在微波等離子體處理裝置中，也有時通過在當場的(in-situ)監(jiān)視來實時地控制在處理容器內(nèi)進行的工藝。在向具有上述那樣的縫隙天線的微波等離子體處理裝置搭載光學監(jiān)視裝置時，監(jiān)視用的光波導路需要為對縫隙天線的電磁波輻射特性的均勻性以至等離子體密度的均勻性不會產(chǎn)生影響那樣的裝置結(jié)構(gòu)。關于該點，在專利文獻I所公開`的微波等離子體處理裝置所搭載的光學監(jiān)視裝置利用如下結(jié)構(gòu)用于將自微波產(chǎn)生器產(chǎn)生的微波朝向處理容器傳輸?shù)奈⒉▊鬏斁€路的最終區(qū)間是從正上方沿著鉛垂方向在縫隙天線的中心終止的同軸線路。同軸線路的內(nèi)部導體由中空管構(gòu)成，通過使光在該中空管中通過而在當場光學監(jiān)視在處理容器內(nèi)進行的工藝。在該光學監(jiān)視裝置中，以與同軸線路的中空管(內(nèi)部導體)相連續(xù)的方式設有貫穿縫隙天線的中心的光波導路用的孔。通常，平板縫隙天線的中心是徑向波導路的中心，即使在此場所形成光波導路用的通孔，也不會影響縫隙天線的電磁波輻射特性的均勻性，因此不會妨礙等離子體密度的均勻性或控制性。先行技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2008 - 251660在上述專利文獻I所公開的以往的光學監(jiān)視裝置中，在微波傳輸線路(同軸線路)之中設置監(jiān)視用的光波導路存在難題。即，從電磁波的傳播模式、特性阻抗這些方面來看，作為同軸線路的內(nèi)部導體的中空管的口徑存在極限，例如在膜厚的監(jiān)視中，在將激光用作監(jiān)視光的情況下姑且不談，在將燈光那樣的波長區(qū)域較寬的非相干光用作監(jiān)視光的情況下，不能獲得口徑足夠大的光波導路即光量足夠大的光波導路。
另外，在上述以往的光學監(jiān)視裝置中，還存在不能將微波傳輸線路(同軸線路)的中空管(內(nèi)部導體)用作處理氣體的供給路徑這樣的限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于解決上述那樣的以往技術的問題，其目的在于提供一種不影響平板縫隙天線的電磁波輻射特性的均勻性就能夠使用波長區(qū)域較寬的監(jiān)視光(尤其是非相干的監(jiān)視光)來高精度地對處理容器內(nèi)的被處理基板的表面進行光學監(jiān)視的光學監(jiān)視裝置和等離子體處理裝置。本發(fā)明的等離子體處理裝置包括處理容器，其能夠被真空排氣，其頂板的至少一部分由電介質(zhì)窗構(gòu)成；基板保持部，其用于在上述處理容器內(nèi)保持被處理基板；處理氣體供給部，其為了對上述基板實施所期望的等離子體處理而向上述處理容器內(nèi)供給所期望的處理氣體；導體的縫隙板，其設于上述電介質(zhì)窗之上且具有用于向上述處理容器內(nèi)輻射微波的I個或多個縫隙；微波供給部，其為了通過微波放電生成上述處理氣體的等離子體而經(jīng)由上述縫隙板和上述電介質(zhì)窗向上述處理容器內(nèi)供給微波；以及光學監(jiān)視部，其經(jīng)由上述電介質(zhì)窗和形成于上述縫隙板的網(wǎng)狀通孔來以光學方式監(jiān)視或測量上述處理容器內(nèi)的上述基板的表面。本發(fā)明的光學監(jiān)視裝置用于在等離子體處理裝置中以光學方式監(jiān)視或測量基板的表面，在該等離子體處理裝置中，在頂板的至少一部分由電介質(zhì)窗構(gòu)成的、能夠被真空排氣的處理容器內(nèi)收納被處理基板，向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，并且經(jīng)由上述電介質(zhì)窗和具有設于上述電介質(zhì)窗之上的I個或多個縫隙的導體的縫隙板向上述處理容器內(nèi)供給微波，通過微波放電來生成上述處理氣體的等離子體，在上述等離子體的作用下對上述基板實施所期望的等離子體處理，其中，該光學監(jiān)視裝置包括光源，其用于產(chǎn)生監(jiān)視光；受光部，其用于將由上述基板對上述監(jiān)視光進行反射而成的反射光轉(zhuǎn)換成電信號；監(jiān)視電路，其通過對來自上述受光部的電信號進行規(guī)定的信號處理而輸出監(jiān)視信息或監(jiān)視結(jié)果；網(wǎng)狀通孔，其為了使上述監(jiān)視光和來自上述基板的表面的反射光通過而形成在上述縫隙板上；監(jiān)視頭，其用于將上述監(jiān)視光經(jīng)由上述縫隙板的網(wǎng)狀通孔和上述電介質(zhì)窗照射到上述基板保持部上的上述基板的表面，并經(jīng)由上述電介質(zhì)窗和上述縫隙板的網(wǎng)狀通孔導入來自上述基板的表面的反射光；監(jiān)視光傳輸部，其用于將上述監(jiān)視光從上述光源傳輸?shù)缴鲜霰O(jiān)視頭；以及反射光傳輸部，其用于將上述反射光從上述監(jiān)視頭傳輸?shù)缴鲜鍪芄獠?。在上述結(jié)構(gòu)的微波等離子體處理裝置中，由微波供給部供給的微波自縫隙板的縫隙經(jīng)由電介質(zhì)窗輻射到處理容器內(nèi)，利用該微波電場來使處理氣體電離，從而生成等離子體。在電介質(zhì)窗附近生成的等離子體在處理容器內(nèi)向下方擴散，在該等離子體的作用下，對基板保持部上的基板表面施加微細加工或薄膜沉積等所期望的處理。上述光學監(jiān)視部或光學監(jiān)視裝置經(jīng)由在導體縫隙板和電介質(zhì)窗中通過的監(jiān)視用的光波導路而以光學方式在當場 對接受這種等離子體處理的被處理基板的表面進行監(jiān)視或測量。在此，在縫隙板中，網(wǎng)狀的通孔構(gòu)成監(jiān)視用的光波導路，另一方面，由微波供給部供給的微波在網(wǎng)狀通孔的部位中與在除了縫隙以外的其他部位中同樣地以無泄漏且順暢地傳播。由此，能夠構(gòu)筑不影響縫隙天線的電磁波輻射特性的均勻性(進而為等離子體密度的均勻性)而適合于傳播波長區(qū)域較寬的監(jiān)視光(尤其是非相干的監(jiān)視光)的監(jiān)視用的光波導路，從而能夠高精度且穩(wěn)定可靠地對被處理基板的表面地進行所期望的光學監(jiān)視。采用本發(fā)明的光學監(jiān)視裝置或等離子體處理裝置，通過上述那樣的結(jié)構(gòu)和作用，能夠不影響平板縫隙天線的電磁波輻射特性的均勻性就使用波長區(qū)域較寬的監(jiān)視光(尤其是非相干的監(jiān)視光)來高精度地對處理容器內(nèi)的被處理基板的表面進行光學監(jiān)視。
圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的微波等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示搭載在圖1的等離子體處理裝置上的一實施方式中的光學監(jiān)視裝置的監(jiān)視頭和光波導路的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。圖3A是表示為了在實施方式的光學監(jiān)視裝置中構(gòu)成光波導路而形成在縫隙板上的網(wǎng)狀通孔的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖3B是表示上述縫隙板的分布有網(wǎng)狀通孔的區(qū)域中的遮光部的縱剖面結(jié)構(gòu)的剖視圖。圖4是表示在上述縫隙板上制作網(wǎng)狀通孔的方法的次序的圖。圖5是表示合成石英和熔融石英的光透射率的波長依賴性的圖。圖6是表示上述光學監(jiān)視裝置的監(jiān)視主體內(nèi)的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖7是表示為了使用圖1的等離子體處理裝置來形成LDD構(gòu)造的側(cè)壁而進行的回蝕工序的次序的剖視圖。圖8A是表示在LDD構(gòu)造 的側(cè)壁形成過程中的不良回蝕結(jié)果的一個例子(凹部)的圖。圖8B是表示在LDD構(gòu)造的側(cè)壁形成過程中的不良回蝕結(jié)果的一個例子(footing 腳狀圖形)的圖。圖9是表示SiO2膜的反射率的波長依賴特性的圖。圖10是表示圖1的等離子體處理裝置的一變形例的圖。圖11是表示實施方式的光學監(jiān)視裝置中的監(jiān)視頭和光波導路的一變形例的剖視圖。
具體實施例方式下面，參照
本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1表示本發(fā)明的一實施方式的微波等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)。該微波等離子體處理裝置構(gòu)成為使用平板縫隙天線的平板狀表面波激發(fā)型的微波等離子體蝕刻裝置，其具有例如鋁或不銹鋼等金屬制的圓筒型真空腔室(處理容器)10。腔室10安全接地。首先，說明該微波等離子體蝕刻裝置中的、與等離子體生成無關的各部分的結(jié)構(gòu)。在腔室10內(nèi)的下部中央，作為兼用作高頻電極的基板保持臺而水平配置有圓板狀的基座12，該基座12用于載置作為被處理基板的、例如半導體晶圓W。該基座12由例如鋁構(gòu)成，其由從腔室10的底部向鉛垂上方延伸絕緣性的筒狀支承部14支承。在筒狀支承部14的外周，在從腔室10的底部向鉛垂上方延伸的導電性的筒狀支承部16與腔室10的內(nèi)壁之間形成有環(huán)狀的排氣路徑18。在該排氣路徑18的上部或入口安裝有環(huán)狀的擋板20，且在該排氣路徑18的底部設有I個或多個排氣口 22。各排氣口 22經(jīng)由排氣管24連接到排氣裝置26。排氣裝置26具有渦輪分子泵等真空泵，其能夠?qū)⑶皇?0內(nèi)的等離子體處理空間減壓至所期望的真空度。在腔室10的側(cè)壁的外側(cè)安裝有用于對半導體晶圓W的輸入輸出口 27進行開閉的閘閥28?；?2經(jīng)由匹配單元32和供電棒34電連接到RF偏壓用的高頻電源30。該高頻電源30以規(guī)定的功率輸出適合對被吸引至半導體晶圓W的離子的能量進行控制的恒定的頻率、例如13. 56MHz的高頻電力。匹配單元32收納有用于在高頻電源30側(cè)的阻抗與負載(主要是電極、等離子體、腔室)側(cè)的阻抗之間進行匹配的匹配器，在該匹配器中含有自偏壓生成用的隔直電容器。在基座12的上表面設有利用靜電吸附力來保持半導體晶圓W的靜電吸盤36，在靜電吸盤36的徑向外側(cè)設有呈環(huán)狀圍繞半導體晶圓W的周圍的聚焦環(huán)(focus ring)38。靜電吸盤36是通過將由導電膜構(gòu)成的電極36a夾入在一對絕緣膜36b、36c之間而成的，電極36a經(jīng)由開關42和被覆線43電連接到高壓的直流電源40。半導體晶圓W在由直流電源40施加的直流電壓產(chǎn)生的靜電力的作用下吸附保持在靜電吸盤36上。在基座12的內(nèi)部設有沿著例如圓周方向延伸的環(huán)狀的制冷劑室44。從冷卻單元(未圖示)經(jīng)由配管46、48向該制冷劑室44循環(huán)供給規(guī)定溫度的制冷劑、例如冷卻水cw。能夠通過制冷劑的溫度來控制靜電吸盤36上的半導體晶圓W的處理溫度。并且，來自導熱氣體供給部(未圖示)的導熱氣體例如He氣體經(jīng)由氣體供給管50供給到靜電吸盤36的上表面與半導體晶圓W的背面之間。另外，為了進行半導體晶圓W的載入/卸載，還設有沿著鉛垂方向貫穿基座12且能夠上下移動的升降銷和該升降銷的升降機構(gòu)(未圖示)等。接下來，說明該微波等離子體蝕刻裝置中的、與等離子體生成有關的各部分的結(jié)構(gòu)。在腔室10的與基座12相對的頂面上氣密地安裝有作為頂板的、微波導入用的圓形的電介質(zhì)窗52。如后面詳細說明那樣，該電介質(zhì)窗52的供監(jiān)視用的光波導路104通過的部分52a由相對于短波長 的光(尤其是紫外線)而言透射率較高的合成石英構(gòu)成，其他部分52b由成本較低的熔融石英構(gòu)成。在電介質(zhì)窗52之上設有平板型的縫隙天線、例如圓板形的徑向線縫隙天線55。該徑向線縫隙天線55由縫隙板54、電介質(zhì)板(延遲板)56以及電介質(zhì)板上表面的金屬部(蓋板72的下表面)構(gòu)成。如圖3A所示，縫隙板54具有呈同心圓狀分布的、作為用于輻射微波的縫隙的多個縫隙對(54a、54b)。并且，在縫隙板54中，在監(jiān)視用的光波導路104所通過的部分54c形成有網(wǎng)狀的通孔(空隙)MH,對此，會在后面詳細說明。該徑向線縫隙天線55隔著設于縫隙板54之上的電介質(zhì)板56與微波傳輸線路58電磁耦合。電介質(zhì)板56的供監(jiān)視用的光波導路104通過的部分56a由相對于短波長的光(尤其是紫外線)而言透射率較高的合成石英構(gòu)成。電介質(zhì)板56的其他部分56b由適合于將微波的波長壓縮(縮短)的高介電常數(shù)的電介質(zhì)、例如石英、氧化鋁、氮化鋁構(gòu)成。此處，與電介質(zhì)窗52同樣，其他部分56b由成本較低的熔融石英構(gòu)成。微波傳輸線路58是用于將從微波產(chǎn)生器60以規(guī)定的功率輸出的例如2. 45GHz的微波傳輸?shù)綇较蚓€縫隙天線55的線路，該微波傳輸線路58具有導波管62、導波管一同軸管轉(zhuǎn)換器64以及同軸管66。導波管62例如是方形導波管，其以TE模式為傳輸模式將來自微波產(chǎn)生器60的微波朝向腔室10傳輸?shù)綄Рü芤煌S管轉(zhuǎn)換器64。導波管一同軸管轉(zhuǎn)換器64將方形導波管62的終端部和同軸管66的始端部結(jié)合，并將方形導波管62的傳輸模式轉(zhuǎn)換成同軸管66的傳輸模式。同軸管66從導波管一同軸管轉(zhuǎn)換器64向鉛垂下方延伸到腔室10的上表面中心部，其同軸線路的終端或下端隔著電介質(zhì)板56與縫隙板54的中心部結(jié)合。同軸管66由圓筒體構(gòu)成，微波以TEM模式在內(nèi)部導體68與外部導體70之間的空間中傳播。從微波產(chǎn)生器60輸出的微波在上述那樣的微波傳輸線路58的導波管62、導波管一同軸管轉(zhuǎn)換器64以及同軸管66中傳播而被供給到徑向線縫隙天線55的電介質(zhì)板56。然后，在電介質(zhì)板56內(nèi)一邊縮短波長一邊在徑向上擴展的微波成為含有自徑向線縫隙天線55的各縫隙對55a、55b射出的兩個正交的偏振波成分的圓偏振波的平面波并朝向腔室10內(nèi)輻射。輻射到腔室10內(nèi)的微波使附近的氣體電離而生成高密度且電子溫度較低的等離子體。此外，微波電場(表面波的電場)以沿著電介質(zhì)窗52的表面和等離子體的方式在徑向上傳播。在電介質(zhì)板56之上，以覆蓋腔室10的上表面的方式設有兼用作天線背面板的蓋板72。該蓋板72由例如招構(gòu)成,并具有將在電介質(zhì)窗52和電介質(zhì)板56中產(chǎn)生的介電損耗的熱量、因工藝而產(chǎn)生的熱量吸收(放熱)而調(diào)整至任意溫度的功能。為了實現(xiàn)該冷卻功能，從冷卻單元(未圖示)經(jīng)由配管76、78向形成于蓋板72的內(nèi)部的流路74循環(huán)供給規(guī)定溫度的制冷劑、例如冷卻水Cw0在該蓋板72中，在監(jiān)視用的光波導路104所通過的部位形成有垂直地貫穿板面的孔72a。處理氣體供給部80包括處理氣體供給源82，其配置在腔室10的外側(cè)；歧管或緩沖室84，其呈環(huán)狀形成在腔室10的側(cè)壁之中的、比電介質(zhì)窗52低一些的位置；多個側(cè)壁氣體噴出孔86，其沿著圓周方向等間隔地設置，自緩沖室82面對等離子體生成空間；以及氣體供給管88，其從處理氣體供給源82延伸到緩沖室84。在氣體供給管86的途中設有MFC(質(zhì)量流量控制器)90和開閉閥92。
在該處理氣體供給部80中，自處理氣體供給源82以規(guī)定的流量送出的處理氣體通過氣體供給管88被導入到腔室10側(cè)壁內(nèi)的緩沖室84中，在緩沖室84內(nèi)使周向的壓力均勻化之后,從側(cè)壁氣體噴出口 86朝向腔室10的中心大致水平地噴出，并向等離子體生成空間擴散?？刂撇?4含有微型計算機，其用于控制該等離子體蝕刻裝置內(nèi)的各部分、例如排氣裝置26、高頻電源30、靜電吸盤36用的開關42、微波產(chǎn)生器60、處理氣體供給部80、導熱氣體供給部(未圖示)以及后述的光學監(jiān)視裝置100等每一個的動作和裝置整體的動作。在該微波等離子體蝕刻裝置中，為了進行蝕刻，首先，使閘閥28成為打開狀態(tài)，將作為加工對象的半導體晶圓W輸入到腔室10內(nèi)并將其載置在靜電吸盤36之上。然后，在使閘閥28成為關閉狀態(tài)之后，以規(guī)定的流量將處理氣體即蝕刻氣體(通常為混合氣體)從處理氣體供給部80導入到腔室10內(nèi)。另外，從導熱氣體供給部向靜電吸盤36與半導體晶圓W間的接觸界面供給導熱氣體(He氣體)，并連通(on)開關42而利用靜電吸盤36的靜電吸附力將導熱氣體約束在上述接觸界面。并且，連通(on)微波產(chǎn)生器60，使以規(guī)定功率從微波產(chǎn)生器60輸出的微波經(jīng)由微波傳輸線路58傳播而供給到徑向線縫隙天線55，使微波從徑向線縫隙天線55輻射到腔室10內(nèi)。并且，連通(on)高頻電源30并使其以規(guī)定的功率輸出RF偏壓用的高頻電力，將該高頻電力經(jīng)由匹配單元32和供電棒34施加到基座12。從處理氣體供給部80的側(cè)壁氣體噴出口 86導入到腔室10內(nèi)的蝕刻氣體向電介質(zhì)窗52之下擴散，氣體粒子因微波的電場而發(fā)生電離，從而生成表面激發(fā)的等離子體。在生成等離子體后，微波成為以沿著電介質(zhì)窗52的下表面(與等離子體相對的面)和等離子體的方式在徑向上傳播的表面波。這樣，在電介質(zhì)窗52之下生成的等離子體向下方擴散，對半導體晶圓W的主表面的被加工膜進行利用等離子體中的自由基的各向同性蝕刻和利用離子照射的垂直蝕刻。該微波等離子體蝕刻裝置包括光學監(jiān)視裝置100，該光學監(jiān)視裝置100用于在當場或?qū)崟r對在腔室10內(nèi)進行的蝕刻工藝的狀況、例如隨著時間經(jīng)過而減少的被加工膜的膜厚進行光學監(jiān)視。該光學監(jiān)視裝置100設置在比載置在基座12上的半導體晶圓W的邊緣靠徑向內(nèi)側(cè)且比同軸管66靠徑向外側(cè)的位置。光學監(jiān)視裝置100具有監(jiān)視頭102，其配置在蓋板72之上；監(jiān)視用的光波導路104 ;以及監(jiān)視主體108，其經(jīng)由光纖106與監(jiān)視頭102光學耦合。監(jiān)視用的光波導路104以從監(jiān)視頭102起向鉛垂下方縱穿蓋板72、電介質(zhì)板56、縫隙板54以及電介質(zhì)窗52的方式設置。圖2表示監(jiān)視頭102和光波導路104的結(jié)構(gòu)。監(jiān)視頭102具有由導體例如鋁構(gòu)成的能夠密閉的帽狀的殼體110，在該殼體110之中設有作為監(jiān)視用的光學零件的例如光反射體112和光學透鏡114。光反射體112由例如鋁構(gòu)成，如圖所示，光反射體112具有與在殼體110內(nèi)終止的光纖106的端面相對地斜向下傾斜大約45°的傾斜面。從光纖106水平射出的監(jiān)視光LB被正面的光反射體112向鉛垂下方反射并通過光波導路104而入射到正下方的半導體晶圓W。另一方面，從被照射監(jiān)視光LB的半導體晶圓W向鉛垂上方射出的反射光HB通過光波導路104而達到光反射板112,并從光反射體`112向水平方向反射而入射到光纖106。光學透鏡114將自光纖106射出的監(jiān)視光LB以恒定的擴散角朝向光反射體112輻射，并將來自光反射體112的反射光HB聚光而導入到光纖106。如圖所示，光學透鏡114既可以與光纖106成為一體安裝在該光纖106的頂端，也可以與光纖106分開地配置在規(guī)定位置。光纖106由例如兩芯的FO (Fan-out :扇出)線纜構(gòu)成,其將用于傳輸監(jiān)視光LB的內(nèi)側(cè)的正向路徑線纜106a和用于傳輸反射光HB的外側(cè)的反向路徑線纜106b捆束成一體。監(jiān)視光LB從內(nèi)側(cè)的正向路徑線纜106a的端面射出，反射光HB入射到外側(cè)的反向路徑線纜106b的端面。光纖106通過收納于氣密地安裝在殼體110上的由導體例如鋁構(gòu)成的套筒116中而與監(jiān)視頭102相連接。監(jiān)視頭102的內(nèi)部被如上所述那樣由導體構(gòu)成的殼體110和光纖套筒116電磁遮蔽而與外部隔斷。由此，即使微波自電介質(zhì)板56或徑向線縫隙天線55通過光波導路104進入到監(jiān)視頭102內(nèi)，該微波也不會泄露到監(jiān)視頭102之外。并且，監(jiān)視頭102的室內(nèi)空間與大氣空間隔斷，并且始終利用從設于殼體110的上表面的吹掃氣體供給口 118導入的吹掃氣體、例如氮氣(N2)來對該監(jiān)視頭102的室內(nèi)空間進行吹掃。在此，吹掃氣體供給口 118經(jīng)由氣體供給管120連接到吹掃氣體供給源122。在該實施方式中，為了充分進行監(jiān)視頭102內(nèi)的吹掃，在監(jiān)視頭102的底部氣密地設有由導體、例如鋁構(gòu)成的厚壁的底板124。在該底板124上，在光波導路104所通過的位置形成有與蓋板72的通孔72a連續(xù)的通孔124a，并且形成有與蓋板72的排氣流路72b連續(xù)的排氣流路124b。排氣流路124b的出口經(jīng)由排氣管126連接到由例如排氣扇構(gòu)成的排氣部128。在蓋板72內(nèi)，用于構(gòu)成光波導路104的通孔72a與排氣流路72b經(jīng)由設于下端的連通路徑72c連接起來。從吹掃氣體供給口 118供給到殼體110內(nèi)的吹掃氣體(N2氣體)在充滿殼體110內(nèi)之后，在底板124的通孔124a —蓋板72的通孔72a —連通路徑72c —排氣流路72b —底板124的排氣流路124b這一密閉空間中流動，從而向外側(cè)的排氣部128排出。該實施方式的光監(jiān)視裝置100沒有使用單一波長的相干激光而使用包括例如185nm 785nm的寬波段的多波長在內(nèi)的非相干燈光作為用于監(jiān)視半導體晶圓W的被加工膜的膜厚的監(jiān)視光LB。在此，由于監(jiān)視光LB中含有的短波長(尤其是200nm以下的短波長)易被氧氣吸收，因此若暴露在大氣中，則會顯著衰減。如上所述，在該實施方式中，由于始終利用吹掃氣體(N2氣體)來對監(jiān)視頭102內(nèi)的空間以及監(jiān)視用的光波導路104的空間進行吹掃，因此從光纖106射出后的監(jiān)視光LB以及導入到光纖106前的反射光HB不會與大氣接觸，從而不易衰減。由此，提高了光監(jiān)視裝置100的監(jiān)視精度。另外，為了兼顧光監(jiān)視裝置100的監(jiān)視精度和徑向線縫隙天線55的電磁波輻射特性的均勻性，在縫隙板54中，在監(jiān)視用的光波導路104所通過的部位或區(qū)域54c中形成有網(wǎng)狀的通孔MH的結(jié)構(gòu)也是非常重要的。如圖3A所示，在縫隙板54的光波導路通過區(qū)域54c (網(wǎng)格)內(nèi)，以恒定的密度分布有恒定形狀和恒定尺寸的通孔MH。為了提高監(jiān)視精度，網(wǎng)格54c的開口率越大越好，優(yōu)選為70%以上。在此，為了增大網(wǎng) 格54c的開口率，與將通孔MH的開口形狀形成為圓形相比，優(yōu)選將通孔MH的開口形狀形成為多邊形，最優(yōu)選為正六邊形即蜂窩結(jié)構(gòu)。采用蜂窩結(jié)構(gòu)，例如，若將通孔MH的一邊的長度設為j (mm)、將對邊的長度設為k (mm),則在 j=l. 0mm、k=l. 73mm 時，開口率為 76. 3%,在 j=0. 8mm、k=l. 39mm 時，開口率為71. 8%ο但是，若設為j=0. 5mm、k=0. 89mm，則開口率會降低到60. 3%。這樣，在縫隙板54的光波導路通過區(qū)域(網(wǎng)格)54c處，通孔MH的尺寸越大，越能夠獲得較大的開口率。但是，為了減少微波自網(wǎng)格的泄漏，通孔MH的開口尺寸存在上限。通常，在通孔MH的開口尺寸為電介質(zhì)窗內(nèi)的波長的1/10以下時，微波的泄漏顯著減少。例如，在使用石英板作為電介質(zhì)窗52的材質(zhì)的情況下，由于石英內(nèi)的微波(2. 45GHz)的波長為61mm,因此,優(yōu)選通孔MH的開口尺寸為6mm以下。此外，用于輻射微波的縫隙對54a、54b的開口尺寸為例如其長邊為36mm，短邊為6mm ο在該實施方式中，光波導路通過區(qū)域(網(wǎng)格)54c與微波傳輸線路58的同軸管66分開獨立。因此，在不影響徑向線縫隙天線55的電磁波輻射特性的均勻性的范圍內(nèi)，光波導路通過區(qū)域(網(wǎng)格)54c的口徑能夠選擇任意的尺寸，通?？梢赃x擇IOmm 20mm左右。在該實施方式中，作為網(wǎng)狀通孔MH所附帶的另一個特征，在光波導路通過區(qū)域54c內(nèi)隔開相鄰的通孔MH的柵格部分或遮光部TD的上表面如圖3B所示那樣形成為變圓的凸面。這樣，當遮光部TD的上表面變圓為凸面時，由于從正上方入射到該凸面的監(jiān)視光LB被傾斜地反射，而不會向鉛垂上方反射，因此能夠減少從遮光部TD返回到監(jiān)視頭102的、成為SN比降低的原因的雜散光。這也很有助于提高光監(jiān)視裝置100的監(jiān)視精度。圖4是表示在該實施方式中在縫隙板54上制作上述那樣的網(wǎng)狀通孔MH的優(yōu)選方法。此外，為了確保良好的電導率，縫隙板54的材質(zhì)優(yōu)選對表面實施了鍍金的導體例如銅、鐵鎳合金。尤其是，鐵鎳合金由于線膨脹率較低而能夠抑制縫隙板的位移。首先，如圖4的(a)和圖4的(b)所示，在設定在縫隙板54上的光波導路通過區(qū)域54c通過例如沖孔加工而形成網(wǎng)狀的通孔ΜΗ。在該階段中，光波導路通過區(qū)域54c的柵格部分為平坦面。接著，在將縫隙板54的光波導路通過區(qū)域54c浸泡在蝕刻液中時，如圖4的(c)所示，從各通孔MH的緣部的角開始被以變圓的方式削去，進而柵格部分的整個上表面被以變圓的方式削去而成為凸面。對于蝕刻液，例如可以使用含有氧化劑、無機鹽以及氯離子的藥液。此外，在光波導路通過區(qū)域54c的背面(下表面)，也可以使柵格部分或遮光部的表面變圓為凸面，但即使不是這樣(即使為平坦面)，也不會產(chǎn)生特別的問題。如上所述，該實施方式的光監(jiān)視裝置100為了使微波在監(jiān)視用的光波導路104中通過而在導體的縫隙板54上形成了網(wǎng)狀的通孔MH，因此微波會在網(wǎng)狀通孔MH的部位中與在縫隙板的除了縫隙對54a、54b之外的其他部位中同樣地沿著徑向(不會向外泄漏)順暢地傳播。由此，能夠構(gòu)成不影響徑向線縫隙天線55的電磁波輻射特性的均勻性(進而為等離子體密度的均勻性)而適合于傳播非相干的寬波段(多波長)的監(jiān)視光的監(jiān)視用的光波導路104。縫隙板54上的光波導路通過區(qū)域(網(wǎng)格)54c的位置設定的自由度較大，基本上能夠?qū)⒐獠▽吠ㄟ^區(qū)域(網(wǎng)格)54c設于同軸管66的徑向外側(cè)且不與縫隙對54a、54b干涉的任意位置。
并且，如上所述，該光監(jiān)視裝置100由于由相對于短波長的光(尤其是紫外線)而言透射率的較高的合成石英構(gòu)成在電介質(zhì)窗52和電介質(zhì)板56中的監(jiān)視用的光波導路104所通過的部分52a、56a，因此，能夠?qū)⑹褂煤欣?85nm 785nm的寬波段的多波長的非相干的監(jiān)視光LB和反射光HB的膜厚監(jiān)視的精度進一步提高。圖5表示合成石英和熔融石英的光透射率的波長依賴性。如圖所示，在270nm以上的波長區(qū)域中，熔融石英的光透射率為90%以上，但在波長短于270nm時，熔融石英的光透射率會降低，尤其是在波長短于200nm時，熔融石英的光透射率會顯著降低(降低至50%以下)。與此相對，合成石英的光透射率在監(jiān)視光LB和反射光HB的全波長區(qū)域(185nm 785nm)中處于85% 92%的范圍內(nèi)，均質(zhì)性較高且穩(wěn)定。合成石英的難題是價格較高。但是，在該實施方式中，限于在監(jiān)視用的光波導路104所通過的部分52a、56a處局部地使用合成石英。尤其是，具有較大的厚度(體積)的電介質(zhì)窗52由廉價的熔融石英構(gòu)成除了光波導路104的區(qū)域52a以外的余下的大部分52b，因此電介質(zhì)窗52的成本不會變高。電介質(zhì)板56也是相同的。此外，在電介質(zhì)窗52中，熔融石英部分52b與合成石英部分52a間的交界可以利用例如熔接進行真空密封。在電介質(zhì)板56中，由于不必進行真空密封，因此，也可以僅將具有光波導路104的口徑的合成石英的小圓板56a嵌入到為了使監(jiān)視用的光波導路104通過而形成在熔融石英的板體56b上的圓形的孔中。圖6表示監(jiān)視主體108內(nèi)的結(jié)構(gòu)例。該實施方式中的光監(jiān)視裝置100為了在當場監(jiān)視半導體晶圓W表面的被加工膜的膜厚而在監(jiān)視主體108內(nèi)具有光源130、受光部132以及監(jiān)視電路134。光源130具有例如鹵素燈或氙氣燈，至少產(chǎn)生185nm 785nm區(qū)域的多波長的監(jiān)視光LB。光源130經(jīng)由未圖不的光學透鏡與光纖106的正向路徑線纜106a光學f禹合,并根據(jù)來自控制部94的控制信號RSa而打開(點燈)/關閉(熄燈)。受光部132具有例如光電二極管等光電轉(zhuǎn)換元件，其將經(jīng)由光纖106的反向路徑線纜106b發(fā)送來的、來自半導體晶圓W表面的反射光HB分解成185nm 785nm區(qū)域內(nèi)的多個頻譜，并針對每個頻譜生成用于表示反射光強度、即反射率的電信號(反射率信號SHB)。監(jiān)視電路134具有參考設定部136、比較判斷部138以及監(jiān)視輸出部140。參考設定部136將自控制部94供給的各種設定值RSb所含有的監(jiān)視用的基準值或參考數(shù)據(jù)Rhb供給到比較判斷部138。在進行膜厚監(jiān)視的情況下，參考數(shù)據(jù)Rhb針對從受光部132獲得的頻譜反射率信號SHB所具有的規(guī)定屬性而供給設定值或基準值。比較判斷部138將自受光部132接收的頻譜反射率信號Shb與參考數(shù)據(jù)Rhb相比較(對照)，當規(guī)定屬性的值或特性在兩者SHB、Rhb之間一致或近似時，輸出用于表示半導體晶圓W表面的被加工膜的膜厚達到了設定值(或進行預讀而判斷被加工膜的膜厚會在規(guī)定時間后達到設定值)的監(jiān)視信息或監(jiān)視結(jié)果。于是，自監(jiān)視輸出部140輸出該情況的監(jiān)視信號MS，控制部94 (圖1)對該監(jiān)視信號MS作出響應而停止或切換蝕刻工藝。作為能夠較佳地應用該實施方式的光監(jiān)視裝置100的膜厚監(jiān)視功能的蝕刻工藝的一個例子，例如，在MOS晶體管的制造工序中，存在為了實現(xiàn)LDD(Lightly Doped Drain 輕摻雜漏極)構(gòu)造、超淺接合(ultra-shallow junction)構(gòu)造而用于形成側(cè)壁的回蝕工序。圖7表示該實施方式的回蝕工序的次序。此外，在進行回蝕之前，如圖7的(a)所示，在半導體晶圓W的表面利用CVD (Chemical Vapor Deposition :化學氣相沉積)法形成有SiO2膜142。在此，柵極電極146的下層的薄膜144是柵極絕緣膜，例如是具有5nm左右的膜厚的熱氧化膜(SiO2膜)。在柵極電極146的兩側(cè)的基板表面注入有作為雜質(zhì)的離子。該實施方式中的用于形成側(cè)壁的回蝕工序由第I蝕刻工序和第2蝕刻工序構(gòu)成，在該第I蝕刻工序中，如圖7的(b)所示，進行整面蝕刻，直到SiO2膜142的除了柵極電極146之上和其兩側(cè)的側(cè)壁部分以外的部分的殘膜的膜厚成為設定值THs為止，在該第2蝕刻工序中，如圖7的(c)所示，進行整面蝕刻，直到在柵極電極146的兩側(cè)保留側(cè)壁142w且完全去除SiO2膜142的殘膜為止。在第I蝕刻工序中，例如利用如下那樣的制程來進行各向異性較強的蝕刻。蝕刻氣體Ar/02/CH2F2=1000/2/5sccm腔室內(nèi)的壓力2OmTorr微波功率2000W偏壓用高頻電力120W在第2蝕刻工序中，例如利用如下那樣的制程來進行各向異性較弱的蝕刻。蝕刻氣體Ar/CH2F2=360/20sccm腔室內(nèi)的壓力100mTorr微波功率2000W偏壓用高頻電力75W在上述那樣的回蝕工序中，為了不產(chǎn)生圖8A所示那樣的凹部或圖SB所示那樣的腳狀圖形而制作圖7的(c)所示那樣的理想的側(cè)壁構(gòu)造，上述膜厚設定值THs優(yōu)選為基板即將暴露之前的較小的尺寸，例如選擇為lnm。該實施方式的微波等離子體蝕刻裝置在進行上述那樣的兩階段回蝕的工藝的情況下，利用光監(jiān)視裝置100的膜厚監(jiān)視功能來檢測或推算在第I蝕刻工序中SiO2膜142的膜厚達到設定值THs的時刻，在該時刻停止第I蝕刻工序，接著開始第2蝕刻工序。在該情況下，光監(jiān)視裝置100在正在進行第I蝕刻工序時連通(on)光源130，將監(jiān)視光LB經(jīng)由監(jiān)視頭102、光波導路104照射到基座12上的半導體晶圓W的表面。并且，使用受光部132對經(jīng)由光波導路104和監(jiān)視頭102導入的、來自半導體晶圓W表面的反射光HB進行光電轉(zhuǎn)換，并由監(jiān)視電路134進行信號處理，從而能夠?qū)Π雽w晶圓W表面的SiO2膜142的膜厚隨著蝕刻工藝的時間經(jīng)過而減少的情況進行實時監(jiān)視。圖9表示在光監(jiān)視裝置100中向半導體晶圓W表面的SiO2膜照射185nm 785nm區(qū)域的監(jiān)視光LB而由此獲得的反射光HB的頻譜反射率的波長依賴特性根據(jù)SiO2膜的膜厚而變化的特性。如圖所示，在為Si02膜的情況下，大體上，膜厚越薄，反射率在整個波長區(qū)域中越低，尤其是在200nm以下的短波長區(qū)域，膜厚依賴特性的差別變得明顯。因此，例如，能夠根據(jù)200nm附近的有限的波長區(qū)域的反射率特性或者根據(jù)大范圍的整個波長區(qū)域(185nm 785nm)的反射率特性的圖形(波形)來檢測或推算SiO2膜142的膜厚成為設定值THs (Inm)的時刻。該實施方式的反射率的波長依賴特性(圖9)將除了 SiO2膜142的除了柵極電極146的側(cè)壁之外的部分完全被去除了的狀態(tài)、即基板(基底)暴露的狀態(tài)(與圖7的(c)的狀態(tài)等價的狀態(tài))下獲得的反射率設為標準化的基準值(1. 00)。這樣，通過將利用完全去除了作為蝕刻對象的薄膜時的基底獲得的反射率設為基準值，即使是Inm左右非常薄的膜厚，也能夠高精度地進行監(jiān)視。
此外，在上述兩階段的回蝕工序中，對于使第2蝕刻工序停止的時刻(終點檢測)，既可以利用例如計時功能，或者也可以使用通過使等離子體光分光來進行檢測的公知的方法(發(fā)光監(jiān)視)。在該情況下，也可以將光學監(jiān)視裝置100的光波導路104用于發(fā)光監(jiān)視用的窗中。這樣，該實施方式的光學監(jiān)視裝置100能夠用于各種形態(tài)的膜厚監(jiān)視或其他光學監(jiān)視中。以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，但本發(fā)明并不限于上述實施方式，在其保護范圍內(nèi)，能夠采用其他實施方式或進行各種變形。例如，如圖10所示，也能夠?qū)⒂糜跇?gòu)成微波傳輸線路58的同軸管66的內(nèi)部導體68構(gòu)成為中空管，并將該中空管68用于處理氣體供給部80的中心氣體供給路徑中。在該情況下，以與中空管68連續(xù)的方式設置將徑向線縫隙天線55的中心貫穿的氣體噴出口 150。徑向線縫隙天線55的中心是徑向波導路的中心，即使在此處形成氣體噴出用的通孔150，也不會影響徑向線縫隙天線55的電磁波輻射特性的均勻性，且不產(chǎn)生任何與光學監(jiān)視裝置100抵觸或相反的關系。在該結(jié)構(gòu)例的處理氣體供給部80中，自處理氣體供給源82送出的處理氣體的一部分如上述那樣通過氣體供給管88而從腔室10側(cè)壁的氣體噴出孔86導入到腔室10內(nèi)。另外，自處理氣體供給源82送出的處理氣體的另一部分通過氣體供給管152和同軸管66的內(nèi)部導體68而從頂部中心部的氣體噴出孔150導入到腔室10內(nèi)。此外，在氣體供給管152的途中設有MFC (質(zhì)量流量控制器)154和開閉閥156。用于構(gòu)成光學監(jiān)視裝置100各部分也能夠進行各種變形。例如，如圖11所示，也能夠?qū)⒃O于徑向線縫隙天線55周圍的監(jiān)視用的光波導路104分割為正向路徑用(監(jiān)視光LB專用)的光波導路104L和反向路徑(反射光HB專用)的光波導路104R。在該情況下，在電介質(zhì)窗52、縫隙板54、電介質(zhì)板56以及蓋板72中，在正向路徑用(監(jiān)視光LB專用)的光波導路104L所通過的位置或部位上與反向路徑(反射光HB專用)的光波導路104R所通過的位置或部位上分別單獨地設置合成石英52a、網(wǎng)狀通孔MH、合成石英56a以及通孔72a。另外，在監(jiān)視頭102中，對正向路徑用(監(jiān)視光LB專用)的光波導路104L單獨分配光學系統(tǒng)(112LU14L)和殼體110L，對反向路徑(反射光HB專用)的光波導路104R單獨分配光學系統(tǒng)(112R、114R)和殼體110R。光纖106的正向路徑線纜106a借助導體套筒116L安裝在正向路徑側(cè)的殼體IlOL上，光纖106的反向路徑線纜106b借助導體套筒116R結(jié)合在反向路徑側(cè)的殼體IlOR上。另外，自共同的吹掃氣體供給源122經(jīng)由各自分開的氣體供給管120LU20R和氣體導入口118LU18R向殼體110L、1 IOR供給吹掃氣體。此外，正向路徑用(監(jiān)視光LB專用)的光波導路104L和反向路徑(反射光HB專用)的光波導路104R可以形成為相對于鉛垂線傾斜一些的V字狀，殼體110L、1 IOR也可以彼此分開。另外，也能夠在監(jiān)視頭102與監(jiān)視主體108之間省略光纖106而使用鏡(mirror)等其他的光傳輸系統(tǒng)。上述實施方式的微波 等離子體處理裝置中的微波放電機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、尤其是微波傳輸線路58和徑向線縫隙天線55是一個例子，也能夠使用其他方式或形態(tài)的微波傳輸線路和縫隙天線。在上述實施方式中，在電介質(zhì)窗52中，將相對于短波長(尤其是200nm以下)而言光透射率較高的合成石英用于監(jiān)視用的光波導路104所通過的部分52a。但是，在監(jiān)視光LB不含有這樣的短波長的情況下，也可以將熔融石英或其他透明電介質(zhì)用于該光波導路通過部分52a。另外，在電介質(zhì)窗52中，除了光波導路通過部分52a以外的部分也可以使用氧化鋁等非透明的電介質(zhì)。由于上述實施方式中的微波等離子體蝕刻裝置在無磁場的情況下生成微波等離子體，因此不必在腔室10的周圍設置永磁鐵、電子線圈等磁場形成機構(gòu)，從而相應地使微波等離子體蝕刻裝置成為簡單的裝置結(jié)構(gòu)。不過，本發(fā)明也可以應用于利用電子回旋共振(ECR Electron Cyclotron Resonance)的等離子體處理裝置。本發(fā)明并不限定于上述實施方式中的微波等離子體蝕刻裝置，也能夠應用于等離子體CVD裝置、等離子體ALD裝置、等離子體氧化裝置、等離子體氮化裝置、等離子體摻雜裝置以及濺射裝置等其他微波等離子體處理裝置。另外，本發(fā)明中的被處理基板并不限于半導體晶圓，也可以是平板顯示器用的各種基板、光掩膜、CD基板以及印刷基板等。附圖標記說明10、腔室；12、基座(下部電極)；26、排氣裝置；30、(RF偏壓用)高頻電源；52、電介質(zhì)窗(頂板)；52a、合成石英(光波導路通過部分)；54、縫隙板；54a、54b、縫隙對；54c、光波導路通過區(qū)域(網(wǎng)格)；MH、網(wǎng)狀通孔；55、徑向線縫隙天線；56、電介質(zhì)板；58、微波傳輸線路；60、微波產(chǎn)生器；66、同軸管；72、蓋板；72a、通孔(光波導路通過部分);80、處理氣體供給部；94、控制部； 100、光學監(jiān)視裝置；102、監(jiān)視頭；108、監(jiān)視主體。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理裝置，其中， 該等離子體處理裝置包括 處理容器，其能夠被真空排氣，在至少一部分處具有電介質(zhì)窗； 基板保持部，其用于在上述處理容器內(nèi)保持被處理基板； 處理氣體供給部，為了對上述基板實施所期望的等離子體處理，該處理氣體供給部向上述處理容器內(nèi)供給所期望的處理氣體； 導體的縫隙板，其設于上述電介質(zhì)窗之上且具有用于向上述處理容器內(nèi)輻射微波的I個或多個縫隙； 微波供給部，其為了通過微波放電生成上述處理氣體的等離子體而經(jīng)由上述縫隙板和上述電介質(zhì)窗向上述處理容器內(nèi)供給微波；以及 光學監(jiān)視部，其經(jīng)由上述電介質(zhì)窗和形成于上述縫隙板的網(wǎng)狀通孔來以光學方式監(jiān)視或測量上述處理容器內(nèi)的上述基板的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 上述縫隙板的分布有上述網(wǎng)狀通孔的區(qū)域設于不與上述縫隙干涉的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 上述光學監(jiān)視部包括 光源，其用于產(chǎn)生監(jiān)視光； 受光部，其用于將由上述基板對上述監(jiān)視光進行反射而成的反射光轉(zhuǎn)換成電信號； 監(jiān)視電路，其對來自上述受光部的電信號進行規(guī)定的信號處理而輸出監(jiān)視信息或監(jiān)視結(jié)果; 監(jiān)視頭，其用于將上述監(jiān)視光經(jīng)由上述縫隙板的網(wǎng)狀通孔和上述電介質(zhì)窗照射到上述基板保持部上的上述基板的表面，并經(jīng)由上述電介質(zhì)窗和上述縫隙板的網(wǎng)狀通孔導入來自上述基板的表面的反射光； 監(jiān)視光傳輸部，其用于將上述監(jiān)視光從上述光源傳輸?shù)缴鲜霰O(jiān)視頭；以及 反射光傳輸部，其用于將上述反射光從上述監(jiān)視頭傳輸?shù)缴鲜鍪芄獠俊?br>
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其中， 上述光學監(jiān)視裝置監(jiān)視或測量上述基板表面的被加工膜的膜厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其中， 上述監(jiān)視光含有200nm以下的波長成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體處理裝置，其中， 上述監(jiān)視光含有185nm 785nm頻帶的波長成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的等離子體處理裝置，其中， 上述監(jiān)視頭包括 殼體，其能夠密閉，由導體構(gòu)成，配置在上述縫隙板的上方； 規(guī)定的光學零件，其配置在上述殼體內(nèi)的、上述監(jiān)視光或上述反射光所通過的位置； 吹掃氣體供給部，其用于向上述殼體內(nèi)供給吹掃氣體；以及 排氣部，其用于對上述殼體內(nèi)進行排氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的等離子體處理裝置，其中， 在上述監(jiān)視頭和上述電介質(zhì)窗之間設有電介質(zhì)板和蓋板，該電介質(zhì)板用于一邊使來自上述微波供給部的微波沿著徑向傳播一邊縮短該微波的波長，該蓋板設于上述電介質(zhì)板的上方， 在上述蓋板中，在與上述縫隙板的分布有上述網(wǎng)狀通孔的區(qū)域重疊的位置形成有與上述監(jiān)視頭的上述殼體相連通的通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其中， 自上述吹掃氣體供給部供給到上述殼體內(nèi)的吹掃氣體通過上述蓋板的通孔而被送往上述排氣部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 上述縫隙板的分布有上述網(wǎng)狀通孔的區(qū)域的遮光部的上表面為圓弧面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的等離子體處理裝置，其中， 上述網(wǎng)狀通孔的遮光部的上表面通過濕蝕刻而變圓。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 上述縫隙板的分布有上述網(wǎng)狀通孔的區(qū)域的開口率是70%以上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 上述網(wǎng)狀通孔具有多邊形的開口形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的等離子體處理裝置，其中， 上述網(wǎng)狀通孔具有蜂窩結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 上述縫隙板構(gòu)成徑向線縫隙天線。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體處理裝置，其中， 在上述電介質(zhì)窗中，至少與上述縫隙板的分布有上述網(wǎng)狀通孔的區(qū)域重疊的部分由合成石英構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的等離子體處理裝置，其中， 在上述電介質(zhì)窗中，不與上述縫隙板的分布有上述網(wǎng)狀通孔的區(qū)域重疊的部分由熔融石英構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其中， 在上述電介質(zhì)板中，至少與上述縫隙板的分布有上述網(wǎng)狀通孔的區(qū)域重疊的部分由合成石英構(gòu)成。
19.一種光學監(jiān)視裝置，其用于在等離子體處理裝置中以光學方式監(jiān)視或測量基板的表面，在該等離子體處理裝置中，在至少一部分具有電介質(zhì)窗的、能夠被真空排氣的處理容器內(nèi)收納被處理基板，向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，并且經(jīng)由上述電介質(zhì)窗和具有設于上述電介質(zhì)窗之上的I個或多個縫隙的導體的縫隙板向上述處理容器內(nèi)供給微波，通過微波放電來生成上述處理氣體的等離子體，在上述等離子體的作用下對上述基板實施所期望的等離子體處理，其中， 該光學監(jiān)視裝置包括 光源，其用于產(chǎn)生監(jiān)視光； 受光部，其用于將由上述基板對上述監(jiān)視光進行反射而成的反射光轉(zhuǎn)換成電信號； 監(jiān)視電路，其通過對來自上述受光部的電信號進行規(guī)定的信號處理而輸出監(jiān)視信息或監(jiān)視結(jié)果；網(wǎng)狀通孔，其形成在上述縫隙板上，以使上述監(jiān)視光和來自上述基板的表面的反射光通過； 監(jiān)視頭，其用于將上述監(jiān)視光經(jīng)由上述縫隙板的網(wǎng)狀通孔和上述電介質(zhì)窗照射到上述基板保持部上的上述基板的表面，并經(jīng)由上述電介質(zhì)窗和上述縫隙板的網(wǎng)狀通孔導入來自上述基板的表面的反射光； 監(jiān)視光傳輸部，其用于將上述監(jiān)視光從上述光源傳輸?shù)缴鲜霰O(jiān)視頭；以及 反射光傳輸部，其用于將上述反射光從上述監(jiān)視頭傳輸?shù)缴鲜鍪芄獠俊?br>
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學監(jiān)視裝置，其中， 在上述縫隙板上形成有供上述監(jiān)視光通過的第I網(wǎng)狀通孔和供來自上述基板的表面的反射光通過的第2網(wǎng)狀通孔， 上述監(jiān)視頭將上述監(jiān)視光經(jīng)由上述縫隙板的上述第I網(wǎng)狀通孔和上述電介質(zhì)窗照射到上述基板保持部上的上述基板的表面，并經(jīng)由上述電介質(zhì)窗和上述縫隙板的上述第2網(wǎng)狀通孔導入來自上述基板的表面的反射光。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學監(jiān)視裝置，其中， 上述監(jiān)視頭包括 殼體，其能夠密閉，由導體構(gòu)成； 光學零件，其配置在上述殼體內(nèi)的、上述監(jiān)視光或上述反射光所通過的位置； 吹掃氣體供給部，其用于向上述殼體內(nèi)供給吹掃氣體；以及 排氣部，其用于對上述殼體內(nèi)進行排氣。
22.—種等離子體處理裝置，其在至少一部分具有電介質(zhì)窗的、能夠被真空排氣的處理容器內(nèi)收納被處理基板，向上述處理容器內(nèi)供給處理氣體，并向上述處理容器內(nèi)供給能量，使用上述能量來生成上述處理氣體的等離子體，在上述等離子體的作用下根據(jù)自光學監(jiān)視裝置獲得的信號來對上述基板實施所期望的等離子體處理，其中， 該光學監(jiān)視裝置包括 光源，其用于產(chǎn)生監(jiān)視光； 受光部，其用于將由上述基板對上述監(jiān)視光進行反射而成的反射光轉(zhuǎn)換成電信號； 監(jiān)視電路，其對來自上述受光部的電信號進行規(guī)定的信號處理而輸出監(jiān)視信息或監(jiān)視結(jié)果; 監(jiān)視頭，其用于將上述監(jiān)視光照射到上述基板保持部上的上述基板的表面并導入來自上述基板的表面的反射光； 監(jiān)視光傳輸部，其用于將上述監(jiān)視光從上述光源傳輸?shù)缴鲜霰O(jiān)視頭；以及 反射光傳輸部，其用于將上述反射光從上述監(jiān)視頭傳輸?shù)缴鲜鍪芄獠俊?br>
上述監(jiān)視頭包括 殼體，其能夠密閉，配置于上述處理容器； 吹掃氣體供給部，其用于向上述殼體內(nèi)供給吹掃氣體；以及 排氣部，其用于對上述殼體內(nèi)進行排氣。
全文摘要
不影響平板縫隙天線的電磁波輻射特性的均勻性就能夠使用波長區(qū)域較寬的非相干監(jiān)視光來高精度地對處理容器內(nèi)的被處理基板的表面進行光學監(jiān)視。該微波等離子體蝕刻裝置中的光學監(jiān)視裝置(100)具有監(jiān)視頭(102)，其在比載置在基座(12)上的半導體晶圓(W)的邊緣靠徑向內(nèi)側(cè)且比同軸管(66)靠徑向外側(cè)的位置配置在冷卻套筒板(72)之上；監(jiān)視用的光波導路(104)，其以從該監(jiān)視頭(102)起向鉛垂下方縱穿蓋板(72)、電介質(zhì)板(56)、縫隙板(54)以及電介質(zhì)窗(52)的方式設置；以及監(jiān)視主體(108)，其經(jīng)由光纖(106)與監(jiān)視頭(102)光學耦合。
文檔編號H01L21/3065GK103069551SQ20118004145
公開日2013年4月24日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者野沢俊久, 仙田孝博, 西本伸也, 山上宗隆, 茂山和基 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社