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JP7724449B2 - SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD - Google Patents
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JP7724449B2 - SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD - Google Patents

SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND SUBSTRATE PROCESSING METHOD

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JP7724449B2 JP2022013025A JP2022013025A JP7724449B2 JP 7724449 B2 JP7724449 B2 JP 7724449B2 JP 2022013025 A JP2022013025 A JP 2022013025A JP 2022013025 A JP2022013025 A JP 2022013025A JP 7724449 B2 JP7724449 B2 JP 7724449B2
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Description

本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。 This disclosure relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.

従来、基板をエッチング処理する基板処理装置が知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1の基板処理装置は、エッチングチャンバと、エッチングチャンバ内に設けられ、基板が載置されるステージと、エッチングチャンバ外のステージ上方に設けられ、基板温度を非接触で測定する温度センサとを備える。 Substrate processing apparatuses that etch substrates are known (see, for example, Patent Document 1). The substrate processing apparatus in Patent Document 1 includes an etching chamber, a stage located within the etching chamber on which the substrate is placed, and a temperature sensor located above the stage outside the etching chamber that measures the substrate temperature in a non-contact manner.

特表2008-527753号公報Special Publication No. 2008-527753

しかしながら、エッチング処理中の基板温度を非接触で測定する場合、測定精度を高くするのは容易でない。この問題は、基板表面に放射率の異なる複数の領域が存在する場合(例えば、基板表面の一部にマスクが形成されている場合など)に顕著となる。このような状況において、本開示は、処理中の基板温度を高精度に測定することを提供することを目的の1つとする。 However, when measuring the substrate temperature during etching processing in a non-contact manner, it is not easy to achieve high measurement accuracy. This problem becomes more pronounced when there are multiple regions with different emissivity on the substrate surface (for example, when a mask is formed on part of the substrate surface). In such situations, one of the objectives of this disclosure is to provide a method for measuring the substrate temperature during processing with high accuracy.

本開示に係る一局面は、基板処理装置に関する。当該基板処理装置は、基板が処理される処理室と、前記処理室内に設けられ、前記基板が載置されるステージと、前記ステージと対向する位置に設けられる測定窓と、前記測定窓の外側に設けられ、前記ステージ上の前記基板から放射されて前記測定窓を透過する赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの測定領域を調整する測定領域調整部と、前記測定領域調整部を制御する制御部と、を備え、前記基板は、赤外線を放射する第1材料が露出した第1領域と、前記第1材料よりも赤外線の放射率が小さい第2材料が露出した第2領域と、を含み、前記制御部は、前記測定領域に含まれる前記第1領域の割合が基準範囲内になるように、前記測定領域調整部に前記測定領域を調整させる。 One aspect of the present disclosure relates to a substrate processing apparatus. The substrate processing apparatus includes a processing chamber in which a substrate is processed, a stage disposed within the processing chamber on which the substrate is placed, a measurement window disposed opposite the stage, an infrared sensor disposed outside the measurement window and detecting infrared rays emitted from the substrate on the stage and transmitted through the measurement window, a measurement area adjustment unit that adjusts the measurement area of the infrared sensor, and a control unit that controls the measurement area adjustment unit. The substrate includes a first area where a first material that emits infrared rays is exposed, and a second area where a second material that has a lower infrared emissivity than the first material is exposed. The control unit controls the measurement area adjustment unit to adjust the measurement area so that the proportion of the first area included in the measurement area is within a reference range.

本開示に係る別の一局面は、基板処理方法に関する。当該基板処理方法は、基板が処理される処理室と、前記処理室内に設けられ、前記基板が載置されるステージと、前記ステージと対向する位置に設けられる測定窓と、前記測定窓の外側に設けられ、前記ステージ上の前記基板から放射されて前記測定窓を透過する赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの測定領域を調整する測定領域調整部と、を備える、基板処理装置において前記基板を処理する基板処理方法であって、赤外線を放射する第1材料が露出した第1領域と、前記第1材料よりも赤外線の放射率が小さい第2材料が露出した第2領域と、を含み、前記ステージに載置される基板を準備する第1工程と、前記測定領域に含まれる前記第1領域の割合が基準範囲内になるように、前記測定領域調整部により前記測定領域を調整する第2工程と、前記赤外線センサにより処理中の前記基板の温度をモニタリングする第3工程と、を備える。 Another aspect of the present disclosure relates to a substrate processing method. The substrate processing method processes a substrate in a substrate processing apparatus including: a processing chamber in which a substrate is processed; a stage provided within the processing chamber and on which the substrate is placed; a measurement window provided opposite the stage; an infrared sensor provided outside the measurement window and detecting infrared rays emitted from the substrate on the stage and transmitted through the measurement window; and a measurement area adjustment unit that adjusts the measurement area of the infrared sensor. The substrate includes a first area in which a first material that emits infrared rays is exposed, and a second area in which a second material having an infrared emissivity lower than that of the first material is exposed, and the method includes the following steps: a first step of preparing a substrate to be placed on the stage; a second step of adjusting the measurement area by the measurement area adjustment unit so that the proportion of the first area included in the measurement area is within a reference range; and a third step of monitoring the temperature of the substrate during processing by the infrared sensor.

本開示によれば、処理中の基板温度を高精度に測定することができる。 This disclosure makes it possible to measure substrate temperatures during processing with high accuracy.

本開示に係る基板処理装置の一例を模式的に示す全体図である。1 is an overall view schematically illustrating an example of a substrate processing apparatus according to the present disclosure. 基板処理装置の要部を模式的に示す光路図である。FIG. 2 is a light path diagram schematically illustrating a main part of the substrate processing apparatus. 処理対象の基板を示す図であって、(a)は基板の平面図であり、(b)はB-B線に沿った断面図である。1A and 1B are diagrams showing a substrate to be processed, in which FIG. 1A is a plan view of the substrate, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line BB.

本開示に係る基板処理装置および基板処理方法の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。 Embodiments of a substrate processing apparatus and a substrate processing method according to the present disclosure are described below using examples. However, the present disclosure is not limited to the examples described below. While the following description may use specific numerical values and materials, other numerical values and materials may also be applied as long as the effects of the present disclosure are achieved.

(基板処理装置)
本開示に係る基板処理装置は、処理室内で基板を処理するための装置である。基板処理装置は、処理室と、ステージと、測定窓と、赤外線センサと、測定領域調整部と、制御部とを備える。
(Substrate processing apparatus)
A substrate processing apparatus according to the present disclosure is an apparatus for processing a substrate in a processing chamber, and includes a processing chamber, a stage, a measurement window, an infrared sensor, a measurement area adjustment unit, and a control unit.

処理室は、その中で基板が処理される。基板の処理は、例えば、プラズマを用いたエッチング処理またはクリーニング処理であってもよい。基板のエッチング処理は、基板の個片化であってもよい。処理室には、プラズマを発生させるための原料ガスなどを導入するための導入口が設けられてもよい。処理室には、処理に用いられた後の原料ガスなどを排出するための排出口が設けられてもよい。 The processing chamber is where the substrate is processed. The substrate processing may be, for example, an etching process or a cleaning process using plasma. The substrate etching process may be singulating the substrate. The processing chamber may be provided with an inlet for introducing raw material gases for generating plasma. The processing chamber may be provided with an outlet for discharging raw material gases after they have been used in the processing.

基板は、第1領域および第2領域を含む。第1領域では、赤外線を放射する第1材料(例えば、樹脂)が露出する。第2領域では、第1材料よりも赤外線の放射率が小さい第2材料(例えば、シリコン(Si)を含む半導体)が露出する。第1領域は、例えば、基板の素子領域であってもよい。第2領域は、例えば、素子領域を画定する基板の分割領域であってもよい。分割領域は、ストリートとも称される。なお、放射率とは、物体からの熱放射のしやすさを0以上、1以下の値(無次元量)で表したものである。 The substrate includes a first region and a second region. In the first region, a first material (e.g., resin) that emits infrared rays is exposed. In the second region, a second material (e.g., a semiconductor containing silicon (Si)) that has a lower infrared emissivity than the first material is exposed. The first region may be, for example, an element region of the substrate. The second region may be, for example, a divided region of the substrate that defines the element region. The divided region is also called a street. Note that emissivity is a dimensionless quantity that represents the ease of heat radiation from an object, with a value greater than or equal to 0 and less than or equal to 1.

ステージは、処理室内に設けられる。ステージには、基板が載置される。ステージは、処理室内の下部に設けられてもよい。ステージには、基板を固定するための固定装置(例えば、静電吸着機構)が設けられてもよい。ステージには、基板温度を調節するための冷媒が流れる冷媒流路が形成されてもよい。 The stage is provided within the processing chamber. A substrate is placed on the stage. The stage may be provided at the bottom of the processing chamber. A fixing device (e.g., an electrostatic adsorption mechanism) for fixing the substrate may be provided on the stage. A coolant flow path may be formed in the stage, through which a coolant flows to adjust the substrate temperature.

測定窓は、ステージと対向する位置に設けられる。測定窓は、ステージの上方、特にステージのうち基板が載置される領域の上方に設けられてもよい。測定窓は、赤外線を透過させる材料(例えば、フッ化カルシウム)で構成されてもよい。 The measurement window is provided at a position facing the stage. The measurement window may be provided above the stage, particularly above the area of the stage where the substrate is placed. The measurement window may be made of a material that transmits infrared rays (e.g., calcium fluoride).

赤外線センサは、測定窓の外側(例えば、測定窓の上方)に設けられる。赤外線センサは、ステージ上の基板から放射されて測定窓を透過する赤外線を検出する。赤外線センサは、赤外線を検出するセンサ素子と、入射する赤外線をセンサ素子に対して集光させるレンズとを有してもよい。赤外線センサは、波長が約3~8μmの中赤外線に対して感度の高い赤外線センサであってもよい。赤外線センサは、基板の材質などに応じて設定される放射率に基づき、赤外線の検出値から基板温度を算出し、基板温度を出力してもよい。赤外線センサの検出値は、制御部に入力されてもよい。制御部は、入力された検出値を、基板の材質などに応じて設定される放射率に基づき、基板温度の情報に変換してもよい。 The infrared sensor is provided outside the measurement window (e.g., above the measurement window). The infrared sensor detects infrared radiation emitted from the substrate on the stage and passing through the measurement window. The infrared sensor may have a sensor element that detects infrared radiation and a lens that focuses the incident infrared radiation onto the sensor element. The infrared sensor may be an infrared sensor that is highly sensitive to mid-infrared radiation with a wavelength of approximately 3 to 8 μm. The infrared sensor may calculate the substrate temperature from the detected infrared radiation based on the emissivity set according to the substrate material, etc., and output the substrate temperature. The detected value of the infrared sensor may be input to a control unit. The control unit may convert the input detected value into substrate temperature information based on the emissivity set according to the substrate material, etc.

測定領域調整部は、赤外線センサの測定領域を調整する。測定領域とは、測定対象である基板のうち、赤外線センサによって光学的に観測される領域のことをいう。その意味で、赤外線センサの測定領域は、赤外線センサの視野と言い換えることもできる。同様に、測定領域調整部は、赤外線センサの視野を調整する視野調整部と言い換えることもできる。測定領域の形状は、例えば、円形であってもよい。測定領域の調整とは、測定領域のサイズの調整と、測定領域の位置の調整との少なくとも一方のことをいう。 The measurement area adjustment unit adjusts the measurement area of the infrared sensor. The measurement area refers to the area of the substrate to be measured that is optically observed by the infrared sensor. In that sense, the measurement area of the infrared sensor can also be referred to as the field of view of the infrared sensor. Similarly, the measurement area adjustment unit can also be referred to as a field of view adjustment unit that adjusts the field of view of the infrared sensor. The shape of the measurement area may be, for example, circular. Adjusting the measurement area refers to at least one of adjusting the size of the measurement area and adjusting the position of the measurement area.

制御部は、測定領域調整部を制御する。制御部は、基板処理装置のその他の構成要素をも制御してもよい。制御部は、演算装置と、演算装置によって実行可能なプログラムが格納された記憶装置とを有してもよい。 The control unit controls the measurement area adjustment unit. The control unit may also control other components of the substrate processing apparatus. The control unit may have a computing device and a storage device that stores a program executable by the computing device.

具体的な制御内容として、制御部は、赤外線センサの測定領域に含まれる基板の第1領域の割合が基準範囲内になるように、測定領域調整部に当該測定領域を調整させる。測定領域に含まれる第1領域の割合は、例えば、測定領域の面積を100としかつ当該測定領域に含まれる第1領域の面積をA(≦100)としたときに、Aで与えられる値(単位:%)のことをいう。基準範囲とは、測定領域に含まれる第1領域の割合の、基板温度の測定に関して好ましい範囲のことである。基準範囲は、例えば、60%以上、100%以下であってもよいし、70%以上、100%以下であってもよい。 Specifically, the control unit controls the measurement area adjustment unit to adjust the measurement area of the infrared sensor so that the proportion of the first area of the substrate included in the measurement area falls within a reference range. The proportion of the first area included in the measurement area is, for example, the value given by A (unit: %) when the area of the measurement area is 100 and the area of the first area included in the measurement area is A (≦100). The reference range is the preferred range of the proportion of the first area included in the measurement area for measuring the substrate temperature. The reference range may be, for example, 60% or more and 100% or less, or 70% or more and 100% or less.

測定領域に含まれる第1領域の割合を上述の基準範囲内にすることの意義について説明する。すなわち、基板の第1領域では、基板の第2領域よりも、単位面積あたり多くの赤外線が放射される。基板から放射される赤外線は、赤外線センサにおける信号(Signal)の源となる。一方、赤外線センサにおける雑音(Noise)の主な源は、基板処理装置内で基板以外から生じる赤外線(熱雑音)である。測定領域に含まれる第1領域の割合が高いほど、赤外線センサの検出信号に含まれる基板からの赤外線に由来する信号の割合が高くなる(S/N比が高くなる)。したがって、より高精度に処理中の基板温度を測定することが可能となる。そして、品種の異なる基板を処理する場合や、連続処理において基板間に位置ずれが生じる場合にも適切に対処することができる。 The significance of keeping the proportion of the first region included in the measurement area within the above-mentioned standard range will be explained. Specifically, the first region of the substrate emits more infrared light per unit area than the second region of the substrate. The infrared light emitted from the substrate is the source of the signal in the infrared sensor. Meanwhile, the main source of noise in the infrared sensor is infrared light (thermal noise) generated from sources other than the substrate within the substrate processing apparatus. The higher the proportion of the first region included in the measurement area, the higher the proportion of signals derived from infrared light from the substrate included in the infrared sensor's detection signal (the higher the S/N ratio). This makes it possible to measure the substrate temperature during processing with greater accuracy. This also makes it possible to appropriately handle cases where different types of substrates are processed or where misalignment occurs between substrates during continuous processing.

測定領域調整部は、測定窓と赤外線センサとの間に設けられる視野調整レンズまたは視野調整アパーチャを有してもよい。視野調整レンズは、例えば、凸レンズであってもよいし、凹レンズであってもよい。 The measurement area adjustment unit may have a field-of-view adjustment lens or field-of-view adjustment aperture located between the measurement window and the infrared sensor. The field-of-view adjustment lens may be, for example, a convex lens or a concave lens.

視野調整レンズまたは視野調整アパーチャは、測定窓と赤外線センサとの間を移動可能であってもよい。例えば、これらを赤外線センサから遠ざけることで、赤外線センサの測定領域を小さくできる一方、これらを赤外線センサに近づけることで、赤外線センサの測定領域を大きくできる。 The field-of-view adjusting lens or field-of-view adjusting aperture may be movable between the measurement window and the infrared sensor. For example, by moving them away from the infrared sensor, the measurement area of the infrared sensor can be made smaller, or by moving them closer to the infrared sensor, the measurement area of the infrared sensor can be made larger.

測定領域調整部は、それぞれ単独で使用され、切り替え可能である複数種類の視野調整レンズを有してもよい。そのような視野調整レンズは2種類以上あればよく、レンズの類型は問わない。複数種類の視野調整レンズは、例えば、凸レンズおよび凹レンズであってもよい。この場合、視野調整レンズを凸レンズから凹レンズに切り替えることで、赤外線センサの測定領域を大きくできる一方、その逆の切替えにより、赤外線センサの測定領域を小さくできる。ただし、測定領域調整部は、一種類のみの視野調整レンズを有してもよい。 The measurement area adjustment unit may have multiple types of field adjustment lenses, each of which can be used independently and switched. There must be two or more types of such field adjustment lenses, and the type of lens does not matter. The multiple types of field adjustment lenses may be, for example, convex lenses and concave lenses. In this case, by switching the field adjustment lens from a convex lens to a concave lens, the measurement area of the infrared sensor can be enlarged, while by switching it the other way around, the measurement area of the infrared sensor can be reduced. However, the measurement area adjustment unit may have only one type of field adjustment lens.

測定領域調整部は、ステージ上の基板と赤外線センサとの間の相対位置を、基板の面内方向に沿って変更する位置変更機構を有してもよい。そのような相対位置の変更により、赤外線センサの測定領域を基板に対して相対的に移動させることができる。その利点として、例えば、基板の中でも第1領域(赤外線の放射率が相対的に高い領域)が少なく分布している領域から第1領域が多く分布している領域へ測定領域を移動させることが可能となる。位置変更機構は、ステージの位置を変更してもよいし、赤外線センサの位置を変更してもよいし、あるいはその両方を行ってもよい。 The measurement area adjustment unit may have a position change mechanism that changes the relative position between the substrate on the stage and the infrared sensor along the in-plane direction of the substrate. By changing the relative position in this way, the measurement area of the infrared sensor can be moved relative to the substrate. One advantage of this is that, for example, it becomes possible to move the measurement area from an area on the substrate where first areas (areas with relatively high infrared emissivity) are distributed in small numbers to an area where first areas are distributed in large numbers. The position change mechanism may change the position of the stage, or the position of the infrared sensor, or it may do both.

測定窓は、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、またはサファイアを含んでもよい。これらの材料は、屈折率が大気のそれと近いため、赤外線が透過する際に生じるフレネル反射が少ない。したがって、基板から放射された赤外線をより多く赤外線センサに入射させることが可能となり、基板温度の測定精度を高めることができる。測定窓は、例えば、これらの材料のいずれかで構成される単板であってもよいし、これらの材料を含む複合板であってもよい。 The measurement window may contain calcium fluoride, barium fluoride, magnesium fluoride, strontium fluoride, or sapphire. These materials have refractive indices close to that of the atmosphere, so there is little Fresnel reflection when infrared light passes through them. This allows more infrared light emitted from the substrate to be incident on the infrared sensor, improving the accuracy of measuring the substrate temperature. The measurement window may be, for example, a single plate made of one of these materials, or a composite plate containing these materials.

測定窓の温度を調整すると共に制御部により制御される温度調整部をさらに備えてもよい。温度調整部は、例えば、測定窓を加熱するヒータであってもよい。測定窓を加熱することにより、測定窓の屈折率が大気のそれに近づくため、測定窓を赤外線が通過する際のフレネル反射を抑制することができる。 The device may further include a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the measurement window and is controlled by the control unit. The temperature adjustment unit may be, for example, a heater that heats the measurement window. By heating the measurement window, the refractive index of the measurement window approaches that of the atmosphere, thereby suppressing Fresnel reflection when infrared light passes through the measurement window.

制御部は、測定窓の温度が目標範囲内になるように、温度調整部に測定窓の温度を調整させてもよい。ここで、基板の処理中には、何らの対策もしない場合、測定窓の温度が変動してその屈折率も変動する。測定窓の屈折率が変動すると、フレネル反射の程度が変動し、測定窓を通過して赤外線センサに入射する赤外線の量が変動する。つまり、測定窓の温度が変動すると、赤外線センサによって検出される基板温度の測定値が変動してしまう。一方、測定窓の温度を目標範囲内に制御すれば、そのような測定値の変動を抑制することができる。目標範囲は、例えば、40℃以上、70℃以下であってもよく、40℃以上、60℃以下であってもよい。 The control unit may cause the temperature adjustment unit to adjust the temperature of the measurement window so that it falls within a target range. If no countermeasures are taken during substrate processing, the temperature of the measurement window will fluctuate, and its refractive index will also fluctuate. Fluctuations in the refractive index of the measurement window cause fluctuations in the degree of Fresnel reflection, which in turn fluctuates the amount of infrared light that passes through the measurement window and enters the infrared sensor. In other words, fluctuations in the temperature of the measurement window will cause fluctuations in the measured substrate temperature detected by the infrared sensor. On the other hand, by controlling the temperature of the measurement window within a target range, such fluctuations in the measured value can be suppressed. The target range may be, for example, 40°C or higher and 70°C or lower, or 40°C or higher and 60°C or lower.

基板処理装置は、プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であってもよい。プラズマ処理装置は、例えば、プラズマエッチング装置、プラズマダイサー、プラズマアッシング装置、またはプラズマCVD装置であってもよい。この場合、プラズマ処理中の基板は、例えば150℃以下の比較的低い温度に制御されるが、このような比較的低い温度でプラズマを用いた処理を行っている最中に基板温度を非接触かつ高精度で測定することは困難である。これに対し、本開示の技術によれば、低温プラズマを用いた処理中に基板温度を非接触で高精度に測定することが可能となる。 The substrate processing apparatus may be a plasma processing apparatus that processes substrates using plasma. The plasma processing apparatus may be, for example, a plasma etching apparatus, a plasma dicer, a plasma ashing apparatus, or a plasma CVD apparatus. In this case, the substrate during plasma processing is controlled to a relatively low temperature, for example, below 150°C. However, it is difficult to measure the substrate temperature non-contact and with high accuracy while processing using plasma at such a relatively low temperature. In contrast, the technology disclosed herein makes it possible to measure the substrate temperature non-contact and with high accuracy during processing using low-temperature plasma.

第1材料は、樹脂であってもよい。第2材料は、Si、GaAs、GaN、またはSiCを含む半導体であってもよい。樹脂は、例えば、基板の素子領域を覆うレジストマスクであってもよい。樹脂は、Si、GaAs、GaN、またはSiCを含む半導体よりも赤外線の放射率が高い材料である。このため、測定領域に含まれる、樹脂が露出した第1領域の割合を高くすることで、処理中の基板温度の測定精度を高めることができる。 The first material may be a resin. The second material may be a semiconductor containing Si, GaAs, GaN, or SiC. The resin may be, for example, a resist mask that covers the device region of the substrate. Resin is a material with a higher infrared emissivity than semiconductors containing Si, GaAs, GaN, or SiC. Therefore, by increasing the proportion of the first region where the resin is exposed in the measurement region, the accuracy of measuring the substrate temperature during processing can be improved.

(基板処理方法)
本開示に係る基板処理方法は、上述の基板処理装置において基板を処理する方法である。基板処理方法は、第1工程と、第2工程と、第3工程とを備える。
(Substrate Processing Method)
A substrate processing method according to the present disclosure is a method for processing a substrate in the substrate processing apparatus described above. The substrate processing method includes a first step, a second step, and a third step.

第1工程では、第1領域および第2領域を含むと共にステージに載置される基板を準備する。第1領域では、赤外線を放射する第1材料(例えば、樹脂)が露出する。第2領域では、第1材料よりも赤外線の放射率が小さい第2材料(例えば、シリコン(Si)を含む半導体)が露出する。第1領域は、例えば、基板の素子領域であってもよい。第2領域は、例えば、素子領域を画定する基板の分割領域であってもよい。 In the first step, a substrate is prepared that includes a first region and a second region and is placed on a stage. A first material (e.g., a resin) that emits infrared rays is exposed in the first region. A second material (e.g., a semiconductor containing silicon (Si)) that has a lower infrared emissivity than the first material is exposed in the second region. The first region may be, for example, an element region of the substrate. The second region may be, for example, a divided region of the substrate that defines the element region.

第2工程では、赤外線センサの測定領域に含まれる第1領域の割合が基準範囲内になるように、測定領域調整部により当該測定領域を調整する。基準範囲は、例えば、60%以上、100%以下であってもよいし、70%以上、100%以下であってもよい。 In the second step, the measurement area adjustment unit adjusts the measurement area of the infrared sensor so that the proportion of the first area included in the measurement area falls within a reference range. The reference range may be, for example, 60% or more and 100% or less, or 70% or more and 100% or less.

第3工程では、赤外線センサにより処理中の基板の温度をモニタリングする。なお、温度のモニタリングを行うにあたり、予め、測定領域における第1領域の割合が基準範囲内であると共に実温度が分かっている較正用基板を対象として、赤外線センサによる赤外線の検出を行い、その検出値から算出される温度が実温度と一致するように放射率を設定することが望ましい。第2工程において、測定領域に含まれる第1領域の割合を基準範囲内にしているので、赤外線センサのS/N比が高くなり、処理中の基板温度を高精度にモニタリングすることができる。そのような基板温度をフィードバックすることにより、処理中の基板温度を高精度に制御することができる。 In the third step, the temperature of the substrate being processed is monitored using an infrared sensor. When monitoring the temperature, it is desirable to use an infrared sensor to detect infrared rays on a calibration substrate, the proportion of the first region in the measurement region of which is within a reference range and the actual temperature of which is known, and to set the emissivity so that the temperature calculated from the detected value matches the actual temperature. In the second step, the proportion of the first region included in the measurement region is within the reference range, which increases the S/N ratio of the infrared sensor and enables highly accurate monitoring of the substrate temperature during processing. By feeding back this substrate temperature, the substrate temperature during processing can be controlled with high precision.

基板処理装置は、プラズマ処理装置であってもよい。第3工程において、処理室内で発生させたプラズマにより基板を処理してもよい。この処理は、例えば、プラズマエッチング処理であってもよい。 The substrate processing apparatus may be a plasma processing apparatus. In the third step, the substrate may be processed using plasma generated in the processing chamber. This processing may be, for example, a plasma etching process.

第3工程において、基板の温度を150℃以下に制御してもよい。このような制御は、例えば、低温プラズマを用いた基板処理によって実現されてもよい。 In the third step, the substrate temperature may be controlled to 150°C or less. Such control may be achieved, for example, by treating the substrate using low-temperature plasma.

第1材料は、樹脂であってもよい。第2材料は、Si、GaAs、GaN、またはSiCを含む半導体であってもよい。樹脂は、例えば、基板の素子領域を覆うレジストマスクであってもよい。樹脂は、Si、GaAs、GaN、またはSiCを含む半導体よりも赤外線の放射率が高い材料である。このため、測定領域に含まれる、樹脂が露出した第1領域の割合を高くすることで、処理中の基板温度のモニタリング精度を高めることができる。 The first material may be a resin. The second material may be a semiconductor containing Si, GaAs, GaN, or SiC. The resin may be, for example, a resist mask that covers the device region of the substrate. Resin is a material with a higher infrared emissivity than semiconductors containing Si, GaAs, GaN, or SiC. Therefore, by increasing the proportion of the first region where the resin is exposed in the measurement region, the accuracy of monitoring the substrate temperature during processing can be improved.

以上のように、本開示によれば、赤外線センサのS/N比を高めることで、処理中の基板温度を高精度に測定することができる。さらに、本開示によれば、低温プラズマを用いた処理中に基板温度を非接触で高精度に測定することができる。 As described above, according to the present disclosure, by increasing the S/N ratio of the infrared sensor, it is possible to measure the substrate temperature during processing with high accuracy. Furthermore, according to the present disclosure, it is possible to measure the substrate temperature with high accuracy without contact during processing using low-temperature plasma.

以下では、本開示に係る基板処理装置および基板処理方法の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例の基板処理装置および基板処理方法の構成要素および工程には、上述した構成要素および工程を適用できる。以下で説明する一例の基板処理装置および基板処理方法の構成要素および工程は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例の基板処理装置および基板処理方法の構成要素および工程のうち、本開示に係る基板処理装置および基板処理方法に必須ではない構成要素および工程は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。 Below, an example of a substrate processing apparatus and substrate processing method according to the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The components and steps described above can be applied to the components and steps of the example substrate processing apparatus and substrate processing method described below. The components and steps of the example substrate processing apparatus and substrate processing method described below can be modified based on the above description. Furthermore, the matters described below may be applied to the above embodiment. Of the components and steps of the example substrate processing apparatus and substrate processing method described below, components and steps that are not essential to the substrate processing apparatus and substrate processing method according to the present disclosure may be omitted. Note that the diagrams shown below are schematic and do not accurately reflect the shapes and number of actual components.

(基板処理装置)
図1に示すように、基板処理装置10は、処理室11内で基板20をプラズマ処理するためのプラズマ処理装置である。この例の基板処理装置10は、基板20を150℃以下(例えば、50℃以上、80℃以下)でプラズマ処理するプラズマ処理装置である。基板処理装置10は、処理室11と、ステージ12と、測定窓13と、赤外線センサ14と、測定領域調整部15と、制御部16と、温度調整部17とを備える。
(Substrate processing apparatus)
1, the substrate processing apparatus 10 is a plasma processing apparatus for plasma processing a substrate 20 in a processing chamber 11. The substrate processing apparatus 10 in this example is a plasma processing apparatus that plasma processes the substrate 20 at 150° C. or less (e.g., 50° C. or more and 80° C. or less). The substrate processing apparatus 10 includes the processing chamber 11, a stage 12, a measurement window 13, an infrared sensor 14, a measurement area adjustment unit 15, a control unit 16, and a temperature adjustment unit 17.

処理室11は、その中で基板20がプラズマ処理される。処理室11の側壁は、導電性部材(例えば、アルミニウムなどの金属)で構成され、アース電位に接地されている。処理室11は、その上面から上方に突出するガイドパイプ11aを有する。ガイドパイプ11aは、基板20から放射された赤外線を測定窓13へ案内する。処理室11の上部は、誘電体部材で構成された蓋により閉塞されている。当該蓋の近傍には、蓋を加熱により温度制御するためのヒータ(図示せず)が設けられる。 The processing chamber 11 is where the substrate 20 is plasma processed. The sidewalls of the processing chamber 11 are made of a conductive material (e.g., a metal such as aluminum) and are grounded to earth potential. The processing chamber 11 has a guide pipe 11a that protrudes upward from its top surface. The guide pipe 11a guides infrared rays emitted from the substrate 20 to the measurement window 13. The top of the processing chamber 11 is closed by a lid made of a dielectric material. A heater (not shown) is provided near the lid to heat the lid and control its temperature.

プラズマ処理を行う際には、処理室11の内部へ導入口(図示せず)から原料ガスが供給されると共に、ガイドパイプ11aの近傍に設けられた誘導コイル(図示せず)に高周波電力が印加される。原料ガスを供給する原料ガス源(図示せず)および誘導コイルは、処理室11内にプラズマを発生させるプラズマ発生部を構成する。プラズマ処理中には、処理室11の内部は、排気口に接続された排気装置(共に図示せず)により減圧雰囲気(例えば、0.5Pa以上、30Pa以下)に維持される。 When performing plasma processing, raw material gas is supplied into the processing chamber 11 from an inlet (not shown), and high-frequency power is applied to an induction coil (not shown) installed near the guide pipe 11a. The raw material gas source (not shown) that supplies the raw material gas and the induction coil constitute a plasma generation unit that generates plasma within the processing chamber 11. During plasma processing, the interior of the processing chamber 11 is maintained at a reduced pressure (e.g., 0.5 Pa or more and 30 Pa or less) by an exhaust device (neither shown) connected to the exhaust port.

ステージ12は、処理室11内の下部に設けられる。ステージ12には、処理対象である基板20が載置される。ステージ12には、基板20を吸着固定するための静電吸着機構(図示せず)が設けられる。なお、基板20の固定は、クランプなどの機械的手段によりなされてもよい。ステージ12には、基板20を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路(図示せず)が形成されている。この例のステージ12は、水平面内で移動可能であるが、これに限られるものではない。例えば、ステージ12は、固定式ステージであってもよい。 The stage 12 is located at the bottom of the processing chamber 11. The substrate 20 to be processed is placed on the stage 12. The stage 12 is equipped with an electrostatic adsorption mechanism (not shown) for adsorbing and fixing the substrate 20. The substrate 20 may also be fixed by mechanical means such as a clamp. The stage 12 is formed with a coolant flow path (not shown) through which a coolant flows to cool the substrate 20. In this example, the stage 12 is movable within a horizontal plane, but this is not limited to this. For example, the stage 12 may be a fixed stage.

測定窓13は、ステージ12と対向する位置に、この例ではステージ12の上方に設けられる。測定窓13は、ガイドパイプ11aの上端部に設けられる。測定窓13は、フッ化カルシウムの単板で構成されているが、これに限られるものではない。例えば、測定窓13は、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、またはサファイアの単板で構成されてもよいし、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、およびサファイアのうち少なくとも1つを含む複合板で構成されてもよい。 The measurement window 13 is provided at a position facing the stage 12, above the stage 12 in this example. The measurement window 13 is provided at the upper end of the guide pipe 11a. The measurement window 13 is made of a single plate of calcium fluoride, but is not limited to this. For example, the measurement window 13 may be made of a single plate of barium fluoride, magnesium fluoride, strontium fluoride, or sapphire, or may be made of a composite plate containing at least one of calcium fluoride, barium fluoride, magnesium fluoride, strontium fluoride, and sapphire.

赤外線センサ14は、測定窓13の外側に、この例では測定窓13の上方に設けられる。赤外線センサ14は、ステージ12上の基板20から放射されて測定窓13を透過する赤外線を検出する。赤外線センサ14は、赤外線を検出するセンサ素子と、入射する赤外線をセンサ素子に対して集光させるレンズとを有する(共に図示せず)。赤外線センサは、中赤外線センサであるが、これに限られるものではない。赤外線センサ14の検出値(検出信号)は、制御部16に入力される。制御部16は、入力された検出値を基板温度の情報に変換する。 The infrared sensor 14 is provided outside the measurement window 13, above the measurement window 13 in this example. The infrared sensor 14 detects infrared rays emitted from the substrate 20 on the stage 12 and passing through the measurement window 13. The infrared sensor 14 has a sensor element that detects infrared rays and a lens that focuses the incident infrared rays onto the sensor element (both not shown). The infrared sensor is a mid-infrared sensor, but is not limited to this. The detection value (detection signal) of the infrared sensor 14 is input to the control unit 16. The control unit 16 converts the input detection value into information about the substrate temperature.

測定領域調整部15は、赤外線センサ14の測定領域MRを調整する。測定領域調整部15は、測定窓13と赤外線センサ14との間に設けられる二種類の視野調整レンズ15a,15bを有する。一方の視野調整レンズ15a(第1視野調整レンズ15a)は、凸レンズで構成される。他方の視野調整レンズ15b(第2視野調整レンズ15b)は、凹レンズで構成される。第1視野調整レンズ15aと第2視野調整レンズ15bとは、互いに切り替えて単独で使用される。第1視野調整レンズ15aおよび第2視野調整レンズ15bは、それぞれ測定窓13と赤外線センサ14との間を上下に移動可能である。測定領域調整部15は、制御部16によって制御され、第1視野調整レンズ15aおよび第2視野調整レンズ15bを上下に移動させることで、赤外線センサ14の測定領域MRのサイズを変更する。 The measurement area adjustment unit 15 adjusts the measurement area MR of the infrared sensor 14. The measurement area adjustment unit 15 has two types of field adjustment lenses 15a, 15b arranged between the measurement window 13 and the infrared sensor 14. One of the field adjustment lenses 15a (first field adjustment lens 15a) is composed of a convex lens. The other field adjustment lens 15b (second field adjustment lens 15b) is composed of a concave lens. The first field adjustment lens 15a and the second field adjustment lens 15b are switched between and used independently. The first field adjustment lens 15a and the second field adjustment lens 15b can each move up and down between the measurement window 13 and the infrared sensor 14. The measurement area adjustment unit 15 is controlled by the control unit 16, and changes the size of the measurement area MR of the infrared sensor 14 by moving the first field adjustment lens 15a and the second field adjustment lens 15b up and down.

ここで、第1視野調整レンズ15aを用いる効果について、図2を参照して説明する。図2では、第1視野調整レンズ15aを用いない場合の光路の縁を破線で示し、第1視野調整レンズ15aを用いる場合の光路の縁を実線で示してある。なお、両者が重複する範囲では、光路の縁を実線で示してある。図2に示すように、第1視野調整レンズ15aを用いる場合、これを用いない場合に比べて、赤外線センサ14の測定領域MRが小さくなることがわかる。第1視野調整レンズ15aを上下方向(光軸方向)に移動させることで当該測定領域MRのサイズを調整することができる。一方、図示を省略するが、第2視野調整レンズ15bを用いる場合、これを用いない場合に比べて、赤外線センサ14の測定領域MRが大きくなる。 The effect of using the first field-of-view adjustment lens 15a will now be explained with reference to Figure 2. In Figure 2, the edges of the optical path when the first field-of-view adjustment lens 15a is not used are shown by dashed lines, and the edges of the optical path when the first field-of-view adjustment lens 15a is used are shown by solid lines. Note that the edges of the optical path are also shown by solid lines in the area where the two overlap. As shown in Figure 2, when the first field-of-view adjustment lens 15a is used, the measurement region MR of the infrared sensor 14 is smaller than when it is not used. The size of the measurement region MR can be adjusted by moving the first field-of-view adjustment lens 15a up and down (in the optical axis direction). On the other hand, although not shown, when the second field-of-view adjustment lens 15b is used, the measurement region MR of the infrared sensor 14 is larger than when it is not used.

測定領域調整部15は、ステージ12上の基板20と赤外線センサ14との間の相対位置を、基板20の面内方向(図1における左右方向および紙面直交方向)に沿って変更する位置変更機構15cを有する。位置変更機構15cは、ステージ12を当該面内方向に沿って移動させるモータ(図示せず)を含んでもよい。この例の位置変更機構15cは、制御部16によって制御され、ステージ12の位置を水平面内で変更することにより当該相対位置の変更を行う。位置変更機構15cは、そのようなステージ位置の変更を介して、赤外線センサ14の測定領域MRの位置(基板20に対する相対的な位置)を変更する。位置変更機構15cは、例えば、基板20の中でも第1領域R1が少なく分布している領域(例えば、分割領域の交差点近傍の領域)から第1領域R1が多く分布している領域(例えば、素子領域の中心近傍の領域)へ測定領域MRを相対的に移動させてもよい。 The measurement area adjustment unit 15 has a position change mechanism 15c that changes the relative position between the substrate 20 on the stage 12 and the infrared sensor 14 along the in-plane direction of the substrate 20 (the left-right direction in FIG. 1 and the direction perpendicular to the paper surface). The position change mechanism 15c may include a motor (not shown) that moves the stage 12 along the in-plane direction. In this example, the position change mechanism 15c is controlled by the control unit 16 and changes the relative position by changing the position of the stage 12 within the horizontal plane. The position change mechanism 15c changes the position of the measurement area MR of the infrared sensor 14 (its position relative to the substrate 20) through such a change in the stage position. The position change mechanism 15c may, for example, relatively move the measurement area MR from an area of the substrate 20 where the first area R1 is less distributed (e.g., an area near the intersection of the divided areas) to an area where the first area R1 is more distributed (e.g., an area near the center of the element area).

制御部16は、測定領域調整部15を制御する。制御部16は、基板処理装置10のその他の構成要素(例えば、プラズマ発生部や温度調整部17など)をも制御する。制御部16は、演算装置と、演算装置によって実行可能なプログラムが格納された記憶装置とを有する(共に図示せず)。 The control unit 16 controls the measurement area adjustment unit 15. The control unit 16 also controls other components of the substrate processing apparatus 10 (e.g., the plasma generation unit and the temperature adjustment unit 17). The control unit 16 has a calculation unit and a storage device that stores programs that can be executed by the calculation unit (both not shown).

図3に示すように、基板20は、第1領域R1(この例では、素子領域)と、第2領域R2(この例では、分割領域)とを含む。第1領域R1では、赤外線を放射する第1材料(この例では、プラズマ耐性のある樹脂)が露出する。第2領域R2では、第1材料よりも赤外線の放射率が小さい第2材料(この例では、シリコン)が露出する。このような基板20は、例えば、シリコン層21上に回路層22および樹脂層(レジスト層)23が形成された基板を、レーザ加工によりパターニングすることで得られる。なお、図3では、好ましい測定領域MRの一例を破線で示し、あまり好ましくない測定領域の一例(例えば、第1視野調整レンズ15aがない場合の測定領域)を二点鎖線で示してある。 As shown in FIG. 3, the substrate 20 includes a first region R1 (in this example, the element region) and a second region R2 (in this example, the dividing region). In the first region R1, a first material (in this example, a plasma-resistant resin) that emits infrared rays is exposed. In the second region R2, a second material (in this example, silicon) that has a lower infrared emissivity than the first material is exposed. Such a substrate 20 can be obtained, for example, by laser patterning a substrate having a circuit layer 22 and a resin layer (resist layer) 23 formed on a silicon layer 21. Note that in FIG. 3, an example of a preferred measurement region MR is indicated by a dashed line, and an example of a less preferred measurement region (for example, the measurement region without the first field-of-view adjustment lens 15a) is indicated by a two-dot chain line.

制御部16は、赤外線センサ14の測定領域MRに含まれる第1領域R1の割合が基準範囲(この例では、70%以上、100%以下)内になる(以下、条件Aともいう。)ように、測定領域調整部15に当該測定領域MRを調整させる。 The control unit 16 controls the measurement area adjustment unit 15 to adjust the measurement area MR of the infrared sensor 14 so that the proportion of the first area R1 included in the measurement area MR is within a reference range (in this example, 70% or more and 100% or less) (hereinafter also referred to as condition A).

具体的に、制御部16は、第1視野調整レンズ15aまたは第2視野調整レンズ15bの上下位置を調整することにより、条件Aを満たすように、測定領域調整部15に測定領域MRを調整させる。これに代えてまたは加えて、制御部16は、ステージ12の水平方向位置を調整することにより、条件Aを満たすように、測定領域調整部15の位置変更機構15cに測定領域MRを調整させてもよい。これらの調整と組み合わせて、制御部16は、第1視野調整レンズ15aと第2視野調整レンズ15bとの切替えを行ってもよい。 Specifically, the control unit 16 adjusts the vertical position of the first field-of-view adjusting lens 15a or the second field-of-view adjusting lens 15b, thereby causing the measurement area adjusting unit 15 to adjust the measurement area MR so as to satisfy condition A. Alternatively or additionally, the control unit 16 may adjust the horizontal position of the stage 12, thereby causing the position changing mechanism 15c of the measurement area adjusting unit 15 to adjust the measurement area MR so as to satisfy condition A. In combination with these adjustments, the control unit 16 may switch between the first field-of-view adjusting lens 15a and the second field-of-view adjusting lens 15b.

なお、上述の各種調整によっても条件Aを満たすことができない場合、赤外線センサ14の放射率補正を行ってもよい。放射率補正は、例えば、赤外線センサ14の測定領域MRに含まれる第1領域R1の割合の条件Aからのずれ量に応じた放射率の補正であってもよい。この放射率補正は、条件Aが満たされている場合でも、必要に応じて行ってよい。 If condition A cannot be met even after making the various adjustments described above, emissivity correction of the infrared sensor 14 may be performed. The emissivity correction may be, for example, a correction of the emissivity according to the amount of deviation from condition A of the proportion of the first region R1 included in the measurement region MR of the infrared sensor 14. This emissivity correction may be performed as needed even if condition A is met.

温度調整部17は、測定窓13の温度を調整すると共に制御部16により制御される。温度調整部17は、測定窓13の近傍に設けられたヒータ17aを有する。ヒータ17aは、測定窓13の外周を囲うリング状に形成されていてもよい。制御部16は、測定窓13の温度が目標範囲(この例では、40℃以上、60℃以下)内になるように、温度調整部17に測定窓13の温度を調整させる。制御部16は、測定窓13の温度が目標温度(例えば、50℃)に近づくように、あるいは目標温度に維持されるように、温度調整部17に測定窓13の温度を調整させてもよい。 The temperature adjustment unit 17 adjusts the temperature of the measurement window 13 and is controlled by the control unit 16. The temperature adjustment unit 17 has a heater 17a provided near the measurement window 13. The heater 17a may be formed in a ring shape that surrounds the outer periphery of the measurement window 13. The control unit 16 causes the temperature adjustment unit 17 to adjust the temperature of the measurement window 13 so that the temperature of the measurement window 13 is within a target range (in this example, not less than 40°C and not more than 60°C). The control unit 16 may also cause the temperature adjustment unit 17 to adjust the temperature of the measurement window 13 so that the temperature of the measurement window 13 approaches a target temperature (e.g., 50°C) or is maintained at the target temperature.

(基板処理方法)
基板処理方法は、上述の基板処理装置10において基板20を処理する方法であって、第1工程と、第2工程と、第3工程とを備える。
(Substrate Processing Method)
The substrate processing method is a method for processing the substrate 20 in the substrate processing apparatus 10 described above, and includes a first step, a second step, and a third step.

第1工程では、第1領域R1(この例では、素子領域)と、第2領域R2(この例では、分割領域)とを含み、ステージ12に載置される基板20を準備する。第1領域R1では、赤外線を放射する第1材料(この例では、プラズマ耐性のある樹脂)が露出する。第2領域R2では、第1材料よりも赤外線の放射率が小さい第2材料(この例では、シリコン)が露出する。このような基板20は、例えば、シリコン層21上に回路層22および樹脂層(レジスト層)23が形成された基板を、レーザ加工によりパターニングすることで準備してもよい。 In the first step, a substrate 20 is prepared that includes a first region R1 (in this example, the element region) and a second region R2 (in this example, the dividing region) and is placed on the stage 12. A first material that emits infrared rays (in this example, a plasma-resistant resin) is exposed in the first region R1. A second material (in this example, silicon) that has a lower infrared emissivity than the first material is exposed in the second region R2. Such a substrate 20 may be prepared, for example, by patterning a substrate having a circuit layer 22 and a resin layer (resist layer) 23 formed on a silicon layer 21 using laser processing.

第2工程では、赤外線センサ14の測定領域MRに含まれる第1領域R1の割合が基準範囲(この例では、70%以上、100%以下)内になる(条件A)ように、測定領域調整部15により当該測定領域MRを調整する。 In the second step, the measurement area MR of the infrared sensor 14 is adjusted by the measurement area adjustment unit 15 so that the proportion of the first region R1 included in the measurement area MR is within a reference range (in this example, 70% or more and 100% or less) (condition A).

具体的に、第2工程では、第1視野調整レンズ15aまたは第2視野調整レンズ15bの上下位置を調整することで、条件Aを満たすように、測定領域調整部15により測定領域MRを調整する。これに代えてまたは加えて、第2工程では、ステージ12の水平方向位置を調整することで、条件Aを満たすように、測定領域調整部15の位置変更機構15cにより測定領域MRを調整してもよい。これらの調整と組み合わせて、第2工程では、第1視野調整レンズ15aと第2視野調整レンズ15bとの切替えを行ってもよい。 Specifically, in the second step, the measurement area adjustment unit 15 adjusts the measurement area MR by adjusting the vertical position of the first field-of-view adjustment lens 15a or the second field-of-view adjustment lens 15b so as to satisfy condition A. Alternatively or additionally, in the second step, the measurement area MR may be adjusted by the position change mechanism 15c of the measurement area adjustment unit 15 by adjusting the horizontal position of the stage 12 so as to satisfy condition A. In combination with these adjustments, the second step may involve switching between the first field-of-view adjustment lens 15a and the second field-of-view adjustment lens 15b.

なお、第2工程では、上述の各種調整によっても条件Aを満たすことができない場合、赤外線センサ14の放射率補正を行ってもよい。この放射率補正は、条件Aが満たされている場合でも、必要に応じて行ってよい。 In the second step, if condition A cannot be met even after making the various adjustments described above, the emissivity of the infrared sensor 14 may be corrected. This emissivity correction may be performed as necessary even if condition A is met.

第3工程では、赤外線センサ14により処理中の基板20の温度をモニタリングする。この例の第3工程における基板20の処理は、処理室11内で発生させたプラズマによるプラズマエッチング処理である。第3工程では、基板温度を、例えば150℃以下(例えば、50℃以上、80℃以下)に制御しながら、プラズマを用いて基板の第2領域R2をエッチングする。第3工程は、第1領域R1を含む電子部品もしくは素子チップを複数製造する製造方法の一工程であり得る。 In the third step, the temperature of the substrate 20 being processed is monitored by the infrared sensor 14. In this example, the processing of the substrate 20 in the third step is a plasma etching process using plasma generated in the processing chamber 11. In the third step, the second region R2 of the substrate is etched using plasma while the substrate temperature is controlled to, for example, 150°C or less (e.g., 50°C or more and 80°C or less). The third step can be one step in a manufacturing method for producing multiple electronic components or element chips including the first region R1.

本開示は、基板処理装置および基板処理方法に利用できる。 This disclosure can be used in substrate processing apparatuses and substrate processing methods.

10:基板処理装置
11:処理室
11a:ガイドパイプ
12:ステージ
13:測定窓
14:赤外線センサ
15:測定領域調整部
15a:第1視野調整レンズ(視野調整レンズ)
15b:第2視野調整レンズ(視野調整レンズ)
15c:位置変更機構
16:制御部
17:温度調整部
17a:ヒータ
20::基板
21:シリコン層
22:回路層
23:樹脂層
R1:第1領域
R2:第2領域
MR:測定領域
10: Substrate processing apparatus 11: Processing chamber 11a: Guide pipe 12: Stage 13: Measurement window 14: Infrared sensor 15: Measurement area adjustment unit 15a: First field of view adjustment lens (field of view adjustment lens)
15b: Second field of view adjusting lens (field of view adjusting lens)
15c: Position changing mechanism 16: Control unit 17: Temperature adjustment unit 17a: Heater 20: Substrate 21: Silicon layer 22: Circuit layer 23: Resin layer R1: First region R2: Second region MR: Measurement region

Claims (14)

基板が処理される処理室と、
前記処理室内に設けられ、前記基板が載置されるステージと、
前記ステージと対向する位置に設けられる測定窓と、
前記測定窓の外側に設けられ、前記ステージ上の前記基板から放射されて前記測定窓を透過する赤外線を検出する赤外線センサと、
前記赤外線センサの測定領域を調整する測定領域調整部と、
前記測定領域調整部を制御する制御部と、
を備え、
前記基板は、赤外線を放射する第1材料が露出した第1領域と、前記第1材料よりも赤外線の放射率が小さい第2材料が露出した第2領域と、を含み、
前記制御部は、前記測定領域に含まれる前記第1領域の割合が基準範囲内になるように、前記測定領域調整部に前記測定領域を調整させる、基板処理装置。
a processing chamber in which the substrate is processed;
a stage provided in the processing chamber and on which the substrate is placed;
a measurement window provided at a position facing the stage;
an infrared sensor provided outside the measurement window, for detecting infrared rays emitted from the substrate on the stage and transmitted through the measurement window;
a measurement area adjustment unit that adjusts the measurement area of the infrared sensor;
a control unit that controls the measurement area adjustment unit;
Equipped with
the substrate includes a first region in which a first material that emits infrared rays is exposed, and a second region in which a second material that has a lower infrared emissivity than the first material is exposed;
The control unit controls the measurement area adjustment unit to adjust the measurement area so that the proportion of the first area included in the measurement area falls within a reference range.
前記測定領域調整部は、前記測定窓と前記赤外線センサとの間に設けられる視野調整レンズまたは視野調整アパーチャを有する、請求項1に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus of claim 1, wherein the measurement area adjustment unit has a field-of-view adjustment lens or field-of-view adjustment aperture provided between the measurement window and the infrared sensor. 前記視野調整レンズまたは前記視野調整アパーチャは、前記測定窓と前記赤外線センサとの間を移動可能である、請求項2に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus of claim 2, wherein the field-of-view adjusting lens or the field-of-view adjusting aperture is movable between the measurement window and the infrared sensor. 前記測定領域調整部は、それぞれ単独で使用され、切り替え可能である複数種類の前記視野調整レンズを有する、請求項2または3に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus of claim 2 or 3, wherein the measurement area adjustment unit has multiple types of field adjustment lenses that are each used independently and switchable. 前記測定領域調整部は、前記ステージ上の前記基板と前記赤外線センサとの間の相対位置を、前記基板の面内方向に沿って変更する位置変更機構を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus of any one of claims 1 to 4, wherein the measurement area adjustment unit has a position change mechanism that changes the relative position between the substrate on the stage and the infrared sensor along the in-plane direction of the substrate. 前記測定窓は、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、またはサファイアを含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus of any one of claims 1 to 5, wherein the measurement window contains calcium fluoride, barium fluoride, magnesium fluoride, strontium fluoride, or sapphire. 前記測定窓の温度を調整すると共に前記制御部により制御される温度調整部をさらに備える、請求項1~6のいずれか1項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus of any one of claims 1 to 6, further comprising a temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the measurement window and is controlled by the control unit. 前記制御部は、前記測定窓の温度が目標範囲内になるように、前記温度調整部に前記測定窓の温度を調整させる、請求項7に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus of claim 7, wherein the control unit controls the temperature adjustment unit to adjust the temperature of the measurement window so that the temperature of the measurement window is within a target range. 前記基板処理装置は、150℃以下の前記基板を、プラズマを用いて処理するプラズマ処理装置である、請求項1~8のいずれか1項に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the substrate processing apparatus is a plasma processing apparatus that processes the substrate at 150°C or less using plasma. 前記第1材料は、樹脂であり、
前記第2材料は、Si、GaAs、GaN、またはSiCを含む半導体である、請求項1~9のいずれか1項に記載の基板処理装置。
the first material is a resin,
10. The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the second material is a semiconductor containing Si, GaAs, GaN, or SiC.
基板が処理される処理室と、
前記処理室内に設けられ、前記基板が載置されるステージと、
前記ステージと対向する位置に設けられる測定窓と、
前記測定窓の外側に設けられ、前記ステージ上の前記基板から放射されて前記測定窓を透過する赤外線を検出する赤外線センサと、
前記赤外線センサの測定領域を調整する測定領域調整部と、
を備える、基板処理装置において前記基板を処理する基板処理方法であって、
赤外線を放射する第1材料が露出した第1領域と、前記第1材料よりも赤外線の放射率が小さい第2材料が露出した第2領域と、を含み、前記ステージに載置される基板を準備する第1工程と、
前記測定領域に含まれる前記第1領域の割合が基準範囲内になるように、前記測定領域調整部により前記測定領域を調整する第2工程と、
前記赤外線センサにより処理中の前記基板の温度をモニタリングする第3工程と、
を備える、基板処理方法。
a processing chamber in which the substrate is processed;
a stage provided in the processing chamber and on which the substrate is placed;
a measurement window provided at a position facing the stage;
an infrared sensor provided outside the measurement window, for detecting infrared rays emitted from the substrate on the stage and transmitted through the measurement window;
a measurement area adjustment unit that adjusts the measurement area of the infrared sensor;
A substrate processing method for processing a substrate in a substrate processing apparatus, comprising:
a first step of preparing a substrate to be placed on the stage, the substrate including a first region where a first material that emits infrared rays is exposed and a second region where a second material that has a lower infrared emissivity than the first material is exposed;
a second step of adjusting the measurement area by the measurement area adjusting unit so that the proportion of the first area included in the measurement area falls within a reference range;
a third step of monitoring the temperature of the substrate during processing with the infrared sensor;
A substrate processing method comprising:
前記基板処理装置は、プラズマ処理装置であり、
前記第3工程において、前記処理室内で発生させたプラズマにより前記基板を処理する、請求項11に記載の基板処理方法。
the substrate processing apparatus is a plasma processing apparatus,
12. The substrate processing method according to claim 11, wherein in the third step, the substrate is processed by plasma generated in the processing chamber.
前記第3工程において、前記基板の温度を150℃以下に制御する、請求項11または12に記載の基板処理方法。 The substrate processing method described in claim 11 or 12, wherein the temperature of the substrate is controlled to 150°C or less in the third step. 前記第1材料は、樹脂であり、
前記第2材料は、Si、GaAs、GaN、またはSiCを含む半導体である、請求項11~13のいずれか1項に記載の基板処理方法。
the first material is a resin,
14. The substrate processing method according to claim 11, wherein the second material is a semiconductor containing Si, GaAs, GaN, or SiC.
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