(57)【要約】【課題】光の照射位置の調整時間を短縮する。【解決手段】基板処理装置は、基板が載置される第１載置面及び第１載置面に対する裏面を有し、第１載置面と裏面とを連通し且つ光を透過可能な第１窓が形成された載置台と、第１窓へ向けて基板の状態測定用の光を照射可能な第１光照射部を保持し、第１光照射部から照射される光の載置台の裏面での照射位置を調整可能な第１調整機構と、載置台の裏面に第１窓を囲むように配置され、第１光照射部から照射される光の一部を反射させて、当該光の照射位置と第１窓の位置とのずれを示す反射光を第１光照射部へ戻す、再帰反射性を有する第１反射部材と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置される第１載置面及び前記第１載置面に対する裏面を有し、前記第１載置面と前記裏面とを連通し且つ光を透過可能な第１窓が形成された載置台と、
前記第１窓へ向けて前記基板の状態測定用の光を照射可能な第１光照射部を保持し、前記第１光照射部から照射される光の前記載置台の裏面での照射位置を調整可能な第１調整機構と、
前記載置台の裏面に前記第１窓を囲むように配置され、前記第１光照射部から照射される光の一部を反射させて、当該光の前記照射位置と前記第１窓の位置とのずれを示す反射光を前記第１光照射部へ戻す、再帰反射性を有する第１反射部材と、
を有する基板処理装置。
【請求項２】
前記第１光照射部から前記第１窓へ向けて前記基板の状態測定用の光を照射し、前記第１反射部材から前記第１光照射部へ戻される反射光の強度を検出する第１検出部と、
前記第１検出部の検出結果に基づき、前記載置台の裏面において前記照射位置が前記第１窓の位置と一致するように前記第１調整機構を制御する制御部と、
をさらに有する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記第１反射部材は、外周が前記第１窓の位置を中心とする同心円上に位置する円筒形状を有し、
前記第１調整機構は、前記載置台の裏面において前記第１窓の位置を原点に互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って前記第１光照射部を移動させることで、前記照射位置を調整する、請求項１又は２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記第１反射部材は、外周が前記第１窓の位置を中心とする同心円上に位置する円筒形状を有し、
前記第１調整機構は、前記載置台の裏面において前記第１窓の位置を原点に互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々の方向に前記第１光照射部の光軸を傾斜させることで、前記照射位置を調整する、請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記載置台は、前記基板の周囲に配置されるリング部材が載置される第２載置面を有し、前記第２載置面と前記裏面とを連通し且つ光を透過可能な第２窓が形成され、
前記第２窓へ向けて前記リング部材の状態測定用の光を照射可能な第２光照射部を保持し、前記第２光照射部から照射される光の前記載置台の裏面での照射位置を調整可能な第２調整機構と、
前記載置台の裏面に前記第２窓を囲むように配置され、前記第２光照射部から照射される光の一部を反射させて、当該光の前記照射位置と前記第２窓の位置とのずれを示す反射光を前記第２光照射部へ戻す、再帰反射性を有する第２反射部材と、
をさらに有する、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記第２光照射部から前記第２窓へ向けて前記リング部材の状態測定用の光を照射し、前記第２反射部材から前記第２光照射部へ戻される反射光の強度を検出する第２検出部と、
前記第２検出部の検出結果に基づき、前記載置台の裏面において前記照射位置が前記第２窓の位置と一致するように前記第２調整機構を制御する制御部と、をさらに有する請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
基板が載置される載置面及び前記載置面に対する裏面を有し、前記載置面と前記裏面とを連通し且つ光を透過可能な窓が形成された載置台と、
前記窓へ向けて前記基板の状態測定用の光を照射可能な光照射部を保持し、前記光照射部から照射される光の前記載置台の裏面での照射位置を調整可能な調整機構と、
前記載置台の裏面に前記窓を囲むように配置され、前記光照射部から照射される光の一部を反射させて、当該光の前記照射位置と前記窓の位置とのずれを示す反射光を前記光照射部へ戻す、再帰反射性を有する反射部材と、
を有する基板処理装置において、
前記光照射部から前記窓へ向けて前記基板の状態測定用の光を照射し、前記反射部材から前記光照射部へ戻される反射光の強度を検出する検出工程と、
前記検出工程の検出結果に基づき、前記載置台の裏面において前記照射位置が前記窓の位置と一致するように前記調整機構を制御する制御工程と、
を含む、照射位置調整方法。
【請求項８】
前記反射部材は、外周が前記窓の位置を中心とする同心円上に位置する円筒形状を有し、
前記調整機構は、前記載置台の裏面において前記窓の位置を原点に互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って前記光照射部を移動させることで、前記照射位置を調整し、
前記制御工程は、
前記調整機構を制御して、前記検出工程で検出される反射光の強度が閾値以下となるまで前記第１の軸の順方向に前記光照射部を移動させる工程と、
前記調整機構を制御して、前記検出工程で検出される反射光の強度が閾値以下となるまで前記第１の軸の逆方向に前記光照射部を移動させる工程と、
前記第１の軸の順方向への移動が完了してから前記第１の軸の逆方向への移動が完了するまでの前記光照射部の移動量である第１最大移動量を計測する工程と、
前記調整機構を制御して、前記第１最大移動量の半分だけ前記第１の軸の順方向へ前記光照射部を移動させることで、前記第１の軸に関して、前記照射位置を前記窓の位置と一致させる工程と、
前記調整機構を制御して、前記検出工程で検出される反射光の強度が閾値以下となるまで前記第２の軸の順方向に前記光照射部を移動させる工程と、
前記調整機構を制御して、前記検出工程で検出される反射光の強度が閾値以下となるまで前記第２の軸の逆方向に前記光照射部を移動させる工程と、
前記第２の軸の順方向への移動が完了してから前記第２の軸の逆方向への移動が完了するまでの前記光照射部の移動量である第２最大移動量を計測する工程と、
前記調整機構を制御して、前記第２最大移動量の半分だけ前記第２の軸の順方向へ前記光照射部を移動させることで、前記第２の軸に関して、前記照射位置を前記窓の位置と一致させる工程と、
を含む、請求項７に記載の照射位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理装置、及び照射位置調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、基板が載置される載置台に形成されて光を透過可能な窓へ向けて光照射部から光を照射し、基板で反射されて光照射部へ戻る反射光の干渉状態に基づき、基板の温度を測定する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１９９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、光の照射位置の調整時間を短縮することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による基板処理装置は、基板が載置される第１載置面及び前記第１載置面に対する裏面を有し、前記第１載置面と前記裏面とを連通し且つ光を透過可能な第１窓が形成された載置台と、前記第１窓へ向けて前記基板の状態測定用の光を照射可能な第１光照射部を保持し、前記第１光照射部から照射される光の前記載置台の裏面での照射位置を調整可能な第１調整機構と、前記載置台の裏面に前記第１窓を囲むように配置され、前記第１光照射部から照射される光の一部を反射させて、当該光の前記照射位置と前記第１窓の位置とのずれを示す反射光を前記第１光照射部へ戻す、再帰反射性を有する第１反射部材と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、光の照射位置の調整時間を短縮することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す載置台、第１光照射部、第２光照射部、第１調整機構及び第２調整機構の要部構成を説明するための概略断面図である。
【図３】図３は、第１反射部材を載置台の裏面側から見た平面図である。
【図４】図４は、載置台の裏面での光の照射位置を第１窓の位置へ向けて調整するための処理の一例について説明する図である。
【図５】図５は、載置台の裏面での光の照射位置を第１窓の位置へ向けて調整するための処理の一例について説明する図である。
【図６】図６は、実施形態に係る照射位置調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【０００９】
ところで、載置台に形成された窓へ向けて基板の温度測定用の光が照射される際には、光の照射位置と窓の位置とが一致することが重要である。しかしながら、光の照射位置と載置台に形成された窓の位置とは、必ずしも一致しない。例えば、載置台のメンテナンスが行われる際に窓の位置が初期位置からずれると、光の照射位置と窓の位置とがずれてしまう可能性がある。また、載置台の熱膨張又は熱収縮が発生する場合にも、窓の位置が初期位置からずれるため、光の照射位置と窓の位置とがずれてしまう可能性がある。
【００１０】
このように光の照射位置と窓の位置とがずれた状態で窓へ向けて基板の温度測定用の光が光照射部から照射されると、基板で反射されて光照射部へ戻る反射光が得られず、反射光の干渉状態に応じた基板の温度測定を行うことが困難となる。これに対して、光の照射位置が窓の位置と一致するように光の照射位置を調整することが考えられる。例えば、載置台の光照射部と対向する面全体において光照射部からの光の照射位置を走査させることで反射光の強度が最大となる窓の位置を探索し、探索により得られた窓の位置に対して光の照射位置を調整する手法が考えられる。
【００１１】
しかしながら、この調整手法では、載置台の光照射部と対向する面全体において光照射部からの光の照射位置を走査するため、光の照射位置の調整に時間がかかるという問題がある。このため、光の照射位置の調整時間を短縮することが期待されている。
【００１２】
［プラズマ処理装置の構成］
最初に、実施形態に係る基板処理装置について説明する。実施形態では、基板処理装置を、被処理対象である半導体基板（以下「ウエハＷ」）に対してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置として場合を例に説明する。
【００１３】
図１は、実施形態に係るプラズマ処理装置１００の構成の一例を示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１００は、平行平板型のプラズマ処理装置である。
【００１４】
プラズマ処理装置１００は、例えば表面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムから成る円筒形状に成形された処理容器１０２を備える。処理容器１０２は接地されている。処理容器１０２内の底部１０２ａにはウエハＷを載置するための略円柱状の載置台１１０が設けられている。載置台１１０は、載置台１１０は、下部電極を構成するサセプタ１１４を備える。サセプタ１１４は、セラミックなどで構成された板状の絶縁体１１２により支持されている。サセプタ１１４と処理容器１０２の底部１０２ａとの間には、大気雰囲気に維持される空間１１３が形成されている。
【００１５】
載置台１１０は、サセプタ１１４を所定の温度に調整可能なサセプタ温調部１１７を備える。サセプタ温調部１１７は、例えばサセプタ１１４内に設けられた温度調節媒体室１１８に温度調節媒体を循環するように構成されている。
【００１６】
サセプタ１１４は、その上側中央部にウエハＷを載置するための凸状の基板載置部１１５が形成されており、基板載置部１１５の外周側に上面が基板載置部１１５よりも低い外周部１１６が形成されている。基板載置部１１５の上面はウエハＷを載置する基板載置面１１５ａとなり、外周部１１６の上面はフォーカスリングＦＲを載置するフォーカスリング載置面１１６ａとなる。図２に示すように、基板載置部１１５の上部に静電チャック１２０を設ける場合は、この静電チャック１２０の上面が基板載置面１１５ａとなる。以下では、基板載置部１１５と静電チャック１２０とを併せて適宜「基板載置部１１５」と適宜表記する。静電チャック１２０は、絶縁材の間に電極１２２が介在された構成となっている。静電チャック１２０は、電極１２２に接続された図示しない直流電源から例えば１．５ｋＶの直流電圧が印加される。これによって、ウエハＷが静電チャック１２０に静電吸着される。基板載置部１１５は、ウエハＷの径よりも小径に形成されており、ウエハＷを載置したときにウエハＷの周縁部が基板載置部１１５から張り出すようになっている。
【００１７】
サセプタ１１４の上端周縁部には、静電チャック１２０の基板載置面１１５ａに載置されたウエハＷを囲むようにフォーカスリングＦＲが配置されている。フォーカスリングＦＲは、当該フォーカスリングＦＲの内周面が基板載置部１１５の外周面を囲むように
外周部１１６のフォーカスリング載置面１１６ａに載置されている。フォーカスリングＦＲは、リング部材の一例である。
【００１８】
絶縁体１１２、サセプタ１１４、静電チャック１２０には、基板載置面１１５ａに載置されたウエハＷの裏面に伝熱媒体（例えばＨｅガスなどのバックサイドガス）を供給するためのガス通路が形成されている。この伝熱媒体を介してサセプタ１１４とウエハＷとの間の熱伝達がなされ、ウエハＷが所定の温度に維持される。
【００１９】
載置台１１０には、基板載置部１１５の下方から基板載置面１１５ａまで貫通する第１窓１２４が設けられる。第１窓１２４は、基板載置面１１５ａに載置されたウエハＷへ向けて光を透過可能に形成された透過窓である。また、処理容器１０２の底部１０２ａには、第１窓１２４の位置に対応して第１窓１２４へ向けてウエハＷの温度測定用の光を照射可能な第１光照射部１７２が設けられている。第１光照射部１７２は、第１調整機構１７４により保持され、第１窓１２４の位置に対応して底部１０２ａに形成された貫通孔の位置に第１調整機構１７４を介して固定される。第１光照射部１７２から第１窓１２４へ向けて照射される光の照射位置は、第１調整機構１７４により調整される。第１光照射部１７２及び第１調整機構１７４の詳細は、後述される。
【００２０】
また、載置台１１０には、外周部１１６の下方からフォーカスリング載置面１１６ａまで貫通する第２窓１２６が設けられている。第２窓１２６は、フォーカスリング載置面１１６ａに載置されたフォーカスリングＦＲへ向けて光を透過可能に形成された透過窓である。また、処理容器１０２の底部１０２ａには、第２窓１２６の位置に対応して第２窓１２６へ向けてフォーカスリングＦＲの温度測定用の光を照射可能な第２光照射部１８２が設けられている。第２光照射部１８２は、第２調整機構１８４により保持され、第２窓１２６の位置に対応して底部１０２ａに形成された貫通孔の位置に第２調整機構１８４を介して固定される。第２光照射部１８２から第２窓１２６へ向けて照射される光の照射位置は、第２調整機構１８４により調整される。第２光照射部１８２及び第２調整機構１８４の詳細は、後述される。
【００２１】
サセプタ１１４の上方には、このサセプタ１１４に対向するように上部電極１３０が設けられている。この上部電極１３０とサセプタ１１４の間に形成される空間がプラズマ生成空間となる。上部電極１３０は、絶縁性遮蔽部材１３１を介して、処理容器１０２の上部に支持されている。
【００２２】
上部電極１３０は、主として電極板１３２とこれを着脱自在に支持する電極支持体１３４とによって構成される。電極板１３２は例えば石英から成り、電極支持体１３４は例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムなどの導電性材料から成る。
【００２３】
電極支持体１３４には処理ガス供給源１４２からの処理ガスを処理容器１０２内に導入するための処理ガス供給部１４０が設けられている。処理ガス供給源１４２は電極支持体１３４のガス導入口１４３にガス供給管１４４を介して接続されている。
【００２４】
ガス供給管１４４には、例えば図２に示すように上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１４６および開閉バルブ１４８が設けられている。なお、ＭＦＣの代わりにＦＣＳ（Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）を設けてもよい。処理ガス供給源１４２からはエッチングのための処理ガスとして、例えばＣ４Ｆ８ガスのようなフルオロカーボンガス（ＣｘＦｙ）が供給される。
【００２５】
処理ガス供給源１４２は、例えばプラズマエッチングのためのエッチングガスを供給するようになっている。なお、図２にはガス供給管１４４、開閉バルブ１４８、マスフローコントローラ１４６、処理ガス供給源１４２等から成る処理ガス供給系を１つのみ示しているが、プラズマ処理装置１００は、複数の処理ガス供給系を備えている。例えば、ＣＦ４、Ｏ２、Ｎ２、ＣＨＦ３等の処理ガスが、それぞれ独立に流量制御され、処理容器１０２内に供給される。
【００２６】
電極支持体１３４には、例えば略円筒状のガス拡散室１３５が設けられ、ガス供給管１４４から導入された処理ガスを均等に拡散させることができる。電極支持体１３４の底部と電極板１３２には、ガス拡散室１３５からの処理ガスを処理容器１０２内に吐出させる多数のガス吐出孔１３６が形成されている。ガス拡散室１３５で拡散された処理ガスを多数のガス吐出孔１３６から均等にプラズマ生成空間に向けて吐出できるようになっている。この点で、上部電極１３０は処理ガスを供給するためのシャワーヘッドとして機能する。
【００２７】
上部電極１３０は、電極支持体１３４を所定の温度に調整可能な電極支持体温調部１３７を備える。電極支持体温調部１３７は、例えば電極支持体１３４内に設けられた温度調節媒体室１３８に温度調節媒体を循環するように構成されている。
【００２８】
処理容器１０２の底部には排気管１０４が接続されており、この排気管１０４には排気部１０５が接続されている。排気部１０５は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、処理容器１０２内を所定の減圧雰囲気に調整する。排気部１０５が処理容器１０２内を所定の減圧雰囲気に調整することにより、処理容器１０２は、真空引きされる。また、処理容器１０２の側壁にはウエハＷの搬出入口１０６が設けられ、搬出入口１０６にはゲートバルブ１０８（図１のＧＶに相当）が設けられている。ウエハＷの搬出入を行う際にはゲートバルブ１０８を開く。そして、図示しない搬送アームなどによって搬出入口１０６を介してウエハＷの搬出入を行う。
【００２９】
上部電極１３０には、第１高周波電源１５０が接続されており、その給電線には第１整合器１５２が介挿されている。第１高周波電源１５０は、５０〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有するプラズマ生成用の高周波電力を出力することが可能である。このように高い周波数の電力を上部電極１３０に印加することにより、処理容器１０２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができ、より低圧条件下のプラズマ処理が可能となる。第１高周波電源１５０の出力電力の周波数は、５０〜８０ＭＨｚが好ましく、典型的には図示した６０ＭＨｚまたはその近傍の周波数に調整される。
【００３０】
下部電極としてのサセプタ１１４には、第２高周波電源１６０が接続されており、その給電線には第２整合器１６２が介挿されている。この第２高周波電源１６０は数百ｋＨｚ〜十数ＭＨｚの範囲の周波数を有するバイアス用の高周波電力を出力することが可能である。第２高周波電源１６０の出力電力の周波数は、典型的には２ＭＨｚまたは１３．５６ＭＨｚ等に調整される。
【００３１】
なお、サセプタ１１４には第１高周波電源１５０からサセプタ１１４に流入する高周波電流を濾過するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１６４が接続されており、上部電極１３０には第２高周波電源１６０から上部電極１３０に流入する高周波電流を濾過するローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５４が接続されている。
【００３２】
上記構成のプラズマ処理装置１００は、制御部２００によって、その動作が統括的に制御される。制御部２００としては、各種の集積回路や電子回路を用いることができる。例えば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＣＰＵ（Central  Processing  Unit）等を使用できる。
【００３３】
［載置台、第１光照射部、第２光照射部、第１調整機構及び第２調整機構の構成］
次に、図２を参照して、実施形態に係る載置台１１０、第１光照射部１７２、第２光照射部１８２、第１調整機構１７４及び第２調整機構１８４の要部構成について説明する。図２は、図１に示す載置台１１０、第１光照射部１７２、第２光照射部１８２、第１調整機構１７４及び第２調整機構１８４の要部構成を説明するための概略断面図である。
【００３４】
載置台１１０は、ウエハＷを載置するための基板載置面１１５ａと、フォーカスリングＦＲを載置するためのフォーカスリング載置面１１６ａと、基板載置面１１５ａ及びフォーカスリング載置面１１６ａに対する裏面１１９とを有する。裏面１１９は、空間１１３を介して処理容器１０２の底部１０２ａと対向している。基板載置面１１５ａは、第１載置面の一例であり、フォーカスリング載置面１１６ａは、第２載置面の一例である。
【００３５】
載置台１１０には、基板載置面１１５ａと裏面１１９とを連通し且つ光を透過可能な第１窓１２４が形成されている。第１窓１２４には、光を透過可能な材料により形成された封止部材１２４ａが設けられている。また、処理容器１０２の底部１０２ａには、第１窓１２４の位置に対応して第１窓１２４へ向けてウエハＷの温度測定用の光を照射可能な第１光照射部１７２が設けられている。第１光照射部１７２は、第１調整機構１７４により保持され、第１窓１２４の位置に対応して底部１０２ａに形成された貫通孔の位置に第１調整機構１７４を介して固定されている。
【００３６】
第１調整機構１７４は、第１光照射部１７２を保持し、第１光照射部１７２から照射される光の載置台１１０の裏面１１９での照射位置を調整可能に構成されている。
【００３７】
載置台１１０の裏面１１９には、第１窓１２４を囲むように第１反射部材１９２が配置されている。第１反射部材１９２は、再帰反射性を有する。第１反射部材１９２は、第１光照射部１７２から照射される光の一部を反射させて、当該光の照射位置と第１窓１２４の位置とのずれを示す反射光を第１光照射部１７２へ戻す。すなわち、載置台１１０のメンテナンスが行われる場合等に、第１窓１２４が初期位置からずれ、結果として、第１光照射部１７２から第１窓１２４に向けて照射される光が第１窓１２４の周囲に反れて載置台１１０の裏面１１９に照射されることがある。このような場合に、第１反射部材１９２は、載置台１１０の裏面１１９での光の照射位置と第１窓１２４の位置とのずれを示す反射光を第１光照射部１７２へ戻す。
【００３８】
図３は、第１反射部材１９２を載置台１１０の裏面１１９側から見た平面図である。図３に示すように、第１反射部材１９２は、外周が第１窓１２４の位置を中心とする同心円上に位置する円筒形状を有している。第１反射部材１９２の中央部には、第１窓１２４を露出させる貫通孔が形成されている。第１光照射部１７２から第１窓１２４に向けて照射される光が第１窓１２４の周囲に反れて載置台１１０の裏面１１９に照射されると、載置台１１０の裏面１１９での光の照射位置と第１窓１２４の位置とのずれが生じる。図３では、第１光照射部１７２から照射される光の載置台１１０の裏面１１９での照射位置Ｐが示されている。光の照射位置Ｐは、第１窓１２４の位置からずれている。第１反射部材１９２は、第１光照射部１７２から照射される光の一部を照射位置Ｐにおいて反射させて、照射位置Ｐと第１窓１２４の位置とのずれを示す反射光を第１光照射部１７２へ戻す。第１調整機構１７４は、載置台１１０の裏面１１９において第１窓１２４の位置を原点［（ｘ，ｙ）＝（０，０）］に互いに交差するｘ軸及びｙ軸の各々に沿って第１光照射部１７２を移動させることで、照射位置Ｐを調整する。例えば、第１調整機構１７４は、ｘ軸及びｙ軸の各々に沿って載置台１１０の裏面１１９と平行に第１光照射部１７２を移動させることで、照射位置Ｐを調整する。なお、第１調整機構１７４は、ｘ軸及びｙ軸の各々に沿って第１光照射部１７２を傾斜させることで、照射位置Ｐを調整するように構成されてもよい。
【００３９】
図２に戻る。第１光照射部１７２には、光ファイバ１７２ａにより第１検出部１７６が接続されている。第１検出部１７６は、光源を内蔵し、ウエハＷの温度測定用の光を発生させる。第１検出部１７６で発生された光は、光ファイバ１７２ａを介して第１光照射部１７２から第１窓１２４へ向けて照射される。第１光照射部１７２から第１窓１２４へ向けて照射される光が第１窓１２４の周囲に反れて載置台１１０の裏面１１９に照射されると、光の照射位置と第１窓１２４の位置とのずれを示す反射光が第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される。第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される反射光は、光ファイバ１７２ａを介して第１検出部１７６へ導かれる。第１検出部１７６は、第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される反射光の強度を検出し、検出結果を制御部２００へ出力する。制御部２００は、第１検出部１７６の検出結果に基づき、載置台１１０の裏面１１９において光の照射位置が第１窓１２４の位置と一致するように第１調整機構１７４を制御する。
【００４０】
なお、第１光照射部１７２は、光ファイバ１７２ａの途中に設けられた分光器により温度測定器（不図示）と接続されている。温度測定器は、第１光照射部１７２から第１窓１２４へ向けてウエハＷの温度測定用の光を照射し、第１窓１２４を透過してウエハＷで反射された光の干渉状態に基づき、ウエハＷの温度を測定する。ウエハＷの温度測定方法の詳細は、例えば特許文献１に開示されているため、ここではその説明を省略する。
【００４１】
また、載置台１１０には、フォーカスリング載置面１１６ａと裏面１１９とを連通し且つ光を透過可能な第２窓１２６が形成されている。第２窓１２６には、光を透過可能な材料により形成された封止部材１２６ａが設けられている。また、処理容器１０２の底部１０２ａには、第２窓１２６の位置に対応して第２窓１２６へ向けてフォーカスリングＦＲの温度測定用の光を照射可能な第２光照射部１８２が設けられている。第２光照射部１８２は、第２調整機構１８４により保持され、第２窓１２６の位置に対応して底部１０２ａに形成された貫通孔の位置に第２調整機構１８４を介して固定されている。
【００４２】
第２調整機構１８４は、第２光照射部１８２を保持し、第２光照射部１８２から照射される光の載置台１１０の裏面１１９での照射位置を調整可能に構成されている。
【００４３】
載置台１１０の裏面１１９には、第２窓１２６を囲むように第２反射部材１９４が配置されている。第２反射部材１９４は、再帰反射性を有する。第２反射部材１９４は、第２光照射部１８２から照射される光の一部を反射させて、当該光の照射位置と第２窓１２６の位置とのずれを示す反射光を第２光照射部１８２へ戻す。すなわち、載置台１１０のメンテナンスが行われる場合等に、第２窓１２６が初期位置からずれ、結果として、第２光照射部１８２から第２窓１２６に向けて照射される光が第２窓１２６の周囲に反れて載置台１１０の裏面１１９に照射されることがある。このような場合に、第２反射部材１９４は、載置台１１０の裏面１１９での光の照射位置と第２窓１２６の位置とのずれを示す反射光を第２光照射部１８２へ戻す。第２反射部材１９４は、外周が第２窓１２６の位置を中心とする同心円上に位置する円筒形状を有している。第２反射部材１９４の中央部には、第１窓１２４を露出させる貫通孔が形成されている。第２調整機構１８４は、載置台１１０の裏面１１９において第２窓１２６の位置を原点［（ｘ，ｙ）＝（０，０）］に互いに交差するｘ軸及びｙ軸の各々に沿って第２光照射部１８２を移動させることで、載置台１１０の裏面１１９での光の照射位置を調整する。
【００４４】
第２光照射部１８２には、光ファイバ１８２ａにより第２検出部１８６が接続されている。第２検出部１８６は、光源を内蔵し、フォーカスリングＦＲの温度測定用の光を発生させる。第２検出部１８６で発生された光は、光ファイバ１８２ａを介して第２光照射部１８２から第２窓１２６へ向けて照射される。第２光照射部１８２から第２窓１２６へ向けて照射される光が第２窓１２６の周囲に反れて載置台１１０の裏面１１９に照射されると、光の照射位置と第２窓１２６の位置とのずれを示す反射光が第２反射部材１９４から第２光照射部１８２へ戻される。第２反射部材１９４から第２光照射部１８２へ戻される反射光は、光ファイバ１８２ａを介して第２検出部１８６へ導かれる。第２検出部１８６は、第２反射部材１９４から第２光照射部１８２へ戻される反射光の強度を検出し、検出結果を制御部２００へ出力する。制御部２００は、第２検出部１８６の検出結果に基づき、載置台１１０の裏面１１９において光の照射位置が第２窓１２６の位置と一致するように第２調整機構１８４を制御する。
【００４５】
なお、第２光照射部１８２は、光ファイバ１８２ａの途中に設けられた分光器により温度測定器（不図示）と接続されている。温度測定器は、第２光照射部１８２から第２窓１２６へ向けてフォーカスリングＦＲの温度測定用の光を照射し、第１窓１２４を透過してフォーカスリングＦＲで反射された光の干渉状態に基づき、フォーカスリングＦＲの温度を測定する。フォーカスリングＦＲの温度測定方法の詳細は、例えば特許文献１に開示されているため、ここではその説明を省略する。
【００４６】
［制御部による調整手法の一例］
図４及び図５は、載置台１１０の裏面１１９での光の照射位置を第１窓１２４の位置へ向けて調整するための処理の一例について説明する図である。図４及び図５では、第１窓１２４と第１窓１２４を囲む円筒形状の第１反射部材１９２とが示されている。また、図４及び図５では、載置台１１０の裏面１１９において第１窓１２４の位置を原点に互いに交差するｘ軸及びｙ軸が示されている。また、図４及び図５では、第１光照射部１７２から照射される光の載置台１１０の裏面１１９での照射位置Ｐが示されている。光の照射位置Ｐは、第１窓１２４の位置からずれている。
【００４７】
制御部２００は、第１調整機構１７４を制御して、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となるまでｘ軸の順方向に第１光照射部１７２を移動させる（図４の（１））。照射位置Ｐは、第１光照射部１７２の移動に伴ってｘ軸の順方向に移動する。ｘ軸の順方向に移動する照射位置Ｐが第１反射部材１９２の外周に到達すると、第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される反射光が無くなり、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となる。第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となる時点で、制御部２００は、第１調整機構１７４を停止させて、ｘ軸の順方向への第１光照射部１７２の移動を完了させる。
【００４８】
次に、制御部２００は、第１調整機構１７４を制御して、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となるまでｘ軸の逆方向に第１光照射部１７２を移動させる（図４の（２））。照射位置Ｐは、第１光照射部１７２の移動に伴ってｘ軸の逆方向に移動する。ｘ軸の逆方向に移動する照射位置Ｐが第１反射部材１９２の外周に到達すると、第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される反射光が無くなり、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となる。第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となる時点で、制御部２００は、第１調整機構１７４を停止させて、ｘ軸の逆方向への第１光照射部１７２の移動を完了させる。そして、制御部２００は、ｘ軸の順方向への移動が完了してからｘ軸の逆方向への移動が完了するまでの第１光照射部１７２の移動量である第１最大移動量ｘ１を計測する。
【００４９】
次に、制御部２００は、第１調整機構１７４を制御して、第１最大移動量の半分ｘ１／２だけｘ軸の順方向に第１光照射部１７２を移動させることで、ｘ軸に関して、照射位置Ｐのｘ座標を第１窓１２４の位置のｘ座標［ｘ＝０］と一致させる（図４の（３））。
【００５０】
次に、制御部２００は、第１調整機構１７４を制御して、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となるまでｙ軸の順方向に第１光照射部１７２を移動させる（図５の（４））。照射位置Ｐは、第１光照射部１７２の移動に伴ってｙ軸の順方向に移動する。ｙ軸の順方向に移動する照射位置Ｐが第１反射部材１９２の外周に到達すると、第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される反射光が無くなり、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となる。第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となる時点で、制御部２００は、第１調整機構１７４を停止させて、ｙ軸の順方向への第１光照射部１７２の移動を完了させる。
【００５１】
次に、制御部２００は、第１調整機構１７４を制御して、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となるまでｙ軸の逆方向に第１光照射部１７２を移動させる（図５の（５））。照射位置Ｐは、第１光照射部１７２の移動に伴ってｙ軸の逆方向に移動する。ｙ軸の逆方向に移動する照射位置Ｐが第１反射部材１９２の外周に到達すると、第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される反射光が無くなり、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となる。第１検出部１７６で検出される反射光の強度が閾値以下となる時点で、制御部２００は、第１調整機構１７４を停止させて、ｙ軸の逆方向への第１光照射部１７２の移動を完了させる。そして、制御部２００は、ｙ軸の順方向への移動が完了してからｙ軸の逆方向への移動が完了するまでの第１光照射部１７２の移動量である第２最大移動量ｙ１を計測する。
【００５２】
次に、制御部２００は、第１調整機構１７４を制御して、第２最大移動量の半分ｙ１／２だけｙ軸の順方向に第１光照射部１７２を移動させることで、ｙ軸に関して、照射位置Ｐのｙ座標を第１窓１２４の位置のｙ座標［ｙ＝０］と一致させる（図５の（６））。
【００５３】
これにより、プラズマ処理装置１００は、第１光照射部１７２から照射される光の照射位置と第１窓１２４の位置とがずれている場合に、第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される反射光を用いて照射位置を第１窓１２４の位置まで調整可能である。すなわち、プラズマ処理装置１００は、載置台１１０の第１光照射部１７２と対向する裏面１１９に配置された第１反射部材１９２の範囲内で第１反射部材１９２からの反射光を用いて照射位置を走査することで、照射位置を第１窓１２４の位置まで調整可能である。このため、プラズマ処理装置１００は、載置台１１０の裏面１１９全体において光の照射位置を走査する調整手法と比較して、光の照射位置が走査される範囲を狭くすることができ、結果として、光の照射位置の調整時間を短縮することができる。
【００５４】
なお、図４に示すｘ軸に関する調整、および図５に示すｙ軸に関する調整を複数回繰り返すことによって光の照射位置を第１窓１２４の位置とより精度よく一致させることが可能である。
【００５５】
また、照射位置Ｐのｙ座標が第１窓１２４の位置のｙ座標に一致もしくは近い状態で図４に示すｘ軸に関する調整を行う状況、もしくは照射位置Ｐのｘ座標が第１窓１２４の位置のｘ座標に一致もしくは近い状態で図５に示すｙ軸に関する調整を行う状況を想定する。このような状況の下で照射位置Ｐを移動させると、照射位置Ｐが第１窓１２４を通過する。このとき、第１反射部材１９２から第１光照射部１７２に戻される反射光は無く、第１窓１２４を透過してウエハＷで反射された光が第１光照射部１７２に戻されることとなり、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が変化する場合がある。このような場合、プラズマ処理装置１００は、第１反射部材１９２からの反射光の強度とウエハＷからの反射光の強度とを比較することによって、光の照射位置を第１窓１２４の位置とより精度よく一致させることが可能である。
【００５６】
次に、実施形態に係るプラズマ処理装置１００を用いた照射位置調整処理の流れについて説明する。図６は、実施形態に係る照射位置調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００５７】
図６に示すように、第１検出部１７６は、第１光照射部１７２から第１窓１２４へ向けて光を照射させ、第１反射部材１９２から第１光照射部１７２へ戻される反射光の強度を検出する（ステップＳ１１）。第１検出部１７６は、検出結果を制御部２００へ出力する。
【００５８】
制御部２００は、第１検出部１７６の検出結果に基づき、載置台１１０の裏面１１９において光の照射位置が第１窓１２４の位置と一致するように第１調整機構１７４を制御し（ステップＳ１２）、処理を終了する。
【００５９】
以上のように、実施形態に係る基板処理装置は、載置台と、第１調整機構と、第１反射部材と、を有する。載置台は、基板が載置される載置面及び載置面に対する裏面を有し、載置面と裏面とを連通し且つ光を透過可能な第１窓が形成される。第１調整機構は、第１窓へ向けて基板の状態測定用の光を照射可能な第１光照射部を保持し、第１光照射部から照射される光の載置台の裏面での照射位置を調整可能である。第１反射部材は、再帰反射性を有する。第１反射部材は、載置台の裏面に第１窓を囲むように配置され、第１光照射部から照射される光の一部を反射させて、当該光の照射位置と第１窓の位置とのずれを示す反射光を第１光照射部へ戻す。これにより、基板処理装置は、光の照射位置の調整時間を短縮することができる。
【００６０】
また、実施形態に係る基板処理装置は、第１検出部と、制御部と、をさらに有する。第１検出部は、第１光射出部から第１窓へ向けて基板の状態測定用の光を照射し、第１反射部材から第１光照射部へ戻される反射光の強度を検出する。制御部は、第１検出部の検出結果に基づき、載置台の裏面において照射位置が第１窓の位置と一致するように第１調整機構を制御する。これにより、基板処理装置は、載置台の裏面全体において光の照射位置を走査する調整手法と比較して、光の照射位置が走査される範囲を狭くすることができ、結果として、光の照射位置の調整時間を短縮することができる。
【００６１】
また、実施形態に係る基板処理装置において、第１反射部材は、外周が第１窓の位置を中心とする同心円上に位置する円筒形状を有する。そして、第１調整機構は、載置台の裏面において第１窓の位置を原点に互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って第１光照射部を移動させることで、照射位置を調整する。これにより、基板処理装置は、光の照射位置が走査される範囲を載置台の裏面における２つの軸に沿う範囲まで狭くすることができ、光の照射位置の調整時間をより短縮することができる。
【００６２】
また、実施形態に係る基板処理装置において、第１反射部材は、外周が第１窓の位置を中心とする同心円上に位置する円筒形状を有する。そして、第１調整機構は、載置台の裏面において第１窓の位置を原点に互いに交差する第１の軸及び第２の軸の各々に沿って第１光照射部を傾斜させることで、照射位置を調整する。これにより、基板処理装置は、光の照射位置が走査される範囲を載置台の裏面における２つの軸に沿う範囲まで狭くすることができ、光の照射位置の調整時間をより短縮することができる。
【００６３】
また、実施形態に係る基板処理装置において、載置台は、基板の周囲に配置されるリング部材が載置される第２載置面を有し、第２載置面と裏面とを連通し且つ光を透過可能な第２窓が形成される。そして、基板処理装置は、第２調整機構と、第２反射部材と、をさらに有する。第２調整機構は、第２窓へ向けてリング部材の状態測定用の光を照射可能な第２光照射部を保持し、第２光照射部から照射される光の載置台の裏面での照射位置を調整可能である。第２反射部材は、再帰反射性を有する。第２反射部材は、載置台の裏面に第２窓を囲むように配置され、第２光照射部から照射される光の一部を反射させて、当該光の照射位置と第２窓の位置とのずれを示す反射光を第２光照射部へ戻す。これにより、基板処理装置は、基板の状態測定用の光及びリング部材の状態測定用の光に関して、照射位置の調整時間を短縮することができる。
【００６４】
また、実施形態に係る基板処理装置は、第２検出部をさらに有する。第２検出部は、第２光射出部から第２窓へ向けてリング部材の状態測定用の光を照射し、第２反射部材から第２光照射部へ戻される反射光の強度を検出する。そして、制御部は、第２検出部の検出結果に基づき、載置台の裏面において照射位置が第２窓の位置と一致するように第２調整機構を制御する。これにより、基板処理装置は、載置台の裏面全体において光の照射位置を走査する調整手法と比較して、光の照射位置が走査される範囲を狭くすることができ、結果として、光の照射位置の調整時間を短縮することができる。
【００６５】
なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、第１反射部材１９２及び第２反射部材１９４が円筒形状を有する例を説明したが、反射部材の形状はこれに限定されない。例えば、反射部材は、各辺から窓の位置までの距離が等しい四角筒形状に形成されてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態の第１光照射部１７２と載置台１１０の裏面１１９との間、並びに、第２光照射部と載置台１１０の裏面１１９との間に光路変換素子を配置してもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、第１検出部１７６で検出される反射光の強度に基づきｘ軸及びｙ軸の各々に沿って第１光照射部１７２を移動させることで照射位置を調整する例を説明したが、開示技術はこれに限定されない。例えば、プラズマ処理装置１００は、ｘ軸及びｙ軸の各々に沿って第１光照射部１７２を移動させた後に、第１検出部１７６で検出される反射光の強度が最大となる位置を探索し、探索により得られた位置に向けて照射位置を微調整してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１００  プラズマ処理装置
１１０  載置台
１１５ａ  基板載置面
１１６ａ  フォーカスリング載置面
１１９  裏面
１２４  第１窓
１２６  第２窓
１７２  第１光照射部
１７４  第１調整機構
１７６  第１検出部
１８２  第２光照射部
１８４  第２調整機構
１８６  第２検出部
１９２  第１反射部材
１９４  第２反射部材
２００  制御部
【図１】
2020188191.tif 000003
【図２】
2020188191.tif 000004
【図３】
2020188191.tif 000005
【図４】
2020188191.tif 000006
【図５】
2020188191.tif 000007
【図６】
2020188191.tif 000008