【手続補正書】
【提出日】平成17年7月4日(2005.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に形成された薄膜を所望膜厚となるまで部分的にまたは全面的に除去する基板処理において処理の終了点を検出する方法であって、
基板の表面の所定個所へ光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、得られた計測分光データを、設定された標準分光データと比較し、これらの動作を、基板の処理を開始してから時間経過に従って繰り返し行って、得られた計測分光データが標準分光データと所定範囲内で整合した時点を処理の終了点とすることを特徴とする、基板処理における処理終了点の検出方法。
【請求項２】
基板の表面に対し斜め方向へ光を照射する請求項１記載の、基板処理における処理終了点の検出方法。
【請求項３】
前記基板処理が、プラズマ雰囲気中で基板をドライエッチングする処理であり、
前記計測分光データは、
プラズマ雰囲気中で基板の処理を開始した直後において、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有基本分光データを得る工程と、
基板の処理中に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有計測分光データを得る工程と、
前記プラズマ成分含有計測分光データと前記プラズマ成分含有基本分光データとの差分から変化分光データを得る工程と、
基板の処理前に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、予め得ていた基本分光データに、前記変化分光データを加算して、計測分光データを得る工程と、
から求められる請求項２記載の、基板処理における処理終了点の検出方法。
【請求項４】
プラズマ雰囲気中で基板をドライエッチングして、基板の表面に形成された薄膜を所望膜厚となるまで部分的にまたは全面的に除去する基板処理において、その処理の終了点を検出する方法であって、
プラズマ雰囲気中で基板の処理を開始した直後において、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有基本分光データを得る工程と、
基板の処理中に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有計測分光データを得る工程と、
前記プラズマ成分含有計測分光データと前記プラズマ成分含有基本分光データとの差分から変化分光データを得る工程と、
基板の処理前に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、予め得ていた基本分光データに、前記変化分光データを加算して、計測分光データを得る工程と、
前記計測分光データを、設定された標準分光データと比較するデータ比較工程と、
を含み、
前記プラズマ成分含有計測分光データを得る工程、前記変化分光データを得る工程、前記計測分光データを得る工程および前記データ比較工程を、基板の処理を開始してから時間経過に従って繰り返し行って、前記計測分光データが前記標準分光データと所定範囲内で整合した時点を処理の終了点とすることを特徴とする、基板処理における処理終了点の検出方法。
【請求項５】
基板の表面に対し斜め方向へ光を照射する請求項４記載の、基板処理における処理終了点の検出方法。
【請求項６】
前記標準分光データは、
基板の処理前に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、基本分光データを得る工程と、
一定の処理条件によりプラズマ雰囲気中で基板の処理を開始した直後において、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有基本分光データを得る工程と、
基板の処理中に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有計測分光データを得る工程と、
前記プラズマ成分含有計測分光データと前記プラズマ成分含有基本分光データとの差分から変化分光データを得る工程と、
前記基本分光データに前記変化分光データを加算して、標準分光データを得る工程と、
から求められ、
前記プラズマ成分含有基本分光データを得る工程から前記標準分光データを得る工程までを、基板の処理を開始してから時間経過に従って所定回数だけ繰り返し行って、複数の標準分光データを求めておき、それらの複数の標準分光データのうちから１つの標準分光データが選択されて設定される請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の、基板処理における処理終了点の検出方法。
【請求項７】
基板の表面に形成された薄膜を所望膜厚となるまで部分的にまたは全面的に除去する基板処理方法において、
基板の表面の所定個所へ光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、得られた計測分光データを、設定された標準分光データと比較し、これらの動作を、基板の処理を開始してから時間経過に従って繰り返し行って、得られた計測分光データが標準分光データと所定範囲内で整合した時点で処理を終了することを特徴とする基板処理方法。
【請求項８】
基板の表面に形成された薄膜を所望膜厚となるまで部分的にまたは全面的に除去する基板処理装置において、
基板の表面の所定個所へ光を照射する投光手段と、
基板の表面で反射した光を、基板の処理を開始してから時間経過に従って繰り返し分光して順次計測分光データを得る分光手段と、
この分光手段により順次得られる計測分光データを、設定された標準分光データと順次比較し、計測分光データが標準分光データと所定範囲内で整合した時点を処理の終了点と判定する演算手段と、
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
前記投光手段から基板の表面に対し斜め方向へ光が照射される請求項８記載の基板処理装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の検出方法において、前記基板処理が、プラズマ雰囲気中で基板をドライエッチングする処理であり、前記計測分光データを求めるために、プラズマ雰囲気中で基板の処理を開始した直後において、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有基本分光データを得る工程と、基板の処理中に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有計測分光データを得る工程と、前記プラズマ成分含有計測分光データと前記プラズマ成分含有基本分光データとの差分から変化分光データを得る工程と、基板の処理前に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、予め得ていた基本分光データに、前記変化分光データを加算して、計測分光データを得る工程と、を備えたことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、プラズマ雰囲気中で基板をドライエッチングして、基板の表面に形成された薄膜を所望膜厚となるまで部分的にまたは全面的に除去する基板処理において、その処理の終了点を検出する方法であって、プラズマ雰囲気中で基板の処理を開始した直後において、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有基本分光データを得る工程と、基板の処理中に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有計測分光データを得る工程と、前記プラズマ成分含有計測分光データと前記プラズマ成分含有基本分光データとの差分から変化分光データを得る工程と、基板の処理前に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、予め得ていた基本分光データに、前記変化分光データを加算して、計測分光データを得る工程と、前記計測分光データを、設定された標準分光データと比較するデータ比較工程と、を含み、前記プラズマ成分含有計測分光データを得る工程、前記変化分光データを得る工程、前記計測分光データを得る工程および前記データ比較工程を、基板の処理を開始してから時間経過に従って繰り返し行って、前記計測分光データが前記標準分光データと所定範囲内で整合した時点を処理の終了点とすることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項４記載の検出方法において、基板の表面に対し斜め方向へ光を照射することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項６に係る発明は、請求項３ないし請求項５のいずれかに記載の検出方法において、前記標準分光データを求めるために、基板の処理前に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、基本分光データを得る工程と、一定の処理条件によりプラズマ雰囲気中で基板の処理を開始した直後において、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有基本分光データを得る工程と、基板の処理中に、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、プラズマ成分含有計測分光データを得る工程と、前記プラズマ成分含有計測分光データと前記プラズマ成分含有基本分光データとの差分から変化分光データを得る工程と、前記基本分光データに前記変化分光データを加算して、標準分光データを得る工程と、を備え、前記プラズマ成分含有基本分光データを得る工程から前記標準分光データを得る工程までを、基板の処理を開始してから時間経過に従って所定回数だけ繰り返し行って、複数の標準分光データを求めておき、それらの複数の標準分光データのうちから１つの標準分光データが選択されて設定されることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項７に係る発明は、基板の表面に形成された薄膜を所望膜厚となるまで部分的にまたは全面的に除去する基板処理方法において、基板の表面の所定個所へ光を照射し、基板の表面で反射した光を分光して、得られた計測分光データを、設定された標準分光データと比較し、これらの動作を、基板の処理を開始してから時間経過に従って繰り返し行って、得られた計測分光データが標準分光データと所定範囲内で整合した時点で処理を終了することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
請求項８に係る発明は、基板の表面に形成された薄膜を所望膜厚となるまで部分的にまたは全面的に除去する基板処理装置において、基板の表面の所定個所へ光を照射する投光手段と、基板の表面で反射した光を、基板の処理を開始してから時間経過に従って繰り返し分光して順次計測分光データを得る分光手段と、この分光手段により順次得られる計測分光データを、設定された標準分光データと順次比較し、計測分光データが標準分光データと所定範囲内で整合した時点を処理の終了点と判定する演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項９に係る発明は、請求項８記載の基板処理装置において、前記投光手段から基板の表面に対し斜め方向へ光が照射されることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項３に係る発明の検出方法では、プラズマ雰囲気中で基板をドライエッチングする処理において、基板の表面で反射した光には、基板の表面へ照射されて基板表面で反射した可視光の他、プラズマ光が含まれることになるが、基板の処理中に得られるプラズマ成分含有計測分光データと基板の処理を開始した直後において得られるプラズマ成分含有基本分光データとの差分から変化分光データを得て、基板の処理前に予め得ていた基本分光データに変化分光データを加算して、計測分光データを得るようにしているので、計測分光データにはプラズマ光の成分が含まれないことになる。したがって、プラズマ光による影響を排除して、上記した処理の終了点の検出を確実にかつ容易に行うことが可能になる。
請求項４に係る発明の検出方法によると、プラズマ雰囲気中で基板をドライエッチングする処理において、基板の表面の所定個所へ可視光を照射し、基板の表面で反射した可視光を分光して、各波長成分ごとに反射光強度あるいは反射率が分解された計測分光データ（スペクトル）を得る。ここで、基板の表面で反射した可視光を分光して得られる分光データは、基板上の薄膜の膜厚（薄膜に溝が加工される場合は溝の深さ）に対応して変化する。換言すると、反射光を分光して得られる計測分光データは、処理の進行具合に応じて変化する。そこで、同じパターン、同じ膜種の薄膜が形成された基板を一定の処理条件で処理したときにおける反射光の分光データを予め求めておき、所望膜厚（薄膜に溝が加工される場合は所望の溝深さ）に達する時点、すなわち処理を終了すべき時点の分光データを標準分光データとして設定しておき、基板の処理を開始してから時間経過に従って順次得られる計測分光データを、設定された標準分光データと順次比較する。そして、計測分光データが標準分光データと所定範囲内で整合した時点を処理の終了点とすることにより、処理の終了点を検出することが可能になる。また、この場合において、基板の表面で反射した光には、基板の表面へ照射されて基板表面で反射した可視光の他、プラズマ光が含まれることになるが、基板の処理中に得られるプラズマ成分含有計測分光データと基板の処理を開始した直後において得られるプラズマ成分含有基本分光データとの差分から変化分光データを得て、基板の処理前に予め得ていた基本分光データに変化分光データを加算して、計測分光データを得るようにしているので、計測分光データにはプラズマ光の成分が含まれないことになる。したがって、プラズマ光による影響を排除して、上記した処理の終了点の検出を確実にかつ容易に行うことが可能になる。
請求項５に係る発明の検出方法では、基板の表面に対し斜め方向へ光が照射されることにより、基板の表面に対し斜め方向へ反射した光を分光して、上記したように処理の終了点を検出することが可能になる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項６に係る発明の検出方法では、プラズマ光による影響を排除して、請求項３ないし請求項５に係る各発明の検出方法で用いられる標準分光データを求めることが可能になる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項７に係る発明の基板処理方法においては、請求項１に係る発明の検出方法を利用して、所望の処理量となった時に確実に処理を終了させることが可能になる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項８に係る発明の基板処理装置においては、投光手段から基板の表面の所定個所へ光が照射され、分光手段により、基板の表面で反射した光が、基板の処理を開始してから時間経過に従って繰り返し分光されて、順次計測分光データが得られる。そして、演算手段により、分光手段によって順次得られる計測分光データが、設定された標準分光データと順次比較され、計測分光データが標準分光データと所定範囲内で整合した時点が処理の終了点と判定される。このような動作により処理の終了点を検出して、所望の処理量となった時に確実に処理を終了させることが可能になる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項９に係る発明の基板処理装置では、投光手段から基板の表面に対し斜め方向へ光が照射されることにより、基板の表面に対し斜め方向へ反射した光を分光して、上記したように処理の終了点を検出することが可能になる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
請求項３に係る発明の検出方法では、プラズマ雰囲気中で基板をドライエッチングする処理において、プラズマ光による影響を排除して、上記した処理の終了点の検出を確実にかつ容易に行うことができる。
請求項４に係る発明の検出方法を用いると、プラズマ雰囲気中で基板をドライエッチングして、基板の表面に形成された薄膜を所望膜厚となるまで部分的にまたは全面的に除去する基板処理において、プラズマ光による影響を排除して、処理中に処理の進行具合を正確に管理して処理の終了点を確実にかつ容易に検出することができる。このため、完成品が得られる段階まで不良品を発見することができない、といった問題を解消することができ、また、エッチング量を直接に制御することができるので、薄膜の微細加工に十分に対応することが可能になる。
請求項５に係る発明の検出方法では、上記したように処理の終了点を確実に検出することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
請求項６に係る発明の検出方法では、プラズマ光による影響を排除して、請求項３ないし請求項５に係る各発明の検出方法で用いられる標準分光データを求めることができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
請求項７に係る発明の基板処理方法によると、請求項１に係る発明の検出方法を利用して、所望の処理量となった時に確実に処理を終了させることができるので、完成品が得られる段階まで不良品を発見することができない、といった問題を解消することができ、また、薄膜の微細加工に十分に対応することが可能になる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
請求項８に係る発明の基板処理装置を使用すると、所望の処理量となった時に確実に処理を終了させることができ、請求項７に係る発明の上記効果を得ることができる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
請求項９に係る発明の基板処理装置では、上記したように処理の終了点を検出して、所望の処理量となった時に確実に処理を終了させることができる。