(57)【要約】【課題】      本発明の課題は、ビューポートを構成している接着行程をなくし、製造コストを下げ、さらに紫外線の透過率を向上させることである。【解決手段】      ビューポートの保護膜をエアロゾルデポジションによるアルミナあるいはイットリアなどの薄膜セラミックで形成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に透明でかつ導電性の薄膜ヒーター層を有すビューポートにおいて、前記薄膜ヒーター層を保護する膜が、エアロゾルデポジションで形成されたセラミック薄膜であることを特徴とするビューポート。
【請求項２】
前記セラミック膜はアルミナ、イットリア、マグネシア、ジルコニアから選ばれた少なくとも一種以上の材質から選ばれたセラミック薄膜であることを特徴とする、請求項１に記載のビューポート。
【請求項３】
前記セラミック膜は厚さが３００ｎｍ〜１０μｍのセラミック薄膜であることを特徴とする、請求項１〜２に記載のビューポート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】      本発明は、半導体製造装置等に載置されている、内蔵したヒーターによりビューポート自身が発熱する機能を有すビューポートの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】      半導体素子製造に用いられるプラズマエッチング装置においては、処理工程をチャンバーの外部から確認して管理するために、チャンバーの壁面にビューポートが載置されている。このビューポートは、チャンバー内部の様子を目視確認する際の覗き窓、およびプラズマエッチング処理の終端検出のための紫外線透過窓であるが、特に紫外線透過窓としての機能は重要である。終端検出とは、プラズマの発光スペクトルが被エッチング物の組成によって決まっていることを利用した技術で、プラズマの発光スペクトルをモニターしてその変化を検出することにより、被エッチング層とその下層との境界を検出してエッチング処理を止めるタイミングを決めようとするものである。具体的には、ビューポートを透過してチャンバー外に放出される紫外線をビューポートの外側に置かれた測定用プローブにより受光し、これを分光器で分析してスペクトルの変化を読みとり、さらにそこから得られた情報に基づいてエッチング状態を制御する。【０００３】      従来の、ビューポートは、石英製の基板に酸化錫の透明電極を形成し、その上にサファイア製の保護板を接着剤により貼り付けることにより作成されていた。公開実用新案平２−８１０３８号公報では石英の基板上に酸化錫又はＩＴＯ膜を形成し、その上に絶縁性のシリコーンレジン、シリコーンゴム等を接着している。特開平１−２３２７２５号公報では前記同様の基板上に通常のヒーターを接着剤で貼り付けられた構成のものが開示されている。特開２００１−１３５６２１号公報は本発明者らの創作で、ヒーター電極を有す石英基板と保護層であるサファイア板の固定は接着剤によるが、紫外線をより良く通過させるためその受光部分には接着剤がなく、密着構造としたものが開示されている。【０００４】      これらいずれの場合においても接着剤によりビューポートを形成しているが、手作業であることにより製造コストが高いこと、信頼性の観点では接着剤の紫外線による劣化の問題、さらにより良く紫外線を透過させる要求等が改善の対象となってきている。【０００５】
【特許文献１】公開実用新案平２−８１０３８号公報
【特許文献２】特開平１−２３２７２５号公報
【特許文献３】特開２００１−１３５６２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】      本発明の課題は、ビューポートを構成している接着行程をなくし、製造コストを下げ、さらに紫外線の透過率を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】      請求項１に記載の発明は、基板の上に透明でかつ導電性の薄膜ヒーター層を有すビューポートにおいて、前記薄膜ヒーター層を保護する膜が、エアロゾルデポジションで形成されたセラミック薄膜であることを特徴とするビューポートである。本発明のビューポートは、基板、薄膜ヒーター層、給電電極、端子そして保護膜により構成される。基板としては、石英若しくはサファイア等紫外、可視光の波長域において吸収が少ないものであれば良い。真空処理室のビューポートとするためビューポート全面に大気圧がかかる。したがって、大気圧力に耐えるためその面積相当の厚さを要する。例えばビューポートの直径が１０ｃｍ以下の場合、その厚みは１５ｍｍ程度以下で十分である。紫外線透過性能や材料費の観点から、基板の材料としては石英が最も適している。薄膜ヒーター層としては、酸化錫あるいはＩＴＯ等の透明導電膜が使用できるが、耐熱性の観点から酸化錫の透明導電膜が好ましい。この薄膜ヒーター層は、ビューポート全体の熱容量、放熱量、保持温度などを考慮して、線幅、全長、膜厚を最適に設計された回路パターンにて基板上に形成する。端子部は薄膜ヒーター層に電力を供給するためのもので、使用中の断線事故を防止し機械的・電気的に強固な接続とするための工夫がほどこされる。給電電極は端子部と薄膜ヒーター層の間の電気的接続を行うものである。保護膜は薄膜ヒーター層や給電電極の上部に形成し、ビューポートを取り付ける真空処理室で発生するプラズマに対しそれらの部材を保護し、かつ基板と同様可視光線と紫外線を良好に透過させる。この保護膜は薄くかつ前記両光線に対し透過性を保つ必要があるため、エアロゾルデポジション法によりセラミック薄膜で形成する。【０００８】      エアロゾルデポジション法とは、セラミック等の微粒子をガス中に分散させ、エアロゾル化したものを高速で基板に吹き付けてセラミック膜等を形成する方法で、衝撃結合効果を利用したコーティング技術である。この技術の特色は従来の溶射法のように微粒子等を高温にする必要がないため酸化などの懸念がなく微粒子の材料特性を維持できること、エアロゾル化できれば原理的にどのような種類のセラミック膜でも形成できる等の利点がある。又微粒子としては平均粒径が５ｎｍ〜２μｍの範囲のものを使用するので、従来の溶射法に比べより薄い膜の形成が可能である。キャリアのガスとしてはアルゴン、ネオン若しくはヘリウムなどの不活性ガス又は窒素が用いられる他、使用する微粒子の種類によって酸素や空気なども使用できる。吹き付けガスの圧力は通常２〜６ｋｇ／ｃｍ２で、このとき噴出速度はおよそ１００〜６００ｍ／ｓｅｃに達する。【０００９】      請求項２に記載の発明は、セラミック膜はアルミナ、イットリア、マグネシア、ジルコニアから選ばれた少なくとも一種以上の材質から選ばれたセラミック薄膜であることを特徴とする、請求項１に記載のビューポートである。耐プラズマ性、化学的安定性の観点からはアルミナまたはイットリアが優れており、高温耐性の観点からはイットリアが最も優れている。マグネシアやジルコニアは微量前記のセラミックに添加してその構造を安定させる働きがある。【００１０】      前記セラミック膜は厚さ���３００ｎｍ〜１０μｍのセラミック薄膜であることを特徴とする、請求項１〜２に記載のビューポートである。セラミック薄膜が３００ｎｍ以下では耐プラズマ性の観点からビューポートの寿命が短くなりすぎ、交換頻度が高くなる。１０μｍ以上では光学的な観点からセラミック薄膜の紫外線や可視光線に対する透光性が悪化することが懸念される。従来のビューポートの場合この保護膜としてはサファイアなどの薄板が使用されていたが、その厚さは１ｍｍ程度であった。
【発明の効果】
【００１１】      本発明により、保護膜を接着剤で貼り付ける行程をなくすことができるので、接着剤の劣化による不安定性や故障、さらには紫外線や可視光線の透過率の劣化を皆無に出来る。保護膜をセラミック薄膜とすることで、従来のような高価なサファイア材を使用する必要がなくなるため、前述の効果と絡めて製造コストが低減できる。保護膜は薄膜であるのでビューポート全体の質量を適正に最小化できるため、薄膜ヒーター層に印加する電力を低減でき、薄膜ヒーター層自身の発熱容量も低減化できる。保護膜は薄いため、紫外線や可視光線の透過率を高めることができ、当該モニターの受光感度を高めることができる。
【発明の実施するための最良の形態】
【実施例１】
【００１２】      以下、本発明の実施例１の形態を図１に基づいて説明する。【００１３】      図１（ａ）に実施例１の断面図、図１（ｂ）にその平面図を示す。基板１は石英製の１００ｍｍ×２５ｍｍの大きさで、厚みは９ｍｍである。中央部は石英棒４が接着層５によって基板１に固定されている。石英棒４の先端面は薄膜ヒーター層２あるいは接着層５がなく、保護膜３に直接面する構造となっている。石英製の基板１の両面は鏡面仕上げにする。光の透過性を良くするためと、後の行程での膜付けを良くするためである。基板１には給電用の端子７を接続するため、端子ねじ込み部６を形成する。Ｍ３タップの下孔をあけた後、同タップを基盤１に２つ設けた。薄膜ヒーター層２は真空蒸着により基板１の片面に酸化錫の透明導電膜により形成した。薄膜ヒーター層２の厚みは１μｍとし、ヒーター容量２０Ｗとした。供給電極９は薄膜ヒーター層２の端部に銀ペーストを塗布することにより２つのそれぞれの端子７に対応するよう形成し、Ｍ３ねじに銀ペーストを塗布し端子ねじ込み部６に締め付け、これを１８０℃で焼成して導通をとった。リード線８は後に半田付けにより導電線をＭ３ねじに固定した。一方保護膜３はエアロゾルデポジション法により形成した。保護膜３の材質はイットリアで膜厚は０．５μｍである。エアロゾルデポジション法の条件は微粒子平均粒径が１００ｎｍ、吹きつけガスはヘリウム、ガス圧５ｋｇ／ｃｍ２、噴出速度は４００ｍ／ｓｅｃであった。実施例１のビューポート５０は以上のとおり製作された。
【産業上の利用可能性】
【００１４】      本発明のビューポートは半導体製造装置のエッチングや成膜のためのプラズマ処理装置に適用できる。また他のプラズマ装置たとえばイオン源やイオンビームのビームラインの覗き窓、あるいは溶鉱炉や焼却炉などの厳しい高温環境で使用する炉の覗き窓、宇宙空間で使用するための衛星、ロケットなどの覗き窓として利用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例のビューポート。（ａ）断面図、（ｂ）平面図。
【符号の説明】
【００１６】１    基板
２    薄膜ヒーター層
３    保護膜
４    石英棒
５    接着層
６    端子ねじ込み部
７    端子
８    リード線
９    供給電極
５０  ビューポート
【図１】
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