(57)【要約】【課題】プラズマの全体的な発光分布を観測することができる観測用基板を提供する。【解決手段】基板処理システム１０のプロセスモジュール１２における処理空間Ｓのプラズマの発光状態を観測する観測用ウエハ４３は、基部４４と、該基部４４の処理空間Ｓに対向する表面４４ａに配された複数の撮像ユニット４５とを備え、該撮像ユニット４５はレンズ４６と撮像素子４７とを有し、該撮像素子４７は撮影した画像を格納するメモリを有する。【選択図】図３
2009231562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内のプラズマの発光状態を観測する観測用基板であって、
前記処理室内に対向する表面に配された複数の撮像ユニットを備え、該撮像ユニットはレンズと撮像素子とを有し、該撮像素子は撮影した画像を格納するメモリを有することを特徴とする観測用基板。
【請求項２】
前記複数の撮像ユニットがアレイ状に配されていることを特徴とする請求項１記載の観測用基板。
【請求項３】
前記複数の撮像ユニットのうち、少なくとも一部の前記撮像ユニットは前記表面に対して傾斜している前記レンズを有することを特徴とする請求項１又は２記載の観測用基板。
【請求項４】
前記撮像ユニットのメモリは動画画像を格納することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の観測用基板。
【請求項５】
前記撮像ユニットは所定時間経過後に該撮像ユニットによる撮像を開始するスイッチを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の観測用基板。
【請求項６】
前記スイッチは所定量の蓄電後にオンすることを特徴とする請求項５記載の観測用基板。
【請求項７】
前記撮像ユニットは前記レンズ及び前記撮像素子の間に介在する分光器をさらに有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の観測用基板。
【請求項８】
前記表面に配されたレーザ発振器をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の観測用基板。
【請求項９】
前記レンズはその表面に形成された保護膜を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の観測用基板。
【請求項１０】
処理室内のプラズマの発光状態を観測する観測用基板と、該観測用基板を収容する容器とを備える観測システムであって、
前記観測用基板は、処理室内に対向する表面に配された複数の撮像ユニットを有し、該撮像ユニットはレンズと撮像素子とを有し、該撮像素子は撮影した画像を格納するメモリを有し、
前記容器は、前記撮像ユニットのメモリに格納された画像を読み出す画像読み出し部と、該読み出された画像を表示する表示部とを有することを特徴とする観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観測用基板及び観測システムに関し、特に、処理室内に発生するプラズマの発光状態を観測する観測用基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）を収容し且つプラズマを用いて該ウエハに処理を施す処理室を備える基板処理システムが知られている。このような基板処理システムでは、処理室内を減圧し、該処理室内において処理ガスからプラズマを生じさせる。また、基板処理システムでは、異常放電の発生、処理室内部品の消耗や処理室内部品へのデポの多量付着等に起因してプラズマの異常、例えば、プラズマの不均一分布が発生することがある。プラズマの異常が発生すると、ウエハの処理結果に重大な影響を及ぼすため、プラズマの異常の原因を特定し、該原因を解消することが重要である。
【０００３】
異常放電の発生は処理室内部品の焦げ痕を伴うため目視で確認することができ、また、処理室内部品の消耗やデポの多量付着も容易に目視で確認することができるため、従来、プラズマの異常が発生すると基板処理システムを停止させ、処理室の蓋を取り外して処理室内を作業者が目視で確認していた。
【０００４】
ところが、処理室の蓋を取り外すためには処理室内を大気圧にする必要があり、目視による確認後、蓋を取り付けても該処理室内を減圧するために長時間（例えば、２〜３時間）を要していたため、基板処理システムの稼働率の低下を招いていた。
【０００５】
一方、異常放電の発生、処理室内部品の消耗や処理室内部品へのデポの多量付着によって処理室内のプラズマの発光状態が変化することから、プラズマの発光状態を観測して該観測結果からプラズマの異常の原因を特定する方法も行われている。
【０００６】
処理室内のプラズマの発光状態を観測するには、処理室内に小型のカメラを配置することが考えられるが、該カメラを起点とする異常放電が発生する虞がある。また、処理室内の温度を測定するために熱電対を埋め込んだ観測用ウエハが知られており（例えば、非特許文献１参照。）、熱電対の代わりにカメラを該観測用ウエハに埋め込むことも考えられるが、熱電対は外部の測温装置と接続し、データを取り出すためのリード線を必要とするため、単に熱電対の代わりにカメラを観測用ウエハに埋め込んでもデータ取り出し用のリード線が存在し、該リード線のために観測用ウエハを基板処理システム内で搬送するのが困難である。
【０００７】
そこで、現在は、処理室の蓋を取り外すことなく、処理室内のプラズマの発光状態を処理室に設けられた窓（例えば、ビューポート）を介して外部から観測することが行われている。
【非特許文献１】“ウエハ表面温度検出ウエハ（MODEL TCW-800/MODEL TCW-1400）”、[online]、ヒューグルエレクトロニクス株式会社、[平成２０年３月３日検索]、インターネット  <URL: http://www.hugle.co.jp/index.html>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、異常放電の発生、処理室内部品の消耗や処理室内部品へのデポの多量付着は局所的に発生するために、プラズマの異常の原因を特定するためには処理室内のプラズマの全体的な発光分布を観測する必要がある。通常、処理室に設けられた窓は小さく、また、プラズマを側方からしか観測できないのでプラズマの全体的な発光分布を観測するのは困難である。
【０００９】
本発明の目的は、プラズマの全体的な発光分布を観測することができる観測用基板及び観測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載の観測用基板は、処理室内のプラズマの発光状態を観測する観測用基板であって、前記処理室内に対向する表面に配された複数の撮像ユニットを備え、該撮像ユニットはレンズと撮像素子とを有し、該撮像素子は撮影した画像を格納するメモリを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の観測用基板は、請求項１記載の観測用基板において、前記複数の撮像ユニットがアレイ状に配されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の観測用基板は、請求項１又は２記載の観測用基板において、前記複数の撮像ユニットのうち、少なくとも一部の前記撮像ユニットは前記表面に対して傾斜している前記レンズを有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載の観測用基板は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の観測用基板において、前記撮像ユニットのメモリは動画画像を格納することを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載の観測用基板は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の観測用基板において、前記撮像ユニットは所定時間経過後に該撮像ユニットによる撮像を開始するスイッチを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載の観測用基板は、請求項５記載の観測用基板において、前記スイッチは所定量の蓄電後にオンすることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載の観測用基板は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の観測用基板において、前記撮像ユニットは前記レンズ及び前記撮像素子の間に介在する分光器をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載の観測用基板は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の観測用基板において、前記表面に配されたレーザ発振器をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載の観測用基板は、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の観測用基板において、前記レンズはその表面に形成された保護膜を有することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項１０記載の観測システムは、処理室内のプラズマの発光状態を観測する観測用基板と、該観測用基板を収容する容器とを備える観測システムであって、前記観測用基板は、処理室内に対向する表面に配された複数の撮像ユニットを有し、該撮像ユニットはレンズと撮像素子とを有し、該撮像素子は撮影した画像を格納するメモリを有し、前記容器は、前記撮像ユニットのメモリに格納された画像を読み出す画像読み出し部と、該読み出された画像を表示する表示部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１記載の観測用基板によれば、処理室内に対向する表面に配された複数の撮像ユニットはレンズと撮像素子とを有するので、観測用基板の表面に対向する空間に生じるプラズマの全体的な発光分布を観測することができる。また、撮像素子は撮影した画像をメモリに格納するので、観測用基板を処理室から搬出後に撮影した画像を取り出すことができ、もって、データ取り出し用のリード線を無くすことができる。さらに、観測用基板を処理室内に搬入するだけでプラズマの発光状態を観測することができるため、処理室の蓋を取り外す必要性を無くすことができ、もって、基板処理システムの稼働率の低下を防止することができる。
【００２１】
請求項２記載の観測用基板によれば、複数の撮像ユニットがアレイ状に配されているので、観測用基板の表面に対向する空間に生じるプラズマの全体的な発光分布を漏れなく観測することができる。
【００２２】
請求項３記載の観測用基板によれば、少なくとも一部の撮像ユニットは表面に対して傾斜しているレンズを有するので、観測用基板の表面に対向する空間以外の空間に生じるプラズマの発光状態を観測することができる。
【００２３】
請求項４記載の観測用基板によれば、撮像ユニットのメモリは動画画像を格納するので、プラズマの発光状態の時間的変化を観測することができる。
【００２４】
請求項５記載の観測用基板によれば、撮像ユニットは所定時間経過後に該撮像ユニットによる撮像を開始するスイッチを備えるので、観測用基板を処理室内に搬入してから所定時間経過後のプラズマの発光状態を観測することができる。
【００２５】
請求項６記載の観測用基板によれば、スイッチは所定量の蓄電後にオンするので、観測用基板を処理室内に搬入してプラズマに晒し、該プラズマから所定量だけ蓄電させることによってスイッチをオンすることができる。これにより、スイッチにタイマー等を設ける必要がなく、スイッチの構造を簡素にすることができる。
【００２６】
請求項７記載の観測用基板によれば、撮像ユニットはレンズ及び撮像素子の間に介在する分光器をさらに有するので、プラズマからの入射光を分光分析することができ、もって、プラズマの成分を分析してプラズマの異常の原因をより詳細に特定することができる。
【００２７】
請求項８記載の観測用基板によれば、表面に配されたレーザ発振器をさらに備える。該レーザ発振器がプラズマに向けてレーザ光を照射し、撮像ユニットが該レーザ光に起因するプラズマからの入射光を受光することによってプラズマの発光状態を撮影するので、プラズマの自発的な発光を受光する場合よりも鮮明な画像を撮影することができる。
【００２８】
請求項９記載の観測用基板によれば、レンズはその表面に形成された保護膜を有するので、プラズマの発光状態の観測を繰り返し行ってもプラズマによるレンズの消耗を防止することができる。
【００２９】
請求項１０記載の観測システムによれば、観測用基板において処理室内に対向する表面に配された複数の撮像ユニットはレンズと撮像素子とを有するので、観測用基板の表面に対向する空間に生じるプラズマの全体的な発光分布を観測することができる。また、撮像素子は撮影した画像をメモリに格納するので、観測用基板を処理室から搬出後に撮影した画像を取り出すことができ、もって、データ取り出し用のリード線を無くすことができる。さらに、観測用基板を処理室内に搬入するだけでプラズマの発光状態を観測することができるため、処理室の蓋を取り外す必要性を無くすことができ、もって、基板処理システムの稼働率の低下を防止することができる。また、容器において、表示部が観測用基板の撮像ユニットのメモリから読み出された画像を表示するので、プラズマの全体的な発光分布を観測用基板の処理室からの搬出後、直ちに確認することができ、もって迅速にプラズマの異常の原因を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図１は、本実施の形態に係る検査システムが適用される基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。
【００３２】
図１において、基板処理システム１０は、平面視六角形のトランスファモジュール１１と、該トランスファモジュール１１の周囲において放射状に配置された４つのプロセスモジュール１２〜１５と、矩形状の共通搬送室としてのローダーモジュール１６とを備える。
【００３３】
各プロセスモジュール１２〜１５は、半導体デバイス用の基板（以下、「ウエハ」という。）Ｗに所定の処理を施す基板処理装置である。例えば、プロセスモジュール１２はウエハＷにプラズマを用いてエッチング処理を施すエッチング処理装置である。
【００３４】
基板処理システム１０では、トランスファモジュール１１及び各プロセスモジュール１２〜１５は内部の圧力が真空に維持され、ローダーモジュール１６の内部圧力が大気圧に維持される。
【００３５】
トランスファモジュール１１はその内部に屈伸及び旋回自在になされたフロッグレッグタイプの基板搬送ユニット１７を有し、基板搬送ユニット１７は、水平方向に伸縮自在且つ回転自在なアーム１８と、該アーム１８の先端部に接続されてウエハＷを支持する二股状の搬送フォーク１９とを有する。基板搬送ユニット１７は、各プロセスモジュール１２〜１５の間においてウエハＷを搬送する。また、搬送フォーク１９は支持するウエハＷの周縁に当接し、該ウエハＷを安定させる突起状の複数のテーパパッド２０を有する。
【００３６】
ローダーモジュール１６には、２５枚のウエハＷを収容する容器としてのフープ（Front Opening Unified Pod）２１がそれぞれ載置される３つのフープ載置台２２と、フープ２１から搬出されたウエハＷの位置をプリアライメントするオリエンタ２３が接続されている。ローダーモジュール１６は、内部に配置され且つウエハＷを搬送する基板搬送ユニット２６を有し、該基板搬送ユニット２６によってウエハＷを所望の位置に搬送する。
【００３７】
図２は、図１におけるプロセスモジュールの構成を概略的に示す断面図である。
【００３８】
図２において、プロセスモジュール１２は、例えば、直径が３００ｍｍのウエハＷを収容するチャンバ２７（処理室）を有し、該チャンバ２７内にはウエハＷを載置する円柱状のサセプタ２８が配置されている。また、チャンバ２７には排気管２９が接続されている。排気管２９にはＴＭＰ（Turbo Molecular Pump）及びＤＰ（Dry Pump）（ともに図示しない）が接続され、これらのポンプはチャンバ２７内を真空引きして減圧する。
【００３９】
チャンバ２７内のサセプタ２８には下部高周波電源３０が接続されており、該下部高周波電源３０は所定の高周波電力をサセプタ２８に供給する。サセプタ２８の上部には、静電電極板３１を内部に有する台状の静電チャック３２が配置されている。静電チャック３２では、静電電極板３１に直流電源３３が電気的に接続されている。静電電極板３１に正の直流電圧が印加されると、クーロン力又はジョンソン・ラーベック力によってウエハＷが静電チャック３２の上面に吸着保持される。
【００４０】
また、静電チャック３２には、吸着保持されたウエハＷを囲うように、円環状のフォーカスリング３４が載置される。フォーカスリング３４は、導電性部材、例えば、シリコンからなり、サセプタ２８及び後述するシャワーヘッド３５の間の処理空間ＳにおけるプラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、エッチング処理の効率を向上させる。
【００４１】
チャンバ２７の天井部には、サセプタ２８と対向するようにシャワーヘッド３５が配置されている。シャワーヘッド３５には上部高周波電源３６が接続されており、上部高周波電源３６は所定の高周波電力をシャワーヘッド３５に供給する。シャワーヘッド３５は、多数のガス穴３７を有する円板状の天井電極板３８と、該天井電極板３８を釣支するクーリングプレート３９とを有する。シャワーヘッド３５はチャンバ２７の蓋として機能し、チャンバ２７から取り外し可能である。
【００４２】
また、シャワーヘッド３５のクーリングプレート３９の内部にはバッファ室４１が設けられ、このバッファ室４１には処理ガス導入管４２が接続されている。シャワーヘッド３５は、処理ガス導入管４２からバッファ室４１へ供給された処理ガス、例えば、ＣＦ系ガスを含む混合ガスを、ガス穴３７を介して処理空間Ｓへ供給する。
【００４３】
このプロセスモジュール１２では、処理ガスを処理空間Ｓへ供給するとともに、サセプタ２８やシャワーヘッド３５によって処理空間Ｓへ高周波電力を印加して処理ガスからプラズマを発生させ、該プラズマを用いてウエハＷにエッチング処理を施す。
【００４４】
図３は、本実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハの構成を概略的に示す図であり、図３（Ａ）は観測用ウエハ全体の平面図であり、図３（Ｂ）は観測用ウエハの周縁部における拡大断面図である。
【００４５】
図３（Ａ）及び３（Ｂ）において、観測用ウエハ４３は、シリコンからなる、例えば、直径３００ｍｍの円板状の基部４４と、該基部４４の処理空間Ｓに対向する表面４４ａに配置された複数の撮像ユニット４５とを備える。複数の撮像ユニット４５は基部４４の表面４４ａの全面を覆うようにアレイ状に配置されている。
【００４６】
撮像ユニット４５は、例えば、石英からなり、処理空間Ｓと対向するレンズ４６と、該レンズ４６及び表面４４ａの間に介在する撮像素子（例えば、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ）４７とを有し、撮像素子４７はメモリ（図示しない）を有する。各撮像ユニット４５は、該撮像ユニット４５が対向する処理空間Ｓの一部におけるプラズマの発光状態を撮影し、該撮影した発光状態の画像のデータをメモリに格納する。ここで、上述したように、各撮像ユニット４５は基部４４の表面４４ａの全面を覆うため、観測用ウエハ４３に対向する処理空間Ｓにおけるプラズマの全体的な発光分布を撮影することができる。
【００４７】
プラズマの異常は処理空間Ｓにプラズマが発生してから所定時間経過後に発生することがある。これに対応して、本実施の形態では、各撮像素子４７のメモリの容量が動画画像を格納可能な容量に設定されている。これにより、プラズマの発光状態の時間的変化を観測し、プラズマの異常の原因を特定することができる。
【００４８】
また、観測用ウエハ４３の周縁部における裏面４４ｂには、各撮像素子４７のメモリに格納された画像のデータを外部へ読み出すための出力端子４８が配置され、各撮像素子４７及び出力端子４８は配線４９によって接続されている。
【００４９】
観測用ウエハ４３において、各撮像ユニット４５は基部４４へ撮像素子４７を接着し、さらに撮像素子４７へレンズ４６を接着することによって構成されている。観測用ウエハ４３の厚さは、基板処理システム１０における搬送性を考慮して最大で２ｍｍに設定されている。なお、基部４４はシリコンではなく石英によって構成されてもよい。
【００５０】
図４は、図３の観測用ウエハを収容可能な観測用フープの構成を概略的に示す断面図である。該観測用フープは上述したウエハＷ用のフープ２１と同じ外形を有し、各フープ載置台２２に載置可能である。
【００５１】
図４において、観測用フープ５０（容器）は、筐体状の本体５１と、該本体５１内で各観測用ウエハ４３の周縁部を支持するように本体５１の側壁から突出する支持部５２と、各観測用ウエハ４３の撮像ユニット４５のメモリから読み出された画像のデータを処理するコンピュータ５３（画像読み出し部）と、該処理された画像を表示するディスプレイ５４（表示部）とを備える。
【００５２】
観測用フープ５０において、支持部５２は観測用ウエハ４３の出力端子４８と接触する読み出し端子５５を有し、コンピュータ５３は各観測用ウエハ４３の撮像ユニット４５のメモリから撮影されたプラズマの発光分布の画像のデータを、読み出し端子５５を介して読み出し、ディスプレイ５４はプラズマの全体的な発光分布の画像を表示する。
【００５３】
本実施の形態では、観測用ウエハ４３及び観測用フープ５０が観測システムを構成する。
【００５４】
本実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハ４３によれば、処理空間Ｓに対向する基部４４の表面４４ａに配された複数の撮像ユニット４５はレンズ４６と撮像素子４７とを有し、複数の撮像ユニット４５は基部４４の表面４４ａの全面を覆うようにアレイ状に配されているので、処理空間Ｓに生じるプラズマの全体的な発光分布を漏れなく観測することができる。また、撮像素子４７は撮影した画像のデータをメモリに格納するので、観測用ウエハ４３をチャンバ２７から搬出後に撮影した画像のデータを取り出すことができ、もって、画像のデータ取り出し用のリード線を無くすことができる。さらに、観測用ウエハ４３をチャンバ２７内に搬入するだけでプラズマの発光状態を観測することができるため、シャワーヘッド３５を取り外す必要性を無くすことができ、もって、基板処理システム１０の稼働率の低下を防止することができる。
【００５５】
また、本実施の形態に係る観測システムにおける観測用フープ５０によれば、ディスプレイ５４が観測用ウエハ４３の撮像ユニット４５のメモリから読み出された画像を表示するので、プラズマの全体的な発光分布を観測用ウエハ４３のチャンバ２７からの搬出後、直ちに確認することができ、もって、迅速にプラズマの異常の原因を特定することができる。
【００５６】
観測用ウエハ４３では、各撮像ユニット４５のレンズ４６が処理空間Ｓに対向したが、一部の撮像ユニット４５のレンズ４６及び撮像素子４７が基部４４の表面４４ａに対して傾斜していてもよい（図５（Ａ）参照。）。これにより、基部４４の表面４４ａと対向していない空間に生じるプラズマの発光状態も観測することができる。また、観測用ウエハ４３は、基部４４の側部４４ｃに撮像ユニット４５を有していてもよい（図５（Ｂ）参照。）。これにより、処理空間Ｓ以外のより広い範囲に生じるプラズマの発光状態を観測することができる。
【００５７】
さらに、観測用ウエハ４３では、処理空間Ｓにプラズマが発生してから所定時間経過後に発生するプラズマの異常を観測するために、メモリの容量が動画画像を格納可能な容量に設定されているが、メモリの容量を動画画像が格納可能な容量に設定する代わりに、観測用ウエハ４３が所定時間経過後に撮像ユニット４５による撮像を開始するスイッチ（図示しない）を備えていてもよい。これにより、所定時間経過後に発生するプラズマの異常を観測することができる。このとき、スイッチはコンデンサ等を用いて所定量の蓄電後にオンするように構成するのが好ましい。これにより、観測用ウエハ４３を処理空間Ｓに搬入し、プラズマに晒して所定量を蓄電させるだけでスイッチをオンすることができる。これにより、スイッチにタイマー等を設ける必要がなく、スイッチの構造を簡素にすることができる。
【００５８】
さらに、各撮像ユニット４５において、レンズ４６の表面４４ａに保護膜を形成してもよく、これにより、プラズマの発光状態の観測を繰り返し行ってもプラズマによるレンズ４６の消耗を防止することができる。
【００５９】
上述した観測用フープ５０では、コンピュータ５３が各撮像ユニット４５のメモリから読み出された画像のデータを処理したが、観測用フープ５０とは別に設けられたコンピュータによって各撮像ユニット４５のメモリから画像のデータを読み出し、該読み出された画像のデータを処理してもよい。
【００６０】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る観測用基板について説明する。
【００６１】
本実施の形態は、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００６２】
図６は、本実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハの構成を概略的に示す拡大断面図である。
【００６３】
図６において、観測用ウエハ５６は、基部４４の処理空間Ｓに対向する表面４４ａに配置された複数の撮像ユニット５７を備える。各撮像ユニット５７は、基部４４の表面４４ａの全面を覆うようにアレイ状に配置され、基部４４の表面４４ａに対して傾斜しているレンズ４６と、表面４４ａ上に配置された撮像素子４７と、レンズ４６及び撮像素子４７の間に介在するプリズム５８とを有する。
【００６４】
撮像ユニット５７において、レンズ４６を透過した処理空間Ｓにおけるプラズマからの入射光はプリズム５８によって分光され、該分光された入射光が撮像素子４７に到達する。したがって、撮像素子４７のメモリは分光されたプラズマからの入射光の画像のデータを格納する。その後、観測用ウエハ５６を観測用フープ５０に格納した際、観測用フープ５０のディスプレイ５４は分光されたプラズマからの入射光を表示する。すなわち、プラズマからの入射光を容易に分光分析することができる。
【００６５】
本実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハ５６によれば、プラズマからの入射光を容易に分光分析することができ、もって、プラズマの成分を分析してプラズマの異常の原因をより詳細に特定することができる。
【００６６】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る観測用基板について説明する。
【００６７】
本実施の形態も、その構成、作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００６８】
図７は、本実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハの構成を概略的に示す拡大断面図である。
【００６９】
図７において、観測用ウエハ５９は、基部４４の処理空間Ｓに対向する表面４４ａに配置された複数の撮像ユニット４５と、同表面４４ａにおいて各撮像ユニット４５と隣接するように配された複数のレーザ発振器（例えば、半導体レーザ発振器）６０とを備える。
【００７０】
各レーザ発振器６０は処理空間Ｓにおける該レーザ発振器６０が対向する部分のプラズマに向けてレーザ光を照射する。このとき、プラズマはレーザ光に起因して発光する。また、各撮像ユニット４５は隣接するレーザ発振器６０に対向する部分のプラズマからの入射光を受光する。プラズマからの入射光の受光量はプラズマに照射されるレーザ光の光量に依存するため、レーザ光の光量を大きくすることによってプラズマからの入射光の光量を大きくすることができる。
【００７１】
本実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハ５９によれば、照射するレーザ光の光量によってプラズマからの入射光の光量を調整することができるため、プラズマの自発的な発光を受光する場合よりも鮮明な画像を撮影することができる。これにより、プラズマの異常の原因をより詳細に特定することができる。
【００７２】
上述した各実施の形態では、観測用ウエハ４３（５６，５９）の各撮像ユニット４５（５７）の撮像素子４７がメモリを有したが、観測用ウエハが外部装置と通信可能な無線通信装置を備えてもよい。これにより、撮影したプラズマの発光分布の画像のデータを、観測用ウエハをチャンバ２７から搬出することなく、外部装置に送信することができ、もって、処理空間Ｓにおけるプラズマの発光分布をリアルタイムで観測することができる。この場合、処理空間Ｓには高周波電力が印加されるため、外部装置との通信に用いる電波の周波数は、高周波電力の周波数と異なるように設定するのがよい。これにより、外部装置との通信を確実に行うことができる。
【００７３】
また、上述した各実施の形態では、観測用ウエハ４３（５６，５９）によって処理空間Ｓのプラズマの発光分布を観測したが、チャンバ２７内においてプラズマを生じさせることなく、観測用ウエハ４３（５６，５９）によってチャンバ２７内の状態を観測してもよく、さらに、トランスファモジュール１１やローダーモジュール１６内の状態を観測してもよい。この場合、観測用ウエハ４３（５６，５９）を基板搬送ユニット１７，２６によって所望の位置に移動させるのが好ましい。
【００７４】
さらに、上述した各実施の形態ではエッチング処理時のプラズマの発光分布を観測したが、他のプラズマ処理、例えば、ＣＶＤ処理におけるプラズマの発光分布を観測してもよい。
【００７５】
なお、上述した各実施の形態では、エッチング処理が施される基板が半導体ウエハＷであったが、エッチング処理が施される基板はこれに限られず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等のガラス基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態に係る検査システムが適用される基板処理システムの構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１におけるプロセスモジュールの構成を概略的に示す断面図である。
【図３】本実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハの構成を概略的に示す図であり、図３（Ａ）は観測用ウエハ全体の平面図であり、図３（Ｂ）は観測用ウエハの周縁部における拡大断面図である。
【図４】図３の観測用ウエハを収容可能な観測用フープの構成を概略的に示す断面図である。
【図５】図３の観測用ウエハの変形例を示す図であり、図５（Ａ）は第１の変形例を示し、図５（Ｂ）は第２の変形例を示す。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハの構成を概略的に示す拡大断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る観測用基板としての観測用ウエハの構成を概略的に示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｓ  処理空間
Ｗ  ウエハ
１０  基板処理システム
２７  チャンバ
４３，５６，５９  観測用ウエハ
４５，５７  撮像ユニット
４６  レンズ
４７  撮像素子
５０  観測用フープ
５３  コンピュータ
５４  ディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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