(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英基板の片面上に透明導電膜によるヒーター回路を形成し、その上に接着剤を介して保護カバー板を貼り張り合わせたビューポートにおいて、可視光線および紫外線を導く径路を石英棒で形成し、これを前記石英基板と接着剤で固定し、前記保護カバー板と前記石英で形成された径路は接着剤を使用しないで密着させることを特徴とするビューポート。
【請求項２】
上記請求項１の接着剤は、光学用のエポキシ系接着剤であることを特徴とするビューポート。
【請求項３】
上記請求項１の保護カバー板は、厚さ０．５ｍｍ〜１．５ｍｍのサファイアから成ることを特徴とするビューポート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に載置されているビューポートに係り、詳しくは、内蔵したヒーターによりビューポート自身が発熱する構造を持ったビューポートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体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としてはたらくが、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、透明性、強度、耐熱性、価格等を考慮して、石英の単板により作成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のビューポートは、短期的には要求性能を満足させるものの、以下に述べるように、連続使用できる時間が非常に短いという欠点を持っていた。
【０００５】
以下に、装置の連続稼働時間が短くなる理由を述べる。すなわち、エッチング処理時に発生する反応副成物は、温度の低いチャンバー壁面やビューポート面に堆積する。このとき、ビューポートに堆積する反応副成物は、一般的には紫外線を吸収するため、ビューポートの紫外線透過率が低下してしまい、終端検出に支障をきたすことになる。そのため、一定の期間ごとに装置の稼働を停止し、ビューポートの交換、清掃が必要となっていた。
【０００６】
又、石英は安価では有るがプラズマ、特にフッ素系のラジカルに対しては耐性が低いため、ラジカルに曝されるビューポートのチャンバー内面側が侵食を受け、短時間で表面が荒らされる。このため、乱反射により紫外線の透過が阻害され、上記と同様に、交換，清掃が必要であった。このことを解決するために、石英板にサファイアを機械的に組み合わせたものもあるが、石英の場合と同様に反応副成物の堆積は避けられず、装置の連続稼働が短くなることが避けられなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の課題を解決するために考案されたもので、以下に述べる技術的手段により構成される。
【０００８】
本発明のビューポートは図１で示すように、基板、薄膜ヒーター層、接着剤、保護カバー、給電電極、石英棒および端子により構成される。まず、基板上に薄膜ヒーター層として透明導電膜の回路パターンを真空蒸着及びエッチングにより形成する。基板１としては、石英、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が、ビューポート全面に大気圧がかかるため、面積相当の耐性を持った厚さを要する（７〜１５ｍｍ）。そのため、紫外線透過性能や材料費から考えて本発明の基板材料としては石英が最も適している。石英棒は接着剤によりその側面は固定されるが、保護カバーとの間には接着剤はなく、それらは密着しているだけである。紫外線が接着剤で吸収されないようにするためである。
【０００９】
基板上に形成する薄膜ヒーター層としては、酸化スズ、ＩＴＯなどの透明導電膜が使用できるが、耐熱性の優れた酸化スズの透明導電膜が好ましい。この薄膜ヒーターは、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される。
【００１０】
又、この薄膜ヒーターに電力を供給するための端子部は、使用中の断線事故を防止するため、図４で示すような方法によって構成される。
すなわち、基板上の薄膜ヒーターへの給電電極の両端が位置する部分に貫通穴、またはネジ穴を設け、ここに真鍮、銅、コバールなど金属製の端子を挿入するか、またはネジ込む。このとき端子と基板、及び薄膜ヒーターとの間は、銀ペースト、または導電性エポキシ接着剤などを塗っておき、機械的・電気的な接続をより強固なものととすることが望ましい。
【００１１】
そして、基板上の薄膜ヒーター面に保護カバー用のサファイアの薄板を接着剤により貼り合わせる。保護カバーを接着するための接着剤としては、エポキシ系、アクリル系、またはシリコーン系等の接着材が使用できるが、紫外線に依る劣化や耐熱性を考慮すると、エポキシ系の光学用接着剤を使用するのが好ましい。また、保護カバーとしては、サファイア、石英等が使用できるが、チャンバー内部においてプラズマアタックから防御するためには、サファイアを用いるのが好ましい。このサファイア製保護カバーは導電膜ヒーターの加熱効率を上げるため、およびコストの低減のため、厚みとしては０．５ｍｍ〜１．５ｍｍのものが好ましい。
【００１２】
【実施例１】
以下に本発明に係る実施例につき、説明図に基づいて説明する。
図２は、本実施例のビューポートの側断面分解図である。基板▲１▼として２００×５０×９ｍｍの石英板を使用し、２００×５０ｍｍ面を両面とも鏡面仕上げとした。基板▲１▼上で給電電極▲５▼と端子用Ｍ３ボルト▲７▼が接続される位置２カ所に貫通のＭ３タップ▲２▼を、また、装置搭載時に測定プローブを設置する部分に直径１０ｍｍの貫通穴▲３▼を設けた。
そして、薄膜ヒーター層▲４▼として真空蒸着によりこの基板の片面上に酸化スズの透明導電膜を形成した。
【００１３】
また図３に示す通り、薄膜ヒーター層▲４▼の両端に銀ペーストを塗布して給電電極▲５▼を形成し、さらに、図４に示す通りＭ３タップ穴▲２▼に銀ペースト▲６▼を塗布したうえで端子用Ｍ３ボルト▲７▼をネジ込んだ。そして、これを１８０℃で焼成して薄膜ヒーター層▲４▼−給電電極▲５▼−端子用Ｍ３ボルト▲７▼の電気的導通をとり、最後にＭ３ボルト▲７▼にリード線▲１２▼を半田付け▲１１▼により取り付けた。
【００１４】
図２に示す通り、保護カバー▲８▼としては、２００×５０×１ｍｍのサファイア板を作成し、これを接着剤▲９▼として光学用エポキシ接着剤（エポキシテクノロジー社製：３０１−２）を用いて石英製の基板▲１▼に張り合わせた。そして基板▲１▼側にあいている直径１０ｍｍの穴に直径１０ｍｍ、長さ９ｍｍの石英棒▲１０▼を挿入、接着した。接着に際しては、基板▲１▼の穴内側面と石英棒▲１０▼の側面のみを接着し、穴の底面に位置する保護カバー▲８▼の面には接着剤が付着しないようにした。これは、測定プローブを配置する部分の紫外線透過率をできるだけ良くするためである。すなわち、本実施例で終端検出に使用する波長は２５０ｎｍ付近であるが、図５に示すの酸化スズ膜の紫外線透過特性，および図６に示すエポキシ接着剤の紫外線透過特性からわかる通り、酸化スズ膜、エポキシ接着剤共に紫外線透過の障害になるためである。
【００１５】
このように製作したビューポートと石英単板のビューポートとをエッチング装置の実機にセットし連続稼働時間の比較テストを行った。本発明のビューポートは回路パターンに対し、１００Ｖ×１５Ｗの電力を供給し、ビューポート面の温度を１１０℃に保持した。石英単板のビューポートは５０時間後、反応副成物の堆積の為に装置の稼働が出来なくなった。本発明のビューポートを使用した場合は、装置の１，５００時間の連続稼働が出来た。使用後のビューポートを取り外して確認したところ、反応副成物の多少の堆積は認められたものの、ラジカルのアタックによる内側表面の荒れはごく僅かであった。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によって次のように優れたビューポートを提供出来た。すなわちビューポート本体内に発熱層を設け、ビューポート自身が発熱するような構造にしたことにより、反応副成物の堆積速度を大幅に低下させることが出来た。又、ビューポート内面のラジカルと接触する面にサファイア製の保護カバーを設けたことにより、ラジカルのアタックを防御する事が出来た。これらによって装置の連続稼働時間を大幅に延長する事が可能になった。さらに、石英棒と保護カバーの間には接着剤は使用しないで密着させ、石英棒は石英基板のみに接着剤により固定することで、紫外線を減衰することなく導くことを可能に出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるビューポートの構成図である。
【図２】本発明におけるビューポートの側断面の拡大図である。
【図３】本発明における薄膜ヒーター層、及び給電電極の外観図である。
【図４】本発明における給電電極と端子の接合方法を示す構成図である。
【図５】本発明における酸化スズ膜の紫外線透過特性図である。
【図６】本発明におけるエポキシ接着剤の紫外線透過特性図である。
【符号の説明】
▲１▼基板、▲２▼Ｍ３タップ、▲３▼貫通穴、▲４▼薄膜ヒーター層、▲５▼給電電極、▲６▼銀ペースト、▲７▼端子用Ｍ３ボルト、▲８▼保護カバー、▲９▼接着剤、▲１０▼石英棒、▲１１▼導電ペースト、▲１２▼リード線
【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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