JP3345590B2 - 基板処理方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に所定
の処理を行う基板処理方法及び装置に係り、特に、半導
体基板の表面状態を製造現場においてその場測定（in-s
itu monitoring）することで、その結果に基づいて処理
条件を制御し或いは処理の終点を検出しうる基板処理方
法及び装置に関する。
の処理を行う基板処理方法及び装置に係り、特に、半導
体基板の表面状態を製造現場においてその場測定（in-s
itu monitoring）することで、その結果に基づいて処理
条件を制御し或いは処理の終点を検出しうる基板処理方
法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体装置では、素子の微細化と
デバイスの三次元化が進行しており、微細領域或いは急
峻な段差部への洗浄溶液の侵入や置換が困難となってい
る。このため、微細化が更に進む今後の展望として、薬
液を使用しないドライ洗浄技術が注目されている。
デバイスの三次元化が進行しており、微細領域或いは急
峻な段差部への洗浄溶液の侵入や置換が困難となってい
る。このため、微細化が更に進む今後の展望として、薬
液を使用しないドライ洗浄技術が注目されている。
【０００３】ドライ洗浄技術とは、汚染物質を分解し或
いは解離するための照射光、例えば紫外線を半導体基板
に照射し、或いは、紫外線の照射とともに活性種の導入
を行い、半導体基板上に付着した汚染物質を分解除去す
る技術である。例えば、シリコン基板上の有機物に起因
する付着物の除去には、オゾン或いは紫外線励起した酸
素との反応が有効である。酸素分子は２４２ｎｍ以下の
波長の光で原子状態酸素に分解する。このように生成さ
れた原子状態酸素は付着有機物を酸化し、蒸気圧の高い
Ｈ2Ｏ、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2などに分解する。また、紫外
線照射により、Ｃ−Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｏなどの有機物の
結合を解離することができる。これにより、半導体基板
上の汚染物質を除去することができる。
いは解離するための照射光、例えば紫外線を半導体基板
に照射し、或いは、紫外線の照射とともに活性種の導入
を行い、半導体基板上に付着した汚染物質を分解除去す
る技術である。例えば、シリコン基板上の有機物に起因
する付着物の除去には、オゾン或いは紫外線励起した酸
素との反応が有効である。酸素分子は２４２ｎｍ以下の
波長の光で原子状態酸素に分解する。このように生成さ
れた原子状態酸素は付着有機物を酸化し、蒸気圧の高い
Ｈ2Ｏ、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2などに分解する。また、紫外
線照射により、Ｃ−Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｏなどの有機物の
結合を解離することができる。これにより、半導体基板
上の汚染物質を除去することができる。
【０００４】ドライ洗浄過程において半導体基板表面の
状態を知ることは、最適な照射光量、照射時間、活性種
の供給量などのパラメータを制御するうえできわめて有
用である。このため、半導体基板の表面状態を製造現場
においてその場測定し、その結果に基づいて動作パラメ
ータを制御しうるドライ洗浄方法及び装置が望まれる。
状態を知ることは、最適な照射光量、照射時間、活性種
の供給量などのパラメータを制御するうえできわめて有
用である。このため、半導体基板の表面状態を製造現場
においてその場測定し、その結果に基づいて動作パラメ
ータを制御しうるドライ洗浄方法及び装置が望まれる。
【０００５】一方、半導体基板上に素子構造を形成する
ためのパターニング工程にはプラズマエッチング技術が
広く用いられている。また、近年の半導体装置では素子
の微細化とデバイスの三次元化が進行しており、微細領
域或いは急峻な段差部への洗浄溶液の侵入や置換が困難
となっている。このため、薬液を使用しない洗浄方法と
して、プラズマエッチングを利用したドライ洗浄技術が
注目されている。
ためのパターニング工程にはプラズマエッチング技術が
広く用いられている。また、近年の半導体装置では素子
の微細化とデバイスの三次元化が進行しており、微細領
域或いは急峻な段差部への洗浄溶液の侵入や置換が困難
となっている。このため、薬液を使用しない洗浄方法と
して、プラズマエッチングを利用したドライ洗浄技術が
注目されている。
【０００６】ここで、プラズマエッチングとは反応性ガ
スプラズマを利用したドライエッチング技術であり、主
として中性活性種の作用によって被加工対象物を除去す
るものである。
スプラズマを利用したドライエッチング技術であり、主
として中性活性種の作用によって被加工対象物を除去す
るものである。
【０００７】プラズマエッチングの過程は、気相から輸
送されるラジカルなイオンなどのインフラックスと、半
導体基板表面からのアウトフラックスの吸着、反応及び
脱離過程との間のダイナミックなバランスによって決定
されている。したがって、プラズマエッチングプロセス
において、半導体基板表面における吸着状態、化学結合
状態、反応層の構造や厚みなどを知ることは、最適なプ
ラズマエッチング条件の設定やプラズマエッチングの終
点検出のための設定を行ううえで有効である。このた
め、半導体基板の表面状態を製造現場においてその場測
定し、その結果に基づいて動作パラメータを制御しうる
プラズマエッチング方法及び装置が望まれる。
送されるラジカルなイオンなどのインフラックスと、半
導体基板表面からのアウトフラックスの吸着、反応及び
脱離過程との間のダイナミックなバランスによって決定
されている。したがって、プラズマエッチングプロセス
において、半導体基板表面における吸着状態、化学結合
状態、反応層の構造や厚みなどを知ることは、最適なプ
ラズマエッチング条件の設定やプラズマエッチングの終
点検出のための設定を行ううえで有効である。このた
め、半導体基板の表面状態を製造現場においてその場測
定し、その結果に基づいて動作パラメータを制御しうる
プラズマエッチング方法及び装置が望まれる。
【０００８】このように、半導体基板の表面状態を知る
ことは、ドライ洗浄技術やプラズマエッチング技術にお
いてのみならず様々な面から要請されており、従来から
種々の測定方法が提案され、一部で実用化されている。
ことは、ドライ洗浄技術やプラズマエッチング技術にお
いてのみならず様々な面から要請されており、従来から
種々の測定方法が提案され、一部で実用化されている。
【０００９】例えば、赤外線を用いた半導体基板内部の
多重反射により表面状態を測定する技術としては、例え
ば米国のパーキン・エルマー（Perkin-Elmer）社などか
ら専用のＦＴ−ＩＲ（赤外フーリエ分光）装置として販
売されている。また、その応用範囲を広げるために、例
えば英国のグラスビー（Graseby Specac Limited）社な
どから多様なアクセサリーが販売されている。
多重反射により表面状態を測定する技術としては、例え
ば米国のパーキン・エルマー（Perkin-Elmer）社などか
ら専用のＦＴ−ＩＲ（赤外フーリエ分光）装置として販
売されている。また、その応用範囲を広げるために、例
えば英国のグラスビー（Graseby Specac Limited）社な
どから多様なアクセサリーが販売されている。
【００１０】このような装置を用いた従来の表面状態測
定方法は、例えば図１１（ａ）に示すように被処理基板
１０２を例えば４０ｍｍ×１０ｍｍ程度の大きさの短冊
状に切断し、赤外光源１０４から発せられた赤外線を被
処理基板１０２を透過させて基板表面の状態を測定し、
或いは、例えば図１１（ｂ）に示すようにテーパ状に加
工した被処理基板１０２の端面から赤外線を入射して基
板内部で多重反射させることにより基板の表面状態を測
定し、或いは、例えば図１１（ｃ）に示すように被処理
基板１０２の上部に配されたプリズム１０６を介して基
板内部に赤外線を入射して基板内部で多重反射させるこ
とにより基板の表面状態を測定するものであった。
定方法は、例えば図１１（ａ）に示すように被処理基板
１０２を例えば４０ｍｍ×１０ｍｍ程度の大きさの短冊
状に切断し、赤外光源１０４から発せられた赤外線を被
処理基板１０２を透過させて基板表面の状態を測定し、
或いは、例えば図１１（ｂ）に示すようにテーパ状に加
工した被処理基板１０２の端面から赤外線を入射して基
板内部で多重反射させることにより基板の表面状態を測
定し、或いは、例えば図１１（ｃ）に示すように被処理
基板１０２の上部に配されたプリズム１０６を介して基
板内部に赤外線を入射して基板内部で多重反射させるこ
とにより基板の表面状態を測定するものであった。
【００１１】しかしながら、これら測定方法は、被測定
対象基板を短冊状に切断するか、基板に追加工するか、
或いは、基板上部にプリズムを配置する必要があり、半
導体装置の製造現場におけるその場測定に使用すること
はできなかった。
対象基板を短冊状に切断するか、基板に追加工するか、
或いは、基板上部にプリズムを配置する必要があり、半
導体装置の製造現場におけるその場測定に使用すること
はできなかった。
【００１２】また、半導体基板上の有機汚染を検出する
他の測定方法としては、加熱脱離ＧＣ／ＭＳ（Gas Chro
matography/Mass Spectroscopy）、ＡＰＩＭＳ（Atmosp
heric Pressure Ionization Mass Spectroscopy）、Ｔ
ＤＳ（Thermal Desorption Spectroscopy）などが知ら
れている。しかしながら、これらの測定方法は、今後展
開される直径３００ｍｍ以上の大型基板を直接観察する
ことができないこと、真空雰囲気が必要なこと、スルー
プットが悪いこと、などの理由により半導体装置の製造
現場におけるその場測定に使用するには適していなかっ
た。
他の測定方法としては、加熱脱離ＧＣ／ＭＳ（Gas Chro
matography/Mass Spectroscopy）、ＡＰＩＭＳ（Atmosp
heric Pressure Ionization Mass Spectroscopy）、Ｔ
ＤＳ（Thermal Desorption Spectroscopy）などが知ら
れている。しかしながら、これらの測定方法は、今後展
開される直径３００ｍｍ以上の大型基板を直接観察する
ことができないこと、真空雰囲気が必要なこと、スルー
プットが悪いこと、などの理由により半導体装置の製造
現場におけるその場測定に使用するには適していなかっ
た。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記従来
の測定方法は破壊的な方法であるため半導体装置の製造
現場におけるその場測定には使用することができず、或
いは、大型の半導体ウェーハを測定するには不向きであ
り、ドライ洗浄の動作パラメータを制御するためにドラ
イ洗浄時に行う半導体基板上の表面状態のその場測定に
は適用できなかった。また、プラズマエッチングの動作
パラメータを制御するためにプラズマエッチング時に行
う半導体基板上の表面状態のその場測定には適用できな
かった。
の測定方法は破壊的な方法であるため半導体装置の製造
現場におけるその場測定には使用することができず、或
いは、大型の半導体ウェーハを測定するには不向きであ
り、ドライ洗浄の動作パラメータを制御するためにドラ
イ洗浄時に行う半導体基板上の表面状態のその場測定に
は適用できなかった。また、プラズマエッチングの動作
パラメータを制御するためにプラズマエッチング時に行
う半導体基板上の表面状態のその場測定には適用できな
かった。
【００１４】また、上記従来のドライ洗浄装置やプラズ
マエッチング装置では、実際の工程中において基板ごと
に処理が予め定めた規定値に達しているかどうかを確認
する適当な手段がなかったため、規定値に達しているか
いないかに拘わらず一定時間の後に処理を終了してい
た。このため、処理が十分に行えずに残渣が発生し、或
いは、過剰に処理を行うことで基板にダメージを与える
などの影響があった。また、過剰な処理は、スループッ
トの面からも好ましくない。
マエッチング装置では、実際の工程中において基板ごと
に処理が予め定めた規定値に達しているかどうかを確認
する適当な手段がなかったため、規定値に達しているか
いないかに拘わらず一定時間の後に処理を終了してい
た。このため、処理が十分に行えずに残渣が発生し、或
いは、過剰に処理を行うことで基板にダメージを与える
などの影響があった。また、過剰な処理は、スループッ
トの面からも好ましくない。
【００１５】本発明の目的は、半導体基板の表面状態を
製造現場においてその場測定し、その結果に基づいて動
作パラメータを制御することができ、且つ、処理の終点
検出ができる基板処理方法及び装置を提供することにあ
る。
製造現場においてその場測定し、その結果に基づいて動
作パラメータを制御することができ、且つ、処理の終点
検出ができる基板処理方法及び装置を提供することにあ
る。
【００１６】上記目的は、被処理基板に所定の処理を行
う基板処理手段と、赤外光源から発せられた赤外線又は
近赤外線を前記被処理基板の外周部分に集光して前記被
処理基板内に導入する赤外線集光手段、前記被処理基板
の内部で多重反射した後に前記被処理基板から出射され
る前記赤外線又は近赤外線を検出する赤外線検出手段、
及び、前記赤外線検出手段により検出した前記赤外線又
は近赤外線を分析する赤外線分析手段を有し、前記基板
処理手段による前記被処理基板の処理時に、前記被処理
基板の表面状態をその場測定する表面状態測定手段と、
前記表面状態測定手段により測定した前記被処理基板の
表面状態に基づいて、前記基板処理手段を制御する制御
手段とを有し、前記被測定基板は、前記外周部分に、外
周面と一対の表面とにより構成される角部が面取りされ
てなる一対の傾斜部を有し、前記赤外線集光手段は、前
記赤外光源から発せられた赤外線又は近赤外線を、前記
被処理基板の前記傾斜部の一方又は双方に集光して前記
被処理基板内に導入することを特徴とする基板処理装置
によって達成される。
う基板処理手段と、赤外光源から発せられた赤外線又は
近赤外線を前記被処理基板の外周部分に集光して前記被
処理基板内に導入する赤外線集光手段、前記被処理基板
の内部で多重反射した後に前記被処理基板から出射され
る前記赤外線又は近赤外線を検出する赤外線検出手段、
及び、前記赤外線検出手段により検出した前記赤外線又
は近赤外線を分析する赤外線分析手段を有し、前記基板
処理手段による前記被処理基板の処理時に、前記被処理
基板の表面状態をその場測定する表面状態測定手段と、
前記表面状態測定手段により測定した前記被処理基板の
表面状態に基づいて、前記基板処理手段を制御する制御
手段とを有し、前記被測定基板は、前記外周部分に、外
周面と一対の表面とにより構成される角部が面取りされ
てなる一対の傾斜部を有し、前記赤外線集光手段は、前
記赤外光源から発せられた赤外線又は近赤外線を、前記
被処理基板の前記傾斜部の一方又は双方に集光して前記
被処理基板内に導入することを特徴とする基板処理装置
によって達成される。
【００１７】また、上記の基板処理装置において、前記
赤外線分析手段は、フーリエ変換分光法に基づく分光結
果から前記被処理基板の表面状態を測定するようにして
もよい。
赤外線分析手段は、フーリエ変換分光法に基づく分光結
果から前記被処理基板の表面状態を測定するようにして
もよい。
【００１８】また、上記の基板処理装置において、前記
赤外線分析手段は、回折格子による赤外分光法に基づく
分光結果から前記被処理基板の表面状態を測定するよう
にしてもよい。
赤外線分析手段は、回折格子による赤外分光法に基づく
分光結果から前記被処理基板の表面状態を測定するよう
にしてもよい。
【００１９】また、上記の基板処理装置において、前記
基板処理手段は、光照射により被処理基板上に付着した
汚染物質を分解除去する洗浄手段であり、前記表面状態
測定手段は、前記被処理基板上に付着した汚染物質の種
類及び／又は量を測定し、前記制御手段は、前記表面状
態測定手段により得られた前記汚染物質の種類及び／又
は量に基づいて前記洗浄手段による前記被処理基板の処
理条件を制御するようにしてもよい。
基板処理手段は、光照射により被処理基板上に付着した
汚染物質を分解除去する洗浄手段であり、前記表面状態
測定手段は、前記被処理基板上に付着した汚染物質の種
類及び／又は量を測定し、前記制御手段は、前記表面状
態測定手段により得られた前記汚染物質の種類及び／又
は量に基づいて前記洗浄手段による前記被処理基板の処
理条件を制御するようにしてもよい。
【００２０】また、上記の基板処理装置において、前記
制御手段は、前記表面状態測定手段により得られた前記
汚染物質の種類及び／又は量に基づいて、前記被処理基
板に照射する光の照射量又は照射時間を制御するように
してもよい。
制御手段は、前記表面状態測定手段により得られた前記
汚染物質の種類及び／又は量に基づいて、前記被処理基
板に照射する光の照射量又は照射時間を制御するように
してもよい。
【００２１】また、上記の基板処理装置において、前記
洗浄手段は、前記汚染物質と反応する活性種を供給する
活性種供給手段を有するようにしてもよい。
洗浄手段は、前記汚染物質と反応する活性種を供給する
活性種供給手段を有するようにしてもよい。
【００２２】また、上記の基板処理装置において、前記
制御手段は、前記表面状態測定手段により得られた前記
汚染物質の種類及び／又は量に基づいて、前記活性種供
給手段から供給する活性種の供給量を制御するようにし
てもよい。
制御手段は、前記表面状態測定手段により得られた前記
汚染物質の種類及び／又は量に基づいて、前記活性種供
給手段から供給する活性種の供給量を制御するようにし
てもよい。
【００２３】また、上記の基板処理装置において、前記
表面状態測定手段により得られた前記汚染物質の種類及
び／又は量に基づいて基板処理の終点を検出する終点検
出手段を更に有するようにしてもよい。
表面状態測定手段により得られた前記汚染物質の種類及
び／又は量に基づいて基板処理の終点を検出する終点検
出手段を更に有するようにしてもよい。
【００２４】また、上記の基板処理装置において、前記
終点検出手段は、前記汚染物質による前記赤外線又は近
赤外線の共鳴吸収強度の測定レベルを所定の基準レベル
と比較し、基板処理の終点に達したか否かを判定するよ
うにしてもよい。
終点検出手段は、前記汚染物質による前記赤外線又は近
赤外線の共鳴吸収強度の測定レベルを所定の基準レベル
と比較し、基板処理の終点に達したか否かを判定するよ
うにしてもよい。
【００２５】また、上記の基板処理装置において、前記
基板処理手段は、プラズマを利用して被処理基板をエッ
チングするエッチング手段であり、前記制御手段は、前
記表面状態測定手段により測定された前記被処理基板の
表面状態に基づいて前記エッチング手段による前記被処
理基板のエッチング条件を制御するようにしてもよい。
基板処理手段は、プラズマを利用して被処理基板をエッ
チングするエッチング手段であり、前記制御手段は、前
記表面状態測定手段により測定された前記被処理基板の
表面状態に基づいて前記エッチング手段による前記被処
理基板のエッチング条件を制御するようにしてもよい。
【００２６】また、上記の基板処理装置において、前記
制御手段は、前記表面状態測定手段により測定された前
記被処理基板の表面状態に基づいてプラズマの状態を制
御するようにしてもよい。
制御手段は、前記表面状態測定手段により測定された前
記被処理基板の表面状態に基づいてプラズマの状態を制
御するようにしてもよい。
【００２７】また、上記の基板処理装置において、前記
表面状態測定手段は、前記被処理基板の表面におけるイ
ンフラックス若しくはアウトフラックスの吸着状態、化
学結合状態又は反応層の構造を測定するようにしてもよ
い。
表面状態測定手段は、前記被処理基板の表面におけるイ
ンフラックス若しくはアウトフラックスの吸着状態、化
学結合状態又は反応層の構造を測定するようにしてもよ
い。
【００２８】また、上記の基板処理装置において、前記
表面状態測定手段は、前記被処理基板の表面に付着した
汚染物質の種類及び量を測定するようにしてもよい。
表面状態測定手段は、前記被処理基板の表面に付着した
汚染物質の種類及び量を測定するようにしてもよい。
【００２９】また、上記の基板処理装置において、前記
表面状態測定手段により測定された前記被処理基板の表
面状態に基づいてエッチング処理の終点を検出する終点
検出手段を更に有するようにしてもよい。
表面状態測定手段により測定された前記被処理基板の表
面状態に基づいてエッチング処理の終点を検出する終点
検出手段を更に有するようにしてもよい。
【００３０】また、上記の基板処理装置において、前記
制御手段は、前記終点検出手段により与えられる終点情
報に基づいて、前記被処理基板の処理を停止するように
してもよい。
制御手段は、前記終点検出手段により与えられる終点情
報に基づいて、前記被処理基板の処理を停止するように
してもよい。
【００３１】
【００３２】また、上記の基板処理装置において、前記
赤外線集光手段は、前記赤外線又は近赤外線を円形又は
楕円状の焦点に集光するようにしてもよい。
赤外線集光手段は、前記赤外線又は近赤外線を円形又は
楕円状の焦点に集光するようにしてもよい。
【００３３】また、上記の基板処理装置において、前記
赤外光源は、前記赤外線又は近赤外線を発する光源を容
器内に封入した防爆型の赤外光源であるようにしてもよ
い。
赤外光源は、前記赤外線又は近赤外線を発する光源を容
器内に封入した防爆型の赤外光源であるようにしてもよ
い。
【００３４】また、上記目的は、外周面と一対の表面と
により構成される角部が面取りされてなる一対の傾斜部
を有する被処理基板に所定の処理を行う基板処理方法で
あって、前記被処理基板の処理に先立ち、或いは、前記
被処理基板の処理時に、赤外線又は近赤外線を前記被処
理基板の前記傾斜部の一方又は双方に集光して前記被処
理基板内に導入し、前記被処理基板内で多重反射した後
に前記被処理基板から出射される前記赤外線又は近赤外
線を検出し、検出した前記赤外線又は近赤外線を分析す
ることにより前記被処理基板の表面状態を測定し、測定
した前記被処理基板の表面状態に応じて前記被処理基板
の処理条件を制御することを特徴とする基板処理方法に
よっても達成される。
により構成される角部が面取りされてなる一対の傾斜部
を有する被処理基板に所定の処理を行う基板処理方法で
あって、前記被処理基板の処理に先立ち、或いは、前記
被処理基板の処理時に、赤外線又は近赤外線を前記被処
理基板の前記傾斜部の一方又は双方に集光して前記被処
理基板内に導入し、前記被処理基板内で多重反射した後
に前記被処理基板から出射される前記赤外線又は近赤外
線を検出し、検出した前記赤外線又は近赤外線を分析す
ることにより前記被処理基板の表面状態を測定し、測定
した前記被処理基板の表面状態に応じて前記被処理基板
の処理条件を制御することを特徴とする基板処理方法に
よっても達成される。
【００３５】また、上記目的は、外周面と一対の表面と
により構成される角部が面取りされてなる一対の傾斜部
を有する被処理基板に所定の処理を行う基板処理方法で
あって、前記被処理基板の処理時に、赤外線又は近赤外
線を前記被処理基板の前記傾斜部の一方又は双方に集光
して前記被処理基板内に導入し、前記被処理基板内で多
重反射した後に前記被処理基板から出射される前記赤外
線又は近赤外線を検出し、検出した前記赤外線又は近赤
外線を分析することにより前記被処理基板の表面状態を
測定し、測定した前記被処理基板の表面状態に基づいて
前記被処理基板の処理の終点を判定することを特徴とす
る基板処理方法によっても達成される。
により構成される角部が面取りされてなる一対の傾斜部
を有する被処理基板に所定の処理を行う基板処理方法で
あって、前記被処理基板の処理時に、赤外線又は近赤外
線を前記被処理基板の前記傾斜部の一方又は双方に集光
して前記被処理基板内に導入し、前記被処理基板内で多
重反射した後に前記被処理基板から出射される前記赤外
線又は近赤外線を検出し、検出した前記赤外線又は近赤
外線を分析することにより前記被処理基板の表面状態を
測定し、測定した前記被処理基板の表面状態に基づいて
前記被処理基板の処理の終点を判定することを特徴とす
る基板処理方法によっても達成される。
【００３６】また、上記の基板処理方法において、前記
汚染物質による前記赤外線又は近赤外線の共鳴吸収強度
の測定レベルを所定の基準レベルと比較し、洗浄処理の
終点に達したか否かを判定するようにしてもよい。
汚染物質による前記赤外線又は近赤外線の共鳴吸収強度
の測定レベルを所定の基準レベルと比較し、洗浄処理の
終点に達したか否かを判定するようにしてもよい。
【００３７】また、上記の基板処理方法において、前記
所定の処理は、光照射により前記被処理基板上に付着し
た汚染物質を分解除去する処理であり、前記被処理基板
の表面状態の測定では、前記被処理基板の表面に付着し
た前記汚染物質を測定し、測定した前記汚染物質の種類
及び／又は量に応じて洗浄の処理条件を制御するように
してもよい。
所定の処理は、光照射により前記被処理基板上に付着し
た汚染物質を分解除去する処理であり、前記被処理基板
の表面状態の測定では、前記被処理基板の表面に付着し
た前記汚染物質を測定し、測定した前記汚染物質の種類
及び／又は量に応じて洗浄の処理条件を制御するように
してもよい。
【００３８】また、上記の基板処理方法において、前記
被処理基板を洗浄する過程において、前記汚染物質と反
応する活性種を供給するようにしてもよい。
被処理基板を洗浄する過程において、前記汚染物質と反
応する活性種を供給するようにしてもよい。
【００３９】また、上記の基板処理方法において、前記
被処理基板の表面状態に基づいて、前記活性種の供給量
を制御するようにしてもよい。
被処理基板の表面状態に基づいて、前記活性種の供給量
を制御するようにしてもよい。
【００４０】また、上記の基板処理方法において、前記
被処理基板の表面状態に基づいて、前記被処理基板に照
射する光の照射量又は照射時間を制御するようにしても
よい。
被処理基板の表面状態に基づいて、前記被処理基板に照
射する光の照射量又は照射時間を制御するようにしても
よい。
【００４１】また、上記の基板処理方法において、前記
所定の処理は、プラズマを利用して被処理基板をエッチ
ングする処理であり、測定した前記被処理基板の表面状
態に基づいてエッチングの処理条件を制御するようにし
てもよい。
所定の処理は、プラズマを利用して被処理基板をエッチ
ングする処理であり、測定した前記被処理基板の表面状
態に基づいてエッチングの処理条件を制御するようにし
てもよい。
【００４２】また、上記の基板処理方法において、測定
した前記被処理基板の表面状態に基づいて、プラズマの
状態を制御するようにしてもよい。
した前記被処理基板の表面状態に基づいて、プラズマの
状態を制御するようにしてもよい。
【００４３】また、上記の基板処理方法において、前記
被処理基板の表面におけるインフラックス若しくはアウ
トフラックスの吸着状態、化学結合状態又は反応層の構
造の測定結果から、エッチング条件を決定するようにし
てもよい。
被処理基板の表面におけるインフラックス若しくはアウ
トフラックスの吸着状態、化学結合状態又は反応層の構
造の測定結果から、エッチング条件を決定するようにし
てもよい。
【００４４】また、上記の基板処理方法において、前記
被処理基板の表面に付着した汚染物質の種類及び／又は
量の測定結果から、エッチング条件を決定するようにし
てもよい。
被処理基板の表面に付着した汚染物質の種類及び／又は
量の測定結果から、エッチング条件を決定するようにし
てもよい。
【００４５】
【００４６】また、上記の基板処理方法において、前記
被処理基板から出射された前記赤外線又は近赤外線をフ
ーリエ変換分光法により分光し、分光結果から前記汚染
物質を測定するようにしてもよい。
被処理基板から出射された前記赤外線又は近赤外線をフ
ーリエ変換分光法により分光し、分光結果から前記汚染
物質を測定するようにしてもよい。
【００４７】また、上記の基板処理方法において、前記
被処理基板から出射された前記赤外線又は近赤外線を回
折格子により分光し、分光結果から前記汚染物を測定す
るようにしてもよい。
被処理基板から出射された前記赤外線又は近赤外線を回
折格子により分光し、分光結果から前記汚染物を測定す
るようにしてもよい。
【００４８】また、上記の基板処理方法において、前記
被処理基板を回転しつつ複数回の測定を繰り返し、前記
被処理基板の略全面に渡って前記被処理基板の表面状態
を測定し、測定した前記被処理基板の表面状態に基づい
て前記被処理基板の処理条件を制御するようにしてもよ
い。
被処理基板を回転しつつ複数回の測定を繰り返し、前記
被処理基板の略全面に渡って前記被処理基板の表面状態
を測定し、測定した前記被処理基板の表面状態に基づい
て前記被処理基板の処理条件を制御するようにしてもよ
い。
【００４９】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態による基板処理方法及び装置について図１乃至図
９を用いて説明する。
施形態による基板処理方法及び装置について図１乃至図
９を用いて説明する。
【００５０】図１は本実施形態による基板処理装置を説
明する概略図、図２は本実施形態による基板処理装置に
おける赤外光源を示す概略断面図、図３は凹面鏡を用い
て被処理基板の外周に沿って赤外線を集光する方法を説
明する図、図４はシリンドリカルレンズ又はスリットを
用いて被処理基板の外周に沿って赤外線を集光する方法
を説明する図、図５はシリコン基板内部から空気中に赤
外線を出射する際のエネルギー反射率の入射角度依存性
を示すグラフ、図６はＳＥＭＩ標準規格による３００ｍ
ｍウェーハの周縁部形状を示す図、図７は本実施形態に
よる基板処理方法及び装置における被処理基板への赤外
線の入射角度の設定方法を説明する図、図８は３００ｍ
ｍウェーハの内部多重反射スペクトルを示すグラフ、図
９は内部多重反射で得られた吸光度スペクトルを示すグ
ラフである。
明する概略図、図２は本実施形態による基板処理装置に
おける赤外光源を示す概略断面図、図３は凹面鏡を用い
て被処理基板の外周に沿って赤外線を集光する方法を説
明する図、図４はシリンドリカルレンズ又はスリットを
用いて被処理基板の外周に沿って赤外線を集光する方法
を説明する図、図５はシリコン基板内部から空気中に赤
外線を出射する際のエネルギー反射率の入射角度依存性
を示すグラフ、図６はＳＥＭＩ標準規格による３００ｍ
ｍウェーハの周縁部形状を示す図、図７は本実施形態に
よる基板処理方法及び装置における被処理基板への赤外
線の入射角度の設定方法を説明する図、図８は３００ｍ
ｍウェーハの内部多重反射スペクトルを示すグラフ、図
９は内部多重反射で得られた吸光度スペクトルを示すグ
ラフである。
【００５１】〔１〕装置の全体構成 本実施形態による基板処理装置の概略について図１を用
いて説明する。なお、本実施形態では、本発明をドライ
洗浄装置に適用した場合について説明する。
いて説明する。なお、本実施形態では、本発明をドライ
洗浄装置に適用した場合について説明する。
【００５２】基板搭載台１０上には、ドライ洗浄処理を
施す被処理基板１２が載置されている。基板搭載台１０
上方には、被処理基板１２に紫外線などのエネルギー線
を照射して有機物の結合を解離するための照射光源５０
が設けられている。被処理基板１２の近傍には、被処理
基板１２上の有機物質と反応して分解するための活性種
（例えば、オゾン、原子状態酸素）を発生する活性種発
生器５４が設けられている。
施す被処理基板１２が載置されている。基板搭載台１０
上方には、被処理基板１２に紫外線などのエネルギー線
を照射して有機物の結合を解離するための照射光源５０
が設けられている。被処理基板１２の近傍には、被処理
基板１２上の有機物質と反応して分解するための活性種
（例えば、オゾン、原子状態酸素）を発生する活性種発
生器５４が設けられている。
【００５３】被処理基板１２の近傍には、また、赤外線
又は近赤外線を発する赤外光源２０と、赤外光源２０か
ら発せられた赤外線又は近赤外線を所定の形状に集光し
て被処理基板１２に入射するための赤外線集光手段３０
と、被処理基板１２内部を多重反射した後に被処理基板
１２から出射される赤外線又は近赤外線を集光する赤外
線集光手段４０と、赤外線集光手段４０により集光した
赤外線又は近赤外線を検出する赤外線検出器４２とから
なる赤外線光学系が設けられている。
又は近赤外線を発する赤外光源２０と、赤外光源２０か
ら発せられた赤外線又は近赤外線を所定の形状に集光し
て被処理基板１２に入射するための赤外線集光手段３０
と、被処理基板１２内部を多重反射した後に被処理基板
１２から出射される赤外線又は近赤外線を集光する赤外
線集光手段４０と、赤外線集光手段４０により集光した
赤外線又は近赤外線を検出する赤外線検出器４２とから
なる赤外線光学系が設けられている。
【００５４】赤外線検出器４２には、赤外線検出器４２
により得られた検出信号に基づいて被処理基板１２の表
面状態を解析する赤外線分析装置６０が接続されてい
る。赤外線分析装置６０には、赤外線検出器４２により
検出された赤外線又は近赤外線を分光する分光器６２
と、表面状態の解析やエンドポイントの判定に用いるデ
ータなどが蓄積され、これらデータ及び分光器６２の出
力結果に基づいて所定の演算を行う演算装置６４とが設
けられている。赤外線分析装置６０は、また、コントロ
ーラ７０、照射光源制御装置５２を介して照射光源５０
に、コントローラ７０、活性種発生器制御装置５６を介
して活性種発生器５４に、コントローラ７０、基板搭載
台制御装置１６を介して基板搭載台１０に接続されてお
り、赤外線分析装置６０により解析された結果に基づい
て、照射光源５０、活性種発生器５４、基板搭載台１０
を制御できるようになっている。
により得られた検出信号に基づいて被処理基板１２の表
面状態を解析する赤外線分析装置６０が接続されてい
る。赤外線分析装置６０には、赤外線検出器４２により
検出された赤外線又は近赤外線を分光する分光器６２
と、表面状態の解析やエンドポイントの判定に用いるデ
ータなどが蓄積され、これらデータ及び分光器６２の出
力結果に基づいて所定の演算を行う演算装置６４とが設
けられている。赤外線分析装置６０は、また、コントロ
ーラ７０、照射光源制御装置５２を介して照射光源５０
に、コントローラ７０、活性種発生器制御装置５６を介
して活性種発生器５４に、コントローラ７０、基板搭載
台制御装置１６を介して基板搭載台１０に接続されてお
り、赤外線分析装置６０により解析された結果に基づい
て、照射光源５０、活性種発生器５４、基板搭載台１０
を制御できるようになっている。
【００５５】また、赤外線検出器４２の光路及び被測定
系の赤外線光路には、有機分子と重なるスペクトルをも
つ空気中の二酸化炭素（ＣＯ2）を除去する手段（図示
せず）が設けられている。また、基板搭載台１０の近傍
には、処理前後の被処理基板１２を保管する基板保管箱
８０、８２と、基板保管箱８０に保管してある被処理基
板１２を搬送して基板搭載台１０に載置し、或いは、洗
浄処理済の被処理基板１２を基板搭載台１０から基板保
管箱８２に搬送する基板搬送系８４が設けられている。
系の赤外線光路には、有機分子と重なるスペクトルをも
つ空気中の二酸化炭素（ＣＯ2）を除去する手段（図示
せず）が設けられている。また、基板搭載台１０の近傍
には、処理前後の被処理基板１２を保管する基板保管箱
８０、８２と、基板保管箱８０に保管してある被処理基
板１２を搬送して基板搭載台１０に載置し、或いは、洗
浄処理済の被処理基板１２を基板搭載台１０から基板保
管箱８２に搬送する基板搬送系８４が設けられている。
【００５６】このように本実施形態による基板処理装置
は、被処理基板１２の内部を多重反射させ、これによっ
て被処理基板１２の表面状態を測定するための赤外線光
学系が設けられていることに特徴がある。特に、本実施
形態による赤外線光学系を適用することにより、被処理
基板１２に化学エッチングや端面加工などの追加工をす
ることなしに、また、被処理基板１２上部に配置したプ
リズムを介して基板内部に赤外線又は近赤外線を導入す
ることなしに被処理基板１２上の有機汚染、化学汚染を
その場検出或いは測定することができる。
は、被処理基板１２の内部を多重反射させ、これによっ
て被処理基板１２の表面状態を測定するための赤外線光
学系が設けられていることに特徴がある。特に、本実施
形態による赤外線光学系を適用することにより、被処理
基板１２に化学エッチングや端面加工などの追加工をす
ることなしに、また、被処理基板１２上部に配置したプ
リズムを介して基板内部に赤外線又は近赤外線を導入す
ることなしに被処理基板１２上の有機汚染、化学汚染を
その場検出或いは測定することができる。
【００５７】したがって、このような赤外線光学系を有
する基板処理装置を構成することにより、ドライ洗浄の
処理過程において被処理基板１２の表面状態をその場測
定することが可能となり、その測定結果に応じて動作パ
ラメータを適宜制御し、常に最適な状態でドライ洗浄処
理を行うことができる。また、測定結果に基づいて洗浄
処理の終点検出をも行うことができる。
する基板処理装置を構成することにより、ドライ洗浄の
処理過程において被処理基板１２の表面状態をその場測
定することが可能となり、その測定結果に応じて動作パ
ラメータを適宜制御し、常に最適な状態でドライ洗浄処
理を行うことができる。また、測定結果に基づいて洗浄
処理の終点検出をも行うことができる。
【００５８】以下、本実施形態による基板処理装置の各
構成部分について図１乃至図７を用いて詳述する。な
お、測定系の詳細に関しては、同一出願人による特願平
１１−９５８５３号明細書を参照されたい。同明細書に
記載される種々の測定系を本実施形態による基板処理方
法及び装置に適用することができる。
構成部分について図１乃至図７を用いて詳述する。な
お、測定系の詳細に関しては、同一出願人による特願平
１１−９５８５３号明細書を参照されたい。同明細書に
記載される種々の測定系を本実施形態による基板処理方
法及び装置に適用することができる。
【００５９】（ａ）照射光源５０、活性種発生器５４ 照射光源５０は、被処理基板１２の表面に付着した有機
汚染物質を解離・蒸発させるためのものであり、付着し
た有機汚染物質の結合エネルギーよりも大きなエネルギ
ーを有する光を発生する光源である。例えば、Ｘｅ（キ
セノン）エキシマ光、１８５ｎｍと２５４ｎｍの発光波
長を有する低圧水銀灯、１７２ｎｍの発光波長を有する
誘電体バリア放電エキシマランプなどの紫外線光源を適
用することができる。このようなエネルギーを有する光
の照射により、Ｃ−Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｏなどの有機汚染
物質の結合を解離し、被処理基板１２の表面から除去或
いは蒸発させることができる。
汚染物質を解離・蒸発させるためのものであり、付着し
た有機汚染物質の結合エネルギーよりも大きなエネルギ
ーを有する光を発生する光源である。例えば、Ｘｅ（キ
セノン）エキシマ光、１８５ｎｍと２５４ｎｍの発光波
長を有する低圧水銀灯、１７２ｎｍの発光波長を有する
誘電体バリア放電エキシマランプなどの紫外線光源を適
用することができる。このようなエネルギーを有する光
の照射により、Ｃ−Ｃ、Ｃ−Ｈ、Ｃ−Ｏなどの有機汚染
物質の結合を解離し、被処理基板１２の表面から除去或
いは蒸発させることができる。
【００６０】照射光源５０により照射する光は、コント
ローラ７０及び照射光源御装置５２により、赤外線光学
系による被処理基板１２の表面状態のその場測定の結果
に応じて適宜調整することができる。例えば、照射光源
５０としてはパルス発光できるものがあるので、赤外線
光学系によるその場測定の結果に基づいて照射光源５０
から発せられるパルスの持続時間やパルス数を制御する
ことにより、被処理基板１２上に形成した半導体素子を
損傷せずに有機汚染のみを除去或いは蒸発させることが
できる。
ローラ７０及び照射光源御装置５２により、赤外線光学
系による被処理基板１２の表面状態のその場測定の結果
に応じて適宜調整することができる。例えば、照射光源
５０としてはパルス発光できるものがあるので、赤外線
光学系によるその場測定の結果に基づいて照射光源５０
から発せられるパルスの持続時間やパルス数を制御する
ことにより、被処理基板１２上に形成した半導体素子を
損傷せずに有機汚染のみを除去或いは蒸発させることが
できる。
【００６１】また、有機汚染除去のための光の照射は、
被処理基板１２の全面を一度に照射することも可能であ
るし、特定のスポットサイズで被処理基板１２の全面或
いは所定の箇所を走査し、この領域の汚染物質のみを除
去することも可能である。
被処理基板１２の全面を一度に照射することも可能であ
るし、特定のスポットサイズで被処理基板１２の全面或
いは所定の箇所を走査し、この領域の汚染物質のみを除
去することも可能である。
【００６２】活性種発生器５４は、照射光源５０により
照射した被処理基板からの汚染物質の除去を促進するた
めのものであり、オゾンや原子状態酸素などの活性種を
供給する。酸素分子は、２４２ｎｍ以下の波長の光で原
子状態酸素に分解する。原子状態酸素を被処理基板１２
の表面に曝すことにより、付着した有機汚染物質は酸化
され、蒸気圧の高いＨ2Ｏ、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2などに分
解することができる。これにより、洗浄処理が促進され
る。
照射した被処理基板からの汚染物質の除去を促進するた
めのものであり、オゾンや原子状態酸素などの活性種を
供給する。酸素分子は、２４２ｎｍ以下の波長の光で原
子状態酸素に分解する。原子状態酸素を被処理基板１２
の表面に曝すことにより、付着した有機汚染物質は酸化
され、蒸気圧の高いＨ2Ｏ、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2などに分
解することができる。これにより、洗浄処理が促進され
る。
【００６３】活性種発生器５４から供給する活性種の供
給量（濃度）は、コントローラ７０及び活性種発生器制
御装置５６により、赤外線光学系による被処理基板１２
の表面状態の測定結果に応じて制御することができる。
これにより、洗浄条件の最適化を行うことができる。
給量（濃度）は、コントローラ７０及び活性種発生器制
御装置５６により、赤外線光学系による被処理基板１２
の表面状態の測定結果に応じて制御することができる。
これにより、洗浄条件の最適化を行うことができる。
【００６４】なお、照射光源５０及び活性種発生器５４
は、通常のドライ洗浄装置に用いられているものと同様
のものを適用することができる。
は、通常のドライ洗浄装置に用いられているものと同様
のものを適用することができる。
【００６５】また、このようなメカニズムによるドライ
洗浄は、有機汚染物質のみならず、人体やＡＰ（アンモ
ニアパーオキサイド）洗浄液から発生するアンモニアＮ
Ｈ3などの化学汚染の除去にも適用することができる。
洗浄は、有機汚染物質のみならず、人体やＡＰ（アンモ
ニアパーオキサイド）洗浄液から発生するアンモニアＮ
Ｈ3などの化学汚染の除去にも適用することができる。
【００６６】（ｂ）赤外光源２０ 赤外光源２０は、例えば図２に示すように、赤外線又は
近赤外線を発生するための光源２４と、後方反射板２６
と、前方反射板２８とにより構成される。
近赤外線を発生するための光源２４と、後方反射板２６
と、前方反射板２８とにより構成される。
【００６７】光源２４としては、有機分子の分子振動に
対応する２〜２５μｍ帯域の赤外線又は近赤外線を適用
することができる。例えば、フィラメントとしてのシリ
コンカーバイド（ＳｉＣ）に電流を印加して発する熱線
を光源２４として用いることができる。光源は、２〜２
５μｍ帯域の赤外線又は近赤外線を発し、且つ、空気中
でむき出しで使用しても焼損がないという特徴がある。
この帯域の赤外線又は近赤外線に対応する分子振動を有
するものとしては、例えば、アルキル基、オレフィン、
芳香族、アルデヒド、アミド、アミン、リニン、ニトリ
ル、硫黄酸化物、炭素と酸素の結合、窒素と酸素の結合
などがある。
対応する２〜２５μｍ帯域の赤外線又は近赤外線を適用
することができる。例えば、フィラメントとしてのシリ
コンカーバイド（ＳｉＣ）に電流を印加して発する熱線
を光源２４として用いることができる。光源は、２〜２
５μｍ帯域の赤外線又は近赤外線を発し、且つ、空気中
でむき出しで使用しても焼損がないという特徴がある。
この帯域の赤外線又は近赤外線に対応する分子振動を有
するものとしては、例えば、アルキル基、オレフィン、
芳香族、アルデヒド、アミド、アミン、リニン、ニトリ
ル、硫黄酸化物、炭素と酸素の結合、窒素と酸素の結合
などがある。
【００６８】測定用の光源として赤外線又は近赤外線を
用いるのは、赤外線又は近赤外線が、本来的にＸ線、ガ
ンマ線、加速電子線、加速イオン線などに比較するとエ
ネルギーレベルが低いため、検査対象物に照射したとき
に当該検査対象物に損傷を与える率がきわめて低いこと
による。製造過程にある高集積半導体装置のような極め
てデリケートな検査対象に対して相手を損傷しないブロ
ーブ線源として赤外線又は近赤外線が選択される理由の
ひとつである。また、赤外線又は近赤外線を用いる他の
メリットは、検出しようとする有機汚染物質或いは化学
汚染物質の分子振動の振動数帯域がほぼ赤外線又は近赤
外線の振動数帯域に位置することにある。
用いるのは、赤外線又は近赤外線が、本来的にＸ線、ガ
ンマ線、加速電子線、加速イオン線などに比較するとエ
ネルギーレベルが低いため、検査対象物に照射したとき
に当該検査対象物に損傷を与える率がきわめて低いこと
による。製造過程にある高集積半導体装置のような極め
てデリケートな検査対象に対して相手を損傷しないブロ
ーブ線源として赤外線又は近赤外線が選択される理由の
ひとつである。また、赤外線又は近赤外線を用いる他の
メリットは、検出しようとする有機汚染物質或いは化学
汚染物質の分子振動の振動数帯域がほぼ赤外線又は近赤
外線の振動数帯域に位置することにある。
【００６９】後方反射板２６及び前方反射板２８は、赤
外光源として、一定電流印加のままで有効赤外線光量の
効率を上げるためのものである。後方反射板２６及び前
方反射板２８の表面は赤外線又は近赤外線を有効に反射
する材質、例えばアルミなどによりコーティングされて
いる。
外光源として、一定電流印加のままで有効赤外線光量の
効率を上げるためのものである。後方反射板２６及び前
方反射板２８の表面は赤外線又は近赤外線を有効に反射
する材質、例えばアルミなどによりコーティングされて
いる。
【００７０】後方反射板２６は、放物面をなす反射板に
より構成され、その放物面の焦点に光源２４が位置する
ように配置されている。これにより、光源２４から発せ
られた光を略平行光に成型することができる。
より構成され、その放物面の焦点に光源２４が位置する
ように配置されている。これにより、光源２４から発せ
られた光を略平行光に成型することができる。
【００７１】前方反射板２８は、測定には不要な迷光を
発生させない目的で設けられているものであり、後方反
射板２６と同様に放物面をなす反射板によって構成され
ている。前方反射板２８には、測定に必要な赤外線のみ
を出射するための出射窓が設けられている。このように
前方反射板２８を設けることにより、測定に不要な赤外
線は放出されず、且つ、前方反射板２８で反射した赤外
光は再び後方反射板２６により反射されて有効な平行光
になる成分もあるので、有効赤外線光量の増加にも寄与
しうる。但し、前方反射板２８は必ずしも必要ではな
い。
発生させない目的で設けられているものであり、後方反
射板２６と同様に放物面をなす反射板によって構成され
ている。前方反射板２８には、測定に必要な赤外線のみ
を出射するための出射窓が設けられている。このように
前方反射板２８を設けることにより、測定に不要な赤外
線は放出されず、且つ、前方反射板２８で反射した赤外
光は再び後方反射板２６により反射されて有効な平行光
になる成分もあるので、有効赤外線光量の増加にも寄与
しうる。但し、前方反射板２８は必ずしも必要ではな
い。
【００７２】なお、赤外線の出射窓を赤外線透過材質に
より覆って光源を封入した防爆型の赤外光源としてもよ
い。特に、オゾンや原子状態酸素を使用するドライ洗浄
装置では、光源をオゾンや酸素から遮蔽した防爆型の赤
外光源が必要となる。
より覆って光源を封入した防爆型の赤外光源としてもよ
い。特に、オゾンや原子状態酸素を使用するドライ洗浄
装置では、光源をオゾンや酸素から遮蔽した防爆型の赤
外光源が必要となる。
【００７３】以下の説明では光源２４より発せられる光
が赤外線である場合を主に説明するが、本願発明は光源
２４より発せられる光が近赤外線の場合についても同様
に適用することができる。
が赤外線である場合を主に説明するが、本願発明は光源
２４より発せられる光が近赤外線の場合についても同様
に適用することができる。
【００７４】（ｃ）赤外線集光手段３０ 本実施形態による基板処理装置では、被処理基板１２の
表面状態測定に際し、被処理基板１２の周縁部から赤外
線を基板内部に導入する。このため、赤外光源２０から
発せられた赤外線を所定の形状に集光して基板に照射す
ることが赤外線の入射効率を向上するうえで重要であ
る。赤外線の集光形状としては、基板の外周に沿った楕
円形の焦点とすることが望ましい。
表面状態測定に際し、被処理基板１２の周縁部から赤外
線を基板内部に導入する。このため、赤外光源２０から
発せられた赤外線を所定の形状に集光して基板に照射す
ることが赤外線の入射効率を向上するうえで重要であ
る。赤外線の集光形状としては、基板の外周に沿った楕
円形の焦点とすることが望ましい。
【００７５】楕円形の焦点を結ぶものとしては、意図的
にレンズ系の収差を利用する手法がある。レンズ系のコ
マ収差或いは歪曲を利用して細長い焦点を形成すること
ができる。また、Ｘ方向とＹ方向とが異なる大きさの焦
点距離をもち、Ｘ方向の焦点距離がＹ方向の焦点距離よ
りも大きい凹面鏡３４を仮定すると、この凹面鏡３４は
一種の収差をもつため、この凹面鏡３４の中心に光源２
０を設ければ、被処理基板１２の外周部に楕円状の焦点
を結ぶことができる（図３（ａ）参照）。また、図３
（ａ）の凹面鏡３４に平行光線を入射すると、反射され
た赤外線は長軸方向（Ｘ方向）の焦点を基板下方におい
て、短軸方向（Ｙ方向）の焦点を基板外周部において結
ぶことができる（図３（ｂ）参照）。
にレンズ系の収差を利用する手法がある。レンズ系のコ
マ収差或いは歪曲を利用して細長い焦点を形成すること
ができる。また、Ｘ方向とＹ方向とが異なる大きさの焦
点距離をもち、Ｘ方向の焦点距離がＹ方向の焦点距離よ
りも大きい凹面鏡３４を仮定すると、この凹面鏡３４は
一種の収差をもつため、この凹面鏡３４の中心に光源２
０を設ければ、被処理基板１２の外周部に楕円状の焦点
を結ぶことができる（図３（ａ）参照）。また、図３
（ａ）の凹面鏡３４に平行光線を入射すると、反射され
た赤外線は長軸方向（Ｘ方向）の焦点を基板下方におい
て、短軸方向（Ｙ方向）の焦点を基板外周部において結
ぶことができる（図３（ｂ）参照）。
【００７６】なお、赤外線の集光形状は楕円とすること
が望ましいが、円形の焦点としてもよい。但し、この場
合には入射効率は楕円状のものと比較して幾分低下す
る。
が望ましいが、円形の焦点としてもよい。但し、この場
合には入射効率は楕円状のものと比較して幾分低下す
る。
【００７７】また、赤外線を細長い焦点に集光して被処
理基板１２に照射することもできる。例えば、図４
（ａ）に示すように赤外光源２０から発せられた赤外線
をシリンドリカルレンズ３６により集光し、或いは、図
４（ｂ）に示すように赤外線をスリット３８を通して照
射することもできる。また、円形の焦点を形成するため
には、例えば凸レンズを用いることができる。
理基板１２に照射することもできる。例えば、図４
（ａ）に示すように赤外光源２０から発せられた赤外線
をシリンドリカルレンズ３６により集光し、或いは、図
４（ｂ）に示すように赤外線をスリット３８を通して照
射することもできる。また、円形の焦点を形成するため
には、例えば凸レンズを用いることができる。
【００７８】（ｄ）光学系の配置 本実施形態による基板処理装置では、赤外線を被処理基
板１２の外周上の一点に集光し、基板内部に入射された
赤外線を内部多重反射させ、入射点と対称な点から出射
した赤外線を再び集光し、赤外線検出器４２へ導く必要
がある。このため、基板内部に如何に効率よく赤外線を
入射するかが重要である。
板１２の外周上の一点に集光し、基板内部に入射された
赤外線を内部多重反射させ、入射点と対称な点から出射
した赤外線を再び集光し、赤外線検出器４２へ導く必要
がある。このため、基板内部に如何に効率よく赤外線を
入射するかが重要である。
【００７９】以下に、赤外光線が基板内部を多重反射す
るための条件、外部から基板内部に赤外線を入射するた
めの条件について説明する。
るための条件、外部から基板内部に赤外線を入射するた
めの条件について説明する。
【００８０】本実施形態による基板処理装置は、赤外線
を被処理基板１２内部で多重反射させ、反射の際に基板
表面に滲み出る光によって有機汚染物質或いは化学汚染
物質の分子振動を検出し、基板の表面状態を測定する機
能を付与したものである。したがって、被処理基板１２
に入射する赤外線は、基板内部で多重反射するように入
射角を設定することが必要である。
を被処理基板１２内部で多重反射させ、反射の際に基板
表面に滲み出る光によって有機汚染物質或いは化学汚染
物質の分子振動を検出し、基板の表面状態を測定する機
能を付与したものである。したがって、被処理基板１２
に入射する赤外線は、基板内部で多重反射するように入
射角を設定することが必要である。
【００８１】赤外線が基板内部で完全反射する条件はス
ネルの法則とエネルギー反射率の計算から求まり、被処
理基板１２がシリコン基板の場合、基板平面と赤外線と
のなす角度が０〜７２゜の範囲の場合に完全反射する
（図５参照）。この範囲の角度をもつ赤外線の軌跡を逆
にたどり、シリコン基板の端面と交わるところが赤外線
のシリコン基板への入射点である。
ネルの法則とエネルギー反射率の計算から求まり、被処
理基板１２がシリコン基板の場合、基板平面と赤外線と
のなす角度が０〜７２゜の範囲の場合に完全反射する
（図５参照）。この範囲の角度をもつ赤外線の軌跡を逆
にたどり、シリコン基板の端面と交わるところが赤外線
のシリコン基板への入射点である。
【００８２】また、本実施形態による基板処理装置で
は、被処理基板１２の加工を伴わずにその場測定を実現
するため、基板の端面処理形状をそのまま利用して赤外
線の入射を行う。
は、被処理基板１２の加工を伴わずにその場測定を実現
するため、基板の端面処理形状をそのまま利用して赤外
線の入射を行う。
【００８３】半導体基板の端面形状は、国際的な半導体
関連業界団体ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and
Material International）において定められており、２
００１年頃から導入される予定の３００ｍｍシリコンウ
ェーハについてもその規格が暫定的に定められている。
以下、３００ｍｍシリコンウェーハを例にして赤外線の
入射角度について説明する。
関連業界団体ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment and
Material International）において定められており、２
００１年頃から導入される予定の３００ｍｍシリコンウ
ェーハについてもその規格が暫定的に定められている。
以下、３００ｍｍシリコンウェーハを例にして赤外線の
入射角度について説明する。
【００８４】ＳＥＭＩ標準規格により定められた３００
ｍｍシリコンウェーハの端部形状は、図６に示すような
ものである。すなわち、ウェーハの周縁部はその角を落
とすように面取り加工されており、最終的な加工形状
は、Ａ−ＢとＣ−Ｂとのなす角度が約２２゜となる。な
お、図中ハッチングを付していない領域が加工形状の許
容範囲である。
ｍｍシリコンウェーハの端部形状は、図６に示すような
ものである。すなわち、ウェーハの周縁部はその角を落
とすように面取り加工されており、最終的な加工形状
は、Ａ−ＢとＣ−Ｂとのなす角度が約２２゜となる。な
お、図中ハッチングを付していない領域が加工形状の許
容範囲である。
【００８５】ここで、基板内部を伝搬する赤外線の基板
表面に対する入射角度を７０゜と仮定して赤外線の軌跡
を逆にたどり、シリコン基板の端面（Ｃ−Ｂ間の傾斜部
１４）と交わるところを赤外線の入射点とすると、図７
に示すように、傾斜部１４と赤外線とのなす角度は約８
８゜となる。したがって、シリコン基板の屈折率を３．
４２、空気の屈折率を１．０、傾斜部１４の法線と赤外
線とのなす角度を２゜としてスネルの法則から逆算する
と、シリコン基板内部に入射される赤外線を７０゜の角
度で内部多重反射させるためには、傾斜部１４の法線に
対して約６．８゜の角度（基板平面に対しては約７４．
８゜）から赤外線を入射すればよいことが判る。なお、
このときの入射点におけるエネルギー反射率は約２９．
４２％と大きいが、この反射を補うだけの光量を照射す
ればよい。
表面に対する入射角度を７０゜と仮定して赤外線の軌跡
を逆にたどり、シリコン基板の端面（Ｃ−Ｂ間の傾斜部
１４）と交わるところを赤外線の入射点とすると、図７
に示すように、傾斜部１４と赤外線とのなす角度は約８
８゜となる。したがって、シリコン基板の屈折率を３．
４２、空気の屈折率を１．０、傾斜部１４の法線と赤外
線とのなす角度を２゜としてスネルの法則から逆算する
と、シリコン基板内部に入射される赤外線を７０゜の角
度で内部多重反射させるためには、傾斜部１４の法線に
対して約６．８゜の角度（基板平面に対しては約７４．
８゜）から赤外線を入射すればよいことが判る。なお、
このときの入射点におけるエネルギー反射率は約２９．
４２％と大きいが、この反射を補うだけの光量を照射す
ればよい。
【００８６】このようにして基板内部における多重反射
角度から逆算することにより、傾斜部１４における赤外
線の入射角度を決定することができる。
角度から逆算することにより、傾斜部１４における赤外
線の入射角度を決定することができる。
【００８７】なお、シリコン基板以外の他の半導体基板
や端面形状が異なる場合にも、同様の手順により赤外線
の入射角度を設定することができる。また、赤外線は基
板表面側の傾斜部１４から入射してもよいし基板裏面側
の傾斜部１４から入射してもよい。また、表面側及び裏
面側から同時に入射してもよい。
や端面形状が異なる場合にも、同様の手順により赤外線
の入射角度を設定することができる。また、赤外線は基
板表面側の傾斜部１４から入射してもよいし基板裏面側
の傾斜部１４から入射してもよい。また、表面側及び裏
面側から同時に入射してもよい。
【００８８】なお、基板内部への他の赤外線入射方法に
ついては、同一出願人による特願平１１−９５８５３号
明細書に詳述されている。
ついては、同一出願人による特願平１１−９５８５３号
明細書に詳述されている。
【００８９】（ｅ）基板搭載台１０ 被処理基板１２を基板搬送系８４により基板搭載台１０
に載置した場合に、毎回ベストな位置に被処理基板１２
が搭載されるとは限られない。そこで、基板搭載台１０
にはＸ、Ｙ、Ｚ方向の微調整を可能にする基板搭載台制
御装置１６が接続されている。Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の微調整
は、赤外線を被処理基板１２の内部で多重反射した場合
に赤外線検出器４２に最大光量を供給するように赤外線
の光軸合わせをするためのものである。
に載置した場合に、毎回ベストな位置に被処理基板１２
が搭載されるとは限られない。そこで、基板搭載台１０
にはＸ、Ｙ、Ｚ方向の微調整を可能にする基板搭載台制
御装置１６が接続されている。Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の微調整
は、赤外線を被処理基板１２の内部で多重反射した場合
に赤外線検出器４２に最大光量を供給するように赤外線
の光軸合わせをするためのものである。
【００９０】被処理基板１２を搭載した基板搭載台１０
のＸ、Ｙ、Ｚ方向の微調整の最適点は、被処理基板１２
を内部多重反射したのちに赤外線検出器４２で検出した
光量が最大点になることにより判定し、自動位置決めを
できるようになっている。位置決めは、基板搭載台１０
に接続されたコントローラ７０により行われる。
のＸ、Ｙ、Ｚ方向の微調整の最適点は、被処理基板１２
を内部多重反射したのちに赤外線検出器４２で検出した
光量が最大点になることにより判定し、自動位置決めを
できるようになっている。位置決めは、基板搭載台１０
に接続されたコントローラ７０により行われる。
【００９１】更に、基板搭載台１０には回転機構（図示
せず）が付与されており、被処理基板１２を回転させる
ことにより基板の略全面における有機汚染、化学汚染の
検出を行うことができる。
せず）が付与されており、被処理基板１２を回転させる
ことにより基板の略全面における有機汚染、化学汚染の
検出を行うことができる。
【００９２】（ｆ）赤外線集光手段４０ 被処理基板１２に入射された赤外線は、入射点と対照的
な位置から出射される。そこで、赤外線集光手段４０で
は、被処理基板１２から出射された赤外線を集光し、赤
外線検出器４２に導く。
な位置から出射される。そこで、赤外線集光手段４０で
は、被処理基板１２から出射された赤外線を集光し、赤
外線検出器４２に導く。
【００９３】赤外線集光手段４０は、例えば凹面鏡と反
射板とにより構成し、凹面鏡により集光したのち反射板
を介して赤外線検出器４２に導くことができる。また、
凹面鏡の代わりに凸レンズを用い、凸レンズを透過させ
ることにより集光することもできる。
射板とにより構成し、凹面鏡により集光したのち反射板
を介して赤外線検出器４２に導くことができる。また、
凹面鏡の代わりに凸レンズを用い、凸レンズを透過させ
ることにより集光することもできる。
【００９４】（ｇ）赤外線検出器４２ 被処理基板１２を出射した赤外線は、赤外線集光手段４
０を介して赤外線検出器４２に導かれる。赤外線検出器
４２としては、例えば窒素冷却型ＩｎＳｂなどの赤外線
検出器を用いることができる。
０を介して赤外線検出器４２に導かれる。赤外線検出器
４２としては、例えば窒素冷却型ＩｎＳｂなどの赤外線
検出器を用いることができる。
【００９５】（ｈ）赤外線分析装置６０ 前述の赤外線検出器４２は、例えばＦＴ−ＩＲ装置の検
出器であり、その出力は二光束干渉計を基にしたフーリ
エ変換分光のメカニズムにより各周波数に対応する吸収
スペクトラムとして得ることができる。被処理基板１２
内部に赤外線を入射して基板内部で多重反射させて基板
表面を測定する基本原理にも述べたとおり、基板表面で
光線が反射するときに滲み出る光（エヴァネッセント
光）の周波数成分が基板表面の有機汚染物質の分子振動
周波数と一致していると共鳴吸収されるので、そのスペ
クトルを分析することにより有機汚染物質の種類と量を
特定することができる。有機汚染物質の種類と検量線は
別途データベースとして赤外線分析装置６０の演算装置
６４に蓄えられており、測定データはそれらのデータを
参照して定量化される。
出器であり、その出力は二光束干渉計を基にしたフーリ
エ変換分光のメカニズムにより各周波数に対応する吸収
スペクトラムとして得ることができる。被処理基板１２
内部に赤外線を入射して基板内部で多重反射させて基板
表面を測定する基本原理にも述べたとおり、基板表面で
光線が反射するときに滲み出る光（エヴァネッセント
光）の周波数成分が基板表面の有機汚染物質の分子振動
周波数と一致していると共鳴吸収されるので、そのスペ
クトルを分析することにより有機汚染物質の種類と量を
特定することができる。有機汚染物質の種類と検量線は
別途データベースとして赤外線分析装置６０の演算装置
６４に蓄えられており、測定データはそれらのデータを
参照して定量化される。
【００９６】赤外線分析装置６０により得られた情報は
コントローラ７０に伝達され、洗浄条件が最適になるよ
うに、照射光源制御装置５２及び活性種発生器制御装置
５６を介して照射光源５０及び活性種発生器５４が制御
される。
コントローラ７０に伝達され、洗浄条件が最適になるよ
うに、照射光源制御装置５２及び活性種発生器制御装置
５６を介して照射光源５０及び活性種発生器５４が制御
される。
【００９７】また、演算装置６４には、洗浄対象である
有機汚染物質の共鳴吸収強度がどのレベルに達した場合
に洗浄処理を停止するかを判断するための基準となる情
報（基準データ）が格納されている。
有機汚染物質の共鳴吸収強度がどのレベルに達した場合
に洗浄処理を停止するかを判断するための基準となる情
報（基準データ）が格納されている。
【００９８】演算装置６４は、測定データと基準データ
とを比較し、測定データのレベルが基準データのレベル
よりも低いか否かを判断する。この比較により、測定デ
ータのレベルが基準データのレベルよりも大きい場合に
はエンドポイントに達していないと判断して洗浄処理を
続行する。一方、測定データのレベルが基準データのレ
ベルよりも小さい場合にはエンドポイントに達したもの
と判断して洗浄処理を終了する。
とを比較し、測定データのレベルが基準データのレベル
よりも低いか否かを判断する。この比較により、測定デ
ータのレベルが基準データのレベルよりも大きい場合に
はエンドポイントに達していないと判断して洗浄処理を
続行する。一方、測定データのレベルが基準データのレ
ベルよりも小さい場合にはエンドポイントに達したもの
と判断して洗浄処理を終了する。
【００９９】なお、赤外線検出器４２としては、ＦＴ−
ＩＲ装置の代わりに回折格子（グレーティング）による
赤外分光計を用いてもよい。
ＩＲ装置の代わりに回折格子（グレーティング）による
赤外分光計を用いてもよい。
【０１００】〔２〕ドライ洗浄方法 本実施形態による基板処理方法について図１、図８及び
図９を用いて説明する。
図９を用いて説明する。
【０１０１】まず、基板保管箱８０に装填されている被
処理基板１２を、基板搬送系８４を介して基板搭載台１
０上に載置する。
処理基板１２を、基板搬送系８４を介して基板搭載台１
０上に載置する。
【０１０２】次いで、赤外光源２０から発せられた赤外
線が被処理基板１２の傾斜部１４から入射し、基板内部
で多重反射して出射し、赤外線検出器４２に導かれるよ
うに、赤外線光学系の位置制御装置（図示せず）及び基
板搭載台制御装置１６により、赤外線光学系と被処理基
板１２との位置合わせを行う。この際、基板内部を多重
反射したのちに赤外線検出器４２で検出される赤外線の
光量が最大点になるように、被処理基板１２の位置を調
整することが望ましい。
線が被処理基板１２の傾斜部１４から入射し、基板内部
で多重反射して出射し、赤外線検出器４２に導かれるよ
うに、赤外線光学系の位置制御装置（図示せず）及び基
板搭載台制御装置１６により、赤外線光学系と被処理基
板１２との位置合わせを行う。この際、基板内部を多重
反射したのちに赤外線検出器４２で検出される赤外線の
光量が最大点になるように、被処理基板１２の位置を調
整することが望ましい。
【０１０３】次いで、赤外光源２０から発せられた赤外
線を、被処理基板１２の傾斜部１４から入射する。被処
理基板１２の傾斜部１４から被処理基板１２内部に導入
された赤外線は、内部反射を繰り返しながら基板表面の
汚染情報を累積してプロービングし、赤外線の入射点と
対称的な位置から出射される。
線を、被処理基板１２の傾斜部１４から入射する。被処
理基板１２の傾斜部１４から被処理基板１２内部に導入
された赤外線は、内部反射を繰り返しながら基板表面の
汚染情報を累積してプロービングし、赤外線の入射点と
対称的な位置から出射される。
【０１０４】次いで、被処理基板１２から出射された赤
外線を赤外線集光手段４０により集光し、赤外線検出器
４２により検出する。なお、図８は赤外線検出器４２に
より測定される内部多重反射スペクトルの一例を示した
ものである。
外線を赤外線集光手段４０により集光し、赤外線検出器
４２により検出する。なお、図８は赤外線検出器４２に
より測定される内部多重反射スペクトルの一例を示した
ものである。
【０１０５】赤外線検出器４２は、例えばＦＴ−ＩＲ装
置の検出器であり、その出力は二光束干渉計を基にした
フーリエ変換分光のメカニズムにより各周波数に対応す
る吸収スペクトラムとして表示される。基板表面で光線
が反射するときに滲み出る光の周波数成分が基板表面の
有機汚染物質の分子振動周波数と一致していると共鳴吸
収されるので、そのスペクトルを測定することにより有
機汚染物質の種類と量を特定することができる。有機汚
染物質の種類と検量線は別途データベースとして赤外線
分析装置６０の演算装置６４に蓄えられており、測定デ
ータはそれらのデータを参照して定量化される。
置の検出器であり、その出力は二光束干渉計を基にした
フーリエ変換分光のメカニズムにより各周波数に対応す
る吸収スペクトラムとして表示される。基板表面で光線
が反射するときに滲み出る光の周波数成分が基板表面の
有機汚染物質の分子振動周波数と一致していると共鳴吸
収されるので、そのスペクトルを測定することにより有
機汚染物質の種類と量を特定することができる。有機汚
染物質の種類と検量線は別途データベースとして赤外線
分析装置６０の演算装置６４に蓄えられており、測定デ
ータはそれらのデータを参照して定量化される。
【０１０６】なお、図９は表面にエタノールを滴下した
２００ｍｍシリコンウェーハについて測定した結果を示
す吸光度スペクトルである。吸光度スペクトルは、基板
表面汚染がない場合とある場合の内部多重反射スペクト
ルの差を表したものである。図示するように、所定の波
数帯にピークが検出されており、このピーク位置から、
Ｏ−Ｈ伸縮、Ｃ−Ｈ伸縮に対応するものであることを特
定することができる。また、ピーク強度から有機汚染物
質の量を特定することができる。
２００ｍｍシリコンウェーハについて測定した結果を示
す吸光度スペクトルである。吸光度スペクトルは、基板
表面汚染がない場合とある場合の内部多重反射スペクト
ルの差を表したものである。図示するように、所定の波
数帯にピークが検出されており、このピーク位置から、
Ｏ−Ｈ伸縮、Ｃ−Ｈ伸縮に対応するものであることを特
定することができる。また、ピーク強度から有機汚染物
質の量を特定することができる。
【０１０７】また、必要に応じて、基板搭載台１０によ
って被処理基板１２を回転した後に上記と同様の測定を
繰り返し、被処理基板１２の略全面に渡って表面状態を
測定する。
って被処理基板１２を回転した後に上記と同様の測定を
繰り返し、被処理基板１２の略全面に渡って表面状態を
測定する。
【０１０８】このような被処理基板１２の基板表面状態
の測定を、被処理基板１２のドライ洗浄処理に先立っ
て、或いは、ドライ洗浄処理中に行う。
の測定を、被処理基板１２のドライ洗浄処理に先立っ
て、或いは、ドライ洗浄処理中に行う。
【０１０９】こうすることにより、被処理基板１２の表
面状態をその場測定で正確に知ることができ、続けて行
うドライ洗浄処理の処理条件にフィードバックすること
ができる。すなわち、赤外線分析装置６０により解析し
た結果に基づいてコントローラ７０により照射光源５
０、活性種発生器５４を制御して、照射光量、照射時
間、活性種の濃度などの動作パラメータを調整すること
により、常に最適な洗浄条件で被処理基板をドライ洗浄
することができる。洗浄条件の制御は、赤外線分析装置
６０の出力信号に基づいてコントローラ７０によって照
射光源制御装置５２及び／又は活性種発生器制御装置５
６を制御することにより行うことができる。
面状態をその場測定で正確に知ることができ、続けて行
うドライ洗浄処理の処理条件にフィードバックすること
ができる。すなわち、赤外線分析装置６０により解析し
た結果に基づいてコントローラ７０により照射光源５
０、活性種発生器５４を制御して、照射光量、照射時
間、活性種の濃度などの動作パラメータを調整すること
により、常に最適な洗浄条件で被処理基板をドライ洗浄
することができる。洗浄条件の制御は、赤外線分析装置
６０の出力信号に基づいてコントローラ７０によって照
射光源制御装置５２及び／又は活性種発生器制御装置５
６を制御することにより行うことができる。
【０１１０】また、洗浄処理のエンドポイント判定は、
ドライ洗浄処理中における赤外線吸収スペクトルから汚
染物質の共鳴吸収強度がどのレベルにあるかを測定し、
この測定データのレベルと予め格納しておいた基準デー
タのレベルとを演算装置６４により比較することにより
行う。測定データのレベルが基準データのレベルよりも
大きい場合には洗浄処理を継続し、測定データのレベル
が基準データのレベルよりも小さい場合には洗浄処理を
終了する。なお、基準データは、洗浄処理に要求される
特性（例えば、洗浄処理後の被処理基板上における汚染
物質の量）に応じて適宜設定することが望ましい。
ドライ洗浄処理中における赤外線吸収スペクトルから汚
染物質の共鳴吸収強度がどのレベルにあるかを測定し、
この測定データのレベルと予め格納しておいた基準デー
タのレベルとを演算装置６４により比較することにより
行う。測定データのレベルが基準データのレベルよりも
大きい場合には洗浄処理を継続し、測定データのレベル
が基準データのレベルよりも小さい場合には洗浄処理を
終了する。なお、基準データは、洗浄処理に要求される
特性（例えば、洗浄処理後の被処理基板上における汚染
物質の量）に応じて適宜設定することが望ましい。
【０１１１】このようにして赤外線吸収スペクトルに基
づいて洗浄処理のエンドポイントを検出することによ
り、汚染物質に対応するピーク強度の低下により洗浄処
理の終点を的確に知ることができるので、被処理基板１
２に形成されている素子に必要以上のダメージを与える
こと防止することができる。また、過剰な洗浄をするこ
となしに洗浄すべき次の基板の処理に移ることができる
ので、スループットを向上することができる。また、洗
浄の品質を均一に保つこともできる。
づいて洗浄処理のエンドポイントを検出することによ
り、汚染物質に対応するピーク強度の低下により洗浄処
理の終点を的確に知ることができるので、被処理基板１
２に形成されている素子に必要以上のダメージを与える
こと防止することができる。また、過剰な洗浄をするこ
となしに洗浄すべき次の基板の処理に移ることができる
ので、スループットを向上することができる。また、洗
浄の品質を均一に保つこともできる。
【０１１２】この後、洗浄処理の終了した被処理基板１
２を基板搬送系８４を介して基板保管箱８２に搬送す
る。また、必要に応じて、基板保管箱８０に装填されて
いる他の被処理基板１２を基板搬送系８４を介して基板
搭載台１０上に搬送し、洗浄処理を継続する。
２を基板搬送系８４を介して基板保管箱８２に搬送す
る。また、必要に応じて、基板保管箱８０に装填されて
いる他の被処理基板１２を基板搬送系８４を介して基板
搭載台１０上に搬送し、洗浄処理を継続する。
【０１１３】被測定基板１２のその場測定手段として赤
外線内部多重反射を用いたＦＴ−ＩＲ法を用いることに
は、以下に示すような種々のメリットがある。
外線内部多重反射を用いたＦＴ−ＩＲ法を用いることに
は、以下に示すような種々のメリットがある。
【０１１４】１）非接触であるので、測定系からの再汚
染がない。
染がない。
【０１１５】２）非破壊の測定手段である。すなわち、
エネルギーの高い加速イオンや加速電子を基板に照射す
る場合と異なり、エネルギーの低い赤外線を照射するの
で基板にダメージを与えることがない。また、基板を切
断する必要がない。例えば、ＳＥＭＩ規格の３００ｍｍ
シリコンウェーハをそのまま測定することができる。
エネルギーの高い加速イオンや加速電子を基板に照射す
る場合と異なり、エネルギーの低い赤外線を照射するの
で基板にダメージを与えることがない。また、基板を切
断する必要がない。例えば、ＳＥＭＩ規格の３００ｍｍ
シリコンウェーハをそのまま測定することができる。
【０１１６】３）測定にリアルタイム性があり、測定速
度が速い。すなわち、基板内部を光速でプロービング光
が通過することから、検出のリアルタイム性がある。
度が速い。すなわち、基板内部を光速でプロービング光
が通過することから、検出のリアルタイム性がある。
【０１１７】４）高い信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）の信号
を検出することができる。すなわち、基板内部で繰り返
し多重反射することにより、Ｓ／Ｎ比が向上され、検出
感度が高くできる。
を検出することができる。すなわち、基板内部で繰り返
し多重反射することにより、Ｓ／Ｎ比が向上され、検出
感度が高くできる。
【０１１８】したがって、このような表面状態測定手段
を兼ね備えた基板処理装置を構成することにより、非接
触、且つ、非破壊で被測定基板の表面状態を半導体装置
の製造現場においてその場測定し、その結果に基づいて
処理条件を制御することや終点を検出することが可能と
なる。
を兼ね備えた基板処理装置を構成することにより、非接
触、且つ、非破壊で被測定基板の表面状態を半導体装置
の製造現場においてその場測定し、その結果に基づいて
処理条件を制御することや終点を検出することが可能と
なる。
【０１１９】このように、本実施形態によれば、ドライ
洗浄処理に先立ち、或いは、ドライ洗浄の処理中に、被
処理基板１２の傾斜部１４から入射した赤外線の多重反
射によって基板の表面状態を測定し、その結果をドライ
洗浄の処理条件にフィードバックするので、ドライ洗浄
の処理条件を常に最適に設定することができる。
洗浄処理に先立ち、或いは、ドライ洗浄の処理中に、被
処理基板１２の傾斜部１４から入射した赤外線の多重反
射によって基板の表面状態を測定し、その結果をドライ
洗浄の処理条件にフィードバックするので、ドライ洗浄
の処理条件を常に最適に設定することができる。
【０１２０】また、透過赤外線の強度を所定値と比較す
ることで洗浄処理のエンドポイントを的確に知ることが
できる。これにより、被処理基板１２に形成されている
素子に必要以上のダメージを与えること防止することが
できる。
ることで洗浄処理のエンドポイントを的確に知ることが
できる。これにより、被処理基板１２に形成されている
素子に必要以上のダメージを与えること防止することが
できる。
【０１２１】また、赤外線を入射する被処理基板１２の
傾斜部１４は、基板の端面形状をそのまま利用したもの
であるので、被処理基板１２を化学エッチングしたり端
面加工を施すなどの追加工をせず、或いは、被処理基板
１２上部に配置したプリズム等を介して基板内部に赤外
線を導入する必要はない。したがって、本実施形態によ
る装置及び方法は、半導体装置の製造現場におけるその
場測定に適用することができる。
傾斜部１４は、基板の端面形状をそのまま利用したもの
であるので、被処理基板１２を化学エッチングしたり端
面加工を施すなどの追加工をせず、或いは、被処理基板
１２上部に配置したプリズム等を介して基板内部に赤外
線を導入する必要はない。したがって、本実施形態によ
る装置及び方法は、半導体装置の製造現場におけるその
場測定に適用することができる。
【０１２２】［第２実施形態］本発明の第２実施形態に
よる基板処理方法及び装置について図１乃至図１０を用
いて説明する。なお、第１実施形態による基板処理方法
及び装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明
を省略し或いは簡略にする。
よる基板処理方法及び装置について図１乃至図１０を用
いて説明する。なお、第１実施形態による基板処理方法
及び装置と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明
を省略し或いは簡略にする。
【０１２３】図１０は本実施形態による基板処理装置を
説明する概略図である。
説明する概略図である。
【０１２４】〔１〕装置の全体構成 本実施形態による基板処理装置の概略について図１０を
用いて説明する。本実施形態では、本発明をプラズマエ
ッチング装置に適用した場合について説明する。
用いて説明する。本実施形態では、本発明をプラズマエ
ッチング装置に適用した場合について説明する。
【０１２５】真空容器９０内には、プラズマエッチング
処理を行う被処理基板１２を載置するための基板搭載台
１０が設けられている。基板搭載台１０上方には、プラ
ズマを発生して被処理基板１２に照射するためのプラズ
マ発生源７２が設けられている。被処理基板１２の近傍
には、被処理基板１２上の有機物質と反応して分解する
ための活性種（例えば、オゾン、原子状態酸素）を発生
する活性種ガス供給器７６が設けられている。
処理を行う被処理基板１２を載置するための基板搭載台
１０が設けられている。基板搭載台１０上方には、プラ
ズマを発生して被処理基板１２に照射するためのプラズ
マ発生源７２が設けられている。被処理基板１２の近傍
には、被処理基板１２上の有機物質と反応して分解する
ための活性種（例えば、オゾン、原子状態酸素）を発生
する活性種ガス供給器７６が設けられている。
【０１２６】被処理基板１２の近傍には、赤外線を発す
る赤外光源２０と、赤外光源２０から発せられた赤外線
を所定の形状に集光して被処理基板１２に入射するため
の赤外線集光手段３０と、被処理基板１２内部を多重反
射した後に被処理基板１２から出射される赤外線を集光
する赤外線集光手段４０と、赤外線集光手段４０により
集光した赤外線を検出する赤外線検出器４２とからなる
赤外線光学系が設けられている。
る赤外光源２０と、赤外光源２０から発せられた赤外線
を所定の形状に集光して被処理基板１２に入射するため
の赤外線集光手段３０と、被処理基板１２内部を多重反
射した後に被処理基板１２から出射される赤外線を集光
する赤外線集光手段４０と、赤外線集光手段４０により
集光した赤外線を検出する赤外線検出器４２とからなる
赤外線光学系が設けられている。
【０１２７】赤外線検出器４２には、赤外線検出器４２
により得られた検出信号に基づいて被処理基板１２の表
面状態を解析する赤外線分析装置６０が接続されてい
る。赤外線分析装置６０には、赤外線検出器４２により
検出された赤外線を分光する分光器６２と、分光結果か
らの表面状態の解析やエンドポイントの判定に用いるデ
ータなどが蓄積され、これらデータ及び分光器６２の出
力結果に基づいて所定の演算を行う演算装置６４とが設
けられている。
により得られた検出信号に基づいて被処理基板１２の表
面状態を解析する赤外線分析装置６０が接続されてい
る。赤外線分析装置６０には、赤外線検出器４２により
検出された赤外線を分光する分光器６２と、分光結果か
らの表面状態の解析やエンドポイントの判定に用いるデ
ータなどが蓄積され、これらデータ及び分光器６２の出
力結果に基づいて所定の演算を行う演算装置６４とが設
けられている。
【０１２８】赤外線分析装置６０は、また、コントロー
ラ７０、プラズマ発生源制御装置７４を介してプラズマ
発生源５０に、コントローラ７０、活性種ガス制御装置
７８を介して活性種ガス供給器７６に、コントローラ７
０、基板搭載台制御装置１６を介して基板搭載台１０に
接続されており、赤外線分析装置６０により解析された
結果に基づいて、プラズマ発生源７２、活性種ガス供給
器７６、基板搭載台１０を制御できるようになってい
る。
ラ７０、プラズマ発生源制御装置７４を介してプラズマ
発生源５０に、コントローラ７０、活性種ガス制御装置
７８を介して活性種ガス供給器７６に、コントローラ７
０、基板搭載台制御装置１６を介して基板搭載台１０に
接続されており、赤外線分析装置６０により解析された
結果に基づいて、プラズマ発生源７２、活性種ガス供給
器７６、基板搭載台１０を制御できるようになってい
る。
【０１２９】また、赤外線検出器４２の光路及び被測定
系の赤外線光路には、有機分子と重なるスペクトルをも
つ空気中の二酸化炭素（ＣＯ2）を除去する手段（図示
せず）が設けられている。また、真空容器９０には、処
理前後の被処理基板１２を保管する基板保管箱８０、８
２と、基板保管箱８０に保管してある被処理基板１２を
搬送して基板搭載台１０に載置し、或いは、処理済の被
処理基板１２を基板搭載台１０から基板保管箱８２に搬
送する基板搬送系８４が設けられている。
系の赤外線光路には、有機分子と重なるスペクトルをも
つ空気中の二酸化炭素（ＣＯ2）を除去する手段（図示
せず）が設けられている。また、真空容器９０には、処
理前後の被処理基板１２を保管する基板保管箱８０、８
２と、基板保管箱８０に保管してある被処理基板１２を
搬送して基板搭載台１０に載置し、或いは、処理済の被
処理基板１２を基板搭載台１０から基板保管箱８２に搬
送する基板搬送系８４が設けられている。
【０１３０】このように本実施形態による基板処理装置
は、被処理基板１２の内部で赤外線を多重散乱させ、こ
れによって被処理基板１２の表面状態を測定するための
赤外線光学系が設けられていることに特徴がある。特
に、本実施形態による赤外線光学系を適用することによ
り、被処理基板１２に化学エッチングや端面加工などの
追加工をすることなしに、また、被処理基板１２上部に
配置したプリズムを介して基板内部に赤外線を導入する
ことなしに被処理基板１２の表面における吸着状態、化
学結合状態、反応層の構造や厚みをその場検出或いは測
定することができる。
は、被処理基板１２の内部で赤外線を多重散乱させ、こ
れによって被処理基板１２の表面状態を測定するための
赤外線光学系が設けられていることに特徴がある。特
に、本実施形態による赤外線光学系を適用することによ
り、被処理基板１２に化学エッチングや端面加工などの
追加工をすることなしに、また、被処理基板１２上部に
配置したプリズムを介して基板内部に赤外線を導入する
ことなしに被処理基板１２の表面における吸着状態、化
学結合状態、反応層の構造や厚みをその場検出或いは測
定することができる。
【０１３１】したがって、このような赤外線光学系を有
するプラズマエッチング装置を構成することにより、プ
ラズマエッチングの処理過程において被処理基板１２の
表面状態をその場測定することが可能となり、その測定
結果に応じて動作パラメータを適宜制御し、常に最適な
状態でプラズマエッチング処理を行うことができる。ま
た、測定結果に基づいてエッチング処理の終点検出をも
行うことができる。
するプラズマエッチング装置を構成することにより、プ
ラズマエッチングの処理過程において被処理基板１２の
表面状態をその場測定することが可能となり、その測定
結果に応じて動作パラメータを適宜制御し、常に最適な
状態でプラズマエッチング処理を行うことができる。ま
た、測定結果に基づいてエッチング処理の終点検出をも
行うことができる。
【０１３２】以下、本実施形態による基板処理装置の各
構成部分について詳述する。なお、以下に示さない構成
部分は、図２乃至図７に示す第１実施形態による基板処
理装置の場合と同様に構成することができる。また、表
面状態の測定系の詳細に関しては、同一出願人による特
願平１１−９５８５３号明細書を参照されたい。同明細
書に記載される種々の測定系を本実施形態による基板処
理方法及び装置に適用することができる。
構成部分について詳述する。なお、以下に示さない構成
部分は、図２乃至図７に示す第１実施形態による基板処
理装置の場合と同様に構成することができる。また、表
面状態の測定系の詳細に関しては、同一出願人による特
願平１１−９５８５３号明細書を参照されたい。同明細
書に記載される種々の測定系を本実施形態による基板処
理方法及び装置に適用することができる。
【０１３３】（ａ）プラズマ発生源７２ プラズマ発生源７２は、真空容器９０中に導入したガス
を励起してプラズマを生成するためのものである。
を励起してプラズマを生成するためのものである。
【０１３４】プラズマとは、正負の荷電粒子を含み、全
体としては電気的に中性を保つ粒子の集団である。プラ
ズマ中には、気体分子、イオン、電子の他に、準安定で
エネルギー的に励起された原子又は多原子のラジカル
（電気的中性粒子）と、プラズマから放射される光（真
空紫外線）とが存在する。
体としては電気的に中性を保つ粒子の集団である。プラ
ズマ中には、気体分子、イオン、電子の他に、準安定で
エネルギー的に励起された原子又は多原子のラジカル
（電気的中性粒子）と、プラズマから放射される光（真
空紫外線）とが存在する。
【０１３５】プラズマに曝された半導体表面では、ラジ
カル、イオン、電子、紫外線により物理的、化学的反応
が進行する。例えば、半導体基板上の有機物（炭化水素
化合物）は、水素プラズマを用いて除去することができ
る。真空容器９０に、後述の活性種ガス供給器７６によ
り酸素ガスを導入し、十分なエネルギー（例えば１３．
５６ＭＨｚの高周波電力）を供給することにより、 Ｏ2 →Ｏ＋Ｏ （酸素プラズマ） という反応が生じ、酸素プラズマを発生することができ
る。
カル、イオン、電子、紫外線により物理的、化学的反応
が進行する。例えば、半導体基板上の有機物（炭化水素
化合物）は、水素プラズマを用いて除去することができ
る。真空容器９０に、後述の活性種ガス供給器７６によ
り酸素ガスを導入し、十分なエネルギー（例えば１３．
５６ＭＨｚの高周波電力）を供給することにより、 Ｏ2 →Ｏ＋Ｏ （酸素プラズマ） という反応が生じ、酸素プラズマを発生することができ
る。
【０１３６】被処理基板１２上で炭化水素化合物と酸素
プラズマとが反応すると、 ３Ｏ＋｛ＣＨ2｝n →ＣＯ2 ＋Ｈ2Ｏ という反応が生じ、炭化水素化合物｛ＣＨ2｝nはガス状
低分子化合物ＣＯ2、Ｈ2Ｏへ移行し（燃焼と同じプロセ
ス）、排気されることにより完全に除去される。
プラズマとが反応すると、 ３Ｏ＋｛ＣＨ2｝n →ＣＯ2 ＋Ｈ2Ｏ という反応が生じ、炭化水素化合物｛ＣＨ2｝nはガス状
低分子化合物ＣＯ2、Ｈ2Ｏへ移行し（燃焼と同じプロセ
ス）、排気されることにより完全に除去される。
【０１３７】このようなプラズマ反応に適用可能なプラ
ズマ発生源７２としては、例えば、基板搭載台１０と対
をなす平板電極を設け、基板搭載台１０と電極との間に
高周波励起によってプラズマを発生する平行平板型のプ
ラズマ発生源や、プラズマ発生室と反応室とを分割し、
活性種のみを被処理基板１２上に供給するダウンフロー
型のプラズマ発生源を適用することができる。また、Ｔ
ＣＰ（Transformer Coupled Plasma）型、ＩＣＰ（Indu
ctively Coupled Plasma）型、ヘリコン波型、マイクロ
波励起型などその他のプラズマ発生源から選択してもよ
い。プラズマ発生源７２は、通常のプラズマエッチング
装置に用いられているものと同様のものを適用すること
ができる。
ズマ発生源７２としては、例えば、基板搭載台１０と対
をなす平板電極を設け、基板搭載台１０と電極との間に
高周波励起によってプラズマを発生する平行平板型のプ
ラズマ発生源や、プラズマ発生室と反応室とを分割し、
活性種のみを被処理基板１２上に供給するダウンフロー
型のプラズマ発生源を適用することができる。また、Ｔ
ＣＰ（Transformer Coupled Plasma）型、ＩＣＰ（Indu
ctively Coupled Plasma）型、ヘリコン波型、マイクロ
波励起型などその他のプラズマ発生源から選択してもよ
い。プラズマ発生源７２は、通常のプラズマエッチング
装置に用いられているものと同様のものを適用すること
ができる。
【０１３８】本実施形態による基板処理装置では、プラ
ズマ発生源７２により発生するプラズマの状態を、赤外
線分析装置６０による被処理基板１２の表面状態のその
場測定の結果に応じて適宜調整することができる。
ズマ発生源７２により発生するプラズマの状態を、赤外
線分析装置６０による被処理基板１２の表面状態のその
場測定の結果に応じて適宜調整することができる。
【０１３９】プラズマエッチングの過程は、気相から輸
送されるラジカルなイオンなどのインフラックスと、被
処理基板１２の表面からのアウトフラックスの吸着、反
応及び脱離過程との間のダイナミックなバランスによっ
て決定されている。したがって、プラズマエッチングプ
ロセスにおいて、被処理基板１２の表面における吸着状
態、化学結合状態、反応層の構造や厚みなどを赤外線光
学系でその場測定することにより、最適なプラズマエッ
チング条件の設定やプラズマエッチングの終点検出のた
めの設定にフィードバックすることができる。
送されるラジカルなイオンなどのインフラックスと、被
処理基板１２の表面からのアウトフラックスの吸着、反
応及び脱離過程との間のダイナミックなバランスによっ
て決定されている。したがって、プラズマエッチングプ
ロセスにおいて、被処理基板１２の表面における吸着状
態、化学結合状態、反応層の構造や厚みなどを赤外線光
学系でその場測定することにより、最適なプラズマエッ
チング条件の設定やプラズマエッチングの終点検出のた
めの設定にフィードバックすることができる。
【０１４０】このようなフィードバック制御は、赤外線
分析装置６０の出力信号に基づいてコントローラ７０に
よってプラズマ発生源制御装置７４を制御することによ
り行うことができる。
分析装置６０の出力信号に基づいてコントローラ７０に
よってプラズマ発生源制御装置７４を制御することによ
り行うことができる。
【０１４１】なお、被処理基板１２の表面に付着した有
機汚染物質や化学汚染物質の除去、すなわちドライ洗浄
として本実施形態によるプラズマエッチング装置を使用
することもできる。
機汚染物質や化学汚染物質の除去、すなわちドライ洗浄
として本実施形態によるプラズマエッチング装置を使用
することもできる。
【０１４２】（ｂ）活性種ガス供給器７６ 活性種ガス供給器７６は、被処理基板１２をプラズマエ
ッチング処理する際のエッチングガスを供給するもので
ある。
ッチング処理する際のエッチングガスを供給するもので
ある。
【０１４３】活性種ガス供給器７６によって真空容器９
０中に導入するエッチングガスを適宜選択して所望のプ
ラズマを生成することにより様々な被処理基板１２につ
いてプラズマエッチング処理を行うことができる。活性
種ガス供給器７６により導入するエッチングガスとして
は、エッチング対象物が有機物の場合には、例えば、オ
ゾン、原子状態酸素などを用いることができる。
０中に導入するエッチングガスを適宜選択して所望のプ
ラズマを生成することにより様々な被処理基板１２につ
いてプラズマエッチング処理を行うことができる。活性
種ガス供給器７６により導入するエッチングガスとして
は、エッチング対象物が有機物の場合には、例えば、オ
ゾン、原子状態酸素などを用いることができる。
【０１４４】活性種ガス供給器７６は、活性種ガス制御
装置７８を介してコントローラ７０に接続されている。
したがって、プラズマエッチングプロセスにおいて、赤
外線光学系により、被処理基板１２の表面における吸着
状態、化学結合状態、反応層の構造や厚みなどをその場
測定することにより、最適なプラズマエッチング条件の
設定やプラズマエッチングの終点検出のための設定にフ
ィードバックすることができる。
装置７８を介してコントローラ７０に接続されている。
したがって、プラズマエッチングプロセスにおいて、赤
外線光学系により、被処理基板１２の表面における吸着
状態、化学結合状態、反応層の構造や厚みなどをその場
測定することにより、最適なプラズマエッチング条件の
設定やプラズマエッチングの終点検出のための設定にフ
ィードバックすることができる。
【０１４５】このようなフィードバック制御は、赤外線
分析装置６０の出力信号に基づいてコントローラ７０に
よって活性種ガス制御装置７８を制御することにより、
或いは、前述のプラズマ発生源７２を制御することとも
に行うことができる。
分析装置６０の出力信号に基づいてコントローラ７０に
よって活性種ガス制御装置７８を制御することにより、
或いは、前述のプラズマ発生源７２を制御することとも
に行うことができる。
【０１４６】（ｃ）赤外線分析装置６０ 赤外線検出器４２は、例えばＦＴ−ＩＲ装置の検出器で
あり、その出力は二光束干渉計を基にしたフーリエ変換
分光のメカニズムにより各周波数に対応する吸収スペク
トラムとして得ることができる。被処理基板１２内部に
赤外線を入射して基板内部で多重反射させて基板表面を
測定する基本原理にも述べたとおり、エヴァネッセント
光の周波数成分が基板表面の有機汚染物質の分子振動周
波数と一致していると共鳴吸収されるので、そのスペク
トルを分析することにより被処理基板１２の表面におけ
る吸着状態、化学結合状態、反応層の構造や厚みを特定
することができる。これらを決定するための検量線等は
別途データベースとして赤外線分析装置６０の演算装置
６４内に蓄えられており、測定データはそれらのデータ
を参照して定量化される。
あり、その出力は二光束干渉計を基にしたフーリエ変換
分光のメカニズムにより各周波数に対応する吸収スペク
トラムとして得ることができる。被処理基板１２内部に
赤外線を入射して基板内部で多重反射させて基板表面を
測定する基本原理にも述べたとおり、エヴァネッセント
光の周波数成分が基板表面の有機汚染物質の分子振動周
波数と一致していると共鳴吸収されるので、そのスペク
トルを分析することにより被処理基板１２の表面におけ
る吸着状態、化学結合状態、反応層の構造や厚みを特定
することができる。これらを決定するための検量線等は
別途データベースとして赤外線分析装置６０の演算装置
６４内に蓄えられており、測定データはそれらのデータ
を参照して定量化される。
【０１４７】赤外線分析装置６０により得られた情報は
コントローラ７０に伝達され、エッチング条件が最適に
なるように、プラズマ発生源制御装置７４及び活性種ガ
ス制御制御装置７８を介してプラズマ発生源７２及び活
性種ガス供給器７８が制御される。
コントローラ７０に伝達され、エッチング条件が最適に
なるように、プラズマ発生源制御装置７４及び活性種ガ
ス制御制御装置７８を介してプラズマ発生源７２及び活
性種ガス供給器７８が制御される。
【０１４８】また、演算装置６４には、エッチング対象
である物質の共鳴吸収強度がどのレベルに達した場合に
エッチング処理を停止するかを判断するための基準とな
る情報（基準データ）が格納されている。
である物質の共鳴吸収強度がどのレベルに達した場合に
エッチング処理を停止するかを判断するための基準とな
る情報（基準データ）が格納されている。
【０１４９】演算装置６４は、測定データと基準データ
とを比較し、測定データのレベルが基準データのレベル
よりも低いか否かを判断する。この比較により、測定デ
ータのレベルが基準データのレベルよりも大きい場合に
はエンドポイントに達していないと判断してエッチング
処理を続行する。一方、測定データのレベルが基準デー
タのレベルよりも小さい場合にはエンドポイントに達し
たものと判断してエッチング処理を終了する。
とを比較し、測定データのレベルが基準データのレベル
よりも低いか否かを判断する。この比較により、測定デ
ータのレベルが基準データのレベルよりも大きい場合に
はエンドポイントに達していないと判断してエッチング
処理を続行する。一方、測定データのレベルが基準デー
タのレベルよりも小さい場合にはエンドポイントに達し
たものと判断してエッチング処理を終了する。
【０１５０】なお、赤外線検出器４２としては、ＦＴ−
ＩＲ装置の代わりに回折格子（グレーティング）による
赤外分光計を用いてもよい。
ＩＲ装置の代わりに回折格子（グレーティング）による
赤外分光計を用いてもよい。
【０１５１】〔２〕プラズマエッチング方法 本実施形態による基板処理方法について図１０を用いて
説明する。
説明する。
【０１５２】まず、基板保管箱８０に装填されている被
処理基板１２を、基板搬送系８４を介して基板搭載台１
０上に載置する。
処理基板１２を、基板搬送系８４を介して基板搭載台１
０上に載置する。
【０１５３】次いで、第１実施形態による基板処理方法
と同様にして、赤外光源２０から発せられた赤外線が被
処理基板１２の傾斜部１４から入射し、基板内部で多重
反射して出射し、赤外線検出器４２に導かれるように、
赤外線光学系の位置制御装置（図示せず）及び基板搭載
台制御装置１６により、赤外線光学系と被処理基板１２
との位置合わせを行う。
と同様にして、赤外光源２０から発せられた赤外線が被
処理基板１２の傾斜部１４から入射し、基板内部で多重
反射して出射し、赤外線検出器４２に導かれるように、
赤外線光学系の位置制御装置（図示せず）及び基板搭載
台制御装置１６により、赤外線光学系と被処理基板１２
との位置合わせを行う。
【０１５４】続いて、赤外光源２０から発せられた赤外
線を、被処理基板１２の傾斜部１４から入射する。被処
理基板１２の傾斜部１４から被処理基板１２内部に導入
された赤外線は、内部反射を繰り返しながら基板表面の
情報を累積してプロービングし、赤外線の入射点と対称
的な位置から出射される。
線を、被処理基板１２の傾斜部１４から入射する。被処
理基板１２の傾斜部１４から被処理基板１２内部に導入
された赤外線は、内部反射を繰り返しながら基板表面の
情報を累積してプロービングし、赤外線の入射点と対称
的な位置から出射される。
【０１５５】この後、被処理基板１２から出射された赤
外線を赤外線集光手段４０により集光し、赤外線検出器
４２により検出する。
外線を赤外線集光手段４０により集光し、赤外線検出器
４２により検出する。
【０１５６】赤外線検出器４２は、例えばＦＴ−ＩＲ装
置の検出器であり、その出力は二光束干渉計を基にした
フーリエ変換分光のメカニズムにより各周波数に対応す
る吸収スペクトラムとして表示される。基板表面で光線
が反射するときに滲み出る光の周波数成分が基板表面に
存在する物質の分子振動周波数と一致していると共鳴吸
収されるので、そのスペクトルを分析することにより被
処理基板１２の表面における吸着状態、化学結合状態、
反応層の構造や厚みなどを特定することができる。これ
らを決定するための検量線等は別途データベースとして
赤外線分析装置６０の演算装置６４に蓄えられており、
測定データはそれらのデータを参照して定量化される。
置の検出器であり、その出力は二光束干渉計を基にした
フーリエ変換分光のメカニズムにより各周波数に対応す
る吸収スペクトラムとして表示される。基板表面で光線
が反射するときに滲み出る光の周波数成分が基板表面に
存在する物質の分子振動周波数と一致していると共鳴吸
収されるので、そのスペクトルを分析することにより被
処理基板１２の表面における吸着状態、化学結合状態、
反応層の構造や厚みなどを特定することができる。これ
らを決定するための検量線等は別途データベースとして
赤外線分析装置６０の演算装置６４に蓄えられており、
測定データはそれらのデータを参照して定量化される。
【０１５７】必要に応じて、基板搭載台１０によって被
処理基板１２を回転した後に上記と同様の測定を繰り返
し、被処理基板１２の全面に渡って表面状態を測定す
る。
処理基板１２を回転した後に上記と同様の測定を繰り返
し、被処理基板１２の全面に渡って表面状態を測定す
る。
【０１５８】このような被処理基板１２の基板表面状態
の測定を、被処理基板１２のプラズマエッチング処理に
先立って、或いは、プラズマエッチング処理中に行う。
こうすることにより、被処理基板１２の表面状態をその
場測定で正確に知ることができ、続けて行うプラズマエ
ッチング処理の処理条件にフィードバックすることがで
きる。すなわち、被処理基板１２の表面における吸着状
態、化学結合状態、反応層の構造や厚みなどの情報に応
じてプラズマ生成、空間的均一度の向上、プラズマ強度
保持のための動作制御を行うことにより、常に最適な洗
浄条件で被処理基板１２をプラズマエッチングすること
ができる。エッチング条件の制御は、赤外線分析装置６
０の出力信号に基づいてコントローラ７０によってプラ
ズマ発生源制御装置７４及び／又は活性種ガス制御装置
７８を制御することにより行うことができる。
の測定を、被処理基板１２のプラズマエッチング処理に
先立って、或いは、プラズマエッチング処理中に行う。
こうすることにより、被処理基板１２の表面状態をその
場測定で正確に知ることができ、続けて行うプラズマエ
ッチング処理の処理条件にフィードバックすることがで
きる。すなわち、被処理基板１２の表面における吸着状
態、化学結合状態、反応層の構造や厚みなどの情報に応
じてプラズマ生成、空間的均一度の向上、プラズマ強度
保持のための動作制御を行うことにより、常に最適な洗
浄条件で被処理基板１２をプラズマエッチングすること
ができる。エッチング条件の制御は、赤外線分析装置６
０の出力信号に基づいてコントローラ７０によってプラ
ズマ発生源制御装置７４及び／又は活性種ガス制御装置
７８を制御することにより行うことができる。
【０１５９】また、赤外線光学系による表面状態の分析
では、被処理基板１２上に付着した有機汚染物質や化学
汚染物質を定量・同定することもできる。したがって、
このような汚染物質を除去するドライ洗浄処理にプラズ
マエッチングを適用する際にも、上記フィードバック処
理を適用することができる。
では、被処理基板１２上に付着した有機汚染物質や化学
汚染物質を定量・同定することもできる。したがって、
このような汚染物質を除去するドライ洗浄処理にプラズ
マエッチングを適用する際にも、上記フィードバック処
理を適用することができる。
【０１６０】また、エッチング処理のエンドポイント判
定は、プラズマ処理中における赤外線吸収スペクトルか
ら汚染物質の共鳴吸収強度がどのレベルにあるかを測定
し、この測定データのレベルと予め格納しておいた基準
データのレベルとを演算装置６４により比較することに
より行う。測定データのレベルが基準データのレベルよ
りも大きい場合にはエッチング処理を継続し、測定デー
タのレベルが基準データのレベルよりも小さい場合には
エッチング処理を終了する。なお、基準データは、洗浄
処理に要求される特性（例えば、エッチング処理後の被
処理基板上における被エッチング物質の量）に応じて適
宜設定することが望ましい。
定は、プラズマ処理中における赤外線吸収スペクトルか
ら汚染物質の共鳴吸収強度がどのレベルにあるかを測定
し、この測定データのレベルと予め格納しておいた基準
データのレベルとを演算装置６４により比較することに
より行う。測定データのレベルが基準データのレベルよ
りも大きい場合にはエッチング処理を継続し、測定デー
タのレベルが基準データのレベルよりも小さい場合には
エッチング処理を終了する。なお、基準データは、洗浄
処理に要求される特性（例えば、エッチング処理後の被
処理基板上における被エッチング物質の量）に応じて適
宜設定することが望ましい。
【０１６１】このように、本実施形態によれば、プラズ
マエッチング処理に先立ち、或いは、プラズマエッチン
グの処理中に、被処理基板１２の傾斜部１４から入射し
た赤外線の多重反射によって基板の表面状態を測定し、
その結果をプラズマエッチングの処理条件にフィードバ
ックするので、プラズマエッチングの処理条件を常に最
適に設定することができる。
マエッチング処理に先立ち、或いは、プラズマエッチン
グの処理中に、被処理基板１２の傾斜部１４から入射し
た赤外線の多重反射によって基板の表面状態を測定し、
その結果をプラズマエッチングの処理条件にフィードバ
ックするので、プラズマエッチングの処理条件を常に最
適に設定することができる。
【０１６２】また、透過赤外線の強度を所定値と比較す
ることでエッチング処理のエンドポイントを的確に知る
ことができる。これにより、被処理基板１２に形成され
ている素子に必要以上のダメージを与えること防止する
ことができる。
ることでエッチング処理のエンドポイントを的確に知る
ことができる。これにより、被処理基板１２に形成され
ている素子に必要以上のダメージを与えること防止する
ことができる。
【０１６３】また、赤外線を入射する被処理基板１２の
傾斜部１４は、基板の端面形状をそのまま利用したもの
であるので、被処理基板１２を化学エッチングしたり端
面加工を施すなどの追加工をせず、或いは、被処理基板
１２上部に配置したプリズム等を介して基板内部に赤外
線を導入する必要はない。したがって、本実施形態によ
る装置及び方法は、半導体装置の製造現場におけるその
場測定に適用することができる。
傾斜部１４は、基板の端面形状をそのまま利用したもの
であるので、被処理基板１２を化学エッチングしたり端
面加工を施すなどの追加工をせず、或いは、被処理基板
１２上部に配置したプリズム等を介して基板内部に赤外
線を導入する必要はない。したがって、本実施形態によ
る装置及び方法は、半導体装置の製造現場におけるその
場測定に適用することができる。
【０１６４】なお、上記第１又は第２実施形態では、被
処理基板１２としてシリコン基板を用いた場合について
説明したが、シリコン基板に限られるものではない。例
えば、ゲルマニウム基板や、ＧａＡｓなどの化合物半導
体基板であっても同様に適用することができる。また、
半導体基板の測定に限らず、液晶表示装置を構成するガ
ラス基板についても同様の原理で測定をすることができ
る。
処理基板１２としてシリコン基板を用いた場合について
説明したが、シリコン基板に限られるものではない。例
えば、ゲルマニウム基板や、ＧａＡｓなどの化合物半導
体基板であっても同様に適用することができる。また、
半導体基板の測定に限らず、液晶表示装置を構成するガ
ラス基板についても同様の原理で測定をすることができ
る。
【０１６５】また、上記実施形態では、赤外線光学系に
より被処理基板の表面状態を測定する機能をドライ洗浄
装置又はプラズマエッチング装置に適用した場合につい
て説明したが、他の半導体装置の製造装置に適用するこ
ともできる。
より被処理基板の表面状態を測定する機能をドライ洗浄
装置又はプラズマエッチング装置に適用した場合につい
て説明したが、他の半導体装置の製造装置に適用するこ
ともできる。
【０１６６】例えば、半導体基板上に所定の膜を形成す
る成膜装置に本発明に係る表面状態測定手段を設けるこ
とにより、成膜前の前処理、例えばサーマルクリーニン
グ過程や逆スパッタ過程において基板表面の状態をその
場測定することができる。したがって、このように成膜
装置を構成することで、成膜前の前処理条件を最適化す
ることができる。
る成膜装置に本発明に係る表面状態測定手段を設けるこ
とにより、成膜前の前処理、例えばサーマルクリーニン
グ過程や逆スパッタ過程において基板表面の状態をその
場測定することができる。したがって、このように成膜
装置を構成することで、成膜前の前処理条件を最適化す
ることができる。
【０１６７】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、被処理基
板に所定の処理を行う基板処理手段と、赤外光源から発
せられた赤外線又は近赤外線を被処理基板の外周部分に
集光して被処理基板内に導入する赤外線集光手段、被処
理基板の内部で多重反射した後に被処理基板から出射さ
れる赤外線又は近赤外線を検出する赤外線検出手段、及
び、赤外線検出手段により検出した赤外線又は近赤外線
を分析する赤外線分析手段を有し、基板処理手段による
被処理基板の処理時に、被処理基板の表面状態をその場
測定する表面状態測定手段と、表面状態測定手段により
測定した被処理基板の表面状態に基づいて、基板処理手
段を制御する制御手段とをする基板処理装置を構成する
ので、被処理基板を改質し或いはダメージを与えること
なしに、被処理基板に化学的エッチングや端面加工など
の追加工をすることなしに、被処理基板上に配置したプ
リズムなど光学部材を介して赤外線又は近赤外線を導入
することなしに、非接触・非破壊で被処理基板の表面状
態を測定することができる。したがって、被処理基板の
表面状態を製造現場においてその場測定し、その結果に
基づいて動作パラメータを制御し、常に最適の条件で被
処理基板を処理することができる。
板に所定の処理を行う基板処理手段と、赤外光源から発
せられた赤外線又は近赤外線を被処理基板の外周部分に
集光して被処理基板内に導入する赤外線集光手段、被処
理基板の内部で多重反射した後に被処理基板から出射さ
れる赤外線又は近赤外線を検出する赤外線検出手段、及
び、赤外線検出手段により検出した赤外線又は近赤外線
を分析する赤外線分析手段を有し、基板処理手段による
被処理基板の処理時に、被処理基板の表面状態をその場
測定する表面状態測定手段と、表面状態測定手段により
測定した被処理基板の表面状態に基づいて、基板処理手
段を制御する制御手段とをする基板処理装置を構成する
ので、被処理基板を改質し或いはダメージを与えること
なしに、被処理基板に化学的エッチングや端面加工など
の追加工をすることなしに、被処理基板上に配置したプ
リズムなど光学部材を介して赤外線又は近赤外線を導入
することなしに、非接触・非破壊で被処理基板の表面状
態を測定することができる。したがって、被処理基板の
表面状態を製造現場においてその場測定し、その結果に
基づいて動作パラメータを制御し、常に最適の条件で被
処理基板を処理することができる。
【０１６８】また、表面状態の測定結果に基づいて被処
理基板の処理の終点検出をすることができるので、被処
理基板に形成されている素子に必要以上のダメージを与
えること防止することができる。また、過剰な処理をす
ることなしに処理すべき次の基板の処理に移ることがで
きるので、スループットを向上することができる。ま
た、処理の品質を均一に保つこともできる。
理基板の処理の終点検出をすることができるので、被処
理基板に形成されている素子に必要以上のダメージを与
えること防止することができる。また、過剰な処理をす
ることなしに処理すべき次の基板の処理に移ることがで
きるので、スループットを向上することができる。ま
た、処理の品質を均一に保つこともできる。
【図１】本発明の第１実施形態による基板処理装置の構
造を示す概略図である。
造を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態による基板処理装置にお
ける赤外光源を示す概略断面図である。
ける赤外光源を示す概略断面図である。
【図３】凹面鏡を用いて被処理基板の外周に沿って赤外
線を集光する方法を説明する図である。
線を集光する方法を説明する図である。
【図４】シリンドリカルレンズ又はスリットを用いて被
処理基板の外周に沿って赤外線を集光する方法を説明す
る図である。
処理基板の外周に沿って赤外線を集光する方法を説明す
る図である。
【図５】シリコン基板内部から空気中に赤外線を出射す
る際のエネルギー反射率の入射角度依存性を示すグラフ
である。
る際のエネルギー反射率の入射角度依存性を示すグラフ
である。
【図６】ＳＥＭＩ標準規格による３００ｍｍウェーハの
周縁部形状を示す図である。
周縁部形状を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態による基板処理方法及び
装置における被処理基板への赤外線の入射角度の設定方
法を説明する図である。
装置における被処理基板への赤外線の入射角度の設定方
法を説明する図である。
【図８】３００ｍｍウェーハの内部多重反射スペクトル
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図９】被処理基板の内部多重反射から得られた吸光度
スペクトルを示すグラフである。
スペクトルを示すグラフである。
【図１０】本発明の第２実施形態による基板処理装置の
構造を示す概略図である。
構造を示す概略図である。
【図１１】従来の表面状態測定方法及び装置を説明する
図である。
図である。
１０…基板搭載台 １２…被処理基板 １４…傾斜部 １６…基板搭載台制御装置 ２０…赤外光源 ２２…光源位置調整装置 ２４…光源 ２６…後方反射板 ２８…前方反射板 ３０…赤外線集光手段 ３２…反射板 ３４…凹面鏡 ３６…シリンドリカルレンズ ３８…スリット ４０…赤外線集光手段 ４２…赤外線検出器 ５０…照射光源 ５２…照射光源制御装置 ５４…活性種発生器 ５６…活性種発生器制御装置 ６０…赤外線分析装置 ６２…分光器 ６４…演算装置 ７０…コントローラ ７２…プラズマ発生源 ７４…プラズマ発生源制御装置 ７６…活性種ガス供給器 ７８…活性種ガス制御装置 ８０…基板保管箱 ８２…基板保管箱 ８４…基板搬送系 ９０…真空容器 １０２…被処理基板 １０４…赤外光源 １０６…プリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｌ (72)発明者 遠藤 礼暁 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式 会社アドバンテスト内 (72)発明者 庭野 道夫 宮城県仙台市泉区住吉台東３丁目18番12 号 (72)発明者 宮本 信雄 宮城県仙台市青葉区桜ヶ丘７丁目26番15 号 (72)発明者 前田 泰宏 東京都練馬区旭町１丁目32番１号 株式 会社アドバンテスト内 (56)参考文献 特開 平５−74714（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−62125（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−144801（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−68527（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−36102（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−208989（ＪＰ，Ａ) 米国特許5871805（ＵＳ，Ａ) 国際公開97／28437（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/304 H01L 21/66 G01N 21/27 G01N 21/35
Claims (31)
- 【請求項１】 被処理基板に所定の処理を行う基板処理
手段と、 赤外光源から発せられた赤外線又は近赤外線を前記被処
理基板の外周部分に集光して前記被処理基板内に導入す
る赤外線集光手段、前記被処理基板の内部で多重反射し
た後に前記被処理基板から出射される前記赤外線又は近
赤外線を検出する赤外線検出手段、及び、前記赤外線検
出手段により検出した前記赤外線又は近赤外線を分析す
る赤外線分析手段を有し、前記基板処理手段による前記
被処理基板の処理時に、前記被処理基板の表面状態をそ
の場測定する表面状態測定手段と、 前記表面状態測定手段により測定した前記被処理基板の
表面状態に基づいて、前記基板処理手段を制御する制御
手段とを有し、 前記被測定基板は、前記外周部分に、外周面と一対の表
面とにより構成される角部が面取りされてなる一対の傾
斜部を有し、前記赤外線集光手段は、前記赤外光源から
発せられた赤外線又は近赤外線を、前記被処理基板の前
記傾斜部の一方又は双方に集光して前記被処理基板内に
導入することを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の基板処理装置において、 前記赤外線分析手段は、フーリエ変換分光法に基づく分
光結果から前記被処理基板の表面状態を測定することを
特徴とする基板処理装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の基板処理装置において、 前記赤外線分析手段は、回折格子による赤外分光法に基
づく分光結果から前記被処理基板の表面状態を測定する
ことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
基板処理装置において、 前記基板処理手段は、光照射により被処理基板上に付着
した汚染物質を分解除去する洗浄手段であり、 前記表面状態測定手段は、前記被処理基板上に付着した
汚染物質の種類及び／又は量を測定し、 前記制御手段は、前記表面状態測定手段により得られた
前記汚染物質の種類及び／又は量に基づいて前記洗浄手
段による前記被処理基板の処理条件を制御することを特
徴とする基板処理装置。 - 【請求項５】 請求項４記載の基板処理装置において、 前記制御手段は、前記表面状態測定手段により得られた
前記汚染物質の種類及び／又は量に基づいて、前記被処
理基板に照射する光の照射量又は照射時間を制御するこ
とを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項６】 請求項４又は５記載の基板処理装置にお
いて、 前記洗浄手段は、前記汚染物質と反応する活性種を供給
する活性種供給手段を有することを特徴とする基板処理
装置。 - 【請求項７】 請求項６記載の基板処理装置において、 前記制御手段は、前記表面状態測定手段により得られた
前記汚染物質の種類及び／又は量に基づいて、前記活性
種供給手段から供給する活性種の供給量を制御すること
を特徴とする基板処理装置。 - 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の
基板処理装置において、 前記表面状態測定手段により得られた前記汚染物質の種
類及び／又は量に基づいて基板処理の終点を検出する終
点検出手段を更に有することを特徴とする基板処理装
置。 - 【請求項９】 請求項８記載の基板処理装置において、 前記終点検出手段は、前記汚染物質による前記赤外線又
は近赤外線の共鳴吸収強度の測定レベルを所定の基準レ
ベルと比較し、基板処理の終点に達したか否かを判定す
ることを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項１０】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載
の基板処理装置において、 前記基板処理手段は、プラズマを利用して被処理基板を
エッチングするエッチング手段であり、 前記制御手段は、前記表面状態測定手段により測定され
た前記被処理基板の表面状態に基づいて前記エッチング
手段による前記被処理基板のエッチング条件を制御する
ことを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項１１】 請求項１０記載の基板処理装置におい
て、 前記制御手段は、前記表面状態測定手段により測定され
た前記被処理基板の表面状態に基づいてプラズマの状態
を制御することを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項１２】 請求項１０又は１１記載の基板処理装
置において、 前記表面状態測定手段は、前記被処理基板の表面におけ
るインフラックス若しくはアウトフラックスの吸着状
態、化学結合状態又は反応層の構造を測定することを特
徴とする基板処理装置。 - 【請求項１３】 請求項１０又は１１記載の基板処理装
置において、 前記表面状態測定手段は、前記被処理基板の表面に付着
した汚染物質の種類及び量を測定することを特徴とする
基板処理装置。 - 【請求項１４】 請求項１０乃至１３のいずれか１項に
記載の基板処理装置において、 前記表面状態測定手段により測定された前記被処理基板
の表面状態に基づいてエッチング処理の終点を検出する
終点検出手段を更に有することを特徴とする基板処理装
置。 - 【請求項１５】 請求項８、９又は１４記載の基板処理
装置において、 前記制御手段は、前記終点検出手段により与えられる終
点情報に基づいて、前記被処理基板の処理を停止するこ
とを特徴とする基板処理装置。 - 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれか１項に記
載の基板処理装置において、 前記赤外線集光手段は、前記赤外線又は近赤外線を円形
又は楕円状の焦点に集光することを特徴とする基板処理
装置。 - 【請求項１７】 請求項１乃至１６のいずれか１項に記
載の基板処理装置において、 前記赤外光源は、前記赤外線又は近赤外線を発する光源
を容器内に封入した防爆型の赤外光源であることを特徴
とする基板処理装置。 - 【請求項１８】 外周面と一対の表面とにより構成され
る角部が面取りされてなる一対の傾斜部を有する被処理
基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、 前記被処理基板の処理に先立ち、或いは、前記被処理基
板の処理時に、赤外線又は近赤外線を前記被処理基板の
前記傾斜部の一方又は双方に集光して前記被処理基板内
に導入し、 前記被処理基板内で多重反射した後に前記被処理基板か
ら出射される前記赤外線又は近赤外線を検出し、 検出した前記赤外線又は近赤外線を分析することにより
前記被処理基板の表面状態を測定し、 測定した前記被処理基板の表面状態に応じて前記被処理
基板の処理条件を制御することを特徴とする基板処理方
法。 - 【請求項１９】 外周面と一対の表面とにより構成され
る角部が面取りされてなる一対の傾斜部を有する被処理
基板に所定の処理を行う基板処理方法であって、 前記被処理基板の処理時に、赤外線又は近赤外線を前記
被処理基板の前記傾斜部の一方又は双方に集光して前記
被処理基板内に導入し、 前記被処理基板内で多重反射した後に前記被処理基板か
ら出射される前記赤外線又は近赤外線を検出し、 検出した前記赤外線又は近赤外線を分析することにより
前記被処理基板の表面状態を測定し、 測定した前記被処理基板の表面状態に基づいて前記被処
理基板の処理の終点を判定することを特徴とする基板処
理方法。 - 【請求項２０】 請求項１９記載の基板処理方法におい
て、 前記汚染物質による前記赤外線又は近赤外線の共鳴吸収
強度の測定レベルを所定の基準レベルと比較し、洗浄処
理の終点に達したか否かを判定することを特徴とする基
板処理方法。 - 【請求項２１】 請求項１８乃至２０のいずれか１項に
記載の基板処理方法において、 前記所定の処理は、光照射により前記被処理基板上に付
着した汚染物質を分解除去する処理であり、 前記被処理基板の表面状態の測定では、前記被処理基板
の表面に付着した前記汚染物質を測定し、測定した前記
汚染物質の種類及び／又は量に応じて洗浄の処理条件を
制御することを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項２２】 請求項２１記載の基板処理方法におい
て、 前記被処理基板を洗浄する過程において、前記汚染物質
と反応する活性種を供給することを特徴とする基板処理
方法。 - 【請求項２３】 請求項２２記載の基板処理方法におい
て、 前記被処理基板の表面状態に基づいて、前記活性種の供
給量を制御することを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項２４】 請求項２１乃至２３のいずれか１項に
記載の基板処理方法において、 前記被処理基板の表面状態に基づいて、前記被処理基板
に照射する光の照射量又は照射時間を制御することを特
徴とする基板処理方法。 - 【請求項２５】 請求項１８乃至２０のいずれか１項に
記載の基板処理方法において、 前記所定の処理は、プラズマを利用して被処理基板をエ
ッチングする処理であり、 測定した前記被処理基板の表面状態に基づいてエッチン
グの処理条件を制御することを特徴とする基板処理方
法。 - 【請求項２６】 請求項２５記載の基板処理方法におい
て、 測定した前記被処理基板の表面状態に基づいて、プラズ
マの状態を制御することを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項２７】 請求項２５又は２６記載の基板処理方
法において、 前記被処理基板の表面におけるインフラックス若しくは
アウトフラックスの吸着状態、化学結合状態又は反応層
の構造の測定結果から、エッチング条件を決定すること
を特徴とする基板処理方法。 - 【請求項２８】 請求項２５又は２６記載の基板処理方
法において、 前記被処理基板の表面に付着した汚染物質の種類及び／
又は量の測定結果から、エッチング条件を決定すること
を特徴とする基板処理方法。 - 【請求項２９】 請求項１８乃至２８のいずれか１項に
記載の基板処理方法において、 前記被処理基板から出射された前記赤外線又は近赤外線
をフーリエ変換分光法により分光し、分光結果から前記
汚染物質を測定することを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項３０】 請求項１８乃至２８のいずれか１項に
記載の基板処理方法において、 前記被処理基板から出射された前記赤外線又は近赤外線
を回折格子により分光し、分光結果から前記汚染物を測
定することを特徴とする基板処理方法。 - 【請求項３１】 請求項１８乃至３０のいずれか１項に
記載の基板処理方法において、 前記被処理基板を回転しつつ複数回の測定を繰り返し、
前記被処理基板の略全面に渡って前記被処理基板の表面
状態を測定し、測定した前記被処理基板の表面状態に基
づいて前記被処理基板の処理条件を制御することを特徴
とする基板処理方法。
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|---|---|---|---|
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| JP10-202090 | 1998-07-16 | ||
| JP20209098 | 1998-07-16 | ||
| JP10-202018 | 1998-07-16 | ||
| JP20201898 | 1998-07-16 | ||
| JP15191999A JP3345590B2 (ja) | 1998-07-16 | 1999-05-31 | 基板処理方法及び装置 |
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|---|---|
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