CN113287190A - 等离子处理装置以及晶片处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供使处理的成品率提升的等离子处理装置以及晶片处理方法。晶片处理方法具备如下工序：对载置在配置于处理室内的样品台的上表面的处理对象的晶片照射光或电磁波，来加热预先形成于该晶片上表面的膜层的上表面的该膜层的化合物层，从而将其去除，在所述晶片处理方法中，在所述工序中，接受由所述晶片的上表面反射的所述光或所述电磁波，对于表示该光或该电磁波的以波长为参数的强度的时间变化的信号，使用在所述样品台的所述上表面的外周侧的部位接受所述光或所述电磁波而检测到的该光或该电磁波的强度的信息进行补正，从而判定所述膜层的剩余膜厚或所述工序的终点。

Description

等离子处理装置以及晶片处理方法
技术领域
本发明涉及使用等离子来对配置于真空容器内部的处理室内的晶片表面的处理对象的膜进行处理的等离子处理装置以及晶片处理方法，特别涉及对通过针对所述处理对象的膜的等离子的照射、和电磁波的照射所引起的加热来进行的膜的蚀刻处理的量进行检测的等离子处理装置以及晶片处理方法。
背景技术
在半导体器件中，由于要求电力的低消耗化、存储容量的增大，因而正在推进进一步的微细化以及器件构造的三维化。在三维构造的器件的制造中，由于构造是立体的，而且很复杂，因此，除了过去以来所进行的在与处理对象的半导体晶片的表面的面方向垂直的方向上进行蚀刻的“垂直性蚀刻”以外，还研讨运用在横向上也能进行蚀刻的“各向同性蚀刻”。
过去以来，这样的各向同性的蚀刻，通过使用药液内对半导体晶片表面的膜层进行处理的湿式处理来进行。但伴随着半导体器件构造的微细化的进展，药液的表面张力所引起的图案损毁、加工尺寸的控制性的问题正表现出来。因此，从现有的利用药液的湿式处理转向以不利用药液的干式处理来进行各向同性蚀刻的必要性变高。
另一方面，过去以来，作为以干式处理高精度地进行各向同性蚀刻的技术之一，已知使用吸附以及脱离工序来进行蚀刻的方案。作为这样的技术的示例，在JP特开2015-185594号公报(专利文献1)中，首先，将使用等离子等而生成的具有高反应性的原子或分子的活性种(原子团)吸附在作为被处理体的半导体晶片的处理对象的膜层的表面，形成通过活性种与膜层表面的材料之间的化学反应而形成的化合物所构成的反应层(或变质层)(吸附工序)。接下来，对反应层赋予热能进行加热来使反应层脱离而将其去除(脱离工序)。通过交替重复进行该吸附工序和脱离工序来进行对象膜的蚀刻。
在该现有技术中，若在吸附工序中形成于表面的反应层到达给定的厚度，则由于反应层会阻碍原子团到达处理对象的膜层，因此反应层的厚度的增大会急速地减速而向与条件相应的厚度渐近。由此，即使在复杂的图案形状的内部在原子团的入射量上存在偏差，也能通过实施充分长时间的吸附工序，来形成厚度在晶片的面内方向上的偏差小的反应层。并且，通过将这样的反应层加热来去除，能不依赖于图案形状而实现蚀刻量的偏差小的处理。
另外，由于包含这样的1个吸附工序以及脱离工序的配对的每1循环的蚀刻量通常是数nm程度以下，因此具有能以数nm的精度来调整加工的深度(加工量)的优点。进而，能实现如下蚀刻：使在处理对象的膜层的表面形成反应层所需的原子团种与对非处理对象的膜进行蚀刻的原子团种不同，并提高两者的选择比。
进而，在使用等离子对晶片进行蚀刻的等离子处理装置中，已知搭载有用于在晶片上的处理对象的膜的处理中测定剩余膜厚、蚀刻量的装置的现有技术。作为这样的现有技术的示例，例如在JP特开2007-234859号公报(专利文献2)中公开了如下技术：在保持于配置在真空容器内部的处理室内的样品台上表面的晶片的处理中，从处理室的上方对晶片表面照射来自外部的光源的光，在处理室的上方接受由晶片表面反射而形成的干涉光，将从该接受到的干涉光得到的任意波长的光的强度的图案与如下图案进行比较来判定剩余膜厚，其中，上述进行比较的图案是针对预先取得的剩余膜厚的干涉光的强度的以关于多个波长的波长为参数的图案，。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2015-185594号公报
专利文献2：JP特开2007-234859号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述现有技术中，由于如下方面考虑不充分，因此出现问题。
即，在专利文献1的技术中，关于在晶片的处理中检测剩余膜厚，没有任何考虑。另外，如专利文献2公开的那样，已知在使用等离子对晶片进行蚀刻的装置中具备用于测定晶片上的处理对象的膜的膜厚的结构。但即使将这样的技术运用于专利文献1，即使想要在构成专利文献1的配置晶片的处理室的顶部面的灯窗的上方搭载IR灯组件，在从上部顶板观察时，晶片的外周部也会进入为了高效地加热晶片而确定了位置的IR灯组件的下方的投影区域内。
在这样的结构中，很难确保光路来配置受光组件，以使得能在将从灯组件或窗构件的上方透过窗构件而照射到晶片表面的参照光反射后，使其再次被接受，从而精度良好地判定剩余膜厚。另外，在想要检测晶片的中心部分的剩余膜厚的情况下，在专利文献1的结构中，在如下部位配置有离子遮蔽板，有可能会在来自晶片表面的光的路径上损害光的强度，其中，配置离子遮蔽板的部位有：配置于等离子形成室的上部顶板的气体导入部；在其下方处于等离子形成室与处理室之间的原子团的通路内的、晶片的中央部上方。
因此，在现有技术中，并未考虑如下这样的问题：剩余膜厚的检测精度受损，处理结果的形状的偏差变大，使得晶片处理的成品率受损。本发明的目的在于，提供提高检测剩余膜厚的精度而使处理的成品率提升的等离子处理装置以及晶片处理方法。
用于解决课题的手段
上述目的通过晶片处理方法或等离子处理方法达成，该晶片处理方法或等离子处理方法具备如下工序：对载置在配置于处理室内的样品台的上表面的处理对象的晶片照射光或电磁波，来加热预先形成于该晶片上表面的膜层的上表面的该膜层的化合物层而将其去除，在所述工序中，接受由所述晶片的上表面反射的所述光或所述电磁波，对于表示该光或该电磁波的以波长为参数的强度的时间变化的信号，使用在所述样品台的所述上表面的外周侧的部位接受所述光或所述电磁波而检测到的该光或该电磁波的强度的信息来进行补正，从而判定所述膜层的剩余膜厚或所述工序的终点。
发明效果
根据本发明，能提供使处理的成品率提升的等离子处理装置以及晶片处理方法。
附图说明
图1是示意表示本发明的实施例所涉及的等离子处理装置的结构的概略情况的纵截面图。
图2是示意表示图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置的外部光导入组件以及聚光组件的结构的纵截面图。
图3是示意表示在图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置中使用从处理室外部照射的光来检测晶片外周部的剩余膜厚的结构的概略情况的纵截面图。
图4是表示图1的实施例所涉及的等离子处理装置中使用的离子遮蔽板的结构的概略情况的顶视图。
图5是示意表示图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置所实施的晶片2上表面的处理对象的膜的处理的流程的图。
图6是示意表示图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置所实施的晶片的处理的动作的流程的时序图。
图7是示意表示在图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置中被蚀刻层的剩余膜厚伴随循环数的增大的变化的图表。
图8是表示图6所示的本实施例所涉及的晶片的处理的流程的变形例的时序图。
图9是示意表示从图1的实施例所涉及的等离子处理装置中使用的外部光源或IR灯辐射的光的强度的波长概览(profile)伴随时间经过或温度变化的变化的图表。
具体实施方式
以下，基于附图来详细说明本发明的实施例。
实施例1
以下，使用图1到图9来说明本发明的实施例。
图1是示意表示本发明的实施例所涉及的等离子处理装置的结构的概略情况的纵截面图。本实施例的等离子处理装置是晶片处理装置，包含真空容器和对配置于其下部的处理室内的台上的晶片照射红外线(IR)来进行加热的灯，且具备构成真空容器的上部并在内部形成等离子的放电室、以及将该放电室和下方的处理室连通的通路，还具备配置于该通路内侧并使得因等离子的形成而产生的反应性高的原子团等活性种的粒子通过的具有多个间隙或孔的狭缝。
在本例的等离子处理装置100中，在真空容器下部配置有对配置于内部的处理对象的样品进行处理的处理部，在其上方的真空容器上部配置有形成用于处理样品的等离子的放电部。即，在构成真空容器下部的处理部的基腔11内部配置有具有圆筒形状的室即处理室1。在处理室1的内侧的下部配置有具有圆筒形的晶片台4，该晶片台4在具有圆形的上表面载置晶片2。
进而，在基腔11的上方的真空容器上部的放电部配置有具有圆筒形状的石英腔12，在其内侧配置有在内侧形成等离子10的具有圆筒形状的放电室3来作为等离子源。进而，在放电室3与处理室1之间配置有将它们连通的原子团流路75，该原子团流路75是使在放电室3内形成的等离子10的活性种(原子团)在内部通过并导入到处理室1的具有圆筒形状的通路。
在石英腔12的圆筒形的外周侧壁的外侧配置有供给高频电力的ICP线圈34，该ICP线圈34与该侧壁空开间隙地沿着该侧壁在上下方向上卷绕多级。使用ICP(InductivelyCoupledPlasma：感应耦合等离子)放电，通过高频电力所引起的感应磁场来激发导入到内侧的放电室3内的处理用的气体的原子或分子，使其离解或电离，从而形成等离子10。
在ICP线圈34经由匹配机22而连接等离子生成用的高频电源20。本实施例的高频电力的频率使用13.56MHz等数十MHz的频带。
具有圆形的顶板6在其外周部的下表面与石英腔12的上端上表面之间夹着O环等密封构件而载置在圆筒形的石英腔12的上端部上方。在包含构成真空容器的石英腔12在内的真空容器的内部被减压的状态下，通过密封构件将内部的放电室3和外部气密地密封。
进而，在本例的具有顶板6以及石英腔12的真空容器上部，阀和流量调节器与配置于每个气体种类的多个配管中的各配管之上的质量流控制器50连结。在流过各配管的各个种类的气体由流量调节器调整了流量或调整了其速度的基础上，通过将多个配管与1个配管结合并将该1个配管与顶板6连结，从而使得各种气体在该1个配管内合流，作为被设为给定的组成的处理用的气体而通过形成于簇射板5的贯通孔后供给到放电室3内。
在本例中，这样的顶板6的簇射板5配置于放电室3的中央部和将其在环上包围的外周部，在各个簇射板5单独地连结1个配管，在该各配管上配置有气体分配器51。这样，供给到放电室3的中心附近的气体和供给到外周附近的气体的流量、组成被各自独立地调节来进行供给。由此，能将形成于放电室3内的原子团的分布调节成所期望的分布。另外，图1中，在图中将NH3、H2、CH2F2、CH3F、CH3OH、O2、NF3、Ar、N2、CHF3、CF4、H2O记载为处理气体，但也可以使用其他气体。
在顶板6以及簇射板5的下方的放电室3内的上部配置有气体分散板17和簇射板5。气体分散板17是配置成使中心和放电室3的上下方向的中心轴一致的圆形的板构件，其外周缘在从下方向上方来看时，位于比簇射板5更靠外周侧的位置。从簇射板5导入到放电室3内的处理气体在簇射板5或顶板6与气体分散板17之间的间隙扩散，通过气体分散板17的外周缘部与顶板6之间的间隙后从上方导入到放电室3内。
在基腔11的底面的下方经由真空排气配管16而连接有用于将处理室1以及放电室3内部排气而减压的排气泵15。在本实施例的排气泵15中，例如使用涡轮分子泵、机械增压泵、干式泵，真空排气配管16的上端部经由将基腔11的底部贯通的贯通孔的开口即排气口而与处理室1内部连通。在真空排气配管16上具备调压阀14，该调压阀14用于调节通过排气泵15将真空容器内部的粒子排出的流量，从而将处理室1、放电区域3的压力调节成所期望的范围内的值。
进而，在本实施例的等离子处理装置100的处理室1的上方，在台4与放电室3之间配置有用于照射红外(Infrared Red：IR)光来加热晶片2的IR灯组件。IR灯组件具备：绕着处理室1的中心轴以同心状多重配置的IR灯62；反射IR灯62所产生的IR光而使其往处理室1的侧方去的反射板63；和配置于IR灯62以及反射板63的下方且处理室1的上方，构成处理室1的顶部面，并由透过IR光的环状的构件构成的IR光透过窗74。
本例的IR灯62使用在关于半径方向为中央侧、中间、外周侧的3个部位以同心状配置的3重圈型(圆形)的灯62-1、62-2、62-3。另外，关于从IR灯62辐射的光，设为放出以从可见光到红外光区域的光为主的光(这里称作IR光)。
在本实施例中配置有3重的圆形的灯，但半径方向的个数并不限于此。在各IR灯62-1、62-2、62-3的上方配置有将从各个IR灯辐射的IR光向下方(晶片配置方向)以及中心侧反射的反射板63。
在各IR灯62-1、62-2、62-3连接灯用电源64-3等，在图中仅示出外周侧的IR灯62-3用的灯用电源64-3。在各电源与各IR灯之间具备抑制等离子10生成用的高频电力作为噪声而流入到电源的高频截止滤波器(低通滤波器)25。各灯用电源能独立地调节供给到各IR灯62-1、62-2、62-3的电力的大小和基于此的各个辐射量，能调节针对晶片2的加热的程度关于晶片2的径向的分布。
IR光透过窗74具有构成处理室1的顶部面且具有平坦的环形状的部分、和配置于该环形状部分的内周缘的上方的圆筒形状的部分，至少由环形状部分和圆筒形状的部分构成原子团流路75。在原子团流路75的内侧配置有由石英等透过IR光的构件构成的圆板形状的离子遮蔽板78，该离子遮蔽板78为了将在等离子10中生成的离子、电子等带电粒子遮蔽且使中性的气体、原子团透过并照射到晶片2，而具有配置于绕着中心的环状的区域的多个贯通孔或狭缝。原子团流路75的上下方向的中心配置成与处理室1内的台4或其晶片载置面的中心轴一致，可减小通过离子遮蔽板78的贯通孔后导入的原子团向下方的晶片2表面的附着关于周向的偏差。
本实施例的台4具有：在内部具有圆板或圆筒形状的金属等导电体制的基材；覆盖其上表面上方而配置的聚酰亚胺等树脂制的被膜；和在基材上表面中央部的圆形的晶片2的载置用的面的周围配置于基材以及树脂制的被膜的上方的、石英等陶瓷制的环上构件即基座环8。进而，在台4的基材内部具有与冷却器38连结并在内部流通循环被冷却器38调节成给定的温度的冷媒的流路39，通过冷媒与基材的热交换来将台4冷却。另外，在构成晶片2的载置用的面(载置面)的电介质膜内，在台4的中心部和周围的外周侧的区域配置用于通过静电力吸附并保持晶片2的膜状的静电吸附电极30，且分别连接直流电源31。
另外，为了促进晶片2与台4的载置面之间的热传递，在构成载置面的被膜的上表面配置至少1个导入He气体用的开口，为了在晶片2静电吸附于电介质膜状的状态下对晶片2的背面与台4之间供给He气体，开口和配置于质量流控制器50内部的He气体用的配管经由将台4的基材、电介质膜贯通的贯通路而与不同于连接到簇射板5的配管的其他配管连结。该其他配管经由阀52与真空排气配管16连结，以便在晶片2未载置于台4上的状态下，将He气体排出到真空排气配管16。
另外，为了使得即使将晶片2保持吸附不变地进行加热、冷却也不会伤到晶片2的背面，载置面由聚酰亚胺等树脂制的被膜构成。另外，在台4的内部配置用于测定台的温度的热电偶70，该热电偶与热电偶温度计71连接。
另外，在台4，将其基材以及被膜贯通而配置至少1个在内部配置有用于测定晶片2的温度的光纤92的安装孔91。在本例中，在台4的晶片2的半径方向的不同的3个部位，即中心部、将其包围的晶片外周部、以及它们的中间的位置即径向中间部这3个部位配置安装孔91。
在各个安装孔91分别配置有：与配置于处理室1外部的外部IR光源93连结，传输来自外部IR光源93的IR光并将其从前端部对晶片2背面照射的光纤92-1；或者将透过晶片2或由其反射的IR光接受后向分光器传输的光纤92-2。
从外部IR光源93辐射的外部IR光通过光纤而向用于使光路打开/关闭的光路开关94传输。进而，在传输到光分配器95并分支成多个后，通过光纤92-1而从前端向晶片2的背面侧照射。
由晶片2吸收、反射并从晶片2的背面辐射的IR光从光纤92-2的前端通过内部而传输到分光器96-1，在按预先确定的多个波长中的每一波长分开后，传输到检测器97来检测表示各波长的光谱的强度的数据。另外，在配置于3个部位的安装孔91内的3个光纤92-2与分光器96-1之间配置光复用器98，由该光复用器98按照来自未图示的控制装置的指令信号将在中心部、中间部、外周部接受的光纤92-2的光当中的任一者切换后向分光器传输。使用由检测器97检测到的IR光的强度的波长依赖性，根据由晶片2吸收的IR光的波长与透过晶片的IR光的波长的边界来估计晶片2的温度。
进而，本实施例的等离子处理装置100在顶板6的上方具备用于检测晶片2上的膜厚的结构。即，在顶板6的上表面安装从放电室3的上方对配置于处理室1内的台4上表面上的晶片2的表面照射来自外部的光的外部光导入组件102、以及接受来自晶片2的表面的光并向放电室3外部传输的聚光组件103。进而，聚光组件103具备：接受从外部光导入组件102照射并从晶片2上表面反射的光的聚光组件103-1；以及接受从IR灯组件的IR灯62-1、62-2、62-3的任一者照射并从晶片2上表面反射的光的聚光组件103-2。
外部光导入组件102经由光纤92-3与外部光源101连结，使通过光纤92-3传输的来自外部光源101的光通过顶板6的贯通孔后向放电室3辐射。辐射的光通过放电室3内部和原子团流路78以及离子遮蔽板78并进而通过下方的处理室1内部后照射到晶片2的中央部分。
聚光组件103-2配置于顶板6上的聚光组件103-1的顶板6或放电室3的半径方向外侧(外周侧)的部位，接受从外部光导入组件102照射并由晶片2上表面的中央部反射的来自外部光源101的光。聚光组件103-2的上部连接传输接受到的光的光纤92-4的一端部，在光纤92-4内部传输的接受到的光被传输到分光器96-2，该分光器96-2与光纤92-4的另一端部连结，并分成预先确定的多个波长中的每一波长的光来检测。
同样地，聚光组件103-1配置于顶板6上的聚光组件103-2的顶板6或放电室3的半径方向内侧(中央侧)的部位，接受从IR灯62-1、62-2、62-3中的任一者照射并由晶片2上表面的外周侧部分反射的IR光。聚光组件103-1的上部连接传输接受到的光的光纤92-5的一端部，传输的IR光被传输到与另一端部连结的分光器96-3，并分成给定的多个波长中的每一波长的光来检测。将分光器96-2、96-3、96-4中分成多个波长中的每一波长的光传输到与这些分光器连接的检测器97-2、97-3、97-4，检测每个波长的强度。
另外，本实施例的等离子处理装置100将作为未图示的其他真空容器的具有内部被减压的空间即运送室的真空运送容器的侧壁、和基腔11的侧壁连结，处理室1与真空运送室之间通过闸门连通，该闸门配置于包围处理室1的基腔11的具有圆筒形的形状的侧壁上，将晶片2通过内侧的贯通路和配置于真空运送容器的侧壁的贯通路连起来而构成。在运送室的内侧配置有机械臂等运送设备，载置并保持在该臂前端的保持部上的晶片2通过多个臂的旋转和伸缩而在运送室内部以及处理室1内部之间被运送。
进而，等离子处理装置100具备进行等离子处理装置100的动作的调节的控制器99，该控制器99进行高频电源20、匹配器22、直流电源31、调压阀14、排气泵31、质量流控制器50、分配器51、IR灯用电源64或未图示的闸门阀的开闭等各部位的动作、输出的大小的调节，进而接收热电偶温度计71、检测器97-1、97-2、97-3、97-4的输出并算出该输出所表示的检测的结果，基于检测的结果来发出用于将电源、阀、泵等的动作调节成适于处理的动作的指令信号。控制器99还根据检测器97-1、97-2、97-3、97-4的输出来算出后述的晶片2上表面的处理对象的膜的剩余膜厚，并变更、调节导入到等离子处理装置的处理室1或放电室3的气体的种类、组成、真空容器内的压力等处理条件。
接下来，使用图2来说明检测晶片2上的膜的厚度的结构的详细情况。图2是示意表示图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置的外部光导入组件以及聚光组件的结构的纵截面图。
如上述那样，为了检测晶片2的中央部分的表面的膜厚，在从顶板6的上方的中心起给定的半径位置的部位配置有至少1个外部光导入组件102。在将光纤92-3插入安装于外部光导入组件102的状态下，使用螺钉82或螺栓安装在顶板6。
外部光导入组件102具备：具有圆板形状的石英窗113，其配置于顶板6的给定的半径位置，且配置于将顶板6贯通的具有给定的直径的贯通孔121的上方；和柱塞115，其在石英窗113的上方将其覆盖而配置，用至少1个螺钉82紧固在顶板6，将石英窗113从上方向下方的顶板6上表面按压。柱塞115具备贯通孔，该贯通孔安装光纤92-3并将面向真空容器外侧的气氛的外部与下表面之间贯通，并对准贯通孔的轴来将准直透镜组件111安装于柱塞115的上表面，其中，该下表面具有在安装于顶板6的状态下在内侧嵌入石英窗113的凹陷部。
准直透镜组件111具备：圆筒或圆板形的凸缘部117；和准直透镜112，其将轴与配置于凸缘部117的中央的贯通孔对准并向凸缘部117的下侧突出，由安装于凸缘部117的下表面的至少1个圆板形状的凸透镜或凹透镜构成。凸缘部117通过螺钉或螺栓而紧固安装于柱塞115的上表面。准直透镜组件111在将准直透镜112插入到柱塞115的贯通孔的内侧的状态下，将凸缘部117定位固定在柱塞115的上表面。
光纤92-3将其下端部插入到凸缘部117的该贯通孔内并将位置固定，使得轴与凸缘部117的贯通孔一致，并以从凸缘部117的上表面向上方延伸的方式安装于凸缘部117。在本实施例中，在准直透镜组件111安装于柱塞115的状态下，内部的准直透镜112的中心轴以及光纤92-3的下端部的轴与柱塞115的上表面垂直或与柱塞115的上表面成为近似于能视作垂直的程度的角度，并且被定位在与柱塞115的贯通孔的轴一致或近似于能视作一致的程度的位置。
在本例的外部光导入组件102中，配置于准直透镜组件111以及柱塞115，使得光纤92-3以及从其下端部辐射的来自光源的光的轴的方向通过放电室3以及处理室1而向下，且从晶片2的外周侧朝向中心部相对于晶片2的上表面倾斜给定的角度。即，柱塞115具备其上表面具有相对于顶板6或与其连接的柱塞115的下表面为角度a的倾斜度的形状，在包含准直透镜组件111以及安装有该准直透镜组件111的柱塞115的外部光导入组件102安装于顶板6的状态下，光纤92-3的下端部的轴的方向相对于顶板6的上表面倾斜图上的角度a。
另外，顶板6的上表面与晶片2的上表面平行配置，倾斜度a被设为与光纤92-3以及从其下端辐射的光的轴和垂直于晶片2上表面的轴X所成的角度b相同或近似于能视作相同的程度的值。
石英窗113以在与顶板6之间夹着O环81的状态被螺钉82从柱塞115按压到顶板6上表面而将位置固定。O环81从柱塞受到按压力而变形，从而保持内外的气密。
另外，从光纤92-3的下端辐射并通过准直透镜112而与上述轴平行的来自外部光源101的外部光114通过柱塞115的内部以及石英窗113、贯通孔121并通过放电室3，直到到达处理室1内的晶片2为止，都没有遮挡地照射，其中，该准直透镜112将焦点对准于光纤92-3下端而配置。对晶片2的上表面以相对于垂直于该上表面的轴成角度b进行照射的外部光114在上表面的处理对象的膜的上表面和下表面被反射，相对于垂直于晶片2上表面的轴X同样成角度b，作为由多个面反射的光彼此相干涉而形成的干涉光，通过处理室1以及放电室3、贯通孔121后由配置于顶板6的上表面的聚光组件103-1接受。
聚光组件103-1配置于与顶板6上的外部光导入组件102关于晶片2的中心部的给定部位处的垂直于上表面的轴X成轴对称的、顶板6的给定的半径位置。本实施例的聚光组件103-1的结构与外部光导入组件102等同，具备：圆板形的石英窗113，其配置于顶板6的贯通孔121的上方；和柱塞115，其配置于石英窗113的上方，用至少1个螺钉82紧固于顶板6，将石英窗113向下方按压来进行保持。
柱塞115具有与外部光导入组件102的柱塞同样的形状、构造，在上表面安装光纤92-4，并且具备贯通孔，该贯通孔将与具有在内侧嵌入石英窗113的凹陷部的下表面之间贯通，对准贯通孔的轴地将准直透镜组件111安装于柱塞115的上表面。聚光组件103-1的柱塞115以及准直透镜组件111配置成相对于图上的外部光导入组件102的柱塞以及准直透镜组件关于轴X成对称的角度，并安装在柱塞115的上表面。即，聚光组件103-1的柱塞115上表面与顶板6上表面所成的角度a、和准直透镜112以及光纤92-4的轴与轴X所成的角度b是与外部光导入组件102相同的值，成为相对于轴X对称的配置。
与外部光导入组件102同样，石英窗113以与顶板6之间夹着O环81的状态被螺钉82从柱塞115向顶板6上表面按压而将位置固定，通过O环81产生变形而将放电室3的内外气密密封。进而，将柱塞115的位置固定在顶板6上，且使轴相对于顶板6成为角度a并相对于垂直于晶片2的轴线成角度b来固定，其中，该轴与安装于准直透镜组件111的光纤92-4以及准直透镜112的光纤一致地配置。
由晶片2上表面反射的膜厚检测用的外部光114作为干涉光而透过未图示的离子遮蔽板78，通过放电室3以及贯通孔121，并透过聚光组件103-1的石英窗113。准直透镜112具备至少1个具有圆板形的凸透镜或凹透镜，并使焦点的位置对准光纤92-4的下端部来对位置进行调节。从放电室3入射到石英窗113的外部光114通过准直透镜112而聚光在光纤92-4的下端部，由光纤92-4下端接受。在从晶片2上表面到聚光透镜组件103-1的光路中，外部光114也没有遮挡地向石英窗113的下表面照射。
从外部光源101在光纤92-3内部传输的光到达顶板6的半径方向的给定位置上的外部光导入组件102，在其内部从光纤92-3的下端部以相对于顶板6上表面为给定角度a的倾斜度进行辐射。该光将其朝向在外部光导入组件102中在透过准直透镜112时改变成与准直透镜112的轴向平行或近似于能视作平行的程度的方向，通过窗构件113以及贯通孔121，作为外部光114辐射到放电室3内。
辐射的外部光114透过分散板17以及离子遮蔽板78，相对于垂直于晶片2的上表面的轴线X成角度b的倾斜度地照射到处理室1内的晶片2的中心部的上表面的给定部位。在晶片2表面的处理对象的膜层的上表面以及下表面反射并作为两者的光的干涉光的外部光114相对于轴线X成角度b地再次透过离子遮蔽板78、分散板17，并通过顶板6的贯通孔121后入射到聚光组件103-1的窗构件113。以与行进方向平行的状态入射到聚光组件103-1的外部光114在通过该聚光组件103-1的准直透镜112时改变行进方向而集中，在光纤92-4下端部被接受而被传输，并在分光器96-2中分光成给定的多个波长中的每一波长的光后，检测各个波长的光的强度。
另外，在图2中示意地示出为了检测晶片2的中心部分的剩余膜厚而使外部光114照射到中央部分的给定部位的结构的主要部分。
接下来，在本实施例中，使用图3来说明检测晶片2的外周部的剩余膜厚的结构。图3是示意表示在图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置中使用从处理室外部照射的光来检测晶片外周部的剩余膜厚的结构的概略情况的纵截面图。
在本例中，使用为了加热晶片2而照射并由外周侧部分反射的IR光来检测晶片2的外周侧部分的剩余膜厚。在图3所示的示例中，使用来自晶片2的加热用的IR灯62-1、62-2、62-3当中配置于处理室1或台4的半径方向的中间位置的IR灯62-2的IR光。如本图所示那样，配置了本例的IR灯62-2的半径方向的位置j配置得比晶片2的外周缘的位置i更靠外周侧且比具有圆筒或圆板形状的台4的基材的外周缘的径k更靠中央侧。利用这一情况，使用从IR灯62-2辐射的IR光来检测剩余膜厚。
在本例中，IR灯组件在处理室1或台4的上方绕着它们的上下方向的中心轴与其同轴状地以环状配置，特别地，IR灯62-1、62-2、62-3以及IR光透过窗74具有从上方来看在它们的投影面中包含台4的外周部的配置。IR灯62-2辐射IR光，将其照射到晶片2的外周侧部分的上表面，并且也照射到台4的比晶片2更外周侧的区域。在本实施例中，晶片2的外周侧部分上表面的剩余膜厚使用从该外周侧部分上表面反射的IR光和照射到台4的晶片2的外周侧的区域的IR光来检测。
为了接受由晶片2的外周侧部分反射的IR光116并进行检测，在顶板6的外周侧部分上表面配置有聚光组件103-2。聚光组件103-2的具有窗构件113、O环81、螺栓82、柱塞115、准直透镜组件111等的构造、形状、尺寸等结构与聚光组件103-1等同。在聚光组件103-2中接受的IR光116通过与其连接的光纤92-5而传输到分光器96-3。另外，聚光组件103-2如上述那样，关于从顶板6或放电室3或处理室1的上下方向的中心轴起的半径方向，配置得比聚光组件103-1更靠中央侧。
另外，在台4的基材的晶片2的载置面的外周侧配置有上下贯通基材的IR光检测孔131。包含IR光检测孔131的上端的开口的、基材的载置面的外周侧的上表面通过配置石英等透过IR光的陶瓷制的基座环8而被覆盖。IR光检测孔131被配置成具备能使从IR灯62-2入射到上端的开口的内部的IR光直线前进而从下端的出口射出的方向和尺寸。
在台4的下表面，将具有圆筒形的IR光检测孔131的下端的开口覆盖地安装聚光组件103-3。在聚光组件103-3连接光纤92-6的一端(上端)部。光纤92-6的另一端部与分光器96-4连接，入射到IR光检测孔131内部并到达聚光组件103-3的IR光通过光纤92-6而传输到分光器96-4。
聚光组件103-3与聚光组件103-1、103-2同样地具备窗构件113、柱塞115、O环81、螺栓82、准直透镜组件111，在准直透镜组件111连接光纤92-6，柱塞115将窗构件113夹着其上方的O环81地用螺栓82安装在台4的下表面，将O环81按压使其变形，来将内外气密密封。
经由柱塞115安装于台4的下表面，使得聚光组件103-3的准直透镜组件111的准直透镜112以及配置于其下方的光纤92-6的轴的方向与IR光检测孔131的轴一致或平行，或成为近似于能视作平行的程度的方向。即，从光纤92-6的上端到IR灯62-3为止，IR光的光路都构成为没有被遮挡，光纤92-6的上端的上下方向的轴向通过IR光检测孔131并与具有圆管形状的IR灯62-2的轴一致。在本例中，准直透镜112以及光纤92-6上端部的轴垂直于台4的下表面或柱塞115的上表面以及下表面。
为了使得从其他IR灯62-1或62-3辐射的IR光不会入射到聚光组件103-3而聚光到光纤92-6，在IR光检测孔131内插入实施了例如黑铝阳极化处理等防反射等处理的套筒132，将内壁覆盖。
从IR灯62-2辐射的IR光116相对于垂直于晶片2的上表面的轴线成角度c地照射到晶片2的外周侧的给定部位的上表面。照射的IR光116在该给定部位的膜的上表面以及下表面相对于垂直于晶片2上表面的轴线成角度c地被反射，作为两者相干涉而形成的干涉光(干涉波)的IR光116透过处理室1以及离子遮蔽板78、分散板16并通过贯通孔121而到达聚光组件103-2。
入射到聚光组件103-2的窗构件113并透过的IR光116通过准直透镜112而在光纤92-5的下端部聚光并被接受。进而，接受到的IR光116通过光纤92-5而被传输到分光器96-3，在分光成给定的多个波长中的每一波长后，检测各个波长的光的强度。
另外，从IR灯62-2向下方辐射的IR光116透过基座环8而入射到IR光检测孔131内部并贯通，在IR光检测孔131下端到达聚光组件103-3的窗构件113。入射到窗构件113并透过的IR光116通过准直透镜112，在光纤92-6的上端部聚光并被接受，进而，通过光纤92-6而传输到分光器96-4，在分光成给定的多个波长中的每一波长后，检测各个波长的光的强度。
使用图4来说明本实施例的离子遮蔽板78的结构。图4是表示图1的实施例所涉及的等离子处理装置中使用的离子遮蔽板的结构的概略情况的顶视图。
本图所示的离子遮蔽板78为了使用于检测晶片2的剩余膜厚的外部光114或IR光116透过，并且抑制损害检测精度的反射、折射，而使这些光所透过的部位具备截面具有平坦的形状的圆板形状。为了阻碍离子等带电粒子的通过而使在放电室3形成的原子团等活性种通过，离子遮蔽板78的中心部分是上述平坦的形状的部分，在其外周侧的区域，在从中心轴起半径方向的给定值的范围的区域配置离子遮蔽板78中的用于使原子团、气体通过的气孔79。另外，离子遮蔽板78将石英等具有耐等离子性且具有能透过外部光114以及IR光116的透光性的陶瓷作为材料来构成。
接下来，在本实施例中，说明使用通过配置于台4的晶片2的载置面的外周侧的IR光检测孔131后被检测到的IR光116来检测晶片2上表面的剩余膜厚的结构。
在对配置于晶片2的上表面的处理对象的膜的厚度在处理中使用来自该膜的光来进行检测时，关于所使用的光，在以高的精度进行检测的基础上，期望从其光源辐射的光的强度的波长依赖性不发生变化或使变化的大小尽可能小。因此，在本实施例中，为了检测晶片2的中心部分的剩余膜厚，需要对照射到晶片2的外部光114的外部光源101想办法，使得辐射的外部光114的强度的波长概览不会伴随时间经过而变化、或能抑制这样的变化。
因此，在本实施例中，在外部光源101中使用例如白色LED灯、卤素灯来辐射光或电磁波。特别是，由于卤素灯会因灯自身的温度变化而使波长概览发生变化，因此需要在开始晶片2的处理并开始剩余膜厚的检测的时刻的给定时间前点亮，使得上述波长概览处于稳定的状态。另外，并不期望将灯以短时间开启以及关闭，或者重复进行开启以及关闭。
同样地，对于从为了加热晶片2而使用的IR灯62辐射的IR光来说，光的强度的波长概览(色温)也会在从通电而开始IR灯62的IR光的辐射起给定的期间(例如数秒间)内发生变化，因此在作为用于检测剩余膜厚的光源来使用的情况下，需要补正这样的波长概览的时间变化。
使用图9来说明这样的光的强度的波长概览的变化的示例。图9是示意表示从图1的实施例所涉及的等离子处理装置中使用的外部光源或IR灯辐射的光的强度的波长概览伴随时间经过或温度变化的变化的图表。
如本图所示那样，不对外部光源101或IR灯62通电，从由关闭状态供给电力而开始点亮刚刚之后起，来自外部光源101或IR灯62的光的强度的波长概览如I-3→I-2→I-3那样变化。另一方面，反之，在使供给的电力(电流或电压)变小的情况下，如I-1→I-2→I-3那样变化。
因此，在本实施例中，将从在分光器96-3中检测到的多个波长的光的强度得到的波长概览设为F(λ)，将在分光器96-4中得到的波长概览设为G(λ)，如以下的式(1)那样
F(λ)/G(λ) (1)
取代从分光器96-3得到的多个波长各自的光的强度，而使用将该各波长的光的强度除以从分光器96-4得到的该各个波长的光的强度后的值，来算出剩余膜厚。通过使用上述式(1)对来自IR灯62-2的IR光的强度的波长概览伴随时间经过的变化进行补正，来检测剩余膜厚，能以高的精度检测剩余膜厚。
另外，在图2的角度b和图3的角度c相同的情况下，具有如下优点：通过预先测定并得到光源101的波长概览，并使用以其为基准通过与式(1)同样的运算而得到的各波长的每一波长的光的强度比来进行剩余膜厚的估计，从而能使用相同基准的波长概览的数据来检测晶片2的中心部分和外周侧部分的剩余膜厚。
接下来，使用图5、6以及8来说明本实施例的等离子处理装置100所实施的晶片2的处理对象的膜层的处理的流程。进而，叙述检测对晶片2进行处理时的剩余膜厚的定时。图5是示意表示图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置所实施的晶片2上表面的处理对象的膜的处理的流程的图。特别是，在本图中，处理的多个工序中的处理对象的膜层的构造被示意地作为纵截面图来示出。图6是示意表示图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置所实施的晶片的处理的动作的流程的时序图。
本实施例的晶片2上表面的处理对象的包含膜的膜构造如图5所示那样，具有在基底层202之上层叠被蚀刻层201的结构。处理开始前的初始状态如图5(a)所示那样。
在将在上表面预先形成这样的膜构造的晶片2保持在处理室1内的台4的状态下，对处理室1内供给原子团等活性种，在处理对象的膜即被蚀刻层201表面吸附活性种，并与构成该被蚀刻层201的材料发生反应而生成生成物，来形成反应层203(图5(b))。将该工序称为吸附工序。
接下来，对晶片2照射IR光116来加热晶片2，使得反应层203上升到升华或气化的温度，来将反应层203从被蚀刻层201的上表面去除(图5(c))。将此工序称为脱离工序。接下来，停止或减少向晶片2照射IR光116，通过与在台4内部的流路39内循环流通的冷媒之间的热交换，来降低台4以及保持于其载置面上的晶片2的温度(图5(d)、冷却工序)。
在本实施例中，将上述(b)到(c)或(b)到(d)的工序作为1个循环，重复至少1次以上，直到被蚀刻层201到达所期望的剩余膜厚为止。即，由于活性种与被蚀刻层201的材料之间的反应具有伴随反应层203的厚度的增大而降低的倾向，因此在吸附工序(b)中形成的反应层203的厚度在给定的时间经过后，增大的比例变小而向特定的值渐近。在特定的值不足所期望的蚀刻量的情况下，直到到达蚀刻量为止都实施多次循环。
使用图6来说明本实施例的等离子处理装置100的晶片2的处理的流程。首先，基于来自控制器99的指令信号，通过配置于包围处理室1的基腔11的圆筒形的形状部分的侧壁的贯通孔也就是将晶片2在处理室1内部与外部之间搬入搬出的闸门(未图示)，用机械臂将晶片2向处理室1搬入并交接到台4而载置于载置面，之后，使用通过从用于静电吸附的直流电源31供给的电力而形成的静电力来将晶片2固定在台4的载置面上。进而，对晶片2的背面供给用于促进热传递的He气体(时刻t1)。
然后，使通过多个质量流控制器50的动作而调整成适于处理的组成的分布以及流量的处理气体通过簇射板5后导入到放电室3内，利用分散板16向放电室3的半径方向以及周向分散供给。通过从被供给来自高频电源20的电力的ICP线圈34产生的感应磁场以及电场，处理气体的原子或分子引发离子化、离解，在放电室3内形成等离子10(时刻t2)。
形成于等离子10中的离子等带电粒子被离子遮蔽板78阻碍从原子团流路75向处理室1的移动，另一方面，原子团等活性种、中性的气体通过离子遮蔽板78的气孔79而被导入到处理室1内，从上方照射到晶片2的表面。
供给到将在上表面预先形成这样的膜构造的晶片2保持于台4的处理室1内的原子团等活性种被吸附于处理对象的膜即被蚀刻层201表面，与构成该被蚀刻层201的材料发生反应而生成生成物，从而形成反应层203((b)吸附工序)。本实施例的被蚀刻层201由Si、SiO2、SiN、SiGe、W、TiN、TiO、Al2O3等至少1种材料构成。
若从吸附工序的开始起经过给定的时间，反应层203形成到给定的膜厚，就停止来自高频电源20的高频电力的供给，将等离子10熄灭(时刻t3)。然后，停止向晶片2背面与台4载置面上表面的间隙供给He气体，并将阀52开放，将He气体的供给路以及晶片2与台4的间隙内的He气体放出到处理室1内。由此，晶片2的背面的间隙内的压力成为与处理室1内部的压力相同的程度(时刻t4)。
进而，从IR灯用电源64供给电力来点亮IR灯62，从IR灯62辐射的IR光透过IR光透过窗74而照射到晶片2，开始晶片2的加热，开始使反应层203脱离的脱离工序。在本实施例中，若接收到来自热电偶70的输出的热电偶温度计71检测到晶片2的温度到达预先确定的值，就减少IR灯用电源64的输出，在基于表示热电偶温度计71检测到的温度的输出来将晶片2的温度维持在容许范围内的值的同时，继续进行使反应层203脱离的脱离工序。
之后，若检测到从时刻t4经过预先确定的时间，就停止IR灯用电源64的输出，减少或停止IR灯62的输出，停止晶片2的加热。进而，对处理室1内供给通过质量流控制器50的动作调节了流量的Ar气体，并对晶片2的背面供给He气体，开始冷却晶片2的冷却工序(时刻t5)。若检测到晶片2的温度降低到给定值以下，就判定为冷却工序结束。
在上述脱离工序或冷却工序中，将照射到晶片2的外部光114以及IR光116的来自被蚀刻层201的反射光传输到经由光纤92-4、92-5、92-6与聚光组件103-1、103-2、103-3连接的分光器96-2、96-3、96-4，并将表示由检测器97-2、97-3、97-4检测到的多个波长的光的强度的数据发送到控制器99，由控制器99判定被蚀刻层99的剩余膜厚的值和向目标值的到达。若判定为到达目标，就结束晶片2的蚀刻，将晶片2从处理室1搬出到真空运送室。在判定为未到达目标的情况下，开始下一次循环，作为吸附工序，使用来自高频电源20的高频电力在放电室3内形成等离子10，将原子团当活性种再次供给到晶片2表面的被蚀刻层201(时刻t6)。
直到在控制器99中判定为被蚀刻层201到达所期望的剩余膜厚为止，都按照吸附工序、脱离工序和冷却工序的顺序重复进行具有这些工序的1个处理的循环，来实施被蚀刻层201的蚀刻(时刻t6到t14)。
如上述那样，通过重复进行具有吸附工序、脱离工序、冷却工序的1个循环，能使被蚀刻层201的蚀刻量增大。在被蚀刻层201的材质的厚度方向上偏差处于容许范围内、也就是吸附工序、脱离工序的处理的条件的偏差也处于容许范围内的情况下，由于是脱离工序，因此由控制器99检测包含反应层203的初始值的剩余膜厚，并在时刻t5、t9、t13检测反应层203的去除，也可以如图7所示那样，根据表示蚀刻量伴随循环数的增大的增大(剩余膜厚的减少)的相关性的数据来算出各循环结束时的蚀刻量(剩余膜厚)，判定向目标的到达。
图7是示意表示在图1所示的实施例所涉及的等离子处理装置中被蚀刻层的剩余膜厚伴随循环数的增大的变化的图表。在本图中，将横轴设为循环数，将纵轴设为被蚀刻层201的剩余膜厚，示出处于被蚀刻层201的剩余膜厚对应于循环数的增大而一致地降低的1次函数的比例关系。
将表示这样的相关性的数据存放于存储装置内的控制器99也可以检测脱离工序中的反应层201的去除，并对循环数进行计数，根据计数结果来判定到达了被蚀刻层201的设为目标的去除量，不开始下一次循环而将工艺结束，将晶片从处理室搬出。
另外，在本例中，遍及1循环整体，都从直流电源31向用于将晶片2保持在载置面上的静电吸附用电极30进行输出，持续进行晶片2的静电吸附。控制器99若检测出到达了所期望的剩余膜厚并判定被蚀刻层201的蚀刻结束，就停止基于直流电源31的静电吸附，在根据需要去除静电而使晶片2从台4脱离后，将其搬出到真空运送室。
在上述的示例中，在从IR灯62对晶片2照射IR光116而加热升温到给定的温度后，为了将晶片维持在容许范围内而调节IR光116的照射和基于此的晶片2的加热、升温的程度。在该脱离工序的图6所示的期间x-1、x-2、x-3中，使用外部光114以及IR光116来检测被蚀刻层201以及反应层203的膜厚。对脱离工序中检测到的反应层203的膜厚进行检测，若在控制器99中判定为其值为0、或是能判断为能向下一个工序过渡的程度的充分小，就对应于来自控制器99的指令信号来停止或减少IR光向晶片2的照射，结束脱离工序。另外，也可以通过控制器99在冷却工序中使用外部光114来检测晶片2的中央部的被蚀刻层201的膜厚，判定是否需要下一次循环。
另外，在本实施例中，也可以在每个给定的采样时刻检测被蚀刻层201和反应层203的各自的膜厚。另外，也可以针对各采样时刻的照射到被蚀刻层201和反应层203并被反射的外部光114或IR光116的多个波长的干涉光，来检测表示光的强度与波长的相关性的图案(干涉光图案)，将其与用作预先得到的标准的具有等同结构的晶片2的膜构造的各膜的每个剩余膜厚的干涉光图案进行比较，将与一致的图案对应的反应层203的膜厚或被蚀刻层的膜厚检测为处理中的该采样时刻的膜厚。或者，也可以在控制器99检测到干涉光图案伴随时间经过的变化的大小成为给定的阈值以下的情况下，判定为反应层201的去除结束(时刻t5、t9、t13)，而开始晶片2的冷却工序。
接下来，使用图8来说明晶片2的处理的变形例。图8是表示图6所示的本实施例所涉及的晶片的处理的流程的变形例的时序图。另外，在本例中，对与图6所示的示例的差异进行说明，若非必要，就对相同附图标记、相同动作省略说明。
在图8的示例中，示出在用IR灯62加热晶片2而升温到给定值的温度后立即开始晶片2的冷却的示例。本例是在若晶片2的温度成为给定值以上就在短时间内将反应层203脱离、去除的情况下优选的方法。在该情况下，虽然也能在晶片2的温度达到极大值后的短期间内进行剩余膜厚的检测，但也可以以晶片2的冷却中的预先确定的间隔来多次检测剩余膜厚，使用其平均值来判定剩余膜厚。
在本例中，从脱离期间的开始时刻t4(或t9、t13)起，对IR灯62-1、62-2、62-3供给大的电力来使其点亮附图标记H所示的给定的期间，从而进行晶片2的急速加热。在期间H结束后，在时刻t5(或t10、t14)停止向IR灯62-1和62-3供给电力，仅使由聚光组件103-3以及与其连接的分光器96-3设为对象的IR灯62-2以低输出照射附图标记L的期间的IR光116。在该期间L(时刻t5到t6、t10到t11、t14到t15)，使用辐射的IR光116来检测被蚀刻层201的膜厚(图8中的y-1、y-2、y-3)。
然后，若膜厚的检测结束，就也停止向IR灯62-2的电力。然后，在由控制器99判定为被蚀刻层201的剩余膜厚到达了设为目标的值的情况下，不开始下一次循环，而结束蚀刻处理。
根据上述实施方式，在用来自灯的照射光加热晶片2来蚀刻上表面的处理对象的膜时，能将来自灯的照射光或外部光照射到晶片2而精度良好地检测晶片2上表面的剩余膜厚，能降低作为处理的结果的晶片2的表面的形状的偏差来使成品率提升。特别是，能与从灯照射的光的强度的多个波长的图案对应于照射的时间或温度而变动这一情况对应，使用在晶片2的外周侧的区域的部位对灯的照射光进行检测的结果，并使用对照射到晶片2上表面而反射的光的强度进行补正后的结果，以高的精度检测剩余膜厚。
附图标记说明
1...处理室
2...晶片
3...放电室
4...台
5...气体分散部品
6...顶板
7...气孔
8...基座环
10...放电室
11...基腔
12...石英腔
14...调压阀
15...排气泵
16...真空排气配管
17...气体分散板
20...高频电源
22...匹配器
24...直流电源
25...滤波器
30...静电吸附用电极
31...直流电源
34...ICP线圈
38...冷却器
39...流路
50...质量流控制器
52...阀
62、62-1、62-2、62-3...IR灯
63...反射板
64-3...IR灯用电源
74...IR光透过窗
70...热电偶
71...热电偶温度计
75...原子团流路
78...离子遮蔽板
79...气孔
81...O环
82...螺钉
83...压板
84...光纤头
85...石英杆
91...安装孔
92...光纤
93...外部IR光源
94...光路开关
95...光分配器
96、96-1、96-2、96-3、96-4...分光器
97-1、97-2、97-3、97-4…检测器
98...光复用器
99...控制器
101...外部光源
102...外部光导入组件
103-1、103-2...聚光组件
111...准直透镜组件
112...准直透镜
113...窗构件
114...外部光
115...柱塞
116...IR光
131...IR光检测孔
132...套筒
201...被蚀刻层
202...基底层
203...反应层。

Claims (9)

1.一种晶片处理方法，具备如下工序：
对载置在配置于处理室内的样品台的上表面的处理对象的晶片照射光或电磁波，来加热预先形成于该晶片上表面的膜层的上表面的该膜层的化合物层而将其去除，
所述晶片处理方法的特征在于，
在所述工序中，接受由所述晶片的上表面反射的所述光或所述电磁波，对于表示该光或该电磁波的以波长为参数的强度的时间变化的信号，使用在所述样品台的所述上表面的外周侧的部位接受所述光或所述电磁波而检测到的该光或该电磁波的强度的信息进行补正，从而判定所述膜层的剩余膜厚或所述工序的终点。
2.根据权利要求1所述的晶片处理方法，其特征在于
根据接受来自所述晶片的上表面的所述光或所述电磁波的干涉波而检测到的该光或该电磁波的以波长为参数的强度的时间变化，来判定所述膜层的剩余膜厚或所述工序的终点。
3.根据权利要求1或2所述的晶片处理方法，其特征在于，
多次重复进行去除所述化合物层的所述工序，在该多次工序的各次工序开始和结束时，使所述电磁波的照射开始以及结束。
4.根据权利要求1或2所述的晶片处理方法，其特征在于，
所述晶片处理方法具备如下工序：
该工序在去除所述化合物层的工序之前实施，将使用等离子形成的活性种供给到所述晶片的上表面来形成所述化合物层。
5.根据权利要求1或2所述的晶片处理方法，其特征在于。
所述晶片处理方法具备如下工序：
该工序在去除所述化合物层的工序之前实施，将使用等离子形成的活性种供给到所述晶片的上表面来形成所述化合物层，
将包含形成该化合物层的工序和去除所述化合物层的工序在内的多个工序作为1个循环，多次实施该循环。
6.一种等离子处理装置，其特征在于，具备：
真空容器内部的处理室；
样品台，配置于该处理室内，在上表面载置并保持处理对象的晶片；
等离子形成室，配置于所述真空容器内部的所述处理室上方，使用供给到内部的气体来形成等离子；
导入路，将该等离子形成室与所述处理室之间连通，使所述等离子内的反应性粒子通过内侧而被导入到所述处理室内，在所述样品台的上表面上方具有下部的开口；
加热器，在所述处理室的上方的所述导入路的外周侧将其包围而配置，照射对所述晶片进行加热的光或电磁波；
导入板，配置于所述导入路内部，在外周部具有使所述反应性粒子通过内部的多个贯通孔，并具有由透过所述光或所述电磁波的材料构成的平板状的中央部；和
第1检测器，配置于所述等离子形成室上部，接受由所述晶片反射并透过所述导入板的中央部的所述光或所述电磁波，并检测其强度的变化。
7.根据权利要求6所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述等离子处理装置具备：
第2检测器，配置于所述样品台的所述上表面的外周侧，接受所述光或所述电磁波，并检测该光或该电磁波的强度；和
判定器，使用利用所述第2检测器检测到的结果进行补正后的所述第1检测器检测到的结果，来判定由所述加热器加热所述晶片而实施的处理的终点或该晶片上表面的处理对象的膜层的剩余膜厚。
8.根据权利要求7所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述等离子处理装置具备：
发光器，配置于所述等离子形成室的上部，通过所述导入板的所述中央部来对所述晶片上表面照射光或电磁波；以及
第3检测器，接受照射后由所述晶片反射而通过所述导入板的所述中央部的所述光或所述电磁波，来检测该光或该电磁波的强度的时间变化，
所述判定器使用所述第3检测器检测到的结果，来判定由所述加热器加热所述晶片而实施的处理的终点或所述晶片上表面的处理对象的膜层的剩余膜厚。
9.根据权利要求8所述的等离子处理装置，其特征在于，
所述第3检测器以及所述发光器从上方来看配置于比所述第1检测器更靠所述晶片的径向的外周侧的位置。
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