TW201740426A - 電漿蝕刻裝置用電極的再生方法及再生電極 - Google Patents

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Abstract

本發明的漿蝕刻裝置用電極的再生方法，所述電極設有在基材厚度方向中貫穿的氣體導入孔，其特徵在於，所述方法包括：測量在所述電漿蝕刻裝置中使用規定時間的所述電極的所述氣體導入孔的狀態；基於所述氣體導入孔的狀態的測量結果，進行所述基材的表面的研磨和所述氣體導入孔的內壁面的加工中的至少之一；以及測量加工後的所述氣體導入孔的狀態。

Description

電漿蝕刻裝置用電極的再生方法及再生電極
本發明涉及設於電漿蝕刻裝置用電極的再生方法及再生電極、。
電漿蝕刻裝置在真空腔室內產生電漿並且對半導體晶片等的對象物進行蝕刻。真空腔室內設置承載對象物的承載台和與該承載台對向配置的上部電極。承載臺上設有下部電極。而且，上部電極上設有將氣體導入真空腔室內的孔(氣體導入孔)。處理對象物時，從該孔向真空腔室內導入氣體，在下部電極和上部電極之間施加高頻電壓，產生電漿，來進行對象物的蝕刻。
使用該裝置的低溫電漿的半導體元件的蝕刻微細加工也被稱為乾蝕刻。乾蝕刻是半導體元件的處理。乾蝕刻將光刻後硬化的被蝕刻膜上的光刻膠作為掩膜，通過反應氣體的電漿在矽/絕緣物膜(例如，SiO2、PSG、BPSG)/金屬膜(例如，AL、W、Cu)等上形成溝或孔的圖案。據此，按照光刻裝置形成的圖案，進行正確的微細化加工。
在進行乾蝕刻時，根據真空腔室內的被蝕刻的膜來導入蝕刻氣體，施加高頻，並且產生電漿。根據通過離子碰撞來削去抗蝕劑(掩模材料)未覆蓋區域的反應離子蝕刻(RIE：Reactive Ion Etching)的工藝，來進行乾蝕刻。
通過使電漿放電生成的離子與矽晶片上的被蝕刻膜進行表面化學反應，並且將該生成物真空排出，來進行乾蝕刻。該處理後，抗蝕劑的有機物通過灰化工藝進行燃燒。如果微細圖案的尺寸與被蝕刻膜的厚度接近，則採用RIE。
目前的半導體元件的形成中該乾蝕刻是主流。特別是，在使用300mm(毫米)尺寸的矽晶片的半導體元件的超微細加工中，積體程度很高，線寬(Line)和線間(Space)的間距很嚴格。因此，進一步要求提高根據乾蝕刻的加工特性、成品率和生產率。
CMOS半導體元件的設計規則傾向於柵極長度從14nm(納米)發展至9nm，並且蝕刻的線寬和線間也同樣變得嚴格。在這種半導體元件的製造中，不僅圖案的尺寸精度，還需要克服圖案的腐蝕、發塵、充電所引起的損壞、隨時間變化等問題。進一步，通過可與晶片的大口徑化對應的反應氣體的導入，期待控制所產生的電漿的技術。
在乾蝕刻中，加工精度、圖案形狀、蝕刻選擇比、晶片面內加工均一性、蝕刻速度等為重要因素。例如，為了因乾蝕刻形成的圖案加工截面垂直，稱為側壁保護膜的沉積膜不應過厚。而且，如果側壁保護膜的膜厚存在偏差，則成為尺寸變化的原因。因此，不需要側壁保護膜的理想低溫蝕刻的技術是重要的。而且，圖案底部的不充分的側壁保護膜形成、移動表面的粒子、表面溫度、底部的氣體流動等也需要考慮。
而且，關於蝕刻的均一性，反應氣體的流動、電漿的均一性、偏壓(bias)的均一性、溫度的均一性、反應生成物再附著的均一性等各種條件的均一性是必須的。特別是對於大口徑(例如，300mm的尺寸)的晶片，反應生成物再附著的均一性對蝕刻處理的均一性影響很大。
為了降低電漿蝕刻裝置和蝕刻處理的成本，需要高效的電漿處理、連續處理、部件長壽命產生的運行成本降低等。為了高效的電漿處理技術或者高生產能力，怎樣實現不良加工發生的減少、適應時間的減少、高運轉率(低故障率)、維護頻率的減少等成為問題。尤其是，電漿蝕刻裝置的上部電極是蝕刻處理時被消耗的部件。因此，對蝕刻處理同時變化的上部電極的狀態、氣體導入孔的狀態、未使用時的電極狀態和使用前後的狀態進行非破壞的監測技術在解決乾蝕刻的各種問題時非常重要。
這裏，電漿蝕刻裝置中製造上部電極時，例如，在矽單結晶的圓盤上通過金剛石鑽頭的鑽孔加工等來形成氣體導入孔。在專利文獻1中，公開 了將處理裝置的構成部件(例如，具有氣體噴出孔的噴頭部和上部電極)在蝕刻液中進行表面處理的清洗方法。通過該技術，去除鑽頭鑽孔加工時產生的毛刺等，使構成部件的表面平坦化。
設於該上部電極上的氣體導入孔的內徑非常小，為200μm(微米)至500μm左右。而且，由於需要貫穿板的厚度，氣體導入孔的長度常常超過10mm。如果沒有高精度地形成這種氣體導入孔，電漿蝕刻所需的氣體不能均一地導入腔室內，很容易使對象物處理面內不均一。近年，晶片等對象物變得大型化，高精度地形成很多氣體導入孔是非常重要的。
這裏，非破壞地測量上部電極上設置的細長的氣體導入孔的狀態是非常困難的。為此，上部電極的壽命未根據氣體導入孔的狀態進行管理，而是根據使用時間進行管理。也就是，將預計的上部電極使用時間和顆粒產生量之間的關係進行數據獲取，根據該數據，當顆粒產生量超過容許範圍的使用時間到達的情況下，判斷為到達上部電極的壽命。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]特開2003-68653號公報
乾蝕刻的被蝕刻膜例如列舉為Si、poly-Si、Si3N4、SiO2、Al、W、cu、Ta2O5、TiN等。作為反應蝕刻氣體，主要使用CF4、SF6、CL2、Hbr、CHF3、CH2F2、H2、C2F6、C4F8、BCL3等的鹵素元素的化合物氣體。根據電漿蝕刻裝置的被蝕刻膜大致分為Si和poly-Si膜用的、絕緣膜用的和金屬膜用的三種。根據被蝕刻膜的種類，電漿蝕刻裝置的結構要素不存在大的差別，蝕刻氣體的差別、蝕刻腔室內部的材質、蝕刻的終點檢測方法被對應於被蝕刻的材料進行最合適的設定。
RIE中，為了在300mm尺寸的矽晶片的大的面積上均一地生成離子，需要穩定地產生高密度的電漿。為此，如果在上部電極上附著有反應生成物，則不能再晶片面內均一地提供離子噴射，可能產生使蝕刻不達標的灰塵。
最初，乾蝕刻裝置使用在具有上部/下部電極的平行平板型的結構中使蝕刻氣體在電極間流入和排除的類型。現在，使用上部電極中設有貫穿孔且使低蒸氣壓得被蝕刻氣體噴射狀噴出的RIE裝置。
該RIE裝置中，在蝕刻的處理腔室內，晶片基座設置在下部電極上。在該處理腔室中，蝕刻氣體供給系統和真空(0.1Pa左右)系統連接。下部電極上設有高頻電源和基座調溫系統。
進一步，為了將處理腔室保持為真空，經常具有裝載閉鎖的前室。為了提高生產率和可靠性，在蝕刻腔室中在真空狀態下運送矽晶片。該運送機構稱為裝載閉鎖機構。在單片式(Single Wafer)處理矽晶片的蝕刻裝置中，使用可通常容納25片矽晶片的卡盒，通過機器來運送該卡盒。據此，通過一套/兩個/卡盒方式來自動運送矽晶片。
通過線寬1μm以下的超微細加工，在產生電漿時，降低現有的1Torr~數百mTorr的氣體壓力並且改善碰撞矽晶片表面的粒子方向，以及需要使電漿密度變高且提高吞吐量。為此，重要地是非破壞地掌握具有0.5μm左右的貫穿孔的矽上部電極的貫穿孔內面的粗糙度等。
圖案的加工尺寸(CD：Critical Dimension)受到作為複雜反應的乾蝕刻生成物質、自由基和離子的不均一性的影響。從矽上部電極的貫穿孔導入的蝕刻氣體和反應生成物的排氣、下部矽電極溫度的矽晶片面內全部的均勻性是需要的。
但是，非破壞地測量上部電極上設置的細長的氣體導入孔的狀態是非常困難的。這裏，雖然可以考慮作為非破壞測量的X射線圖像測量，但是因為上部電極中設有很多氣體導入孔，在與孔的長度方向直交的方向中獲得X射線圖像的情況下，其他孔的圖像將重複在作為測量對向的氣體導入孔的圖像上，因此存在不能高精度地測量的問題。
而且，實際上還可以使用，但是根據時間管理來判斷是否到達壽命的情況下，存在必須將上部電極以新的電極更換的問題。
而且，在已經安裝在電漿蝕刻裝置的狀態下，上部電極的氣體導入孔的狀態的測量十分困難。
而且，如上所述，由於非破壞地測量設於上部電極上的氣體導入孔的狀態十分困難，所以還沒有公開容易地掌握上部電極上設置的多個氣體導入孔狀態的技術。為此，上部電極的管理不得不進行使用時間的管理。
本發明的目的在於提供可以高精度地測量設於電漿蝕刻裝置用電極上的氣體導入孔的測量方法以及具有高精度氣體導入孔的電極。
而且，本發明的目的在於提供可以使電漿蝕刻裝置用電極中使用後的電極再生的方法。
而且，本發明的目的在於提供使電漿蝕刻裝置用電極中使用後的電極再生後的再生電極。
本發明的目的在於提供可以高精度地測量設於電漿蝕刻裝置用的上部電極上的氣體導入孔的電漿蝕刻裝置。
本發明的目的在於提供可以容易地掌握設於電漿蝕刻裝置用電極上的氣體導入孔的狀態的分佈圖和顯示方法。
為了解決上述問題，本發明的設於電漿蝕刻裝置用電極上的氣體導入孔的測量方法，用於測量沿厚度方向貫穿電漿蝕刻裝置用電極中的基材而 設置的氣體導入孔，包括：使光從基材的一面側朝向氣體導入孔進行照射；獲得通過氣體導入孔而透過基材的另一面側的光的二維圖像；以及基於二維圖像，測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
根據這種結構，利用透過細長的氣體導入孔的光的二維圖像和氣體導入孔的狀態之間的關係，可以非破壞地測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
在本發明的氣體導入孔的測量方法中，光可以是同調光。而且，基於沿二維圖像的掃描線的信號的斜率，來測量氣體導入孔的內壁面的粗糙度。
在本發明的氣體導入孔的測量方法中，還包括從基材的一面側來獲取氣體導入孔的開口部圖像，在測量氣體導入孔時，基於二維圖像和開口部圖像來進行測量。根據這種結構，通過二維圖像和開口部圖像的兩個圖像之間的關係，可以更高精度地進行測量。
本發明的電極，用於電漿蝕刻裝置，包括包括設有厚度方向上貫穿的多個氣體導入孔的板狀基材，多個氣體導入孔的直徑被測量。一種電極，在通過上述測量方法進行測量的情況下，通過將多個氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個收斂在預設的一定範圍內來形成。根據這種結構，可以提供具有高精度的氣體導入孔的電極。
在本發明的電極中，在基材上設置多個氣體導入孔，從基材的一面側照射的光通過多個氣體導入孔，到達基材的另一面側。而且在本發明的電極中，透過多個氣體導入孔的光的強度的偏差為預設的一定值以下。
本發明的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，電極設有在基材厚度方向中貫穿的氣體導入孔，方法包括：測量在電漿蝕刻裝置中使用規定時間的電極的氣體導入孔的狀態；基於氣體導入孔的狀態的測量結果，進行基材的表面的研磨和氣體導入孔的內壁面的加工中的至少之一；以及測量加工後的氣體導入孔的狀態。
根據這種結構，可以基於氣體導入孔的狀態的測量結果來進行電極的再生。也就是說，即便通過時間管理判斷電極已到壽命，也可以通過基材表面或氣體導入孔內壁面的加工，來進行再生。
本發明的再生方法中，測量氣體導入孔的狀態時，可以包括：使光從基材的一面側朝向氣體導入孔進行照射；獲得通過氣體導入孔而透過基材的另一面側的光的二維圖像；以及基於二維圖像，測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
根據這種結構，利用透過細長的氣體導入孔的光的二維圖像和氣體導入孔的狀態之間的關係，可以非破壞地測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
在本發明的再生方法中，光可以是同調光。而且，可以基於沿二維圖像的掃描線的信號的斜率，來測量氣體導入孔的內壁面的粗糙度。
在本發明的氣體導入孔的測量方法中，還包括從基材的一面側來獲取氣體導入孔的開口部圖像，在測量氣體導入孔時，基於二維圖像和開口部圖像來進行測量。根據這種結構，通過二維圖像和開口部圖像的兩個圖像之間的關係，可以更高精度地進行測量。
通過本發明的再生方法，在氣體導入孔的狀態的測量結果中，在氣體導入孔的內壁面的粗糙度收斂在預設的範圍內時，對基材的表面進行研磨，當不收斂在範圍內時，對氣體導入孔的內壁面進行加工。根據這種結構，對應於氣體導入孔的狀態，可以通過最合適的加工方法來再生電極。
在本發明的再生方法中，氣體導入孔的內壁面加工可以包括使氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工和對氣體導入孔的內壁面的蝕刻加工的至少一種。通過實施使氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工，可以將原氣體導入孔作為基準對氣體導入孔進行再生。而且，通過對氣體導入孔的內壁面進行 蝕刻加工，可以在氣體導入孔的直徑基本不變化的情況下，來再生氣體導入孔。
在本發明的再生方法中，氣體導入孔的內壁面加工可以包括進行使氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工後，對氣體導入孔的內壁面進行蝕刻加工。根據這種結構，去除變大氣體導入孔的直徑的穿孔加工而生成的內壁面的毛刺，可以再生具有光滑內壁面的氣體導入孔。
在本發明的再生方法中，基材的主材料可以是矽、石英和碳化矽的任一種。根據本發明的再生方法，可以再生這些主材料的電極。
本發明的電漿蝕刻裝置用的再生電極，設有貫穿基材的厚度方向的氣體導入孔，測量再生前的電極的氣體導入孔的狀態，基於氣體導入孔的測量結果來進行基材的表面研磨和氣體導入孔的內壁面加工的至少一種，測量加工後的氣體導入孔的狀態。
根據這種結構，可以基於氣體導入孔的狀態的測量結果來提供再生的電極。也就是說，即便通過時間管理判斷電極已到壽命，也可以通過基材表面或氣體導入孔內壁面的加工，來提供再生的電極。
本發明的再生電極中，測量氣體導入孔的狀態時，可以包括：使光從基材的一面側朝向氣體導入孔進行照射；獲得通過氣體導入孔而透過基材 的另一面側的光的二維圖像；以及基於二維圖像，測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
根據這種結構，利用透過細長的氣體導入孔的光的二維圖像和氣體導入孔的狀態之間的關係，可以非破壞地測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
在本發明的再生電極中，在測量氣體導入孔的狀態時使用的光可以是同調光。而且，可以基於沿二維圖像的掃描線的信號的斜率，來測量氣體導入孔的內壁面的粗糙度。
在本發明的再生電極中，氣體導入孔的狀態的測量還可以包括從基材的一面側來獲取氣體導入孔的開口部圖像，在測量氣體導入孔時，可以基於二維圖像和開口部圖像來進行測量。根據這種結構，通過二維圖像和開口部圖像的兩個圖像之間的關係，可以更高精度地進行測量。
在本發明的再生電極中，在氣體導入孔的狀態的測量結果中，在氣體導入孔的內壁面的粗糙度收斂在預設的範圍內時，對基材的表面進行研磨，當不收斂在範圍內時，對氣體導入孔的內壁面進行加工。根據這種結構，對應於氣體導入孔的狀態，可以通過最合適的加工方法來提供再生的電極。
在本發明的再生電極中，氣體導入孔的內壁面加工可以包括使氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工和對氣體導入孔的內壁面的蝕刻加工的至少一種。通過實施使氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工，可以將原氣體導入孔作為基準對氣體導入孔進行再生。而且，通過對氣體導入孔的內壁面進行蝕刻加工，可以在氣體導入孔的直徑基本不變化的情況下，來再生氣體導入孔。
在本發明的再生電極中，氣體導入孔的內壁面加工可以包括進行使氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工後，對氣體導入孔的內壁面進行蝕刻加工。根據這種結構，去除變大氣體導入孔的直徑的穿孔加工而生成的內壁面的毛刺，可以再生具有光滑內壁面的氣體導入孔。
在本發明的再生電極中，基材的主材料可以是矽、石英和碳化矽的任一種。根據本發明，提供了根據這些主材料的再生電極。
本發明的電漿蝕刻裝置，包括：腔室；上部電極，設置在腔室內，並且具有貫穿基材厚度方向的氣體導入孔；下部電極，設置在腔室內並且與上部電極對向；高頻施加部，在腔室內的上部電極和下部電極之間施加高頻；以及測量部，測量氣體導入孔的狀態，測量部包括：發光部，使光從基材的一面側朝向氣體導入孔進行照射；受光部，獲得通過氣體導入孔而透過基材的另一面側的光的二維圖像；以及圖像處理部，基於二維圖像， 進行測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個的處理。
根據這種結構，利用透過細長的設於上部電極上的氣體導入孔的光的二維圖像和氣體導入孔的狀態之間的關係，可以非破壞地測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。而且，可以在上部電極已經安裝在電漿蝕刻裝置的狀態下，來測量氣體導入孔。
在本發明的電漿蝕刻裝置中，在測量氣體導入孔時使用的光可以是同調光。而且，可以基於沿二維圖像的掃描線的信號的斜率，來測量氣體導入孔的內壁面的粗糙度。
在本發明的電漿蝕刻裝置中，還可以包括從基材的一面側來獲取氣體導入孔的開口部圖像的圖像獲取部，在測量氣體導入孔時，可以基於二維圖像和圖像獲取部獲取的開口部圖像來進行測量。根據這種結構，通過二維圖像和開口部圖像的兩個圖像之間的關係，可以更高精度地進行測量。
在本發明的電漿蝕刻裝置中，發光部可以可移動地設置在保持上部電極的保持部上。而且，發光部可以可進退地設置在所述上部電極和所述下部電極之間。通過這種結構，可以在上部電極已經安裝在電漿蝕刻裝置的狀態下，來測量氣體導入孔。
本發明的電漿蝕刻裝置，包括：腔室；上部電極，設置在腔室內，並且具有貫穿基材厚度方向的氣體導入孔；下部電極，設置在腔室內並且與上部電極對向；以及高頻施加部，在腔室內的上部電極和下部電極之間施加高頻。上部電極，在基材上設置多個氣體導入孔，從基材的一面側照射的光通過多個氣體導入孔，到達基材的另一面側。在本發明的電漿蝕刻裝置中，透過多個氣體導入孔的光的強度的偏差為預設的一定值以下。
為了解決上述問題，本發明的設於電漿蝕刻裝置用電極上的氣體導入孔的狀態分佈圖，用於顯示電漿蝕刻裝置用電極中設置成在厚度方向上貫穿基材的多個氣體導入孔的狀態，與基材的面內的多個氣體導入孔的位置相對應，將多個氣體導入孔的各個的狀態通過與該狀態對應的顯示方式來進行顯示。根據這種結構，以視覺上容易區分的方式來顯示多個氣體導入孔的狀態的基材的面內分佈。
在本發明的狀態分佈圖中，顯示方式可以為顏色、樣式和高度中的至少一種。據此，通過顏色、樣式和高度中的至少一種的顯示方式來表示多個氣體導入孔的基材的面內分佈。
在本發明的狀態分佈圖，氣體導入孔的狀態可以為以下操作後的結果：使光從基材的一面側朝向氣體導入孔進行照射；獲得通過氣體導入孔而透過基材的另一面側的光的二維圖像；以及基於二維圖像，測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
根據這種結構，利用透過細長的氣體導入孔的光的二維圖像和氣體導入孔的狀態之間的關係，可以得到對氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個進行非破壞地測量的客觀狀態的面內分佈。
本發明的狀態分佈圖的顯示方法，將對電漿蝕刻裝置用電極中設置成在厚度方向上貫穿基材的多個氣體導入孔的狀態進行顯示的分佈圖顯示在顯示部中，方法包括：將多個氣體導入孔的各個的狀態的測量結果讀取至運算部；以及基於測量結果，對應於基材的面內的多個氣體導入孔的位置，將多個氣體導入孔的各個的狀態通過與該狀態對應的顯示方式顯示在顯示部中。根據這種結構，可以在顯示部中顯示多個氣體導入孔的狀態的基材的面內分佈，可以以視覺上容易區分的方式來顯示狀態分佈圖。
本發明的狀態分佈圖的顯示方法，測量氣體導入孔的狀態時，可以包括：使光從基材的一面側朝向氣體導入孔進行照射；獲得通過氣體導入孔而透過基材的另一面側的光的二維圖像；以及基於二維圖像，測量氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
根據這種結構，利用透過細長的氣體導入孔的光的二維圖像和氣體導入孔的狀態之間的關係，可以對氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個進行非破壞地測量、來顯示客觀的狀態的面內分佈。
在本發明的狀態分佈圖的顯示方法中，在測量氣體導入孔的狀態時使用的光可以是同調光。而且，可以基於沿二維圖像的掃描線的信號的斜率，來測量氣體導入孔的內壁面的粗糙度。
在本發明的狀態分佈圖的顯示方法中，氣體導入孔的狀態的測量還可以包括從基材的一面側來獲取氣體導入孔的開口部圖像，在測量氣體導入孔時，可以基於二維圖像和開口部圖像來進行測量。根據這種結構，通過二維原圖像和開口部圖像的兩個圖像之間的關係，可以更高精度地進行測量，並且更客觀地顯示狀態的面內分佈。
10(10B,10R)‧‧‧電極
11‧‧‧基材
12‧‧‧氣體導入孔
100‧‧‧電漿蝕刻裝置
110‧‧‧腔室
120‧‧‧上部電極
121‧‧‧氣體導入孔
130‧‧‧下部電極
140‧‧‧氣體導入孔
141‧‧‧保持部
150‧‧‧排氣通路
160‧‧‧泵
170‧‧‧高頻施加部
200‧‧‧測量裝置
210‧‧‧發光部
215‧‧‧控制器
220‧‧‧受光部
225‧‧‧圖像處理部
300‧‧‧測量裝置
310‧‧‧相機
315‧‧‧圖像處理部
L1、L2‧‧‧光
MP、MP(1)、MP(2)、MP(3)‧‧‧狀態分佈圖
SCL‧‧‧半透過屏
W‧‧‧對象物
圖1(a)和(b)是示例性示出電漿蝕刻裝置用電極的示意圖。
圖2是示例性示出電漿蝕刻裝置的結構的示意圖。
圖3是示例性示出包括測量裝置的電漿蝕刻裝置的結構的示意圖。
圖4是示例性示出電極的製造方法的流程圖。
圖5是示例性示出電極的再生方法的流程圖。
圖6(a)和(b)是示出再加工示例的截面圖。
圖7是示例性示出本實施方式的氣體導入孔的測量方法的示意圖。
圖8(a)~(d)是示例性示出了氣體導入孔狀態和圖像的關係的示意圖。
圖9(a)~(d)是示例性示出了氣體導入孔狀態和圖像的關係的示意圖。
圖10(a)~(c)是示出氣體導入孔和二維圖像的照片。
圖11(a)和(b)是示例性示出氣體導入孔的其他測量方法的示意圖。
圖12(a)~(h)是示例性示出通過相機獲得的圖像和二維圖像的示意圖。
圖13是示例性示出氣體導入孔的角度的示意圖。
圖14(a)和(b)是說明本實施方式的狀態分佈圖的視圖。
圖15(a)和(b)是說明狀態分佈圖的顯示方法的視圖。
圖16(a)和(b)是示出狀態分佈圖的顯示示例(其1)的視圖。
圖17是示出狀態分佈圖的顯示示例(其2)的視圖。
圖18是說明狀態(測量結果)變化及預測的視圖。
圖19(a)~(c)是示出預測分佈圖的視圖。
下面，基於圖面說明本發明的實施方式。此外，在以下的說明中，相同的部件使用相同的符號，對之前說明過的部件，將適當地省略其說明。
(電漿蝕刻裝置用電極及再生電極)
圖1(a)和(b)是示例性示出電漿蝕刻裝置用電極和再生電極的示意圖。圖1(a)表示電極的斜視圖，圖1(b)表示一部分電極的放大截面 圖。此外，在本實施方式中，再生前的電極是再生前電極10B，在不區分再生前電極10B和再生電極10R的情況下統稱為電極10。
如圖1(a)所示，電極10具有在例如圓盤狀的基材11上設置多個氣體導入孔12的結構。多個氣體導入孔12設置成在厚度方向上貫穿基材11。多個氣體導入孔12以規定的間隔縱橫排列在基材11的表面。多個氣體導入孔12可以排列成與基材11的中心同心的圓狀。
基材11的直徑設定為與實施電漿蝕刻的對象物(晶片等)的大小相適合。例如，100mm(毫米)左右的直徑的晶片作為對象物時，電極10的直徑約為150mm以上200mm以下，150mm左右的直徑的晶片作為對象物時，電極10的直徑約為200mm以上280mm以下，200mm左右的直徑的晶片作為對象物時，電極10的直徑約為280mm以上320mm以下，300mm左右的直徑的晶片作為對象物時，電極10的直徑約為320mm以上376mm以下，450mm左右的直徑的晶片作為對象物時，電極10的直徑約為450mm以上。
可以使用矽、石英及碳化矽等作為基材11的材料。基材11也可以通過兩種以上的材料構成。例如，基材11也可以是通過絕緣性材料覆蓋導電性材料的結構。
如圖1(b)所示，基材11的厚度t例如為5mm以上13mm以下。氣體導入孔12的直徑d例如是200μm以上600μm以下。氣體導入孔12的直徑d與基材11的厚度t的比率例如為2%以上6%以下。
作為一個示例，在本實施方式中，基材11的直徑為376mm，基材11的厚度t為10mm，氣體導入孔12的直徑d為500μm，氣體導入孔12的數量為912個。因此，在電極10上設置多個非常細長的氣體導入孔12，可以使電漿蝕刻所需的反應氣體均勻導入。
通過對基材11進行鑽孔加工來形成氣體導入孔12。該鑽孔加工時，氣體導入孔12的內壁產生毛刺。在本發明實施方式的電極10中，去除氣體導入孔12內壁的毛刺並且防止內壁面粗糙。通過後述的測量方式來測量氣體導入孔12的狀態。此外，本實施方式中，該測量方法也成為本測量方法。
這裏，分別在再生前電極10B和再生電極10R中，定量地測量氣體導入孔12的狀態。換言之，在本實施方式的再生電極10R中，測量再生前電極10B的氣體導入孔12的狀態的同時，也測量再生電極10R的氣體導入孔12的狀態。
基於再生前電極10B的氣體導入孔12的狀態的測量結果，可以對再生電極10R實施基材11的表面研削和氣體導入孔12的內壁面加工的至少一 種。通過測量再生前後的氣體導入孔12的狀態，可以客觀地管理從再生前到再生後的氣體導入孔12的狀態變化(經歷)。通過測量氣體導入孔12的狀態，即便通過時間管理判斷再生前電極10B已到壽命，也可以通過基材11表面或氣體導入孔12內壁面的加工，成為可以再次使用的再生電極10R。
在本實施方式中，理想地是通過本測量方法一起測量再生前電極10B和再生電極10R。
本實施方式的電極10包括通過該測量方法測量的氣體導入孔12。例如，在根據本實施方式進行測量的情況下，多個氣體導入孔12的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個收斂在預設的規定範圍內。
作為一個示例，通過本實施方式的測量方法來測量在基材11上設置的全部(例如，912個)氣體導入孔12的直徑。由測量的直徑例如求出標準偏差(σ)，形成該σ或3σ等為規定值以下的電極10。對於通過本實施方式的測量方法測量的內壁面的粗糙度或垂直程度也是同樣。
具有這種氣體導入孔12的本實施方式的電極10中，通過抑制直徑或垂直程度的偏差並且抑制內壁面的粗糙度，可以順暢地進行氣體的導入，並且提高電漿的均一性。因此，可以不易受到電漿蝕刻時的損壞，並且實現電極10的長壽命化。
而且，設於基材11上的氣體導入孔12的直徑在基材11的面內可以不設成一定的。換言之，為了有意地改變氣體導入分佈，可以根據基材11面內的位置來使氣體導入孔12的直徑變化。因為根據本實施方式的測量方法可以測量氣體導入孔12的直徑，所以可以正確地得到基材11面內的氣體導入孔12的直徑分佈。
例如，基材11面內的周邊部分的孔徑可大於中央部分的孔徑，相反地，周邊部分的孔徑也可小於中央部分的孔徑。通過設定氣體導入孔12的直徑來控制氣體導入分佈，使其反映在處理中。通過使用本實施方式的測量方法，可以提供可正確測量氣體導入孔12的直徑且使其反映在處理中的電極10。
而且，根據本測量方法測量設置在再生前電極10B上的氣體導入孔12的狀態，可以比較該測量結果與再生電極10R的測量結果。在本測量方法中，可以實現以往困難的細長氣體導入孔12狀態的高精度測量。通過在再生前後使用相同的本測量方法來測量氣體導入孔12，可以留下一個電極10的再生經歷。序列號賦予給電極10的情況下，可以記憶在該序列號和再生經歷的數據庫中。根據序列號來檢索數據庫，可以迅速且正確地掌握再生電極10R的經歷。
此外，在本實施方式中測量了電極10的氣體導入孔12的狀態，但是也可以測量電極10的電氣特性(例如，電阻值)。換言之，測量再生前電極10B的電阻值和再生電極10R的電阻值。因為電極10的電阻值根據使用時間進行變化，所以通過測量再生前後的電阻值，可以多方面地管理再生電極10R的特性。
(電漿蝕刻裝置)
圖2是示例性示出電漿蝕刻裝置的結構的示意圖。
如圖2所示，電漿蝕刻裝置100包括腔室110、上部電極120、下部電極130、氣體導入通路140、排氣通路150、泵160和高頻施加部170。換言之，電漿蝕刻裝置100是RIE(Reactive Ion Etching)裝置。
通過泵160將腔室110內維持成減壓狀態。上部電極120和下部電極130在腔室110內彼此相對地配置。本實施方式的電極10適用作上部電極120。在氣體導入通路140的腔室110側設置的保持部141上安裝上部電極120。下部電極130可以是通過靜電吸盤等來承載晶片等對象物W的承載部。
為了根據電漿蝕刻裝置100來處理對象物W，將對象物W承載在下部電極130上，通過泵160使腔室110內成為減壓狀態。之後，從氣體導入通路140向腔室110內導入反應氣體。反應氣體從氣體導入通路140經由上部電極120的氣體導入孔121(12)導入到腔室110內。然後，導入反 應氣體的同時，通過高頻施加部170在上部電極120和下部電極130之間施加高頻(例如，13.56MHz)。據此，腔室110內產生電漿P，在對象物W的表面上實施蝕刻或沉積等處理。
在電漿蝕刻裝置100下，使用CF4、SF6、CHF3、CCl4、SiCl4、Cl2、Br2、HBr等作為反應氣體。根據蝕刻的對象物W的材料，適當地選擇反應氣體。
如果將本實施方式的電極10用作電漿蝕刻裝置100的上部電極120，反應氣體光滑地通過氣體導入孔121(12)並且被導入腔室110內。因此，將反應氣體以高均一性導入上部電極120和下部電極130之間，對對象物W實施穩定的處理。
這裏，電漿蝕刻裝置100使例如CF4的電漿產生的高反應性的F原子與Si進行反應，生成SiF4，可以進行蝕刻。然後，通過產生在施加有高頻(RF)的陰極電極上加速離子的DC偏壓，來進行各向異性蝕刻。
如果在作為反應氣體的CF4中添加H2，Si的蝕刻速度降低，選擇比提高。Si表面上形成含有反應的中間生成物的反應層，同時進行蝕刻。通過使離子衝擊吸著有蝕刻物質的表面，促進蝕刻物質和被蝕刻材料的反應。在離子衝擊的圖案底面去除該薄膜，可以進行各向異性加工。
近年來，因為設備性能的物理限制增大，多種新材料(多孔質low-k、high-k、高靈敏度准分子抗蝕劑(excimer resist)等)和新結構(大馬士革(damascene)佈線、應變矽、Fin型柵極等)陸續出現。為了對應這些情況，電漿蝕刻裝置和電漿蝕刻技術中，監測和反饋是很重要的。
例如，需要科學地理解外部參數(氣體種類、壓力、RF電力等設定條件)和參數(電漿密度、自由基組成/密度、離子種類/能量等)、蝕刻特性(蝕刻速度、形狀等)的相互關係。而且同時需要充實基礎反應過程數據庫。據此，可以與硬體無關地，存儲普遍使用的反應數據。
而且，幾nm的薄膜或介面層的高選擇比的實現更加困難的情況下，均一性提高效果很大。而且，在圖案的加工尺寸(CD：Critical Dimension)的轉換差的控制中，均一性也受到很強的影響。
進一步，在半導體元件使用的絕緣膜的蝕刻中，認為通過離子切斷Si-O結合，通過C-O結合來去除O，使比較弱的Si-F結合成為可能，來進行蝕刻。在這種絕緣膜的蝕刻反應中需要明確重要條件的設定。為了弄清蝕刻機制，需要創造各種各樣的監測技術。
(包括測量裝置的電漿蝕刻裝置)
圖3是示例性示出包括測量裝置的電漿蝕刻裝置的結構的示意圖。
如圖3所示，電漿蝕刻裝置100B包括腔室110、上部電極120、下部電極130、氣體導入通路140、排氣通路150、泵160、高頻施加部170及測量裝置200。腔室110、上部電極120、下部電極130、氣體導入通路140、排氣通路150、泵160及高頻施加部170與電漿蝕刻裝置100相同。
根據測量裝置200來測量電漿蝕刻裝置100的上部電極120的氣體導入孔121(12)的狀態。測量裝置200包括發光部210、受光部220和圖像處理部225。
發光部210將光L1從基材11的一面側照向氣體導入孔121(12)。發光部210設置在例如保持上部電極120的保持部141上。發光部210也可以可移動地設置。
受光部220可以獲得通過氣體導入孔121(12)而透過基材11另一面側的光L2的二維圖像。受光部220也可以可進退地設置在上部電極120和下部電極130之間。受光部220也可以與發光部210連動。
圖像處理部22基於二維圖像，來測量氣體導入孔121(12)的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
根據本實施方式的電漿蝕刻裝置100，可以通過測量裝置200來測量安裝有上部電極120的狀態下的氣體導入孔121(12)的狀態。使用該測量裝置200，通過後述的本測量方法來測量氣體導入孔121(12)的狀態。
如果使用具有通過本測量方法測量的氣體導入孔121(12)的上部電極120，反應氣體光滑地通過氣體導入孔12而導入腔室110內。因此，將反應氣體以高均一性導入上部電極120和下部電極130之間，對對象物W實施穩定的處理。
而且，通過本實施方式的電漿蝕刻裝置100，可以在預設蝕刻處理時間經過的時候，通過測量裝置200來測量氣體導入孔121(12)的狀態。測量裝置200的測量可以在不將上部電極120從保持部141取出的狀態下進行。
將氣體導入孔121(12)的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個與判定基準進行比較，若測量結果在規定內，則判斷上部電極120可以繼續使用。但是，如果在規定外，則判斷應該更換上部電極120。
這樣，為了可以測量在保持上部電極120的保持部141上安裝著的氣體導入孔121(12)的狀態，不需要為了測量而將上部電極120取出，可以在不與上部電極120接觸且不發生污染的情況下來進行測量。進一步， 可以檢測在電漿蝕刻處理中使用的上部電極120本身的氣體導入孔121(12)的狀態。
(電極的製造方法)
接著，說明本實施方式的電極10的製造方法。
圖4是示例性示出電極的製造方法的流程圖。
首先，準備基材11(步驟S101)。可以使用矽、石英及碳化矽等作為基材11。在本實施方式中，作為一個示例，說明使用單晶矽的情況。這裏，準備將單晶矽的矽錠以約12mm的厚度切出的圓盤狀基材11。切出之後，進行基材11的上下面的研削處理，表面精度為50μm以下。
接著，在基材11上形成氣體導入孔12(步驟S102)。在本實施方式中，使用燒結金剛石鑽頭，在基材11上形成氣體導入孔12。這裏，使用前端成多面的燒結金剛石鑽。使用該燒結金剛石鑽，使用後退加工方法對基材11進行穿孔。相對於基材11的厚度，鑽頭的長度短的情況下，可以使基材11反轉，從正反兩面形成貫通的孔。
如果通過鑽頭在矽的基材11上進行微細孔加工，則在孔的內壁形成微細破碎層。在本實施方式中，根據前端成多面的燒結金剛石鑽，期望地是微細破碎層的厚度為10μm以下。
在進行基材11的鑽孔加工的情況下，有時在鑽頭上附著有矽殘渣。為此，期望的是通過超聲波清洗裝置定期地對基材11進行浸泡清洗。據此，維持鑽頭的性能，並且防止孔的內壁面產生微細破碎層。
接著，清洗形成有氣體導入孔12的基材11(步驟S103)。在形成有氣體導入孔12的基材11的孔內和基材11的表面等上，附著有鑽孔加工時的污染物質。為了去除該污染物質，對基材11進行清洗。作為此處的清洗，例如可以使用根據脫氣超聲波清洗裝置進行的清洗。通過形成為圓筒狀的脫氣超聲波清洗裝置，來清洗附著在基材11的孔內和表面的污染物質。通過進行該清洗，通過之後的根據蝕刻的溶解促進，提高基材11中發生的變色的抑制效果。
接著，進行基材11的蝕刻(步驟S104)。通過該蝕刻，去除在氣體導入孔12的內壁面上形成的微細破碎層。例如，將基材11浸泡在40℃的酸溶液中。據此，溶解基材11表面(露出面)，去除氣體導入孔12的內壁面的微細破碎層。
該蝕刻中，將基材11浸泡在放入酸溶液的槽中，通過進行轉動使酸溶液在酸溶液在微細的氣體導入孔12中循環。此時，優選地同時進行轉動和搖動。據此，可以使酸溶液充分地遍及氣體導入孔12的內部。
基材11的浸泡時間為10秒以上1200秒以下。在浸泡在酸溶液的蝕刻中，根據蝕刻作業的次數和時間，溶解速度不同。為了使溶解處理穩定，期望地是管理蝕刻的時間和處理件數。
接著，進行基材11的研削和研磨(步驟S105)。這裏，例如使用銑削加工機械，對基材11的外周部和安裝孔進行加工。例如使用金屬結合劑金剛石、樹脂結合劑金剛石、電沉積金剛石作為使用的工具。
研削加工後，對基材11的表面實施精磨加工及平面研削加工。通過該加工，調整基材11的厚度，同時使基材11的表面粗糙度(算術平均粗糙度：Ra)例如為“1”以下。在至此的處理中，金屬等污染物質附著在基材11上，所以再次進行使用酸溶液的蝕刻。該酸溶液與步驟S104中使用的酸溶液相同。
之後，使用超純水來清洗基材11，並且將基材11浸入水中且保持在水中。通過保持在水中，抑制基材11的表面的氧化、污漬和汙物。接著，通過研磨裝置，使用例如含有膠體二氧化矽的研磨溶劑，對基材11進行鏡面研磨。通過鏡面研磨，使基材11的表面粗糙度Ra例如為“0.1”以下。
對基材11進行鏡面研磨之後，進行純水清洗，並且在熱水提升裝置中進行熱水乾燥。據此，阻止基材11的水垢、污漬等。
接著，進行氣體導入孔12的檢查(步驟S210)。可以使用後述的本實施方式的測量方法來作為這裏進行的氣體導入孔12的檢查。檢查後，進行最終的精密清洗。據此，完成電極10。
根據這種方法製造的電極10中，包括具有去除微細微細破碎層的非常光滑的內壁面的氣體導入孔12。因此，通過將該電極10用作上部電極120，均一地導入反應氣體，同時抑制對氣體導入孔12的損壞，從而可以實現電極10的長壽命化。
(電極的再生方法)
圖5是示例性示出的電極的再生方法的流程圖。
如圖5所示，本實施方式的電極10的再生方法包括氣體導入孔12的測量(步驟S201)、基材11的再加工(步驟S202)和氣體導入孔12的再次測量(步驟S203)。通過氣體導入孔12的測量，進行使用規定時間的電極10的氣體導入孔12的狀態測量處理。後面描述氣體導入孔12的測量方法。
在電漿蝕刻裝置100中，根據處理條件，一般將使用2000小時左右的電極10更換成新品。步驟S201中，將例如經過2000小時的電極10(再生前電極10B)從電漿蝕刻裝置100中取出，通過後述的測量方法，在不破壞的情況下測量氣體導入孔12的狀態。
例如，將氣體導入孔12的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個作為測量的氣體導入孔12的狀態。而且，測量中，可以測量氣體導入孔12的氣體排出側的開口的圓角生成的區域的大小。
步驟S202的基材11的再加工中，進行基於步驟S201的測量結果的基材11表面研磨和氣體導入孔12內壁面加工的至少之一。在步驟S202中，選擇基於步驟S201的測量結果最合適的加工方法。
例如，在氣體導入孔12的內壁面的粗糙度收斂在預定範圍內的情況下，對基材11的表面進行研磨。也就是，因為這時氣體導入孔12的內壁面的粗糙度在規定範圍內，所以判斷不需要對內壁面進行處理。基材11的表面因為使用變得粗糙，通過研磨基材11的表面來進行再生。
這裏，在測量氣體導入孔12的開口部的圓角生成的區域的大小時，可以計算從該區域大小去除圓角的研磨量。通過進行該研磨量的研磨，可以再生氣體導入孔12的開口的圓角被去除的電極10。
圖6(a)中示出了氣體導入孔12的開口的圓角被去除的再生電極10R。通過使用，氣體導入孔12的氣體排出側的開口很容易生成圓角。通過研磨基材11的表面，可以再生開口的圓角被去除的氣體導入孔12。在基材11表面加工的一個示例中，首先研削基材11的氣體排出側的面，進行基 材11的邊緣的R倒角處理。接著，對基材11的表面進行研磨，然後實施蝕刻後，進行拋光。
而且，當氣體導入孔12的內壁面的粗糙度未收斂在預設的範圍內時，對氣體導入孔12的內壁面進行加工。使氣體導入孔12的直徑變大的穿孔加工和氣體導入孔12的內壁面的蝕刻加工的至少之一可以作為內壁面的加工。
在僅對氣體導入孔12的內壁面的粗糙進行去除的情況下，期望地是進行蝕刻加工。據此，再生氣體導入孔12的直徑幾乎不變且具有光滑內壁面的氣體導入孔12的電極10。
而且，在僅通過對氣體導入孔12的內壁面的粗糙進行去除而不充分的情況下，或者希望再生具有比原氣體導入孔12的直徑大的氣體導入孔12的情況下，進行使氣體導入孔12的直徑變大的穿孔加工。該穿孔加工以原氣體導入孔12為基準，通過比原孔徑大的鑽頭進行再次穿孔。據此，再生具有以原氣體導入孔12為基準而直徑擴大的氣體導入孔12的電極10。
圖6(b)中示出了對氣體導入孔12再次穿孔後的再生電極10R。雖然通過再次穿孔的直徑變大，但是可以再生內壁面的粗糙去除且具有光滑內部的氣體導入孔12。
此外，在進行穿孔加工的情況下，有時在氣體導入孔12的內壁面上生成毛刺，所以期望在穿孔加工後進行蝕刻加工。據此，再生具有氣體導入孔12的電極10，該氣體導入孔12具有穿孔加工生成的內壁面毛刺被去除而光滑的內壁面。
進行加工之後，如步驟S203所示，測量加工後的氣體導入孔12的狀態。該測量方法與步驟S201中執行的測量方向相同。通過該測量，通過非破壞方式測量加工後的氣體導入孔12的狀態(例如，直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度)。據此，可以客觀掌握再生後的電極10的氣體導入孔12的狀態。
根據步驟S203的測量結果，可以例如氣體導入孔12的直徑收斂在預定的一定範圍，則判斷為良品。對於內壁面的粗糙度和垂直程度，也是相同。而且，因為可以客觀掌握氣體導入孔12的狀態，所以可以再生具有符合規格的氣體導入孔12的電極10。
(氣體導入孔的測量方法)
下面將說明氣體導入孔12的測量方法。
圖7是示例性示出本實施方式的氣體導入孔的測量方法的示意圖。
如圖7所示，本實施方式的氣體導入孔12的測量方法，從發光部210向氣體導入孔12照射光L1，受光部220接收透過氣體導入孔12的光L2，進行基於接收光圖像的測量。
用於測量氣體導入孔12的測量裝置200包括發光部210、控制器215、受光部220和圖像處理部225。發光部210例如發射雷射或LED光。如之前說明的，發光部210可以可移動地設置在上部電極120的保持部141上。期望地是將同調光作為測量用光L1。本實施方式中，使用發射雷射的雷射光源作為發光部210。控制器215控制從發光部210發射的光L1的量和發射時間。
發光部210發射的光L1的波長使用例如是620nm以上750nm以下左右的紅色，495nm以上570nm以下左右的綠色，450nm以上495nm以下左右的藍色，750nm以上1400nm以下左右的紅外。
光L1的點直徑大於氣體導入孔12。據此，確保光L1入射到氣體導入孔12上。光L1相對於基材11的表面基本垂直地射出。這裏，基本垂直是指：在基材11的厚度為t且氣體導入孔12的直徑為d的情況下，相對於垂直，tan(d/t)°不足的情況。
受光部220是將透過氣體導入孔12的光L2作為二維圖像進行接收的區域感測器。光L2是通過發光部210發射的光光L1透過氣體導入孔12而形成的光。受光部220將該光L2作為二維圖像進行接收並且轉換成電信號。
此外，即使使用紅外作為光L1的情況下，受光部220也不接收透過基材11的光，而是接收透過氣體導入孔12的光。換言之，使用紅外作為光L1的情況下，雖然存在透過基材11的光，但是受光部220基本不接收透過基材11的光，而是接收穿過氣體導入孔12的光。
這裏，受光部220可以直接接收透過氣體導入孔12的光L2，也可以通過半透過屏SCL來接收光L2。半透過屏SCL配置在基材11和受光部220之間。半透過屏SCL與受光部220一起可進退地設置。而且，半透過屏SCL可以緊貼在基材11的面上。在光L2的強度高的情況下，如果通過受光部220接收投影在半透過屏SCL上的光L2的像，則通過半透過屏SCL可以得到過濾效果。
圖像處理部22進行基於從受光部220輸出的電信號的圖像處理，進行氣體導入孔12的測量。也就是，圖像處理部22對受光部220接受的光L2的二維圖像進行圖像處理，將基於該處理結果的氣體導入孔12的狀態作為測量結果輸出。
在本實施方式的氣體導入孔12的測量方法中，利用了根據氣體導入孔12的狀態來變化透過氣體導入孔12的光L2的量、前進路徑、發射狀態等，非破壞地測量基於光L2的二維圖像的氣體導入孔12的狀態。設於電極10上的氣體導入孔12非常細，長寬比高，而且在基材11上設置很多。為此，通過電極10的表面圖像不能進行氣體導入孔12的內部的檢查。而且，沿 著表面方向獲得X線圖像，並且其與其他氣體導入孔12的圖像重複，因此不能進行高精度的測量。通過鑽頭對氣體導入孔12進行穿孔並且規定內面粗糙度的情況下，必須注意電極10的破壞。如本實施方式，可以使光L1照射氣體導入孔12，取得透過的光L2的二維圖像，通過二維圖像和氣體導入孔12狀態的相關來非破壞地高精度測量氣體導入孔12。
接著，對氣體導入孔12和光L2的二維圖像的相關進行說明。
圖8(a)至圖9(d)是示例性示出了氣體導入孔狀態和圖像的關係的示意圖。
在圖8(a)中，示出了內壁面的平坦度高且相對於基材11基本垂直設置的氣體導入孔12的截面圖。在光L1照射這種氣體導入孔12的情況下，光L1多數筆直地透過氣體導入孔12。
圖8(b)中示出了圖8(a)所示的透過氣體導入孔12的光L2的二維圖像G1的示例。該二維圖像G1中，清晰地示出了氣體導入孔12的像。圖8(b)中示出了二維圖像G1的掃描線SL1上的信號SG1的示例。圖像處理部225計算沿著二維圖像G1的掃描線SL1的信號SG1的變化(斜率等)。例如，可以根據信號SG1的邊界部分的信號變化(微分值、二次微分值等)，來測量氣體導入孔12的內壁面的平坦性。而且，圖像處理部225可以從二維圖像G1的邊界來測量氣體導入孔12的正圓度。
在圖8(c)中示出了內壁面的平坦性不高的氣體導入孔12的截面圖。光L1照射這種氣體導入孔12的情況下，光L1碰到氣體導入孔12的內壁面的凹凸，反復反射並且透過。
圖8(d)中示出了圖8(c)所示的透過氣體導入孔12的光L2的二維圖像G2的示例。該二維圖像G2中，未清晰地示出了氣體導入孔12的像。圖8(d)中示出了二維圖像G2的掃描線SL2上的信號SG2的示例。圖像處理部225可以根據信號SG2的邊界部分的信號變化，來測量氣體導入孔12的內壁面的平坦性。與二維圖像G1相比，二維圖像G2的邊界部分的信號變化變緩。可以根據該信號變化來測量氣體導入孔12的內壁面的平坦性。
進一步，圖像處理部225可以根據信號SG2的變化來區域劃分成二維圖像G2的中央區域(亮度高的區域)R1和周邊區域(與中央區域相比亮度低的區域)R2，並且根據它們的面積比例，來定量地求取氣體導入孔12的內壁面的平坦性。例如，將表示二維圖像G2的全部區域作為R0，根據與區域R0相對應的周邊區域R2的面積的比例，來求取內壁面的平坦性。內壁面的平坦性越低(凹凸多)，與區域R0相對的周邊區域R2的面積比例就越高。通過使用該特性，可以定量地求取內壁面的平坦性。
在圖9(a)中，示出了相對於基材11傾斜設置的氣體導入孔12的截面圖。在光L1照射這種氣體導入孔12的情況下，進入氣體導入孔12的光L1的一部分被內壁面遮擋。
圖9(b)中示出了圖9(a)所示的透過氣體導入孔12的光L2的二維圖像G3的示例。在該二維圖像G3中，清晰地示出的全部形狀的邊界部分不是正圓。也就是，氣體導入孔12的光入口側的開口中心與出口側的開口中心偏離，所以從基材11的正上面來看，只有兩開口重複的區域R3透過光。因此，二維圖像G3為與該區域R3相應的大致橢圓形。圖像處理部225可以基於二維圖像G3的形狀，測量與基材11相對的氣體導入孔12的垂直程度。作為垂直程度，例如除了與基材11表面相對的氣體導入孔12的垂直軸為基準的角度之外，還可以包含與垂直軸的角度偏差是否在容許範圍內。
在圖9(c)中示出了氣體發射側的開口角部消耗的氣體導入孔12的截面圖。電極10如果劣化，氣體導入孔12的氣體發射側的開口角部含有圓角。在光L1照射這種氣體導入孔12的情況下，光L1多數筆直地透過氣體導入孔12。而且，光L1的一部分碰到氣體導入孔12的氣體發射側的開口角部，且進行散射。
圖9(d)中示出了圖9(c)所示的透過氣體導入孔12的光L2的二維圖像G4的示例。該二維圖像G4中，氣體導入孔12的圖像比較清晰地顯 示在中央區域R1中，同時周邊區域R2中顯示散射光的圖像。當中央區域R1中顯示的比較清晰地圖像的大小基本等於氣體導入孔12的直徑且周邊區域R2中顯示散射光的圖像時，圖像處理部225判斷為氣體導入孔12的氣體發射側的開口角部產生圓角。
而且，判斷氣體發射側的開口角部產生圓角的情況下，根據周邊區域R2的面積來判斷角部的圓角的大小。也就是說，角部的圓角越大，周邊區域R2的面積越大。通過使用該特性，可以定量地求取氣體發射側的開口角部的圓角。
這樣，在本實施方式的氣體導入孔12的測量方法中，利用受光部220接收的光L2的二維圖像和氣體導入孔12狀態之間的關係，通過圖像處理部225來I處理二維圖像，可以非破壞地測量氣體導入孔12是什麼狀態。
而且，通過本實施方式的測量方法可以測量氣體導入孔12的狀態，因此可以基於該測量結果來判斷電漿蝕刻裝置100的電極10的壽命。首先，通過本實施方式的測量方法來測量作為電極10使用之前(新品)的氣體導入孔12的狀態。接著，使用同樣方法來測量使用某時間後的電極10的氣體導入孔12的狀態。
該使用後測量的氣體導入孔12的狀態超過預定的規定的情況下，判斷電極10達到壽命。而且，通過定期地測量氣體導入孔12的狀態，基於測量結果的變化，可以預測電極10的剩餘壽命。
圖10(a)~(c)是示出氣體導入孔的二維圖像的照片。
在圖10(a)中，示出了使用矽的電極10的使用前的氣體導入孔12的二維圖像G10。該圖像是通過受光部220對透過氣體導入孔12的光L2直接拍攝而得到的圖像。在使用前，為清晰示出輪廓的二維圖像G10。
在圖10(b)中，示出了使用矽的電極10的使用後的氣體導入孔12的二維圖像G20。該圖像是將透過氣體導入孔12的光L2投影到半透過屏SCL上來通過受光部220拍攝的圖像。該電極10是通過電漿蝕刻裝置100使用約200小時後的電極。在使用後，可以看出輪廓模糊的二維圖像G20。 而且，與生成二維圖像G20的氣體導入孔12的內壁面的凹凸的部分相對應，可見色調(或者濃淡)的變化。基於該變化的區域，可以定量地測量氣體導入孔12的內壁面的狀態。
在圖10(c)中，示出了使用石英的電極10的使用前的氣體導入孔12的二維圖像G30。該圖像是將透過氣體導入孔12的光L2投影到半透過屏SCL上來通過受光部220拍攝的圖像。在使用石英的電極10中，因為照射的光碰到氣體導入孔12的周邊基材11而進行散射，所以不會形成清晰的 二維圖像G30。但是，通過使用二維圖像G30的信號波形，可以通過使用前後的信號波形的不同來測量氣體導入孔12的狀態。
作為測量對象物的氣體導入孔12的直徑d非常小，並且直徑d相對於厚度t的比例為數%左右。這樣光照射僅非常細長的氣體導入孔12而得到透過氣體導入孔12的光的圖像的情況下，可以得到對應一般物件物使用光測量而不能得到的特殊的圖像。例如，設置在由矽單結晶生成的基材11上的氣體導入孔12中照射藍色雷射的情況下，通過透過氣體導入孔12的光的二維圖像，可見與氣體導入孔12的內壁面凹凸對應的部分的顏色變化。這樣，通過利用基材11的材料、光的波長和氣體導入孔12的狀態之間的關係，可以進行與僅通過光的照射得到的圖像而進行的測量所不同的特徵測量。
(氣體導入孔的其他測量方法)
接著，將說明氣體導入孔12的其他測量方法。
圖11(a)和(b)是示例性示出氣體導入孔的其他測量方法的示意圖。
根據該測量方法，通過之前說明的光L1的照射得到二維圖像，從基材11的表面側得到氣體導入孔12的圖像(開口部圖像)，並且基於這些圖像來進行測量。
用於進行該測量的測量裝置300，在之前說明的測量裝置200的結構的基礎上，還包括相機310和圖像處理部315。相機310獲取電極10表面的 圖像。相機310可以可移動地設置在電極10的保持部141上。通過相機310，來獲得氣體導入孔12的光L1的入射車的開口部圖像。圖像處理部315對相機310獲得的開口部圖像進行處理。此外，圖像處理部315可以兼用作圖像處理部225。
在通過該測量裝置300來測量氣體導入孔12使，首先，如圖11(a)所示，相機310獲得氣體導入孔12的開口部圖像。也就是說，將相機310配置在作為測量物件的氣體導入孔12的正上，取得氣體導入孔12的開口部圖像。
接著，如圖11(b)所示，發光部210配置在作為測量物件的氣體導入孔12的正上，同時在氣體導入孔12的正下配置受光部220。然後，通過發光部210使光L1照射氣體導入孔12，通過受光部220獲得透過氣體導入孔12的光L2的二維圖像。
接著，圖像處理部315處理通過相機310獲得的開口部圖像，且同時處理通過受光部220獲得的二維圖像，這樣測量氣體導入孔12的狀態。也就是，通過該測量方法，使用通過相機310獲得的氣體導入孔12的開口部圖像和透過氣體導入孔12的光L2的二維圖像，來非破壞地測量氣體導入孔12的狀態。
圖12(a)~(h)是示例性示出通過相機獲得的圖像和二維圖像的示意圖。
圖12(a)、(c)、(e)和(g)中示出了相機310獲得的開口部圖像的示例，圖12(b)、(d)、(f)和(h)中示出了受光部220獲得的二維圖像的示例。
圖12(a)和(b)所示的示例是圖8(a)所示的氣體導入孔12的測量示例。該氣體導入孔12具有高平坦度的內壁面，並且相對於基材11基本垂直地設置。這種情況下，圖12(a)所示的相機310獲得的開口部圖像G11的直徑基本等於圖12(b)所示的受光部220獲得的二維圖像G12的直徑。而且，二維圖像G12被清晰地示出。因此，在獲得這種開口部圖像G11和二維圖像G12的情況下，判斷為從氣體導入孔12的入口到出口筆直地形成孔並且內壁面的平坦度很高。
圖12(c)和(d)所示的示例是圖8(c)所示的氣體導入孔12的測量示例。該氣體導入孔12具有平坦度不高的內壁面。這種情況下，圖12(c)所示的相機310獲得的開口部圖像G13的直徑基本等於氣體導入孔12直徑的設計值。圖12(d)所示的受光部220獲得的二維圖像G14沒有被清晰地示出。因此，在獲得這種開口部圖像G13和二維圖像G14的情況下，判斷為雖然形成與設計值接近直徑的氣體導入孔12，但是內壁面的平坦度不高。
圖12(e)和(f)所示的示例是圖9(a)所示的氣體導入孔12的測量示例。該氣體導入孔12相對於基材11傾斜地形成。這種情況下，圖12(e)所示的相機310獲得的開口部圖像G15的直徑基本等於氣體導入孔12直徑的設計值。圖12(f)所示的受光部220獲得的二維圖像G16為與區域R16相當的大致橢圓形。因此，因此在得到這種開口部圖像G15和G16的情況下，判斷為雖然形成與設計值相近直徑的氣體導入孔12，但是其相對於基材11傾斜地形成。
而且，根據受光部220和基材11的氣體導入孔12的邊緣之間的距離，來計算傾斜角度。如圖13所示，在基材11的厚度為d1、並且在受光部220上投影的氣體導入孔12的邊緣位置和基材11側的氣體導入孔12的邊緣位置之間沿受光部220的受光面的距離為d2的情況下，通過tan-1(d2/d1)，可以計算氣體導入孔12的傾斜角度θ。
圖12(g)和(h)示出的示例為氣體導入孔12的直徑小的情況下的測量示例。該氣體導入孔12的直徑小於設計值。這種情況下，圖12(g)所示的相機310獲得的開口部圖像G17的直徑基本等於圖12(h)所示的受光部220獲得的二維圖像G18的直徑。因此，該直徑小於設計值。因此，在得到這種開口部圖像G17和二維圖像G18的情況下，判斷為雖然從氣體導入孔12的入口至出口筆直地形成孔，但是其直徑小於設計值。
此外，在直徑大於設計值得氣體導入孔12的情況下，相機310獲得的開口部圖像的直徑與受光部220獲得的二維圖像的直徑大體相等，同時示出該氣體導入孔12直徑大於設計值。
這樣，基於相機310獲得的圖像和受光部220獲得的二維圖像的關係，可以測量更詳細的氣體導入孔12的狀態。此外，以上僅為示例，也可以根據它們的組合或者其他關係，來檢測氣體導入孔12的各種狀態。
特別是，本實施方式的氣體導入孔12的測量方法，使光L1照射氣體導入孔12並且通過接收透過氣體導入孔12的光L2來進行測量，因此適於測量內壁面平坦性優異的氣體導入孔12的情況。因此，在測量通過鑽孔加工在基材11上穿孔後通過蝕刻處理來使內壁面平坦化的氣體導入孔12時特別有效。
而且，在電漿蝕刻裝置100中，進行乾蝕刻而生成的物質有時會附著在氣體導入孔12的內壁上。即使這種物質附著在氣體導入孔12上，也可以通過獲取透過氣體導入孔12的光L2來定量地測量物質附著狀態。
此外，在本實施方式的氣體導入孔12的測量方法中，以氣體導入孔12從基材11的一方到另一方筆直地設置的情況為物件進行說明，但是也可以將基材11圖中彎曲的氣體導入孔12作為對象。即便氣體導入孔12彎曲，從基材11的一方照射的光L1也可以在氣體導入孔12內壁中一邊被 反射一邊前進，從而成為光L2，由受光部220獲取。通過使用不透過基材11的波長的光作為光L1，即使是彎曲的氣體導入孔12，受光部220也可以接收通過氣體導入孔12內部的光，從而可以測量氣體導入孔12的狀態。
而且，通過應用本實施方式的氣體導入孔12的測量方法，可以判斷氣體導入孔12的均一性。因此，在基材11上具有多個氣體導入孔12的電極10中，可以挑選使從基材11的一面側照射的光L1通過多個氣體導入孔12到達基材11的另一面側的電極10。
通過該挑選，在電極10中，如果透過多個氣體導入孔12的光L2強度的偏差(例如，標準偏差σ)在預設的一定值以下，則可以判斷電極10是良品。
通過將上述電極10(多個氣體導入孔12中光L1可以透過的電極，或者光L2的強度偏差在一定值以下的電極)作為上部電極120的電漿蝕刻裝置100，可以在上部電極120和下部電極130之間高均一性的導入反應氣體，從而可以對對象物W進行穩定地處理。
對於電漿蝕刻裝置用電極中的氣體導入孔，可以從反應氣體導入中的均一性或維護等觀點來考慮各種形式。但是，在任何形式中，適用於實際的電極氣體導入孔的情況下，非破壞地掌握是否成為設定的形狀是很困難的。
根據本實施方式的氣體導入孔12的測量方法，可以非破壞地測量實際用於(或者使用中的)電漿蝕刻裝置100的電極10本身，可以得到氣體導入孔12的客觀數據。本申請發明者最新發現根據這種測量方法可以得到氣體導入孔12的客觀數據。因此，通過本實施方式的氣體導入孔12的測量方法進行測量並且特定多個氣體導入孔12的狀態，使用進行該測量的電極10，來通過電漿蝕刻裝置100進行乾蝕刻。據此，可以提高根據乾蝕刻的加工特性、成品率和生產率。
而且，可以掌握實際在電漿蝕刻裝置100中使用的電極10的氣體導入孔12的堵塞、氣體導入孔12內徑的擴展、氣體導入孔12內壁面的堆積物的附著狀態，所以堆積物從電極10下落到矽晶片上或者腔室中作為顆粒漂浮，可以減輕或避免半導體元件成為不良品的風險。
(狀態分佈圖)
圖14(a)和(b)是說明本實施方式的狀態分佈圖的視圖。圖14(a)中示出狀態分佈圖MP的一個示例，圖14(b)中示出用於製作狀態分佈圖的數據的一個示例。
如圖14(a)所示，本實施方式的狀態分佈圖MP用於顯示設計成在厚度方向上貫穿電漿蝕刻裝置用電極10中的基材11的方式而設計的多個氣體導入孔的狀態。狀態分佈圖MP將基材11面內的多個氣體導入孔的位置 對應的多個氣體導入孔的各個的狀態通過與該狀態對應的顯示方式進行顯示。
這裏，對本實施方式的狀態分佈圖MP進行詳細說明時，對電漿蝕刻裝置用電極10、使用該電極10的電漿蝕刻裝置和電極10的製造方法進行說明。
(狀態分佈圖的顯示方法)
接著，對狀態分佈圖的顯示方法進行說明。
圖15(a)和(b)是說明狀態分佈圖的顯示方法的視圖。圖15(a)中示出用於顯示狀態分佈圖MP的計算機500的結構，圖15(b)示出示例性示出狀態分佈圖MP的顯示方法的流程圖。
狀態分佈圖MP的顯示方法例如通過計算機500的程式處理來實現。該程式存儲在CD-ROM等的媒介中，存儲在伺服器等的存儲裝置中，或者通過網路等傳輸。
計算機500包括CPU(Central Processing Unit)511、介面512、輸出部513、輸入部514、主存儲部515、和副存儲部516。
CPU511通過執行各種程式來控制各部分。CPU511也可以是執行顯示狀態分佈圖MP的程式的部分。介面512是與外部設備進行信息輸入輸出 的部分。介面512是將計算機500與LAN(Local Area Network)或WAN(Wide Area Network)進行連接的部分。介面512也可以是從下述的測量裝置200輸入氣體導入孔12的狀態的測量結果(數據)的部分。
輸出部513是將計算機500處理後的結果輸出的部分。輸出部513也可以是顯示狀態分佈圖MP的部分。輸入部514是接收來自用戶的信息的部分。輸入部514中使用鍵盤或滑鼠等。而且，輸入部514具有讀取記錄介質MM中記錄的信息的功能。
主存儲部515中例如使用RAM(Random Access Memory)。也可以使用副存儲部516的一部分作為主存儲部515的一部分。副存儲部516中例如使用HDD(Hard disk drive)或SSD(Solid State Drive)。副存儲部516也可以使通過網路連接的外部存儲裝置。
如圖15(b)所示，狀態分佈圖MP的顯示方法中，首先，首先進行將多個氣體導入孔12的各個的狀態的測量結果(數據)獲取至計算機500的處理(步驟S301)。數據至少是圖13(b)所示的X、Y坐標和狀態的測量結果。CPU511基於預定條件從該數據中進行良好、普通或不良的判斷，求取與判斷結果對應的顯示對應。
接著，進行變換成狀態分佈圖MP的處理(步驟S302)。CPU511基於與獲取的數據的X、Y坐標和與各坐標對應的顯示方式，來進行將狀態分佈圖MP變換成顯示用的圖像數據的處理。
接著，進行狀態分佈圖MP的顯示(步驟S303)。CPU511將之前步驟S302變換的圖像數據作為圖像顯示在輸出部513上。據此，輸出部513顯示狀態分佈圖MP。
(狀態分佈圖的顯示示例)
圖16(a)和(b)是示出狀態分佈圖的顯示示例(其1)的視圖。
圖16(a)中在電極10的圖像10G和基材11的圖像11G中將氣體導入孔12的狀態分佈顯示在XY平面上。根據該狀態分佈圖MP，可以視覺上掌握電極10(基材11)中多個氣體導入孔12的狀態的面內分佈。
而且，圖16(b)中示出了圖16(a)中狀態分佈圖MP的沿掃描線SL的狀態分佈。參照計算機500的輸出部513中顯示的圖16(a)所示的狀態分佈圖MP，用戶操作輸入部514(鍵盤等)並且將掃描線SL設定在期望位置。據此，如圖16(b)所示，顯示沿掃描線SL的氣體導入孔12的狀態。用戶如果移動掃描線SL，與其相應，圖16(b)所示的狀態也一起變化。
通過圖16(b)所示的掃描線SL上的氣體導入孔12的狀態顯示，顯示與各個氣體導入孔12狀態對應的色彩區分，並且通過與高度對應的方式顯示測量結果。用戶通過選擇孔徑或內壁面粗糙度等任意的測量專案，也可以通過高度來掌握該測量結果。
此外，掃描線SL不限於沿X軸的方向，也可以是沿Y軸的方向或傾斜方向。而且，掃描線SL線不限於直線，可以任意地設成折線或曲線等。
圖17是示出狀態分佈圖的顯示示例(其2)的視圖。
圖17所示的狀態分佈圖MP中，將電極10的圖像10G和基材11的圖像11G進行三維顯示，並且通過高度來顯示多個氣體導入孔12的狀態。而且，該顯示中，使用高度顯示氣體導入孔12的狀態同時，也可以使用與狀態對應的區分顏色來顯示。通過將狀態分佈圖MP進行三維顯示，更容易地掌握電極10的全體氣體導入孔12的狀態。
此外，用戶可以任意地設定狀態分佈圖MP的三維顯示角度。例如，可以根據輸入部514(滑鼠等)的操作來任意地選擇傾斜角度和參考角度。
而且，在本實施方式的狀態分佈圖MP及顯示方法中，也可以鎖著在電漿蝕刻裝置100中使用電極10的時間的經過來求取狀態分佈圖MP。據此，可以根據按時序排列的狀態分佈圖MP來把握電極10的消耗狀況。
而且，也可以求取按時序排列的狀態分佈圖MP中各時間的差分來作為狀態分佈圖MP顯示。根據示出該差分的狀態分佈圖MP，可以容易地掌握與電極10面內位置對應的氣體導入孔12的劣化情況。
(狀態的預測)
接著，對狀態的預測進行說明。
根據本測量方法，可以定量地測量氣體導入孔12的狀態，從而可以通過定期地進行測量，來從測量結果的變化中預測電極10的更換時間。
圖18是說明狀態(測量結果)變化及預測的視圖。圖18的橫軸表示時間，縱軸表示狀態(測量結果)。
作為一個示例，圖18中示出了氣體導入孔12的測量結果m1、m2和m3隨時間的變化(時間t1~t4)。通過對各測量結果m1、m2和m3的時間t1~t4進行繪製，求得近似曲線。然後，該近似曲線與閾值Th相交的時間預測為氣體導入孔12變為不良時的時間。
例如，在測量結果m1中，近似曲線與閾值Th相交的時間為tx1。時間tx1在時間t4和時間t5之間，在該時間tx1處，預測氣體導入孔12成為不良狀態。而且，在測量結果m2中，近似曲線與閾值Th相交的時間為tx2。時間tx2在時間t5和時間t6之間，在該時間tx2處，預測氣體導入孔12成為不良狀態。在測量結果m3中，直到時間t6也沒有出現近似曲線與閾值Th相交的時間。因此，在該氣體導入孔12中，預測直到時間t6也沒 有變成不良狀態。這樣，從各氣體導入孔12的測量結果隨時間的變化中，可以預測各個氣體導入孔12的狀態，基於此可以預測電極10的更換時間。
圖19(a)~(c)是示出基於預測的狀態分佈圖的示例的視圖。
如之前說明的，如果根據本測量方法定期測量氣體導入孔12的狀態並且求取隨時間的變化，則可以根據該測量結果來預測氣體導入孔12的狀態變化。圖19(a)~(b)示出了將該預測結果作為狀態分佈圖MP(1)~MP(3)進行表示的示例。按照圖19(a)所示的狀態分佈圖MP(1)、圖19(b)所示的狀態分佈圖MP(2)和圖19(c)所示的狀態分佈圖MP(3)的順序，預測時間前進。通過將預測結果以狀態分佈圖MP(1)~MP(3)進行表示，可以視覺上把握電極10的狀態和更換時間。
如上所述，通過本實施方式的氣體導入孔的測量方法和電極，可以高精度地測量設置在電漿蝕刻裝置用電極上的氣體導入孔，可以提供具有高精度氣體導入孔的電極。
而且，根據本實施方式的電漿蝕刻裝置用電極10的再生方法，可以讓使用後的電極10再生。據此，與時間管理情況相比，可以更長地使用相同基材11的電極10，並且可以降低運行成本。
而且，根據本實施方式的電漿蝕刻裝置用電極10的再生方法，可以使使用後的電極10再生。據此，與時間管理情況相比，可以更長地使用相同基材11的電極10，並且可以降低運行成本。
而且，通過本實施方式的電漿蝕刻裝置，可以高精度地測量設置在電漿蝕刻裝置用電極上的氣體導入孔，可以提供具有高精度氣體導入孔的電極。
而且，通過本實施方式的狀態分佈圖MP和顯示方法，可以容易地掌握設置在電漿蝕刻裝置用電極上的氣體導入孔的狀態，並且可以客觀上且視覺上判斷電極10的狀態和壽命。
此外，雖然在上面說明了本實施方式及其他示例，但是本發明不限於這些示例。例如，雖然本實施方式中將本測量方法用作氣體導入孔12，但是可以使用本測量方法之外的測量方法來測量氣體導入孔12的狀態。而且，本實施方式示出的狀態分佈圖MP僅僅是一個示例，判斷和顯示方式並不限於此。而且，對於前述的個實施方式或者其他示例，在本領域技術人員適當地進行了構成要素的追加、刪除、設計變更的情況、或適當地組合了各實施方式的特徵的情況下，只要具備本發明的主旨，就包含在本發明的範圍內。
10(10B,10R)‧‧‧電極
11‧‧‧基材
12‧‧‧氣體導入孔

Claims (22)

  1. 一種電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，所述電極設有在基材厚度方向中貫穿的氣體導入孔，其特徵在於，所述方法包括：測量在所述電漿蝕刻裝置中使用規定時間的所述電極的所述氣體導入孔的狀態；基於所述氣體導入孔的狀態的測量結果，進行所述基材的表面的研磨和所述氣體導入孔的內壁面的加工中的至少之一；以及測量加工後的所述氣體導入孔的狀態。
  2. 如請求項1所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，包括：測量所述氣體導入孔的狀態；使光從所述基材的一面側朝向所述氣體導入孔進行照射；獲得通過所述氣體導入孔而透過所述基材的另一面側的所述光的二維圖像；以及基於所述二維圖像，測量所述氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
  3. 如請求項2所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，所述光是同調光。
  4. 如請求項2所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，基於沿所述二維圖像的掃描線的信號的斜率，來測量所述氣體導入孔的內壁面的粗糙度。
  5. 如請求項2所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，還包括：從所述基材的一面側來獲取所述氣體導入孔的開口部圖像，在測量所述氣體導入孔時，基於所述二維圖像和所述開口部圖像來進行測量。
  6. 如請求項1所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，在所述氣體導入孔的狀態的測量結果中，在所述氣體導入孔的內壁面的粗糙度收斂在預設的範圍內時，對所述基材的表面進行研磨，當不收斂在範圍內時，對所述氣體導入孔的內壁面進行加工。
  7. 如請求項1所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，所述氣體導入孔的內壁面加工包括使所述氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工和對所述氣體導入孔的內壁面的蝕刻加工的至少一種。
  8. 如請求項1所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，所述氣體導入孔的內壁面加工包括進行使所述氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工之後，對所述氣體導入孔的內壁面進行蝕刻加工。
  9. 如請求項1所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，所述基材的主材料是矽。
  10. 如請求項1所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，所述基材的主材料是石英。
  11. 如請求項1所述的電漿蝕刻裝置用電極的再生方法，其特徵在於，所述基材的主材料是碳化矽。
  12. 一種電漿蝕刻裝置用的再生電極，設有貫穿基材的厚度方向的氣體導入孔，其特徵在於，測量再生前的電極的所述氣體導入孔的狀態，基於所述氣體導入孔的測量結果來進行所述基材的表面研磨和所述氣體導入孔的內壁面加工的至少一種，測量加工後的所述氣體導入孔的狀態。
  13. 如請求項12所述的電漿蝕刻裝置用的再生電極，其特徵在於，所述氣體導入孔的狀態的測量包括：使光從所述基材的一面側朝向所述氣體導入孔進行照射；獲得通過所述氣體導入孔而透過所述基材的另一面側的所述光的二維圖像；以及基於所述二維圖像，測量所述氣體導入孔的直徑、內壁面的粗糙度和垂直程度中的至少一個。
  14. 如請求項13所述的電漿蝕刻裝置用的再生電極，其特徵在於，所述光是同調光。
  15. 如請求項13所述的電漿蝕刻裝置用的再生電極，其特徵在於，基於沿所述二維圖像的掃描線的信號的斜率，來測量所述氣體導入孔的內壁面的粗糙度。
  16. 如請求項13所述的電漿蝕刻裝置用的再生電極，其特徵在於，所述氣體導入孔的狀態的測量還包括：從所述基材的一面側來獲取所述氣體導入孔的開口部圖像，在測量所述氣體導入孔時，基於所述二維圖像和所述開口部圖像來進行測量。
  17. 如請求項12所述的電漿蝕刻裝置用的再生電極，其特徵在於，在所述氣體導入孔的狀態的測量結果中，在所述氣體導入 孔的內壁面的粗糙度收斂在預設的範圍內時，所述基材的表面被研磨，當不收斂在範圍內時，所述氣體導入孔的內壁面被加工。
  18. 如請求項12所述的電漿蝕刻裝置用的再生電極，其特徵在於，所述氣體導入孔的內壁面加工包括使所述氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工和所述氣體導入孔的內壁面的蝕刻加工的至少一種。
  19. 如請求項12所述的電漿蝕刻裝置用的再生電極，其特徵在於，所述氣體導入孔的內壁面加工包括進行使所述氣體導入孔的直徑變大的穿孔加工之後，對所述氣體導入孔的內壁面進行蝕刻加工。
  20. 如請求項12所述的再生電極，其特徵在於，所述基材的主材料是矽。
  21. 如請求項12所述的再生電極，其特徵在於，所述基材的主材料是石英。
  22. 如請求項12所述的再生電極，其特徵在於，所述基材的主材料是碳化矽。
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