JP7724449B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

本開示は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来、基板をエッチング処理する基板処理装置が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の基板処理装置は、エッチングチャンバと、エッチングチャンバ内に設けられ、基板が載置されるステージと、エッチングチャンバ外のステージ上方に設けられ、基板温度を非接触で測定する温度センサとを備える。

特表２００８－５２７７５３号公報

しかしながら、エッチング処理中の基板温度を非接触で測定する場合、測定精度を高くするのは容易でない。この問題は、基板表面に放射率の異なる複数の領域が存在する場合（例えば、基板表面の一部にマスクが形成されている場合など）に顕著となる。このような状況において、本開示は、処理中の基板温度を高精度に測定することを提供することを目的の１つとする。

本開示に係る一局面は、基板処理装置に関する。当該基板処理装置は、基板が処理される処理室と、前記処理室内に設けられ、前記基板が載置されるステージと、前記ステージと対向する位置に設けられる測定窓と、前記測定窓の外側に設けられ、前記ステージ上の前記基板から放射されて前記測定窓を透過する赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの測定領域を調整する測定領域調整部と、前記測定領域調整部を制御する制御部と、を備え、前記基板は、赤外線を放射する第１材料が露出した第１領域と、前記第１材料よりも赤外線の放射率が小さい第２材料が露出した第２領域と、を含み、前記制御部は、前記測定領域に含まれる前記第１領域の割合が基準範囲内になるように、前記測定領域調整部に前記測定領域を調整させる。

本開示に係る別の一局面は、基板処理方法に関する。当該基板処理方法は、基板が処理される処理室と、前記処理室内に設けられ、前記基板が載置されるステージと、前記ステージと対向する位置に設けられる測定窓と、前記測定窓の外側に設けられ、前記ステージ上の前記基板から放射されて前記測定窓を透過する赤外線を検出する赤外線センサと、前記赤外線センサの測定領域を調整する測定領域調整部と、を備える、基板処理装置において前記基板を処理する基板処理方法であって、赤外線を放射する第１材料が露出した第１領域と、前記第１材料よりも赤外線の放射率が小さい第２材料が露出した第２領域と、を含み、前記ステージに載置される基板を準備する第１工程と、前記測定領域に含まれる前記第１領域の割合が基準範囲内になるように、前記測定領域調整部により前記測定領域を調整する第２工程と、前記赤外線センサにより処理中の前記基板の温度をモニタリングする第３工程と、を備える。

本開示によれば、処理中の基板温度を高精度に測定することができる。

本開示に係る基板処理装置の一例を模式的に示す全体図である。 基板処理装置の要部を模式的に示す光路図である。 処理対象の基板を示す図であって、（ａ）は基板の平面図であり、（ｂ）はＢ－Ｂ線に沿った断面図である。

本開示に係る基板処理装置および基板処理方法の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。

（基板処理装置）
本開示に係る基板処理装置は、処理室内で基板を処理するための装置である。基板処理装置は、処理室と、ステージと、測定窓と、赤外線センサと、測定領域調整部と、制御部とを備える。

処理室は、その中で基板が処理される。基板の処理は、例えば、プラズマを用いたエッチング処理またはクリーニング処理であってもよい。基板のエッチング処理は、基板の個片化であってもよい。処理室には、プラズマを発生させるための原料ガスなどを導入するための導入口が設けられてもよい。処理室には、処理に用いられた後の原料ガスなどを排出するための排出口が設けられてもよい。

基板は、第１領域および第２領域を含む。第１領域では、赤外線を放射する第１材料（例えば、樹脂）が露出する。第２領域では、第１材料よりも赤外線の放射率が小さい第２材料（例えば、シリコン（Ｓｉ）を含む半導体）が露出する。第１領域は、例えば、基板の素子領域であってもよい。第２領域は、例えば、素子領域を画定する基板の分割領域であってもよい。分割領域は、ストリートとも称される。なお、放射率とは、物体からの熱放射のしやすさを０以上、１以下の値（無次元量）で表したものである。

ステージは、処理室内に設けられる。ステージには、基板が載置される。ステージは、処理室内の下部に設けられてもよい。ステージには、基板を固定するための固定装置（例えば、静電吸着機構）が設けられてもよい。ステージには、基板温度を調節するための冷媒が流れる冷媒流路が形成されてもよい。

測定窓は、ステージと対向する位置に設けられる。測定窓は、ステージの上方、特にステージのうち基板が載置される領域の上方に設けられてもよい。測定窓は、赤外線を透過させる材料（例えば、フッ化カルシウム）で構成されてもよい。

赤外線センサは、測定窓の外側（例えば、測定窓の上方）に設けられる。赤外線センサは、ステージ上の基板から放射されて測定窓を透過する赤外線を検出する。赤外線センサは、赤外線を検出するセンサ素子と、入射する赤外線をセンサ素子に対して集光させるレンズとを有してもよい。赤外線センサは、波長が約３～８μｍの中赤外線に対して感度の高い赤外線センサであってもよい。赤外線センサは、基板の材質などに応じて設定される放射率に基づき、赤外線の検出値から基板温度を算出し、基板温度を出力してもよい。赤外線センサの検出値は、制御部に入力されてもよい。制御部は、入力された検出値を、基板の材質などに応じて設定される放射率に基づき、基板温度の情報に変換してもよい。

測定領域調整部は、赤外線センサの測定領域を調整する。測定領域とは、測定対象である基板のうち、赤外線センサによって光学的に観測される領域のことをいう。その意味で、赤外線センサの測定領域は、赤外線センサの視野と言い換えることもできる。同様に、測定領域調整部は、赤外線センサの視野を調整する視野調整部と言い換えることもできる。測定領域の形状は、例えば、円形であってもよい。測定領域の調整とは、測定領域のサイズの調整と、測定領域の位置の調整との少なくとも一方のことをいう。

制御部は、測定領域調整部を制御する。制御部は、基板処理装置のその他の構成要素をも制御してもよい。制御部は、演算装置と、演算装置によって実行可能なプログラムが格納された記憶装置とを有してもよい。

具体的な制御内容として、制御部は、赤外線センサの測定領域に含まれる基板の第１領域の割合が基準範囲内になるように、測定領域調整部に当該測定領域を調整させる。測定領域に含まれる第１領域の割合は、例えば、測定領域の面積を１００としかつ当該測定領域に含まれる第１領域の面積をＡ（≦１００）としたときに、Ａで与えられる値（単位：％）のことをいう。基準範囲とは、測定領域に含まれる第１領域の割合の、基板温度の測定に関して好ましい範囲のことである。基準範囲は、例えば、６０％以上、１００％以下であってもよいし、７０％以上、１００％以下であってもよい。

測定領域に含まれる第１領域の割合を上述の基準範囲内にすることの意義について説明する。すなわち、基板の第１領域では、基板の第２領域よりも、単位面積あたり多くの赤外線が放射される。基板から放射される赤外線は、赤外線センサにおける信号（Signal）の源となる。一方、赤外線センサにおける雑音（Noise）の主な源は、基板処理装置内で基板以外から生じる赤外線（熱雑音）である。測定領域に含まれる第１領域の割合が高いほど、赤外線センサの検出信号に含まれる基板からの赤外線に由来する信号の割合が高くなる（Ｓ／Ｎ比が高くなる）。したがって、より高精度に処理中の基板温度を測定することが可能となる。そして、品種の異なる基板を処理する場合や、連続処理において基板間に位置ずれが生じる場合にも適切に対処することができる。

測定領域調整部は、測定窓と赤外線センサとの間に設けられる視野調整レンズまたは視野調整アパーチャを有してもよい。視野調整レンズは、例えば、凸レンズであってもよいし、凹レンズであってもよい。

視野調整レンズまたは視野調整アパーチャは、測定窓と赤外線センサとの間を移動可能であってもよい。例えば、これらを赤外線センサから遠ざけることで、赤外線センサの測定領域を小さくできる一方、これらを赤外線センサに近づけることで、赤外線センサの測定領域を大きくできる。

測定領域調整部は、それぞれ単独で使用され、切り替え可能である複数種類の視野調整レンズを有してもよい。そのような視野調整レンズは２種類以上あればよく、レンズの類型は問わない。複数種類の視野調整レンズは、例えば、凸レンズおよび凹レンズであってもよい。この場合、視野調整レンズを凸レンズから凹レンズに切り替えることで、赤外線センサの測定領域を大きくできる一方、その逆の切替えにより、赤外線センサの測定領域を小さくできる。ただし、測定領域調整部は、一種類のみの視野調整レンズを有してもよい。

測定領域調整部は、ステージ上の基板と赤外線センサとの間の相対位置を、基板の面内方向に沿って変更する位置変更機構を有してもよい。そのような相対位置の変更により、赤外線センサの測定領域を基板に対して相対的に移動させることができる。その利点として、例えば、基板の中でも第１領域（赤外線の放射率が相対的に高い領域）が少なく分布している領域から第１領域が多く分布している領域へ測定領域を移動させることが可能となる。位置変更機構は、ステージの位置を変更してもよいし、赤外線センサの位置を変更してもよいし、あるいはその両方を行ってもよい。

測定窓は、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、またはサファイアを含んでもよい。これらの材料は、屈折率が大気のそれと近いため、赤外線が透過する際に生じるフレネル反射が少ない。したがって、基板から放射された赤外線をより多く赤外線センサに入射させることが可能となり、基板温度の測定精度を高めることができる。測定窓は、例えば、これらの材料のいずれかで構成される単板であってもよいし、これらの材料を含む複合板であってもよい。

測定窓の温度を調整すると共に制御部により制御される温度調整部をさらに備えてもよい。温度調整部は、例えば、測定窓を加熱するヒータであってもよい。測定窓を加熱することにより、測定窓の屈折率が大気のそれに近づくため、測定窓を赤外線が通過する際のフレネル反射を抑制することができる。

制御部は、測定窓の温度が目標範囲内になるように、温度調整部に測定窓の温度を調整させてもよい。ここで、基板の処理中には、何らの対策もしない場合、測定窓の温度が変動してその屈折率も変動する。測定窓の屈折率が変動すると、フレネル反射の程度が変動し、測定窓を通過して赤外線センサに入射する赤外線の量が変動する。つまり、測定窓の温度が変動すると、赤外線センサによって検出される基板温度の測定値が変動してしまう。一方、測定窓の温度を目標範囲内に制御すれば、そのような測定値の変動を抑制することができる。目標範囲は、例えば、４０℃以上、７０℃以下であってもよく、４０℃以上、６０℃以下であってもよい。

基板処理装置は、プラズマを用いて基板を処理するプラズマ処理装置であってもよい。プラズマ処理装置は、例えば、プラズマエッチング装置、プラズマダイサー、プラズマアッシング装置、またはプラズマＣＶＤ装置であってもよい。この場合、プラズマ処理中の基板は、例えば１５０℃以下の比較的低い温度に制御されるが、このような比較的低い温度でプラズマを用いた処理を行っている最中に基板温度を非接触かつ高精度で測定することは困難である。これに対し、本開示の技術によれば、低温プラズマを用いた処理中に基板温度を非接触で高精度に測定することが可能となる。

第１材料は、樹脂であってもよい。第２材料は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＳｉＣを含む半導体であってもよい。樹脂は、例えば、基板の素子領域を覆うレジストマスクであってもよい。樹脂は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＳｉＣを含む半導体よりも赤外線の放射率が高い材料である。このため、測定領域に含まれる、樹脂が露出した第１領域の割合を高くすることで、処理中の基板温度の測定精度を高めることができる。

（基板処理方法）
本開示に係る基板処理方法は、上述の基板処理装置において基板を処理する方法である。基板処理方法は、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備える。

第１工程では、第１領域および第２領域を含むと共にステージに載置される基板を準備する。第１領域では、赤外線を放射する第１材料（例えば、樹脂）が露出する。第２領域では、第１材料よりも赤外線の放射率が小さい第２材料（例えば、シリコン（Ｓｉ）を含む半導体）が露出する。第１領域は、例えば、基板の素子領域であってもよい。第２領域は、例えば、素子領域を画定する基板の分割領域であってもよい。

第２工程では、赤外線センサの測定領域に含まれる第１領域の割合が基準範囲内になるように、測定領域調整部により当該測定領域を調整する。基準範囲は、例えば、６０％以上、１００％以下であってもよいし、７０％以上、１００％以下であってもよい。

第３工程では、赤外線センサにより処理中の基板の温度をモニタリングする。なお、温度のモニタリングを行うにあたり、予め、測定領域における第１領域の割合が基準範囲内であると共に実温度が分かっている較正用基板を対象として、赤外線センサによる赤外線の検出を行い、その検出値から算出される温度が実温度と一致するように放射率を設定することが望ましい。第２工程において、測定領域に含まれる第１領域の割合を基準範囲内にしているので、赤外線センサのＳ／Ｎ比が高くなり、処理中の基板温度を高精度にモニタリングすることができる。そのような基板温度をフィードバックすることにより、処理中の基板温度を高精度に制御することができる。

基板処理装置は、プラズマ処理装置であってもよい。第３工程において、処理室内で発生させたプラズマにより基板を処理してもよい。この処理は、例えば、プラズマエッチング処理であってもよい。

第３工程において、基板の温度を１５０℃以下に制御してもよい。このような制御は、例えば、低温プラズマを用いた基板処理によって実現されてもよい。

第１材料は、樹脂であってもよい。第２材料は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＳｉＣを含む半導体であってもよい。樹脂は、例えば、基板の素子領域を覆うレジストマスクであってもよい。樹脂は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＳｉＣを含む半導体よりも赤外線の放射率が高い材料である。このため、測定領域に含まれる、樹脂が露出した第１領域の割合を高くすることで、処理中の基板温度のモニタリング精度を高めることができる。

以上のように、本開示によれば、赤外線センサのＳ／Ｎ比を高めることで、処理中の基板温度を高精度に測定することができる。さらに、本開示によれば、低温プラズマを用いた処理中に基板温度を非接触で高精度に測定することができる。

以下では、本開示に係る基板処理装置および基板処理方法の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例の基板処理装置および基板処理方法の構成要素および工程には、上述した構成要素および工程を適用できる。以下で説明する一例の基板処理装置および基板処理方法の構成要素および工程は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例の基板処理装置および基板処理方法の構成要素および工程のうち、本開示に係る基板処理装置および基板処理方法に必須ではない構成要素および工程は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。

（基板処理装置）
図１に示すように、基板処理装置１０は、処理室１１内で基板２０をプラズマ処理するためのプラズマ処理装置である。この例の基板処理装置１０は、基板２０を１５０℃以下（例えば、５０℃以上、８０℃以下）でプラズマ処理するプラズマ処理装置である。基板処理装置１０は、処理室１１と、ステージ１２と、測定窓１３と、赤外線センサ１４と、測定領域調整部１５と、制御部１６と、温度調整部１７とを備える。

処理室１１は、その中で基板２０がプラズマ処理される。処理室１１の側壁は、導電性部材（例えば、アルミニウムなどの金属）で構成され、アース電位に接地されている。処理室１１は、その上面から上方に突出するガイドパイプ１１ａを有する。ガイドパイプ１１ａは、基板２０から放射された赤外線を測定窓１３へ案内する。処理室１１の上部は、誘電体部材で構成された蓋により閉塞されている。当該蓋の近傍には、蓋を加熱により温度制御するためのヒータ（図示せず）が設けられる。

プラズマ処理を行う際には、処理室１１の内部へ導入口（図示せず）から原料ガスが供給されると共に、ガイドパイプ１１ａの近傍に設けられた誘導コイル（図示せず）に高周波電力が印加される。原料ガスを供給する原料ガス源（図示せず）および誘導コイルは、処理室１１内にプラズマを発生させるプラズマ発生部を構成する。プラズマ処理中には、処理室１１の内部は、排気口に接続された排気装置（共に図示せず）により減圧雰囲気（例えば、０．５Ｐａ以上、３０Ｐａ以下）に維持される。

ステージ１２は、処理室１１内の下部に設けられる。ステージ１２には、処理対象である基板２０が載置される。ステージ１２には、基板２０を吸着固定するための静電吸着機構（図示せず）が設けられる。なお、基板２０の固定は、クランプなどの機械的手段によりなされてもよい。ステージ１２には、基板２０を冷却するための冷媒が流れる冷媒流路（図示せず）が形成されている。この例のステージ１２は、水平面内で移動可能であるが、これに限られるものではない。例えば、ステージ１２は、固定式ステージであってもよい。

測定窓１３は、ステージ１２と対向する位置に、この例ではステージ１２の上方に設けられる。測定窓１３は、ガイドパイプ１１ａの上端部に設けられる。測定窓１３は、フッ化カルシウムの単板で構成されているが、これに限られるものではない。例えば、測定窓１３は、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、またはサファイアの単板で構成されてもよいし、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、およびサファイアのうち少なくとも１つを含む複合板で構成されてもよい。

赤外線センサ１４は、測定窓１３の外側に、この例では測定窓１３の上方に設けられる。赤外線センサ１４は、ステージ１２上の基板２０から放射されて測定窓１３を透過する赤外線を検出する。赤外線センサ１４は、赤外線を検出するセンサ素子と、入射する赤外線をセンサ素子に対して集光させるレンズとを有する（共に図示せず）。赤外線センサは、中赤外線センサであるが、これに限られるものではない。赤外線センサ１４の検出値（検出信号）は、制御部１６に入力される。制御部１６は、入力された検出値を基板温度の情報に変換する。

測定領域調整部１５は、赤外線センサ１４の測定領域ＭＲを調整する。測定領域調整部１５は、測定窓１３と赤外線センサ１４との間に設けられる二種類の視野調整レンズ１５ａ，１５ｂを有する。一方の視野調整レンズ１５ａ（第１視野調整レンズ１５ａ）は、凸レンズで構成される。他方の視野調整レンズ１５ｂ（第２視野調整レンズ１５ｂ）は、凹レンズで構成される。第１視野調整レンズ１５ａと第２視野調整レンズ１５ｂとは、互いに切り替えて単独で使用される。第１視野調整レンズ１５ａおよび第２視野調整レンズ１５ｂは、それぞれ測定窓１３と赤外線センサ１４との間を上下に移動可能である。測定領域調整部１５は、制御部１６によって制御され、第１視野調整レンズ１５ａおよび第２視野調整レンズ１５ｂを上下に移動させることで、赤外線センサ１４の測定領域ＭＲのサイズを変更する。

ここで、第１視野調整レンズ１５ａを用いる効果について、図２を参照して説明する。図２では、第１視野調整レンズ１５ａを用いない場合の光路の縁を破線で示し、第１視野調整レンズ１５ａを用いる場合の光路の縁を実線で示してある。なお、両者が重複する範囲では、光路の縁を実線で示してある。図２に示すように、第１視野調整レンズ１５ａを用いる場合、これを用いない場合に比べて、赤外線センサ１４の測定領域ＭＲが小さくなることがわかる。第１視野調整レンズ１５ａを上下方向（光軸方向）に移動させることで当該測定領域ＭＲのサイズを調整することができる。一方、図示を省略するが、第２視野調整レンズ１５ｂを用いる場合、これを用いない場合に比べて、赤外線センサ１４の測定領域ＭＲが大きくなる。

測定領域調整部１５は、ステージ１２上の基板２０と赤外線センサ１４との間の相対位置を、基板２０の面内方向（図１における左右方向および紙面直交方向）に沿って変更する位置変更機構１５ｃを有する。位置変更機構１５ｃは、ステージ１２を当該面内方向に沿って移動させるモータ（図示せず）を含んでもよい。この例の位置変更機構１５ｃは、制御部１６によって制御され、ステージ１２の位置を水平面内で変更することにより当該相対位置の変更を行う。位置変更機構１５ｃは、そのようなステージ位置の変更を介して、赤外線センサ１４の測定領域ＭＲの位置（基板２０に対する相対的な位置）を変更する。位置変更機構１５ｃは、例えば、基板２０の中でも第１領域Ｒ１が少なく分布している領域（例えば、分割領域の交差点近傍の領域）から第１領域Ｒ１が多く分布している領域（例えば、素子領域の中心近傍の領域）へ測定領域ＭＲを相対的に移動させてもよい。

制御部１６は、測定領域調整部１５を制御する。制御部１６は、基板処理装置１０のその他の構成要素（例えば、プラズマ発生部や温度調整部１７など）をも制御する。制御部１６は、演算装置と、演算装置によって実行可能なプログラムが格納された記憶装置とを有する（共に図示せず）。

図３に示すように、基板２０は、第１領域Ｒ１（この例では、素子領域）と、第２領域Ｒ２（この例では、分割領域）とを含む。第１領域Ｒ１では、赤外線を放射する第１材料（この例では、プラズマ耐性のある樹脂）が露出する。第２領域Ｒ２では、第１材料よりも赤外線の放射率が小さい第２材料（この例では、シリコン）が露出する。このような基板２０は、例えば、シリコン層２１上に回路層２２および樹脂層（レジスト層）２３が形成された基板を、レーザ加工によりパターニングすることで得られる。なお、図３では、好ましい測定領域ＭＲの一例を破線で示し、あまり好ましくない測定領域の一例（例えば、第１視野調整レンズ１５ａがない場合の測定領域）を二点鎖線で示してある。

制御部１６は、赤外線センサ１４の測定領域ＭＲに含まれる第１領域Ｒ１の割合が基準範囲（この例では、７０％以上、１００％以下）内になる（以下、条件Ａともいう。）ように、測定領域調整部１５に当該測定領域ＭＲを調整させる。

具体的に、制御部１６は、第１視野調整レンズ１５ａまたは第２視野調整レンズ１５ｂの上下位置を調整することにより、条件Ａを満たすように、測定領域調整部１５に測定領域ＭＲを調整させる。これに代えてまたは加えて、制御部１６は、ステージ１２の水平方向位置を調整することにより、条件Ａを満たすように、測定領域調整部１５の位置変更機構１５ｃに測定領域ＭＲを調整させてもよい。これらの調整と組み合わせて、制御部１６は、第１視野調整レンズ１５ａと第２視野調整レンズ１５ｂとの切替えを行ってもよい。

なお、上述の各種調整によっても条件Ａを満たすことができない場合、赤外線センサ１４の放射率補正を行ってもよい。放射率補正は、例えば、赤外線センサ１４の測定領域ＭＲに含まれる第１領域Ｒ１の割合の条件Ａからのずれ量に応じた放射率の補正であってもよい。この放射率補正は、条件Ａが満たされている場合でも、必要に応じて行ってよい。

温度調整部１７は、測定窓１３の温度を調整すると共に制御部１６により制御される。温度調整部１７は、測定窓１３の近傍に設けられたヒータ１７ａを有する。ヒータ１７ａは、測定窓１３の外周を囲うリング状に形成されていてもよい。制御部１６は、測定窓１３の温度が目標範囲（この例では、４０℃以上、６０℃以下）内になるように、温度調整部１７に測定窓１３の温度を調整させる。制御部１６は、測定窓１３の温度が目標温度（例えば、５０℃）に近づくように、あるいは目標温度に維持されるように、温度調整部１７に測定窓１３の温度を調整させてもよい。

（基板処理方法）
基板処理方法は、上述の基板処理装置１０において基板２０を処理する方法であって、第１工程と、第２工程と、第３工程とを備える。

第１工程では、第１領域Ｒ１（この例では、素子領域）と、第２領域Ｒ２（この例では、分割領域）とを含み、ステージ１２に載置される基板２０を準備する。第１領域Ｒ１では、赤外線を放射する第１材料（この例では、プラズマ耐性のある樹脂）が露出する。第２領域Ｒ２では、第１材料よりも赤外線の放射率が小さい第２材料（この例では、シリコン）が露出する。このような基板２０は、例えば、シリコン層２１上に回路層２２および樹脂層（レジスト層）２３が形成された基板を、レーザ加工によりパターニングすることで準備してもよい。

第２工程では、赤外線センサ１４の測定領域ＭＲに含まれる第１領域Ｒ１の割合が基準範囲（この例では、７０％以上、１００％以下）内になる（条件Ａ）ように、測定領域調整部１５により当該測定領域ＭＲを調整する。

具体的に、第２工程では、第１視野調整レンズ１５ａまたは第２視野調整レンズ１５ｂの上下位置を調整することで、条件Ａを満たすように、測定領域調整部１５により測定領域ＭＲを調整する。これに代えてまたは加えて、第２工程では、ステージ１２の水平方向位置を調整することで、条件Ａを満たすように、測定領域調整部１５の位置変更機構１５ｃにより測定領域ＭＲを調整してもよい。これらの調整と組み合わせて、第２工程では、第１視野調整レンズ１５ａと第２視野調整レンズ１５ｂとの切替えを行ってもよい。

なお、第２工程では、上述の各種調整によっても条件Ａを満たすことができない場合、赤外線センサ１４の放射率補正を行ってもよい。この放射率補正は、条件Ａが満たされている場合でも、必要に応じて行ってよい。

第３工程では、赤外線センサ１４により処理中の基板２０の温度をモニタリングする。この例の第３工程における基板２０の処理は、処理室１１内で発生させたプラズマによるプラズマエッチング処理である。第３工程では、基板温度を、例えば１５０℃以下（例えば、５０℃以上、８０℃以下）に制御しながら、プラズマを用いて基板の第２領域Ｒ２をエッチングする。第３工程は、第１領域Ｒ１を含む電子部品もしくは素子チップを複数製造する製造方法の一工程であり得る。

本開示は、基板処理装置および基板処理方法に利用できる。

１０：基板処理装置
１１：処理室
１１ａ：ガイドパイプ
１２：ステージ
１３：測定窓
１４：赤外線センサ
１５：測定領域調整部
１５ａ：第１視野調整レンズ（視野調整レンズ）
１５ｂ：第２視野調整レンズ（視野調整レンズ）
１５ｃ：位置変更機構
１６：制御部
１７：温度調整部
１７ａ：ヒータ
２０：：基板
２１：シリコン層
２２：回路層
２３：樹脂層
Ｒ１：第１領域
Ｒ２：第２領域
ＭＲ：測定領域

Claims (14)

1. 基板が処理される処理室と、
   前記処理室内に設けられ、前記基板が載置されるステージと、
   前記ステージと対向する位置に設けられる測定窓と、
   前記測定窓の外側に設けられ、前記ステージ上の前記基板から放射されて前記測定窓を透過する赤外線を検出する赤外線センサと、
   前記赤外線センサの測定領域を調整する測定領域調整部と、
   前記測定領域調整部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記基板は、赤外線を放射する第１材料が露出した第１領域と、前記第１材料よりも赤外線の放射率が小さい第２材料が露出した第２領域と、を含み、
   前記制御部は、前記測定領域に含まれる前記第１領域の割合が基準範囲内になるように、前記測定領域調整部に前記測定領域を調整させる、基板処理装置。
2. 前記測定領域調整部は、前記測定窓と前記赤外線センサとの間に設けられる視野調整レンズまたは視野調整アパーチャを有する、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記視野調整レンズまたは前記視野調整アパーチャは、前記測定窓と前記赤外線センサとの間を移動可能である、請求項２に記載の基板処理装置。
4. 前記測定領域調整部は、それぞれ単独で使用され、切り替え可能である複数種類の前記視野調整レンズを有する、請求項２または３に記載の基板処理装置。
5. 前記測定領域調整部は、前記ステージ上の前記基板と前記赤外線センサとの間の相対位置を、前記基板の面内方向に沿って変更する位置変更機構を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
6. 前記測定窓は、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、またはサファイアを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
7. 前記測定窓の温度を調整すると共に前記制御部により制御される温度調整部をさらに備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
8. 前記制御部は、前記測定窓の温度が目標範囲内になるように、前記温度調整部に前記測定窓の温度を調整させる、請求項７に記載の基板処理装置。
9. 前記基板処理装置は、１５０℃以下の前記基板を、プラズマを用いて処理するプラズマ処理装置である、請求項１～８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
10. 前記第１材料は、樹脂であり、
    前記第２材料は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＳｉＣを含む半導体である、請求項１～９のいずれか１項に記載の基板処理装置。
11. 基板が処理される処理室と、
    前記処理室内に設けられ、前記基板が載置されるステージと、
    前記ステージと対向する位置に設けられる測定窓と、
    前記測定窓の外側に設けられ、前記ステージ上の前記基板から放射されて前記測定窓を透過する赤外線を検出する赤外線センサと、
    前記赤外線センサの測定領域を調整する測定領域調整部と、
    を備える、基板処理装置において前記基板を処理する基板処理方法であって、
    赤外線を放射する第１材料が露出した第１領域と、前記第１材料よりも赤外線の放射率が小さい第２材料が露出した第２領域と、を含み、前記ステージに載置される基板を準備する第１工程と、
    前記測定領域に含まれる前記第１領域の割合が基準範囲内になるように、前記測定領域調整部により前記測定領域を調整する第２工程と、
    前記赤外線センサにより処理中の前記基板の温度をモニタリングする第３工程と、
    を備える、基板処理方法。
12. 前記基板処理装置は、プラズマ処理装置であり、
    前記第３工程において、前記処理室内で発生させたプラズマにより前記基板を処理する、請求項１１に記載の基板処理方法。
13. 前記第３工程において、前記基板の温度を１５０℃以下に制御する、請求項１１または１２に記載の基板処理方法。
14. 前記第１材料は、樹脂であり、
    前記第２材料は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、またはＳｉＣを含む半導体である、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の基板処理方法。