專利名稱：基板載置臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括基板抬起單元的基板載置臺(tái)。
背景技術(shù)：
在以半導(dǎo)體晶圓(以下簡稱作“晶圓”)為代表的各種基板上實(shí)施等離子處理等各種處理的基板處理裝置中，從謀求可靠處理的方面考慮，為了校正用于保持晶圓的靜電吸盤等的溫度漂移，對(duì)晶圓的溫度進(jìn)行監(jiān)視，例如提出了一種使用利用熒光的熒光溫度計(jì)來測定處理容器(腔室)內(nèi)的晶圓的溫度的技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2001-358121號(hào)公報(bào)但是，由于熒光溫度計(jì)的探頭是接觸式，因此，低壓或真空氣氛下的導(dǎo)熱性較差， 并不一定能夠測定準(zhǔn)確的溫度。另外，在于晶圓上涂敷熒光涂料并根據(jù)熒光的反射光測量晶圓的溫度的方法中，熒光涂料會(huì)成為腔室內(nèi)的污染源。并且，由于熒光的反射光各向同性地(isotropic)發(fā)出，因此，為了高效地接收反射光，在基板載置臺(tái)上新設(shè)置通孔，經(jīng)由該通孔使光接收纖維的頂端部接近晶圓，在這種情況下，也存在由于新設(shè)置在基板載置臺(tái)上的通孔的影響導(dǎo)致基板載置臺(tái)的溫度均勻性降低這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不會(huì)污染腔室內(nèi)且不在基板載置臺(tái)上設(shè)置特別的孔就能夠準(zhǔn)確地測定在基板載置臺(tái)上支承的晶圓的溫度的基板載置臺(tái)。為了達(dá)到上述目的，技術(shù)方案1所述的基板載置臺(tái)的特征在于，包括載置面，其用于載置基板；基板抬起單元，其利用提升銷(lift pin)將上述基板自上述載置面抬起； 光照射單元/受光單元，其將上述提升銷內(nèi)部作為光路而對(duì)上述基板照射由低相干光構(gòu)成的測定光，并分別接收來自上述基板的表面的反射光和來自上述基板的背面的反射光。技術(shù)方案2所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案1所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元固定在上述基板抬起單元的底板上，上述測定光經(jīng)由直線光路照射到上述基板。技術(shù)方案3所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案1所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元固定在上述基板抬起單元的提升臂上，上述測定光經(jīng)由直線光路照射到上述基板。技術(shù)方案4所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案1所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元固定在上述基板抬起單元的底板上，上述測定光在棱鏡或反射鏡處反射而經(jīng)由彎曲的光路照射到上述基板。技術(shù)方案5所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案1所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元固定在上述基板抬起單元的提升臂上，上述測定光在棱鏡或反射鏡處反射而經(jīng)由彎曲的光路照射到上述基板。技術(shù)方案6所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案2 5中任一項(xiàng)所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元包括上述測定光的照射角調(diào)整部件。技術(shù)方案7所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案1 5中任一項(xiàng)所述的基板載置臺(tái)， 其特征在于，上述光照射單元/受光單元以光學(xué)方法與包括光接收裝置的低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)中的上述光接收裝置連接，該光接收裝置由上述低相干光的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。技術(shù)方案8所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案1 5中任一項(xiàng)所述的基板載置臺(tái)， 其特征在于，上述提升銷是圓柱銷。技術(shù)方案9所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案8所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述圓柱銷能夠使低相干光透過，其兩端面平行且各分別被鏡面研磨。技術(shù)方案10所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案9所述的基板載置臺(tái)，其特征在于， 上述圓柱銷的頂端面中的至少照射上述測定光的部分同與上述頂端面相對(duì)的另一端面平行。技術(shù)方案11所述的基板載置臺(tái)根據(jù)技術(shù)方案1 5中任一項(xiàng)所述的基板載置臺(tái)， 其特征在于，上述提升銷是空心銷。采用本發(fā)明，由于不使用熒光涂料等，因此不會(huì)污染腔室內(nèi)，而且，由于將提升銷內(nèi)部用作低相干光的光路，因此不必設(shè)置用于測定溫度的特別的孔，能夠準(zhǔn)確地測定在基板載置臺(tái)上支承的晶圓的溫度。


圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的基板載置臺(tái)的基板處理裝置的概略構(gòu)造的剖視圖。圖2是表示配置在圖1中的腔室內(nèi)的基板抬起單元的概略構(gòu)造的圖，圖2的(A) 是該單元的圖1中的向視A的俯視圖，圖2(B)是沿著圖2(A)中的B-B的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的基板抬起單元的概略構(gòu)造的剖視圖。圖4是表示低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)的概略構(gòu)造的框圖。圖5是用于說明圖4中的低相干光光學(xué)系統(tǒng)的溫度測定動(dòng)作的圖。圖6是表示利用圖4中的PD檢測出的來自溫度測定對(duì)象物的反射光和來自參照鏡的反射光的干涉波形的坐標(biāo)圖。圖7是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元所應(yīng)用的提升銷的一個(gè)例子的剖視圖。圖8是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元的第1變形例的概略構(gòu)造的剖視圖。圖9是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元的第2變形例的概略構(gòu)造的剖視圖。圖10是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元的第3變形例的概略構(gòu)造的剖視圖。圖11是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元的第4變形例的概略構(gòu)造的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面，對(duì)應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的基板載置臺(tái)的基板處理裝置進(jìn)行說明。圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的基板載置臺(tái)的基板處理裝置的概略構(gòu)造的剖視圖。該基板處理裝置用于對(duì)晶圓實(shí)施規(guī)定的等離子蝕刻處理。在圖1中，基板處理裝置10具有用于收容晶圓W的腔室11，在腔室11內(nèi)配置有用于載置晶圓W的圓柱狀的基座12。由腔室11的內(nèi)側(cè)壁和基座12的側(cè)表面形成側(cè)方排氣通路13。在側(cè)方排氣通路13的中途配置有排氣板14。
排氣板14是具有許多個(gè)通孔的板狀構(gòu)件，其起到將腔室11的內(nèi)部分隔成上部和下部的隔板的作用。在被排氣板14分隔出的腔室11內(nèi)部的上部(以下稱作“處理室”)15 中如后所述那樣產(chǎn)生等離子體。在腔室11內(nèi)部的下部(以下稱作“排氣室(歧管)”)16 上還連接有用于排出腔室11內(nèi)的氣體的排氣管17。排氣板14用于捕捉在處理室15中產(chǎn)生的等離子體或者將其反射來防止等離子體泄漏到歧管16中。在排氣管17 上連接有 TMP (Turbo Molecular Pump)及 DP (Dry Pump)(均省略圖示)，這些泵對(duì)腔室11內(nèi)進(jìn)行抽真空而使腔室11減壓至規(guī)定壓力。另外，腔室11內(nèi)的壓力由AP C閥(省略圖示)來控制。第1高頻電源18經(jīng)由第1匹配器19連接于腔室11內(nèi)的基座12，而且，第2高頻電源20經(jīng)由第2匹配器21連接于腔室11內(nèi)的基座12，第1高頻電源18對(duì)基座12施加較低的頻率、例如2MHz的偏置用高頻電力，第2高頻電源20對(duì)基座12施加較高的頻率、例如60MHz的等離子體生成用高頻電力。由此，基座12起到電極的作用。另外，第1匹配器 19和第2匹配器21降低來自基座12的高頻電力反射，使對(duì)基座12施加高頻電力的效率最大。在基座12的上部配置有在內(nèi)部具有靜電電極板22的靜電吸盤23。靜電吸盤23 具有臺(tái)階，其由陶瓷構(gòu)成。在靜電電極板22上連接有直流電源M，在對(duì)靜電電極板22施加正的直流電壓時(shí)， 在晶圓W的靠靜電卡盤23 —側(cè)的面(以下稱作“背面”)產(chǎn)生負(fù)電位，在靜電電極板22與晶圓W的背面之間產(chǎn)生電場，利用由該電場引起的庫侖力或約翰遜·拉別克力將晶圓W吸附保持在靜電吸盤23上。另外，在靜電卡盤23上，聚焦環(huán)25以包圍被吸附保持的晶圓W的方式載置在靜電卡盤23的臺(tái)階的水平部。聚焦環(huán)25例如由硅(Si)、碳化硅(SiC)構(gòu)成。在基座12的內(nèi)部例如設(shè)有沿圓周方向延伸的環(huán)狀的制冷劑流路26。自冷機(jī)單元 (省略圖示)經(jīng)由制冷劑用配管27向制冷劑流路沈中循環(huán)供給低溫的制冷劑、例如冷卻水或GALDEN(注冊(cè)商標(biāo))。被制冷劑冷卻后的基座12隔著靜電卡盤(ESC) 23將晶圓W和聚焦環(huán)25冷卻。多個(gè)傳熱氣體供給孔28在靜電卡盤23中的吸附保持有晶圓W的部分(以下稱作“吸附面”)開口。傳熱氣體供給孔觀經(jīng)由傳熱氣體供給管線四連接于傳熱氣體供給部 (省略圖示)，傳熱氣體供給部將作為傳熱氣體的He (氦)氣體經(jīng)由傳熱氣體供給孔觀供給到吸附面和晶圓W背面的間隙中。被供給到吸附面和晶圓W背面的間隙中的He氣體將晶圓W的熱量有效地傳遞到靜電卡盤23。在腔室11的頂部，以隔著處理室15的處理空間S而與基座12相對(duì)的方式配置有簇射頭30。簇射頭30具有上部電極板31、將該上部電極板31能夠裝卸地懸吊支承的冷卻板32、及覆蓋冷卻板32的蓋體33。上部電極板31由具有沿厚度方向貫穿的許多個(gè)氣孔34 的圓板狀構(gòu)件構(gòu)成，其由作為半導(dǎo)電體的SiC構(gòu)成。在冷卻板32的內(nèi)部還設(shè)有緩沖室35， 在緩沖室35上連接有氣體導(dǎo)入管36。直流電源37與簇射頭30的上部電極板31連接，對(duì)上部電極板31施加負(fù)的直流電壓。此時(shí)，上部電極板31放出二次電子，防止在處理室15內(nèi)部的晶圓W上電子密度降低。 放出的二次電子從晶圓W上向接地電極(接地環(huán))38流動(dòng)，該接地電極38在側(cè)方排氣通路
513中以包圍基座12的側(cè)面的方式設(shè)置，其由作為半導(dǎo)電體的碳化硅(SiC)、硅(Si)構(gòu)成。在該構(gòu)造的基板處理裝置10中，自處理氣體導(dǎo)入管36供給到緩沖室35的處理氣體經(jīng)由上部電極板31的氣孔34被導(dǎo)入到處理室15內(nèi)部，導(dǎo)入的處理氣體被自第2高頻電源20經(jīng)由基座12向處理室15內(nèi)部施加的等離子體生成用高頻電力激發(fā)而成為等離子體。 等離子體中的離子被第1高頻電源18對(duì)基座12施加的偏置用高頻電力朝向晶圓W吸引， 從而對(duì)晶圓W實(shí)施等離子蝕刻處理。基板處理裝置10所具有的控制部(省略圖示)的CPU根據(jù)與等離子蝕刻處理相對(duì)應(yīng)的程序來控制基板處理裝置10的各構(gòu)成構(gòu)件的動(dòng)作。圖2是表示圖1中的基座所具有的基板抬起單元的概略構(gòu)造的圖，圖2的㈧是該單元的圖1中的向視A的俯視圖，圖2的(B)是沿著圖2的(A)中的B-B的剖視圖。在圖2的(A)及(B)中，基板抬起單元80具有圓環(huán)狀的銷保持架81、沿著銷保持架81的圓周方向均等地配置的3個(gè)提升臂83、及插入到各提升臂83的提升銷孔中的、作為圓棒狀構(gòu)件的3個(gè)提升銷84。利用滾珠絲杠將省略圖示的電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的直線運(yùn)動(dòng)驅(qū)使銷保持架81升降，即在圖2的(B)中的上下方向移動(dòng)。滾珠絲杠和電動(dòng)機(jī)配置在腔室11的外側(cè)、即大氣側(cè)。另外，滾珠絲杠和電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的直線運(yùn)動(dòng)被傳遞到用于支承銷保持架81 的底板86，該底板86使銷保持架81升降。提升臂83是桿狀構(gòu)件，在其一端與銷保持架81相連結(jié)，在其另一端具有用于收容并承載提升銷84的下端的提升銷孔。由于該提升銷孔的直徑比提升銷84的直徑大出規(guī)定值，因此，提升銷孔與提升銷84的下端之間存在間隙地結(jié)合。即，實(shí)質(zhì)上，提升臂83的另一端用于載置提升銷84。提升臂83介于銷保持架81和提升銷84之間，用于使銷保持架81 和提升銷84連動(dòng)。因而，提升臂83隨著銷保持架81的升降而升降，并且使提升銷84升降。本實(shí)施方式的基板抬起單元用于在基板抬起單元80的提升銷84上附加被載置面支承的晶圓W的溫度監(jiān)視功能。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施方式的基板抬起單元的概略構(gòu)造的剖視圖。在圖3中，在基板抬起單元80的底板86上設(shè)有通孔86a，該通孔86a與提升銷84 的下端部相對(duì)，該提升銷84的下端與提升臂83之間存在間隙地結(jié)合于提升臂83，在通孔 86a的不同于和提升銷84相對(duì)的開孔端的另一個(gè)開孔端固定有光照射單元/受光單元87， 該光照射單元/受光單元87用于向作為溫度測定對(duì)象物的晶圓W照射由低相干光構(gòu)成的測定光，并接收反射光。光照射·光接收單元87構(gòu)成包括光接收裝置的低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)的光接收裝置的一部分，該光接收裝置由低相干光光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。下面，說明低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)。圖4是表示低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)的概略構(gòu)造的框圖。在圖4中，低相干光干涉溫度測定系統(tǒng) 46包括低相干光光學(xué)系統(tǒng)47和溫度計(jì)算裝置48，低相干光光學(xué)系統(tǒng)47用于向溫度測定對(duì)象物60照射低相干光且接收該低相干光的反射光，溫度計(jì)算裝置48根據(jù)該低相干光光學(xué)系統(tǒng)47所接收的反射光來計(jì)算溫度測定對(duì)象物60溫度。低相干光是可干涉距離(相干長度)較短的光。低相干光光學(xué)系統(tǒng)47包括作為低相干光源的SLD(Super Luminescent Diode)49,連接于該SLD49的起到2X2的分束器的作用的光纖熔接耦合器50 (以下稱作“耦合器”)、 連接于該耦合器50的準(zhǔn)直器51、52、連接于耦合器50的作為光接收元件的光檢測器(PD Photo Detector) 53、及將各構(gòu)成要件之間分別連接起來的光纖Ma、Mb、McJ4d。SLD49例如以最大輸出1.5mW照射中心波長為1. 55 μ m或1. 31 μ m、相干長度約為 50 μ m的低相干光。耦合器50將來自SLD49的低相干光分割成兩股，將該分割出的兩股低相干光分別經(jīng)由光纖54b、5k傳送到準(zhǔn)直器51、52。準(zhǔn)直器51、52將被耦合器50分開的低相干光(后述的測定光64和參照光6 分別照射到溫度測定對(duì)象物60和參照鏡55。PD53 例如由Ge光電二極管構(gòu)成。低相干光光學(xué)系統(tǒng)47包括配置在準(zhǔn)直器52的前方的參照鏡55、利用伺服電動(dòng)機(jī) 56a使參照鏡55沿著來自準(zhǔn)直器52的低相干光照射方向水平移動(dòng)的參照鏡驅(qū)動(dòng)載物臺(tái) 56、用于驅(qū)動(dòng)該參照鏡驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)56的伺服電動(dòng)機(jī)56a的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器57、及連接于PD53 且用于將來自該P(yáng)D53的輸出信號(hào)放大的放大器58。參照鏡55由具有反射面的三面直角棱鏡或平面鏡構(gòu)成。準(zhǔn)直器51與溫度測定對(duì)象物60的表面相對(duì)地配置，其將被耦合器50分成兩股的低相干光中的一股作為測定光(后述的測定光64)朝向溫度測定對(duì)象物60的表面照射，并且，其分別接收來自溫度測定對(duì)象物60的表面和背面的反射光(后述的反射光66a和反射光66b)并將其傳送到PD53。準(zhǔn)直器52朝向參照鏡55照射被耦合器50分成兩股的低相干光中的另一股低相干光(后述的參照光65)，并且，其接收來自參照鏡55的低相干光的反射光(后述的反射光 68)并將其傳送到PD53。參照鏡驅(qū)動(dòng)載物臺(tái)56使參照鏡55在圖4所示的箭頭A方向移動(dòng)，即、使參照鏡55 以其反射面始終與來自準(zhǔn)直器52的照射光垂直的方式水平移動(dòng)。參照鏡55能夠沿箭頭A 的方向(來自準(zhǔn)直器52的低相干光的照射方向)往復(fù)移動(dòng)。溫度計(jì)算裝置48包括用于控制整個(gè)溫度計(jì)算裝置48的個(gè)人計(jì)算機(jī)(以下稱作 “PC”)48a、用于借助電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器57控制用于使參照鏡55移動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)56a的電動(dòng)機(jī)控制器61、及用于將經(jīng)由低相干光光學(xué)系統(tǒng)47的放大器58輸入的PD53的輸出信號(hào)與從電動(dòng)機(jī)控制器61輸出到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器57的控制信號(hào)(例如驅(qū)動(dòng)脈沖)同步且進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換的A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器也可以是在利用激光干涉儀、線性標(biāo)尺準(zhǔn)確地計(jì)測從準(zhǔn)直器 52到參照鏡55的距離的情況下、與來自激光干涉儀、線性標(biāo)尺的基于移動(dòng)距離的控制信號(hào)同步地進(jìn)行A/D變換的裝置。由此，也能夠高精度地測量溫度測定對(duì)象物60的厚度。圖5是用于說明圖4中的低相干光光學(xué)系統(tǒng)的溫度測定動(dòng)作的圖。低相干光光學(xué)系統(tǒng)47是利用具有將邁克耳遜干涉儀的構(gòu)造作為基本構(gòu)造的低相干干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)，如圖5所示，從SLD49照射來的低相干光被起分束器作用的耦合器50 分成測定光64和參照光65，測定光64朝向溫度測定對(duì)象物60照射，參照光65朝向參照鏡 55照射。照射到溫度測定對(duì)象物60的測定光64在溫度測定對(duì)象物60的表面和背面分別反射，來自溫度測定對(duì)象物60表面的反射光66a和來自溫度測定對(duì)象物60背面的反射光 66b以同一光路67入射到耦合器50。另外，照射到參照鏡55的參照光65在反射面反射， 來自該反射面的反射光68也入射到耦合器50。在此，如上所述，參照鏡55沿著參照光65的照射方向水平移動(dòng)，因此，低相干光光學(xué)系統(tǒng)47能夠改變參照光65和反射光68的光路長度。使參照鏡55水平移動(dòng)來改變參照光65和反射光68的光路長度，在測定光64和反射光66a的光路長度與參照光65和反射光68的光路長度一致時(shí)，反射光66a和反射光 68發(fā)生干涉。另外，在測定光64和反射光66b的光路長度與參照光65和反射光68的光路長度一致時(shí)，反射光66b和反射光68發(fā)生干涉。利用PD53來檢測這些干涉。PD53在檢測到干涉時(shí)輸出輸出信號(hào)。圖6是表示利用圖4中的PD檢測出的來自溫度測定對(duì)象物60的反射光和來自參照鏡的反射光的干涉波形的坐標(biāo)圖，圖6的(A)表示在溫度測定對(duì)象物60的溫度變化之前獲得的干涉波形，圖6的(B)表示在溫度測定對(duì)象物60的溫度變化之后獲得的干涉波形。 另外，在圖6的(A)、(B)中，縱軸表示干涉強(qiáng)度，橫軸表示參照鏡55自規(guī)定基點(diǎn)水平移動(dòng)的距離(以下簡稱作“參照鏡移動(dòng)距離”)。圖6(A)的坐標(biāo)圖所示，在來自參照鏡55的反射光68與來自溫度測定對(duì)象物60 表面的反射光66a發(fā)生干涉時(shí)，例如，檢測到在以干涉位置A(干涉強(qiáng)度的峰值位置約 425 μ m)為中心的寬度約80 μ m范圍中的干涉波形69。另外，在來自參照鏡55的反射光68 與來自溫度測定對(duì)象物60背面的反射光66b發(fā)生干涉時(shí)，例如，檢測到在以干涉位置B (干涉強(qiáng)度的峰值位置約3285μπι)為中心的寬度約80m范圍中的干涉波形70。由于干涉位置 A與測定光64和反射光66a的光路長度相對(duì)應(yīng)，干涉位置B與測定光64和反射光66b的光路長度相對(duì)應(yīng)，因此，干涉位置A和干涉位置B之差D與反射光66a的光路長度和反射光 66b的光路長度之差(以下簡稱作“光路長度差”)相對(duì)應(yīng)。由于反射光66a的光路長度和反射光66b的光路長度之差與溫度測定對(duì)象物60的光學(xué)厚度相對(duì)應(yīng)，因此，干涉位置A和干涉位置B之差D與溫度測定對(duì)象物60的光學(xué)厚度相對(duì)應(yīng)。即，通過檢測反射光68和反射光66a、及反射光68和反射光66b的干涉，能夠測量溫度測定對(duì)象物60的光學(xué)厚度。在此，在溫度測定對(duì)象物60中產(chǎn)生溫度變化時(shí)，溫度測定對(duì)象物60的厚度因熱膨脹(壓縮)而變化，并且，其折射率也改變，因此，測定光64和反射光66a的光路長度、及測定光64和反射光66b的光路長度也改變。因而，在溫度測定對(duì)象物60發(fā)生了溫度變化之后，由熱膨脹等導(dǎo)致溫度測定對(duì)象物60的光學(xué)厚度改變，反射光68和反射光66a的干涉位置A、及反射光68和反射光66b的干涉位置B自圖6的(A)所示的各干涉位置改變。具體地講，如圖6的⑶的坐標(biāo)圖所示，干涉位置A和干涉位置B自圖6的㈧所示的各干涉位置移動(dòng)。由于干涉位置A和干涉位置B與溫度測定對(duì)象物60的溫度相應(yīng)地移動(dòng)，因此，計(jì)算出干涉位置A和干涉位置B之差D，進(jìn)而計(jì)算出光路長度差，能夠根據(jù)該光路長度差測定溫度測定對(duì)象物60的溫度。另外，作為光路長度的變化主要原因，除上述溫度測定對(duì)象物 60的光學(xué)厚度的變化之外，還能夠列舉出低相干光光學(xué)系統(tǒng)47的各構(gòu)成要件的位置變化 (伸長等)。在低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)46中，在測定溫度測定對(duì)象物60的溫度之前，預(yù)先準(zhǔn)備使光路長度差和溫度測定對(duì)象物60的溫度相關(guān)聯(lián)而成的溫度換算用數(shù)據(jù)庫、例如將溫度測定對(duì)象物60的溫度和光路長度差作為各軸的表格形式的數(shù)據(jù)庫或晶圓W的溫度和光路長度差的回歸方程式，將其存儲(chǔ)在溫度計(jì)算裝置48的PC48a所包括的存儲(chǔ)器(省略圖示)等中。而且，在測定溫度測定對(duì)象物60的溫度時(shí)，首先，低相干光光學(xué)系統(tǒng)47將PD 53
8的輸出信號(hào)、即表示圖6所示的干涉位置A和干涉位置B的信號(hào)輸入到溫度計(jì)算裝置48。 其次，溫度計(jì)算裝置48根據(jù)輸入的信號(hào)計(jì)算出光路長度差，并且，根據(jù)溫度換算用數(shù)據(jù)庫將光路長度差換算成溫度。由此，求出溫度測定對(duì)象物60的溫度。在包括圖3的基板抬起單元的基板載置臺(tái)90中，如下地測定被載置在基板載置面 90a上的晶圓W的溫度。上述該基板抬起單元具有光照射單元/受光單元87，該光照射單元/受光單元87相當(dāng)于該低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)中的低相干光光學(xué)系統(tǒng)47的準(zhǔn)直器 51。即，首先，對(duì)于與例如由硅(Si)構(gòu)成的晶圓W相同種類的晶圓，制成使反射光的光路長度差和晶圓W的溫度相關(guān)聯(lián)而成的溫度換算用數(shù)據(jù)庫，并且預(yù)先將其存儲(chǔ)在低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)46的溫度計(jì)算裝置48的存儲(chǔ)器中。其次，自光照射單元/受光單元87以提升銷84作為光路而向晶圓W照射由低相干光構(gòu)成的測定光88 (參照?qǐng)D3)。接著，利用光照射單元/受光單元87分別接收測定光 74的在晶圓W的表面反射的反射光和透射晶圓W而在背面反射的反射光。接著，將接收到的兩股反射光經(jīng)由光纖傳送到低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)46的耦合器50和PD53，根據(jù)PD53的輸出信號(hào)由溫度計(jì)算裝置48求出光路長度差，根據(jù)該光路長度差計(jì)算出晶圓W的溫度。采用本實(shí)施方式，由于將基板抬起單元80的提升銷84用作測定光和反射光的光路，因此，不必在基板載置臺(tái)90上設(shè)置用于測定晶圓W溫度的特別的通孔，能夠防止由設(shè)置新的通孔導(dǎo)致基板載置臺(tái)的溫度均勻性降低，而且能夠準(zhǔn)確地測定晶圓W的溫度。另外，采用本實(shí)施方式，由于不必像以往技術(shù)那樣使用熒光涂料等，因此，不會(huì)污染腔室內(nèi)。另外，由于使提升銷84不抵接于晶圓W，以非接觸的方式測定晶圓W的溫度，因此，不僅能夠避免產(chǎn)生熱點(diǎn)(hot spot)，而且也不需要溫度監(jiān)視用的專用晶圓，能夠在工藝執(zhí)行過程中測定晶圓W的溫度。另外，由于是非接觸測定，因此，也不會(huì)因接觸熱阻導(dǎo)致測定精度降低，能夠準(zhǔn)確地測定溫度。采用本實(shí)施方式，由于光照射單元/受光單元87和作為光路的提升銷84為一體， 因此，測定光和反射光不會(huì)搖動(dòng)，測定精度進(jìn)一步提高。在本實(shí)施方式中，使用多個(gè)、例如3根提升銷中的至少1根作為成為晶圓W溫度測定用的低相干光的光路的提升銷84。在本實(shí)施方式中，作為測定光和反射光的光路的提升銷84既可以是圓柱銷(rod pin)，也可以是空心銷。在圓柱銷的情況下，優(yōu)選該圓柱銷由能夠使低相干光透射的材料、例如藍(lán)寶石、石英等構(gòu)成，其兩端面互相平行且分別被鏡面研磨。這是為了防止傳送來的測定光或反射光擴(kuò)散。另外，此時(shí)，與晶圓W的頂端面中的、照射有測定光的部分的至少ΦΙ 以內(nèi)的部分與另一端面平行即可。由此，通過將照射面的照射有測定光的該部分與晶圓W平行地配置， 能夠使測定光與晶圓W的表面垂直地入射。另一方面，在提升銷84是空心銷的情況下，由于測定光和反射光在空心部分中傳送，因此，只要是起到提升銷作用的材質(zhì)即可，其材質(zhì)沒有特別的限定?？招牟糠值闹睆絻?yōu)選為例如Φ3πιπι或者Φ3πιπι以下。另外，在空心銷的情況下，與圓柱銷不同，其兩端部并不一定必須平行。其原因在于，光在相對(duì)于提升銷的入射面或出射面的光軸不變。在空心的提升銷中，在放置有溫度測定對(duì)象物的氣氛是低于大氣的減壓氣氛或真空氣氛的情況下， 在任意部位、例如在與頂端部相對(duì)的另一端部設(shè)有用于堵塞提升銷的空心部的分隔壁。作為分隔壁，優(yōu)選使用例如厚度0. 5 1. Omm的玻璃板。另外，空心銷也可以在其頂端部具有布儒斯特窗。在本實(shí)施方式中，根據(jù)將提升銷84用作光路的、由低相干光干涉溫度計(jì)獲得的晶圓W的溫度測定結(jié)果，控制在制冷劑流路沈中流通的制冷劑(chiller)溫度、供給到靜電卡盤23的吸附面和晶圓W背面之間的傳熱氣體的壓力等，從而控制晶圓W的溫度。圖7是表示本實(shí)施方式的基板載置臺(tái)所應(yīng)用的提升銷的一個(gè)例子的剖視圖。在圖7中，圖7的(A)中的提升銷是圓柱銷，其由使低相干光透過的材料、例如藍(lán)寶石構(gòu)成，外徑呈恒定的圓柱狀，其兩端面互相平行且分別被實(shí)施了鏡面研磨處理。采用該提升銷，由于其兩端面互相平行且各自被實(shí)施了鏡面研磨處理，因此，能夠?qū)y定光垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。圖7的(B)中的提升銷也是圓柱銷，呈由使低相干光透過的材料、例如藍(lán)寶石構(gòu)成的圓柱狀。其兩端面互相平行且分別被鏡面研磨，但銷頂端部相比于另一端部變細(xì)，成為錐形狀。利用該提升銷，也能夠?qū)y定光垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。圖7的(C)中的提升銷是空心銷，呈空心圓筒狀，其兩端面互相平行。在空心銷的情況下，由于光透過空心部分，因此，其材質(zhì)不需要特別使低相干光透過。該提升銷例如由石英、藍(lán)寶石、陶瓷或者樹脂構(gòu)成。利用該提升銷，也能夠?qū)y定光經(jīng)由空心的光路垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。圖7的⑶中的提升銷也是空心銷，呈空心圓筒狀，其兩端面互相平行。但銷頂端部相比于另一端部變細(xì)，成為錐形狀。該提升銷的材質(zhì)也不需要特別使低相干光透過，例如由石英、藍(lán)寶石、陶瓷或者樹脂構(gòu)成。利用該提升銷，也能夠?qū)y定光垂直地照射到晶圓W 的表面，且能夠良好地接收反射光。圖7的(E)中的提升銷是圓柱銷，該提升銷與圖7的(A)中的提升銷的不同點(diǎn)在于與銷頂端部相比另一端部的直徑更粗。利用該提升銷，由于其兩端面互相平行且各自被實(shí)施了鏡面研磨處理，因此，也能夠?qū)y定光垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。圖7的(F)中的提升銷也是圓柱銷，該提升銷與圖7的(E)中的提升銷的不同點(diǎn)在于銷頂端部的直徑變細(xì)，成為錐形狀。利用該提升銷，由于其兩端面互相平行且各自被實(shí)施了鏡面研磨處理，因此，也能夠?qū)y定光垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。另外，由于銷頂端部的傾斜角度沒有限制，因此，加工公差并不嚴(yán)格，加工容易，能夠?qū)?duì)于晶圓W背面的接觸面積做成點(diǎn)，因此，在提升銷的位置難以附著灰塵。圖7的(G)中的提升銷是空心銷，該提升銷與圖7的(C)中的提升銷的不同點(diǎn)在于與銷頂端部的直徑相比另一端部的外徑更粗。利用該提升銷，也能夠?qū)y定光經(jīng)由空心的光路垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。圖7的(H)中的提升銷也是空心銷，該提升銷與圖7的⑶中的提升銷的不同點(diǎn)在于與銷頂端部的外徑相比另一端部的外徑更粗。利用該提升銷，也能夠?qū)y定光垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。
圖7的⑴中的提升銷是空心銷，該提升銷與圖7的(C)中的提升銷的不同點(diǎn)在于與銷頂端面相對(duì)于光軸傾斜。由于該提升銷是空心銷，因此，光照射側(cè)的面也可以并不一定與溫度測定對(duì)象物平行。利用該提升銷，也能夠?qū)y定光垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。圖7的(J)中的提升銷也是空心銷，該提升銷與圖7的⑴中的提升銷的不同點(diǎn)在于兩端面相對(duì)于光軸傾斜。由于該提升銷是空心銷，因此，兩端面也可以并不一定與溫度測定對(duì)象物平行。利用該提升銷，也能夠?qū)y定光垂直地照射到晶圓W的表面，且能夠良好地接收反射光。接著，說明本實(shí)施方式的基板抬起單元的變形例。圖8是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元的第1變形例的概略構(gòu)造的剖視圖。在圖8中，該基板抬起單元的第1變形例與圖3中的基板抬起單元的不同點(diǎn)在于， 將光照射單元/受光單元87設(shè)置于提升臂83。采用該第1變形例，測定光88也能夠經(jīng)由直線光路照射到晶圓W(省略圖示)。采用本實(shí)施方式的第1變形例，由于光照射單元/受光單元87和提升銷84的間隔狹小，因此，能夠充分地降低光軸錯(cuò)位的可能性而準(zhǔn)確地測定溫度。圖9是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元的第2變形例的概略構(gòu)造的剖視圖。在圖9中，該基板抬起單元的第2變形例與圖8中的基板抬起單元的不同點(diǎn)在于， 將光照射單元/受光單元87相對(duì)于提升銷84呈直角地安裝，測定光88在鏡89處反射而經(jīng)由彎曲的光路照射到晶圓W。采用本實(shí)施方式的第2變形例，在提升臂83上安裝光照射單元/受光單元87時(shí)的布局自由度變大。在本實(shí)施方式的第2變形例中，即使采用棱鏡替代鏡89，也能獲得同樣的效果。圖10是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元的第3變形例的概略構(gòu)造的剖視圖。在圖10中，該基板抬起單元的第3變形例與圖9中的基板抬起單元的不同點(diǎn)在于，將光照射單元/受光單元87安裝于底板86，測定光88在鏡89處反射而經(jīng)由彎曲的光路照射到晶圓W。采用本實(shí)施方式的第3變形例，在底板86上安裝光照射單元/受光單元87時(shí)的布局自由度變大。在本實(shí)施方式的第3變形例中，即使采用棱鏡替代鏡89，也能獲得同樣的效果。圖11是表示本實(shí)施方式的基板抬起單元的第4變形例的概略構(gòu)造的剖視圖。在圖11中，該基板抬起單元的第4變形例與圖3中的基板抬起單元80的不同點(diǎn)在于，將光照射單元/受光單元87借助支承構(gòu)件121安裝于底板86。在光照射單元/受光單元87的與支承構(gòu)件121的固定部設(shè)有從光照射單元/受光單元87照射來的測定光的照射角度變更部件(省略圖示)。照射角度變更部件例如通過將光照射單元/受光單元87 安裝在帶有傾角(日文* # 角度)調(diào)整機(jī)構(gòu)的保持架上并調(diào)整角度，從而自動(dòng)或手動(dòng)地改變測定光的照射角。利用該第4變形例，測定光也能夠經(jīng)由直線光路照射到晶圓W。采用本實(shí)施方式的第4變形例，由于能夠改變測定光的照射角度，因此，在測定光等的光軸相對(duì)于作為光路的提升銷84錯(cuò)位的情況下，能夠迅速地微調(diào)整而使其一致。以上，使用實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。
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另外，在上述各實(shí)施方式中，實(shí)施了等離子處理的基板并不限定于半導(dǎo)體器件用的晶圓，也可以是包含 LCD(Liquid Crystal Display) ^FPD(Flat Panel Display)等所采用的各種基板、光掩模、CD基板、印刷線路板等。
權(quán)利要求
1.一種基板載置臺(tái)，其特征在于，包括載置面，其用于載置基板；基板抬起單元，其用于利用提升銷將上述基板自上述載置面抬起；光照射單元/受光單元，其將上述提升銷內(nèi)部作為光路而將由低相干光構(gòu)成的測定光照射到上述基板，并用于分別接收來自上述基板的表面的反射光和來自上述基板的背面的反射光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元固定在上述基板抬起單元的底板上，上述測定光經(jīng)由直線光路照射到上述基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元固定在上述基板抬起單元的提升臂上，上述測定光經(jīng)由直線光路照射到上述基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元固定在上述基板抬起單元的底板上，上述測定光在棱鏡或反射鏡處反射而經(jīng)由彎曲的光路照射到上述基板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元固定在上述基板抬起單元的提升臂上，上述測定光在棱鏡或反射鏡處反射而經(jīng)過彎曲的光路照射到上述基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 5中任一項(xiàng)所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元包括上述測定光的照射角調(diào)整部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述光照射單元/受光單元以光學(xué)方法與包括光接收裝置的低相干光干涉溫度測定系統(tǒng)中的上述光接收裝置連接，該光接收裝置由上述低相干光的光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述提升銷是圓柱銷。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述圓柱銷能夠使低相干光透過，其兩端面平行且分別被鏡面研磨。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述圓柱銷的頂端面中的至少照射上述測定光的部分同與上述頂端面相對(duì)的另一端面平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的基板載置臺(tái)，其特征在于，上述提升銷是空心銷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板載置臺(tái)。該基板載置臺(tái)不會(huì)污染腔室內(nèi)，而且不在基板載置臺(tái)上設(shè)置多余的孔，能夠準(zhǔn)確地測定在基板載置臺(tái)上支承的晶圓的溫度。該基板載置臺(tái)包括載置面(90a)，其用于載置晶圓(W)；基板抬起單元(80)，其用于利用提升銷(84)將晶圓(W)自載置面(90a)抬起；光照射單元/受光單元(87)，其將提升銷(84)內(nèi)部作為光路，用于將由低相干光構(gòu)成的測定光(88)照射到晶圓(W)，并用于分別接收來自晶圓(W)的表面和背面的反射光；光照射單元/受光單元(87)固定在基板抬起單元(80)的底板(86)上。
文檔編號(hào)H01L21/66GK102201356SQ20111008078
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者松土龍夫, 輿水地鹽 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社