CN116631835A - 等离子体处理装置和程序 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种等离子体处理装置和程序。等离子体处理装置具有：静电保持盘，其利用被供给到静电电极的电压来吸附基板；继电器电路，其将针对静电电极的电压的供给接通和切断；等离子体生成部，其生成等离子体；以及控制部，其中，控制部控制以下处理：(a)，向静电电极供给电压来使基板吸附于静电保持盘的上表面；(b)，通过继电器电路将针对静电电极的电压的供给切断，来使静电电极成为浮置状态；(c)，利用等离子体开始对吸附于静电保持盘的基板进行处理；(d)，在开始对基板进行处理之后，获取通过继电器电路将针对静电电极的电压的供给接通来向静电电极供给电压时流过供电线的电流；以及(e)，基于电流来判定基板的吸附状态。

Description

等离子体处理装置和程序
技术领域
本公开涉及一种等离子体处理装置和程序。
背景技术
例如，专利文献1提出：在通过静电保持盘(英文：chuck)吸附保持基板后，将气体导入到静电保持盘板与基板之间的间隙，通过监视该间隙的压力来探测基板的吸附不良。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平11-87480号公报
发明内容
发明要解决的问题
本公开提供一种能够在适当的时机探测基板的吸附力的下降的技术。
用于解决问题的方案
根据本公开的一个方式，提供一种等离子体处理装置，具有：静电保持盘，其被收容于等离子体处理腔室，所述静电保持盘具有静电电极，利用被供给到所述静电电极的电压来吸附基板；直流电源，其向所述静电电极供给电压；继电器电路，其配置于所述直流电源与所述静电电极之间的供电线，将针对所述静电电极的电压的供给接通和切断；等离子体生成部，其用于在所述等离子体处理腔室的内部生成等离子体；以及控制部，其中，所述控制部对以下处理进行控制：(a)，向所述静电电极供给电压来使基板吸附于所述静电保持盘的上表面；(b)，在向所述静电电极供给的电压稳定之后，通过所述继电器电路将针对所述静电电极的电压的供给切断，来使所述静电电极成为浮置状态；(c)，在向所述静电电极供给的电压稳定之后，利用等离子体开始对吸附于所述静电保持盘的所述基板进行处理；(d)，在开始对所述基板进行处理之后，获取通过所述继电器电路将针对所述静电电极的电压的供给接通来向所述静电电极供给电压时流过所述供电线的电流；以及(e)，基于所述电流来判定所述基板的吸附状态。
发明的效果
根据一个方面，能够在适当的时机探测基板的吸附力的下降。
附图说明
图1是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理装置的一例的图。
图2是示出对基板进行吸附时的等效电路的一例的图。
图3是示出一个实施方式所涉及的等离子体处理时的等效电路的一例的图。
图4是示出一个实施方式所涉及的继电器电路的使用次数和绝缘电阻值的随时间的变化的一例的图。
图5是用于说明一个实施方式所涉及的吸附力的随时间的下降的监视方法的图。
图6是示出一个实施方式所涉及的继电器电路的浮置时间和泄漏电荷量、电荷泄漏率、He气体泄漏量的一例的图。
图7是示出第一实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。
图8是示出第二实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。
图9是示出第三实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。
图10是示出第四实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明用于实施本公开的方式。在各附图中，对同一构成部分标注同一标记，并且有时省略重复的说明。
在本说明书中，对于平行、直角、正交、水平、垂直、上下、左右等方向，容许不损害各实施方式的效果的程度的偏差。角部的形状不限于直角，也可以为带有圆角的弓状。平行、直角、正交、水平、垂直、圆、一致也可以包括大致平行、大致直角、大致正交、大致水平、大致垂直、大致圆、大致一致。
[等离子体处理装置]
下面，对等离子体处理装置的结构例进行说明。图1是用于说明电容耦合型的等离子体处理装置的结构例的图。
等离子体处理装置1是电容耦合型的等离子体处理装置，包括控制部2。等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30以及排气系统40。另外，等离子体处理装置1包括基板支承部11和气体导入部。气体导入部构成为将至少一种处理气体导入到等离子体处理腔室10内。气体导入部包括喷淋头13。基板支承部11配置于等离子体处理腔室10内。喷淋头13配置于基板支承部11的上方。在一个实施方式中，喷淋头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a以及基板支承部11规定出的等离子体处理空间10s。等离子体处理腔室10具有用于将至少一种处理气体供给到等离子体处理空间10s的至少一个气体供给口、以及用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。等离子体处理腔室10接地。喷淋头13及基板支承部11与等离子体处理腔室10的壳体电绝缘。
基板支承部11包括主体部111和环形组件112。主体部111具有用于支承基板W的中央区域111a、以及用于支承环形组件112的环状区域111b。晶圆是基板W的一例。俯视时，主体部111的环状区域111b包围主体部111的中央区域111a。基板W配置于主体部111的中央区域111a上，环形组件112以包围主体部111的中央区域111a上的基板W的方式配置于主体部111的环状区域111b上。因而，中央区域111a也被称为用于支承基板W的基板支承面，环状区域111b也被称为用于支承环形组件112的环支承表面。
在一个实施方式中，主体部111包括基台1110和静电保持盘1111。基台1110包括导电性构件。基台1110的导电性构件能够作为下部电极发挥功能。静电保持盘1111配置于基台1110之上。静电保持盘1111包括陶瓷构件1111a和配置于陶瓷构件1111a内的静电电极1111b。陶瓷构件1111a具有中央区域111a。在一个实施方式中，陶瓷构件1111a还具有环状区域111b。此外，如环状静电保持盘、环状绝缘构件那样的包围静电保持盘1111的其它构件也可以具有环状区域111b。在该情况下，环形组件112可以配置于环状静电保持盘或环状绝缘构件之上，也可以配置于静电保持盘1111和环状绝缘构件这两方之上。另外，与后述的RF(Radio Frequency：射频)电源31以及/或者DC(Direct Current：直流)电源32耦接的至少一个RF/DC电极可以配置于陶瓷构件1111a内。在该情况下，至少一个RF/DC电极作为下部电极发挥功能。在后述的偏压RF信号以及/或者DC信号被提供给至少一个RF/DC电极的情况下，RF/DC电极也被称作偏压电极。此外，基台1110的导电性构件和至少一个RF/DC电极也可以作为多个下部电极发挥功能。另外，静电电极1111b可以作为下部电极发挥功能。因而，基板支承部11包括至少一个下部电极。
环形组件112包括一个或多个环状构件。在一个实施方式中，一个或多个环状构件包括一个或多个边缘环和至少一个覆盖环。边缘环由导电性材料或绝缘材料形成，覆盖环由绝缘材料形成。
另外，基板支承部11可以包括温度调节模块，该温度调节模块构成为将静电保持盘1111、环形组件112以及基板中的至少一方调节为目标温度。温度调节模块可以包括加热器、传热介质、流路1110a或它们的组合。在流路1110a中流动如盐水、气体那样的传热流体。在一个实施方式中，流路1110a形成于基台1110内，一个或多个加热器配置于静电保持盘1111的陶瓷构件1111a内。另外，基板支承部11可以包括传热气体供给部，该传热气体供给部构成为向基板W的背面与中央区域111a之间的间隙供给传热气体。例如，传热气体供给部从贯通主体部111的传热气体供给线路57向基板W的背面与中央区域111a之间的间隙供给作为传热气体的一例的He气体。
喷淋头13构成为将来自气体供给部20的至少一种处理气体导入到等离子体处理空间10s内。喷淋头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b、以及多个气体导入口13c。被供给到气体供给口13a的处理气体通过气体扩散室13b从多个气体导入口13c导入到等离子体处理空间10s内。另外，喷淋头13包括至少一个上部电极。此外，气体导入部除了喷淋头13之外，还可以还包括在形成于在侧壁10a的一个或多个开口部安装的一个或多个侧部气体注入部(SGI：Side Gas Injector)。
气体供给部20可以包括至少一个气体源21和至少一个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20构成为将至少一种处理气体从各自对应的气体源21经由各自对应的流量控制器22供给到喷淋头13。各流量控制器22例如可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。并且，气体供给部20可以包括将至少一种处理气体的流量进行调制或脉冲化的一个或一个以上的流量调制设备。
电源30包括经由至少一个阻抗匹配电路来与等离子体处理腔室10耦接的RF电源31。RF电源31构成为向至少一个下部电极以及/或者至少一个上部电极提供至少一个RF信号(RF电力)。由此，从被供给到等离子体处理空间10s的至少一种处理气体形成等离子体。因而，RF电源31能够作为等离子体生成部的至少一部分发挥功能，该等离子体生成部构成为在等离子体处理腔室10中从一种或一种以上的处理气体生成等离子体。另外，通过将偏压RF信号提供给至少一个下部电极，能够在基板W产生偏压电位，从而将所形成的等离子体中的离子成分吸引到基板W。
在一个实施方式中，RF电源31包括第一RF生成部31a和第二RF生成部31b。第一RF生成部31a构成为：经由至少一个阻抗匹配电路来与至少一个下部电极以及/或者至少一个上部电极耦接，并且生成用于生成等离子体的源RF信号(源RF电力)。在一个实施方式中，源RF信号具有10MHz～150MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，第一RF生成部31a可以构成为生成具有不同的频率的多个源RF信号。所生成的一个或多个源RF信号被提供给至少一个下部电极以及/或者至少一个上部电极。
第二RF生成部31b构成为：经由至少一个阻抗匹配电路来与至少一个下部电极耦接，并且生成偏压RF信号(偏压RF电力)。偏压RF信号的频率与源RF信号的频率可以相同，也可以不同。在一个实施方式中，偏压RF信号具有比源RF信号的频率低的频率。在一个实施方式中，偏压RF信号具有100kHz～60MHz的范围内的频率。在一个实施方式中，第二RF生成部31b可以构成为生成具有不同频率的多个偏压RF信号。所生成的一个或多个偏压RF信号被提供给至少一个下部电极。另外，在各种实施方式中，可以将源RF信号和偏压RF信号中的至少一方进行脉冲化。
另外，电源30可以包括与等离子体处理腔室10耦接的DC电源32。DC电源32包括第一DC生成部32a和第二DC生成部32b。在一个实施方式中，第一DC生成部32a构成为：与至少一个下部电极连接，并且生成第一DC信号。所生成的第一偏压DC信号被施加于至少一个下部电极。在一个实施方式中，第二DC生成部32b构成为：与至少一个上部电极连接，并且生成第二DC信号。所生成的第二DC信号被施加于至少一个上部电极。
在各种实施方式中，也可以将第一DC信号和第二DC信号中的至少一方进行脉冲化。在该情况下，电压脉冲的序列被施加于至少一个下部电极以及/或者至少一个上部电极。电压脉冲可以具有矩形、梯形、三角形或这些形状的组合的脉冲波形。在一个实施方式中，用于从DC信号生成电压脉冲的序列的波形生成部连接于第一DC生成部32a与至少一个下部电极之间。因而，第一DC生成部32a和波形生成部构成电压脉冲生成部。在第二DC生成部32b和波形生成部构成电压脉冲生成部的情况下，电压脉冲生成部与至少一个上部电极连接。电压脉冲可以具有正极性，也可以具有负极性。另外，电压脉冲的序列可以在一个周期内包括一个或多个正极性电压脉冲以及一个或多个负极性电压脉冲。此外，可以在RF电源31的基础上设置第一DC生成部32a和第二DC生成部32b，也可以设置第一DC生成部32a来代替第二RF生成部31b。
排气系统40例如能够与设置于等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连接。排气系统40可以包括压力调整阀和真空泵。通过压力调整阀来调整等离子体处理空间10s内的压力。真空泵可以包括涡轮分子泵、干泵或它们的组合。
控制部2对使等离子体处理装置1执行在本公开中叙述的各种工序的计算机可执行命令进行处理。控制部2能够构成为控制等离子体处理装置1的各要素，以执行在此叙述的各种工序。在一个实施方式中，控制部2的一部分或全部可以包括于等离子体处理装置1。控制部2可以包括处理部2a1、存储部2a2以及通信接口2a3。控制部2例如由计算机2a实现。处理部2a1能够构成为通过从存储部2a2读出程序并执行读出的程序来进行各种控制动作。该程序可以先保存于存储部2a2中，可以在必要时经由介质获取该程序。获取到的程序保存于存储部2a2，由处理部2a1从存储部2a2中读出并执行。介质可以是可由计算机2a读取的各种存储介质，也可以是与通信接口2a3连接的通信线路。处理部2a1可以是CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)。存储部2a2可以是RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态硬盘)、或它们的组合。通信接口2a3可以经由LAN(LocalArea Network：局域网)等通信线路来与等离子体处理装置1之间进行通信。
[基板的吸附处理]
在对基板W实施等离子体处理之前进行基板的吸附处理。将基板W搬入到等离子体处理腔室10内，并配置于静电保持盘1111的上表面。另外，从气体供给部20经由喷淋头13向等离子体处理空间10s内供给气体，并从RF电源31向基板支承部11的导电性构件、喷淋头13的导电性构件提供RF信号，或者向这两方提供RF信号。此外，在基板的吸附处理时，利用被供给到等离子体处理空间10s内的氩气等非活性气体来在等离子体处理空间10s内生成等离子体。
在该状态下执行吸附处理，将基板W吸附于基板支承面111a。在图2中示出对基板进行吸附时的等效电路的一例。如图2所示，在吸附处理中，从直流电源50向静电电极1111b施加电压，经由等离子体形成闭合回路。在基板W与静电电极1111b之间，通过为电介质的静电保持盘1111而存在有为容量C0的电容成分115。电荷Q0为此时积存于电容成分115的电荷，由Q0＝C0V0表示。
在基板W主要与RF信号中的偏压RF信号相应地、在偏压RF信号的电压为负时产生使电压相比于偏压RF信号的电压为正时向负变大的自偏压Vdc0。当所产生的自偏压Vdc0过大时，离子的吸引变强，有时在吸附处理中基板W会受到损伤。因此，在吸附处理中生成自偏压Vdc0小的、弱的等离子体。
当将从直流电源50向静电电极1111b供给的吸附时的电压设为V0时，通过电容成分115在基板W与静电电极1111b之间产生的静电力F0的自偏压Vdc0相对于V0小到能够忽略。因此，例如表示为下述的式(1)。
F0＝k(C0V0/r)2…(1)
在式(1)中，k为常数，r为基板W的背面与静电电极1111b之间的距离。此外，向静电电极1111b供给的电压V0是预先以静电力F0为预先决定的大小的方式设定的、吸附时的直流电压。
当在对基板W进行吸附之后供给处理气体并且利用比吸附时更强的处理气体的等离子体对基板W执行等离子体处理的情况下，如图3所示，产生比吸附处理中的自偏压Vdc0大的自偏压Vdc1。另外，当开始基板W的等离子体处理时，受到等离子体的影响，基板W与基板支承面111a之间的吸附状态发生变化，基板W与静电电极1111b之间的电容成分115的容量从C0变化为C1。另外，当开始基板W的等离子体处理时，受到等离子体的影响，基板W的温度、静电保持盘1111的表面的状态发生变化，基板W与基板支承面111a之间的接触面的状态发生变化。由此，在基板W与静电电极1111b之间产生容量为C2的电容成分116、电阻值为Rc的电阻成分117。
积存于电容成分115的电荷Q1、积存于电容成分116的电荷Q2例如表示为下述的式(2)。此外，等离子体处理中的电容成分115的容量C1为与吸附处理时的电容成分115的容量C0大致相同的大小。
Q1+Q2＝C1(V0+Vdc1)+C2(V0+Vdc1)…(2)
其中，由于在吸附处理时积存于电容成分115的电荷Q0为C0V0，因此当参照上述的式(2)时，在等离子体处理时，由于自偏压Vdc1的影响，在基板W积存有比在吸附处理时积存的电荷Q0大的电荷Q1及Q2。由此，在等离子体处理中在等离子体处理空间10s内产生的微粒容易被吸引到基板W。
另外，由于电容成分115和电容成分116在基板W与静电电极1111b之间产生的静电力F例如表示为下述的式(3)。
F＝F1+F2＝k(C1(V0+Vdc1)/r)2+k(C2(V0+Vdc1)/r)2…(3)
其中，电容成分116的容量C2相对于电容成分115的容量C1小到能够忽略的程度，因此在基板W与静电电极1111b之间产生的静电力F例如能够如下述的式(4)那样进行近似。
F≈k(C1(V0+Vdc1)/r)2…(4)
当将上述式(4)与前述的式(1)进行比较时，吸附后的基板W的等离子体处理时的静电力F由于自偏压Vdc1的影响而变得比吸附处理时的静电力F0大。因此，认为在基板W的等离子体处理时基板W与静电电极1111b(静电保持盘1111)之间的吸附力过大。此外，自偏压Vdc1根据等离子体处理的状态变动，因此难以预先准确地设定考虑自偏压Vdc1后的大小的电压V0。
当基板W与静电保持盘1111之间的吸附力过大时，基板W与基板支承面111a之间的摩擦力变大。由此，伴随基板W与基板支承面111a之间的热膨胀率的差而通过基板W与基板支承面111a之间的摩擦产生的微粒的量增加。此外，当静电保持盘1111的使用温度上升时，吸附力增大，产生的微粒的量进一步增加。另外，当基板W与基板支承面111a之间的吸附力过大时，在通过升降销等使等离子体处理后的基板W从基板支承面111a分离的情况下，有时基板W弹起或破裂。
因此，在本实施方式所涉及的吸附处理中，通过配置于静电电极1111b与直流电源50之间的供电线52的继电器电路51来将针对静电电极1111b的电压的供给接通或切断。通过将继电器电路51的开关51a设为接通(连接状态)，由此直流电源50与静电电极1111b连接，预先设定的大小的直流电压V0从直流电源50经由继电器电路51及供电线52供给到静电电极1111b。由此，基板W被吸附于静电保持盘1111。
当在吸附处理中向静电保持盘1111的静电电极1111b供给的电压稳定之后，将继电器电路51的开关51a设为切断(开路状态)，执行等离子体处理。在图3中示出一个实施方式所涉及的等离子体处理时的等效电路的一例。通过将将开关51a设为切断，静电电极1111b成为浮置状态。
当将等离子体处理中的静电电极1111b的电压设为Va时，电压Va例如表示为下述的式(5)。
Va＝V0-Vdc1…(5)
在图3的状态下通过电容成分115和电容成分116在基板W与静电电极1111b之间产生的静电力F'例如表示为下述的式(6)。
F'＝k(C1(Va+Vdc1)/r)2+k(C2(Va+Vdc1)/r)2…(6)
其中，由于电容成分116的容量C2相对于电容成分115的容量C1小到能够忽略的程度，因此在基板W与静电电极1111b之间产生的静电力F'例如能够如下述的式(7)那样进行近似。
F'≈k(C1(Va+Vdc1)/r)2＝k(C1V0/r)2…(7)
电容成分115的容量C1与吸附处理时的电容成分115的容量C0大致相同。因此，参照上述的式(1)和式(7)，即使在等离子体处理时，无论自偏压Vdc1的大小如何，均在基板W产生与在吸附处理时在基板W与静电电极1111b之间产生的静电力F0同等的静电力F'。
像这样，在本实施方式中，在等离子体处理时将继电器电路51的开关51a设为切断，静电电极1111b成为浮置状态，由此能够抑制在等离子体处理中在基板W与电极1111h之间产生过大的静电力。由此，抑制基板W与基板支承面111a之间的摩擦力的增大，从而抑制通过基板W与基板支承面111a之间的摩擦产生的微粒。
然而，已知的是，在将静电电极1111b设为了浮置状态的期间，基板W的吸附力下降。图4是示出一个实施方式所涉及的继电器电路51的使用次数和绝缘电阻值的随时间的变化的一例的图。继电器电路51具有由绝缘体形成的继电器箱51b(参照图3)。图4的横轴的继电器使用次数是将继电器电路51接通和切断的次数，纵轴的继电器绝缘电阻值是形成继电器箱51b的绝缘体的电阻值。
根据图4，关于继电器箱51b的绝缘电阻值，发现继电器电路51的使用次数越多则该绝缘电阻值越低的现象。这意味着：继电器电路51的使用次数越多，则继电器箱51b越劣化，继电器箱51b的绝缘性越弱，由于继电器箱51b与地之间的电位差而使电荷从继电器箱51b直接流动到地侧。由此，基板W与静电电极1111b之间的电荷泄漏，在基板W与静电电极1111b之间产生的引力即吸附力下降。
当吸附力低于基板W的吸附维持下限值时，存在由于由供给到基板W的背面的He气体产生的基板W的背面的压力引起基板W弹起而破损的风险。因此，以往提出一种监视吸附力的方法。例如，存在一种测定向基板W的背面供给的He气体的泄漏量并且当泄漏量超过阈值时判定为吸附力下降了的方法。然而，在该方法中，当通过He气体的供给而基板W的背面与静电保持盘1111之间的压力变得比吸附力大时，He气体的泄漏量急剧地增大。其结果是，有时无法避免基板W弹起而破损的风险。即，在He气体的泄漏量急剧地增大之前就探测到在基板W与静电电极1111b之间产生的吸附力下降了的情况是很重要的。
因此，在本实施方式中，通过监视流过供电线52的电流，能够基于电荷的泄漏量或电荷的泄漏率来判定继电器电路51的劣化状态，由此判定基板W的吸附状态，探测在基板W与静电电极1111b之间产生的吸附力的下降。基于该探测结果，能够进行必要的应对，例如在吸附力下降到基板W弹起而破损之前停止对基板W的处理等。
[监视吸附力的随时间的变化的监视方法]
接着，参照图5来说明本实施方式所涉及的监视吸附处理、基板处理以及除电处理的序列中的吸附力的随时间的变化的方法。图5是用于说明一个实施方式所涉及的继电器电路51的使用状态和吸附力的随时间的下降的监视方法的图。
图5所示的处理按照(1)准备处理(期间T1)及吸附处理(期间T2)、(2)基板处理(期间T3)、(3)除电处理(期间T4)的顺序进行。示出此时由电流计A测定出的流过供电线52的电流i的测定结果、以及由电压计V测定出的从直流电源50输出的电压Vp的测定结果的一例。在图5下侧的(a)～(c)中示出(1)准备处理及吸附处理、(2)基板处理、(3)测定除电处理中的继电器电路51的接通和切断状态以及测定电流i的电流计A和测定电压Vp的电压计V的配置。
(1)准备处理和吸附处理
期间T1是吸附处理的准备期间，在期间T1，从RF电源31向基板支承部11的导电性构件、喷淋头13的导电性构件提供RF信号，或者向这两方提供RF信号。另外，从气体供给部20向等离子体处理空间10s内供给氩气等非活性气体。由此，在等离子体处理空间10s内生成非活性气体的等离子体。
在期间T2的吸附处理中，在时刻t0直流电源50成为接通状态。此时，继电器电路51为接通状态(参照图5的(a))，对静电电极1111b施加直流电压Vp。此外，在期间T1和期间T2未向基板W的背面供给He气体。
此时，电压从0向Vp变化，由此在将直流电源50与静电电极1111b连接的供电线52中流过直流电流i。电流计A测定电流i，并监视电流i的变化。在图5的例子中，电流计A测定出的电流i从时刻t0到时刻t1瞬时地流过，在时刻t1后成为0。关于表示此时在静电电极1111b与基板W之间产生的吸附力的程度的吸附电荷量，通过对从时刻t0到时刻t1流通的电流i进行积分来计算。吸附电荷量为时刻t0到时刻t1的期间导入到静电保持盘1111的电荷量。
(2)基板处理
当在期间T2向静电电极1111b供给的电压稳定之后，在期间T3进行基板处理。期间T3是对基板W进行等离子体处理(也称作基板处理。)的期间，持续地从RF电源31向基板支承部11的导电性构件、喷淋头13的导电性构件提供RF信号，或者向这两方提供RF信号。另外，从气体供给部20向等离子体处理空间10s内供给处理气体。由此，在等离子体处理空间10s内生成处理气体的等离子体。
在期间T3的基板处理中，在维持直流电源50的接通状态的状态下，在时刻t2将继电器电路51从接通状态切换为切断状态(参照图5的(b))，继电器电路51成为浮置状态。另外，在时刻t2开始向基板W的背面供给He气体。在期间T3的期间，持续地供给He气体。在期间T3，电流计A测定的电流i为0。
(3)除电处理
期间T4是进行除电处理的期间。在基板T4中，持续地从RF电源31向基板支承部11的导电性构件、喷淋头13的导电性构件提供RF信号，或者向这两方提供RF信号。另外，从气体供给部20向等离子体处理空间10s内供给氩气等非活性气体。由此，在等离子体处理空间10s内生成非活性气体的等离子体。
在维持直流电源50的接通状态的情况下，在时刻t3将继电器电路51从切断状态切换为接通状态(参照图5的(c))。通过这样，在期间T4，通过继电器电路51的开关51a的连接来再次从直流电源50向静电电极1111b供给电压Vp。另外，在时刻t3停止向基板W的背面供给He气体，对基板W背面的He气体进行抽真空来使He气体的压力成为0，之后将基板W从静电保持盘1111剥离并从等离子体处理腔室10搬出。
当在时刻t3继电器电路51被从切断状态切换为接通状态时，在供电线52中流过电流i。在图5的例子中，电流计A测定出的电流i从时刻t3到时刻t4瞬时地流过，在时刻t4后成为0。在此流过的电流i为在期间T3且继电器电路51为浮置状态的期间与继电器箱51b的劣化相应地从继电器箱51b泄漏到地侧的电荷(泄漏电荷量)。换言之，在此流过的电流i是为了弥补静电电极1111b失去的电荷而流过供电线52的电流。
因而，关于在期间T3产生的泄漏电荷量，通过对从时刻t3到时刻t4流过的电流i进行积分来计算。泄漏电荷量是在时刻t3到时刻t4的期间对静电保持盘1111补充的电荷量。
作为监视吸附力的随时间的变化的方法，将在吸附时导入的电荷量即吸附电荷量作为基准电荷量，计算在除电时补充的电荷量即泄漏电荷量相对于基准电荷量之比，由此能够计算相对于基准电荷量的电荷的泄漏量。由此，能够监视吸附力的随时间的下降，从而能够判定基板W的吸附状态。另外，能够减小该监视时的基板W间差、以及等离子体处理装置1的机差。下面，将泄漏电荷量相对于吸附电荷量(基准电荷量)的比也称作“电荷泄漏率”。
电流i的积分值与电流i的最大值具有相关性。因而，作为监视吸附力的随时间的变化的其它方法，也可以通过计算在除电时测定出的电流i的最大值相对于在吸附时测定出的电流i的最大值的比来计算电荷的泄漏量。由此，也能够监视吸附力的随时间的下降，判定基板W的吸附状态，另外，能够减小该监视时的基板W间差、以及等离子体处理装置1的机差。下面，将在除电时测定出的电流i的最大值相对于在吸附时测定出的电流i的最大值的比也称作“电流泄漏率”。
作为监视吸附力的随时间的变化的其它方法，也可以将在除电时测定出的电流i的积分值、或者在除电时测定出的电流i的最大值设为“泄漏电荷量”。由此，也能够监视吸附力的随时间的下降，判定基板W的吸附状态。
在图6的(a)中，将在除电时测定出的电流i的积分值设为泄漏电荷量，在纵轴示出相对于横轴的继电器电路51的浮置时间的泄漏电荷量。在图6的(b)中，在纵轴示出相对于横轴的继电器电路51的浮置时间的电荷泄漏率。浮置时间是将继电器电路51的开关51a设为了切断状态的时间，在对多个基板进行处理的情况下，是对多个基板依次进行处理时的将开关51a设为了切断状态的时间的合计时间。在图6的(a)及(b)中，泄漏电荷量及电荷泄漏率均与继电器电路51的浮置时间成比例地增加，能够监视到静电保持盘1111的吸附力的下降的随时间的变化。此外，测定电荷泄漏率的测定精度比测定泄漏电荷量的测定精度高一些。
另一方面，在图6的(c)中，在纵轴示出相对于横轴的继电器电路51的浮置时间的He气体的泄漏量。如图6的(c)的A所示，He气体的泄漏量是从基板W与静电保持盘1111之间泄漏的He气体的流量，不与浮置时间成比例，在某时急剧地增加。因而，在监视He气体的泄漏量的方法中，无法在基板W弹起之前在适当的时机探测到基板的吸附力的下降，存在基板W在He气体的泄漏量急剧地增加的瞬间弹起而破损的风险。
根据以上，将图6的(a)～(b)的阈值与泄漏电荷量及电荷泄漏率相对应地分别设定为He气体泄漏而基板弹起之前的值，并且预先设定为吸附维持下限值。由此，能够根据泄漏电荷量等与阈值之间的关系来判定基板W的吸附状态。由此，能够在He气体的泄漏量增加从而基板W弹起而破损之前的适当的时机探测到基板W的吸附力的下降。由此，能够明确继电器电路51的适当的更换时期。另外，能够进行适当的处置、例如当泄漏电荷量等超过阈值时停止基板处理等，以避免吸附不良。
期望针对基板W的各等离子体处理每次(逐张地)进行电流i的测定。由此，能够防止基板W弹起而破损。但是，在逐张地处理基板的装置中，也可以每隔一张基板地测定电流i，也可以针对每个基板组测定一次电流i，还可以在其它时机进行测定。此外，在计算电荷泄漏率和电流泄漏率的情况下，图5的时刻t0～t1和时刻t3～t4的电流i的测定是必须的。另一方面，在计算“泄漏电荷量”的情况下，图5的时刻t3～t4的电流i的测定是必须的，但时刻t0～t1的电流i的测定不是必须的。控制部2从电流计A获取测定出的电流i。
另外，在图5中，泄漏电荷量的测定时机在基板W处理后，但不限于此，也可以在基板W处理中。
[监视方法]
接着，参照图7～图10来说明第一实施方式～第四实施方式所涉及的监视方法。图7～图10是示出第一实施方式～第四实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。第一实施方式～第四实施方式所涉及的监视方法能够由控制部2执行。
<第一实施方式>
图7是示出第一实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。在本实施方式中，说明在基板W处理中进行继电器电路51的切换并根据在基板W处理中测定出的电流i和在吸附时测定出的电流i计算电荷泄漏率来判定基板的吸附状态的情况。
当开始主处理时，控制部2进行向等离子体处理腔室10搬入基板W的控制，并将该基板W载置于静电保持盘1111(步骤S1)。接着，控制部2从RF电源31向基板支承部11的导电性构件、喷淋头13的导电性构件提供RF信号(RF电力)，或者向这两方提供RF信号(RF电力)(步骤S2)。另外，控制部2从气体供给部20向等离子体处理空间10s内供给氩气等非活性气体。由此，在等离子体处理空间10s内生成非活性气体的等离子体。
接着，控制部2将直流电源50设为接通状态，向静电电极1111b供给电压，来将基板W吸附于静电保持盘1111的上表面(步骤S3)。通过将直流电源50设为接通状态，电压从0向Vp变化，由此，在将直流电源50与静电电极1111b连接的供电线52中流过直流电流i。电流计A测定电流i。控制部2获取由电流计A测定出的电流i，计算电流i的积分值并设为吸附电荷量(步骤S4)。
在向静电电极1111b供给的电压稳定之后，控制部2将继电器电路51从接通状态切换为切断状态，停止向静电电极1111b供给电压，将静电电极1111b设为浮置(寄生)状态(步骤S5)。接着，控制部2向基板W的背面导入He气体(步骤S6)。
接着，开始基板W的处理(步骤S7)，将步骤S7～S11的处理所示的基板W处理执行预先设定的次数。控制部2在基板W处理中将继电器电路51从切断状态切换为接通状态(步骤S8)，从而继电器电路51成为连接状态。由此，从直流电源50向静电电极1111b供给电压。此时，电流计A测定流过供电线52的电流i。控制部2获取由电流计A测定出的电流i，计算电流i的积分值来作为泄漏电荷量，计算泄漏电荷量相对于吸附电荷量的比并设为电荷泄漏率(步骤S9)。
接着，控制部2判定电荷泄漏率是否比阈值小(步骤S10)。在步骤S10中，控制部2在判定为电荷泄漏率为阈值以上的情况下，停止基板W的处理，显示更换继电器电路51的警告(步骤S12)，结束主处理。控制部2在判定为电荷泄漏率比阈值小的情况下，判定是否将步骤S7～S11的处理重复了设定次数(步骤S11)。控制部2在判定为未重复设定次数的情况下，返回步骤S7，继续进行基板W的处理。在步骤S7～S11的重复处理中，在通过一次步骤S8将继电器电路51从切断状态切换为接通状态之后且进行下一次步骤S8的处理之前，将继电器电路51从接通状态切换为切断状态。
在步骤S11中，控制部2在判定为将步骤S7～S11的处理重复了设定次数的情况下，停止He气体的供给，对基板W的背面进行抽真空来将基板W背面的He气体的压力设为0(步骤S13)。然后，进行除电处理，将基板W从静电保持盘1111剥离(步骤S14)。接着，控制部2将基板W从等离子体处理腔室10搬出(步骤S15)，结束主处理。
在本实施方式中，根据电流的测定结果来计算电荷泄漏率，基于电荷泄漏率来判定基板W的吸附状态。由此，能够监视吸附力的随时间的下降，在适当的时机探测到基板W的吸附力的下降，从而判定基板W的吸附状态。另外，能够减小该监视时的基板W间差、以及等离子体处理装置1的机差。
<第二实施方式>
图8是示出第二实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。在本实施方式中，说明在基板W处理后进行继电器电路51的切换并根据测定出的电流i计算电荷泄漏率来判定基板的吸附状态的情况。对与第一实施方式所涉及的监视方法的处理相同的处理标注相同的步骤序号，并省略重复说明。
当主处理开始时，控制部2执行步骤S1～S7的处理。由此，执行基板W的处理。在基板W的处理后，控制部2将继电器电路51从切断状态切换为接通状态(步骤S21)，继电器电路51成为连接状态。由此，从直流电源50向静电电极1111b供给电压。电流计A测定流过供电线52的电流i。控制部2获取由电流计A测定出的电流i，计算电流i的积分值来作为泄漏电荷量，计算泄漏电荷量相对于在步骤S4中计算出的吸附电荷量的比并设为电荷泄漏率(步骤S22)。
接着，控制部2停止He气体的供给，对基板W的背面进行抽真空(步骤S23)。接着，控制部2判定电荷泄漏率是否比阈值小(步骤S10)。控制部2在判定为电荷泄漏率为阈值以上的情况下，停止基板W处理，显示更换继电器电路51的警告(步骤S12)，结束主处理。在步骤S10中，控制部2在判定为电荷泄漏率比预先设定的阈值小的情况下，进行除电处理，将基板W从静电保持盘1111剥离(步骤S14)。接着，控制部2将基板W从等离子体处理腔室10搬出(步骤15)，结束主处理。
在本实施方式中，根据电流的测定结果来计算电荷泄漏率，并基于电荷泄漏率来判定基板W的吸附状态。由此，能够监视吸附力的随时间的下降，在适当的时机探测到基板W的吸附力的下降，从而判定基板W的吸附状态。另外，能够减小该监视时的基板W间差、以及等离子体处理装置1的机差。
<第三实施方式>
图9是示出第三实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。在本实施方式中，说明在基板W处理中进行继电器电路51的切换并根据测定出的电流i计算泄漏电荷量来判定基板的吸附状态的情况。对与第一实施方式及第二实施方式所涉及的监视方法的处理相同的处理标注相同的步骤序号，并省略重复说明。
当开始主处理时，控制部2执行步骤S1～S3、S5～S8的处理。在步骤S7中开始基板W的处理，将步骤S7、S8、S31、S32、S11的基板W的处理执行预先设定的次数。
开始基板W的处理(步骤S7)，在基板W处理中将继电器电路51从切断状态切换为接通状态(步骤S8)，由此从直流电源50向静电电极1111b供给电压。此时，电流计A测定流过供电线52的电流i，控制部2获取由电流计A测定出的电流i，计算电流i的积分值并设为泄漏电荷量(步骤S31)。接着，控制部2判定泄漏电荷量是否比阈值小(步骤S32)。
控制部2在判定为泄漏电荷量为阈值以上的情况下，停止基板W的处理，显示更换继电器电路51的警告(步骤S12)，结束主处理。在步骤S32中，控制部2在判定为泄漏电荷量比阈值小的情况下，判定是否重复了设定次数(步骤S11)。在步骤S32中，控制部2在判定为未重复设定次数的情况下，返回步骤S7，继续基板W的处理。
在步骤S11中，控制部2在判定为将步骤S7～S11的处理重复了设定次数的情况下，对基板W的背面进行抽真空、除电处理，将基板W从等离子体处理腔室10搬出(步骤S13～S15)，结束主处理。
在本实施方式中，根据电流的测定结果来计算泄漏电荷量，并基于泄漏电荷量来判定基板W的吸附状态。由此，能够监视吸附力的随时间的下降，在适当的时机探测到基板W的吸附力的下降，从而判定基板W的吸附状态。
<第四实施方式>
图10是示出第四实施方式所涉及的监视方法的一例的流程图。在本实施方式中，说明在基板W处理后进行继电器电路51的切换并根据测定出的电流i计算泄漏电荷量来判定基板的吸附状态的情况。对与第一实施方式～第三实施方式所涉及的监视方法的处理相同的处理标注相同的步骤序号，并省略重复说明。
当开始主处理时，控制部2执行步骤S1～S3、S5～S8的处理。在步骤S7中，开始基板W的处理，在基板W的处理中将继电器电路51从切断状态切换为接通状态(步骤S8)，由此从直流电源50向静电电极1111b供给电压。此时，电流计A测定流过供电线52的电流i。控制部2获取由电流计A测定出的电流i，计算电流i的积分值并设为泄漏电荷量(步骤S31)。控制部2停止He气体的供给，对基板W的背面进行抽真空(步骤S23)。接着，控制部2判定泄漏电荷量是否比阈值小(步骤S32)。
控制部2在判定为泄漏电荷量为阈值以上的情况下，停止基板W的处理，显示更换继电器电路51的警告(步骤S12)，结束主处理。在步骤S32中，控制部2在判定为泄漏电荷量比阈值小的情况表，进行除电处理，将基板W从等离子体处理腔室10搬出(步骤S14～S15)，结束主处理。
在本实施方式中，根据电流的测定结果计算泄漏电荷量，并基于泄漏电荷量来判定基板W的吸附状态。由此，能够监视吸附力的随时间的下降，在适当的时机探测到基板W的吸附力的下降，从而判定基板W的吸附状态。
如以上所说明的那样，根据本实施方式的监视方法和等离子体处理装置，能够在适当的时机探测到基板W的吸附力的下降。
在第一实施方式～第四实施方式的监视方法中，在步骤S12中，作为警告的一例，停止基板W的处理，并显示更换继电器电路51的警告，但不限于此。例如，也可以仅显示更换的警告。另外，可以进行更换的警告的显示并且停止下一次要处理的基板W的处理，以取代停止当前正在进行处理的基板W的处理。
应当认为本次公开的各实施方式所涉及的等离子体处理装置和用于执行各实施方式的监视方法的程序在所有方面均为例示，而非限制性的。各实施方式能够不脱离所附的权利要求书和其主旨地以各种方式进行变形和改良。上述多个实施方式所记载的事项在不矛盾的范围中也能够采取其它结构，另外，在不矛盾的范围内能够进行组合。
关于本公开的等离子体处理装置进行的基板W处理，例如能够举出蚀刻处理、成膜处理等。本公开的等离子体处理装置也能够应用于逐张地处理基板的单片装置、统一地处理多张基板的批量装置以及半批量装置中的任一种装置。
各实施方式的监视方法可以通过控制部2基于用于执行监视方法的程序控制等离子体处理装置1来执行。用于执行各实施方式的监视方法的程序例如可以保存于ROM、RAM等存储部2a2。控制部2能够由控制各实施方式的监视方法的动作的计算机2a来实现。此时，计算机2a读出该程序并执行所读出的程序，由此使各实施方式所涉及的等离子体处理装置1动作来执行监视方法，探测基板W的吸附力的下降。该程序可以经由记录介质来获取。获取到的程序可以保存于存储部2a2。计算机2a可以通过读出该获取到的程序并执行该读出的程序使等离子体处理装置1动作，来使监视方法动作。
各实施方式的监视方法不限于由控制部2执行，也可以通过能够与等离子体处理装置1进行通信的信息处理装置以与控制部2协作的方式或者以不与控制部2协作的方式控制等离子体处理装置1来执行。信息处理装置基于用于执行监视方法的程序使等离子体处理装置1动作来执行监视方法，由此探测基板W的吸附力的下降。
信息处理装置例如可以经由未图示的网络且经由控制部2的通信接口2a3进行信息的收发，使等离子体处理装置1动作来执行监视方法。信息处理装置是能够经由未图示的网络来与控制部2或等离子体处理装置1连接的计算机即可，可以为任意的方式，例如可以是云计算机。另外，信息处理装置读出的程序可以保存于存储部2a2以外的存储区域，例如可以是云计算机的存储器。
附图标记说明
1：等离子体处理装置；2：控制部；2a：计算机；2a1：处理部；2a2：存储部；2a3：通信接口；10：等离子体处理腔室；11：基板支承部；13：喷淋头；21：气体源；20：气体供给部；30；电源；31：RF电源；31a：第一RF生成部；31b：第二RF生成部；32a：第一DC生成部；32b：第二DC生成部；50：直流电源；51：继电器电路；111：主体部；112：环形组件。

Claims (10)

1.一种等离子体处理装置，具有：
静电保持盘，其被收容于等离子体处理腔室，所述静电保持盘具有静电电极，利用被供给到所述静电电极的电压来吸附基板；
直流电源，其向所述静电电极供给电压；
继电器电路，其配置于所述直流电源与所述静电电极之间的供电线，将针对所述静电电极的电压的供给接通和切断；
等离子体生成部，其用于在所述等离子体处理腔室的内部生成等离子体；以及
控制部，
其中，所述控制部对以下处理进行控制：
(a)，向所述静电电极供给电压来使基板吸附于所述静电保持盘的上表面；
(b)，在向所述静电电极供给的电压稳定之后，通过所述继电器电路将针对所述静电电极的电压的供给切断，来使所述静电电极成为浮置状态；
(c)，在向所述静电电极供给的电压稳定之后，利用等离子体开始对吸附于所述静电保持盘的所述基板进行处理；
(d)，在开始对所述基板进行处理之后，获取通过所述继电器电路将针对所述静电电极的电压的供给接通来向所述静电电极供给电压时流过所述供电线的电流；以及
(e)，基于所述电流来判定所述基板的吸附状态。
2.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
所述控制部还对以下处理进行控制：(f)，获取在所述(a)中向所述静电电极供给电压时流过所述供电线的电流，
在所述(e)中，基于所述(f)中的所述电流和所述(e)中的所述电流来判定所述基板的吸附状态。
3.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述(e)中，计算由在所述(e)中获取到的所述电流的积分值相对于在所述(f)中获取到的所述电流的积分值的比率表示的电流泄漏率，并基于所述电流泄漏率来判定所述基板的吸附状态。
4.根据权利要求2所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述(e)中，计算由在所述(e)中获取到的所述电流的最大值相对于在所述(f)中获取到的所述电流的最大值的比率表示的电荷泄漏率，并基于所述电荷泄漏率来判定所述基板的吸附状态。
5.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述(e)中，基于在所述(e)中获取到的所述电流的积分值来判定所述基板的吸附状态。
6.根据权利要求1所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述(e)中，基于在所述(e)中获取到的所述电流的最大值来判定所述基板的吸附状态。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述基板的处理中以及/或者所述基板的处理后进行所述(e)。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述(e)中，基于所述基板的吸附状态的判定结果来停止所述基板的处理。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的等离子体处理装置，其特征在于，
在所述(e)中，基于所述基板的吸附状态的判定结果来进行显示，以促使进行所述继电器电路的更换。
10.一种程序，使控制等离子体处理装置的信息处理装置执行处理，所述等离子体处理装置具有：
静电保持盘，其被收容于等离子体处理腔室，所述静电保持盘具有静电电极，利用被供给到所述静电电极的电压来吸附基板；
直流电源，其向所述静电电极供给电压；
继电器电路，其配置于所述直流电源与所述静电电极之间的供电线，将针对所述静电电极的电压的供给接通和切断；以及
等离子体生成部，其用于在所述等离子体处理腔室的内部生成等离子体，
所述程序使所述信息处理装置执行以下处理：
(a)，向所述静电电极供给电压，来使基板吸附于所述静电保持盘的上表面；
(b)，在向所述静电电极供给的电压稳定之后，通过所述继电器电路将针对所述静电电极的电压的供给切断，来使所述静电电极成为浮置状态；
(c)，在向所述静电电极供给的电压稳定之后，利用等离子体开始对吸附于所述静电保持盘的所述基板进行处理；
(d)，在开始对所述基板进行处理之后，获取通过所述继电器电路将针对所述静电电极的电压的供给接通来向所述静电电极供给电压时流过所述供电线的电流；以及
(e)，基于所述电流来判定所述基板的吸附状态。
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