JP2004235349A - プラズマ処理装置および処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】処理室3と、プラズマ発光を採光する受光部11と、プラズマ発光を分光し多チャンネルの信号に変換する分光部13と、多チャンネルの信号をデータベース15に格納されたフィルタベクトルを用いて1つの信号に変換する信号変換部14と、信号変換された信号を用いて処理室内の状態を判断する処理部16とを有するプラズマ処理装置において、あるロットのプラズマ発光データを主成分解析して作成した主成分スコアと前のロットにおける主成分スコアとの差を取り、その差のロット内の平均値およびロット内の最大値と最小値の差ならびにロット内の標準偏差を求め、それらの値を予め設定された標準偏差と比較して処理室内の状態を判断する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェハなどの半導体基板やLCD基板などを処理するプラズマ処理装置およびそのプラズマ処理装置におけるプラズマ処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、半導体ウェハなど半導体基板やLCD(Liquid Crystal Display)基板などの製造工程において、反応性プラズマを利用したプラズマエッチング装置やプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置などプラズマ処理装置が使用されている。
【0003】
これらのプラズマ処理装置は、半導体基板などの被処理体を収容する処理室を有しており、被処理体のプラズマ処理中に生じた不揮発性の反応生成物が処理室内壁に堆積する。その後の処理において、この堆積物が処理室内壁から剥離して発生したパーティクルが、被処理体表面へ落下し付着することがある。パーティクルの付着は、被処理体表面に設けた集積回路の配線の短絡(ショート)や断線もしくはエッチング残りなどを引き起こし半導体装置不良の原因となるため、半導体製造における歩留まりの低下を招く。
【0004】
これを防ぐために、半導体やLCDの製造においては、処理室内を大気圧に戻さずに、反応性ガスを用いたガスクリーニングもしくは反応性プラズマを用いたプラズマクリーニングなどドライクリーニングと呼ばれる処理を定期的に行ない、処理室内壁に堆積した反応生成物を除去することによって処理室内の清浄化を行なっている。
【0005】
ここで図13を用いて、量産における半導体基板のプラズマエッチング処理の例を説明する。
【0006】
まず、半導体処理装置の処理室をドライクリーニングする(ステップS6)。
これにより処理室内壁に堆積した反応生成物を除去する。なお、このドライクリーニングS6は、製品基板ではないダミー基板と呼ばれる基板を処理室内に設置して行なうことが多いが、ダミー基板を処理室内に設置せずに行なう場合もある。
【0007】
次に、エージングと呼ばれる処理を行なう(ステップS7)。一般的にドライクリーニングS6はプラズマエッチング処理に用いる処理ガスとは別のガスを用いるため、ドライクリーニングS6による反応生成物が処理室内壁に残留し、処理室内の状態が変化してしまう。そのためドライクリーニングS6によって変化した処理室内の状態を整えるために通常のプラズマエッチング処理と同一もしくはそれに近い処理条件を用いて処理を行なう。なお、このエージングS7はダミー基板を処理室内に設置して行なうことが多いが、ダミー基板を処理室内に設置せずに行なうこともある。
【0008】
このエージングS7を行なった後、ダミー基板が処理室内に設置されていればダミー基板を処理室内から搬出し、製品基板を処理室内に搬入し、プラズマエッチングする製品基板処理を行なう(ステップS8)。製品基板処理S8が終了した後は、製品基板を処理室内から搬出し、別の製品基板を処理室内に搬入し、製品基板処理を行なう(ステップS8´)。この基板処理をひとまとまりの枚数だけ行う(ステップS8〜S8´´)。
【0009】
これらのドライクリーニングS6と、エージングS7と、製品基板処理S8〜S8´´を繰り返すことによって半導体基板のプラズマエッチング処理が行なわれている。
【0010】
ここで、基板処理の連続処理の枚数に付いて補足説明する。一般に半導体基板は、複数枚がカセットに入れられ、取り扱いがなされている。このカセットによる複数枚の集まりはロットと呼ばれることもある。この1ロット中の半導体基板の内数は、直径200mm半導体基板ならば25枚、直径300mmの半導体基板ならば13枚である。そのため前述した基板処理ひとまとまりの枚数は、この1ロット中の半導体基板の枚数と同一であることが多い。ただし、1ロット中の半導体基板の枚数と、前述の製品基板処理S8〜S8´´のひとまとまりの枚数とは異なる場合もある。また同一のプラズマ処理装置で複数の製品を処理する場合には、前述した製品基板処理S8〜S8´´ひとまとまりの枚数は製品によって異なる場合もある。
【0011】
なお、ここでは製品基板処理S8〜S8´´の各々の処理の後にドライクリーニングを行っていないが、各々の製品基板処理S8〜S8´´の後にドライクリーニングS6よりも時間が短いドライクリーニング、いわゆる枚葉クリーニングが行なわれる場合もある。
【0012】
以上示したように、製品基板処理S8〜S8´´によって処理室内壁に付着した反応生成物はドライクリーニングS6を行なうことにより除去しているが、ドライクリーニングS6では除去できなかった堆積物を、処理室を大気開放した後に、水やアルコールなどを用いて作業者が手作業で処理室内壁を清掃する、いわゆるウェットクリーニングもしくはマニュアルクリーニングと呼ばれる作業で除去し、処理室内の清浄化を行なっている。
【0013】
また、プラズマ処理装置においては、前述したように反応性プラズマを用いることから、処理室内の構成部品は化学的及び熱的に損傷を受け、損耗したり破損が発生する場合がある。そのため処理室内の構成部品は定期的に交換する必要があり、所定の寿命に達した構成部品はウェットクリーニングの際に交換される。
【0014】
ウェットクリーニング直後の処理室内壁の状態は量産安定時と異なることから、プラズマエッチング装置においては、エッチング速度、半導体基板面内でのエッチング速度分布、被エッチング物とマスクや下地とのエッチング選択比つまりエッチング速度の比、エッチングによる加工形状などの処理性能が変化するという問題が起こる。また同様に、プラズマCVD装置においては、成膜速度、半導体基板面内での成膜速度分布、膜質などの処理性能が変化するという問題が起こる。
【0015】
半導体およびLCDの量産においては、これらの問題の発生を防ぐためにシーズニングと呼ばれる処理を行ない、ウェットクリーニングによって変化した処理室内状態を量産安定時に近づけることが一般に行なわれている。このシーズニングは図13で示した半導体基板の処理を模擬して行なわれることが多い。
【0016】
ここで、図14を用いて、半導体基板を処理するプラズマエッチング装置におけるウェットクリーニングと、シーズニングの処理の例を説明する。シーズニングは、ドライクリーニングとダミー基板(製品用基板以外の半導体基板)の処理、およびシーズニングが十分か否かの確認処理とから成っている。
【0017】
まず、プラズマ処理装置のプラズマ処理室をウェットクリーニングする(ステップS1)。
【0018】
その後に処理室の真空引きを行ない、所定の真空度に達した後に、ドライクリーニングを行なう(ステップS6−2)。ウェットクリーニングで処理室内壁に残留した有機溶剤などは、このドライクリーニングS6−2によって除去される。
【0019】
次に、ダミー基板を用いて実際の処理を模擬したエッチング処理(以下ダミー処理と記す)を行なう(ステップS8−2)。このダミー処理S8−2を行なった後、ダミー基板を処理室内から搬出し、別のダミー基板を処理室内に搬入し、ステップS8−2と同一のダミー処理を行なう(ステップS8−2´)。このダミー処理をひとまとまりの枚数(例えば25枚)行なう(ステップS8−2´´)。
【0020】
このダミー処理S8−2〜S8−2´´を行なった後、ドライクリーニングを行なう(ステップS6−2)。ダミー処理によって処理室内壁に付着した反応生成物は、このドライクリーニングS2によって揮発性化合物となり、処理室内から除去される。これらの処理つまりドライクリーニングS6−2とダミー処理S8−2〜S8−2´´とを予め決められた回数繰り返して行なう。
【0021】
その後にシーズニングが十分か否かを判断するための確認処理を行なう(ステップS9)。これは例えば所定の膜(例えばSiO2(酸化珪素))によって表面が被覆されたウェハを用いてエッチング処理し、エッチング速度のウェハ面内平均値やウェハ面内均一性を求めるものである。このエッチング速度のウェハ面内平均値やウェハ面内均一性が予め決められている基準を満たしていればシーズニングが十分であるとみなし、基準を満たしていなければシーズニングが不十分であるとみなす。
【0022】
もし、確認処理S9においてシーズニングが十分だとみなされればシーズニングの終了動作(ステップS10)を行ない、製品基板処理の着工を行ない(ステップS11)、製品基板のプラズマ処理を開始する。
【0023】
一方、確認処理S9においてシーズニングが不十分だとみなされれば、ステップS6−2と同様なドライクリーニングをさらに行ない(ステップS6−3)、その後ステップS8−2〜S8−2´´と同様のダミー処理をひとまとまりの枚数分行ない(ステップS8−3〜S8−3´´)、その後にシーズニングが十分か否かを判断するための確認処理を行なう(ステップS9)。
【0024】
シーズニングは、確認処理S9においてシーズニングが十分とみなされるまでこれらの処理S6−3〜S8−3´´を行なう。
【0025】
なお、ここではドライクリーニングS6−2およびステップS6−3のドライクリーニングの後にエージングを行なっていないが、ドライクリーニングS6−2、S6−3の後に図13のステップS7の様なエージングを行なう場合もある。
【0026】
なお、ここではダミー処理S8−2〜S8−2´、S8−3〜S8−3´´の各々の処理の後にドライクリーニングを行っていないが、各々のダミー処理S8−2〜S8−2´、S8−3〜S8−3´´の後にドライクリーニングS6−2、S6−3よりも時間が短いドライクリーニング、いわゆる枚葉クリーニングが行なわれる場合もある。
【0027】
以上説明した従来技術においては、シーズニングで行なうダミー処理の枚数は経験を基に決定されていた。例えば、シーズニングにおけるダミー処理が予め5ロットと決められていれば、ウェットクリーニング後には5ロット分のダミー処理から成るシーズニングが行なわれ、その後、作業者が確認処理S9を施すことによって成膜速度やエッチング速度もしくはそれらの面内均一性などの処理性能の評価を行ない、シーズニングが十分であるか否か、すなわちウェットクリーニング後の処理室内の状態が、量産安定時に近づいたか否かを判断していた。
【0028】
シーズニングが不十分の場合には、製品基板の処理において所望の処理性能が得られず量産における歩留まり低下の原因となる。そのため、シーズニングにおけるダミー処理は、必要最低限の枚数よりも大目に見積もられていることが多い。この余分なダミー処理は、半導体製造装置のスループットの低下を招くため、生産効率を悪化させ望ましくない。さらに昨今、半導体基板の大口径化が進んでおりダミー基板1枚あたりのコストが上昇しており、ダミー処理に用いるダミー基板の使用量を低減することが以前にも増して望まれている。
【0029】
一方、ウェットクリーニングS1の仕上がりのばらつきなどが影響し、所定のシーズニングを行なったにもかかわらず処理室内状態が量産安定時に近づいてない場合がある。この場合には図14で示したようにドライクリーニングS6−3、ダミー処理S8−3〜S8−3´´および確認処理S9を作業者が繰り返し行なう必要があるため、手間がかかり生産効率の低下を引き起こす原因となる。
【0030】
シーズニング中に、シーズニングが十分であるか否かを判定して必要最低限のシーズニングで終了させることができれば、ダミー基板の使用量を必要最低限に抑えることができるので、シーズニングによって量産安定時に十分近づいたか否かを判定する方法、つまりシーズニングの終点判定の方法が求められている。
【0031】
製品基板のプラズマ処理における終点判定を行なう技術としては、製品基板と同じ基板を予め処理し、プラズマの発光スペクトルの主成分解析を行い、その後の実際の製品基板処理では、測定された発光スペクトルの主成分解析を行い主成分得点の変化から処理の終点を検出することが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この技術は、製品基板1枚1枚の処理の終点を各々検出するためには有効な手段であるが、複数の基板を用いた連続処理であるシーズニング処理の終点を検出することはできない。
【0032】
一方、シーズニングの終点判定を行なう技術としては、安定化した処理装置の高周波電源の電気的データを対象として主成分解析を行い、算出された基準用の主成分得点および残差得点と、任意の処理室状態においての複数の電気的データを対象として主成分解析を行い、算出された主成分得点および残差得点とを比較することによって、処理室内の状態を検出することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。この技術はウェットクリーニング後のシーズニングによって推移する処理室内の状態を検出するために有効な手段である。しかし、ウェットクリーニングは手作業で行なわれるために仕上がりにはばらつきが大きく、その結果、シーズニングによる処理室内状態にも大きなばらつきが生じる。つまり異なるシーズニングにおける処理室内状態の推移の仕方は再現性が悪く、基準用の主成分得点および残差得点と任意のシーズニングでの主成分得点および残差得点との比較によって、任意のシーズニングの終点を検出するには十分な精度が得られない場合がある。
【0033】
【特許文献1】
特開2000−331985号公報
【特許文献2】
特開2002−18274号公報
【非特許文献1】
奥野忠一 他 著、多変量解析法、日科技連出版社(1971年)
【0034】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ウェットクリーニング直後に行なわれるシーズニングにおけるプラズマ発光データを基に導出したデータを用いて、シーズニングの終点判定、つまりシーズニングが十分であるか否かの判断を精度良く行なう機能を有するプラズマ処理装置および処理方法を提供することである。
【0035】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、基板を処理する処理室を有するプラズマ処理装置において、プラズマ発光をモニタリングする受光部と、前記プラズマ発光を分光する分光部と、前記分光部で得られた信号を用いて演算処理を行ない出力信号を生成する演算処理部と、前記出力信号を基に判断を行ない装置制御信号を生成する判断部と、前記判断部による装置制御信号を基にプラズマ処理装置の制御を行う装置制御部を有し、シーズニング処理中のひとまとまりのプラズマ処理におけるプラズマ発光をモニタリングし、得られたプラズマ発光データに対して多変量解析を行ない、多変量解析で得られた出力信号を、前のひとまとまりにおける出力信号との差をとり、その差の、ひとまとまりの中での平均値、およびひとまとまりの中での最大値と最小値との差、ならびにひとまとまりの中での標準偏差を求め、それらの値を予め設定された閾値と比較することによって、達成される。
【0036】
また、上記目的は、上記のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法において、複数の前記出力信号について、前記出力信号と、前のひとまとまりにおける出力信号との差をとり、その差の、ひとまとまりの中での平均値、およびひとまとまりの中での最大値と最小値との差、ならびにひとまとまりの中での標準偏差を求め、それらの値を予め設定された閾値と比較することによって達成される。
【0037】
また、上記目的は、上記のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法において、複数の前記出力信号について、前のひとまとまりにおける出力信号との差をとり、その差の、ひとまとまりの中での平均値、およびひとまとまりの中での最大値と最小値との差、ならびにひとまとまりの中での標準偏差を求め、それらの値を予め設定された複数の閾値と比較することでそれぞれの値に対して得点を算出し、その合計の値を予め設定された閾値と比較することによって、達成される。
【0038】
また、上記目的は、上記のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法において、予め登録された単数あるいは複数のフィルタベクトルを用いて単数あるいは複数の出力信号を算出し、前のひとまとまりにおける出力信号との差をとり、その差のひとまとまりの中での平均値、およびひとまとまりの中での最大値と最小値との差、ならびにひとまとまりの中での標準偏差を、それらの値を予め設定された単数あるいは複数の閾値と比較することによって、達成される。
【0039】
また、上記目的は、上記のプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法において、処理室の真空引きおよび真空度確認動作および装置異常確認動作および上記の処理方法を自動的に行なうことによって、達成される。
【0040】
【発明の実施の形態】
以下、図1、図2を用いて、本発明の第1の実施例について詳しく説明する。本第1実施例は、シーズニングにおけるダミー処理のプラズマ発光データを取得するものであり、そのプラズマ発光データを対象に行う多変量解析の方法として、主成分解析を用いるものである。また、プラズマ処理のひとまとまりは、25枚からなる1ロットのダミー処理から構成されるものである。
【0041】
図1は本発明の第1の実施例を適用したマイクロ波ECR(ElectronCyclotron Resonance)プラズマエッチング装置の構成を示す図である。
【0042】
マイクロ波ECRプラズマエッチング装置は、処理室壁1と処理室蓋2からなる処理室3と、基板保持台4と、処理ガス導入管バルブ7と、マスフローコントローラ8と、処理ガス導入管9と、排気口12と、可変バルブ13と、排気管バルブ14と、圧力計15と、受光部20と、光ファイバ21と、分光部22と、演算処理部23と、データベース24と、判断部25と、装置制御部26とから構成される。
【0043】
処理室壁1の上に処理室蓋2を設置し、これにより構成される処理室3内に基板保持台4を設けており、基板保持台4の上には半導体基板(被処理体)5が載置される。
【0044】
プラズマエッチングに使用する処理ガス6は、処理ガス導入管バルブ7および処理ガス6の流量を調節するマスフローコントローラ8および処理ガス導入管9を通し、処理室3内に導入される。マイクロ波発信機(図示しない)によって発信されたマイクロ波10を処理室3に導入し、コイル(図示しない)によって発生させた磁場とマイクロ波10との相互作用によってプラズマ11を発生させている。処理ガス6およびエッチング処理における反応で生成した揮発性物質は排気口12から排出される。排気口12の先には真空ポンプ(図示しない)が接続されており、これによって処理室3内の圧力を減圧にしている。また、排気口12と図示しない真空ポンプとの間には可変バルブ13および排気管バルブ14が接続されており、可変バルブ13によって、プラズマエッチング処理中の処理室3内の圧力を調節できるようになっている。また、排気管バルブ14の開閉によって、処理室3の真空引きの有無を切り替えられるようになっている。処理室3内の圧力は処理室壁1に接続された圧力計15によって測定される。
【0045】
処理室壁1には、プラズマ11の発光を受光できるように受光部20が設置されており、受光部20で採光されたプラズマ発光は光ファイバ21を介して分光部22に導かれる。分光部22でプラズマ光は分光され、さらに分光部22に内蔵されたCCD(Charge−Coupled Devices)によって、あるサンプリング間隔(例えば1秒)で定期的に多チャンネルの信号(例えば200nmから800nmの波長域で1024チャンネルの信号)に変換される。
【0046】
多チャンネルの信号は演算処理部23に入力される。演算処理部23は分光部22から入力された多チャンネルの信号をいくつかの信号に変換する機能を持つ。例えば分光部22からの信号がnチャンネル(例えば1024チャンネル)だったとして、これらを1つの入力信号ベクトルsにまとめて、s={s1、s2、…、sn}と記するとする。このときに信号フィルタを表すフィルタベクトルfが、f={f1、f2、…、fn}と定義されているとする。このとき演算処理部23は、入力信号ベクトルsとフィルタベクトルfの内積を、下記式(1)を用いて計算して1つの出力信号zを計算する。
【0047】
【数1】
【0048】
データベース24には、フィルタベクトルfを蓄積でき、演算処理部23で出力信号zを算出するときにフィルタベクトルfを演算処理部23に送ることができる。
【0049】
次に、信号フィルタの作成方法を示す。演算処理部23の入力信号は数個であることもあるが、前記のように発光スペクトルなどを入力に採る場合には数百から数千の入力信号となる。そのため信号フィルタの生成には多変量解析を用いるのが有効である。本実施例では多変量解析の一つである主成分解析を用いる。主成分解析は統計処理の一般的な手法であり、例えば、上記非特許文献1に具体的な計算手法が記されている。
【0050】
前記入力信号がn個ある入力信号ベクトルsを行にとり、m個の取得された入力信号ベクトルを列の方向に重ねていくと下記式(2)のようなm行n列の信号行列Sが得られる。
【0051】
【数2】
【0052】
次に、信号行列Sの相関行列あるいは共分散行列Xを作成し、n行n列の対称行列であるXの固有値解析を行うと、n個の正の実数の固有値{λ1、λ2、…、λn}と各固有値に対応するn個の固有ベクトル{y1、y2、…、yn}が得られる。この際、固有値は値が大きい順にλ1、λ2、λ3、…、λnと並べることとする。
【0053】
固有ベクトルyは、それぞれn行の一次元ベクトルである。この固有ベクトルを前記のフィルタベクトルfとして用い、式(1)の計算をすることによりn個の入力信号を一つの装置状態信号に変換する信号フィルタとなる。
【0054】
さらに、演算処理装置23において生成された出力信号zには、後述するように、さらなる演算処理が行なわれ、その演算結果(出力信号)は判断部25に送られる。判断部25では、その演算結果(出力信号)を基に装置制御のための判断を行ない、シーズニングを続行するか否かの装置制御信号を生成できる。判断部25によって、生成された装置制御信号は、装置制御部26に送られる。
【0055】
装置制御部26は、プラズマエッチング装置の制御を行うものであり、例えばシーズニングを実行せよという装置制御信号を受ければシーズニングの続行の動作を行い、シーズニングを終了せよという装置制御信号を受ければシーズニングの終了動作を行う。
【0056】
次に図2〜図7および図14を用いて、第1実施例における処理について具体的に説明する。
【0057】
図2において、まず、シーズニングにおける1ロットのダミー処理の発光データの取得動作を行う(ステップS21)。これは前述したように、受光部20によって採光したプラズマ発光が分光部22において、あるサンプリング間隔で多チャンネルの信号に変換され、その信号が演算処理部23に送られるまでの過程を指す。なお多チャンネルの信号からなるプラズマ発光データは、現在進行中のひとまとまり(ここではロット)のダミー処理が終了するまでデータベース24に蓄積される。
【0058】
次に、プラズマ発光を示す数値データの中から有効部分の抽出を行なう(ステップS22)。主成分解析は大きな変動を抽出する性質を持っている。そのため、プラズマの着火から消失までの一連の発光データを主成分解析すると、プラズマの着火時もしくは消失時におけるプラズマの大きな変動を拾ってしまう。また同様にプラズマの着火から消失までの一連の発光データを主成分解析すると、処理シーケンスが異なる処理条件を持つ複数のステップから成る場合に、ステップ間の移行の際に処理条件の変化に起因するプラズマの大きな変動を拾ってしまう。これらの大きな変動は、小さいが処理室内の状態の推移を示す重要な変動を埋もれさせてしまう事態を引き起こす。これを防止するためにはプラズマ着火時・消失時およびステップ間移行時を除いたプラズマ発光データのみを用いて主成分解析を行なうことが必要である。
【0059】
図3および図4を用いて、有効部分の抽出動作S22について具体的に説明を行なう。図3は、1枚のダミーウェハを用いて行なったダミー処理のプラズマ発光を、着火から消失まで1秒間隔でサンプリングし、そのプラズマ発光データを主成分解析した場合の第1主成分得点を示すグラフである。領域30はプラズマ着火およびその直後の不安定に起因するプラズマの変動を示している。また、領域31および領域32は、ダミー処理の第1ステップおよび第2ステップにおけるプラズマの変動を示している。また、領域33はプラズマの消失に起因するプラズマの変動を示している。この図3に示したグラフにおいては、第1ステップおよび第2ステップ中におけるプラズマの変動がほとんど把握できていないことがわかる。
【0060】
次に、図4に、プラズマの着火から17秒後から52秒後までのプラズマ発光データを主成分解析した場合の第1主成分得点の挙動を表すグラフを示す。領域32´はダミー処理の第2ステップにおける処理に相当する。この図4から、第2ステップにおけるプラズマ変動が把握できることがわかる。これにより、処理室内状態の微小な変動を把握することができる。なお、プラズマ発光データのうち、プラズマ着火から何秒から何秒までが有効部分であり主成分解析に用いるか、もしくはプラズマ着火からデータの何サンプリング目から何サンプリング目までが有効部分であり主成分解析に用いるかは、予めデータベース24に登録されており、演算処理部23において主成分解析を行う際に、プラズマ発光データの有効部分の指定が行われる。
【0061】
なお、シーズニングにおけるダミー処理は全く同じ処理シーケンスで繰り返し行なうため、予めプラズマ発光データの有効部分を指定し、データベース24に登録していれば、以後のダミー処理においても同じものを使うことができる。
【0062】
また、ここでは、ダミー処理の第2ステップをプラズマ発光データの有効部分としたがそれに限るものではない。例えば、ダミー処理の第1ステップをプラズマ発光データの有効部分としてもよい。
【0063】
次に、ステップS22で得られた有効部分におけるプラズマ発光データを用いて主成分解析を行ない、出力信号zの算出を行なう(ステップS23)。ここでは主成分解析によって得られた第1主成分得点が出力信号zとなる。
【0064】
次に、算出動作S23の主成分解析によって算出された第1主成分得点の、1回のダミー処理における平均値の算出を行なう(ステップS24)。主成分得点は図4に示したように、あるサンプリング間隔(ここでは1秒)で得られたデータである。各々のダミー処理において、この第1主成分得点の平均値を算出する。k枚目のダミー処理において、i回目のサンプリングにおける第1主成分得点をaiとし、ダミー処理のプラズマ発光データの有効範囲がN回のサンプリングによる第1主成分得点aiから成れば、k枚目のダミー処理における第1主成分得点の平均値Pkは、下記式(3)で表される。
【0065】
【数3】
【0066】
図5は、k枚目のダミー処理における第1主成分得点の平均値Pkの1ロット25枚のダミー処理の4ロット分の推移を示したものである。この図5によってシーズニングによって処理室3内の状態が推移していることがわかるが、このままではシーズニングの終点は検出できない。
【0067】
次に、各々のダミー処理の第1主成分得点の平均値Pkにおいて、注目しているロットの第1主成分得点と、その前のロットの第1主成分得点との差を算出する(ステップS25)。iロット目のj枚目のダミー処理における第1主成分得点の平均値PをPi , jとすると、iロット目のj枚目のダミー処理における第1主成分得点Pi , jとi−1ロット目のj枚目のダミー処理における第1主成分得点Pi −1, jとの差Di , jは,下記式(4)で表される。
【0068】
【数4】
【0069】
シーズニング処理によって処理室内の状態が量産安定時に近付けば、ロット間においてダミー処理が再現性良く行なわれる。そのため、処理が終わったロットにおける第1主成分得点Pi,jと、直前のロットにおける第1主成分得点Pi−1, jとの差Di,jによって、ダミー処理のロット間再現性を評価することができ、その結果シーズニングが十分であるか否かの判定、つまりシーズニング終点判定を行なうことができる。
【0070】
図6にDi,jの挙動を表すグラフを示す。この図6から、ダミー処理の進行と共にDi,jの値がロット間で全体的に下がっており、また、Di,jのロット内のばらつきが小さくなっていることがわかる。
【0071】
なお、ダミー処理の1ロット目には、Di,jを算出するこのステップS25は省かれる。
【0072】
次に、Di,jのロット内の平均値、Di,jのロット内の最大値と最小値との差、Di,jのロット内の標準偏差を算出する(ステップS26)。図6に示したDi,jがロット間で全体的に下がる挙動は、下記式(5)に示すn回のダミー処理から成るロット内のDi,jの平均値AVEで評価することができる。なお、式(5)において、AVEの添え字のiはiロット目のロット内のDi,jの平均値AVEであることを示している。
【0073】
【数5】
【0074】
さらに図6に示したDi,jのロット内の変動は、下記式(6)で示されるiロット目のロット内のDi,jの最大値と最小値との差MAXMINi、および下記式(7)で示されるiロット目のロット内のDi,jの標準偏差σiで評価することができる。
【0075】
【数6】
【0076】
【数7】
【0077】
次にシーズニングが十分か否かの判定を行なう(ステップS27)。
【0078】
図7(a)にDi,jのロット内の平均値AVEiを示すグラフを、図7(b)にDi,jのロット内の最大値と最小値との差MAXMINiを示すグラフを、図7(c)にDi,jロット内の標準偏差σiを示すグラフをそれぞれ示す。これらからシーズニングの進行に伴ってそれぞれの値が小さくなっていることがわかる。
これは、ウェットクリーニングS1によって変化した処理室3内の状態が、シーズニングによって量産安定時に近づいたため、ダミー処理においてロット間で再現性良くプラズマ処理が行なわれるようになり、それを反映した第1主成分得点のDi,jの値がシーズニングの進行と共に小さくなったことを示している。
【0079】
また、第1主成分得点を基に算出されたAVEi、MAXMINi、およびσiが、予め設定された閾値以下になっていれば、処理室内の状態が量産安定時に近づいた、つまりシーズニングが終点に達したと判断すれば良い。
【0080】
例えば、この実施例においては、AVEiにおいてはAVEiについて予め設定された閾値40以下に、MAXMINiにおいてはMAXMINiについて予め設定された閾値42以下に、σiについてはσiについて予め設定された閾値44以下にそれぞれなっているために、終点に達したと判断した。
【0081】
図7に示したAVEi、MAXMINi、σiは、それぞれの値がi=4において閾値よりも小さくなっているため、4ロット目のダミー処理によってシーズニングの終点に達した、つまりこのシーズニングは4ロット目のダミー処理で十分と判断できる。
【0082】
なお、AVEi、MAXMINi、およびσiの3つの値のうち、AVEiは負の値をとり得る。AVEiが負の値をとった場合にはシーズニングの進行と共に絶対値が小さくなる挙動を示すため、AVEiの絶対値が予め決められた閾値以下になっていれば、処理室内の状態が量産安定時に近づいた、つまりシーズニングが終点に達したと判断すれば良い。
【0083】
本第1実施例においてはAVEi、MAXMINi、およびσiの3つの値が全てi=4においてそれぞれの閾値よりも小さくなったため、4ロット目のダミー処理によってシーズニングの終点に達したと判断したが、これら3つの値の全てが閾値よりも小さくなったときにシーズニング終点と見なすと限るものではない。例えばAVEi、MAXMINi、およびσiのうち1つでも閾値よりも小さくなればシーズニング終点と見なしても構わないし、例えばAVEi、MAXMINi、およびσiのうち2つがそれぞれの閾値よりも小さくなればシーズニング終点と見なしても構わず、これらは本発明の実施者が選択できる。
【0084】
次に、判定動作S27においてシーズニングが十分と判定された場合はシーズニングの終了動作を行なう(ステップS10)。このときは図1の判断部25からシーズニングを終了せよという信号が装置制御部26に送られ、シーズニングの終了動作S10を行ない、製品基板着工S11を行なえるようにする。また、このときにシーズニングが終了したことを作業者に知らせてもよい。
【0085】
一方、判定動作S27においてシーズニングが不十分と判定された場合は、図1の判断部25からシーズニングを続行せよという信号が装置制御部26に送られ、シーズニングの続行を行なう(ステップS28)。
【0086】
このときはまたステップS21に戻り、1ロットのダミー処理の発光データの取得を行なう。
【0087】
以上に示したシーケンスを行なうことにより、作業者が手作業で確認処理S9を行なうことなくシーズニングが十分か否かを判定することが可能となる。また、必要最小限のロット数のダミー処理によってシーズニングを終了させることが可能となるため、ダミー基板の使用量の低減、およびプラズマ処理装置の稼働率の向上が実現できる。
【0088】
また、第1実施例に示したシーズニングの終点判定においては、iロット目のj枚目のダミー処理における第1主成分得点Piとi−1ロット目のj枚目のダミー処理における第1主成分得点Pi−1,jとの差Di,jを用いた。すなわち連続する一連のプラズマ処理における発光データから得られた出力信号zのロット間の差を用いているため、ウェットクリーニングS1の仕上がりのばらつきがシーズニングの終点検出の精度に与える影響は小さいものになる。
【0089】
なお、本第1実施例ではステップS23において、現在進行中のシーズニングでのダミー処理の発光を対象に主成分解析を行うことでフィルタベクトルfを算出し、その結果、出力信号zを算出したが、それに限るものではない。ダミー処理の発光から得られた入力信号ベクトルsおよび、予め設定されたフィルタベクトルfを用いて式(1)から出力信号zを算出することもできる。
【0090】
その際に用いるフィルタベクトルfは、前回のウェットクリーニング直後のシーズニングでのダミー処理の発光を対象に主成分解析を行って得られたものを使用できる。また、前回のウェットクリーニングではなく、2回前あるいは3回前のウェットクリーニング直後のシーズニングでのダミー発光を対象に主成分解析を行うことで得られたフィルタベクトルfを使用してもよい。あるいは、プラズマ処理装置メーカーが予めフィルタベクトルfを設定しておくこともできる。
【0091】
また、本第1実施例では、1ロット25枚のダミー処理をひとまとまりとしたが、それに限るものではない。ウェハの1ロットが25枚から成っていたとしても、シーズニング処理において例えば5枚のダミー処理ごとにドライクリーニングが行われている場合、すなわちダミー処理S8−2〜8−2´´あるいはダミー処理S8−3〜8−3´´が5枚のダミー処理から構成されている場合には、ダミー処理のひとまとまりは、5枚となる。その場合は、ひとまとまりのダミー処理の発光データの取得動作S21からシーズニングが十分か否かの判定を行う判定動作S27までは、5枚のダミー処理ごとに行われる。
【0092】
さらに、各々のダミー処理S8−2〜S8−2´´の後に枚葉クリーニングが行われている場合でも、ダミー処理S8−3〜S8−3´´が5枚のダミー処理から構成されている場合には、ダミー処理のひとまとまりは、5枚となる。その場合は、ひとまとまりのダミー処理の発光データの取得動作S21からシーズニングが十分か否かの判定を行う判定動作S27までは、5枚のダミー処理ごとに行われる。
【0093】
また、本第1実施例では算出動作S23の出力信号zの算出において主成分解析を行ない、出力信号zとして第1主成分得点のみを用いたが、それに限るものではない。複数の主成分得点を出力信号zとして用いることもできる。
【0094】
以下、本発明の第2の実施例について図8〜11を用いて説明する。第1実施例では出力信号zとして第1主成分得点のみを用いたが、本実施例では第2主成分得点および第3主成分得点を使用するものである。主成分解析では高次の主成分ほどノイズ成分が多くなり、処理室内状態のモニタリングの有効性が低くなるため、本実施例では第3主成分までを使用する。第2主成分得点を用いて、第1実施例と同様の方法で得られたAVEiを図8(a)に、第2主成分のMAXMINiを図8(b)に、第2主成分のσiを図8(c)に、それぞれ示す。また、第3主成分得点を用いて、第1実施例と同様の方法で得られたAVEiを図9(a)に、第3主成分のMAXMINiを図9(b)に、第3主成分のσiを図9(c)に、それぞれ示す。これらの値も図7に示した第1主成分のAVEi、MAXMINi、σiと同様にシーズニングが進行するほど低下していることがわかる。これらの値を予め設定された閾値と比較し、閾値以下になっていれば、処理室内の状態が量産安定時に近づいた、つまりシーズニングが終点に達したと判断すれば良い。
【0095】
なお、第1主成分のAVEiに対して設定された閾値40と、第1主成分のMAXMINiに対して設定された閾値42と、第1主成分のσiに対して設定された閾値44と、第2主成分のAVEiに対して設定された閾値46と、第2主成分のMAXMINiに対して設定された閾値48と、第2主成分のσiに対して設定された閾値50と、第3主成分のAVEiに対して設定された閾値52と、第3主成分のMAXMINiに対して設定された閾値54と、第3主成分のσiに対して設定された閾値56とは全て同じである必要は無く、それぞれに対して適した閾値を設定することが望ましい。
【0096】
また、第1主成分のAVEi、MAXMINi、σi、および第2主成分のAVEi、MAXMINi、σi、および第3主成分のAVEi、MAXMINi、σiの値が全て、それぞれ予め設定する閾値よりも小さくなった場合にシーズニングが十分であるとみなしても良いが、その限りではない。例えば、図10に示すグラフのように2つの閾値58および閾値58´を設定し、AVEi、MAXMINi、σiの値が閾値58以上であれば0点、閾値58未満かつ閾値58´以上であれば1点、閾値58´未満であれば2点の得点を与え、図11示した表のように、その合計得点が予め設定された閾値(例えば12点)よりも大きければシーズニングが十分であると判定することもできる。
【0097】
本第2実施例においては、i=2のときに合計得点60(ここでは1点)。i=3のときに合計得点61(ここでは4点)、i=4のときに合計得点62(ここでは17点)となり、合計得点があらかじめ設定された閾値(ここでは12点)よりも大きくなったのがi=4であるため、4ロット目でシーズニングが終点に達したと判断できる。
【0098】
以上示した、本第2実施例のように、複数の出力信号zから得られたAVEi、MAXMINi、σiを用いることによりシーズニングが十分であるか否かの判定の精度を向上させることができる。
【0099】
なお、第2実施例では閾値は数値を設定していたが、それに限るものではなく、割合を予め設定し、それを用いて閾値を決定しても良い。例えば、i=2におけるAVEi、MAXMINi、σIの50%の値を閾値58に(設定割合50%)、20%の値を閾値58´(設定割合20%)にし、それらの閾値を用いて以後のAVEi、MAXMINi、σIに得点を与えてもよい。
【0100】
なお、本第2実施例では、第1主成分得点および第2主成分得点および第3主成分得点から得たAVEi、MAXMINi、σiに対して2つの閾値58および閾値58´を設定したが、閾値の個数は2個に限るものではない。
【0101】
また、それぞれの閾値と比較して与える得点は、AVEi、MAXMINi、σiに対して全て同一(ここでは0点、1点、2点)のものとしたが、それに限るものではない。例えば第2主成分得点から得られるAVEi、MAXMINi、σiの重要度が他の主成分得点から得られるAVEi、MAXMINi、σiの重要度よりも高ければ、第2主成分得点から得られるAVEi、MAXMINi、σiに与える得点を大きくしても構わない(例えば0点、2点、4点)。また同様にAVEi、MAXMINi、σiのうち、AVEiの重要度がMAXMINiおよびσiの重要度よりも高ければ、AVEiに対して与える得点を大きくしても構わない(例えば0点、2点、4点)。
【0102】
なお、本第2実施例では出力信号zとして第1主成分得点および第2主成分得点および第3主成分得点を用いたが、使用する主成分得点は3つに限るものではない。
【0103】
なお、本第2実施例では、ステップS23において、現在進行中のシーズニングでのダミー処理の発光を対象に主成分解析を行うことでフィルタベクトルfを算出し、その結果、出力信号zを算出したが、それに限るものではない。ダミー処理の発光から得られた入力信号ベクトルs、および予め設定された複数のフィルタベクトルfを用いて式(1)を用いることによって、複数の出力信号zを算出することもできる。
【0104】
その際用いる複数のフィルタベクトルfは、前回のウェットクリーニング直後のシーズニングでのダミー処理の発光を対象に主成分解析を行い得られたものを使用できる。また、前回のウェットクリーニングではなく、2回前あるいは3回前のウェットクリーニング直後のシーズニングでのダミー処理の発光を対象に主成分解析を行うことで得られた複数のフィルタベクトルfを使用してもよい。あるいは、プラズマ処理装置メーカーが予めフィルタベクトルfを複数設定しておくこともできる。
【0105】
次に、本発明の第3実施例について図1および図12を用いて説明する。
【0106】
本第3実施例は、ウェットクリーニング後の真空引きの開始から製品基板処理着工S10までを、作業者の手作業を行なうことなく自動的に行なうものであり、真空引きを行う過程と、真空度が十分か否かを判断する過程と、装置異常が無いか否かを判断する過程とを、前記した処理に付加することで実現される。
【0107】
まず、プラズマ処理室3のウェットクリーニングを行なう(ステップS1)。
【0108】
その後処理室蓋2を閉じた後に、排気口10に接続された真空ポンプ(図示しない)を始動し、処理室3の真空引き動作S2を開始する。
【0109】
その後、予め設定された真空度に達したか否かの確認動作S3を自動的に行なう。これは処理室3に接続された圧力計によって処理室3内の圧力を自動的に測定することによって行なわれる。このとき予め設定された真空度に達していなければ、さらに真空引きを続行する。さらに、予め設定された時間、真空引き動作S2を行なった後においても、予め設定された真空度に達していなければ自動的に警報動作S4を行う。これはブザーを鳴らしたり、プラズマ処理装置に設置されたモニタ画面に警報を表示しても良いし、またプラズマ処理装置がコンピュータネットワークに接続されていれば離れた場所にいるエンジニアにE−Mailを送信しても良いし、ページャーなどで知らせても良い。また警報を発するだけではなく、処理室3に接続された真空ポンプ(図示しない)の作動を止めても良い。
【0110】
確認動作S3において予め設定された真空度に達していれば、次にプラズマ処理装置に異常が無いか否かの確認動作S5を自動的に行なう。
【0111】
この確認動作S5の一例として、処理室3のリークチェック、つまり単位時間あたりの空気の混入量の確認動作が挙げられる。この処理室3への単位時間当たりの空気の混入量Lは、処理ガス導入管バルブ7とマスフローコントローラ8および排気管バルブ14を閉じ、排気管バルブ14を閉じている時間Tおよび排気管バルブ14を閉じている間の処理室3の圧力上昇ΔPおよび処理室3の容積vを用いて下記式(8)を用いて算出される。
【0112】
【数8】
【0113】
この(式8)によって算出される、単位時間あたりの空気混入量Lが、予め設定された閾値よりも小さければ、リークチェックは合格となる。
【0114】
また、この確認動作S5の他の一例として、処理室3に導入する処理ガスの流量を調節するマスフローコントローラ8の確認動作が挙げられる。これはマスフローコントローラ8に所定の流量だけ処理室3に導入するように設定し、また同時に、処理室3に接続された圧力計15によって、処理ガス6の導入による圧力上昇を求めることによって、マスフローコントローラ8が設定された流量の処理ガスを正しく処理室3に導入しているか否かの確認を行なうものである。このマスフローコントローラ8への流量設定値と、処理室3の圧力上昇から算出される処理ガス6の流量との差が、予め設定された閾値よりも小さければ、マスフローコントローラ8のチェックは合格となる。
【0115】
確認動作S5によってプラズマ処理装置に異常があると判断された場合は、自動的に警報を発する(ステップS4´)。これはブザーを鳴らしたり、プラズマ処理装置に設置されたモニタ画面に警報を表示しても良いし、またプラズマ処理装置がコンピュータネットワークに接続されていれば離れた場所にいるエンジニアにE−Mailを送信しても良いし、ページャーなどで知らせても良い。また、警報を発するだけではなく、処理室3に接続された真空ポンプ(図示しない)の作動を止めても良い。
【0116】
確認動作S5によってプラズマ処理装置に異常が無いと判断された場合は、プラズマ処理装置に予めセットされていたダミー基板が処理室3内に自動的に搬入され、シーズニングを自動的に開始する。まずドライクリーニングS6−2を行ない、その後ダミー処理S8−2〜S8−2´´を行なう。このダミー処理S8−2〜S8−2´´におけるプラズマ発光を受光部20によって採光し、第1〜第2実施例で示したような処理を行なうことで出力信号zが算出される。
【0117】
次に、第1〜第2実施例で示したような処理を行なうことでシーズニングが十分か否かの判定処理(ステップS27)を自動的に行なう。
【0118】
なお、ダミー処理がひとまとまり1回目ならば、この判定処理S27は省かれ、自動的にドライクリーニングS6−2に移る。
【0119】
次に、判定処理S27によってシーズニングが不十分と判断された場合には、自動的にドライクリーニングS6−2に移る。また、判定処理S27においてシーズニングが十分と判定された場合はシーズニングの終了動作S10を行なう。
このときは図1の判断部25でシーズニングを終了せよという信号が装置制御部26に送られ、シーズニングの終了動作S10を行ない、製品基板着工S11を行なえるようにする。また、このときにシーズニングが終了したことを作業者に知らせてもよい。
【0120】
以上に示したシーケンスを行なうことにより、ウェットクリーニング後に真空引きを開始した後に、自動的にシーズニングの前準備およびシーズニングを行い、かつシーズニングが十分か否かを自動的に判断し、製品基盤の着工準備を行うことができる。そのため、従来は必要だった作業者による確認処理S9を行うことなく、シーズニングが十分か否かを自動的に判定することが可能となる。また、必要最小限の枚数のダミー処理によってシーズニングを終了させることが可能となるため、ダミー基板の使用量の低減およびシーズニングに要する時間の短縮によるプラズマ処理装置のスループットの向上が実現できる。
【0121】
なお、第1〜第3実施例においてはシーズニングの終点判定に使用するプラズマ発光データは、ダミー処理によるものだったが、それに限るものではない。例えば、各々のダミー処理の後に枚葉クリーニングを行なっていれば、その枚葉クリーニングにおけるプラズマ発光を用いて、第1〜第3実施例と同様の方法により、シーズニングが十分か否かの判定を行なうことができる。
【0122】
なお、第1〜第3実施例においては、シーズニングにおけるプラズマ処理のプラズマ発光を対象に行う多変量解析の方法として、主成分解析を用いたが、それに限るものではない。
【0123】
なお、第1〜第3実施例においては、プラズマエッチング装置を例に取り説明したが、本発明の適用はプラズマエッチング装置に限るものではなく、プラズマCVD装置など他のプラズマ処理装置にも適用できる。
【0124】
なお、第1〜第3実施例においてはプラズマ処理を行う基板として半導体基板を例にとり説明したが、本発明の適用は半導体基板に装置に限るものではなく、LCD基板など他の基板のプラズマ処理にも適用できる。
【0125】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればプラズマ発光を分光し、そのデータを対象にして多変量解析を行い、算出された出力信号について、前のひとまとまりのプラズマ処理での出力信号と差を取り、ひとまとまりの中での平均値、ひとまとまりの中での最大値と最小値との差、ひとまとまりの中での標準偏差を算出し、それらを予め設定された閾値と比較することによってシーズニングが十分であるか否かの判定を行なうことができる。これによりシーズニングでおこなうダミー処理枚数を低減できるプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すプラズマエッチング装置の側断面図。
【図2】本発明の第1実施例におけるプラズマ発光データの処理方法を示すフローチャート。
【図3】本発明の第1実施例における出力信号z(第1主成分得点)の挙動を示すグラフ。
【図4】本発明の第1実施例における発光データの有効領域から得られた出力信号z(第1主成分得点)の挙動を示すグラフ。
【図5】本発明の第1実施例における発光データの有効領域から得られた出力信号z(第1主成分得点)の各々のダミー処理の平均値の挙動を示すグラフ。
【図6】本発明の第1実施例における出力信号z(第1主成分得点)の各々のダミー処理での、平均値Pkのロット間の差から得られたDi,jの挙動を示すグラフ。
【図7】本発明の第1実施例における出力信号z(ここでは第1主成分得点)を基に算出されたAVEiと、MAXMINiと、σiとの挙動を示すグラフ。
【図8】本発明の第2実施例における出力信号z(ここでは第2主成分直点)を基に算出されたAVEiと、MAXMINiと、σiとの挙動を示すグラフ。
【図9】本発明の第2実施例における出力信号z(ここでは第3主成分得点)を基に算出されたAVEiと、MAXMINiと、σiとの挙動を示すグラフ。
【図10】本発明の第2実施例における出力信号zを基に算出されたAVEiと、MAXMINiと、σiに対して得点を与える方法を示す図。
【図11】本発明の第2実施例における出力信号z(ここでは第1主成分得点および第2主成分得点および第3主成分得点)を基に算出されたAVEiと、MAXMINiと、σiに対して与えた得点を用いてシーズニングが十分であるか否かを判定する方法を示す図表。
【図12】本発明の第3実施例における、ウェットクリーニング後に行なう処理室の真空引きおよび真空度確認動作および装置異常確認動作およびシーズニングが十分であるか否かを判定を全て自動的に行なう方法を示したフローチャート。
【図13】一般的に行なわれている製品基板処理の従来例を示すフローチャート。
【図14】ウェットクリーニング後に行われているシーズニングの従来例を示すフローチャート。
【符号の説明】
1…処理室壁、 2…処理室蓋、 3…処理室、 4…基板保持台、 5…半導体基板、 6…処理ガス、 7…処理ガス導入管バルブ、 8…マスフローコントローラ、 9…処理ガス導入管、 10…マイクロ波、 11…プラズマ、12…排気口、 13…可変バルブ、 14…排気管バルブ、 15…圧力計、 2…受光部、 21…光ファイバ、 22…分光部、 23…演算処理部、
24…データベース、 25…判断部、 26…装置制御部
S1 ウェットクリーニング、 S2…真空引き動作、S3…確認動作、 S4…警報動作、 S5…確認動作、 S6…ドライクリーニング、 S7…エージング、 S9…確認処理、 S10…シーズニング終了動作、 S11…製品基板着工、 S21…発光データの取得、S22…有効部分の抽出動作、 S23…算出動作、 S27…判定動作、 S28…シーズニング続行。
Claims (8)
- 被処理体にプラズマ処理を行なう処理室を有するプラズマ処理装置において、
前記処理室内のプラズマ発光をモニタリングする受光部と、
前記プラズマ発光を分光し多チャンネルの信号に変換する分光部と、
前記多チャンネルの信号を単数あるいは複数の出力1つの信号に変換し、その出力信号を対象に演算処理を行う演算処理部と、
フィルタベクトルを格納するデータベースと、
前記演算結果を用いて処理室内の状態を判断する判断部と、
前記判断部からの信号によって前記プラズマ処理装置の動作を制御する装置制御部とを有することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 前記演算処理部における、前記多チャンネル信号の単数あるいは複数の信号への変換処理が多変量解析を用いて行なわれることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記演算処理部の変換処理がフィルタベクトルを用いて行なわれることを特徴とする請求項1に記載のプラズマ処理装置。
- 前記演判断部における前記処理室内の状態の判断が、あるひとまとまりのプラズマ発光データを多変量解析して作成した前記出力信号と、1回前のひとまとまりにおける出力信号との差を取り、その差のひとまとまりの中の平均値およびひとまとまりの中の最大値と最小値の差ならびにひとまとまりの中の標準偏差を求め、それらの値を予め設定された閾値と比較することによってなされることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記判断部部における前記処理室内の状態の判断が、あるひとまとまりのプラズマ発光データを多変量解析して作成した前記出力信号と1回前のひとまとまりにおける出力信号との差を取り、その差のひとまとまりの中の平均値およびひとまとまりの中の最大値と最小値の差ならびにひとまとまりの中の標準偏差を求め、それらの値を予め設定された複数の閾値と比較することでそれぞれの値に対して得点を算出し、その合計の値を予め設定された閾値と比較することによってなされることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記処理室内の状態の判断が、シーズニングの終点に至ったことの判断であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 前記演算処理部における、前記多チャンネルの信号の単数あるいは複数の信号への変換処理が、主成分解析を用いて行われることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のプラズマ処理装置。
- 基板にプラズマ処理を行なう処理室と、
処理室内のプラズマ発光をモニタリングする受光部と、
採光されたプラズマ発光を分光し多チャンネルの信号に変換する分光部と、
多チャンネルの信号を単数あるいは複数の出力信号に変換し、その出力信号を対象に演算処理を行う演算処理部と、
フィルタベクトルを格納したデータベースと、
演算結果を用いて処理室内の状態を判断する判断部と、
判断部からの信号によってプラズマ処理装置の動作を制御する装置制御部とを有するプラズマ処理装置を用いる処理方法において、
分光部により出力された多チャンネルの信号を変換してあるひとまとまりの出力信号を作成する過程、
出力信号と前のひとまとまりの出力信号の間の差をとる過程、
ひとまとまりの間の差のひとまとまりの中の平均値および最大値と最小値との差ならびに標準偏差と予め設定された閾値とを比較する過程を有することを特徴とするプラズマ処理方法。
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