JP2013048186A - Replacement time determination device, replacement time determination method and plasma processing system - Google Patents

Replacement time determination device, replacement time determination method and plasma processing system Download PDF

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隆 横田
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一郎 波岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a replacement time determination device which can determine a time at which to replace electrodes constituting a plasma processing apparatus, and a replacement time determination method and a plasma processing system.SOLUTION: In a replacement time determination device, determination is made of a time at which to replace an electrode constituting a plasma processing apparatus, in which high frequency power is supplied to the electrode and, by plasma generated from gases introduced into a processing vessel, thin film on a substrate in the processing vessel is processed. The replacement time determination device comprises: integration means of integrating values related to processing conditions under which the thin film was processed with plasma; recording means in which integrated values corresponding to electrode replacement time concerning values related to the processing conditions of plasma processing are recorded; and determination means of determining the electrode replacement time on the basis of integrated values integrated by the integration means and the integrated values recorded in the recording means.

Description

本発明は、プラズマ処理装置を構成する電極の交換時期判定装置、交換時期判定方法及びプラズマ処理システムに関する。   The present invention relates to an electrode replacement time determination device, a replacement time determination method, and a plasma processing system that constitute a plasma processing apparatus.

エッチング装置を含むプラズマ処理装置の電極は、当該装置の稼働に伴い、入射するイオンによりエッチングされる。このエッチングによる電極の消耗は、被処理体の品質のバラツキ及び被処理体の歩留り悪化を招来せしめる。そこで、プラズマ処理装置が有する電極の材質、構造等を改良し、被処理体の歩留り向上を図る技術がある(例えば、特許文献1、2参照)。   An electrode of a plasma processing apparatus including an etching apparatus is etched by incident ions as the apparatus is operated. The consumption of the electrode due to this etching causes variations in the quality of the object to be processed and deterioration of the yield of the object to be processed. Therefore, there is a technique for improving the material and structure of the electrodes included in the plasma processing apparatus to improve the yield of the object to be processed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開平5−267235号公報JP-A-5-267235 特開2006−287162号公報JP 2006-287162 A

しかしながら、プラズマ処理装置が有する電極の材質、構造等を改良しても、電極の消耗自体がなくなるわけではない。そのため、電極の交換時期になった場合、電極を交換する必要がある。かかるとき、コスト及び歩留りを鑑み、電極の交換時期を正確に判定する必要がある。   However, even if the material and structure of the electrode included in the plasma processing apparatus are improved, the consumption of the electrode itself is not eliminated. Therefore, when it is time to replace the electrode, it is necessary to replace the electrode. In such a case, it is necessary to accurately determine the electrode replacement time in view of cost and yield.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものである。その目的は、プラズマ処理装置を構成する電極の交換時期を判定することができる交換時期判定装置、交換時期判定方法及びプラズマ処理システムを提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances. An object of the present invention is to provide a replacement time determination device, a replacement time determination method, and a plasma processing system that can determine the replacement time of the electrodes constituting the plasma processing apparatus.

本願に係る交換時期判定装置は、電極に高周波電力を供給し、処理容器に導入したガスから発生させたプラズマにより、該処理容器内の基板上における薄膜をプラズマ処理するプラズマ処理装置を構成する前記電極の交換時期を判定する交換時期判定装置において、前記薄膜をプラズマ処理した処理条件に係る値を積算する積算手段と、プラズマ処理の処理条件に係る値に関して電極の交換時期と対応する積算値が記録された記録手段と、前記積算手段が積算した積算値及び前記記録手段に記録された積算値に基づいて、前記電極の交換時期を判定する判定手段とを備えることを特徴とする。   The replacement time determination device according to the present application is a plasma processing apparatus that supplies high-frequency power to an electrode and plasma-processes a thin film on a substrate in the processing container using plasma generated from a gas introduced into the processing container. In the replacement time determination device for determining an electrode replacement time, an integration unit that integrates a value related to a processing condition for plasma treatment of the thin film, and an integrated value corresponding to the electrode replacement time for the value related to the processing condition of the plasma processing are It is characterized by comprising recorded recording means, and determination means for determining the replacement time of the electrode based on the integrated value integrated by the integrating means and the integrated value recorded in the recording means.

本願に係る交換時期判定装置では、プラズマ処理装置が処理容器内の基板上における薄膜をプラズマ処理した処理条件に係る値を積算する。交換時期判定装置は、プラズマ処理の処理条件に係る値に関して電極の交換時期と対応する積算値が記録された記録手段を備えている。交換時期判定装置は、積算した積算値と、記録手段に記録された積算値とに基づいて、プラズマ処理装置が備える電極の交換時期を判定する。   In the replacement time determination apparatus according to the present application, the plasma processing apparatus integrates values related to processing conditions in which the thin film on the substrate in the processing container is plasma processed. The replacement time determination device includes a recording unit in which an integrated value corresponding to the electrode replacement time is recorded with respect to a value related to the processing conditions of the plasma processing. The replacement time determination device determines the replacement time of the electrodes provided in the plasma processing apparatus based on the integrated integrated value and the integrated value recorded in the recording means.

本願に係る交換時期判定装置は、前記プラズマ処理の処理条件は前記電極に供給された高周波電力又は前記処理容器内の圧力、ガス種若しくはガス流量を含むことを特徴とする。   In the replacement time determination apparatus according to the present application, the plasma processing condition includes high-frequency power supplied to the electrode, pressure in the processing container, gas type, or gas flow rate.

本願に係る交換時期判定装置では、電極に供給された高周波電力又は処理容器内の圧力、ガス種若しくはガス流量を積算する。交換時期判定装置は、電極の交換に対応する高周波電力又は圧力、ガス種若しくはガス流量に関する積算値が記録された記録手段を備えている。交換時期判定装置は、積算した高周波電力又は圧力、ガス種若しくはガス流量に関する積算値と、記録手段に記録された高周波電力又は圧力、ガス種若しくはガス流量に関する積算値とに夫々基づいて、プラズマ処理装置が備える電極の交換時期を判定する。   In the replacement time determination device according to the present application, the high-frequency power supplied to the electrode or the pressure, gas type, or gas flow rate in the processing container is integrated. The replacement time determination device includes a recording means in which an integrated value related to high-frequency power or pressure, gas type, or gas flow rate corresponding to electrode replacement is recorded. The replacement time determination device is configured to perform plasma processing based on the integrated value related to the integrated high-frequency power or pressure, gas type or gas flow rate, and the integrated value related to the high-frequency power or pressure, gas type or gas flow rate recorded in the recording means, respectively. The replacement time of the electrode provided in the apparatus is determined.

本願に係る交換時期判定装置は、前記積算手段は前記処理容器に導入されたガスの組成別にプラズマ処理の処理条件に係る値を積算するようにしてあり、前記記録手段はプラズマ処理の処理条件に係る値に関して処理容器に導入されたガスの組成別に電極の交換時期と対応する積算値が記録されていることを特徴とする。   In the replacement time determination device according to the present application, the integrating means integrates values related to the processing conditions of the plasma processing according to the composition of the gas introduced into the processing container, and the recording means corresponds to the processing conditions of the plasma processing. With respect to such a value, the integrated value corresponding to the electrode replacement time and the composition of the gas introduced into the processing vessel is recorded.

本願に係る交換時期判定装置では、プラズマ処理に係るガスの組成別にプラズマ処理の処理条件に係る値を積算する。交換時期判定装置は、プラズマ処理の処理条件に係る値に関してガスの組成別に電極の交換と対応する積算値が記録された記録手段を備える。交換時期判定装置は、積算した積算値と、記録手段に記録された積算値とに基づいて、プラズマ処理装置が備える電極の交換時期を判定する。   In the replacement time determination device according to the present application, the values related to the processing conditions of the plasma processing are integrated for each gas composition related to the plasma processing. The replacement time determination device includes a recording unit in which an integrated value corresponding to the replacement of the electrode is recorded for each gas composition with respect to a value relating to the processing conditions of the plasma processing. The replacement time determination device determines the replacement time of the electrodes provided in the plasma processing apparatus based on the integrated integrated value and the integrated value recorded in the recording means.

本願に係る交換時期判定装置は、前記プラズマ処理は前記基板上の薄膜に対するエッチング処理を含むことを特徴とする。   In the replacement time determination apparatus according to the present application, the plasma processing includes an etching process for a thin film on the substrate.

本願に係る交換時期判定装置では、プラズマ処理は基板上の薄膜に対するエッチング処理を含む。   In the replacement time determination apparatus according to the present application, the plasma processing includes etching processing on the thin film on the substrate.

本願に係る交換時期判定方法は、基板上の薄膜をプラズマ処理するプラズマ処理装置を構成する電極の交換時期を判定する交換時期判定方法において、前記薄膜をプラズマ処理した処理条件に係る値を積算し、積算した積算値及びプラズマ処理の処理条件に係る値に関して記録手段に記録された電極の交換時期と対応する積算値に基づいて、前記電極の交換時期を判定することを特徴とする。   The replacement time determination method according to the present application is the replacement time determination method for determining the replacement time of electrodes constituting a plasma processing apparatus for plasma processing a thin film on a substrate, and integrating values related to processing conditions for plasma processing of the thin film. The electrode replacement time is determined on the basis of the integrated value corresponding to the electrode replacement time recorded in the recording means with respect to the integrated value and the value related to the plasma processing conditions.

本願に係る交換時期判定方法では、基板上の薄膜をプラズマ処理装置がプラズマ処理した処理条件に係る値を積算する。交換時期判定方法は、積算した積算値と、プラズマ処理の処理条件に係る値に関して記録手段に記録された、プラズマ処理装置が備える電極の交換時期に対応する積算値とに基づいて、電極の交換時期を判定する。   In the replacement time determination method according to the present application, the values relating to the processing conditions under which the plasma processing apparatus plasma-processes the thin film on the substrate are integrated. In the replacement time determination method, the electrode replacement is performed based on the integrated integrated value and the integrated value corresponding to the replacement time of the electrode provided in the plasma processing apparatus recorded in the recording unit with respect to the value relating to the processing conditions of the plasma processing. Determine the time.

本願に係るプラズマ処理システムは、基板上の薄膜をプラズマ処理するプラズマ処理装置及び該プラズマ処理装置を構成する電極の交換時期を判定する交換時期判定装置を備えるプラズマ処理システムにおいて、前記交換時期判定装置は、前記薄膜をプラズマ処理した処理条件に係る値を積算する積算手段と、プラズマ処理の処理条件に係る値に関して電極の交換時期と対応する積算値が記録された記録手段と、前記積算手段が積算した積算値及び前記記録手段に記録された積算値に基づいて、前記電極の交換時期を判定する判定手段とを有することを特徴とする。   The plasma processing system according to the present application is a plasma processing system including a plasma processing apparatus that plasma processes a thin film on a substrate and a replacement time determination apparatus that determines a replacement time of an electrode constituting the plasma processing apparatus. The integration means for integrating the values relating to the processing conditions for plasma processing of the thin film, the recording means for recording the integration values corresponding to the electrode replacement time with respect to the values relating to the processing conditions for the plasma processing, and the integration means And determining means for determining the replacement time of the electrode based on the integrated value integrated and the integrated value recorded in the recording means.

本願に係るプラズマ処理システムでは、基板上の薄膜をプラズマ処理するプラズマ処理装置と、プラズマ処理装置を構成する電極の交換時期を判定する交換時期判装置とを備えている。交換時期判定装置は、プラズマ処理装置が処理容器内の基板上における薄膜をプラズマ処理した処理条件に係る値を積算する。交換時期判定装置は、記録手段を備えており、その記録手段にはプラズマ処理装置が備える電極の交換時期と対応した処理条件に係る値に関する積算値が記録されている。交換時期判定装置は、積算した積算値と、記録手段に記録された積算値とに基づいて、プラズマ処理装置が備える電極の交換時期を判定する。   The plasma processing system according to the present application includes a plasma processing apparatus that performs plasma processing on a thin film on a substrate, and a replacement time determination device that determines a replacement time of an electrode constituting the plasma processing apparatus. The replacement time determination apparatus integrates values related to processing conditions in which the plasma processing apparatus plasma-processes the thin film on the substrate in the processing container. The replacement time determination apparatus includes a recording unit, and an integrated value relating to a value relating to a processing condition corresponding to an electrode replacement time included in the plasma processing apparatus is recorded in the recording unit. The replacement time determination device determines the replacement time of the electrodes provided in the plasma processing apparatus based on the integrated integrated value and the integrated value recorded in the recording means.

本願に係る交換時期判定装置等によれば、プラズマ処理装置を構成する電極の交換時期を判定することができる。   According to the replacement time determination device and the like according to the present application, it is possible to determine the replacement time of the electrodes constituting the plasma processing apparatus.

エッチング装置の一例を示す概略側断面図である。It is a schematic sectional side view which shows an example of an etching apparatus. 交換時期判定装置のハードウェア群の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware group of an exchange time determination apparatus. 高周波電力プロファイルの一例を概略的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed schematically an example of the high frequency electric power profile. 圧力プロファイルの一例を概略的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the pressure profile schematically. 判定テーブルのレコードレイアウトの一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the record layout of a determination table. 上部電極の交換時期判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the replacement time determination process of an upper electrode. 上部電極の交換時期判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the procedure of the replacement time determination process of an upper electrode.

本発明の実施の形態について、その図面を参照して説明する。本実施の形態に係るプラズマ処理システムは、交換時期判定装置及びプラズマ処理装置を含む。交換時期判定装置は、プラズマ処理装置を構成する電極の交換時期を判定する。当該電極は、例えばPVD(Physical Vapor Deposition)装置、CVD(Chemical Vapor Deposition)装置、エッチング装置等が備える電極であり、高周波電源(RF電源)と接続される。CVD装置は、高周波電力(RF電力)が供給された電極によりプラズマ励起された材料ガスを基板上で反応させ、成膜する。PVD装置は、高周波電力が供給された電極によりプラズマ励起されたArイオン等によりターゲット材をスパッタし、スパッタされた原子、分子を基板に付着させる。エッチング装置は、高周波電力が供給された電極によりラジカル及びイオンを生成させ、基板上の薄膜をエッチングする。以下では、プラズマ処理装置の一例としてエッチング装置を挙げ、エッチング装置が備える電極の交換時期を判定する交換時期判定装置について説明する。
なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The plasma processing system according to the present embodiment includes a replacement time determination device and a plasma processing device. The replacement time determination device determines the replacement time of the electrodes constituting the plasma processing apparatus. The electrode is, for example, an electrode provided in a PVD (Physical Vapor Deposition) device, a CVD (Chemical Vapor Deposition) device, an etching device, or the like, and is connected to a high frequency power source (RF power source). The CVD apparatus forms a film by causing a material gas, which is plasma-excited by an electrode supplied with high-frequency power (RF power), to react on a substrate. The PVD apparatus sputters a target material with Ar ions or the like plasma-excited by an electrode supplied with high-frequency power, and attaches the sputtered atoms and molecules to the substrate. The etching apparatus generates radicals and ions with an electrode to which high-frequency power is supplied, and etches a thin film on the substrate. Below, an etching apparatus is mentioned as an example of a plasma processing apparatus, and the replacement time determination apparatus which determines the replacement time of the electrode with which an etching apparatus is provided is demonstrated.
Note that the present invention is not limited to the following embodiments.

実施の形態1
図1は、エッチング装置2の一例を示す概略側断面図である。エッチング装置2は、コンピュータである交換時期判定装置1と有線又は無線により接続されている。交換時期判定装置1は、エッチング装置2の各構成部を制御すると共に、エッチング処理の制御パラメータ(処理条件)をモニタリングし、かつ当該制御パラメータの時間プロファイルを記録する。交換時期判定装置1は、記録したエッチング処理の制御パラメータに関する時間プロファイルに基づいて、電極の交換時期を判定する。
Embodiment 1
FIG. 1 is a schematic sectional side view showing an example of an etching apparatus 2. The etching device 2 is connected to the replacement time determination device 1 that is a computer by wire or wirelessly. The replacement time determination device 1 controls each component of the etching device 2, monitors a control parameter (processing condition) of the etching process, and records a time profile of the control parameter. The replacement time determination device 1 determines the electrode replacement time based on the recorded time profile relating to the etching process control parameter.

なお、エッチング装置2の各構成部を制御する端末装置を、エッチング装置2と交換時期判定装置1との間に別途設け、交換時期判定装置1は、エッチング装置2の各構成部を制御しない構成であってもよい。かかる場合、交換時期判定装置1は、当該端末装置から情報を受け付けることにより、エッチング処理に係る制御パラメータのモニタリング、制御パラメータに関する時間プロファイルの記録、電極の交換時期の判定処理等を実行する。   A terminal device that controls each component of the etching apparatus 2 is separately provided between the etching apparatus 2 and the replacement time determination device 1, and the replacement time determination device 1 does not control each component of the etching device 2. It may be. In such a case, the replacement time determination device 1 receives information from the terminal device, thereby executing control parameter monitoring related to the etching process, recording of a time profile related to the control parameter, electrode replacement time determination processing, and the like.

エッチング装置2は、例えばマグネトロンプラズマエッチング装置、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマエッチング装置、ICP(Inductively coupled Plasma)エッチング装置等のドライエッチング装置を含む。図1は、無磁場の枚葉式平行平板型プラズマエッチング装置の一例を示している。   The etching apparatus 2 includes a dry etching apparatus such as a magnetron plasma etching apparatus, an ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma etching apparatus, and an ICP (Inductively coupled Plasma) etching apparatus. FIG. 1 shows an example of a single-field parallel plate type plasma etching apparatus without a magnetic field.

エッチング装置2は、処理容器20、載置台3、ガス供給機構4、圧力計5及び排気機構6を含む。
処理容器20は、その内部において基板S上の薄膜をプラズマエッチングするための真空チャンバである。処理容器20は、アルミニウム等の熱伝導性及び導電性が良好な材料により構成されており、接地されている。処理容器20の1つの側壁部21には、搬入出口22が形成されている。搬入出口22は、ゲートバルブ23により開閉自在に構成されている。処理容器20外部に設けられた図示しない搬送手段は、搬入出口22を介して、基板Sを処理容器20に搬入し、かつ処理容器20から搬出する。
なお、基板Sは、シリコンウエハ、ガラス基板、有機基板等を含む。
The etching apparatus 2 includes a processing container 20, a mounting table 3, a gas supply mechanism 4, a pressure gauge 5, and an exhaust mechanism 6.
The processing container 20 is a vacuum chamber for plasma-etching the thin film on the substrate S inside. The processing container 20 is made of a material having good thermal conductivity and conductivity, such as aluminum, and is grounded. A loading / unloading port 22 is formed in one side wall portion 21 of the processing container 20. The loading / unloading port 22 is configured to be opened and closed by a gate valve 23. A transport means (not shown) provided outside the processing container 20 loads the substrate S into the processing container 20 and unloads it from the processing container 20 via the loading / unloading port 22.
The substrate S includes a silicon wafer, a glass substrate, an organic substrate, and the like.

載置台3は、その上面に基板Sを載置するための構成部であり、処理容器20内部の底面に設置されている。載置台3は、例えばアルミニウムからなり、アノード電極である下部電極としての機能を有する。載置台3は、フォーカスリング31、昇降ピン32、昇降機構33及びべローズ34を含む。
フォーカスリング31は、例えばセラミック、シリコン、シリカ、炭化ケイ素、カーボン等から構成された環状部材であり、載置台3の上面周縁部及び側面部に設けられている。フォーカスリング31は、プラズマを均一にし、エッチングレートの面内均一性を担保する機能を有する。
The mounting table 3 is a component for mounting the substrate S on the upper surface thereof, and is installed on the bottom surface inside the processing container 20. The mounting table 3 is made of, for example, aluminum and has a function as a lower electrode that is an anode electrode. The mounting table 3 includes a focus ring 31, a lift pin 32, a lift mechanism 33, and a bellows 34.
The focus ring 31 is an annular member made of, for example, ceramic, silicon, silica, silicon carbide, carbon, or the like, and is provided on the upper peripheral edge portion and the side surface portion of the mounting table 3. The focus ring 31 has a function of making the plasma uniform and ensuring in-plane uniformity of the etching rate.

昇降ピン32は、昇降機構33に接続されており、載置台2の内部に少なくとも3本設けられている。昇降ピン32は、昇降機構33により載置台3上面に対して突没可能になっており、基板Sを載置台3に対して昇降する。基板Sは、昇降ピン32により持ち上げられた位置にある場合、図示しない搬送手段により載置及び離脱が行われる。
べローズ34は、部分的にひだを設けた筒状部材であり、処理容器20内の気密性を保持するために昇降ピン32を覆っている。
なお、載置台3は、内部に温度計並びに交換時期判定装置1により制御可能な加熱機構及び冷却機構を備えていてもよい。これにより、交換時期判定装置1は基板Sの温度を制御してもよい。
The lifting pins 32 are connected to the lifting mechanism 33, and at least three lifting pins 32 are provided inside the mounting table 2. The elevating pins 32 can project and retract with respect to the upper surface of the mounting table 3 by the elevating mechanism 33, and move the substrate S up and down with respect to the mounting table 3. When the substrate S is in a position lifted by the lift pins 32, the substrate S is placed and removed by a transport means (not shown).
The bellows 34 is a cylindrical member partially provided with pleats, and covers the elevating pins 32 in order to maintain the airtightness in the processing container 20.
The mounting table 3 may include a thermometer and a heating mechanism and a cooling mechanism that can be controlled by the replacement time determination device 1 inside. Thereby, the replacement time determination device 1 may control the temperature of the substrate S.

ガス供給機構4は、シャワーヘッド40、絶縁部材411、高周波電源部43、ガス供給路44、流量調節部45、第一ガス供給部46及び第二ガス供給部47を含む。
シャワーヘッド40は、平板状の上部電極ベース41及び平板状の上部電極42を含む。シャワーヘッド40の形状は、円盤状でもよいし、角板状でもよい。
上部電極ベース41は、絶縁部材411を介して処理容器20の天板に設けられており、処理容器20から電気的に浮いた状態となっている。上部電極ベース41には、プラズマ発生用の高周波電源部43が接続されている。高周波電源部43は接地されている。
The gas supply mechanism 4 includes a shower head 40, an insulating member 411, a high frequency power supply unit 43, a gas supply path 44, a flow rate adjustment unit 45, a first gas supply unit 46, and a second gas supply unit 47.
The shower head 40 includes a flat upper electrode base 41 and a flat upper electrode 42. The shape of the shower head 40 may be a disk shape or a square plate shape.
The upper electrode base 41 is provided on the top plate of the processing container 20 via the insulating member 411 and is in an electrically floating state from the processing container 20. The upper electrode base 41 is connected to a high-frequency power source 43 for generating plasma. The high frequency power supply unit 43 is grounded.

上部電極42は、例えば単結晶シリコン、アモルファスカーボン、テフロン(登録商標)板、石英板、アルミニウム等で構成されている。上部電極42は、上部電極ベース41と図示しないボルトで固定されており、上部電極ベース41の下側に配置されている。上部電極42は、上部電極ベース41と導通し、カソード電極としての機能を有する。交換時期判定装置1は、高周波電源部43を制御し、上部電極42に印加される電圧又は交流電流の周波数を調整する。   The upper electrode 42 is made of, for example, single crystal silicon, amorphous carbon, a Teflon (registered trademark) plate, a quartz plate, aluminum, or the like. The upper electrode 42 is fixed to the upper electrode base 41 with a bolt (not shown), and is disposed below the upper electrode base 41. The upper electrode 42 is electrically connected to the upper electrode base 41 and functions as a cathode electrode. The replacement time determination device 1 controls the high frequency power supply unit 43 to adjust the frequency of the voltage or alternating current applied to the upper electrode 42.

上部電極ベース41と上部電極42との間には、エッチングガスの拡散空間412が設けられている。載置台3の上面と対向する上部電極42には複数の通気孔421が形成されており、拡散空間412内のエッチングガスは、通気孔421を介して載置台3上方の処理空間に供給される。絶縁部材411には、温度計422が設けられている。温度計422は、例えば熱電対(K−タイプ熱電対、Ptセンサ等)であり、シャワーヘッド40に印加される高周波電圧の影響を避けるために、絶縁部材411に設けられている。交換時期判定装置1は、温度計422を介して上部電極42の温度を、外挿によりモニタリングすることができる。
上部電極42は、基板S上の薄膜に対するエッチング処理に伴い、ラジカル及びイオンによるエッチングを被るため、次第に消耗する部材である。
An etching gas diffusion space 412 is provided between the upper electrode base 41 and the upper electrode 42. A plurality of ventilation holes 421 are formed in the upper electrode 42 facing the upper surface of the mounting table 3, and the etching gas in the diffusion space 412 is supplied to the processing space above the mounting table 3 through the ventilation holes 421. . The insulating member 411 is provided with a thermometer 422. The thermometer 422 is, for example, a thermocouple (K-type thermocouple, Pt sensor, etc.), and is provided on the insulating member 411 in order to avoid the influence of a high-frequency voltage applied to the shower head 40. The replacement timing determination device 1 can monitor the temperature of the upper electrode 42 via the thermometer 422 by extrapolation.
The upper electrode 42 is a member that is gradually consumed due to etching by radicals and ions accompanying the etching process on the thin film on the substrate S.

なお、温度計422は、上部電極ベース41又は上部電極42に設けられてもよい。かかる場合、温度計422は絶縁性を有する保護管により覆われてもよい。
また、温度計422は、処理容器20内部又は外部に設けられた赤外線放射温度計又はレーザ温度計であってもよい。赤外線放射温度計又はレーザ温度計により上部電極42の温度を測定する場合、放射検出器又は導光部と上部電極42との間を占めるプラズマ、観察窓等が測定値に及ぼす影響を補正する。
更に、温度計422は、絶縁部材411、上部電極ベース41又は上部電極42に設けられるダイオード温度計、例えばシリコンダイオード温度計、GaAlAsダイオード温度計等であってもよい。
The thermometer 422 may be provided on the upper electrode base 41 or the upper electrode 42. In such a case, the thermometer 422 may be covered with a protective tube having an insulating property.
The thermometer 422 may be an infrared radiation thermometer or a laser thermometer provided inside or outside the processing container 20. When measuring the temperature of the upper electrode 42 with an infrared radiation thermometer or a laser thermometer, the influence of the plasma, observation window, etc. occupying between the radiation detector or the light guide unit and the upper electrode 42 on the measurement value is corrected.
Further, the thermometer 422 may be a diode thermometer provided on the insulating member 411, the upper electrode base 41 or the upper electrode 42, such as a silicon diode thermometer, a GaAlAs diode thermometer, or the like.

ガス供給路44の一端は、処理容器20の天板に設けられた開口部に接続されている。ガス供給路44の他端は、ガス供給路441及びガス供給路442の2本に分岐し、夫々流量調節部45を介して第一ガス供給部46及び第二ガス供給部47と接続されている。
第一ガス供給部46には、薄膜をエッチングするためのエッチングガスが貯蔵されている。エッチングガスは、ハロゲン元素を含むガスであり、薄膜を構成するエッチング対象材料に応じて選択される。エッチングガスは、例えばCF4 、CF6 であり、例えばHBr、Cl2 である。
第二ガス供給部47には、エッチングレート又は選択比を制御するための添加ガス(例えば、O2 又はH2 )が貯蔵されている。例えば、Siをエッチングする場合、O2 をCF4 に添加するとき、エッチングレートが飛躍的に向上することが知られている。
なお、ガス供給部の数は、個々のエッチング処理に応じて、増減されてよい。例えば、Arガスが第三のガス供給部として、ガス供給機構4に組み込まれてもよい。
One end of the gas supply path 44 is connected to an opening provided on the top plate of the processing container 20. The other end of the gas supply path 44 branches into two, a gas supply path 441 and a gas supply path 442, and is connected to the first gas supply section 46 and the second gas supply section 47 via the flow rate adjusting section 45, respectively. Yes.
The first gas supply unit 46 stores an etching gas for etching the thin film. The etching gas is a gas containing a halogen element, and is selected according to the material to be etched that forms the thin film. The etching gas is, for example, CF 4 or CF 6 , for example, HBr or Cl 2 .
The second gas supply unit 47 stores an additive gas (for example, O 2 or H 2 ) for controlling the etching rate or the selection ratio. For example, when etching Si, it is known that the etching rate is dramatically improved when O 2 is added to CF 4 .
Note that the number of gas supply units may be increased or decreased according to individual etching processes. For example, Ar gas may be incorporated in the gas supply mechanism 4 as a third gas supply unit.

流量調節部45は、上流から下流へ向かって直列に接続された開閉バルブ及びマスフローコントローラ(MFC:Mass Flow Controller)を2列含む。開閉バルブ及びマスフローコントローラの各列は、夫々第一ガス供給部46及びガス供給路441の間、並びに第二ガス供給路47及びガス供給路442の間に介設されている。流量調節部45は、交換時期判定装置1からの指示に基づいて、エッチングガス及び添加ガスの供給量を調節すると共に、エッチングガスと添加ガスとの混合比を調節する機能を有する。交換時期判定装置1は流量調節部45が制御するガスの混合比及びガス流量をモニタリングする。   The flow rate adjustment unit 45 includes two rows of open / close valves and mass flow controllers (MFCs) connected in series from upstream to downstream. Each row of the on-off valve and the mass flow controller is interposed between the first gas supply section 46 and the gas supply path 441 and between the second gas supply path 47 and the gas supply path 442, respectively. The flow rate adjusting unit 45 has a function of adjusting the supply amount of the etching gas and the additive gas and adjusting the mixing ratio of the etching gas and the additive gas based on an instruction from the replacement time determination device 1. The replacement time determination device 1 monitors the gas mixture ratio and the gas flow rate controlled by the flow rate adjusting unit 45.

圧力計5は、例えばダイヤフラム式圧力計、熱伝導率式圧力計、ピラニ真空計、電離真空計等である。圧力計5は、処理容器20内の圧力を検出し、検出した圧力を交換時期判定装置1に出力する。   The pressure gauge 5 is, for example, a diaphragm type pressure gauge, a thermal conductivity type pressure gauge, a Pirani vacuum gauge, an ionization vacuum gauge, or the like. The pressure gauge 5 detects the pressure in the processing container 20 and outputs the detected pressure to the replacement time determination device 1.

排気機構6は、排気路61、圧力制御器62及び排気装置63を含む。排気路61は、その一端が処理容器20の底面に形成された開口部に接続されている。排気路61の他端には、圧力制御器62を介して排気装置63が接続されている。排気装置63は、例えばターボ分子ポンプ、ドライポンプ、スパッタイオンポンプ等の真空ポンプであり、交換時期判定装置1により制御される。処理容器20内のガスは、排気装置63により、排気路61から図示しない外部の除害装置へ排気されるようになっている。   The exhaust mechanism 6 includes an exhaust path 61, a pressure controller 62, and an exhaust device 63. One end of the exhaust path 61 is connected to an opening formed on the bottom surface of the processing container 20. An exhaust device 63 is connected to the other end of the exhaust path 61 via a pressure controller 62. The exhaust device 63 is a vacuum pump such as a turbo molecular pump, a dry pump, or a sputter ion pump, and is controlled by the replacement time determination device 1. The gas in the processing container 20 is exhausted from the exhaust path 61 to an external detoxification device (not shown) by the exhaust device 63.

圧力制御器62は、例えば交換時期判定装置1により制御されるAPC(Auto Pressure Control)バルブである。交換時期判定装置1は、圧力計5から受け付けた処理容器20内の圧力に基づいて、APCバルブの開度を調節することにより、処理容器20内の圧力を調節する。   The pressure controller 62 is, for example, an APC (Auto Pressure Control) valve controlled by the replacement time determination device 1. The replacement timing determination device 1 adjusts the pressure in the processing container 20 by adjusting the opening of the APC valve based on the pressure in the processing container 20 received from the pressure gauge 5.

図2は、交換時期判定装置1のハードウェア群の一例を示すブロック図である。交換時期判定装置1は、CPU(Central Processing Unit)(積算手段、判定手段)11及びRAM(Random Access Memory)12を含む。また、CPU11は、ハードディスク(記録手段)13、ディスクドライブ14、通信部15、タイマ16、表示部17及び操作部18を含む。交換時期判定装置1の各構成部は、バス1bを介して接続されている。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a hardware group of the replacement time determination device 1. The replacement time determination device 1 includes a CPU (Central Processing Unit) (integration means, determination means) 11 and a RAM (Random Access Memory) 12. The CPU 11 includes a hard disk (recording unit) 13, a disk drive 14, a communication unit 15, a timer 16, a display unit 17, and an operation unit 18. Each component of the replacement time determination device 1 is connected via a bus 1b.

CPU11は、交換時期判定装置1の各構成部を制御する。CPU11は、ハードディスク13に記録されたプログラム1Pを読み込み、当該プログラム1Pを実行する。
RAM12は、CPU11による処理の過程で必要な作業変数、データ等を一時的に記録する。なお、RAM12は主記憶装置の一例であり、RAM12の代わりにフラッシュメモリ、メモリカード等が用いられてもよい。
The CPU 11 controls each component of the replacement time determination device 1. The CPU 11 reads the program 1P recorded on the hard disk 13 and executes the program 1P.
The RAM 12 temporarily records work variables, data, and the like necessary during the process of the CPU 11. The RAM 12 is an example of a main storage device, and a flash memory, a memory card, or the like may be used instead of the RAM 12.

ハードディスク13は、CPU11が実行するプログラム1Pを記録している。ハードディスク13は、交換時期判定装置1内部に取り付けられるものであっても、交換時期判定装置1外部に設置されるものであってもよい。なお、ハードディスク13は補助記憶装置の一例であり、大容量の情報の記録が可能なフラッシュメモリ、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disk)、BD(Blu-ray Disc、登録商標)等の光ディスク1aにより代替されてもよい。   The hard disk 13 records a program 1P executed by the CPU 11. The hard disk 13 may be installed inside the replacement time determination device 1 or may be installed outside the replacement time determination device 1. The hard disk 13 is an example of an auxiliary storage device such as a flash memory capable of recording a large amount of information, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disk), a BD (Blu-ray Disc, registered trademark), or the like. It may be replaced by the optical disc 1a.

ハードディスク13には、レシピ1D、プロファイルファイル1F及び判定テーブル1Tが記録されている。レシピ1Dには、エッチング処理の実施条件が記録されている。プロファイルファイル1Fは、エッチング処理を実施する場合の制御パラメータの時間プロファイルを記録するファイルである。判定テーブル1Tには、上部電極42の交換時期を判定するために参照されるエッチング処理の制御パラメータに関する積算値が記録されている。
なお、エッチング装置2が上部電極42の交換期間よりも長時間連続稼働される場合、プロファイルファイル1Fは、ハードディスク13に記録されていなくてもよい。
The hard disk 13 stores a recipe 1D, a profile file 1F, and a determination table 1T. In the recipe 1D, conditions for performing the etching process are recorded. The profile file 1F is a file that records a time profile of control parameters when performing an etching process. In the determination table 1T, an integrated value related to the control parameter of the etching process referred to for determining the replacement time of the upper electrode 42 is recorded.
When the etching apparatus 2 is continuously operated for a longer time than the replacement period of the upper electrode 42, the profile file 1F may not be recorded on the hard disk 13.

ディスクドライブ14は、外部の記録媒体である光ディスク1aから情報を読み込み、光ディスク1aに情報を記録する。
通信部15は、モデム又はLAN(Local Area Network)カード等であり、ネットワークNに接続されている。ネットワークNは、LAN、WAN(Wide Area Network)、インターネット、VPN(Virtual Private Network)、電話回線網等である。
The disk drive 14 reads information from the optical disk 1a which is an external recording medium, and records information on the optical disk 1a.
The communication unit 15 is a modem, a LAN (Local Area Network) card, or the like, and is connected to the network N. The network N is a LAN, a WAN (Wide Area Network), the Internet, a VPN (Virtual Private Network), a telephone line network, or the like.

タイマ16は、計時を信号としてCPU11に送信する。
表示部17は、例えば液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ等の画面を有し、CPU11からの指示に従って、プログラム1Pに係る様々な画面を表示する。なお、表示部17は、音声を出力するスピーカを内蔵していてもよい。
The timer 16 transmits the time count as a signal to the CPU 11.
The display part 17 has screens, such as a liquid crystal display and an organic EL (Electro-Luminescence) display, for example, and displays the various screens concerning the program 1P according to the instruction | indication from CPU11. The display unit 17 may include a speaker that outputs sound.

操作部18は、ユーザが各種の入力を行うキーボード、マウス、タッチパネル等の入力デバイスを含む。操作部18は、ユーザによる操作に基づいて入力信号を生成する。生成された入力信号は、バス1bを介してCPU11に送信される。   The operation unit 18 includes input devices such as a keyboard, a mouse, and a touch panel on which a user performs various inputs. The operation unit 18 generates an input signal based on an operation by the user. The generated input signal is transmitted to the CPU 11 via the bus 1b.

次に、交換時期判定装置1及びエッチング装置2の動作について説明する。
エッチング装置2のゲートバルブ23を開き、図示しない搬送手段により基板Sを載置台3上方の所定位置まで搬送する。昇降ピン32を上昇させ、基板Sを搬送手段から昇降ピン32の先端に受け渡す。搬送手段を処理容器20の外部に退出させる。昇降ピン32を下降させて、基板Sを載置台3に載置する。ゲートバルブ23を閉じる。
Next, operations of the replacement time determination device 1 and the etching device 2 will be described.
The gate valve 23 of the etching apparatus 2 is opened, and the substrate S is transported to a predetermined position above the mounting table 3 by transport means (not shown). The raising / lowering pin 32 is raised, and the board | substrate S is delivered to the front-end | tip of the raising / lowering pin 32 from a conveyance means. The conveying means is moved out of the processing container 20. The lift pins 32 are lowered to place the substrate S on the placement table 3. The gate valve 23 is closed.

排気装置63を稼働し、圧力調整器62により処理容器20内をレシピ1Dに設定された圧力に調整する。この圧力制御の開始と共に、CPU11は圧力計5からの圧力値を、タイマ16の計時に従い所定時間間隔でRAM12に記録する。
流量調節部45は、第一ガス供給部46及び第二ガス供給部47から夫々エッチングガス及び添加ガスを処理容器20に供給する。ここで、CPU11は、レシピ1Dに設定されたガスの種類、ガス流量及びガスの混合比を、タイマ16の計時に従い所定時間間隔でRAM12に記録する。
The exhaust device 63 is operated, and the inside of the processing container 20 is adjusted to the pressure set in the recipe 1D by the pressure regulator 62. With the start of this pressure control, the CPU 11 records the pressure value from the pressure gauge 5 in the RAM 12 at predetermined time intervals according to the time of the timer 16.
The flow rate adjusting unit 45 supplies the etching gas and the additive gas to the processing container 20 from the first gas supply unit 46 and the second gas supply unit 47, respectively. Here, the CPU 11 records the gas type, gas flow rate, and gas mixture ratio set in the recipe 1D in the RAM 12 at predetermined time intervals according to the time of the timer 16.

エッチングガス及び添加ガスは、ガス供給路44及び拡散空間412内で十分に混合され、通気孔421を介して処理容器20内部の処理空間に吐出される。その際、高周波電源部43から上部電極42に高周波電力が供給される。基板S上方側の処理空間にプラズマが形成され、基板S上の薄膜に対してエッチング処理が施される。ここで、CPU11は、レシピ1Dに設定された高周波電力を、タイマ16の計時に従い所定時間間隔でRAM12に記録する。また、CPU11は、温度計422が検出した上部電極42の温度を、タイマ16の計時に従い所定時間間隔でRAM12に記録する。   The etching gas and the additive gas are sufficiently mixed in the gas supply path 44 and the diffusion space 412, and discharged to the processing space inside the processing container 20 through the vent hole 421. At this time, high frequency power is supplied from the high frequency power supply unit 43 to the upper electrode 42. Plasma is formed in the processing space above the substrate S, and the thin film on the substrate S is etched. Here, the CPU 11 records the high-frequency power set in the recipe 1D in the RAM 12 at predetermined time intervals according to the time of the timer 16. Further, the CPU 11 records the temperature of the upper electrode 42 detected by the thermometer 422 in the RAM 12 at a predetermined time interval according to the time of the timer 16.

プラズマ化したガスは、基板S上の薄膜表面を伝わりながら周縁部側へ流れ、排気路61から処理容器20の外へ排気される。レシピ1Dに基づくエッチング処理が終了した場合、上部電極42への高周波電力の供給は停止される。処理容器20内の圧力は元の状態に戻される。搬送手段は、基板Sの搬入時と逆の順序で基板Sを載置台3から処理容器20の外部へ搬出し、一連のエッチング処理が終了する。
CPU11は、圧力、ガスの種類、ガス流量、ガスの混合比、高周波電力及び温度に関するRAM12への記録を停止し、RAM12に記録したこれらのエッチング処理の制御パラメータの時間プロファイルをハードディスク13に記録する。
The gas converted into plasma flows along the thin film surface on the substrate S to the peripheral side, and is exhausted from the exhaust path 61 to the outside of the processing container 20. When the etching process based on the recipe 1D is completed, the supply of high-frequency power to the upper electrode 42 is stopped. The pressure in the processing container 20 is returned to the original state. The transfer means carries the substrate S from the mounting table 3 to the outside of the processing container 20 in the reverse order to the loading of the substrate S, and the series of etching processes is completed.
The CPU 11 stops recording in the RAM 12 regarding the pressure, gas type, gas flow rate, gas mixture ratio, high frequency power and temperature, and records the time profile of the control parameters of these etching processes recorded in the RAM 12 in the hard disk 13. .

次の基板Sが処理容器20に搬入され、エッチング処理が再び実施される。次々と実施されるエッチング処理は、同じ条件で繰り返されることもあれば、毎回異なる条件で繰り返されることもある。このエッチング条件は、デバイスの生産計画に基づくものであり、個々の工場、個々のエッチング装置2毎に、異なる場合がある。
CPU11は、上述と同様に、エッチング処理毎に制御パラメータの時間プロファイルをハードディスク13のプロファイルファイル1Fに追加記録する。こうして、ハードディスク13には、エッチング装置20の稼働開始から制御パラメータの時間プロファイルが蓄積されていく。
The next substrate S is carried into the processing container 20 and the etching process is performed again. The etching process performed one after another may be repeated under the same conditions, or may be repeated under different conditions each time. This etching condition is based on a device production plan and may be different for each factory and each etching apparatus 2.
As described above, the CPU 11 additionally records the time profile of the control parameter in the profile file 1F of the hard disk 13 for each etching process. Thus, the time profile of the control parameter is accumulated in the hard disk 13 from the start of the operation of the etching apparatus 20.

図3は、高周波電力プロファイルの一例を概略的に示した説明図である。図3の横軸は時間を示し、縦軸は上部電極42に供給された高周波電力を示す。上部電極42に供給される高周波電力の時間プロファイルは、エッチング処理毎に異なり、図3のグラフ上では異なる形状及び大きさを示す。   FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing an example of a high-frequency power profile. The horizontal axis in FIG. 3 represents time, and the vertical axis represents high-frequency power supplied to the upper electrode 42. The time profile of the high frequency power supplied to the upper electrode 42 is different for each etching process, and shows a different shape and size on the graph of FIG.

図4は、圧力プロファイルの一例を概略的に示した説明図である。図4の横軸は時間を示し、縦軸は処理容器20内の圧力(真空度)を示す。処理容器20内の圧力は、エッチング処理毎に異なり、図4のグラフ上では異なる形状及び大きさを示す。   FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing an example of a pressure profile. The horizontal axis in FIG. 4 indicates time, and the vertical axis indicates the pressure (degree of vacuum) in the processing container 20. The pressure in the processing container 20 is different for each etching process, and shows different shapes and sizes on the graph of FIG.

基板S上の薄膜をエッチングする場合の制御パラメータがいくつか知られている。その制御パラメータの中には、上部電極42のエッチングレートにも対応するパラメータがある。上部電極42のエッチングレートに対応するパラメータは、例えば上部電極42に供給される高周波電力、処理容器20内の圧力(ガス圧)及びガスの組成(混合比)を含む。   Several control parameters for etching a thin film on the substrate S are known. Among the control parameters, there is a parameter corresponding to the etching rate of the upper electrode 42. The parameters corresponding to the etching rate of the upper electrode 42 include, for example, high-frequency power supplied to the upper electrode 42, pressure (gas pressure) in the processing container 20, and gas composition (mixing ratio).

エッチングレートに関係する電子密度とイオン密度とは、高周波電力にほぼ比例して増加する。ラジカルの発生率は電子密度に比例するため、ラジカル密度も高周波電力に比例して増加する。そうすると、上部電極42の消耗は、高周波電力の時間積分値に比例すると考えられる。ただし、気相中で発生する種々の二次反応のために、ラジカル密度が増加しない場合もある。   The electron density and ion density related to the etching rate increase almost in proportion to the high frequency power. Since the radical generation rate is proportional to the electron density, the radical density also increases in proportion to the high frequency power. Then, it is considered that the consumption of the upper electrode 42 is proportional to the time integral value of the high frequency power. However, the radical density may not increase due to various secondary reactions occurring in the gas phase.

高周波電力が一定である場合に、圧力を増加させたとき、プラズマ密度は増大する傾向がある。しかし、圧力を上げ過ぎた場合、プラズマ密度は低下する。また、圧力を下げ過ぎた場合もプラズマ密度は低下する。
圧力が高すぎる場合、シース内でのイオン−分子衝突が起こり、イオンのエネルギーが減少してしまうため、エッチングレートが減少する。一方、Siをエッチングする場合、化学反応が主であるため、エッチングレートはラジカル濃度に大きく依存し、圧力が高いほど増大する。
圧力は、等方性エッチングと異方性エッチングとで異なる値が設定されることが普通であり、被加工材料の違いによっても異なる値が設定される。
When the high frequency power is constant, the plasma density tends to increase when the pressure is increased. However, if the pressure is increased too much, the plasma density will decrease. Moreover, when the pressure is lowered too much, the plasma density is lowered.
When the pressure is too high, ion-molecule collision occurs in the sheath, and the ion energy is reduced, so that the etching rate is reduced. On the other hand, when etching Si, since the chemical reaction is the main, the etching rate greatly depends on the radical concentration, and increases as the pressure increases.
The pressure is usually set to a different value between isotropic etching and anisotropic etching, and a different value is also set depending on the material to be processed.

エッチングガスには、エッチング対象材料と反応して揮発性の高い生成物が生じるようにするため、ハロゲン元素を含むガスが使用されることが多い。具体的なエッチングガスの選択は、等方性エッチングと異方性エッチングとの違い、エッチング対象材料の違い等を考慮して行われる。エッチングガスの組成(種類及び混合比)が異なる場合、上部電極42の消耗に対する影響も異なる。   As the etching gas, a gas containing a halogen element is often used in order to generate a highly volatile product by reacting with the material to be etched. A specific etching gas is selected in consideration of a difference between isotropic etching and anisotropic etching, a difference in materials to be etched, and the like. When the composition (type and mixing ratio) of the etching gas is different, the influence on the consumption of the upper electrode 42 is also different.

エッチングは時間経過とともに進行するので、エッチング処理の制御パラメータの値をエッチング処理に要するサイクル時間で積分した積算値は、上部電極42の消耗の程度と相関する。ここでの積分値は、例えば、図3、図4のグラフが示す、エッチング処理時間における面積和である。なお、図4において、エッチング処理時間(減圧されている時間)ではない面積和は積分値から除外される。   Since the etching proceeds with time, the integrated value obtained by integrating the value of the control parameter of the etching process with the cycle time required for the etching process correlates with the degree of consumption of the upper electrode 42. The integrated value here is, for example, the sum of areas in the etching processing time indicated by the graphs of FIGS. In FIG. 4, the area sum that is not the etching processing time (the time during which pressure is reduced) is excluded from the integrated value.

図5は、判定テーブル1Tのレコードレイアウトの一例を示した説明図である。判定テーブルは、ID、ガス組成、電力量(電力積算値)及び圧力積算値の各列を含む。IDは、判定テーブル1Tのレコードを識別する識別記号である。ガス組成は、エッチングガスの種類及びその混合比である。電力量は、上部電極42に供給された高周波電力の時間積分値であり、単位はWsである。すなわち、電力量は電気エネルギーである。圧力積算値は、圧力の時間積分値であり、単位はPa・sである。   FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a record layout of the determination table 1T. The determination table includes columns of ID, gas composition, electric energy (power integrated value), and pressure integrated value. The ID is an identification symbol that identifies a record of the determination table 1T. The gas composition is the kind of etching gas and its mixing ratio. The electric energy is a time integral value of the high-frequency power supplied to the upper electrode 42, and its unit is Ws. That is, the amount of power is electrical energy. The pressure integrated value is a time integrated value of pressure, and its unit is Pa · s.

図5の判定テーブル1Tは、予めエッチング処理の制御パラメータを変動させて上部電極42及び基板S上の薄膜に対してエッチングを実施し、エッチング後の薄膜の評価により、作成される。薄膜の評価方法は、特に限定されず、触針段差計、エリプソメトリ、FTIR(Fourier Transform Infrared Spectroscopy)、ラマン散乱等が利用されてよい。薄膜の評価結果に基づいて、上部電極42の消耗度も評価される。
例えばID=0001のレコードは、ガス組成がCF4 (70%)+C3 8 (30%)である場合、電力量が値1Wsであるとき、上部電極42の交換時期であることを示している。例えば、ID=0005のレコードは、ガス組成がCF4 (70%)+C3 8 (30%)である場合、電力量が値5Wsかつ圧力積算値が値6Pa・sであるとき、上部電極42の交換時期であることを示している。
The determination table 1T of FIG. 5 is created by performing etching on the upper electrode 42 and the thin film on the substrate S in advance by changing the control parameters of the etching process and evaluating the thin film after etching. The method for evaluating the thin film is not particularly limited, and a stylus profilometer, ellipsometry, FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), Raman scattering, or the like may be used. Based on the evaluation result of the thin film, the degree of wear of the upper electrode 42 is also evaluated.
For example, the record with ID = 0001 indicates that when the gas composition is CF 4 (70%) + C 3 F 8 (30%) and the electric energy is 1 Ws, it is time to replace the upper electrode 42. Yes. For example, in the record with ID = 0005, when the gas composition is CF 4 (70%) + C 3 F 8 (30%), when the electric energy is 5 Ws and the integrated pressure value is 6 Pa · s, the upper electrode 42 indicates that it is time for replacement.

なお、図5の判定テーブル1Tは、上部電極42の消耗の度合いから作成されてもよい。上部電極42の消耗の度合いは、目視又は計器により上部電極42の薄化、反り又は歪を測定することにより、設定される。他方、エッチング処理の制御パラメータの時間積分値を別途算出し、上部電極42の交換を必要とする消耗度に対応する電力量又は圧力積算値をガス組成別に判定テーブル1Tに記録しておく。   Note that the determination table 1T of FIG. 5 may be created based on the degree of wear of the upper electrode 42. The degree of wear of the upper electrode 42 is set by measuring the thinning, warping or distortion of the upper electrode 42 with the naked eye or by a meter. On the other hand, the time integral value of the control parameter of the etching process is separately calculated, and the electric energy or the pressure integrated value corresponding to the degree of consumption that requires replacement of the upper electrode 42 is recorded in the determination table 1T for each gas composition.

CPU11は、1枚の基板S上の薄膜に対するエッチング処理が終了した段階で、モニタリングしていた制御パラメータの時間プロファイルをハードディスク13に記録されたプロファイルファイル1Fに追加する。CPU11は、プロファイルファイル1Fに記録された各制御パラメータを時間で積分し、判定テーブル1Tを参照することにより、上部電極42の交換時期を判定する。その際、1つの制御パラメータに基づいて上部電極42の交換時期を判定してもよいし、組み合わせた複数の制御パラメータに基づいて上部電極42の交換時期を判定してもよいことは勿論である。   The CPU 11 adds the time profile of the monitored control parameter to the profile file 1F recorded on the hard disk 13 when the etching process on the thin film on one substrate S is completed. The CPU 11 integrates each control parameter recorded in the profile file 1F with time, and refers to the determination table 1T to determine the replacement time of the upper electrode 42. At that time, the replacement time of the upper electrode 42 may be determined based on one control parameter, or the replacement time of the upper electrode 42 may be determined based on a plurality of combined control parameters. .

図6は、上部電極42の交換時期判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。CPU11は、エッチング装置2によるエッチング処理が終了したか否か判定する(ステップS101)。CPU11は、エッチング装置2によるエッチング処理が終了していないと判定した場合(ステップS101:NO)、処理をステップS101に戻す。   FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the procedure of the replacement timing determination process for the upper electrode 42. CPU11 determines whether the etching process by the etching apparatus 2 was complete | finished (step S101). If the CPU 11 determines that the etching process by the etching apparatus 2 has not been completed (step S101: NO), the process returns to step S101.

CPU11は、エッチング装置2によるエッチング処理が終了したと判定した場合(ステップS101:YES)、直近のエッチング処理に係る制御パラメータの時間プロファイルをプロファイルファイル1Fに追加する(ステップS102)。CPU11は、プロファイルファイル1Fをハードディスク13からRAM12に読み出す(ステップS103)。CPU11は、プロファイルファイル1Fに基づき、ガス組成別に高周波電力及び圧力、あるいは高周波電力又は圧力について時間積分を実施する(ステップS104)。ステップS104において、CPU11はガス組成別に電力量及び圧力積算値、あるいは電力量又は圧力積算値を取得する。   When the CPU 11 determines that the etching process by the etching apparatus 2 has been completed (step S101: YES), the CPU 11 adds the time profile of the control parameter related to the latest etching process to the profile file 1F (step S102). The CPU 11 reads the profile file 1F from the hard disk 13 to the RAM 12 (step S103). Based on the profile file 1F, the CPU 11 performs time integration on the high-frequency power and pressure or the high-frequency power or pressure for each gas composition (step S104). In step S <b> 104, the CPU 11 acquires the electric energy and pressure integrated value, or the electric energy or pressure integrated value for each gas composition.

CPU11は、取得したガス組成別の電力量、圧力積算値のレコードを判定テーブル1Tから検索する(ステップS105)。ここでCPU11は、電力量のみを検索する場合、例えば図5のID=0001、0002等のレコードを利用する。CPU11は、電力量及び圧力積算値を検索する場合、例えば図5のID=0005、0006等のレコードを利用する。   The CPU 11 searches the determination table 1T for a record of the acquired power amount and pressure integrated value for each gas composition (step S105). Here, the CPU 11 uses records such as ID = 0001 and 0002 in FIG. When the CPU 11 searches for the electric energy and the pressure integrated value, for example, a record such as ID = 0005, 0006 in FIG. 5 is used.

CPU11は、検索に成功したか否か判定する(ステップS106)。CPU11は、検索に成功しなかったと判定した場合(ステップS106:NO)、処理を終了する。CPU11は、検索に成功したと判定した場合(ステップS106:YES)、上部電極42の交換を促す通知を表示部17に表示し(ステップS107)、処理を終了する。   The CPU 11 determines whether the search is successful (step S106). CPU11 complete | finishes a process, when it determines with the search not having succeeded (step S106: NO). If the CPU 11 determines that the search is successful (step S106: YES), the CPU 11 displays a notification for urging the replacement of the upper electrode 42 on the display unit 17 (step S107), and ends the process.

なお、エッチング装置2が上部電極42の交換期間よりも長時間連続稼働される場合、ステップS102及びステップS103はなくてもよい。かかる場合、CPU11は、エッチング装置2によるエッチング処理が終了したと判定した場合(ステップS101:YES)、RAM12に記憶しておいた制御パラメータの時間プロファイルに基づいて、ステップS104を実行する。
あるいは、エッチング装置2が上部電極42の交換期間よりも長時間連続稼働される場合、ステップS102、ステップS103及びステップS104はなくてもよい。かかる場合、CPU11は制御パラメータの時間プロファイルをRAM12に記録しない。CPU11は、タイマ16が計時する所定時間毎に制御パラメータの積算処理を繰り返す。CPU11は、エッチング装置2によるエッチング処理が終了したと判定した場合(ステップS101:YES)、逐次積算した制御パラメータの積算値に基づいて、ステップS105を実行する。
Note that when the etching apparatus 2 is continuously operated for a longer time than the replacement period of the upper electrode 42, Step S102 and Step S103 are not necessary. In such a case, when the CPU 11 determines that the etching process by the etching apparatus 2 has ended (step S101: YES), the CPU 11 executes step S104 based on the time profile of the control parameter stored in the RAM 12.
Alternatively, when the etching apparatus 2 is continuously operated for a longer time than the replacement period of the upper electrode 42, Step S102, Step S103, and Step S104 may not be performed. In such a case, the CPU 11 does not record the time profile of the control parameter in the RAM 12. The CPU 11 repeats the control parameter integration process every predetermined time counted by the timer 16. When the CPU 11 determines that the etching process by the etching apparatus 2 has been completed (step S101: YES), the CPU 11 executes step S105 based on the integrated values of the control parameters that are sequentially integrated.

CPU11は、ステップS106において、取得した電力量、圧力積算値が判定テーブル1Tに記録された電力量、圧力積算値から所定の範囲内あるか否かを判定してもよい。例えば、CPU11は、取得した電力量が判定テーブルの電力量の95%以上、105%以下の範囲内にある場合、検索に成功したと判定し、取得した電力量が判定テーブル1Tの電力量の95%より小さく105%より大きい場合、検索に成功しなかったと判定してもよい。
ステップS107において、CPU11は、表示部17に内蔵されたスピーカから上部電極42の交換を促す音声を出力してもよい。
In step S106, the CPU 11 may determine whether or not the acquired power amount and pressure integrated value are within a predetermined range from the power amount and pressure integrated value recorded in the determination table 1T. For example, when the acquired power amount is within a range of 95% or more and 105% or less of the power amount of the determination table, the CPU 11 determines that the search is successful, and the acquired power amount is the power amount of the determination table 1T. If it is smaller than 95% and larger than 105%, it may be determined that the search is not successful.
In step S <b> 107, the CPU 11 may output a sound prompting replacement of the upper electrode 42 from a speaker built in the display unit 17.

判定テーブル1Tに記録された電力量又は圧力積算値は、時間積分値と比較される閾値として利用されてもよい。例えば、CPU11は、ステップS105において、判定テーブル1Tから電力量、圧力積算値を読み出し、読み出した電力量、圧力積算値を閾値として設定する。次に、CPU11は、ステップS106において、高周波電力又は圧力に関する時間積分値を判定テーブル1Tから取得した閾値と比較することにより、上部電極42を交換するか否かを判定する。CPU11は、上部電極42を交換すると判定した場合、ステップS107に処理を進め、上部電極42を交換しないと判定した場合、処理を終了する。なお、CPU11が上部電極42を交換すると判定する場合は、時間積分値が閾値より大きいときもあるし、小さいときもある。上部電極42の交換基準は、エッチング処理の制御パラメータ毎に、又はエッチング処理の制御パラメータの組み合わせ毎に予めプログラム1に設定しておく。   The electric energy or the pressure integrated value recorded in the determination table 1T may be used as a threshold to be compared with the time integrated value. For example, in step S105, the CPU 11 reads the electric energy and the pressure integrated value from the determination table 1T, and sets the read electric energy and pressure integrated value as a threshold value. Next, in step S <b> 106, the CPU 11 determines whether or not to replace the upper electrode 42 by comparing the time integral value related to the high-frequency power or pressure with the threshold value acquired from the determination table 1 </ b> T. If the CPU 11 determines to replace the upper electrode 42, the process proceeds to step S107. If the CPU 11 determines not to replace the upper electrode 42, the process ends. When the CPU 11 determines to replace the upper electrode 42, the time integral value may be larger or smaller than the threshold value. The replacement standard for the upper electrode 42 is set in advance in the program 1 for each control parameter of the etching process or for each combination of the control parameters of the etching process.

交換時期判定装置1によれば、エッチング装置2の電極を交換する時期を判定することができる。
従来、エッチング装置2の電極は、基板Sの処理枚数、処理回数、処理累積時間等から消耗度合いを判定し、交換されている。しかし、エッチングの条件は、エッチング処理毎にレシピ1Dに従い、変更されることが普通であり、基板Sの処理枚数、処理回数、処理累積時間等に係る標準限界値を超えた場合であっても、上部電極42はまだ利用可能である場合がある。また、標準限界値を超えていない場合であっても、上部電極42は交換すべき程度に消耗していることがある。
交換時期判定装置1は、エッチング処理の制御パラメータについて時間プロファイルの積算値を求める。交換時期判定装置1は、予め交換を要する消耗度に対応した積算値が記録された判定テーブル1Tを参照し、求めた積算値から上部電極42を交換すべきか否かを判定する。交換時期判定装置1は、エッチング装置2の利用環境に依存した制御パラメータの時間プロファイルに基づいて上部電極42の交換時期を判定することにより、コスト削減及び歩留り向上を図ることができる。
According to the replacement time determination device 1, it is possible to determine the time to replace the electrode of the etching device 2.
Conventionally, the electrodes of the etching apparatus 2 are replaced after the degree of wear is determined from the number of processed substrates S, the number of processing times, the accumulated processing time, and the like. However, the etching conditions are usually changed in accordance with the recipe 1D for each etching process, and even when the standard limit value relating to the number of processed substrates S, the number of processes, the accumulated processing time, etc. is exceeded. The upper electrode 42 may still be available. Even if the standard limit value is not exceeded, the upper electrode 42 may be consumed to the extent that it should be replaced.
The replacement time determination device 1 obtains the integrated value of the time profile for the control parameter of the etching process. The replacement time determination device 1 refers to the determination table 1T in which an integrated value corresponding to the degree of wear that requires replacement is recorded in advance, and determines whether or not the upper electrode 42 should be replaced from the calculated integrated value. The replacement time determination device 1 can reduce the cost and improve the yield by determining the replacement time of the upper electrode 42 based on the time profile of the control parameter depending on the usage environment of the etching device 2.

ガス流量を上部電極42の交換時期判定のパラメータに追加してもよい。エッチングガスのガス流量が多いほど、エッチングレートは増大する。しかし、エッチングガスが多すぎる場合、圧力の増大、プラズマ密度の低下、ひいてはエッチングレートの低下を引き起こすものと考えられる。そこで、CPU11は、エッチング処理が終了した時点で、ガス流量の時間プロファイルをプロファイルファイル1Fに記録する。CPU11は、ガス流量を時間積分した積算値を算出する。判定テーブル1Tには、予め上部電極42の交換時期と対応するガス流量の積算値をガス組成別に記録しておく。更に、電力量又は圧力積算値と組み合わせたガス流量の積算値も判定テーブル1Tに記録しておく。交換時期判定装置1は、判定テーブル1Tを参照し、求めたガス流量の積算値又は他の制御パラメータとガス流量とに関する積算値から上部電極42を交換すべきか否かを判定する。   The gas flow rate may be added to the parameter for determining the replacement time of the upper electrode 42. The etching rate increases as the gas flow rate of the etching gas increases. However, if the etching gas is too much, it is considered that the pressure increases, the plasma density decreases, and consequently the etching rate decreases. Therefore, the CPU 11 records the time profile of the gas flow rate in the profile file 1F when the etching process is completed. The CPU 11 calculates an integrated value obtained by integrating the gas flow rate over time. In the determination table 1T, the integrated value of the gas flow rate corresponding to the replacement timing of the upper electrode 42 is recorded in advance for each gas composition. Further, the integrated value of the gas flow rate combined with the electric energy or the integrated pressure value is also recorded in the determination table 1T. The replacement time determination device 1 refers to the determination table 1T and determines whether or not the upper electrode 42 should be replaced from the calculated integrated value of the gas flow rate or the integrated value related to other control parameters and the gas flow rate.

上部電極42の温度を上部電極42の交換時期判定のパラメータに追加してもよい。例えば、温度が高いほどラジカルと上部電極42の材料物質との反応速度は速くなる。そこで、CPU11は、エッチング処理が終了した時点で、温度計422が検出した上部電極42の温度の時間プロファイルをプロファイルファイル1Fに記録する。CPU11は、温度を時間積分した積算値を算出する。判定テーブル1Tには、予め上部電極42の交換時期と対応する温度の積算値をガス組成別に記録しておく。更に、電力量又は圧力積算値と組み合わせた温度の積算値も判定テーブル1Tに記録しておく。交換時期判定装置1は、判定テーブル1Tを参照し、求めた温度の積算値又は他の制御パラメータと温度とに関する積算値から上部電極42を交換すべきか否かを判定する。   The temperature of the upper electrode 42 may be added to the parameter for determining the replacement time of the upper electrode 42. For example, the higher the temperature, the faster the reaction rate between the radical and the material substance of the upper electrode 42. Therefore, the CPU 11 records the time profile of the temperature of the upper electrode 42 detected by the thermometer 422 in the profile file 1F when the etching process is completed. The CPU 11 calculates an integrated value obtained by integrating the temperature over time. In the determination table 1T, the integrated value of the temperature corresponding to the replacement timing of the upper electrode 42 is recorded in advance for each gas composition. Furthermore, the integrated value of the temperature combined with the electric energy or the integrated pressure value is also recorded in the determination table 1T. The replacement time determination device 1 refers to the determination table 1T and determines whether or not the upper electrode 42 should be replaced from the calculated integrated value of temperature or an integrated value related to other control parameters and temperature.

なお、エッチング装置2は、基板Sを1枚ずつ処理する枚葉式に限らず、基板Sを一度に複数枚処理するバッチ式でもよい。
エッチング装置2の電極構造は、上部電極42と下部電極が水平に配置され、基板Sが下部電極に載置されるデポダウン(face down deposition)であった。しかし、エッチング装置2の電極構造は、上部電極42と下部電極が水平に配置され、基板Sが上部電極42に設置されるデポアップ(face up deposition)であってもよい。デポアップの場合、基板Sの下面に形成された薄膜に対してエッチングが行われる。デポアップの場合、交換時期を判定する判定対象の電極は、下部電極である。すなわち、交換時期を判定する判定対象の電極は上部の電極に限らず、下部の電極であってもよい。
エッチング装置2の電極構造は、IVE(Interdigital Vertidal Electrodes)であってもよい。IVEは、複数の電極を櫛歯状に鉛直に立てた構造を有する。IVEの場合、交換時期を判定する判定対象の電極は、側方の電極である。すなわち、交換時期を判定する判定対象の電極は上部又は下部の電極に限らず、側方の電極であってもよい。
The etching apparatus 2 is not limited to a single wafer type that processes the substrates S one by one, but may be a batch type that processes a plurality of substrates S at a time.
The electrode structure of the etching apparatus 2 is a face down deposition in which the upper electrode 42 and the lower electrode are horizontally arranged and the substrate S is placed on the lower electrode. However, the electrode structure of the etching apparatus 2 may be a deposit up (face up deposition) in which the upper electrode 42 and the lower electrode are horizontally arranged and the substrate S is installed on the upper electrode 42. In the case of deposition up, the thin film formed on the lower surface of the substrate S is etched. In the case of deposition up, the electrode to be determined for determining the replacement time is the lower electrode. That is, the determination target electrode for determining the replacement time is not limited to the upper electrode, and may be the lower electrode.
The electrode structure of the etching apparatus 2 may be IVE (Interdigital Vertidal Electrodes). The IVE has a structure in which a plurality of electrodes are vertically arranged in a comb shape. In the case of IVE, the electrode to be determined for determining the replacement time is a side electrode. That is, the electrode to be determined for determining the replacement time is not limited to the upper or lower electrode, and may be a side electrode.

実施の形態2
実施の形態2は、エッチング処理に関するガス組成の変化を考慮し、上部電極42の交換時期を判定する形態に関する。
エッチング装置2により行われるエッチング処理のガス組成は、エッチング処理毎に異なる場合がある。かかる場合、ガス組成の違いにより上部電極42の材料物質に対する反応性が異なるため、上部電極42の消耗の程度は変化する。そこで、エッチング処理毎に制御パラメータが上部電極42の消耗に寄与する寄与度を設定する。例えば、あるガス組成でのエッチング処理における制御パラメータの上部電極42消耗に対する寄与度は0.3であり、別のガス組成でのエッチング処理における制御パラメータの上部電極42消耗に対する寄与度は0.1といった具合である。交換時期判定装置1は、全エッチング処理の寄与度を加算し、加算した寄与度に基づいて、上部電極42の交換時期を判定する。
Embodiment 2
The second embodiment relates to a mode in which the replacement timing of the upper electrode 42 is determined in consideration of the change in the gas composition related to the etching process.
The gas composition of the etching process performed by the etching apparatus 2 may differ for every etching process. In such a case, since the reactivity of the upper electrode 42 with respect to the material substance varies depending on the difference in gas composition, the degree of consumption of the upper electrode 42 changes. Therefore, the degree of contribution that the control parameter contributes to the consumption of the upper electrode 42 is set for each etching process. For example, the contribution of the control parameter to the consumption of the upper electrode 42 in the etching process with a certain gas composition is 0.3, and the contribution of the control parameter to the consumption of the upper electrode 42 in the etching process with another gas composition is 0.1. And so on. The replacement time determination device 1 adds the contributions of all etching processes, and determines the replacement time of the upper electrode 42 based on the added contributions.

CPU11は、1枚の基板S上の薄膜に対するエッチング処理が終了した段階で、モニタリングしていた制御パラメータの時間プロファイルをハードディスク13に記録されたプロファイルファイル1Fに追加する。CPU11は、プロファイルファイル1Fに記録された各制御パラメータをエッチングの処理時間で積分し、判定テーブル1Tを参照して、各制御パラメータ毎に上部電極42の交換時期を判定するための寄与度を算出する。CPU11は求めた寄与度を加算し、上部電極42の交換時期を判定する。   The CPU 11 adds the time profile of the monitored control parameter to the profile file 1F recorded on the hard disk 13 when the etching process on the thin film on one substrate S is completed. The CPU 11 integrates each control parameter recorded in the profile file 1F with the etching processing time, and calculates a contribution for determining the replacement timing of the upper electrode 42 for each control parameter with reference to the determination table 1T. To do. The CPU 11 adds the calculated contributions and determines the replacement time of the upper electrode 42.

図7は、上部電極42の交換時期判定処理の手順の一例を示すフローチャートである。以下の処理では、プロファイルファイル1Fに高周波電力及び圧力の時間プロファイルが記録されているものとする。
CPU11は、エッチング装置2によるエッチング処理が終了したか否か判定する(ステップS201)。CPU11は、エッチング装置2によるエッチング処理が終了していないと判定した場合(ステップS201:NO)、処理をステップS201に戻す。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the procedure of the replacement timing determination process for the upper electrode 42. In the following processing, it is assumed that time profiles of high frequency power and pressure are recorded in the profile file 1F.
CPU11 determines whether the etching process by the etching apparatus 2 was complete | finished (step S201). If the CPU 11 determines that the etching process by the etching apparatus 2 has not been completed (step S201: NO), the process returns to step S201.

CPU11は、エッチング装置2によるエッチング処理が終了したと判定した場合(ステップS201:YES)、プロファイルファイル1Fに直近のエッチング処理に係る制御パラメータの時間プロファイルをプロファイルファイル1Fに追加する(ステップS202)。CPU11は、プロファイルファイル1Fをハードディスク13からRAM12に読み出す(ステップS203)。CPU11は、プロファイルファイル1Fに基づき、1回のエッチング処理について高周波電力及び圧力の時間積分を実施する(ステップS204)。ステップS204において、CPU11は1回のエッチング処理について電力量及び圧力積算値を取得する。   When the CPU 11 determines that the etching process by the etching apparatus 2 has been completed (step S201: YES), the CPU 11 adds the time profile of the control parameter related to the latest etching process to the profile file 1F (step S202). The CPU 11 reads the profile file 1F from the hard disk 13 to the RAM 12 (step S203). Based on the profile file 1F, the CPU 11 performs time integration of the high-frequency power and pressure for one etching process (step S204). In step S204, the CPU 11 acquires the electric energy and the integrated pressure value for one etching process.

CPU11は、上部電極42の交換時期を判定するための寄与度を算出する(S205)。以下、ステップS205における寄与度の算出方法について説明する。ステップS204において、あるエッチング処理について取得した電力量及び圧力積算値が夫々x1(Ws)、y1(Pa・s)であり、そのエッチング処理のガス組成は、CF4 (70%)+C38 (30%)であったとする。CPU11は、ガス組成がCF4 (70%)+C38 (30%)であり、電力量及び圧力積算値が記録されたレコードを判定テーブル1Tから検索する。ここでは、CPU11は、図5のID=0005のレコードを検索したとする。 The CPU 11 calculates a contribution for determining the replacement time of the upper electrode 42 (S205). Hereinafter, a method for calculating the contribution in step S205 will be described. In step S204, the electric energy and pressure integrated value acquired for an etching process are x1 (Ws) and y1 (Pa · s), respectively, and the gas composition of the etching process is CF 4 (70%) + C 3 F 8. (30%). The CPU 11 searches the determination table 1T for a record in which the gas composition is CF 4 (70%) + C 3 F 8 (30%) and the electric energy and the integrated pressure value are recorded. Here, it is assumed that the CPU 11 has retrieved the record with ID = 0005 in FIG.

CPU11は、図5のID0005に対応する電力量の値5(Ws)及び圧力積算値の値6(Pa・s)で、上記の電力量x1(Ws)及び圧力積算値y1(Pa・s)をノーマライズした値の和を寄与度とする。すなわち、(x1/値5)+(y1/値6)を寄与度とする。   The CPU 11 uses the power amount value 5 (Ws) and the pressure integrated value value 6 (Pa · s) corresponding to ID0005 in FIG. 5, and the power amount x1 (Ws) and the pressure integrated value y1 (Pa · s). The contribution is the sum of the normalized values of. That is, (x1 / value 5) + (y1 / value 6) is set as the contribution.

ステップS204において、別のエッチング処理について取得した電力量及び圧力積算値が夫々x2(Ws)、y2(Pa・s)であり、そのエッチング処理のガス組成は、Ar(90%)+C48 (10%)であったとする。CPU11は、ガス組成がAr(90%)+C48 (10%)であり、電力量及び圧力積算値が記録されたレコードを判定テーブル1Tから検索する。ここでは、CPU11は、図5のID=0006のレコードを検索したとする。 In step S204, the electric energy and pressure integrated values acquired for another etching process are x2 (Ws) and y2 (Pa · s), respectively, and the gas composition of the etching process is Ar (90%) + C 4 F 8. (10%). The CPU 11 searches the determination table 1T for a record in which the gas composition is Ar (90%) + C 4 F 8 (10%) and the electric energy and the integrated pressure value are recorded. Here, it is assumed that the CPU 11 has retrieved the record with ID = 0006 in FIG.

CPU11は、図5のID0006に対応する電力量の値7(Ws)及び圧力積算値の値8(Pa・s)で、別のエッチング処理について取得した電力量x2(Ws)及び圧力積算値y2(Pa・s)をノーマライズした値の和を寄与度とする。すなわち、(x2/値7)+(y2/値8)を寄与度とする。   The CPU 11 uses the electric energy value 7 (Ws) and the integrated pressure value 8 (Pa · s) corresponding to ID 0006 in FIG. 5, and the acquired electric energy x2 (Ws) and integrated pressure value y2 for another etching process. The sum of values obtained by normalizing (Pa · s) is defined as the contribution. That is, (x2 / value 7) + (y2 / value 8) is set as the contribution.

CPU11は、パターンファイル1Fに記録された全エッチング処理に関する制御パラメータの時間プロファイルについて寄与度を算出したか否か判定する(ステップS206)。CPU11は、パターンファイル1Fに記録された全エッチング処理に関する制御パラメータの時間プロファイルについて寄与度を算出していないと判定した場合(ステップS206:NO)、ステップS204に処理を戻す。ステップS204に戻ったCPU11は、他のエッチング処理ついて、ステップS204及びステップS205を実行する。   The CPU 11 determines whether or not the contribution has been calculated for the time profile of the control parameters related to the entire etching process recorded in the pattern file 1F (step S206). If the CPU 11 determines that the contribution has not been calculated for the time profile of the control parameter related to the entire etching process recorded in the pattern file 1F (step S206: NO), the process returns to step S204. CPU11 which returned to step S204 performs step S204 and step S205 about another etching process.

CPU11は、パターンファイル1Fに記録された全エッチング処理に関する制御パラメータの時間プロファイルについて寄与度を算出したと判定した場合(ステップS206:YES)、寄与度の和が1か否かを判定する(ステップS207)。すなわち、上述例の場合、CPU11は、
(x1/値5)+(y1/値6)
+(x2/値7)+(y2/値8)
+・・・
が1か否か判定する。
When the CPU 11 determines that the contribution has been calculated for the time profile of the control parameters related to the entire etching process recorded in the pattern file 1F (step S206: YES), the CPU 11 determines whether the sum of contributions is 1 (step S206). S207). That is, in the above example, the CPU 11
(X1 / value 5) + (y1 / value 6)
+ (X2 / value 7) + (y2 / value 8)
+ ...
Is determined to be 1.

CPU11は、寄与度の和が1でないと判定した場合(ステップS207:NO)、処理を終了する。CPU11は、寄与度の和が1であると判定した場合(ステップS207:YES)、上部電極42の交換を促す通知を表示部17に表示し(ステップS208)、処理を終了する。
なお、CPU11は、ステップS207において、寄与度の和が1から所定の範囲内にあるか否かを判定してもよい。例えば、CPU11は、寄与度の和が0.95以上、1.05以下である場合、寄与度の和が1であると判定し、寄与度の和が0.95より小さく1.05より大きい場合、寄与度の和が1でないと判定してもよい。
CPU11 complete | finishes a process, when it determines with the sum of contributions not being 1 (step S207: NO). When the CPU 11 determines that the sum of contributions is 1 (step S207: YES), the CPU 11 displays a notification for urging replacement of the upper electrode 42 on the display unit 17 (step S208), and ends the process.
In step S207, the CPU 11 may determine whether the sum of contributions is within a predetermined range from 1. For example, when the sum of contributions is 0.95 or more and 1.05 or less, the CPU 11 determines that the sum of contributions is 1, and the sum of contributions is less than 0.95 and greater than 1.05. In this case, it may be determined that the sum of contributions is not 1.

交換時期判定装置1によれば、上部を交換するまでの間に、ガス組成が異なる複数種類のエッチング処理を複数回実施した場合であっても、エッチング装置2の電極を交換する時期を判定することができる。   According to the replacement time determination device 1, even when a plurality of types of etching processes with different gas compositions are performed a plurality of times before the upper portion is replaced, the time for replacing the electrode of the etching device 2 is determined. be able to.

CPU11は、プログラム1P又は判定テーブル1Tを、ディスクドライブ14を介して光ディスク1a、磁気テープ、磁気ディスク、光磁気ディスク等から読み込んでもよい。また、プログラム1P又は判定テーブル1Tを記録したフラッシュメモリ等の半導体メモリ1c、磁気テープ、磁気ディスク、光磁気ディスク等が交換時期判定装置1内に実装されてもよい。さらに、CPU11は、プログラム1P又は判定テーブル1Tを、通信部15を介して図示しない外部の情報処理装置又は記録装置からダウンロードすることも可能である。   The CPU 11 may read the program 1P or the determination table 1T from the optical disk 1a, magnetic tape, magnetic disk, magneto-optical disk, or the like via the disk drive 14. Further, a semiconductor memory 1c such as a flash memory in which the program 1P or the determination table 1T is recorded, a magnetic tape, a magnetic disk, a magneto-optical disk, or the like may be mounted in the replacement time determination apparatus 1. Furthermore, the CPU 11 can also download the program 1P or the determination table 1T from an external information processing device or recording device (not shown) via the communication unit 15.

実施の形態2は以上の如きであり、その他は実施の形態1と同様であるので、対応する部分には同一の参照番号を付してその詳細な説明を省略する。   The second embodiment is as described above, and the other parts are the same as those of the first embodiment. Accordingly, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

1 交換時期判定装置
11 CPU(積算手段、判定手段)
12 RAM
13 ハードディスク(記録手段)
16 タイマ
2 エッチング装置
20 処理容器
22 搬入出口
23 ゲートバルブ
3 載置台
31 フォーカスリング
32 昇降ピン
33 昇降機構
34 ベローズ
4 ガス供給機構
40 シャワーヘッド
41 上部電極ベース
412 拡散空間
42 上部電極
421 通気孔
411 絶縁部材
43 高周波電源部
44、441、442 ガス供給路
45 流量調節部
46 第一ガス供給部
47 第二ガス供給部
5 圧力計
6 排気機構
61 排気路
62 圧力制御器
63 排気装置
S 非処理基板
1P プログラム
1D レシピ
1F プロファイルファイル
1T 判定テーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Replacement time determination apparatus 11 CPU (integration means, determination means)
12 RAM
13 Hard disk (recording means)
16 timer 2 etching apparatus 20 processing container 22 loading / unloading port 23 gate valve 3 mounting table 31 focus ring 32 lifting pin 33 lifting mechanism 34 bellows 4 gas supply mechanism 40 shower head 41 upper electrode base 412 diffusion space 42 upper electrode 421 vent hole 411 insulation Member 43 High-frequency power supply unit 44, 441, 442 Gas supply path 45 Flow rate adjusting unit 46 First gas supply unit 47 Second gas supply unit 5 Pressure gauge 6 Exhaust mechanism 61 Exhaust path 62 Pressure controller 63 Exhaust device S Non-processed substrate 1P Program 1D Recipe 1F Profile file 1T Judgment table

Claims (6)

電極に高周波電力を供給し、処理容器に導入したガスから発生させたプラズマにより、該処理容器内の基板上における薄膜をプラズマ処理するプラズマ処理装置を構成する前記電極の交換時期を判定する交換時期判定装置において、
前記薄膜をプラズマ処理した処理条件に係る値を積算する積算手段と、
プラズマ処理の処理条件に係る値に関して電極の交換時期と対応する積算値が記録された記録手段と、
前記積算手段が積算した積算値及び前記記録手段に記録された積算値に基づいて、前記電極の交換時期を判定する判定手段と
を備えることを特徴とする交換時期判定装置。
Replacement time for determining the replacement time of the electrode constituting the plasma processing apparatus for supplying high-frequency power to the electrode and plasma-treating the thin film on the substrate in the processing container by plasma generated from the gas introduced into the processing container In the judgment device,
Integrating means for integrating values related to processing conditions for plasma processing the thin film;
Recording means in which the integrated value corresponding to the electrode replacement time and the electrode replacement time with respect to the value relating to the processing conditions of the plasma processing is recorded,
A replacement time determination device comprising: determination means for determining the replacement time of the electrode based on the integrated value integrated by the integration means and the integrated value recorded in the recording means.
前記プラズマ処理の処理条件は前記電極に供給された高周波電力又は前記処理容器内の圧力、ガス種若しくはガス流量を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の交換時期判定装置。
The replacement time determination device according to claim 1, wherein the processing conditions of the plasma processing include high-frequency power supplied to the electrode, pressure in the processing container, gas type, or gas flow rate.
前記積算手段は前記処理容器に導入されたガスの組成別にプラズマ処理の処理条件に係る値を積算するようにしてあり、
前記記録手段はプラズマ処理の処理条件に係る値に関して処理容器に導入されたガスの組成別に電極の交換時期と対応する積算値が記録されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の交換時期判定装置。
The integrating means integrates the values related to the processing conditions of the plasma processing according to the composition of the gas introduced into the processing container,
3. The integrated value corresponding to the electrode replacement time and the electrode replacement time is recorded according to the composition of the gas introduced into the processing vessel with respect to the value related to the processing conditions of the plasma processing. The replacement time determination device described.
前記プラズマ処理は前記基板上の薄膜に対するエッチング処理を含む
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の交換時期判定装置。
The replacement time determination apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the plasma processing includes an etching process for a thin film on the substrate.
基板上の薄膜をプラズマ処理するプラズマ処理装置を構成する電極の交換時期を判定する交換時期判定方法において、
前記薄膜をプラズマ処理した処理条件に係る値を積算し、
積算した積算値及びプラズマ処理の処理条件に係る値に関して記録手段に記録された電極の交換時期と対応する積算値に基づいて、前記電極の交換時期を判定する
ことを特徴とする交換時期判定方法。
In a replacement time determination method for determining a replacement time of an electrode constituting a plasma processing apparatus for plasma processing a thin film on a substrate,
Accumulating values related to processing conditions for plasma treatment of the thin film,
The replacement time determination method, wherein the electrode replacement time is determined based on the integrated value corresponding to the electrode replacement time recorded in the recording means with respect to the integrated integrated value and the value related to the plasma processing conditions. .
基板上の薄膜をプラズマ処理するプラズマ処理装置及び
該プラズマ処理装置を構成する電極の交換時期を判定する交換時期判定装置
を備えるプラズマ処理システムにおいて、
前記交換時期判定装置は、
前記薄膜をプラズマ処理した処理条件に係る値を積算する積算手段と、
プラズマ処理の処理条件に係る値に関して電極の交換時期と対応する積算値が記録された記録手段と、
前記積算手段が積算した積算値及び前記記録手段に記録された積算値に基づいて、前記電極の交換時期を判定する判定手段と
を有する
ことを特徴とするプラズマ処理システム。
In a plasma processing system comprising: a plasma processing apparatus for plasma processing a thin film on a substrate; and a replacement time determination device for determining a replacement time of an electrode constituting the plasma processing apparatus,
The replacement time determination device is:
Integrating means for integrating values related to processing conditions for plasma processing the thin film;
Recording means in which the integrated value corresponding to the electrode replacement time and the electrode replacement time with respect to the value relating to the processing conditions of the plasma processing is recorded,
A plasma processing system comprising: a determination unit that determines an exchange time of the electrode based on the integrated value integrated by the integrating unit and the integrated value recorded in the recording unit.
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