JPH06104214A - Plasma treatment device and its failure preventive and diagnostic method - Google Patents

Plasma treatment device and its failure preventive and diagnostic method

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JPH06104214A
JPH06104214A JP24958592A JP24958592A JPH06104214A JP H06104214 A JPH06104214 A JP H06104214A JP 24958592 A JP24958592 A JP 24958592A JP 24958592 A JP24958592 A JP 24958592A JP H06104214 A JPH06104214 A JP H06104214A
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JP
Japan
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failure
time
plasma
processing
processed
Prior art date
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Pending
Application number
JP24958592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Nakada
健二 中田
Naoyuki Tamura
直行 田村
Hiroyuki Shichida
弘之 七田
Akitaka Makino
昭孝 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH06104214A publication Critical patent/JPH06104214A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To shorten a non-operating time of a device by predicting failure of an equipment by comparing the transition tendency of a change pattern with time of an article to be treated with that of a previously stored change pattern with time at a normal time. CONSTITUTION:The plasma of a reactant gas is formed into a treating chamber 3, in which an article to be treated 4 is housed, and aimed treatment is carried out to the article to be treated 4 by a reaction between the plasma and the article to be treated 4. The first patterns of changes with time of a plurality of observational data at a time when the article to be treated 4 is treated are monitored and stored while a plurality of the transition tendency of the first patterns of changes with time to a plurality of the articles to be treated 4 are monitored, and compared with the second pattern of a change with time of previously stored observational data at a normal time. A means 19 conducting the predicting operation of the failure of an object to be observed and the diagnostic operation of the presence of the abnormality of treatment is provided. Accordingly, the failure of an equipment can be predicted, thus shortening the nonoperating time of a device.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ処理装置およ
びその故障予防診断方法に関するものであり、特に、半
導体製造工程に用いられるプラズマ処理設備に利用でき
る技術である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus and a failure preventive diagnosis method therefor, and more particularly to a technology applicable to plasma processing equipment used in a semiconductor manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば、半導体製造装置の中のドライ
エッチング装置は、処理室内に導入した反応ガスを高周
波にて励起しプラズマ化して、−プラズマ中のイオンや
ラジカルを電界、磁界、真空排気などのドライビングフ
ォースにより被加工物(ウエハ)に衝突させ、反応を起
こしエッチング処理を行うものである。
2. Description of the Related Art For example, a dry etching apparatus in a semiconductor manufacturing apparatus excites a reaction gas introduced into a processing chamber into a plasma by exciting it with a high frequency, and converts ions and radicals in the plasma into an electric field, a magnetic field, vacuum exhaust, etc. The driving force of (1) causes a reaction with the workpiece (wafer) to cause a reaction, and an etching process is performed.

【0003】ドライエッチング装置を用いて高精度なエ
ッチング処理を行うためには、高周波、源処理室内圧
力、反応ガス流量、ドライビングフォースを決定する電
界、磁界、真空排気発生機器の高精度制御が必須であ
り、この目的のため高周波源の電流、電圧、処理室内圧
力、反応ガス流量等の制御パラメータを所定の設定値に
安定に維持するための技術開発が行われてきた。
In order to perform a highly accurate etching process using a dry etching apparatus, it is essential to control the high frequency, the pressure in the source processing chamber, the flow rate of the reaction gas, the electric field, the magnetic field that determines the driving force, and the vacuum exhaust generation device with high accuracy. For this purpose, technical development has been carried out for stably maintaining control parameters such as current, voltage of the high frequency source, pressure in the processing chamber, and reaction gas flow rate at predetermined set values.

【0004】これに対して、機器の異常検出に対して
は、例えば、特開昭59−16011号公報に記載のよ
うに制御パラメータの設定値からの逸脱を監視する、あ
るいは機器からの異常信号を監視することにより機器の
故障を検出するという古典的な方式からの脱皮ができず
にいた。
On the other hand, for the abnormality detection of the equipment, for example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 59-16011, the deviation from the set value of the control parameter is monitored, or the abnormality signal from the equipment is detected. It was not possible to break away from the classical method of detecting equipment failure by monitoring.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の半導体
デバイスの高精度化、高機能化の要求を満たすために製
造装置が複雑化し、一旦、故障が発生した場合には該当
部位の発見に時間がかかるだけでなく、故障発生時に処
理を行ったデバイスを破棄しなければならずコスト面お
よび生産性の面での損失が大きいという問題がある。
However, in order to meet the recent demands for higher precision and higher functionality of semiconductor devices, the manufacturing equipment becomes complicated, and once a failure occurs, it takes time to find the relevant part. In addition to the above, there is a problem in that the device that has been processed must be discarded when a failure occurs, resulting in a large loss in terms of cost and productivity.

【0006】そこで、本発明の目的は、機器の故障を事
前に予知することにより装置の不稼働時間の短縮が可能
なプラズマ処理装置および、故障予防診断方法を提供す
ることにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a plasma processing apparatus capable of shortening the down time of the apparatus by predicting the failure of the equipment in advance, and a failure preventive diagnosis method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による上記課題の
解決手段を以下に示す。
[Means for Solving the Problems] Means for solving the above problems according to the present invention will be described below.

【0008】すなわち、本発明におけるプラズマ処理装
置は、被処理物が収容された処理室内に反応ガスのプラ
ズマを形成し、このプラズマと前記被処理物との間の反
応によって当該被処理物に目的の処理を施すものである
が、前記被処理物を処理する際の複数の観測データの第
1の経時変化パターンを監視、記憶するとともに、複数
の前記被処理物に対する複数の前記第1の経時変化パタ
ーンの推移傾向を監視し、予め記憶されている正常時の
当該観測データの第2の経時変化パターンと比較するこ
とで被観測対象の故障の予知動作および前記処理の異常
の有無の診断動作を行う手段を設けている。
That is, the plasma processing apparatus according to the present invention forms plasma of a reaction gas in the processing chamber in which the object to be processed is housed, and the reaction between the plasma and the object causes the object to be processed. The first time-dependent change pattern of a plurality of observation data when processing the object to be processed is monitored and stored, and a plurality of the first time-dependent changes with respect to the plurality of objects to be processed are performed. By monitoring the transition tendency of the change pattern and comparing it with the second time-dependent change pattern of the observation data stored in advance in the normal state, the predicting operation of the failure of the observed object and the diagnosing operation of the presence or absence of abnormality of the processing Is provided.

【0009】また、本発明におけるプラズマ処理装置
は、故障予知動作を単一の前記観測データの第1の経時
変化パターンの推移傾向と前記第2の経時変化パターン
との比較により行う手段を設けている。
Further, the plasma processing apparatus according to the present invention is provided with means for performing a failure prediction operation by comparing the transition tendency of the first temporal change pattern of the single observation data with the second temporal change pattern. There is.

【0010】また、本発明におけるプラズマ処理装置
は、故障予知動作を複数の前記観測データの複数の第1
の経時変化パターンの推移傾向と複数の前記第2の経時
変化パターンとの組み合わせ比較により行う手段を設け
ている。
In the plasma processing apparatus of the present invention, the failure prediction operation is performed by using a plurality of first observation data pieces.
Means for performing a combinational comparison of the transition tendency of the time-dependent change pattern and the plurality of second time-dependent change patterns are provided.

【0011】[0011]

【作用】本発明のプラズマ処理装置によれば、被処理物
を処理する際の複数の観測データの第1の経時変化パタ
ーンを監視、記憶するとともに、複数の前記被処理物に
対する複数の前記第1の経時変化パターンの推移傾向を
監視し、予め記憶されている正常時の当該観測データの
第2の経時変化パターンと比較することで被観測対象の
故障の予知および前記処理の異常の診断が速やかにでき
るため、機器の故障を事前に予知することができ装置の
不稼働時間を短縮することができる。
According to the plasma processing apparatus of the present invention, the first temporal change pattern of the plurality of observation data when processing the object to be processed is monitored and stored, and the plurality of the first to plural objects to be processed are stored. By monitoring the change tendency of the time-dependent change pattern of No. 1 and comparing it with the second time-dependent change pattern of the observation data stored in advance at the normal time, it is possible to predict the failure of the observation target and diagnose the abnormality of the processing. Since this can be done promptly, a failure of the device can be predicted in advance, and the downtime of the device can be shortened.

【0012】また、本発明のプラズマ処理装置の故障予
防診断方法によれば、被処理物を処理する際の複数の観
測データの第1の経時変化パターンを監視、記憶すると
ともに、複数の前記被処理物に対する複数の前記第1の
経時変化パターンの推移傾向を監視し、予め記憶されて
いる正常時の当該観測データの第2の経時変化パターン
と比較することで被観測対象の故障の予知および前記処
理の異常の診断が速やかにできるため、機器の故障を事
前に予知することができ装置の不稼働時間を短縮するこ
とができる。
Further, according to the failure preventive diagnosis method of the plasma processing apparatus of the present invention, the first temporal change patterns of the plurality of observation data when the object to be processed is processed and stored, and the plurality of the objects to be processed are also stored. Predicting the failure of the observed object by monitoring the transition tendency of the plurality of first time-dependent change patterns for the processed object and comparing it with the second time-dependent change pattern of the observation data stored in advance in the normal state. Since the abnormality of the process can be quickly diagnosed, the failure of the device can be predicted in advance, and the down time of the device can be shortened.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図4を用
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0014】図1は、本発明の一実施例であるプラズマ
処理装置および故障予防診断方法を実現するための装置
構成を示すブロック図である。図1に示す装置構成の各
要素について説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus configuration for realizing a plasma processing apparatus and a failure preventive diagnosis method according to an embodiment of the present invention. Each element of the device configuration shown in FIG. 1 will be described.

【0015】容器1および透明石英などからなる放電管
2にて処理室3を構成しており、容器1の下面には被処
理物4を載せ、高周波電源5からの高周波を処理室3に
導入する電極の役目を果たす試料台6が設置されてい
る。
A processing chamber 3 is constituted by a container 1 and a discharge tube 2 made of transparent quartz. An object 4 to be processed is placed on the lower surface of the container 1, and a high frequency power from a high frequency power source 5 is introduced into the processing chamber 3. A sample table 6 that serves as an electrode is installed.

【0016】容器1の壁の一部は排気管7、圧力制御手
段8を介して真空ポンプ9に接続されており、処理室3
内の圧力を所望の状態にすることができる。
A part of the wall of the container 1 is connected to a vacuum pump 9 via an exhaust pipe 7 and a pressure control means 8, and the processing chamber 3
The internal pressure can be brought to a desired state.

【0017】また、容器1には処理室3内に処理ガスを
導入するためのガス導入路10が設けられており、前記
ガス導入路10は流量制御手段11を介してガス源12
に接続されている。
Further, the container 1 is provided with a gas introduction passage 10 for introducing a treatment gas into the treatment chamber 3, and the gas introduction passage 10 is provided with a gas source 12 via a flow rate control means 11.
It is connected to the.

【0018】また、処理室3にはマグネトロン13から
出力されるマイクロ波が、パワーモニタ14、導波管1
5、放電管2を介して導入される。導波管15の周囲に
は、処理室3内に導入されたマイクロ波に対して電子サ
イクロトロン共鳴を起こすための磁場を発生するコイル
16が設けられている。ここで、パワーモニタ14は、
マイクロ波の入射電力および反射電力を測定するもので
ある。
In the processing chamber 3, microwaves output from the magnetron 13 are supplied to the power monitor 14 and the waveguide 1.
5, introduced through the discharge tube 2. A coil 16 for generating a magnetic field for causing electron cyclotron resonance with respect to the microwave introduced into the processing chamber 3 is provided around the waveguide 15. Here, the power monitor 14
It measures the incident power and reflected power of microwaves.

【0019】処理室3内にて電子サイクロトロン共鳴を
起こしたマイクロ波は、処理室3内に導入された処理ガ
スをプラズマ化して、試料台6に載せられている被処理
物4に対してエッチング処理を行う。
The microwaves that have caused electron cyclotron resonance in the processing chamber 3 turn the processing gas introduced into the processing chamber 3 into plasma, and etch the object 4 to be processed placed on the sample table 6. Perform processing.

【0020】また、処理室3内に発生したプラズマから
の発光スペクトルを検出するプラズマ検出器17が透明
石英などからなる放電管2の側面付近に設けられてい
る。
A plasma detector 17 for detecting an emission spectrum from plasma generated in the processing chamber 3 is provided near the side surface of the discharge tube 2 made of transparent quartz or the like.

【0021】終点判定手段18は、プラズマ中の特定の
物質の発光スペクトル強度の変化をプラズマ検出器17
からの信号を基に測定することによって、被処理物4に
対するエッチング処理の終点を検出する。
The end point determining means 18 detects the change in the emission spectrum intensity of a specific substance in plasma by the plasma detector 17
The end point of the etching process for the object to be processed 4 is detected by measuring based on the signal from the.

【0022】また、圧力制御手段8、流量制御手段1
1、パワーモニタ14、終点判定手段18は、故障予防
診断手段19に接続されている。故障予防診断手段19
は、制御部20、アナログデジタル変換部21、記憶部
22、表示部23などから構成される。故障予防診断手
段19は、圧力制御手段8、流量制御手段11、パワー
モニタ14、終点判定手段18から出力される制御パラ
メータに対する状態モニタ信号をアナログデジタル変換
部21を介して取り込み記憶部22に記憶する。制御部
20は、記憶部22内のデータを用いて故障予防診断処
理を行い、結果を表示部23に表示する。
Further, the pressure control means 8 and the flow rate control means 1
1, the power monitor 14, and the end point determination means 18 are connected to the failure prevention diagnosis means 19. Failure preventive diagnosis means 19
Is composed of a control unit 20, an analog-digital conversion unit 21, a storage unit 22, a display unit 23 and the like. The failure prevention / diagnosis means 19 fetches a status monitor signal for the control parameter output from the pressure control means 8, the flow rate control means 11, the power monitor 14, and the end point determination means 18 via the analog / digital conversion section 21, and stores it in the storage section 22. To do. The control unit 20 performs the failure prevention diagnosis process using the data in the storage unit 22 and displays the result on the display unit 23.

【0023】以下、本実施例に示すプラズマ処理装置の
動作の一例を説明する。
An example of the operation of the plasma processing apparatus shown in this embodiment will be described below.

【0024】まず、図示しない装置外からの移載手段に
より、被処理物4を試料台6に載せる。処理室3を密閉
状態とした後、真空ポンプ9を起動して処理室3内の排
気を行う。この際に、圧力制御手段8を用いて処理室3
内の真空度を測定、制御する。また、排気処理中の圧力
制御手段8からの処理室3内の真空度観測信号を故障予
防診断手段19に入力する。排気開始後、処理室3内の
圧力が所定の値に到達したことを確認した後に、ガス源
12からの処理ガスを流量制御手段11にて所定の流量
になるように制御してガス導入路10を介して処理室3
に導入するとともに、コイル16およびマグネトロン1
3を起動しパワーモニタ14、導波管15、放電管2を
介して処理室3にマイクロ波を導入する。また、流量制
御手段11からのガス流量観測信号およびパワーモニタ
14からのマイクロ波入射電力観測信号を故障予防診断
手段19に入力する。
First, the object 4 to be processed is placed on the sample table 6 by a transfer means from outside the apparatus (not shown). After the processing chamber 3 is sealed, the vacuum pump 9 is activated to evacuate the processing chamber 3. At this time, the pressure control means 8 is used to process the processing chamber 3
Measure and control the degree of vacuum inside. Further, the vacuum degree observation signal in the processing chamber 3 from the pressure control means 8 during the exhaust processing is input to the failure prevention diagnosis means 19. After starting the exhaust, after confirming that the pressure in the processing chamber 3 has reached a predetermined value, the processing gas from the gas source 12 is controlled by the flow rate control means 11 so as to have a predetermined flow rate, and the gas introduction path is controlled. Processing chamber 3 through 10
Coil 16 and magnetron 1
3, the microwave is introduced into the processing chamber 3 through the power monitor 14, the waveguide 15, and the discharge tube 2. Further, the gas flow rate observation signal from the flow rate control means 11 and the microwave incident power observation signal from the power monitor 14 are input to the failure prevention diagnosis means 19.

【0025】上記のごとく処理室3内に処理ガスおよび
マイクロ波を導入し、処理室3内にプラズマを生成す
る。また、プラズマ生成後、高周波電源5を起動し高周
波を試料台6に印加する。これにより、プラズマ状態に
励起された処理ガスの所定の物質と被処理物4との反応
が促進され、被処理物4に形成されている薄膜などに対
するエッチング処理が進行する。この際に、プラズマ検
出起17を介して終点判定手段18にて測定したプラズ
マから放射される特定物質の発光スペクトル信号を故障
予防診断手段19に入力する。
As described above, the processing gas and the microwave are introduced into the processing chamber 3 to generate plasma in the processing chamber 3. After the plasma is generated, the high frequency power supply 5 is activated to apply a high frequency to the sample stage 6. As a result, the reaction between the predetermined substance of the processing gas excited in the plasma state and the object 4 to be processed is promoted, and the etching process for the thin film formed on the object 4 to be processed proceeds. At this time, the emission spectrum signal of the specific substance emitted from the plasma, which is measured by the end point determination means 18 via the plasma detection source 17, is input to the failure prevention diagnosis means 19.

【0026】図2以降の図を用いて、故障予防診断手段
19の動作を説明する。
The operation of the failure preventive diagnosis means 19 will be described with reference to FIG. 2 and subsequent figures.

【0027】故障予防診断手段19は、各被処理物4に
対する制御パラメータやモニタ情報の経時変化パターン
P1(n)(n枚目の被処理物4に対する経時変化パタ
ーン)を記憶部22に記憶する。また、制御部20は、
上記経時パターンP1(n−m)からP1(n)までの
推移状態を監視する。
The failure prevention / diagnosis means 19 stores in the storage unit 22 a temporal change pattern P1 (n) of control parameters and monitor information for each object 4 to be processed (an temporal change pattern for the nth object 4 to be processed). . In addition, the control unit 20
The transitional state from the aging pattern P1 (n-m) to P1 (n) is monitored.

【0028】図2は、処理時間の経過に対する処理室3
内の圧力変化の一例を示すグラフである。図2におい
て、P2は、正常時の圧力変化のパターンであり、P1
(n)、P1(n−1)、P1(n−2)は、それぞ
れ、n、n−1、n−2回目の処理における圧力変化の
パターンである。また、T1は、エッチング処理開始後
の一定時間を示し、T2、T2(n)T2(n−1)T
2(n−2)は、各エッチング処理回数における処理室
3内の圧力が規定値に到達するまでの時間を示す。ま
た、T2ERは、故障とみなす場合の、処理室3内の圧
力が規定値に到達するまでの時間の最小値である。
FIG. 2 shows the processing chamber 3 as the processing time elapses.
It is a graph which shows an example of the internal pressure change. In FIG. 2, P2 is a pressure change pattern under normal conditions, and P1
(N), P1 (n-1), and P1 (n-2) are patterns of pressure change in the nth, n-1, and n-2th processes, respectively. Further, T1 indicates a certain time after the etching process is started, and T2, T2 (n) T2 (n-1) T
2 (n-2) indicates the time until the pressure in the processing chamber 3 reaches a specified value at each etching processing number. Further, T2ER is the minimum value of the time until the pressure in the processing chamber 3 reaches the specified value when it is considered as a failure.

【0029】上記データを用いて近い将来の故障を推定
する方法はいくつかあるが、ここでは時間を用いた方法
について説明する。すなわち、T2を起点とした場合の
各エッチング処理回数における処理室3内の圧力が規定
値に到達するまでの時間をt(n)=T2(n)−T
2、t(n−1)=T2(n−1)−T2、t(n−
2)=T2(n−2)−T2とし、t(m)=F(m)
(例えば、F(m)は2次関数)と仮定する。t
(n)、t(n−1)、t(n−2)を用いてF(m)
を求める。
Although there are several methods for estimating a failure in the near future using the above data, the method using time will be described here. That is, the time taken for the pressure in the processing chamber 3 to reach the specified value at each number of etching processes starting from T2 is t (n) = T2 (n) -T.
2, t (n-1) = T2 (n-1) -T2, t (n-
2) = T2 (n−2) −T2, and t (m) = F (m)
(For example, F (m) is a quadratic function). t
F (m) using (n), t (n-1), and t (n-2)
Ask for.

【0030】今求めたいのは、処理室3内圧力が規定値
に到達するまでの時間がt2er=T2ER−T2とな
る処理回数Nであるので、N=f(t2er)(fは、
Fの逆関数)としてNをもとめる。処理回数nとNの差
が所定の値以下になった時、制御部20は、その旨を表
示部23に表示する。また、制御部20に、図示しない
上位計算機とのインタフェース機能を設けて、上記故障
予防診断の結果を送信しても良い。
Since it is the number of processing times N that the time until the pressure in the processing chamber 3 reaches the specified value is t2er = T2ER-T2, N = f (t2er) (f is
N is obtained as the inverse function of F). When the difference between the number of times of processing n and N becomes equal to or less than a predetermined value, the control unit 20 displays the fact on the display unit 23. Further, the control unit 20 may be provided with an interface function with a host computer (not shown) to transmit the result of the failure prevention diagnosis.

【0031】図3は、処理時間の経過に対するガス導入
路10を通過するガス流量変化の一例を示すグラフであ
る。第3図において、P2は、正常時のガス流量変化の
パターンであり、P1(n)、P1(n−1)、P1
(n−2)は、それぞれ、n、n−1、n−2回目の処
理におけるガス流量変化のパターンである。また、T
1、T2は、エッチング処理開始後の一定時間を示す。
ここで、各エッチング処理回数におけるガス流量のT1
からT2までの平均値をG2、G1(n)、G1(n−
1)、G1(n−2)とする。
FIG. 3 is a graph showing an example of changes in the flow rate of the gas passing through the gas introducing passage 10 with the lapse of processing time. In FIG. 3, P2 is a pattern of gas flow rate change under normal conditions, and P1 (n), P1 (n-1), P1
(N-2) is a gas flow rate change pattern in the nth, n-1, and n-2th processes, respectively. Also, T
1 and T2 indicate a fixed time after the start of the etching process.
Here, T1 of the gas flow rate at each number of etching processes
To the average value from T2 to G2, G1 (n), G1 (n-
1) and G1 (n-2).

【0032】上記データを用いて近い将来の故障を推定
する一方法を説明する。
A method of estimating a near future failure using the above data will be described.

【0033】すなわち、各エッチング処理回数における
ガス流量の平均値とG2との差をg(n)=G2−G2
(n)、g(n−1)=G2−G2(n−1)、g(n
−2)=G2(n−2)−G2とし、g(m)=F
(m)(例えば、F(m)は2次関数)と仮定する。g
(n)、g(n−1)、g(n−2)を用いてF(m)
を求める。
That is, the difference between the average value of the gas flow rate and G2 at each etching process is g (n) = G2-G2.
(N), g (n-1) = G2-G2 (n-1), g (n
-2) = G2 (n-2) -G2, and g (m) = F
(M) (for example, F (m) is a quadratic function). g
F (m) using (n), g (n-1), and g (n-2)
Ask for.

【0034】今求めたいのは、ガス流量の平均値が規定
値GERを下回るようになる処理回数Nであるので、N
=f(G2−GER)(fは、Fの逆関数)としてNを
もとめる。処理回数nとNの差が所定の値以下になった
時、制御部20は、その旨を表示部23に表示する。ま
た、制御部20に、図示しない上位計算機とのインタフ
ェース機能を設けて、上記故障予防診断の結果を送信し
ても良い。
Since it is the number of processing times N that the average value of the gas flow rate falls below the specified value GER, it is desired to obtain N
= F (G2-GER) (f is an inverse function of F) is obtained. When the difference between the number of times of processing n and N becomes equal to or less than a predetermined value, the control unit 20 displays the fact on the display unit 23. Further, the control unit 20 may be provided with an interface function with a host computer (not shown) to transmit the result of the failure prevention diagnosis.

【0035】図4は、処理時間の経過に対するプラズマ
検出器17の受光量変化の一例を示すグラフである。第
4図において、P2は、正常時の受光量変化のパターン
であり、P1(n)、P1(n−1)、P1(n−2)
は、それぞれ、n、n−1、n−2回目の処理における
受光量変化のパターンである。また、T1、T2は、エ
ッチング処理開始後の一定時間を示す。ここで、各エッ
チング処理回数における受光量のT1からT2までの平
均値をH2、H1(n)、H1(n−1)、H1(n−
2)とする。
FIG. 4 is a graph showing an example of changes in the amount of light received by the plasma detector 17 with the lapse of processing time. In FIG. 4, P2 is a pattern of changes in the amount of received light under normal conditions, and P1 (n), P1 (n-1), and P1 (n-2).
Are patterns of changes in the amount of received light in the nth, n-1, and n-2th processes, respectively. Further, T1 and T2 indicate a fixed time after the start of the etching process. Here, the average value of the amount of received light from each of the number of etching processes from T1 to T2 is H2, H1 (n), H1 (n-1), H1 (n-
2).

【0036】上記データを用いて近い将来の故障を推定
する一方法を説明する。すなわち、各エッチング処理回
数における受光量の平均値とH2との差をh(n)=H
2−H2(n)、h(n−1)=H2−H2(n−
1)、h(n−2)=H2(n−2)−H2とし、h
(m)=F(m)(例えば、F(m)は2次関数)と仮
定する。
A method for estimating a near future failure using the above data will be described. That is, the difference between the average value of the amount of received light and H2 at each etching process number is h (n) = H
2-H2 (n), h (n-1) = H2-H2 (n-
1), h (n-2) = H2 (n-2) -H2, and h
It is assumed that (m) = F (m) (for example, F (m) is a quadratic function).

【0037】h(n)、h(n−1)、h(n−2)を
用いてF(m)を求める。今求めたいのは、受光量の平
均値が規定値HERを下回るようになる処理回数Nであ
るので、N=f(H2−HER)(fは、Fの逆関数)
としてNをもとめる。処理回数nとNの差が所定の値以
下になった時、制御部20は、その旨を表示部23に表
示する。また、制御部20に、図示しない上位計算機と
のインタフェース機能を設けて、上記故障予防診断の結
果を送信しても良い。
F (m) is obtained using h (n), h (n-1) and h (n-2). What I want to obtain now is the number of processing times N when the average value of the amount of received light falls below the specified value HER, so N = f (H2-HER) (f is an inverse function of F)
Asking for N. When the difference between the number of times of processing n and N becomes equal to or less than a predetermined value, the control unit 20 displays the fact on the display unit 23. Further, the control unit 20 may be provided with an interface function with a host computer (not shown) to transmit the result of the failure prevention diagnosis.

【0038】また、複数の経時変化パターン、たとえば
第2図に示すパターンと第3図に示すパターンの積を求
め、これを新たな経時パターンとして上記に示したよう
な処理を行うことにより、複数の観測項目にまたがるに
状態推移を検出でき、近い将来における故障発生を推定
することができる。
Further, a plurality of time-dependent change patterns, for example, the product of the pattern shown in FIG. 2 and the pattern shown in FIG. The state transition can be detected over the observation items of and the failure occurrence in the near future can be estimated.

【0039】[0039]

【発明の効果】上記のように、本発明のプラズマ処理装
置によれば、装置の状態変化を故障が起きる前に検出す
ることができ早期に装置の修理を行うことができるた
め、故障に伴う装置の不稼働時間の短縮が図れ、かつ、
故障に伴う被処理物の廃棄を避けることができるため生
産性を向上することができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus of the present invention, a change in the state of the apparatus can be detected before a failure occurs, and the apparatus can be repaired early. The downtime of the equipment can be shortened, and
Since it is possible to avoid discarding the object to be processed due to a failure, productivity can be improved.

【0040】また、本発明の故障予防診断装置によれ
ば、装置の状態変化を故障が起きる前に検出でき、か
つ、故障発生時点を推定できるため計画的な保守作業を
行うことができるため、装置の不稼働時間の短縮が図れ
るため、生産性を向上できる。
Further, according to the failure preventive diagnosis apparatus of the present invention, since the state change of the apparatus can be detected before the failure occurs and the failure occurrence time can be estimated, the planned maintenance work can be performed. Since the downtime of the device can be shortened, the productivity can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明によるプラズマ処理装置および故障予防
診断手段のブッロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a plasma processing apparatus and failure preventive diagnosis means according to the present invention.

【図2】処理時間の経過に対する処理室内圧力変化の一
例を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing an example of a change in pressure inside a processing chamber with the lapse of processing time.

【図3】処理時間の経過に対するガス流量変化の一例を
示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an example of changes in gas flow rate with the lapse of processing time.

【図4】処理時間の経過に対する受光量変化の一例を示
すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an example of changes in the amount of received light with the passage of processing time.

【符号の説明】 1…容器、2…放電管、3…処理室、4…被処理物、5
…高周波電源、6…試料台、7…排気管、8…圧力制御
手段、9…真空ポンプ、10…ガス導入路、11…流量
制御手段、12…ガス源、13…マグネトロン、14…
パワーモニタ、15…導波管、16…コイル、17…プ
ラズマ検出器、18…終点判定手段、19…故障予防診
断手段、20…制御部、21…アナログデジタル変換
部、22…記憶部、23…表示部。
[Explanation of reference numerals] 1 ... Vessel, 2 ... Discharge tube, 3 ... Processing chamber, 4 ... Object to be treated, 5
... high frequency power source, 6 ... sample stage, 7 ... exhaust pipe, 8 ... pressure control means, 9 ... vacuum pump, 10 ... gas introduction path, 11 ... flow rate control means, 12 ... gas source, 13 ... magnetron, 14 ...
Power monitor, 15 ... Waveguide, 16 ... Coil, 17 ... Plasma detector, 18 ... End point determination means, 19 ... Failure prevention diagnosis means, 20 ... Control section, 21 ... Analog-digital conversion section, 22 ... Storage section, 23 ... Display.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 昭孝 山口県下松市大字東豊井794番地 株式会 社日立製作所笠戸工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akitaka Makino 794 Azuma Higashitoyoi, Kudamatsu City, Yamaguchi Prefecture Stock Company Hitachi Ltd. Kasado Factory

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被処理物が収容された処理室内に反応ガス
のプラズマを形成し、このプラズマと前記被処理物との
間の反応によって当該被処理物に目的の処理を施すプラ
ズマ処理装置において、前記被処理物を処理する際の複
数の観測データの第1の経時変化パターンを監視、記憶
するとともに、複数の前記被処理物に対する複数の前記
第1の経時変化パターンの推移傾向を監視し、予め記憶
されている正常時の当該観測データの第2の経時変化パ
ターンと比較することで被観測対象の故障の予知動作お
よび前記処理の異常の有無の診断動作を行う手段を設け
たことを特徴とするプラズマ処理装置。
1. A plasma processing apparatus in which plasma of a reaction gas is formed in a processing chamber containing an object to be processed, and a target process is performed on the object by a reaction between the plasma and the object. , Monitoring and storing a first temporal change pattern of a plurality of observation data when processing the object to be processed, and monitoring a transition tendency of the plurality of first temporal change patterns with respect to the object to be processed. A means for performing a predicting operation for a failure of an observation target and a diagnosing operation for the presence / absence of an abnormality in the processing by comparing with a second temporal change pattern of the observation data in a normal state stored in advance, Characteristic plasma processing device.
【請求項2】被処理物が収容された処理室内に反応ガス
のプラズマを形成し、このプラズマと前記被処理物との
間の反応によって当該被処理物に目的の処理を施すプラ
ズマ処理装置において、前記被処理物を処理する際の複
数の観測データの第1の経時変化パターンを監視、記憶
するとともに、複数の前記被処理物に対する複数の前記
第1の経時変化パターンの推移傾向を監視し、予め記憶
されている正常時の当該観測データの第2の経時変化パ
ターンと比較することで被観測対象の故障の予知動作お
よび前記処理の異常の有無の診断動作を行う手段を設け
たことを特徴とするプラズマ処理装置の故障予防診断方
法。
2. A plasma processing apparatus in which plasma of a reaction gas is formed in a processing chamber accommodating an object to be processed, and the object processing is performed on the object by a reaction between the plasma and the object. , Monitoring and storing a first temporal change pattern of a plurality of observation data when processing the object to be processed, and monitoring a transition tendency of the plurality of first temporal change patterns with respect to the object to be processed. A means for performing a predicting operation for a failure of an observation target and a diagnosing operation for the presence / absence of an abnormality in the processing by comparing with a second temporal change pattern of the observation data in a normal state stored in advance, A method for preventing and diagnosing a failure in a plasma processing apparatus.
【請求項3】故障予知動作を単一の前記観測データの第
1の経時変化パターンの推移傾向と前記第2の経時変化
パターンとの比較により行う請求項2記載のプラズマ処
理装置の故障予防診断方法。
3. The failure preventive diagnosis of the plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the failure prediction operation is performed by comparing the transition tendency of the first temporal change pattern of the single observation data with the second temporal change pattern. Method.
【請求項4】故障予知動作を複数の前記観測データの複
数の第1の経時変化パターンの推移傾向と複数の前記第
2の経時変化パターンとの組み合わせ比較により行う請
求項2記載のプラズマ処理装置の故障予防診断方法
4. The plasma processing apparatus according to claim 2, wherein the failure prediction operation is performed by comparing the transition tendency of the plurality of first time-dependent change patterns of the plurality of observation data and the plurality of second time-dependent change patterns. Failure Prevention Diagnosis Method
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10163176A (en) * 1996-12-03 1998-06-19 Meidensha Corp Manufacture of semiconductor element
JP2003133199A (en) * 2001-10-19 2003-05-09 Canon Inc Apparatus and method for information processing, computer-readable memory, and program
JP2006102718A (en) * 2004-10-08 2006-04-20 Taiyo Nippon Sanso Corp Maintenance-and-repair-timing determination method for treatment apparatus of harmful component-containing gas

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