KR20240018367A - 제전 상태 표시 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 - Google Patents

제전 상태 표시 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램 Download PDF

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KR20240018367A
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슌스케 무카이
šœ스케 무카이
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

[과제]기판을 촬영한 동영상에 기초하여 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력할 수 있는 기술을 제공한다.
[해결수단]처리 용기와, 처리 용기 내에 배치되고, 기판을 재치하는 재치대와, 재치대에 설치되고, 기판을 정전 흡착에 의해 유지하는 정전척과, 재치대로부터 출몰 가능하게 설치되고, 기판을 승강하는 리프트핀을 갖는 기판 처리 장치로 실행하는 제전 상태 표시 방법으로서, 기판이 재치대에 정전 흡착에 의해 유지된 제1 상태로부터, 기판에 대한 정전 흡착이 해제되고, 제전 처리의 후에 기판이 리프트핀에 의해 상승된 제2 상태까지를 포함하는 동영상을 촬영하는 공정과, 동영상으로부터 리프트핀에 의한 상승에 따라 기판에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형을 추출하는 공정과, 대상 파형에 기초하여 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력하는 공정을 실행하는 제전 상태 표시 방법이 제공된다.

Description

제전 상태 표시 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램{METHOD FOR INDICATING STATIC ELIMINATION STATE, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND PROGRAM}
본 개시는, 제전 상태 표시 방법, 기판 처리 장치 및 프로그램에 관한 것이다.
특허문헌 1은, 웨이퍼를 정전척으로부터 이탈시키기 전에 웨이퍼의 잔류 전하량을 산출하는 계측 방법을 개시하고 있다. 특허문헌 1에 개시되어 있는 계측 방법에서는, 처리 용기 내의 스테이지에 재치된 기판을 정전척에 의해 정전 흡착한 상태로, 고주파 전력의 인가에 의해 가스로부터 생성한 플라즈마에 의해 처리를 행한 후에, 기판을 지지하는 핀의 상하 이동에 의해 상기 기판을 진동시키고, 흡착 전극의 유도 전류로부터 기판의 잔류 전하량을 산출한다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2018-107265호 공보
본 개시는, 기판을 촬영한 동영상에 기초하여 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 하나의 양태에 의하면, 처리 용기와, 처리 용기 내에 배치되고, 기판을 재치하는 재치대와, 재치대에 설치되고, 기판을 정전 흡착에 의해 유지하는 정전척과, 재치대로부터 출몰 가능하게 설치되고, 기판을 승강하는 리프트핀을 갖는 기판 처리 장치로 실행하는 제전 상태 표시 방법으로서, 기판이 재치대에 정전 흡착에 의해 유지된 제1 상태로부터, 기판에 대한 정전 흡착이 해제되고, 제전 처리의 후에 기판이 리프트핀에 의해 상승된 제2 상태까지를 포함하는 동영상을 촬영하는 공정과, 동영상으로부터 리프트핀에 의한 상승에 따라 기판에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형을 추출하는 공정과, 대상 파형에 기초하여 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력하는 공정을 실행하는 제전 상태 표시 방법이 제공된다.
하나의 측면에 의하면, 기판을 촬영한 동영상에 기초하여 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력할 수 있다.
도 1은 일실시형태에 따른 기판 처리 장치의 일례를 도시하는 단면 모식도이다.
도 2는 일실시형태에 따른 제어 장치의 하드웨어 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 제어 장치의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 4는 일실시형태에 따른 제전 상태 표시 방법의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 파형 추출 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 대상 파형의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 제전 이상의 검출 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제2 실시형태에 따른 제어 장치의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 9는 제2 실시형태에 따른 파형 추출 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다.
도 10은 대상 프레임의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 평활화 후의 대상 프레임의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 엣지 정보의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 수평 엣지 정보의 일례를 도시하는 도면이다.
도 14는 직선 엣지 정보의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15는 기준 엣지 정보의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 제2 실시형태에 따른 대상 파형 및 각 성분의 일례를 도시하는 그래프이다.
도 17은 제2 실시형태에 따른 대상 파형 및 각 성분의 일례를 도시하는 그래프이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시를 실시하기 위한 형태에 대해 설명한다. 각 도면에 있어서, 동일한 구성 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복 설명을 생략하는 경우가 있다.
[제1 실시형태]
<개요>
기판 처리 장치에서는, 정전척의 전극에 플러스의 직류 전압을 인가하여 기판을 정전척에 흡착시켜 기판에 처리를 행한 후, 기판을 정전척으로부터 이탈시킬 때, 제전용의 플라즈마를 생성하여 기판을 리프트핀에 의해 상승시키는 것에 의해 잔류 전하를 제거하는 제전 처리가 행해진다. 이 때, 제전이 불충분하면, 기판 균열이나 ESD(Electro Static Discharge)에 의한 절연 파괴 등이 발생할 우려가 있다.
종래, 기판 균열이나 절연 파괴 등의 트러블이 발생하면, 제전 시간의 조정이나 기판을 상승시키는 리프트핀의 위치 변경 등의 대책을 실시했다. 그러나, 기판의 대전량을 수치로서 감시하는 것은 어렵다. 그 때문에, 이러한 대책에 의한 효과를 평가하는 것도 어렵다.
본 개시의 제1 실시형태에서는, 처리 용기 내의 기판을 촬영한 동영상에 기초하여, 기판의 제전 상태를 나타내는 정보를 출력한다. 상기 동영상에는, 기판이 재치대에 정전 흡착에 의해 유지된 상태로부터, 기판에 대한 정전 흡착이 해제되고, 기판이 플라즈마에 의한 제전 처리가 실시된 후에 리프트핀에 의해 상승된 상태까지가 적어도 포함된다. 본 실시형태에서는, 동영상 데이터로부터 기판의 상태의 시간 변화인 흔들림을 나타내는 파형을 추출하고, 그 파형에 기초하여 기판의 제전 상태를 나타내는 정보를 출력한다.
제전 상태를 나타내는 정보의 일례는, 기판의 흔들림을 나타내는 파형 그 자체이다. 기판의 제전이 불충분하면, 기판과 정전척 사이에 흡착력이 잔류하고, 리프트핀에 의해 기판을 상승시킴으로써 상기 기판에 생기는 흔들림에 변화가 생긴다. 그 때문에, 흔들림을 나타내는 파형에 기초하여, 기판의 제전 상태를 평가하는 것이 가능하다.
제전 상태를 나타내는 정보의 다른 예는, 제전 처리가 정상적으로 실시되었을 때의 동영상 데이터로부터 추출된 파형과 비교함으로써, 기판에 대한 제전 처리의 이상(이하, 「제전 이상」이라고도 함)을 검출한 결과이다. 상기와 같이, 기판의 제전이 불충분하면, 기판에 생기는 흔들림에 변화가 생기기 때문에, 제전 처리가 정상적으로 실시되었을 때의 동영상으로부터 추출된 파형과는 상이한 파형이 추출된 경우, 상기 기판은 제전이 불충분할 가능성이 높다.
제1 실시형태에서는, 공지의 배경 차분법에 기초하여, 기판의 흔들림을 나타내는 파형을 추출한다. 본 실시형태에서의 배경 차분법에서는, 현재의 프레임보다 전에 연속하는 미리 정해진 매수의 프레임으로부터 배경 정보를 추정하고, 현재의 프레임으로부터 추출한 화상 특징량과, 배경 정보로부터 추출한 화상 특징량의 차분값을 구한다. 이 처리를, 현재의 프레임을 시간의 진행 방향으로 순차적으로 이동시키면서 반복해서 실행함으로써, 화상 특징량의 차분값을 시계열로 나열한 파형을 추출할 수 있다. 화상 특징량의 차분값은, 현재의 프레임에 포함되는 물체의 움직임을 나타내고 있기 때문에, 기판의 상태 변화를 촬영한 동영상으로부터 추출되는 파형은, 기판의 상태의 시간 변화인 흔들림을 나타내고 있다.
<기판 처리 장치의 구성>
도 1은, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 일례를 도시하는 단면 모식도이다. 기판 처리 장치(100)는, FPD(Flat Panel Display)용의 평면시 직사각형의 기판(이하, 단순히 「기판」이라고 함)(G)에 대하여, 각종 기판 처리 방법을 실행하는 유도 결합형 플라즈마(Inductive Coupled Plasma: ICP) 처리 장치이다. 기판의 재료로는, 주로 유리가 이용되고, 용도에 따라서는 투명의 합성 수지 등이 이용되는 경우도 있다. 여기서, 기판 처리에는, 에칭 처리나, CVD(Chemical Vapor Deposition)법을 이용한 성막 처리 등이 포함된다. FPD로는, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD)가 예시된다. 일렉트로 루미네센스(Electro Luminescence: EL), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등이어도 좋다. 기판(G)은, 그 표면에 회로가 패터닝되는 형태 외에, 지지 기판도 포함된다. 또한, FPD용 기판의 평면 치수는 세대의 추이와 함께 대규모화하고 있다. 기판 처리 장치(100)에 의해 처리되는 기판(G)의 평면 치수는, 예컨대, 제6 세대의 약 1500 mm×1800 mm 정도의 치수로부터, 제10.5 세대의 3000 mm×3400 mm 정도의 치수까지를 적어도 포함한다. 또한, 기판(G)의 두께는 0.2 mm 내지 수 mm 정도이다.
기판 처리 장치(100)는, 직방체형의 상자형의 처리 용기(10)와, 처리 용기(10) 내에 배치되어 기판(G)이 재치되는 평면시 직사각형의 외형의 기판 재치대(60)와, 제어 장치(90)를 갖는다. 처리 용기(10)는, 원통형의 상자형이나 타원통형의 상자형 등의 형상이어도 좋고, 이 형태에서는, 기판 재치대(60)도 원형 혹은 타원형이 되고, 기판 재치대(60)에 재치되는 기판(G)도 원형 등이 된다.
처리 용기(10)는 유전체판(11)에 의해 상하 2개의 공간으로 구획되어 있고, 상측 공간인 안테나실은 상부 챔버(12)에 의해 형성되고, 하측 공간인 처리실(S)은 하부 챔버(13)에 의해 형성된다. 처리 용기(10)는 알루미늄 등의 금속에 의해 형성되어 있고, 유전체판(11)은 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹스나 석영에 의해 형성되어 있다.
처리 용기(10)에 있어서, 하부 챔버(13)와 상부 챔버(12)의 경계가 되는 위치에는 직사각형 고리형의 지지 프레임(14)이 처리 용기(10)의 내측으로 돌출되도록 하여 배치되어 있고, 지지 프레임(14)에 유전체판(11)이 재치되어 있다. 처리 용기(10)는, 접지선(13e)에 의해 접지되어 있다.
하부 챔버(13)의 측벽(13a)에는, 하부 챔버(13)에 대하여 기판(G)을 반입 반출하기 위한 반입 반출구(13b)가 형성되어 있고, 반입 반출구(13b)는 게이트 밸브(20)에 의해 개폐 가능하게 있다. 하부 챔버(13)에는 반송 기구를 내포하는 반송실(모두 도시하지 않음)이 인접해 있고, 게이트 밸브(20)를 개폐 제어하고, 반송 기구로 반입 반출구(13b)를 통해 기판(G)의 반입 반출이 행해진다.
하부 챔버(13)의 측벽(13a)에는, 광을 투과하는 석영 등의 부재로 구성된 뷰포트(13c)가 설치되어 있다. 뷰포트(13c)의 외측에는 촬영부의 일례인 카메라(25)가 접속되어 있다. 카메라(25)는, 동영상을 촬영 가능한 디지털 카메라이다. 카메라(25)는, 뷰포트(13c)을 통해 기판 재치대(60)에 재치되어 있는 기판(G)을 측방으로부터 수평 방향으로 촬영하도록 설치된다.
1대의 카메라(25)에서는, 기판(G) 전체를 화각에 넣을 수 없는 경우, 뷰포트(13c) 및 카메라(25)를 복수 설치하여, 기판(G) 전체의 어느 부분도 어느 하나의 카메라(25)의 화각에 들어가도록 구성한다. 예컨대, 카메라(25)를 2대 설치하여, 제1 카메라(25)는, 기판(G)의 제1 측면과 직교하는 방향으로부터 기판(G)을 촬영하고, 제2 카메라(25)는, 제1 측면에 인접하는 제2 측면과 직교하는 방향으로부터 기판(G)을 촬영하면 된다. 카메라(25)가 촬영하는 동영상의 기록 형식은 한정되지 않지만, 예컨대, 25 프레임 매초(fps: frame per second)의 동영상에 기록하면 된다.
하부 챔버(13)가 갖는 바닥판(13d)에는 복수의 배기구(13f)가 형성되어 있다. 배기구(13f)에는 가스 배기관(51)이 접속되고, 가스 배기관(51)은 압력 제어 밸브(52)를 통해 배기 장치(53)에 접속되어 있다. 가스 배기관(51), 압력 제어 밸브(52) 및 배기 장치(53)에 의해, 가스 배기부(50)가 형성된다. 배기 장치(53)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 갖고, 프로세스 중에 하부 챔버(13) 내를 소정의 압력까지 감압 가능하게 되어 있다.
유전체판(11)의 하면에 있어서, 유전체판(11)을 지지하기 위한 지지 대들보가 설치되어 있고, 지지 대들보는 샤워 헤드(30)를 겸하고 있다. 샤워 헤드(30)는, 알루미늄 등의 금속에 의해 형성되어 있고, 양극 산화에 의한 표면 처리가 실시되어 있어도 좋다. 샤워 헤드(30) 내에는, 수평 방향으로 연장된 가스 유로(31)가 형성되어 있다. 가스 유로(31)에는, 하측으로 연장되어 샤워 헤드(30)의 하측에 있는 처리실(S)에 면하는 가스 토출 구멍(32)이 연통하고 있다.
유전체판(11)의 상면에는 가스 유로(31)에 연통하는 가스 도입관(45)이 접속되어 있다. 가스 도입관(45)은 상부 챔버(12)의 천장(12a)에 형성되어 있는 공급구(12b)를 기밀하게 관통하고, 가스 도입관(45)과 기밀하게 결합된 가스 공급관(41)을 통해 처리 가스 공급원(44)에 접속되어 있다. 가스 공급관(41)의 도중 위치에는 개폐 밸브(42)와, 예컨대 매스플로우 컨트롤러와 같은 유량 제어기(43)가 개재되어 있다. 가스 도입관(45), 가스 공급관(41), 개폐 밸브(42), 유량 제어기(43) 및 처리 가스 공급원(44)에 의해, 처리 가스 공급부(40)가 형성된다. 처리 가스 공급부(40)로부터 공급되는 처리 가스가 가스 공급관(41) 및 가스 도입관(45)을 통해 샤워 헤드(30)에 공급되고, 가스 유로(31) 및 가스 토출 구멍(32)을 통해 처리실(S)에 토출된다.
안테나실을 형성하는 상부 챔버(12) 내에는 고주파 안테나(15)가 배치되어 있다. 고주파 안테나(15)는, 구리 등의 도전성 금속으로 형성되는 안테나선(15a)을, 고리형 혹은 소용돌이형으로 감는 것에 의해 형성된다. 예컨대, 고리형의 안테나선(15a)을 다중으로 배치해도 좋다.
안테나선(15a)의 단자에는 상부 챔버(12)의 상측으로 연장된 급전 부재(16)가 접속되어 있고, 급전 부재(16)의 상단에는 급전선(17)이 접속되고, 급전선(17)은 임피던스 정합을 행하는 정합기(18)를 통해 고주파 전원(19)에 접속되어 있다. 고주파 안테나(15)에 대하여 고주파 전원(19)으로부터 예컨대 13.56 MHz의 고주파 전력이 인가되는 것에 의해, 하부 챔버(13) 내에 유도 전계가 형성된다. 이 유도 전계에 의해, 샤워 헤드(30)로부터 처리실(S)에 공급된 처리 가스가 플라즈마화되어 유도 결합형 플라즈마가 생성되고, 플라즈마 중의 이온이나 중성 라디칼 등이 기판(G)에 제공된다. 고주파 전원(19)은 플라즈마 발생용의 소스원이며, 기판 재치대(60)에 접속되어 있는 고주파 전원(73)은, 발생한 이온을 끌어당겨 운동 에너지를 부여하는 바이어스원이 된다. 이와 같이, 이온 소스원에는 유도 결합을 이용하여 플라즈마를 생성하고, 별도 전원인 바이어스원을 기판 재치대(60)에 접속하여 이온 에너지의 제어를 행한다. 이것에 의해, 플라즈마의 생성과 이온 에너지의 제어가 독립적으로 행해지고, 프로세스의 자유도를 높일 수 있다.
기판 재치대(60)는, 기재(63)와, 기재(63)의 상면(63a)에 형성되어 있는 정전척(66)을 갖는다. 기재(63)의 평면시 형상은 직사각형이며, 기판 재치대(60)에 재치되는 기판(G)과 동일한 정도의 평면 치수를 가지며, 긴 변의 길이는 1800 mm 내지 3400 mm 정도이고, 짧은 변의 길이는 약 1500 mm 내지 3000 mm 정도의 치수로 설정할 수 있다. 이 평면 치수에 대하여, 기재(63)의 두께는, 예컨대 50 mm 내지 100 mm 정도가 될 수 있다. 기재(63)는, 스테인레스강이나 알루미늄, 알루미늄 합금 등에 의해 형성된다. 기재(63)에는, 직사각형 평면의 전체 영역을 커버하도록 사행한 온도 조절 매체 유로(62a)가 설치되어 있다. 또, 온도 조절 매체 유로(62a)는, 예컨대 정전척(66)에 설치되어도 좋다. 또한, 기재(63)가, 도시한 예와 같이 1 부재에 의한 단체가 아니라, 2 부재의 적층체로 형성되어도 좋다.
온도 조절 매체 유로(62a)의 양단에는, 온도 조절 매체 유로(62a)에 대하여 온도 조절 매체가 공급되는 이송 배관(62b)과, 온도 조절 매체 유로(62a)를 유통하여 승온된 온도 조절 매체가 배출되는 리턴 배관(62c)이 연통하고 있다. 이송 배관(62b)과 리턴 배관(62c)에는 각각, 이송 유로(82)와 리턴 유로(83)가 연통하고 있고, 이송 유로(82)와 리턴 유로(83)는 칠러(81)에 연통하고 있다. 칠러(81)는, 온도 조절 매체의 온도나 토출 유량을 제어하는 본체부와, 온도 조절 매체를 압송하는 펌프를 갖는다(모두 도시하지 않음). 또, 온도 조절 매체로는 냉매가 적용되고, 이 냉매에는, 갈덴(등록상표)이나 플로리너트(등록상표) 등이 적용된다. 도시한 예의 온도 조절 형태는, 기재(63)에 온도 조절 매체를 유통시키는 형태이지만, 기재(63)가 히터 등을 내장하여, 히터에 의해 온도 조절하는 형태여도 좋고, 온도 조절 매체와 히터의 쌍방에 의해 온도 조절하는 형태여도 좋다. 또한, 히터 대신에, 고온의 온도 조절 매체를 유통시키는 것에 의해 가열을 수반하는 온도 조절을 행해도 좋다. 또, 저항체인 히터는, 텅스텐이나 몰리브덴, 혹은 이들 금속의 어느 1종과 알루미나나 티탄 등과의 화합물로 형성된다. 또한, 도시한 예는, 기재(63)에 온도 조절 매체 유로(62a)가 형성되어 있지만, 예컨대 정전척(66)이 온도 조절 매체 유로를 갖고 있어도 좋다.
하부 챔버(13)의 바닥판(13d)의 위에는, 절연 재료에 의해 형성되어 내측에 단부를 갖는 상자형의 베어링대(68)가 고정되어 있고, 베어링대(68)의 단차부의 위에 기판 재치대(60)가 재치된다. 기재(63)의 상면에는, 기판(G)이 직접 재치되는 정전척(66)이 형성되어 있다. 정전척(66)은, 알루미나 등의 세라믹스를 용사하여 형성되는 유전체 피막인 세라믹스층(64)과, 세라믹스층(64)의 내부에 매설되어 있고 정전 흡착 기능을 갖는 도전층의 흡착 전극(65)을 갖는다. 흡착 전극(65)은, 급전선(74) 및 스위치(76)를 통해 직류 전원(75)에 접속되어 있다. 제어 장치(90)에 의해, 스위치(76)가 온(on)되면, 직류 전원(75)으로부터 흡착 전극(65)에 직류 전압이 인가되는 것에 의해 쿨롱력이 발생한다. 이 쿨롱력에 의해, 기판(G)이 정전척(66)에 정전 흡착되고, 기재(63)의 상면에 재치된 상태로 유지된다. 또한, 스위치(76)가 오프(off)되고, 급전선(74)으로부터 분기된 그라운드 라인에 개재된 스위치(77)가 온되면, 흡착 전극(65)에 머물러 있는 전하가 그라운드로 흐른다. 이와 같이, 기판 재치대(60)는, 기판(G)을 재치하는 하부 전극을 형성한다.
기재(63)에는 열전대 등의 온도 센서가 배치되어 있고, 온도 센서에 의한 모니터 정보는 제어 장치(90)에 수시로 송신된다. 제어 장치(90)는, 송신된 온도의 모니터 정보에 기초하여, 기재(63) 및 기판(G)의 온도 조절 제어를 실행한다. 보다 구체적으로는, 제어 장치(90)에 의해, 칠러(81)로부터 이송 유로(82)에 공급되는 온도 조절 매체의 온도나 유량이 조정된다. 그리고, 온도 조정이나 유량 조정이 행해진 온도 조절 매체가 온도 조절 매체 유로(62a)에 순환되는 것에 의해, 기판 재치대(60)의 온도 조절 제어가 실행된다. 또, 열전대 등의 온도 센서는, 예컨대 정전척(66)에 배치되어도 좋다.
정전척(66) 및 기재(63)의 외주이자 베어링대(68)의 상면에는, 직사각형 프레임의 포커스링(69)이 재치되고, 포커스링(69)의 상면쪽이 정전척(66)의 상면보다 낮아지도록 설정되어 있다. 포커스링(69)은, 알루미나 등의 세라믹스 혹은 석영 등으로 형성된다.
기재(63)의 하면에는 급전 부재(70)가 접속되어 있다. 급전 부재(70)의 하단에는 급전선(71)이 접속되어 있고, 급전선(71)은 임피던스 정합을 행하는 정합기(72)를 통해 바이어스원인 고주파 전원(73)에 접속되어 있다. 기판 재치대(60)에 대하여 고주파 전원(73)으로부터 예컨대 3.2 MHz의 고주파 전력이 인가되는 것에 의해, 플라즈마 발생용의 소스원인 고주파 전원(19)에서 생성된 이온을 기판(G)으로 끌어당길 수 있다. 따라서, 플라즈마 에칭 처리에 있어서는, 에칭 레이트와 에칭 선택비를 함께 높이는 것이 가능해진다.
기판 재치대(60)의 내부에는, 외부의 도시하지 않은 반송 아암과의 사이에서 기판(G)의 전달을 행하기 위해 기판(G)을 승강시키는 리프트핀(78)이 복수, 예컨대 12개 설치되어 있다. 도 1에서는 간략화하여, 2개의 리프트핀(78)이 도시되어 있다. 복수의 리프트핀(78)은, 기판 재치대(60)를 관통하고, 연결 부재를 통해 전달되는 모터의 동력에 의해 상하 이동한다. 처리 용기의 외부를 향해 관통하는 리프트핀(78)의 관통 구멍에는, 바닥부 벨로우즈가 설치되어(도시하지 않음), 처리 용기 내의 진공측과 대기쪽 사이의 기밀을 유지한다.
<제어 장치의 하드웨어 구성>
도 2는, 본 실시형태에 따른 제어 장치(90)의 하드웨어 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어 장치(90)는, CPU(Central Processing Unit)(500), RAM(Random Access Memory)(501), ROM(Read Only Memory)(502), 보조 기억 장치(503), 통신 인터페이스(I/F)(504), 입출력 인터페이스(I/F)(505) 및 미디어 인터페이스(I/F)(506)를 구비한다.
CPU(500)는, ROM(502) 또는 보조 기억 장치(503)에 저장된 프로그램에 기초하여 동작하고, 각 부의 제어를 행한다. ROM(502)는, 제어 장치(90)의 기동시에 CPU(500)에 의해 실행되는 부팅 프로그램이나, 제어 장치(90)의 하드웨어에 의존하는 프로그램 등을 저장한다.
보조 기억 장치(503)는, 예컨대 HDD(Hard Disk Drive) 또는 SSD(Solid State Drive) 등이다. 보조 기억 장치(503)는, CPU(500)에 의해 실행되는 프로그램 및 상기 프로그램에 의해 사용되는 데이터 등을 저장한다. CPU(500)는, 상기 프로그램을, 보조 기억 장치(503)로부터 독출하여 RAM(501) 상에 로드하고, 로드한 프로그램을 실행한다.
통신 I/F(504)은, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해 기판 처리 장치(100)의 각 부와의 사이에서 통신을 행한다. 통신 I/F(504)은, 통신 회선을 통해 기판 처리 장치(100)의 각 부로부터 데이터를 수신하여 CPU(500)에 보내고, CPU(500)가 생성한 데이터를, 통신 회선을 통해 기판 처리 장치(100)의 각 부에 송신한다.
CPU(500)는, 입출력 I/F(505)을 통해, 키보드 등의 입력 장치 및 디스플레이 등의 출력 장치를 제어한다. CPU(500)는, 입출력 I/F(505)을 통해, 입력 장치로부터 입력된 신호를 취득하여 CPU(500)에 보낸다. 또한, CPU(500)은, 생성한 데이터를, 입출력 I/F(505)을 통해 출력 장치에 출력한다.
미디어 I/F(506)는, 기록 매체(507)에 저장된 프로그램 또는 데이터을 판독하여, 보조 기억 장치(503)에 저장한다. 기록 매체(507)는, 예컨대 DVD(Digital Versatile Disc), PD(Phase change rewritable Disk) 등의 광학 기록 매체, MO(Magneto-Optical disk) 등의 광자기 기록 매체, 테이프 매체, 자기 기록 매체 또는 반도체 메모리 등이다.
제어 장치(90)의 CPU(500)는, RAM(501) 상에 로드되는 프로그램을, 기록 매체(507)로부터 판독하여 보조 기억 장치(503)에 저장하지만, 다른 예로서, 다른 장치로부터, 통신 회선을 통해 프로그램을 취득하여 보조 기억 장치(503)에 저장해도 좋다.
제어 장치(90)는, 기판 처리 장치(100)의 각 구성부, 예컨대, 칠러(81), 고주파 전원(19, 73), 직류 전원(75), 처리 가스 공급부(40), 가스 배기부(50) 및 카메라(25) 등의 동작을 제어한다. CPU(500)는, RAM(501) 또는 ROM(502)의 기억 영역에 저장된 레시피(프로세스 레시피)에 따라서 소정의 처리를 실행한다. 레시피에는, 프로세스 조건에 대한 기판 처리 장치(100)의 제어 정보가 설정되어 있다. 제어 정보에는, 예컨대, 가스 유량이나 처리 용기(10) 내의 압력, 처리 용기(10) 내의 온도나 기재(63)의 온도, 프로세스 시간 등이 포함된다.
레시피 및 제어 장치(90)가 적용하는 프로그램은, 예컨대, 하드디스크나 컴팩트디스크, 광자기 디스크 등에 기억되어도 좋다. 또한, 레시피 등은, CD-ROM, DVD, 메모리카드 등의 가반성의 컴퓨터에 의한 판독이 가능한 기억 매체에 수용된 상태로 제어 장치(90)에 셋팅되어 독출되는 형태여도 좋다.
<제어 장치의 기능 구성>
도 3은, 본 실시형태에 따른 제어 장치(90)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 제어 장치(90)는, 촬영 제어부(91), 동영상 기억부(92), 파형 추출부(93) 및 제전 상태 출력부(94)를 구비한다. 본 실시형태에서의 파형 추출부(93)는, 특징량 추출부(931), 배경 추정부(932), 차분 계산부(933) 및 파형 생성부(934)를 포함한다.
촬영 제어부(91), 파형 추출부(93) 및 제전 상태 출력부(94)는, 예컨대, 도 2에 도시되어 있는 CPU(500)가, RAM(501) 상에 로드된 프로그램을 실행하는 것에 의해 실현된다. 동영상 기억부(92)는, 예컨대, 도 2에 도시되어 있는 RAM(501) 또는 보조 기억 장치(503)에 의해 실현된다.
촬영 제어부(91)는, 카메라(25)를 제어하는 것에 의해, 기판 재치대(60)에 재치된 기판(G)을 촬영한다. 촬영 제어부(91)는, 카메라(25)에 의해 촬영된 동영상을 동영상 기억부(92)에 기억한다.
촬영 제어부(91)는, 처리 용기(10)에 있어서, 기판(G)이 기판 재치대(60)에 정전 흡착에 의해 유지된 상태(이하, 「제1 상태」라고도 함)로부터, 기판(G)에 대한 정전 흡착이 해제되고, 기판(G)이 플라즈마에 의한 제전 처리가 실시된 후에 리프트핀(78)에 의해 상승된 상태(이하, 「제2 상태」라고도 함)까지를 포함하는 동영상(이하, 「기판 동영상」이라고도 함)을 촬영하도록 카메라(25)를 제어한다.
동영상 기억부(92)에는, 카메라(25)에 의해 촬영된 기판 동영상이 기억된다. 기판 동영상에는, 기판(G)이 리프트핀(78)에 의한 상승을 개시한 시각 및 상승이 종료한 시각을 나타내는 정보가 관련되어 기억된다.
파형 추출부(93)는, 동영상 기억부(92)에 기억된 기판 동영상으로부터, 리프트핀(78)에 의한 상승에 따라 기판(G)에 생긴 흔들림을 나타내는 파형(이하, 「대상 파형」이라고도 함)을 추출한다. 흔들림은, 기판(G)의 상태의 시간 변화로서 표시된다.
제전 상태 출력부(94)는, 파형 추출부(93)에 의해 추출된 대상 파형에 기초하여, 기판(G)의 제전 상태에 관한 정보를 출력한다. 제전 상태에 관한 정보는, 대상 파형 그 자체여도 좋고, 대상 파형에 기초하여 제전 이상을 검출한 결과여도 좋다.
<제전 상태 표시 방법의 처리 순서>
도 4는, 본 실시형태에 따른 제전 상태 표시 방법의 일례를 도시하는 플로우차트이다. 본 실시형태에서의 제전 상태 표시 방법은 제어 장치(90)에 의해 실행된다.
단계 S1에 있어서, 촬영 제어부(91)는, 카메라(25)를 제어하는 것에 의해, 기판 재치대(60)에 재치되어 있는 기판(G)의 동영상을 촬영한다. 촬영 제어부(91)는, 기판(G)이 기판 재치대(60)에 정전 흡착에 의해 유지된 제1 상태로부터, 기판(G)에 대한 정전 흡착이 해제되고, 기판(G)이 플라즈마에 의한 제전 처리가 실시된 후에 리프트핀(78)에 의해 상승된 제2 상태까지를 포함하도록 기판 동영상을 촬영하는 제어를 행한다.
카메라(25)에 의해 촬영되는 기판 동영상에는, 제1 상태로부터 제2 상태까지 포함되어 있으면 되며, 그 밖의 상태가 포함되어 있어도 좋다. 예컨대, 촬영 제어부(91)는, 기판(G)에 대하여 행해지는 일련의 프로세스의 개시로부터 종료까지를 촬영해도 상관없다.
촬영 제어부(91)는, 카메라(25)에 의해 촬영된 기판 동영상을 동영상 기억부(92)에 기억한다. 촬영 제어부(91)는, 제전 처리 후에 기판(G)이 리프트핀(78)에 의한 상승을 개시한 시각 및 상승이 종료한 시각을 나타내는 정보를, 기판 동영상에 관련지어 기억한다. 복수의 카메라(25)에 의해 기판(G)을 촬영하고 있는 경우, 촬영 제어부(91)는, 각 카메라(25)에 의해 촬영된 복수의 기판 동영상을 기준으로 하는 촬영 시각에서 동기하여 동영상 기억부(92)에 기억한다. 기준으로 하는 촬영 시각은, 예컨대, 기판(G)이 리프트핀(78)에 의한 상승을 개시한 시각이다.
단계 S2에 있어서, 파형 추출부(93)는, 동영상 기억부(92)에 기억되어 있는 기판 동영상을 독출한다. 다음으로, 파형 추출부(93)는, 독출한 기판 동영상으로부터, 리프트핀(78)에 의한 상승에 따라 기판(G)에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형을 추출한다. 그리고, 파형 추출부(93)는, 추출한 대상 파형을 제전 상태 출력부(94)에 보낸다.
기판 동영상은, 핀업되는 기판(G)을 측방으로부터 수평 방향으로 촬영한 동영상이다. 기판(G)은, 적어도 긴 변이 1800 mm∼3400 mm, 짧은 변이 1500 mm∼3000 mm인 크기를 갖기 때문에, 뒤틀림이나 휘어짐이 생기기 쉽다. 발생한 뒤틀림이나 휘어짐은 핀업에 따라 변동하기 때문에, 기판(G)의 흔들림의 원인이 된다. 제전 처리가 불충분한 경우, 기판 재치대(60)에 잔류하는 전하에 의해 기판(G)이 기판 재치대(60)로부터 이탈하기 어려워져, 핀업시에 기판(G)에 뒤틀림이나 휘어짐이 더 생긴다. 이 때문에, 제전 처리가 불충분한 경우, 기판 동영상에 묘화된, 리프트핀에 의한 상승에 따라 기판(G)에 생긴 흔들림의 파형은, 제전 처리가 충분히 실시된 통상시와는 다르다.
≪파형 추출 처리≫
도 5는, 본 실시형태에 따른 파형 추출 처리(도 4의 단계 S2)의 일례를 도시하는 플로우차트이다. 본 실시형태에서의 파형 추출 처리는, 기판 처리 장치(100)가 구비하는 파형 추출부(93)에 의해 실행된다.
단계 S2-1에 있어서, 파형 추출부(93)의 특징량 추출부(931)는, 기판 동영상으로부터 x번째 프레임(이하, 「대상 프레임」이라고도 함)을 취득한다. 다만, x는 플러스의 정수이다.
특징량 추출부(931)는, x번째 프레임을 그레이 스케일로 변환하고, 복수의 영역으로 분할한다. 분할하는 영역의 수는, 프레임에 포함되는 화소수 및 처리 속도 등에 기초하여 임의로 정하면 된다. 본 실시형태에서는, 3×3의 9 영역으로 분할하는 것으로 한다. 1 프레임을 충분한 속도로 처리 가능한 경우에는, 영역을 분할하지 않아도 좋다.
단계 S2-2에 있어서, 파형 추출부(93)의 배경 추정부(932)는, 기판 동영상으로부터, x-y번째부터 x-1번째까지의 y매의 프레임을 취득한다. 다만, y는 미리 정한 플러스의 정수이며, 배경 정보를 추정하기 위해 이용하는 프레임수(「미리 정해진 매수」의 일례)이다. 본 실시형태에서는, y는 예컨대 100으로 한다.
다음으로, 배경 추정부(932)는, 취득한 y매의 프레임에 기초하여 배경 정보를 추정한다. 배경 정보의 추정은, 공지의 배경 차분법에 기초하여 행하면 된다. 계속해서, 배경 추정부(932)는, 추정된 배경 정보를 그레이 스케일로 변환하고, 복수의 영역으로 분할한다. 영역의 분할은, x번째 프레임과 동일하게 행한다.
단계 S2-3에 있어서, 파형 추출부(93)의 특징량 추출부(931)는, x번째 프레임의 각 영역으로부터 화상 특징량을 추출한다. 화상 특징량은, 예컨대, 영역에 포함되는 각 화소의 휘도의 평균 및 표준편차이다. 화상 특징량은 특징량의 일례이다. 특징량 추출부(931)는, 배경 정보의 각 영역으로부터 화상 특징량을 추출한다. 배경 정보로부터 추출하는 화상 특징량은, x번째 프레임으로부터 추출하는 화상 특징량과 동일한 것이다.
단계 S2-4에 있어서, 파형 추출부(93)의 차분 계산부(933)는, x번째 프레임과 배경 정보의 차분을 구한다. 즉, 차분 계산부(933)는, x번째 프레임으로부터 추출한 화상 특징량과, 배경 정보로부터 추출한 화상 특징량의 차분값을, 각 영역에 대해 계산한다.
단계 S2-5에 있어서, 파형 추출부(93)는, 기판 동영상이 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 구체적으로는, 기판 동영상에 x+1번째 프레임이 존재하는지 아닌지를 판정한다. 기판 동영상이 종료한 경우(YES), 파형 추출부(93)는, 단계 S2-6으로 처리를 진행시킨다. 기판 동영상이 종료하지 않은 경우(NO), 파형 추출부(93)는, 단계 S2-1로 처리를 되돌린다.
단계 S2-1로 처리를 되돌리는 경우, 파형 추출부(93)는, x를 인크리멘트하고(바꿔 말하면, x+1번째 프레임을 새로운 x번째 프레임(새로운 대상 프레임)으로 하여), 단계 S2-1로부터 S2-5의 처리를 다시 실행한다. 이 때, 배경 정보에 대해서도, x-y+1번째부터 x번째의 y매의 프레임으로부터, 새로운 배경 정보를 추정한다. 이와 같이 하여, 파형 추출부(93)는, 대상 프레임을 시간의 진행 방향으로 이동시키면서 화상 특징량의 차분값을 구하는 것을 반복해서 실행한다.
단계 S2-6에 있어서, 파형 생성부(934)는, 각 영역에 대해, 단계 S2-4에 있어서 구한 화상 특징량의 차분값을 시계열로 나열한다. 이것에 의해, 각 영역에 관한 대상 파형이 생성된다. 파형 생성부(934)는, 생성된 대상 파형을 제전 상태 출력부(94)에 보낸다.
도 6은, 본 실시형태에서의 대상 파형의 일례를 도시하는 그래프이다. 도 6은, 기판 동영상을 9분할한 영역 중, 중심에 위치하는 영역으로부터 추출한 대상 파형의 일례이다. 도 6에 도시한 대상 파형은, 어떤 프로세스의 개시부터 종료까지, 기판 재치대(60)에 재치된 기판(G)을 촬영한 기판 동영상으로부터 추출한 것이다. 도 6에 있어서, 횡축은 프로세스 개시로부터의 경과 시간(초), 종축은 대상 프레임과 배경 정보의 화상 특징량의 차분값이다. 도 6에 도시한 시각 T1은, 기판(G)이 리프트핀(78)에 의한 상승을 개시한 시각이고, 시각 T2는, 리프트핀(78)에 의한 상승이 종료한 시각이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 대상 파형에는, 시각 T1부터 시각 T2까지의 시간 구간 W1에 있어서 기판(G)에 생긴 상태의 시간 변화(즉 흔들림)가 표시되어 있는 것을 알 수 있다.
도 4로 되돌아가 설명한다. 단계 S3에 있어서, 제전 상태 출력부(94)는, 파형 추출부(93)로부터 대상 파형을 수취한다. 다음으로, 제전 상태 출력부(94)는, 수취한 대상 파형에 기초하여 기판(G)의 제전 상태에 관한 정보를 표시 장치 등에 출력한다. 제전 상태 출력부(94)는, 수취한 대상 파형 그 자체를 표시 장치에 출력해도 좋고, 수취한 대상 파형을 가공한 정보를 표시 장치에 출력해도 좋다.
대상 파형을 표시 장치에 출력하는 경우, 제전 상태 출력부(94)는, 각 영역에 관한 대상 파형 전부를 표시해도 좋고, 일부의 영역에 관한 대상 파형을 표시해도 좋다. 일부의 영역은, 대상 파형에 기판(G)의 흔들림에 상당하는 구간이 포함되는 영역만으로 해도 좋다.
제전 상태 출력부(94)는, 대상 파형에 기초하여 기판(G)의 제전 이상을 검출하고, 검출 결과를 표시 장치에 출력해도 좋다. 또한, 제전 상태 출력부(94)는, 기판(G)의 제전 이상이 검출되었을 때에, 기판(G)에 제전 이상이 검출된 것을 나타내는 경고 등의 정보를 표시 장치에 출력해도 좋다. 기판(G)의 제전 이상을 검출했을 때에는, 제전 상태 출력부(94)는, 그 취지를 나타내는 경고를 외부의 감시 시스템 등에 경보해도 좋다.
제전 이상의 검출을 행하는 경우, 제전 상태 출력부(94)는, 예컨대, 대상 파형이 소정의 조건을 충족시키는지 아닌지를 판정해도 좋다. 소정의 조건은, 예컨대, 대상 파형의 면적이 소정의 임계값을 초과한 경우, 또는 대상 파형에 있어서 소정의 임계값을 초과한 피크의 수가 소정의 임계값을 초과한 경우 등으로 할 수 있다. 대상 파형의 면적이란, 대상 파형과 횡축으로 형성되는 영역의 면적이며, 대상 파형을 나타내는 함수의 적분값이다. 판정에 이용하는 임계값은, 제전 처리가 정상적으로 실시되었을 때의 기판(G)을 촬영한 기판 동영상으로부터 추출된 대상 파형에 기초하여 정하면 된다.
또한, 제전 이상의 검출을 행하는 경우, 제전 상태 출력부(94)는, 예컨대, 보조 기억 장치(503) 등의 기억부에 기억해 둔 기준 파형과, 파형 추출부(93)에 의해 추출된 대상 파형의 차분이 소정의 조건을 충족시키는지 아닌지를 판정해도 좋다. 기준 파형은, 예컨대, 제전 처리가 정상적으로 실시되었을 때의 기판(G)을 촬영한 기판 동영상으로부터 추출된 대상 파형이다. 소정의 조건이란, 예컨대, 기준 파형과 대상 파형의 차분의 합계가 소정의 임계값을 초과한 경우, 기준 파형과 대상 파형의 차분이 소정의 임계값을 초과한 경우, 또는 기준 파형과 대상 파형의 차분이 소정의 임계값을 초과한 횟수가 소정의 횟수 이상이 된 경우 등이다.
제전 이상의 검출을 행하는 경우, 제전 상태 출력부(94)는, 검출 결과와 함께, 대상 파형과 임계값의 관계를 나타내는 정보를 출력해도 좋다. 제전 상태 출력부(94)는, 기준 파형과 임계값의 관계를 나타내는 정보를 더 출력해도 좋다.
도 7은, 제전 이상의 검출 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 7의 (A)는, 제전 처리가 정상적으로 실시되었을 때의 대상 파형의 일례이며, 도 7의 (B)는, 제전 처리가 불충분했을 때의 대상 파형이다.
대상 파형의 피크의 수는, 도 7에 도시한 임계값을 초과한 피크의 수이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 도 7의 (A)에서는 임계값을 초과한 피크는 하나이지만, 도 7의 (B)에서는, 소정의 임계값을 초과한 피크는 3개이다.
대상 파형의 면적은, 도 7에 해칭으로 도시한 대상 파형과 횡축 사이의 영역의 면적이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 도 7의 (A)에 해칭으로 도시한 영역의 면적과, 도 7의 (B)에 해칭으로 도시한 영역의 면적은 상이하다는 것을 알 수 있다.
<제1 실시형태의 효과>
본 실시형태에서의 기판 처리 장치(100)는, 기판(G)을 기판 재치대(60)에 정전 흡착한 후, 성막 등의 기판 처리(프로세스)를 행한다. 기판 처리 장치(100)는, 기판 처리 후, 기판(G)이 기판 재치대(60)에 정전 흡착에 의해 유지된 제1 상태로부터, 기판(G)에 대한 정전 흡착을 해제하고, 기판(G)에 플라즈마에 의한 제전 처리를 하고, 기판 반출을 위해, 리프트핀(78)에 의해 기판(G)을 상승시킨다. 이 때, 기판 처리 장치(100)는, 기판(G)이 기판 재치대(60)에 정전 흡착에 의해 유지된 제1 상태로부터, 리프트핀(78)에 의해 기판(G)이 상승된 제2 상태까지를 포함하는 동영상을 촬영한다. 그 후, 기판 처리 장치(100)는, 촬영된 동영상으로부터 리프트핀(78)에 의한 상승에 따라 기판(G)에 생긴 흔들림(기판(G)의 상태의 시간 변화)을 나타내는 대상 파형을 추출한다. 그리고, 기판 처리 장치(100)는, 대상 파형에 기초하여 기판(G)의 제전 상태에 관한 정보를 출력한다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 기판을 촬영한 동영상에 기초하여 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력할 수 있다.
본 실시형태에서의 기판 처리 장치(100)는, 기판(G)에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형에 기초하여, 기판의 제전 이상을 검출하고, 제전 이상이 검출된 경우에 그 취지를 통지한다. 제전 이상의 검출은, 대상 파형이 소정의 조건을 충족시키는지 아닌지에 의해 판정해도 좋다. 또한, 제전 처리가 정상적으로 실시되었을 때의 동영상으로부터 추출된 기준 파형과 대상 파형을 비교하여, 이들의 차분이 소정의 조건을 충족시키는지 아닌지에 의해 판정해도 좋다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 기판을 촬영한 동영상에 기초하여 기판의 제전 이상을 검출할 수 있다.
[제2 실시형태]
기판 동영상에는, 기판 재치대(60)에 유지된 기판(G)이 플라즈마에 의한 제전 처리가 실시된 후에 리프트핀(78)에 의해 상승된 상태까지 촬영되어 있다. 그 때문에, 기판 동영상에는, 방전시의 광에 유래하는 노이즈가 포함되는 경우가 있다. 이러한 노이즈는 방전시의 고주파 전력 또는 챔버 내의 잔류 가스의 영향에 의해 각 프레임 내의 밝기의 변화로서 나타난다.
본 개시의 제2 실시형태에서는, 기판 동영상의 프레임으로부터 기판(G)의 일부를 나타내는 엣지를 특정하고, 상기 엣지의 위치의 시간 변화에 기초하여, 기판(G)의 흔들림을 나타내는 파형을 추출한다. 하나의 측면에서는, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치(100)에 의하면, 기판 동영상의 노이즈에 대하여 강건하게 기판(G)의 흔들림을 나타내는 파형을 추출할 수 있다.
이하, 제2 실시형태에 따른 기판 처리 장치에 대해, 제1 실시형태와의 상이점을 중심으로 설명한다.
<제어 장치의 기능 구성>
도 8은, 본 실시형태에 따른 제어 장치(90)의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에 따른 제어 장치(90)는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 촬영 제어부(91), 동영상 기억부(92), 파형 추출부(93) 및 제전 상태 출력부(94)를 구비한다. 본 실시형태에서의 파형 추출부(93)는, 평활화부(951), 엣지 검출부(952), 수평 엣지 추출부(953), 직선 근사부(954), 기준 엣지 특정부(955) 및 파형 생성부(956)를 포함한다.
본 실시형태에 따른 파형 추출부(93)는, 동영상 기억부(92)에 기억된 기판 동영상으로부터, 리프트핀(78)에 의한 상승에 따라 기판(G)에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형을 추출한다. 본 실시형태에서는, 파형 추출부(93)는, 기판 동영상으로부터 취득한 프레임으로부터 기판(G)의 일부를 나타내는 기준 엣지를 특정하고, 기준 엣지의 위치가 동영상에 있어서 시간과 함께 변화하는 것에 의해 형성되는 파형을 대상 파형으로서 추출한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 기판(G)에 생긴 흔들림은, 기판(G)의 위치의 시간 변화로서 표시된다.
본 실시형태에 따른 제전 상태 출력부(94)는, 파형 추출부(93)에 의해 추출된 대상 파형에 기초하여, 기판(G)의 제전 상태에 관한 정보를 출력한다. 본 실시형태에서는, 제전 상태에 관한 정보는, 대상 파형을 기본 성분에 분해한 결과여도 좋고, 대상 파형의 기본 성분에 기초하여 제전 이상을 검출한 결과여도 좋다.
대상 파형의 기본 성분은, 예컨대, 트렌드 성분, 계절 성분 및 잔차 성분이다. 트렌드 성분은, 상승 경향 또는 하강 경향과 같이 장기적인 변동의 경향을 나타내는 성분이다. 계절 성분은, 시간 경과에 따라 상승 및 하강을 반복하는 단기적이고 주기적인 변동을 나타내는 성분이다. 잔차 성분은, 시간 경과와 관계없이 불규칙한 변동을 나타내는 성분이다. 이하, 트렌드 성분을 「장기 변동 성분」이라고도 부른다. 계절 성분을 「단주기 변동 성분」이라고도 부른다. 잔차 성분을 「불규칙 성분」이라고도 부른다.
또, 제전 상태에 관한 정보는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 대상 파형 그 자체여도 좋고, 대상 파형에 기초하여 제전 이상을 검출한 결과여도 좋다.
<제전 상태 표시 방법의 처리 순서>
본 실시형태에 따른 제전 상태 표시 방법은, 제1 실시형태와 비교하여, 파형 추출 처리(도 4의 단계 S2)가 상이하다. 도 9는, 본 실시형태에 따른 파형 추출 처리의 일례를 도시하는 플로우차트이다. 본 실시형태에서의 파형 추출 처리는, 기판 처리 장치(100)가 구비하는 파형 추출부(93)에 의해 실행된다.
단계 S2-11에 있어서, 파형 추출부(93)의 평활화부(951)는, 기판 동영상으로부터 대상 프레임을 취득한다. 다음으로, 평활화부(951)는 대상 프레임을 평활화한다. 평활화에는, 예컨대, 엣지 보존 필터(Edge Preserving Filter)를 이용할 수 있다. 이것에 의해, 주로 밝기 변화의 영향에 의한 노이즈가 대상 프레임으로부터 제거된다.
도 10은, 대상 프레임의 일례를 도시하는 도면이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 대상 프레임(600)에는, 기판(G)의 일부가 촬상된 영역(601) 및 리프트핀(78)이 촬상된 영역(602)이 포함된다. 도 10에서는, 기판(G) 및 리프트핀(78)을 나타내는 영역 이외에서는 밝기에 불균일이 있어, 노이즈가 생긴 것을 알 수 있다.
도 11은, 평활화 후의 대상 프레임의 일례를 도시하는 도면이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 평활화 후의 대상 프레임(610)에서는, 도 10에 도시한 평활화 전의 대상 프레임(600)과 비교하여, 밝기의 불균일이 해소된 것을 알 수 있다.
도 9로 되돌아가 설명한다. 단계 S2-12에 있어서, 파형 추출부(93)의 엣지 검출부(952)는, 평활화부(951)에 의해 평활화된 대상 프레임으로부터 엣지를 검출한다. 엣지의 검출에는, 예컨대, 캐니(Canny) 필터를 이용할 수 있다. 다음으로, 엣지 검출부(952)는, 검출된 엣지를 나타내는 엣지 정보를 생성한다. 이것에 의해, 대상 프레임으로부터 엣지 정보가 추출된다.
도 12는, 엣지 정보의 일례를 도시하는 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 엣지 정보에는, 기판(G)을 나타내는 엣지(621) 및 리프트핀(78)을 나타내는 엣지(622)가 포함된다. 엣지 정보에서는, 수평 방향의 엣지와 수직 방향의 엣지가 모두 포함되어 있다.
도 9로 되돌아가 설명한다. 단계 S2-13에 있어서, 파형 추출부(93)의 수평 엣지 추출부(953)는, 엣지 검출부(952)에 의해 추출된 엣지 정보로부터 수평 방향의 엣지(수평 엣지)를 검출한다. 수평 엣지의 검출에는, 예컨대, 소벨(Sobel) 필터에 포함되는 수평 방향의 필터를 이용할 수 있다. 다음으로, 수평 엣지 추출부(953)는, 검출된 수평 엣지를 나타내는 수평 엣지 정보를 생성한다. 이것에 의해, 엣지 정보로부터 수평 엣지 정보가 추출된다.
도 13은, 수평 엣지 정보의 일례를 도시하는 도면이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 수평 엣지 정보에는, 기판(G)을 나타내는 수평 엣지(631)가 포함되고, 리프트핀(78)을 나타내는 수직 방향의 엣지(632)는 제거되어 있는 것을 알 수 있다.
도 9로 되돌아가 설명한다. 단계 S2-14에 있어서, 파형 추출부(93)의 직선 근사부(954)는, 수평 엣지 추출부(953)에 의해 추출된 수평 엣지 정보에 나타난 수평 엣지를 직선 근사한다. 직선 근사는, 예컨대, 하프 변환에 의해 행할 수 있다. 다음으로, 직선 근사부(954)는, 직선 근사된 엣지(직선 수평 엣지)를 나타내는 직선 엣지 정보를 생성한다. 이것에 의해, 수평 엣지 정보로부터 직선 엣지 정보가 추출된다.
도 14는, 직선 엣지 정보의 일례를 도시하는 도면이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 직선 엣지 정보에는 직선 수평 엣지(641, 642)가 포함된다. 도 14의 예에서는, 기판(G)을 나타내는 직선 수평 엣지(641) 외에, 기판(G)과는 상이한 직선 수평 엣지(642)가 포함되어 있는 것을 알 수 있다.
도 9로 되돌아가 설명한다. 단계 S2-15에 있어서, 파형 추출부(93)의 기준 엣지 특정부(955)는, 직선 근사부(954)에 의해 추출된 직선 엣지 정보에 나타난 직선 수평 엣지로부터 기판(G)의 일부를 나타내는 기준 엣지를 특정한다. 기판(G)의 일부는, 예컨대, 기판(G)의 모서리부이다. 기판 재치대(60)에 재치되어 있는 기판(G)은, 카메라(25)의 화각에 있어서 일정한 영역에 위치하게 된다. 따라서, 기준 엣지 특정부(955)는, 기판(G)의 모서리부가 촬상되어야 하는 영역을 추정함으로써, 기판(G)의 모서리부를 나타내는 기준 엣지를 특정할 수 있다.
도 15는, 기준 엣지 정보의 일례를 도시하는 도면이다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 기준 엣지 정보에서는, 기판(G)의 모서리부가 촬상되는 영역(651)이 추정되어 있다. 기준 엣지 특정부(955)는, 영역(651)에 포함되는 직선 수평 엣지를 기준 엣지로서 특정한다.
도 9로 되돌아가 설명한다. 단계 S2-16에 있어서, 파형 추출부(93)의 파형 생성부(956)는 기준 엣지의 위치를 검출한다. 기준 엣지의 위치는, 대상 프레임에서의 기준 엣지의 좌표이다. 좌표는, 어떠한 좌표계여도 좋지만, 예컨대, 화상 좌표계로 나타내는 것이 좋다. 또, 기준 엣지의 위치는, 적어도 높이 방향(x축 방향)의 값이 포함되면 된다.
단계 S2-17에 있어서, 파형 추출부(93)는, 기판 동영상이 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 기판 동영상이 종료한 경우(YES), 파형 추출부(93)는, 단계 S2-18로 처리를 진행시킨다. 기판 동영상이 종료하지 않은 경우(NO), 파형 추출부(93)는, 단계 S2-16으로 처리를 되돌린다.
단계 S2-16으로 처리를 되돌리는 경우, 파형 생성부(956)는, 다음 대상 프레임을 새로운 대상 프레임으로서 취득하고, 새로운 대상 프레임에 있어서 기준 엣지의 위치를 추종함으로써, 새로운 기준 엣지의 위치를 검출한다. 영역의 추종은, 임의의 추종 알고리즘에 의해 행할 수 있다. 이와 같이 하여, 파형 생성부(956)는, 대상 프레임을 시간의 진행 방향으로 이동시키면서 기준 엣지의 위치를 반복해서 검출한다.
단계 S2-18에 있어서, 파형 생성부(956)는, 단계 S2-17에 있어서 구한 기준 엣지의 위치를 시계열로 나열한다. 이것에 의해, 기판(G)에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형이 생성된다. 파형 생성부(956)는, 생성된 대상 파형을 제전 상태 출력부(94)에 보낸다.
단계 S3(도 4 참조)에 있어서, 제전 상태 출력부(94)는, 파형 추출부(93)로부터 대상 파형을 수취한다. 다음으로, 제전 상태 출력부(94)는, 수취한 대상 파형에 기초하여 기판(G)의 제전 상태에 관한 정보를 표시 장치 등에 출력한다. 본 실시형태에서는, 제전 상태에 관한 정보는, 대상 파형을 각 성분에 분해한 결과, 또는, 대상 파형의 각 성분에 기초하여 제전 이상을 검출한 결과이다.
대상 파형을 각 성분에 분해한 결과를 출력하는 경우, 제전 상태 출력부(94)는, 대상 파형을 트렌드 성분, 계절 성분 및 잔차 성분으로 분해한다. 그리고, 제전 상태 출력부(94)는, 생성된 각 성분을 표시 장치 등에 출력한다. 이 때, 제전 상태 출력부(94)는, 대상 파형과 함께 각 성분을 출력해도 좋다. 또한, 각 성분 중 1개 또는 2개의 성분만을 출력해도 좋다.
도 16은, 본 실시형태에서의 대상 파형 및 각 성분의 일례를 도시하는 그래프이다. 도 16에 있어서, 횡축은 경과 시간(초), 종축은 대상 프레임의 위치(픽셀)이다. 도 16에는, 대상 파형(Observed), 트렌드 성분(Trend), 계절 성분(Seasonal) 및 잔차 성분(Residual)이 도시되어 있다.
도 16에 도시하는 대상 파형(Observed)은, 대상 프레임에서의 기준 엣지의 높이 방향의 값의 시간 변화를 나타내는 파형이다. 도 16에 도시하는 예는, 화상의 좌상측 모서리를 원점으로 하여 아래로 향하게 하여 플러스로 하는 화상 좌표계로 표현되어 있기 때문에, 값이 저하를 시작하는 시각 T3이, 기판(G)이 리프트핀(78)에 의한 상승을 개시한 시각이다. 즉, 종축의 수치가 감소하는 방향이, 리프트핀(78)에 의해 기판(G)이 상승하는 방향이다.
기판(G)의 흔들림의 크기와 대상 파형의 각 성분의 관계에 대해, 도 16 및 도 17을 참조하면서 설명한다. 도 16은, 기판(G)의 흔들림이 비교적 작을 때의 대상 파형 및 각 성분의 일례를 도시하는 도면이다. 도 17은, 기판(G)의 흔들림이 비교적 클 때의 대상 파형 및 각 성분의 일례를 도시하는 도면이다. 또, 도 17에서는 시각 T4가, 기판(G)이 리프트핀(78)에 의한 상승을 개시한 시각이다.
도 16과 도 17을 비교하면, 트렌드 성분에서는, 기판(G)의 흔들림의 크기의 차이에 의한 파형의 차이는 거의 보이지 않는다. 한편, 계절 성분 및 잔차 성분에서는, 기판(G)의 흔들림이 큰 쪽이 파형의 진폭이 큰 것을 알 수 있다. 따라서, 계절 성분 및 잔차 성분의 적어도 한쪽에 기초하면, 보다 정밀하게 제전 이상을 검출할 수 있다. 또, 변화를 보기 쉽게 하기 위해, 도 16과 도 17에서는, 계절 성분 및 잔차 성분의 변화를 나타내는 그래프의 종축에 대해, 각각의 변화의 크기에 맞춰 수치의 레인지를 다르게 하고 있다.
<제2 실시형태의 효과>
본 실시형태에서의 기판 처리 장치(100)는, 기판 동영상으로부터 취득한 프레임으로부터 기판(G)의 일부를 나타내는 기준 엣지를 특정하고, 기준 엣지의 위치가 동영상에 있어서 시간과 함께 변화하는 것에 의해 형성되는 파형을 추출한다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 기판 동영상의 노이즈에 대하여 강건하게 기판의 흔들림을 나타내는 파형을 취득할 수 있다.
본 실시형태에서의 기판 처리 장치(100)는, 대상 파형을 장기 변동 성분과 단주기 변동 성분과 불규칙 변동 성분으로 분해하고, 단주기 변동 성분 또는 상기 불규칙 변동 성분의 적어도 한쪽에 기초하여, 기판(G)의 제전 상태에 관한 정보를 출력한다. 본 실시형태에 따른 대상 파형에서는, 기판(G)의 흔들림의 차이가 단주기 변동 성분 또는 불규칙 변동 성분에 보다 현저하게 나타나는 경향이 있다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 정밀하게 제전 상태를 검출할 수 있다.
[보충]
이번에 개시된 실시형태에 따른 기판 처리 장치 및 제전 상태 표시 방법은, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니다. 실시형태는, 첨부한 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고 여러가지 형태로 변형 및 개량이 가능하다. 상기 복수의 실시형태에 기재된 사항은, 모순되지 않는 범위에서 다른 구성도 취할 수 있고, 또한, 모순되지 않는 범위에서 조합할 수 있다.
또한, 상기 실시형태를, 유전체판을 갖는 유도 결합형 플라즈마 처리 장치에 적용한 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 유전체판 대신에 금속판을 갖는 유도 결합형 플라즈마 처리 장치에 적용해도 좋고, 또한, 유도 결합형 플라즈마 처리 장치 외에, 용량 결합형 플라즈마 처리 장치나 마이크로파 플라즈마 처리 장치 등, 다른 방식의 플라즈마 처리 장치에 대하여 적용해도 좋다.

Claims (13)

  1. 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 배치되고, 기판을 재치(載置)하는 재치대와,
    상기 재치대에 설치되고, 상기 기판을 정전 흡착에 의해 유지하는 정전척과,
    상기 재치대로부터 출몰 가능하게 설치되고, 상기 기판을 승강하는 리프트핀
    을 갖는 기판 처리 장치로 실행하는 제전 상태 표시 방법으로서,
    상기 기판이 상기 재치대에 상기 정전 흡착에 의해 유지된 제1 상태로부터, 상기 기판에 대한 상기 정전 흡착이 해제되고, 제전 처리 후에 상기 기판이 상기 리프트핀에 의해 상승된 제2 상태까지를 포함하는 동영상을 촬영하는 공정과,
    상기 동영상으로부터 상기 리프트핀에 의한 상승에 따라 상기 기판에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형을 추출하는 공정과,
    상기 대상 파형에 기초하여 상기 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력하는 공정
    을 실행하는 제전 상태 표시 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추출하는 공정은, 상기 동영상으로부터 취득한 연속하는 미리 정해진 매수의 프레임으로부터 배경 정보를 추정하고, 상기 미리 정해진 매수의 프레임에 이어지는 대상 프레임과 상기 배경 정보의 차분을 구하는, 제전 상태 표시 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 추출하는 공정은, 상기 동영상에 포함되는 각 프레임을 복수의 영역으로 분할하고, 상기 복수의 영역의 각각에 대해, 상기 대상 프레임의 특징량 및 상기 배경 정보의 특징량을 추출하고, 상기 대상 프레임과 상기 배경 정보의 상기 특징량의 차분값을 구하는, 제전 상태 표시 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 대상 파형은 상기 특징량의 차분값의 시계열인, 제전 상태 표시 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 추출하는 공정은, 상기 대상 프레임에 이어지는 프레임을 새로운 대상 프레임으로 하고, 상기 새로운 대상 프레임보다 전의 상기 미리 정해진 매수의 프레임으로부터 새로운 배경 정보를 추정하고, 상기 새로운 배경 정보의 특징량과 상기 새로운 대상 프레임의 특징량의 차분값을 구하는 것을 반복함으로써, 상기 대상 파형을 추출하는, 제전 상태 표시 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 추출하는 공정은, 상기 동영상으로부터 취득한 프레임으로부터 상기 기판의 일부를 나타내는 기준 엣지를 특정하고, 상기 기준 엣지의 위치가 상기 동영상에 있어서 시간과 함께 변화하는 것에 의해 형성되는 파형을 상기 대상 파형으로서 추출하는, 제전 상태 표시 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 추출하는 공정은, 상기 대상 파형으로부터 장기 변동 성분, 단주기 변동 성분 및 불규칙 변동 성분을 추출하고,
    상기 출력하는 공정은, 상기 단주기 변동 성분 또는 상기 불규칙 변동 성분중의 적어도 한쪽에 기초하여, 상기 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력하는, 제전 상태 표시 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 추출하는 공정은,
    상기 프레임을 평활화하는 공정과,
    평활화된 상기 프레임으로부터 엣지를 검출하는 공정과,
    상기 엣지로부터 수평 방향의 엣지를 추출하는 공정과,
    상기 수평 방향의 엣지를 직선 근사하는 공정과,
    직선 근사된 상기 수평 방향의 엣지로부터 상기 기준 엣지를 특정하는 공정
    을 실행하는 제전 상태 표시 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력하는 공정은, 상기 대상 파형이 미리 정해진 조건을 충족시킬 때에, 상기 기판에서 상기 제전 처리의 이상이 발생한 것을 통지하는, 제전 상태 표시 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출력하는 공정은, 상기 제전 처리가 정상적으로 실시되었을 때의 상기 기판에 대해 촬영된 상기 동영상으로부터 추출된 기준 파형과 상기 대상 파형을 비교하여, 상기 기준 파형과 상기 대상 파형의 차분이 미리 정해진 조건을 충족시킬 때에, 상기 기판에서 상기 제전 처리의 이상이 발생한 것을 통지하는, 제전 상태 표시 방법.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 처리 장치는 FPD(Flat Panel Display) 제조 장치인, 제전 상태 표시 방법.
  12. 기판 처리 장치에 있어서,
    처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 배치되고, 기판을 재치하는 재치대와,
    상기 재치대에 설치되고, 상기 기판을 정전 흡착에 의해 유지하는 정전척과,
    상기 재치대로부터 출몰 가능하게 설치되고, 상기 기판을 승강하는 리프트핀과,
    상기 기판이 화각에 들어가도록 동영상을 촬영하는 촬영부와,
    제어 장치
    를 구비하고,
    상기 제어 장치는,
    상기 기판이 상기 재치대에 상기 정전 흡착에 의해 유지된 제1 상태로부터, 상기 기판에 대한 상기 정전 흡착이 해제되고, 제전 처리 후에 상기 기판이 상기 리프트핀에 의해 상승된 제2 상태까지를 포함하는 상기 동영상을 촬영하도록 상기 촬영부를 제어하는 촬영 제어부와,
    상기 동영상으로부터 상기 리프트핀에 의한 상승에 따라 상기 기판에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형을 추출하는 파형 추출부와,
    상기 대상 파형에 기초하여 상기 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력하는 제전 상태 출력부
    를 구비하는 기판 처리 장치.
  13. 제어 장치에,
    기판이 정전척을 통해 재치대에 정전 흡착에 의해 유지된 제1 상태로부터, 상기 기판에 대한 상기 정전 흡착이 해제되고, 제전 처리 후에 상기 기판이 상기 재치대에 출몰 가능하게 설치된 리프트핀에 의해 상승된 제2 상태까지를 포함하는 동영상으로부터 상기 리프트핀에 의한 상승에 따라 상기 기판에 생긴 흔들림을 나타내는 대상 파형을 추출하는 공정과,
    상기 대상 파형에 기초하여 상기 기판의 제전 상태에 관한 정보를 출력하는 공정
    을 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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