TW201316374A

TW201316374A - 異常檢測裝置及異常檢測方法

Info

Publication number: TW201316374A
Application number: TW101122756A
Authority: TW
Inventors: Michiko Nakaya; Haruki Omine; Tetsu Tsunamoto; Hiroshi Nagaike
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2013-04-16
Also published as: KR20130007469A; JP2013033726A

Abstract

提供一種可提高異常放電之判定精度之異常檢測裝置以及異常檢測方法。提供一種異常檢測裝置，係具備有：監視部，係監視載置於處理室內之晶圓從電漿處理後之晶圓的脫離開始直到搬送閘閥開啟為止的動作，將該動作特定為晶圓脫離時之動作；取得部，係於該特定之晶圓脫離時之動作中，取得從定向耦合器所輸出之進行波或是反射波之至少一者的高頻訊號，而該定向耦合器係設置於對該晶圓內施加高頻電力之高頻電源與匹配器之間、或是發揮載置被處理體之載置台功能之下部電極與該匹配器之間；解析部，係對該取得之高頻訊號之波形圖案進行解析；以及異常判定部，係基於該高頻訊號之波形圖案之解析結果來判定有無異常放電。

Description

異常檢測裝置及異常檢測方法

本發明係關於一種用以檢測電漿處理裝置之異常放電的異常檢測裝置以及異常檢測方法。

當對於半導體晶圓(以下稱為晶圓)、基板等被處理體使用電漿施以微細加工之情況，係對於進行電漿處理之處理室內導入氣體，施加高頻電力來將所導入之氣體加以分解以生成電漿，而使用該電漿來對被處理體進行電漿處理。

於生成電漿之處理室內，有時會因為各種因素導致高頻電場集中，而發生電弧放電等異常放電。異常放電或使得被處理體表面殘留放電痕跡、或造成配置於處理室內之構成零件遭燒毀。此外，也有可能成為造成附著於處理室內之構成零件的反應產物等剝離而產生粒子的原因。

因此，有必要早期檢測出處理室內之異常放電，當發現異常放電之情況，立刻停止電漿處理裝置之動作等而採行適當處置，來防止被處理體、各種零件之損傷以及粒子之發生。

是以，以往提出了一種早期檢測異常放電之方法。做為一例可舉出有於晶圓處理後設置測試製程，於測試製程以目視等來發現放電痕跡之方法。但是，依據此方法，於晶圓處理後到測試製程需要相當長的等待時間，於此期間也不斷對未處理之晶圓實行電漿處理。如此一來，即便於測試製程發現了晶圓缺陷，要使得產生著異常放電之電漿處理裝置完全停止需要相當長的時間，而會成為於其間仍處理相當多的製品晶圓，而生成出大量不良晶片。

早期檢測異常放電之其他方法，有人提議使用AE(音射：Acoustic Emission)感測器來從AE訊號之波形圖案檢測異常放電(例如參見專利文獻1)。

先前技術文獻

專利文獻1 日本特開2011-14608號公報

但是，由於AE感測器之感度高，故由AE感測器所檢測之AE訊號不光是起因於電漿異常放電之訊號，也包含有許多起因於電漿處理裝置之搬送閘閥之開閉、搬送銷之上下動作的機械振動等雜訊。從而，恐因AE訊號所含雜訊而降低電漿處理裝置之異常放電的檢測精度。

鑒於上述課題，本發明之目的在於提供一種異常檢測裝置以及異常檢測方法，可提高異常放電之判定精度。

為了解決上述課題，依據本發明之某態樣係提供一種異常檢測裝置，係具備有：取得部，係取得從RF感測器所輸出之高頻訊號以及從AE感測器所輸出之AE訊號，該RF感測器係設置在將高頻電力施加至用以對被處理體進行電漿處理之處理室內的高頻電源之匹配器與發揮載置被處理體之載置台功能的下部電極之間；該AE感測器係用以檢測於該處理室所產生之音射；解析部，係對該取得之高頻訊號之波形圖案以及該AE訊號之波形圖案進行解析；以及異常判定部，係基於該高頻訊號之波形圖案之解析結果以及該AE訊號之波形圖案之解析結果來判定有無異常放電。

本發明亦可採用如下構成：該解析部係基於該高頻訊號之波形圖案以及該AE訊號之波形圖案，挑出該被處理體脫離時之動作中的該高頻訊號之最大振幅以及該AE訊號之最大振幅之值；該異常判定部係藉由比較該高頻訊號之最大振幅與第1臨界值且比較該AE訊號之最大振幅與第2臨界值，以判定有無異常放電。

本發明亦可採用如下構成：該RF感測器為定向耦合器、RF探針或是電流探針其中一者。

依據本發明之其他態樣，係提供一種異常檢測裝置，係具備有：監視部，係對於載置在處理室內之被處理體從被處理體受到電漿處理後開始脫離起直到開啟搬送閘閥為止之動作進行監視，將該動作特定為被處理體脫離時之動作；取得部，係於該特定之被處理體脫離時之動作中，取得從定向耦合器所輸出之進行波或是反射波之至少一者的高頻訊號，而該定向耦合器係設置於對該處理室內施加高頻電力之高頻電源與匹配器之間、或是發揮載置被處理體之載置台功能之下部電極與該匹配器之間；解析部，係對該取得之高頻訊號之波形圖案進行解析；以及異常判定部，係基於該高頻訊號之波形圖案之解析結果來判定有無異常放電。

本發明亦可採用如下構成：該取得部係取得從用以檢測於該處理室所產生之音射(AE)之AE感測器所輸出之AE訊號；該解析部係解析該取得之AE訊號之波形圖案；該異常判定部係基於該高頻訊號之波形圖案以及該AE訊號之波形圖案的解析結果來判定有無異常放電。

本發明亦可採用如下構成：該解析部係基於該高頻訊號之波形圖案以及該AE訊號之波形圖案來挑出該被處理體脫離時之動作中之該高頻訊號之最大振幅以及該AE訊號之最大振幅之值；該異常判定部係藉由比較該高頻訊號之最大振幅與第1臨界值並比較該AE訊號之最大振幅與第2臨界值，以判定有無異常放電。

本發明亦可採用如下構成：該異常判定部係藉由比較該高頻訊號之最大振幅之產生時刻與該AE訊號之最大振幅之產生時刻來判定有無異常放電。

本發明亦可採用如下構成：該解析部係對於AE訊號之波形圖案進行頻率解析，從經過頻率解析之數據使用所希望之雜訊去除濾波器來去除雜訊後，對去除了雜訊之數據進行解析。

本發明亦可採用如下構成：該AE感測器係裝設於供電棒，該供電棒係對於同時發揮載置被處理體之載置台功能的下部電極供給高頻電力。

本發明亦可採用如下構成：該高頻訊號之取樣係每隔1μsec~5μsec來進行。

本發明亦可採用如下構成：該AE訊號之取樣係每隔1μsec~1msec來進行。

本發明亦可採用如下構成：該監視部係於切斷對靜電夾頭之電極所施加之直流高壓電力之輸出時、或是反向施加該直流高壓電力時，判定為該電漿處理後之被處理體之脫離開始。

為了解決上述課題，依據本發明之其他態樣，係提供一種異常檢測方法，係包含下述步驟：取得從RF感測器所輸出之高頻訊號以及從AE感測器所輸出之AE訊號之步驟，該RF感測器係設置在將高頻電力施加至用以對被處理體進行電漿處理之處理室內的高頻電源之匹配器與發揮載置被處理體之載置台功能的下部電極之間；該AE感測器係用以檢測於該處理室所產生之音射；對該取得之高頻訊號之波形圖案以及該AE訊號之波形圖案進行解析之步驟；以及基於該高頻訊號之波形圖案之解析結果以及該AE訊號之波形圖案之解析結果來判定有無異常放電之步驟。

此外，依據本發明之其他態樣，係提供一種異常檢測方法，係包含下述步驟：對於載置在處理室內之被處理體從被處理體受到電漿處理後開始脫離起直到開啟搬送閘閥為止之動作進行監視，將該動作特定為被處理體脫離時之動作之步驟；於該特定之被處理體脫離時之動作中，取得從定向耦合器所輸出之進行波或是反射波之至少一者的高頻訊號之步驟，而該定向耦合器係設置於對該處理室內施加高頻電力之高頻電源與匹配器之間、或是發揮載置被處理體之載置台功能之下部電極與該匹配器之間；對該取得之高頻訊號之波形圖案進行解析之步驟；以及基於該高頻訊號之波形圖案之解析結果來判定有無異常放電之步驟。

再者，依據本發明之其他態樣，係提供一種電漿處理裝置，係具備有：處理室，係處理基板者；電漿生成機構，係於該處理室內生成電漿；以及異常放電檢測裝置，係連接於該電漿生成機構之供電部，檢測該電漿之異狀；其中，該異狀放電檢測裝置係具備有：取得部，係取得從RF感測器所輸出之高頻訊號以及從AE感測器所輸出之AE訊號，該RF感測器係設置在將高頻電力施加至用以對被處理體進行電漿處理之處理室內的高頻電源之匹配器與發揮載置被處理體之載置台功能的下部電極之間；該AE感測器係用以檢測於該處理室所產生之音射；解析部，係對該取得之高頻訊號之波形圖案以及該AE訊號之波形圖案進行解析；以及異常判定部，係基於該高頻訊號之波形圖案之解析結果以及該AE訊號之波形圖案之解析結果來判定有無異常放電。

如以上所說明般，依據本發明可提供一種異常檢測裝置以及異常檢測方法可提高異常放電之判定精度。

以下參見所附圖式來針對本發明之適切實施形態詳細說明。此外，於本說明書以及圖式中，針對具有實質同一機能構成之構成要素係賦予同一符號而省略重複說明。

〔裝置構成〕

首先，就本發明之一實施形態之電漿處理裝置舉出蝕刻處理裝置為例，針對其裝置構成參見圖1做說明。圖1係本發明之一實施形態之蝕刻處理裝置之縱截面圖。

蝕刻處理裝置10係電極板平行對向配置之電容耦合型蝕刻裝置。蝕刻處理裝置10係具有例如表面受到陽極氧化處理過之由鋁等所構成而成形為圓筒形狀之處理室C。處理室C處於接地狀態。於處理室C內之底部係經由陶瓷等絕緣板(未圖示)而設有用以載置晶圓W之大致圓柱狀之晶座支撐台11。於晶座支撐台11上設有兼具下部電極DE之載置台12。

於下部電極DE上為了固定晶圓W而在下部電極DE設有靜電夾頭13。靜電夾頭13之電極13a係以例如聚醯亞胺製薄膜所形成，埋設於下部電極DE。一旦從直流電壓源14所輸出之直流電壓施加於電極13a，則載置於電極13a表面上之晶圓W會因為靜電吸附力而被吸附保持於下部電極DE。

於晶座支撐台11、載置台12、靜電夾頭13形成有用以對晶圓W內面供給熱傳導媒介(例如He氣體等)之未圖示氣體通路，經由此熱傳導媒介來將載置台12之冷熱狀態傳遞到晶圓W以使得晶圓W維持於既定溫度。

於載置台12上方係對向於下部電極DE而設有上部電極UE。上部電極UE係被支撐於處理室C之天花板部。上部電極UE係具有上部電極板31、支撐上部電極板31之由導電性材料所構成之電極支撐體32。

處理室C係從未圖示之氣體路徑被供給電漿蝕刻處理用之蝕刻氣體等。於處理室C底部係經由排氣管34而連接著排氣裝置35。排氣裝置35係具備有渦輪分子泵等真空泵，將處理室C內抽真空至既定減壓環境氣氛。此外，於處理室C側壁設有搬送閘閥36，藉由開閉搬送閘閥36來將晶圓W搬送於與其鄰接之搬送室(未圖示)之間。

蝕刻處理裝置10係供給上下2頻率之高頻電力。於上部電極UE係經由匹配器41而連接著第1高頻電源40。第1高頻電源40係具有例如27~150MHz之範圍的頻率(RF)。可藉由一邊供給蝕刻氣體一邊對上部電極與下部電極之間施加高頻電力以於處理室C內形成所希望之蝕刻氣體電漿。

作為下部電極DE之載置台12係經由匹配器51而連接著第2高頻電源50。匹配器51與下部電極DE係藉由供電棒52而連接著。於第2高頻電源50與匹配器51之間設有定向耦合器60而以同軸電纜53a,53b連接著。第2高頻電源50 係將相較於第1高頻電源40來得低頻之偏壓用高頻電力施加於下部電極DE。藉此，可在不會對晶圓W造成損害的前提下提供適切的離子作用。第2高頻電源50之頻率以例如1~20MHz之範圍為佳。此外，定向耦合器60也可設置在同時可發揮載置晶圓W之載置台功能的下部電極DE與匹配器51之間。

藉由相關構成，被導入處理室C之蝕刻氣體藉由從第1高頻電源40所輸出之高頻電力而電漿化，使用所生成之電漿來對載置台上之晶圓W施以所希望之蝕刻處理。

〔異常放電檢測〕

其次，針對蝕刻處理裝置10之異常放電之檢測來說明。

利用蝕刻處理裝置10進行上述蝕刻處理中，從第2高頻電源50經由同軸電纜53a、定向耦合器60、同軸電纜53b、匹配器51、供電棒52來對晶圓W施加高頻電力之際，有時會在處理室C內產生異常放電(例如電弧放電)之情況。此時，會於電漿之阻抗產生紊亂，而從匹配器51往第2高頻電源50側產生反射波BtmPr。定向耦合器60係檢測此從匹配器51往第2高頻電源50之反射波BtmPr。此外，定向耦合器60也可檢測從第2高頻電源50朝向匹配器51之進行波BtmPf。不過定向耦合器60只要能檢測進行波BtmPf或是反射波BtmPr之至少一者即可。以下將由定向耦合器60所檢測之進行波BtmPf或是反射波BtmPr之至少一者的訊號稱為高頻訊號。

此外，AE感測器61係以接著劑等安裝在供電棒52之接地線。AE感測器61係檢測起因於電漿異常放電時之能量釋放的AE(音射：Acoustic Emission)。於本實施形態，為了檢測於晶圓上所產生之異常放電，係使得AE感測器61儘可能接近晶圓W之位置，而裝設於處理室C外之大氣空間。此外，AE感測器61也可裝設於晶圓W上方。不過，於晶圓W下方裝設AE感測器61便於檢測晶圓W上之異常放電故為所喜好者。

AE感測器61由於感度高，故AE感測器61所檢測之AE訊號不光是起因於電漿異常放電之訊號，也常常包含有起因於電漿處理裝置10之搬送閘閥36之開閉、用以搬送載置晶圓W之未圖示銷的升降的機械性振動等雜訊。從而，AE訊號所含雜訊恐怕會降低電漿異常放電之檢測精度。

是以，本實施形態之異常放電之檢測，係將定向耦合器60與AE感測器61裝設於蝕刻處理裝置10，而對由定向耦合器60所檢測之高頻訊號與由AE感測器61所檢測之AE訊號進行高速取樣。以下，經取樣之AE訊號也顯示為「BtmAE」。此外，經取樣之反射波之高頻訊號也顯示為「BtmPr」，經取樣之進行波之高頻訊號也顯示為「BtmPf」。

異常檢測裝置70係從定向耦合器60取得經取樣之高頻訊號(BtmPf以及/或是BtmPr)。此外，異常檢測裝置70係從AE感測器61取得經取樣之AE訊號(BtmAE)。異常檢測裝置70係使用高頻訊號之波形圖案解析結果與AE訊號之波形圖案解析結果雙方的結果來判定異常放電之有無。藉此，原本僅使用AE感測器61之情況難以將AE訊號所含異常放電之測定值與雜訊加以區分，但可使用來自定向耦合器之反射波或是進行波之高頻訊號來移除在AE感測器61之檢測結果中所含雜訊。此外，本實施形態之異常放電之檢測係使用由定向耦合器60以及AE感測器61所檢測之取樣數據雙方來檢測異常放電，但由AE感測器61所檢測之取樣數據未必需要，也可僅解析由定向耦合器60所檢測之取樣數據來檢測異常放電。其中，使用雙方之取樣數據來檢測異常放電因可提高精度故更佳。

此外，高頻訊號之取樣以每隔1μsec~5μsec來進行為佳，AE訊號之取樣以每隔1μsec~1msec來進行為佳。

電漿處理中，若不斷地收集AE訊號之取樣數據，則所收集之數據量會甚為龐大。是以，解析所收集之所有數據來檢測異常放電會使得處理負荷變大、效率差。相對於此，只要適當取出容易發生異常放電之條件，則僅需於滿足該條件之間收集取樣數據，並僅解析必要取樣數據即可，故處理負荷降低而有效率。

(晶圓脫離時)

對此，發明者以實驗徹底調查了於晶圓除電時容易在晶圓W上產生異常放電。從而，於本實施形態，係因應於容易發生晶圓W上之異常放電的晶圓脫離時之時機來收集取樣數據。藉此，可感測於晶圓上與晶圓內面產生之微小異常放電。此處，所謂的晶圓脫離時意指從晶圓脫離開始到晶圓W脫離結束為止之間。具體而言，於電漿處理後，當將施加於靜電夾頭13之電極13a的直流高壓電力HV之輸出切斷之時、或是反向施加直流高壓電力HV之時設定為電漿處理後之晶圓脫離開始之條件。此外，晶圓脫離開始後，於使得將載置於載置台12之晶圓W加以上舉之銷上升後而打開搬送閘閥36之時設定為晶圓W脫離結束之條件。

如此般，於本實施形態，由於在切斷直流高壓電力HV之輸出之時、反向施加直流高壓電力HV之時、使得銷升降之時、開閉搬送閘閥36之時皆容易發生晶圓W上之異常放電，故於包含晶圓脫離時的其間收集取樣數據。但是，晶圓脫離時之時機不限於此，亦可從切斷直流高壓電力HV之輸出時到開閉搬送閘閥36為止、也可從切斷直流高壓電力HV之輸出時到使得銷升降之時為止、也可從反向施加直流高壓電力HV之時到使得搬送閘閥36開閉之時為止、也可從反向施加直流高壓電力HV之時起到使得銷升降之時為止。

〔機能構成〕

其次，針對異常檢測裝置70之機能構成，參見圖2來說明。

異常檢測裝置70係檢測蝕刻處理裝置10之異常放電的裝置，具有電漿處理控制部71、監視部72、取得部73、解析部74、異常判定部75以及記憶部76。其中，電漿處理控制部71以及記憶部76未必為異常檢測裝置70所必要之機能。

電漿處理控制部71係控制由蝕刻處理裝置10所實行之蝕刻處理。具體而言，電漿處理控制部71係控制來自第2高頻電源50之高頻電力的功率、開/關，並控制直流高壓電源14之直流高壓電力HV之功率、開/關。此外，電漿處理控制部71係控制搬送閘閥36之開閉，並控制用以搬送於未圖示載置台12所設置之晶圓W的銷的上下動。

監視部72係監視載置於處理室C內之晶圓W從電漿處理後之晶圓W脫離開始到打開搬送閘閥36為止的動作，將該動作特定為晶圓W脫離時之動作。

取得部73於前述所特定之晶圓W脫離時之動作中，取得從設置於第2高頻電源50(對處理室C內施加高頻電力)與匹配器51之間的定向耦合器60所輸出之進行波或是反射波之至少一者的高頻訊號。此外，取得部73係取得從AE感測器61(用以檢測於處理室C所產生之音射(AE))所輸出之AE訊號。此外，亦可於第1高頻電源40與匹配器41之間設置定向耦合器，使得取得部73取得從該定向耦合器所輸出之進行波或是反射波之至少一者的高頻訊號。

解析部74係解析所取得之高頻訊號之波形圖案。此外，解析部74係解析所取得之AE訊號之波形圖案。以解析方法之一例而言，解析部74可基於高頻訊號之波形圖案以及AE訊號之波形圖案而取出晶圓W脫離時之動作中的高頻訊號之最大振幅以及AE訊號之最大振幅之值來進行解析。此外，解析部74也可對AE訊號之波形圖案進行頻率解析(FFT：Fast Fourier Transform)，使用所希望之雜訊去除濾波器來從經過頻率解析之數據去除雜訊後，再對去除雜訊後之數據加以解析。

雜訊去除濾波器62係用以從AE訊號去除不要的雜訊而使用之濾波器。雜訊去除濾波器62係去除預先設定頻帶之雜訊。例如，雜訊去除濾波器62係如圖9所示般有僅通過70kHz以上之訊號而將其他頻帶當作雜訊來去除之旁通濾波器(HPF)、以及僅通過所希望之頻帶訊號而將其他頻帶當作雜訊來去除之帶通濾波器(BPF)。例如，於本實施形態，將帶通濾波器(BPF)之頻帶設定為80~105kHz、130~150kHz、220~240kHz、260~290kHz、300~325kHz、430~450kHz，而將其他頻帶當作雜訊來去除。

解析部74係將通過雜訊去除濾波器62之AE訊號以例如1MHz之頻率進行高速取樣而變換為數位數據(高速取樣數據)並記憶於記憶部76。

異常判定部75係基於高頻訊號之波形圖案的解析結果來判定有無異常放電。異常判定部75亦可基於高頻訊號之波形圖案的解析結果以及AE訊號之波形圖案的解析結果來判定有無異常放電。具體而言，異常判定部75係比較高頻訊號之最大振幅與第1臨界值(後述臨界值C)，且比較AE訊號之最大振幅與第2臨界值(後述臨界值D)來判定有無異常放電。此外，異常判定部75亦可考慮AE訊號所含雜訊而比較高頻訊號之最大振幅之產生時刻與AE訊號之最大振幅之產生時刻來判定有無異常放電。

記憶部76係記憶各種臨界值以判定異常判定部75是否異常放電。此外，記憶部76也可暫時地儲存來自AE感測器61之取樣數據、來自定向耦合器60之取樣數據。各種臨界值也可將異常放電檢測結果予以回饋而使得值最適化。

此外，電漿處理控制部71、監視部72、取得部73、解析部74以及異常判定部75之機能例如可藉由使得CPU(Central Processing Unit)依循儲存在記憶部76之程式來動作而實現。此程式可儲存於記憶媒體中而被提供，經由未圖示之驅動程式(driver)而讀入至記憶部76，此外，也可從未圖示之網路下載而儲存於記憶部76。此外，為了實現上述各部機能，也可取代CPU改用DSP(Digital Signal Processor)。記憶部76能以例如使用半導體記憶體、磁碟、或是光碟等之RAM(Random Access Memory)或是ROM(Read Only Memory)的形式來實現。此外，電漿處理控制部71、監視部72、取得部73、解析部74以及異常判定部75之機能可使用軟體進行動作來實現，也可使用硬體進行動作來實現。

〔動作：數據取得〕

其次，針對本實施形態之異常檢測裝置70之數據取得動作，參見圖3來說明。圖3係顯示以本實施形態之異常檢測裝置70所實行之數據取得處理之流程圖。

於數據取得處理，首先，取得部73判定電漿處理是否結束(步驟S305)。在電漿處理尚未結束之情況，取得部73會反覆進行步驟S305直到電漿處理結束為止。當電漿處理已結束之情況，取得部73會切斷來自直流高壓電源14之直流高壓電力HV，進而判定是否實行了直流高壓電力HV之反向施加(步驟S310)。當未實行直流高壓電力HV之反向施加的情況，取得部73會反覆進行步驟S310直到實行直流高壓電力HV之反向施加為止。

當實行了直流高壓電力HV之反向施加的情況，取得部73會將高頻訊號以及AE訊號之數據以晶圓脫離時之取樣數據的形式儲存在記憶部76(步驟S315)。其次，取得部73會判定用以搬出晶圓W之搬送閘閥36是否開啟(步驟S320)。取得部73會不斷取得取樣數據直到搬送閘閥36開啟為止，一旦搬送閘閥36被開啟則結束本處理。

藉由以上說明之數據取得處理所得經取樣數據之一例顯示於圖4。圖4之各圖的橫軸表示時間，縱軸表示電壓。圖4左方之各圖從上方起依序為進行波之高頻訊號(BtmPf)數據、反射波之高頻訊號(BtmPr)數據、AE訊號(BtmAE)數據、直流高壓電力HV數據。

電壓值因進行波之高頻訊號(BtmPf)以及反射波之高頻訊號(BtmPr)而急速降低之部分為電漿處理結束之時點，表示切斷第2高頻電源50之高頻電力之時。

圖4中央各圖係將圖4左方各圖加以放大者。如圖4中央最下方圖所示般，可知於切斷直流高壓電力HV後進行反向施加之途中，於圖4中央上面所示3個進行波之高頻訊號(BtmPf)、反射波之高頻訊號(BtmPr)以及AE訊號(BtmAE)會發生圖中以粗箭頭表示之晶圓上的異常放電。圖4右邊各圖係將圖4中央上面的2圖更加放大者。若個別地進行晶圓之缺陷檢查，確認了檢測出圖4般異常波形之晶圓有放電痕跡。從以上實驗結果可知晶圓脫離時之動作與晶圓上之異常放電具相關性。

〔動作：異常放電之檢測〕

掌握以上檢討結果，接著針對本實施形態之異常檢測裝置70之異常放電檢測動作參見圖5來說明。圖5係顯示以本實施形態之異常檢測裝置70所實行之異常放電檢測處理之流程圖。

於異常放電檢測處理時，首先解析部74係取得由取得部73所取得之晶圓脫離時之取樣數據(步驟S505)。例如，解析部74從記憶部76讀入晶圓脫離時之取樣數據。

其次，異常判定部75判定高頻訊號之取樣數據當中是否有帶有較事先設定之臨界值A來得大之值的異常波峰(步驟S510)。當有異常波峰之情況，異常判定部75乃判定晶圓W上有異常放電(步驟S515)，指示電漿處理控制部71停止程序實行後(步驟S520)，結束本處理。

另一方面，於步驟S510當高頻訊號之取樣數據當中並未帶有較事先設定之臨界值A來得大之值的異常波峰之情況，異常判定部75乃判定AE訊號之取樣數據當中是否有帶有較事先設定之臨界值B來得大之值的異常波峰(步驟S525)。當無異常波峰之情況，乃結束本處理。另一方面，當AE訊號之取樣數據當中具有帶有較事先設定之臨界值B來得大之值的異常波峰之情況，異常判定部75乃判定晶圓W上有異常放電(步驟S515)，於指示電漿處理控制部71停止程序實行之後(步驟S520)，結束本處理。

以上所說明之異常放電處理所使用之數據當中關於高頻訊號之數據的一例係顯示於圖6。圖6各圖之橫軸表示時間，縱軸表示電壓。圖6各圖係針對第1~12片之晶圓於直流高壓電力HV之反向施加時之定向耦合器60的反射波之高頻訊號(BtmPr)之數據。

若觀察反射波之高頻訊號(BtmPr)之狀態，則於直流高壓電力HV之反向施加時，在第2片晶圓、第5片晶圓、第6片晶圓、第8片晶圓、第9片晶圓檢測到疑似異常波峰之光譜(圖6之箭頭部分)。

是以，異常判定部75在步驟S510進行上述比較處理之際，係比較高頻訊號之最大振幅與臨界值A(相當於第1臨界值)，判定有無異常放電。圖7係顯示比較反射波之高頻訊號 (BtmPr)之最大振幅與臨界值A之圖。據此，異常判定部75判定第2、5、6、9片晶圓產生異常放電，並判定第8片晶圓產生低度的異常放電。發明者以SEM(掃描型電子顯微鏡)檢查電弧痕跡之結果，第2、5、6、9片晶圓所產生之電弧痕跡較第8片晶圓所產生之電弧痕跡來得大。在臨界值C以上判斷產生了異常放電，以電壓值大小來區別異常放電之大小。亦即，臨界值A以上判斷為相對大之異常放電，臨界值C以上判斷為低度之異常放電。

由以上可知，於HV反向施加時在反射波之高頻訊號(BtmPr)產生了異常波形之晶圓與有電弧痕跡之晶圓相一致。此外，可知反射波之高頻訊號(BtmPr)之最大振幅值與電弧痕跡之大小有相關性。

此外，本實施形態之異常感測方法，係以只要有一片檢測到異常放電的情況便立即停止電漿處理的方式進行控制。此外，關於臨界值C會於後述變形例中說明。

其次，於圖8中顯示於異常放電處理所使用之數據當中關於AE訊號之數據一例。圖8各圖之橫軸表示時間，縱軸表示電壓。圖8各圖針對第1~12片晶圓顯示直流高壓電力HV之反向施加時之AE感測器61的AE訊號(BtmAE)數據。

若觀看AE訊號(BtmAE)狀態，則於直流高壓電力HV之反向施加時在第2、5、6、8、9片晶圓檢測到疑似異常波峰之光譜(圖8之箭頭部分)。

是以，異常判定部75於步驟S525進行上述比較處理之際，係比較雜訊去除後之AE訊號之最大振幅與臨界值B(相當於第2臨界值)，判定有無異常放電。此時，解析部74係對AE訊號進行頻率解析。圖9左方各圖係第2、5、6、8、9片晶圓之AE訊號，圖9中央各圖係第2、5、6、8、9片晶圓之AE訊號之頻率解析後的數據。圖9左方各圖以及圖9中央各圖所示箭頭係應判定有無異常放電之部分。

再者，解析部74係將頻率解析後之數據通過上述雜訊去除濾波器。圖10係顯示比較雜訊去除後之AE訊號(BtmAE)最大振幅與臨界值B之圖。據此，異常判定部75判定於雜訊去除後之AE訊號之最大振幅大於臨界值B之第2、5、6、9片晶圓產生異常放電，並判定於雜訊去除後之AE訊號之最大振幅小於臨界值B之第8片晶圓產生低度的異常放電。其中，本實施形態之異常感測方法，係以只要檢測到有一片出現異常放電之情況便立即停止電漿處理的方式進行控制。在臨界值D以上判斷為產生了異常放電，以雜訊去除後之BtmAE之最大振幅大小來區別異常放電之大小。亦即於臨界值B以上判斷有相對大的異常放電，於臨界值D以上判斷有低度的異常放電。

將以上的結果和晶圓缺陷檢查之結果加以比較，可知於HV反向施加時於AE訊號(BtmAE)產生異常波形之晶圓與具有電弧痕跡之晶圓相一致。此外，可知高頻訊號(BtmPr)之最大振幅與AE訊號(BtmAE)之最大振幅值係相關到電弧痕跡的大小。

AE感測器61擁有感測器之感度非常好的性質。是以，由AE感測器61所檢測之AE訊號不僅包含有起因於電漿異常放電之訊號，也含有許多起因於電漿處理裝置10之搬送閘閥36的開閉、晶圓搬送用銷之上下動而產生之機械性振動等雜訊。從而，恐因AE訊號所含雜訊而降低電漿異常放電之檢測精度。相對於此，本實施形態之異常檢測方法，係對於高頻訊號之解析以及AE訊號之解析雙方進行解析。此外，當基於此等解析結果檢測出異常放電之情況，乃立即控制停止電漿處理。例如，不光是各訊號之振幅之大小，也可藉由比較高頻訊號之最大振幅的產生時刻與AE訊號之最大振幅的產生時刻而判定有無異常放電。由於AE感測器係檢測機械性振動，所以從異常放電產生場所到AE感測器之振動的傳遞速度會因為AE感測器之設置場所、設置方法而變化。是以，例如圖11所示般，於高頻訊號之異常波峰之產生時刻與AE訊號之異常波峰之產生時刻會產生偏差。

於比較具體的高頻訊號之最大振幅之產生時刻與AE訊號之最大振幅之產生時刻之際，係取代圖5之步驟S510首先以步驟S525來判定於AE訊號之取樣數據是否有異常波峰。然後，當有異常波峰之情況，乃進到步驟S510，判定於高頻訊號之取樣數據是否有異常波峰。然後，當步驟S510出現異常波峰之情況，乃比較高頻訊號之最大振幅之產生時刻與AE訊號之最大振幅之產生時刻。然後，當時間偏差大於既定臨界值之情況，乃判定AE訊號所含訊號中有雜訊，當時間偏差在臨界值以內之情況乃判定產生有異常放電。如此般，基於高頻訊號之解析結果來去除AE訊號所含雜訊，藉此可提高電漿異常放電之檢測精度。此外，可僅基於高頻訊號之解析結果來檢測異常放電。另一方面，若僅基於AE訊號之解析結果來檢測異常放電由於無法去除上述雜訊故非所喜好者。

如以上所述，依據本實施形態之異常檢測裝置70，可從取樣數據感測微小的異常放電。藉由如此之即時診斷，可將異常處理停在早期階段，防止良率的降低。

此外，本實施形態之異常檢測方法，係對應於容易在晶圓W上產生異常放電之晶圓脫離時之時機來收集取樣數據。藉此，僅需解析必要的取樣數據即可，可減輕處理負荷而謀求效率化。

此外，於以上實施形態，雖高頻訊號之檢測使用了定向耦合器60，但高頻訊號之檢測方法不限定於本實施形態之內容。高頻訊號之檢測也可使用例如檢測高頻電壓之RF探針、檢測高頻電流之電流探針這些所謂的RF感測器。此外，定向耦合器60也包含於RF感測器。

即便於使用定向耦合器60以外之RF感測器之情況，該RF感測器80也可如圖12所示般連接於第2高頻電源50之匹配器51與載置台12之間、更具體而言連接於供電棒52。藉由將RF感測器80設置在更靠近兼做下部電極DE之載置台12的位置，可進行更正確之高頻訊號之檢測。此外，即便是使用RF探針或電流探針之情況，異常檢測裝置70之異常放電之檢測動作和上述係同樣的。

在RF感測器80方面使用RF探針之經取樣數據的一例係顯示於圖13。圖13各圖之橫軸表示時間，縱軸表示電壓。圖13各圖從上而下依序將RF探針所得數據、AE訊號(BtmAE)、RF探針所得數據之時間軸加以放大者。

若對於檢測到圖13般的異常波形之晶圓個別地進行晶圓缺陷檢查則會確認到放電痕跡。從而，確認了即便在RF 感測器80方面使用定向耦合60以外之感測器也可判定有無異常放電。

〔變形例〕

最後，針對上述實施形態之變形例之異常檢測裝置70的異常放電之檢測動作，參見圖14來說明。圖14係顯示以上述實施形態之變形例之異常檢測裝置70所實行之異常放電檢測處理之流程圖。

於變形例之異常放電檢測處理，首先，解析部74係取得由取得部73所取得之晶圓脫離時之取樣數據(步驟S505)。其次，異常判定部75係判定高頻訊號之取樣數據當中是否有帶有較事先設定之臨界值C(參見圖7)來得大之值的異常波峰(步驟S510)。當有異常波峰之情況，異常判定部75乃判定於晶圓W上有異常放電(步驟S515)，對電漿處理控制部71指示停止程序實行後(步驟S520)，結束本處理。

另一方面，於步驟S510當高頻訊號之取樣數據當中並無帶有較事先設定之臨界值C來得大之值的異常波峰之情況，異常判定部75係判定AE訊號之取樣數據當中是否有帶有較事先設定之臨界值D來得大之值的異常波峰(步驟S525)。當有異常波峰之情況，異常判定部75乃判定於晶圓W上有異常放電(步驟S515)，對電漿處理控制部71指示停止程序實行後(步驟S520)，結束本處理。

如以上所述，依據本變形例，係以圖7、圖10之臨界值C、D以上定為產生異常放電。臨界值A、B以下定為低度異常放電，臨界值A、B以上定為相對大規模之異常放電，以此方式區別異常放電之大小，以FDC(Fault Detection and Classification)的方式闡明異常放電產生原因並尋求對策。

其中，即便是低度的異常放電也會降低良率，故即便是臨界值A、B以下只要為臨界值C、D以上即有必要認定為「產生異常放電」而停止電漿處理裝置。

以上，參見所附圖式針對本發明之較佳實施形態做了詳細說明，但本發明不限定於相關例。只要為本發明所屬技術領域具有通常知識者，當然可於申請專利範圍所記載之技術思想範疇內想到各種變更例或是修正例，這些當然也應被視為屬於本發明之技術範圍。

例如，雖舉出將上述實施形態之異常檢測裝置使用於蝕刻處理裝置為例來說明，但本發明之異常檢測裝置不限定於此，也可使用於例如成膜裝置、灰化處理裝置等。此外，關於電漿處理裝置之電漿源除了前述實施形態之平行平板電漿以外，也可使用例如微波電漿、磁控電漿、ICP電漿等各種電漿。

10‧‧‧蝕刻處理裝置

12‧‧‧載置台

13‧‧‧靜電夾頭

14‧‧‧直流高壓電源

36‧‧‧搬送閘閥

40‧‧‧第1高頻電源

41‧‧‧匹配器

50‧‧‧第2高頻電源

51‧‧‧匹配器

52‧‧‧供電棒

53a,53b‧‧‧同軸電纜

60‧‧‧定向耦合器

61‧‧‧AE感測器

62‧‧‧雜訊去除濾波器

70‧‧‧異常檢測裝置

71‧‧‧電漿處理控制部

72‧‧‧監視部

73‧‧‧取得部

74‧‧‧解析部

75‧‧‧異常判定部

76‧‧‧記憶部

80RF‧‧‧感測器

C‧‧‧處理室

UE‧‧‧上部電極

DE‧‧‧下部電極

圖1係本發明之一實施形態之蝕刻處理裝置之縱截面圖。

圖2係一實施形態之蝕刻處理裝置用控制裝置之機能構成圖。

圖3係顯示一實施形態之數據取得處理之流程圖。

圖4係用以說明一實施形態之蝕刻處理裝置所產生異常波形之一例之圖。

圖5係顯示一實施形態之異常檢測處理之流程圖。

圖6係針對各晶圓顯示一實施形態之高頻訊號之波形圖案之圖。

圖7係針對各晶圓顯示一實施形態之高頻訊號之最大振幅之圖。

圖8係針對各晶圓顯示一實施形態之AE訊號之波形圖案之圖。

圖9係針對各晶圓顯示一實施形態之AE訊號之頻率解析後之波形圖案之圖。

圖10係針對各晶圓顯示一實施形態之AE訊號之最大振幅之圖。

圖11係顯示一實施形態之高頻訊號與AE訊號之最大振幅之產生時刻之偏差之圖。

圖12係其他實施形態之蝕刻處理裝置之縱截面圖。

圖13係顯示一實施形態之RF探針所生成高頻訊號之波形圖案與AE訊號之波形圖案之圖。

圖14係顯示變形例之異常檢測處理之流程圖。

14‧‧‧直流電壓源