TW202226896A - 基板處理系統、控制方法及控制程式 - Google Patents

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布迪曼 穆罕默德 菲依魯斯 賓
木野周
高良穣二
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日商東京威力科創股份有限公司
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Abstract

本發明預防對基板處理裝置的特定零件施加容許範圍外之電壓。本發明提供一種基板處理系統，包含：基板處理裝置，具備施行基板的處理之處理容器、及對該處理容器內的特定零件施加直流電壓之直流電源；以及控制部，控制該基板處理裝置；該控制部所實行之處理，包含：取得在依據期望之製程條件的基板之處理中所測定的該直流電壓之實測值與該製程條件；以及依據取得的該製程條件與該直流電壓之實測值，將該製程條件中之複數條件作為說明變數，製作算出該直流電壓之推定值的回歸分析式。

Description

基板處理系統、控制方法及控制程式
本發明係關於一種基板處理系統、控制方法及控制程式。
專利文獻1，利用偏壓高頻電力之特定的電力位準、與藉由對下部電極供給偏壓高頻電力而產生的對焦環之直流電位的關係，而辨識和對焦環之直流電位的指定值相對應之偏壓高頻電力的電力位準。 [習知技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2019-216164號公報
[本發明所欲解決的問題]
本發明提供之技術，可預防對基板處理裝置的特定零件施加容許範圍外之電壓。 [解決問題之技術手段]
依本發明之一態樣，則提供一種基板處理系統，包含：基板處理裝置，具備施行基板的處理之處理容器、及對該處理容器內的特定零件施加直流電壓之直流電源；以及控制部，控制該基板處理裝置；該控制部所實行之處理，包含：取得在依據期望之製程條件的基板之處理中所測定的該直流電壓之實測值與該製程條件；以及依據取得的該製程條件與該直流電壓之實測值，將該製程條件中之複數條件作為說明變數，製作算出該直流電壓之推定值的回歸分析式。 [本發明之效果]
依本發明之一態樣，則可預防對基板處理裝置的特定零件施加容許範圍外之電壓。
以下，參考圖式，針對用於實施本發明之形態予以說明。各圖式中，有對相同構成之部分給予相同符號，將重複的說明省略之情況。
[基板處理系統] 首先，參考圖1並針對實施形態之基板處理系統10予以說明。圖1，係顯示實施形態之基板處理系統10之一例的圖。基板處理系統10，具備施行基板處理之基板處理裝置100、控制基板處理裝置100之EC(Equipment Controller，裝置控制器)90、及受理來自EC90的資訊而加以分析之分析伺服器200。
基板處理裝置100，可為電漿蝕刻裝置，亦可為電漿CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沉積)裝置，或亦可為可進行基板處理之其他裝置。
於每一基板處理裝置100設置EC90。各EC90，控制分別連接之基板處理裝置100。各EC90，經由網路N而與分析伺服器200連接。在圖1，圖示3台基板處理裝置100及3台EC90，但不限於此一形態。將1台以上之基板處理裝置100、及1台以上之EC90，經由網路N而連接至分析伺服器200即可。EC90，亦可藉由雲端電腦實現。
EC90，儲存基板處理裝置100中實行的基板處理之製程條件、及關於遵循該製程條件而施行基板處理之結果的資訊(例如，對後述邊緣環施加的直流電壓(亦稱作「FR Vdc」))之實測值。分析伺服器200，和EC90進行通訊，從EC90接收製程條件、及關於遵循該製程條件而施行基板處理之結果的資訊。
分析伺服器200，依據接收到的資訊，算出用於算出對邊緣環施加的直流電壓之推定值的回歸分析式。分析伺服器200，根據依據回歸分析式算出的直流電壓之推定值，預測製作出之期望的配方中之，實行操作範圍外或功率額定以上之對邊緣環的直流電壓之施加的配方。藉此，依據預測結果發送警告，或促使該配方之廢棄或配方之再度製作，預防因操作範圍外或功率額定以上的直流電壓之施加而發生異常放電或製程停止等問題的情形。
分析伺服器200，可為1台，亦可為複數台。分析伺服器200，亦可藉由雲端電腦實現。分析伺服器200之部分或全部的功能，可設置於EC90內；EC90及分析伺服器200，亦可為一體之裝置。EC90及分析伺服器200，為控制基板處理裝置之控制部的一例。
[基板處理裝置及EC的硬體構成] 接著，參考圖2並針對實施形態之基板處理裝置100及EC90的硬體構成之一例予以說明。圖2，係實施形態之基板處理裝置100之一例的剖面示意圖、及顯示EC90的硬體構成之一例的圖。
基板處理裝置100，具備成為電性接地電位之處理容器1。處理容器1為圓筒形狀，例如由鋁構成。於處理容器1內，配置載置基板W的基板支持部ST。基板支持部ST，具備第1板4、第2板6及靜電吸盤5。第1板4及第2板6，例如由鋁形成。靜電吸盤5，例如由介電材料形成。於第2板6上設置第1板4，於第1板4上設置靜電吸盤5。
於基板W之周圍，設置例如以矽形成的環狀構件7。環狀構件7，亦稱作對焦環或邊緣環。於環狀構件7、第1板4及第2板6之周圍，設置圓筒形狀的外周構件9a。基板支持部ST，隔著與外周構件9a之下端部連結的支持構件9而配置於處理容器1之底部。支持構件9及外周構件9a，例如由石英形成。
靜電吸盤5內的電極5c，夾在介電材料5b之間，和直流電源12連接。若從直流電源12對電極5c施加直流電壓則產生庫侖力，將基板W靜電吸附在靜電吸盤5。
第1板4，於內部具有流路2d。從急冷器單元供給之熱交換媒體，例如冷卻水，以入口配管2b→流路2d→出口配管2c的順序循環。於基板支持部ST之內部，形成熱傳氣體供給路16。熱傳氣體供給源19，往熱傳氣體供給路16供給熱傳氣體，將熱傳氣體導入基板W的底面與靜電吸盤5之間的空間。熱傳氣體，可為氦氣(He)、氬氣(Ar)等惰性氣體。於基板支持部ST，設置銷貫穿路，藉由以升降機構使貫穿過銷貫穿路之升降銷上下移動，而於搬運時使基板W升降。
第2板6，經由第1匹配器11a而與第1高頻電源13a電性連接，經由第2匹配器11b而與第2高頻電源13b電性連接。第1高頻電源13a，對第2板6施加電漿生成用之高頻電力(亦稱作HF功率)。第2高頻電源13b，對第2板6施加電壓偏電壓用之高頻電力(亦稱作LF功率)。然則，亦有將由第2高頻電源13b供給之高頻電力，使用在電漿生成用途的情況。電壓偏電壓用之高頻電力，具有較電漿生成用之高頻電力的頻率更低的頻率，為了將離子往基板支持部ST導入而利用。
基板處理裝置100，進一步具備直流電源55。直流電源55，與第2板6連接，從第2板6經由第1板4而與環狀構件7電性連接。直流電源55，對環狀構件7供給直流電壓，控制環狀構件7上之鞘層的厚度。依環狀構件7之消耗量，施行對環狀構件7施加的直流電壓之控制。
於基板支持部ST之上方，設置與基板支持部ST相對向的上部電極3。上部電極3，具備電極板3b與電極支持部3a。於上部電極3之周圍，設置支持上部電極3之圓環狀的絕緣性構件95，藉由上部電極3與絕緣性構件95將處理容器1的上部開口封閉。電極支持部3a，導電性材料，例如由表面經陽極氧化處理的鋁構成，於其下部以可任意裝卸的方式支持電極板3b。電極板3b，由矽或含矽材料形成。
於電極支持部3a，形成氣體擴散室3c、及用於將處理氣體往氣體擴散室3c導入的氣體導入口3g。於氣體導入口3g，連接氣體供給配管15a。於氣體供給配管15a，依序連接氣體供給部15、MFC(質量流量控制器)15b及開閉閥V2，經由氣體供給配管15a而從氣體供給部15往上部電極3供給處理氣體。開閉閥V2及MFC15b，控制氣體的開啟狀態及關閉狀態與氣體流量。
於氣體擴散室3c之下部，朝向處理容器1內形成多個氣體流通孔3d，和形成在電極板3b的氣體導入孔3e連通。通過氣體擴散室3c、氣體流通孔3d，從氣體導入孔3e往處理容器1內呈沖淋狀地供給處理氣體。
於上部電極3，經由低通濾波器(LPF)71而和直流電源72連接，藉由開關73控制來自直流電源72的直流電壓之施加及施加的停止。從第1高頻電源13a、第2高頻電源13b對基板支持部ST施加高頻電力而使處理氣體電漿化時，因應必要而將開關73開啟，對上部電極3施加期望的直流電壓。
以從處理容器1之側壁往較上部電極3之高度位置更為上方延伸的方式，設置圓筒形狀的接地導體1a。此圓筒形狀的接地導體1a，於其上部具有頂壁。
於處理容器1之底部形成排氣口81，將排氣裝置83經由排氣管82而連接至排氣口81。排氣裝置83具備真空泵，藉由使真空泵作動而將處理容器1內減壓至既定的真空度。於處理容器1內之側壁，設置基板W的搬出入口84，藉由閘閥85使搬出入口84成為可開閉。
沿著處理容器1之側部內壁，以可任意裝卸的方式設置沉積物屏蔽件86。此外，沿著外周構件9a，以可任意裝卸的方式設置沉積物屏蔽件87。沉積物屏蔽件86、87，防止蝕刻副產物(沉積物)附著於處理容器1之內壁及外周構件9a。在沉積物屏蔽件86之與基板W略相同的高度位置，設置以可控制對地電位的方式連接之導電性構件(GND塊)89，藉此，防止異常放電。
藉由EC90控制基板處理裝置100。於EC90，設置控制基板處理裝置100之各部的控制器91、通訊裝置92、及記憶體93。
於記憶體93，收納有使控制器91實行在基板處理裝置100實行之各種處理的控制程式(軟體)、及記錄製程條件及順序等的配方。通訊裝置92，係控制通訊之網路卡等通訊設備。
控制器91，從記憶體93叫出任意配方而予以實行。藉此，依據EC90的控制，於基板處理裝置100中施行基板處理。施行期望的基板處理所用之控制程式及配方，亦可使用收納於可藉由控制器91等之電腦讀取的電腦記錄媒體等之狀態者。此外，施行期望的基板處理所用之控制程式及配方，亦可從其他裝置經由網路傳送，以線上方式取得而使用。作為記錄媒體，例如可列舉硬碟、CD、軟性磁碟、半導體記憶體等。
[分析伺服器的硬體構成] 接著，參考圖3，針對分析伺服器200的硬體構成予以說明。圖3，係顯示實施形態之分析伺服器200的硬體構成之圖。分析伺服器200，具備CPU(Central Processing Unit，中央處理器)126、記憶體127及通訊裝置128。CPU126，製作算出對基板W周圍之環狀構件7施加的直流電壓之推定值(亦稱作推定Vdc)的回歸分析式、施行各種運算。記憶體127，例如為CPU126可直接存取之分析伺服器200內的記錄媒體。通訊裝置128，係控制通訊之網路卡等通訊設備。
記憶體127，藉由RAM、ROM等各種記憶體而實現。分析伺服器200，對EC90提供製作出的回歸分析式，使EC90控制基板處理裝置100。
[邊緣環消耗] 參考圖4並針對環狀構件7的消耗予以說明。圖4，係用於說明傾斜角度之斜度的圖。環狀構件7，於基板W的處理中暴露於電漿而消耗。例如，於基板W施行蝕刻處理的情況，環狀構件7為新製品時，於圖4如實線所示，以使環狀構件7上之電漿鞘層(下稱「鞘層」)，與基板W上之鞘層成為相同高度的方式，配置環狀構件7。在此一狀態下，電漿中的離子垂直地往基板W入射，垂直地蝕刻基板W上的蝕刻對象膜。
若環狀構件7消耗，則於圖4如點線所示，環狀構件7上之鞘層的高度，成為較基板W上之鞘層的高度更低。此一結果，在基板W之外周端部的區域，電漿中之離子斜向地入射，使在基板W上的蝕刻對象膜形成之凹部斜向地傾斜。以θ表示此時的傾斜角度。傾斜角度θ之變化量，依離子的入射角而改變。換而言之，傾斜角度θ之變化量，因環狀構件7上之鞘層厚度而變化，亦即，因環狀構件7之消耗量而變化。
為了使離子的入射角呈垂直，使蝕刻凹部成為垂直形狀，直流電源55，依環狀構件7之消耗量而對環狀構件7施加直流電壓，控制環狀構件7上之鞘層厚度。藉此，可將環狀構件7上之鞘層與基板W上之鞘層調整為相同高度，將傾斜角度θ控制為約90°，使蝕刻凹部成為垂直形狀。
而在對環狀構件7施加直流電壓的情況、與未施加的情況，從第1高頻電源13a及第2高頻電源13b對第2板6施加，經由第1板4而在電漿生成空間流通的高頻電流之大小有所改變。例如，未對環狀構件7施加直流電壓的情況，在基板W之中心側流通的高頻電流，與在邊緣側流通的高頻電流，成為大致相同之大小。相對於此，對環狀構件7施加直流電壓的情況，在基板W之中心側流通的高頻電流成為更大。因此，基板W之中心、中間側的上方之電漿密度變高。
對於此等課題，本實施形態之基板處理裝置100，作為可使給予基板全體的電漿特性之偏差最小化，並將對環狀構件7施加之直流電壓控制為一定的方法，提出以下之X%表示方法。
使環狀構件7上之鞘層厚度為t時，算出鞘層厚度t的式(1)如下。
[數式1]
Figure 02_image001
…式(1)
此處，Vdc為對環狀構件7施加的直流電壓。n i為離子密度，離子密度n i與電漿的電子密度N e及電漿密度相等。T e為電漿的電子溫度。ε 0為真空的介電常數，e為基本電荷，k為波茲曼常數。ε 0、e、k為常數。式(1)所含之變數中的離子密度n i、Vdc，及電漿的電子溫度T e，依製程條件而改變其值。
因此，式(1)所示的鞘層厚度t，依Vdc與離子密度n i而成為不同的厚度。另，Vdc，此處表示環狀構件7的電位，與基板的電位相等。例如，圖5(a)的圖表之縱軸所示的鞘層厚度t，依圖表之橫軸所示的Vdc與圖表上之各曲線的離子密度n i即N 1、N 2、N 3之值，成為不同的厚度。
本實施形態，作為使用在對環狀構件7施加的直流電壓之控制的參數，使用鞘層厚度t之變化量。鞘層厚度之變化量{(t x-t)/t}，係依據式(1)，如同式(2)地轉換。
[數式2]
Figure 02_image003
…式(2)
{(t x-t)/t}×100，表示鞘層厚度之變化量(%)。式(2)所包含的a為比例常數。式(2)所包含的變數中之X，表示若鞘層厚度變動多少%，而對環狀構件7施加的直流電壓增加施加多少%，則鞘層厚度成為與原本的厚度相同的厚度。X，係直流電壓控制用之參數(以下亦稱作「參數X」)。
亦即，鞘層厚度之變化量{(t x-t)/t}×100，表示若對環狀構件7施加的直流電壓增加施加X%，則鞘層厚度變動多少%。式(2)之右方的(1+X/100)，係將自偏壓分的「1」，與對環狀構件7施加的直流電壓分之X%的1/100即「X/100」加總之值，藉由將此值乘以Vdc而算出環狀構件7的電位。式(2)，表示若控制環狀構件7的電位即Vdc(1+X/100)，則無關於離子密度n i，可將鞘層厚度之變化量(t x-t)/t控制為一定。
因而，本實施形態，如圖5(b)所示，利用式(2)控制鞘層厚度之變化量{(t x-t)/t}。例如，於參考例顯示的圖5(a)中，若Vdc及/或離子密度n i變化，則鞘層厚度改變。例如，離子密度n i為N 1、N 2、N 3時，鞘層厚度改變。
相對於此，本實施形態，如圖5(b)所示，顯示將使Vdc為300[V]時的鞘層厚度作為100%之際的鞘層厚度之變化量。圖中的(A)之箭頭，表示將10(%)代入式(2)的X時，亦即，Vdc從300[V]之初始值增加10(%)而控制為330[V]的情況。而此時，顯示鞘層厚度之變化量從鞘層厚度之初始值上升11%，成為111%。圖中的(B)之箭頭，表示將20(%)代入式(2)的X時，亦即，Vdc從300[V]之初始值控制為360[V]時，鞘層厚度之變化量從鞘層厚度之初始值上升18%，成為118%。
亦即，本實施形態，利用式(2)，控制鞘層厚度之變化量{(t x-t)/t}。藉此，藉由控制對環狀構件7施加之直流電壓分的X%，即便電漿密度(離子密度)改變仍不受其影響，可控制相對於對環狀構件7施加之直流電壓的鞘層厚度之變化量。
然則，電漿之電位(離子密度等)，依製程條件而改變。因此，例如控制為使對環狀構件7施加之直流電壓從初始值上升10%上升而施加的情況，依製程條件，實際上對環狀構件7施加之直流電壓改變。此一結果，可能對環狀構件7施加直流電源55的功率額定以上之直流電壓。
因而，分析伺服器200及EC90，實行本實施形態之控制方法，俾不施加操作範圍外或功率額定以上之直流電壓，預防在基板處理裝置100內產生的異常放電或製程停止等問題。
針對本實施形態之控制方法中，在製作用於算出推定Vdc的回歸分析式時使用之資訊，參考圖6並予以說明。圖6，係顯示實施形態的基板處理時之製程條件與FR Vdc的一例之圖。圖6所示的資訊，與基板處理之實行相應而儲存在EC90的記憶體93。
圖6所示的資訊為製程條件之一例，不限於此一形態。在本例中，作為在基板的處理使用之製程條件，記錄：(1)Top HV、(2)壓力、(3)Gap、(4)HF功率、(5)LF功率、(6)HF的頻率或LF的頻率、(7)Duty、(8)氣體的種類。此外，(9)FR Vdc，係指以(1)～(8)之製程條件處理基板時，於每一基板No.實際上對環狀構件7施加的直流電壓，此處係指直流電壓之實測值(亦稱作實測Vdc)。
「(1)Top HV」，係從直流電源72往上部電極3施加的直流電壓。「(2)壓力」，係處理容器內的壓力。「(3)Gap」，如圖2所示，係上部電極3與基板支持部ST之間的距離。「(7)Duty」，係HF功率或LF功率為脈波之情況的工作比。另，HF功率，在圖2的例子為對基板支持部ST施加，但不限於此一形態，亦可為對上部電極3施加。
圖7，係顯示圖6所示之製程條件(1)～(7)與(9)之FR Vdc(實測Vdc)的關係之一例的圖。圖7之橫軸，表示圖6所示的對於複數片基板之製程條件(1)～(7)的值，縱軸表示FR Vdc(實測Vdc)。
此一結果，得知對於FR Vdc之敏感度高，亦即，FR Vdc之變化量大的製程條件，為(2)壓力、(3)Gap、(4)HF功率、(5)LF功率。得知其他製程條件(1)、(6)、(7)，FR Vdc之變化量小，對於FR Vdc之敏感度低。
圖8，係對於在圖7抽出的FR Vdc之變化量大的4個製程條件即圖8(a)的HF功率、(b)的LF功率、(c)的壓力、(d)的Gap，顯示關於氣體的種類A、B之FR Vdc(實測Vdc)的關係之一例的圖。
依此，得知關於4個製程條件(a)HF功率、(b)LF功率、(c)壓力、(d)Gap，在氣體的種類A、B之任一情況，FR Vdc之變化量皆大致相同。
從上述內容來看，分析伺服器200，依據從EP90發送的製程條件與直流電壓之實測值(實測Vdc)，將製程條件中的複數條件作為說明變數，製作算出直流電壓之推定值(推定Vdc)的回歸分析式。作為說明變數使用的複數條件，係使用製程條件中FR Vdc之變化量大的條件。
[分析伺服器的功能] 接著，參考圖9，並針對製作用於算出推定Vdc的回歸分析式之分析伺服器200的功能予以說明。圖9，係顯示實施形態之分析伺服器200的功能構成之一例的圖。分析伺服器200，具備輸入部210、學習部220、驗證部230及記憶部240。
輸入部210，從EC90輸入製程條件及FR Vdc之實測值(實測Vdc：Real Vdc)。將輸入之製程條件及實測Vdc，記錄在分析伺服器200內的記憶體127。
學習部220，使用輸入之製程條件及實測Vdc，製作回歸分析式之學習模型。回歸分析式之學習模型，係用於算出FR Vdc之推定值(推定Vdc：Estimated Vdc)的算式。
學習部220，首先，從製程條件將說明變數抽出。說明變數，係使用在回歸分析式之變數，為製程條件中FR Vdc(實測Vdc)之變化量大的條件。
學習部220，將製程條件中FR Vdc(實測Vdc)之變化量大的4個條件(a)HF功率、(b)LF功率、(c)壓力、(d)Gap，作為說明變數而抽出。然則，學習部220，亦可從製程條件將其他條件作為說明變數而抽出。作為說明變數之其他例，可列舉RF之模式(HF及/或LF為脈波或連續波)。作為說明變數，亦可使用Top HV。作為說明變數，亦可使用基板的種類。亦即，於說明變數，將算出FR Vdc之推定值時貢獻度高者抽出即可。
學習部220，亦可依據於圖7顯示一例之顯示製程條件與FR Vdc(實測Vdc)的關係之資訊，自動施行說明變數的抽出。學習部220，使用抽出之各說明變數，將說明變數投入預先設定的回歸分析式，追求回歸分析式之係數的最佳化，自動生成具有最佳化之係數的回歸分析式。於式(3)，顯示自動生成的回歸分析式之一例。
[數式3]
Figure 02_image005
…式(3)
式(3)為回歸分析式之一例。在式(3)，FR Vdc之推定值(推定Vdc：Estimated Vdc)，將4個條件(HF功率、LF功率、壓力、Gap)作為變數，對各變數代入從輸入部210所輸入之製程條件抽出的說明變數。藉此，可將說明變數之係數a、b、c、d、e、f，與說明變數之指數x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8最佳化。
例如，在式(3)，具有4個條件(HF功率、LF功率、壓力、Gap)的各說明變數分別單獨存在之第1項～第4項、與將2個說明變數相乘之第5項及第6項，但構成回歸分析式之項，不限於此一形態。
在式(3)所示的回歸分析式之例子中，學習部220，將表示壓力、Gap、HF功率、LF功率的各說明變數之第1項～第4項的係數a～d及指數x1～x4最佳化。此外，學習部220，將使壓力與LF功率的說明變數相乘之第5項及Gap與使壓力的說明變數相乘之第6項的係數e、f與指數x5～x8最佳化。
藉由驗證部230，驗證最佳化的回歸分析式(3)。亦即，驗證部230，驗證從學習部220送出之算出推定Vdc的回歸分析式之模型。
驗證部230，利用式(3)算出推定Vdc，將其與輸入部210所輸入之實測Vdc比較。圖10，係顯示依據實施形態的回歸分析式算出之推定Vdc(Estimated Vdc)與實測Vdc(Real Vdc)的關係之一例的圖。如圖10所示，推定Vdc與實測Vdc顯示大致相同之值的情況，驗證部230，將式(3)承認為回歸分析式之模型，記錄至記憶部240。推定Vdc顯示與實測Vdc不同之傾向的情況，驗證部230，不將式(3)承認為回歸分析式，進一步學習，或廢棄該回歸分析式而不記錄至記憶部240。
作為驗證部230所進行之驗證方法的一例，將4個條件(HF功率、LF功率、壓力、Gap)作為變數，對各變數代入輸入部210所輸入之說明變數的全部資料，藉以求出說明變數的係數與指數，製作回歸分析式之模型(作為模型1)。接著，將4個條件(HF功率、LF功率、壓力、Gap)作為變數，於各變數，將使輸入部210所輸入之說明變數的全部資料分割為三之最初的1/3、其次的1/3、最後的1/3，代入至回歸分析式。藉此，製作使用最初的1/3將係數及指數最佳化的回歸分析式之模型(作為模型2)、使用其次的1/3將係數及指數最佳化的回歸分析式之模型(作為模型3)、及使用最後的1/3將係數及指數最佳化的回歸分析式之模型(作為模型4)。驗證部230，在製作出之模型2～4的任一者皆顯示與模型1大致相同之值的情況，將式(3)承認為回歸分析式之模型，記錄至記憶部240。在本驗證中，將說明變數的全部資料分割為三，但不限於分割為三。驗證部230，亦可將說明變數的全部資料分割為兩份以上之任意數量，藉由上述方法驗證回歸分析式之合適性。
記憶部240，將承認的回歸分析式與閾值對應而記錄。驗證部230，於每一回歸分析式設定閾值。如圖8所示，驗證部230，改變在回歸分析式設定之橫軸的說明變數之值，若算出FR Vdc的結果獲得之推定Vdc成為閾值s以上，則可判定為對環狀構件7施加的直流電壓成為直流電源55之額定以上。閾值s，預先設定為可判定對環狀構件7施加的直流電壓是否成為直流電源55之額定以上的值。藉由驗證部230驗證回歸分析式之合適性的結果，將驗證為合適的回歸分析式及每一回歸分析式之閾值s，往EC90發送，記錄在EC90的記憶體93。然則，回歸分析式及對應於回歸分析式之閾值s，亦可記錄在分析伺服器200或EC90的任一者。另，說明變數，例如，不限於HF功率及LF功率，可於RF的脈波或RF的連續波之任一者的每一模式設定。例如，可對HF功率的脈波、LF功率的脈波、HF功率的連續波及LF功率的連續波之各模式，於每一模式設定。
[控制方法：配方判定處理] 接著，參考圖11及圖12，並針對實施形態之控制方法(配方判定處理)予以說明。圖11，係顯示實施形態之配方判定處理的一例之流程圖。圖12，係顯示圖11所示之判定處理的細節之流程圖。
實行圖11的處理之前，將回歸分析式及閾值s，收納於EC90的記憶體93及/或分析伺服器200的記憶體127。以下說明中，列舉藉由EC90實行圖11及圖12的處理之例子予以說明，但亦可藉由分析伺服器200實行。
於圖11之步驟S1中，EC90，製作設定用於處理基板之製程條件及製程順序的配方。接著，於步驟S2中，EC90，驗證製作出的配方。
於步驟S3中，EC90，將在製作出的配方設定之製程條件中的作為說明變數之條件，代入至記錄在記憶體127的回歸分析式(參考式(3))，由回歸分析式算出推定Vdc。而後，EC90，依據推定Vdc與閾值s，判定製作出的配方是否可能對環狀構件7施加直流電源55之額定以上的直流電壓。關於判定的細節，依據圖12而於之後描述。
EC90，判定為製作出的配方可能對環狀構件7施加直流電源55之額定以上的直流電壓之情況，在步驟S3判定為「NG」。此一情況，EC90，不保存該配方，前往步驟S4，輸出顯示推定Vdc為閾值以上的警告。接著，前往步驟S5，作為參數，提示輸入至回歸分析式之說明變數。警告之輸出及說明變數之提示，可於EC90的顯示器顯示及/或語音輸出，亦可於操作者持有之移動式終端機等機器的顯示器顯示及/或語音輸出。此外，可將全部說明變數輸出，亦可將說明變數的至少一者輸出。
回到步驟S1，操作者，依據此一顯示及/或語音輸出，指示說明變數的至少一者之值的變更，EC90，遵循指示而再度製作配方，於步驟S2中，驗證製作出的配方。EC90，亦可依據此一顯示及/或語音輸出，不經由操作者的指示而自動地變更說明變數的至少一者之值，再度製作配方。
於步驟S3中，EC90，將變更的說明變數之條件輸入至記錄在記憶體127的回歸分析式，再度算出推定Vdc。而後，EC90，依據推定Vdc與閾值s，判定製作出的配方是否可能對環狀構件7施加直流電源55之額定以上的直流電壓。
EC90，判定為製作出的配方不具有對環狀構件7施加直流電源55之額定以上的直流電壓之可能的情況，在步驟S3判定為「OK」。此一情況，EC90，於步驟S6中，將該配方保存至記憶體93。亦可將該配方保存至記憶體127。EC90，於步驟S7中，依據保存的配方，施行基板處理。
參考圖12，並針對圖11之步驟S3的推定Vdc之算出及判定處理的細節予以說明。在圖12所示之步驟S3的處理，首先，於步驟S31中，EC90，從製作出的配方取得說明變數之設定值。接著，於步驟S32中，EC90，將說明變數之設定值代入回歸分析式(式(3))，算出推定Vdc。
接著，於步驟S33中，EC90，依據安全率，修正推定Vdc。安全率，係對製程條件中未作為說明變數使用之條件預先設定的數值。作為一例，假設於未作為說明變數使用之氣體的種類，設定為10%作為安全率的情況。
此一情況，EC90，將使推定Vdc為1.1倍之值，作為修正後之推定Vdc。在圖10的例子中，對於藉由式(3)的回歸分析式算出的於直線A顯示之推定Vdc，於直線B顯示修正後之推定Vdc。另，亦可使安全率依氣體的種類而不同。此外，亦可不依照氣體的種類而設定安全率。亦可依據對於未使用在說明變數之製程條件設定之安全率的至少一者，修正推定Vdc。對於任一製程條件皆未設定安全率的情況，可省略步驟S33。
接著，於步驟S34中，EC90，判定修正後之推定Vdc是否為與回歸分析式對應而記錄之閾值s以上。EC90，判定為修正後之推定Vdc為閾值s以上的情況，前往步驟S35，判定為容許範圍外(判定為異常)，前往圖11之步驟S4，發出警告。
另一方面，EC90，判定為修正後之推定Vdc未滿閾值s的情況，前往步驟S36，判定為容許範圍內(判定為正常)，前往圖11之步驟S6，將製作出的配方保存於記憶體93。
以上內容中，列舉對於氣體的種類設定之安全率為例，修正推定Vdc，但不限於此一形態，例如，對於基板處理裝置100的種類之安全率等，可在未作為說明變數使用之製程條件的至少一者設定安全率。另，宜於未作為說明變數使用之全部製程條件，設定安全率。此一情況，宜依據全部的安全率，修正推定Vdc。
如此地，本實施形態，依據記錄在記憶體93的回歸分析式及閾值，由回歸分析式，算出推定Vdc、或藉由安全率修正的推定Vdc。而後，依據算出的推定Vdc，判定是否對環狀構件7施加功率額定以上之直流電壓。藉此，可依據判定結果，判定可否採用期望的配方。
實施形態之控制方法，亦可在製作配方時，對製作出的配方實行。此外，亦可在操作者按壓處理開始之開始按鈕時，對期望的配方實行。此外，亦可和處理之基板的種類連結，在緊接期望種類之基板的處理前或基板處理前之任意時序，對使用的配方實行。例如，藉由在複寫配方時等，對該配方實行實施形態之控制方法，而可判定可否採用該配方。藉此，排除對環狀構件7施加過度之直流電壓的配方，可預防此一問題。
另，回歸分析式及閾值s，亦可在保存至記憶體後，依據藉由新的基板處理進一步儲存之製程資訊(參考圖6)，進一步進行學習，予以更新。學習，可藉由分析伺服器200進行，亦可藉由EC90進行，或亦可藉由與網路N連接之雲端電腦或邊緣電腦等其他機器進行。
回歸分析式所使用之說明變數，由統計性的參數選擇(參考圖7)、物理性的參數選擇兩方之觀點進行。作為物理性的參數選擇之一例，例如，亦可依據式(1)，將對鞘層厚度t與FR Vdc造成物理性影響的參數(例如電漿溫度T e等)作為說明變數而抽出。作為物理性的參數選擇之其他例，例如可列舉：若RF功率提高則電子能量提高，使電漿內之彈性碰撞及電離進展，使FR Vdc上升，因而將RF功率選擇作為說明變數。此外，處理容器內成為越低壓，則電漿的電子溫度T e變高，使FR Vdc上升，因而可將壓力選擇為說明變數。此外，若Gap擴大，則電漿的電子密度之分布擴大，使FR Vdc上升，因而可將Gap選擇為說明變數。
如同以上說明，依實施形態之基板處理系統、控制方法及控制程式，則依據設定的回歸分析式而算出推定Vdc。而後，依據推定Vdc，對於對環狀構件7施加的直流電壓(FR Vdc)之值可能為閾值s以上的配方，可在製作配方時等發出警告。藉此，可預防對基板處理裝置100之環狀構件7施加功率額定以上的容許範圍外之電壓。
本次揭露的實施形態之基板處理系統、控制方法及控制程式，應知曉在全部的觀點中僅為例示而非限制。實施形態，可不脫離添附之發明申請專利範圍及其主旨地，以各式各樣的形態進行變形及改良。上述複數實施形態所記載之事項，在不相矛盾的範圍亦可採取其他構成，此外，可在不相矛盾的範圍組合。
本發明之基板處理裝置，在Atomic Layer Deposition(ALD：原子層沉積)裝置、Capacitively Coupled Plasma(CCP：電容耦合電漿)、Inductively Coupled Plasma(ICP：電感耦合電漿)、Radial Line Slot Antenna(RLSA：輻射狀槽孔天線)、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR：電子迴旋共振電漿)、Helicon Wave Plasma(HWP：螺旋波電漿)之任一類型的裝置皆可應用。
上述說明中，對於對環狀構件7施加之直流電壓(FR Vdc)，將預防施加容許範圍外之電壓的方法列舉為例。然而，本實施形態之控制方法，在環狀構件7以外亦可應用在施加直流電壓之處理容器內的特定零件。作為處理容器內的特定零件之一例，可列舉以矽或含矽材料形成的上部電極3。亦即，本實施形態之控制方法，在從直流電源72對上部電極3施加直流電壓的情況，將對上部電極3施加之直流電壓作為FR Vdc，可使用上述說明的配方判定。
此外，於處理容器之側壁使用含矽材料的情況，亦可使用在從未圖示的直流電源對處理容器之側壁施加直流電壓的情況之配方的判定。
1:處理容器 1a:接地導體 2b:入口配管 2c:出口配管 2d:流路 3:上部電極 3a:電極支持部 3b:電極板 3c氣體擴散室 3d:氣體流通孔 3g:氣體導入口 3e:氣體導入孔 4:第1板 5:靜電吸盤 5b:介電材料 5c:電極 6:第2板 7:環狀構件 9:支持構件 9a:外周構件 10:基板處理系統 11a:第1匹配器 11b:第2匹配器 12:直流電源 13a:第1高頻電源 13b:第2高頻電源 15:氣體供給部 15a:氣體供給配管 15b:MFC(質量流量控制器) 16:熱傳氣體供給路 19:熱傳氣體供給源 55:直流電源 71:低通濾波器(LPF) 72:直流電源 73:開關 81:排氣口 82:排氣管 83:排氣裝置 84:搬出入口 85:閘閥 86,87:沉積物屏蔽件 89:導電性構件(GND塊) 90:EC(Equipment Controller，裝置控制器) 91:控制器 92:通訊裝置 93:記憶體 95:絕緣性構件 100:基板處理裝置 126:CPU(Central Processing Unit，中央處理器) 127:記憶體 128:通訊裝置 200:分析伺服器 210:輸入部 220:學習部 230:驗證部 240:記憶部 N:網路 ST:基板支持部 V2:開閉閥 W:基板
圖1係顯示實施形態之基板處理系統之一例的圖。 圖2係顯示實施形態之基板處理裝置及EC的HW(硬體)構成之一例的剖面示意圖。 圖3係顯示實施形態之分析伺服器的硬體構成之一例的圖。 圖4係用於說明傾斜角度之斜度的圖。 圖5(a)、(b)係將實施形態的鞘層厚度之變化量與參考例比較而顯示的圖。 圖6(1)～(9)係顯示實施形態之基板處理時的製程條件與FR Vdc之一例的圖。 圖7(1)～(7)係顯示實施形態之製程條件與FR Vdc的關係之一例的圖。 圖8(a)～(d)係於各氣體種類顯示實施形態之製程條件與FR Vdc的關係之一例的圖。 圖9係顯示實施形態之分析伺服器的功能構成之一例的圖。 圖10係顯示實施形態的FR Vdc之推定值與實測值的關係之一例的圖。 圖11係顯示實施形態之控制方法(配方判定處理)之一例的流程圖。 圖12係顯示圖11所示之判定處理的細節之流程圖。

Claims (10)

  1. 一種基板處理系統，包含： 基板處理裝置，包括施行基板的處理之處理容器、及對該處理容器內的特定零件施加直流電壓之直流電源；以及 控制部，控制該基板處理裝置； 該控制部所實行之處理，包含： 取得在依據期望之製程條件的基板之處理中所測定的該直流電壓之實測值與該製程條件；以及 依據取得的該製程條件與該直流電壓之實測值，將該製程條件中之複數條件作為說明變數，製作算出該直流電壓之推定值的回歸分析式。
  2. 如請求項1之基板處理系統，其中， 該控制部所實行之處理，包含： 設定和製作出的該回歸分析式相對應之閾值； 將該回歸分析式與該閾值相對應，記錄至記憶部； 將在期望的配方設定之製程條件中的作為該說明變數之條件輸入至該回歸分析式，算出該直流電壓之推定值； 依據記錄在該記憶部之該閾值，依據算出的該直流電壓之推定值是否為容許範圍內之值而判定可否採用該期望的配方。
  3. 如請求項2之基板處理系統，其中， 該控制部所實行之處理，包含： 於判定為該直流電壓之推定值係容許範圍內之值的情況，將該期望的配方記錄至記憶部。
  4. 如請求項3之基板處理系統，其中， 該控制部所實行之處理，包含： 於判定為該直流電壓之推定值係容許範圍外之值的情況，輸出警告。
  5. 如請求項3或4之基板處理系統，其中， 該控制部所實行之處理，包含： 於判定為該直流電壓之推定值係容許範圍外之值的情況，將使用在該直流電壓之推定值的算出之該說明變數的至少一者輸出。
  6. 如請求項3或5之基板處理系統，其中， 該基板處理裝置，依據記錄在該記憶部的該配方，對該處理容器內的零件施加直流電壓。
  7. 如請求項2至6中任一項之基板處理系統，包含如下處理： 設定與在期望的配方設定之製程條件中的未作為該說明變數之條件的至少一者相關之安全率； 依據設定之該安全率，修正算出的該直流電壓之推定值；以及 依據記錄在該記憶部之該閾值，判定修正的該直流電壓之推定值是否為容許範圍內之值。
  8. 如請求項1至7中任一項之基板處理系統，其中， 該處理容器內的零件，係配置於基板之周圍的環狀構件或上部電極。
  9. 一種控制方法，其為用來對於包括施行基板的處理之處理容器、及對該處理容器內的特定零件施加直流電壓之直流電源的基板處理裝置中之直流電壓加以控制的控制方法； 包含如下處理： 取得在依據期望之製程條件的基板之處理中所測定的該直流電壓之實測值與該製程條件；以及 依據取得的該製程條件與該直流電壓之實測值，將該製程條件中之複數條件作為說明變數，製作算出該直流電壓之推定值的回歸分析式。
  10. 一種控制程式，其為用來對於包括施行基板的處理之處理容器、及對該處理容器內的特定零件施加直流電壓之直流電源的基板處理裝置中之直流電壓加以控制的控制程式； 包含如下處理： 取得在依據期望之製程條件的基板之處理中所測定的該直流電壓之實測值與該製程條件；以及 依據取得的該製程條件與該直流電壓之實測值，將該製程條件中之複數條件作為說明變數，製作算出該直流電壓之推定值的回歸分析式。
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