TW202230980A - 配線異常之檢測方法及電漿處理裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之課題係適當地檢測出電漿處理裝置之直流電源系統的配線異常。 本發明係電漿處理裝置的配線異常之檢測方法，該電漿處理裝置具有：在內部進行基板之電漿處理的腔室；設置於該腔室之內部，具有吸附固持該基板之靜電吸盤的台；用以控制生成於該腔室之內部的電漿之直流電源系統；及測定流至該直流電源系統的電流的電流計。該直流電源系統構成：對該直流電源系統施加直流電壓之直流電源、去除來自該直流電源之射頻成分的射頻濾波器、及該直流電壓之施加對象亦即直流電壓施加構件三者依序電性連接之電路。該檢測方法包含：以該直流電源施加直流電壓之步驟；測定流至構成該直流電源系統之電路的電流之步驟；及比較該電流之測定值與預定的閾值的步驟。於該測定值為該閾值以上時，判定為構成該直流電源系統之電路發生配線異常。

Description

配線異常之檢測方法及電漿處理裝置

本發明係有關於配線異常之檢測方法及電漿處理裝置。

於專利文獻1揭示了一種靜電吸盤電路之斷線檢測方法，其於靜電吸盤未搭載基板時，從直流電流對靜電吸盤施加高於吸附固持基板時之電壓。根據記載於專利文獻1之方法，藉由測定由於施加該電壓而在直流電源與靜電吸盤之間流動的電流，而根據其大小，進行靜電吸盤電路之斷線檢測。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利公開公報平10-308439號

[發明欲解決之課題]

本發明之技術係適當地檢測出電漿處理裝置之直流電源系統的配線異常。 [解決課題之手段]

本發明之一態樣係電漿處理裝置的配線異常之檢測方法，該電漿處理裝置具有：在內部進行基板之電漿處理的腔室；設置於該腔室之內部，具有吸附固持該基板之靜電吸盤的台；用以控制生成於該腔室之內部的電漿之直流電源系統；及測定流至該直流電源系統的電流的電流計。該直流電源系統構成：對該直流電源系統施加直流電壓之直流電源、去除來自該直流電源之射頻成分的射頻濾波器、及該直流電壓之施加對象亦即直流電壓施加構件三者依序電性連接之電路。該檢測方法包含：以該直流電源施加直流電壓之步驟；測定流至構成該直流電源系統之電路的電流之步驟；及比較該電流之測定值與預定的閾值的步驟。於該測定值為該閾值以上時，判定為構成該直流電源系統之電路發生配線異常。 [發明之效果]

根據本發明，可適當地檢測出電漿處理裝置之直流電源系統的配線異常。

[用以實施發明之形態]

在半導體元件之製造程序，對半導體晶圓(以下稱為「晶圓」)供應處理氣體，以對該晶圓進行蝕刻處理、成膜處理、擴散處理等各種電漿處理。近年，在此等電漿處理中，因大電力化及高電壓化之影響，安全審查嚴格化，特別是像禁止對於處於帶電狀態中的帶電部分進行存取、或檢測到存取之際停止電源輸出這樣的互鎖(interlock)機構非常需要。

習知技術中，就上述互鎖機構而言，例如有如下提案：於電漿處理裝置之傳送路徑的連接器設置互鎖鍵(interlock-key)，或於該連接器上覆以互鎖蓋(interlock-cover)，只要不卸除此蓋，即無法進行連接器之裝卸。例如有如下提案：藉由將該互鎖蓋設置於壓下「與電漿處理裝置之電源輸出動作連動的開關」之位置，使得當帶電狀態中卸除蓋時，能自動地切斷電源輸出。

然而，在此等習知技術的互鎖機構，即使例如配線脫落時或斷線時(以下有時將此等未連接配線、斷線一起稱為「配線異常」)，仍可使互鎖機構有效。亦即，由於有「即使發生配線異常，在互鎖機構無法檢測異常下，仍可輸出電源」之情形，故有異常放電或作業員觸電等風險。特別是在電漿處理裝置，由於在用以進行電漿控制之直流(DC：Direct Current)電源系統(例如上部電極電路及邊緣環電路等)，無法於各配線直接看出電漿電位，故當發生配線異常的情況，於電漿生成時異常放電的風險很大。

有鑑於此情況，在電漿處理裝置會要求適當地進行直流電源系統之配線異常的檢測。於上述專利文獻1揭示有靜電吸盤電路之斷線檢測方法。然而，在專利文獻1，雖有記載關於用以固持晶圓之靜電吸盤電路的斷線檢測，但並無記載關於以如上述之用以進行電漿控制的直流電源系統進行斷線檢測這點。

本發明之技術係適當地檢測出電漿處理裝置之直流電源系統，特別是上部電極電路或邊緣環電路之配線異常。以下，參照圖式說明作為「本實施形態之基板處理系統」的電漿處理裝置及作為基板處理方法之晶圓處理方法。此外，在本說明書及圖式中，就實質上具有同一功能構成之要件係賦予同一符號並省略重複說明。

＜電漿處理裝置＞ 首先，就本實施形態之電漿處理裝置作說明。圖1係顯示電漿處理裝置1之構成的概略之縱剖面圖。圖2係顯示電漿處理裝置1之電源系統的一例之說明圖。在電漿處理裝置1，對作為基板之晶圓W，進行例如蝕刻處理、成膜處理、擴散處理等電漿處理。

如圖1所示，電漿處理裝置1具有大致圓筒形狀之腔室10。在腔室10的內部形成「生成電漿之處理空間S」。腔室10由例如鋁構成。腔室10連接於接地電位。

於腔室10之內部收納有載置晶圓W之台11。台11具有下部電極12、靜電吸盤13、及邊緣環14。此外，亦可於下部電極12之底面側設置由例如鋁構成之電極板(圖中未示)。

下部電極12以導電性金屬、例如鋁等構成，呈大致圓板形狀。

於下部電極12之內部形成有冷媒流道15a。從設置於腔室10之外部的冷卻單元(圖中未示)經由冷媒入口配管15b將冷媒供應至冷媒流道15a。供應至冷媒流道15a之冷媒經由冷媒出口流道15c返回至冷卻單元。藉著使冷媒、例如冷卻水等於冷媒流道15a循環，可將靜電吸盤13、邊緣環14及晶圓W冷卻成期望的溫度。

靜電吸盤13設置於下部電極12上。靜電吸盤13係構造成可以靜電力吸附固持晶圓W與邊緣環14兩者之構件。靜電吸盤13之中央部的頂面形成為比周緣部之頂面高。靜電吸盤13之中央部的頂面作為載置晶圓W之晶圓載置面，靜電吸盤13之周緣部的頂面作為載置邊緣環14之邊緣環載置面。

在靜電吸盤13之內部，於中央部設置有用以吸附固持晶圓W之第1電極16a。在靜電吸盤13之內部，於周緣部設置有用以吸附固持邊緣環14之第2電極16b。靜電吸盤13具有電極16a、16b夾在由絕緣材料構成的絕緣材之間的構成。

對第1電極16a施加來自直流電源(圖中未示)之直流電壓。藉由如此產生之靜電力，將晶圓W吸附固持於靜電吸盤13的中央部之頂面。同樣地，對第2電極16b施加來自直流電源(圖中未示)之直流電壓。藉由如此產生之靜電力，將邊緣環14吸附固持於靜電吸盤13之周緣部的頂面。

在本實施形態，第1電極16a所設的靜電吸盤13的中央部，與第2電極16b所設的周緣部係為一體，此等中央部與周緣部亦可為分開之構成。

作為直流電壓施加構件之邊緣環14係配置成包圍載置於靜電吸盤13之中央部的頂面之晶圓W的環狀構件，被施加來自後述直流電源60之直流電壓。邊緣環14係為了使電漿處理之均一性提高而設置。因此，邊緣環14由因應電漿處理而適當選擇之材料構成，可由例如Si或SiC構成。

如以上構成之台11緊固連接於設置在腔室10之底部的大致圓筒形狀之支撐構件17。支撐構件17以例如陶瓷或石英等絕緣體構成。

此外，雖省略圖示，台11亦可包含構造成「將靜電吸盤13、邊緣環14及晶圓W中至少一個調節成期望溫度之溫度調節模組」。溫度調節模組亦可包含加熱器、流道、或此等之組合。冷媒、傳熱氣體等溫度調節流體於流道流動。

噴灑頭20於台11之上方設置成與台11對向。噴灑頭20具有面向處理空間S而配置之電極板21、及設置於電極板21之上方的電極支撐體22。電極板21具有下部電極12與一對上部電極之功能。如後述，第1射頻電源50電性連接於下部電極12時，噴灑頭20連接於接地電位。噴灑頭20經由絕緣性遮蔽構件23而支撐於腔室10之上部(頂棚面)。

於電極板21形成有用以對處理空間S供應從後述氣體擴散室22a輸送之處理氣體的複數氣體噴出口21a。電極板21由例如具有所產生之焦耳熱少的低電阻率之導電體或半導體構成。對電極板21施加來自後述第2直流電源70之直流電壓。

電極支撐體22以裝卸自如的方式支撐電極板21。電極支撐體22具有於例如鋁等導電性材料之表面形成有具耐電漿性之膜的構成。此膜可為以陽極氧化處理形成之膜、或由氧化釔形成之膜這樣的陶瓷製膜。於電極支撐體22之內部形成有氣體擴散室22a。從氣體擴散室22a形成有連通氣體噴出口21a之複數氣體流通孔22b。於氣體擴散室22a形成有連接於後述氣體供應管33之氣體導入孔22c。

對氣體擴散室22a供應處理氣體之氣體供應源群30經由流量控制機器群31、閥群32、氣體供應管33、氣體導入孔22c而連接於電極支撐體22。

氣體供應源群30具有電漿處理所需之複數種氣體供應源。流量控制機器群31包含複數流量控制器，閥群32包含複數閥。流量控制機器群31之複數流量控制器各自為質量流量控制器或壓力控制式流量控制器。在電漿處理裝置1，來自「從氣體供應源群30選擇之一種以上的氣體供應源」之處理氣體經由流量控制機器群31、閥群32、氣體供應管33、氣體導入孔22c而供應至氣體擴散室22a。接著，將供應至氣體擴散室22a之處理氣體經由氣體流通孔22b、氣體噴出口21a而成為噴淋狀，供應至處理空間S內。

於腔室10之底部，腔室10的內壁與支撐構件17之間設置有擋板40。擋板40係於例如鋁材被覆氧化釔等陶瓷而構成。於擋板40形成有複數貫穿孔。處理空間S經由該擋板40而連通於排氣口41。於排氣口41連接例如真空泵等排氣裝置42，藉由該排氣裝置42可使處理空間S內減壓。

於腔室10之側壁形成晶圓W之搬入搬出口43，該搬入搬出口43藉由閘閥44而開關。

如圖1及圖2所示，電漿處理裝置1更具有第1射頻電源50、第2射頻電源51、及匹配器52。第1射頻電源50與第2射頻電源51經由匹配器52而連接於下部電極12。

第1射頻電源50係產生電漿生成用射頻電力之電源。來自第1射頻電源50的信號宜為27MHz~100MHz之頻率，在一例中，對下部電極12供應40MHz之射頻電力HF。第1射頻電源50經由匹配器52之第1匹配電路53而連接於下部電極12。第1匹配電路53係用以使第1射頻電源50之輸出阻抗與負載側(下部電極12側)之輸入阻抗匹配的電路。此外，第1射頻電源50亦可非電性連接於下部電極12，而係經由第1匹配電路53連接於上部電極亦即噴灑頭20。

第2射頻電源51產生用以將離子引入晶圓W之射頻電力(射頻偏壓電力)LF，對下部電極12供應該射頻電力LF。射頻電力LF之頻率宜為400kHz~13.56MHz之範圍，在一例為400kHz。第2射頻電源51經由匹配器52之第2匹配電路54而連接於下部電極12。第2匹配電路54係用以使第2射頻電源51之輸出阻抗與負載側(下部電極12側)之輸入阻抗匹配的電路。此外，亦可使用DC(Direct Current：直流)脈衝生成部來取代第2射頻電源51。

電漿處理裝置1更具有直流電源60、切換單元61、RF濾波器62。直流電源60經由切換單元61、RF濾波器62而電性連接於邊緣環14。在以下之說明中，有時將此等直流電源60、切換單元61、RF濾波器62及邊緣環14一起稱為作為本實施形態之配線異常檢測對象的直流電源系統之「邊緣環電路」。有時將該邊緣環電路的電流的流動方向之上游側即直流電源60側、及流動方向之下游側即邊緣環14側分別稱為「上游側」、「下游側」。

直流電源60係對邊緣環14施加電漿控制用負極性直流電壓之電源。直流電源60為可變直流電源，可調整直流電壓之高低。直流電源60構造成可將對邊緣環14施加之電壓波形以脈衝波與連續波(CW：Continuous Wave)切換。

切換單元61構造成可停止對邊緣環14施加來自直流電源60的直流電壓。切換單元61之電路構成可由該業者任意設計。

RF濾波器62係為了保護直流電源60而設置，具有用以減低或遮斷射頻信號之HF濾波器63及LF濾波器64。HF濾波器63減低或遮斷來自例如第1射頻電源50之40MHz的射頻信號。LF濾波器64減低或遮斷來自例如第2射頻電源51之400kHz的射頻信號。

在一例中，LF濾波器64係構成為阻抗為可變。亦即，藉著使LF濾波器64的一部分元件為可變元件，而可使阻抗成為可變。可變元件亦可為例如線圈或電容器中任一者。亦可不限於線圈、電容器，例如二極體等元件等，只要係可變阻抗元件，不論哪種元件皆可達成同樣之功能。亦可元件自身並非可變，而係藉著使用切換電路來切換固定值之元件的組合，以達成阻抗可變的效果。此外，LF濾波器64及HF濾波器63之電路構成分別可由該業者任意設計。

電漿處理裝置1更具有測定邊緣環14的自偏壓電壓(或者下部電極12或晶圓W的自偏壓電壓)之測定器(圖中未示)。此外，測定器之構成可由該業者任意設計。

於如此構成之邊緣環電路設置有用以測量流至該邊緣環電路的電流的電流計A。電流計A之設置位置並非特別限定，可如圖1及圖2所示，設置於直流電源60之內部，亦可設置於直流電源60之下游側緊鄰後方的外部。

電漿處理裝置1更具有第2直流電源70、第2切換單元71、第2RF濾波器72。第2直流電源70經由第2切換單元71、第2RF濾波器72而電性連接於電極板21。在以下之說明中，有時將此等第2直流電源70、第2切換單元71、第2RF濾波器72及電極板21一起稱為作為本實施形態之配線異常檢測對象的直流電源系統之「上部電極電路」。

第2直流電源70係對電極板21施加電漿控制用負極性直流電壓的電源。第2直流電源70係可變直流電源，可調整直流電壓之高低。第2直流電源70構造成可將對電極板21施加之電壓波形以脈衝波與連續波切換。

第2切換單元71構造成可停止對電極板21施加來自第2直流電源70的直流電壓。此外，第2切換單元71之電路構成可由該業者任意設計。

第2RF濾波器72係為了保護第2直流電源70而設置，具有用以減低或遮斷射頻信號之HF濾波器73及LF濾波器74。HF濾波器73減低或遮斷來自例如第1射頻電源50之40MHz的射頻信號。LF濾波器74減低或遮斷來自例如第2射頻電源51之400kHz的射頻信號。此外，HF濾波器73及LF濾波器74之電路構成分別可由該業者任意設計。

於如此構成之上部電極電路設置有用以測量流至該上部電極電路的電流的電流計A。電流計A之設置位置並非特別限定，可如圖1及圖2所示，設置於第2直流電源70之內部，亦可設置於第2直流電源70之下游側緊鄰後方的外部。

於以上之電漿處理裝置1設置有控制部100。控制部100係例如具有CPU及記憶體等之電腦，具有程式儲存部(圖中未示)。於程式儲存部儲存有控制電漿處理裝置1之電漿處理的程式。此外，上述程式可為記錄於可為電腦讀取之記憶媒體的程式，亦可為從該記憶媒體安裝於控制部100之程式。

以上，就各種例示之實施形態作了說明，亦可不限上述例示之實施形態，而進行各種追加、省略、置換及變更。又，可組合不同之實施形態的要件而形成其他實施形態。

舉例而言，在上述實施形態，係將邊緣環電路直接連接於邊緣環14，但亦可如圖3所示，將邊緣環電路經由下部電極12而連接於邊緣環14。此時，電漿控制用直流電源係經由下部電極12而施加於邊緣環14。

＜配線異常之檢測方法＞ 接著，就如以上構成的電漿處理裝置1之上部電極電路及邊緣環電路的配線異常之檢測方法作說明。此外，由於上部電極電路與邊緣環電路之配線異常的檢測方法分別相同，故在以下，以邊緣環電路的配線異常之檢測方法為一例，進行說明。

圖4係示意地例示邊緣環電路之配線異常圖形的說明圖，分別顯示(a)正常連接狀態、(b)~(d)發生配線異常的狀態。在本實施形態之配線異常檢測，如後述，根據因應構成邊緣環電路之各要件的連接狀態之電路常數的變化，更具體為根據因應連接狀態之靜電容量的變化，而檢測該邊緣環電路之配線異常。此外，由於在圖4所示之邊緣環電路，對配線異常時之電路常數的影響小至可忽視，故省略切換單元61之圖示。

如圖4(a)所示，邊緣環電路通常係直流電源60、LF濾波器64、HF濾波器63及邊緣環14(腔室10)經由配線(例如同軸纜線)彼此電性連接而成。在如此構成之邊緣環電路，因應配線異常時之電路常數的變化，將(b)連接LF濾波器64與HF濾波器63之配線的配線異常、(c)LF濾波器64之上游側的配線異常、(d)直流電源60之下游側緊鄰後方的配線異常，分別與圖4(a)所示之正常連接狀態區別來檢測。

此外，在連接HF濾波器63與邊緣環14(腔室10)之配線發生配線異常時，由於從圖4(a)所示之正常連接狀態之電路常數的變化量與圖4(b)所示之配線異常時幾乎相同，故以同於該圖4(b)所示之配線異常的條件進行檢測。

圖5係顯示本實施形態之邊緣環電路的配線異常檢測之主要步驟的流程圖。此外，圖5之流程圖中所示的(a)~(d)與圖4所示之(a)正常連接狀態、(b)~(d)發生配線異常的狀態分別對應。

如圖5所示，在邊緣環電路之配線異常檢測，首先，在晶圓W未搬入電漿處理裝置1之內部的狀態下，從直流電源60對邊緣環14施加短路檢測用直流電壓(以下有時稱為「短路檢測用電壓V1」)(圖5之步驟S1)。短路檢測用電壓V1可以頻率20kHz、負載比60%之脈衝條件施加比例如對晶圓W的電漿處理之際對邊緣環14施加的電壓低之電壓(例如120V)。此外，短路檢測用電壓V1之波形不限脈衝波，亦可以連續波施加。

接著，以電流計A測定「由於步驟S1之施加短路檢測用電壓V1而流至邊緣環電路的電流」，然後比較測定的電流值(以下有時稱為「電流值I1」)與預定的閾值B1，藉而檢測該邊緣環電路是否短路。此外，用於此短路檢測的閾值B1可藉著「在例如配線異常檢測之前，測定對邊緣環電路施加短路檢測用電壓V1之際所流動的電流值」而預先決定。

具體而言，未測定到例如電流值I1時，即，測定的電流值I1為0A時，如圖4(d)所示，判斷為「未對直流電源60連接配線」或「在直流電源60之下游側緊鄰後方發生斷線(圖5之步驟S2-1)。此時，對例如邊緣環電路發出有(d)配線異常之主旨的警報後，停止施加來自直流電源60之短路檢測用電壓V1。

當例如測定的電流值I1為閾值B1以上時，則判斷為邊緣環電路短路，過剩電流流動(圖5之步驟S2-2)。此時，發出例如「邊緣環電路短路之主旨的警報」後，停止施加來自直流電源60之短路檢測用電壓V1。

當測定的電流值I1不到閾值B1時，則判斷為邊緣環電路未短路，且至少於直流電源60連接有配線，而通知短路檢測合格(圖5之步驟S2-3)。

接著，停止施加來自直流電源60之短路檢測用電壓V1，然後從直流電源60對邊緣環14施加斷線檢測用直流脈衝電壓(以下有時稱為「斷線檢測用電壓V2」)(圖5之步驟S3)。斷線檢測用電壓V2係以例如頻率20kHz、負載比60%之脈衝條件施加後述任意的電壓。

然後，以電流計A測定「由於步驟S3之施加斷線檢測用電壓V2而流至邊緣環電路的電流」，然後比較測定的電流值(以下有時稱為「電流值I2」)與預定的閾值B2，藉而檢測該邊緣環電路是否發生了斷線。此時，藉著在預定時間t(在圖5之例為例如3秒)以內進行電流值I2與閾值B2的比較，而檢測邊緣環電路是否有起動不良。

具體而言，雖然例如電流值I2達到閾值B2，亦即，雖電流流至邊緣環14(腔室10)，但達到該閾值B2需要3秒以上之時間時，則判斷為「在邊緣環電路發生起動不良」(圖5之步驟S4-1)。亦即，雖然配線連接至邊緣環14，但因例如連接不良等，而判斷為電流未適當地流動。此時，發出例如邊緣環電路發生起動不良之主旨的警報後，停止施加來自直流電源60之斷線檢測用電壓V2。

例如測定的電流值I2不到閾值B2時，則判斷為在邊緣環電路發生配線異常(斷線或未連接各要件)(圖5之步驟S4-2)。此時，發出例如「邊緣環電路發生配線異常」之主旨、較佳為還有「該配線異常在邊緣環電路之何處發生」的警報後，停止施加來自直流電源60之斷線檢測用電壓V2。

就步驟S4-2之邊緣環電路的配線異常之檢測，更具體地說明。圖6係表示「顯示斷線檢測用電壓V2與電流值I2之關係的VI特性之一例」的圖。此外，圖6之圖例所示的(a)~(d)與圖4所示之(a)正常連接狀態、(b)~(d)發生配線異常的狀態分別對應。

如圖6(a)所示，邊緣環電路未發生配線異常時，藉由施加斷線檢測用電壓V2，而在邊緣環電路全體，即從直流電源60至邊緣環14(腔室10)，會有電流適當地流通。此時，以電流計A測定的電流值I2如圖6(a)之VI特性所示，因應斷線檢測用電壓V2而決定。

另一方面，如圖6(b)~(d)所示，邊緣環電路發生配線異常時，當施加斷線檢測用電壓V2，電流會從直流電源60流至該配線異常處。換言之，由於電流不流至邊緣環電路之配線異常處的下游側，故電路常數會改變(位於該配線異常處之下游側的要件數量之靜電容量會減少)，相較於(a)正常連接狀態時，測定的電流值I2會減少。是故，如圖6所示，依據預先取得之VI特性，將閾值B2預先設定於「正常時測定的第1VI特性的電流值I(a)」與「配線異常時測定的第2VI特性的電流值I(b)」之間。因此，藉著比較「實際以電流計A測定的電流值I2」與閾值B2，可檢測在邊緣環電路是否發生配線異常。

如上述，當邊緣環電路發生配線異常時，由於電流不會流到該配線異常處的下游側，故測定的電流值I2會因應「位於該配線異常處的下游側的要件數量之靜電容量」而減少一定的大小。從此點，可依據以電流計A測定的電流值I2，檢測出在以下三者的哪一個發生了配線異常：(b)連接LF濾波器64與HF濾波器63之配線；(c)LF濾波器64之上游側的配線；及(d)直流電源60之下游側緊鄰後方的配線。

此外，亦如圖6所示，對邊緣環電路施加之斷線檢測用電壓V2的電壓值可任意決定。此時，藉著使施加之斷線檢測用電壓V2較大，可使閾值B2之可設定範圍、即電流值I(a)與電流值I(b)之差較大，而可更適當地區別：(a)正常連接狀態，與(b)~(d)之配線異常的狀態，以檢測出配線異常。另一方面，藉著使施加之斷線檢測用電壓V2較小，可降低「因施加斷線檢測用電壓V2所引起之對於靜電吸盤13的影響」及「如專利文獻1所示之殘留電荷的產生」。鑑於此等情況，本實施形態之斷線檢測用電壓V2的電壓值以比「通常的電漿處理程序時對邊緣環14施加的電壓」為低之電壓、且可適當地設定閾值B2之電壓值(例如300V~500V)為佳。

回至圖5之說明。當測定的電流值I3為閾值B2以上，且至達到該閾值B2為止之時間為3秒以內時，則判斷為邊緣環電路未發生配線異常，而通知斷線檢測合格(圖5之步驟S4-3)。再者，當如此判斷為邊緣環電路未發生配線異常時，即停止施加來自直流電源60之斷線檢測用電壓V2，而結束一連串之配線異常檢測。

根據本實施形態之配線異常檢測，以電流計A測定「由於對邊緣環電路施加斷線檢測用電壓V2而流動的電流」，然後比較測定的電流值I2與預定的閾值B2，藉此可檢測該邊緣環電路之配線異常，例如未連接配線或斷線。

此時，觀察「測定的電流值I2」相較於「正常配線連接時所測定的電流值I(a)」的減少量，藉此可預測「由於施加斷線檢測用電壓V2而造成電流流動的部分之靜電容量」，亦即可特定出配線異常處。

根據本實施形態，僅藉由從「連接於邊緣環電路之直流電源60」施加短路檢測用電壓V1或斷線檢測用電壓V2，可檢測出該邊緣環電路之各種配線異常，換言之，不須對電漿處理裝置1另外設置互鎖機構等，而可直接以既有之互鎖機構來檢測各種配線異常，故易於應用在既有的電漿處理裝置1。

此外，根據本實施形態，斷線檢測用電壓V2以例如頻率20kHz、負載比60%之脈衝條件施加比通常的電漿處理程序之際對邊緣環14施加的電壓為低之電壓，且可適當地設定閾值B2之電壓值(例如300V~500V)。此外，斷線檢測用電壓V2之脈衝條件並非限於此，例如頻率為0.1kHz~100kHz，較佳為1kHz~50kHz，負載比以在10%~90%之間決定為佳。

在此，將斷線檢測用電壓V2不以脈衝波而以連續波對邊緣環電路施加，而進行配線異常檢測時，在如上述例所示之低電壓(例如300V~500V)，電流不流至電路，而無法測定電流值I2。亦即如專利文獻1所示，為了使用連續波測定邊緣環電路的電流值I2，需要施加高於通常作動時的電壓，此時，有可能在電流之施加路徑上發生異常放電，或在靜電吸盤13與邊緣環14之間發生異常放電。

就此點而言，在本實施形態以「含有不同於連續波之射頻成分的脈衝波」對邊緣環電路施加斷線檢測用電壓V2。藉此，即使如上述例所示的低電壓(例如300V~500V)，亦能使足以被檢測出的電流流至電路，亦即可進行配線異常之檢測。結果相較於使用連續波之情形，可適當地設定「用以檢測電流值I2的閾值」，而適當地進行配線異常檢測，並且可抑制異常放電之發生。

根據本實施形態，在施加上述斷線檢測用電壓V2之前，藉著施加「低於該斷線檢測用電壓V2之電壓的短路檢測用電壓V1」，而進行邊緣環電路之短路檢測。在該邊緣環電路短路的狀態施加斷線檢測用電壓V2時，因施加該斷線檢測用電壓V2，有可能在邊緣環電路發生異常放電。就此點而言，在本實施形態由於事先進行低電壓之短路檢測，故可減低因施加斷線檢測用電壓V2而引起異常放電發生的風險。

此外，如此，在本實施形態之配線異常檢測，在施加斷線檢測用電壓V2之前，施加短路檢測用電壓V1而進行了短路檢測，例如於以異常放電風險小之電壓施加斷線檢測用電壓V2時，或邊緣環電路之短路檢測完畢時等，亦可適當地省略短路檢測之步驟(圖5之步驟S1、步驟S2)。

此外，如上述，在本實施形態之配線異常檢測，依據因應構成邊緣環電路之各要件的連接狀態之電路常數的變化，更具體而言，根據因應連接狀態之靜電容量的變化，而檢測該邊緣環電路之配線異常。因此，例如由於裝置特性變化等，在圖6所示之(a)正常連接狀態下所測定的電流值I(a)，與在(b)配線異常發生時所測定的電流值I(b)，兩者的差較小時，有可能無法適當地設定閾值B2以檢測出配線異常。更具體而言，例如腔室10之靜電容量較小時，或RF濾波器62之靜電容量較大時，腔室10與邊緣環電路之靜電容量的差較小時，有可能無法適當地設定閾值B2，結果無法區別(a)正常連接狀態與(b)配線異常發生的狀態。

＜第2實施形態之配線異常檢測＞ 是故，接著，就如此腔室10與邊緣環電路之靜電容量的差小時之第2實施形態的配線異常檢測作說明。圖7係顯示第2實施形態之邊緣環電路的配線異常檢測之主要步驟的流程圖。圖7之流程圖中所示的(a)~(d)與圖4所示之(a)正常連接狀態、(b)~(d)發生配線異常的狀態分別對應。此外，在以下之說明中，關於與圖5所示之第1實施形態的配線異常檢測相同之步驟，有時會省略重複說明。

如圖7所示，在第2實施形態之邊緣環電路的配線異常檢測，首先，在晶圓W未搬入電漿處理裝置1之內部的狀態下，從直流電源60對邊緣環14施加短路檢測用電壓V1(圖7之步驟P1)。對邊緣環電路施加短路檢測用電壓V1的條件與第1實施形態之配線異常檢測相同。

接著，以電流計A測定「由於步驟P1之施加短路檢測用電壓V1而流至邊緣環電路的電流」，然後比較測定的電流值I1與預定的閾值B1，藉而檢測該邊緣環電路是否短路。

本實施形態之邊緣環電路的短路檢測方法與第1實施形態之邊緣環電路的短路檢測方法相同。亦即，當未測定到例如電流值I1時，則判斷為「未對直流電源60連接配線」或「在直流電源60之下游側緊鄰後方產生斷線」(圖7之步驟P2-1)。例如測定的電流值I1為閾值B1以上時，則判斷為「邊緣環電路短路，造成過剩電流流動」(圖7之步驟P2-2)。

當測定的電流值I1不到閾值B1時，則判斷為邊緣環電路未短路，且至少於直流電源60連接有配線，而通知短路檢測合格(圖7之步驟P2-3)。

接著，停止施加來自直流電源60之短路檢測用電壓V1，然後於腔室10之內部生成電漿(圖7之步驟P3)。具體而言，首先，從氣體供應源群30經由噴灑頭20對處理空間S供應處理氣體。以第1射頻電源50對下部電極12供應電漿生成用射頻電力HF，使處理氣體激發而生成電漿。

此外，步驟P3之電漿的生成即使於邊緣環電路發生配線異常時，也以因電漿之生成而異常放電等的發生風險低之條件進行。該條件以例如令O ₂氣體流量為800sccm、令腔室10之內部壓力為100mTorr以上、1000mTorr以下、所施加的射頻電力HF以連續波為500W以下、Vdc不到100V為理想。使電漿產生之時間以例如5秒以內為佳。

此外，生成電漿之際的腔室10之內部壓力的下限值在晶圓W搬入該腔室10之內部的條件下可更降低。亦即，在未搬入晶圓W之條件下，如上述，腔室10之內部壓力以100mTorr以上為理想，而例如在晶圓W搬入腔室10之內部的狀態下進行配線異常檢測時，該腔室10之內部壓力可控制為5mTorr以上。

當於腔室10之內部生成電漿時，接著從直流電源60對邊緣環14施加斷線檢測用電壓V3(圖7之步驟P4)。斷線檢測用電壓V3係以任意方式施加後述之任意電壓(施加波形：脈衝波或連續波)。此外，以脈衝波施加斷線檢測用電壓V3時，脈衝條件可為例如頻率20kHz、負載比60%。

接著，以電流計A測定「由於步驟P4之施加斷線檢測用電壓V3而流至邊緣環電路的電流」，然後比較測定的電流值(以下有時稱為「電流值I3」)與預定的閾值B3，藉而檢測該邊緣環電路是否發生斷線。此時，藉著在預定時間t(在圖7之例為例如3秒)以內進行電流值I3與閾值B3的比較，而檢測有無邊緣環電路之起動不良。

本實施形態之邊緣環電路的短路檢測方法與第1實施形態之邊緣環電路的短路檢測方法相同。亦即，例如雖然電流值I3達到閾值B3，但達到該閾值B3需要3秒以上之時間時，則判斷為在邊緣環電路發生起動不良(圖7之步驟S5-1)。又，例如測定的電流值I3不到閾值B3時，則判斷為在邊緣環電路發生配線異常(圖7之步驟P5-2)。

就步驟P5-2之邊緣環電路的配線異常之檢測，更具體地說明。圖8係顯示顯示了斷線檢測用電壓V3與電流值I3之關係的VI特性之一例的圖。此外，圖8之圖例所示的(a)、(b)與圖4所示之(a)正常連接狀態、(b)發生配線異常的狀態分別對應。

如圖8(a)所示，邊緣環電路未發生配線異常時，藉由施加斷線檢測用電壓V3，在邊緣環電路全體，即從直流電源60至邊緣環14，電流會適當地流動。在此，邊緣環14與「在腔室10內部所形成的處理空間S」相鄰配置。因此，在本實施形態之電漿處理裝置1，藉由邊緣環14，直流電源60與生成於腔室10之內部的電漿在等效電路上連接，藉此，流至邊緣環電路的電流亦流經該電漿。換言之，若邊緣環電路正常地連接，電流流至邊緣環14時，可將生成於腔室10之內部的電漿擬似地處理作為具有低電阻之負載，而可使以電流計A測定的電流值I3大。

另一方面，如圖8(b)所示，由於邊緣環電路發生配線異常時，即使施加斷線檢測用電壓V3，電流亦不致流至邊緣環14，即形成於腔室10之內部的電漿，故以電流計A測定的電流值I3減少。是故，如圖8所示，依據預先取得之VI特性，將閾值B3預先設定於「正常時測定的電流值I(a)」與「配線異常時測定的電流值I(b)」之間。因此，藉著比較實際地以電流計A測定的電流值I3與閾值B3，可檢測在邊緣環電路是否發生異常。

返回至圖7之說明。當測定的電流值I3為閾值B3以上，且至達到該閾值B3為止之時間為3秒以內時，則判斷為邊緣環電路未發生配線異常，而通知斷線檢測合格(圖7之步驟P5-3)。然後，當如此判斷為邊緣環電路未發生配線異常時，則停止對處理空間S供應處理氣體、 對下部電極12供應射頻電力HF，而停止腔室10之內部的電漿之生成(圖7之步驟P6)。接著，停止施加來自直流電源60之斷線檢測用電壓V3，而結束一連串之配線異常檢測。

根據第2實施形態之配線異常檢測，只要「直流電源60與生成於腔室10內部的電漿達成等效電路連接，且電流以電容式或直接地在電漿流動」的構成，即可於腔室10內部生成電漿，藉此該電漿可視為低電阻之負載而使電流流動。即如上述，由於即使腔室10與邊緣環電路之靜電容量的差小時，亦可使在(a)正常連接狀態下測定的電流值I(a)與(b)發生配線異常時測定的電流值I(b)的差大，故可適當地檢測出邊緣環電路之配線異常。

此時，藉適當地控制對腔室10之內部的電漿之生成條件，即使邊緣環電路發生配線異常時，亦可減低因電漿之生成引起的異常放電等之發生風險。此外，該電漿生成條件以「因應使用之電漿處理裝置1而預先以實驗等求出不發生異常放電等之電漿生成條件」為理想。

根據本實施形態，由於可將生成於腔室10之內部的電漿視為低電阻之負載而使電流流動，故可使從直流電源60對邊緣環電路施加之斷線檢測用電壓V3的電壓值小。因此，可適當地減低對靜電吸盤13之負載及殘留電荷之產生。

再者，與如此可使斷線檢測用電壓V3之電壓值小這點相關，而不同於第1實施形態之配線異常檢測的方法，斷線檢測用電壓V3之電壓波形不限脈衝波，可使用連續波。

此外，如上述，在連接有第2直流電源70之上部電極電路，亦可以同樣之方法進行配線異常之檢測。亦即，不對邊緣環14(腔室10)而對構成上部電極之電極板21施加直流電壓，藉由比較「施加該直流電壓而流動的電流之測定值」與閾值，可檢測上部電極電路之配線異常。此時，構成上部電極之電極板21相當於本發明之技術的直流電壓施加構件。

在以上之實施形態，以檢測邊緣環電路或上部電極電路之配線異常的情形為例，進行了說明，適用本發明之配線異常檢測方法的電路並非限於上述實施形態。亦即，只要為連接有直流電源之電源電路，即可在任意的電路進行配線異常之檢測。特別是只要配線異常之檢測對象亦即電源電路與可視為低電阻之負載的任意物體(在本實施形態為生成於腔室10之內部的電漿)在等效電路上連接，即使在「該電源電路之正常連接狀態」與「配線異常發生時」的電流的測定值無差異時，亦可適當地進行配線異常之檢測。

此外，在以上之實施形態使用的閾值為一例。亦即，例如亦可使用其他要件來取代電流之測定值而作為閾值。作為閾值使用的值亦可依據配線異常之檢測方式等適當地變更。

此外，進行本發明之配線異常檢測的時間點可任意決定。亦即，例如可於在電漿處理裝置1進行之對晶圓W的電漿處理之程序間定期地進行，亦可例如於電漿處理裝置1之起動等設定時進行。惟，上述未連接配線或斷線等配線異常大多因裝置之設定而發生。因此，以至少在電漿處理裝置1之起動等設定時，進行本發明之配線異常檢測為理想。

此外，在以上之實施形態，係以晶圓W未搬入腔室10內部的狀態下進行配線異常檢測之情形為例進行說明，該配線異常檢測亦可在晶圓W搬入腔室10之內部的狀態下實施。亦即，在例如晶圓處理步驟的過程中確認發生問題時，亦可適當地進行配線異常檢測。此時，於腔室10之內部生成電漿時，如上述，可降低與該電漿生成相關之諸條件中的腔室10之內部壓力的下限值。

此次揭示之實施形態應視為所有點為例示，並非限制。上述實施形態在不脫離附加之申請專利範圍及其主旨下，亦可以各種形態省略、置換、變更。

1:電漿處理裝置 10:腔室 11:台 12:下部電極 13:靜電吸盤 14:邊緣環 15a:冷媒流道 15b:冷媒入口配管 15c:冷媒出口流道 16a:第1電極 16b:第2電極 17:支撐構件 20:噴灑頭 21:電極板 21a:氣體噴出口 22a:氣體擴散室 22b:氣體流通孔 22c:氣體導入孔 23:絕緣性遮蔽構件 30:氣體供應源群 31:流量控制機器群 32:閥群 33:氣體供應管 40:擋板 41:排氣口 42:排氣裝置 43:搬入搬出口 44:閘閥 50:第1射頻電源 51:第2射頻電源 52:匹配器 53:第1匹配電路 54:第2匹配電路 60:直流電源 61:切換單元 62:RF濾波器 63:HF濾波器 64:LF濾波器 70:第2直流電源 71:第2切換單元 72:第2RF濾波器 73:HF濾波器 74:LF濾波器 100:控制部 A:電流計 B1:閾值 B2:閾值 B3:閾值 I1:電流值 I2:電流值 I3:電流值 I(a):電流值 I(b):電流值 P1:步驟 P2-1:步驟 P2-2:步驟 P2-3:步驟 P3:步驟 P4:步驟 P5-1:步驟 P5-2:步驟 P5-3:步驟 P6:步驟 S:處理空間 S1:步驟 S2-1:步驟 S2-2:步驟 S3:步驟 S4-1:步驟 S4-2:步驟 S4-3:步驟 t:時間 W:晶圓

圖1係顯示本實施形態之電漿處理裝置的構成之概略的縱剖面圖。 圖2係顯示本實施形態之電漿處理裝置的直流電源系統之構成例的說明圖。 圖3係顯示本實施形態之電漿處理裝置的直流電源系統之另一構成例的說明圖。 圖4(a)~(d)係示意地顯示直流電源系統之配線異常發生的樣子的說明圖。 圖5係顯示本實施形態之配線異常檢測方法的主要步驟之流程圖。 圖6係顯示VI特性之一例的圖。 圖7係顯示第2實施形態之配線異常檢測方法的主要步驟之流程圖。 圖8係顯示VI特性之一例的圖。

B1:閾值

B3:閾值

I1:電流值

I3:電流值

P1:步驟

P2-1:步驟

P2-2:步驟

P2-3:步驟

P3:步驟

P4:步驟

P5-1:步驟

P5-2:步驟

P5-3:步驟

P6:步驟

t:時間

Claims (13)

1. 一種配線異常之檢測方法，其係電漿處理裝置的配線異常之檢測方法， 該電漿處理裝置具有： 腔室，其在內部進行基板之電漿處理； 台，其設置於該腔室之內部，具有吸附固持該基板之靜電吸盤； 直流電源系統，其用以控制生成於該腔室之內部的電漿；及 電流計，其測定流至該直流電源系統的電流； 該直流電源系統構成：對該直流電源系統施加直流電壓之直流電源、去除來自該直流電源之射頻成分的射頻濾波器、該直流電壓之施加對象亦即直流電壓施加構件三者依序電性連接之電路， 該檢測方法包含： 以該直流電源施加直流電壓的步驟； 測定流至構成該直流電源系統之電路的電流之步驟；及 比較該電流之測定值與預定的閾值的步驟， 而於該測定值為該閾值以上時，判定為構成該直流電源系統之電路發生配線異常。
2. 如請求項1之配線異常之檢測方法，其中， 該直流電源以脈衝波施加該直流電壓。
3. 如請求項1或請求項2之配線異常之檢測方法，其更包含下列步驟： 依據該電流之測定值，特定出該電路之配線異常的發生處。
4. 如請求項1之配線異常之檢測方法，其更包含下列步驟： 在施加來自該直流電源之直流電壓前，於該腔室之內部生成電漿。
5. 如請求項4之配線異常之檢測方法，其中， 該電漿之生成以該腔室之內部壓力為1000mTorr以下、施加電壓為500W以下之條件進行。
6. 如請求項4或請求項5之配線異常之檢測方法，其中， 該直流電源以脈衝波或連續波施加該直流電壓。
7. 如請求項1至請求項6中任一項之配線異常之檢測方法，其中， 該閾值藉由比較在該直流電源系統未發生配線異常的狀態下施加該直流電壓而得之第1VI特性與在該直流電源系統發生配線異常的狀態下施加該直流電壓而得之第2VI特性而預先決定。
8. 如請求項1至請求項7中任一項之配線異常之檢測方法，其更包含下列步驟： 在施加來自該直流電源之直流電壓前，進行該電路之短路檢測。
9. 如請求項1至請求項8中任一項之配線異常之檢測方法，其中， 該直流電壓施加構件係配置於載置在該台之基板的周圍的邊緣環或配置於該台之上方的上部電極。
10. 一種電漿處理裝置，其對基板進行電漿處理，並具有： 腔室，其在內部進行該基板之電漿處理； 台，其設置於該腔室之內部，具有吸附固持該基板之靜電吸盤； 射頻電源，其用以於該腔室之內部生成電漿； 直流電源系統，其用以控制生成於該腔室之內部的電漿； 電流計，其測定流至該直流電源系統的電流；及 控制部，其控制該直流電源系統之動作； 該直流電源系統構成：對該直流電源系統施加直流電壓之直流電源、去除來自該直流電源之射頻成分的射頻濾波器、該直流電壓之施加對象亦即直流電壓施加構件三者依序電性連接之電路， 該控制部將該直流電源系統控制成進行下列步驟： 以該直流電源施加直流電壓的步驟； 測定流至構成該直流電源系統之電路的電流之步驟；及 比較該電流之測定值與預定的閾值的步驟， 而於該測定值為該閾值以上時，判定為構成該直流電源系統之電路發生配線異常。
11. 如請求項10之電漿處理裝置，其中， 該控制部將該射頻電源之動作控制成進行下列步驟： 在施加來自該直流電源之直流電壓前，於該腔室之內部生成電漿。
12. 如請求項10或請求項11之電漿處理裝置，其中， 該直流電源構造成可將該直流電壓之施加波形以脈衝波與連續波切換。
13. 如請求項10至請求項12中任一項之電漿處理裝置，其中， 該直流電壓施加構件係配置於載置在該台之基板的周圍的邊緣環或配置於該台之上方的上部電極。

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