WO2024047835A1 - データ収集分析システム、測定データ収集ユニット、および、データ収集分析方法 - Google Patents

データ収集分析システム、測定データ収集ユニット、および、データ収集分析方法 Download PDF

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WO2024047835A1
WO2024047835A1 PCT/JP2022/032919 JP2022032919W WO2024047835A1 WO 2024047835 A1 WO2024047835 A1 WO 2024047835A1 JP 2022032919 W JP2022032919 W JP 2022032919W WO 2024047835 A1 WO2024047835 A1 WO 2024047835A1
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WO
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data
unit
data collection
measurement
measurement data
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Application number
PCT/JP2022/032919
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English (en)
French (fr)
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英松 林
鎮男 粂川
光輝 富士原
佳祐 角田
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三菱電機株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers

Definitions

  • the present disclosure relates to a data collection and analysis system, a measurement data collection unit, and a data collection and analysis method.
  • processing is performed by supplying gas turned into plasma to a workpiece.
  • members such as the focus ring and the quartz cover that protects the electrostatic chuck that are included in these devices are gradually shaved off, so it is necessary to periodically check the condition of the members.
  • Patent Document 1 discloses a measuring instrument in which a plurality of sensor electrodes are provided on a disc-shaped base substrate, which is arranged in an area surrounded by a focus ring. This measuring device calculates a parameter value representing the capacitance between each sensor electrode and a focus ring located near the sensor electrode from the potential of each sensor electrode, and calculates the average value of the parameter values and the value of the focus ring.
  • the amount of wear of the focus ring is derived using a table in which the amount of wear is associated with the amount of wear.
  • the value of the parameter may vary greatly depending on the position of the sensor electrode, which is determined according to the direction in which the measuring device is arranged, and the number of sensor electrodes installed in the measuring device. Therefore, there is room for improvement from the viewpoint of determining the deterioration state of the focus ring with high accuracy.
  • the present disclosure aims to provide a data collection and analysis system, a measured data collection unit, and a data collection and analysis method that can accurately determine the deterioration state of a member to be inspected. .
  • the data collection and analysis system includes a measurement data collection unit that is placed on a wafer chuck instead of the object to be subjected to plasma processing and collects measurement data indicating the state of the member to be inspected.
  • a data collection and analysis system comprising: a data analysis device that determines the state of a member to be inspected based on measurement data collected by a measurement data collection unit, the measurement data collection unit measuring a distance to the member to be inspected;
  • the data analysis device includes a measuring section that supports the measuring section toward the member to be inspected, a supporting section that supports the measuring section toward the member to be inspected, and a drive section that rotates the supporting section around the central axis of the member to be inspected.
  • a data acquisition unit that acquires measurement data including distance data indicating the measured distance; and a determination unit that determines whether the inspection target member has deteriorated based on the measurement data acquired by the data acquisition unit. Be prepared.
  • the measurement data collection unit collects measurement data by rotating the support part that supports the measurement part around the central axis of the member to be inspected.
  • the data analysis device determines whether or not the inspection target member has deteriorated based on the measurement data collected by the measurement data collection unit. This makes it possible to accurately determine the deterioration state of the member to be inspected, regardless of the location and number of measurement units.
  • FIG. 1 A diagram showing the configuration of a data collection and analysis system according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • Top view of the data analysis device shown in Figure 1 Block diagram showing the physical configuration of the measurement data shown in Figure 1
  • Conceptual diagram of measurement data stored in the data storage unit shown in Figure 1 A diagram showing the relationship between the thickness of the focus ring displayed by the data storage unit shown in FIG. 1 and the threshold value.
  • a diagram showing a modification of the measurement data collection unit shown in FIG. 1 A diagram showing a modification of the distance sensor shown in FIG. 1
  • the data collection and analysis system is applied to a plasma etching apparatus that performs plasma processing by supplying plasma gas toward a semiconductor wafer, which is an object to be processed.
  • the data collection and analysis system 1 includes a measurement data collection unit 100 that is transported into a chamber of a plasma etching apparatus and collects measurement data indicating the state of a focus ring to be inspected; and a data analysis device 200 that analyzes measurement data collected by and determines whether or not the focus ring has deteriorated, and is communicably connected via a network 300.
  • the data collection and analysis system 1 is not limited to a plasma etching device, and may be applied to devices that perform plasma processing, such as a CVD device, a PVD (Physical Vapor Deposition) device, a sputtering device, and an etcher.
  • a CVD device Physical Vapor Deposition
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • the measurement data collection unit 100 includes a rotatable rotating table 101, a pedestal 102 that supports the rotating table 101, a distance sensor 103 that measures the distance to a focus ring to be inspected, and an arm 104 to which the distance sensor 103 is attached. , a rotation drive section 105 that rotates the rotary table 101, a rotation control section 106 that controls the rotation drive section 105, a control section 107 that controls the distance sensor 103 and the arm 104, and wireless communication that transmits and receives data to and from external devices.
  • a section 108 is provided.
  • the rotary table 101 is a member made of aluminum and circular in plan view.
  • a rotating shaft 120 is provided at the center of the lower part of the rotating table 101.
  • the rotation shaft 120 is connected to the rotation drive section 105.
  • the rotary table 101 is driven by a rotation drive unit 105 and rotates around a rotation shaft 120 .
  • the rotating table 101 is an example of a support section, and the rotating shaft 120 is an example of a central axis.
  • the pedestal 102 is a casing made of aluminum and having a circular shape in plan view. A circular hole is provided at the center of the upper surface of the pedestal 102, through which the rotating shaft 120 passes. Pedestal 102 supports rotary table 101 via rotating shaft 120 .
  • FIG. 2 is a side view of the measurement data collection unit 100 and the focus ring FR installed on the wafer chuck D in the chamber.
  • the wafer chuck D is formed by a susceptor D1 on which the measurement data collection unit 100 is placed, and an electrostatic chuck D2 arranged on the lower surface of the susceptor D1 and whose surface is covered with quartz glass.
  • the measurement data collection unit 100 is arranged within a region surrounded by the focus ring FR.
  • the distance sensor 103 is attached to the tip of the arm 104 at a position facing the focus ring FR installed on the wafer chuck D.
  • the distance sensor 103 is, for example, a laser displacement meter, and measures the separation distance W between the distance sensor 103 and the surface of the focus ring FR. Note that the distance sensor 103 is an example of a measuring section.
  • the arm 104 is formed by a fixed part 104a installed on the top surface of the rotary table 101 and a movable part 104b to which the distance sensor 103 is attached to the tip.
  • the arm 104 is formed to be expandable and retractable in the horizontal direction.
  • the arm 104 is controlled by the control unit 107 and expands and contracts by mechanical operation by a motor.
  • the control unit 107 arranges the distance sensor 103 at a position opposing the focus ring FR by adjusting the arm length of the arm 104.
  • the arm 104 is an example of a support section.
  • the rotation drive unit 105 is connected to the rotating table 101 via a rotating shaft 120.
  • the rotation drive unit 105 is, for example, a servo motor.
  • the rotation drive unit 105 rotates the rotation shaft 120 around a vertical axis. As a result, the rotating table 101 rotates around the rotating shaft 120.
  • the rotation control unit 106 controls the operation of the rotation drive unit 105. Specifically, the rotation control unit 106 transmits a control signal to the rotation drive unit 105 to control start and stop of rotation, and change of rotation speed.
  • the plasma etching apparatus detects that the measurement data collection unit 100 is installed on the wafer chuck D in the chamber, it outputs a detection signal to the measurement data collection unit 100 via the wireless communication section 108.
  • the rotation control unit 106 receives the detection signal from the plasma etching apparatus, it transmits a control signal instructing the rotation drive unit 105 to drive.
  • the rotation control unit 106 controls the rotation drive unit 105 to operate according to preset target values such as the number of rotations and the rotation speed.
  • the control unit 107 includes a sensor control unit 109 that controls the operation of the distance sensor 103, and a measurement data acquisition unit 110 that acquires measurement data including distance data measured by the distance sensor 103.
  • the control unit 107 is an arithmetic device including, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Random Access Memory), and a RAM (Read Only Memory).
  • the sensor control unit 109 controls the operation of the distance sensor 103. Specifically, the sensor control unit 109 causes the distance sensor 103 to measure the distance to the focus ring FR at preset sampling intervals.
  • the measurement data acquisition unit 110 acquires measurement data including distance data measured by the distance sensor 103. Specifically, the measurement data acquisition unit 110 receives distance data indicating the separation distance between the distance sensor 103 and the surface of the focus ring FR from the distance sensor 103. Upon receiving the distance data, the measurement data acquisition unit 110 acquires the acquired time from a timer included in the measurement data collection unit 100. Further, the measurement data acquisition unit 110 acquires rotation number information indicating the rotation number of the received distance data from the rotation control unit 106. The measurement data acquisition unit 110 associates each piece of acquired data and stores it as measurement data. The measurement data acquisition unit 110 monitors the connection status of wireless communication with the data analysis device 200 at predetermined intervals. When the measurement data acquisition unit 110 determines that wireless communication with the data analysis device 200 has been established, it transmits the stored measurement data to the data analysis device 200 via the wireless communication unit 108. Note that the measurement data acquisition section 110 is an example of a data transmission section.
  • the wireless communication unit 108 transmits and receives data to and from external devices.
  • the wireless communication unit 108 is a communication interface for performing wireless communication compliant with wireless communication standards such as Bluetooth (registered trademark), WiFi (registered trademark), Zigbee (registered trademark), etc. It is communicably connected to the device and data analysis device 200.
  • the measurement data collected by the measurement data acquisition unit 110 is transmitted to the data analysis device 200 via the wireless communication unit 108.
  • the plasma etching apparatus detects that the measurement data collection unit 100 is installed on the wafer chuck D in the chamber, it outputs a signal indicating that the measurement data collection unit 100 has been detected via the wireless communication section 108 to the measurement data collection unit 100. do.
  • the data analysis device 200 includes a data acquisition section 201 that acquires measurement data from the measurement data collection unit 100, a data storage section 202 that accumulates measurement data, a data analysis section 203 that analyzes the measurement data, and a data analysis section 203 that acquires measurement data from the measurement data collection unit 100. and a wireless communication unit 204 that transmits and receives data.
  • the data acquisition unit 201 acquires measurement data from the measurement data collection unit 100. Specifically, the data acquisition unit 201 collects the distance data measured by the distance sensor 103, time information indicating the time when the measured data acquisition unit 110 received the distance data, and the rotation number of the distance data. Obtain measurement data including the number of rotations indicated.
  • the data storage unit 202 stores measurement data. Specifically, the data storage unit 202 receives measurement data including measurement data, time information, and rotation number information from the data acquisition unit 201, and stores the received data in association with each other.
  • the data analysis unit 203 analyzes the measurement data and determines whether the focus ring FR to be inspected has deteriorated based on whether it satisfies the inspection criteria. Specifically, the data analysis unit 203 calculates the preset distance between the distance sensor 103 and the wafer chuck D on which the measurement data collection unit 100 is placed, and the distance sensor 103 and focus stored in the data storage unit 202. The thickness of the focus ring FR corresponding to each measurement data is determined from the difference between each measurement data indicating the separation distance W from the surface of the ring FR. The data analysis unit 203 compares the obtained thickness with a preset threshold, and determines that the focus ring FR has deteriorated if there is a thickness that is equal to or less than the threshold. Note that the data analysis unit 203 is an example of a determination unit.
  • the wireless communication unit 204 transmits and receives data to and from external devices. Specifically, the wireless communication section 204 is communicably connected to the measurement data collection unit 100.
  • the data analysis device 200 includes a CPU 21 that executes processing according to a program, a RAM 22 that is a volatile memory, a ROM 23 that is a nonvolatile memory, a storage section 24 that stores data, and an input section 25 that accepts input of information. , a display section 26 that visualizes and displays information, and a wireless communication section 27 that transmits and receives information, and these are connected via an internal bus 99 .
  • the CPU 21 executes various processes by reading the program stored in the storage unit 24 into the RAM 22 and executing it.
  • the CPU 21 executes each process by the data analysis unit 203 as a main function provided by the program.
  • the RAM 22 is used as a work area for the CPU 21.
  • the ROM 23 stores a control program executed by the CPU 21 for basic operations of the data analysis device 200, a BIOS (Basic Input Output System), and the like.
  • BIOS Basic Input Output System
  • the storage unit 24 includes a hard disk drive, stores programs executed by the CPU 21, and stores various data used when executing the programs.
  • the storage unit 24 functions as the data storage unit 202.
  • the input unit 25 is a user interface that includes a keyboard, a mouse, a communication device, and the like.
  • the display unit 26 is a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro Luminescence) display that visualizes and displays information.
  • the wireless communication unit 27 is a communication interface for performing wireless communication based on wireless communication standards such as Bluetooth (registered trademark), WiFi (registered trademark), and Zigbee (registered trademark).
  • the measurement data collection unit 100 of the data collection and analysis system 1 is installed in a chamber that is a processing container of a plasma etching apparatus, and measures the distance between the distance sensor 103 and the focus ring FR to be inspected.
  • a chamber that is a processing container of a plasma etching apparatus
  • the operation of the plasma etching apparatus 1000 until the measurement data collection unit 100 is installed in the chamber CH of the plasma etching apparatus 1000 will be described.
  • the measurement data collection unit 100 is housed in a FOUP (Front Opening Unified Pod), which is a closed container for semiconductor wafers, and the FOUP is placed in the load port LP of the plasma etching apparatus 1000.
  • the transport device TM takes out the measurement data collection unit 100 from the FOUP and carries it into the aligner AN.
  • the transport device TM takes out the measurement data collection unit 100, which has been subjected to the direction alignment process by the aligner AN, from the aligner AN, and transports it into the vacuum transport module VM.
  • the vacuum transfer robot VR takes out the measurement data collection unit 100 from the vacuum transfer module VM, transfers it into the chamber CH, and sets it at a predetermined position on the wafer chuck D. At this time, the electrostatic chuck included in the wafer chuck D is turned off.
  • the length of the arm 104 of the measurement data collection unit 100 in the horizontal direction is preset to a length such that the distance sensor 103 and the focus ring FR face each other.
  • control details of the rotation drive unit 105 and the sensor control unit 109 in the deterioration determination process are set in advance.
  • target values such as the number of rotations and rotational speed of the rotary drive unit 105 and the sampling period of the distance sensor 103 are set in advance.
  • a threshold value used when the data analysis unit 203 determines the presence or absence of deterioration of the focus ring FR to be inspected is registered in advance. Specifically, based on the thickness of the focus ring FR before use, the user determines the thickness of the focus ring FR at which it is determined that the focus ring FR is deteriorated at the time of inspection as a threshold value, and registers it in the data analysis device 200. do.
  • the rotation control unit 106 of the measurement data collection unit 100 waits for a detection signal from the plasma etching apparatus 1000 indicating that the measurement data collection unit 100 is installed on the wafer chuck D in the chamber CH (step S11).
  • the wafer chuck D is provided with a sensor SN that detects that the measurement data collection unit 100 is installed at a preset position.
  • the sensor SN is, for example, a pressure switch, a light shielding sensor, a reflection sensor, or the like. This sensor SN transmits a detection signal to the wireless communication section 108 of the measurement data collection unit 100 when the measurement data collection unit 100 is installed at a preset position.
  • the rotation control unit 106 receives the detection signal via the wireless communication unit 108.
  • the rotation control unit 106 upon receiving the detection signal from the sensor SN of the wafer chuck D, transmits a signal instructing rotation to the rotation drive unit 105 (step S12). Specifically, the rotation control unit 106 reads out the preset number of rotations and rotation speed values, and starts the rotation after a preset time such as 5 seconds or 10 seconds has passed after receiving the detection signal. An instruction signal including the value of the number of times and rotational speed is transmitted to the rotation drive unit 105. The rotation drive unit 105 rotates the rotary table 101 according to the received instruction signal. Further, the rotation control unit 106 transmits a signal indicating that the instruction signal has been transmitted to the rotation drive unit 105 to the sensor control unit 109.
  • the sensor control unit 109 transmits a control signal to the distance sensor 103 to collect measurement data (step S13).
  • the distance sensor 103 collects measurement data indicating the distance from the distance sensor 103 to the focus ring FR at preset time intervals under the control of the sensor control unit 109.
  • the distance sensor 103 sequentially transmits the collected measurement data to the measurement data acquisition unit 110.
  • the measurement data acquisition unit 110 acquires the reception time from a timer included in the measurement data acquisition unit 110.
  • the measurement data acquisition unit 110 acquires rotation speed information indicating the current rotation number of the turntable 101 from the rotation control unit 106 .
  • the measurement data acquisition unit 110 stores measurement data in which the acquired measurement data, rotation speed information, and reception time are associated with each other.
  • the rotation control unit 106 determines whether or not the number of rotations instructed by the rotation drive unit 105 has been performed (step S14). If the rotation control unit 106 determines that the instructed number of rotations has not been performed (step S14; No), the rotation control unit 106 controls the rotation drive unit 105 to rotate the turntable 101 until the instructed number of rotations has been executed. On the other hand, when the rotation control unit 106 determines that the instructed number of rotations has been performed (step S14; Yes), the rotation control unit 106 stops the rotation drive unit 105, stops the rotary table 101, and notifies the sensor control unit 109. The operation of the distance sensor 103 is stopped. The sensor control unit 109 transmits to the measurement data acquisition unit 110 that the operation of the distance sensor 103 has stopped.
  • the measurement data acquisition unit 110 determines whether wireless communication with the data analysis device 200 is possible (step S15). Specifically, the measurement data acquisition unit 110 determines whether a wireless connection with the wireless LAN connected to the data analysis device 200 has been established. When the measurement data acquisition unit 110 determines that wireless communication with the data analysis device 200 is possible (step S15; Yes), the measurement data acquisition unit 110 informs the data analysis device 200 via the wireless communication unit 108 that the operation of the distance sensor 103 is stopped. Send a notification that the measurement has been completed and the measurement data. When the data acquisition unit 201 of the data analysis device 200 receives the measurement data transmitted from the measurement data acquisition unit 110 via the wireless communication unit 204, it transmits the received measurement data to the data storage unit 202 and stores it.
  • the measurement data acquisition unit 110 periodically checks the connection state with the wireless LAN connected to the data analysis device 200. However, until it is determined that wireless communication is possible, a notification that the operation of the distance sensor 103 has stopped and measurement data are not transmitted.
  • the data analysis unit 203 of the data analysis device 200 reads the measurement data stored in the data storage unit 202 and calculates the thickness of the focus ring FR (step S16).
  • the data storage unit 202 stores numerical data that is the source of FIG. 7, which is an image diagram of measurement data.
  • the data storage unit 202 stores the distance data collected by the distance sensor 103, the time at which each distance data was acquired, and rotation number information indicating the number of rotations each distance data corresponds to. are associated and stored in chronological order.
  • the data analysis unit 203 calculates the thickness of the focus ring FR by taking the difference between a preset distance from the distance sensor 103 to the electrostatic chuck D2 and each distance data.
  • the data analysis unit 203 determines whether the obtained thickness is less than or equal to a preset threshold (step S17). Specifically, the data analysis unit 203 determines whether or not there is data that is equal to or less than a threshold value from among the plurality of thickness data obtained using each distance data. If the data analysis unit 203 determines that there is thickness data that is less than or equal to the threshold value (step S17; Yes), it determines that the focus ring FR to be inspected has deteriorated (step S18). Then, the data analysis unit 203 outputs the determination result that it is determined to be degraded (step S19), and ends the process.
  • the data analysis unit 203 causes the display unit 26 to display a message indicating that it has been determined that the focus ring FR has deteriorated, and a diagram showing the relationship between the thickness of the focus ring FR and the threshold value shown in FIG.
  • step S17 determines that there is no thickness data below the threshold (step S17; No)
  • step S19 determines that the focus ring FR to be inspected has not deteriorated
  • step S20 the data analysis unit 203 outputs the determination result that it is determined that there is no deterioration (step S20), and ends the process.
  • the data collection and analysis system 1 rotates the rotating table 101 on which the arm 104 equipped with the distance sensor 103 at the tip is installed, and acquires a plurality of measurement data.
  • the data collection and analysis system 1 determines the thickness of the focus ring FR to be inspected using the acquired measurement data, and if it determines that the focus ring FR has a thickness that is less than a threshold value, it determines that the focus ring FR has deteriorated. judge.
  • the user can refer to the determination results to decide whether or not to replace the focus ring FR, or if a particular part has deteriorated, to change the direction of the focus ring FR and rearrange it. Judgment becomes possible.
  • the measurement data collection unit 100 After confirming that communication with the wireless LAN connected to the data analysis device 200 is possible, the measurement data collection unit 100 transmits the acquired measurement data to the data analysis device 200. Thereby, it is possible to prevent unnecessary radio waves from being emitted into the etching apparatus, and it is possible to realize energy saving.
  • the measurement data collection unit 100 is transported into the chamber and collects measurement data. This saves the effort of manually opening the chamber and checking the state of the focus ring FR. Furthermore, since the chamber is normally a dark room, there is no need to provide lighting inside the chamber to check the focus ring FR.
  • the data collection and analysis system 1 outputs the thickness of the focus ring FR as time-series point cloud data as shown in FIG. 8, but the present invention is not limited to this.
  • the data collection and analysis system 1 may output image data that displays the surface shape of the focus ring FR in three dimensions.
  • the control unit 107 of the measurement data collection unit 100 determines the time when the distance data is received from the distance sensor 103, the arm length of the arm 104 at the time of measurement adjusted by the control of the control unit 107, and the rotation control unit 106.
  • the data analysis unit 203 of the data analysis device 200 calculates the surface shape of the focus ring FR in three dimensions based on the thickness corresponding to each distance data obtained in step S16 and the position data associated with each distance data. Generate image data to represent. Using the generated three-dimensional image data, it is possible to check the state of the surface shape of the focus ring FR at the time of inspection, and easily understand the extent to which the surface of the focus ring FR has been scraped and worn out. .
  • the data analysis unit 203 is an example of an output unit
  • the position data associated with each distance data is an example of measured position data.
  • the data collection and analysis system 1 determines the deterioration state of the focus ring FR, but is not limited to this, and determines the deterioration state of members installed in the chamber other than the focus ring FR. It is also possible to do so. For example, the deterioration state of the electrostatic chuck D2 forming the wafer chuck D in the chamber shown in FIG. 2 may be determined. In this case, the measurement data collection unit 100 is operated without the focus ring FR installed on the electrostatic chuck D2 to obtain distance data between the distance sensor 103 and the surface of the electrostatic chuck D2.
  • the data analysis unit 203 may determine that the electrostatic chuck D2 has deteriorated when determining that there is distance data that is equal to or less than a predetermined threshold value from among the acquired distance data.
  • the object to be inspected is not limited to an O-shaped ring-shaped member like the focus ring FR, but may be a C-shaped ring-shaped member.
  • the measurement data collection unit 100 has been described as having one arm 104, the present invention is not limited to this, and may include a plurality of arms 104 as shown in FIG. 9.
  • the arm lengths of the plurality of arms 104 may be set in advance to different lengths. This makes it possible to acquire a large amount of measurement data with a small number of rotations.
  • the number and shape of the distance sensors 103 attached to the tip of the arm 104 are arbitrary. As shown in FIG. 10A, a plurality of distance sensors 103 may be attached, and as shown in FIG. 10B, a distance sensor 103 with a wide measurement range may be attached. This makes it possible to acquire a large amount of measurement data with a small number of rotations.
  • distance data is acquired using a preset arm length of the arm 104, but the present invention is not limited to this.
  • the control unit 107 may change the arm length of the arm 104 each time the rotary table 101 rotates, and cause the distance sensor 103 to acquire distance data.
  • changing the arm length is not limited to mechanical control by the control unit 107.
  • the movable portion 104b of the arm 104 is formed to be horizontally expandable and retractable using a spring.
  • the arm 104 extends due to centrifugal force.
  • the data analysis unit 203 determines the deterioration of the focus ring FR by determining whether or not there is data that is equal to or less than a threshold value from among a plurality of thickness data obtained using each distance data as an inspection standard.
  • a threshold value a threshold value from among a plurality of thickness data obtained using each distance data as an inspection standard.
  • the presence or absence of deterioration may be determined by determining the average, variance, etc. of the thickness data and comparing them with corresponding threshold values, and the inspection criteria may be arbitrary.
  • the data analysis unit 203 uses distance data, which is measured by the distance sensor 103 and indicates the separation distance between the distance sensor 103 and the surface of the focus ring FR, to determine the deterioration, without determining the thickness of the focus ring FR. You may go. Specifically, in the data analysis device 200, a threshold value regarding the separation distance between the distance sensor 103 and the surface of the focus ring FR is set in advance. If the measurement data acquisition unit 110 determines in step S15 that wireless communication with the data analysis device 200 is possible (step S15; Yes) and transmits the measurement data to the data analysis device 200, the data analysis unit 203 , determines the presence or absence of data exceeding a threshold value from among the transmitted measurement data.
  • the data analysis unit 203 determines that there is measurement data exceeding the threshold value, it determines that the focus ring FR to be inspected has deteriorated, and if it determines that there is no measurement data exceeding the threshold value, the data analysis unit 203 determines that the focus ring FR to be inspected has deteriorated. It may be determined that the focus ring FR is not deteriorated.
  • the data collection and analysis system 1 has been described as being applied to a plasma etching apparatus, it is not limited thereto, and may be any apparatus that performs plasma processing by installing a focus ring.
  • it may be a device that performs plasma processing, such as a CVD device, a PVD device, a sputtering device, or an etcher, or it may be a flat panel display manufacturing device that performs plasma processing on a substrate of a flat panel display.
  • the user registers in the data analysis device 200 the thickness of the focus ring FR, which is determined to be deteriorated during inspection, as a threshold value, but the invention is not limited to this.
  • the user registers in advance in the data analysis device 200 the amount of wear that indicates the thickness of the surface of the focus ring FR that is determined to be deteriorated, and uses the focus ring FR to be inspected at the time of inspection. Enter the previous thickness into the data analysis device 200. Then, the data analysis device 200 may determine the difference between the thickness of the focus ring FR before use and the registered wear amount, and automatically set the determined difference as a threshold value. Further, the amount of wear may be a ratio of the thickness of the focus ring FR at the time of inspection to the thickness of the focus ring FR before use.
  • the data analysis device 200 can be realized using a normal computer system without using a dedicated device.
  • programs for realizing each function of the data analysis device 200 may be stored on a computer-readable CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) or DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory). ry), etc.
  • CD-ROM Compact Disc Read Only Memory
  • DVD-ROM Digital Versatile Disc Read Only Memory
  • ry Digital Versatile Disc Read Only Memory
  • each function is realized by sharing between an OS (Operating System) and an application, or by cooperation between the OS and an application, only the application may be stored in the recording medium.
  • OS Operating System
  • 1 Data collection and analysis system 100 Measurement data collection unit, 200 Data analysis device, 300 Network, 101 Turntable, 102 Pedestal, 103 Distance sensor, 104 Arm, 104a Fixed part, 104b Movable part, 105 Rotation drive part, 106 Rotation control Section, 107 Control section, 108, 204 Wireless communication section, 109 Sensor control section, 110 Measurement data acquisition section, 120 Rotation axis, 201 Data acquisition section, 202 Data storage section, 203 Data analysis section, 21 CPU, 22 RAM, 23 ROM, 24 storage unit, 25 input unit, 26 display unit, 27 wireless communication unit, 99 internal bus, 1000 plasma etching device, D wafer chuck, D1 susceptor, D2 electrostatic chuck, CH chamber, AN aligner, FR focus ring, LP load port, VM vacuum transfer module, VR vacuum transfer robot, TM transfer device, SN sensor.

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Abstract

データ収集分析システム（１）は、例えば、半導体製造におけるエッチング装置に適用される。データ収集分析システム（１）は、プラズマ処理の処理対象物に代えてウェハチャックに配置され、検査対象部材の状態を示す測定データを収集する測定データ収集ユニット（１００）と、収集された測定データにより、検査対象部材の状態を判定するデータ分析装置（２００）と、を備える。測定データ収集ユニット（１００）は、検査対象部材までの距離を測定する測定部を検査対象部材に向けて支持する支持部を備え、支持部を検査対象部材（フォーカスリング等）の中心軸を中心に回転させる。データ分析装置（２００）は、測定データに基づいて、検査対象部材が劣化しているか否かを判定する。

Description

データ収集分析システム、測定データ収集ユニット、および、データ収集分析方法
　本開示は、データ収集分析システム、測定データ収集ユニット、および、データ収集分析方法に関する。
　プラズマを利用するエッチング装置、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置等の装置では、プラズマ化したガスを被加工物に供給することにより加工処理が行われる。このプラズマ加工処理の過程で、これらの装置が備えるフォーカスリング、静電チャックを保護する石英カバー等の部材は徐々に削られるため、定期的に、部材の状態を確認する必要がある。
　特許文献１には、フォーカスリングによって囲まれた領域内に配置され、円盤状のベース基板に、複数のセンサ電極が設けられた測定器が開示されている。この測定器は、各センサ電極の電位から、各センサ電極とセンサ電極の近傍に存在するフォーカスリングとの間の静電容量を表すパラメータ値をそれぞれ算出し、パラメータ値の平均値とフォーカスリングの消耗量とが対応付けられたテーブルを用いて、フォーカスリングの消耗量を導出する。
特開２０１９－１６０９１４号公報
　しかしながら、この測定器において、測定器の配置方向に応じて定まるセンサ電極の位置、および、測定器に設置されるセンサ電極の数によって、パラメータの値が大きく変わる可能性がある。このため、フォーカスリングの劣化状態を精度高く判別するという観点からは改善の余地があった。
　そこで本開示は、上記の実情に鑑み、検査対象部材の劣化状態を精度良く判別することが可能なデータ収集分析システム、測定データ収集ユニット、および、データ収集分析方法を提供することを目的にする。
　上記の目的を達成するため、本開示に係るデータ収集分析システムは、プラズマ処理の処理対象物に代えてウェハチャックに配置され、検査対象部材の状態を示す測定データを収集する測定データ収集ユニットと、測定データ収集ユニットにより収集された測定データにより、検査対象部材の状態を判定するデータ分析装置と、を備えるデータ収集分析システムであって、測定データ収集ユニットは、検査対象部材までの距離を測定する測定部と、測定部を検査対象部材に向けて支持する支持部と、支持部を、検査対象部材の中心軸を中心に回転させる駆動部と、を備え、データ分析装置は、測定部が測定した距離を示す距離データを含む測定データを取得するデータ取得部と、データ取得部により取得された測定データに基づいて、検査対象部材が劣化しているか否かを判定する判定部と、を備える。
　本開示によれば、測定データ収集ユニットは、測定部を支持する支持部を、検査対象部材の中心軸を中心に回転させて測定データを収集する。データ分析装置は、測定データ収集ユニットにより収集された測定データに基づいて、検査対象部材が劣化しているか否かを判定する。これにより、測定部の位置および数によらずに、検査対象部材の劣化状態を精度良く判別することができる。
本開示の実施の形態１に係るデータ収集分析システムの構成を示す図 図１に示す測定データ収集ユニットおよびフォーカスリングがチャンバ内のウェハチャックに配置された状態の側面図 図１に示すデータ分析装置の上面図 図１に示す測定データの物理構成を示すブロック図 図１に示す測定データ収集ユニットがプラズマエッチング装置のチャンバ内に搬送される動作を示す図 実施の形態に係るデータ収集分析システムによる劣化判定処理を示すフローチャート 図１に示すデータ記憶部が記憶する測定データの概念図 図１に示すデータ記憶部が表示させるフォーカスリングの厚みと閾値との関係を示す図 図１に示す測定データ収集ユニットの変形例を示す図 図１に示す距離センサの変形例を示す図 図１に示す距離センサの別の変形例を示す図
　以下、本開示の実施の形態に係るデータ収集分析システム、測定データ収集ユニット、およびデータ収集分析方法について図面を参照して説明する。なお、図中同一又は相当する部分には同じ符号を付す。
　本実施の形態に係るデータ収集分析システムは、処理対象物である半導体ウェハに向かってプラズマ化したガスを供給してプラズマ処理を行うプラズマエッチング装置に適用される。図１に示す通り、データ収集分析システム１は、プラズマエッチング装置のチャンバ内に搬送されて、検査対象のフォーカスリングの状態を示す測定データを収集する測定データ収集ユニット１００と、測定データ収集ユニット１００により収集された測定データを分析して、フォーカスリングが劣化しているか否かを判定するデータ分析装置２００と、を備え、ネットワーク３００を介して通信可能に接続される。なお、データ収集分析システム１は、プラズマエッチング装置に限定されず、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置、スパッタリング装置、エッチャーなどのプラズマ処理を行う装置に適用されてもよい。
　測定データ収集ユニット１００は、回転可能な回転台１０１と、回転台１０１を支持する台座１０２と、検査対象のフォーカスリングまでの距離を測定する距離センサ１０３と、距離センサ１０３が取り付けられるアーム１０４と、回転台１０１を回転させる回転駆動部１０５と、回転駆動部１０５を制御する回転制御部１０６と、距離センサ１０３およびアーム１０４を制御する制御部１０７と、外部機器とデータの送受信を行う無線通信部１０８と、を備える。
　回転台１０１は、平面視円形状のアルミニウムで形成される部材である。回転台１０１の下部の中心には、回転軸１２０が設けられている。回転軸１２０は、回転駆動部１０５に連結されている。回転台１０１は、回転駆動部１０５に駆動されて、回転軸１２０を中心に回転する。なお、回転台１０１は、支持部の一例であり、回転軸１２０は、中心軸の一例である。
　台座１０２は、平面視円形状のアルミニウムで形成される筐体である。台座１０２の上面の中心には、回転軸１２０を通す円形の穴が設けられる。台座１０２は、回転軸１２０を介して、回転台１０１を支持する。
　距離センサ１０３は、検査対象のフォーカスリングまでの距離を測定する。図２は、測定データ収集ユニット１００およびフォーカスリングＦＲがチャンバ内のウェハチャックＤに設置された状態の側面図である。ウェハチャックＤは、測定データ収集ユニット１００を載置するサセプタＤ１と、サセプタＤ１の下面に配置され、表面が石英ガラスで覆われた静電チャックＤ２により形成される。測定データ収集ユニット１００は、フォーカスリングＦＲにより囲まれた領域内に配置される。距離センサ１０３は、アーム１０４の先端部の、ウェハチャックＤに設置されたフォーカスリングＦＲに対向する位置に取り付けられる。距離センサ１０３は、例えば、レーザ変位計であり、距離センサ１０３とフォーカスリングＦＲの表面との離間距離Ｗを測定する。なお、距離センサ１０３は、測定部の一例である。
　図１に戻り、アーム１０４は、回転台１０１の上面に設置される固定部１０４ａと先端部に距離センサ１０３が取り付けられる可動部１０４ｂとにより形成される。図３に示す測定データ収集ユニット１００の上面図の通り、アーム１０４は、水平方向に伸縮可能に形成される。アーム１０４は、制御部１０７に制御されて、モータによる機械動作によって伸縮する。制御部１０７は、アーム１０４のアーム長を調整することで、距離センサ１０３をフォーカスリングＦＲと対抗する位置に配置する。なお、アーム１０４は、支持部の一例である。
　図１に戻り、回転駆動部１０５は、回転軸１２０を介して、回転台１０１に接続されている。回転駆動部１０５は、例えばサーボモータである。回転駆動部１０５は、鉛直な軸線まわりに回転軸１２０を回転させる。これにより、回転軸１２０を中心に回転台１０１が回転する。
　回転制御部１０６は、回転駆動部１０５の動作を制御する。具体的に、回転制御部１０６は、回転駆動部１０５に制御信号を送信して、回転の開始、停止、回転速度の変更を制御する。プラズマエッチング装置は、チャンバ内のウェハチャックＤに測定データ収集ユニット１００が設置されたことを検知すると、無線通信部１０８を介して、検知信号を測定データ収集ユニット１００に出力する。回転制御部１０６は、プラズマエッチング装置から検知信号を受信すると、回転駆動部１０５に対し、駆動を指示する制御信号を送信する。回転制御部１０６は、予め設定された回転回数、回転速度等の目標値どおりに動作するために回転駆動部１０５を制御する。
　制御部１０７は、距離センサ１０３の動作を制御するセンサ制御部１０９と、距離センサ１０３により測定された距離データを含む測定データを取得する測定データ取得部１１０と、を備える。制御部１０７は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えた演算装置である。
　センサ制御部１０９は、距離センサ１０３の動作を制御する。具体的に、センサ制御部１０９は、予め設定されたサンプリング間隔で、距離センサ１０３にフォーカスリングＦＲとの距離を測定させる。
　測定データ取得部１１０は、距離センサ１０３により測定された距離データを含む測定データを取得する。具体的に、測定データ取得部１１０は、距離センサ１０３から距離センサ１０３とフォーカスリングＦＲの表面との離間距離を示す距離データを受信する。距離データを受信すると、測定データ取得部１１０は、測定データ収集ユニット１００が備えるタイマから、取得した時刻を取得する。さらに、測定データ取得部１１０は、回転制御部１０６から、受信した距離データが何回転目のデータであるかを示す回転回数情報を取得する。測定データ取得部１１０は、取得したそれぞれのデータを対応付けて、測定データとして記憶する。測定データ取得部１１０は、データ分析装置２００との無線通信の接続状況を予め定められた周期でモニタする。測定データ取得部１１０は、データ分析装置２００との無線通信が確立したと判定すると、記憶している測定データを、無線通信部１０８を介して、データ分析装置２００に送信する。なお、測定データ取得部１１０は、データ送信部の一例である。
　無線通信部１０８は、外部機器とデータの送受信を行う。具体的に、無線通信部１０８は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信を行うための通信インタフェースであり、プラズマエッチング装置およびデータ分析装置２００と通信可能に接続する。測定データ取得部１１０により収集された測定データは、無線通信部１０８を介して、データ分析装置２００に送信される。また、プラズマエッチング装置は、チャンバ内のウェハチャックＤに測定データ収集ユニット１００が設置されたことを検知すると、無線通信部１０８を介して、検知したことを示す信号を測定データ収集ユニット１００に出力する。
　データ分析装置２００は、測定データ収集ユニット１００から測定データを取得するデータ取得部２０１と、測定データを蓄積するデータ記憶部２０２と、測定データを解析するデータ解析部２０３と、測定データ収集ユニット１００とデータの送受信を行う無線通信部２０４と、を備える。
　データ取得部２０１は、測定データ収集ユニット１００から測定データを取得する。具体的に、データ取得部２０１は、距離センサ１０３により測定された距離データと測定データ取得部１１０が距離データを受信した時刻を示す時刻情報と、距離データが何回転目のデータであるかを示す回転回数情報と、を含む測定データを取得する。
　データ記憶部２０２は、測定データを記憶する。具体的に、データ記憶部２０２は、データ取得部２０１から、測定データと時刻情報と回転回数情報とを含む測定データ受信し、受信したそれぞれを対応付けて記憶する。
　データ解析部２０３は、測定データを解析して、検査対象のフォーカスリングＦＲが検査基準を満たすか否かにより、劣化しているか否かを判定する。具体的に、データ解析部２０３は、予め設定されている距離センサ１０３と測定データ収集ユニット１００が載置されるウェハチャックＤとの距離と、データ記憶部２０２に記憶される距離センサ１０３とフォーカスリングＦＲの表面との離間距離Ｗを示す各測定データとの差分から、各測定データに対応するフォーカスリングＦＲの厚みをそれぞれ求める。データ解析部２０３は、求めた厚みと予め設定されている閾値とを比較し、閾値以下となる厚みが存在する場合に、フォーカスリングＦＲが劣化していると判定する。なお、データ解析部２０３は、判定部の一例である。
　無線通信部２０４は、外部機器とデータの送受信を行う。具体的に、無線通信部２０４は、測定データ収集ユニット１００と通信可能に接続する。
　次に、図４を参照してデータ分析装置２００の物理的構成について説明する。データ分析装置２００は、プログラムに従った処理を実行するＣＰＵ２１と、揮発性メモリであるＲＡＭ２２と、不揮発性メモリであるＲＯＭ２３と、データを記憶する記憶部２４と、情報の入力を受け付ける入力部２５と、情報を可視化して表示する表示部２６と、情報の送受信を行う無線通信部２７と、を備え、これらが内部バス９９を介して接続されている。
　ＣＰＵ２１は、記憶部２４に記憶されたプログラムをＲＡＭ２２に読み出して実行することにより、各種処理を実行する。ＣＰＵ２１は、プログラムにより提供される主要な機能として、データ解析部２０３による各処理を実行する。
　ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２１のワークエリアとして使用される。ＲＯＭ２３は、データ分析装置２００の基本動作のためにＣＰＵ２１が実行する制御プログラム、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ　Ｉｎｐｕｔ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｙｓｔｅｍ）等を記憶する。
　記憶部２４は、ハードディスクドライブを備え、ＣＰＵ２１が実行するプログラムを記憶し、プログラム実行の際に使用される各種データを記憶する。記憶部２４は、データ記憶部２０２として機能する。
　入力部２５は、キーボード、マウス、通信装置等を備えるユーザインタフェースである。表示部２６は情報を可視化して表示する液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等の表示装置である。無線通信部２７は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標），Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信を行うための通信インタフェースである。
　次に、上記構成を有するデータ収集分析システム１の動作を説明する。データ収集分析システム１の測定データ収集ユニット１００は、プラズマエッチング装置の処理容器であるチャンバ内に設置されて、距離センサ１０３と検査対象のフォーカスリングＦＲとの距離を測定する。そこで、まず、図５を参照して、測定データ収集ユニット１００がプラズマエッチング装置１０００のチャンバＣＨ内に設置されるまでのプラズマエッチング装置１０００の動作について説明する。
　まず、半導体ウェハ用の密閉型容器であるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ　Ｏｐｅｎｉｎｇ　Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｐｏｄ）に測定データ収集ユニット１００を収容し、ＦＯＵＰをプラズマエッチング装置１０００が備えるロードポートＬＰに投入する。搬送装置ＴＭは、ＦＯＵＰから測定データ収集ユニット１００を取り出し、アライナＡＮに搬入する。次に、搬送装置ＴＭは、アライナＡＮにより方向整列処理が行われた測定データ収集ユニット１００をアライナＡＮから取り出して、真空搬送モジュールＶＭに搬入する。次に、真空搬送ロボットＶＲは、真空搬送モジュールＶＭから測定データ収集ユニット１００を取り出して、チャンバＣＨ内に搬送し、ウェハチャックＤの定められた位置にセットする。この時、ウェハチャックＤが有する静電チャックはＯＦＦされる。
　次に、図６を参照して、データ収集分析システム１による劣化判定処理について説明する。
　測定データ収集ユニット１００のアーム１０４の水平方向の長さは、距離センサ１０３とフォーカスリングＦＲとが対向する長さに予め設定されている。
　また、測定データ収集ユニット１００には、劣化判定処理における回転駆動部１０５およびセンサ制御部１０９の制御内容が予め設定されている。具体的に、回転駆動部１０５の回転回数、回転速度等の目標値、および、距離センサ１０３のサンプリング周期が予め設定されている。
　また、データ分析装置２００には、データ解析部２０３により検査対象のフォーカスリングＦＲの劣化の有無を判定する際に使用される閾値が予め登録されている。具体的に、ユーザは、使用前のフォーカスリングＦＲの厚みに基づいて、検査時にフォーカスリングＦＲが劣化していると判定するフォーカスリングＦＲの厚みを閾値として決定して、データ分析装置２００に登録する。
　まず、測定データ収集ユニット１００の回転制御部１０６は、プラズマエッチング装置１０００から、測定データ収集ユニット１００がチャンバＣＨ内のウェハチャックＤに設置されたことを示す検知信号を待ち受ける（ステップＳ１１）。具体的に、図２に示す通り、ウェハチャックＤには、予め設定された位置に測定データ収集ユニット１００が設置されたことを検知するセンサＳＮが設けられている。センサＳＮは、例えば、圧力スイッチ、遮光センサ、反射センサ等である。このセンサＳＮは、予め設定された位置に測定データ収集ユニット１００が設置された場合に、検知信号を測定データ収集ユニット１００の無線通信部１０８に送信する。回転制御部１０６は、無線通信部１０８を介して、検知信号を受信する。
　図６に戻り、回転制御部１０６は、ウェハチャックＤのセンサＳＮから検知信号を受信すると、回転駆動部１０５に対し、回転を指示する信号を送信する（ステップＳ１２）。具体的に、回転制御部１０６は、予め設定された回転回数および回転速度の値を読み出し、検知信号を受信してから５秒後、１０秒後といった予め設定された時間が経過した後に、回転回数および回転速度の値を含む指示信号を回転駆動部１０５に送信する。回転駆動部１０５は、受信した指示信号に従い、回転台１０１を回転させる。また、回転制御部１０６は、回転駆動部１０５に指示信号を送信したことを示す信号をセンサ制御部１０９に送信する。
　次に、センサ制御部１０９は、回転制御部１０６からステップＳ１２で送信された信号を受信すると、距離センサ１０３に制御信号を送信し、測定データを収集させる（ステップＳ１３）。具体的に、距離センサ１０３は、センサ制御部１０９の制御に従い、予め設定された時間間隔で、距離センサ１０３からフォーカスリングＦＲまでの距離を示す測定データを収集する。距離センサ１０３は、収集した測定データを逐次測定データ取得部１１０に送信する。測定データ取得部１１０は、測定データを受信すると、測定データ取得部１１０が備えるタイマから、受信時刻を取得する。また、測定データ取得部１１０は、回転制御部１０６から回転台１０１が現在何回目かを示す回転数情報を取得する。測定データ取得部１１０は、取得した測定データと回転数情報と受信時刻とを対応付けた測定データを記憶する。
　次に、回転制御部１０６は、回転駆動部１０５が指示した回転回数を実行したか否かを判定する（ステップＳ１４）。回転制御部１０６は、指示した回転回数を実行していないと判定すると（ステップＳ１４；Ｎｏ）、指示した回転回数を実行するまで、回転駆動部１０５を制御して回転台１０１を回転させる。一方、回転制御部１０６は、指示した回転回数を実行したと判定すると（ステップＳ１４；Ｙｅｓ）、回転駆動部１０５を停止して、回転台１０１を停止させ、センサ制御部１０９に通知して、距離センサ１０３の動作を停止させる。センサ制御部１０９は、距離センサ１０３の動作が停止したことを測定データ取得部１１０に送信する。
　次に、測定データ取得部１１０は、データ分析装置２００との無線通信が可能か否かを判定する（ステップＳ１５）。具体的に、測定データ取得部１１０は、データ分析装置２００に接続された無線ＬＡＮとの無線接続が確立しているか否かを判定する。測定データ取得部１１０は、データ分析装置２００との無線通信が可能であると判定すると（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、無線通信部１０８を介して、データ分析装置２００に、距離センサ１０３の動作が停止した旨の通知、および、測定データを送信する。データ分析装置２００のデータ取得部２０１は、無線通信部２０４を介して、測定データ取得部１１０から送信された測定データを受信すると、受信した測定データをデータ記憶部２０２に送信し、記憶させる。
　一方、測定データ取得部１１０は、データ分析装置２００との無線通信が可能ではないと判定すると（ステップＳ１５；Ｎｏ）、定期的にデータ分析装置２００に接続された無線ＬＡＮとの接続状態を確認し、無線通信が可能であると判定するまで距離センサ１０３の動作が停止した旨の通知、および、測定データを送信しない。
　次に、データ分析装置２００のデータ解析部２０３は、データ記憶部２０２に記憶される測定データを読み出して、フォーカスリングＦＲの厚みを算出する（ステップＳ１６）。具体的に、データ記憶部２０２には、測定データのイメージ図である図７の元となる数値データが記憶される。図示する通り、データ記憶部２０２には、距離センサ１０３により収集された距離データと、それぞれの距離データを取得した時刻と、それぞれの距離データが何回転目のデータであるかを示す回転回数情報とが、対応付けられて時系列順に記憶される。データ解析部２０３は、予め設定された距離センサ１０３から静電チャックＤ２までの距離と、各距離データとの差分をとって、フォーカスリングＦＲの厚みをそれぞれ求める。
　次に、データ解析部２０３は、求めた厚みが予め設定された閾値以下か否かを判定する（ステップＳ１７）。具体的に、データ解析部２０３は、各距離データを用いて求めた複数の厚みデータの中から、閾値以下のデータが存在するか否かを判定する。データ解析部２０３は、閾値以下の厚みデータが存在すると判定すると（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）、検査対象のフォーカスリングＦＲは劣化していると判定する（ステップＳ１８）。そして、データ解析部２０３は、劣化していると判定した判定結果を出力し（ステップＳ１９）、処理を終了する。例えば、データ解析部２０３は、劣化していると判定した旨のメッセージおよび、図８に示すフォーカスリングＦＲの厚みと閾値との関係を表す図を表示部２６に、表示させる。
　一方、データ解析部２０３は、閾値以下の厚みデータが存在しないと判定すると（ステップＳ１７；Ｎｏ）、検査対象のフォーカスリングＦＲは劣化していないと判定する（ステップＳ１９）。そして、データ解析部２０３は、劣化していないと判定した判定結果を出力し（ステップＳ２０）、処理を終了する。
　以上のように、データ収集分析システム１は、先端部に距離センサ１０３を備えるアーム１０４が設置された回転台１０１を回転させて、複数の測定データを取得する。距離センサ１０３の測定頻度、回転駆動部１０５の回転回数、回転速度等を予め設定することで、より精度が高い劣化判定に必要な数の測定データを取得することができる。データ収集分析システム１は、取得した測定データを用いて、検査対象のフォーカスリングＦＲの厚みを求め、フォーカスリングＦＲに閾値以下となる厚みが存在すると判定すると、フォーカスリングＦＲが劣化していると判定する。ユーザは、判定結果を参照して、フォーカスリングＦＲを交換するか否かの判断をしたり、特定の箇所が劣化している場合には、フォーカスリングＦＲの向きを変えて配置し直す等の判断が可能となる。
　測定データ収集ユニット１００は、データ分析装置２００に接続された無線ＬＡＮと通信が可能になったことを確認した後に、取得した測定データをデータ分析装置２００に送信する。これにより、不要な電波をエッチング装置内に放出することを防止することができ、省エネを実現することができる。
　測定データ収集ユニット１００は、チャンバ内に搬送されて、測定データを収集する。これにより、手動で、チャンバを開けてフォーカスリングＦＲの状態を確認する手間を省くことができる。また、通常チャンバは暗室であるため、フォーカスリングＦＲを確認するための照明をチャンバ内に設ける必要がなくなる。
　本開示の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
　上記実施の形態において、データ収集分析システム１は、図８に示す通り、フォーカスリングＦＲの厚みを時系列の点群データとして出力することとしたがこれに限られない。例えば、データ収集分析システム１は、フォーカスリングＦＲの表面形状を３次元で表示する画像データを出力してもよい。具体的に、測定データ収集ユニット１００の制御部１０７は、距離センサ１０３から距離データを受信した時刻と、制御部１０７の制御によって調節された測定時のアーム１０４のアーム長と、回転制御部１０６から取得した測定時の回転速度とに基づいて、各測定データの周方向の位置を示す位置データをそれぞれ求め、求めた位置データと距離データと対応付けて、データ分析装置２００に送信する。データ分析装置２００のデータ解析部２０３は、ステップＳ１６で求めた各距離データに対応する厚みと、各距離データに対応付けられた位置データとに基づいて、フォーカスリングＦＲの表面形状を３次元で表す画像データを生成する。生成された３次元の画像データにより、検査時におけるフォーカスリングＦＲの表面形状の状態を確認し、フォーカスリングＦＲの表面がどの程度削られて消耗しているかを容易に把握することが可能となる。なお、データ解析部２０３は、出力部の一例であり、各距離データに対応付けられた位置データは、測定位置データの一例である。
　上記実施の形態において、データ収集分析システム１は、フォーカスリングＦＲの劣化状態を判定することとしたが、これに限定されず、フォーカスリングＦＲ以外のチャンバ内に設置される部材の劣化状態を判定することも可能である。例えば、図２に示すチャンバ内のウェハチャックＤを形成する静電チャックＤ２の劣化状態を判定してもよい。この場合、静電チャックＤ２にフォーカスリングＦＲを設置しない状態で、測定データ収集ユニット１００を動作させて、距離センサ１０３と静電チャックＤ２の表面との距離データを取得する。データ解析部２０３は、取得した距離データの中から予め定められた閾値以下の距離データが存在すると判定した場合に、静電チャックＤ２が劣化していると判定すればよい。なお、検査対象物は、フォーカスリングＦＲと同様にＯ形のリング状部材に限らず、Ｃ形のリング状部材であってもよい。
　また、測定データ収集ユニット１００は、１つのアーム１０４を備えることとして説明したが、これに限られず、図９に示す通り、複数のアーム１０４を備えてもよい。この場合、複数のアーム１０４のアーム長をそれぞれ異なる長さに予め設定してもよい。これにより、少ない回転回数で多くの測定データを取得することが可能となる。
　また、アーム１０４の先端部に取り付けられる距離センサ１０３の数、および、形状は、任意である。図１０Ａに示す通り、複数の距離センサ１０３を取り付けてもよく、図１０Ｂに示す通り、測定範囲が広い距離センサ１０３を取り付けてもよい。これにより、少ない回転回数で多くの測定データを取得することが可能となる。
　また、上記実施の形態では、予め設定したアーム１０４のアーム長で距離データを取得することとしたがこれに限られない。制御部１０７は、回転台１０１の回転回数毎にアーム１０４のアーム長を変更して、距離センサ１０３に距離データを取得させてもよい。
　また、アーム長の変更は、制御部１０７による機械制御に限られない。例えば、アーム１０４の可動部１０４ｂは、バネにより水平方向に伸縮可能に形成される。回転制御部１０６による回転速度の制御により、回転台１０１が回転すると、遠心力によりアーム１０４が伸長する。
　また、データ解析部２０３は、検査基準として、各距離データを用いて求めた複数の厚みデータの中から、閾値以下のデータが存在するか否かを判定することにより、フォーカスリングＦＲの劣化判断を行うこととしたがこれに限られない。例えば、厚みデータの平均、分散等を求め、それぞれに対応する閾値との比較により劣化の有無を判断してもよく、検査基準は任意である。
　また、データ解析部２０３は、フォーカスリングＦＲの厚みを求めずに、距離センサ１０３により測定された、距離センサ１０３とフォーカスリングＦＲの表面との離間距離を示す距離データを使用して劣化判断を行ってもよい。具体的に、データ分析装置２００には、距離センサ１０３とフォーカスリングＦＲの表面との離間距離に関する閾値が予め設定されている。ステップＳ１５により、測定データ取得部１１０が、データ分析装置２００との無線通信が可能であると判定し（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、データ分析装置２００に測定データを送信した場合、データ解析部２０３は、送信された測定データの中から閾値を超えるデータの有無を判定する。次に、データ解析部２０３は、閾値を超える測定データがあると判定した場合、検査対象のフォーカスリングＦＲは劣化していると判定し、閾値を超える測定データがないと判定した場合、検査対象のフォーカスリングＦＲは劣化していないと判定すればよい。
　また、データ収集分析システム１は、プラズマエッチング装置に適用されるものとして説明したがこれに限定されず、フォーカスリングを設置してプラズマ処理を行う装置であればよい。例えば、ＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、スパッタリング装置、エッチャー等のプラズマ処理を行う装置であってもよいし、フラットパネルディスプレイの基板に対しプラズマ処理を行うフラットパネルディスプレイ製造装置であってもよい。
　また、上記実施の形態において、ユーザは、検査時にフォーカスリングＦＲが劣化していると判定するフォーカスリングＦＲの厚みを閾値として、データ分析装置２００に登録することとしたがこれに限られない。ユーザは、フォーカスリングＦＲが劣化していると判定する、フォーカスリングＦＲの表面が削られた厚みを示す消耗量を予めデータ分析装置２００に登録し、検査時に、検査対象のフォーカスリングＦＲの使用前の厚みをデータ分析装置２００に入力する。そして、データ分析装置２００は、フォーカスリングＦＲの使用前の厚みと登録された消耗量の差を求め、求めた差を閾値として自動的に設定してもよい。また、消耗量は、使用前のフォーカスリングＦＲの厚みに対する、検査時のフォーカスリングＦＲの厚みの割合であってもよい。
　また、データ分析装置２００は、専用の装置によらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、データ分析装置２００における各機能を実現するためのプログラムを、コンピュータが読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体に格納して配布し、このプログラムをコンピュータにインストールすることにより、上述の各機能を実現することができるコンピュータを構成してもよい。
　また、各機能をＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）とアプリケーションとの分担、またはＯＳとアプリケーションとの協同により実現する場合には、アプリケーションのみを記録媒体に格納してもよい。
　本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
　１　データ収集分析システム、１００　測定データ収集ユニット、２００　データ分析装置、３００　ネットワーク、１０１　回転台、１０２　台座、１０３　距離センサ、１０４　アーム、１０４ａ　固定部、１０４ｂ　可動部、１０５　回転駆動部、１０６　回転制御部、１０７　制御部、１０８，２０４　無線通信部、１０９　センサ制御部、１１０　測定データ取得部、１２０　回転軸、２０１　データ取得部、２０２　データ記憶部、２０３　データ解析部、２１　ＣＰＵ、２２　ＲＡＭ、２３　ＲＯＭ、２４　記憶部、２５　入力部、２６　表示部、２７　無線通信部、９９　内部バス、１０００　プラズマエッチング装置、Ｄ　ウェハチャック、Ｄ１　サセプタ、Ｄ２　静電チャック、ＣＨ　チャンバ、ＡＮ　アライナ、ＦＲ　フォーカスリング、ＬＰ　ロードポート、ＶＭ　真空搬送モジュール、ＶＲ　真空搬送ロボット、ＴＭ　搬送装置、ＳＮ　センサ。

Claims (9)

  1. 　プラズマ処理の処理対象物に代えてウェハチャックに配置され、検査対象部材の状態を示す測定データを収集する測定データ収集ユニットと、該測定データ収集ユニットにより収集された測定データにより、前記検査対象部材の状態を判定するデータ分析装置と、を備えるデータ収集分析システムであって、
    　前記測定データ収集ユニットは、
    　前記検査対象部材までの距離を測定する測定部と、
    　前記測定部を前記検査対象部材に向けて支持する支持部と、
    　前記支持部を、前記検査対象部材の中心軸を中心に回転させる駆動部と、
    　を備え、
    　前記データ分析装置は、
    　前記測定部が測定した前記距離を示す距離データを含む前記測定データを取得するデータ取得部と、
    　前記データ取得部により取得された測定データに基づいて、前記検査対象部材が劣化しているか否かを判定する判定部と、
    　を備えるデータ収集分析システム。
  2. 　前記支持部は、円盤状の回転台と、該回転台上に設置され、該回転台の回転半径方向に伸縮可能なアームと、を備え、
    　前記測定部は、前記アームの先端部に取り付けられ、
    　前記駆動部は、前記回転台を回転する、
    　請求項１に記載のデータ収集分析システム。
  3. 　前記測定データ収集ユニットは、
    　前記アームの長さを制御して、前記測定部を前記検査対象部材と対向する位置に移動させる制御部、をさらに備える、
    　請求項２に記載のデータ収集分析システム。
  4. 　前記測定データ収集ユニットは、
    　前記回転台の回転回数と回転速度とを制御する回転制御部、をさらに備え、
    　前記回転制御部は、予め設定された前記回転回数と前記回転速度との目標値を示す指示信号を前記駆動部に送信し、
    　前記駆動部は、前記回転制御部から受信した指示信号に基づいて、前記回転台を回転する、
    　請求項２又は３に記載のデータ収集分析システム。
  5. 　前記測定データ収集ユニットは、
    　前記測定データを取得して記憶し、前記データ分析装置と通信可能になったことを検知した場合に、取得した測定データを前記データ分析装置に送信するデータ送信部、をさらに備える、
    　請求項１から４のいずれか１項に記載のデータ収集分析システム。
  6. 　前記データ送信部は、前記測定部から前記距離データを取得した時刻と、該時刻の前記回転台の回転速度と、前記支持部が備えるアームのアーム長と、をさらに取得し、取得した時刻と回転速度とアーム長とから、前記距離データの周方向の測定位置データを算出し、前記距離データと算出した測定位置データとをそれぞれ対応付けて、前記データ分析装置に送信し、
    　前記データ分析装置は、
    　前記データ送信部から送信された距離データと測定位置データとを用いて、前記検査対象部材の表面形状を３次元で表示する画像データを生成して出力する出力部、をさらに備える、
    　請求項５に記載のデータ収集分析システム。
  7. 　前記検査対象部材は、前記測定データ収集ユニットの周縁に設置されるフォーカスリングであり、
    　前記判定部は、前記データ取得部により取得された各測定データに基づいて、該測定データに対応するフォーカスリングの厚みをそれぞれ求め、求めた厚みの中に、予め定められた閾値以下のデータが存在すると判定した場合に、前記フォーカスリングは劣化していると判定する、
    　請求項１から６のいずれか１項に記載のデータ収集分析システム。
  8. 　リング状の検査対象部材までの距離を測定する距離センサと、
    　前記距離センサを前記検査対象部材に向けて支持する支持部と、
    　前記支持部を回転させることにより、前記距離センサを前記検査対象部材に沿って公転させる駆動部と、
    　を備える、測定データ収集ユニット。
  9. 　リング状の検査対象部材の状態を判定する方法であって、
    　前記検査対象部材までの距離を測定する測定部を、前記検査対象部材の中心軸を中心に公転させつつ前記距離を示す距離データを収集するステップと、
    　収集した距離データが予め定められた基準を満たすか否かを判定するステップと、
    　を備えるデータ収集分析方法。
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