(57)【要約】【課題】チャンバのハードウェア部品が正しく組み立てられているかを検査すると共に、チャンバ型のプラズマ処理システムを故障点検するための簡単、迅速かつ正確な方法を提供する。【解決手段】接地されたチャンバおよび下部電極に接続されたＲＦ給電系統を有するプラズマ処理システムの試験が行われる。下部電極と接地されたチャンバとの間の大気中における第１のキャパシタンスが測定される。チャンバ内に、消耗ハードウェア部品が取り付けられる。下部電極と接地されたチャンバとの間の真空下での第２のキャパシタンスが、接地されたチャンバに消耗ハードウェア部品を全て取り付けた状態で測定される。第１のキャパシタンス値が第１の基準値と、第２のキャパシタンス値が第２の基準値とそれぞれ比較され、プラズマ処理システムに不良があればそれが特定および決定される。【選択図】図２
2007515061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接地されたチャンバおよび下部電極を有するプラズマ処理システムの試験方法であって、
前記下部電極と、前記接地されたチャンバと、の間の大気中における第１のキャパシタンス値を測定するステップと、
前記チャンバに消耗ハードウェア部品を取り付けるステップと、
前記下部電極と、前記消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバと、の間の真空下における第２のキャパシタンス値を測定するステップと、
前記第１のキャパシタンス値を第１の基準値と、前記第２のキャパシタンス値を第２の基準値と比較して、前記プラズマ処理システムに不良があればそれを特定および決定するステップと、を有し、前記第１の基準値および前記第２の基準値は、不良のない状態のチャンバの大気中でのキャパシタンスおよび前記消耗ハードウェア部品を含む不良のない状態のチャンバの真空下でのキャパシタンスをそれぞれ表す方法。
【請求項２】
前記消耗ハードウェア部品は、個々の部品、コンポーネント、ハードウェアアセンブリ、プリント基板および電源を更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
各消耗ハードウェア部品を取り付けた後に、その都度、真空下での前記下部電極と、前記接地されたチャンバと、の間のキャパシタンスのそれぞれの変化を測定するステップと、
真空下でのキャパシタンスのそれぞれの変化を、真空下での不良のない状態のチャンバのキャパシタンスのそれぞれの変化を表す基準値と比較するステップと、を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項４】
大気中において、前記下部電極と、前記消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバと、の間の第３のキャパシタンス値を測定するステップを更に有し、
前記消耗ハードウェア部品は、開位置のチャンバ蓋を更に含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
大気中において、前記下部電極と、前記消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバと、の間の第４のキャパシタンス値を測定するステップを更に有し、
前記消耗ハードウェア部品は、閉位置のチャンバ蓋を更に含む、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記第２のキャパシタンス測定値をインピーダンス測定値に変換するステップと、
前記インピーダンス測定値を、前記消耗ハードウェア部品を含む不良のない状態のチャンバの真空下でのインピーダンスを表している基準インピーダンス値と比較するステップと、を更に有する請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第２のキャパシタンス測定値が前記第２の基準値の少なくとも約１０％以内でない場合、前記消耗ハードウェア部品を検査するステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項８】
キャパシタンス測定の基準範囲からのずれの原因となっている消耗ハードウェア部品を特定するステップを更に有する請求項１記載の方法。
【請求項９】
接地されたチャンバと、下部電極と、を有するプラズマエッチングシステムを試験するための装置であって、
前記接地されたチャンバと前記下部電極とに結合されたキャパシタンス測定装置と、
前記キャパシタンス測定装置に結合されたコンピュータシステムと、を有し、
前記コンピュータシステムは、大気中における前記接地されたチャンバとの第１のキャパシタンス測定値を記憶し、取り付けられた消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバとの真空下での第２のキャパシタンス値を記憶し、前記第１のキャパシタンス値を第１の基準値と、前記第２のキャパシタンス値を第２の基準値と比較し、前記プラズマ処理システムに不良があればそれを特定し、前記第１の基準値および前記第２の基準値は、不良のない状態のチャンバの大気中でのキャパシタンスおよび前記消耗ハードウェア部品を含む不良のない状態のチャンバの真空下でのキャパシタンスをそれぞれ表す装置。
【請求項１０】
前記消耗ハードウェア部品は、個々の部品、コンポーネント、ハードウェアアセンブリ、プリント基板および電源を更に含む請求項９記載の装置。
【請求項１１】
接地されたチャンバおよび下部電極を有するプラズマ処理システムを試験する方法を実行するために、機械によって実行可能な命令のプログラムを有形に実行する前記機械によって読み込み可能なプログラム記憶装置であって、
前記下部電極と前記接地されたチャンバとの間の大気中における第１のキャパシタンス値を測定するステップと、
前記チャンバに消耗ハードウェア部品を取り付けるステップと、
前記下部電極と、前記消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバと、の間の真空下における第２のキャパシタンス値を測定するステップと、
前記第１のキャパシタンス値を第１の基準値と、前記第２のキャパシタンス値を第２の基準値と比較して、前記プラズマ処理システムに不良があればそれを特定および決定するステップと、を実行する前記命令を有し、前記第１の基準値および前記第２の基準値は、不良のない状態のチャンバの大気中でのキャパシタンス、および前記消耗ハードウェア部品を含む不良のない状態のチャンバの真空下でのキャパシタンスをそれぞれ表しているプログラム記憶装置。
【請求項１２】
前記消耗ハードウェア部品は、個々の部品、コンポーネント、ハードウェアアセンブリ、プリント基板および電源を更に含む請求項１２記載の方法。
【請求項１３】
各消耗ハードウェア部品を取り付けた後に、その都度、前記下部電極と、前記接地されたチャンバと、の間の真空下でのキャパシタンスのそれぞれの変化を測定するステップと、
真空下でのキャパシタンスのそれぞれの変化を、真空下での不良のない状態のチャンバのキャパシタンスのそれぞれの変化を表す基準値と比較するステップと、を更に有する請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
大気中において、前記下部電極と、前記消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバと、の間の第３のキャパシタンス値を測定するステップを更に有し、
前記消耗ハードウェア部品は、開位置のチャンバ蓋を更に含む請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
大気中において、前記下部電極と、前記消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバと、の間の第４のキャパシタンス値を測定するステップを更に有し、
前記消耗ハードウェア部品は、閉位置のチャンバ蓋を更に含む請求項１５記載の方法。
【請求項１６】
前記第２のキャパシタンス測定値をインピーダンス測定値に変換するステップと、
前記インピーダンス測定値を、前記消耗ハードウェア部品を含む不良のない状態のチャンバの真空下でのインピーダンスを表す基準インピーダンス値と比較するステップと、を更に有する請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
前記第２のキャパシタンス測定値が前記第２の基準値の少なくとも約１０％以内でない場合、前記消耗ハードウェア部品を検査するステップを更に有する請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
キャパシタンス測定の基準範囲からのずれの原因となっている前記消耗ハードウェア部品を特定するステップを更に有する請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
接地されたチャンバおよび下部電極を有するプラズマ処理システムを試験するための装置であって、
前記下部電極と前記接地されたチャンバとの間の大気中における第１のキャパシタンス値と、前記下部電極と少なくとも１つの取り付けられた消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバとの間の真空下での第２のキャパシタンス値と、を測定する手段と、
前記第１のキャパシタンス値を第１の基準値と、前記第２のキャパシタンス値を第２の基準値と比較する手段と、
前記プラズマ処理システムに不良があればそれを特定および決定する手段と、を有し、前記第１の基準値および前記第２の基準値は、不良のない状態のチャンバの大気中でのキャパシタンスおよび少なくとも１つの取り付けられた消耗ハードウェア部品を含む不良のない状態のチャンバの真空下でのキャパシタンスをそれぞれ表す装置。
【請求項２０】
プラズマ反応装置であって、
接地されたチャンバと、
前記接地されたチャンバに配置された下部電極と、
前記接地されたチャンバおよび前記下部電極に結合されたキャパシタンス測定装置と、
前記キャパシタンス測定装置に結合されたコンピュータシステムと、を有し、
前記コンピュータシステムは、大気中における前記接地されたチャンバとの第１のキャパシタンス測定値を記憶し、取り付けられた消耗ハードウェア部品を含む前記接地されたチャンバとの真空下での第２のキャパシタンス値を記憶し、前記第１のキャパシタンス値を第１の基準値と、前記第２のキャパシタンス値を第２の基準値と比較し、前記プラズマ処理システムに不良があればそれを特定し、前記第１の基準値および前記第２の基準値は、不良のない状態のチャンバの大気中でのキャパシタンスおよび前記消耗ハードウェア部品を含む不良のない状態のチャンバの真空下でのキャパシタンスをそれぞれ表すプラズマ反応装置。
【請求項２１】
前記消耗ハードウェア部品は、個々の部品、コンポーネント、ハードウェアアセンブリ、プリント基板および電源を更に含む請求項２０記載のプラズマ反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００３年１月１３日に出願され、アルメン・アボヤン（Ａｒｍｅｎ  Ａｖｏｙａｎ）およびセエド・ジャファー・ジャファリアン・テフラニ（Ｓｅｙｅｄ  Ｊａｆａｒ  Ｊａｆａｒｉａｎ−Ｔｅｈｒａｎｉ）を発明者とし、共に譲渡された米国特許出願第１０／３４１，９１３号「プラズマ処理システムのツールマッチングおよび故障点検のための方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  ｔｏｏｌｍａｔｃｈｉｎｇ  ａｎｄ  ｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ  ａ  ｐｌａｓｍａ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）」の一部継続出願である。２００３年１月１３日に出願された米国特許出願第１０／３４１，９１３号は、アルメン・アボヤン（Ａｒｍｅｎ  Ａｖｏｙａｎ）およびセエド・ジャファー・ジャファリアン・テフラニ（Ｓｅｙｅｄ  Ｊａｆａｒ  Ｊａｆａｒｉａｎ−Ｔｅｈｒａｎｉ）を発明者とし、共に譲渡された２００２年９月２６日に出願された米国仮特許出願第６０／４１４，１０８号に対する利益を主張する。
【０００２】
本発明は、プラズマ処理システム内での電子デバイス等の材料の作製に関する。より詳細には、本発明は、プラズマ処理システムの動作を検証するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
特に半導体デバイス製造の分野において、プラズマエッチングおよび反応性イオンエッチングなどの、電離ガスを用いた材料加工の重要性が増している。半導体デバイスの作製において、容量結合および誘導結合プラズマエッチングシステムが使用されうる。図１は、内部にプラズマチャンバ１０４を有するプラズマ反応装置１０２を備えた従来のプラズマ処理システム１００を示す。ＲＦ電源１０６は、ローカルマッチングネットワーク１０８を介してプラズマチャンバ１０４内の電極１１０にＲＦパワーを供給する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
経時に伴い、チャンバの摩耗とポリマーの堆積物により、プラズマ処理チャンバで得られる結果にばらつきが生じる。プラズマ処理チャンバの摩耗は、プラズマチャンバ内のハードウェア部品が使用され、いずれは交換が必要な場合に起こる。このような消耗ハードウェア部品は、使用寿命が限られている。例えば、プラズマチャンバ内でウェハを支承する静電チャック（ＥＳＣ）の寿命は、通常、約３０００〜５０００ＲＦ時間である。ハードウェアの組み立てが不適切であるなど、ほかの問題も、プラズマ処理チャンバで得られる結果のばらつきの原因となりうる。
【０００５】
プラズマ処理チャンバでより良好な再現性の高い結果を得るために、幾つかの方法が開発されている。例えば、ハードウェア部品を連結しているナットとボルトなどの連結手段にかかっているトルクを測定して、プラズマチャンバの製造業者が提供している基準値と比較されることもある。他の方法として、ハードウェアを正しく取り付けるために、電極のセンタリングを視覚により調整（ｅｙｅ  ｂａｌｌｉｎｇ）する方法がある。
【０００６】
チャンバのハードウェア部品が正しく組み立てられているかを検査すると共に、チャンバ型のプラズマ処理システムを故障点検するための簡単、迅速かつ正確な方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
接地されたチャンバおよび下部電極に接続されたＲＦ給電系統を有するプラズマ処理システムの試験が行われる。下部電極と、接地されたチャンバと、の間の大気中における第１のキャパシタンス（静電容量）が測定される。チャンバ内に、消耗ハードウェア部品が取り付けられる。下部電極と、接地されたチャンバと、の間の真空下での第２のキャパシタンス（静電容量）が、接地されたチャンバに消耗ハードウェア部品を全て取り付けた状態で測定される。第１のキャパシタンス値が第１の基準値と、第２のキャパシタンス値が第２の基準値と、それぞれ比較され、プラズマ処理システムに不良があればそれが特定および決定される。第１の基準値および第２の基準値は、不良のない状態のチャンバの大気中でのキャパシタンス、および全ての取り付けられた消耗ハードウェア部品を含む不良のない状態のチャンバの真空下でのキャパシタンスをそれぞれ表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成している添付の図面は、本発明の１つ以上の実施形態を示しており、詳細な説明と共に、本発明の原理および実装を説明する役目を果たしている。
【０００９】
プラズマ処理システムを採り上げて、本発明の実施形態をここに記載する。当業者は、以下の本発明の詳細な説明が説明のみを目的としており、いかなる形であれ限定することを意図するものではないことを理解するであろう。本発明の他の実施形態は、本開示の利益を受ける当業者に容易に明らかとなるであろう。以降、添付の図面に図示したような、本発明の各種実装について言及する。同一または同様の部分を示すために、図面ならびに下記の詳細な説明にわたって同じ参照符号を用いる。
【００１０】
明確にするため、本明細書に記載する実装の通常用いられる特徴の全てを、図示し記載はしない。当然、実際の実装の開発においては、アプリケーションに関わる制約およびビジネスに関わる制約に適合させるなど、開発者の具体的な目標を達成するために、実装に固有の判断が数多く必要とされ、この目標は実装および開発者ごとに変わるということが理解される。さらに、この種の開発作業は複雑かつ時間がかかるものでありうるが、本開示の利益を受ける当業者にとって日常的な技術的作業であるということが理解されよう。
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、コンポーネント、処理ステップおよび／またはデータ構造は、様々な種類のオペレーティングシステム（ＯＳ）、コンピューティングプラットホーム、ファームウェア、コンピュータプログラム、コンピュータ言語および／または汎用機を使用して実装することができる。方法は、処理回路で動作するプログラム化された処理として実行されうる。処理回路は、プロセッサおよびオペレーティングシステム、またはスタンドアロンデバイスの数多くの組合せの形をとりうる。処理は、このようなハードウェア、ハードウェア単体、またはこれらの任意の組合せによって実行される命令として実装されうる。ソフトウェアは、機械によって読み出し可能なプログラム記憶装置に記憶されうる。
【００１２】
さらに、固定配線デバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）および複合プログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）などのフィールドプログラマブルロジックデバイス（ＦＰＬＤ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの汎用性の低いデバイスも、本明細書に開示した発明的概念の範囲および趣旨から逸脱することなく使用することができることを当業者は理解する。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、方法はＯＳを実行しているパーソナルコンピュータ、ワークステーションコンピュータ、メインフレームコンピュータまたは高性能サーバ等のデータ処理コンピュータに実装されうる。このようなＯＳには、カリフォルニア州パロアルト所在のサン・マイクロシステムズ社が市販しているＳｏｌａｒｉｓ（登録商標）、ワシントン州レドモンド所在のマイクロソフト社が市販しているＭｉｃｒｏｓｏｆｔ（登録商標）Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＸＰおよびＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）２０００、あるいは数多くの供給業者が市販しているＬｉｎｕｘ等のＵｎｉｘ（登録商標）オペレーティングシステムの各種バージョンなどがある。また、方法は、マルチプロセッサシステム上で実装されるか、あるいは入力装置、出力装置、ディスプレイ、ポインティングデバイス、メモリ、記憶装置、プロセッサとの間でデータを転送するためのメディアインタフェースなどの各種周辺機器を有するコンピューティング環境において実装されうる。更に、このようなコンピュータシステムまたはコンピューティング環境は、ローカルにネットワーク化されているか、またはインターネットを介してネットワーク化されている。
【００１４】
プラズマ処理システムは、通常、プラズマチャンバと消耗ハードウェア部品のアセンブリとから成る。これらの消耗ハードウェア部品は、プラズマ処理中に使用され、なかでも、石英制限リング（Ｑｕａｒｔｚ  ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ  ｒｉｎｇ）、静電チャック（ＥＳＣ）、シリコン電極など、全ての着脱可能ハードウェア部品が含まれる。ハードウェア部品には、なかでも、電源の接続系統（ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｐｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓ）、回路基板、チャンバ蓋も含まれる。これらの消耗ハードウェア部品は、使用寿命が限られており、いずれは交換される。例えば、石英制限リングの寿命は、通常、約１００〜２００ＲＦ時間である。静電チャック（ＥＳＣ）の寿命は、通常、約３０００〜５０００ＲＦ時間である。プラズマに曝される石英製のハードウェアの寿命は、通常、約１５０〜３００ＲＦ時間である。シリコン電極の寿命は、通常、約１０００ＲＦ時間である。炭化ケイ素（ＳｉＣ）製のバッフルの寿命は、通常、約３０００ＲＦ時間である。当業者は、上に挙げたハードウェア部品は限定を意図したものではなく、ここに開示した発明的概念から逸脱することなく、ほかのハードウェア部品を使用できることを理解するであろう。
【００１５】
図２は、本発明の一実施形態による、プラズマエッチングシステム２０２を故障点検する装置２００を概略的に示す図である。プラズマエッチングシステム２０２は、下部電極２０６を有する接地されたチャンバ２０４を備える。プラズマチャンバ２０４は、前述のように、全ての消耗ハードウェア部品およびアセンブリが取り外されている。
【００１６】
装置２００は、キャパシタンス測定装置２０８と、コンピュータシステム２１０と、を備える。キャパシタンス測定装置２０８は、接地されたチャンバ２０４および下部電極２０６に結合されている。キャパシタンス測定装置２０８は、接地されたチャンバ２０４と、下部電極２０６と、の間のキャパシタンスを測定する。本発明の一実施形態によれば、キャパシタンス測定装置２０８は、例えばＲＬＣセンサであってよい。当業者は、多くの種類のキャパシタンスセンサを本発明に適用できることを理解するであろう。
【００１７】
キャパシタンス測定装置２０８にコンピュータシステム２１０が結合されている。コンピュータシステム２１０は、キャパシタンス測定装置２０８から測定データ（キャパシタンス）を受け取る。コンピュータシステム２１０を使用して、ユーザは、測定データを分析することによって、プラズマエッチングシステム２０２に不良がないこと、およびチャンバのハードウェア部品が正しく組み立てられていることを確認することができる。コンピュータシステム２１０内に内蔵されたアルゴリズムについては、図４、５を参照して以下に詳述する。
【００１８】
ある固定周波数（例えば低周波）でのキャパシタンス測定値は、プラズマ処理システムの故障点検、ツールマッチング、および分離チャンバの故障（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ  ｆａｕｌｔ）に使用されてよい。容量結合ＲＦプラズマエッチングシステムでは、ＲＦ経路を構成しているチャンバのハードウェア部品は（給電系統によって）コンデンサとみなされ、その等価回路を描くことができる。このため、ＲＦ経路に存在するあらゆる構成要素のキャパシタンスを測定することによって、プラズマエッチングシステム全体のキャパシタンスを定めて、製造仕様の基準とすることができる。個々の部品、コンポーネントおよびハードウェアアセンブリのほか、完全に組み立てた状態のチャンバの仕様を定めることができる。例えば、新品の部品について、湿式清浄後に、キャパシタンス測定手順が実行されうる。以下の表に、様々な段階でのキャパシタンス測定の例を示す。
大気中のチャンバ、全部品取り外し、ＥＳＣ  ＰＣＢ未接続：２３７±３．０ｐＦ
大気中のチャンバ、全部品取り外し、ＥＳＣ  ＰＣＢ接続：２２８±３．０ｐＦ
真空下のチャンバ、全部品取り付け、ＥＳＣ  ＰＣＢ接続：３０９±５．０ｐＦ
真空下のチャンバ、全部品取り付け、ＥＳＣ  ＰＣＢ未接続：３１９．０±５．０ｐＦ
【００１９】
図３は、本発明の諸態様の実装に適したコンピュータシステム２１０のブロック図を示す。図３に示すように、コンピュータシステム２１０は母線３０２を有し、母線は、中央処理装置３０４、システムメモリ３０６（通常はＲＡＭ）、入出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ３０８、ディスプレイアダプタ３１２を介して接続されたディスプレイ画面３１０等の外部デバイス、シリアルポート３１４、３１６、キーボード３１８、固定ディスクドライブ３２０、フロッピー（登録商標）ディスク３２４を受け入れるように動作可能なフロッピー（登録商標）ディスクドライブ３２２、およびＣＤ−ＲＯＭ３２８を受け入れるように動作可能なＣＤ−ＲＯＭプレーヤ３２６などの主要サブシステムを相互接続している。
【００２０】
システムメモリ３０６は、図４、５に記載されているアルゴリズムを内蔵しうる。他にも、シリアルポート３１４を介して接続された指示装置３３０（例えばマウス）、およびシリアルポート３１６を介して接続されたモデム３３２など、多くのデバイスが接続されていてもよい。モデム３３２は、電話回線を介してリモートサーバに、あるいはＰＯＰ（ｐｏｉｎｔ  ｏｆ  ｐｒｅｓｅｎｃｅ：存在点）を介してインターネットに直接接続してよい。あるいは、ネットワークインタフェースアダプタ３３４を使用して、ローカルエリアネットワークまたはワイドエリアエリアネットワークに、イーサネット（登録商標）、ｘＤＳＬ、ＡｐｐｌｅＴａｌｋ（登録商標）などの当業者にとって公知の任意のネットワークインタフェースシステムを使用してインターフェイスすることができる。
【００２１】
同様の方法で、ほかの多くのデバイスまたはサブシステム（図示せず）が接続されてもよい。また、図３に示されるデバイスの全てが、後述するように本発明を実施するのに必要というわけではない。さらに、デバイスおよびサブシステムは、図３に示したのとは異なる方法で相互接続されていてもよい。図３に示すようなコンピュータシステムの動作は、当業界で容易に知ることができ、本説明が複雑になり過ぎることのないよう本出願で詳述することはしない。本発明を実装するためのコードは、システムメモリ３０６に動作可能な状態で配置されるか、あるいは固定ディスク３２０、フロッピー（登録商標）ディスク３２４またはＣＤ−ＲＯＭ３２８などの記憶媒体に記憶されうる。
【００２２】
図４は、本発明の一実施形態による、プラズマエッチングシステムを故障点検する方法を概略的に示すフロー図である。処理は４０２から開始し、大気圧において、接地されたチャンバ２０４から、全ての消耗ハードウェア部品およびアセンブリが取り外される。電源、プリント回路基板、および測定されるキャパシタンスに影響を与えるその他の電気的コンポーネントが、接地されたチャンバ２０４から切り離される。キャパシタンス測定装置２０８は、クリップなどのコネクタを使用して、ＲＦ給電ロッド（図示せず）を介して下部電極２０６と、接地されたチャンバ２０４とに電気的に結合されている。
【００２３】
４０４において、キャパシタンス測定装置２０８は、下部電極２０６と、部品を取り外したチャンバ２０４の接地されたチャンバ２０４と、の間のキャパシタンスを大気圧で測定する。この第１のキャパシタンス測定値がコンピュータシステム２１０に記録される。４０６において、チャンバの全てのハードウェア部品がチャンバ２０４内に取り付けられ、チャンバ２０４が真空引きされて減圧される。４０８において、キャパシタンス測定装置２０８は、完全に組み立てたチャンバのキャパシタンスを真空下で測定する。この第２のキャパシタンス測定値がコンピュータシステム２１０に記録される。
【００２４】
４１０において、コンピュータシステム２１０は、第１のキャパシタンス測定値を、コンピュータシステム２１０のデータベースに記憶されている第１の基準値と比較する。この第１の基準値は、不良のない状態の部品を取り外したチャンバの大気圧におけるキャパシタンスを表している。第１の基準値は、製造を通過した多くの同様のチャンバで取得されたチャンバのキャパシタンス値の統計解析を実行することで取得でき、仕様を定めている。
【００２５】
第１のキャパシタンス測定が第１の基準値の規定の範囲（例えば１０％の範囲）から逸脱している場合には、４１２において、コンピュータシステム２１０は、プラズマエッチングシステム２０２が大気圧において製造仕様を満たしないという警報を発するか、あるいはこのことを通知する。このため、プラズマエッチングシステム２０２を調べて、チャンバの組み立てが不適切でないか、トルク要件が不適格であるか、部品が基準を満たしていないかなどを確認する必要がある。チャンバの組み立てが不適切であることには、なかでも、電極のセンタリングが不完全である、バッフルが上下逆に取り付けられているなどがありうる。トルク要件が不適格となるのは、アセンブリの固締がきつ過ぎるか緩過ぎる場合でありうる。基準を満たしていない部品には、元の製造業者の仕様を満たしていない部品が含まれうる。上記の例は、いかなる形であれ限定を意図するものではなく、第１のキャパシタンス測定値が規定の範囲に入らない場合に、他の起こりうる問題が存在する可能性もある。
【００２６】
コンピュータシステム２１０は、４１４において、第２のキャパシタンス測定値を、コンピュータシステム２１０のデータベースに記憶されている第２の基準値と比較する。第２の基準値は、不良のない状態の完全に組み立てたチャンバの真空下でのキャパシタンスを表している。第２の基準値は、製造を通過した多くの同様のチャンバで取得されたチャンバのキャパシタンス値の統計解析を実行することで取得でき、仕様を定めている。この仕様は、品質管理目的のために使用され、チャンバハードウェアの検証目的のための現場設置手順の一環をなしうる。
【００２７】
第２のキャパシタンス測定が第２の基準値の規定の範囲（例えば１０％の範囲）から逸脱している場合には、４１６において、コンピュータシステム２１０は、プラズマエッチングシステム２０２が真空下で製造仕様を満たしないという警報を発するか、あるいはこのことを通知する。このため、プラズマエッチングシステム２０２を調べて、チャンバの組み立てが不適切でないか、トルク要件が不適格であるか、部品が基準を満たしていないか、ハードウェア部品が不足していないか、チャンバの摩耗またはアーク放電が発生していないかなどを確認する必要がある。前述のように、チャンバの組み立てが不適切であることには、なかでも、電極のセンタリングが不完全である、バッフルが上下逆に取り付けられているなどがありうる。トルク要件が不適格となるのは、アセンブリの固締がきつ過ぎるか緩過ぎる場合でありうる。基準を満たしていない部品には、元の製造業者の仕様を満たしていない部品が含まれうる。上記の例は、いかなる形であれ限定を意図するものではなく、第２のキャパシタンス測定値が規定の範囲に入らない場合に、他の起こりうる問題が存在する可能性もある。
【００２８】
図５は、本発明の別の実施形態による、プラズマエッチングシステム２０２を故障点検する方法を概略的に示すフロー図である。処理は５０２から開始し、大気圧において、接地されたチャンバ２０４から、全ての消耗ハードウェア部品およびアセンブリが取り外される。前述のように、消耗ハードウェア部品には、なかでも、電源、プリント回路基板、および測定されるキャパシタンスに影響を与えるその他の電気的コンポーネントがあり、チャンバ２０２から切り離される。キャパシタンス測定装置２０８が、クリップなどのコネクタを使用して、ＲＦ給電ロッド（図示せず）を介して下部電極２０６と、接地されたチャンバ２０４とに電気的に結合されている。
【００２９】
キャパシタンス測定装置２０８は、５０４において、下部電極２０６と接地されたチャンバ２０４との間のキャパシタンスを測定する。この第１のキャパシタンス測定値がコンピュータシステム２１０に記録される。５０６において、チャンバの各消耗および／または着脱可能なチャンバのハードウェア部品が、一度に一部品ずつ取り付けられる。チャンバの各消耗および／または着脱可能なハードウェア部品を取り付けた後、５０８において、対応するキャパシタンスが、チャンバ２０４を真空にした状態で測定される。対応するキャパシタンス測定値がコンピュータシステム２１０に記録される。５１０において、全ての着脱可能なおよび／または消耗ハードウェア部品が取り付けられるまで、処理が５０６に戻って繰り返される。
【００３０】
また、チャンバ２０４は、開閉可能な蓋（図示せず）も有してよい。５１２において、キャパシタンス測定装置２０８は、蓋を開けた状態で大気圧でのチャンバ２０４のキャパシタンスを測定する。対応する測定データ（キャパシタンス）が、コンピュータシステム２１０に記録される。５１４において、キャパシタンス測定装置２０８は、蓋を閉じた状態で大気圧でのチャンバ２０４のキャパシタンスを測定する。対応する測定データも、コンピュータシステム２１０に記録される。５１６において、キャパシタンス測定装置２０８は、蓋を閉じた状態で真空下でのチャンバ２０４のキャパシタンスを測定する。対応する測定データも、コンピュータシステム２１０に記録される。
【００３１】
キャパシタンス測定装置２０８によって記録され、およびコンピュータシステム２１０に記憶された測定キャパシタンス値の全てが、５１８において、チャンバ２０４の製造業者の仕様から得られた、対応する基準値と比較される。基準値は、設置の各段階における、不良のない状態のプラズマエッチングシステム２０２のキャパシタンスを表している。基準キャパシタンス値は、製造を通過した多くの同様のチャンバで取得されたチャンバのキャパシタンス値の統計解析を実行することで取得でき、仕様を定めている。測定キャパシタンス値からの測定値（ｒｅａｄｉｎｇ）は、特定のツールセットおよびハードウェアと整合していなければならず、ツールマッチング目的および故障点検のためのベンチマークとして使用されうる。
【００３２】
測定キャパシタンス値が対応する基準値の規定の範囲から逸脱している場合、５２０において、コンピュータシステム２１０は、プラズマエッチングシステム２０２が製造業者の仕様に合致していないという警報を発するか、あるいはこのことを通知する。このため、プラズマエッチングシステム２０２を調べて、チャンバの組み立てが不適切でないか、連結手段にかけられているトルクが不適格でないか、部品が基準を満たしていないか、ハードウェア部品が不足していないか、チャンバの摩耗またはアーク放電が発生していないかなどを確認する必要がある。前述のように、チャンバの組み立てが不適切であることには、なかでも、電極のセンタリングが不完全である、バッフルが上下逆に取り付けられているなどがありうる。連結手段にかけられているトルクが不適格となるのは、ハードウェア部品を連結しているナットとボルトにかけたトルクが不適切な（きつ過ぎるか緩過ぎる）場合でありうる。基準を満たしていない部品には、元の製造業者の仕様を満たしていない部品が含まれうる。上記の例は、いかなる形であれ限定を意図するものではなく、キャパシタンス測定値が規定の範囲に入らない場合に、他の起こりうる問題が存在する可能性もある。
【００３３】
さらに、図５の方法は、問題のある部分を、対応する基準キャパシタンス値から実質的にずれているキャパシタンス値が測定された第１の取り付けられている着脱可能および／または消耗ハードウェア部品に、隔離することによって、プラズマエッチングシステム２０２の診断を向上させるのに使用することができる。
【００３４】
図４、５で説明した処理は、基準インピーダンス値と相関させるのにも使用することができる。これは、キャパシタンスがインピーダンスと逆関係とされるためである。チャンバ２０４の測定キャパシタンスは、チャンバ２０４の測定インピーダンスと非常に良好に相関しているはずである。このため、これらの値の大きさにおける個々の傾向と相対変化、およびこの２つの間の相関を特定し、プラズマ処理システムの不良の故障点検に使用することができる。このため、本開示の概念は、従来の開示のチャンバインピーダンス測定と共に使用することができる。
【００３５】
本発明の実施形態および用途を図示かつ記載したが、本明細書に記載した発明的概念から逸脱することなく、前述した以外の数多くの変形例が可能であることは、本開示の利益を受ける当業者にとって明らかである。このため、本発明は、添付の請求の範囲の趣旨以外によって限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術による従来のプラズマ処理システムを概略的に示す図である。
【図２】本発明の一実施形態による、プラズマ処理システムを故障点検する装置を概略的に示す図である。
【図３】本発明の諸態様の実装に適したコンピュータシステムのブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態による、プラズマ処理システムを故障点検する方法を概略的に示すフロー図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、プラズマ処理システムを故障点検する方法を概略的に示すフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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