(57)【要約】【課題】基板に対する真空処理の運用等において静電チャックの使用開始の前に、誘電体層の絶縁状態を診断することが可能な真空処理装置等を提供する。【解決手段】ガラス基板Ｇ等を吸着保持するための溶射タイプの静電チャック２２において、高圧直流電源６７は静電チャック２２のチャック電極２４に、ガラス基板Ｇを吸着保持する場合よりも低い直流電圧である診断電圧を印加し、各測定器７０、７１は測定位置における電気的特性（電圧や電流）の測定データを取得する。そして、診断部としての役割を果たす制御部８０は、上述の電気的特性の測定データと夫々の電気的特性について予め定められた設定データ（しきい値）とを比較して、この静電チャック２２が使用可能な状態となっているか否かを診断する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内の載置台に設けられた静電チャックに基板を載置し、チャック電極にチャック電圧を印加して基板を静電チャックに静電吸着させ、基板に対して処理を行う真空処理装置において、
前記チャック電極に、真空処理時におけるチャック電圧よりも低い診断電圧を印加するための電源と、
前記チャック電極に診断電圧を印加したときに静電チャックの電気的特性を測定し、その測定データを取得するための測定部と、
この測定部を介して取得した前記測定データと予め設定した設定データとに基づいて、前記静電チャックの使用が可能か否かを診断する診断部と、を備えたことを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
前記測定データは、静電チャックの誘電体層を流れる電流、この電流の変化量、前記診断電圧を印加する電源から静電チャックを経て、接地に至る回路内の任意箇所の電圧及びこの電圧の変化量の中から選択されるものであることを特徴とする請求項１に記載の真空処理装置。
【請求項３】
チャック電極に前記診断電圧を印加して測定部に測定データを取得させ、次いで前記診断部に診断を行わせるように各部を制御して自己診断を行うための制御部を更に備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の真空処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、真空容器内の真空排気を開始した時点から予め設定した時間が経過した後または真空容器内の圧力が予め設定した圧力となった後、前記自己診断を実行できるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の真空処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、オペレータの自己診断入力を受け付けたときに直ちに前記自己診断を実行するように構成されていることを特徴とする請求項３または４に記載の真空処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、診断部により前記静電チャックの使用が可能でないと診断されたときに、予め設定した時間間隔で前記自己診断を繰り返し実行するように構成されていることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一つに記載の真空処理装置。
【請求項７】
前記自己診断の繰り返し回数の上限が設定されていることを特徴とする請求項６に記載の真空処理装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記自己診断の繰り返し回数が上限に達したときに異常状態にあることを報知するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の真空処理装置。
【請求項９】
前記制御部は、診断部により前記静電チャックの使用が可能であると診断されるまで、静電チャックへのチャック電圧の印加を禁止するように構成されていていることを特徴とする請求項３ないし８のいずれか一つに記載の真空処理装置。
【請求項１０】
静電チャックの誘電体層は、溶射被膜により構成されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一つに記載の真空処理装置。
【請求項１１】
真空容器内の載置台に設けられた静電チャックのチャック電極に、基板の処理時におけるチャック電圧よりも低い診断電圧を印加する工程と、
前記チャック電極に診断電圧を印加したときに静電チャックの電気的特性を測定し、その測定データを取得する工程と、
前記測定データと予め設定した設定データとに基づいて、前記静電チャックの使用が可能か否かを診断する工程と、を備えたことを特徴とする静電チャックの診断方法。
【請求項１２】
前記測定データは、静電チャックの誘電体層を流れる電流、この電流の変化量、前記診断電圧を印加する電源から静電チャックを経て、接地に至る回路内の任意箇所の電圧及びこの電圧の変化量の中から選択されるものであることを特徴とする請求項１１に記載の静電チャックの診断方法。
【請求項１３】
前記診断電圧を印加する工程は、真空容器内の真空排気を開始した時点から予め設定した時間が経過した後または真空容器内の圧力が予め設定した圧力になった後、行われることを特徴とする請求項１１または１２に記載の静電チャックの診断方法。
【請求項１４】
前記診断電圧を印加する工程は、オペレータの診断入力を受け付けたときに直ちに実行されることを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれか一つに記載の静電チャックの診断方法。
【請求項１５】
静電チャックを診断する工程において前記静電チャックの使用が可能でないと診断されたときに、予め設定した時間間隔で前記診断を繰り返し実行する工程を含むことを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれか一つに記載の静電チャックの診断方法。
【請求項１６】
前記診断の繰り返し回数の上限が設定されていることを特徴とする請求項１５に記載の静電チャックの診断方法。
【請求項１７】
前記診断の繰り返し回数が上限に達したときに異常状態にあることを報知する工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の静電チャックの診断方法。
【請求項１８】
前記静電チャックの使用が可能であると診断されるまで、静電チャックへのチャック電圧の印加を禁止するように構成されていることを特徴とする請求項１１ないし１７のいずれか一つに記載の静電チャックの診断方法。
【請求項１９】
真空容器内の載置台に設けられた静電チャックに基板を載置し、チャック電極に電圧を印加して基板を静電チャックに静電吸着させ、基板に対して処理を行う真空処理装置に用いられるプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは請求項１１ないし１８のいずれか一つに記載された静電チャックの診断方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板例えばフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等のガラス基板に対して真空処理例えばプラズマ処理を施す装置において、装置の運転操作を開始する際に、装置内に設けられた静電チャックの使用が可能か否かを診断する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＰＤの一種である液晶ディスプレイを製造する工程の中には、ガラス基板上に多数の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）を形成する際に、ガラス基板に対してＣＶＤやエッチング等のプラズマ処理を施す工程が含まれている。
【０００３】
プラズマ処理工程においては、真空状態とした処理容器（真空容器）内に例えば平行平板状の一対の電極を上下に対向させて配置し、これらの電極の間に高周波電力を印加することにより装置に導入された処理ガスをプラズマ化して、下部側の電極上に載置されたガラス基板にプラズマ処理を施すタイプのプラズマ処理装置を用いるのが一般的である。
【０００４】
プラズマ処理装置内でガラス基板を固定する手法としては、真空チャックを用いることができないため、クーロン力を利用してガラス基板を固定する静電チャックが用いられる。静電チャックには、シート状のチャック電極の表裏に例えばアルミナ等からなる絶縁層を溶射した溶射タイプと、セラミックプレートからなる絶縁層内にシート状のチャック電極を埋め込んだセラミックプレートタイプとがある。
【０００５】
これらのうち、セラミックプレートタイプの静電チャックは大型のものを製作することが困難であり、また大型化したものは高コストになるため、処理対象がますます大型化しているガラス基板用のプラズマ処理装置に採用することは難しく、このようプラズマ処理装置に対しては溶射タイプの静電チャックを採用するのが一般的である。
【０００６】
ところが、溶射タイプの静電チャックは、製法上の理由から誘電体層がポーラスな構造を有しているため、装置メンテナンス時等に処理容器を大気開放すると、大気中の水分を吸収してしまう性質を持っている。水分を吸収した状態のまま、チャック電極にガラス基板を吸着させるための直流電圧（以下、チャック電圧という）を印加すると、絶縁性低下のため誘電体層の絶縁破壊が生じて静電チャックを破損してしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、一度大気に開放した（真空状態を解除した）プラズマ処理装置を使用する際には、処理容器内を真空状態にして一定時間待機し、誘電体層に吸収された水分を放散させて、水分の吸収による絶縁破壊が生じない状態となるのを待ってから静電チャックの使用を開始することが多い。しかし、このような運用は、オペレータによる運転マニュアルの遵守等に依存しているため、絶縁破壊の防止手段としては不確実性が大きい。また、上述した待機時間は、ある程度の安全率を含めて設定されているので、静電チャックが使用可能となるまでに必要な正味時間よりも長く待機しなければならない場合も多く、稼働効率を低下させる要因の一つになっていた。
【０００８】
なお特許文献１には、静電チャックの使用中に誘電体層の抵抗値や誘電体層を流れる電流値を計測して、プラズマの高温に晒されることを原因とする誘電体層の絶縁破壊を予測し警告を発する技術が記載されている。しかしながら、水分を吸収して誘電体層が絶縁破壊を起こし易くなっている静電チャックは、チャック電極にチャック電圧を印加した途端に静電破壊が発生してしまうおそれがあり、上述の課題を解決できるものではない。
【特許文献１】特開２００２−３０５２３７号公報：請求項１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、基板に対する真空処理の運用等において静電チャックの使用開始の前に、誘電体層の絶縁状態を診断することが可能な真空処理装置、静電チャックの診断方法及びこの方法を実行するためのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る真空処理装置は、真空容器内の載置台に設けられた静電チャックに基板を載置し、チャック電極にチャック電圧を印加して基板を静電チャックに静電吸着させ、基板に対して処理を行う真空処理装置において、
前記チャック電極に、真空処理時におけるチャック電圧よりも低い診断電圧を印加するための電源と、
前記チャック電極に診断電圧を印加したときに静電チャックの電気的特性を測定し、その測定データを取得するための測定部と、
この測定部を介して取得した前記測定データと予め設定した設定データとに基づいて、前記静電チャックの使用が可能か否かを診断する診断部と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記測定データは、静電チャックの誘電体層を流れる電流、この電流の変化量、前記診断電圧を印加する電源から静電チャックを経て、接地に至る回路内の任意箇所の電圧及びこの電圧の変化量の中から選択されるものであることが好適である。
【００１１】
また、真空処理装置は、チャック電極に前記診断電圧を印加して測定部に測定データを取得させ、次いで前記診断部に診断を行わせるように各部を制御して自己診断を行うための制御部を更に備えていることが好ましい。更に、前記制御部は、真空容器内の真空排気を開始した時点から予め設定した時間が経過した後または真空容器内の圧力が予め設定した圧力となった後、前記自己診断を実行できるように構成されているとよく、また前記制御部は、オペレータの自己診断入力を受け付けたときに直ちに前記自己診断を実行するように構成されているとよい。
【００１２】
このほか、前記制御部は、診断部により前記静電チャックの使用が可能でないと診断されたときに、予め設定した時間間隔で前記自己診断を繰り返し実行するように構成されており、診断部により前記静電チャックの使用が可能でないと診断されたときに、予め設定した時間間隔で前記自己診断を繰り返し実行したり、前記自己診断の繰り返し回数の上限が設定されており、前記自己診断の繰り返し回数が上限に達したときに異常状態にあることを報知したりするように構成されていることが好ましい。
【００１３】
更には、前記制御部は、診断部により前記静電チャックの使用が可能であると診断されるまで、静電チャックへのチャック電圧の印加を禁止するように構成されていていることが好ましく、上述の各真空処理装置における静電チャックの誘電体層は、溶射被膜により構成されていることが好適である。
【００１４】
また、本発明に係る静電チャックの診断方法は、真空容器内の載置台に設けられた静電チャックのチャック電極に、基板の処理時におけるチャック電圧よりも低い診断電圧を印加する工程と、
前記チャック電極に診断電圧を印加したときに静電チャックの電気的特性を測定し、その測定データを取得する工程と、
前記測定データと予め設定した設定データとに基づいて、前記静電チャックの使用が可能か否かを診断する工程と、を備えたことを特徴とする。
ここで、前記測定データは、静電チャックの誘電体層を流れる電流、この電流の変化量、前記診断電圧を印加する電源から静電チャックを経て、接地に至る回路内の任意箇所の電圧及びこの電圧の変化量の中から選択されるものであることが好適である。
【００１５】
また、前記診断電圧を印加する工程は、真空容器内の真空排気を開始した時点から予め設定した時間が経過した後または真空容器内の圧力が予め設定した圧力になった後、行われるとよく、または、オペレータの診断入力を受け付けたときに直ちに実行されるようにするとよい。
【００１６】
このほか、静電チャックを診断する工程において前記静電チャックの使用が可能でないと診断されたときに、予め設定した時間間隔で前記診断を繰り返し実行する工程を含み、前記診断の繰り返し回数の上限が設定されていて、前記診断の繰り返し回数が上限に達したときに異常状態にあることを報知する工程を含むようにするとよい。更には、前記静電チャックの使用が可能であると診断されるまで、静電チャックへのチャック電圧の印加を禁止するように構成されていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係る記憶媒体は、真空容器内の載置台に設けられた静電チャックに基板を載置し、チャック電極に電圧を印加して基板を静電チャックに静電吸着させ、基板に対して処理を行う真空処理装置に用いられるプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記プログラムは、既述の各静電チャックの診断方法を実行するためにステップが組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、使用開始前に静電チャックの電気的特性を測定しているため、誘電体層の絶縁状態を診断することができ、従って誘電体層から水分が十分に放散されて絶縁破壊の発生しないことを確認することができ、その後静電チャックの使用を開始することにより、大気中の水分の吸収による静電チャックの破損を防止することができる。また、診断電圧が真空処理時に印加するチャック電圧よりも低く設定されているので、電気的特性を測定するための操作により静電チャックを破損してしまうトラブルも防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る真空処理装置を、液晶ディスプレイ用のガラス基板にエッチング処理を施すためのプラズマ処理装置に適用した実施の形態について図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、プラズマ処理装置１の一例を示している。例えばプラズマ処理装置１は、内部が密閉空間となっている真空容器からなる処理容器１１と、処理容器１１の上部に設けられたアンテナ容器５１と、処理容器１１とアンテナ容器５１との間に介設されたガスシャワーヘッド４１と、処理容器１１内の底面中央にガスシャワーヘッド４１と対向するように配設された載置台２と、を備えている。
【００２０】
処理容器１１内には、載置台２や、この載置台２を支えると共に配管等を収めた中空の支柱１６が格納されており、その底面には排気管１２を介して真空ポンプ等を含む排気装置１３が接続されている。この排気装置１３には図示しない圧力調整部が接続されており、この圧力調整部は後述する制御部からの信号によって処理容器１１内全体を真空排気して所望の真空状態に調整、維持するように構成されている。また、処理容器１１の側面には被処理基板であるガラス基板Ｇの搬入出口１４が設けられており、この搬入出口１４はゲートバルブ１５によって開閉可能となっている。なお、処理容器１１は、アルミニウムからなる角筒形状を有しており、接地されている。
【００２１】
処理容器１１の天井部には、内部が中空に形成され、その下面に処理容器１１内へ処理ガスを分散供給するための多数のガス供給孔４２が例えば均等に分散して形成されたガスシャワーヘッド４１が設けられている。また、ガスシャワーヘッド４１の上面中央にはガス導入管４３が設けられ、このガス導入管４３は後述するアンテナ容器５１の上面中央を貫通して上流で処理ガス供給源４４に接続されている。なお１７は、セラミックス、石英等の誘電体で構成され、ガスシャワーヘッド４１を覆うためのカバー部材である。
【００２２】
ガスシャワーヘッド４１の更に上部には、セラミックスあるいは石英等の絶縁体からなる誘電体壁５２を介して、扁平な角筒形状のアンテナ容器５１が設けられている。アンテナ容器５１内の誘電体壁５２上には、略角形渦巻き状に巻かれた平面型のコイルアンテナからなる高周波アンテナ５３が配設されている。この高周波アンテナ５３の渦巻き中心端部は、アンテナ容器５１の天井から外へ導出され、整合器６２を介して第１の高周波電源６１に接続されている。一方、渦巻きの外側端部はアンテナ容器５１に電気的に接続され、アンテナ容器５１や処理容器１１を介して接地されている。第１の高周波電源６１は、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を高周波アンテナ５３に供給することが可能であり、高周波アンテナ５３と平行な交番電界を処理容器１１内に形成して、この交番電界によりガスシャワーヘッド４１から処理容器１１内に供給された処理ガスがプラズマ化して、ガラス基板Ｇにエッチング処理を施すことができるようになっている。なお５４は、処理容器１１上にアンテナ容器５１を支持し、処理容器１１とアンテナ容器５１とを電気的に接続する支持部材である。
【００２３】
次に、載置台２について説明する。載置台２は、例えばアルミニウムからなる下部電極２１と、ガラス基板Ｇを固定するための静電チャック２２とを下方からこの順番に積層した構造となっている。下部電極２１は、支柱１６上に設置された支持台２１ａに絶縁部材３１を介して固定され、処理容器１１に対して電気的に高い抵抗で接地されている。
【００２４】
下部電極２１内には冷媒を通流させるための冷媒流路３２が形成されており、冷媒がこの冷媒流路３２を流れることで下部電極２１が冷却され、静電チャック２２上に載置されたガラス基板Ｇが所望の温度に温調されるように構成されている。
【００２５】
また、下部電極２１には、載置台２部分の拡大縦断面図を示した図２に示すように、載置面とガラス基板Ｇ裏面との間の熱伝達性を高めるための熱伝導性のバックサイドガスを放出する貫通孔３３が設けられている。この貫通孔３３は、下部電極２１内等に形成されたガス流路３４と連通しており、このガス流路３４を介して図示しないガス供給部から供給されたヘリウム（Ｈｅ）等のバックサイドガスが放出されるようになっている。なお図示の便宜上、図１ではガス流路３４や貫通孔３３は省略してある。
【００２６】
また図１に示すように、下部電極２１には、第２の高周波電源６４が整合器６５を介して接続されている。第２の高周波電源６４は、ガスシャワーヘッド４１に接続された第１の高周波電源６１よりも周波数の低い例えば３．２ＭＨｚの高周波電力を下部電極２１に対して供給することができるようになっている。第２の高周波電源６４より供給される高周波電力は、ガラス基板Ｇにバイアス電力を印加することでプラズマ中のイオンをガラス基板Ｇ表面に引き込む役割を果たす。
【００２７】
また、下部電極２１の上面外周部には、図１、図３に示すようにセラミックや石英からなる矩形枠状のフォーカスリング３５が静電チャック２２を囲むように配置されている。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る静電チャック２２について、図２、図３を参照ながら説明する。静電チャック２２は、図２に示すように、下部電極２１の上面に例えばアルミナ等の誘電体材料を溶射してなる下部誘電体層２３と、この下部誘電体層２３上に取り付けられたシート状のチャック電極２４と、更にこのチャック電極２４上に誘電体材料を溶射してなる上部誘電体層２５と、から構成されている。チャック電極２４は、例えばタングステン溶射膜等で構成され、図３に示すように、ガス流路３４の周りにはこれよりも大きな口径を有する円状の切り欠き部２４ａが形成され、その切り欠き部２４ａをガス流路３４が貫通している。
【００２９】
チャック電極２４には、高圧直流電源６７が、ＯＮ／ＯＦＦ用のスイッチ６８ａや抵抗６９ａを介して接続されている。このスイッチ６８ａをＯＮにすると、高圧直流電源６７より例えば＋３ｋＶの高圧直流電圧（チャック電圧）が印加され、この状態で処理容器１１内に処理ガスが供給されると、このガスが処理容器１１（接地されている）とガラス基板Ｇとの間の導電路となり、ガラス基板Ｇの上面が帯電してチャック電極２４との間に互いに引き合うクーロン力が働き、ガラス基板Ｇが静電チャック２２上に吸着固定されるようになっている。なお、６８ｂは、チャック電極２４を除電してガラス基板Ｇの吸着固定を解除（デチャック）する際に、チャック電極２４をグラウンドに接地するためのスイッチである。これらのスイッチ６８ａ、６８ｂは、一方がＯＮのときには、他方がＯＦＦとなるように構成され高圧直流電源６７側とグラウンド側とで切り替えることができるようになっている。
【００３０】
溶射により形成された静電チャック２２の誘電体層２３、２５は、ポーラスな構造を有しているため、背景技術にて説明したように、メンテナンス時等に処理容器１１内の真空状態が解除されると、大気中の水分が誘電体層２３、２５に吸収されて絶縁破壊が起こりやすくなっている。そこで、一般的なプラズマ処理装置においては、一度大気に開放（真空状態を解除）してから使用する際に、処理容器内を真空状態にして一定時間待機し、静電チャックの誘電体層に吸収された水分を放散させて、水分の吸収による絶縁破壊が生じない状態となるのを待ってから静電チャックの使用を開始する操作がなされている。本実施の形態に係るプラズマ処理装置１は、このような操作を行ってから静電チャック２２が使用可能となっている否かを診断する診断機能（以下、自己診断機能という）を有している。以下、当該機能に係る構成について説明する。
【００３１】
自己診断機能に関して、高圧直流電源６７はチャック電極２４に印加する電圧を切り替えて、ガラス基板Ｇを静電吸着する際に印加するチャック電圧より低い自己診断用の電圧（以下、診断電圧という）を印加することができるようになっている。診断電圧は、静電チャック２２の誘電体層２３、２５が水分を吸収している場合であっても絶縁破壊を起こさない程度の電圧、例えば＋１ｋＶに設定されている。
【００３２】
更に本実施の形態に係る静電チャック２２は、チャック電極２４に診断電圧を印加することにより得られる静電チャック２２の電気的特性を測定するための電流計７０と電圧計７１とを備えている。電流計７０（電流計７０ａ、７０ｂ）は、高圧直流電源６７からチャック電極２４を経て接地に至る回路内に設置されており、診断電圧が印加された際に、これらの間を流れる電流値「Ｉ」を測定する役割を果たす。電圧計７１（電圧計７１ａ、７１ｂ）は、高圧直流電源６７からチャック電極２４を経て接地に至る回路中のいずれかに接続されており、診断電圧が印加された際に高圧直流電源６７から静電チャック２２を経て、接地に至る回路内に生じる電圧値（誘電体層の両端間の電圧に対応した電圧値）「Ｖ」を測定する役割を果たす。
【００３３】
また図２には、診断電圧を印加して上述した各測定器７０、７１により電気的特性の測定を行う系を破線で囲んで示した。この系を以下、測定部７と呼ぶ（図示の便宜上、下部電極２１や静電チャック２２は破線で囲まれていないが、これらの機器も測定部７に含まれる）。測定部７は、各測定器７０、７１にて測定した各種の電気的特性を解析して、静電チャック２２が使用可能となっているか否かを診断する診断部としての機能等を備えた制御部８０と接続されている。以下、制御部８０の構成と機能とについて説明する。
【００３４】
図４は、制御部８０の構成や測定部７との関係を説明するためのブロック図である。測定部７の図示に際し、静電チャック２２は、その等価回路であるコンデンサとして示してある。制御部８０は、静電チャック２２の運用前診断を実行する診断部としての機能に加え、プラズマ処理装置１全体を統括制御する機能を備えたコンピュータとして構成されている。制御部８０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）８１と、プログラム格納部８２と、測定データを記憶する測定データ記憶部８３と、設定データを記憶する設定データ記憶部８４と、を有している。プログラム格納部８２は、自己診断を実行するためのステップ群を備えたコンピュータプログラム（「マニュアルモード用自己診断プログラム」、「タイマーモード用自己診断プログラム」と示してある）や、プラズマ処理装置１によりガラス基板Ｇに対するエッチング処理を実行するためのステップ群を備えたコンピュータプログラム（「プロセス用プログラム」と示してある）を格納する役割を果たす。なお、プログラム格納部８２は、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカード等の記憶手段により構成されている。
【００３５】
測定データ記憶部８３は、測定部７の各測定器７０、７１より取得した電気的特性の測定データを記憶する役割や後述する自己診断に係る動作を実行した回数を記憶するカウンタとしての役割を果たし、ＲＡＭ等により構成される。また、設定データ記憶部８４は、取得した測定データに基づいて、静電チャック２２が使用可能な状態になっているか否かを診断するための基準となるしきい値を記憶する役割を果たし、ＲＯＭ等により構成される。
【００３６】
また制御部８０の制御指令は、高圧直流電源６７の図示しないアクチュエータに入力され、その制御指令に応じてアクチュエータを介して高圧直流電源６７の出力（チャック電極２４に印加する電圧）を診断電圧とチャック電圧との間で切り替えることができるようになっている。この高圧直流電源６７からの出力を切り替える機能に関して、制御部８０は、メンテナンス時等に処理容器１１内の真空状態が解除された場合には、自己診断の結果、静電チャック２２が使用可能であると診断されない限り静電チャック２２にチャック電圧を印加することを禁止するインターロック手段としての機能を有している。
【００３７】
更に制御部８０には表示・操作部８５が接続されており、ユーザに各種の案内表示をしたり、ユーザからの指示を受け付けたりすることができるようになっている。特に表示・操作部８５は、自己診断の機能に関連して、当該自己診断の結果をユーザに報知する報知手段としての役割を果たす。
【００３８】
図５、図６は、自己診断に関連して、表示・操作部８５に表示される各種の案内表示画面である。図５（ａ）は、プラズマ処理装置１が運転操作を開始する前の準備中である旨を通知するための準備画面８５ａである。準備画面８５ａは、通知内容を表示したメッセージ表示欄と、自己診断や運転操作を実行するための各種の操作スイッチ（ソフトスイッチ）とから構成されている。
【００３９】
図５（ｂ）は、処理容器１１内の真空排気が完了した後に表示される診断前画面８５ｂである。診断前画面８５ｂのメッセージ欄には、準備操作が終了した旨と自己診断の実行を促す旨とを通知するメッセージが表示されている。そして、当該診断の「実行スイッチ」と、「タイマー実行スイッチ」とについて、ユーザからの自己診断の実行指示を受け付けることができるようになっている。
【００４０】
「実行スイッチ」は、マニュアルモード用自己診断プログラムを起動して自己診断を直ちに実行するための指示をユーザから受け付けるためのスイッチである。「タイマー実行スイッチ」は、タイマーモード用自己診断プログラムを起動して予め設定されたスケジュールに基づいて、静電チャック２２の自己診断を自動的に繰り返し実行するようにユーザからの実行指示を受け付けるためのスイッチである。
【００４１】
図５（ｃ）は、「実行スイッチ」に基づき自己診断を実行した結果、静電チャック２２の使用が不可と診断された場合に表示される再診断通知画面８５ｃである。
【００４２】
図６（ａ）は、自己診断を実行した結果、静電チャック２２の使用が可能と診断された場合に表示される診断終了画面８５ｄである。
【００４３】
図６（ｂ）は、自己診断の繰り返し回数が予め設定された上限に達した場合に表示される異常報知画面８５ｅである。
【００４４】
次に、本実施の形態の作用について説明する。図７は、処理容器１１が大気に開放された後に使用を開始する場合におけるプラズマ処理装置１の動作の流れを説明するためのフローチャートである。本フローチャートでは、自己診断を「タイマー実行」する場合について説明する。
【００４５】
処理容器１１内を大気に開放するメンテナンス等が終了し、準備画面８５ａの図示しない真空排気スイッチを押下すると（スタート）、排気装置１３が稼働して処理容器１１内の真空排気を開始する（ステップＳ１０１）。
【００４６】
そして、処理容器１１内がプラズマ処理の行われる真空状態に達するまで上記動作を継続し（ステップＳ１０２；Ｎ）、プラズマ処理の行える予め設定された真空状態となった場合には（ステップＳ１０２；Ｙ）、診断前画面８５ｂを表示する。この場合にはユーザより「タイマー実行スイッチ」がＯＮされて自己診断のタイマー実行指示を受け付ける（ステップＳ１０３）。これによりタイマーモード用自己診断プログラムが起動し、先ずカウンタをリセット（ｍ＝１に設定）して（ステップＳ１０４）、自己診断を実行する（ステップＳ１０５）。なお、診断前画面８５ｂが表示されている段階では静電チャック２２について使用の可否が診断されていないので、「運転操作スイッチ」や「メンテナンス操作スイッチ」はグレイアウト表示されており、静電チャック２２にチャック電圧を印加することができないようになっている。
【００４７】
自己診断は、静電チャック２２に対して診断電圧を印加して取得した各電気的特性の測定データと、設定データ記憶部８４に予め記憶しておいた設定データ例えばしきい値とを比較することにより行われる。この例では、高圧直流電源６７の図示しないアクチュエータをその出力電圧が診断電圧である１ｋＶとなるように制御すると共にスイッチ６８ａをＯＮにしてチャック電極２４と下部電極２１との間の誘電体層２３を充電し、回路中における電圧「Ｖ」と誘電体層２３に流れる電流「Ｉ」とについて例えば２０秒間における各値（測定データに相当する）をサンプリングして測定データ記憶部８３に記憶する。図８（ａ）〜図８（ｃ）は夫々「Ｖ」の経時変化及び「Ｉ」の経時変化の一例である。
【００４８】
ここで診断電圧とは、ガラス基板Ｇに対して真空処理の運用を行うときにチャック電極に印加される電圧（チャック電圧）よりも低く、誘電体層２３、２５が吸水していても絶縁破壊の起きない程度の電圧であり、この例ではチャック電圧が３ｋＶ、診断電圧が１ｋＶに設定される。
【００４９】
誘電体層２３に電圧を印加すると、当該誘電体層２３の静電容量に応じた時定数により充電が行われ、この充電特性に対応した電圧及び電流の経時変化パターンが得られる。静電チャック２２が大気中に放置されると、ポーラスな溶射膜である誘電体層２３に吸水されることから誘電体層２３が高抵抗で導通し、このため誘電体層２３が乾燥している場合の電圧及び電流の経時変化パターンとは異なったものとなる。従って予め実験を行って、前記経時変化パターンを取得しておき、十分乾燥しているとき、つまりチャック電圧を静電チャック２２に印加しても絶縁破壊が起こらない程度の状態時における経時パターンを把握しておくことで、予め決めたタイミングにおける電圧値、電流値について設定データであるしきい値を決定することができる。そして診断時に取得した前記経時パターンに基づいて前記タイミングにおける電圧値及び電流値と各しきい値とを比較することにより、誘電体層２３の吸水量の評価が行える。即ち、静電チャック２２の高圧直流電源６７側の電圧「Ｖ１」がしきい値よりも小さい、または下部電極２１側の電圧「Ｖ２」がしきい値よりも大きければ誘電体層２３の吸水量が多いので「使用不可」と判定され、また電流値「Ｉ」がしきい値よりも大きければ同様に「使用不可」と判定される。
【００５０】
図８（ａ）によれば、診断電圧を２０秒間印加した時点で電圧計７１ａにて測定された電圧値「Ｖ１」は、しきい値「Ｖｃ１」よりも低い。したがって静電チャック２２は使用可能な状態になっていないことが分かる。また図８（ｂ）より、電流計７０ａにて同様の条件で測定された電流値「Ｉ１」は、しきい値「Ｉｃ」よりも高い。更には、図８（ｃ）に示すように、電圧計７１ｂにて測定された電圧値「Ｖ２」は、しきい値「Ｖｃ２」よりも高い。これらの結果からも静電チャック２２は使用可能となっていないことが確認される。
【００５１】
このような結果に対して、図９は、静電チャック２２が使用可能な状態となっている場合における各電気的特性の変化の様子を示しており、図９（ａ）は電圧計７１ａにて測定された電圧値、図９（ｂ）は電流計７０ａにて測定された電流値、図９（ｃ）は電圧計７１ｂにて測定された電圧値を夫々示している。図９によれば、診断電圧を印加した期間内に電圧計７１ａにて測定された電圧値「Ｖ１」はしきい値を超え（図９（ａ））、電流計７０ａにて測定された電流値「Ｉ１」はしきい値を下回っている（図９（ｂ））。また、図９（ｃ）に示すように、電圧計７１ｂにて測定された電圧値「Ｖ２」はしきい値「Ｖｃ２」を下回っている。これらの測定結果から、静電チャック２２は使用可能となっていることが確認される。なお、図８、図９に示した測定結果に、図２、図３に示した電流計７０ｂによる電流値の測定結果を加えて静電チャック２２の使用可否を判断してもよい。
【００５２】
ここで、本実施の形態にかかる制御部８０は、各測定器７０、７１にて測定された全ての電気的特性において静電チャック２２を使用可能であることが診断電圧を印加した期間内に確認された場合に、その静電チャック２２は使用可能な状態にあると診断するように構成されている。但し、複数の電気的特性を測定している場合において、静電チャック２２が使用可能な状態にあるか否かを診断する基準は、上記の例に限定されるものではなく、各測定器で測定された電圧値、電流値の一部が良好な結果を示す場合に静電チャックが使用可能であると診断してもよい。
【００５３】
図７のフローチャートの説明に戻ると、上述した手法に基づいて自己診断を実行し（ステップＳ１０５）、診断結果が良好であった場合（静電チャック２２が使用可能な状態であると診断された場合）には（ステップＳ１０６；Ｙ）、診断終了画面８５ｄを表示して次の操作を実行可能とし（ステップＳ１０７）、プラズマ処理装置１の使用を開始する前の動作を終了する（エンド）。ここで、診断終了画面８５ｄのメッセージ欄には、運用前実行診断の結果が良好であった旨と、次の運転操作が実行可能である旨との通知が表示されている。また、「運転操作スイッチ」と「メンテナンス操作スイッチ」とのグレイアウトが解除され、静電チャック２２にチャック電圧を印加する操作を実行することができるようになっている。
【００５４】
一方で、診断結果が良好でなかった場合には（ステップＳ１０６；Ｎ）、カウンタをカウントアップして（ステップＳ１０８）、自己診断の繰り返し回数が予め設定された上限に達したか否かを確認する（ステップＳ１０９）。まだ上限に達していない場合には（ステップＳ１０９；Ｎ）、一定時間、例えば１０分間待機した後（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０５〜ステップＳ１０６までの動作を繰り返す。既に上限に達している場合には（ステップＳ１０９；Ｙ）、異常報知画面８５ｅを表示して異常が発生した旨を報知し（ステップＳ１１１）、動作を終了する（エンド）。ここで異常報知画面８５ｅのメッセージ欄には、装置の異常が予想され、メーカ等への連絡が必要な旨のメッセージが表示されている。また、本画面ではすべてのソフトスイッチがグレイアウト表示となっており、いずれの操作も実行できないようになっている。なお、例えば自己診断を再度実行可能なように「実行スイッチ」等のグレイアウトを解除する構成としてもよい。
【００５５】
図７では、ユーザが自己診断の「タイマー実行スイッチ」を選択した場合について説明したが、「実行スイッチ」を選択した場合の動作も図７で説明したものと略同様である。図１０は、「実行スイッチ」を押すことによりマニュアルモード用自己診断プログラムが選択された場合における当該動作の流れを説明するためのフローチャートである。図１０のフローを図７のフローと比較すると、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３までは、先のステップＳ１０１〜Ｓ１０３に対応するものである。またオペレータが自己診断処理を実行する度毎に実行スイッチを押すことから、ステップＳ２０４にて１回目の実行指示の受け付けか否かを判断した上で、診断回数のカウンタのリセット処理を行っている（ステップＳ２０５）。
【００５６】
ステップＳ２０６〜Ｓ２１１は夫々先のステップＳ１０５〜Ｓ１１１に対応しているが、図１０のフローにおいては、診断結果が良好でなく（ステップＳ２０７；Ｎ）、診断の繰り返し回数が上限に達していない場合は（ステップＳ２１０；Ｎ）、図７のステップＳ１１０に示すような予め設定された時間待機する動作を実行しない。図５（ｃ）に示した再診断通知画面８５ｃは、このタイミングで表示され、メッセージ欄には、プラズマ処理装置１の使用を開始できない旨と、再度の自己診断の実行を促す旨との通知が表示されている。各種スイッチの表示状態については診断前画面８５ｂと同様である。
【００５７】
既述のタイマーモード用自己診断プログラムを利用する場合には、一旦「タイマー実行スイッチ」を押すことにより、その後は自動で自己診断が行われ、オペレータは自己診断の操作に係り切りにならずに済む利点がある。これに対して、このマニュアルモード用自己診断プログラムを利用した場合には、自己診断を行うタイミングをオペレータが決めることができる利点がある。
【００５８】
また、「実行スイッチ」に基づく自己診断の動作（図１０）を実行した後、「タイマー実行スイッチ」に基づく動作（図７）を実行するように構成してもよい。この場合には図１０の動作でカウントアップされたカウンタの値を図７の動作にて引き継いでもよく、図７の動作において新たにカウンタの値をリセットしてもよい。
【００５９】
本実施の形態によれば次のような効果がある。処理容器１１を大気開放した後、静電チャック２２の使用開始前、即ちガラス基板Ｇを真空処理するために静電チャック２２に吸着させる前に静電チャック２２にチャック電圧よりも低い電圧を診断電圧として印加し、高圧直流電源６７から静電チャック２２を経て接地に至る回路内の電圧や誘電体層２３に流れる電流といった電気的特性を測定しているため、誘電体層２３、２５の水分量を評価することができ、またその水分量が多い状態であったとしても誘電体層２３、２５の絶縁破壊には至らない。そして、その評価結果に基づいて静電チャック２２の使用を開始するので、大気中の水分の吸収による静電チャック２２の破損を確実に防止することができる。更に、電気的特性の測定を行わずに安全率を含めた一定時間待機する場合と比べて、静電チャックが使用可能となるまでに必要な時間だけ待機すればよいので、プラズマ処理装置１の稼働率の向上に寄与することができる。
【００６０】
また、上記のプラズマ処理装置１は表示・操作部８５を有しており、この表示・操作部８５がユーザに対して自己診断の結果を通知するので、ユーザは静電チャック２２が使用可能な状態にあるのか否かを知ることができる。特に、本実施の形態では自己診断を開始するタイミングを処理容器１１内の真空排気が完了した後に限定したり、ユーザからの実行指示（「実行スイッチ」や「タイマー実行スイッチ」の選択）を受けて自己診断を実行するようにしたり、また、静電チャック２２の使用が不可であると診断された場合には、予め設定された間隔で自動的に自己診断を繰り返し（「タイマー実行スイッチ」の選択を選択した場合）、自己診断を繰り返した回数が予め設定された上限に達した場合には、静電チャック２２の使用を開始することができない異常状態にある旨を報知したりするように構成されている。これらの構成により、ユーザは柔軟に自己診断を実行し、その結果に基づいて適切な対処を取ることが可能となる。
【００６１】
また、本プラズマ処理装置１には、自己診断により静電チャック２２が使用可能であると診断されない限り静電チャック２２にチャック電圧を印加することを禁止するインターロックが掛かっている。このため、運転マニュアルで所定時間の待機を定めている場合等と比較して、操作ミス等が発生せず、静電チャック２２の破損の発生しにくい装置とすることができる。
【００６２】
また、高圧直流電源６７からチャック電極２４を経て接地に至る回路内の電圧（Ｖ）や誘電体層２３に流れる電流（Ｉ）の経時変化パターンは誘電体層２３の水分により変わることから、あるタイミングにおける電圧Ｖや電流Ｉの時間的変化分を求め、この変化分を予め設定した変化分（設定データ）と比較して、静電チャックの使用が可能か否かを診断するようにしてもよい。更には、先の実験のように電流値や電圧値としきい値を比較する手法と前記変化分に基づいて診断する手法とを併用し、例えば各手法による診断結果が全て使用可能であったときに、総合結果として「使用可能」と診断されて既述のインターロックが解除されるといったシステムを組むようにしてもよい。
【００６３】
なお、本発明の真空処理装置は、プラズマ処理装置に限らずスパッタリング装置や熱ＣＶＤ装置等であってもよい。静電チャックとしては、実施の形態のように単極タイプのものに限らず、第１のチャック電極及び第２のチャック電極を設けて夫々に直流電源の正極及び負極を接続する双極タイプのものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】実施の形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す縦断側面図である。
【図２】上記プラズマ処理装置が備える載置台の一例を示す縦断側面図である。
【図３】上記載置台の平面図である。
【図４】静電チャックの自己診断の機能に係るプラズマ処理装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】自己診断の実行に関して、プラズマ処理装置の表示・操作部に表示される案内表示画面である。
【図６】上記画面に続いて表示される案内表示画面である。
【図７】上記プラズマ処理装置の使用を開始する際の動作の代表例を説明するためのフローチャートの一例である。
【図８】使用可能となっていない静電チャックに診断電圧を印加した場合における各種の電気的特性を示した特性図である。
【図９】使用可能な静電チャックに診断電圧を印加した場合における各種の電気的特性を示した特性図である。
【図１０】上記プラズマ処理装置の使用を開始する際の他の動作を説明するためのフローチャートの一例である。
【符号の説明】
【００６５】
Ｇ          ガラス基板
ＰＺ        プラズマ
１          プラズマ処理装置
２          載置台
７          測定部
１１        処理容器
１２        排気管
１３        排気装置
１４        搬入出口
１５        ゲートバルブ
１６        支柱
１７        カバー部材
２１        下部電極
２１ａ      支持台
２２        静電チャック
２３        下部誘電体層
２４        チャック電極
２４ａ      切り欠き部
２５        上部誘電体層
３１        絶縁部材
３２        冷媒流路
３３        貫通孔
３４        ガス流路
３５        フォーカスリング
４１        ガスシャワーヘッド
４２        ガス供給孔
４３        ガス導入管
４４        処理ガス供給源
５１        アンテナ容器
５２        誘電体壁
５３        高周波アンテナ
６１        第１の高周波電源
６２        整合器
６４        第２の高周波電源
６５        整合器
６７        高圧直流電源
６８ａ、６８ｂ、
スイッチ
６９ａ、６９ｂ
抵抗
７０、７０ａ、７０ｂ
電流計
７１、７１ａ、７１ｂ
電圧計
８０        制御部
８１        中央演算処理装置（ＣＰＵ）
８２        プログラム格納部
８３        測定データ記憶部
８４        設定データ記憶部
８５        表示・操作部
８５ａ      準備画面
８５ｂ      診断前画面
８５ｃ      再診断通知画面
８５ｄ      診断終了画面
８５ｅ      異常報知画面
【図１】
2008047564.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008047564.tif 000008
【図７】
2008047564.tif 000009
【図８】
2008047564.tif 000010
【図９】
2008047564.tif 000011
【図１０】
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