(57)【要約】【課題】一つの処理単位の処理が終了していなくても、半導体基板の処理中に異常を検知することができる基板処理装置を提供する。【解決手段】半導体製造装置１は、ガスを導入するガス導入ライン１２８と、ウエハＷが載置されるカソード電極１３０と、高周波電力を供給する高周波発振器１３２とを有し、高周波発振器１３２が供給する高周波電力で生成されたプラズマを利用して、ウエハＷに所定の処理を施し、ウエハＷを処理する際に、カソード電極１３０に発生する自己バイアス電圧のデータを所定時間蓄積して格納する記憶手段１４２と、記憶手段１４２に格納された自己バイアス電圧のデータから自己バイアス電圧の変化量を求め、算出された変化量があらかじめ設定された許容量より小さくなるかどうかにより自己バイアス電圧が安定しているか判定するコントローラ１１８とを有する。【選択図】図４
2009013462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室内にガスを導入するガス供給手段と、
基板を載置する基板載置台と、
高周波電力を供給するための高周波電力供給手段と、
を有し、
前記高周波電力供給手段が供給する高周波電力によって生成されたプラズマを利用して、前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって、
プラズマを生成して前記基板を処理する際に、前記基板載置台に発生する自己バイアス電圧のデータを所定時間蓄積して格納する格納手段と、
この格納手段に格納された自己バイアス電圧のデータから自己バイアス電圧の変化量を求める変化量算出手段と、
この変化量算出手段により算出された変化量があらかじめ設定された許容量より小さくなるかどうかにより自己バイアス電圧が安定しているか判定する判定手段と、
を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等を処理するための基板処理装置であって、プラズマを利用して基板等に処理を施す半導体製造装置の自己バイアス電圧の監視制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造過程において、基板上に素子を形成するために成膜処理工程としてプラズマを利用した化学的気相成長法などを用いる基板処理装置が知られている。このような基板処理装置では、基板が正常に処理されたか否かを判断するパラメータとして、自己バイアス電圧が用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、自己バイアス電圧は、基板処理のために供給されるガスの総供給ガス流量、ガス組成比、基板処理がなされる真空容器内圧力値、プラズマを発生させるために供給される供給高周波電力値などのプロセスパラメータや、プラズマを発生させるために用いられる電極の構成材料、及びその表面処理などで変化するため、予めどのくらいの値になるかを予想することは困難である。したがって、ある決められた設定値に対してモニタ値が許容量以上乖離したら異常値とみなすというような監視方法を用いることができず、自己バイアス電圧が異常であることを判断するには、処理後の基板の膜組成を検査するか、又は基板に対する処理履歴を参照して作業者（管理者、操作者、オペレータ等）が判断するしか手段がない。しかし、これらの方法は、例えば複数枚の基板を一つの処理単位とした場合、このような一つの処理単位の全ての処理が終了した後に実施できることであり、仮に処理単位の最初の半導体基板の処理で異常が生じていた場合、以降全ての半導体基板が仕様を満たさない失敗作として処分されてしまう可能性があるとの問題点があった。
【０００４】
本発明は、例えば複数枚の基板を一つの処理単位とした場合に、一つの処理単位の処理が終了していなくても、半導体基板の処理中に異常を検知することができ、異常を検知した以後、例えば、処理を停止させることができる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の特徴とするところは、処理室内にガスを導入するガス供給手段と、基板を載置する基板載置台と、高周波電力を供給するための高周波電力供給手段と、
を有し、前記高周波電力供給手段が供給する高周波電力によって生成されたプラズマを利用して、前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって、プラズマを生成して前記基板を処理する際に、前記基板載置台に発生する自己バイアス電圧のデータを所定時間蓄積して格納する格納手段と、この格納手段に格納された自己バイアス電圧のデータから自己バイアス電圧の変化量を求める変化量算出手段と、この変化量算出手段により算出された変化量があらかじめ設定された許容量より小さくなるかどうかにより自己バイアス電圧が安定しているか判定する判定手段と、を有する基板処理装置にある。
【０００６】
また、本発明の第２の特徴とするところは、基板を処理する処理室と、この処理室内にガスを導入するガス供給手段と、前記処理室内に設けられ、基板が載置される基板載置台と、基板に対して所定の処理を施すプラズマを、前記処理室内に発生させるための高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、前記基板載置台に発生する自己バイアス電圧が安定しているときの値である自己バイアス電圧基準値と、あらかじめ設定された許容量とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較に基づいて、自己バイアス電圧の異常を判定する判定手段とを有する基板処理装置にある。
【０００７】
また、本発明の第３の特徴とするところは、ガス導入手段、及び排気手段と高周波電力供給手段が接続された真空容器と、前記真空容器内で高周波電力によってプラズマを生成するプラズマ生成手段と、プラズマ処理中に監視の基準となる自己バイアス電圧基準値を設定する設定手段と、少なくとも、前記設定手段より設定された自己バイアス電圧基準値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された自己電圧バイアス基準値と、あらかじめ設定された許容値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較に基づいて異常を判定する判定手段と、前記判定手段により異常との判別がなされた場合に、異常を通知する通知手段とを有する半導体製造装置。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の基板処理装置における縮退用制御の実施の形態について説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の一例であるインライン型の半導体製造装置の概略的な構成図である。図１の構成では、ウエハ搬送用ロボットやプロセスチャンバが複数台、及びキャリア受渡し用のロードロック室が２式接続された並列冗長の構成となっている。また、この半導体製造装置は基板（ウエハ）を搬送するキャリアを用いている。
【００１０】
図１において、インライン型の半導体製造装置１は２チャンネルで構成されており、基本的には次のような機能をもつ複数のモジュール（第１の処理モジュール２及び第２の処理モジュール３）によって構成されている。第１の処理モジュール２は、プロセスチャンバＰＭ１及びバキュームロックチャンバＶＬ１を有し、第２の処理モジュール３は、プロセスチャンバＰＭ２及びバキュームロックチャンバＶＬ２を有する。つまり、半導体製造装置１は、プロセスチャンバＰＭ１、ＰＭ２とバキュームロックチャンバＶＬ１、ＶＬ２との間には、それぞれ、ゲートバルブＰＧＶ１、ＰＧＶ２が設けられ、バキュームロックチャンバＶＬ１、ＶＬ２には、それぞれ、真空ロボットハンドラＴＨ１、ＴＨ２との上段にバッファスロットＬＳを備え下段にクーリングステージＣＳを備える多段型のスロットとが設けられている。さらに、大気ローダＬＭには、アライナＡＵとローダハンドラＬＨが内蔵されている。また、バキュームロックチャンバＶＬ１、ＶＬ２と大気ローダＬＭとの間にはローダドアＬＤ１、ＬＤ２が設けられている。
【００１１】
各モジュールの機能をさらに詳しく説明する。プロセスチャンバＰＭ１、ＰＭ２は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｕｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマを利用した化学的空層成長法などの化学処理反応によってウエハに成膜処理を施し、そのウエハに付加価値を与える機能を有している。さらに、ガスの導入や排気処理、炉内の温度制御、及びプラズマ放電処理などそれぞれの成膜方式に合わせた機能も有している。
【００１２】
バキュームロックチャンバＶＬ１、ＶＬ２は、真空／大気圧のチャンバ内圧力を制御することができ、プロセスチャンバＰＭ１、ＰＭ２へウエハを搬入搬出するためのロボットを装備している。さらに、バキュームロックチャンバＶＬ１、ＶＬ２は、ウエハを保持することができる多段型のスロットを内部に備えている。例えば、２段型のスロットの場合は、上段でウエハを保持するためのバッファスロットＬＳと下段でウエハをクーリングするためのクーリングステージＣＳとを備えている。
【００１３】
大気ローダＬＭは、各ロードロックチャンバ（つまり、バキュームロックチャンバＶＬ１、ＶＬ２）へウエハを搬入搬出することができるロボットを装備している。また、搬送時のウエハずれを補正してウエハのノッチ（ウエハの方向を決める切れ込み）を一定方向に合わせるためのアライナＡＵの機構を内蔵している。さらに、大気ローダＬＭは、ロードポートＬＰ１、ＬＰ２との間でウエハ搬入搬出を行うローダハンドラＬＨを備えている。
【００１４】
導入ポートとしてのロードポートＬＰ１、ＬＰ２は、半導体製造装置１の外部との間でウエハを収納した（複数枚保持できる）キャリアとしてのカセットＣＳ１、ＣＳ２を受渡しする（導入する）ことができる機能を備えている。さらに、キャリアＩＤをリード／ライトすることもできる。
【００１５】
図１に示すような半導体製造装置１の構成において、プロセスチャンバＰＭ１の一式とバキュームロックチャンバＶＬ１の一式を対にし、プロセスチャンバＰＭ２の一式とバキュームロックチャンバＶＬ２の一式を別の対にして、複数ラインを大気ローダＬＭに接続する。図１の半導体製造装置１の構成では２ラインとなっているが、さらに多くのラインで構成してもよい。
【００１６】
また、図１に示す半導体製造装置１には、制御用コントローラ（図示せず）が接続されており、その制御用コントローラは搬送制御やプロセス制御などを実行する手段を有している。図２は、図１に示す半導体製造装置１を制御するための制御用コントローラの構成を示すブロック図である。
【００１７】
図２において、制御用コントローラ１１は、操作部１２と統括制御コントローラ１３とＰＭＣ（１）１４及びＰＭＣ（２）１５がＬＡＮ回線１６で接続されている。また、統括制御コントローラ１３にはＶＬロボットコントローラ１３ａ、大気ロボットコントローラ１３ｂ、ＭＦＣ１３ｃなどが接続されている。さらに、ＰＭＣ（１）１４には、ＭＦＣ１４ａ、ＡＰＣ１４ｂ、温度調節器１４ｃ、バルブＩ／Ｏ１４ｄなどが接続されている。なお、ＭＦＣ１４ａはガスの流量を制御するためのマスフローコントローラであり、ＡＰＣ１４ｂはプロセスチャンバＰＭ内の圧力を制御するためのオートプレッシャコントローラである。また、温度調節器１４ｃはプロセスチャンバ内の温度の制御を行うものであり、バルブＩ／Ｏ１４ｄはガスや排気用のバルブのＯＮ／ＯＦＦを制御するための入出力ポートである。また、ＰＭＣ（２）１５も同様な構成となっている。
【００１８】
記憶部１８は、ＬＡＮ回線１８に接続されており、操作部１２に表示される画面を介して入力された指示データや各種レシピ（プロセスレシピ、ダミー基板用レシピ等）を格納する。
【００１９】
操作部１２は、システム制御コマンドの指示、モニタ表示、ロギングデータ、アラーム解析、及びパラメータ編集などの画面を表示する機能を有している。また、統括制御コントローラ１３は、システム全体の運用制御、ＶＬロボットコントローラ１３ａの制御、大気ロボットコントローラ１３ｂの制御、ＭＦＣ１３ｃやバルブやポンプなどを制御するＶＬ排気系制御を行う。
【００２０】
次に、図２に示す制御用コントローラ１１の運用例について説明する。操作部１２からのコマンド指示を受けた統括制御コントローラ１３は、ウエハ搬送指示を大気ロボットコントローラ１３ｂに指示する。該当するウエハがキャリアからバキュームロックチャンバＶＬのバッファスロットＬＳへ搬送されてから、バキュームロックチャンバＶＬの排気制御（つまり、ポンプやバルブの制御）を実施する。そして、バキュームロックチャンバＶＬの排気制御（つまり、ポンプやバルブの制御）を実施する。そして、バキュームロックチャンバＶＬが所定の負圧力に達したところでウエハを該当するＰＭＣ（つまり、ＰＭＣ（１）１４又はＰＭＣ（２）１５）に対して、ウエハに付加価値を与えるための制御パラメータであるプロセスレシピの実行指示を行う。
【００２１】
図３には、プロセスチャンバＰＭ１、ＰＭ２の少なくとも一方として用いられるプラズマＣＶＤ処理装置１００が示されている。
図３に示されているように、プラズマＣＶＤ処理装置１００は処理室１０２を形成する真空容器１０４を備えている。真空容器１０４の側壁には、被処理基板としてのウエハＷを処理室１０２内に搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口１０６が開設されており、ウエハ搬入搬出口１０６はゲートバルブ１０８によって開閉されるように構成されている。
【００２２】
真空容器１０４の底壁には排気ライン１１０の一端が接続されており、排気ライン１１０の他端は真空排気手段としての真空排気装置１１１に接続されている。排気ライン１１０の途中には排気コンダクタンス調整手段としての排気コンダクタンス調整弁１１２が介設されている。排気コンダクタンス調整弁１１２には排気コンダクタンス調整弁制御装置１１４が、電気的に接続されており、排気コンダクタンス調整弁制御装置１１４には、処理室１０２内の圧力を検出する圧力センサ１１６が電気的に接続されている。排気コンダクタンス調整弁制御装置１１４は圧力センサ１１６からの検出結果及びコントローラ１１８からの指令に基づいて、排気コンダクタンス調整弁１１２を制御することにより、処理室１０２内の圧力を調整するように構成されている。
【００２３】
真空容器１０４の処理室１０２内にはアノード電極（陽極）１２０が設置されている。アノード電極１２０の内部にはガス通路１２４が形成されており、アノード電極１２０の下面にはシャワー板１２２がガス通路１２４を仕切るように嵌め込まれている。シャワー板１２２には多数個の吹出口１２６がガスをシャワー状に吹き出すように開設されている。アノード電極１２０のガス通路１２４にはガス導入手段としてのガス導入ライン１２８が接続されており、ガス通路１２４にはガス導入ライン１２８から多種類のガスが導入されるようになっている。
【００２４】
一方、真空容器１０４の処理室１０２の下部にはカソード電極（陰極）１３０が設置されている。カソード電極１３０はウエハＷを載置した状態で保持する基板載置台（サセプタ）を兼用するように構成されており、サセプタ兼用のカソード電極１３０には保持したウエハを加熱するヒータ（図示せず）が内蔵されている。
【００２５】
アノード電極１２０とカソード電極１３０との間には、高周波電力供給手段としての高周波発振器１３２がインピーダンス整合器１３４を介して接続されており、高周波発振器１３２はコントローラ１１８に通信線１３６によって接続されている。高周波発振器１３２はコントローラ１１８からの指令に応答してインピーダンス整合器１３４を介してアノード電極１２０とカソード電極１３０との間に高周波電圧を印加するようになっている。
【００２６】
カソード電極１３０には自己バイアス電圧検出手段としての電圧計１３８が接続されており、電圧計１３８は検出結果を通信線１４０によってコントローラ１１８に送信するように構成されている。コントローラ１１８には記憶装置１４２、表示装置１４４及び入力装置１４６が接続されている。
【００２７】
コントローラ１１８にはソフトウエアの機能として、進行波電力量及び累積自己バイアス電圧の管理機能が組み込まれている。このため、コントローラ１１８はプラズマ処理に関するデータとして、進行波電力値を高周波発振器１３２から通信線１３６を通して取得し、記憶装置１４２に格納するように構成されている。また、コントローラ１１８はプラズマ処理に関するデータとして、自己バイアス電圧値を電圧計１３８から通信線１４０を通して取得し、記憶装置１４２に格納するように構成されている。
【００２８】
次に、前記構成に係るプラズマＣＶＤ装置１００によるウエハＷへのＣＶＤ膜の形成方法を説明する。
【００２９】
ＣＶＤ膜を形成すべきウエハＷがウエハ搬入搬出口１０６に搬送されて来ると、ゲートバルブ１０８が開けられ、ウエハＷがウエハ搬入搬出口１０６から処理室１０２内に搬入され、サセプタを兼用するカソード電極１３０の上に載置される。ウエハＷがカソード電極１３０に載置されて保持されると、ウエハ搬入搬出口１０６がゲートバルブ１０８によって閉じられる。処理室１０２内が真空排気装置１１１によって排気ライン１１０及び排気コンダクタンス調整弁１１２を通じて排気される。
【００３０】
処理室１０２内が所定の圧力に維持されながら、原料ガスがガス導入ライン１２８からガス通路１２４に導入され、処理室１０２内にシャワー板１２２の吹出口１２６からシャワー状に吹き出される。処理室１０２内の圧力を一定に維持する方法としては、圧力センサ１１６から出力されて排気コンダクタンス調整弁制御装置１１４に入力される信号に基づいて、排気コンダクタンス調整弁１１２が制御されるフィードバック制御方法が使用される。
【００３１】
処理室１０２内が所定の圧力に維持された状態で、コントローラ１１８に入力装置１４６から設定された電力値が高周波発振器１３２に通信線１３６を通じて設定され、高周波電力が高周波発振器１３２によって発生される。高周波発振器１３２によって発生された高周波電力は、アノード電極１２０にインピーダンス整合器１３４を通して印加される。
高周波電力が印加されると、アノード電極１２０とカソード電極１３０との間にプラズマが生成される。このようにして生成されたプラズマにより、処理室１０２内にシャワー状に吹き出された原料ガスが分解又は活性化し、サセプタを兼ねるカソード電極１３０に保持されたウエハＷの上に堆積し、ＣＶＤ膜が形成される。
【００３２】
以上で説明をした半導体製造装置１においては、自己バイアス電圧が、ウエハＷが正常に処理されたか否かを判断するパラメータとして用いられている。ここで、自己バイアス電圧は、基板処理のために、処理室１０２に供給されるガスの総供給ガス流量、ガス組成比、基板処理がなされる真空容器１０４内の圧力値、プラズマを発生させるために高周波発振器１３２から供給される供給高周波電力値などのプロセスパラメータや、プラズマを発生させるために用いられるアノード電極１２０やカソード電極１３０の構成材料、及びその表面処理などで変化するため、自己バイアス電圧が、予めどのくらいの値になるかを予想することは困難である。したがって、ある決められた設定値に対してモニタ値が許容量以上乖離したら異常値とみなすというような監視方法を用いることができず、自己バイアス電圧が異常であることを判断するには、処理後のウエハＷの膜組成を検査するか、又はウエハＷに対する処理履歴を参照して入間が判断するしか手段がない。しかし、これらの方法は、複数枚のウエハＷを一つの処理単位とした場合、このような一つの処理単位の全ての処理が終了した後に実施できることであり、もし仮に処理単位の最初のウエハＷの処理で異常をきたしていた場合、以降全てのウエハＷが仕様を満たさない失敗作として処分されてしまう虞がある。
【００３３】
そこで、本実施形態の半導体処理装置では、プラズマを生成してウエハＷを処理する際に発生する自己バイアス電圧のデータを所定時間蓄積し、所定時間後の自己バイアス電圧の変化量が、設定された時間、設定された許容量より小さくなるかどうかにより自己バイアス電圧が安定しているかを判定がなされている。以下、本実施形態における自己バイアス電圧が安定しているか否かの判定について説明する。
【００３４】
図４は、自己バイアス電圧を監視し、自己バイアス電圧が安定しているかを判定する方法を説明するグラフであり、横軸に経過時間が示され、縦軸に自己バイアス電圧の値が示されている。自己バイアス電圧には、自己バイアス電圧基準値Ｖｓと、自己バイアス電圧監視許容値である許容値下限Ｖｍｉｎ、及び許容値上限Ｖｍａｘの設定がなされていて、これらの値とモニタされる自己バイアス電圧の値とが比較され、自己バイアス電圧が許容範囲内であるかの監視がなされる。すなわち、自己バイアス電圧モニタ値が許容範囲を超えた時間ｔ１から、あらかじめ設定された自己バイアス電圧監視時間ｔが経過した時間ｔ２において、電圧モニタ値が許容範囲を超えている場合に異常と判定され、例えば、基板処理を停止させるなどの異常発生時の処理がなされる。又、図４は表示装置１４４に表示されるようになっている。従い、作業者が逐次確認できるので、異常時の処理に速やかに取りかかれる。
【００３５】
図５は、自己バイアス電圧を監視する全体の流れを示すフローチャートである。
図５に示されるように、自己バイアス電圧の監視が開始されると、監視の判断の基準となる値である自己バイアス電圧安定許容値、自己バイアス電圧安定時間、自己バイアス電圧監視許容値、及び自己バイアス電圧監視時間の設定がなされ、その後、プラズマ処理が開始される。すなわち、ステップＳ１０で、自己バイアス電圧安定許容値の設定がなされ、ステップＳ１２で自己バイアス電圧安定時間の設定がなされ、ステップＳ１４で自己バイアス電圧監視許容値の設定がなされ、ステップＳ１６で自己バイアス電圧監視時間の設定がなされ、その後、ステップＳ１８からステップＳ３０までのループからなるプラズマ処理が開始される。
【００３６】
ステップＳ１８でプラズマ処理が開始されると、次のステップＳ２０で、サンプリング時間が経過したか否かの判定がなされ、サンプリング時間が経過していないとの判定がなされた場合、ステップＳ３０からステップＳ１８へと戻る。一方、ステップＳ２０でサンプリング時間が経過したとの判定がなされた場合、次のステップＳ２２で自己バイアス電圧が安定済みであるかが監視され、判定がなされる。
【００３７】
ステップＳ２２で、自己バイアス電圧が安定済ではないとの判定がなされた場合、次のステップＳ２４で自己バイアス電圧安定判定処理がなされ後、ステップＳ３０からステップＳ１８のプラズマ処理開始へと戻る。ステップＳ２４における自己バイアス電圧安定判定処理に詳細については後述する。
【００３８】
ステップＳ２２で自己バイアス電圧が安定済みであるとの判定がなされた場合、次のステップＳ２６で、モニタされる自己バイアス電圧の値が、許容値下限Ｖｍｉｎと許容値上限Ｖｍａｘとで定められる自己バイアス電圧監視許容値の許容範囲内にあるかが判定され、モニタされる自己バイアス電圧の値が許容値内にあると判定されれば、ステップＳ３０からステップＳ１８へと戻る。
【００３９】
ステップＳ２６で、モニタされる自己バイアス電圧の値が自己バイアス電圧監視許容値の許容範囲内にないとの判定がなされると、次ステップＳ２８で、モニタされる自己バイアス電圧の値が自己バイアス電圧監視許容値の許容範囲内にない時間が、自己バイアス電圧監視時間ｔをオーバーするかが監視され、判定されて、自己バイアス電圧監視時間ｔ内であれば、ステップＳ３０からステップＳ１８へと戻る。
【００４０】
一方、ステップＳ２８で、モニタされる自己バイアス電圧の値が自己バイアス電圧監視許容値の許容範囲内にない時間が、自己バイアス電圧監視時間ｔをオーバーしたとの判定がなされた場合、次のステップＳ３２で、例えば、基板処理を停止させるなどの異常発生時の処理がなされる。
【００４１】
図６は、図５においてステップＳ２４で示される自己バイアス電圧が安定済みであるかが監視し、判定する処理（自己バイアス電圧判定処理）の流れの詳細を示すフローチャートである。
図６に示されるように、自己バイアス電圧安定判定処理が開始されると、ステップＳ１００で、自己バイアス電圧モニタ値がデータバッファに格納される。すなわち、サンプリング時間△ｔ毎に電圧計１３８より自己電圧バイアスの値を取得され、記憶装置１４２に記憶される。
【００４２】
この際、図７に示されるような、データをｎ個格納できる先入れ先出し（ＦＩＦＯ)構造のデータバッファを２個作成し（データバッファ１、データバッファ２）、これらのデータバッファを図８に示されるようにデータバッファ１で溢れたデータをデータバッファ２に入れるようにする。これにより、最大ｎ×△ｔ分のデータをバッファし、保持することができる。
【００４３】
次のステップＳ１０２では、データバッファ１とデータバッファ２とが全て埋まっているか否かの判定がなされる。そして、ステップＳ１０２で全て埋まっているのとの判定がなされなかった場合、次のステップＳ１１６で自己バイアス電圧安定判定ＮＧがリターンされる。
【００４４】
ステップＳ１０２でデータバッファ１とデータバッファ２とが全て埋まっているとの判定がなされた場合、ステップＳ１０４で、データバッファ１に格納されたデータの、ステップＳ１０６でデータバッファ２に収納されたデータの、データバッファに全てにデータが格納された時点からの平均値が算出され、次のステップＳ１０８では、データバッファ１に格納されたデータの平均値と、データバッファ２に格納されたデータの平均値との差が算出され、次のステップＳ１１０で、ステップＳ１０８で算出された平均値の差があらかじめ設定された許容範囲内であるか否かの判定がなされる。
【００４５】
ステップＳ１１０で平均値の差が許容範囲内ではないとの判定がなされた場合、次のステップＳ１１６で自己バイアス電圧安定判定ＮＧがリターンされる。一方、ステップＳ１１０で平均値の差が許容範囲内であるとの判定がなされた場合、次のステップＳ１１２で、平均値の差が許容範囲内にある状態で、あらかじめ設定された安定時間が経過するか否かの判定がなされ、安定時間が経過しなければ、次のステップＳ１１６で自己バイアス電圧安定判定ＮＧがリターンされる。
【００４６】
一方、ステップＳ１１２で安定時間が経過したとの判定がなされた場合、自己バイアス電圧が安定したとみなし、次のステップＳ１１４で自己バイアス電圧安定判定ＯＫがリターンされる。以上のように、自己バイアス電圧モニタ値の区間内における移動平均を求めることによりノイズなどの影響を除外し、かつ、隣接する区間同士の差を求めることで自己バイアス電圧モニタ値の変化量を求めている。そして、この時点における自己バイアス電圧の値が、自己バイアス電圧監視する際の自己バイアス電圧基準値として記憶される。
【００４７】
本実施形態によれば、従来、リアルタイムで異常判定をすることが困難であった自己バイアス電圧を監視し、異常を判定することで、半導体製造装置１の歩留りを向上させることができ、また、処理されるウエハＷの品質を向上させることができる。
【００４８】
なお、上述した実施形態は、半導体製造装置だけでなくＬＣＤ装置のようなガラス基板を処理する装置でも適用できる。
【００４９】
〔付記〕
本発明の一態様によれば、処理室内にガスを導入するガス供給手段と、基板を載置する基板載置台と、高周波電力を供給するための高周波電力供給手段と、を有し、前記高周波電力供給手段が供給する高周波電力によって生成されたプラズマを利用して、前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって、プラズマを生成して前記基板を処理する際に、前記基板載置台に発生する自己バイアス電圧のデータを所定時間蓄積して格納する格納手段と、この格納手段に格納された自己バイアス電圧のデータから自己バイアス電圧の変化量を求める変化量算出手段と、この変化量算出手段により算出された変化量があらかじめ設定された許容量より小さくなるかどうかにより自己バイアス電圧が安定しているか判定する判定手段と、を有する基板処理装置が提供される。
【００５０】
好ましくは、前記所定時間は、サンプリング時間毎に検出した自己バイアス電圧を格納する格納手段(データバッファ)が、前記自己バイアス電圧のデータで一杯になるまでの時間である。
【００５１】
好ましくは、前記所定時間が経過した後の自己バイアス電圧の変化量が、所定の許容量より大きい場合、自己バイアス電圧の異常を通知する。
【００５２】
好ましくは、さらに、記憶手段を有し、前記記憶手段内に前記格納手段が2つ以上設けられ、前記自己バイアス電圧のデータで前記格納手段が少なくとも2つが一杯になると、前記自己バイアス電圧の変化量に基づいて自己バイアス電圧基準値を求める。
【００５３】
好ましくは、前記変化量は、前記自己バイアス電圧のデータの平均値の差である。
【００５４】
好ましくは、前記所定時間は、サンプリング時間毎に検出した自己バイアス電圧を格納する格納手段(データバッファ)が、前記自己バイアス電圧のデータで２個以上一杯になるまでの時間である。
【００５５】
好ましくは、プラズマ処理を開始し、入射波電力が安定した後、前記サンプリングを開始する。
【００５６】
本発明の他の態様によれば、基板を処理する処理室と、この処理室内にガスを導入するガス供給手段と、前記処理室内に設けられ、基板が載置される基板載置台と、基板に対して所定の処理を施すプラズマを、前記処理室内に発生させるための高周波電力を供給する高周波電力供給手段と、前記基板載置台に発生する自己バイアス電圧が安定しているときの値である自己バイアス電圧基準値と、あらかじめ設定された許容量とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較に基づいて、自己バイアス電圧の異常を判定する判定手段と、を有する基板処理装置が提供される。
【００５７】
本発明のさらに他の態様によれば、ガス導入手段、及び排気手段と高周波電力供給手段が接続された真空容器と、前記真空容器内で高周波電力によってプラズマを生成するプラズマ生成手段と、プラズマ処理中に監視の基準となる自己バイアス電圧基準値を設定する設定手段と、少なくとも、前記設定手段より設定された自己バイアス電圧基準値を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された自己電圧バイアス基準値と、あらかじめ設定された許容値とを比較する比較手段と、前記比較手段による比較に基づいて異常を判定する判定手段と、前記判定手段により異常との判別がなされた場合に、異常を通知する通知手段と、を有する半導体製造装置が提供される。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等を処理するための基板処理装置において、高周波電力によって生成されたプラズマを利用して基板等を処理する基板処理装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略的な構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置を制御するための制御用コントローラの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に用いられる処理炉の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る基板処理装置の自己バイアス電圧を監視し、自己バイアス電圧が安定しているかを判定する方法を説明するグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係る基板処理装置の自己バイアス電圧を監視する全体の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る基板処理装置の自己バイアス電圧が安定済みであるかが監視し、判定する処理の流れの詳細を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る基板処理装置で用いられるデータバッファ構造を示す説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係る基板処理装置で用いられる、データバッファを２個連結した構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１      半導体製造装置
１００  プラズマＣＶＤ処理装置
１０２  処理室
１１６  圧力センサ
１１８  コントローラ
１２０  アノード電極
１２８  ガス導入ライン
１３０  カソード電極
１３２  高周波発振器
１３８  電圧計
１４２  記憶手段
Ｗ      ウエハ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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