等离子处理装置的制作方法

专利名称：等离子处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子处理装置，用于执行诸如面板(board)的要处理的板状对 象的等离子处理。
背景技术：
等离子处理公知为表面处理方法，用于执行诸如面板的要处理的对象的清洁或者 蚀刻，其中，在所述诸如面板的要处理的对象上安装了电子部件。在等离子处理中，要处理 的面板被置于形成处理室的真空室中。然后，在处理室中产生等离子放电。当使得作为等离 子放电的结果而产生的离子和电子作用于面板的表面时，执行预定的表面处理。在如上所 述的等离子处理时，在离子和电子与要处理的对象的表面碰撞时已经去除的微粒散布在周 围并且附着在电极表面和真空室的内壁表面上，在所述电极表面上安装了要处理的对象。 如此散布的微粒随着时间的经过而沉积。 附着和沉积的外物(foreign object)可以是延长真空排气时间的原因，因为它们 吸收在每次打开和闭合真空室时从外部引入的空气中包含的水蒸汽或者其他气体。而且， 在等离子处理中，从沉积层释放的气体改变等离子处理压力。因此，附着和沉积的外物可以 是阻碍维持适当的等离子处理条件的因素。而且，当外物附着和沉积在其上施加了高频电 压的电极的周围时，绝缘属性被附着到用于引导电极和要处理的对象的引导构件的外物变 差。因此，存在从电极向在周围的传导部分产生放电并且等离子放电进入不稳定状态的可 能性。如上所述，当外物附着和沉积在真空室中时，产生各种问题。因此，已知一种传统的 等离子处理装置，其具有自动检测已经以外物的附着程度不超过允许的极限的方式附着了 外物的功能，并具有通知已经达到维护时间的功能。关于这一内容，例如，参见专利文件1。 在专利文件1中所示的现有技术中，每次在操作所述装置时执行真空排气时，测量在其中 可以获得预定的真空度的时间段，并且当这个时间段已经达到预定的允许时间时，确定已 经达到维护时间。 专利文件1 :JP-A-2002-124503 但是，根据在上述的现有技术中所示的方法，除非附着了相当大数量的外物，否则 在其中压力达到预定真空度的时间不出现显著的改变。因此，难于精确地判断是否已经达 到将所述装置维持在最佳条件所需要的正确维护时间。

发明内容
本发明的目的是提供一种等离子处理装置，其能够高度精确地判断是否已经达到 用于将所述装置的操作状态维持在最佳条件所需要的适当的维护时间。 本发明提供了一种等离子处理装置，用于对在处理室中容纳的要处理的对象提供 等离子处理，包括真空室，其形成处理室；电极部分，其被布置在所述处理室中；真空排气 部分，用于通过真空从所述处理室排出气体；供气部分，用于向所述处理室中提供用于产生 等离子的气体；高频电源部分，用于当在所述电极部分上施加高频电压时在所述处理室中产生等离子放电；匹配装置，用于将用于产生等离子放电的等离子放电电路的阻抗与所述 高频电源部分的阻抗匹配；以及，等离子放电状态监控单元，用于监控所述处理室中的等离 子放电状态，所述等离子放电状态监控单元包括放电检测传感器，其具有板状电介质构 件，该板状电介质构件附着到所述真空室从而该板状电介质构件的一面可以与在所述处理 室中产生的等离子放电相对，所述放电检测传感器还具有在所述板状电介质构件的另一面 上布置的探针电极；第一波形检测部分，用于接收根据等离子放电的改变在所述探针电极 中感生的电势上的改变，并且用于检测根据异常放电产生的特定图案的电势改变波形；以 及，第二波形检测部分，用于接收在电势上的改变，并且用于检测由泄漏放电引起的特定图 案的电势波形，所述等离子处理装置还包括计数部分，用于计数由所述第二波形检测部分 进行的检测电势改变波形的次数；以及，维护判断部分，用于根据计数的值来判断是否需要 所述真空室的维护。 根据本发明，提供了第二波形检测部分，其接收由等离子放电上的改变而在附着 到真空室的放电检测传感器的探针电极中感生的电势上的改变，并且检测由泄漏放电引起
的特定图案的电势改变波形。根据由所述第二波形检测部分执行的检测电势改变波形的次 数的计数值，判断是否需要维护。由于上述构成，还可能精确地判断是否已经达到用于将所 述装置的操作状态维持在最佳条件原始需要的适当的维护时间。


图1是示出本发明的实施例1的等离子处理装置的剖面图。 图2是用于解释用于本发明的实施例1的等离子处理装置的放电检测传感器的布 置的示意图示。 图3是示出本发明的实施例1的等离子处理装置的等离子放电状态监控装置的布 置的方框图。 图4A和4B是用于解释在本发明的实施例1的等离子放电状态监控方法中的电势 改变波形和波形监控时区的示意图示。 图5是在本发明的实施例1的等离子放电状态监控方法中执行的放电状态判断处 理的流程图。 图6是在本发明的实施例1的等离子放电状态监控方法中执行的维护判断处理的 流程图。 图7是示出在本发明的实施例2的等离子处理装置中的等离子放电状态监控装置 的构成的方框图。 图8A和8B是用于解释在本发明的实施例2的等离子放电状态监控方法中的电势 改变波形和波形监控时区的示意图示。 图9是示出在本发明的实施例2的等离子放电状态监控方法中的电子放电状态判 断处理的流程图。
具体实施方式

(实施例l) 图l是示出本发明的实施例1的等离子处理装置的剖面图。图2是用于解释用于
4本发明的实施例1的等离子处理装置的放电检测传感器的布置的示意图示。图3是示出本 发明的实施例1的等离子处理装置的等离子放电状态监控装置的布置的方框图。图4A和 4B是用于解释在本发明的实施例1的等离子放电状态监控方法中的电势改变波形和波形 监控时区的示意图示。图5是在本发明的实施例1的等离子放电状态监控方法中执行的放 电状态判断处理的流程图。图6是在本发明的实施例1的等离子放电状态监控方法中执行 的维护判断处理的流程图。 首先参见图l，下面将说明等离子处理装置的结构。在图1中，以下述方式构成真 空室3 :盖子部分2布置在由提升单元(未示出)自由地提升的水平基座部分1上。在盖 子部分2被降低并通过密封构件4与基座部分1的上表面接触的状态中，真空室3进入闭 合状态。由基座部分1和盖子部分2围绕的气密的闭合空间形成处理室3a，要处理的对象 容纳在该处理室3a中并在其中经历等离子处理。在处理室3a中，布置了电极部分5。电极 部分5通过绝缘构件6从下侧附着到在基座部分1中提供的开口部分la。绝缘体7附着在 电极部分5的上表面上。作为要处理的对象的面板9在面板传送方向上(与附图的表面垂 直的方向)传送到绝缘体7的上表面上，同时两侧端部分由引导构件8引导。
在基座部分1中提供的开孔lb通过管线11连接到通气阀12、真空计15、供气阀 13和真空阀14。而且，供气阀13和真空阀14分别连接到供气部分16和真空泵17。当在 驱动真空泵17的同时真空阀14打开时，处理室3a的内部被真空排气。此时，通过真空计 15来检测真空度。真空阀14和真空泵17构成真空排气部分，通过该真空排气部分，处理室 3a的内部被真空排气。当打开供气阀13时，用于产生等离子的气体从供气部分16提供到 用于产生等离子的处理室3a。供气部分16具有流速调节功能。因此，可能向处理室3a提 供用于产生等离子的任意数量的气体。当打开通气阀12时，在真空破坏时空气被引入处理 室3a中。 电极部分5通过匹配装置18电连接到高频电源部分19。当在通过真空完成排气 后气体被提供到处理室3a中的条件下驱动高频电源部分19时，在电极部分5和接地到地 部分10的盖子部分2之间施加高频电压。由于这一施加高频电压，在处理室3a中产生等 离子放电。匹配装置18具有使等离子放电电路的阻抗和高频电源部分19的阻抗彼此匹配 的功能，所述等离子放电电路在处理室3a中产生等离子放电。 在盖子部分2的侧面，提供了圆形开口部分2a，其作为窥视孔，操作者可通过其从 真空室3外部观看处理室3a的内部。在开口部分2a中，包括电介质构件21和探针电极单 元22的放电检测传感器23被来自盖子部分2外部的支撑构件24固定。参见图2，下面将 说明放电检测传感器23的布置。由透光玻璃构成的电介质构件21被附着到在盖子部分2 中提供的开口部分2a。在处理室3a中，在电极部分5和盖子部分2之间产生等离子放电。 电介质构件21以下述姿态附着到在真空室3中提供的开口部分2a :电介质构件21的一个 表面面对在处理室3a中产生的等离子放电。 探针电极单元22附着在电介质构件21的另一个表面上，即在真空室3的外部的 表面上。探针电极单元22是集成部件，其中，在玻璃板22a的一个表面上形成探针电极22b， 并且在另一个表面上形成屏蔽电极22c。当探针电极单元22附着到电介质构件21并且形 成放电检测传感器23时，在探针电极22b与电介质构件21的外表面(所述另一个表面) 紧密接触的条件下，其在盖子部分2被由传导金属构成的支撑构件24支撑。S卩，放电检测传感器23至少包括板状电介质构件21，其附接到真空室3，以便一个表面可以面向在处理 室3a中产生的等离子放电；以及，探针电极22b，其被布置在电介质构件21的另一个表面 上。探针电极22b通过检测引线22d连接到等离子监控装置20。 当在处理室3a中产生等离子放电时，探针电极22b通过电介质构件21和护套S 而电连接到等离子P，所述护套S是在处理室3a中产生的等离子P与电介质构件21的界面 上形成的空间电荷层。即，如图2中所示，形成电子电路，其中，从电介质构件21形成的电 容器Cl、具有对应于护套S的容量的电容器C2和等离子P的电阻器R彼此串联连接。在探 针电极22b中，感生对应于等离子P的状态的电势。在本实施例中，通过检测引线22d向等 离子监控装置20引入探针电极22b的电势，并且通过等离子监控装置20监控在对应于等 离子P的电势上的改变。以这种方式，监控在处理室3a中的等离子放电状态。
在处理室3a中，当在电极部分5上安装的面板9周围产生异常放电时，在处理室 3a中产生的等离子P的状态波动。等离子P的这种波动改变了如上所述的电子电路的阻 抗。因此，这种波动被检测为探针电极22b的电势上的改变。在电势上的这种改变被高度 敏感地检测。因此，检测在电势上的改变的这种检测的特征在于可以检测到甚至微小的波 动，其通过传统方法很少能被检测到。屏蔽电极22c具有电子屏蔽探针电极22b外部的功 能。因此，在屏蔽电极22c中产生的电荷通过传导性支撑构件24被释放到盖子部分2。由 于上述原因，相对于在探针电极22b中感生的电势上的改变的噪声可以被降低。
在本实施例中，以将诸如IT0的透明传导材料涂敷在玻璃板22a的表面上形成为 类似于膜的方式来形成探针电极22b和屏蔽电极22c。由于这种结构，当放电检测传感器 23附着到开口部分2a时，操作者可以通过开口部分2a从盖子部分2的外部观看处理室3a 的内部。在本实施例中所示的放电检测传感器23中，从附着到用于从真空室3外部观察处 理室3a内部的开口部分2a (窥视孔)的透光玻璃形成电介质构件21 ，并且探针电极22b由 透光的传导材料构成。 由于上述结构，可以同时使用用于观察处理室3a内部的窥视孔和用于监控等离 子放电状态的探针电极22b。因为电介质构件21暴露到在处理室3a中产生的等离子P，因 此电介质构件21的表面被损坏。因此，必须以预定的间隔替换电介质构件21。即使在这种 情况下，分别独立地构成探针电极单元22和电介质构件21，仅仅替换作为消耗部件之一的 电介质构件21是足够的，不必替换探针电极单元22。 等离子处理装置包括控制部分25，用于控制整个操作。当控制部分25控制通气阀 12、供气阀13、真空阀14、真空计15、供气部分16、真空泵17和高频电源部分19时，可以执 行等离子处理所需要的每个操作。控制部分25控制等离子监控装置20，并且同时，控制部 分25具有接收由等离子监控装置20获得的检测的结果和执行必要的控制处理的功能。控 制部分25包括操作和输入部分26以及显示部分27。操作和输入部分26输入各种操作和 数据。显示部分27在由操作和输入部分26执行的输入操作时显示操作图像平面(plane)。 而且，显示部分27根据等离子监控装置20的检测结果来显示由控制部分25作出的判断的 结果。 接着，参见图3，将说明等离子监控装置20和控制部分5的构成和功能。在图3 中，等离子监控装置20包括AMP (放大器)31、A/D转换器32、波形数据临时存储部分33、N 型波形检测部分34、 V型波形检测部分35、放电开始(discharge ON)波形计数器36、放电结束(discharge OFF)波形计数器37、异常放电波形计数器38和泄漏放电波形计数器39。 AMP 31放大通过检测引线22d传送的探针电极22b的电势上的改变。A/D转换器32将由 AMP 31放大的电势上的改变的信号A/D转换为A/D信号。已经由A/D转换器A/D转换的 电压移位信号(即示出在电压上的改变的数字信号)被发送到波形数据临时存储部分33、 N型波形检测部分34和V型波形检测部分35。 波形数据临时存储部分33临时存储示出已经接收的电势的改变的数字信号作为 波形数据。N型波形检测部分34将所接收的数字信号识别为波形，并将如此识别的波形与 预设的预定条件相比较。N型波形检测部分34检测具有N型波形图案的N型波形。当检 测到N型波形时，每次检测时输出检测信号。V型波形检测部分35以相同的方式将所接收 的数字信号识别为波形，并且将如此识别的波形与预设的预定条件相比较，并且检测具有V 形波形图案的V形波形。当检测到V形波形时，每次检测时输出检测信号。即，N型波形检 测部分34和V型检测部分35是多个波形检测部分，用于接收根据等离子放电上的改变而 在探针电极22b中感生的在电势上的改变，并且用于检测预定波形。两者都具有每次出现 符合预定条件的电势上的改变时输出检测信号的功能。在N型波形检测部分34和V型波 形检测部分35中，被设置来用于检测波形的预定条件根据如下所述要检测的波形图案而 不同。 参见图4A和4B，将说明在等离子处理装置操作时、当放电检测传感器23接收到的
在电势上的改变时检测的波形的波形图案。还将说明根据等离子处理装置的操作在处理室
3a中产生的异常放电的类型。图4A是示出从等离子处理装置的操作开始到操作结束的处
理中检测的波形图案并且示出预先设定用于检测所述波形图案的预定时间的视图。在这种
情况下，所述预定时间是第一预定时间Ta、第二预定时间Tb和第三预定时间Tc。 在图4B中所示的时序图示出了被分配了预定时间的多个波形监控时区的设置定
时，其中，所述设置定时被示出为与由高频电源部分19执行的高频电源施加的开始和结束
定时相关。在这种情况下，设置波形监控时区，以便可以对于每种波形指定用于监控和计数
检测的波形的时区。在本实施例中，将包括第一波形监控时区[A]、中间波形监控时区[B]
和最后波形监控时区[C]的三个时区设置为与如上所述的预定时间相关，所述三个时区将
在后面说明。 首先，在图4A中示出的第一预定时间Ta和第三预定时间Tc是被分配给第一波 形监控时区[A]、用于检测在开始施加高频电源时出现的波形的预定时间，以及被分配给最 后波形监控时区[C]、用于检测在高频电源施加结束时出现的波形的预定时间。第一波形 监控时区[A]是下述时区，其中，在能够确实地检测波形的时间段设置的第一预定时间Ta 包含由高频电源部分19执行的高频电压的施加开始定时(关于这个定时，参见在图4B的 时序图中示出RF开始的定时tl)，即当在开始点设置从定时tl向回余量时间tAl的定时 时。最后波形监控时区[C]是下述时区，其中，在能够确实地检测波形的时间段设置的第三 预定时间Tc包含由高频电源部分19执行的高频电压的施加结束定时(关于这个定时，参 见在图4B的时序图中示出RF结束的定时t2)，即当在开始点设置从定时t2向后余量时间 tA2的定时时。 在第一波形监控时区[A]和最后波形监控时区[C]中，检测N型电势改变波形图 案(Nl型波形WN1)，其是由高频电源的施加开始和结束引起的等离子放电状态上的改变特
7有的波形图案，即其是其中如图4A所示电势向正和负两侧偏转然后返回到稳定值的N形波 形图案。当检查到所述状态符合预定条件时，即当检查到检测的在电势上的改变达到已经 在正负两侧预先设置的门限值电平±Vth时，检测这种波形。 插入在第一波形监控时区[A]和最后波形监控时区[C]之间的时区，即已经被设 置为包括第二预定时间tb的中间波形监控时区[B]是对应于通常操作的持续的时区。在这 种情况下，监控由异常现象引起的电势改变波形的出现，其除了由在高频电源施加的开始 和结束时的正常状态改变引起的电势改变波形。如图4A中所示，在中间波形监控时区[B] 中，由异常放电或者泄漏放电引起出现的波形是要监控的对象。 所述异常放电是在电极部分5上放置的面板9和电极部分5之间产生的不正常的 放电。在变形弯曲严重的面板9放置在电极部分5上的条件下在面板9和绝缘体7之间形 成间隙的情况下产生所述异常放电。在这种情况下，如图4A中所示，示出探针电极22b随 着时间在电势上的改变的电势改变波形是N型电势改变波形图案(N2型波形WN2)，其中，电 势在正负两侧大幅度偏转，然后返回到稳定值。以如上所述的相同方式，通过检查状态符合 如上所述的预定条件来进行这种波形的检测。 诸如Nl型波形WN1或者N2型波形WN2的N型电势改变波形主要由N型波形检测 部分34检测。即，N型波形检测部分34是第一波形检测部分，其接收根据在等离子放电上 的改变而在探针电极22b中感生的在电势上的改变，并且检测根据上述异常放电产生的特 定图案的在电势上的改变。N型波形检测部分34检测符合如上所述的预定条件的N型电势 改变波形，并且向放电开始波形计数器36、放电结束波形计数器37和异常放电波形计数器 38输出检测信号，如下所述。 在这一点上，在第一波形监控时区[A]和最后波形监控时区[C]中检测的Nl型波 形WN1和由异常放电引起的N2型波形WN2同样属于N型电势改变波形图案。但是，产生的 原因彼此不同。因此，偏转的宽度彼此有很大的不同。在本实施例1中，其偏转宽度彼此不 同的N型波形由同一 N型波形检测部分34检测。 接着，下面将说明泄漏放电。泄漏放电是在处理室3a中提供的诸如电极部分5或 者引导构件8的部分(其上施加了高频电压)与在周围的部分之间产生的微小放电，所述 在周围的部分的电势等于地电势。当由等离子处理的执行产生的外物附着和沉积在用于引 导面板9的传送的引导构件8和开口部分la中时引起的绝缘属性的变差产生如上所述的 泄漏放电。特别地，在很少可以通过等离子的直接注入来去除附着的外物的诸如引导构件 8的一侧或者开口部分la的内侧的部分中，容易附着和沉积通过等离子处理的溅射行为从 工件去除的树脂和金属的细颗粒。结果，绝缘属性在这些部分中变差，并且在这些部分和接 地的基座部分1之间产生泄漏放电。 在这种情况下，泄漏放电不怎么影响在处理室3a中的等离子放电状态。因此，示 出随着时间探针电极22b的电势改变的电势改变波形变为V形电势改变波形图案，其中，电 势仅仅向负侧偏转，然后返回到稳定值，就像在图4A中所示的V形波形WV那样。通过仅仅 在负侧检查所检测的电势改变已经达到预先在正负两侧上设置的门限值电平士Vth，检测 这种V形波形。 这种V形电势改变波形主要由V型波形检测部分35检测。即，这种V型波形检测 部分35是第二波形检测部分，其同样接收根据在等离子放电上的改变而在探针电极22b中感生的电势改变，并且检测如上所述由泄漏放电引起的特定图案的电势改变波形。V型波形 检测部分35检测符合预定条件的上述V形电势改变波形的改变，并且向泄漏放电波形计数 器39输出检测信号。 当N型波形检测部分34和V型波形检测部分35分别检测到作为要检测的对象的 特定图案时，N型波形检测部分34和V型波形检测部分35分别向放电开始波形计数器36、 放电结束波形计数器37、异常放电波形计数器38和泄漏放电波形计数器39输出检测信号， 其表示已经检测到特定图案的波形。放电开始波形计数器36、放电结束波形计数器37、异 常放电波形计数器38和泄漏放电波形计数器39是多个计数器，它们处理多个波形检测部 分(N型波形检测部分34、 V型波形检测部分35)，计数从对应的波形检测部分输出的检测 信号，并且保存计数值。 首先，将说明放电开始波形计数器36、放电结束波形计数器37和异常放电波形计 数器38，它们计数从N型波形检测部分34输出的检测信号。放电开始波形计数器36、放电 结束波形计数器37和异常放电波形计数器38是多个计数器(第一计数器)，其计数从N型 波形检测部分34输出的检测信号，并且保存计数值。所述多个计数器记录N型波形检测部 分34检测N型波形的次数。 对于每个计数器预先确定波形监控时区并且配备对应于每个波形监控时区的三 个计数器，其中，从N型波形检测部分34输出的检测信号被如上所述的多个计数器(在这 种情况下为三个计数器)计数。如图4(b)中所示，这些波形监控时区被预先设置为与在等 离子处理装置中的电极部分5上的高频电压的施加开始定时相关，即与高频电源部分19的 驱动开始/结束定时相关。 放电开始波形计数器36计数在第一波形监控时区[A]中的图4A中所示的Nl型 波形WN1的检测信号并保存计算值，所述第一波形监控时区[A]已经被设置为包括高频电 压的施加开始定时。放电结束波形计数器37计数在最后波形监控时区[C]中的图4A中所 示的N1型波形WN1的检测信号并保存计算值，所述最后波形监控时区[C]已经被设置为包 括高频电压的施加结束定时。异常放电波形计数器38计数在中间波形监控时区[B]中的 图4A中所示的N2型波形WN2的检测信号并保存计算值，所述中间波形监控时区[B]已经 被设置为包括插入在第一波形监控时区[A]和最后波形监控时区[C]之间的时区(第二预 定时间Tb)。泄漏放电波形计数器39是计数部分，其计数由V型波形检测部分35执行的检 测电势改变波形的次数并保存计算值，所述V型波形检测部分35是第二波形检测部分。泄 漏放电波形计数器39是第二计数器，用于存储V型波形检测部分35检测V型波形WV的次 数。 控制部分25包括计数器控制部分41、波形数据存储部分42、放电状态判断部分43 和维护判断部分44。计数器控制部分41控制多个计数器(放电开始波形计数器36、放电 结束波形计数器37、异常放电波形计数器38)，以便仅仅在对应于预先设置的波形监控时 区的定时计数检测信号。计数器控制部分41通过连接端口 40经由三个计数器控制通道A、 B和C连接到放电开始波形计数器36、异常放电波形计数器38和放电结束波形计数器37。
如图4B中所示，当计数器控制部分41控制这些计数器时，每个计数器仅仅在被分 配给所涉及的计数器的波形检测时区的检测定时计数从N型波形检测部分34和V型波形 检测部分35输出的检测信号。由于上述情况，在由N型波形检测部分34和V型波形检测部
9分35检测的大量波形数据中，仅仅在对于判断有效的定时出现的波形可以被计数。在这一 点上，计数器控制信道A、B和C分别对应于第一波形监控时区[A]、中间波形监控时区[B] 和最后波形监控时区[C]。 波形数据存储部分42存储数据，其用于判断波形数据(即示出在探针电极22b的 电势上的改变的波形)是否符合要由N型波形检测部分34和V型波形检测部分35检测的 预定条件。作为波形数据，选择表征波形图案并且可以被量化的项，诸如门限值(关于这一 点，参见在图4A中所示的门限值Avth)，其被设置用于判断示出在电势上的改变或者要完
成一个偏转所需要的时间段的波形中的电势的偏转宽度。 放电状态判断部分43根据由多个计数器(即放电开始波形计数器36、放电结束波 形计数器37和异常放电波形计数器38)保存的计数值来判断在处理室3a中的等离子放电 的状态。当放电状态判断部分43检查计数值并且将每个计数值与预先设置的允许的值相 比较时，其判断等离子放电的状态。维护判断部分44通过由泄漏放电波形计数器39保存的 计数值，即当检查计数器值并将其与先前设置的允许的值相比较时判断是否需要维护。因 此，放电状态判断部分43和维护判断部分44构成判断部分，用于判断等离子处理装置的操 作状态，即用于根据由放电开始波形计数器36、放电结束波形计数器37、异常放电波形计 数器38和泄漏放电波形计数器39保存的计数值来判断等离子的等离子放电的状态，并且 判断是否在真空室3中需要维护。 在上述构成中，放电检测传感器23、等离子监控装置20和控制部分25构成等离 子放电状态监控单元(等离子放电状态监控装置)，用于监控在处理室3a中的等离子放电 状态。等离子监控装置20接收根据等离子放电中的改变而在探针电极22b中感生的电势 上的改变，并且检测在第一波形监控时区[A]、最后波形监控时区[C]和中间波形监控时区 中的特定图案的电势改变波形，所述第一波形监控时区[A]被设置为包括高频电压的 施加开始定时，所述最后波形监控时区[C]被设置为包括高频电压的施加结束定时，所述 中间波形监控时区[B]被设置为包括插入在第一波形监控时区[A]和最后波形监控时区 之间的时区。而且，等离子监控装置20对于每个波形监控时区计数检测电势改变波形 的次数，并且保存计数值。以这种方式，等离子监控装置20构成数据处理部分，用于执行如 上所述的处理。控制部分25是判断部分，用于判断是否存在等离子放电以及放电状态是正 常还是异常。 等离子处理装置如上所述构成。接着，参见在图5中所示的流程图，下面将说明在 操作这个等离子处理装置时执行的放电状态判断处理。在这一点上，在图5的流程图中所 示的K1、K2和K3分别表示由放电开始波形计数器36、异常放电波形计数器38和放电结束 波形计数器37保存的计数值。 当开始判断处理时，首先，检查放电开始波形计数器36的计数值Kl (ST1)，并且判 断计数值Kl是否小于预先确定的允许的值1 (ST2)。在计数值Kl大于预先确定的允许值1 的情况下，判断产生了最初不要检测的异常放电。因此，通过显示部分27来通知异常放电 状态，并且停止所述装置的操作(ST14)。在(ST2)中计数值K1小于预定的允许值1的情 况下，程序进行到下一个步骤，并且判断第一波形监控时区[A]的第一预定时间Ta的经过 (ST3)。当时间还没有过去时，程序返回到(ST1)，并且以(ST1)和(ST2)的顺序来重复处 理。
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当在(ST3)中检查到预定时间Ta已经过去时，判断计数值Kl是否是O(零)(ST4)。 在计数值Kl是0 (零)的情况下，判断未获得在处理室3a中产生正常的等离子放电的肯定 证明，并且显示部分27通知未产生等离子放电，并且停止所述装置的操作(ST13)。接着，在 (ST4)中检查到计数值K1不是0(零)的情况下，判断在处理室3a中产生了等离子放电，并 且程序进行到下一步骤。即，检查异常放电波形计数器38的计数值K2 (ST5)，并且判断计数 值K2是否小于预定的允许值2 (ST6)。在计数值K2大于预定允许值2的情况下，判断已经 在处理室3a中出现了超过允许的频率的异常放电，并且显示部分27通知异常放电状态，并 且停止所述装置的操作(ST14)。 在计数值K2小于预定的允许值2的情况下，程序进行到下一个步骤，并且判断中 间波形监控时区[B]的第二预定时间Tb的经过(ST7)。当第二预定时间Tb还没有过去时， 程序返回到(ST5)，并且依序重复(ST5)和(ST6)的处理。在(ST6)中检查到第二预定时间 Tb已经过去的情况下，程序进行到下一个步骤。即，检查放电结束波形计数器37的计数值 K3 (ST8)，并且判断计数值K3是否小于预定允许值3 (ST9)。 在计数值K3大于预先确定的允许值3的情况下，判断产生了最初不要检测的异常 放电。因此，显示部分27通知异常放电状态，并且停止所述装置的操作(ST14)。在(ST9) 中计数值K3小于预定允许值3的情况下，所述程序进行到下一个步骤，并且判断最后波形 监控时区[C]的第三预定时间tc的经过(STIO)。当所述时间还没有过去时，程序返回到 (ST8)，并且依序重复(ST8)和(ST9)的处理。 当在(ST10)中检查到预定时间Tc已经过去时，判断计数值K3是否是0(零) (STll)。在计数值K1是0(零)的情况下，判断未获得在处理室3a中产生等离子放电的肯 定证明，并且显示部分27通知未产生等离子放电，并且停止所述装置的操作(ST13)。接着， 在(ST11)中检查到计数值K3不是0(零)的情况下，等离子放电正常执行(ST12)。因此， 结束放电状态判断处理。 上述的放电状态判断处理流程构成了监控在等离子处理装置中的等离子放电状 态的方法，其用于监控在用于对面板9执行等离子处理的等离子处理装置中的处理室3a中 的等离子放电状态，所述面板9是要处理的对象并且容纳在处理室3a中。监控在等离子处 理装置中的等离子放电状态的方法包括步骤由作为数据处理部分的等离子监控装置20 接收根据在处理室3a中的等离子放电的改变而在探针电极22b中感生的电势改变；由N型 波形检测部分34检测在第一波形监控时区[A]、最后波形监控时区[C]和中间波形监控时 区[B]中的特定图案的电势改变波形；通过放电开始波形计数器36、异常放电波形计数器 38和放电结束波形计数器37对于每个波形监控时区[A] 、 [B] 、 [C]计数检测电势改变波形 的次数，并且保存计数值K1、K2和K3 ;以及根据计数值K1、K2、K3对每个波形监控时区[A]、 [B]、[C]执行等离子放电状态判断，其包括等离子放电的存在的判断，并且也包括等离子放 电状态是正常还是异常的判断。 接着，参见图6，下面将说明在上述的放电状态判断处理后执行的维护判断处理， 在这一点上，图6的流程图中所示的K4表示由泄漏放电波形计数器39保存的计数值。提 供这个维护判断处理的目的是防止当外物附着和沉积时引起的问题，所述外物在继续等离 子处理装置的操作的过程中由真空室3中的等离子处理产生。为了完成所述目的，通过维 护判断部分44来执行这个维护判断处理。在图5的流程图中所示的(ST10)完成后另外地
11执行这个维护判断处理。 在图6中所示的处理(ST20)是与在图5的说明中所述的(ST10)相同的处理。当 在(ST20)中检查了最后波形监控时区[C]的第三预定时间tc的经过时，检查泄漏放电波 形计数器39的计数值K4(ST21)，并且判断计数值K4是否小于预定允许值4(ST22)。在计 数值K4小于预定允许值4的情况下，判断当在处理室3a中附着外物时引起的泄漏放电的 产生频率不大于允许的极限并且不必执行维护来去除外物。以这种方式，结束判断处理。 另一方面，在(ST22)中计数值K4大于预定允许值4的情况下，判断泄漏放电的产生频率超 过允许的极限，并且很可能外物附着和沉积。因此，通过显示部分27来通知维护的必要性 (ST23)。 如上所述，实施例1的等离子处理装置包括V型波形检测部分35，其是第二波形检 测部分，其中，接收根据等离子放电的改变而在探针电极中感生的电势上的改变，并且检测 由泄漏放电而引起的特定图案的电势改变波形。根据当泄漏放电波形计数器39计数通过 V型波形检测部分35检测电势波形的次数时获得的计数值来判断是否需要维护。S卩，与外 物的沉积紧密相关的泄漏放电被高度灵敏地检测，并且通过泄漏放电的累积频率来估计外 物的沉积程度。由于这种构成，与其中在操作所述装置时通过测量获得预定真空度的时间 段来估计维护时间的现有技术相比较，可以精确地判断是否已经达到可以将所述装置维持 在最佳的操作条件下所需要的维护时间。
(实施例2) 图7是示出在本发明的实施例2的等离子处理装置中的等离子放电状态监控装置 的构成的方框图。图8A和8B是用于解释在本发明的实施例2的等离子放电状态监控方法 中的电势改变波形和波形监控时区的示意图示。图9是示出在本发明的实施例2的等离子 放电状态监控方法中的电子放电状态判断处理的流程图。 在本实施例2中，在实施例1中的N型波形检测部分34的功能根据要检测的对象 的波形图案被划分为两个N型波形检测部分，其中， 一个是Nl型波形检测部分34A，另一个 是N2型波形检测部分34B。 Nl型波形检测部分34A主要检测由在开始施加高频电源和结 束施加的状态中的通常改变引起的电势改变的波形图案。N2型波形检测部分34B主要检测 由异常放电引起的电势改变的波形图案。 在图7中所示的等离子监控装置20中，通过放电开始波形计数器36和放电结束 波形计数器37来计数从Nl型波形检测部分34A发送的检测信号，并且通过异常放电波形 计数器38来计数从N2型波形检测部分34B发送的检测信号。除了上述几点之外，并且除了 在由计数器控制部分41控制异常放电波形计数器38时波形监控时区的设置不同这一点， 即除了设置如下所述的中间波形监控时区[D]取代中间波形监控时区[B]这一点之外，在 图7中所示的等离子监控装置20与在图5中所示的等离子监控装置20相同。
参见图8A和8B，下面将说明Nl型波形检测部分34A和N2型波形检测部分34B的 功能。图8A是示出在从等离子处理装置的操作开始到操作结束的处理中检测的波形图案 并且还示出已经被设置以便检测波形图案的预定时间的视图。图8B是其中被分配预定时 间的多个波形监控时区的设置定时被示出为与由高频电源部分19开始和结束施加高频电 源的定时相关的时序图。 以与图4A相同的方式，图8A示出了从等离子处理装置的操作开始到结束的处理
12中检测的波形图案。在这种情况下，第一预定时间Ta、第三预定时间Tc、第一波形监控时区 [A]和最后波形监控时区[C]与在图4中所示的那些相同。因此，在此省略说明。
在第一波形监控时区[A]和最后波形监控时区[C]中，以与图4A相同的方式，检 测由在高频电源的施加开始和结束时的正常状态改变引起的电势改变波形的N形波形图 案(Nl型波形WN1)。设置用于检测波形图案的门限值电平被设置在对应于N1型波形WN1的 偏转宽度的电平，即设置用于检测波形图案的门限值电平被设置在第一门限值电平±Vth， 其等于图4A中的门限值电平Vth。通过放电开始波形计数器36和放电结束波形计数器37 分别计数由Nl型波形检测部分34A在第一波形监控时区[A]和最后波形监控时区[C]中 检测的由高频电源的施加开始和结束引起的波形。 中间波形监控时区[D]与实施例1中的中间波形监控时区[B]不同，并且包括所 有第一预定时间Ta、第二预定时间Tb和第三预定时间Tc。在这种情况下，中间波形监控时 区[D]包括插入在第一波形监控时区[A]和最后波形监控时区[C]之间的时区(第二预定 时间Tb)。而且，中间波形监控时区[D]包括第一预定时间Ta和第三预定时间Tc。当如上 所述设置其目的是监控由异常放电引起的波形的中间波形监控时区[D]时，有可能监控在 从等离子处理装置的开始到结束的所有操作时间中产生的异常放电。因此，有可能更加增 强监控异常放电的产生的精度。 在中间波形监控时区[D]中，以与在图4A中所示的相同方式，通过N2型波形检测 部分34B来检测由在处理室3a中的异常放电引起的N2型波形WN2，并且通过V型波形检测 部分35来检测由泄漏放电引起的V型波形WV。设置用于检测波形图案的门限值电平被设 置在对应于N2型波形WN2的偏转宽度的电平，即所述门限值电平被设置在比在图4A中的 门限值电平Vth更高的第二门限值电平士Vth2。分别通过异常放电波形计数器38和泄漏 放电波形计数器39计数在中间波形监控时区[D]中检测的异常放电引起的N2型波形WN2 和由泄漏放电引起的V型波形WV。 在如上所述的实施例2中，用于检测N型波形的波形检测部分包括多个波形检测 部分(Nl型波形检测部分34A、N2型波形检测部分34B)，用于检测波形，所述波形的电势改 变的偏转宽度不同。由于这种构成，当通过使用不同的门限值电平通过多个波形检测部分 来检测其电势中的改变的偏转宽度彼此不同的、同一N型电势改变波形图案的多种波形图 案时，可以检测其出现的原因彼此不同的、作为彼此类似的波形图案的多种波形图案，同时 正确地区别所述波形图案。因此，可以更细地监控放电状态。 图9示出了在实施例2中的等离子处理装置的操作时执行的放电状态判断处理。 在这一点上，以与图5相同的方式，在图9的流程图中所示的Kl、 K2和K3表示分别由放电 开始波形计数器36、异常放电波形计数器38和放电结束波形计数器37保存的计数值。当 开始判断处理时，检查(ST31)异常放电波形计数器38的计数值K2，其计数对象是包括等离 子处理装置的操作时间的全部范围的中间波形监控时区[D]，并且判断计数值K2是否小于 预定允许值2 (ST32)。 在计数值K2大于预定允许值2的情况下，判断产生了最初不要检测的异常放电。 因此，显示部分27通知异常放电状态，并且停止所述装置的操作(ST46)。在(ST32)中计 数值K2小于预定允许值2的情况下，程序进行到下一个步骤，并且判断第一波形监控时区 [A]的第一预定时间Ta的经过(ST33)。当所述时间还没有过去时，程序返回到(ST31)，并且以(ST31)和(ST32)的顺序来重复处理。 当在(ST33)中检查到已经过去第一预定时间Ta时，检查放电结束波形计数器37 的计数值Kl (ST34)，并判断计数值Kl是否是0 (零)(ST35)。在计数值Kl是0 (零)的情 况下，判断未获得在处理室3a中产生等离子放电的肯定证明，并且显示部分27通知未产生 等离子放电。然后，停止所述装置的操作(ST44)。 接着，在(ST35)中检查到计数值K1不是0(零)的情况下，判断在处理室3a中 产生等离子放电，并且程序进行到下一个步骤。即，检查异常放电波形计数器38的计数值 K2 (ST36)，并且判断计数值K2是否小于预定允许值2 (ST37)。在计数值K2大于预定允许值 2的情况下，判断已经在处理室3a中出现最初不要产生的异常放电，并且显示部分27通知 异常放电状态，并停止所述装置的操作(ST46)。 在计数值K2小于预定允许值2的情况下，程序进行到下一个步骤。即，判断第二 预定时间Tb的经过(ST38)。当第二预定时间Tb还没有过去时，程序返回到(ST37)，并且 依序重复(ST37)和(ST38)的处理。在(ST38)中检查到第二预定时间Tb已经过去的情况 下，程序进行到下一个步骤。即，再一次检查异常放电波形计数器38的计数值K2 (ST39)，并 且判断计数值K2是否小于预定允许值2 (ST40)。 在计数值K2大于预定允许值2的情况下，判断产生最初不要检测的异常放电超过 所允许的频率。因此，显示部分27通知异常放电状态，并且停止所述装置的操作(ST46)。 在ST40中计数值K2小于预定允许值2的情况下，程序进行到下一个步骤，并且判断最后波 形监控时区[C]的第三预定时间tc的经过(ST41)。当所述时间还没有过去时，程序返回到 (ST40)，并且依序重复(ST40)和(ST41)的处理。 当在(ST41)中检查到第三预定时间Tc已经过去时，检查放电结束波形计数器37 的计数值K3 (ST42)，并且判断计数值K3是否是0 (零)(ST43)。在计数值K3是0 (零)的 情况下，判断未获得在处理室3a中产生等离子放电的肯定证明，并且显示部分27通知未产 生等离子放电，并且停止所述装置的操作(ST44)。接着，在(ST43)检测到计数值K3不是 O(零)的情况下，等离子放电正常执行。因此，结束放电状态判断处理。
上述的放电状态判断处理流程构成了监控在等离子处理装置中的等离子放电状 态的方法，其用于监控在用于对面板9执行等离子处理的等离子处理装置中的处理室3a中 的等离子放电状态，所述面板9是要处理的对象并且容纳在处理室3a中。监控在等离子处 理装置中的等离子放电状态的方法包括步骤由作为数据处理部分的等离子监控装置20 接收根据在处理室3a中的等离子放电的改变而在探针电极22b中感生的电势改变；由N型 波形检测部分34检测在第一波形监控时区[A]、最后波形监控时区[C]和中间波形监控时 区[D]中的特定图案的电势改变波形；通过放电开始波形计数器36、异常放电波形计数器 38和放电结束波形计数器37对于每个波形监控时区[A] 、 [D] 、 [C]计数检测电势改变波形 的次数，并且保存计数值K1、K2和K3 ;以及根据计数值K1、K2、K3对每个波形监控时区[A]、 [D]、[C]执行等离子放电状态判断，其包括等离子放电的存在的判断，并且也包括等离子放 电状态是正常还是异常的判断。 如上所述，在实施例1或者2中所示的等离子处理装置包括放电检测传感器23， 其是等离子放电状态监控单元，用于监控和判断在处理室3a中的等离子放电状态，所述放 电检测传感器23具有电介质构件21，所述电介质构件21附接到真空室3从而一面可以面向在处理室中产生的波形图案放电，所述放电检测传感器23还具有在电介质构件21的另
一面上布置的探针电极22b;以及，等离子监控装置20，其是数据处理部分，其接收根据等
离子放电上的改变而在探针电极22b中感生的电势上的改变，检测在多个波形监控时区中
的特定图案的电势改变波形，并且计数每种波形的电势改变波形的出现的次数。 由于上述构成，有可能根据每种波形的计数值来进行放电状态判断，其包括放电
存在还是不存在以及放电状态是正常还是异常的判断。在这种放电状态判断中，可以由放
电检测传感器23高度灵敏地检测在处理室3a中的等离子放电上的改变。因此，与其中检
测由等离子放电上的改变对于高频电源部分的电压和电流的影响的传统方法相比较，并且
也与其中在检测到通过等离子放电在电极之间产生自偏压时估计放电状态的传统方法相
比较，有可能更精确地监控等离子放电状态。因此，即使当需要在低输出条件下产生等离子
放电时，可以高度精确地检测在等离子放电状态中的改变，并且有可能正确地监控等离子
放电存在还是不存在以及等离子放电正常还是异常。 产业上的应用性 本发明的等离子处理装置提供了下述优点有可能精确地判断是否已经达到将所 述装置的操作状态维持在最佳条件所需要的适当的维护时间。本发明对于其中对于诸如面 板的要处理的对象执行诸如等离子清洁的等离子处理的技术领域是有效的。
权利要求
一种等离子处理装置，用于对在处理室中容纳的要处理的对象执行等离子处理，包括真空室，其形成处理室；电极部分，其被布置在所述处理室中；真空排气部分，用于通过真空从所述处理室排出气体；供气部分，用于向所述处理室中提供用于产生等离子的气体；高频电源部分，用于当在所述电极部分上施加高频电压时在所述处理室中产生等离子放电；匹配装置，用于将用于产生等离子放电的等离子放电电路的阻抗与所述高频电源部分的阻抗匹配；以及，等离子放电状态监控单元，用于监控所述处理室中的等离子放电状态，所述等离子放电状态监控单元包括放电检测传感器，其具有板状电介质构件，该板状电介质构件附着到所述真空室以便该板状电介质构件的一面可以与在所述处理室中产生的等离子放电相对，所述放电检测传感器还具有在所述板状电介质构件的另一面上布置的探针电极；第一波形检测部分，用于接收根据等离子放电的改变而在所述探针电极中感生的电势上的改变，并且用于检测根据异常放电产生的特定图案的电势改变波形；以及，第二波形检测部分，用于接收在电势上的改变，并且用于检测由泄漏放电引起的特定图案的电势波形，以及计数部分，用于计数由所述第二波形检测部分进行的检测电势改变波形的次数；以及维护判断部分，用于根据所计数的值来判断是否需要所述真空室的维护。
2. 根据权利要求l的等离子处理装置，其中，从附着到窥视孔的透光玻璃构件形成所述电介质构件，通过所述窥视孔，可以从所述真空室外部看到所述处理室内部，并且所述探针电极由透光传导材料形成。
全文摘要
本发明的目的是提供一种等离子处理装置，其能够精确地判断是否已经达到将所述装置的操作状态维持在最佳条件所需要的适当的维护时间。电介质构件(21)和探针电极单元(22)在其中彼此组合的放电检测传感器(23)附着到在组成真空室的盖子部分(2)中提供的开口部分(2a)。接收根据在等离子放电中的改变而在探针电极(22b)中感生的电势中的改变，并且通过将一计数值与已经由维护判断部分(44)预先设置的允许值相比较，判断是否需要维护工作，所述计数值是当泄漏放电波形计数器(39)计数由V型波形检测部分(35)检测与外物在真空室中的附着相关的泄漏放电引起的V形特定图案的V型波形的检测次数时获得的。
文档编号H01J37/32GK101785080SQ200880103819
公开日2010年7月21日 申请日期2008年8月21日 优先权日2007年8月21日
发明者有田洁, 水上达弘, 野野村胜 申请人:松下电器产业株式会社