JP2010171302A - プラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマ処理における異常放電の原因を究明するための有用なデータを取得することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】基板９を処理室３ａ内に収容してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、処理室３ａ内の異常放電を検出する放電検出センサ２３、処理室３ａ内を窓部２ａを介して撮影して動画データを出力するカメラ２６を備え、異常放電を検出した場合に、プラズマ発生時点または基板９を搬入する搬入開始時点など、異常放電の検出時点から所定時間だけ遡った遡及時点および異常放電の検出時点の双方を含んで設定される抽出対象時間帯に対応する動画データを履歴データとして記憶させる。これにより、プラズマ処理における異常放電の原因を究明するための有用なデータを取得することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は基板などの処理対象物をプラズマ処理するプラズマ処理装置に関するものである。

電子部品が実装される基板などの処理対象物のクリーニングやエッチングなどの表面処理方法として、プラズマ処理が知られている。プラズマ処理においては、処理対象の基板を処理室を形成する真空チャンバ内に載置し、処理室内でプラズマ放電を発生させ、この結果発生したイオンや電子を基板の表面に作用させることにより、所望の表面処理が行われる。このプラズマ処理を良好な処理品質で安定して行うためには、予め処理目的に則して設定された放電条件に応じてプラズマが正しく発生していることが前提となるため、従来よりプラズマの発生状態を監視することを目的として各種の手段・方法が用いられている（特許文献１〜３参照）。

特許文献１は、処理室が設けられた真空チャンバに電位検出用のプローブ電極を備えた放電検出センサを装着し、プローブ電極にプラズマの変化に応じて誘発される電位変化を検出することにより、処理室内における異常放電の有無を検出するようにしている。また特許文献２は、反応室の内部をカメラによって撮像し、異常放電による発光を検出することにより、異常放電が発生したことおよび発生位置を特定するものである。さらに特許文献３は、プラズマ室内部のプラズマ光をＣＣＤなどのイメージセンサを用いて検出することにより、プラズマプロセスをモニタリングするようにしている。
特開２００１−３１９９２２号公報 特開２００３−３１８１１５号公報 特開平１１−６７７３２号公報

近年プラズマ処理が適用される電子部品製造分野では、高度な耐久性が求められる車載部品などの高品質部品について、従来と比較してより精細な品質管理が必要とされるようになっている。このためプラズマ処理のプロセスにおいても、単に異常放電の検出のみならず、異常発生の原因を究明して処理品質を安定させることが求められる。

しかしながら上述の各特許文献に示す先行技術は、いずれも異常放電が発生していることを検出することは可能であるものの、異常発生の原因を究明するために有用なデータを提供するものではない。このため従来は異常の原因を究明しようとすれば、その異常を再現するために多大な手間と労力を費やしてテストを試行錯誤的に反復する必要があった。このような再現テストにおいても、プラズマの発生状態には多くの要素が複雑に関連しているため異常を厳密な意味で再現することはできず、異常発生の原因究明は極めて困難であった。

そこで本発明は、プラズマ処理における異常放電の原因を究明するための有用なデータを取得することができるプラズマ処理装置を提供することを目的とする。

本発明のプラズマ処理装置は、処理対象物を収容可能な処理室を形成する真空チャンバと、前記処理室を減圧した状態でこの処理室内にプラズマ発生用ガスを導入して高周波電圧を印加することにより前記プラズマ発生用ガスを励起させて前記処理室内に収容された
処理対象物のプラズマ処理を実行するプラズマ処理実行部と、前記処理室内における異常放電を検出する放電状態検出手段を備えたプラズマ処理装置であって、前記真空チャンバに設けられた窓部と、前記窓部を介して前記真空チャンバの内部を撮像して動画データを出力するカメラと、前記カメラから出力された動画データを記憶する第１の記憶部と、前記第１の記憶部から抽出された動画データを記憶する第２の記憶部と、前記放電状態検出手段が異常放電を検出した場合に、少なくとも異常放電の発生状況を示す動画データを前記第１の記憶部から抽出して前記第２の記憶部に記憶させる画像データ抽出手段とを備えた。

本発明によれば、処理対象物を処理室内に収容してプラズマ処理を行うプラズマ処理装置において、処理室内における異常放電を検出する放電状態検出手段が異常放電を検出した場合に、少なくとも異常放電の発生状況を含む動画データを記憶させることにより、プラズマ処理における異常放電の原因を究明するための有用な動画データを取得することができる。

図１は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の断面図、図２は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の動作説明図、図３は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置に用いられる放電検出センサの構成説明図、図４は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の制御部の構成および機能を示すブロック図、図５は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における放電状態検出部の機能説明図、図６は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における画像データ抽出処理の説明図、図７は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の構成および動作を示す説明図、図８は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の動作および処理を示すタイムチャート、図９は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置におけるデータ記録処理を示すフロー図、図１０は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置によって出力される履歴データファイルの構成説明図、図１１は本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置におけるファイル出力部の機能説明図である。

まず図１、図２を参照してプラズマ処理装置の構造を説明する。図１、図２において、真空チャンバ３は、水平なベース部１上に、蓋部２を昇降手段（図示省略）によって昇降自在に配設して構成されている。図２（ｂ）に示すように、蓋部２が下降して（矢印ｂ）、ベース部１の上面にシール部材４を介して当接した状態では真空チャンバ３は閉状態となり、ベース部１と蓋部２で囲まれる密閉空間は、処理対象物を収容しプラズマ処理を行う処理室３ａを形成する。処理室３ａには電極部５が配置されており、電極部５はベース部１に設けられた開口部１ａに下方から絶縁部材６を介して装着されている。電極部５の上面には絶縁体７が装着されており、図２（ａ）に示すように、処理対象物である基板９はガイド部材８によって両側端部をガイドされた状態で、基板搬入アーム３０によって後端部を押送されて基板搬入方向（矢印ａ方向）から絶縁体７の上面に搬入される。

ベース部１に設けられた開孔１ｂには、管路１１を介してベントバルブ１２，圧力計１５，ガス供給バルブ１３および真空バルブ１４が接続されている。さらにガス供給バルブ１３、真空バルブ１４はそれぞれガス供給部１６、真空ポンプ１７と接続されている。真空ポンプ１７を駆動した状態で真空バルブ１４を開にすることにより、処理室３ａ内が真空排気される。このときの真空度は、圧力計１５によって検出される。真空バルブ１４および真空ポンプ１７は、処理室３ａ内を真空排気する真空排気部を構成する。またガス供給バルブ１３を開状態にすることにより、ガス供給部１６からプラズマ発生用ガスが処理室３ａ内に供給される。ガス供給部１６は流量調整機能を内蔵しており、任意の供給量のプラズマ発生用ガスを処理室３ａ内に供給することができる。そしてベントバルブ１２を開放にすることにより、真空破壊時に処理室３ａ内に大気が導入される。

電極部５には整合器１８を介して高周波電源部１９が電気的に接続されている。処理室３ａ内を真空排気してプラズマ発生用ガスを供給した状態で高周波電源部１９を駆動することにより、電極部５には接地部１０に接地された蓋部２との間に高周波電圧が印加される。これにより処理室３ａ内においてプラズマ発生用ガスが励起されてプラズマが発生する。整合器１８は、処理室３ａ内においてプラズマ放電を発生させるプラズマ放電回路と高周波電源部１９のインピーダンスを整合させる機能を有している。本実施の形態においては電極部５、整合器１８、高周波電源部１９は、プラズマ発生用ガスを励起させてプラズマを発生させるプラズマ発生手段となっている。また上述構成の真空排気部と、ガス供給部１６と、電極部５と、高周波電源部１９と、整合器１８と、これら各部を制御する装置制御部４０とは、これら各部によって処理室３ａ内に収容された処理対象物のプラズマ処理を実行するプラズマ処理実行部を構成する。

真空チャンバ３を構成する蓋部２の側面には、外部から処理室３ａの内部を視認するための円形の窓部２ａが設けられている。窓部２ａには、誘電体部材２１、プローブ電極ユニット２２よりなる放電検出センサ２３が、支持部材２４によって蓋部２の外側から固定されている。さらにプローブ電極ユニット２２の外側には、カメラ２６が支持ブラケット２５によって蓋部２に保持されて配設されている。図２（ｂ）に示すように、蓋部２を下降させて処理室３ａが形成された状態において、カメラ２６は窓部２ａを介して処理室３ａの内部を撮像して、撮像結果をデジタル化された動画データとして出力する。これにより、処理室３ａ内で発生したプラズマの状態（異常放電の発生状況）を動画により視覚的に検出して記録することが可能となっている。カメラ２６はＬＥＤ照明部２６ａを備えており、ＬＥＤ照明部２６ａを点灯することにより処理室３ａ内に照明光を照射した状態で撮像することができ、処理室３ａ内でプラズマが発生していない状態においても、処理室３ａ内の状態を画像情報として取得することが可能となっている。

ここで図３を参照して、放電検出センサ２３の構成を説明する。蓋部２に設けられた窓部２ａには、光学的に透明なガラスで製作された誘電体部材２１が装着されている。処理室３ａの内部では、電極部５と蓋部２との間にプラズマが発生しており、誘電体部材２１は一方の面が処理室３ａ内に発生したプラズマに対向する姿勢で真空チャンバ３に設けられた窓部２ａに装着されている。

誘電体部材２１の他方の面、すなわち真空チャンバ３の外側向の面には、プローブ電極ユニット２２が装着されている。プローブ電極ユニット２２は、ガラス板２２ａの一方の面にプローブ電極２２ｂを形成し、他方の面にシールド電極２２ｃを形成した一体部品であり、プローブ電極ユニット２２を誘電体部材２１に装着して放電検出センサ２３を形成する際には、プローブ電極２２ｂを誘電体部材２１の外面に密着させた状態で、導電性金属よりなる支持部材２４によって蓋部２に支持されている。プローブ電極２２ｂは、検出導線２２ｄを介して制御部２０に接続されている。

処理室３ａの内部においてプラズマＰが発生した状態では、プローブ電極２２ｂは、誘電体部材２１およびプラズマＰと誘電体部材２１との界面に形成される空間電荷層であるシースＳを介して、プラズマＰと電気的に接続された状態となる。すなわち、図３に示すように、誘電体部材２１によって形成されるコンデンサＣ１およびシースＳに相当する容量のコンデンサＣ２およびプラズマＰの有する抵抗Ｒを直列に接続した電気的な回路が形成され、プローブ電極２２ｂにはプラズマＰの状態に応じた電位が誘起される。本実施の形態においては、プローブ電極２２ｂの電位を検出導線２２ｄによって制御部２０に導き、プラズマＰの状態に応じた電位変化の信号を制御部２０に設けられた放電状態検出部３４（図４）よって解析して放電状態の判定を行うようにしている。

処理室３ａの内部において、電極部５上に載置された基板９の周辺で異常放電が発生すると、処理室３ａ内部のプラズマＰの状態が変動する。この変動は上述の回路のインピーダンスを変化させることから、プローブ電極２２ｂの電位変化として検出される。この電位変化の検出は極めて高感度であり、従来方法ではほとんど検知し得なかったような微弱な変動でも正確に検出することができるという特徴を有している。シールド電極２２ｃはプローブ電極２２ｂの外面側を電気的にシールドする機能を有しており、シールド電極２２ｃに生じた電荷は接地された蓋部２に導電性の支持部材２４を介して逃がされる。これにより、プローブ電極２２ｂに誘発される電位変化に対するノイズが低減される。

本実施の形態においては、プローブ電極２２ｂ、シールド電極２２ｃは、いずれもガラス板２２ａの表面にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電性物質を膜状にコーティングすることにより形成される。これにより、放電検出センサ２３を窓部２ａに装着した状態において、蓋部２の外側から窓部２ａを介して処理室３ａ内部をカメラ２６によって撮像できるようになっている。すなわち、本実施の形態に示す放電検出センサ２３においては、窓部２ａは一方の面が処理室３ａ内に発生したプラズマに対向するように真空チャンバ３に装着された板状の誘電体部材２１を有する構成となっており、誘電体部材２１の他方の面に光学的に透明な導電性物質から成る透明電極であるプローブ電極２２ｂを設けた構成となっている。このような構成により、処理室３ａの内部を撮像するための窓部２ａと、プラズマ放電状態を監視するためのプローブ電極２２ｂとを兼用させることができる。

プラズマ処理装置は全体の動作制御を行う制御部２０を備えている。制御部２０が、ベントバルブ１２、ガス供給バルブ１３，真空バルブ１４，圧力計１５，ガス供給部１６、真空ポンプ１７、高周波電源部１９を制御することにより、プラズマ処理に必要な各動作が実行される。また制御部２０は、カメラ２６によって撮像された動画データを受信する。さらに、制御部２０は、プラズマ処理実行部を構成する圧力計１５、ガス供給部１６、真空ポンプ１７、整合器１８、高周波電源部１９から出力されるマシン出力データ、すなわちこれらの各部がプラズマ処理実行のために実際に運転された際の運転状態を示すデータを受信する。

制御部２０には表示部２７、リムーバブル記憶装置２８，操作・入力部２９が接続されている。操作・入力部２９はプラズマ処理動作実行時の各種操作入力やデータ入力を行う。表示部２７は操作・入力部２９による入力時の操作画面の表示の他、制御部２０内の各記憶部に記憶されているデータ等の表示を行う。リムーバブル記憶装置２８はＵＳＢメモリなどの着脱式の記憶媒体であり、カメラ２６によって撮像された動画データや放電検出センサ２３によって検出された放電状態検出履歴データなどを記憶する。

次に図４を参照して、制御部２０の構成および機能を説明する。制御部２０は、Ａ／Ｄ変換部３１、電位変化記憶部３２、動画記憶部３３、放電状態検出部３４、データ記録部３５、日時データ生成部３６、ワーク情報記憶部３７、運転条件パラメータ記憶部３８、補助記憶部３９、装置制御部４０、履歴情報記憶部４１、ファイル出力部４２を備えている。

制御部２０の上記構成において、上述のプラズマ処理実行部を制御してプラズマ処理動作を実行させる制御処理は、装置制御部４０によって行われる。その他の構成要素は、当該プラズマ処理装置によってプラズマ処理が実行された基板９の個々の処理履歴を示す生産履歴や、処理室３ａ内における放電状態の検出履歴などを所定様式でデータ化したトレーサビリティデータを作成する機能に関するものである。

本実施の形態においては、前述の放電検出センサ２３から出力される電位変化を示す電
位変化データ、放電状態検出部３４から出力される検出データ及び判定データ、カメラ２６によって処理室３ａ内を撮影した画像データ、整合器１８、圧力計１５、ガス供給部１６から出力されるマシン出力データなどを履歴対象データとしている。そしてこれらの履歴対象データを、日時データを介して、処理対象のワークである個々の基板９を特定するワーク情報、プラズマ処理の実行条件である運転条件パラメータ等と関連させて、データ記録部３５によって履歴情報記憶部４１に履歴データとして記録させる構成となっている。そして履歴情報記憶部４１に記憶された履歴データをファイル出力部４２が所定のフォーマットに従ってデータ編集することにより、それぞれ使用目的が異なる複数種類の履歴ファイルがトレーサビリティファイルとして作成され外部に出力される。

以下、各部機能の詳細について説明する。Ａ／Ｄ変換部３１は、プローブ電極２２ｂ、整合器１８、圧力計１５、ガス供給部１６から出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換する。プローブ電極２２ｂから出力されＡ／Ｄ変換された後のプラズマの状態の変化に伴う電位変化のデータは電位変化記憶部３２に記憶され、カメラ２６から出力された動画データは動画記憶部３３に記憶される。動画記憶部３３はカメラ２６から出力された動画データを記憶する第１の記憶部に該当し、電位変化記憶部３２は透明電極であるプローブ電極２２ｂから受信した電位変化のデータを記憶する第３の記憶部に該当する。電位変化記憶部３２、動画記憶部３３はいずれも所定の記憶容量を有している。これらは最低でもプラズマ処理１回分の動画データや電位変化のデータを記憶可能な記憶容量を有している。電位変化記憶部３２並びに動画記憶部３３に記憶されるデータは時系列的に古い順から新しいデータに置き換えられる。そしてこの時系列における特定の時点が指定されることにより、その時点に対応した電位変化のデータ、動画データがそれぞれ特定できるようになっている。

放電状態検出部３４は処理室３ａ内における放電状態の監視を行うプラズマモニタであり、電位変化記憶部３２に記憶された電位変化のデータに基づき、処理室３ａ内における放電状態を検出するとともに、この検出データに基づいて異常放電の発生有無などの放電状態の良否判定を処理対象物である基板９毎に行う機能を有している。異常放電は基板９の熱ダメージなどによる品質不良の原因となるため、発生そのものを極力防止するとともに発生が確認された場合にはその発生時点において処理対象となった基板９を特定して不良品として排除する必要がある。さらには異常放電の発生履歴を記録して、後工程からの遡及追跡調査が可能となるようにする必要がある。放電状態検出部３４はこのような目的のために放電状態を監視する機能を有するものである。

図５を参照して、放電状態検出部３４の構成および機能を説明する。図５（ａ）に示すように、放電状態検出部３４は放電状態解析部３４ａ、放電状態判定部３４ｂ、検出条件パラメータ記憶部３４ｃより構成されている。放電状態解析部３４ａは、放電状態判定部３４ｂによる良否判定に必要な数値を電位変化記憶部３２に記録された電位変化のデータより得るための処理を行う。検出条件パラメータ記憶部３４ｃには、放電状態解析部３４ａで参照する判定しきい値や放電状態判定部３４ｂによる異常放電の判定で参照する判定基準となる数値が記憶されている。次に、放電状態解析部３４ａの処理機能について説明する。

図５（ｂ）は、プラズマ処理装置の運転時に放電検出センサ２３のプローブ電極２２ｂから出力されて電位変化記憶部３２に記憶される電位変化のデータを波形として示したものである。ここでは、正電圧側に判定しきい値Ｖ１（＋）が、負電圧側に判定しきい値Ｖ２（−）がそれぞれ設定された検出条件において、判定しきい値Ｖ１（＋）を＋側へ超えさらに判定しきい値Ｖ２（−）を−側へ超えるパターンの波形Ｗ１、判定しきい値Ｖ２（−）を−側へ超えるパターンの波形Ｗ２が検出された例を示している。

プラズマ処理装置の運転時には、プラズマ放電が正常に開始したことを示す波形や、電極部５上に載置された基板９と電極部５との間に生じる不正常なアーク放電や不安定なグロー放電などの異常放電に伴う波形を含めて、プラズマ放電の状態に応じた各種の波形が検出される。これらの波形はそれぞれ特徴的な波形パターンを有しているため、検出された波形パターンがどの波形パターンに属しているかを識別し、また識別された特定パターンの波形がどのようなタイミングでどのような頻度で発生したかを検出することにより、処理室３ａ内における放電状態の良否を判定することができる。

放電状態解析部３４ａは電位変化のデータを解析して、判定しきい値Ｖ１（＋），Ｖ２（−）を超えた回数、波形Ｗ１，Ｗ２の発生回数、発生時期、発生頻度（単位時間当たりの発生回数）等の放電状態を判定するために必要な数値を得る。この数値は検出データ（イ）として出力される。放電状態判定部３４ｂは、放電状態解析部３４ａで得られた数値が所定の条件を満たすか否かを判断することで異常放電の有無やメンテナンス時期到来を判定する。そして、基板９のプラズマ処理が完了するまでに異常放電の発生がなかった場合には“Ｓｕｃｃｅｓｓ”を、プラズマ処理の途中で異常放電が検出された場合には“Ｅｒｒｏｒ”を判定データ（ロ）として出力する。この判定データは放電状態の判定結果を示すデータである。放電状態の判定はプラズマ処理が行われた個々の基板９毎に行われる。これにより、当該プラズマ処理装置の処理対象となった個々の基板９について、正常な放電状態でプラズマ処理が行われた良品であるか否かを判定することができる。放電状態解析部３４ａによる検出データ（イ）および放電状態判定部３４ｂによる判定データ（ロ）は、いずれもデータ記録部３５に出力される。

本実施の形態において、放電状態検出部３４およびプローブ電極ユニット２２の他方の面に設けられた透明電極であるプローブ電極２２ｂ、このプローブ電極２２ｂに接続されたＡ／Ｄ変換部３１、電位変化記憶部３２は、処理室３ａ内における異常放電の発生を検出する放電状態検出手段７０を構成する。

次にデータ記録部３５の構成および機能を説明する。データ記録部３５は、放プローブ電極２２ｂやカメラ２６、ガス供給部１６、圧力計１５、整合器１８、さらには放電状態検出部３４から取得した履歴対象データを履歴情報記憶部４１に記録する処理を行う機能を有している。まず、データ記録部３５は、上述の放電状態解析部３４ａによる検出データ（イ）および放電状態判定部３４ｂによる判定データ（ロ）、検出条件パラメータ（ハ）より成るプラズマモニタ検出データを履歴情報記憶部４１に記録する処理を行う。さらにデータ記録部３５は、内部機能として電位変化データ抽出部３５ａ、画像データ抽出部３５ｂ、一時記憶部３５ｃを備えている。

電位変化データ抽出部３５ａ（電位変化データ抽出手段）は、異常放電を電位変化で示すデータを電位変化記憶部３２から抽出し（電位変化データ抽出処理）、異常放電の履歴データとして履歴情報記憶部４１に記録する（電位変化データ記録処理）機能を有している。抽出するデータの範囲としては、少なくとも異常放電の発生時期を含む時間帯を含めばよく、本実施の形態では異常放電発生前から放電状態検出部３４が異常放電を検出する検出時点までの時間帯に対応するデータ（異常放電の発生状況を示す電位変化データ）が抽出対象となる。すなわち電位変化データ抽出部３５ａは、放電状態検出部３４が検出データ（イ）によって異常放電の発生を検出した場合に、少なくともその異常放電の発生状況を示す電位変化のデータを第３の記憶部である電位変化記憶部３２から読み取って、第４の記憶部である履歴情報記憶部４１に電位変化データ４１ａとして記憶させる処理を行う。

画像データ抽出部３５ｂ（画像データ抽出手段）は、異常放電が発生した場合にその異常放電の発生状況を示す動画データを動画記憶部３３から抽出し（画像データ抽出処理）
、異常放電を視覚的に把握可能な履歴データとして履歴情報記憶部４１に記録する（動画データ記録処理）機能を有している。この画像データ抽出処理について、図６を参照して説明する。図６において、矢印＊１は、真空チャンバ３を閉じてカメラ２６による撮影を開始した後、処理室３ａ内でプラズマ放電を開始させてプラズマ処理を行う過程において、放電状態検出部３４が異常放電を検出した検出時点を示している。実際の異常放電は、放電状態検出部３４の処理による遅れ（タイムラグ）の分だけ検出時点＊１よりも早い時期に発生している。

プラズマ処理における異常放電の発生要因としては、処理対象の基板９の反り変形やプラズマ処理過程における基板９の移動、基板９中に含まれる有機物や水分が気体となって表面から排出される脱ガス現象、基板９をガイドするガイド部材８への異物堆積などが挙げられる。基板９の反りや移動が発生すると基板９と絶縁体７との間に隙間が生じ、この隙間において異常放電が発生する。また脱ガス現象によって基板９の表面において局部的に圧力が上昇するとこの範囲において局部的に異常放電が発生し、そして堆積した異物に電荷が蓄積されることによっても異常放電が生じる。

このような異常放電の発生状況を、発生要因と関連づけるために必要とされる画像データとして、単に異常放電の有無や発生部位を特定するのみでよい場合には、異常放電の発生時点において処理室３ａ内を撮影した動画データ、すなわち異常放電の発生状況を示す動画データがあれば足りる。従ってこの場合には、画像データ抽出部３５ｂは、異常放電の発生状況を示す動画データを確実に含む範囲として、少なくとも異常放電を検出した検出時点＊１を基準に所定の遡及時間ｔｂ１だけ遡った遡及時点＊２から検出時点＊１までの時間帯Ｔ１に対応する動画データを、第１の記憶部である動画記憶部３３から抽出して第２の記憶部である履歴情報記憶部４１に動画データ（異常時）４１ｂとして記憶させる処理を行う。遡及時間ｔｂ１としては少なくとも１秒以上、望ましくは３秒以上がよく、長くてもプラズマ発生時点までがよい。なお、「遡及時点＊２から検出時点＊１までの時間帯Ｔ１」は、検出時点＊１を含まない時間帯を意味するものとする。

これに対し、単に異常放電の発生部位を特定するのみでは発生要因の解明には情報不足で、基板の熱変形や脱ガス現象による局所的な圧力上昇等の異常放電の発生要因となる事象が異常放電発生前に生じていたかを確認するためにはプラズマ処理開始時点からの動画データが必要となる。すなわち画像データ抽出部３５ｂは、少なくともプラズマ発生時点またはそれより前の第１の動画抽出開始時点＊３から検出時点＊１までの時間帯Ｔ２に対応する動画データを、第１の記憶部である動画記憶部３３から抽出して第２の記憶部である履歴情報記憶部４１に動画データ（異常時）４１ｂとして記憶させる処理を行う。これにより、プラズマ処理実行過程で生じた発生要因と異常放電との関連を動画データによって確認することができる。なお、「第１の動画抽出開始時点＊３から検出時点＊１までの時間帯Ｔ２」は、検出時点＊１を含まない時間帯を意味するものとする。

さらに基板９が処理室３ａ内に搬入された状態において、既に基板９の位置ずれなど異常放電の発生要因となる事象がプラズマ処理開始前に生じていたかどうかを確認するためには基板搬入動作を記録した動画データが必要となる。この場合には、画像データ抽出部３５ｂは第２の動画抽出開始時点＊４から検出時点＊１までの時間帯Ｔ３に対応する動画データを、第１の記憶部である動画記憶部３３から抽出して第２の記憶部である履歴情報記憶部４１に動画データ（異常時）４１ｂとして記憶させる処理を行う。これにより、基板搬入時に生じた基板９の位置ずれや反り変形等の発生要因と異常放電との関連を動画データによって確認することができる。ここでも、「第２の動画抽出開始時点＊４から検出時点＊１までの時間帯Ｔ３」は、検出時点＊１を含まない時間帯を意味するものとする。

画像データ抽出部３５ｂに対しては、第１の記憶部から抽出して第２の記憶部へ記憶す
る動画データをどの時間帯に対応させるかの設定が予めオペレーターによって為されており、その設定に従って後述する画像データ抽出処理が画像データ抽出部３５ｂによって実行される。

なお、図１、図２に示すプラズマ処理装置においては、カメラ２６は蓋部２に設けられて蓋部２とともに昇降することから、図２（ａ）に示す基板９の搬入動作において処理室３ａの内部を撮影することができない。このため、上述のように搬入開始時点から撮影を行う必要がある場合には、蓋部２に設けられたカメラ２６の他に、蓋部２を上昇させた状態においてベース部１や電極部５の上面を撮影可能な位置に専用のカメラを別途設ける必要がある。

また、単一のカメラによって基板搬入動作を含めて撮影を行わせたい場合には、図７に示すような構成の真空チャンバ３Ａによって真空チャンバ３を置き換えればよい。図７において、真空チャンバ３Ａは、単一の密閉型の容器５０より構成されており、容器５０の内部は、基板９を対象としてプラズマ処理を実行する処理室５０ａとなっている、処理室５０ａには、処理対象の基板９を載置するための載置部５１ａが設けられた下部電極５１および下部電極５１の上方に対向した上部電極５２が配置されている。

容器５０の側面には、載置部５１ａ上に基板９を搬入・搬出するための開口部５０ｂが設けられており、開口部５０ｂは開閉機構５３によって開閉自在となっている。図７（ａ）に示すように、開口部５０ｂが開放した状態で、吸着保持部５５によって基板９を上面側から吸着して保持した基板搬送機構５４を水平方向から開口部５０ｂを介して下部電極５１の上方に進出させることにより、基板９は載置部５１ａに載置される。

容器５０において開口部５０ｂと対向する反対側の側面には、図１における窓部２ａと同様の窓部５０ｃが、載置部５１ａの高さ位置に合わせて設けられており、開口部５０ｂの外側には図１と同様のカメラ２６が装着されている。基板搬送機構５４によって基板９を容器５０内に搬入する基板搬入動作において、カメラ２６を作動させることにより、基板９の搬入の状態を撮影して動画データを出力させることができる。

図７（ｂ）は、基板９を容器５０内に搬入した後に基板搬送機構５４が退避し、開口部５０ｂが閉止された状態を示している。基板９を対象とするプラズマ処理はこの状態で行われ、この状態でカメラ２６を作動させることにより、プラズマ処理過程における基板９の状態を撮影することができる。すなわち、図７に示す真空チャンバ３Ａにおいては、単一のカメラ２６によってプラズマ処理過程および基板搬入動作時の双方において、基板９の状態を撮像して動画データを出力させることが可能となっている。

このように、処理室内における異常放電を検出する放電状態検出手段が異常放電を検出した場合に、プラズマ発生時点または基板９を真空チャンバ３へ搬入する動作を開始する搬入開始時点など、異常放電の検出時点から所定時間だけ遡った遡及時点および異常放電の検出時点を含んで設定される抽出対象時間帯に対応する動画データを記憶させることにより、異常放電に起因する品質不良が発生した場合にはその異常放電が発生したときの状況を視覚的に把握することが可能になる。これにより、プラズマ処理における異常放電の原因を究明するための有用なデータを取得することができる。

なお上述の説明では、放電状態検出部３４が異常放電を検出した場合の処理について説明したが、放電状態検出部３４が異常放電を検出しなかった場合には、画像データ抽出部３５ｂは、当該基板９について正常な放電状態でプラズマ処理が実行されたことを証明するための履歴画像を抽出する処理を行う。この履歴画像としては、プラズマが最も安定しやすい時期に撮影した画像（動画または静止画）を当該処理における放電状態を代表させ
るのに適した画像とするのが好ましい。従って、プラズマが安定していると推定される特定時期を予め選定しておき、この特定時期の動画データを動画記憶部３３から事後的に抽出することにより取得される。本実施の形態では、図６に示すように、プラズマ処理が停止される処理終了時点ｔ３の直前に設定された画像取得時期＊５に対応する画像データ（動画データもしくは静止画データ）を履歴画像とする。静止画データは、動画記憶部３３に記憶された動画データから派生するものであり、動画データの１フレーム（１コマ）分のデータである。

放電状態検出部３４が異常放電を検出しなかった場合には、画像データ抽出部３５ｂは、カメラ２６による撮像時間帯における特定時期の動画データもしくは静止画データを、第１の記憶部である動画記憶部３３から抽出して、第２の記憶部である履歴情報記憶部４１に履歴画像データ４１ｄとして記憶させる処理を行う。ここで取得される動画または静止画は、後述する生産履歴情報に含められる。これにより、プラズマ処理のプロセスにおいて、基板９に対してプラズマ処理が適切になされたことを、後工程や基板９を組み込んだ完成品から遡って追跡調査することが可能となり、プラズマ処理におけるトレーサビリティを確保することができる。なお、履歴画像として取得する履歴画像データ４１ｄとしては、動画あるいは静止画のいずれでもよい。動画であれば長くても数秒程度で十分であるが、記憶容量を節約したいのであれば静止画がよい。

データ記録部３５に設けられた一時記憶部３５ｃは、整合器１８、圧力計１５、ガス供給部１６から出力されるマシン出力データおよび日時データ生成部３６から出力される日時データを一時的に記憶して保持する機能を有している。一時記憶部３５ｃは、少なくともプラズマ処理の１サイクル分のマシン出力データを記憶可能な記憶容量を有する。日時データ生成部３６は計時タイマを内蔵しており、データ記録部３５からの日時データ要求信号に基づき、当該時点を特定する日時データをデータ記録部３５に対して出力する。ここで出力される日時データは、日付および時分秒を含む細かいタイミングを特定可能なデータであり、異常放電など瞬時に発生する事象についてもこれらの日時データを介して個々に特定できるようになっている。出力された日時データは一時記憶部３５ｃに一時的に記憶され、上述のマシン出力データおよび電位変化記憶部３２に記憶された電位変化データおよび動画記憶部３３に記憶された動画データとリンクされる。

ワーク情報記憶部３７はワーク情報、すなわち処理対象物である基板９の品種を特定するデータおよび当該品種について適用される運転条件パラメータを規定するファイル名を記憶する。これらのワーク情報はデータ記録部３５によって読み取られ、処理後の基板９を個別に特定する対象物特定データと共に処理済ワーク情報４１ｊとして履歴情報記憶部４１に記録される。対象物特定データとしては、処理後の基板９を収納するマガジンを特定するマガジン特定データ、さらには個々のマガジンにおける収納位置を示す収納段番号などが含まれる。これらの対象物特定データは、プラズマ処理後の基板９をマガジンに収納する基板回収機構を装置制御部４０が動作制御する際に参照するカウンターの値（マガジンにおける収納位置（段数）をカウントするためのカウント値）等から導出される。対象物特定データはデータ記録部３５によって装置制御部４０から読み取られて履歴情報記録部４１に処理済ワーク情報４１ｊとして記憶される。従って、装置制御部４０は処理対象物を特定するための対象物特定データを出力する対象物特定データ出力部として機能する。

運転条件パラメータ記憶部３８は、プラズマ処理実行部を構成する各部の運転条件として当該基板９について設定された運転条件パラメータを記憶する。運転条件パラメータとしては、高周波電源部１９の高周波電源出力、ガス供給部１６によって供給されるプラズマ発生用ガスの供給流量、プラズマ処理を実行する処理時間、処理室３ａ内の真空度を示す処理圧力などが含まれる。データ記録部３５によって読み取られた運転条件パラメータ
は、履歴記録対象となる各基板９に実際に適用された運転条件を示す運転条件パラメータ４１ｈとして履歴情報記憶部４１に記録される。補助記憶部３９には、制御部２０による処理に際してデータを保持することが必要な場合に、随時一時的に記憶される。装置制御部４０は、前述のプラズマ処理実行部によるプラズマ処理のプロセス動作を制御する。

プラズマ処理の実行に際しては、前述構成のプラズマ処理実行部には、装置制御部４０によって運転条件パラメータ記憶部３８に記憶された運転パラメータに基づく制御指令が出力され、プラズマ処理実行部を構成する各部はこれらの制御指令に従って作動する。マシン出力データは実際の運転状態において、整合器１８、圧力計１５、ガス供給部１６からそれぞれの作動状態を示す信号として出力されるものであり、ここではこれらのマシン出力データを、個別の基板９の処理履歴として記録するようにしている。マシン出力データは、異常放電が発生しなかった場合は想定内の数値となるが異常放電が生じると想定から大きく外れた数値となる。従って、放電状態検出部３４での判定結果を示す判定データに加えてこのマシン出力データを参照することで、プラズマ処理が正常に行われたことの証明をより客観的に示すことができる。

このようなマシン出力データの具体例としては、以下のようなものがある。まず、ガス供給部１６からは、プラズマ発生用ガスの流量値を示す流量信号が出力される。また、圧力計１５からは処理室３ａ内の真空度を示す真空度信号出力される。整合器１８からは、ＲＦ入射信号、ＲＦ反射信号、ＬＯＡＤ信号、ＶＤＣ信号，ＰＨＡＳＥ信号が出力される。ＰＦ入射信号とは、プラズマ発生のために高周波電源部１９から出力された電力のうち高周波回路内を進行した電力の値を示す信号であり、ＲＦ反射信号とは、出力された電力のうち高周波回路のインピーダンス変化で反射された電力の値を示す信号である。ＬＯＡＤ信号およびＰＨＡＳＥ信号は、整合器１８に内蔵されたインピーダンス整合用の可変コンデンサの設定指示値であり、当該状態における極板間距離の距離可変代に対する割合（０〜１００％）で示される。ＶＤＣ信号は、セルフバイアス電圧、すなわちプラズマ放電発生時において電極間電圧が負側にバイアスされる電圧値を示すものである。

このようなマシン出力データは、プラズマ処理実行過程において、予め設定された読み取りタイミングとなったことを示すマシン出力データ読み取り指令が、装置制御部４０から出力されることにより行われる。このマシン出力データ読み取り指令が出力されることにより、データ記録部３５は整合器１８、圧力計１５、ガス供給部１６から出力されたマシン出力データおよび日時データ生成部３６から出力された日時データを一時記憶部３５ｃに保持し、マシン出力データと日時データとを関連づけて、履歴情報記憶部４１にマシン出力データ４１ｃとして記録する。

また、データ記録部３５は、電位変化データ、動画データ（異常時）、マシン出力データ、履歴画像データ、検出データ、判定データを履歴情報記憶部４１に記録する際には、日時データ生成部３６によって生成された日時データを電位変化データ４１ａ、動画データ（異常時）４１ｂ、履歴画像データ４１ｄとリンクさせた上で記録する。これにより、電位変化データ４１ａと動画データ（異常時）４１ｂ、履歴画像データ４１ｄを、共通の日時データを介して関連づけることができる。すなわち第２の記憶部に記憶された動画データ（異常時）４１ｂ、履歴画像データ４１ｄと第４の記憶部に記憶された電位変化データ４１ａには、両者を関連付けるための連結情報としての日時データが含まれた形態となっている。

履歴情報記憶部４１に記録される履歴情報において、処理済ワーク情報４１ｊ、運転条件パラメータ４１ｈ、マシン出力データ４１ｃ、判定データ４１ｆ、この判定結果が良判定の場合に添付される履歴画像データ４１ｄは、プラズマ処理実行部による処理対象物のプラズマ処理の処理履歴を含む生産履歴情報に該当する。すなわち生産履歴情報は、処理
対象物毎の放電状態の良否判定の結果と、処理実行日時および処理後の当該処理対象物を特定する対象物特定データと、プラズマ処理実行部を構成する各部の運転条件として設定された運転条件パラメータと、実際の運転状態を示すデータとしてプラズマ処理実行部から出力されるマシン出力データを含む形態となっている。

また電位変化データ４１ａ、動画データ（異常時）４１ｂおよび検出データ４１ｅと検出条件パラメータ４１ｇは、放電状態検出部３４による放電状態の検出履歴を示す放電状態検出履歴情報に該当する。なお後述するように、本実施の形態においては、放電状態の良否判定において否判定がなされた場合にのみ、これらの放電状態検出履歴情報を後述する放電状態検出履歴ファイルに含めて出力するようにしている。

次にプラズマ処理の実行過程において、データ記録部３５によって上述の生産履歴情報および放電状態検出履歴情報を抽出して履歴情報記憶部４１に記録するデータ記録処理のプロセスについて、図８、図９を参照して説明する。このデータ記録処理は、処理対象物である個々の基板９について実行されるものである。

図８において、タイミングｔ０にてプラズマ処理のための作業動作が開始されると、まず処理室３ａ内に処理対象の基板９を搬入する基板搬入が実行される。すなわち図２（ａ）に示すように、上流側（矢印ａ）から供給される基板９の後端部を基板搬入アーム３０によって押送して、基板９をガイド部材８によってガイドしながら電極部５の絶縁体７の上面に搬入する。

そして基板９が絶縁体７上の処理位置に載置されると、図２（ｂ）に示すように、蓋部２を下降させて（矢印ｂ）ベース部１に当接させ、真空チャンバ３を閉じる。これにより、蓋部２に設けられたカメラ２６によって処理室３ａ内を撮影することが可能な状態となり、履歴情報としての動画データを取得するための撮影が開始される。なお、図７に示すような真空チャンバ３Ａを備えている場合には、基板搬入を開始する搬入開始時点からカメラ２６による撮影を開始することができる。

次いで真空チャンバ３が密閉されたタイミングｔ１にて、真空ポンプ１７を作動させて処理室３ａ内の真空排気を開始する。処理室３ａ内が所定の真空度になったならば、ガス供給部１６を作動させて処理室３ａ内にプラズマ発生用ガスを供給し、次いでガス流量が規定量になったタイミングｔ２にて、高周波電源部１９を作動させ電極部５に高周波電圧を印加し処理室３ａ内においてプラズマ放電を開始させる。これにより、基板９を対象としたプラズマ処理が実行される。

この後、所定の処理時間がタイムアップしたタイミングｔ３にて、真空排気、ガス供給および高周波電圧の印加が停止され、これとともにカメラ２６による撮影が終了する。次いでプラズマ処理の停止を承けてベントバルブ１２を開放することにより、処理室３ａの大気開放が行われる。そして大気開放が完了して蓋部２が上昇したタイミングｔ４から基板搬出動作が開始され、タイミングｔ５にて基板搬出が終了することにより、プラズマ処理の１サイクルが完了する。

上記プロセスにおいて、プラズマ処理が終了するタイミングｔ３の後、マシン出力データ記録、日時データ記録、プラズマ検出データ（検出データ，判定データ，検出条件パラメータ）記録、運転条件パラメータ記録、処理済ワーク情報記録、履歴画像記録の一連のデータ記録処理がデータ記録部３５によって実行される。

このデータ記録処理について、図９のフローを参照して説明する。データ記録処理は図８のタイミングｔ２、すなわちプラズマ放電の開始と同時に実行される。まずデータ記録
部３５は、プラズマ放電の開始と同時に日時データ生成部３６から出力される日時データを一時記憶部３５ｃに保持し（Ｓ１）、次いでガス供給部１６、圧力計１５、整合器１８から出力されるマシン出力データを読み取って一時記憶部３５ｃに保持する（Ｓ２）。（Ｓ２）の後、データ記録部３５は、放電状態検出部３４によって異常放電が検出されたか否かを確認する（Ｓ３）。異常放電が検出されていなければ、データ記録部３５は所定の処理時間がタイムアップしてプラズマ放電が終了しているか否かを判断する（Ｓ６）。（Ｓ６）でプラズマ処理が継続中であると確認されたならば、データ記録部３５は（Ｓ１），（Ｓ２），（Ｓ３）の処理を反復実行する。このように、プラズマ処理が正常な状態で継続する間は、データ記録部３５によって（Ｓ１），（Ｓ２）が連続的に実行され、その結果、一時記憶部３５ｃには日時データとマシン出力データが時系列的に記憶される。

（Ｓ３）において異常放電が検出されている場合には、電位変化データ抽出処理が電位変化データ抽出部３５ａによって実行され（Ｓ４）、さらに画像データ抽出処理が画像データ抽出部３５ｂによって実行される（Ｓ５）。電位変化データ抽出処理では、電位変化データ抽出部３５ａが電位変化記憶部３２から異常放電の発生状況を示す電位変化データを含む１サイクル分の電位変化データを抽出する。抽出された電位変化データは、電位変化データ記録処理で履歴情報記憶部４１に記憶されるまで電位変化データ抽出部３５ａによって一時的に保持される。動画記録処理では、オペレーターによって予め設定された時間帯、すなわちＴ１，Ｔ２，Ｔ３のいずれかに対応する動画データを抽出する。各時間帯は、少なくとも異常放電の発生状況を示す動画データが含まれるように設定される。抽出された動画データは、動画データ記録処理で履歴情報記憶部４１に記憶されるまで電位変化データ抽出部３５ｂによって一時的に保持される。

（Ｓ６）においてプラズマ処理の終了が確認されたならば、当該プラズマ処理プロセスにおける履歴情報を、履歴情報記憶部４１に記録する一連のデータ記録処理がデータ記録部３５によって実行される。なお、プラズマ処理の終了が確認されるケースとしては、所定の処理時間がタイムアップして正常に終了する場合の他、異常放電を検出した場合の自動停止やオペレーターによる手動動作での停止がある。

一連のデータ記録処理ではまず、データ記録部３５は日時データ記録処理を実行する（Ｓ７）。この処理では、一時記録記憶部３５ｃに保持された日時データのうち、最後に保持された日時データを履歴情報記録部４１の日時データ４１ｋに記憶する。これにより、履歴情報記録部４１の日時データ４１ｋは正常にプラズマ放電が終了した場合はそのプラズマ処理が行われた日時として、異常放電が検出された場合は異常放電を検出した日時として用いられる。

次いで、データ記録部３５はマシン出力データ記録処理を実行し（Ｓ８）、運転条件パラメータ記録処理を実行する（Ｓ９）。マシン出力データ記録処理では制御部２０により、プラズマ放電が停止したタイミングｔ３から、任意に設定された時間Δｔを遡ったタイミング［ｔ３−Δｔ］におけるマシン出力データを一時記憶部３５ｃに記憶されたデータの中から抽出して履歴情報記録部４１のマシン出力データ４１ｃに記憶する。タイミング［ｔ３−Δｔ］におけるマシン出力データを記録する理由については、タイミングｔ３のマシン出力データはプラズマが消滅した後のプラズマ処理実行部の運転状況を示すデータであり、トレーサビリティ用のデータとして採用できないからである。そこで、プラズマ放電が安定していると思われるタイミングまで時間を遡ってマシン出力データを一時記憶部３５ｃから抽出して履歴情報記録部４１のマシン出力データ４１ｃに記憶するようにしている。時間Δｔは制御部の処理速度により異なるが、数十ｍｓから数百ｍｓの範囲で設定されるのが望ましい。また、データ記録部３５は（Ｓ７）で記録した日時データを連結情報としてマシン出力データに組み込んで履歴情報記録部４１のマシン出力データ４１ｃに記憶する。日時データを連結情報として組み込む方法としては、ファイル名の一部に日
時データを使用する方法でもよい。

運転条件パラメータ記録処理では、データ記録部３５は運転条件パラメータ記憶部３８に記憶されている運転条件パラメータを読み取って履歴情報記憶部４１の運転条件パラメータ４１ｈに記憶する。また、データ記録部３５は（Ｓ７）で記録した日時データを連結情報として運転条件パラメータに組み込んで履歴情報記録部４１の運転条件パラメータ４１ｈに記憶する。

この後、データ記録部３５はプラズマモニタ検出データ記録処理を実行する（Ｓ１０）。プラズマモニタ検出データ記録処理により、放電状態検出部３４から読み取られた検出データ（イ）と判定データ（ロ）と検出条件パラメータ（ハ）は履歴情報記憶部４１の検出データ４１ｅ，判定データ４１ｆ，検出条件パラメータ４１ｇにそれぞれ記憶される。プラズマモニタ検出データ記録処理においても、データ記録部３５は（Ｓ７）で記録した日時データを連結情報として検出データ，判定データ，検出条件パラメータ，に組み込んで履歴情報記憶部４１に記憶する。

その後、データ記録部３５は処理済ワーク情報記録処理を実行する（Ｓ１１）。データ記録部３５は、ワーク情報記憶部３７からワーク情報（基板９の品種を特定する情報と運転条件パラメータを規定するファイル名）を、装置制御部から個々の基板を特定する対象物特定データを読み取り、これらに（Ｓ７）の日時データを連結情報として組み込んだ処理済ワーク情報を作成する。データ記録部３５は、作成した処理済ワーク情報を履歴情報記憶部４１の処理済ワーク情報４１ｊに記憶する。

この後、データ記録部３５は放電状態判定部３４ｂによる当該基板９の放電状態の良否判定の結果を確認する（Ｓ１２）。良否判定の結果は、Ｓｕｃｃｅｓｓ（良）／Ｅｒｒｏｒ（否）のいずれかを示す判定データで出力され、判定データがＳｕｃｃｅｓｓであれば、データ記録部３５は当該基板９が正常にプラズマ処理されたことを証明するための履歴画像を生産履歴として記録する履歴画像記録処理を実行する（Ｓ１３）。これにより、データ記録部３５によって履歴画像データ４１ｄが履歴情報記憶部４１に記憶され、その後データ記録処理は終了する。ここでもデータ記録部３５は（Ｓ７）で記録した日時データを連結情報として履歴画像データに組み込んで履歴情報記憶部４１に記憶する。

また（Ｓ１２）にてＥｒｒｏｒであれば、データ記録部３５は電位変化データ記録処理（Ｓ１４）と動画データ記録処理（Ｓ１５）を実行し、その後データ記録処理を終了する。電位変化データ記録処理では、電位変化データ抽出部３５ａが保持している１サイクル分の電位変化データを履歴情報記憶部４１の電位変化データ４１ａに記憶する。動画データ記録処理では、画像データ抽出部３５ｂが保持している異常放電の発生状況を示す動画データを含む動画データを履歴情報記憶部４１の動画データ（異常時）４１ｂに記憶する。履歴情報記憶部４１に記憶される電位変化データには電位変化データ抽出部３５ａによって（Ｓ７）の日時データが連結情報として組み込まれる。また、履歴情報記憶部４１に記憶される動画データにも画像データ抽出部３５ｂによって（Ｓ７）の日時データが連結情報として組み込まれる。

以上の説明の通り、データ記録部３５はデータ記録処理を実行することにより当該基板９に関する生産履歴情報および放電状態検出履歴情報を履歴情報記憶部４１に記憶する。

このように、データ記録部３５は、処理対象物に対するプラズマ処理が終了する毎に、日時データ、マシン出力データ、運転条件パラメータ、検出データ、判定データ、検出条件パラメータ、処理済ワーク情報を履歴情報記憶部４１に記憶する処理を実行する。これらに加え、データ記録部３５は正常にプラズマ処理を終えた場合は履歴画像データを、異
常放電が発生した場合には電位変化データと動画データを履歴情報記憶部４１に記憶する処理を実行する。履歴情報記憶部４１に記憶されるこれらのデータ等には連結情報としての日時データを組み込まれているので日時データを手がかりに関連するデータの検索や並び替え等を容易に行うことができる。

ファイル出力部４２は、履歴情報記憶部４１から上述の生産履歴情報および放電状態検出履歴情報を読み出して、生産履歴ファイルおよび放電状態検出履歴ファイルとして出力する機能を有している。作成された履歴ファイルはリムーバブル記憶装置２８に出力されるとともに、必要に応じて補助記憶部３９に一時的に保存される。

ファイル出力部４２は、使用目的に応じてそれぞれ異なるデータ内容のファイルを作成する生産履歴ファイル作成部４２ａ、プラズマモニタファイル作成部４２ｂ、電位変化ファイル作成部４２ｃを備えている。生産履歴ファイル作成部４２ａ、プラズマモニタファイル作成部４２ｂ、電位変化ファイル作成部４２ｃは、それぞれ図１０に示す生産履歴ファイル６１、プラズマモニタファイル６２、電位変化ファイル６３を作成する。プラズマモニタファイル６２、電位変化ファイル６３は、放電状態検出部３４による放電状態の検出履歴を示す放電状態検出履歴情報をデータ内容とする放電状態検出履歴ファイルである。

生産履歴ファイル６１は当該プラズマ処理装置に備えられたプラズマ処理実行部による基板９のプラズマ処理の処理履歴を含む生産履歴情報をデータファイル化したものであり、装置ユーザが生産管理におけるトレーサビリティデータとして用いることができるようデータ構成がなされている。図１０（ａ）に示すように、生産履歴ファイル６１は、「マガジン」６１ａ、「収納段Ｎｏ」６１ｂ、「結果」６１ｃ、「日時」６１ｄ、「設定プログラム」６１ｅ、「運転条件パラメータ」６１ｆ、「マシン出力データ」６１ｇ、「画像」６１ｈの各データより構成され、各行が個別の処理対象物である１つの基板９に対応している。「マガジン」６１ａ、「収納段Ｎｏ」６１ｂは、処理後の当該処理対象物を特定する対象物特定データであり、「マガジン」６１ａはプラズマ処理後の基板９が収納されたマガジンを特定するデータを、「収納段Ｎｏ」６１ｂはそのマガジンにおける当該基板９が収納されている収納段の番号をそれぞれ示す。

「結果」６１ｃは当該基板９についての放電状態の良否判定の結果を示す判定データであり、正常な放電状態でプラズマ処理が実行された場合には“Ｓｕｃｃｅｓｓ”である旨が出力され、異常放電が検出された場合には“Ｅｒｒｏｒ”である旨、およびＥｒｒｏｒの内容が出力される。「日時」６１ｄはプラズマ処理が実行された日時または異常放電を検出した日時を特定する日時データである。「設定プログラム」６１ｅには当該基板９のワーク情報、すなわちワーク品種およびこの基板９について適用されたプラズマ処理条件を規定するデータファイル名が出力される。「マガジン」６１ａ、「収納段Ｎｏ」６１ｂ、「結果」６１ｃ、「日時」６１ｄ、「設定プログラム」６１ｅは、履歴情報記憶部４１に記録された処理済ワーク情報４１ｊに相当するデータである。「運転条件パラメータ」６１ｆ、「マシン出力データ」６１ｇは、それぞれ履歴情報記憶部４１に記録された運転条件パラメータ４１ｈ、マシン出力データ４１ｃに相当するデータである。「画像」６１ｈには、当該基板９が正常にプラズマ処理されたことを証明するための履歴画像（動画または静止画）が、この画像を特定するデータ名称とともに出力される。

本発明では、生産履歴ファイル６１が「結果」の他に、「マシン出力データ」６１ｇを含むことに重要な意味がある。異常放電の有無を意味する「結果」が“Ｓｕｃｃｅｓｓ”であっても、放電状態検出部３４における検出条件パラメータの設定ミスやプローブ電極２２ｂの故障などの要因で誤った結果を出力している可能性を排除できない。しかし「結果」６１ｃに加え「マシン出力データ」６１ｇを含めておくことにより、マシン出力デー
タの数値でプラズマ処理実行部が異常放電による異常な動作を行っていなかったことの立証により“Ｓｕｃｃｅｓｓ”はより信用できる結果として受け入れられる。

また、生産履歴ファイル６１に「運転条件パラメータ」６１ｆがあることで、マシン出力データが異常放電時の動作を示すものかの判断を行いやすくなるというメリットもある。

なお、本実施の形態における生産履歴ファイル６１は上述の如く構成されているが、「運転条件パラメータ」６１ｆと「画像」６１ｈは、生産履歴ファイルに必ずしも含める必要はない。

プラズマモニタファイル６２は、プラズマモニタである放電状態検出部３４から出力されるデータをデータファイル化したものであり、主にプラズマ処理装置の装置メーカが装置トラブルに対応する際に参照することを目的として作成される。図１０（ｂ）に示すように、プラズマモニタファイル６２は、「日時」６２ａ、「プラズマモニタ検出データ」６２ｂ、「動画」６２ｃより構成され、各行が個別の処理対象物である１つの基板９に対応している。

「日時」６２ａは、プラズマ処理が実行された日時または異常放電が発生した日時を特定する日時データである。「プラズマモニタ検出データ」６２ｂは放電状態検出履歴情報であり、放電状態の検出処理過程における検出条件として設定された検出条件パラメータと、電位変化データの解析結果を示すデータとして放電状態検出部３４から出力される検出結果を示す検出データと判定結果を示す判定データが含まれる。なお、判定結果が“Ｓｕｃｃｅｓｓ”である場合には、当該基板９については「プラズマモニタ検出データ」６２ｂの各項目についてデータを表示させる必要はなく、判定結果が“Ｅｒｒｏｒ”である場合についてのみ、「プラズマモニタ検出データ」６２ｂを出力させる。そして判定結果が“Ｅｒｒｏｒ”である場合には、「動画」６２ｃに、履歴情報記憶部４１に記録された動画データ（異常時）４１ｂが、この動画を特定するデータ名称とともに出力される。

電位変化ファイル６３は、前記処理室内で異常放電が発生した場合にその異常放電によって誘発される電位変化の信号を波形として示す電位変化データをデータファイル化したものである。電位変化ファイル６３も同様にプラズマ処理装置の装置メーカが装置トラブルに対応する際に参照することを目的として作成される。図１０（ｃ）に示すように、電位変化ファイル６３は「日時」６３ａ、「波形データ」６３ｂ、「動画」６３ｃより構成される。「日時」６３ａは、異常放電を検出した日時を特定する日時データである。「波形データ」６３ｂは、放電状態検出部３４によって異常放電が検出された場合に電位変化データ抽出部３５ａによって電位変化記憶部３２から読み出された電位変化の波形を示すデータである。「動画」６３ｃには、当該波形データに対応し履歴情報記憶部４１に記録された動画データ（異常時）４１ｂが、この動画を特定するデータ名称とともに出力される。

なお、生産履歴ファイル６１、プラズマモニタファイル６２、電位変化ファイル６３のファイル形式としては、これらを参照する主体に応じてデータ形式を選定することもできる。例えば生産履歴ファイル６１については、ｃｓｖファイル形式など装置ユーザが生産管理のために容易に閲覧することが可能なファイル形式を選定する。そしてプラズマモニタファイル６２、電位変化ファイル６３については、データ内容を秘匿可能としながら、装置メーカが必要なときにはネットワークを介して遠隔地からでも随時当該装置にアクセスして、これらの履歴ファイルを参照するのに適したファイル形式を選択する。これにより、内容とするデータの性質が異なる複数種類の履歴ファイルを、使い勝手よくかつ適正に管理することができる。

ファイル出力部４２は、表示部２７に図１１（ａ）に示すファイル出力画面６４を表示する。ファイル出力部４２はファイル出力画面６４の操作ボタンからの入力に応じて出力したファイルをリムーバブル記憶装置２８へ出力する。ファイル出力画面６４には、「生産履歴」６４ａ、「プラズマモニタ履歴」６４ｂ、「電位変化データ」６４ｃ、「現在のデータ」６４ｄの４つの操作ボタンが設けられており、これらのいずれかを操作することにより、その目的に応じて異なった組み合わせで出力される。すなわち、「生産履歴」６４ａを操作することにより、期間入力欄６４ｅに保存対象期間の終期の指定の入力を行うように、また画像添付の要否をチェック枠６４ｆにチェックマークを付与するように促す画面が表示される。なお保存対象期間の開始日はその時点に応じて自動的に表示される。これらの入力がなされることによって、指定された保存対象期間に対応した生産履歴ファイル６１（図１０（ａ））が、リムーバブル記憶装置２８に出力される。この出力操作は、装置ユーザが生産管理用のデータとしての生産履歴ファイル６１を出力させる場合に選択されるものである。

また「プラズマモニタ履歴」６４ｂを操作することにより、同様に期間入力欄６４ｇに保存対象期間の終期の指定の入力を行うように、また画像添付の要否をチェック枠６４ｈにチェックマークを付与するように促す画面が表示される。これらの入力がなされることによって、指定された保存対象期間に対応した生産履歴ファイル６１およびプラズマモニタファイル６２（図１０（ｂ））が、リムーバブル記憶装置２８に出力される。この出力操作は、プラズマ処理品質の不良などのトラブル発生時において、装置メーカが生産履歴情報と異常放電検出履歴情報とを突き合わせて、トラブルの原因を遡及追跡調査する場合に選択されるものである。

そして「電位変化データ」６４ｃを操作することにより、図１１（ｂ）に示す電位変化データ出力画面５６が表示され、多数の電位変化データの中から、必要と判断されるデータのみを選択して出力できるようになっている。すなわち電位変化データ出力画面５６には、既に履歴情報記憶部４１に記録済みの波形データを表形式で表すデータ表示欄６５ａが表示されており、これらのデータに対して時系列順に付与されたデータ番号６５ｂと、これらのデータ番号６５ｂに対応するデータ名６５ｃ（ここでは異常放電発生日時をそのまま当該データのファイル名としている）とが列記されている。電位変化データを出力する際には、まずデータ表示欄６５ａに列記された複数のデータの中から、異常放電発生日時に基づいてデータを選択する。

そして不要と判断したデータにカーソルを合わせ、「削除」６５ｅを操作することにより、これら不要なデータが削除される。削除操作を取り消す場合には、「戻る」６５ｄを操作する。データ数が多い場合には、「次ページ」６５ｆを操作して次ページを表示させて同様の操作を行い、画像／動画添付の要否をチェック枠６５ｇにチェックマークを付与することによって行った後、「実行」６５ｈを操作することにより、選択された電位変化データがリムーバブル記憶装置２８に出力される。この出力操作は、上述のトラブル発生時において、電位変化データを波形として視覚的に確認する必要があると判断する場合に選択されるものである。

さらに「現在のデータ」６４ｄを操作することにより、その時点で記録されている全ての履歴情報が生産履歴ファイル６１、プラズマモニタファイル６２、電位変化ファイル６３の形式で出力され、リムーバブル記憶装置２８に記憶される。これにより、取得された履歴データの散逸を防止することができる。

このようにして作成・出力される生産履歴ファイル６１、プラズマモニタファイル６２、電位変化ファイル６３は、いずれもこれらの履歴ファイルを構成する各データを共通の
日時データを介して関連づける連結情報を含んだデータ構成となっている。このためこれらを個別のファイルとして出力させた場合にあっても、これらの履歴ファイルを構成する各データを共通の日時データを介して突き合わせ、トラブル対処時の要因解析作業を適正に行うことができる。

このように、生産履歴情報や放電状態検出履歴情報などの処理履歴情報を個々の生産品について整備して、必要に応じて操作性よく出力させることが可能な構成とすることにより、個々の生産品の処理品質を保証するとともに、不具合発生時の後工程からの遡及調査が可能となり、プラズマ処理におけるトレーサビリティを確保することが可能となっている。

なお本実施の形態においては、生産履歴ファイル６１、プラズマモニタファイル６２、電位変化ファイル６３に動画や静止画のデータを含ませるようにしているが、これら動画や静止画などの画像データは、生産履歴情報や放電状態検出履歴情報として必須の構成要素ではなく、これらの画像データを除外するようにしてもよい。

本発明のプラズマ処理装置は、プラズマ処理における異常放電の原因を究明するための有用なデータを取得することができるという効果を有し、基板などを処理対象物としてプラズマ処理を行う分野に有用である。

本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の断面図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の動作説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置に用いられる放電検出センサの構成説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の制御部の構成および機能を示すブロック図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における放電状態検出部の機能説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置における画像データ抽出処理の説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の構成および動作を示す説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置の動作および処理を示すタイムチャート 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置におけるデータ記録処理を示すフロー図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置によって出力される履歴データファイルの構成説明図 本発明の一実施の形態のプラズマ処理装置におけるファイル出力部の機能説明図

２ 蓋部
２ａ 窓部
３ 真空チャンバ
３ａ 処理室
５ 電極部
９ 基板
１５ 圧力計
１６ ガス供給部
１７ 真空ポンプ
１８ 整合器
１９ 高周波電源部
２１ 誘電体部材
２２ プローブ電極ユニット
２２ｂ プローブ電極
２３ 放電検出センサ
２６ カメラ
Ｐ プラズマ

Claims (6)

1. 処理対象物を収容可能な処理室を形成する真空チャンバと、前記処理室を減圧した状態でこの処理室内にプラズマ発生用ガスを導入して高周波電圧を印加することにより前記プラズマ発生用ガスを励起させて前記処理室内に収容された処理対象物のプラズマ処理を実行するプラズマ処理実行部と、前記処理室内における異常放電を検出する放電状態検出手段を備えたプラズマ処理装置であって、
   前記真空チャンバに設けられた窓部と、前記窓部を介して前記真空チャンバの内部を撮像して動画データを出力するカメラと、前記カメラから出力された動画データを記憶する第１の記憶部と、前記第１の記憶部から抽出された動画データを記憶する第２の記憶部と、
   前記放電状態検出手段が異常放電を検出した場合に、少なくとも異常放電の発生状況を示す動画データを前記第１の記憶部から抽出して前記第２の記憶部に記憶させる画像データ抽出手段とを備えたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. 前記画像データ抽出手段が、少なくとも異常放電の検出時点より所定時間遡った時点から前記検出時点までの時間帯に対応する動画データを前記第１の記憶部から抽出して前記第２の記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
3. 前記画像データ抽出手段が、少なくともプラズマ発生用ガスを励起させてプラズマを発生させるプラズマ発生時点から前記検出時点までの時間帯に対応する動画データを前記第１の記憶部から抽出して前記第２の記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
4. 前記プラズマ処理装置が前記真空チャンバ内に処理対象物を搬入する処理対象物搬入機構を含むものであり、前記画像データ抽出手段が、前記処理対象物搬入機構によって前記処理対象物を前記真空チャンバへ搬入する動作を開始する搬入開始時点から前記検出時点までの時間帯に対応する動画データを前記第１の記憶部から抽出して前記第２の記憶部に記憶させることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置。
5. 前記窓部は、一方の面が前記処理室内に発生した前記プラズマに対向するように前記真空チャンバに装着された板状の誘電体部材を有し、
   前記放電状態検出手段は、前記誘電体部材の他方の面に設けられた透明電極と、前記透明電極に前記プラズマの変化に応じて誘発される電位変化を受信して異常放電の発生を検出する放電状態解析部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
6. 前記透明電極から受信した電位変化のデータを記憶する第３の記憶部と、前記第３の記憶部から読み取られた前記電位変化のデータを記憶する第４の記憶部と、前記異常放電の発生を検出した場合に少なくともその異常放電の発生状況を示す電位変化のデータを前記第３の記憶部から読み取って前記第４の記憶部に記憶させる電位変化データ抽出手段とを備え、
   前記第２の記憶部に記憶された前記動画データと前記第４の記憶部に記憶された前記電位変化のデータには、両者を関連付けるための連結情報が含まれていることを特徴とする請求項５記載のプラズマ処理装置。

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