(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置において、メンテナンスを要する時期を精度よく予測することができるようにする。【解決手段】処理室内でプラズマを生成させて試料を処理するプラズマ処理装置と、プラズマ処理装置の装置状態を予測する状態予測装置を備えたプラズマ処理装置において、状態予測装置を、プラズマ処理装置から試料を処理中に出力される装置データを集録する装置データ集録部と、処理室内の物理環境を計測して装置物理環境データとして集録する物理環境計測データ集録部と、物理環境計測データ集録部に集録された複数の装置物理環境データから物理環境の経時変化成分を抽出し、装置データ集録部に集録した装置データから物理環境の経時変化成分を抽出して除去するデータ補正部と、物理環境の経時変化成分が除去された装置データを入力データとしてプラズマ処理装置の装置状態を予測するための計算を行う装置状態予測計算部とを備えて構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料がプラズマ処理される処理室と、前記処理室の状態を予測する状態予測装置を備えるプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、
プラズマ処理中にモニタされた第一のデータから前記処理室の物理環境の経時変化成分を除去し、前記経時変化成分が除去された前記第一のデータを入力データとして前記処理室の状態を予測するための演算を行い、
前記経時変化成分は、前記処理室の物理環境を示す第二のデータから抽出されることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第二のデータを用いた主成分分析により前記第二のデータの主成分空間を構築し、前記第一のデータを前記主成分空間へ投影することにより前記主成分空間に投影された前記第一のデータから第一主成分または複数の主成分を除去して元のデータ空間へ戻すことによって前記第一のデータから前記経時変化成分を除去することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記第一のデータは、プラズマの発光データを含み、
前記第二のデータは、前記処理室の内部状態を変化させることにより取得された外部光のデータを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載のプラズマ処理装置において、
前記処理室の内部状態を変化させることは、前記処理室の内壁を覆うように配置された石英製カバーの曇り量、前記石英製カバーの表面状態もしくは前記石英製カバーの厚みまたは前記外部光が透過する透過窓の曇り量、前記透過窓の表面状態もしくは前記透過窓の厚みを変化させることであることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記第一のデータは、前記試料のプラズマ処理中における、前記試料が載置される試料台に印加される高周波電圧または前記試料台に流れる高周波電流により求められるプラズマインピーダンスを含み、
前記第二のデータは、前記処理室の内壁を覆うように配置された石英製カバーの厚さを変化させることにより取得され、前記高周波電圧または前記高周波電流により求められるプラズマインピーダンスを含むことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、ＰＣＡ−Ｔ−ｓｑｕａｒｅｄまたはＰＣＡ−ＳＰＥを用いて前記処理室の状態を予測するための演算を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項７】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第二のデータに主成分分析を行う時の前処理として前記第二のデータから外れ値を除去する処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項８】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第二のデータに主成分分析を行う時の前処理として前記第二のデータの特徴量を抽出する処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第二のデータの特徴量として統計値を抽出することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１０】
請求項８に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第二のデータの特徴量として周波数成分を抽出することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１１】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第二のデータから前記物理環境の前記経時変化成分を抽出する手法として機械学習のアルゴリズムを用いることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１２】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第二のデータから前記物理環境の前記経時変化成分を抽出する手法として非線形のアルゴリズムを用いることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１３】
請求項７に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第二のデータに主成分分析を行う時の前処理としてデータの標準化処理を行うことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１４】
請求項２に記載のプラズマ処理装置において、
前記状態予測装置は、前記第一のデータおよび前記第二のデータを５Ｈｚ以上のサンプリング周波数の間隔毎に取得することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１５】
試料がプラズマ処理される処理室の状態を予測する状態予測装置において、
前記処理室の物理環境の経時変化成分が除去されプラズマ処理中にモニタされた第一のデータを入力データとして前記処理室の状態を予測するための演算を行う演算部を備え、
前記経時変化成分は、前記処理室の物理環境を示す第二のデータから抽出されることを特徴とする状態予測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置から出力されるセンサーデータを用いて演算処理を行うことで装置の状態を予測する機能を備えたプラズマ処理装置、及び、試料がプラズマ処理される処理室の状態を予測する状態予測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程では、リソグラフィーや成膜、エッチングなど種々の製造プロセスを繰り返し処理する。半導体デバイス量産工場において、これら製造プロセスを担う半導体製造装置の稼働率低下を抑制することは量産コスト低減における重要課題の一つである。
【０００３】
例えば、プラズマエッチング装置では、装置の長期稼動に伴って、反応生成物の蓄積やパーツの消耗に伴う処理室内の経時変化や、プラズマ生成及び制御を担うコンポーネントの劣化などを生じる。そこで、定期的な装置清掃やパーツ交換を行う定期メンテナンスや、予期しない装置故障・不具合などの対応としてメンテナンスが行われる。
【０００４】
これらはいずれも装置稼動率を低下させるため、量産コストの観点から、装置メンテナンス時間は必要最低限とする必要がある。装置メンテナンスにかかる累計時間を削減するためには、各製造装置の健全性や寿命を予測し、さらにメンテナンスすべき装置箇所を事前に特定することで、最適時期に高効率にメンテナンスを行うことが要求される。
【０００５】
これまでに、プラズマ処理装置において、装置状態を監視し、異常を検知・予測する方法として、以下に示すような技術が提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２に記載されるような装置の運転時に取得された装置信号データ群から基準となるモデルを作成し、状態を予測したい装置から取得された装置信号データにおけるモデルからの変化度合い（以下、装置健全性指標）を算出し、装置健全性指標に閾値を設けることで、運転停止時期を判定する手法である。
【０００６】
これらの手法において、モデルや健全性指標、閾値の算出に用いる入力データには、プラズマ発光分光計測データや、センサーやコンポーネントの制御信号や応答信号などの装置の任意点での電気信号データなどが用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４５７０７３６号公報
【特許文献２】特開２０１６−１９２５３２号公報
【特許文献３】国際公開番号  ＷＯ２００４−１９３９６Ａ１
【特許文献４】特許第３７０９３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらの装置から取得された生のデータ群には、プラズマ処理結果に対して無視できるほどの変化しか与えないが、データに大きな変化を与える変化成分が含まれる場合が多い。
【０００９】
例えば、装置内壁消耗など装置内物理環境の変化によって生じた変化成分などが挙げられる。具体的には、プラズマ発光計測データにおいて、プラズマ処理装置内壁を覆うように設置された石英製カバーや分光計測の光導入のために設置された石英窓における石英曇り量変化や膜厚の変化、凹凸（ラフネス）の変化によって生じる発光強度変化成分や、プラズマインピーダンスデータにおいて、接地された装置内壁部に形成された絶縁膜層の膜厚変化によって生じるプラズマインピーダンス変化成分などである。
【００１０】
すなわち、これらの装置から取得された生のデータ群を入力データとして、先に述べたプラズマ処理装置の状態予測を行うためのモデルや閾値、装置健全性指標を算出する場合、予測対象となるプラズマ処理結果に影響を及す状態変化を精度よく予測することが困難となる。そこで、装置物理環境変化に伴った変化成分をキャンセル（除去）する必要がある。
【００１１】
この従来技術として、特許文献３に記載されているように、任意区間のデータ毎に規格化するなどして値を補正する技術が提案されている。また、特許文献４に示されるように、装置内壁を覆う石英製カバーやプラズマ発光分光計測用の光導入石英窓を透過させる外部光が設置されたプラズマ処理装置において、予め取得された外部光の参照光と任意の装置状態において取得された外部光の光量差から石英曇りによって生じた光の減衰量を検出し、その光の減衰量から任意の装置状態で取得されたプラズマ発光分光計測データを補正する手法が提案されている。
【００１２】
しかし、特許文献３に示される技術では、任意区間で生じた変化を離散的に補正するため、連続的に生じる経時的な変化成分を除去するには、不適である。また特許文献４に示される技術では、各データ点に対して補正を行うため、生じた補正誤差が、各データ点に対する新たなバラツキとなりうるという課題がある。生じた補正誤差は、連続的な経時変化成分に対する新たな外乱であり、実用においては各データ点に対して補正誤差が生じない（あるいは低減する）ようにするための新たな工夫が必要である。すなわち、高精度な装置状態の予測には、物理環境変化の連続的な経時変化成分を捉え、その変化成分のみを、モデル作成や閾値算出、健全性指標算出のための入力データから除去する手法やシステムが必要である。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、プラズマ装置における物理環境変化の連続的な経時変化成分を捉え、その変化成分のみを装置状態予測における入力データからキャンセル（除去）した後に、予測のための基準モデル及び異常を判定する閾値、装置状態を示す健全性指標を算出することにより、プラズマ処理装置において、予測対象となるプラズマ処理結果に影響を与える装置異常を高精度に検知でき、メンテナンスを要する時期を精度よく予測することができる、プラズマ処理装置及び試料がプラズマ処理されるプラズマ処理室の状態を予測する状態予測装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的は、試料がプラズマ処理される処理室と、この処理室の状態を予測する状態予測装置を備えるプラズマ処理装置において、状態予測装置は、プラズマ処理中にモニタされた第一のデータから処理室の物理環境の経時変化成分を除去し、経時変化成分が除去された第一のデータを入力データとして処理室の状態を予測するための演算を行い、経時変化成分は、処理室の物理環境を示す第二のデータから抽出するように構成したことにより達成される。
【００１５】
また、上記目的は、試料がプラズマ処理される処理室の状態を予測する状態予測装置において、処理室の物理環境の経時変化成分が除去されプラズマ処理中にモニタされた第一のデータを入力データとして処理室の状態を予測するための演算を行う演算部を備え、経時変化成分は、前記処理室の物理環境を示す第二のデータから抽出されるように構成したことにより達成される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、試料を処理する処理室を有するプラズマ処理装置において、プラズマ処理結果には影響しないが装置から取得されるデータに対して大きく影響を与える装置物理環境変化の連続的な経時変化成分を捉え、その変化成分のみを装置状態予測を行う計算における入力データから除去でき、装置状態の予測精度を向上させることができるようになった。
また、本発明によれば、プラズマ処理装置において、予測対象となるプラズマ処理結果に影響を与える装置異常を高精度に検知でき、メンテナンスを要する時期を精度よく予測することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例に係るプラズマ処理装置の構成を説明する縦断面のブロック図である。
【図２】本発明の実施例に係るプラズマ処理状態予測装置の全体の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例に係る物理環境成分を除去するシーケンスの原理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施例に係る石英表面変化の計測と石英表面変化成分の除去シーケンスを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例に係る石英表面変化の計測と石英表面変化成分の除去シーケンスの変形例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例に係る装置状態予測計算シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施例に係る装置状態予測結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、気密な処理室内でプラズマを生成させて試料を処理するプラズマ処理装置と、プラズマ処理装置の装置状態を予測する状態予測装置を備えたプラズマ処理状態予測装置に関するものであり、状態予測装置を、プラズマ処理装置が試料を処理中にプラズマ処理装置から出力される装置データを集録する装置データ集録部と、処理室内の物理環境を計測して装置物理環境データとして集録する物理環境計測データ集録部と、物理環境計測データ集録部に集録された複数の装置物理環境データから物理環境の経時変化成分を抽出し、装置データ集録部に集録した装置データから物理環境の経時変化成分を抽出して除去するデータ補正部と、物理環境の経時変化成分が除去された装置データを入力データとしてプラズマ処理装置の装置状態を予測するための計算を行う装置状態予測計算部とを備えて構成したものである。
【００１９】
また、本発明は、内部に試料台を備えた処理室を有し、この処理室の内部にプラズマを発生させてこのプラズマで前記試料台に載置した試料を処理するプラズマ処理装置と、プラズマ処理装置の装置状態を予測する状態予測装置とを備えたプラズマ処理状態予測装置に関するものであり、状態予測装置は、処理室内の物理環境を変えて計測して得られた複数の装置物理環境データとプラズマ処理装置で試料を処理中にプラズマ処理装置から出力される装置データとを集録するデータ集録部と、データ集録部に集録された複数の装置物理環境データと装置データとを用いて装置データからプラズマ処理装置によるプラズマ処理結果には影響しないがプラズマ処理装置から取得される装置データに対して大きく影響を与える装置物理環境変化の連続的な経時変化成分を抽出して除去するデータ補正部と、装置物理環境の連続的な経時変化成分が除去された装置データを用いてプラズマ処理装置のプラズマ処理結果に影響を与える装置異常を予測する装置状態予測部と、装置状態予測部でプラズマ処理装置が装置異常となることを予測した場合にプラズマ処理装置の異常を警告する情報を出力する判定・制御装置とを備えて構成したものである。
【００２０】
また、本発明は、上記したプラズマ処理状態予測装置において、データ補正部を、複数の装置物理環境データを用いて主成分分析することにより複数の装置物理環境データの主成分空間を構築する物理環境変化成分抽出部と、装置データ集録部に集録した装置データを主成分空間へ投影して主成分空間に投影された装置データから第一主成分または上位複数の主成分を除去して再度元のデータ空間へ戻すことにより装置データから物理環境の経時変化成分を除去する物理環境成分除去部とを備えて構成したものである。
【００２１】
更に、本発明は、上記したデータ補正部を備えたプラズマ処理状態予測装置において、処理室は対向する位置に１対の光透過窓を備え、この１対の光透過窓の一方の側の光透過窓から処理室の内部に外部光を発射する外部光照射部と、外部光照射部から発射されて一方の側の光透過窓を透過して処理室の内部に入射した外部光のうち１対の光透過窓のうちの他方の側の光透過窓を透過した外部光を分光計測する分光計測部とを有し、処理室の内部にプラズマが生成していない状態で外部光照射部から照射されて分光計測部で分光計測することを処理室の内部の条件を変えて繰り返し取得された複数の外部光の分光計測データを物理環境計測データ集録部に集録する装置物理環境データとし、処理室の内部にプラズマが生成されて試料を処理しているときに分光検出部で分光計測して取得したプラズマ発光分光計測データを装置データ集録部に集録する前記装置データとするようにしたものである。
【００２２】
更に、本発明は、上記したデータ補正部を備えたプラズマ処理状態予測装置において、処理室は、処理室の内壁を覆うように設置された石英製カバーと、対向する位置に設けられた１対の透過窓と、１対の透過窓のうちの一方の透過窓を透過した光を分光計測する分光計測部と、１対の透過窓のうちの他方の透過窓から処理室の内部に外部光を発射する外部光照射部とを有し、処理室の内部にプラズマが生成していない状態で石英製カバー又は１対の透過窓の石英曇り量、表面の凹凸、厚みの何れかを変えて分光計測部で取得された複数の外部光の分光計測データを物理環境計測データ集録部に集録する装置物理環境データとし、処理室の内部にプラズマが生成されている状態で分光計測部で取得されたプラズマ発光分光計測データを装置データ集録部に集録する装置データとするようにしたものである。
【００２３】
更に、本発明は、上記したデータ補正部を備えたプラズマ処理状態予測装置において、処理室は、この処理室の内壁を覆うように設置された石英製カバーと、対向する位置に設けられた１対の透過窓と、１対の透過窓のうちの一方の透過窓を透過した光を分光計測する分光計測部と、１対の透過窓のうちの他方の透過窓から処理室の内部に外部光を発射する外部光照射部とを有し、処理室の内部に初期の石英製カバーを装着した状態で試料をプラズマ処理してプラズマ処理中のプラズマ発光を分光計測部で分光計測して得た分光計測データによるプラズマ発光分光計測データと、初期の石英カバーに替えて初期の石英カバーに対して異なった厚みで薄くした複数の石英製カバーを用いてそれぞれの厚みの石英製カバーごとの試料へのプラズマ処理中のプラズマ発光を分光計測部で分光計測して取得した分光計測データによるプラズマ発光分光計測データとを物理環境計測データ集録部に集録する装置物理環境データとし、処理室の内部に所定の石英製カバーを装着した状態で処理室の内部にプラズマを発生させて試料をプラズマ処理することを試料を順次取り替えて行うときにプラズマ処理毎に分光計測部で分光計測して取得したプラズマ発光分光計測データを装置データ集録部に集録する装置データとするようにしたものである。
【００２４】
更に、本発明は、上記したデータ補正部を備えたプラズマ処理状態予測装置において、プラズマ処理装置は、処理室の内部に配置された基板電極と、処理室の外部から基板電極に高周波電力を印加する高周波電源と、高周波電源と基板電極との間で高周波電源から基板電極に印加される高周波電力の高周波電流値または電圧値を測定する電圧/電流プローブと、電圧/電流プローブで高周波電流値または電圧値を測定した測定値からプラズマインピーダンスを算出するインピーダンス演算部とを有し、処理室の内部に初期の石英製カバーを装着した状態で処理室の内部にプラズマを発生させて基板電極に載置した試料をプラズマ処理中に高周波電源から基板電極に印加される高周波電力の高周波電流値または電圧値を電圧/電流プローブで測定して得た測定値からインピーダンス演算部で算出したプラズマインピーダンスと、初期の石英カバーに替えて初期の石英カバーに対して異なった厚みで薄くした複数の石英製カバーを用いてそれぞれの厚みの石英製カバーごとの試料へのプラズマ処理中に高周波電源から基板電極に印加される高周波電力の高周波電流値または電圧値を電圧/電流プローブで測定して得た測定値からインピーダンス演算部で算出したプラズマインピーダンスとを物理環境計測データ集録部に集録する装置物理環境データとし、処理室の内部に所定の石英製カバーを装着した状態で処理室の内部にプラズマを発生させて試料をプラズマ処理中に高周波電源から基板電極に印加される高周波電力の高周波電流値または電圧値を電圧/電流プローブで測定して得た測定値からインピーダンス演算部で算出したプラズマインピーダンスを装置データ集録部に集録する装置データとするようにしたものである。  以下に本発明の実施例を図面に従って説明する。
【実施例】
【００２５】
本発明の実施例に係るプラズマ処理状態予測装置について、図１から図６を用いて説明する。  
まず、本発明に係るプラズマ処理装置の一部の構成である状態予測装置６００を除いた構成であるプラズマエッチング装置の一例について図１を用いて説明する。図１は、本実施例に係るプラズマエッチング装置１００の一例であるマイクロ波ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）プラズマエッチング装置の構成を説明するための縦断面図であり、処理室１０１の内部に設置された基板電極１０９、処理室１０１を形成する真空容器の外部に設置された電界の供給装置（マグネトロン１０６）、磁界の供給装置（ソレノイドコイル１０５）、および高周波電源１１２及び制御装置２００を模式的に示している。これら以外の機器、装置は、本実施例に係る技術分野の通常の知識を有する者により、本実施例に係る発明の作用、効果を著しく損なわないように、求められる性能或いは仕様に応じて配置または削除可能である。
【００２６】
図１に示すプラズマエッチング装置１００では、上部が開放された円筒形状を有する処理室１０１の上方に、反応性ガスを導入するための複数の開口部１０２１を有する導体で形成された円板形状のシャワープレート１０２と誘電体窓１０３（石英製等）とが設置されており、処理室１０１の内部は、その誘電体窓１０３によって気密に封止されている。反応性ガスは、ガス供給装置１０４によって流量を制御され、シャワープレート１０２を介して処理室１０１に供給される。処理室１０１の外周および上方には、処理室１０１内部に磁場を形成するソレノイドコイル１０５が配置されており、ソレノイドコイル１０５の電流によって処理室１０１内に形成する磁場を制御することができる。
【００２７】
また、処理室１０１上部の開放部には、電磁波を発生させるマグネトロン１０６と電磁波を伝送する導波管１０７（またはアンテナ）が設置され、誘電体窓１０３の上方にある円筒形状の空間１０１３に開口部１０１４を介して連結されている。本実施例で使用される電磁波は、マグネトロン１０６による２.４５ＧＨｚのマイクロ波であるが、これは効果・作用によって、特に限定されない。
【００２８】
誘電体窓１０３の上部に形成された円筒形状の空間１０１３と、導体で形成された円板形状のシャワープレート１０２と誘電体窓１０３とで仕切られた処理室１０１内部の空間１０１２により空洞共振器が形成される。空間１０１３と誘電体窓１０３及び空間１０１２とで構成される空洞共振器の内部は、開口部１０１４から導入されたマイクロ波が共振するための条件を満たすような空間が形成されている。
【００２９】
処理室１０１の下部には、真空排気管１０８を通して真空排気ポンプ（図示省略）が接続され、誘電体窓１０３で仕切られた処理室１０１内部の真空排気が可能である。また、処理室１０１上部のシャワープレート１０２に対向するように処理室１０１下部に設置された基板電極（試料台）１０９は、上面が誘電体膜（図示省略）で被覆されている。
【００３０】
試料（ウェハ）１１０は、ロボットアーム等（図示省略）の搬送装置によって処理室１０１内部に搬送される。そして、基板電極１０９上に載置され、直流電源１１１から基板電極１０９の上面を被覆する図示していない誘電体膜の内部に形成された電極（図示省略）に印加される直流電圧によって、基板電極１０９の上面を被覆する誘電体膜に静電的に吸着される。高周波電源１１２は、高周波整合器１１３を介して、高周波電力を基板電極１０９に印加することができる。処理室１０１の中段には、グラウンドに接続されたアース１１４が設置されており、高周波電源１１２により基板電極１０９上に印加された高周波電流は、プラズマを介してアース１１４に流れる。
【００３１】
処理室１０１は石英窓２０１―Ａで埋められた貫通孔を有し、外側には外部光源２０２が設置されている。処理室１０１の石英窓２０１―Ａが設置された貫通孔の対角においても同様の貫通孔を有し、石英窓２０１−Ｂが埋められている。外部光源２０２から発射された外部光は、石英窓２０１―Ａを透過して処理室１０１の内部に入射し、その一部は対向する側に設けられた石英窓２０１−Ｂを透過して分光計測器２０３にて計測される。分光計測器２０３は、外部光源２０２から発射された外部光のほかに、処理室１０１の内部で発生したプラズマによるプラズマ発光を分光計測できる。
【００３２】
高周波電源１１２と基板電極１０９との間には、高周波電流値または電圧値を測定することができる電圧/電流プローブ(Ｖ／Ｉプローブ)３０１が接続されており、制御装置２００の内部の、測定値からプラズマインピーダンスを算出するインピーダンス演算部３０２に接続されている。
【００３３】
ガス供給装置１０４、ソレノイドコイル１０５、マグネトロン１０６、高周波電源１１２、外部光源２０２、分光計測器２０３は、制御装置２００と接続している。
【００３４】
上記プラズマエッチング装置１００におけるエッチング処理は、以下の流れで開始される。  
先ず、制御装置２００により制御されて図示していない真空排気ポンプが作動して処理室１０１の内部が真空排気される。処理室１０１の内部が所定の真空度（圧力）に達した段階で、制御装置２００によりガス供給装置１０４を作動させ、処理室１０１内にガス供給装置１０４よりプロセスガスが導入され、処理室１０１の内部が所望の圧力が制御される。
【００３５】
この状態で制御装置２００でマグネトロン１０６を制御して、処理室１０１内部でシャワープレート１０２と基板電極１０９に載置されたウェハ１１０との間の空間に、マグネトロン１０６から供給される電磁波（マイクロ波）に対してＥＣＲ条件を満たすような強度の磁場を発生させる。
【００３６】
次に、制御装置２００でマグネトロン１０６を制御してマグネトロン１０６から電磁波（マイクロ波）を発生させる。マグネトロン１０６から発振されたマイクロ波は、導波管１０７内部を伝播して開口部１０１４から、誘電体窓１０３の上部に形成された円筒形状の空間１０１３と、導体で形成された円板形状のシャワープレート１０２と誘電体窓１０３とで仕切られた処理室１０１内部の空間１０１２で形成される空洞共振器の内部に導入される。空間１０１３と誘電体窓１０３及び空間１０１２とで構成される空洞共振器の内部は、開口部１０１４から導入されたマイクロ波が共振するための条件を満たすような空間が形成されている。
【００３７】
空洞共振器の内部で共振して増幅されたマイクロ波は、シャワープレート１０２に形成された複数の開口部１０２１から処理室１０１の内部に伝播され、処理室１０１の内部に形成された磁場中で、ガス供給装置１０４から処理室１０１の内部に供給された処理用のプロセスガスを励起して、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）により比較的密度が高いプラズマを発生させる。
【００３８】
一方、基板電極１０９には、制御装置２００で制御された高周波電源１１２から高周波電力が印加され、処理室１０１の内部に発生した処理用のプロセスガスによるプラズマから基板電極１０９上に載置されたウェハ１１０上面へイオンが引き込まれ、ウェハ１１０の表面にエッチング処理が施される。
【００３９】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の本実施例では、特にＥＣＲプラズマ装置についての実施例を述べたが、本発明は他のプラズマ生成装置または方法、例えば誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）を用いても同様の効果がある。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施例の構成の一部について、追加・削除・置換をすることが可能である。
【００４０】
図２は、本発明の実施例に係るプラズマ処理装置５００の構成を図示したものである。本実施例に係るプラズマ処理装置５００は、図１でその構成を説明したウェハ１１０を処理するプラズマエッチング装置１００と、プラズマエッチング装置１００が稼働中に得られる情報からプラズマエッチング装置１００の状態を予測する状態予測装置６００で、構成される。
【００４１】
状態予測装置６００は、データ集録部６１０と、データ補正部６２０、装置状態予測計算部６３０、判定・制御部６４０を備えている。
【００４２】
データ集録部６１０は、プラズマエッチング装置１００の装置物理環境データを集録する物理環境計測データ集録部６１１と、装置データを集録する装置データ集録部６１２とを備えている。
【００４３】
データ補正部６２０は、データ集録部６１０の物理環境計測データ集録部６１１で集録した装置物理環境データと装置データ集録部６１２で集録した装置データとを前処理する前処理部６２１と、前処理部６２１で前処理されたプラズマエッチング装置１００の装置物理環境データ群から物理環境変化成分を抽出する物理環境変化成分抽出部６２２と、物理環境変化成分抽出部６２２で抽出した物理環境変化成分の情報を用いて前処理部６２１で前処理されたプラズマエッチング装置１００の装置データの物理環境変化成分を除去する物理環境変化成分除去部６２３を備えている。
【００４４】
演算部である装置状態予測計算部６３０は、データ補正部６２０の物理環境変化成分除去部６２３でプラズマエッチング装置１００の装置データの物理環境変化成分を除去した補正後のデータ群を使ってプラズマエッチング装置１００の状態予測を行うためのモデルの作成及び閾値を算出するモデル作成及び閾値算出部６３１と、データ補正部６２０の物理環境変化成分除去部６２３でプラズマエッチング装置１００の装置データの物理環境変化成分を除去した補正後のデータ群とモデル作成及び閾値算出部６３１で算出したしきい値を用いてプラズマエッチング装置１００の健全性指標を算出する健全性指標算出部６３２を備えている。
【００４５】
判定・制御部６４０は、装置状態予測計算部６３０のモデル作成及び閾値算出部６３１で算出したしきい値と健全性指標算出部６３２で算出したプラズマエッチング装置１００の健全性指標とを用いて、プラズマエッチング装置１００の状態を判定し、また結果によって予め決められた装置制御を行うための信号を出力する出力部６４１を備えている。
【００４６】
図３に示すフローチャートは、本実施例の原理を説明する図であって、プラズマ処理装置５００の状態予測装置６００におけるデータ補正部６２０で実行する物理環境変化成分除去シーケンスを示している。図３に示した本実施例の原理を説明するシーケンスは、主成分分析を用いた場合における、装置物理環境データ群から物理環境変化成分を抽出し、装置データの物理環境変化成分を除去する計算シーケンスを示している。
【００４７】
まず、第一の工程として、物理環境計測データ集録部６１１に集録された装置物理環境データを前処理部６２１で前処理したデータを用いて、物理環境変化成分抽出部６２２において装置物理環境データの主成分分析を行い、主成分空間を構築する（Ｓ３００１）。
【００４８】
次に、第二の工程として、物理環境変化成分抽出部６２２において、Ｓ３００１における装置物理環境データの主成分分析で構築された主成分空間へ、前処理部６２１で前処理した装置データを投影する（Ｓ３００２）。
【００４９】
第三の工程として、物理環境変化成分除去部６２３において、装置データ集録部６１２に集録された装置データを前処理部６２１で前処理したデータを用いて、Ｓ３００２において主成分空間に投影された装置データから主成分空間における第一主成分（または上位複数主成分）に対して係数０を掛け合わせる（Ｓ３００３）。
【００５０】
第四の工程として、物理環境変化成分除去部６２３において装置データを元のデータ空間へ再変換する（Ｓ３００４）。
【００５１】
データ集録部６１０の装置データ集録部６１２で集録されるプラズマエッチング装置１００の装置データは、プラズマエッチング装置１００が稼働中に得られる任意点での電気信号データや、プラズマ処理中に分光計測器２０３で計測して得られるプラズマ発光分光計測データである。
【００５２】
本実施例では、装置データをプラズマ発光分光計測データとした場合を一例に説明を行う。装置データ集録部６１２で集録する装置データと物理環境計測データ集録部６１１で集録する装置物理環境データのデータ種は同じである必要があるため、装置データ集録部６１２で集録する装置データを分光計測器２０３で検出された発光分光計測データとした場合、物理環境計測データ集録部６１１で集録する装置物理環境データも同様に分光計測器２０３で検出された発光分光計測データとなる。
【００５３】
分光計測器２０３で検出される発光分光計測データは、処理室１０１内の消耗パーツの状態変化に起因して計測値が経時的に変化する。例えば、処理室１０１の外側に設置された分光計測器２０３へ光を導入するための石英窓２０１−Ｂや、処理室１０１の内壁を覆うように設置された石英製カバー１１５において、石英曇り量や凹凸、膜厚が経時的に変化することによって、分光計測器２０３で検出される発光分光計測データは変化する。
【００５４】
これらの石英変化成分はプラズマエッチング結果にはほぼ影響を及ぼさないため、高精度な装置状態予測を行う場合、データ集録部６１０に集録する計測データから除外（キャンセル）する必要がある。
【００５５】
そこで、本実施例に係るプラズマ処理装置５００においては、図３で説明した本実施例の原理で説明した処理フローに加えて、図４に示すような手法、または図５に示す変形例の手法によって装置データに含まれる石英表面状態の経時変化成分を除去するようにした。
【００５６】
図４のフローチャートに示す本実施例に係る外部光を用いた石英表面変化の計測と石英表面変化成分の除去シーケンスでは、まず、プラズマエッチング装置１００がプラズマ処理を行っていない時間、すなわち処理室１０１の内部にプラズマが発生していない状態で、処理室１０１の外部に設置された外部光源２０２から発射されて石英窓２０１−Ａを透過した外部光を処理室１０１の内部に導入し、石英窓２０１−Ｂを透過した光を分光計測器２０３で受光して分光計測し、その分光計測データを装置の装置物理環境データとして装置の物理環境計測データ集録部６１１に集録する（Ｓ４００１）。外部光源２０２として用いる光源は、処理室１０１で発生するプラズマ発光と同様の（あるいは類似の）光成分(波長成分)を持つものであることが望ましく、プラズマ発光の波長として１００nmから１０００nmの光を含むものが相応しい。
【００５７】
その後、外部光源２０２を遮断した状態で、処理室１０１の内部でプラズマを発生させてウェハ１１０をプラズマ処理し、処理中のプラズマ発光のうち石英窓２０１−Ｂを透過した光を分光計測器２０３で受光して分光計測し、その分光計測データを装置データとして装置データ集録部６１２に集録する（Ｓ４００２）。
【００５８】
これらを繰り返し複数回実施し、複数の装置物理環境データと装置データを計測する。これらのデータは、複数の繰り返し処理により生じた反応生成物の蓄積や温度の変化、あるいは石英窓２０１−Ｂや石英製カバー１１５の膜厚や表面状態の変化に起因した経時変化成分を含んでいる。
【００５９】
計測された装置物理環境データと装置データは、夫々データ集録部６１０の物理環境計測データ集録部６１１又は装置データ集録部６１２に集録され保存される。データ集録部６１０には、事前に（Ｓ４００１）と（Ｓ４００２）に示される方法で取得された装置物理環境データと装置データが保存されていても良い。その場合は、膜厚変化や凹凸の発生、曇り等の表面状態変化が生じていない石英窓２０１−Ａ，２０１−Ｂ及び石英製カバー１１５が設置された処理室１０１で、かつ装置状態が健全であることが既知である装置から処理を開始して得られた装置物理環境データと装置データが格納されていることが望ましい。
【００６０】
また、このような事前データセットを格納している場合は、事前データセットが取得された装置状態と同じ（あるいは類似）の装置状態から（Ｓ４００１）及び（Ｓ４００２）で示されたデータ集録を開始することが望ましい。
【００６１】
次に、データ集録部６１０へ保存された装置物理環境データと装置データに対して、データ補正部６２０の前処理部６２１において前処理を行う（Ｓ４００３）。前処理部６２１において行う前処理とは、外れ値の除去や特徴量の抽出、標準化処理である。
【００６２】
抽出する特徴量としては、Ｓｔａｎｄａｒｄ  ＤｅｖｉａｔｉｏｎやＭｅａｎ、Ｖａｒｉａｎｃｅ、Ｋｕｒｔｏｓｉｓ、Ｃｒｅｓｔ Ｆａｃｔｏｒ、Ｓｋｅｗｎｅｓｓなどの統計値やフーリエ変換等によって得られる周波数成分などが用いられる。
【００６３】
標準化処理は、各データ点を同種のデータ群の平均値で差し引き、データ群の標準偏差によって除算する処理のことであり、標準化することによって、データ群の平均値を０、標準偏差を１となるよう各データ点を変換することができる。また、装置物理環境データと装置データには同種・同数の特徴量の抽出と同じ手法の標準化処理を行うべきである。
【００６４】
その後、物理環境変化成分抽出部６２２において、Ｓ４００３で前処理された装置物理環境データである外部光分光計測データ群を主成分分析し、主成分空間を構築する（Ｓ４００４：図３のＳ３００１に対応）。
【００６５】
一般に主成分分析は、データに対して分散が大きい方向の情報を維持したまま、データの次元を減らすことができる教師なしアルゴリズムである。分散の大きな方向を主成分（Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ：ＰＣｓ）と呼び、この主成分に基づいてデータを再構築することで、情報の欠損を避けながら、高次元空間に存在するデータを低次元空間で表現することができる。
【００６６】
【数１】
2019133785.tif 000003
【００６７】
【数２】
2019133785.tif 000004
【００６８】
代数学では、正方行列の固有ベクトルは、式（数３）に示すように線形変換において、方向が維持されるベクトルを意味する。
【００６９】
【数３】
2019133785.tif 000005
【００７０】
【数４】
2019133785.tif 000006
【００７１】
主成分分析結果で得られる第一主成分（あるいは上位複数主成分）は、装置の物理環境計測データ集録部６１１に集録された外部光計測データの経時変化成分であり、外部光の計測データの経時変化は主に石英の表面状態の変化によって生じるため、第一主成分（あるいは上位複数主成分）は、石英表面状態変化に伴う経時変化成分となる。
【００７２】
次に、物理環境変化成分抽出部６２２において、装置データ集録部６１２に集録されて前処理部６２１で前処理が施された装置データであるプラズマ分光計測データを、前記主成分空間へ投影する（Ｓ４００５：図３のＳ３００２に対応）。さらに、物理環境変化成分除去部６２３において、プラズマ分光計測データから第一主成分（または上位複数主成分）に対して係数０を掛け算し、第一主成分（または上位複数主成分）を除去する（Ｓ４００６：図３のＳ３００３に対応）。次に、物理環境変化成分除去部６２３において、プラズマ分光計測データを元のデータ空間へ再変換し（Ｓ４００７：図３のＳ３００４に対応）、再変換されたプラズマ分光計測データを装置状態予測計算の入力データとして、装置状態予測計算部６３０において演算を行う（Ｓ４００８：図３のＳ３００５に対応）。
【００７３】
以上のシーケンスによって、装置データであるプラズマ分光計測データは、石英の変化成分がキャンセルされ、監視対象である反応生成物の蓄積などによって生じる経時変化成分のみを含んだデータに補正される。これら一連のシーケンスは、以後、試料のプラズマ処理を行う毎に実施する。これにより、試料処理毎に得られた装置データから石英状態の経時変化に伴う変化成分を除去して装置状態を予測する演算が実行できる。
【００７４】
図４で説明した石英表面変化の計測と石英表面変化成分の除去シーケンスの変形例として、Ｓ４００１の外部分光計測データ取得ステップを変えた例を、本発明の実施例の変形例として、図５を用いて説明する。
【００７５】
図５に示すフローチャートは、本発明の実施例に係る外部光（あるいは希ガス放電）を用いた石英表面変化の計測と石英表面変化成分の除去シーケンスの第２の変形例を示したものである。
【００７６】
まず、石英の消耗具合の異なる石英窓２０１−Ａ，２０１−Ｂ（あるいは石英製カバー１１５）を複数準備し、そのうちの一つをプラズマエッチング装置１００に取り付ける（Ｓ５００１）。このプラズマエッチング装置１００において、プラズマ処理が実施されていないときに（処理室１０１の内部でプラズマが発生していない状態）、外部光源２０２から発射されて石英窓２０１−Ａを透過し処理室１０１の内部を通過した外部光のうち、石英窓２０１−Ｂを透過した外部光を分光計測器２０３で分光計測する。得られた分光計測データを、参照データとしてデータ集録部６１０の装置の物理環境計測データ集録部６１１へ格納する（Ｓ５００２：図４のＳ４００１に対応）。
【００７７】
このＳ５００１とＳ５００２とを、複数準備した石英の消耗具合の異なる石英窓２０１−Ａ，２０１−Ｂ（あるいは石英製カバー１１５）をプラズマエッチング装置１００に付け替えながら繰り返して実行し、得られた分光計測データを参照データとして、装置の物理環境計測データ集録部６１１に蓄積する。
【００７８】
次に、Ｓ５００１とＳ５００２とを繰り返し実行することにより物理環境計測データ集録部６１１に格納された参照データのデータ群に対して、データ補正部６２０の前処理部６２１において前処理を行う（Ｓ５００３：図４のＳ４００３に対応）。Ｓ５００３で実行する前処理手法は、Ｓ４００３で説明した前処理と同様である。
【００７９】
そして、Ｓ５００３で前処理を施した参照データに対して、物理環境変化成分抽出部６２２において主成分分析を行い、主成分空間を構築する（Ｓ５００４：図３のＳ３００１、図４のＳ４００４に対応）。主成分分析によって得られた主成分とその係数は、主成分データとして物理環境変化成分抽出部６２２内の主成分データ格納部(図示せず)へ格納する。
【００８０】
次に、制御装置２００でプラズマエッチング装置１００を制御して処理室１０１の内部にプラズマを発生させて試料のプラズマ処理を行い、その最中に装置データとして処理室１０１の内部に発生したプラズマの発光を石英窓２０１−Ｂを介して分光計測器２０３で計測することによりプラズマ発光分光計測データを取得し、装置データ集録部６１２に保存する（Ｓ５１０１：図４のＳ４００２に対応）。
【００８１】
装置データ集録部６１２には、予め事前に（Ｓ５１０１）に示される方法で取得された装置データが保存されていても良い。その場合は、膜厚変化や凹凸の発生、曇り等の表面状態変化が生じていない石英窓２０１−Ａ，２０１−Ｂ及び石英製カバー１１５が設置された処理室で、かつ装置状態が健全であることが既知である装置から処理を開始して得られた装置データが格納されていることが望ましい。また、このような事前データセットを格納している場合は、事前データセットが取得された装置状態と同じ（あるいは類似の）装置状態から、（Ｓ５１０１）で示された装置データの集録を開始することが望ましい。
【００８２】
その後、前処理部６２１においてＳ５００３で説明した前処理同様に前処理を行う（Ｓ５１０２：図４のＳ４００３に対応）。そして、物理環境変化成分抽出部６２２において主成分データ格納部に格納された主成分データを用いて、装置データであるプラズマ分光計測データを主成分空間へ投影し（Ｓ５１０３：図３のＳ３００２、図４のＳ４００５に対応）、物理環境変化成分除去部６２３において主成分空間へ投影したプラズマ分光計測データから第一主成分（または上位複数主成分）に対して係数０を掛け算し、第一主成分（または上位複数主成分）を除去する（Ｓ５１０４：図４のＳ４００６に対応）。
【００８３】
最後に、物理環境変化成分除去部６２３においてプラズマ分光計測データを元のデータ空間へ再変換し（Ｓ５１０５：図４のＳ４００７に対応）、再変換されたプラズマ分光計測データを装置状態予測計算部６３０の入力データとして、装置状態予測計算部６３０で装置状態を予測するための演算を行う（Ｓ５１０６：図４のＳ４００８に対応）。
【００８４】
これら一連のシーケンスは、以後、プラズマエッチング装置１００で試料のプラズマ処理を行う毎に繰り返し実施する。これにより、試料処理毎に得られたプラズマエッチング装置１００の装置データから石英窓２０１−Ｂの石英状態（プラズマ光の透過率）の経時変化に伴う変化成分を除去してプラズマエッチング装置１００の装置状態を予測する演算が実行できる。
【００８５】
尚、本実施例では、プラズマ発光計測データにおいて、プラズマエッチング装置１００の内壁を覆うように設置された石英製カバー１１５や分光計測の光導入のために設置された石英窓２０１−Ａ，２０１−Ｂにおける石英曇り量変化や膜厚の変化、凹凸（ラフネス）の変化によって生じる発光強度変化成分の除去を一例に説明を行ったが、プラズマインピーダンス計測データにおいて、接地された装置内壁部に形成された絶縁膜層の膜厚変化によって生じるプラズマインピーダンス変化成分を除去する際にも同様の手法が適用できる。その際は、上記の外部光計測とプラズマ分光計測をプラズマインピーダンス計測に置き換えればよい。
【００８６】
プラズマインピーダンス計測においては、前記石英窓２０１−Ａ，２０１−Ｂ及び前記石英製カバー１１５の厚みの経時変化成分以外に、基板電極１０９上やアース１１４上に形成された絶縁層の膜厚の経時変化成分を除去対象とすることができる。
【００８７】
図６は、本発明の実施例に係る装置状態予測計算シーケンスを示したものであり、図４で説明した本実施例における処理フローのＳ４００７、又は、図５で説明した変形例における処理フローのＳ５１０５の詳細な内容に相当する。装置状態予測計算シーケンスは、装置状態予測計算部６３０からのデータを受けて、装置状態予測計算部６３０で実行する。
【００８８】
まず、装置状態予測計算部６３０の物理環境変化成分除去部６２３でＳ４００８又はＳ５１０６で再変換された装置データを入力データとして、モデル作成及び閾値算出部６３１において基準となるモデル作成用のデータセットと状態予測したい装置データとを分割する（Ｓ６００１）。本実施例において、基準となるモデル作成用のデータセットとは、健全な装置状態として既知である期間に収集されたデータセットであり、本実施例においては、装置の初期状態に集録されたデータセットを用いる。
【００８９】
次に、モデル作成及び閾値算出部６３１においてモデルの作成と閾値の算出を行う（Ｓ６００２）。最後に、健全性指標算出部６３２において、装置状態予測計算部６３０の物理環境変化成分除去部６２３から入力した状態予測したい装置データにおけるモデル作成及び閾値算出部６３１において作成したモデルからの解離量を算出する（Ｓ６００３）。
【００９０】
モデル作成及び閾値算出部６３１におけるモデルの作成や閾値の算出及び健全性指標算出部６３２おける健全性指標値の算出には、機械学習アルゴリズムが用いられる。例えばＫｅｖｉｎ Ｐ. Ｍｕｒｐｈｙ著Ｍａｃｈｉｎｅ ｌｅａｎｉｎｇに集録されているような一般に知られる各種機械学習アルゴリズムが適用できる。本実施例では、多変量解析の一種である主成分分析を応用したＴ-ｓｑｕａｒｅｄ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ及びＱ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓを用いた場合について説明する。
【００９１】
図４に示したシーケンスのＳ４００７，又は、図５に示したシーケンスのＳ５１０５で、物理環境変化成分除去部６２３において装置データから装置物理環境の経時変化成分を除去した後、図６を用いて説明したシーケンスに従い、Ｓ６００１でモデル作成用のデータセットと状態予測したい装置データを分割したのち、モデル作成用のデータセットに対して主成分分析を行う。その後、学習データと評価データを主成分空間で再構築し、Ｓ６００２で異常を判断するための閾値の算出を行い、Ｓ６００３で各状態予測したい装置データに対して装置状態を示す健全性指標値を計算する。
【００９２】
前述したとおり、Ｓ６００２における閾値の算出と、Ｓ６００３における健全性指標値の算出には、Ｔ−ｓｑｕａｒｅｄ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓとＱ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓを用いている。Ｔ−ｓｑｕａｒｅｄ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓでは、変化量はＦ分布に基づく。閾値は信頼区間９９％を除いた棄却域１％とし、棄却域に該当した状態予測したい装置データは異常であると判定されるよう定義する。
【００９３】
閾値の算出には、式（数５）を用いる。
【００９４】
【数５】
2019133785.tif 000007
【００９５】
Ｓ６００２における閾値の算出後、Ｓ６００３における各状態予測したい装置データの健全性指標値を、以下の式（数６）によって算出する。
【００９６】
【数６】
2019133785.tif 000008
【００９７】
閾値の算出には、次式を用いる。
【００９８】
【数７】
2019133785.tif 000009
【００９９】
また、Ｑ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓは、式（数８）のように表される。
【０１００】
【数８】
2019133785.tif 000010
【０１０１】
図７は、装置物理環境データの経時変化成分を除去し、補正された装置データを用いて、Ｓ６００１からＳ６００３までの工程によって算出された本発明の実施例に係る装置状態予測計算結果の一例であり、ウェハ処理枚数に対する健全性指標値の推移と閾値との関係を示している。健全性指標値の推移と閾値は、Ｔ−ｓｑｕａｒｅｄを用いて算出した。装置の連続稼動時間（ウェハ処理枚数）が増加するに伴い、健全性指標値が増加していることが分かる。このように、算出された健全性指標値と閾値の関係を監視することで異常判定検知が可能となる。
【０１０２】
実際の運用時には、例えば、健全性指標算出部６３２で算出した健全性指標値がモデル作成及び閾値算出部６３１で算出した閾値を連続的に超えた場合、判定・制御部６４０の出力部６４１からプラズマエッチング装置１００を停止するための装置制御信号をプラズマエッチング装置１００の側へ出力する、あるいはメンテナンスを促すなどの警告メッセージ信号を出力する、又はプラズマエッチング装置１００の側への装置制御信号の出力と警告メッセージ信号を出力とを同時に行うなど、あらかじめルール化した制御を行うと良い。
【０１０３】
以上に説明した本実施例によれば、試料を処理するプラズマ処理装置において、プラズマ処理結果には影響しないが装置から取得されるデータに対して大きく影響を与える装置物理環境変化の連続的な経時変化成分を捉え、その変化成分のみを装置状態予測を行う計算における入力データから除去でき、装置状態の予測精度を向上させることができるようになった。
【０１０４】
また、本実施例によれば、プラズマ処理装置において、予測対象となるプラズマ処理結果に影響を与える装置異常を高精度に検知でき、メンテナンスを要する時期を精度よく予測することができるようになった。
【０１０５】
以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１００・・・プラズマエッチング装置    １０１・・・処理室    １０２・・・シャワープレート    １０３・・・誘電体窓    １０４・・・ガス供給装置    １０５・・・ソレノイドコイル    １０６・・・マグネトロン    １０７・・・導波管    １０８・・・真空排気管    １０９・・・基板電極（試料台）    １１０・・・ウェハ（試料）    １１１・・・直流電源    １１２・・・高周波電源    １１３・・・高周波整合器    １１４・・・アース    １１５・・・石英製カバー    ２００・・・制御装置  ２０１−Ａ, ２０１−Ｂ・・・石英窓    ２０２・・・外部光源    ２０３・・・分光計測器    ３０１・・・電圧/電流プローブ(Ｖ／Ｉプローブ)    ３０２・・・インピーダンス演算部    ５００・・・プラズマ処理装置    ６００・・・状態予測装置  ６１０・・・データ集録部    ６２０・・・データ補正部    ６３０・・・装置状態予測計算部    ６４０・・・判定・制御部。
【図１】
2019133785.tif 000011
【図２】
2019133785.tif 000012
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019133785.tif 000016
【図７】
2019133785.tif 000017