(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を第２のプラズマ処理装置に適用した場合における当該第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定するプラズマ処理装置の運転状態判定方法であって、
前記第１のプラズマ処理装置に適用される第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第１の運転状態データ群を取得する第１の運転状態データ群取得ステップと、
前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第２の運転状態データ群を取得する第２の運転状態データ群取得ステップと、
前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第３の運転状態データ群を取得する第３の運転状態データ群取得ステップと、
前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のうち少なくとも１つを用いて主成分分析を行う主成分分析ステップと、
前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた前記主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点を、前記２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットする主成分得点プロットステップと、
前記２次元座標系における前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心を算出する分布中心算出ステップと、
前記第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から前記第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、
前記２次元座標系において前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を設定する分布領域設定ステップと、
前記設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を前記移動ベクトルに従って移動させることにより、前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点の前記２次元座標系における予測分布の領域を設定する予測分布領域設定ステップと、
実際に前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用し、前記第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点が前記設定された予測分布の領域に含まれているか否かを判定する主成分得点包含判定ステップとを有することを特徴とする運転状態判定方法。
【請求項２】
前記主成分得点分布の中心は、前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の平均値又は中央値であることを特徴とする請求項１記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法。
【請求項３】
前記２つの主成分は第１主成分及び第２主成分であることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法。
【請求項４】
前記２つの主成分は、前記２次元座標系において前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心が直線上に配されるように、複数の主成分のうちから選択されることを特徴とする請求項１又は２記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法。
【請求項５】
前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域は、第２の運転状態データ群に対応する主成分得点の分散値に基づいて設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法。
【請求項６】
前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域は前記２つの主成分を軸とする楕円であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法。
【請求項７】
前記第１のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値、及び前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値は、いずれも正常に行われたプラズマ処理において計測されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法。
【請求項８】
前記主成分分析ステップでは、前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群の全てを用いて主成分分析を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法。
【請求項９】
第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を第２のプラズマ処理装置に適用した場合における当該第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定する運転状態判定装置であって、
前記第１のプラズマ処理装置に適用される第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第１の運転状態データ群を取得する第１の運転状態データ群取得手段と、
前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第２の運転状態データ群を取得する第２の運転状態データ群取得手段と、
前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第３の運転状態データ群を取得する第３の運転状態データ群取得手段と、
前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のうち少なくとも１つを用いて主成分分析を行う主成分分析手段と、
前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた前記主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点を、前記２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットする主成分得点プロット手段と、
前記２次元座標系における前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心を算出する分布中心算出手段と、
前記第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から前記第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出手段と、
前記２次元座標系において前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を設定する分布領域設定手段と、
前記設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を前記移動ベクトルに従って移動させることにより、前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点の前記２次元座標系における予測分布の領域を設定する予測分布領域設定手段と、
実際に前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用し、前記第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点が前記設定された予測分布の領域に含まれているか否かを判定する主成分得点包含判定手段とを備えることを特徴とする運転状態判定装置。
【請求項１０】
第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を第２のプラズマ処理装置に適用した場合における当該第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定するプラズマ処理装置の運転状態判定方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記第１のプラズマ処理装置に適用される第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第１の運転状態データ群を取得する第１の運転状態データ群取得モジュールと、
前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第２の運転状態データ群を取得する第２の運転状態データ群取得モジュールと、
前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第３の運転状態データ群を取得する第３の運転状態データ群取得モジュールと、
前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のうち少なくとも１つを用いて主成分分析を行う主成分分析モジュールと、
前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた前記主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点を、前記２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットする主成分得点プロットモジュールと、
前記２次元座標系における前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心を算出する分布中心算出モジュールと、
前記第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から前記第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出モジュールと、
前記２次元座標系において前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を設定する分布領域設定モジュールと、
前記設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を前記移動ベクトルに従って移動させることにより、前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点の前記２次元座標系における予測分布の領域を設定する予測分布領域設定モジュールと、
実際に前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用し、前記第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点が前記設定された予測分布の領域に含まれているか否かを判定する主成分得点包含判定モジュールとを有することを特徴とするプログラム。
【請求項１１】
第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を第２のプラズマ処理装置に適用した場合における当該第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定するプラズマ処理装置の運転状態判定方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラムは、
前記第１のプラズマ処理装置に適用される第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第１の運転状態データ群を取得する第１の運転状態データ群取得モジュールと、
前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第２の運転状態データ群を取得する第２の運転状態データ群取得モジュールと、
前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第３の運転状態データ群を取得する第３の運転状態データ群取得モジュールと、
前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のうち少なくとも１つを用いて主成分分析を行う主成分分析モジュールと、
前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた前記主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点を、前記２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットする主成分得点プロットモジュールと、
前記２次元座標系における前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心を算出する分布中心算出モジュールと、
前記第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から前記第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出モジュールと、
前記２次元座標系において前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を設定する分布領域設定モジュールと、
前記設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を前記移動ベクトルに従って移動させることにより、前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点の前記２次元座標系における予測分布の領域を設定する予測分布領域設定モジュールと、
実際に前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用し、前記第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点が前記設定された予測分布の領域に含まれているか否かを判定する主成分得点包含判定モジュールとを有す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、プラズマ処理装置の運転状態判定方法、運転状態判定装置、プログラム及び記憶媒体に関し、特に或るプラズマ処理装置に適用されているプラズマ処理の処理条件を他のプラズマ処理装置に適用した場合における運転状態判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板としての半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置は、ウエハを収容するチャンバ、該チャンバ内に配置された電極、チャンバ内に処理ガスを供給するシャワーヘッド等の他、各構成要素の出力値を処理パラメータ値として計測する各種センサを備える。このプラズマ処理装置は適用された処理条件（レシピ）に応じて各構成要素を制御してウエハに種々のプラズマ処理を施す。このとき、プラズマ処理装置では、制御される各構成要素の出力値等が処理パラメータ値として各種センサによって計測され、該計測された処理パラメータ値はログデータとして記録される。
【０００３】
通常、或るプラズマ処理装置（以下、「被適用装置」という。）において実行したことがない所定のプラズマ処理を実行する場合、当該所定のプラズマ処理を実行した実績のある他のプラズマ処理装置（以下、「基準装置」という。）において適用された処理条件（以下、「適用処理条件」という。）を当該プラズマ処理装置に適用する。ところが、プラズマ処理は繊細な処理であるため、被適用装置が適用処理条件に応じてウエハにプラズマ処理を施しても、基準装置と被適用装置との個体差により、ウエハに正常な処理が施されないことがある。そこで、被適用装置がウエハに正常な処理を施すか否かを判定する必要がある。
【０００４】
被適用装置が適用処理条件に応じてウエハに正常な処理を施すか否か、すなわち、被適用装置におけるプラズマ処理工程が正常に行われるか否かは、基準装置において適用処理条件に応じて正常に処理された多数のウエハの処理結果のデータと、被適用装置において適用処理条件に応じて処理された多数のウエハの処理結果のデータとを比較することによって判定される。具体的には、基準装置における処理結果のデータと被適用装置における処理結果のデータとがほぼ一致する場合には、ウエハに正常な処理が施されていると判定され、基準装置における処理結果のデータと被適用装置における処理結果のデータとが一致しない場合には、ウエハに正常な処理が施されていないと判定される。
【０００５】
また、基準装置における処理結果のデータと被適用装置における処理結果のデータとがほぼ一致する場合において被適用装置で計測された処理パラメータ値（以下、「正常処理パラメータ値」という。）は、被適用装置においてウエハに正常な処理が施されているか否か（被適用装置の運転状態）の判定基準となる。例えば、以後のプラズマ処理において、被適用装置で計測された処理パラメータ値が正常処理パラメータ値とほぼ一致する場合には、ウエハに正常な処理が施されている（正常な運転状態）と判定でき、計測された処理パラメータ値が正常処理パラメータ値と一致しない場合には、ウエハに正常な処理が施されていない（異常な運転状態）と判定できる。なお、正確な判定には多くの正常処理パラメータ値が必要である。
【０００６】
ところで、ウエハの処理結果のデータの項目（例えば、ウエハに形成されたトレンチの幅や深さ）や、処理パラメータ値の種類（例えば、チャンバの壁温度や電極の印加電圧）は多岐に亘るため、基準装置における処理結果のデータと被適用装置における処理結果のデータとの比較や、計測された処理パラメータ値と正常処理パラメータ値との比較では、多変量解析、特に、主成分分析が多用される。主成分分析を利用することによって、多数の変数（項目、種類）からなる処理結果のデータや処理パラメータ値を、例えば１又は２変数からなるデータに変換することができ、これにより上述したデータの比較を容易且つ理解し易く行うことができる。
【０００７】
主成分分析を利用する方法として、モニタリングされた複数のプロセスデータの値を主成分分析して主成分値（第１主成分値、第２主成分値）を算出し、該主成分値を時系列的にモニタリングすることによって半導体製造装置（プラズマ処理装置）の稼働状況を評価する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−４７８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、被適用装置において適用処理条件に応じてウエハに正常な処理が施されているか否か（被適用装置の運転状態）が判定可能となるには、被適用装置における多数のウエハの処理結果のデータや、多くの正常処理パラメータ値が必要である。したがって、少なくとも、事前に被適用装置において適用処理条件に応じてプラズマ処理を実行しない限り、被適用装置の運転状態を判定できないという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、事前に第２のプラズマ処理装置において第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件に応じてプラズマ処理を実行しなくても、第２のプラズマ処理装置に第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を適用した場合における運転状態を判定することができるプラズマ処理装置の運転状態判定方法、運転状態判定装置、プログラム及び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】
上記目的を達成するために、請求項１記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法は、第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を第２のプラズマ処理装置に適用した場合における当該第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定するプラズマ処理装置の運転状態判定方法であって、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第１の運転状態データ群を取得する第１の運転状態データ群取得ステップと、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第２の運転状態データ群を取得する第２の運転状態データ群取得ステップと、前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第３の運転状態データ群を取得する第３の運転状態データ群取得ステップと、前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のうち少なくとも１つを用いて主成分分析を行う主成分分析ステップと、前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた前記主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点を、前記２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットする主成分得点プロットステップと、前記２次元座標系における前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心を算出する分布中心算出ステップと、前記第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から前記第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出ステップと、前記２次元座標系において前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を設定する分布領域設定ステップと、前記設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を前記移動ベクトルに従って移動させることにより、前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点の前記２次元座標系における予測分布の領域を設定する予測分布領域設定ステップと、実際に前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用し、前記第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点が前記設定された予測分布の領域に含まれているか否かを判定する主成分得点包含判定ステップとを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法は、請求項１記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法において、前記主成分得点分布の中心は、前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の平均値又は中央値であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法は、請求項１又は２記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法において、前記２つの主成分は第１主成分及び第２主成分であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法は、請求項１又は２記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法において、前記２つの主成分は、前記２次元座標系において前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心が直線上に配されるように、複数の主成分のうちから選択されることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法において、前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域は、第２の運転状態データ群に対応する主成分得点の分散値に基づいて設定されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法は、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法において、前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域は前記２つの主成分を軸とする楕円であることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法において、前記第１のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値、及び前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値は、いずれも正常に行われたプラズマ処理において計測されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法において、前記主成分分析ステップでは、前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群の全てを用いて主成分分析を行うことを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項９記載の運転状態判定装置は、第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を第２のプラズマ処理装置に適用した場合における当該第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定する運転状態判定装置であって、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第１の運転状態データ群を取得する第１の運転状態データ群取得手段と、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第２の運転状態データ群を取得する第２の運転状態データ群取得手段と、前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第３の運転状態データ群を取得する第３の運転状態データ群取得手段と、前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のうち少なくとも１つを用いて主成分分析を行う主成分分析手段と、前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた前記主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点を、前記２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットする主成分得点プロット手段と、前記２次元座標系における前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心を算出する分布中心算出手段と、前記第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から前記第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出手段と、前記２次元座標系において前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を設定する分布領域設定手段と、前記設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を前記移動ベクトルに従って移動させることにより、前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点の前記２次元座標系における予測分布の領域を設定する予測分布領域設定手段と、実際に前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用し、前記第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点が前記設定された予測分布の領域に含まれているか否かを判定する主成分得点包含判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するために、請求項１０記載のプログラムは、第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を第２のプラズマ処理装置に適用した場合における当該第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定するプラズマ処理装置の運転状態判定方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第１の運転状態データ群を取得する第１の運転状態データ群取得モジュールと、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第２の運転状態データ群を取得する第２の運転状態データ群取得モジュールと、前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第３の運転状態データ群を取得する第３の運転状態データ群取得モジュールと、前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のうち少なくとも１つを用いて主成分分析を行う主成分分析モジュールと、前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた前記主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点を、前記２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットする主成分得点プロットモジュールと、前記２次元座標系における前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心を算出する分布中心算出モジュールと、前記第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から前記第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出モジュールと、前記２次元座標系において前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を設定する分布領域設定モジュールと、前記設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を前記移動ベクトルに従って移動させることにより、前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点の前記２次元座標系における予測分布の領域を設定する予測分布領域設定モジュールと、実際に前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用し、前記第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点が前記設定された予測分布の領域に含まれているか否かを判定する主成分得点包含判定モジュールとを有することを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項１１記載の記憶媒体は、第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を第２のプラズマ処理装置に適用した場合における当該第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定するプラズマ処理装置の運転状態判定方法をコンピュータに実行させるプログラムを格納するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記プログラムは、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第１の運転状態データ群を取得する第１の運転状態データ群取得モジュールと、前記第１のプラズマ処理装置に適用される第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第２の運転状態データ群を取得する第２の運転状態データ群取得モジュールと、前記第２のプラズマ処理装置に適用される前記第１の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値からなる第３の運転状態データ群を取得する第３の運転状態データ群取得モジュールと、前記取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のうち少なくとも１つを用いて主成分分析を行う主成分分析モジュールと、前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた前記主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点を、前記２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットする主成分得点プロットモジュールと、前記２次元座標系における前記第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心を算出する分布中心算出モジュールと、前記第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から前記第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルを算出する移動ベクトル算出モジュールと、前記２次元座標系において前記第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を設定する分布領域設定モジュールと、前記設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を前記移動ベクトルに従って移動させることにより、前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点の前記２次元座標系における予測分布の領域を設定する予測分布領域設定モジュールと、実際に前記第２のプラズマ処理装置に前記第２の処理条件を適用し、前記第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の前記２つの主成分に対応する主成分得点が前記設定された予測分布の領域に含まれているか否かを判定する主成分得点包含判定モジュールとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１記載のプラズマ処理装置の運転状態判定方法、請求項９記載の運転状態判定装置、請求項１０記載のプログラム、及び請求項１１記載の記憶媒体によれば、第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群を用いた主成分分析によって得られた複数の主成分のうちから選択された２つの主成分に対応する主成分得点が、２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットされ、第１の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルが算出され、上記２次元座標系において設定された第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域を算出された移動ベクトルに従って移動させることにより、第２のプラズマ処理装置に第２の処理条件を適用した場合に実行されるプラズマ処理において計測される処理パラメータ値の２つの主成分に対応する主成分得点の２次元座標系における予測分布の領域が設定され、実際に第２のプラズマ処理装置に第２の処理条件を適用し、該第２の処理条件に応じて実行されるプラズマ処理において計測された処理パラメータ値の２つの主成分に対応する主成分得点が設定された予測分布の領域に含まれているか否かが判定されるので、第２のプラズマ処理装置において第２の処理条件に応じてプラズマ処理を行うことなく、第２のプラズマ処理装置に第２の処理条件を適用した場合における運転状態の判定基準を設定することができ、もって事前に第２のプラズマ処理装置において第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件に応じてプラズマ処理を実行しなくても、第２のプラズマ処理装置に第１のプラズマ処理装置に適用される処理条件を適用した場合における運転状態を判定することができる。
【００２２】
請求項２記載のプラズマ処理装置の運転状態判定法によれば、主成分得点分布の中心は、第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の平均値又は中央値であるので、主成分得点分布の中心を容易に算出することができ、もって短時間で第２のプラズマ処理装置の運転状態を判定することができる。
【００２３】
請求項３記載のプラズマ処理装置の運転状態判定法によれば、２つの主成分は第１主成分及び第２主成分であるので、２次元座標系にプロットされた各運転状態データ群に対応する主成分得点の分布の統計的な信頼性を向上することができ、もって第２のプラズマ処理装置の運転状態を正確に判定することができる。
【００２４】
請求項４記載のプラズマ処理装置の運転状態判定法によれば、２つの主成分は、２次元座標系において第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心が直線上に配されるように、複数の主成分のうちから選択されるので、各主成分得点分布の相対的な位置関係を把握し易くすることができ、もって第２のプラズマ処理装置の運転状態を容易に判定することができる。
【００２５】
請求項５記載のプラズマ処理装置の運転状態判定法によれば、第２の運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域は、第２の運転状態データ群に対応する主成分得点の分散値に基づいて設定されるので、設定される主成分得点分布の領域の統計的な信頼性を向上することができ、もって第２のプラズマ処理装置の運転状態をより正確に判定することができる。
【００２６】
請求項６記載のプラズマ処理装置の運転状態判定法によれば、主成分得点分布の領域は２つの主成分を軸とする楕円であるので、容易且つ理解し易く設定することができる。
【００２７】
請求項７記載のプラズマ処理装置の運転状態判定法によれば、各処理パラメータ値は、いずれも正常に行われたプラズマ処理において計測されるので、２次元座標系にプロットされた各運転状態データ群に対応する主成分得点の信頼性を向上することができ、もって第２のプラズマ処理装置の運転状態をより正確に判定することができる。
【００２８】
請求項８記載のプラズマ処理装置の運転状態判定法によれば、取得された第１の運転状態データ群、第２の運転状態データ群、及び第３の運転状態データ群の全てを用いて主成分分析が行われるので、２次元座標系の統計的な信頼性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
まず、本発明の第１の実施の形態に係る運転状態判定方法が適用されるプラズマ処理装置及び運転状態判定装置について説明する。
【００３１】
図１は、本実施の形態に係る運転状態判定方法が適用されるプラズマ処理装置及び運転状態判定装置の概略構成を示す断面図である。
【００３２】
図１において、プラズマ処理装置として構成されるエッチング処理装置１は、例えば、アルミニウム製の円筒型チャンバ２と、該チャンバ２内に配置された、例えば、直径が２００ｍｍの半導体ウエハＷを載置する下部電極３と、絶縁材４を介して支持する昇降自在な支持体５と、下部電極３に対向してチャンバ２内の上方に配置された上部電極としてのシャワーヘッド６とを備える。
【００３３】
チャンバ２は、上部が小径の上室７として形成され、下部が大径の下室８として形成されている。上室７の周囲にはダイポールリング磁石９が配置され、該ダイポールリング磁石９は、上室７内において一方向に指向する一様な水平磁界を形成する。下室８の側面上部には半導体ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ１０が取り付けられ、エッチング処理装置１は該ゲートバルブ１０を介して隣接するロードロック室（図示しない）等と接続されている。また、上室７の側壁にはヒータユニット（図示しない）が埋設され、該ヒータユニットはチャンバ２内、特に上室７内の雰囲気温度を制御する。
【００３４】
下部電極３には高周波電源１１が整合器１２を介して接続されており、高周波電源１１は、所定の高周波電力を下部電極３に印加する。チャンバ２の天井部に配置されているシャワーヘッド６には高周波電源３０が整合器３１を介して接続されており、高周波電源３０は、所定の高周波電力をシャワーヘッド６に印加する。下部電極３及びシャワーヘッド６は協働して下部電極３及びシャワーヘッド６の間の処理空間Ｓに高周波電界を発生させる。
【００３５】
下部電極３の上面には、半導体ウエハＷを静電吸着力で吸着するための静電チャック（ＥＳＣ）１３が配置されている。該静電チャック１３の内部には、導電膜からなる円板状の電極板１４が配置され、該電極板１４には直流電源１５が電気的に接続されている。半導体ウエハＷは、直流電源１５から電極板１４に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によって静電チャック１３の上面に吸着保持される。
【００３６】
静電チャック１３の周囲には円環状のフォーカスリング１６が配置され、該フォーカスリング１６は静電チャック１３に吸着された半導体ウエハＷの周縁を囲う。また、フォーカスリング１６は、炭化珪素や石英からなるため、半導体ウエハＷとほぼ同じ導電性を有する。これにより、フォーカスリング１６は、チャンバ２内に発生する後述のプラズマを効率よく半導体ウエハＷに導く。
【００３７】
上室７の側壁と下部電極３との間には、下部電極３の上方の気体をチャンバ２の外へ排出する排気路が形成され、該排気路の途中には環状のバッフル板１７が配置されている。排気路のバッフル板１７より下流の空間（下室８の内部空間）は、可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（Automatic Pressure Control Valve）（以下、「ＡＰＣバルブ」という。）１８に連通する。ＡＰＣバルブ１８は、真空引き用の排気ポンプであるターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump）（以下、「ＴＭＰ」という。）（図示しない）に接続され、ＴＭＰは排気ポンプであるドライポンプ（以下、「ＤＰ」という。）（図示しない）に接続されている。ＡＰＣバルブ１８、ＴＭＰ、及びＤＰによって構成される排気流路は、ＡＰＣバルブ１８によってチャンバ２内の圧力制御を行い、さらにＴＭＰ及びＤＰによってチャンバ２内をほぼ真空状態になるまで減圧する。
【００３８】
下部電極３の下方には、該支持体５の下部から下方に向けて延設されたボールねじ１９からなる下部電極昇降機構が配置されている。該下部電極昇降機構は、支持体５を介して下部電極３を支持し、不図示のモータ等によってボールねじ１９を回転させることによって下部電極３を昇降させる。この下部電極昇降機構は、その周囲に配置されたベローズ２０、及び該ベローズ２０の周囲に配置されたベローズカバー２１によってチャンバ２内の雰囲気から遮断される。
【００３９】
下部電極３には、該静電チャック１３の上面から突出自在な複数のプッシャーピン２２が配置されている。これらのプッシャーピン２２は図中上下方向に移動する。このエッチング処理装置１では、半導体ウエハＷの搬出入の際、下部電極３が半導体ウエハＷの搬出入位置まで下降すると共に、プッシャーピン２２が静電チャック１３の上面から突出して半導体ウエハＷを下部電極３から離間させて上方へ持ち上げる。また、半導体ウエハＷのエッチング処理の際、下部電極３が半導体ウエハＷの処理位置まで上昇すると共に、プッシャーピン２２が下部電極３内に格納されて、静電チャック１３が半導体ウエハＷを吸着保持する。
【００４０】
また、下部電極３の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２３が設けられている。この冷媒室２３には、チラーユニット（図示せず）から配管２４を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給され、当該冷媒の温度によって下部電極３に載置された半導体ウエハＷの処理温度が制御される。
【００４１】
静電チャック１３の上面には、複数の伝熱ガス供給孔及び伝熱ガス供給溝（図示せず）が配されている。これらの伝熱ガス供給孔等は、下部電極３の内部に配置された伝熱ガス供給ライン２５を介して伝熱ガス供給部２６に接続され、該伝熱ガス供給部２６は伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスを、静電チャック１３と半導体ウエハＷとの間隙に供給する。これにより、半導体ウエハＷと静電チャック１３との伝熱性を向上させる。この伝熱ガス供給部２６は静電チャック１３と半導体ウエハＷとの間隙を真空引き可能にも構成されている。
【００４２】
シャワーヘッド６の上面にはバッファ室２７が設けられ、このバッファ室２７には処理ガス供給部（図示せず）からの処理ガス導入管２８が接続されている。この処理ガス導入管２８の途中にはＭＦＣ（Mass Flow Controller）２９が配置されている。このＭＦＣ２９は、バッファ室２７及びシャワーヘッド６を介して、所定のガス、例えば、処理ガスやＮ２ガスをチャンバ２内へ供給すると共に、該ガスの流量を制御してチャンバ２の圧力を上述した排気流路と協働して所望の値に制御する。
【００４３】
このエッチング処理装置１のチャンバ２内では、上述したように、下部電極３及びシャワーヘッド６に高周波電力が印加され、該印加された高周波電力により、処理空間Ｓにおいて処理ガスから高密度のプラズマが発生し、イオンやラジカルが生成される。
【００４４】
エッチング処理装置１では、エッチング処理の際、先ずゲートバルブ１０を開状態にし、加工対象の半導体ウエハＷをチャンバ２内に搬入する。そして、シャワーヘッド６より処理ガス（例えば、所定の流量比率の四フッ化炭素ガス（ＣＦ４）ガス及び酸素（Ｏ2）ガスの少なくとも１つからなる混合ガス）を所定の流量および流量比でチャンバ２内に導入し、排気流路等によりチャンバ２内の圧力を所定値にする。さらに、高周波電源１１より高周波電力を下部電極３に印加すると共に高周波電源３０より高周波電力をシャワーヘッド６に印加し、さらに直流電源１５より直流電圧を電極板１４に印加して、半導体ウエハＷを下部電極３上に吸着する。そして、シャワーヘッド６より吐出された処理ガスを上述したようにプラズマ化する。このプラズマはフォーカスリング１６によって半導体ウエハＷの表面に収束され、このプラズマにより生成されるイオン、例えば、フッ素イオンや酸素イオンは半導体ウエハＷの表面を物理的にエッチングする。
【００４５】
エッチング処理装置１は、上述した各構成要素の出力値、例えば、上室７の壁温度、下部電極３の印加電圧、ＡＰＣバルブ１８の開度をリアルタイムで計測する複数のセンサ（図示しない）を有する。該複数のセンサはエッチング処理中において各構成要素の出力値を処理パラメータ値として計測し、該計測した処理パラメータを後述するシステムコントローラ３２に送信する。
【００４６】
システムコントローラ３２（運転状態判定装置）は、エッチング処理装置１やロードロック室等からなるプラズマ処理システムを制御する統合サーバであり、エッチング処理装置１やロードロック室等に接続され、ＣＰＵ３３、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３５、記録装置としてのＨＤＤ３６、表示部３７及び各構成要素を互いに接続するバス３８を備える。また、システムコントローラ３２はエッチング処理装置１の各構成要素の動作を制御する。
【００４７】
ＲＯＭ３４は、エッチング処理装置１におけるエッチング処理を実行するためのプログラム、後述するエッチング処理装置１の運転状態を判定するための運転状態判定方法を実行するためのプログラム、及び各種統計処理、例えば、多変量解析（主成分分析、回帰分析）を実行するためのプログラム等を格納する。ＲＡＭ３５は、書き込み可能なメモリであり、ＲＯＭ３４から各プログラムがロードされる。また、ＲＡＭ３５は、ＣＰＵ３３がロードされたプログラムに従って各処理を実行する際にはワークエリアとしても活用される。
【００４８】
ＨＤＤ３６はエッチング処理装置１の各センサが送信する処理パラメータを当該エッチング処理装置１の装置ログデータとして格納する。装置ログデータは半導体ウエハＷを処理する毎に格納されるため、ＨＤＤ３６には多量の装置ログデータが存在し、これら装置ログデータのうち同一のエッチング処理に対応する装置ログデータは同一の運転状態データ群をなす。なお、ＨＤＤ３６が各プログラムを格納していてもよい。ＣＰＵ３３は、バス３８を介して、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３５及びＨＤＤ３６とアドレスやデータの通信を行い、ＲＡＭ３５にロードされたプログラムを実行することによって各処理を実行する。
【００４９】
表示部３７は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなり、エッチング処理装置１の各構成要素の動作状況を表示する。また、表示部３７はオペレータによる入力を受け付ける入力部としても機能し、オペレータは表示部３７を介して所望の処理に対応するプログラムを呼び出し、該プログラムの実行命令を入力することができる。
【００５０】
次に、本発明の第１の実施の形態に係る運転状態判定方法について説明する。
【００５１】
通常、エッチング処理装置は種々のエッチング処理を半導体ウエハに施すことが可能であるが、当該エッチング処理装置において実行したことがない所望のエッチング処理を実行する場合、当該エッチング処理装置と同一仕様の他のエッチング処理装置であって、所望のエッチング処理を既に半導体ウエハに正常に施した実績がある他のエッチング処理装置（以下、「基準装置」という）を探し出し、該基準装置における上記所望のエッチング処理に対応する処理条件（例えば、処理ガスの流量比や高周波電力の印加時間）（以下、「レシピ」という。）をエッチング処理装置に適用する。以下、基準装置に適用されたレシピ（以下、「適用レシピ」という。）が適用されるエッチング処理装置を「被適用装置」と称する。
【００５２】
しかしながら、同一仕様のエッチング処理装置であっても、各エッチング処理装置における構成要素には種々のばらつき、例えば、フォーカスリングの寸法精度や取り付け精度のばらつき、整合器の応答性能の差、微少なガス流量制御能力差（ずれ）、ヒータユニット性能差や循環冷却水供給能力差に起因する温度制御能力差、ＴＭＰやＤＰの排気能力差、及びチャンバ内に配置された消耗部品の消耗量差が存在するため、各エッチング処理装置間には個体差が生じ、同じレシピを各エッチング処理装置に適用しても、半導体ウエハのエッチング処理結果（例えば、半導体ウエハに形成されたトレンチの幅や深さ）が異なることがある。したがって、被適用装置に適用レシピを適用しても半導体ウエハに所望のエッチング処理を正常に施すことができるとは限らない。そこで、被適用装置に適用レシピを適用した場合には、半導体ウエハに所望のエッチング処理が正常に施された否かを判定し、これにより、被適用装置の運転状態が正常か異常かを判定する必要がある。
【００５３】
ところで、上述したように、各エッチング処理装置に接続されたシステムコントローラは種々のエッチング処理における処理パラメータ値を当該エッチング処理装置の装置ログデータとして多量に格納している。また、格納されている多量の装置ログデータは同一のレシピ毎に区分され、各レシピに対応する同一の運転状態データ群をなしている。したがって、被適用装置の運転状態が正常か異常かを判定するにあたり、被適用装置や基準装置の運転状態データ群を利用することが考えられる。
【００５４】
ここで、運転状態データ群では同一の半導体ウエハ毎に装置ログデータ（処理パラメータ値）が組分けされている。以下、組分けされた処理パラメータ値を「枚葉処理パラメータ組」と称する。例えば、半導体ウエハ毎にＫ種類の処理パラメータ値（例えば、チャンバの壁温度や電極の印加電圧）が測定されるとすると、１つの枚葉処理パラメータ組にはＫ個の処理パラメータ値が含まれる。
【００５５】
通常、運転状態データ群における処理パラメータ値の種類（例えば、チャンバの壁温度や電極の印加電圧）は多岐に亘るため、運転状態データ群をそのまま利用するのは困難である。そこで、本実施の形態に係る運転状態判定方法では、多変量解析である主成分分析を利用する。
【００５６】
主成分分析は多くの変量（本実施の形態では各処理パラメータ値）を、可能な限り情報の損失を抑えて少数の総合的指標である主成分に変換する方法である。主成分とはオリジナルの変量を線形変換したものであり、オリジナルの変量の情報を最も多く反映する（すなわち、その分散が最大となる）主成分を第１主成分、該第１主成分に直交し且つその分散が第１主成分に次いで大きい主成分を第２主成分とする。
【００５７】
例えば、本実施の形態において、基準装置において第１のレシピに応じてＮ枚の半導体ウエハにエッチング処理が施された場合、１つの運転状態データ群にはＮ個の枚葉処理パラメータ組が存在する。各処理パラメータ値はエッチング処理において時間と共に変化することがあるが、本実施の形態ではエッチング処理における当該処理パラメータ値の平均値を用いる。ここで各処理パラメータ値をｘ、半導体ウエハ毎に測定される処理パラメータ値の個数をＫとする（すなわち、半導体ウエハ毎にＫ種類の処理パラメータ値が測定されるとする）と、１つの運転状態データ群は下記（１−１）式に示す行列Ｘで表される。
【００５８】
【数１】
0004643392.tif 000002
【００５９】
次いで、運転状態データ群Ｘにおいて同一種類の処理パラメータ値毎の平均値、最大値、最小値、分散値（例えば、Ｎ個の電極印加電圧の平均値、最大値、最小値、分散値）を算出し、これらの算出値に基づいた分散共分散行列を用いてＫ種類の処理パラメータ値の主成分の固有値及びその固有ベクトルを算出する。ここで主成分は１つの枚葉処理パラメータ組における処理パラメータ値の種類の数と同じ数であるＫ個だけ得られる。
【００６０】
固有値は各主成分の分散の大きさを表し、各主成分は固有値の大きさ順に、第１主成分、第２主成分、・・・第ａ主成分・・・第Ｋ主成分として定義されている。また、各固有値にはそれぞれに対応する固有ベクトル（ローディングベクトル）が存在する。通常、主成分の次数が高いほど、処理パラメータ値の情報反映の度合いを示す寄与率が低くなり、その利用価値が薄れる。したがって、統計的に信頼性の高い分析を行うためには低次の主成分（例えば、第１主成分や第２主成分）を用いるのがよい。
【００６１】
また、運転状態データ群Ｘにおける各枚葉処理パラメータ組の各主成分における値は主成分得点（スコア）と称され、例えば、運転状態データ群Ｘにおけるｎ番目の枚葉処理パラメータ組に対応する第ａ主成分得点は下記（１−２）式で表される。
ｔｎａ＝ｘｎ１ｐ１ａ＋ｘｎ２ｐ２ａ＋…＋ｘｎＫｐＫａ …（１−２）
ここでｐｎａ（ｎ＝１，２，…，Ｋ）は第ａ主成分に対応する固有ベクトル（ローディングベクトル）の各成分を表す。
【００６２】
運転状態データ群Ｘの各枚葉処理パラメータ組を各主成分得点に換算した場合、換算された第ａ主成分得点のベクトル（スコアベクトル）ｔａ及び全主成分得点の行列（スコア行列）Ｔａは下記（１−３）式で表される。
【００６３】
【数２】
0004643392.tif 000003
【００６４】
本実施の形態に係る運転状態判定方法では、変換された各主成分得点のベクトルのうち任意の２つの主成分得点のベクトルを選択して使用する。また、本実施の形態に係る運転状態判定方法では、基準装置において第１のレシピ及び第２のレシピのそれぞれに応じて多量の半導体ウエハにエッチング処理が正常に施され、且つ被適用装置において第１のレシピに応じて多量の半導体ウエハにエッチング処理が正常に施されている場合における、被適用装置に第２のレシピを適用したときの当該被適用装置の運転状態を判定する。
【００６５】
したがって、本実施の形態に係る運転状態判定方法を実行する前には、システムコントローラ３２のＨＤＤ３６に、基準装置が第１のレシピに応じて多量の半導体ウエハにエッチング処理を施した際に測定された処理パラメータ値（装置ログデータ）からなる運転状態データ群（以下、「基準装置第１レシピ運転状態データ群」という）（第１の運転状態データ群）、基準装置が第２のレシピに応じて多量の半導体ウエハにエッチング処理を施した際に測定された処理パラメータ値からなる運転状態データ群（以下、「基準装置第２レシピ運転状態データ群」という）（第２の運転状態データ群）、及び被適用装置が第１のレシピに応じて多量の半導体ウエハにエッチング処理を施した際に測定された処理パラメータ値からなる運転状態データ群（以下、「被適用装置第１レシピ運転状態データ群」という）（第３の運転状態データ群）が格納されている。
【００６６】
上述した各エッチング処理では半導体ウエハ毎に１６種類の処理パラメータについて値が測定されるため、各運転状態データ群における各枚葉処理パラメータ組は、１６個の処理パラメータ値からなる。また、測定される処理パラメータとしては、例えば、上部電極高周波電力反射量（絶対値）、下部電極高周波電力反射量（絶対値）、下部電極印加電圧、上部電極温度、下部電極温度、ＡＰＣバルブ開度、上室壁温度、ＥＳＣ印加電流、整合器キャパシタンス、及び整合器インダクタンスが該当する。なお、半導体ウエハ毎に測定される処理パラメータの種類の数は１６に限られず、さらに半導体ウエハ毎に測定される処理パラメータの種類も上述したものに限られないのは言うまでもない。
【００６７】
図２は、本実施の形態に係る運転状態判定方法のフローチャートである。本方法に対応する処理は、オペレータの表示部３７を介した入力に応じて、ＣＰＵ３３がＲＡＭ３５にロードされたプログラムに従って実行する。
【００６８】
図２において、まず、ＨＤＤ３６に格納されている基準装置第１レシピ運転状態データ群を取得し（ステップＳ２０１）、続けて基準装置第２レシピ運転状態データ群及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群を取得する（ステップＳ２０２，Ｓ２０３）。
【００６９】
次いで、取得した基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群の全てを用いて主成分分析を行い各主成分の固有値及び固有ベクトルを算出する（ステップＳ２０４）。
【００７０】
次いで、ステップＳ２０４の主成分分析の結果、得られた１６個の主成分のうち、第１主成分及び第２主成分を選択し、第１主成分及び第２主成分に対応する固有ベクトルを用いて上記（１−２）式のように、各運転状態データ群における各枚葉処理パラメータ組を第１主成分得点及び第２主成分得点に換算し、該換算された第１主成分得点及び第２主成分得点を、図３に示すように、第１主成分を横軸とし且つ第２主成分を縦軸とする２次元座標系にプロットする（ステップＳ２０５）。図３において、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「○」で表され、基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「●」で表され、且つ被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「◇」で表される。
【００７１】
次いで、２次元座標系にプロットされた基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点の分布における第１主成分得点及び第２主成分得点の平均値を当該分布の中心として算出し、同様に基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点の分布における第１主成分得点及び第２主成分得点の平均値、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点の分布における第１主成分得点及び第２主成分得点の平均値を各分布の中心として算出する。
【００７２】
そして、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルＰを算出し（ステップＳ２０６）、さらに、２次元座標系において基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域Ａ２（以下、「実測正常領域Ａ２」という。）を設定する（ステップＳ２０７）。実測正常領域Ａ２は楕円形の領域であり、該楕円の長軸及び短軸は、基準装置第２レシピ運転状態データ群における第１主成分得点及び第２主成分得点の分散値に基づいて設定される。具体的には、基準装置第２レシピ運転状態データ群における第１主成分得点の標準偏差をσ１、第２主成分得点の標準偏差をσ２とすると、実測正常領域Ａ２の楕円は、基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心を中心とする、長軸の長さが６σ１且つ短軸の長さが６σ２の楕円となる。
【００７３】
次いで、２次元座標系において実測正常領域Ａ２を移動ベクトルＰに従って移動し、該移動された実測正常領域Ａ２を予測正常領域Ｂ２として設定する（ステップＳ２０８）。ここで、移動ベクトルＰは同じレシピが適用される装置を基準装置から被適用装置に変更した場合の各処理パラメータ値の遷移量を表していると考えられるので、予測正常領域Ｂ２は、第２レシピが適用される装置が基準装置から被適用装置に変更された場合における主成分得点（第１主成分得点、第２主成分得点）の分布を予測していると考えられる。
【００７４】
次いで、実際に、被適用装置に第２レシピを適用して半導体ウエハに第２レシピに応じたエッチング処理を施すとともに、エッチング処理中において１６種類の処理パラメータ値を計測して枚葉処理パラメータ組を得る。さらに、得られた枚葉処理パラメータ組を第１主成分及び第２主成分に対応する固有ベクトルを用いて第１主成分得点及び第２主成分得点に換算し、図３の２次元座標系において、換算された第１主成分得点及び第２主成分得点に対応する点（以下、「被判定点」という。）が予測正常領域Ｂ２に含まれているか否かを判定する（ステップＳ２０９）。
【００７５】
ステップＳ２０９の判定の結果、被判定点が予測正常領域Ｂ２に含まれている場合には、被適用装置は第２レシピに応じて半導体ウエハにエッチング処理を正常に施し、被適用装置に第２のレシピを適用したときの当該被適用装置の運転状態は正常であると判定し（ステップＳ２１０）、本処理を終了する。
【００７６】
ステップＳ２０９の判定の結果、被判定点が予測正常領域Ｂ２に含まれていない場合には、被適用装置は第２レシピに応じて半導体ウエハにエッチング処理を正常に施さず、被適用装置に第２のレシピを適用したときの当該被適用装置の運転状態は異常であると判定し（ステップＳ２１１）、本処理を終了する。
【００７７】
本実施の形態に係る運転状態判定方法によれば、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群を用いた主成分分析（ステップＳ２０４）によって得られた第１主成分及び第２主成分に対応する主成分得点（第１主成分得点及び第２主成分得点）が、第１主成分及び第２主成分を軸とする２次元座標系にプロットされ（ステップＳ２０５）、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心から被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心までの移動ベクトルＰが算出され（ステップＳ２０６）、上記２次元座標系において設定された実測正常領域Ａ２を算出された移動ベクトルＰに従って移動させることによって予測正常領域Ｂ２が設定され（ステップＳ２０８）、実際に被適用装置に第２レシピを適用し、該第２レシピに応じて実行されるエッチング処理において計測される処理パラメータ値からなる枚葉処理パラメータ組の第１主成分得点及び第２主成分得点が予測正常領域Ｂ２に含まれているか否かが判定される（ステップＳ２０９）。移動ベクトルＰは同じレシピが適用される装置を基準装置から被適用装置に変更した場合の各処理パラメータ値の遷移量を表しているので、予測正常領域Ｂ２は第２レシピが適用される装置が基準装置から被適用装置に変更された場合における主成分得点の分布を予測する。したがって、予測正常領域Ｂ２を設定することによって、被適用装置において第２レシピに応じてエッチング処理を行うことなく、被適用装置に第２レシピを適用した場合における運転状態の判定基準を設定することができ、もって事前に被適用装置において第２レシピに応じてエッチング処理を実行しなくても、被適用装置に第２レシピを適用した場合における運転状態を判定することができる。
【００７８】
なお、本実施の形態に係る運転状態判定方法の精度を確認するために、本発明者は、被適用装置に第２レシピを適用して多量の半導体ウエハに正常なエッチング処理が施された場合における多量の枚葉処理パラメータ組からなる運転状態データ群（以下、「被適用装置第２レシピ運転状態データ群」という。）を得た。さらに、該得られた被適用装置第２レシピ運転状態データ群における多量の枚葉処理パラメータ組を第１主成分得点及び第２主成分得点に換算し、これらの第１主成分得点及び第２主成分得点を、図４に示すように「◆」を用いて、２次元座標系にプロットしたところ、被適用装置第２レシピ運転状態データ群は予測正常領域Ｂ２内にほぼ含まれることを確認した。これにより、予測正常領域Ｂ２を用いて被適用装置に第２レシピを適用した場合における運転状態を正確に判定できることが分かった。
【００７９】
上述した本実施の形態に係る運転状態判定方法では、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心は、各主成分得点分布の平均値であるので、主成分得点分布の中心を容易に算出することができ、もって短時間で被適用装置の運転状態を判定することができる。また、主成分得点分布の中心として各主成分得点分布の中央値を算出してもよく、これにより、同様の効果を得ることができる。
【００８０】
上述した本実施の形態に係る運転状態判定方法では、２次元座標系は第１主成分及び第２主成分を軸とするので、２次元座標系にプロットされた各運転状態データ群に対応する主成分得点の分布の統計的な信頼性を向上することができ、もって被適用装置の運転状態を正確に判定することができる。
【００８１】
上述した本実施の形態に係る運転状態判定方法では、実測正常領域Ａ２は、基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する第１主成分得点及び第２主成分得点の分散値に基づいて設定されるので、実測正常領域Ａ２の統計的な信頼性を向上することができ、もって被適用装置の運転状態をより正確に判定することができる。また、実測正常領域Ａ２は第１主成分及び第２主成分を軸とする楕円であるので、容易且つ理解し易く設定することができる。
【００８２】
また、上述した本実施の形態に係る運転状態判定方法では、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群における各処理パラメータ値は、いずれも半導体ウエハにエッチング処理が正常に施された場合において計測されているので、各運転状態データ群に対応する主成分得点の信頼性を向上することができ、もって被適用装置の運転状態をより正確に判定することができる。
【００８３】
さらに、上述した本実施の形態に係る運転状態判定方法では、取得された基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群の全てを用いて主成分分析が行われるので、２次元座標系の統計的な信頼性を向上することができる。
【００８４】
また、上述した本実施の形態に係る運転状態判定方法では、実際に、被適用装置に第２レシピを適用して半導体ウエハに第２レシピに応じたエッチング処理を施すことによって得られた枚葉処理パラメータ組から換算された第１主成分得点及び第２主成分得点が予測正常領域Ｂ２に含まれていない場合には、直ちに被適用装置の運転状態は異常であると判定したが、複数の枚葉処理パラメータ組が得られた場合、該複数の枚葉処理パラメータ組から換算された第１主成分得点及び第２主成分得点の何割かが予測正常領域Ｂ２に含まれていない場合にのみ、被適用装置の運転状態は異常であると判定してもよい。
【００８５】
上述した本実施の形態に係る運転状態判定方法では、移動ベクトルＰが基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心に基づいて算出されたが、移動ベクトルＰの算出方法はこれに限られない。例えば、図５に示すように、２次元座標系において基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域Ａ１（以下、「実測正常領域Ａ１」という。）を設定し、且つ被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の領域Ｂ１（以下、「実測正常領域Ｂ１」という。）を設定し、実測正常領域Ａ１及び実測正常領域Ｂ１の面積が同一になるように、実測正常領域Ａ１及び実測正常領域Ｂ１を調整し、さらに、該調整された実測正常領域Ａ１及び実測正常領域Ｂ１の中心（重心）に基づいて移動ベクトルＰを算出してもよい。これにより、移動ベクトルＰから、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態と、被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態との差の影響を除去することができるので、移動ベクトルＰを利用して設定される予測正常領域Ｂ２の統計的な信頼性を向上することができる。
【００８６】
また、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態と、被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態との差の影響を除去する方法としては、上述した方法に限られない。例えば、図６に示すように、移動ベクトルＰをステップＳ２０６における方法と同じ方法で算出し、２次元座標系において実測正常領域Ａ１及び実測正常領域Ｂ１を設定し、実測正常領域Ａ１及び実測正常領域Ｂ１の相関関係（例えば、面積比や楕円の長軸比、短軸比）を算出し、実測正常領域Ａ２を移動ベクトルＰに従って移動させて予測正常領域Ｂ２を設定する際、実測正常領域Ａ２及び予測正常領域Ｂ２の相関関係に上記算出された実測正常領域Ａ１及び実測正常領域Ｂ１の相関関係を適用してもよい。
【００８７】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る運転状態判定方法について説明する。
【００８８】
本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、選択される主成分が上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００８９】
本実施の形態に係る運転状態判定方法では、図２のステップＳ２０５において、ステップＳ２０４の主成分分析の結果、得られた１６個の主成分のうち、所定の条件を満たす２つの主成分を選択する。
【００９０】
本実施の形態における所定の条件を満たす２つの主成分とは、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群における各枚葉処理パラメータ組を当該２つの主成分の主成分得点に換算し、該換算された主成分得点を当該２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットしたとき、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心が直線上に配されるような主成分であり、本実施の形態では第３主成分及び第５主成分が該当する。
【００９１】
したがって、本実施の形態に係る運転状態判定方法では、第３主成分及び第５主成分に対応する固有ベクトルを用いて各運転状態データ群における各枚葉処理パラメータ組を第３主成分得点及び第５主成分得点に換算し、該換算された第３主成分得点及び第５主成分得点を、図７に示すように、第３主成分を横軸とし且つ第５主成分を縦軸とする２次元座標系にプロットする。図７においても、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「○」で表され、基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「●」で表され、且つ被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「◇」で表される。また、各運転状態データ群に対応する主成分得点分布の中心は図中に示す一点鎖線上に配される。
【００９２】
本実施の形態に係る運転状態判定方法によれば、主成分分析の結果、得られた１６個の主成分から２つの主成分が選択される際、各運転状態データ群における各枚葉処理パラメータ組が当該２つの主成分の主成分得点に換算されて当該２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットされたとき、各運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布の中心が直線上に配されるような主成分が選択されるので、各運転状態データ群に対応する各主成分得点分布の相対的な位置関係を把握し易くすることができ、もって被適用装置に第２レシピを適用した場合における運転状態を容易に判定することができる。
【００９３】
また、本実施の形態に係る運転状態判定方法は、上述した第１の実施の形態における効果のうち、第１主成分及び第２主成分を選択したことによる効果以外の効果を奏することができるのは言うまでもない。さらに、本実施の形態に係る運転状態判定方法に、図５や図６に示す、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態と、被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態との差の影響を除去する方法も適用可能であることは言うまでもない。
【００９４】
なお、本実施の形態に係る運転状態判定方法の精度を確認するために、本発明者は、被適用装置第２レシピ運転状態データ群における多量の枚葉処理パラメータ組を第３主成分得点及び第５主成分得点に換算し、これらの第３主成分得点及び第５主成分得点を、図８に示すように「◆」を用いて、２次元座標系にプロットしたところ、被適用装置第２レシピ運転状態データ群は予測正常領域Ｂ２内にほぼ含まれることを確認した。これにより、本実施の形態に係る運転状態判定方法においても、予測正常領域Ｂ２を用いて被適用装置に第２レシピを適用した場合における運転状態を正確に判定できることが分かった。
【００９５】
次に、本発明の第３の実施の形態に係る運転状態判定方法について説明する。
【００９６】
本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、主成分分析に用いられる運転状態データ群の数、及び選択される主成分が上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００９７】
本実施の形態に係る運転状態判定方法では、図２のステップＳ２０４において、基準装置第１レシピ運転状態データ群及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群のみを用いて主成分分析を行い各主成分の固有値及び固有ベクトルを算出する。
【００９８】
次いで、図２のステップＳ２０５において、ステップＳ２０４の主成分分析の結果、得られた１６個の主成分のうち、所定の条件を満たす２つの主成分を選択する。
【００９９】
本実施の形態における所定の条件を満たす２つの主成分とは、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群における各枚葉処理パラメータ組を当該２つの主成分の主成分得点に換算し、該換算された主成分得点を当該２つの主成分を軸とする２次元座標系にプロットしたとき、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群のそれぞれに対応する主成分得点分布が適切に分離して配される主成分であり、本実施の形態では第１主成分及び第５主成分が該当する。
【０１００】
したがって、本実施の形態に係る運転状態判定方法では、第１主成分及び第５主成分に対応する固有ベクトルを用いて各運転状態データ群における各枚葉処理パラメータ組を第１主成分得点及び第５主成分得点に換算し、該換算された第１主成分得点及び第５主成分得点を、図９に示すように、第１主成分を横軸とし且つ第５主成分を縦軸とする２次元座標系にプロットする。図９においても、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「○」で表され、基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「●」で表され、且つ被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「◇」で表される。
【０１０１】
本実施の形態に係る運転状態判定方法によれば、基準装置第１レシピ運転状態データ群及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群のみを用いて主成分分析が行われる。基準装置第１レシピ運転状態データ群及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群は共に第１レシピが適用された場合の運転状態データ群であり、基準装置第２レシピ運転状態データ群は第２レシピが適用された場合の運転状態データ群である。ここで、第１レシピが適用された場合における処理パラメータ値の傾向と第２レシピが適用された場合における処理パラメータ値の傾向が異なることから、基準装置第１レシピ運転状態データ群及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群のみを用いて行われた主成分分析によって得られた主成分に基づいた２次元座標系に基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点をプロットすると、基準装置第１レシピ運転状態データ群及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点の分布と、基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点の分布とは明確に分離する。これにより、各主成分得点分布の形態を把握し易くすることができる。
【０１０２】
また、本実施の形態に係る運転状態判定方法は、上述した第１の実施の形態における効果のうち、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群の全てを用いて主成分分析を行うことによる効果、及び第１主成分及び第２主成分を選択したことによる効果以外の効果を奏することができるのは言うまでもない。さらに、本実施の形態に係る運転状態判定方法に、図５や図６に示す、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態と、被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態との差の影響を除去する方法も適用可能であることは言うまでもない。
【０１０３】
なお、本実施の形態に係る運転状態判定方法の精度を確認するために、本発明者は被適用装置第２レシピ運転状態データ群における多量の枚葉処理パラメータ組を第１主成分得点及び第５主成分得点に換算し、これらの第１主成分得点及び第５主成分得点を、図１０に示すように「◆」を用いて、２次元座標系にプロットしたところ、被適用装置第２レシピ運転状態データ群は予測正常領域Ｂ２内にほぼ含まれることを確認した。これにより、本実施の形態に係る運転状態判定方法においても、予測正常領域Ｂ２を用いて被適用装置に第２レシピを適用した場合における運転状態を正確に判定できることが分かった。
【０１０４】
次に、本発明の第４の実施の形態に係る運転状態判定方法について説明する。
【０１０５】
本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、主成分分析に用いられる運転状態データ群の数、及び選択される主成分が上述した第１の実施の形態と異なる。したがって、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【０１０６】
本実施の形態に係る運転状態判定方法では、図２のステップＳ２０４において、基準装置第１レシピ運転状態データ群のみを用いて主成分分析を行い各主成分の固有値及び固有ベクトルを算出する。
【０１０７】
次いで、図２のステップＳ２０５において、ステップＳ２０４の主成分分析の結果、得られた１６個の主成分のうち、所定の条件を満たす２つの主成分を選択する。
【０１０８】
本実施の形態における所定の条件を満たす２つの主成分とは、上述した第３の実施の形態において選択された主成分と同様の性質を有する主成分であり、本実施の形態では第２主成分及び第５主成分が該当する。
【０１０９】
したがって、本実施の形態に係る運転状態判定方法では、第２主成分及び第５主成分に対応する固有ベクトルを用いて各運転状態データ群における各枚葉処理パラメータ組を第２主成分得点及び第５主成分得点に換算し、該換算された第２主成分得点及び第５主成分得点を、図１１に示すように、第２主成分を横軸とし且つ第５主成分を縦軸とする２次元座標系にプロットする。図１１においても、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「○」で表され、基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「●」で表され、且つ被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点は「◇」で表される。
【０１１０】
本実施の形態に係る運転状態判定方法によれば、基準装置第１レシピ運転状態データ群のみを用いて主成分分析が行われるので、当該主成分分析では基準装置と被適用装置との個体差、及び第１レシピと第２レシピの処理条件差が考慮されない。したがって、基準装置第１レシピ運転状態データ群のみを用いて行われた主成分分析によって得られた主成分に基づいた２次元座標系に被適用装置第１レシピ運転状態データ群及び基準装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点をプロットすると、各運転状態データ群に対応する主成分得点の分布は互いに明確に分離する。これにより、各主成分得点分布の形態を把握し易くすることができる。
【０１１１】
また、本実施の形態に係る運転状態判定方法も、第３の実施の形態に係る運転状態判別方法と同様に、上述した第１の実施の形態における効果のうち、基準装置第１レシピ運転状態データ群、基準装置第２レシピ運転状態データ群、及び被適用装置第１レシピ運転状態データ群の全てを用いて主成分分析を行うことによる効果、及び第１主成分及び第２主成分を選択したことによる効果以外の効果を奏することができるのは言うまでもない。さらに、本実施の形態に係る運転状態判定方法に、図５や図６に示す、基準装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態と、被適用装置第１レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布の形態との差の影響を除去する方法も適用可能であることは言うまでもない。
【０１１２】
なお、本実施の形態に係る運転状態判定方法の精度を確認するために、本発明者は被適用装置第２レシピ運転状態データ群における多量の枚葉処理パラメータ組を第２主成分得点及び第５主成分得点に換算し、これらの第２主成分得点及び第５主成分得点を、図１２に示すように「◆」を用いて、２次元座標系にプロットしたところ、被適用装置第２レシピ運転状態データ群は予測正常領域Ｂ２内にほぼ含まれることを確認した。これにより、本実施の形態に係る運転状態判定方法においても、予測正常領域Ｂ２を用いて被適用装置に第２レシピを適用した場合における運転状態を正確に判定できることが分かった。
【０１１３】
上述した各実施の形態における運転状態判別方法では、主成分分析の結果、得られた複数の主成分のうち２つの主成分が選択され、該２つの主成分を軸とする２次元座標系に主成分得点がプロットされたが、選択される主成分の数は２に限られず、３以上であってもよい。例えば、得られた複数の主成分のうち３つの主成分が選択され、該３つの主成分を軸とする３次元座標系に主成分得点がプロットされてもよい。この場合、３次元座標系においてプロットされる点には３つの主成分得点が反映されるので、枚葉処理パラメータ組の情報の損失を少なくすることができ、もって統計的に信頼性のある運転状態の判別を行うことができる。
【０１１４】
また、上述した各実施の形態における運転状態判別装置としてのシステムコントローラ３２は、エッチング処理装置１と別個に設けられたが、エッチング処理装置と一体化されていてもよい。これにより、省スペース化を行うことができる。また、システムコントローラ３２は統合サーバではなく、持ち運び可能なＰＣ等によって構成されてもよい。これにより、オペレータの利便性を向上することができる。
【０１１５】
さらに、上述した各実施の形態における運転状態判別方法が適用されるエッチング処理装置においてエッチング処理が施される基板は半導体ウエハに限られず、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
【０１１６】
また、上述した各実施の形態における運転状態判別方法はエッチング処理装置に適用されたが、本運転状態判別方法を適用可能なプラズマ処理装置はエッチング処理装置に限られず、例えば、ＣＶＤ処理装置に適用してもよい。
【０１１７】
また、本発明の目的は、上述した本実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、コンピュータ、例えば、システムコントローラ３２に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される。
【０１１８】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が上述した本実施の形態の機能を実現することになり、プログラムコード及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１１９】
また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムコードを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムコードは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。
【０１２０】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記本実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した本実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１２１】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した本実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【０１２２】
上記プログラムコードの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る運転状態判定方法が適用されるプラズマ処理装置及び運転状態判定装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る運転状態判定方法のフローチャートである。
【図３】本実施の形態に係る運転状態判定方法における予測正常領域Ｂ２の設定方法を説明するための図である。
【図４】本実施の形態に係る運転状態判定方法において設定された予測正常領域Ｂ２と、被適用装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布との関係を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る運転状態判定方法における予測正常領域Ｂ２の設定方法の第１の変形例を説明するための図である。
【図６】本実施の形態に係る運転状態判定方法における予測正常領域Ｂ２の設定方法の第２の変形例を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る運転状態判定方法における予測正常領域Ｂ２の設定方法を説明するための図である。
【図８】本実施の形態に係る運転状態判定方法において設定された予測正常領域Ｂ２と、被適用装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布との関係を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る運転状態判定方法における予測正常領域Ｂ２の設定方法を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態に係る運転状態判定方法において設定された予測正常領域Ｂ２と、被適用装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る運転状態判定方法における予測正常領域Ｂ２の設定方法を説明するための図である。
【図１２】本実施の形態に係る運転状態判定方法において設定された予測正常領域Ｂ２と、被適用装置第２レシピ運転状態データ群に対応する主成分得点分布との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１２４】
Ｗ  ウエハ
Ｓ  処理空間
１  エッチング処理装置
２  チャンバ
３  下部電極
６  シャワーヘッド
７  上室
１１，３０  高周波電源
１２，３１  整合器
１３  静電チャック
１５  直流電源
３２  システムコントローラ
３３  ＣＰＵ
３６  ＨＤＤ
３７  表示部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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