(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置の状態を精度よく推定することを目的とする。【解決手段】プラズマ処理装置において圧力、温度、ガス及び高周波電力を含むプロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜することを各条件について行い、前記プロセス条件に応じた基準のフッ素含有膜に関するデータ群を予め収集し、前記プラズマ処理装置のメンテナンスにおいて前記プロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜したときの第１のフッ素含有膜に関するデータを取得し、前記第１のフッ素含有膜に関するデータと、前記基準のフッ素含有膜に関するデータ群のうち前記第１のフッ素含有膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のフッ素含有膜に関するデータとの第１のずれを検出し、前記第１のずれに基づき前記プラズマ処理装置の異常を推定する、処理を含む推定方法が提供される。【選択図】図１３
2016009720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置において圧力、温度、ガス及び高周波電力を含むプロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜することを各条件について行い、前記プロセス条件に応じた基準のフッ素含有膜に関するデータ群を収集し、
前記プラズマ処理装置のメンテナンスにおいて前記プロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜したときの第１のフッ素含有膜に関するデータを取得し、
前記第１のフッ素含有膜に関するデータと、前記基準のフッ素含有膜に関するデータ群のうち前記第１のフッ素含有膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のフッ素含有膜に関するデータとの第１のずれを検出し、
前記第１のずれに基づき前記プラズマ処理装置の異常を推定する、
処理を含む推定方法。
【請求項２】
前記データを取得する処理は、
前記プラズマ処理装置のメンテナンスにおいて前記プロセス条件の他の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜したときの第２のフッ素含有膜に関するデータを取得し、
前記ずれを検出する処理は、
前記第２のフッ素含有膜に関するデータと、前記基準のフッ素含有膜に関するデータ群のうち前記第２のフッ素含有膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のフッ素含有膜に関するデータとの第２のずれを検出し、
前記異常を推定する処理は、
前記第１のずれ及び前記第２のずれに基づき前記プラズマ処理装置の異常の箇所を推定する、
請求項１に記載の推定方法。
【請求項３】
前記異常を推定する処理は、
前記第１のずれ及び前記第２のずれとプロセス条件との相関関係を示す関連情報に基づき、前記プラズマ処理装置の異常の箇所を推定する、
請求項２に記載の推定方法。
【請求項４】
前記異常を推定する処理は、
前記第１のずれ又は前記第２のずれが、前記同一のプロセス条件下で成膜した基準のフッ素含有膜に関するデータに対してシフトしているか又は異なった傾きになっているかに基づき前記プラズマ処理装置の異常の箇所を推定する、
請求項３に記載の推定方法。
【請求項５】
前記データを取得する処理は、
前記プラズマ処理装置のメンテナンスにおいて前記プロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜することを前記第１及び第２のフッ素含有膜を成膜したときのプロセス条件以外の各条件について行い、第３のフッ素含有膜に関するデータ群を取得し、
前記ずれを検出する処理は、
前記第３のフッ素含有膜に関するデータ群と、前記基準のフッ素含有膜に関するデータ群のうち前記第３のフッ素含有膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のフッ素含有膜に関するデータ群との第３のずれを検出し、
前記異常を推定する処理は、
前記第１のずれ〜前記第３のずれに基づき前記プラズマ処理装置の異常の箇所を推定する、
請求項２〜４のいずれか一項に記載の推定方法。
【請求項６】
前記データを収集する処理は、
前記プラズマ処理装置において前記プロセス条件の一条件を変化させてシリコン含有膜を成膜することを各条件について行い、前記プロセス条件に応じた基準のシリコン含有膜に関するデータ群を予め収集し、
前記データを取得する処理は、
前記プラズマ処理装置のメンテナンスにおいて前記プロセス条件の一条件を変化させてシリコン含有膜を成膜したときの第１のシリコン含有膜に関するデータを取得し、
前記ずれを検出する処理は、
前記第１のシリコン含有膜に関するデータと、前記基準のシリコン含有膜に関するデータ群のうち前記第１のシリコン含有膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のシリコン含有膜に関するデータとの第４のずれを検出し、
前記異常を推定する処理は、
前記第４のずれに基づき前記プラズマ処理装置の異常の箇所を推定する、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の推定方法。
【請求項７】
前記異常を推定する処理は、
前記成膜した前記フッ素含有膜又は前記シリコン含有膜を酸素含有プラズマによりアッシングしたときのプラズマの発光強度に基づき前記プラズマ処理装置の異常を推定する、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の推定方法。
【請求項８】
前記異常を推定する処理は、
前記プラズマ処理装置において前記不活性ガスから生成されたプラズマによりスパッタリングした時のスパッタリングレートに基づき、前記プラズマ処理装置の異常の箇所を推定する、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の推定方法。
【請求項９】
プラズマ処理装置において圧力、温度、ガス及び高周波電力を含むプロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜することを各条件について行って収集された、前記プロセス条件に応じた基準のフッ素含有膜に関するデータ群を記憶する記憶部と、
前記プラズマ処理装置のメンテナンスにおいて前記プロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜したときの第１のフッ素含有膜に関するデータを取得する取得部と、
前記第１のフッ素含有膜に関するデータと、前記基準のフッ素含有膜に関するデータ群のうち前記第１のフッ素含有膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のフッ素含有膜に関するデータとの第１のずれを検出する検出部と、
前記第１のずれに基づき前記プラズマ処理装置の異常を推定する推定部と、
を有するプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推定方法及びプラズマ処理装置
に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマ処理装置が正常か否かの判定では、製品処理時の歩留りや、処理済みのウェハにおける寸法変化をモニターすることでプラズマ処理装置の状態を間接的に判定している。プラズマ処理装置の状態を間接的に判定するための簡易的な手法としては、ブランケットやエッチングレートの測定、ウェハの温度測定等が挙げられる。例えば、特許文献１では、ガス流量、高周波電力、圧力等をモニターしてプラズマ処理中の異常の発生の有無を監視する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１７１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらの測定結果は、プラズマ処理装置内でウェハに対して行われた最終的な加工の結果やプラズマ処理中のプロセス条件の異常の有無を示したものであり、プラズマ処理装置の状態を直接的に測定したものではない。現状ではプラズマ処理装置を直接的に判定する手法がなく、これらの測定では、感度と精度に限界があり、プラズマ処理装置の状態や原因を正確に知ることは困難である。また、たとえば、テストウェハによる寸法チェックを行った場合、その検査のために生産性が低下してしまう。更に、各測定に使用される制御機器の設定値やモニター値、ばらつきを統計学的に判断し、個体差による測定誤差を減らしたとしてもプラズマ処理装置の状態や原因を正確に知ることは困難である。
【０００５】
上記課題に対して、一側面では、本発明は、プラズマ処理装置の状態を精度よく推定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、一の態様によれば、プラズマ処理装置において圧力、温度、ガス及び高周波電力を含むプロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜することを各条件について行い、前記プロセス条件に応じた基準のフッ素含有膜に関するデータ群を予め収集し、前記プラズマ処理装置のメンテナンスにおいて前記プロセス条件の一条件を変化させてフッ素含有膜を成膜したときの第１のフッ素含有膜に関するデータを取得し、前記第１のフッ素含有膜に関するデータと、前記基準のフッ素含有膜に関するデータ群のうち前記第１のフッ素含有膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のフッ素含有膜に関するデータとの第１のずれを検出し、前記第１のずれに基づき前記プラズマ処理装置の異常を推定する、処理を含む推定方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一の態様によれば、プラズマ処理装置の状態を精度よく推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態にかかるプラズマ処理装置の全体構成の一例を示す図。
【図２】一実施形態にかかる制御装置の機能構成の一例を示す図。
【図３】図３（ａ）は、一般的な定期メンテナンス後のＱＣチェック、図３（ｂ）は、一実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法の概略を示す図。
【図４】一実施形態にかかるＥＰＤ波形の測定と異常検出の一例を示す図。
【図５】温度異常と膜厚との関係の一例を示す図。
【図６】一実施形態にかかるプロセス条件とコーティング膜及びスパッタとの相関関係を示す図。
【図７】一実施形態にかかるプロセス条件とＳｉＯ膜との相関関係を示す図。
【図８】一実施形態にかかるＳｉＯ膜の異常を説明するための図。
【図９】一実施形態にかかる異常箇所の切り分けを説明するための図。
【図１０】第１実施形態にかかる推定方法を実行するためのフローチャート。
【図１１】第１実施形態にかかる推定方法の結果と判定の例を示す図。
【図１２】第２実施形態にかかる推定方法を実行するためのフローチャート。
【図１３】第２実施形態にかかる推定方法のシーケンスを示す図。
【図１４】第２実施形態にかかる推定方法の結果と判定の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
【００１０】
［プラズマ処理装置の全体構成例］
まず、本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理装置の全体構成の一例を、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理装置１の全体構成の一例を示す。本実施形態では、プラズマ処理装置１の一例として容量結合型プラズマエッチング装置を挙げる。ただし、図１に示すプラズマ処理装置１は、プラズマ処理を実行する装置構成の一例であり、これらの構成に限るものではない。
【００１１】
プラズマ処理装置１は、所望の減圧下でプラズマ処理を行い、ウェハを微細加工する。プラズマ処理装置１は、表面を陽極酸化処理されたアルミニウム等から構成されたチャンバＣを有する。チャンバ１０は、接地されている。チャンバＣの内部には、載置台２０が設けられている。載置台２０には、ゲートバルブ３４から搬入されたウェハＷが載置される。ウェハＷは、載置台２０上に設けられた、図示しない静電チャックにより載置台２０に静電吸着され、保持される。
【００１２】
載置台２０には、第１の高周波電源１４が接続され、第１の高周波電源１４から所定周波数（例えば６０ＭＨｚ）のプラズマ生成用の高周波電力ＨＦが供給される。また、載置台２０には、第２の高周波電源１５が接続され、第２の高周波電源１５から所定周波数（例えば４００ＫＨｚ）のバイアス用の高周波電力ＬＦが供給される。載置台２０の周縁部には、ガスの流れを制御するためのバッフル板２１が設けられている。
【００１３】
載置台２０には、ヒータ２４が埋め込まれている。ヒータ２４には、例えば、直流電源２２が接続され、直流電源２２から出力された電流が供給されることで載置台２０を加熱する。載置台２０の内部には、図示しない冷媒管が設けられ、図示しないチラーユニットから供給された冷媒は冷媒管を循環する。かかる構成により載置台２０は、独立して温度制御され、これにより、ウェハＷが所望の温度に調整される。
【００１４】
チャンバＣの天井面には、シャワーヘッド１６が設けられている。シャワーヘッド１６には、ガス管に設けられた開閉バルブ２５、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２６を介してガス供給源２８が接続される。ガス供給源２８は、プラズマ処理に使用されるガスを、マスフローコントローラ２６、開閉バルブ２５及びシャワーヘッド１６を介してチャンバＣ内に導入する。シャワーヘッド１６は、下部に形成された複数のガス孔１８からシャワー状にガスを供給する。例えば、プラズマ処理の一例としてはエッチング処理が挙げられる。エッチング処理では、フッ化炭素を含むガスを供給し、生成したプラズマによりウェハ上のシリコン含有膜をエッチングする。プラズマ処理の他の例としては成膜処理、アッシング処理、クリーニング処理が挙げられる。
【００１５】
フッ化炭素（ＣＦ）系の膜（以下、「ＣＦ系膜」ともいう。）を成膜する場合、成膜ガスとしては、フッ化炭素を含むガスの単一ガスでもよいし、フッ化炭素を含むガスを含む混合ガスでもよい。成膜ガスは、フッ化炭素を含むガスとしてヘキサフルオロ１，３ブタジエンＣ４Ｆ６ガスを含有してもよい。アッシングでは、酸素ガスを含むガスから酸素含有プラズマを生成し、ＣＦ膜をアッシングする。
【００１６】
チャンバＣの底部は、排気管３０を介して排気装置３２に接続されている。排気装置３２は、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の真空ポンプから構成され、チャンバＣ内の処理空間を所定の真空度まで減圧するとともに、チャンバＣ内のガスを排気管３０に導いて排気する。
【００１７】
終点検出器３８は、チャンバＣの側壁部に配設された窓３６を介してチャンバＣ内の処理空間におけるプラズマの発光強度を検出する。終点検出器３８は、プラズマ発光強度に基づきエッチングの終点を検出する。
【００１８】
制御装置４０は、ＣＰＵ４２，ＲＯＭ４４（Read Only Memory）、ＲＡＭ４６（Random Access Memory）及びＨＤＤ（Hard Drive Disk）４８を有する。制御装置４０は、ＲＡＭ４６やＨＤＤ４８に記憶されたレシピに設定されたプロセス条件及び手順に従い、温度、圧力、ガス種、ガス流量、ガス比率、高周波電力等を制御する。なお、制御装置４０の機能は、ソフトウエアを用いて実現されてもよく、ハードウエアを用いて実現されてもよい。以上、本実施形態にかかるプラズマ処理装置１の構成の一例について説明した。
【００１９】
＜第１実施形態＞
［制御装置の機能構成例］
次に、本発明の一実施形態にかかる制御装置４０の機能構成の一例を、図２を参照しながら説明する。図２は、一実施形態にかかる制御装置４０の機能構成の一例を示す。本実施形態にかかる制御装置４０は、測定部１４１、記憶部１４２、取得部１４３、検出部１４４、推定部１４５及びプラズマ処理部１４６を有する。
【００２０】
測定部１４１は、プラズマ処理装置１において圧力、温度、ガス及び高周波電力を含むプロセス条件の一条件を変化させてＣＦ系膜を成膜することを各条件について行い、プロセス条件に応じた基準のＣＦ系膜に関するデータ群を予め測定する。測定部１４１は、基準のＣＦ系膜に関するデータの一例としてＣＦ系膜をアッシングする際のプラズマの発光強度を測定してもよいし、ＣＦ系膜の膜厚や膜質を測定してもよい。
【００２１】
また、測定部１４１は、プラズマ処理装置１においてプロセス条件の一条件を変化させてＳｉ系膜を成膜することを各条件について行い、プロセス条件に応じた基準のＳｉ系膜に関するデータ群を予め測定する。測定部１４１は、基準のＳｉ系膜に関するデータの一例としてＳｉ系膜をクリーニングする際のプラズマの発光強度を測定する。
Ｓｉ系膜の膜厚を測定してもよいし、Ｓｉ系膜の膜厚や膜質を測定してもよい。
【００２２】
測定部１４１は、排気装置３２を使用して圧力を変化させ、チャンバＣ内の圧力を測定する。測定部１４１は、ヒータ２４に電流を供給する直流電源２２及び図示しないチラーを使用して温度を変化させ、ウェハ又はチャンバＣ内の温度を測定する。測定部１４１は、マスフローコントローラ２６及び開閉バルブ２５を使用してガス種、ガス流量及びガス比率を変化させ、各ガスの供給を制御する。測定部１４１は、第１の高周波電源１４を使用して高周波電力ＨＦを変化させ、その出力値を測定する。測定部１４１は、第２の高周波電源１５を使用して高周波電力ＬＦを変化させ、その出力値を測定する。
【００２３】
記憶部１４２は、測定部１４１が測定したプロセス条件の各一条件を変化させたときの基準となるＣＦ系膜に関するデータ群を記憶する。また、記憶部１４２は、測定部１４１が測定したプロセス条件の各一条件を変化させたときの基準となるＳｉ系膜に関するデータ群を記憶する。これらのデータは、ＲＡＭ４６又はＨＤＤ４８に記憶されてもよい。これらのデータは、制御装置４０とネットワークを介して接続されたクラウドコンピュータの記憶領域に記憶されてもよい。
【００２４】
取得部１４３は、プラズマ処理装置１のメンテナンスにおいてプロセス条件の一条件を変化させてＣＦ系膜を成膜したときの第１のＣＦ系膜に関するデータを取得する。また、取得部１４３は、プラズマ処理装置１のメンテナンスにおいてプロセス条件の一条件を変化させてＳｉ系膜を成膜したときの第１のＳｉ系膜に関するデータを取得する。第１のＣＦ系膜に関するデータ及び第１のＳｉ系膜に関するデータは、ＣＦ系膜又はＳｉ系膜を酸素含有プラズマによりアッシング又はクリーニングしたときのプラズマの発光強度でもよい。
【００２５】
検出部１４４は、第１のＣＦ系膜に関するデータと、基準のＣＦ系膜に関するデータ群のうち第１のＣＦ系膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のフッ素含有膜に関するデータとのずれを検出する。また、検出部１４４は、第１のＳｉ系膜に関するデータと、基準のＳｉ系膜に関するデータ群のうち第１のＳｉ系膜を成膜したときと同一のプロセス条件下で成膜した基準のシリコン系成膜結果のデータとのずれを検出する。
【００２６】
推定部１４５は、検出部１４４が検出したずれに基づきプラズマ処理装置１の異常を推定する。プラズマ処理部１４６は、成膜処理、エッチング処理、アッシング処理、クリーニング処理等のプラズマ処理を実行する。
【００２７】
［推定方法と異常箇所の判定］
次に、本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法と異常箇所の判定の一例を、図３及び図４を参照しながら説明する。図３（ａ）は、一般的な定期メンテナンス後のＱＣ（Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）チェック、図３（ｂ）は、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法の概略を示す。本実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法は、定期メンテナンス後に行われてもよいし、定期メンテナンスと連動せずに行われてもよい。図４は、本実施形態にかかるＥＰＤ波形の測定と異常検出の一例を示す。
【００２８】
図３（ａ）に示す一般的なメンテナンス後のＱＣチェックでは、例えば、ＱＣ−Ａのチェックにてエッチングレートやパーティクル数のチェック等の簡易的なチェックが行われる。ＱＣ−Ａのチェックにて正常（ＯＫ）と判定されると、次の製品ウェハのプラズマ処理が行われる。
【００２９】
ＱＣ−Ａのチェックにて異常（ＮＧ）と判定されると、装置のメンテナンス（クリーニング等）が行われた後、ＱＣ−Ｂのチェックにて圧力の０点チェック、ガス流量、ＲＦの出力値の校正、ウェハ温度等がチェックされる。ＱＣ−Ｂのチェックにて正常（ＯＫ）と判定されると、次の製品ウェハのプラズマ処理が行われる。
【００３０】
ＱＣ−Ｂのチェックにて異常（ＮＧ）と判定されると、装置の分解メンテナンス（ＯｖｅｒＨａｕｌ等）が行われた後、ＱＣ−Ｃのチェックにて専用ツール等で精密なチェック（オシロスコープ等）が行われる。ＱＣ−Ｃのチェックにて正常（ＯＫ）と判定されると、次の製品ウェハのプラズマ処理が行われる。
【００３１】
通常、定期メンテナンス後のＱＣチェックでは、ＱＣ−Ａ、ＱＣ−Ｂのチェックを繰り返すことが多い。ＱＣ−Ａのエッチングレートによるチェックは簡易的な確認方法であり、製品での異常を正確に検知できていない場合が多い。また、ＱＣ−Ｂでも正常と判断できない場合は、チャンバＣ内のパーツのすべてを交換する等、広範囲のメンテナンスと詳細なチェックが行われることが多い。したがって、従来のチェック方法では、プラズマ処理装置１に大きな問題があると判断されるまでに多大な工数がかかっている。
【００３２】
これに対して、図３（ｂ）の本実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法では、定期メンテナンス後にプラズマ処理装置１内にフッ化炭素系の膜（以下、「ＣＦ系膜」ともいう。）が成膜される。例えば、チャンバＣ内にフッ化炭素を含むガスが導入され、載置台２０に高周波電力が印加され、生成されたプラズマにＣＦ系膜が成膜される。
【００３３】
ＣＦ系膜の成膜後、ＣＦ系膜をアッシングにより取り除く。本実施形態では、アッシングの際、酸素ガスを含むガスから酸素含有プラズマを生成し、ＣＦ系膜をアッシングする。終点検出器３８は、アッシングの際のチャンバＣ内の酸素含有プラズマの発光強度を検出する。
【００３４】
図４（ａ）は、終点検出器３８により検出されるＥＰＤ(End Point Detection)波形Ｄ）の一例を示す。図４（ａ）は、プラズマ処理装置１が正常時のプラズマ発光強度の波形の一例である。これに対して、図４（ｂ）は、プラズマ処理装置１が正常時及び異常時のプラズマ発光強度を示す信号波形の例を示す。正常時のＥＰＤ波形Ｎと比較して異常時のＥＰＤ波形ＡＮ１は発光面積が小さく、異常時のＥＰＤ波形ＡＮ２は発光面積が大きい。ＥＰＤ波形ＡＮ１が検出された場合にはＣＦ系反応物の堆積量が少ないことが推定され、ＥＰＤ波形ＡＮ２が検出された場合ＣＦ系反応物の堆積量が多いことが推定される。このように、ＣＦ系膜厚に変化が生じる要因として、プロセス条件の設定値とのずれや変化が考えられる。
【００３５】
例えば、図５を参照しながら、チャンバＣ内の温度の異常によりＣＦ膜の膜厚に変化が生じることを説明する。図５（ａ）は、チャンバＣの側壁や天井等に堆積したＣＦ膜の膜厚が正常な場合を示す。これに対して、図５（ｂ）は、ヒータ２４の温度が過昇温した場合にＣＦ系反応物の堆積量が少なくなり、成膜されたＣＦ膜が薄くなった状態を示す。図５（ｃ）は、ヒータ２４の温度が低下した場合にＣＦ系反応物の堆積量が多くなり、成膜されたＣＦ膜が厚くなった状態を示す。以上は、プロセス条件の一つが変化した場合のＣＦ膜の変化の一例でありこれに限るものではないが、プロセス条件の設定値の変化をアッシング時のＥＰＤ波形として確認することができる。
【００３６】
本実施形態にかかる推定方法では、アッシング時に酸素（Ｏ２）ガスから生成されるプラズマの発光強度を示すＥＰＤ波形に基づき、圧力、温度、ガス及び高周波電力を含むプロセス条件のいずれか１以上の異常を推定することができる。例えば、（１）正常範囲の下限のＥＰＤ波形より小さいＥＰＤ波形（例えば、波形ＡＮ１）を測定した場合、（２）正常範囲の上限のＥＰＤ波形より大きいＥＰＤ波形（例えば、波形ＡＮ２）を測定した場合には、以下のプロセス条件の異常が推定される。
【００３７】
（１）正常範囲の下限のＥＰＤ波形より小さいＥＰＤ波形を測定した場合
（１−１）ヒータの温度が過昇温する
（１−２）パーツの取り付けが不良となる
（１−３）Ｏ２ガスの流量が増える
（１−４）ＣｘＦｙガスの流量が減る
（１−５）高周波電力（ＨＦ）の出力値が下がる
（１−６）高周波電力（ＬＦ）の出力値が上がる
（２）正常範囲の上限のＥＰＤ波形より大きいＥＰＤ波形を測定した場合
（２−１）ヒータの温度が低下する
（２−２）Ｏ２ガスの流量が減る
（２−３）ＣｘＦｙガスの流量が増える
（２−４）高周波電力（ＨＦ）の出力値が上がる
（２−５）高周波電力（ＬＦ）の出力値が下がる
上記（１−１）〜（１−６）及び（２−１）〜（２−５）の情報は、測定したＥＰＤ波形と基準となる正常なＥＰＤ波形とのずれとプロセス条件との相関関係を示す関連情報である。
【００３８】
以上のように、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法では、プラズマ処理装置１内にて「特定のコーティング膜（例えば、ＣＦ系膜処理）の成膜」を行い、その後「特定のプロセス処理（例えば、アッシング処理やクリーニング処理）」を行う。これにより、プラズマ処理装置１の健康管理や異常箇所の判定が可能である。この場合、基準のＣＦ系膜に関するデータは、図４（ｂ）に示すＥＰＤ波形Ｎを含む正常範囲ｎのＥＰＤ波形であってもよいし、ＥＰＤ波形ＡＮ１、ＡＮ２を含む異常範囲ａｎ１、ａｎ２のＥＰＤ波形であってもよい。
【００３９】
または、特定のコーティング膜の成膜を行った後の特定のプロセス処理を行わず、直接コーティング膜の膜厚や膜質の測定及び分析を行うことで、プラズマ処理装置１の健康管理や異常箇所の判定を行ってもよい。つまり、測定する膜厚に関するデータの一例としては、ＥＰＤ波形、コーティング膜の膜厚や膜質が挙げられる。
【００４０】
コーティング膜の成膜処理では、対象プロセス、対象工程または目的に応じてＳｉＯ２膜等のＳｉＯ膜，その他のＳｉ系膜，ＣＦ系膜，Ｃ系膜が使い分けられる。また、コーティング膜の成膜後のプロセス処理では、目的に応じて、Ｆ系プラズマ、Ｏ系プラズマ・Ａｒプラズマ等が使い分けられる。
【００４１】
本実施形態にかかる推定方法は、定期的又は周期的にプラズマ処理装置１をモニタリングし、プラズマ処理装置１の異常発生時に「圧力、ＲＦ、ガス及び温度」を含むプロセス条件のいずれかに不具合があるかを簡易的に判定することができる。その際、本実施形態にかかる推定方法では、テスト用ウェハや特殊な外部機器を必要としない。本実施形態にかかる推定方法は、ダミーウェハ、ブランケットウェハ、終点検出（ＥＰＤ）をツールとして使用することができる。プラズマ処理装置１の異常箇所の特定には、酸化膜やレジスト等があらかじめ成膜・塗布されたテストピースを設置する場合がある。
【００４２】
コーティング膜を用いたプラズマ処理装置１の推定方法の一例を、図３（ｂ）を参照しながら説明する。図３（ｂ）では、定期メンテナンス後、まず、プラズマ処理部１４６は、圧力、ＲＦ（ＨＦ，ＬＦ）、ガス流量、チャンバＣ内の温度のすべてに感度がある膜（ここではＣＦ系膜）をチャンバＣ内に成膜する（ステップＳＡのステップＳａ１）。次に、プラズマ処理部１４６は、酸素プラズマによりアッシング処理を実行し、ＣＦ系膜を除去する（ステップＳＡのステップＳａ２）。測定部１４１は、終点検出器３８により検出されたＥＰＤ波形をモニターし、取得部１４３は、モニターした結果のＥＰＤ波形を取得する。これにより、図４（ａ）に示す、測定したＥＰＤ波形Ｄが取得される。
【００４３】
検出部１４４は、取得したＥＰＤ波形Ｄと、図４（ｂ）に示す基準のＥＰＤ波形とのずれ（第１のずれ）を検出する。推定部１４５は、第１のずれに基づきプラズマ処理装置１の異常を判定する。例えば、第１のずれが、図４（ｂ）の範囲ｎ内であれば、推定部１４５は、プラズマ処理装置１の状態は正常であると判定する。一方、第１のずれが、図４（ｂ）の範囲ｎ１又はａｎ２内であれば、推定部１４５は、プラズマ処理装置１の状態は異常であると判定する。つまり、本実施形態にかかる推定方法によれば、図３（ｂ）のステップＳＡで示す「１回のＱＣチェック」で「総合的にプラズマ処理装置１の正常又は異常の判断」を行うことができる。なお、ステップＳＡで正常と判断された場合、製品ウェハの処理が行われる。
【００４４】
これに対して、ステップＳＡで異常と判断された場合、Ｓｉ系膜の成膜（ステップＳＢのステップＳｂ１）及びクリーニング処理時の終点検出（ステップＳＢのステップＳｂ２）の追加ＱＣチェックが行われる。また、アルゴン（Ａｒ）プラズマによるスパッタリング処理（ステップＳＣ）」の追加ＱＣチェックが行われる。ステップＳＣでは、アルゴンガスやキセノンガス等の不活性ガスから生成されたプラズマによるウェハ上の酸化膜のスパッタリング（以下、「Ａｒスパッタ」ともいう。）時のスパッタレートが測定される。
【００４５】
これにより、プラズマ処理装置１の不具合の箇所を容易に特定することができる。特定された部位のメンテナンスによって不具合を直した後、ステップＳＡに戻り、再度チェックが行われ、ステップＳＡにおいて正常と判定されるまで、ステップＳＡ〜ＳＣの処理が繰り返される。なお、ステップＳＢとステップＳＣとは順番を逆にしてもよい。
【００４６】
（異常の原因の特定）
本実施形態において、プラズマ処理装置１の異常箇所の推定方法の一例について、図６〜図８を参照しながら具体的に説明する。図６（ａ）では、矢印が右上に向いている場合は、感度が高く、矢印が平行な場合は、感度が低いことを示す。ＣＦ膜はすべてのプロセス条件に対して感度が高い。これに対して、ＳｉＯ膜は、圧力、ガス流量及びＯ２ガスの比率（流量）に対して感度が高く、それ以外は感度が低い。なお、Ｏ２レシオは、例えば、ＳｉＣＬ４ガスに対するＯ２ガスの比率である。
【００４７】
図７には、ＳｉＯ膜が圧力、ＳｉＣｌ４ガスのガス流量、ＳｉＣｌ４ガスに対するＯ２ガスの比率に対して感度が高く、高周波電力（ＨＦ，ＬＦ）及び温度に対して感度が低い又は感度がないことが示されている。その際、圧力及びＳｉＣｌ４ガスのガス流量は、グラフに示す全領域で感度が高い。一方、Ｏ２ガスの比率は、Ｏ２ガスの比率が約２５ｓｃｃｍ以下のときに感度が高い。
【００４８】
よって、ＳｉＯ膜の成膜時に図８（ａ）のＳｉ系反応物の堆積量が正常な場合と比べて、図８（ｂ）に示すようにＳｉ系反応物の堆積量に変化があった場合、高周波電力（ＨＦ，ＬＦ）及び温度以外の制御機器に不具合があると推定できる。
【００４９】
例えば、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法では、図３（ｂ）のステップＳＡ及びステップＳＢを行い、ステップＳＣは省略することもできる。この場合、ＣＦ膜のコーティングは、圧力、ガス、高周波電力及び温度の変動に応じて変動し、ＳｉＯ膜のコーティングは、圧力及びガスの変動に応じて変動することから、ＣＦ膜のコーティング及びＳｉＯ膜のコーティングによって温度制御異常又は高周波電力異常の推定が可能になる。
【００５０】
例えば、ＳｉＯ膜及びＣＦ膜のコーティングが正常な場合に対して、ＳｉＯ膜のコーティングは正常であるがＣＦ膜の膜厚が薄い（異常）場合、前述したようにウェハ付近又はチャンバ内の温度が高いことが推定される。この場合、ウェハの吸着又は冷却異常が推定される。
【００５１】
図３（ｂ）のステップＳＡ、ステップＳＢ及びステップＳＣを実行した場合、図９に示すように、初めに、すべてのプロセス条件に対して感度の高いＣＦ膜のコーティングを用いて、プラズマ処理装置１の正常又は異常が判定される（総合チェック）。ＣＦ膜の膜厚や膜質、又はＣＦ膜のアッシング時のＥＰＤ波形に異常があり、プラズマ処理装置１が異常であると判定された場合、Ａｒスパッタ（ステップＳＣ）及びＳｉＯ膜（ステップＳＢ）が実行される。このとき、Ａｒスパッタ（ステップＳＣ）及びＳｉＯ膜（ステップＳＢ）の実行順番はいずれが先であってもよい。
【００５２】
Ａｒスパッタ（ステップＳＣ）がＳｉＯ膜のコーティングよりも先に実行された場合、アルゴンガスやキセノンガス等の不活性ガスから生成されたプラズマによるＯｘ膜のスパッタレートが測定される。Ａｒスパッタにおけるスパッタレートが異常と判定された場合には、図６の「Ａｒスパッタ」の感度が高い高周波電力（ＨＦ，ＬＦ）系に異常があると判定できる。
【００５３】
ＳｉＯの成膜（ステップＳＢ）では、ＳｉＯ膜の膜厚や膜質、又はＳｉＯ膜のクリーニング時のＥＰＤ波形に異常があると判定された場合、図６の「ＳｉＯ膜」の感度が高いガス流量、ガス比率及び圧力系に異常があると判定できる。ＳｉＯ膜の膜厚やＳｉＯ膜等のクリーニング時のＥＰＤ波形が正常であると判定された場合、図６の「ＳｉＯ膜」の感度が低い温度系に異常があると判定できる。
【００５４】
このようにして、本実施形態の推定方法は、全プロセス条件に対して感度が高いＣＦ膜を用いてプラズマ処理装置１の状態を総合的にチェックし、プラズマ処理装置１に異常がないかどうかを判定する。次に、本実施形態の推定方法は、スパッタリング及びＣＦ膜以外の膜（ここでは、ＳｉＯ膜）によりプラズマ処理装置１の異常の部位を切り分けて判定する。異常の部位を切り分ける際には、図４や図６に示すプロセス条件と各膜又はスパッタレートとの相関関係を示す関連情報を用いる。これにより、プラズマ処理装置１の異常の有無だけでなく、プラズマ処理装置１の異常の箇所を特定できる。なお、ＣＦ膜及びＣＦ系膜はフッ素含有膜に含まれ、Ｓｉ膜及びＳｉＯ膜はシリコン含有膜に含まれる。
【００５５】
エッチングレートによるチェックでは、各プロセス条件に対して感度が鈍く、プラズマ処理装置１の異常の箇所を特定することは困難である。これに対して、図６（ｂ）に示すように、本実施形態では、ＣＦ膜、ＳｉＯ膜、Ａｒスパッタを組み合わせたプラズマ処理装置１の状態のチェック及び異常箇所の推定を精度よく行うことができる。この推定方法では、各プロセス条件に対して感度が高い成膜レート（膜厚）や、高周波電力に対して感度が高いスパッタレートがチェックされる。このようにして、ＣＦ膜のコーティング、Ｓｉ系膜のコーティング及びアルゴンガスから生成されたプラズマによるスパッタを組み合わせることで、「プラズマ（高周波電力（ＨＦ，ＬＦ））」、「ガス」、「温度」、「圧力」のどのプロセス条件に異常があるのかを容易に判断することが可能である。
【００５６】
以上、本実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法において、プラズマ処理装置１の異常及び異常の原因（部位）を特定する方法の概要について説明した。以下では、第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法を図１０を参照しながら説明する。図１０は、第１実施形態にかかる推定方法を実行するためのフローチャートである。
＜第１実施形態＞
第１実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法において、図１０の処理が開始されると、プラズマ処理部１４６は、ＣＦ膜の成膜処理を実行する（ステップＳ１０）。次に、プラズマ処理部１４６は、成膜したＣＦ膜をアッシングする（ステップＳ１２）。次に、測定部１４１は、終点検出器３８から検出値に基づき、ＥＰＤ波形を測定する（ステップＳ１４）。推定部１４５は、ＥＰＤ波形に基づきプラズマの発光強度が正常な範囲かを判定する（ステップＳ１６）。このとき、基準となるＥＰＤ波形は、記憶部１４２に記憶されている。基準となるＥＰＤ波形は、正常範囲を示すＥＰＤ波形であってもよいし、異常範囲を示すＥＰＤ波形であってもよい。取得部１４３は、基準となるＥＰＤ波形と測定したＥＰＤ波形を取得する。検出部１４４は、基準となるＥＰＤ波形と測定したＥＰＤ波形とのずれを検出する。推定部１４５は、前記ずれに基づき、プラズマの発光強度が正常な範囲であるかどうかを判定する。
【００５７】
推定部１４５は、プラズマの発光強度が正常な範囲であると判定した場合、プラズマ処理装置１の状態は正常であると判断し（ステップＳ１８）、本処理を終了する。
【００５８】
一方、推定部１４５は、プラズマの発光強度が正常な範囲でないと判定した場合、プラズマ処理部１４６は、アルゴンガスからプラズマを生成し、スパッタ処理を実行する（ステップＳ２０）。
【００５９】
推定部１４５は、スパッタリングレートが正常範囲であるかを判定する（ステップＳ２２）。このとき、基準となるスパッタリングレートは、記憶部１４２に記憶されている。基準となるスパッタリングレートは、正常範囲を示すスパッタリングレートであってもよいし、異常範囲を示すスパッタリングレートであってもよい。取得部１４３は、基準となるスパッタリングレートと測定したスパッタリングレートを取得する。検出部１４４は、基準となるスパッタリングレートと測定したスパッタリングレートとのずれを検出する。推定部１４５は、前記ずれに基づき、スパッタリングレートが正常な範囲であるかどうかを判定する。
【００６０】
推定部１４５がスパッタリングレートは正常な範囲でないと判定した場合、図６及び図９に示すように、プラズマ処理装置１の高周波電力系（ＲＦ系）の異常であると判定する（ステップＳ２４）。これにより、第１の高周波電力１４又第２の高周波電力１５等のメンテナンスが実行される。
【００６１】
その後、プラズマ処理部１４６は、ステップＳ１０にて再度ＣＦ膜の成膜処理を行い、ステップＳ１０以降の処理を実行することで、本実施形態にかかる推定方法が再度実行される。
【００６２】
一方、推定部１４５がスパッタリングレートは正常な範囲であると判定した場合、プラズマ処理部１４６は、ＳｉＯ膜の成膜処理を実行する（ステップＳ２６）。次に、プラズマ処理部１４６は、成膜したＳｉＯ膜をクリーニングする（ステップＳ２８）。次に、測定部１４１は、終点検出器３８からの検出値に基づき、ＥＰＤ波形を測定する（ステップＳ３０）。推定部１４５は、ＥＰＤ波形に基づきプラズマの発光強度が正常な範囲かを判定する（ステップＳ３２）。このとき、基準となるＥＰＤ波形は、記憶部１４２に記憶されている。基準となるＥＰＤ波形は、正常範囲を示すＥＰＤ波形であってもよいし、異常範囲を示すＥＰＤ波形であってもよい。取得部１４３は、基準となるＥＰＤ波形と測定したＥＰＤ波形を取得する。検出部１４４は、基準となるＥＰＤ波形と測定したＥＰＤ波形とのずれを検出する（第４のずれの一例）。推定部１４５は、前記ずれに基づき、プラズマの発光強度が正常な範囲であるかどうかを判定する。
【００６３】
推定部１４５は、プラズマの発光強度が正常な範囲であると判定した場合、図６及び図９に示すように、プラズマ処理装置１の温度系の異常であると判定する（ステップＳ３４）。これにより、ヒータ２４、図示しないチラー、図示しない静電チャック等のメンテナンスが実行される。
【００６４】
その後、プラズマ処理部１４６は、ステップＳ１０にて再度ＣＦ膜の成膜処理を行い、ステップＳ１０以降の処理を実行することで、本実施形態にかかる推定方法が再度実行される。
【００６５】
一方、ステップＳ３２にて、推定部１４５は、プラズマの発光強度が正常な範囲でないと判定した場合、図６及び図９に示すように、プラズマ処理装置１のガス、圧力系の異常であると判定する（ステップＳ３６）。これにより、排気装置３２、開閉バルブ２５、マスフローコントローラ２６、ガス供給源２８等のメンテナンスが実行される。
【００６６】
その後、プラズマ処理部１４６は、ステップＳ１０にて再度ＣＦ膜の成膜処理を行い、ステップＳ１０以降の処理を実行することで、本実施形態にかかる推定方法が再度実行される。
【００６７】
以上に説明したように、本実施形態にかかる推定方法によれば、ＣＦ膜、ＳｉＯ膜のコーティング及びＡｒスパッタの組み合わせにより、プラズマ処理装置１の異常、及びプラズマ処理装置１内の異常と推定される箇所を特定することができる。
【００６８】
たとえば、Ａｒスパッタの結果、ＳｉＯ膜のコーティング結果及びＣＦ膜のコーティングの結果のいずれも正常である場合、プラズマ処理装置１は正常であると判定される。一方、Ａｒスパッタの結果は正常であるが、ＳｉＯ膜及びＣＦ膜のコーティングの結果が異常である場合、プラズマ処理装置１は異常であると判定される。加えて、このとき、Ａｒスパッタの結果は正常である。よって、図１１（ａ）に示した判定テーブルに示すように、「ＲＦ系」以外の異常であると判定される。また、ＳｉＯ膜の結果及びＣＦ膜の結果が異常であるので、「ガス・圧力系」の異常の可能性が高いと判定される。
【００６９】
Ａｒスパッタの結果、ＳｉＯ膜及びＣＦ膜のコーティングの結果の他の例と異常箇所の判定について、図１１（ｂ−１）〜（ｂ−４）を用いて説明する。
（ｂ−１）
Ａｒスパッタ、ＳｉＯ膜及びＣＦ膜の結果がすべて異常の場合、「ＲＦ系」、「ガス・圧力系」、「温度系」の異常の可能性が高いと判定され、異常箇所の特定は難しい。この場合、再度、Ａｒスパッタの結果、ＳｉＯ膜の結果及びＣＦ膜の結果を取得し、判定することが好ましい。
（ｂ−２）
Ａｒスパッタの結果及びＳｉＯ膜の結果が正常であり、ＣＦ膜の結果が異常の場合、Ａｒスパッタの結果及びＳｉＯ膜の結果が正常であるため、「ＲＦ系」及び「ガス・圧力系」以外の異常であると判定される。ＣＦ膜の結果が異常であるため、「温度系」の異常の可能性が高いと判定される。
（ｂ−３）
Ａｒスパッタの結果が正常であり、ＣＦ膜の結果及びＳｉＯ膜の結果が異常の場合、Ａｒスパッタの結果が正常であるため、「ＲＦ系」以外の異常であると判定される。ＳｉＯ膜の結果が異常であるため、「ガス・圧力系」の異常の可能性が高いと判定される。更に、ＣＦ膜の結果が異常であるため、「温度系」の異常の可能性もあると判定される。
（ｂ−４）
ＳｉＯ膜の結果が正常であり、Ａｒスパッタの結果及びＣＦ膜の結果が異常の場合、Ａｒスパッタの結果が異常であるため、「ＲＦ系」の異常の可能性が高いと判定される。また、ＳｉＯ膜が正常であるため、「温度系」の異常の可能性が高いと判定される。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法について、図１２〜図１４を参照しながら説明する。図１２は、第２実施形態にかかる推定方法を実行するためのフローチャートである。図１３は、第２実施形態にかかる推定方法のシーケンスを示す。図１４は、第２実施形態にかかる推定方法の結果と判定の例を示す。
【００７０】
第２実施形態にかかる推定方法は、ＣＦ系膜のみを複数回成膜してプラズマ処理装置１の状態を推定する点において、ＣＦ系膜とＳｉ系膜の成膜及びＡｒスパッタを行い、プラズマ処理装置１の状態を推定した第１実施形態と異なる。つまり、第１実施形態では、ＣＦ膜のコーティング、ＳｉＯ膜のコーティング及びＡｒスパッタ、又はＣＦ膜及びＳｉＯ膜のコーティングを併用してプラズマ処理装置１の状態を推定する方法であった。これに対して、第２実施形態では、ＣＦ膜のコーティングを特定の条件で複数回行うことで、プラズマ処理装置１の状態を推定する点で異なる。
【００７１】
前提として、プラズマ処理部１４６は、プロセス条件の一条件を変化させてＣＦ膜を成膜することを各条件について行う。このようにしてプロセス条件に応じた基準のＣＦ系膜に関するデータ群が予め収集され、記憶部１４２に記憶される。例えば、図１４には、各プロセス条件の一条件を変化させながら、ＣＦ膜を３回成膜した結果が、基準データとして示されている。この基準データは、各プロセス条件において一条件をＳｅｔ−Ａ、Ｓｅｔ−Ｂ、Ｓｅｔ−Ｃの３つの異なる設定値に設定して３回成膜したときのＣＦ膜が正常な場合のデータである。以下、基準のＣＦ膜に関するデータともいう。例えば、図１３に示す推定方法は、温度条件をＳｅｔ−Ａ、Ｓｅｔ−Ｂ、Ｓｅｔ−Ｃの３つの異なる設定値に変化させてその以外のプロセス条件は同一に設定し、ＣＦ膜を３回成膜する。各ＣＦ膜をアッシングする際のプラズマ発光強度と基準データとを比較して正常値の範囲内かでプラズマ処理装置１が正常であるかどうかを判定することができる。この場合、記憶部１４２には、予め基準データとしてＣＦ膜のアッシング時に検出されるプラズマの発光強度の正常値が記憶される。なお、記憶部１４２には、プラズマの発光強度の異常値が記憶されてもよい。図１３には、プロセス条件のうちの他の一条件としてＲＦ及びガスのそれぞれを変化させてＣＦ膜を３回成膜し、アッシングにより除去することが行われている。いずれも場合も各ＣＦ膜をアッシングする際のプラズマ発光強度と基準データとを比較して正常値の範囲内かでプラズマ処理装置１が正常であるかどうかを判定することができる。また、図示していないが、圧力についても変化させてＣＦ膜を３回成膜し、アッシングにより除去したときのプラズマ発光強度と基準データとを比較して正常値の範囲内であるかどうかでプラズマ処理装置１が正常かを判定することができる。
【００７２】
第２実施形態にかかるプラズマ処理装置の推定方法において、図１２の処理が開始されると、プラズマ処理部１４６は、プロセス条件から条件を一つ選択し、その条件に初期値を設定する（ステップＳ５０）。プロセス条件は、第１実施形態にて説明した高周波電力（ＨＦ、ＬＦ）、圧力、温度、ガス流量、ガス比等を挙げることができ、これらの中から一つの条件が選択される。例えば、温度が選択された場合、温度の初期値が設定される。次に、プラズマ処理部１４６は、ＣＦ膜の成膜処理を実行する（ステップＳ５２）。次に、プラズマ処理部１４６は、成膜したＣＦ膜のアッシング処理を実行する（ステップＳ５４）。次に、測定部１４１は、終点検出器３８からの検出値に基づき、ＥＰＤ波形を測定する（ステップＳ５６）。
【００７３】
次に、プラズマ処理部１４６は、３回成膜したかを判定する（ステップＳ５８）。プラズマ処理部１４６は、成膜回数が３回未満であると判定した場合、選択した条件の設定値を変更し（ステップＳ６０）、ステップＳ５２に戻る。プラズマ処理部１４６は、ステップＳ５８にて３回以上成膜したと判定するまで、ステップＳ５２〜ステップＳ６０の処理を繰り返す。
【００７４】
プラズマ処理部１４６は、ステップＳ５８にて３回以上成膜したと判定した場合、選択していないプロセス条件があるかどうかを判定する（ステップＳ６２）。プラズマ処理部１４６は、選択していないプロセス条件がないと判定した場合、本処理を終了する。一方、プラズマ処理部１４６は、選択していないプロセス条件があると判定した場合、プロセス条件から他の条件を一つ選択し、その条件に初期値を設定する（ステップＳ６４）。例えば、高周波電力が選択された場合、高周波電力に初期値が設定され、ステップＳ５２〜Ｓ６２の処理が繰り返され、高周波電力の設定値を変更しながらＣＦ膜が３回成膜される。ステップＳ６２にて選択していないプロセス条件がなくなると、本処理は終了する。
【００７５】
以上に説明したように、本実施形態にかかる推定方法によれば、図１３に示すように、プロセス条件の一つが選択され、選択されたプロセス条件の設定値を変更しながら３回のＣＦ膜の成膜及びアッシング処理が行われる。ここでは、プロセス条件から選択された温度を３回変更し、成膜及びアッシングが３回行われる。次に、プロセス条件から選択された高周波電力を３回変更し、成膜及びアッシングが３回行われる。最後にガス流量を３回変更し、成膜及びアッシングが３回行われる。
【００７６】
これらの処理で測定された各アッシング時のＥＰＤの波形と基準となるＥＰＤの波形（基準データ）とを比較したグラフが図１４に示されている。ここでは、横軸のＳｅｔ−Ａ、Ｓｅｔ−Ｂ、Ｓｅｔ−Ｃは、選択された条件の設定値である。各設定値について成膜し、アッシングしたときのＥＰＤ波形は、縦軸の出力値（Ｏｕｔｐｕｔ）の一例であり、出力値はこれに限らず、例えば、ＣＦ膜の膜厚や膜質等であってもよい。図１４の黒丸で示した基準データに対して、白丸で示した測定データはその選択された条件に対して感度がないデータ、斜線で示した測定データは選択された条件に対して感度があるデータを示す。
【００７７】
本実施形態にかかる推定方法によれば、基準データに対する測定データの「シフト」又は「傾き」により、プラズマ処理装置１の異常のある部位を特定することができる。なお、図１４の測定結果を得るために、本実施形態にかかる推定方法では、各成膜処理の時間は２分、アッシング処理の時間は１分程度を目安とし、温度、高周波電力、ガスの各条件において１０〜１５分程度でプラズマ処理装置１の状態チェックを完了させる。測定データ及び判定結果の情報は、記憶部１４２に記憶される。以上の測定から判定までの処理は、自動で行われる。
【００７８】
図１４（ａ）では、上から順に温度条件を変えた場合、高周波電力条件を変えた場合、Ｏ２ガス（単一ガス）流量条件を変えた場合のグラフが示されている。各条件以外のプロセス条件については同一値が設定されている。
【００７９】
図１４（ａ）の結果では、中央のグラフ（高周波電力）及び下のグラフ（Ｏ２ガス流量）では、基準データと測定データとが重なった。これに対して、上のグラフ（温度）では、測定データは基準データに対してシフトする結果となった（第１のずれの一例）。以上の測定結果から、本実施形態にかかる推定方法では、プラズマ処理装置１の温度に関する部位に異常がある可能性が高いと判定される。この場合、メンテナンス対象の一例としては、ヒータ２４、チラー、静電チャックが考えられる。
【００８０】
図１４（ｂ）の結果では、上のグラフ（温度）及び下のグラフ（Ｏ２ガス流量）では、基準データと測定データとが重なった。これに対して、中央のグラフ（高周波電力）では、測定データは基準データに対して傾きが異なる状態でシフトし、高周波電力が高いほど基準データに対するシフト幅が大きくなった（第１のずれの一例）。以上の測定結果から、本実施形態にかかる推定方法では、プラズマ処理装置１の高周波電力に関する部位に異常がある可能性が高いと判定される。この場合、がメンテナンス対象の一例としては、第１の高周波電源１４、第２の高周波電源１５が考えられる。なお、測定データが基準データに対してある傾きを持ってシフトしている理由としては、高周波電力の異常の場合、高周波電力が高い程ガスが電離し、プラズマ密度が高くなるため、成膜レートが高くなることが挙げられる。
【００８１】
図１４（ｃ）の結果では、すべてのグラフにおいて測定データが基準データに対してシフトする結果となった。この場合、本実施形態にかかる推定方法では、基準データと測定データとのずれとそれぞれのプロセス条件との相関関係を示す関連情報に基づき、プラズマ処理装置１の異常の部位を推定する。基準データと測定データとのずれとそれぞれのプロセス条件との相関関係を示す関連情報は、予め記憶部１４２に記憶されている。例えば、下のグラフ（Ｏ２ガス流量）では、測定データは基準データに対して低くシフトしている（第１のずれの一例）。この場合、本実施形態にかかる推定方法では、Ｏ２ガスの流量が減ると成膜レートが上がる（つまり、ＣＦ膜が厚くなる）という相関関系を示す関連情報に基づき、プラズマ処理装置１のＯ２ガスの流量に関する部位に異常がある可能性が高いと判定される。この場合、メンテナンス対象の一例としては、開閉バルブ２５、マスフローコントローラ２６、ガス供給源２８が考えられる。
【００８２】
一方、中央のグラフ（高周波電力）では、測定データは基準データに対して高周波電力が高いほど傾きが大きくなるようにずれている（第２のずれの一例）。この原因の一つは、高周波電力が高いほどプラズマ密度が高くなり、よりＯ２ガス流量低下の影響を受けて成膜レートが大きくなることが挙げられる。Ｏ２ガス流量の低下の影響を受けて成膜レートが大きくなっていると、高周波電力が高いほど通常時よりも感度が高くなり、プラズマ密度が高くなる。この関連情報に基づき、第２のずれは、第１のずれが生じたことに起因して高周波電力に対する成膜処理の結果の感度が変化したことが原因のずれであるため、プラズマ処理装置１の高周波電力に関する部位は異常でない可能性が高いと判定される。
【００８３】
また、上のグラフ（温度）では、測定データは基準データに対して温度が低いほど傾きが大きくなるようにずれている（第３のずれの一例）。温度を変化させた場合、測定データは、基準データに対してシフトしが、傾きが異なるようなずれは生じない。よって、この上のグラフに示されている第３のずれは、下のグラフに示されている第１のずれが生じたことにより、温度に対する成膜処理結果の感度が変化したことが原因のずれであるため、プラズマ処理装置１の温度に関する部位は異常でない可能性が高いと判定される。
【００８４】
以上、第２実施形態にかかる推定方法について説明した。第２実施形態にかかる推定方法によれば、基準データを予め蓄積すれば、その基準データに対するＣＦ膜の成膜→アッシング時に得られる測定データの基準データとのずれに基づき、プラズマ処理装置１の状態を精度よく自動的に診断できる。これにより、本推定方法によるプラズマ処理装置１の自動診断にかかる時間を短くすることができる。
【００８５】
なお、第２実施形態にかかる推定方法は、図９のステップＳＡでプラズマ処理装置１に異常があると判定された場合、ステップＳＣ及びステップＳＢ処理を実行する前に行われることが好ましい。これにより、精度の高いプラズマ処理装置１のメンテナンスを効率的に自動化することができる。また、プラズマ処理装置１の異常箇所を特定することができる。なお、第２実施形態にかかる推定方法は、ＣＦ膜の膜厚又は膜質に関する測定データに応じてプラズマ処理装置１の状態を推定してもよい。
【００８６】
以上、推定方法及びプラズマ処理装置を上記実施形態により説明したが、本発明にかかる推定方法及びプラズマ処理装置は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【００８７】
例えば、本発明にかかるプラズマ処理装置は、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ:Capacitively Coupled Plasma)装置だけでなく、その他の半導体製造装置に適用可能である。その他の半導体製造装置としては、誘導結合型プラズマ(ＩＣＰ:Inductively Coupled Plasma)、ラジアルラインスロットアンテナを用いたＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置、ヘリコン波励起型プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）装置、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Resonance Plasma）装置等であってもよい。
【００８８】
また、本発明にかかるプラズマ処理装置により処理される基板は、ウェハに限られず、例えば、フラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display)用の大型基板、ＥＬ素子又は太陽電池用の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１：プラズマ処理装置
１４:第１の高周波電源
１５:第２の高周波電源
２０：載置台
２２：直流電源
２４：ヒータ
２５：開閉バルブ
２６：ＭＦＣ
２８：ガス供給源
３２：排気装置
３８：終点検出器
４０：制御装置
１４１：測定部
１４２：記憶部
１４３：取得部
１４４：検出部
１４５：推定部
１４６：プラズマ処理部
Ｃ：チャンバ
【図１】
2016009720.tif 000003
【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】
2016009720.tif 000009
【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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【図１３】
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【図１４】
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