JP2002018274A - 処理装置の運転方法及び処理装置の異常検出方法 - Google Patents
処理装置の運転方法及び処理装置の異常検出方法Info
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- JP2002018274A JP2002018274A JP2000201731A JP2000201731A JP2002018274A JP 2002018274 A JP2002018274 A JP 2002018274A JP 2000201731 A JP2000201731 A JP 2000201731A JP 2000201731 A JP2000201731 A JP 2000201731A JP 2002018274 A JP2002018274 A JP 2002018274A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来は処理装置の高周波電源や処理室内が安
定したか否かを客観的に判断する手法がなく、安定化し
たか否かはオペレータの経験と勘に頼らざるを得ない。 【解決手段】 本発明の消耗品の消耗度予測方法は、安
定化した処理装置１０の高周波電源１８の測定データを
用いて予め基準用の残差得点Ｑ０を求める工程と、始動
直後から任意の処理装置１０の複数の電気的データを測
定する工程と、複数の測定データを用いて比較用残差得
点Ｑを求める工程と、これら両者Ｑ、Ｑ０を比較して両
者の差（Ｑ−Ｑ０）から任意の処理装置１０の高周波電
源１８の安定状態を検出する工程とを有することを特徴
とするものである。
定したか否かを客観的に判断する手法がなく、安定化し
たか否かはオペレータの経験と勘に頼らざるを得ない。 【解決手段】 本発明の消耗品の消耗度予測方法は、安
定化した処理装置１０の高周波電源１８の測定データを
用いて予め基準用の残差得点Ｑ０を求める工程と、始動
直後から任意の処理装置１０の複数の電気的データを測
定する工程と、複数の測定データを用いて比較用残差得
点Ｑを求める工程と、これら両者Ｑ、Ｑ０を比較して両
者の差（Ｑ−Ｑ０）から任意の処理装置１０の高周波電
源１８の安定状態を検出する工程とを有することを特徴
とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、処理装置の運転方法及
び処理装置の異常検出方法に関し、更に詳しくは、例え
ば処理装置の高周波電源の印加状態が処理室の状態に応
じて確実に安定状態に達した状態で運転できる処理装置
の運転方法及び処理装置の異常検出方法に関する。
び処理装置の異常検出方法に関し、更に詳しくは、例え
ば処理装置の高周波電源の印加状態が処理室の状態に応
じて確実に安定状態に達した状態で運転できる処理装置
の運転方法及び処理装置の異常検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】処理装置（以下、単に「処理装置」と称
す。）はエッチング処理や成膜処理等に用いられる。こ
の種の処理装置は、例えば、処理室内の電極に高周波電
力を印加すると共に処理室内にプロセスガスを導入し、
処理室内でプロセスガスのプラズマを発生させ、半導体
ウエハ等の被処理体に所定のプラズマ処理を施すように
している。処理装置には高周波電源が用いられている
が、被処理体の処理は高周波電源が処理室内の状態に応
じて安定した後行う。ところが、処理装置の始動直後に
は高周波電源が処理室の状態に馴染むまでは不安定で長
時間に渡って安定しない。
す。）はエッチング処理や成膜処理等に用いられる。こ
の種の処理装置は、例えば、処理室内の電極に高周波電
力を印加すると共に処理室内にプロセスガスを導入し、
処理室内でプロセスガスのプラズマを発生させ、半導体
ウエハ等の被処理体に所定のプラズマ処理を施すように
している。処理装置には高周波電源が用いられている
が、被処理体の処理は高周波電源が処理室内の状態に応
じて安定した後行う。ところが、処理装置の始動直後に
は高周波電源が処理室の状態に馴染むまでは不安定で長
時間に渡って安定しない。
【０００３】例えば図８（ａ）はマッチング回路の高周
波に関連するパラメータ（電圧）の変動を示した図であ
り、同図の（ｂ）はマッチング回路の整合状態を特徴づ
けるコンデンサのパラメータ（電気容量）の変動を示し
た図であるが、いずれも変動しており安定状態を判断し
難い。図８の（ａ）に示すパラメータではロット初期の
ピークが観られるが、安定化したか否かの判断が難し
い。また、処理室内も高周波電力を印加した環境に馴染
むには相当の時間を必要とし、なかなか安定しない。そ
のため、従来はオペレータの経験と勘によって高周波電
源や処理室内が安定したか否かを判断し、安定域に達し
たと判断した時にウエハ等の被処理体を処理室内へ投入
し、所定の処理を施していた。尚、図８の運転条件は、
保守点検後、処理室内を４日間真空引きした後デポジシ
ョンの少ない条件を示している。デポジションの少ない
条件について後述する。
波に関連するパラメータ（電圧）の変動を示した図であ
り、同図の（ｂ）はマッチング回路の整合状態を特徴づ
けるコンデンサのパラメータ（電気容量）の変動を示し
た図であるが、いずれも変動しており安定状態を判断し
難い。図８の（ａ）に示すパラメータではロット初期の
ピークが観られるが、安定化したか否かの判断が難し
い。また、処理室内も高周波電力を印加した環境に馴染
むには相当の時間を必要とし、なかなか安定しない。そ
のため、従来はオペレータの経験と勘によって高周波電
源や処理室内が安定したか否かを判断し、安定域に達し
たと判断した時にウエハ等の被処理体を処理室内へ投入
し、所定の処理を施していた。尚、図８の運転条件は、
保守点検後、処理室内を４日間真空引きした後デポジシ
ョンの少ない条件を示している。デポジションの少ない
条件について後述する。
【０００４】また、処理装置を保守点検する時には消耗
品を交換したり、クリーニングを行うが、処理装置は精
密機械であるため、その組立には細心の注意を要する。
例えば、高周波電源や処理室内の各部品のネジ止めに少
しでも緩みがあったり、部品の取付ミスがあったりする
とプラズマが不安定になる。そのためこのようなミスは
到底許されるものではない。
品を交換したり、クリーニングを行うが、処理装置は精
密機械であるため、その組立には細心の注意を要する。
例えば、高周波電源や処理室内の各部品のネジ止めに少
しでも緩みがあったり、部品の取付ミスがあったりする
とプラズマが不安定になる。そのためこのようなミスは
到底許されるものではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
処理装置の高周波電源や処理室内が安定したか否かを客
観的に判断する手法がなく、オペレータの経験と勘に頼
らざるを得ないため、その客観的手法の確立が待望され
ている。また、処理装置を安定状態に導くための処理条
件を評価することができないため、その評価は試行錯誤
に頼らざるを得なかった。
処理装置の高周波電源や処理室内が安定したか否かを客
観的に判断する手法がなく、オペレータの経験と勘に頼
らざるを得ないため、その客観的手法の確立が待望され
ている。また、処理装置を安定状態に導くための処理条
件を評価することができないため、その評価は試行錯誤
に頼らざるを得なかった。
【０００６】また、従来は万一、部品の取付ミスに気付
かずに処理装置を稼働すれば、処理装置を開けることな
く取付ミスを検出する手法がなかったため、その原因究
明に多大な時間と労力を必要としていた。
かずに処理装置を稼働すれば、処理装置を開けることな
く取付ミスを検出する手法がなかったため、その原因究
明に多大な時間と労力を必要としていた。
【０００７】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、始動後の処理装置の安定状態を客観的に判
断することができ、条理条件を最適化して運転できる処
理装置の運転方法を提供することを目的としている。ま
た、処理装置を開けることなく部品の取付ミスによる異
常を確実に検出することができ、しかも取付ミスを分類
することができる処理装置の異常検出方法を併せて提供
することを目的としている。
れたもので、始動後の処理装置の安定状態を客観的に判
断することができ、条理条件を最適化して運転できる処
理装置の運転方法を提供することを目的としている。ま
た、処理装置を開けることなく部品の取付ミスによる異
常を確実に検出することができ、しかも取付ミスを分類
することができる処理装置の異常検出方法を併せて提供
することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の処理装置の運転方法は、高周波電源から処理室内の電
極に高周波電力を印加してプラズマを発生させて被処理
体を処理する際に、上記処理室内の状態に応じて変化す
る上記高周波電源の複数の電気的データを測定する測定
器で測定された複数の測定データを用いて多変量解析を
行って上記高周波電源の印加状態を検出して処理装置を
運転する方法であって、処理装置の処理室内の状態に応
じて上記高周波電源の印加状態が安定化した時の上記測
定データを用いて予め基準用の多変量解析を行う工程
と、始動直後から任意の処理装置の複数の電気的データ
を測定する工程と、複数の測定データを用いて比較用の
多変量解析を行う工程と、比較多変量解析結果と基準多
変量解析結果を比較して両者の差から上記任意の処理装
置の上記高周波電源が上記処理室内の状態に応じて安定
状態に達したことを検出する工程とを有することを特徴
とするものである。
の処理装置の運転方法は、高周波電源から処理室内の電
極に高周波電力を印加してプラズマを発生させて被処理
体を処理する際に、上記処理室内の状態に応じて変化す
る上記高周波電源の複数の電気的データを測定する測定
器で測定された複数の測定データを用いて多変量解析を
行って上記高周波電源の印加状態を検出して処理装置を
運転する方法であって、処理装置の処理室内の状態に応
じて上記高周波電源の印加状態が安定化した時の上記測
定データを用いて予め基準用の多変量解析を行う工程
と、始動直後から任意の処理装置の複数の電気的データ
を測定する工程と、複数の測定データを用いて比較用の
多変量解析を行う工程と、比較多変量解析結果と基準多
変量解析結果を比較して両者の差から上記任意の処理装
置の上記高周波電源が上記処理室内の状態に応じて安定
状態に達したことを検出する工程とを有することを特徴
とするものである。
【０００９】また、本発明の請求項２に記載の処理装置
の運転方法は、高周波電源から処理室内の電極に高周波
電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処理す
る際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記高周
波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測定さ
れた複数の測定データを用いて主成分分析を行って上記
高周波電源の印加状態を検出して処理装置を運転する方
法であって、処理装置の処理室内の状態に応じて上記高
周波電源の印加状態が安定化した時の上記測定データを
用いて予め基準用の主成分分析を行う工程と、始動直後
から任意の処理装置の複数の電気的データを測定する工
程と、複数の測定データを用いて比較用の主成分分析を
行う工程と、比較主成分分析結果と基準主成分分析結果
を比較して両者の差から上記任意の処理装置の高周波電
源が上記処理室内の状態に応じて安定状態に達したこと
を検出する工程とを有することを特徴とするものであ
る。
の運転方法は、高周波電源から処理室内の電極に高周波
電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処理す
る際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記高周
波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測定さ
れた複数の測定データを用いて主成分分析を行って上記
高周波電源の印加状態を検出して処理装置を運転する方
法であって、処理装置の処理室内の状態に応じて上記高
周波電源の印加状態が安定化した時の上記測定データを
用いて予め基準用の主成分分析を行う工程と、始動直後
から任意の処理装置の複数の電気的データを測定する工
程と、複数の測定データを用いて比較用の主成分分析を
行う工程と、比較主成分分析結果と基準主成分分析結果
を比較して両者の差から上記任意の処理装置の高周波電
源が上記処理室内の状態に応じて安定状態に達したこと
を検出する工程とを有することを特徴とするものであ
る。
【００１０】また、本発明の請求項３に記載の処理装置
の運転方法は、請求項１または請求項２に記載の発明に
おいて、上記電気的データとして少なくとも基本波及び
高調波それぞれの電圧値、電流値、インピーダンス及び
位相角を用いることを特徴とするものである。
の運転方法は、請求項１または請求項２に記載の発明に
おいて、上記電気的データとして少なくとも基本波及び
高調波それぞれの電圧値、電流値、インピーダンス及び
位相角を用いることを特徴とするものである。
【００１１】また、本発明の請求項４に記載の処理装置
の運転方法は、請求項２または請求項３に記載の発明に
おいて、主成分分析で残差得点または主成分得点を求め
た後、残差得点または主成分得点を比較することを特徴
とするものである。
の運転方法は、請求項２または請求項３に記載の発明に
おいて、主成分分析で残差得点または主成分得点を求め
た後、残差得点または主成分得点を比較することを特徴
とするものである。
【００１２】また、本発明の請求項５に記載の処理装置
の運転方法は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記
載の発明において、残差得点の比較結果に基づいて処理
条件及び／または稼働条件を判断することを特徴とする
ものである。
の運転方法は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記
載の発明において、残差得点の比較結果に基づいて処理
条件及び／または稼働条件を判断することを特徴とする
ものである。
【００１３】また、本発明の請求項６に記載の処理装置
の異常検出方法は、高周波電源から処理室内の電極に高
周波電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処
理する際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記
高周波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測
定された複数の測定データを用いて多変量解析を行って
上記高周波電源の印加状態を検出して処理装置の異常を
検出する方法であって、正常な処理装置の処理室内の状
態に応じて上記高周波電源の印加状態が安定化した時の
上記測定データを用いて予め基準用の多変量解析を行う
工程と、任意の処理装置の複数の電気的データを測定す
る工程と、複数の測定データを用いて比較用の多変量解
析を行う工程と、比較多変量解析結果と基準多変量解析
結果を比較して両者の差から上記任意の処理装置の異常
を検出する工程とを有することを特徴とするものであ
る。
の異常検出方法は、高周波電源から処理室内の電極に高
周波電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処
理する際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記
高周波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測
定された複数の測定データを用いて多変量解析を行って
上記高周波電源の印加状態を検出して処理装置の異常を
検出する方法であって、正常な処理装置の処理室内の状
態に応じて上記高周波電源の印加状態が安定化した時の
上記測定データを用いて予め基準用の多変量解析を行う
工程と、任意の処理装置の複数の電気的データを測定す
る工程と、複数の測定データを用いて比較用の多変量解
析を行う工程と、比較多変量解析結果と基準多変量解析
結果を比較して両者の差から上記任意の処理装置の異常
を検出する工程とを有することを特徴とするものであ
る。
【００１４】また、本発明の請求項７に記載の処理装置
の異常検出方法は、高周波電源から処理室内の電極に高
周波電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処
理する際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記
高周波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測
定された複数の測定データを用いて主成分分析を行って
上記高周波電源の印加状態を検出して処理装置の異常を
検出する方法であって、正常な処理装置の処理室内の状
態に応じて上記高周波電源の印加状態が安定化した時の
上記測定データを用いて予め基準用の主成分分析を行う
工程と、任意の処理装置の複数の電気的データを測定す
る工程と、複数の測定データを用いて比較用の主成分分
析を行う工程と、比較主成分分析結果と基準主成分分析
結果を比較して両者の差から上記任意の処理装置の異常
を検出する工程とを有することを特徴とするものであ
る。
の異常検出方法は、高周波電源から処理室内の電極に高
周波電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処
理する際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記
高周波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測
定された複数の測定データを用いて主成分分析を行って
上記高周波電源の印加状態を検出して処理装置の異常を
検出する方法であって、正常な処理装置の処理室内の状
態に応じて上記高周波電源の印加状態が安定化した時の
上記測定データを用いて予め基準用の主成分分析を行う
工程と、任意の処理装置の複数の電気的データを測定す
る工程と、複数の測定データを用いて比較用の主成分分
析を行う工程と、比較主成分分析結果と基準主成分分析
結果を比較して両者の差から上記任意の処理装置の異常
を検出する工程とを有することを特徴とするものであ
る。
【００１５】また、本発明の請求項８に記載の処理装置
の異常検出方法は、請求項６または請求項７に記載の発
明において、上記電気的データとして少なくとも基本波
及び高調波それぞれの電圧値、電流値、インピーダンス
及び位相角を用いることを特徴とするものである。
の異常検出方法は、請求項６または請求項７に記載の発
明において、上記電気的データとして少なくとも基本波
及び高調波それぞれの電圧値、電流値、インピーダンス
及び位相角を用いることを特徴とするものである。
【００１６】また、本発明の請求項９に記載の処理装置
の異常検出方法は、請求項７または請求項８に記載の発
明において、主成分分析で残差得点または主成分得点を
求めた後、残差得点または主成分得点を比較することを
特徴とすることを特徴とするものである。
の異常検出方法は、請求項７または請求項８に記載の発
明において、主成分分析で残差得点または主成分得点を
求めた後、残差得点または主成分得点を比較することを
特徴とすることを特徴とするものである。
【００１７】また、本発明の請求項１０に記載の処理装
置の異常検出方法は、請求項５〜請求項９のいずれか１
項に記載の発明において、残差行列の成分に即して異常
箇所を分類することを特徴とするものである。
置の異常検出方法は、請求項５〜請求項９のいずれか１
項に記載の発明において、残差行列の成分に即して異常
箇所を分類することを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図８に示す実施形態
の基づいて本発明を説明する。まず、本発明の処理装置
の運転方法及び処理装置の異常検出方法が適用された処
理装置の一例について図１を参照しながら説明する。本
実施形態に用いられる処理装置１０は、例えば図１に示
すように、アルミニウム等の導電性材料からなる接地さ
れた処理室１１と、この処理室１１内の底面に配設され
且つ被処理体としてのウエハＷを載置する載置台を兼ね
た電極１２と、回転磁場を付与する磁場形成手段１３と
を備え、制御装置１４の制御下で処理室１１の上下両電
極間で発生する電界に磁場形成手段１３による回転磁界
Ｂが作用し、高密度プラズマでウエハＷに対して均一な
プラズマ処理を行う。処理室１１にはガス供給管１５が
接続され、ガス供給管１５を介してガス供給源（図示せ
ず）から処理室１１内へプロセスガスを供給する。処理
室１１の側面には図示しない真空排気装置に連結された
ガス排出管１６が接続され、真空排気装置及びガス排出
管１６を介して処理室１１内を減圧して所定の真空度に
保持する。電極１２には高調波測定器１７、マッチング
回路１８を介して高周波電源１９が接続され、高周波電
源１９から電極１２へ高周波電力を印加し処理室１１内
でプロセスガスのプラズマを発生させ、電極１２上の半
導体ウエハＷ表面に例えば所定のエッチング処理を施
す。また、電極１２の周縁部にはフォーカスリング２０
が配置され、フォーカスリング２０を介してプラズマを
ウエハＷ上へ収束する。
の基づいて本発明を説明する。まず、本発明の処理装置
の運転方法及び処理装置の異常検出方法が適用された処
理装置の一例について図１を参照しながら説明する。本
実施形態に用いられる処理装置１０は、例えば図１に示
すように、アルミニウム等の導電性材料からなる接地さ
れた処理室１１と、この処理室１１内の底面に配設され
且つ被処理体としてのウエハＷを載置する載置台を兼ね
た電極１２と、回転磁場を付与する磁場形成手段１３と
を備え、制御装置１４の制御下で処理室１１の上下両電
極間で発生する電界に磁場形成手段１３による回転磁界
Ｂが作用し、高密度プラズマでウエハＷに対して均一な
プラズマ処理を行う。処理室１１にはガス供給管１５が
接続され、ガス供給管１５を介してガス供給源（図示せ
ず）から処理室１１内へプロセスガスを供給する。処理
室１１の側面には図示しない真空排気装置に連結された
ガス排出管１６が接続され、真空排気装置及びガス排出
管１６を介して処理室１１内を減圧して所定の真空度に
保持する。電極１２には高調波測定器１７、マッチング
回路１８を介して高周波電源１９が接続され、高周波電
源１９から電極１２へ高周波電力を印加し処理室１１内
でプロセスガスのプラズマを発生させ、電極１２上の半
導体ウエハＷ表面に例えば所定のエッチング処理を施
す。また、電極１２の周縁部にはフォーカスリング２０
が配置され、フォーカスリング２０を介してプラズマを
ウエハＷ上へ収束する。
【００１９】ところで、本実施形態では１３．５６ＭＨ
ｚの高周波電力を電極１２に印加しているが、電極１２
には１３．５６ＭＨｚの高周波電力の他に、これを基本
波とする高調波（例えば２７．１２ＭＨｚ、４０．６８
ＭＨｚ）が印加される。ところが、電圧、電流、位相及
びインピーダンス等の電気的データは処理装置１０の始
動直後には不安定でなかなか安定しない。しかも、処理
室１１内の状態を客観的に知る術がない。そこで、本実
施形態ではこれらの電圧、電流、位相及びインピーダン
ス等の電気的データを測定し、各測定値を利用して処理
装置１０の安定状態、具体的には処理室１１内での所定
のプラズマ処理に必要な安定状態を検出するようにして
いる。
ｚの高周波電力を電極１２に印加しているが、電極１２
には１３．５６ＭＨｚの高周波電力の他に、これを基本
波とする高調波（例えば２７．１２ＭＨｚ、４０．６８
ＭＨｚ）が印加される。ところが、電圧、電流、位相及
びインピーダンス等の電気的データは処理装置１０の始
動直後には不安定でなかなか安定しない。しかも、処理
室１１内の状態を客観的に知る術がない。そこで、本実
施形態ではこれらの電圧、電流、位相及びインピーダン
ス等の電気的データを測定し、各測定値を利用して処理
装置１０の安定状態、具体的には処理室１１内での所定
のプラズマ処理に必要な安定状態を検出するようにして
いる。
【００２０】即ち、電極１２とマッチング回路１８の間
に介在する高調波測定器１７を用いて高周波電源１９の
基本波及びその高調波の電圧、電流、位相及びインピー
ダンスを処理装置の始動時から高周波電源１９が安定す
るまで間欠的に測定し、これらの測定値をそれぞれ制御
装置１４内に逐次取り込む。この制御装置１４には多変
量解析プログラムとして例えば主成分分析用のプログラ
ムが格納され、このプログラムを介して測定値の主成分
分析を行って処理装置の安定状態を検出する。
に介在する高調波測定器１７を用いて高周波電源１９の
基本波及びその高調波の電圧、電流、位相及びインピー
ダンスを処理装置の始動時から高周波電源１９が安定す
るまで間欠的に測定し、これらの測定値をそれぞれ制御
装置１４内に逐次取り込む。この制御装置１４には多変
量解析プログラムとして例えば主成分分析用のプログラ
ムが格納され、このプログラムを介して測定値の主成分
分析を行って処理装置の安定状態を検出する。
【００２１】例えば本実施形態で主成分分析を行う場合
には、高周波電源１９からの処理室１１内の電極１２へ
の印加状態が安定化した処理装置（以下、「基準処理装
置」と称す。）を使って、高周波電源１９の基本波及び
その高調波の電圧、電流、位相及びインピーダンスそれ
ぞれ電気的データとして間欠的に測定して各周波数の測
定値Ｖ(ｆｎ)、Ｉ(ｆｎ)、Ｐ(ｆｎ)、Ｚ(ｆｎ)を得る。
そして、これら各種の測定値の相対値を求め、各種の測
定値をそれぞれ無次元化する。この際、各種の測定値と
無次元化した相対値との対応関係は例えば測定データの
配列順に合わせて明確にしておく。次いで、無次元化し
た各種の測定値（以下、単に「相対測定値」と称す。）
の測定個数がｎ個で、安定するまでｍ回の測定を行う
と、基準処理装置の全の相対測定データが入った行列は
数１で表される。次いで、制御装置１４において全ての
相対測定値に基づいて平均値、最大値、最小値、分散値
を求めた後、これらの計算値に基づいた分散共分散行列
を用いて複数の無次元測定データの主成分分析を行って
固有値及びその固有ベクトルを求める。固有値は無次元
測定データの分散の大きさを表し、固有値の大きさ順
に、第１主成分、第２主成分、・・・第ｎ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属する
固有ベクトルがある。通常、主成分の次数が高いほどデ
ータの評価に対する寄与率が低くなり、その利用価値が
薄れる。
には、高周波電源１９からの処理室１１内の電極１２へ
の印加状態が安定化した処理装置（以下、「基準処理装
置」と称す。）を使って、高周波電源１９の基本波及び
その高調波の電圧、電流、位相及びインピーダンスそれ
ぞれ電気的データとして間欠的に測定して各周波数の測
定値Ｖ(ｆｎ)、Ｉ(ｆｎ)、Ｐ(ｆｎ)、Ｚ(ｆｎ)を得る。
そして、これら各種の測定値の相対値を求め、各種の測
定値をそれぞれ無次元化する。この際、各種の測定値と
無次元化した相対値との対応関係は例えば測定データの
配列順に合わせて明確にしておく。次いで、無次元化し
た各種の測定値（以下、単に「相対測定値」と称す。）
の測定個数がｎ個で、安定するまでｍ回の測定を行う
と、基準処理装置の全の相対測定データが入った行列は
数１で表される。次いで、制御装置１４において全ての
相対測定値に基づいて平均値、最大値、最小値、分散値
を求めた後、これらの計算値に基づいた分散共分散行列
を用いて複数の無次元測定データの主成分分析を行って
固有値及びその固有ベクトルを求める。固有値は無次元
測定データの分散の大きさを表し、固有値の大きさ順
に、第１主成分、第２主成分、・・・第ｎ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属する
固有ベクトルがある。通常、主成分の次数が高いほどデ
ータの評価に対する寄与率が低くなり、その利用価値が
薄れる。
【数１】
【００２２】例えばｍ回の測定でそれぞれｎ個の相対測
定値を採り、ｉ番目の測定のｊ番目の固有値に対応する
第ｊ主成分は数２で表される。そして、この第ｊ主成分
ｔｉｊに具体的なｉ番目の相対測定値（ｘｉ１、
ｘｉ２、・・・、ｘｉｎ）を代入して得られた値がｉ番
目の測定における第ｊ主成分の得点になる。従って、第
ｊ主成分の得点ｔｊは数３で定義され、第ｊ主成分の固
有ベクトルＰｊは数４で定義される。ｔｊは測定間の関
係を表す得点である。また、Ｐｊは測定値間の重みを表
す固有ベクトルである。そして、第ｊ主成分の得点ｔｊ
を行列Ｘと固有ベクトルＰｊを用いると数５で表され
る。また、行列Ｘを各主成分の得点とそれぞれの固有ベ
クトルを用いると数６で表される。
定値を採り、ｉ番目の測定のｊ番目の固有値に対応する
第ｊ主成分は数２で表される。そして、この第ｊ主成分
ｔｉｊに具体的なｉ番目の相対測定値（ｘｉ１、
ｘｉ２、・・・、ｘｉｎ）を代入して得られた値がｉ番
目の測定における第ｊ主成分の得点になる。従って、第
ｊ主成分の得点ｔｊは数３で定義され、第ｊ主成分の固
有ベクトルＰｊは数４で定義される。ｔｊは測定間の関
係を表す得点である。また、Ｐｊは測定値間の重みを表
す固有ベクトルである。そして、第ｊ主成分の得点ｔｊ
を行列Ｘと固有ベクトルＰｊを用いると数５で表され
る。また、行列Ｘを各主成分の得点とそれぞれの固有ベ
クトルを用いると数６で表される。
【数２】
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
【００２３】従って、主成分分析では多種類の測定デー
タがあっても例えば第１主成分及び第２主成分、多くて
も第３主成分までの少数の統計データとして纏め、少数
の統計データを調べるだけで運転状態を評価し、把握す
ることができる。例えば一般的に第１、第２主成分の固
有値の累積寄与率が９０％を超えれば、第１、第２主成
分に基づいた評価は信頼性の高いものになる。第１主成
分は上述のように測定データが最も大きく分散する方向
を示し、処理装置の運転状態の総合的な評価を行う指標
となり、処理装置の運転状態の経時的変化の判断、評価
に適している。第２主成分は第１主成分とは直交する方
向に分散し、正常な運転状態からの瞬間的なずれの指標
となり、運転状態の突発的変化の判断、評価に適してい
る。
タがあっても例えば第１主成分及び第２主成分、多くて
も第３主成分までの少数の統計データとして纏め、少数
の統計データを調べるだけで運転状態を評価し、把握す
ることができる。例えば一般的に第１、第２主成分の固
有値の累積寄与率が９０％を超えれば、第１、第２主成
分に基づいた評価は信頼性の高いものになる。第１主成
分は上述のように測定データが最も大きく分散する方向
を示し、処理装置の運転状態の総合的な評価を行う指標
となり、処理装置の運転状態の経時的変化の判断、評価
に適している。第２主成分は第１主成分とは直交する方
向に分散し、正常な運転状態からの瞬間的なずれの指標
となり、運転状態の突発的変化の判断、評価に適してい
る。
【００２４】しかしながら、第１主成分は一般的に固有
ベクトルや第１主成分得点等を観てデータを如何なる傾
向にあるかなど総合的に評価することはできるが、第
１、第２主成分ではそれぞれの固有ベクトルが一義的に
決まるため、個々の測定データが測定毎に如何なる状態
にあり如何なる変化をしているかまで多面的に把握する
ことができない。そこで、本実施形態では処理室１１内
に応じて高周波電源４９の印加状態が安定状態に達した
ことを検出する手法として、寄与率の低い第（ｋ＋１）
以上の高次の主成分を一つに纏めた数７で定義する残差
行列Ｅ（各行の成分は高周波の基本波及びその高調波の
各相対測定値に対応し、各列の成分は測定回数に対応す
る）を作る。そして、この残差行列Ｅを数６に当て填め
ると数６は数８で表される。更に、基準処理装置の残差
行列Ｅの残差得点を基準残差得点Ｑ０として求め、この
残差得点Ｑ０を基準にして任意の処理装置（以下、「比
較処理装置」と称す。）が始動した後安定状態に達する
までを検出するようにしている。一般に、残差得点Ｑｉ
は行ベクトルｅｉとその転置ベクトルｅｉ Ｔの積として
表され、各残差成分の２乗の和となり、プラス成分及び
マイナス成分を相殺することなく確実に残差として求め
られるようにしてある。従って、測定毎の基準処理装置
の残差得点Ｑ０と比較処理装置の残差得点Ｑｉを比較す
ることで比較処理装置が安定状態に達しているか否かを
判断することができる。そして、比較処理装置のある時
点での残差得点Ｑｉが同一時点での基準処理装置の残差
得点Ｑ０から外れた場合には残差行列Ｅの数１０で表さ
れる各行の行ベクトルｅｉの成分を観れば、その時点で
いずれの測定値に大きなズレがあったかが判り、異常の
原因を特定することができる。
ベクトルや第１主成分得点等を観てデータを如何なる傾
向にあるかなど総合的に評価することはできるが、第
１、第２主成分ではそれぞれの固有ベクトルが一義的に
決まるため、個々の測定データが測定毎に如何なる状態
にあり如何なる変化をしているかまで多面的に把握する
ことができない。そこで、本実施形態では処理室１１内
に応じて高周波電源４９の印加状態が安定状態に達した
ことを検出する手法として、寄与率の低い第（ｋ＋１）
以上の高次の主成分を一つに纏めた数７で定義する残差
行列Ｅ（各行の成分は高周波の基本波及びその高調波の
各相対測定値に対応し、各列の成分は測定回数に対応す
る）を作る。そして、この残差行列Ｅを数６に当て填め
ると数６は数８で表される。更に、基準処理装置の残差
行列Ｅの残差得点を基準残差得点Ｑ０として求め、この
残差得点Ｑ０を基準にして任意の処理装置（以下、「比
較処理装置」と称す。）が始動した後安定状態に達する
までを検出するようにしている。一般に、残差得点Ｑｉ
は行ベクトルｅｉとその転置ベクトルｅｉ Ｔの積として
表され、各残差成分の２乗の和となり、プラス成分及び
マイナス成分を相殺することなく確実に残差として求め
られるようにしてある。従って、測定毎の基準処理装置
の残差得点Ｑ０と比較処理装置の残差得点Ｑｉを比較す
ることで比較処理装置が安定状態に達しているか否かを
判断することができる。そして、比較処理装置のある時
点での残差得点Ｑｉが同一時点での基準処理装置の残差
得点Ｑ０から外れた場合には残差行列Ｅの数１０で表さ
れる各行の行ベクトルｅｉの成分を観れば、その時点で
いずれの測定値に大きなズレがあったかが判り、異常の
原因を特定することができる。
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【００２５】即ち、比較処理装置の安定状態を検出する
には、基準処理装置について残差行列Ｅの残差得点Ｑ０
を予め求める。そして、基準処理装置で得られた残差得
点Ｑ０及び固有ベクトル等の定数を任意の処理装置の主
成分分析プログラムに設定し、この設定条件の下で任意
の処理装置の電気的データから残差得点Ｑを求める。次
いで、比較処理装置の残差得点Ｑの基準処理装置の残差
得点Ｑ０からの差（ずれ量）を求め、この残差得点の差
（Ｑ−Ｑ０）に基づいて比較処理装置での高周波電源４
９の印加状態が安定状態に達しているか否かを判断す
る。即ち、残差得点の差（Ｑ−Ｑ０）が大きければ、そ
の任意の処理装置は基準処理装置からのずれが大きく不
安定であることを示し、差（Ｑ−Ｑ０）が小さければ基
準処理装置とのずれが小さく安定状態に近いことを示
す。基準処理装置の残差得点Ｑ０＝０にすれば、残差得
点Ｑがそのまま基準レベルからのずれ量になる。尚、変
数の値は平均値が０になるように計算されているものと
する。
には、基準処理装置について残差行列Ｅの残差得点Ｑ０
を予め求める。そして、基準処理装置で得られた残差得
点Ｑ０及び固有ベクトル等の定数を任意の処理装置の主
成分分析プログラムに設定し、この設定条件の下で任意
の処理装置の電気的データから残差得点Ｑを求める。次
いで、比較処理装置の残差得点Ｑの基準処理装置の残差
得点Ｑ０からの差（ずれ量）を求め、この残差得点の差
（Ｑ−Ｑ０）に基づいて比較処理装置での高周波電源４
９の印加状態が安定状態に達しているか否かを判断す
る。即ち、残差得点の差（Ｑ−Ｑ０）が大きければ、そ
の任意の処理装置は基準処理装置からのずれが大きく不
安定であることを示し、差（Ｑ−Ｑ０）が小さければ基
準処理装置とのずれが小さく安定状態に近いことを示
す。基準処理装置の残差得点Ｑ０＝０にすれば、残差得
点Ｑがそのまま基準レベルからのずれ量になる。尚、変
数の値は平均値が０になるように計算されているものと
する。
【００２６】本実施形態の処理装置の運転方法を下記の
状態Ａ、Ｂ及び処理条件Ａ、Ｂを（１）〜（４）のよう
に適宜組み合わせてウエハを処理し、処理している間の
基本及びその高調波の測定値Ｖ(ｆｎ)、Ｉ(ｆｎ)、Ｐ
(ｆｎ)、Ｚ(ｆｎ)の相対測定値及び残差得点Ｑを図２〜
図５に示した。尚、任意の処理装置の主成分プログラム
には基準処理装置で得られた主成分分析結果が予め設定
されている。各図におけるプロットはウエハ１枚当たり
の平均値を示している。また、下記の処理条件でデポジ
ションの値は、デポジション量の少ない条件を１とし、
デポジション量の多い条件をデポジション量の少ない条
件に対する相対値で示してある。 Ｉ．状態 状態Ａ：処理室内を１２時間真空引きした状態 状態Ｂ：処理室内を４日間真空引きした状態 ＩＩ．処理条件 処理条件Ａ：デポジションの少ない条件 ウエハ処理時間：１分 高周波電力：１７００Ｗ 処理室圧力：４５ｍTorr プロセスガス：Ｃ４Ｆ８＝１０sccm、ＣＯ＝５０sccm、
Ａｒ＝２００sccmＯ２＝５sccm デポジション：１（相対値） 処理条件Ｂ：デポジションの多い条件 ウエハ処理時間：１分 高周波電力：１５００Ｗ 処理室圧力：５３ｍTorr プロセスガス：Ｃ４Ｆ８＝１６sccm、ＣＯ＝３００sccm Ａｒ＝４００sccm デポジション：１．９５（相対値）
状態Ａ、Ｂ及び処理条件Ａ、Ｂを（１）〜（４）のよう
に適宜組み合わせてウエハを処理し、処理している間の
基本及びその高調波の測定値Ｖ(ｆｎ)、Ｉ(ｆｎ)、Ｐ
(ｆｎ)、Ｚ(ｆｎ)の相対測定値及び残差得点Ｑを図２〜
図５に示した。尚、任意の処理装置の主成分プログラム
には基準処理装置で得られた主成分分析結果が予め設定
されている。各図におけるプロットはウエハ１枚当たり
の平均値を示している。また、下記の処理条件でデポジ
ションの値は、デポジション量の少ない条件を１とし、
デポジション量の多い条件をデポジション量の少ない条
件に対する相対値で示してある。 Ｉ．状態 状態Ａ：処理室内を１２時間真空引きした状態 状態Ｂ：処理室内を４日間真空引きした状態 ＩＩ．処理条件 処理条件Ａ：デポジションの少ない条件 ウエハ処理時間：１分 高周波電力：１７００Ｗ 処理室圧力：４５ｍTorr プロセスガス：Ｃ４Ｆ８＝１０sccm、ＣＯ＝５０sccm、
Ａｒ＝２００sccmＯ２＝５sccm デポジション：１（相対値） 処理条件Ｂ：デポジションの多い条件 ウエハ処理時間：１分 高周波電力：１５００Ｗ 処理室圧力：５３ｍTorr プロセスガス：Ｃ４Ｆ８＝１６sccm、ＣＯ＝３００sccm Ａｒ＝４００sccm デポジション：１．９５（相対値）
【００２７】まず、図２、図３を参照しながら保守点検
後の処理条件の違いによる安定化の差について説明す
る。 （１）処理室１１内を状態Ａに導いた後、処理装置をデ
ポジションの少ない処理条件Ａに設定した。この状態で
ウエハを処理室１１内に搬入してウエハを処理した。ウ
エハ搬入直後（始動直後）から高調波測定器１７を用い
て高周波電源１９の基本波及び高調波の電圧、電流、位
相及びインピーダンスを約０．２秒毎に測定し、それぞ
れの測定値Ｖ（ｆｎ）、Ｉ（ｆｎ）、Ｐ（ｆｎ）、Ｚ
（ｆｎ）のウエハ毎の平均値を求め、基準処理装置のそ
れぞれの値との比を採り、それぞれの測定値の変動の様
子を図２の（ａ）に示した。図２の（ａ）に示す結果に
よれば、処理開始直後から各測定値は緩慢に基準値（＝
１）に収束し、○印当たりから概ね基準値レベルに達し
安定化状態になったと判断されるが、○印以降でも上下
の振れが認められる。図２の（ａ）でも図８に示す従来
の手法と比較すれば安定状態を判断し易い。これに対
し、本実施形態の方法により上記測定値から残差得点Ｑ
を求めた結果、図３の（ａ）に示すようになった。図３
の（ａ）では複数の測定値が残差得点Ｑとして一つに纏
まり、図２の（ａ）と比較しても基準値からのずれが判
断し易く、安定状態はウエハの処理枚数で１００〜１２
０枚の範囲にあると判断できる。それ以降でも残差得点
Ｑが周期的に若干増加する傾向が認められる。
後の処理条件の違いによる安定化の差について説明す
る。 （１）処理室１１内を状態Ａに導いた後、処理装置をデ
ポジションの少ない処理条件Ａに設定した。この状態で
ウエハを処理室１１内に搬入してウエハを処理した。ウ
エハ搬入直後（始動直後）から高調波測定器１７を用い
て高周波電源１９の基本波及び高調波の電圧、電流、位
相及びインピーダンスを約０．２秒毎に測定し、それぞ
れの測定値Ｖ（ｆｎ）、Ｉ（ｆｎ）、Ｐ（ｆｎ）、Ｚ
（ｆｎ）のウエハ毎の平均値を求め、基準処理装置のそ
れぞれの値との比を採り、それぞれの測定値の変動の様
子を図２の（ａ）に示した。図２の（ａ）に示す結果に
よれば、処理開始直後から各測定値は緩慢に基準値（＝
１）に収束し、○印当たりから概ね基準値レベルに達し
安定化状態になったと判断されるが、○印以降でも上下
の振れが認められる。図２の（ａ）でも図８に示す従来
の手法と比較すれば安定状態を判断し易い。これに対
し、本実施形態の方法により上記測定値から残差得点Ｑ
を求めた結果、図３の（ａ）に示すようになった。図３
の（ａ）では複数の測定値が残差得点Ｑとして一つに纏
まり、図２の（ａ）と比較しても基準値からのずれが判
断し易く、安定状態はウエハの処理枚数で１００〜１２
０枚の範囲にあると判断できる。それ以降でも残差得点
Ｑが周期的に若干増加する傾向が認められる。
【００２８】（２）（１）と同様に処理室１１内を上記
の状態Ａに導いた後、（１）とは違ってデポジションの
多い処理条件Ｂに設定した。そして、ウエハを処理室１
１内に搬入してウエハを処理し、処理装置の始動直後か
ら高周波電源１９の印加状態が安定するまでの測定値を
得た後、各測定値について（１）の場合と同様に基準値
との比を採り、その結果を図２の（ｂ）に示した。図２
の（ｂ）に示す結果によれば、各測定値は（１）の場合
と比較して早く安定状態に向かうが、振れ幅の小さい安
定状態に達するのは○印当たりからで（１）の場合と余
り変わらない。これに対し、本実施形態の方法で検討す
ると、図３の（ｂ）に示す結果からも明らかなように残
差得点Ｑが（１）の場合よりも早く基準値に収束して安
定状態に達し、安定状態の時点を判断し易いことが判
る。基準処理装置を用いて安定状態を判断する残差得点
を予め定めておけば比較処理装置の安定状態を確実に判
断することができる。
の状態Ａに導いた後、（１）とは違ってデポジションの
多い処理条件Ｂに設定した。そして、ウエハを処理室１
１内に搬入してウエハを処理し、処理装置の始動直後か
ら高周波電源１９の印加状態が安定するまでの測定値を
得た後、各測定値について（１）の場合と同様に基準値
との比を採り、その結果を図２の（ｂ）に示した。図２
の（ｂ）に示す結果によれば、各測定値は（１）の場合
と比較して早く安定状態に向かうが、振れ幅の小さい安
定状態に達するのは○印当たりからで（１）の場合と余
り変わらない。これに対し、本実施形態の方法で検討す
ると、図３の（ｂ）に示す結果からも明らかなように残
差得点Ｑが（１）の場合よりも早く基準値に収束して安
定状態に達し、安定状態の時点を判断し易いことが判
る。基準処理装置を用いて安定状態を判断する残差得点
を予め定めておけば比較処理装置の安定状態を確実に判
断することができる。
【００２９】次に、図４、図５を参照しながら保守点検
後の処理室内の状態の違いによる安定化の差について説
明する。 （３）処理室１１内を状態Ａに導いた後、処理装置をデ
ポジションの少ない処理条件Ａに設定した。そして、ウ
エハを処理室１１内に搬入してウエハを処理し、処理装
置の始動直後から高周波電源１９の印加状態が安定する
までの測定値を得た後、各測定値について（１）の場合
と同様に基準値との比を採り、その結果を図４の（ａ）
に示した。図４の（ａ）に示す結果によれば、各測定値
が緩慢に基準値に収束し、安定状態に達するのが遅いこ
とが判る。ウエハ１２０枚前後の○印当たりで安定状態
になったと判断されるが、それ以降でも上下に振れる測
定値があり、安定化の判断が難しいことが判る。これに
対し、本実施形態の方法で検討すると、図５の状態Ａに
示す結果からも明らかなように高調波測定器１７の測定
値の結果とは異なり、残差得点Ｑが基準値に収束するま
でに予想外の時間が掛かり、○印当たりで初めて安定状
態になることが判る。
後の処理室内の状態の違いによる安定化の差について説
明する。 （３）処理室１１内を状態Ａに導いた後、処理装置をデ
ポジションの少ない処理条件Ａに設定した。そして、ウ
エハを処理室１１内に搬入してウエハを処理し、処理装
置の始動直後から高周波電源１９の印加状態が安定する
までの測定値を得た後、各測定値について（１）の場合
と同様に基準値との比を採り、その結果を図４の（ａ）
に示した。図４の（ａ）に示す結果によれば、各測定値
が緩慢に基準値に収束し、安定状態に達するのが遅いこ
とが判る。ウエハ１２０枚前後の○印当たりで安定状態
になったと判断されるが、それ以降でも上下に振れる測
定値があり、安定化の判断が難しいことが判る。これに
対し、本実施形態の方法で検討すると、図５の状態Ａに
示す結果からも明らかなように高調波測定器１７の測定
値の結果とは異なり、残差得点Ｑが基準値に収束するま
でに予想外の時間が掛かり、○印当たりで初めて安定状
態になることが判る。
【００３０】（４）処理室１１内を状態Ｂに導いた後、
（３）の場合と同様に処理装置をデポジションの少ない
処理条件Ａに設定した。そして、ウエハを処理室１１内
に搬入してウエハを処理し、処理装置の始動直後から高
周波電源１９の印加状態が安定するまでの測定値を得た
後、各測定値について（１）の場合と同様に基準値との
比を採り、その結果を図４の（ｂ）に示した。図４の
（ｂ）に示す結果によれば、各測定値が（３）の場合よ
りも早く基準値に収束し、早く安定状態に達しているこ
とが判る。また、本実施形態の方法で検討すると、図５
の状態Ｂに示すように残差得点Ｑは基準値に到達するの
が早いが、ウエハ１００以内では変動があり完全に安定
するのは１００枚以上であることが明瞭に判る。
（３）の場合と同様に処理装置をデポジションの少ない
処理条件Ａに設定した。そして、ウエハを処理室１１内
に搬入してウエハを処理し、処理装置の始動直後から高
周波電源１９の印加状態が安定するまでの測定値を得た
後、各測定値について（１）の場合と同様に基準値との
比を採り、その結果を図４の（ｂ）に示した。図４の
（ｂ）に示す結果によれば、各測定値が（３）の場合よ
りも早く基準値に収束し、早く安定状態に達しているこ
とが判る。また、本実施形態の方法で検討すると、図５
の状態Ｂに示すように残差得点Ｑは基準値に到達するの
が早いが、ウエハ１００以内では変動があり完全に安定
するのは１００枚以上であることが明瞭に判る。
【００３１】以上説明したように本実施形態によれば、
電極１２とマッチング回路１８の間に高調波測定器１７
を設け、この高調波測定器１７を用い、安定化した処理
装置１０の基本波及び高調波それぞれの電圧値、電流
値、位相及びインピーダンス等の電気的データの測定値
Ｖ（ｆｎ）、Ｉ（ｆｎ）、Ｐ（ｆｎ）、Ｚ（ｆｎ）を用
いて予め基準となる主成分分析を行って基準となる残差
得点Ｑ０を求めた後、保守点検後の処理装置１０の始動
直後から高調波測定器１７で電気的データを測定し、こ
の測定値Ｖ（ｆｎ）、Ｉ（ｆｎ）、Ｐ（ｆｎ）、Ｚ（ｆ
ｎ）を用いて比較用の主成分分析を行って比較用の残差
得点Ｑを求め、比較残差得点Ｑと基準残差得点Ｑ０を比
較して両者Ｑ、Ｑ０の差から保守点検後の処理装置１０
の高周波電源の安定状態を検出するようにしたため、膨
大な測定値があってもこれらのデータを一つの纏めた残
差得点Ｑを基準値を比較するだけで保守点検後の処理装
置１０、具体的には処理室１１内の安定状態を客観的且
つ確実に評価し、判断することができる。また、本実施
形態によれば、単に安定状態に達した時点を評価、判断
できるばかりでなく、安定状態に導くには処理室１１内
の真空引き時間等の処理条件を如何に設定すれば良いか
を評価、判断することができる。
電極１２とマッチング回路１８の間に高調波測定器１７
を設け、この高調波測定器１７を用い、安定化した処理
装置１０の基本波及び高調波それぞれの電圧値、電流
値、位相及びインピーダンス等の電気的データの測定値
Ｖ（ｆｎ）、Ｉ（ｆｎ）、Ｐ（ｆｎ）、Ｚ（ｆｎ）を用
いて予め基準となる主成分分析を行って基準となる残差
得点Ｑ０を求めた後、保守点検後の処理装置１０の始動
直後から高調波測定器１７で電気的データを測定し、こ
の測定値Ｖ（ｆｎ）、Ｉ（ｆｎ）、Ｐ（ｆｎ）、Ｚ（ｆ
ｎ）を用いて比較用の主成分分析を行って比較用の残差
得点Ｑを求め、比較残差得点Ｑと基準残差得点Ｑ０を比
較して両者Ｑ、Ｑ０の差から保守点検後の処理装置１０
の高周波電源の安定状態を検出するようにしたため、膨
大な測定値があってもこれらのデータを一つの纏めた残
差得点Ｑを基準値を比較するだけで保守点検後の処理装
置１０、具体的には処理室１１内の安定状態を客観的且
つ確実に評価し、判断することができる。また、本実施
形態によれば、単に安定状態に達した時点を評価、判断
できるばかりでなく、安定状態に導くには処理室１１内
の真空引き時間等の処理条件を如何に設定すれば良いか
を評価、判断することができる。
【００３２】次に、本発明の処理装置の異常検出方法の
一実施形態について説明する。本実施形態の処理装置の
異常検出方法も主成分分析における残差得点Ｑを使用す
る点では上記実施形態の処理装置の運転方法と共通して
いる。但し、本実施形態では正常な処理装置、即ち、処
理室１１内及び高周波電源１９における部品等の取付ミ
スがなく、仕様に則って正確に組み立てられている処理
装置を基準処理装置として使用する。本実施形態では処
理装置の始動後の高周波電源１９の印加状態が不安定な
状態を脱し安定状態に達した段階で基本波及びその高調
波の電気的データを測定することは云うまでもない。
一実施形態について説明する。本実施形態の処理装置の
異常検出方法も主成分分析における残差得点Ｑを使用す
る点では上記実施形態の処理装置の運転方法と共通して
いる。但し、本実施形態では正常な処理装置、即ち、処
理室１１内及び高周波電源１９における部品等の取付ミ
スがなく、仕様に則って正確に組み立てられている処理
装置を基準処理装置として使用する。本実施形態では処
理装置の始動後の高周波電源１９の印加状態が不安定な
状態を脱し安定状態に達した段階で基本波及びその高調
波の電気的データを測定することは云うまでもない。
【００３３】そこで、本実施形態においても上記実施形
態と同様に、基準処理装置に関する基本波及びその高調
波の電圧、電流、位相及びインピーダンスそれぞれ電気
的データとして間欠的に測定して各周波数の測定値Ｖ
(ｆｎ)、Ｉ(ｆｎ)、Ｐ(ｆｎ)、Ｚ(ｆｎ)を得る。そし
て、基準処理装置に関し、数９で定義される残差得点Ｑ
０を予め求める。基準処理装置で得られた固有ベクトル
等の定数を任意の処理装置の主成分分析プログラムに設
定し、この設定条件の下で任意の処理装置の電気的デー
タから残差得点Ｑを求める。次いで、基準処理装置の残
差得点Ｑ０と任意の処理装置の残差得点Ｑとの差（ずれ
量）を求め、この残差得点の差（Ｑ−Ｑ０）に基づいて
任意の処理装置が安定状態になっているか否かを判断す
る。即ち、残差得点の差（Ｑ−Ｑ０）が大きければ、そ
の任意の処理装置には処理室及び／または高周波電源１
９の部品の取付ミス等があることを示す。差（Ｑ−
Ｑ０）が許容値以下であればその処理装置は正常と判断
される。また、残差得点Ｑが他の残差得点と異なる値を
表した時には、残差行列Ｅの異なる値を示した行、例え
ばｉ番目の測定結果の残差得点が基準残差得点Ｑとは異
なる値である場合には、ｉ番目の行のｅｉの残差成分ｅ
ｉｊを観ることにより、どの変数（測定値）が残差得点
Ｑのズレに寄与しているかを判断することができる。こ
のことから、異常の原因と残差の大きい変数（基本波、
高調波の電圧、電流等）を関連づけることにより、異常
の原因を分類することができる。
態と同様に、基準処理装置に関する基本波及びその高調
波の電圧、電流、位相及びインピーダンスそれぞれ電気
的データとして間欠的に測定して各周波数の測定値Ｖ
(ｆｎ)、Ｉ(ｆｎ)、Ｐ(ｆｎ)、Ｚ(ｆｎ)を得る。そし
て、基準処理装置に関し、数９で定義される残差得点Ｑ
０を予め求める。基準処理装置で得られた固有ベクトル
等の定数を任意の処理装置の主成分分析プログラムに設
定し、この設定条件の下で任意の処理装置の電気的デー
タから残差得点Ｑを求める。次いで、基準処理装置の残
差得点Ｑ０と任意の処理装置の残差得点Ｑとの差（ずれ
量）を求め、この残差得点の差（Ｑ−Ｑ０）に基づいて
任意の処理装置が安定状態になっているか否かを判断す
る。即ち、残差得点の差（Ｑ−Ｑ０）が大きければ、そ
の任意の処理装置には処理室及び／または高周波電源１
９の部品の取付ミス等があることを示す。差（Ｑ−
Ｑ０）が許容値以下であればその処理装置は正常と判断
される。また、残差得点Ｑが他の残差得点と異なる値を
表した時には、残差行列Ｅの異なる値を示した行、例え
ばｉ番目の測定結果の残差得点が基準残差得点Ｑとは異
なる値である場合には、ｉ番目の行のｅｉの残差成分ｅ
ｉｊを観ることにより、どの変数（測定値）が残差得点
Ｑのズレに寄与しているかを判断することができる。こ
のことから、異常の原因と残差の大きい変数（基本波、
高調波の電圧、電流等）を関連づけることにより、異常
の原因を分類することができる。
【００３４】図６は残差得点Ｑと部品取付ミスとの関係
を示すグラフである。図６においてＮ１及びＮ２は正常
な処理装置の残差得点、状態Ａはネジがない時の残差得
点、状態Ｃはカバーがない時の残差得点、状態Ｄは状態
Ａとは別の部分のネジがない時の残差得点、状態Ｅは状
態Ｃとは別の部位のカバーがない時の残差得点、状態Ｆ
はネジが緩んでいる時の残差得点、状態Ｇは部品がない
時の残差得点を示している。例えば、状態Ａの残差得点
を示した行の残差成分を観ると図７の（ａ）のようにな
っている。この状態Ａにおけるネジがないと、基本波の
電圧及びインピーダンスがマイナス側に特に大きく振
れ、３倍波の電流及び基本波の位相がプラス側に特に大
きく振れていることが判る。状態Ｃにおけるカバーがな
いと、同図に（ｂ）のように基本波の電圧及びインピー
ダンスがマイナス側に特に大きく振れ、位相がプラス側
に比較的大きく振れていることが判る。状態Ｇにおける
部品がないと、基本波の電流及び位相がマイナス側に特
に大きく振れ、基本波のインピーダンスがプラス側に特
に大きく振れていることが判る。従って、部品の種類、
取付部位等と残差得点の大きい成分との関係を分類する
ことが可能である。この関係を予め把握しておくこと
で、残差得点への寄与率の高い成分を知ることにより如
何なる異常があるか判断することができる。
を示すグラフである。図６においてＮ１及びＮ２は正常
な処理装置の残差得点、状態Ａはネジがない時の残差得
点、状態Ｃはカバーがない時の残差得点、状態Ｄは状態
Ａとは別の部分のネジがない時の残差得点、状態Ｅは状
態Ｃとは別の部位のカバーがない時の残差得点、状態Ｆ
はネジが緩んでいる時の残差得点、状態Ｇは部品がない
時の残差得点を示している。例えば、状態Ａの残差得点
を示した行の残差成分を観ると図７の（ａ）のようにな
っている。この状態Ａにおけるネジがないと、基本波の
電圧及びインピーダンスがマイナス側に特に大きく振
れ、３倍波の電流及び基本波の位相がプラス側に特に大
きく振れていることが判る。状態Ｃにおけるカバーがな
いと、同図に（ｂ）のように基本波の電圧及びインピー
ダンスがマイナス側に特に大きく振れ、位相がプラス側
に比較的大きく振れていることが判る。状態Ｇにおける
部品がないと、基本波の電流及び位相がマイナス側に特
に大きく振れ、基本波のインピーダンスがプラス側に特
に大きく振れていることが判る。従って、部品の種類、
取付部位等と残差得点の大きい成分との関係を分類する
ことが可能である。この関係を予め把握しておくこと
で、残差得点への寄与率の高い成分を知ることにより如
何なる異常があるか判断することができる。
【００３５】以上説明したように本実施形態によれば、
正常な処理装置の高周波電源１９の測定データを用いて
予め主成分分析を行って基準用の残差得点を求めた後、
任意の処理装置の複数の電気的データを測定して得られ
た複数の測定データを用いて主成分分析を行って比較用
の残差得点を求め、次いで、比較残差得点Ｑと基準残差
得点Ｑ０を比較して両者Ｑ、Ｑ０の差から任意の処理装
置の異常を検出するようにしたため、処理装置を開ける
ことなく部品の取付ミスによる異常を確実に検出するこ
とができ、しかも取付ミスを残差行列Ｅの成分から分類
することができる。
正常な処理装置の高周波電源１９の測定データを用いて
予め主成分分析を行って基準用の残差得点を求めた後、
任意の処理装置の複数の電気的データを測定して得られ
た複数の測定データを用いて主成分分析を行って比較用
の残差得点を求め、次いで、比較残差得点Ｑと基準残差
得点Ｑ０を比較して両者Ｑ、Ｑ０の差から任意の処理装
置の異常を検出するようにしたため、処理装置を開ける
ことなく部品の取付ミスによる異常を確実に検出するこ
とができ、しかも取付ミスを残差行列Ｅの成分から分類
することができる。
【００３６】尚、上記実施形態では、主成分分析を用い
た処理装置の運転方法及び異常検出方法について説明し
たが、多変量解析の手法を用いても本発明を実現するこ
とができる。
た処理装置の運転方法及び異常検出方法について説明し
たが、多変量解析の手法を用いても本発明を実現するこ
とができる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項５に記載の発
明によれば、始動後の処理装置の安定状態を客観的に判
断することができ、条理条件を最適化して運転できる処
理装置の運転方法を提供することができる。
明によれば、始動後の処理装置の安定状態を客観的に判
断することができ、条理条件を最適化して運転できる処
理装置の運転方法を提供することができる。
【００３８】また、本発明の請求項５〜請求項１０に記
載の発明によれば、処理装置を開けることなく部品の取
付ミスによる異常を確実に検出することができ、しかも
取付ミスを分類することができる処理装置の異常検出方
法を提供することができる。
載の発明によれば、処理装置を開けることなく部品の取
付ミスによる異常を確実に検出することができ、しかも
取付ミスを分類することができる処理装置の異常検出方
法を提供することができる。
【図１】本発明の処理装置の運転方法及び異常検出方法
を適用する処理装置の一例を示す構成図である。
を適用する処理装置の一例を示す構成図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ高調波測定器を用い
て処理装置の電気的データが安定化するまでの推移を示
すグラフである。
て処理装置の電気的データが安定化するまでの推移を示
すグラフである。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２の（ａ）、
（ｂ）に対応する電気的データの残差得点が安定化する
までの推移を示すグラフである。
（ｂ）に対応する電気的データの残差得点が安定化する
までの推移を示すグラフである。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ高調波測定器を用い
て処理装置の電気的データが安定化するまでの推移を示
すグラフである。
て処理装置の電気的データが安定化するまでの推移を示
すグラフである。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２の（ａ）、
（ｂ）に対応する電気的データの残差得点が安定化する
までの推移を示すグラフである。
（ｂ）に対応する電気的データの残差得点が安定化する
までの推移を示すグラフである。
【図６】正常な処理装置及び異常な処理装置の電気的デ
ータに基づく残差得点を示すグラフである。
ータに基づく残差得点を示すグラフである。
【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ異常な処理装置の電
気的データの残差成分を示すグラフである。
気的データの残差成分を示すグラフである。
【図８】従来使用されていた処理装置の始動直後の電気
的データの変動を示すグラフである。
的データの変動を示すグラフである。
１０ 処理装置 １１ 処理室 １２ 電極 １９ 高周波電源 Ｗ ウエハ(被処理体)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｈ 1/46 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｃ Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA30 AA41 AA51 AA61 AA65 BC06 CA14 CA25 CA43 CA62 CA65 DA04 DA11 DA18 EB01 EB42 EC21 ED08 FB02 FC11 4K030 FA03 HA11 JA14 JA17 JA18 KA02 KA39 KA41 5F004 AA01 AA09 BA08 BB11 BB13 BD04 CA02 CA03 CA08 CB07 DA00 DA23 DA26 5F045 AA08 BB02 BB03 BB10 BB20 DP03 DQ10 EB02 EH14 EH16 GB08 GB16
Claims (10)
- 【請求項１】 高周波電源から処理室内の電極に高周波
電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処理す
る際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記高周
波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測定さ
れた複数の測定データを用いて多変量解析を行って上記
高周波電源の印加状態を検出して処理装置を運転する方
法であって、処理装置の処理室内の状態に応じて上記高
周波電源の印加状態が安定化した時の上記測定データを
用いて予め基準用の多変量解析を行う工程と、始動直後
から任意の処理装置の複数の電気的データを測定する工
程と、複数の測定データを用いて比較用の多変量解析を
行う工程と、比較多変量解析結果と基準多変量解析結果
を比較して両者の差から上記任意の処理装置の上記高周
波電源が上記処理室内の状態に応じて安定状態に達した
ことを検出する工程とを有することを特徴とする処理装
置の運転方法。 - 【請求項２】 高周波電源から処理室内の電極に高周波
電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処理す
る際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記高周
波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測定さ
れた複数の測定データを用いて主成分分析を行って上記
高周波電源の印加状態を検出して処理装置を運転する方
法であって、処理装置の処理室内の状態に応じて上記高
周波電源の印加状態が安定化した時の上記測定データを
用いて予め基準用の主成分分析を行う工程と、始動直後
から任意の処理装置の複数の電気的データを測定する工
程と、複数の測定データを用いて比較用の主成分分析を
行う工程と、比較主成分分析結果と基準主成分分析結果
を比較して両者の差から上記任意の処理装置の高周波電
源が上記処理室内の状態に応じて安定状態に達したこと
を検出する工程とを有することを特徴とする処理装置の
運転方法。 - 【請求項３】 上記電気的データとして少なくとも基本
波及び高調波それぞれの電圧値、電流値、インピーダン
ス及び位相角を用いることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の処理装置の運転方法。 - 【請求項４】 主成分分析で残差得点または主成分得点
を求めた後、残差得点または主成分得点を比較すること
を特徴とする請求項２または請求項３に記載の処理装置
の運転方法。 - 【請求項５】 残差得点の比較結果に基づいて処理条件
及び／または稼働条件を判断することを特徴とする請求
項２〜請求項４のいずれか１項に記載の処理装置の運転
方法。 - 【請求項６】 高周波電源から処理室内の電極に高周波
電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処理す
る際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記高周
波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測定さ
れた複数の測定データを用いて多変量解析を行って上記
高周波電源の印加状態を検出して処理装置の異常を検出
する方法であって、正常な処理装置の処理室内の状態に
応じて上記高周波電源の印加状態が安定化した時の上記
測定データを用いて予め基準用の多変量解析を行う工程
と、任意の処理装置の複数の電気的データを測定する工
程と、複数の測定データを用いて比較用の多変量解析を
行う工程と、比較多変量解析結果と基準多変量解析結果
を比較して両者の差から上記任意の処理装置の異常を検
出する工程とを有することを特徴とする処理装置の異常
検出方法。 - 【請求項７】 高周波電源から処理室内の電極に高周波
電力を印加してプラズマを発生させて被処理体を処理す
る際に、上記処理室内の状態に応じて変化する上記高周
波電源の複数の電気的データを測定する測定器で測定さ
れた複数の測定データを用いて主成分分析を行って上記
高周波電源の印加状態を検出して処理装置の異常を検出
する方法であって、正常な処理装置の処理室内の状態に
応じて上記高周波電源の印加状態が安定化した時の上記
測定データを用いて予め基準用の主成分分析を行う工程
と、任意の処理装置の複数の電気的データを測定する工
程と、複数の測定データを用いて比較用の主成分分析を
行う工程と、比較主成分分析結果と基準主成分分析結果
を比較して両者の差から上記任意の処理装置の異常を検
出する工程とを有することを特徴とする処理装置の異常
検出方法。 - 【請求項８】 上記電気的データとして少なくとも基本
波及び高調波それぞれの電圧値、電流値、インピーダン
ス及び位相角を用いることを特徴とする請求項６または
請求項７に記載の処理装置の異常検出方法。 - 【請求項９】 主成分分析で残差得点または主成分得点
を求めた後、残差得点または主成分得点を比較すること
を特徴とすることを特徴とする請求項７または請求項８
に記載の処理装置の異常検出方法。 - 【請求項１０】 残差行列の成分に即して異常箇所を分
類することを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれか
１項に記載の処理装置の異常検出方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000201731A JP4610021B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 処理装置の運転方法及び処理装置の異常検出方法 |
| PCT/JP2001/005758 WO2002003441A1 (fr) | 2000-07-04 | 2001-07-03 | Procede de surveillance de fonctionnement pour appareil de traitement |
| TW090116292A TW499702B (en) | 2000-07-04 | 2001-07-03 | Method for monitoring operation of processing apparatus |
| US10/332,011 US7054786B2 (en) | 2000-07-04 | 2001-07-03 | Operation monitoring method for treatment apparatus |
| CNB018122485A CN1197130C (zh) | 2000-07-04 | 2001-07-03 | 处理装置运转监视方法,评价方法及异常检测方法 |
| AU2001267913A AU2001267913A1 (en) | 2000-07-04 | 2001-07-03 | Operation monitoring method for treatment apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000201731A JP4610021B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 処理装置の運転方法及び処理装置の異常検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002018274A true JP2002018274A (ja) | 2002-01-22 |
| JP4610021B2 JP4610021B2 (ja) | 2011-01-12 |
Family
ID=18699371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000201731A Expired - Lifetime JP4610021B2 (ja) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | 処理装置の運転方法及び処理装置の異常検出方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP4610021B2 (ja) |
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-
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