JP2006140237A - 基板処理装置の復帰方法、該装置の復帰プログラム、及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板処理装置の稼働率を低下させることなく、該装置の異常判定を行うことができる基板処理装置の復帰方法を提供すること。
【解決手段】 プロセスチャンバ（Ｐ／Ｃ）２はチャンバ１０を有し、Ｐ／Ｃ２のメンテナンス後、制御部５７は、チャンバ１０内を真空引きする真空引きステップと、チャンバ１０内の温度を設定する温度設定ステップと、チャンバ１０内における異常の有無を判定する異常判定ステップと、チャンバ１０内の雰囲気を所定の処理条件に合致させるように安定させるシーズニングステップとを有するオートセットアップ処理を実行し、異常判定ステップは、チャンバ１０内の状態変化に応じて変化する装置ログとしての下部整合器１９のインピーダンスと、正常な状態おける下部整合器１９のインピーダンスとを比較する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、基板処理装置の復帰方法、基板処理装置の復帰プログラム、及び基板処理装置に関し、特に、基板処理装置のメンテナンス後の復帰方法及び復帰プログラムに関する。

通常、基板としての半導体ウエハ（以下「ウエハ」という。）に成膜処理、エッチング処理等の所定の処理を施す基板処理システムは、ウエハを収容して所定の処理を施すプロセスチャンバ（基板処理装置、以下「Ｐ／Ｃ」という。）と、所定枚数のウエハを格納する密閉容器としてのウエハカセットからウエハを取り出す大気系搬送装置と、該大気系搬送装置及びＰ／Ｃの間に配置され、大気系搬送装置及びＰ／Ｃ間においてウエハを搬出入するロードロック室とを備える。

このような基板処理システムにおいて、Ｐ／Ｃは、円筒状の容器室（以下「チャンバ」という。）を有し、該チャンバ内においてウエハにプラズマ等によって所望の処理を施すが、例えば、エッチング処理におけるチャンバ内のプラズマは、ウエハをエッチングするだけでなく、チャンバを構成する構成部品を消耗させ、さらには、反応生成物、例えば、デポジット等を発生させる。該反応生成物は構成部品の表面に付着するため、所定の処理時間経過毎に、チャンバ内を外部と仕切る蓋を開け、チャンバ内の消耗構成部品の交換や、反応生成物が付着した構成部品の洗浄等のメンテナンスを行う必要がある。そして、メンテナンスが終了すると、上記蓋を閉鎖してチャンバ内を減圧する等のＰ／Ｃの復帰作業を行う。

このＰ／Ｃの復帰作業の際、ウエハの搬送状況やウエハ表面のエッチングレートが確認され、例えば、エッチングレートが異常値を示す場合、チャンバのリークチェックを行い、又は、チャンバの蓋を開けてのチャンバ内の再確認、例えば、構成部品脱落の有無、構成部品装着不良の有無、若しくは、構成部品洗浄不良の有無の確認等を行う必要があり、Ｐ／Ｃの復帰作業に時間を要するという問題があった。

そこで、近年、チャンバ内において構成部品の取り付け不良が発生すると、チャンバ内のプラズマ発生状況が不安定になることから、チャンバ内に高周波電力を印加する高周波電源の出力をモニタしてＰ／Ｃの異常を検出する方法が知られている。該方法では、高周波電源の印加状態が安定した時における高周波電源の複数種類の測定データの多変量解析結果（以下「正常モデル」という。）と、Ｐ／Ｃの始動時における同測定データの多変量解析結果とを比較して、高周波電源が安定状態に達したことを検出する（例えば、特許文献１参照。）。

この方法によれば、チャンバの蓋を開放することなく、チャンバ内の部品の取り付けミス等を検出できるため、従来のＰ／Ｃの復帰作業に比べてＰ／Ｃの復帰に要する時間を短縮できる。
特開平２００２−１８２７４号公報

しかしながら、上述した高周波電源の出力をモニタしてＰ／Ｃの異常を検出する方法では、多変量解析を行う必要があるが、正常モデルに用いる測定データの選別方法が確立していないため、閾値の設定の際、正常モデルの普遍性が確保できず、Ｐ／Ｃの異常判定を正確に行うことができないという問題がある。

また、多変量解析では各測定データが標準化されるため、多変量解析結果の値は絶対値とならない。任意の多変量解析結果を閾値に設定する際、多変量解析結果の値は絶対値ではないので、作業者にとって各測定データの変動が多変量解析結果に与える影響が分かりにくい。その結果、閾値の設定に作業者の主観が入るため、やはり、正常モデルの普遍性が確保できず、Ｐ／Ｃの異常判定を正確に行うことができないという問題がある。

さらに、メンテナンスの前後ではチャンバ内環境が変わるため、メンテナンスの度に正常モデルを再設定する必要があり、その結果、時間を要するためにＰ／Ｃの稼働率の低下は解消されないという問題がある。

本発明の目的は、基板処理装置の稼働率を低下させることなく、該装置の異常判定を正確に行うことができる基板処理装置の復帰方法、該装置の復帰プログラム、及び基板処理装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理装置の復帰方法は、容器室を有する基板処理装置の復帰方法であって、前記容器室内を真空引きする真空引きステップと、前記容器室内の温度を設定する温度設定ステップと、前記容器室内における異常の有無を判定する異常判定ステップと、前記容器室内の雰囲気を所定の処理条件に合致させるように安定させるシーズニングステップとを有し、前記異常判定ステップは、前記容器室内の状態変化に応じて変化するデータのうち少なくとも１つのデータを測定し、該測定されたデータと、前記測定されたデータに対応する前記容器室内の正常な状態における基準データとを比較することを特徴とする。

請求項２記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１記載の基板処理装置の復帰方法において、前記温度設定ステップは、前記基板の通常の処理における前記容器室内の温度と異なる温度に前記容器室内の温度を設定することを特徴とする。

請求項３記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１又は２記載の基板処理装置の復帰方法において、前記異常判定ステップは、前記基板に処理を施す際に、前記容器室内に反応生成物を発生させない処理ガスを流入させることを特徴とする。

請求項４記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項３記載の基板処理装置の復帰方法において、前記処理ガスは酸素のみからなるガスであることを特徴とする。

請求項５記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法において、前記測定されたデータは、前記基板処理装置の各構成要素の状態を示すログであることを特徴とする。

請求項６記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項５記載の基板処理装置の復帰方法において、前記ログは、前記容器室内に配置された下部電極に印加する高周波電力を整合する整合器のインピーダンスであることを特徴とする。

請求項７記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項５記載の基板処理装置の復帰方法において、前記ログは、前記容器室内に配置された下部電極及び該下部電極に印加する高周波電力を整合する整合器の間における電圧であることを特徴とする。

請求項８記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項５記載の基板処理装置の復帰方法において、前記ログは、前記容器室内の圧力を制御する制御弁の開度であることを特徴とする。

請求項９記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法において、前記測定されたデータは、処理が施される前記基板の発光データであることを特徴とする。

請求項１０記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項９記載の基板処理装置の復帰方法において、前記発光データは、発光量の比であることを特徴とする。

請求項１１記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法において、前記測定されたデータは、前記容器室内に配置された下部電極に印加する高周波電力を供給する高周波電源に関するデータであることを特徴とする。

請求項１２記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法において、前記真空引きステップは、前記容器室内の温度を上昇させることを特徴とする。

請求項１３記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法において、前記シーズニングステップは、連続して処理が施された２枚の前記基板の発光データの差分に基づいて前記容器室内の雰囲気の安定を検出することを特徴とする。

請求項１４記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１３に記載の基板処理装置の復帰方法において、前記シーズニングステップは、前記発光データの差分の微分値に基づいて前記容器室内の雰囲気の安定を検出することを特徴とする。

請求項１５記載の基板処理装置の復帰方法は、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法において、前記異常判定ステップは、処理が施される前記基板の発光における異なる波長の発光量の比に基づいて前記容器室の漏れを検出することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１６記載の基板処理装置の復帰プログラムは、容器室を有する基板処理装置の復帰方法をコンピュータに実行させる基板処理装置の復帰プログラムであって、前記容器室内を真空引きする真空引きモジュールと、前記容器室内の温度を設定する温度設定モジュールと、前記容器室内における異常の有無を判定する異常判定モジュールと、前記容器室内の雰囲気を所定の処理条件に合致させるように安定させるシーズニングモジュールとを有し、前記異常判定モジュールは、前記容器室内の状態変化に応じて変化するデータのうち少なくとも１つのデータを測定し、該測定されたデータと、前記測定されたデータに対応する前記容器室内の正常な状態における基準データとを比較することを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項１７記載の基板処理装置は、容器室を有する基板処理装置であって、前記容器室内を真空引きする真空引き手段と、前記容器室内の温度を設定する温度設定手段と、前記容器室内における異常の有無を判定する異常判定手段と、前記容器室内の雰囲気を所定の処理条件に合致させるように安定させるシーズニング手段とを有し、前記異常判定手段は、前記容器室内の状態変化に応じて変化するデータのうち少なくとも１つのデータを測定し、該測定されたデータと、前記測定されたデータに対応する前記容器室内の正常な状態における基準データとを比較することを特徴とする。

請求項１記載の基板処理装置の復帰方法、請求項１６記載の基板処理装置の復帰プログラム、及び請求項１７記載の基板処理装置によれば、異常判定において、容器室内の状態変化に応じて変化するデータのうち少なくとも１つのデータが測定され、該測定されたデータと、測定されたデータに対応する容器室内の正常な状態における基準データとが比較される。したがって、多変量解析の結果を利用せず、容器室内の状態変化に応じて変化するデータに基づいて異常判定を行うため、基板処理装置の異常判定を正確に行うことができる。また、メンテナンスの度に正常モデルを再設定する必要がないため、基板処理装置の稼働率の低下を防止することができる。

請求項２記載の基板処理装置の復帰方法によれば、温度設定において、基板の通常の処理における容器室内の温度と異なる温度に容器室内の温度が設定されるので、容器室内の雰囲気を、基板処理装置の復帰において最低限必要な基板の処理精度を確保できる処理条件に合致させることができる。したがって、基板処理装置の復帰を迅速に行うことができる。

請求項３記載の基板処理装置の復帰方法によれば、異常判定において、基板に処理を施す際に、容器室内に反応生成物を発生させない処理ガスを流入させるので、基板処理装置の復帰の際に、容器室内に反応生成物が堆積することなく、基板処理装置の復帰後の基板処理へ円滑に移行することができる。

請求項４記載の基板処理装置の復帰方法によれば、異常判定において容器室内に流入されるガスは酸素のみからなるガスであるので、容器室内において反応生成物の発生を確実に防止することができる。

請求項５記載の基板処理装置の復帰方法によれば、測定されたデータは、基板処理装置の各構成要素の状態を示すログであるので、該データを処理と同時に入手することができ、異常判定を迅速に行うことができる。

請求項６記載の基板処理装置の復帰方法によれば、測定されたデータとしてのログは、容器室内に配置された下部電極に印加する高周波電力を整合する整合器のインピーダンスである。該整合器のインピーダンスは容器室内のプラズマの発生状況に応じて変化する。したがって、基板処理装置の異常判定を確実に行うことができる。

請求項７記載の基板処理装置の復帰方法によれば、測定されたデータとしてのログは、容器室内に配置された下部電極及び該下部電極に印加する高周波電力を整合する整合器の間における電圧である。該電圧は容器室内のプラズマの発生状況に応じて変化する。したがって、基板処理装置の異常判定を確実に行うことができる。

請求項８記載の基板処理装置の復帰方法によれば、測定されたデータとしてのログは、容器室内の圧力を制御する制御弁の開度である。該開度は容器室内のプラズマの発生状況に応じて変化する。したがって、基板処理装置の異常判定を確実に行うことができる。

請求項９記載の基板処理装置の復帰方法によれば、測定されたデータは、処理が施される基板の発光データである。該発光データは、容易に測定することができ、且つ容器室内のプラズマの発生状況に応じて変化する。したがって、基板処理装置の稼働率を確実に低下させることなく基板処理装置の異常判定を確実に行うことができる。

請求項１０記載の基板処理装置の復帰方法によれば、測定されたデータとしての発光データは、発光量の比である。該発光量の比は、無次元数であるため、絶対値の大きさの影響を受けることがない。したがって、基板処理装置の異常判定を正確に行うことができる。

請求項１１記載の基板処理装置の復帰方法によれば、測定されたデータは、容器室内に配置された下部電極に印加する高周波電力を供給する高周波電源に関するデータであるので、該データを容易に測定することができ、異常判定を容易に行うことができる。

請求項１２記載の基板処理装置の復帰方法によれば、真空引きにおいて、容器室内の温度が上昇する。容器室内の温度が上昇すれば、容器室を構成する構成部品に付着した水分の蒸発が促進される。したがって、基板処理装置の復帰を迅速に行うことができる。

請求項１３の基板処理装置の復帰方法によれば、シーズニングにおいて、連続して処理が施された２枚の基板の発光データの差分に基づいて容器室内の雰囲気の安定が検出される。容器室内の雰囲気が安定すると基板からの発光量の変動も安定する。したがって、容器室内の雰囲気の安定の判定を容易に行うことができる。

請求項１４の基板処理装置の復帰方法によれば、シーズニングにおいて、連続して処理が施された２枚の基板の発光データの差分の微分値に基づいて容器室内の雰囲気の安定が検出される。発光データの差分の微分値は、絶対値の大きさの影響を受けることがない。したがって、容器室内の雰囲気の安定の判定をより正確に行うことができる。

請求項１５の基板処理装置の復帰方法によれば、異常判定において、処理が施される基板の発光における異なる波長の発光量の比に基づいて容器室の漏れが検出される。容器室の漏れが発生すると、外部から所定の気体が流入し、該気体の種類に応じてプラズマの発光状態が変化する。また、発光量の比は、無次元数であるため、絶対値の大きさの影響を受けることがない。したがって、基板処理装置の異常判定をより正確に行うことができる。

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。

まず、本発明の実施の形態に係る基板処理装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係る基板処理装置としてのプロセスチャンバの概略構成を示す断面図である。

図１において、半導体ウエハにエッチング処理を施すエッチング処理装置として構成されるプロセスチャンバ（以下「Ｐ／Ｃ」という。）２は、金属製、例えば、アルミニウム又はステンレス鋼製の円筒型チャンバ１０を有し、該チャンバ１０内に、例えば、直径が２００ｍｍの半導体ウエハを載置するステージとしての下部電極１１が配置されている。

チャンバ１０の側壁と下部電極１１との間には、下部電極１１上方の気体をチャンバ１０の外へ排出する流路として機能する排気路１２が形成される。この排気路１２の途中には環状のバッフル板１３が配置され、排気路１２のバッフル板１３より下流の空間は、可変式バタフライバルブである図示しない自動圧力制御弁（Automatic Pressure Control Valve）（以下「ＡＰＣ」という）に連通する。ＡＰＣは、真空引き用の排気ポンプであるターボ分子ポンプやドライポンプに接続され、チャンバ１０内の圧力制御を行うだけでなくＴＭＰ及びＤＰによってチャンバ１０内をほぼ真空状態になるまで減圧する。

下部電極１１には下部高周波電源１８が下部整合器１９を介して接続されており、下部高周波電源１８は、所定の高周波電力を下部電極１１に印加する。また、下部整合器１９は、下部電極１１からの高周波電力の反射を低減して該高周波電力の下部電極１１への入射効率を最大にする。

下部電極１１の内部上方には、半導体ウエハを静電吸着力で吸着するためのＥＳＣ２０が配置されている。ＥＳＣ２０には直流電源（図示しない）が電気的に接続されている。半導体ウエハは、直流電源からＥＳＣ２０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)力によって下部電極１１の上面に吸着保持される。また、下部電極１１の上方周縁にはシリコン（Ｓｉ）等から成る円環状のフォーカスリング２４が配置され、該フォーカスリング２４は下部電極１１の上方に発生したプラズマを半導体ウエハに向けて収束させる。また、フォーカスリング２４の周囲は、表面がＹ₂Ｏ₃等によって被覆された環状のカバーリング１４によって覆われている。

下部電極１１の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２５が設けられている。この冷媒室２５には、チラーユニット（図示せず）から配管２６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１１上の半導体ウエハの処理温度や下部電極１１の温度が制御される。

下部電極１１の下方には、該下部電極１１の下部から下方に向けて延設された支持体１５が配置されている。該支持体１５は下部電極１１を支持し、不図示のボールネジを回転させることによってＧＡＰとしての下部電極１１を昇降させる。また、支持体１５は、周囲をベローズカバー１６によって覆われてチャンバ１０内の雰囲気から遮断される。

チャンバ１０の天井部には、シャワーヘッド３３が配置されている。シャワーヘッド３３は、チャンバ１０に面した多数のガス通気孔３４を有する円板状の上部電極（CEL）３５と、該上部電極３５の上方に配置され且つ上部電極３５を着脱可能に支持する電極支持体３６とを有する。

このＰ／Ｃ２では、チャンバ１０内へ半導体ウエハが搬出入される場合、下部電極１１が半導体ウエハの搬出入位置まで下降し、半導体ウエハにエッチング処理が施される場合、下部電極１１が半導体ウエハの処理位置まで上昇すると共に、ＥＳＣ２０が半導体ウエハを吸着保持する。

上部電極３５には、上部高周波電源１７が上部整合器２１を介して接続されており、上部高周波電源１７は、所定の高周波電力を上部電極３５に印加する。また、上部整合器２１は、上部電極３５からの高周波電力の反射を低減して該高周波電力の上部電極３５への入射効率を最大にする。

電極支持体３６の内部にバッファ室３７が設けられ、このバッファ室３７には後述の処理ガス供給装置４０からの処理ガス導入管３８が接続されている。また、電極支持体３６の下部にはチラーユニット（図示しない）に接続された冷媒室（図示しない）が配置され、電極支持体３６は上部電極３５の冷却板（クーリングプレート）として機能し、上部電極３５の温度を制御する。

処理ガス導入管３８の途中にはバルブ４１が配置され、さらに、バルブ４１の上流には処理ガス供給装置４０が配置されている。処理ガス供給装置４０は、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ₄）を供給する四フッ化ケイ素供給部４２と、四水素化ケイ素（ＳｉＨ₄）を供給する四水素化ケイ素供給部４３と、酸素ガス（Ｏ₂）を供給する酸素ガス供給部４４と、アルゴンガス（Ａｒ）を供給するアルゴンガス供給部４５と、四フッ化ケイ素供給部４２乃至アルゴンガス供給部４５の各々に対応して配置されたＭＦＣ（Mass Flow Controller）４６〜４９とを有する。処理ガス供給装置４０は、四フッ化ケイ素、四水素化ケイ素、酸素ガス、及びアルゴンガス等を所定の流量比で混合して処理ガスとしてチャンバ１０へ供給するが、このとき、各ＭＦＣ４６〜４９は、処理ガスの流量を制御してチャンバ１０の圧力を上述したＡＰＣと協働して所望の値に制御する。また、処理ガス供給装置４０が供給する処理ガスには、四フッ化炭素（ＣＦ₄）が混合されてもよい。

シャワーヘッド３３の周囲にはシャワーヘッド３３を保持する環状の保持体５４が配置され、該保持体５４の下面には保持体５４及びシャワーヘッド３３の隙間を後述するプラズマから保護するシールドリング５５が配置されている。

また、シールドリング５５の周辺には下方へ突出する円筒状の整流排気リング５６が配置されている。該整流排気リング５６は、下部電極１１及び上部電極３５の間の空間に発生したプラズマの拡散を防止してプラズマを当該空間に封じ込める。

上述した上部電極３５やシールドリング５５等のチャンバ内構成部品は、図２に示すようにネジによってチャンバ１０に組み付けられる。図２において、各ネジは、ネジカバー５８やネジキャップ（図示しない）等によってチャンバ１０内の雰囲気から遮断される。

チャンバ１０の側壁には、半導体ウエハの処理位置に対応した高さにおいて石英ガラスからなる２つの透過窓５０，５１が、下部電極１１に関して対称に配置されている。また、透過窓５０のチャンバ１０側とは反対側には、レーザ光を照射する光源５２が配置され、透過窓５１のチャンバ１０側とは反対側には、光源５２から照射されチャンバ１０内を通過したレーザ光を受光する受光センサ５３が配置されている。ここで、上述した整流排気リング５６は、光源５２及び受光センサ５３と対向する部分にスリットが形成されているので、光源５２から照射されたレーザ光は整流排気リング５６のスリットを通過して下部電極１１に載置された半導体ウエハの上方を経由して受光センサ５３に到達する。

また、チャンバ１０の側壁にはヒータ（図示しない）が内蔵され、該ヒータは、半導体ウエハにプラズマ処理を施す際、該側壁の温度を制御する。

半導体ウエハにプラズマ処理が施される場合、プラズマによって半導体ウエハの上方雰囲気は処理ガスの濃度や圧力に応じて発光するため、該発光の状態を計測することによってプラズマの発生状況をモニタすることが可能である。Ｐ／Ｃ２では、上述したように、半導体ウエハの上方をレーザ光が通過するので、光源５２及び受光センサ５３によってプラズマの発生状況をモニタすることができる。

このＰ／Ｃ２のチャンバ１０内では、上述したように、下部電極１１及び上部電極３５に高周波電力が印加され、該印加された高周波電力によって下部電極１１及び上部電極３５の間の空間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。これら生成されたラジカルやイオンは、フォーカスリング２４によって半導体ウエハの表面に収束され、半導体ウエハの表面を物理的又は化学的にエッチングする。

さらに、Ｐ／Ｃ２は、各構成要素の動作を制御し、各構成要素の動作状況を装置ログとして記録する制御部５７を有する。所定の制御部５７は、例えば、半導体ウエハにプラズマ処理を施す場合、該処理の手順を示すレシピに応じて、チラーユニットやチャンバ側壁のヒータを制御してチャンバ１０内の温度を所望の温度に制御し、さらに、処理ガス供給装置４０、上部高周波電源１７や下部高周波電源１８の動作を制御して所望の量のプラズマを下部電極１１及び上部電極３５の間において発生させる。

また、制御部５７は、半導体ウエハにプラズマ処理が施される際、装置ログとして、下部整合器１９及び上部整合器２１のインピーダンス、下部電極１１及び下部整合器１９間の電圧（Vpp）、又はＡＰＣの弁開度（APC ANGLE）を記録し、さらに、計測データとして、光源５２及び受光センサ５３によって測定された半導体ウエハの上方雰囲気の発光状況（発光データ）、下部高周波電源１８の電流及び電圧等を記録する。

次に、本実施の形態に係る基板処理装置の復帰方法について説明する。

図３は、本実施の形態に係る基板処理装置の復帰方法としてのオートセットアップ処理のフローチャートである。該処理は、上述したＰ／Ｃ２のメンテナンス後において、後述するプログラムが制御部５７に実行させる。該オートセットアップ処理後のＰ／Ｃ２は、所定のレシピに応じて量産用の半導体ウエハに所定のエッチング処理を施すことが可能となる。

図３において、まず、ＡＰＣが開弁してＴＭＰ及びＤＰがチャンバ１０内をほぼ真空状態になるまで減圧し（真空引きステップ）（ステップＳ３１）、チラーユニット及びチャンバ側壁内のヒータがチャンバ１０内を所定の温度に制御し（温度設定ステップ）（ステップＳ３２）、後述のＡＰＣサーバが各構成要素の装置ログや計測データに基づいてＰ／Ｃ２の異常、例えば、構成部品の脱落の有無やチャンバ１０のリークの有無等を判定する（異常判定ステップ）（ステップＳ３３）。

その後、複数枚のダミーウエハの処理を通じて、チラーユニット、ヒータ、ＡＰＣ、処理ガス供給装置４０、下部高周波電源１８及び上部高周波電源１７等が、チャンバ１０内の雰囲気等を、所定のレシピに規定された所定の処理条件に合致させるように安定させ（シーズニングステップ）（ステップＳ３４）、さらに、ＡＰＣサーバがＰ／Ｃ２又はＡＰＣサーバに備えられたモニタ（図示しない）にＰ／Ｃ２の異常やチャンバ１０のリーク等の発生状況を示し、本処理を終了する。

作業者は、モニタに表示された内容を確認して、直ちに量産用の半導体ウエハに所定の処理を施すか、復帰作業を中断して再度チャンバ１０の蓋を開放し、メンテナンスを行うかを判断することができる。

図３のオートセットアップ処理によれば、作業者がチャンバ１０の蓋を開放することなく、ＡＰＣサーバによってＰ／Ｃ２の異常を検出できるので、例えば、従来３時間を要していた復帰作業を２時間で行うことができる等、Ｐ／Ｃ２の復帰作業を迅速に行うことができ、もってＰ／Ｃ２の稼働率を向上することができる。

以下、図３のオートセットアップ処理における各ステップについて詳細に説明する。

まず、ステップＳ３１の真空引きステップについて説明する。

従来の復帰処理におけるチャンバの真空引きにおいて、チャンバ内の温度は、量産用の半導体ウエハのエッチング処理（以下「量産エッチング処理」という。）時における温度と同じに設定されていたため、メンテナンス中にチャンバ内に進入して各構成要素に付着した水分や、ウェットクリーニング（Wet Cleaning）によって各構成要素に付着したアルコールが緩やかに蒸発し、その結果、真空引きに時間を要していた。

これに対して、ステップＳ３１では、チャンバ１０内の温度を量産エッチング処理時における温度より高く設定する。具体的には、真空引きにおいて、従来、上部電極／チャンバ側壁／下部電極の温度を６０／５０／４０℃の一定に設定していたところ、ステップＳ３１では、チャンバ側壁のヒータやチラーユニットにより、上部電極／チャンバ側壁／下部電極の温度を、まず８０／８０／４０℃に設定し、１．５時間経過後、６０／５０／４０℃に再設定する。

ステップＳ３１の真空引きによれば、従来に対してチャンバ１０内の温度が上昇する。チャンバ１０内の温度が上昇すれば、チャンバ１０を構成する各構成部品に付着した水分やアルコールの蒸発が促進される。したがって、Ｐ／Ｃ２の復帰を迅速に行うことができる。

図４は、図３のオートセットアップ処理及び従来の復帰処理における真空引き時間を比較するグラフである。

図４において、従来の復帰処理におけるチャンバ内からの圧力排出速度（Leak rate）を点線で示し、オートセットアップ処理におけるチャンバ１０内からの圧力排出速度を実線で示す。

図４に示すように、真空引きの終了を示す閾値である０．１３Pa/min（１mT/min）に到達するために、従来の復帰処理では３．５時間を要するが、オートセットアップ処理では３時間で到達する。したがって、オートセットアップ処理によれば、Ｐ／Ｃ２の復帰を迅速に行うことができ、Ｐ／Ｃ２の稼働率の低下を防止できる。

上述したステップＳ３１では、チャンバ側壁のヒータやチラーユニットにより、上部電極／チャンバ側壁／下部電極の温度を制御したが、チャンバ側壁のヒータのみによってチャンバ内の温度を上昇させてもよく、また、下部電極１１や上部電極３５に高出力の高周波電力を印加することによって（高パワーシーズニング）チャンバ内の温度を上昇させてもよい。

次に、ステップＳ３２のチャンバ温度設定ステップについて説明する。

従来の復帰処理では、オートセットアップ処理におけるエッチングの精度は量産エッチング処理における精度より低くてよいにもかかわらず、チャンバ温度設定において、量産エッチング処理と同じ処理条件でダミーウエハにエッチング処理を施しているため、結果として必要以上に緩やかなエッチレートでダミーウエハにエッチング処理を施している。これにより、チャンバ温度設定に時間を要していた。

これに対して、ステップＳ３２では、最低限必要なエッチングの精度を確保しつつエッチレートを速く設定するべく、専用の処理条件（専用レシピ）、例えば、従来の復帰処理におけるチャンバ内の温度と異なる温度に設定されるチャンバ１０内の温度でダミーウエハにエッチング処理を施す。

具体的には、ステップＳ３２では、チャンバ１０の内圧を６．６７Pa（５０mT）に設定し、処理ガス供給装置４０が供給する酸素ガスの流量を６００sccmに設定し、ＥＳＣ２０からダミーウエハの裏面に向けて供給する熱伝達ガスとしてのヘリウム（Ｈｅ）ガスの圧力を、裏面の中心部では６．６７×１０²Pa（５torr）に設定し、且つ裏面の周縁部では３．３３×１０³Pa（２５torr）に設定し、さらに、上部電極／チャンバ側壁／下部電極の温度を６０／５０／４０℃に設定する。

ステップＳ３２のチャンバ温度設定によれば、オートセットアップ処理の専用レシピに基づいて、チャンバ１０内の雰囲気がオートセットアップ処理において最低限必要なエッチングの精度を確保できる処理条件に合致させられ、従来に対して速いエッチレートでダミーウエハにエッチング処理が施される。したがって、Ｐ／Ｃ２の復帰を迅速に行うことができる。

また、通常、複数のＰ／Ｃにおいて量産エッチング処理を実行する場合、Ｐ／Ｃ間の差異に応じて各Ｐ／Ｃでは異なるレシピが用いられるが、オートセットアップ処理では専用レシピが設定されるので、複数のＰ／Ｃにおいてオートセットアップ処理を実行する場合、いずれのＰ／Ｃでも同じ専用レシピが用いられる。これにより、いずれのＰ／Ｃでも同じ条件で発光データや高周波電源に関するデータを測定することができ、安定して後述の異常判定を実行することができる。

次に、ステップＳ３３の異常判定ステップについて説明する。

従来の復帰処理では、異常判定において、量産エッチング処理と同じ処理ガス、例えば、四フッ化ケイ素等をチャンバ内に導入してダミーウエハにエッチング処理を施しているが、四フッ化ケイ素をプラズマ化すると反応生成物が発生しやすく、復帰処理中に各構成要素の表面にデポジットが堆積し、量産エッチング処理における反応生成物の発生原因となる。

これに対して、ステップＳ３３では、デポジットの発生を防止するために、専用の処理ガス、例えば、プラズマ化しても反応生成物を生成しないガスである酸素ガスを用いる。

ステップＳ３３の異常判定によれば、ダミーウエハにエッチング処理を施す際に、チャンバ１０内に反応生成物を生成しない酸素ガスを処理ガスとして流入させるので、Ｐ／Ｃ２の復帰の際に、チャンバ１０内にデポジットが堆積することなく、Ｐ／Ｃ２の復帰後の量産エッチング処理へ円滑に移行することができる。

また、異常判定ステップでは、Ｐ／Ｃ２に接続される外部制御装置としてのＡＰＣ（Advanced Process control）サーバが、制御部５７に記録された装置ログや計測データを収集し、該収集した装置ログ等に基づいて後述の構成部品の取り付け不良、構成部品の洗浄不良及びチャンバ１０のリークを検知する。ここで、構成部品の取り付け不良は、構成部品の取り付け忘れ、構成部品の脱落、構成部品取り付け位置間違い等を含む。

まず、異常判定ステップにおける構成部品の取り付け不良の検知について説明する。

上述したように、チャンバ内において構成部品の取り付け不良が発生すると、チャンバ内のプラズマ発生状況が不安定になる。したがって、ダミーウエハにエッチング処理を施す際に、チャンバ内のプラズマ発生状況をモニタすることによって構成部品の取り付け不良を検知することが可能である。本実施の形態では、特にプラズマ発生状況に影響を受ける装置ログや計測データに基づいて構成部品の取り付け不良を検知する。

装置ログに基づいて構成部品の取り付け不良を検知する場合、装置ログは制御部５７によってダミーウエハのエッチング処理の進行に応じて記録されるため、ＡＰＣサーバ等がダミーウエハのエッチング処理と同時に装置ログを入手することができ、異常判定を迅速に行うことができる。

以下、構成部品の取り付け不良の検知に用いられる装置ログについて具体的に説明する。

まず、構成部品の取り付け不良の検知のための装置ログとして下部整合器１９のインピーダンスを用いる場合について説明する。

チャンバ内のプラズマ発生状況が変化すると、プラズマを所望の状態に維持するように、下部高周波電源１８から印加される高周波電力が変化し、これに応じて下部整合器１９のインピーダンスも変化する。これにより、下部整合器１９のインピーダンスをモニタすることによってチャンバ内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の取り付け不良を検知することができる。

図５は、構成部品の取り付け不良と下部整合器のインピーダンスとの関係を示すグラフである。

図５において、横軸はオートセットアップ処理が実行されるロットの番号(Lot number)を表し、縦軸は各ロットにおけるインピーダンスの実測値を表す。

各ロットにおいてインピーダンスの実測値が変動するのは、各ロットにおいて２５枚のダミーウエハにエッチング処理が施され且つ各ロットにおける１枚毎のインピーダンスの実測値をグラフにプロットしたためである。尚、各インピーダンスの実測値はダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値である。

各ロットにおける構成部品取り付け状況は以下の表１に示す通りである。

例えば、ロット２では整流排気リング５６を外した状態で、ダミーウエハにエッチング処理を施している。また、ロット３等のリファレンスとは、全ての構成部品が正常に取り付けられている状態であり、当該ロットにおけるインピーダンスの実測値に基づいて、構成部品の取り付け不良判定のための閾値が設定される。図５においては、リファレンス状態のロットにおけるインピーダンスの実測値の最大値を上限の閾値（Reference value (max)）に設定し、インピーダンスの実測値の最小値を下限の閾値（Reference value (min)）に設定する。

図５では、ロット２におけるインピーダンスの実測値が明りょうに上限の閾値を超えているので、インピーダンスをモニタすることによって整流排気リング５６の脱落を検知することができる。

上述した図５では、インピーダンスの実測値としてダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値を用いたが、最小値や最大値を用いてもよく、この場合、整流排気リング５６以外の構成部品の脱落を検知することも可能である。

また、上部整合器２１のインピーダンスも、チャンバ内のプラズマ発生状況に応じて変化するので、上部整合器２１のインピーダンスの実測値を用いても各構成部品の脱落を検知することができる。

ステップＳ３３の異常判定によれば、構成部品の取り付け不良の検知のための装置ログとして下部整合器１９のインピーダンスが用いられる。下部整合器１９のインピーダンスはチャンバ１０内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の脱落の有無に応じて変化する。したがって、Ｐ／Ｃ２における構成部品の脱落の検知を確実に行うことができる。

次に、構成部品の取り付け不良の検知のための装置ログとして下部電極１１及び下部整合器１９間の電圧（Vpp）（以下「下部電圧」という。）を用いる場合について説明する。

チャンバ内のプラズマ発生状況が変化すると、プラズマを所望の状態に維持するように、下部高周波電源１８から印加される高周波電力が変化し、これに応じて下部電圧も変化する。これにより、下部電圧をモニタすることによってチャンバ内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の取り付け不良を検知することができる。

図６は、構成部品の取り付け不良と下部電極及び下部整合器間の電圧との関係を示すグラフである。

図６において、横軸はオートセットアップ処理が実行されるロットの番号を表し、縦軸は各ロットにおける下部電圧の実測値を表す。また、各ロットにおける構成部品取り付け状況は、図５と同様に上述した表１に示す通りである。

各ロットにおいて下部電圧が変動するのは、図５と同様の理由によるものである。尚、図６においても、図５と同様に各下部電圧の実測値はダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値である。また、図６においては、リファレンス状態のロットにおける下部電圧の実測値の最大値を上限の閾値（Reference value (max)）に設定し、下部電圧の実測値の最小値を下限の閾値（Reference value (min)）に設定する。

図６では、ロット１２における下部電圧の実測値が明りょうに上限の閾値を超え、さらに、ロット８及びロット１４における下部電圧の実測値が明りょうに下限の閾値を下回っているので、下部電圧をモニタすることによってカバーリング１４及びフォーカスリング２４の脱落、カバーリング１４のみの脱落、並びにクーリングプレート側のネジキャップの脱落を検知することができる。

上述した図６では、下部電圧の実測値としてダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値を用いたが、最小値や最大値を用いてもよく、この場合、上述した構成部品以外の構成部品の脱落を検知することも可能である。

また、上部電極３５及び上部整合器２１間の電圧も、チャンバ内のプラズマ発生状況に応じて変化するので、上部電極３５及び上部整合器２１間の電圧の実測値を用いても各構成部品の脱落を検知することができる。

ステップＳ３３の異常判定によれば、構成部品の取り付け不良の検知のための装置ログとして下部電圧が用いられる。下部電圧はチャンバ１０内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の脱落の有無に応じて変化する。したがって、Ｐ／Ｃ２における構成部品の脱落の検知を確実に行うことができる。

次に、構成部品の取り付け不良の検知のための装置ログとしてＡＰＣの弁開度（APC ANGLE）を用いる場合について説明する。

チャンバ内のプラズマ発生状況が変化すると、プラズマを所望の状態に維持するように、チャンバ１０内の圧力を変化させる必要があるため、これに対応してＡＰＣの弁開度も変化する。これにより、ＡＰＣの弁開度をモニタすることによってチャンバ内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の取り付け不良を検知することができる。

図７は、構成部品の取り付け不良とＡＰＣの弁開度との関係を示すグラフである。

図７において、横軸はオートセットアップ処理が実行されるロットの番号を表し、縦軸は各ロットにおけるＡＰＣの弁開度の実測値を表す。また、各ロットにおける構成部品取り付け状況は、図５と同様に上述した表１に示す通りである。

各ロットにおいてＡＰＣの弁開度が変動するのは、図５と同様の理由によるものである。尚、図７においても、図５と同様に各ＡＰＣの弁開度の実測値はダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値である。また、図７においては、リファレンス状態のロットにおけるＡＰＣの弁開度の実測値の最大値を上限の閾値（Reference value (max)）に設定し、ＡＰＣの弁開度の実測値の最小値を下限の閾値（Reference value (min)）に設定する。

図７では、ロット２におけるＡＰＣの弁開度の実測値が明りょうに上限の閾値を超えているので、ＡＰＣの弁開度をモニタすることによって整流排気リング５６の脱落を検知することができる。

上述した図７では、ＡＰＣの弁開度の実測値としてダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値を用いたが、最小値や最大値を用いてもよく、この場合、上述した構成部品以外の構成部品の脱落を検知することも可能である。

ステップＳ３３の異常判定によれば、構成部品の取り付け不良の検知のための装置ログとしてＡＰＣの弁開度が用いられる。ＡＰＣの弁開度はチャンバ１０内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の脱落の有無に応じて変化する。したがって、Ｐ／Ｃ２における構成部品の脱落の検知を確実に行うことができる。

上述したステップＳ３３の異常判定では、構成部品の取り付け不良の検知のための装置ログとして下部整合器１９のインピーダンス、下部電極１１及び下部整合器１９間の電圧、ＡＰＣの弁開度を用いる場合について説明したが、異常判定に用いられる装置ログはこれらに限られず、チャンバ内のプラズマ発生状況の変化に応じて変化する装置ログであれば、如何なるものも用いることができる。尚、チャンバ内のプラズマ発生状況はＰ／Ｃの種類に応じても変化するため、各種のＰ／Ｃにおいてチャンバ内のプラズマ発生状況と構成部品の脱落との関係を事前に調査し、該調査結果に基づいて構成部品の取り付け不良の検知のための装置ログを選定するのが好ましい。

一方、半導体ウエハ上方の発光データや高周波電源に関するデータ等の計測データに基づいて構成部品の取り付け不良を検知する場合、これらの計測データは制御部５７等によってダミーウエハのエッチング処理中に容易に測定することができるため、ＡＰＣサーバ等が容易に計測データを入手することができ、異常判定を容易に行うことができる。

以下、構成部品の取り付け不良の検知に用いられる計測データについて具体的に説明する。

まず、構成部品の取り付け不良の検知のための計測データとして半導体ウエハ上方の発光データを用いる場合について説明する。

チャンバ内において構成部品の取り付け不良が発生すると、チャンバ内のプラズマ発生状況が変化する。例えば、フォーカスリング２４が脱落するとプラズマが半導体ウエハ上に収束せず、整流排気リング５６が脱落するとプラズマが下部電極１１及び上部電極３５の間の空間から拡散する。チャンバ内のプラズマ発生状況が変化すると、ダミーウエハの発光データも変化するため、発光データをモニタすることによってチャンバ内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の取り付け不良を検知することができる。

図８は、構成部品の取り付け不良と発光データとの関係を示すグラフである。

図８において、横軸は脱落した構成部品を表し、縦軸は全ての構成部品が正常に取り付けられている状態（リファレンス状態）における発光データ（以下「リファレンスデータ」という。）と構成部品が脱落した場合における発光データ（以下「テストデータ」という。）との比を表す。

まず、リファレンスデータとテストデータとの比（以下「発光量比」という。）について説明する。

まず、リファレンスデータを所定の波長領域、例えば、２００〜８００ｎｍに亘って測定し、テストデータも所定の波長領域、例えば、２００〜８００ｎｍに亘って測定する。次いで、下記式（１）に示すように、各波長ｉ毎にリファレンスデータに対するテストデータの比Ａ_iを算出し、
Ａ_i＝ａ_i（テストデータ）/ａ_i（リファレンスデータ） ｉ＝200〜800ｎｍ……（１）
さらに、算出されたＡ_iの波長領域ｉ＝２００〜８００ｎｍにおける平均値Ａ_aveを算出する。

次いで、下記式（２）に示すように、各波長ｉ毎にＡ_iとＡ_aveの差の絶対値を算出し、該算出された差の絶対値の総和Ｂを算出する。この算出された総和Ｂが図８における発光量比に該当する。

次に、図８における閾値の設定について説明する。

まず、ｎ枚のダミーウエハ等を準備し、リファレンス状態において各ダミーウエハ毎にリファレンスデータを測定する。そして、測定されたｎ個のリファレンスデータのうち任意の２つのリファレンスデータ（第１のリファレンスデータ及び第２のリファレンスデータ）から、上記式（１）に基づいて各波長ｉ毎に２つのリファレンスデータの比を算出し、さらに上記式（２）に基づいて発光量比Ｂ_kを算出する。これをｎ回繰り返すことによってｎ個の発光量比Ｂを算出する。次いで、ｎ個の発光量比Ｂの平均値（Ｂ_ave）及び標準偏差（Ｂ_sigma）（σ）を算出し、該発光量比Ｂの平均値に６σを加算した値を上限の閾値（Reference value (max)）に設定し、発光量比Ｂの平均値から６σを減算した値を下限の閾値（Reference value (min)）に設定する。

図８では、整流排気リングが脱落した場合における発光量比が明りょうに上限の閾値を超えているので、発光データをモニタすることによって整流排気リング５６の脱落を検知することができる。

ステップＳ３３の異常判定によれば、構成部品の取り付け不良の検知のための計測データとして半導体ウエハ上方の発光データが用いられる。半導体ウエハ上方の発光データは容易に測定することができ、且つチャンバ１０内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の脱落の有無に応じて変化する。したがって、Ｐ／Ｃ２の稼働率を確実に低下させることなくＰ／Ｃ２における構成部品の脱落の検知を確実に行うことができる。

また、ステップＳ３３の異常判定によれば、発光データから発光量比が算出される。該発光量比は、無次元数であるため、絶対値の大きさの影響を受けることがない。したがって、Ｐ／Ｃ２における構成部品の脱落の検知を正確に行うことができる。

次に、構成部品の取り付け不良の検知のための計測データとして高周波電源に関するデータ（以下「高周波データ」という。）を用いる場合について説明する。

チャンバ内において構成部品の取り付け不良が発生すると、チャンバ内のプラズマ発生状況が変化する。チャンバ内のプラズマ発生状況が変化すると、プラズマを所望の状態に維持するように、下部高周波電源１８から印加される高周波電力が変化する。これにより、高周波データ、例えば、電圧、電流、位相、インピーダンス等をモニタすることによってチャンバ内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の取り付け不良を検知することができる。

図９は、構成部品の取り付け不良と高周波データとの関係を示すグラフである。

図９において、横軸はエッチング処理されるダミーウエハの枚数のカウント数（Wafer count）を表し、縦軸はチャンバ１０内に印加される電圧の実測値を表す。また、図９中に示す構成部品名は、当該カウント数においてチャンバ１０内から取り外された構成部品である。

カウント数に応じて電圧の実測値が変動するのは、ダミーウエハ１枚毎の電圧の実測値をグラフにプロットしたためである。尚、各電圧の実測値はダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値である。また、電圧の実測値の平均値を算出し、さらに電圧の実測値の標準偏差（σ）を算出し、電圧の実測値の平均値に６σを加算した値を上限の閾値（Reference value (max)）に設定し、電圧の実測値の平均値から６σを減算した値を下限の閾値（Reference value (min)）に設定する。

図９では、整流排気リングが脱落した場合、並びにカバーリング及びフォーカスリングが脱落した場合における電圧の実測値が明りょうに上限の閾値を超え、さらに、カバーリングが脱落した場合における電圧の実測値が明りょうに下限の閾値を下回っているので、チャンバ１０内に印加される電圧をモニタすることによって整流排気リング５６の脱落、カバーリング１４及びフォーカスリング２４の脱落、並びにカバーリング１４のみの脱落を検知することができる。

上述した図９では、チャンバ１０内に印加される電圧の実測値としてダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値を用いたが、最小値や最大値を用いてもよく、この場合、上述した構成部品以外の構成部品の脱落を検知することも可能である。

また、図１０は、構成部品の取り付け不良と高周波データとの関係を示す他のグラフである。

図１０において、横軸はオートセットアップ処理が実行されるロットの番号を表し、縦軸はチャンバ１０内に印加される電圧の実測値を表す。

各ロットにおいて電圧の実測値が変動するのは、各ロットにおいて２５枚のダミーウエハにエッチング処理が施され且つ各ロットにおける１枚毎の電圧の実測値をグラフにプロットしたためである。尚、各電圧の実測値はダミーウエハ毎のエッチング処理の間における平均値である。

各ロットにおける構成部品取り付け状況は以下の表２に示す通りである。

例えば、ロット１１では上部電極３５を取り付けるネジの締め付けトルクを減じた状態で、ダミーウエハにエッチング処理を施している。また、ロット１等のリファレンスとは、全ての構成部品が正常に取り付けられている状態であり、当該ロットにおける電圧の実測値に基づいて、構成部品の取り付け不良判定のための閾値が設定される。図１０においては、リファレンス状態のロットにおける電圧の実測値の平均値を算出し、さらにこれらの電圧の実測値の標準偏差（σ）を算出し、電圧の実測値の平均値に６σを加算した値を上限の閾値（Reference value (max)）に設定し、電圧の実測値の平均値から６σを減算した値を下限の閾値（Reference value (min)）に設定する。

図１０では、断熱用のフォーカスリング裏面ラバーが無い場合おける電圧の実測値が明りょうに上限の閾値を超えているので、チャンバ１０内に印加される電圧をモニタすることによってフォーカスリング裏面ラバーが無いことを検知することができる。すなわち、構成部品の脱落以外の構成部品の取り付け不良を検知することができる。

ステップＳ３３の異常判定によれば、構成部品の取り付け不良の検知のための計測データとして高周波データが用いられる。高周波データは容易に測定することができ、且つチャンバ１０内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の取り付け不良に応じて変化する。したがって、Ｐ／Ｃ２の稼働率を確実に低下させることなくＰ／Ｃ２における構成部品の取り付け不良の検知を確実に行うことができる。

また、上述した図９及び図１０では、高周波データとしてチャンバ１０内に印加される電圧を用いたが、電圧以外の電流、位相、インピーダンスを用いてもよい。

さらに、異常判定ステップにおける構成部品の洗浄不良の検知について説明する。

チャンバ内において構成部品の洗浄不良が発生すると、デポジットに起因してチャンバ内のプラズマ発生状況が不安定になる。したがって、ダミーウエハにエッチング処理を施す際に、チャンバ内のプラズマ発生状況をモニタすることによって構成部品の洗浄不良を検知することが可能である。なお、ここでの構成部品の洗浄不良とは、各構成部品の表面にウエットクリーニング等で除去できなかったデポジットが堆積したままの状態を示す。

以下、構成部品の洗浄不良の検知のための計測データとして半導体ウエハ上方の発光データを用いる場合について説明する。

チャンバ内において構成部品の洗浄不良が発生すると、チャンバ内のプラズマ発生状況が変化し、チャンバ内のプラズマ発生状況が変化すると、ダミーウエハの発光データも変化するため、発光データをモニタすることによって構成部品の洗浄不良を検知することができる。

図１１は、構成部品の洗浄不良と発光データとの関係を示すグラフである。

図１１において、横軸はエッチング処理されるダミーウエハの枚数のカウント数を表し、縦軸は同一ダミーウエハにおける発光量の比の変化率（Rate of change）を表す。また、図１１中に示す構成部品名は、当該カウント数に該当するダミーウエハのエッチング処理において表面にデポジットが付着された構成部品である。

ここで、発光量の比の変化率は、同一ダミーウエハにおいて所定の波長領域に亘って測定された発光データのうち、構成部品の洗浄不良に応じて発光量が敏感に変化する波長（例えば、６５６．５ｎｍ）における発光データと、構成部品の洗浄不良が発生しているか否かにかかわらず発光量が変化しない波長（例えば、３７４ｎｍ）における発光データとの比に関し、ダミーウエハの上方雰囲気が発光を開始してから１０秒間が経過するまでにおける当該比の変化率に該当する。なお、構成部品の洗浄不良に応じて発光量が敏感に変化する波長が６５６．５ｎｍであるのは、ＣＦ系の反応生成物が波長６５６．５ｎｍの光を強く発光するためである。

図１１における閾値としては、表面にデポジットが付着された構成部品がチャンバ１０内に配置されていない場合における発光量の比の変化率の平均値を算出し、さらに当該発光量の比の変化率の標準偏差（σ）を算出し、発光量の比の変化率の平均値から６σを減算した値を設定している。

図１１では、上部電極（CEL）の表面にデポジットが付着された場合、及びＥＳＣの表面にデポジットが付着された場合における発光量の比の変化率が、明りょうに閾値を下回っているので、発光データをモニタすることによって上部電極の洗浄不良及びＥＳＣの洗浄不良を検知することができる。

ステップＳ３３の異常判定によれば、構成部品の洗浄不良の検知のための計測データとして半導体ウエハ上方の発光データが用いられる。半導体ウエハ上方の発光データは容易に測定することができ、且つチャンバ１０内のプラズマ発生状況の変化、引いては構成部品の洗浄不良の発生の有無に応じて変化する。したがって、Ｐ／Ｃ２の稼働率を確実に低下させることなくＰ／Ｃ２における構成部品の洗浄不良の検知を確実に行うことができる。

また、ステップＳ３３の異常判定によれば、発光データに基づいて発光量の比の変化率が発光直後から１０秒間に亘って算出される。ＣＦ系の反応生成物は、チャンバ１０内の酸素ガス等と急速に反応して他の生成物へ変化するため、波長６５６．５ｎｍの光は急速に減衰する。したがって、発光量の比の変化率を算出することによってＣＦ系の反応生成物の存在を確実に検出することができ、もって構成部品の洗浄不良の検知をより確実に行うことができる。

次に、異常判定ステップにおけるチャンバ１０のリークの検知について説明する。

チャンバ１０のリークが発生し、外部から空気がチャンバ１０内に流入すると、エッチング処理が施されるダミーウエハの発光データにおいて、空気を構成する気体に起因する光の発光量が増加するため、発光データをモニタすることによってリークチェックを行うことができる。具体的には、空気を構成する気体のうち、例えば、窒素（Ｎ₂）ガスの流入に応じて発光量が敏感に変化する波長における発光データをモニタすることによってリークチェックを行うことができる。

チャンバ１０内に窒素ガスが流入すると、波長７４５ｎｍの発光データの発光量は大幅に増加するのに対して、波長５６０ｎｍの発光データの発光量はほとんど変化しないため、ステップＳ３３の異常判定では、波長５６０ｎｍの発光データの発光量に対する波長７４５ｎｍの発光データの発光量の比（以下「発光比」という。）を算出し、該算出された発光比と後述する閾値との比較に基づいてリークチェックを行う。

図１４は、チャンバのリークレートと発光比との関係を示すグラフである。

図１４において、横軸はチャンバ１０のリーク量としてのリークレートを表し、縦軸は発光比（Intensity ratio）を表す。また、閾値として、正常な状態におけるチャンバ１０の発光比の平均値を算出し、さらに、当該発光比の標準偏差（σ）を算出し、正常な状態におけるチャンバ１０の発光比の平均値に６σを加算した値を用いる。さらに、図中の点は所定の量のリークが発生した場合における発光比の実測値であり、一点鎖線は発光比の実測値に基づいて予測されるリークレートと発光比との関係を示す。

図１４では、一点鎖線が閾値に到達するときのリークレートが、０．０５Ｐａ／ｍｉｎ（０．４ｍＴ／ｍｉｎ）であるので、リークの許容値である０．１３Ｐａ／ｍｉｎ（１．０ｍＴ／ｍｉｎ）以上のリークの有無を検出することができる。

ステップＳ３３の異常判定によれば、エッチング処理が施されるダミーウエハの発光データにおける発光比、すなわち、波長５６０ｎｍの発光データの発光量に対する波長７４５ｎｍの発光データの発光量の比に基づいてチャンバ１０のリークの有無が検出される。チャンバ１０のリークが発生すると、外部から窒素ガスが流入し、該窒素ガスに起因する光の発光量が増加する。また、発光比は、無次元数であるため、絶対値の大きさの影響を受けることがない。したがって、リークチェックをより正確に行うことができる。

以上説明したように、図３の処理によれば、異常判定において、チャンバ１０内の状態変化に応じて変化する装置ログや計測データ等のデータのうち少なくとも１つのデータが測定され、該測定されたデータと、測定されたデータに対応する正常な状態における基準データとが比較される。したがって、異常判定において測定されたデータ及び基準データの多変量解析の結果を利用せず、チャンバ１０内の状態変化に応じて変化するデータのうち少なくとも１つのデータに基づいて異常判定を行うため、Ｐ／Ｃ２の異常判定を正確に行うことができる。また、メンテナンスの度に正常モデルを再設定する必要がないため、Ｐ／Ｃ２の稼働率を低下させることがない。

次に、ステップＳ３４のシーズニングステップについて説明する。

従来の復帰処理におけるシーズニングにおいて、チャンバ１０内の雰囲気が所定のレシピに規定された所定の処理条件に合致したか否か、すなわち、シーズニングが終了したか否かは、所定の枚数のダミーウエハ、例えば、５０枚のダミーウエハにエッチング処理を施したか否かで判定していたため、無駄なエッチング処理が発生し、その結果、シーズニングに時間を要していた。

これに対して、ステップＳ３４では、発光データをモニタする。チャンバ１０内の雰囲気が所定のレシピに規定された所定の処理条件に合致して安定すると、チャンバ内のプラズマ発生状況が安定し、ダミーウエハの上方雰囲気の発光状況も安定するため、発光データをモニタすることによってシーズニングの終了を判定することができる。具体的には、連続してエッチング処理が施される２枚のダミーウエハの発光データの差分が小さくなれば、チャンバ１０内の雰囲気が安定してシーズニングが終了したと判定することができる。

図１２は、シーズニングで用いられる発光データとしてのＰＤＣ（Posterior Data Calibration）データを示す図である。

図１２において、ＰＤＣデータは、まず、連続してエッチング処理が施される２枚のダミーウエハについて所定の波長領域に亘ってｎ枚目のダミーウエハの発光データＬ（n）及びｎ−１枚目のダミーウエハの発光データＬ（n-1）を測定し、下記式（３）に従い、各波長における発光データの差の絶対値を、所定の波長領域、例えば、ｉ＝２００〜８００ｎｍに亘って積算することによって算出される。

さらに、ステップＳ３４では、ＰＤＣデータから発光量の大きさの影響を除去するために、該ＰＤＣデータを微分し、ＰＤＣデータの微分値（PDC differentiated value）に基づいてシーズニングが終了した否かを判定する。具体的には、シーズニングにおいてＰＤＣデータの微分値が初めて負から正に変化した時点をシーズニングの終了点とする。

図１３は、ＰＤＣデータの微分値とエッチングレートとの関係を示すグラフである。

図１３において、横軸はシーズニングにおけるダミーウエハの処理枚数を表し、左側の縦軸はＰＤＣデータの微分値を表し、右側の縦軸はエッチングレート（Etch rate）を表す。

図１３に示すように、シーズニングにおいてダミーウエハが６枚処理されると、エッチングレートが安定する、すなわち、チャンバ１０内の雰囲気が安定するが、図中矢印で示すように、６枚目のダミーウエハの処理においてＰＤＣデータの微分値が初めて負から正に変化する。したがって、ＰＤＣデータの微分値に基づいてチャンバ１０内の雰囲気が安定したか否か、引いては、シーズニングが終了したか否かを判定することができる。

ステップＳ３４のシーズニングステップによれば、連続してエッチング処理が施される２枚のダミーウエハの発光データの差分（ＰＤＣデータ）に基づいてシーズニングが終了したか否かが判定される。チャンバ内のプラズマ発生状況が安定すると、ダミーウエハの発光データも安定し、当該２枚のダミーウエハの発光データの差分が小さくなる。したがって、シーズニングの終了の判定を容易に行うことができる。

また、ステップＳ３４のシーズニングステップによれば、ＰＤＣデータの微分値が算出され、該微分値に基づいてシーズニングが終了したか否かが判定される。ＰＤＣデータの微分値は、発光量の大きさの影響を受けることがない。したがって、シーズニングの終了の判定をより正確に行うことができる。

また、本発明の目的は、上記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（または記録媒体）を、ＡＰＣサーバ等に供給し、そのＡＰＣサーバ等が有する制御装置、例えば、コンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）、又はＡＰＣサーバに接続された制御装置が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることはいうまでもない。

また、コンピュータ等が読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した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、コンピュータ等で稼働しているオペレーティングシステム(ＯＳ)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることはいうまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ又はＡＰＣサーバに挿入された機能拡張カードやコンピュータ又はＡＰＣサーバ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、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることはいうまでもない。

また、上記プログラムコードは、上述した実施の形態の機能をコンピュータ又はＡＰＣサーバで実現することができればよく、その形態は、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を有するものでもよい。

プログラムコードを供給する記録媒体としては、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、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）、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供給されてもよい。

上述した実施の形態では、ＡＰＣサーバが、制御部５７に記録された装置ログや計測データを収集するが、上述したように、チャンバ内のプラズマ発生状況はＰ／Ｃの種類に応じても変化し、チャンバ内のプラズマ発生状況に深い関連を有する装置ログや計測データはＰ／Ｃの種類によって異なる。

これに対応して、本発明では、各種Ｐ／Ｃの制御部等が、それぞれプラズマ発生状況に深い関連を有する装置ログや計測データのリストを有し、各種Ｐ／ＣがＡＰＣサーバに接続された場合に、ＡＰＣサーバが当該リストを受け取り、該リストに基づいて装置ログや計測データを収集してもよい。これにより、ＡＰＣサーバは不必要な装置ログや計測データを収集することがなく、もって迅速にオートセットアップ処理を実行することができる。また、該リストをＡＰＣサーバが管理する必要がないので、ＡＰＣサーバの負担を軽減することができる。

上述した実施の形態では、オートセットアップ処理の異常判定において構成部品の取り付け不良や構成部品の洗浄不良を検出したが、検出される異常状態はこれらに限られず、例えば、チャンバ１０内の異常放電の発生や半導体ウエハ及びＥＳＣ２０の間からの伝熱性ガスのリークの発生の有無を検出してもよい。

上述した実施の形態では、基板処理装置がエッチング処理装置である場合について説明したが、本発明が適用可能な基板処理装置はこれに限られず、例えば、塗布現像装置、基板洗浄装置、熱処理装置、蝕刻装置等であってもよく、また、上部電極及び下部電極を共に有する必要もない。

また、上述した実施の形態では、処理される基板が半導体ウエハであったが、処理される基板はこれに限られず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat Panel Display）等のガラス基板であってもよい。

本実施の形態に係る基板処理装置としてのプロセスチャンバの概略構成を示す断面図である。 図１のプロセスチャンバにおける構成部品の組み付け状況を示す図である。 本実施の形態に係る基板処理装置の復帰方法としてのオートセットアップ処理のフローチャートである。 図３のオートセットアップ処理及び従来の復帰処理における真空引き時間を比較するグラフである。 構成部品の取り付け不良と下部整合器のインピーダンスとの関係を示すグラフである。 構成部品の取り付け不良と下部電極及び下部整合器間の電圧との関係を示すグラフである。 構成部品の取り付け不良とＡＰＣの弁開度との関係を示すグラフである。 構成部品の取り付け不良と発光データとの関係を示すグラフである。 構成部品の取り付け不良と高周波データとの関係を示すグラフである。 構成部品の取り付け不良と高周波データとの関係を示す他のグラフである。 構成部品の洗浄不良と発光データとの関係を示すグラフである。 シーズニングで用いられる発光データとしてのＰＤＣデータを示す図である。 ＰＤＣデータの微分値とエッチングレートとの関係を示すグラフである。 チャンバのリークレートと発光比との関係を示すグラフである。

符号の説明

２ プロセスチャンバ（Ｐ／Ｃ）
１０ チャンバ
１１ 下部電極
１２ 排気路
１３ バッフル板
１４ カバーリング
１５ 支持体
１６ ベローズカバー
１７ 上部高周波電源
１８ 下部高周波電源
１９ 下部整合器
２０ ＥＳＣ
２１ 上部整合器
２４ フォーカスリング
２５ 冷媒室
２６ 配管
３３ シャワーヘッド
３４ ガス通気孔
３５ 上部電極
３６ 電極支持体
３７ バッファ室
３８ 処理ガス導入管
４０ 処理ガス供給装置
４１ バルブ
４２ 四フッ化ケイ素供給部
４３ 四水素化ケイ素供給部
４４ 酸素ガス供給部
４５ アルゴンガス供給部
４６，４７，４８，４９ ＭＦＣ
５０，５１ 透過窓
５２ 光源
５３ 受光センサ
５４ 保持体
５５ シールドリング
５６ 整流排気リング
５７ 制御部
５８ ネジカバー

Claims (17)

1. 容器室を有する基板処理装置の復帰方法であって、
   前記容器室内を真空引きする真空引きステップと、前記容器室内の温度を設定する温度設定ステップと、前記容器室内における異常の有無を判定する異常判定ステップと、前記容器室内の雰囲気を所定の処理条件に合致させるように安定させるシーズニングステップとを有し、
   前記異常判定ステップは、前記容器室内の状態変化に応じて変化するデータのうち少なくとも１つのデータを測定し、該測定されたデータと、前記測定されたデータに対応する前記容器室内の正常な状態における基準データとを比較することを特徴とする基板処理装置の復帰方法。
2. 前記温度設定ステップは、前記基板の通常の処理における前記容器室内の温度と異なる温度に前記容器室内の温度を設定することを特徴とする請求項１記載の基板処理装置の復帰方法。
3. 前記異常判定ステップは、前記基板に処理を施す際に、前記容器室内に反応生成物を発生させない処理ガスを流入させることを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理装置の復帰方法。
4. 前記処理ガスは酸素のみからなるガスであることを特徴とする請求項３記載の基板処理装置の復帰方法。
5. 前記測定されたデータは、前記基板処理装置の各構成要素の状態を示すログであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法。
6. 前記ログは、前記容器室内に配置された下部電極に印加する高周波電力を整合する整合器のインピーダンスであることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置の復帰方法。
7. 前記ログは、前記容器室内に配置された下部電極及び該下部電極に印加する高周波電力を整合する整合器の間における電圧であることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置の復帰方法。
8. 前記ログは、前記容器室内の圧力を制御する制御弁の開度であることを特徴とする請求項５記載の基板処理装置の復帰方法。
9. 前記測定されたデータは、処理が施される前記基板の発光データであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法。
10. 前記発光データは、発光量の比であることを特徴とする請求項９記載の基板処理装置の復帰方法。
11. 前記測定されたデータは、前記容器室内に配置された下部電極に印加する高周波電力を供給する高周波電源に関するデータであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法。
12. 前記真空引きステップは、前記容器室内の温度を上昇させることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法。
13. 前記シーズニングステップは、連続して処理が施された２枚の前記基板の発光データの差分に基づいて前記容器室内の雰囲気の安定を検出することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法。
14. 前記シーズニングステップは、前記発光データの差分の微分値に基づいて前記容器室内の雰囲気の安定を検出することを特徴とする請求項１３に記載の基板処理装置の復帰方法。
15. 前記異常判定ステップは、処理が施される前記基板の発光における異なる波長の発光量の比に基づいて前記容器室の漏れを検出することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の基板処理装置の復帰方法。
16. 容器室を有する基板処理装置の復帰方法をコンピュータに実行させる基板処理装置の復帰プログラムであって、
    前記容器室内を真空引きする真空引きモジュールと、前記容器室内の温度を設定する温度設定モジュールと、前記容器室内における異常の有無を判定する異常判定モジュールと、前記容器室内の雰囲気を所定の処理条件に合致させるように安定させるシーズニングモジュールとを有し、
    前記異常判定モジュールは、前記容器室内の状態変化に応じて変化するデータのうち少なくとも１つのデータを測定し、該測定されたデータと、前記測定されたデータに対応する前記容器室内の正常な状態における基準データとを比較することを特徴とする基板処理装置の復帰プログラム。
17. 容器室を有する基板処理装置であって、
    前記容器室内を真空引きする真空引き手段と、前記容器室内の温度を設定する温度設定手段と、前記容器室内における異常の有無を判定する異常判定手段と、前記容器室内の雰囲気を所定の処理条件に合致させるように安定させるシーズニング手段とを有し、
    前記異常判定手段は、前記容器室内の状態変化に応じて変化するデータのうち少なくとも１つのデータを測定し、該測定されたデータと、前記測定されたデータに対応する前記容器室内の正常な状態における基準データとを比較することを特徴とする基板処理装置。

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