JP4887628B2 - 半導体製造装置、コンピュータプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、異常を検出したときにその異常の原因を推定することのできる半導体製造装置及びコンピュータプログラムの分野に関する。

半導体集積回路などの半導体装置を製造する半導体製造装置としては例えば半導体ウエハに成膜を行う熱処理装置、プラズマエッチング装置、レジスト塗布や現像を行う液処理装置などがある。半導体装置は例えばシリコンウエハ上に多数の処理が行われて形成されるものであるため、半導体製造装置に異常が起こっている状態で処理を行うと、それまで行った処理が無駄になる場合があるし、あるいは最終製品の段階で特性が不合格になると、一連の処理が無駄になってしまう。しかもシリコンウエハの場合にはウエハ自体のコストが高いことから、できるだけ歩留まりを高くする必要があり、こうした事情から半導体製造装置では、わずかな異常についても速やかに検出する必要がある。このため温度、圧力、ガス流量、電力等といったパラメータの値を監視し、例えば数秒間隔で各検出値をコンピュータに取り込んで速やかに異常を検出できる体勢をとっている。

ところで装置に異常が発生した場合には、異常を示した監視対象の時系列データの他にその監視対象に関連する他の監視対象の時系列データをコンピュータから読み出し、それらデータを参照することにより、例えば装置メーカ側の経験に基づいて原因を把握するようにしていた。しかしながらユーザは装置の異常が起こるたびに装置メーカに連絡していたのでは煩わしいしまた時間がかかる場合もある。更にまた異常の状態によっては装置メーカ側にて速やかに回答できないこともあり、結局装置に異常が発生してから原因究明に至るまでに長い時間がかかることもある。

具体的な異常の例としてバッチ式の縦型減圧ＣＶＤ（chemical vapor deposition）装置の場合を挙げると、この装置は、多数枚の基板を保持具に棚状に保持して反応管内に搬入し、処理ガスを反応管内に供給しながら排気管を通じて真空排気を行い、反応管の周囲のヒータにより反応管内を均一加熱雰囲気とするものである。この装置において、例えば排気管に設けられた圧力調整バルブの開度が異常に大きくなった場合、反応管内の圧力検出値についてもデータを取りだして、それらのデータに基づいて、バルブの不具合なのか反応管の搬入口における気密性の劣化なのか排気管内の付着物の膜厚肥大による排気コンダクタンスの低下なのか、といった検討を行うことになるが、経験が浅いと異常の原因の把握は容易ではない。そして異常について原因究明に長い時間がかかると、その分装置のダウンタイムが長くなって稼働効率が低下し、半導体装置のコストアップの要因になる。

なお半導体製造装置の異常検出を行う技術として、ウエハ検出センサによる検出情報とメモリ内のウエハ情報とを照合してウエハが所定の向きで回収されることを確認する装置（特許文献１）が知られているが、この文献は本発明の課題を解決できるものではない。

特開２００３−７６７０号公報

本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は装置に異常が起こったときにその異常の原因を容易に推定することのできる半導体製造装置を提供することにある。本発明の更なる目的は、推定した異常の原因に対する対策を容易に立てることのできる半導体製造装置を提供することにある。本発明の他の目的は、半導体製造装置の異常の原因を容易に推定することができ、あるいは更に推定した異常の原因に対する対策を容易に立てることのできるコンピュータプログラム及びこのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体を提供することにある。

本発明は、 半導体装置を製造するために基板に対して処理を行うように構成され、装置の状態に影響を与える因子である監視対象の監視結果に基づいて装置の異常を検出する半導体製造装置において、
複数の監視対象を夫々監視する複数の監視手段と、
これら複数の監視手段の少なくとも一つの監視手段の監視結果に基づいて装置の異常を検出する異常検出手段と、
複数の監視対象の監視結果である検出値を標準化した値の組み合わせに基づいたデータのモデルと異常原因とを対応付けた異常判別データを記憶する記憶部と、
前記異常検出手段により装置の異常が検出されたときに、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果である検出値を標準化し、標準化した値の組み合わせに基づいた異常データを作成するための異常データ作成手段と、
この異常データ作成手段で作成された異常データに対し、対応する監視対象について前記記憶部内の前記異常判別データのモデルの中で予め定められた度合いよりも類似しているモデルの有無を検索し、前記類似しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせる検索手段と、を備えたことを特徴とする。
他の発明は、半導体装置を製造するために基板に対して処理を行うように構成され、装置の状態に影響を与える因子である監視対象の監視結果に基づいて装置の異常を検出する半導体製造装置において、
複数の監視対象を夫々監視する複数の監視手段と、
これら複数の監視手段の少なくとも一つの監視手段の監視結果に基づいて装置の異常を検出する異常検出手段と、
複数の監視対象の監視結果の組み合わせパターンに基づいたデータのモデルと異常原因とその異常に関連するデータとを対応付けた異常判別データを記憶する記憶部と、
前記異常検出手段により装置の異常が検出されたときに、前記複数の監視対象の中から選択された、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づいた異常データを作成するための異常データ作成手段と、
この異常データ作成手段で作成された異常データに対し、対応する監視対象について前記記憶部内の前記異常判別データのモデルの中で一致しているモデルの有無を検索し、一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせる検索手段と、を備えたことを特徴とする。
更に他の発明は、半導体装置を製造するために基板に対して処理を行うように構成され、装置の状態に影響を与える因子である監視対象の監視結果に基づいて装置の異常を検出する半導体製造装置において、
複数の監視対象を夫々監視する複数の監視手段と、
これら複数の監視手段の少なくとも一つの監視手段の監視結果に基づいて装置の異常を検出する異常検出手段と、
複数の監視対象の監視結果の組み合わせに基づいたデータのモデルと異常原因とを対応付けた異常判別データを記憶する記憶部と、
前記異常検出手段により装置の異常が検出されたときに、前記複数の監視対象の中から選択された、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づいた異常データを作成するための異常データ作成手段と、
この異常データ作成手段で作成された異常データに対し、対応する監視対象について前記記憶部内の前記異常判別データのモデルの中で一致しているモデルの有無を検索し、一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせる検索手段と、
前記一致しているモデルが存在しないときには、異常データを新たなパターンに基づくデータのモデルとして異常原因と対応付けて記憶部に登録するための登録手段と、を備えたことを特徴とする。

この発明において、前記一致しているモデルは、例えば異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づいたデータに対し、予め定められた度合いよりも類似しているデータのモデルである。より具体例を挙げると、予め定められた度合いよりも類似しているデータのモデルは、予め数値化された類似度合いよりも類似しているデータのモデルである。また監視対象の監視結果の組み合わせに基づいたデータは、例えば監視結果の組み合わせパターンである。また前記異常検出手段により装置の異常が検出されたときに、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果である検出値の各々を標準化し、標準化された値に基づいて当該監視結果の組み合わせに基づくデータを作成する異常データ作成手段を備えた構成としてもよい。

また少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づくデータは、各監視対象の監視結果である検出値を標準化した値の組み合わせに基づくデータであってもよいし、あるいは各監視対象の監視結果である検出値を標準化した値を更に閾値により評価し、その評価結果の組み合わせであってもよい。更に本発明は、前記異常検出手段により装置の異常が検出されたときに、前記複数の監視対象の中からその異常に関連する少なくとも２つの監視対象を選択して監視結果の組み合わせを得るための選択手段を備えた構成としてもよい。選択手段は、例えば表示画面を用いてオペレータが監視対象を選択できるように構成されている。

また前記記憶部は、複数の監視対象の監視結果の組み合わせパターンに基づくデータのモデルと異常原因とその異常に関連するデータ例えばその異常に対する対策とを対応付けた異常判別データを記憶する。異常判別データの中に異常に対する対策データが含まれる場合には、前記検索手段は、一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因に加えて対策を読み出して知らせることが好ましい。更にまた、装置の異常が検出されたときに一致しているモデルが存在しないときには、異常データを新たなパターンに基づくデータのモデルとして異常原因と対応付けて記憶部に登録するための登録手段を備えた構成とすることが好ましい。

更にまた他の発明は、半導体装置を製造するために基板に対して処理を行うように構成された半導体製造装置に用いられるコンピュータプログラムであって、
装置の状態に影響を与える因子である複数の監視対象を夫々監視する複数の監視手段のうちの、少なくとも一つの監視手段の監視結果に基づいて装置の異常を検出するステップと、
装置の異常が検出されたときに、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づく異常データを作成するステップと、
このステップで作成された異常データに対して、複数の監視対象の監視結果の組み合わせに基づくデータのモデルと異常原因とを対応付けた異常判別データを記憶する記憶部を参照し、対応する監視対象について監視結果の組み合わせに基づくデータのモデルの中で一致しているモデルの有無を検索するステップと、
一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせるステップと、
前記一致しているモデルが存在しないときには、検索の対象となった組み合わせに基づく異常データを新たな異常判別データにおけるモデルとして異常原因と対応付けて記憶部に登録するステップと、を実行するように構成されたことを特徴とする。

更にまた他の発明は、上述のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体である。

本発明によれば、装置の異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づいたデータ例えばその組み合わせのパターンのモデルを用意しておくと共にそのモデルと異常の原因とを対応付けておき、装置の異常が検出されたときに、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づいたデータに対し、前記データのモデルの中で一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせるようにしているので、異常の原因を容易に推定することができる。

また前記データ例えば組み合わせのパターンのモデルと異常原因とその異常に対する対策とを対応付けたデータを記憶しておき、一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因に加えて対策を読み出して知らせるようにすることで、異常の原因に対する対策を容易に立てることができ、的確かつ速やかな対応をとることができる。

先ず本発明に係る半導体製造装置をバッチ式の熱処理装置である縦型減圧ＣＶＤ装置（成膜装置）に適用した実施の形態について説明する。図１中１は例えば石英により縦型の円筒状に形成された反応容器である。この反応容器１の下端は、炉口として開口され、その開口部１１の周縁部にはフランジ１２が一体に形成されている。前記反応容器１の下方には、フランジ１２の下面に当接して開口部１１を気密に閉塞する、例えば石英製の蓋体１３が図示しない昇降機構であるボートエレベータにより上下方向に開閉可能に設けられている。前記蓋体１３の中央部には回転軸１４が貫通して設けられ、その上端部には、基板保持具であるウエハボート２が搭載されている。従ってウエハボート２はボートエレベータにより、反応容器１内と、反応容器１の下方側に設けられた、ウエハＷの搬出エリアであるローディングエリアとの間で昇降できることになる。

このウエハボート２は、３本以上例えば４本の支柱２１を備えており、複数枚例えば１００枚の被処理基板であるウエハＷを棚状に保持できるように、前記支柱２１に溝（スロット）が形成されている。但し、１００枚のウエハＷの保持領域の内、上下両端部については複数枚のダミーウエハが保持され、その間の領域に被処理ウエハが保持されることになる。前記回転軸１４の下部には、当該回転軸１４を回転させる駆動部をなすモータＭが設けられており、従ってウエハボート２はモータＭにより回転することになる。また蓋体１３の上には前記回転軸２１を囲むように保温ユニット１５が設けられている。

前記反応容器１の下部のフランジ１２には、反応容器１内のウエハＷにガスを供給するためのガス供給部であるＬ字型のインジェクタ１６が挿入して設けられている。インジェクタ１６の基端側には、ガス供給路を介して成膜ガス供給源などが接続されている。

また反応容器１の上方には、反応容器１内を排気するための排気ポート２２が形成されており、この排気ポート２２には真空排気路である排気管２３の一端側が接続されているこの排気管２３の他端側には真空排気手段をなす真空ポンプ２４が接続されていると共に排気ポート２２の近傍には反応容器１内の圧力を調整するための圧力調整部である圧力調整バルブ２５が設けられている。圧力調整バルブ２５は例えばバタフライバルブにより圧力を調整するように構成され、バルブ本体２０の開度を調整するための駆動部２６が設けられると共に、バルブ本体２０の開度を検出する開度検出部である角度検出部２７が設けられている。更にまた排気管２３内には、圧力検出部２８が設けられ、この部位の圧力と反応容器１内の圧力とは対応するため、この圧力検出部２８により反応容器１内の圧力を監視している。なおバタフライバルブの場合にはバルブ本体の開度はバルブ本体の角度に相当することから、以後の説明では「開度」の代わりに「角度」を表現として用いる。

図中３は例えばコンピュータからなる制御部であり、この制御部３は、例えば排気管２３に設けた圧力検出部２８の圧力検出値が、予め設定された設定圧力になるように駆動部２６に制御信号を送って前記圧力調整バルブ２５の角度を制御する機能と、装置データの一つである、角度検出部２７からの圧力調整バルブ２５の角度の値を取り込んで記憶するなどの機能を備えている。

反応容器１の周囲には、反応容器１内を加熱するための加熱手段である抵抗発熱体からなるヒータ１７を備えた加熱炉１８が設けられている。前記ヒータ１７としては、コンタミネーションがなく昇降温特性が優れたカーボンワイヤー等を用いることが好ましい。ヒータ１７は例えばウエハＷの並列方向に複数（図の例では３個）に分割されていて、分割された各ヒータ１７毎に電力制御部１９により電力制御される。また反応容器１の外には例えば各ヒータ１７の近傍には、熱電対などからなる温度検出部（外部温度検出部）１０ａが設けられると共に、反応容器１内における例えば保温ユニット１５に温度検出部（内部温度検出部）１０ｂが設けられる。これら温度検出部１０ａ及び１０ｂの温度検出値は制御部３に取り込まれ、ヒータ１７の電力制御のための指令値の演算に用いられる。また温度検出部１０ａ及び１０ｂ、角度検出部２７は監視手段に相当し、各検出値は監視結果に相当する。

次に制御部３に関して図２を参照しながら詳述する。図２において半導体製造装置本体１００とは、図１に示した成膜装置における制御部３以外の部分に相当する。即ち制御部３に対して検出信号やデータを送り、制御部３によりコントロールされる部位全体に相当する。３０はバスであり、このバス３０に通信部、記憶部、各プログラム格納部、ＣＰＵなどが接続されているが、図２では、これらを機能的に表現しブロック化して表している。通信部３１は、半導体製造装置本体１００との間で通信をおこなう部位であり、角度検出部２７からの圧力調整バルブ２５の角度、温度検出部１０ａ、１０ｂからの各温度検出値などの装置データが取り込まれると共に、圧力調整バルブ２５の駆動部２６、電力制御部１９などに制御信号を送信する機能を有する。

装置データ記憶部３２は、通信部３１から取り込まれた装置データ、例えばバルブ２０の角度、内部温度、外部温度などを記憶すると共に、例えば制御指令値に基づいて演算されたヒータ１７の供給電力なども記憶される。この場合には、この演算を行う部分が供給電力の監視手段に相当する。なおヒータ１７の供給電力は、電力計からの電力検出値に基づいて求めるようにしてもよい。入力操作部３３は、種々の指示例えば異常発生時における後述のデータの検索指示などを入力する部位であり、例えばキーボード及びマウスと、表示部３４である例えば液晶画面またはＣＲＴ画面などのソフトスイッチとの組み合わせからなる。異常報知手段である異常報知部３５は、装置の異常と判断されたときに異常をオペレータに知らせるための警告灯、警報音出力部、画面への異常発生表示などを行う部位などが相当する。

プログラム格納部４は、異常検出プログラム４１、異常データ作成プログラム４２、検索（原因推定）プログラム４３及びパターン登録プログラム４４を備えている。これら各プログラム４１〜４４を含むプログラムは、記憶媒体、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク（いわゆるＭＯ）などに格納され、制御部３にインストールされ、プログラム格納部４に格納される。

異常検出プログラム４１は、異常検出手段に相当し、装置データ記憶部３２内に取り込まれた監視結果（内部温度、バルブ角度など）に基づいて装置の異常を検出するプログラムであり、各監視結果である検出値の少なくとも一つが閾値を越えているか否かを判定しても良いし、あるいは温度系、圧力系などの各系に含まれる検出値の群毎につまり互いに関連する監視対象の検出値の群毎に異常を検出するようにしてもよい。この場合具体的には、各検出値に対して所定のアルゴリズムによる演算を行い、例えば多変量解析の手法の一つであるマハラノビスの距離を求め、その値が管理値を越えたときに異常検出と判定するようにしてもよい。

異常データ作成プログラム４２は、異常データ作成手段に相当し、異常検出プログラム４１により異常が検出されたときに、異常に関連する少なくとも２つの監視対象の検出値の各々を標準化し、標準化された値に基づいて当該監視結果の組み合わせに基づくデータを作成するプログラムである。異常に関連する少なくとも２つの監視対象は、例えばオペレータが入力操作部３３により選択したものである。即ち、異常が検出されたときにはどの監視結果が異常であるか、あるいはどの監視対象のグループの監視結果が異常であるかが表示部３４に表示されるため、オペレータが異常原因の検索にあたって、その異常である監視結果を含む組み合わせを選択する。

より具体的には、例えば温度系について異常が検出されれば、外部温度検出値、内部温度検出値及びヒータの供給電力値（ヒータパワー）の組み合わせを選択する。あるいは圧力系について異常が検出されれば、圧力検出値、圧力調整バルブ２５の角度の検出値及び大気雰囲気から予め設定された真空度まで真空引きする時間の検出値の組み合わせを選択する。なおこの真空引きに要する時間の監視は、図示していない監視手段に相当するプログラムにより行われる。

また監視対象の検出値を標準化するとは、例えば後述の作用説明で述べる図７を参照すると、各検出値の生データを設定値あるいは予定している値を基準として規格化した値である。なお検出値の生データとは、例えば装置データ記憶部３２に取り込まれた検出値の平均値などを指している。更に、既述の標準化された値に基づいて当該監視結果の組み合わせに基づくデータを作成するとは、例えば先の図７に示したように、各検出値を標準化した値の組み合わせのパターン、例えば外部温度が「５４」、内部温度が「１０」、ヒータパワーが「１１」といった組み合わせのパターンである。ここで出した数字は、実際の装置で用いられる数字というものではなく、説明を分かりやすくするために示したものである。

更にまた制御部３は、第１の記憶部５及び第２の記憶部６を備えており、異常データ作成プログラム４２により既述のようにして作成されたデータ、この例では各検出値を標準化した値の組み合わせのパターンは、第１の記憶部５に記憶される。

ここで検索（原因推定）プログラム４３の説明の前に、第２の記憶部６内のデータに関して述べておく。このデータは、装置の異常を特定するためにグループ化された複数の監視対象について各監視結果の組み合わせパターンのモデルを作成し、そのモデルと異常原因とその異常に関連するデータ例えばその異常に対する対策などとを対応付けた異常判別用データである。監視結果の組み合わせパターンのモデルとは、温度検出値などの各検出値を標準化した値の組み合わせのパターンであり、図３に具体例を示しておく。

図３（ａ）は、３つの監視結果である、バルブの角度（圧力調整バルブ２５の角度）と圧力検出値と大気雰囲気から予め設定された真空度まで真空引きするのに要する時間とについて、各々既述のようにして標準化し、その標準化した値の組み合わせのパターンである。そしてこのパターンが発生する異常の状況、推定要因、その対処方法、コメントを合わせて記載し、データコードを付しておいて管理される。この例においては、異常の状況は、「真空引きに長い時間がかかる」ということであり、また推定原因としては「バルブ内に反応副生成物が付着して閉まりにくくなっている」ということである。

更に図３（ｂ）は、あるゾーンのヒータ１７のパワー（供給電力）と、そのヒータ１７の温度と、当該ヒータ１７に隣接するゾーンのヒータ１７のパワーと、について各々既述のようにして標準化し、その標準化した値の組み合わせのパターンである。このゾーンとは、図１に示したように反応容器１内を上下に例えば３分割して形成される各ゾーンという意味である。この例においては、異常の状況は、「ヒータ１７の温度が低い」ということであり、推定原因としては「当該ヒータ１７のヒータエレメントの断線」ということである。なお標準化した値はマイナスの場合もある。更にまた図３（ｃ）は、外部温度検出値と内部温度検出値とヒータ１７のパワーとについて各々既述のようにして標準化し、その標準化した値の組み合わせのパターンである。外部温度とヒータ１７のパワーとの各検出値は同じゾーンのヒータに関する値である。この例においては、異常の状況は、「ヒータ１７の温度検出値が高い」ということであり、推定原因としては「外部温度検出部１０ａである例えば熱電対の異常」ということである。

図２のプログラムの説明に戻すと、検索（原因推定）プログラム４３は、検索手段に相当し、前記異常検出プログラム４１により装置の異常が検出されたときに、前記監視対象群（内部温度、外部温度、圧力など）の中から選択された、複数の監視対象の監視結果の組み合わせパターン（異常データ）に対し、対応する監視対象について後述の異常判別用データの組み合わせパターンのモデルの中で一致しているモデルの有無を検索し、一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせるためのプログラムである。ここでいう「一致している」とは、予め定められた度合いよりも類似しているということである。より具体的に言えば、予め定められた度合とは、予め数値化された類似の度合いであり、例えば後述のように監視対象の検出値を標準化した値同士を比較する場合、大きい方の値に対する小さい方の値の比率などを指す。またパターン登録プログラム４４は、装置の運転の前に異常判別用データを登録するためのプログラムと、異常が起こったときにその異常データに一致する異常判別データが第２の記憶部６内になかった場合に、その異常データに異常原因や対策などの情報を付して第２の記憶部６内に記憶する（登録する）ためのステップ群を実行するように作成されている。

次に上述の実施の形態の作用について述べると、先ず半導体装置例えば半導体集積回路を製造するための基板であるウエハＷを図示しない搬送アームにより所定枚数ウエハボート２に棚状に載置して、図示しないボートエレベータを上昇させることにより反応容器１内に搬入し、フランジ２２の下端開口部を蓋体１３により塞いだ後、例えば予め設定されたプロセス温度に安定させる。

そして反応容器１内を圧力調整バルブ２５を全開にしていわゆる引き切りとした後、インジェクタ１６から処理ガスを反応容器内２に所定の流量で供給すると共に圧力調整バルブ２５により予め定められた処理圧力になるように圧力が調整される。より詳しく述べると、制御部３内は、処理をおこなうためのレシピ（図示せず）が格納されていて、そのレシピに書かれている設定圧力を読み出し、例えば排気管２３に設けられている圧力検出部２８の圧力検出値と設定圧力とに基づいて、圧力調整バルブ２５のアクチェータに相当する駆動部２６にバルブ調整信号を送ってバルブ２０の角度を調整する。

また温度制御に関しては、制御部３は外部温度検出部１０ａ及び内部温度検出部１０ｂから夫々温度検出値を取り込み、その温度検出値と前記レシピに書かれている設定温度とに基づいて、電力制御部１９に制御信号である電力指令値を出力し、反応容器１の処理雰囲気が設定温度になるようにコントロールされる。こうして反応容器１内が予め設定された加熱雰囲気、圧力雰囲気に維持され、ウエハＷに対して成膜処理が行われ、その後、反応容器１内をパージガスで置換した後、ウエハボート２が反応容器１から搬出されて一連のプロセスが終了する。

一方各監視対象の監視結果、即ち各検出値は、半導体製造装置本体１００から通信部３１を介して例えば１秒間隔で装置データ記憶部３２に取り込まれ、このためウエハＷに対して成膜処理を行っている間の監視対象の時々刻々のデータが記憶され、この監視結果に基づいて装置の異常検出が行われる。この異常検出について図４に示すフローを参照しながら説明する。先ず異常検出プログラム４１により装置データ記憶部３２内に取り込まれる監視結果に基づいて異常を検出する（ステップＳ１）。

図５は、異常検出の様子を示す図であり、外部温度検出部１０ａの一つの検出値（外部温度検出値）が時刻ｔ１にて管理値を越えており、例えばこの時点で異常と判断される。この場合、外部温度検出値が管理値を越えているか否かというステップを用いてもよいが、図６に示すように温度系の中で互いに関連する監視対象をグループ化した監視対象群の検出値、例えば外部温度検出値、内部温度検出値及び対応するヒータ１７のパワーについて、多変量解析の手法の一つであるマハラノビスの距離を求め、その値が管理値を越えたときに異常検出と判定する
ステップを用いてもよい。後者の検出手法は、前者に比べて各検出値の相関関係を考慮しているという理由で好ましい。

そして異常が検出されると、例えばどの監視対象に異常が発生したか、あるいは多変量解析値を監視している場合には、どの変数群（図６の場合には、外部温度検出値、内部温度検出値、ヒータ１７のパワー）において異常が発生したかが表示部３４に表示されると共に、例えば異常報知部３５により異常を報知する（ステップＳ２）。異常報知については、具体的には例えばアラームを鳴動したりあるいは警告灯を点灯させたりする。次いでオペレータは、この表示を見て、異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果、例えば上記の変数群である外部温度検出値、内部温度検出値、ヒータ１７のパワーの組み合わせを選択する（ステップＳ３）。図８は、オペレータが監視対象の組み合わせ即ち変数の組み合わせを選択するための画面の表示のイメージを示している。

こうして変数の組み合わせが選択されて、例えば画面の検索のソフトスイッチがオンになると異常データ作成プログラム４２が既述のようにしてこれら検出値の各々を標準化し、例えば図５に示すように標準化された各検出値の組み合わせパターンを作成し（ステップＳ４）、第１の記憶部５に記憶すると共に画面にそのパターンが表示される。

更に検索プログラム４３により第１の記憶部５内の前記組み合わせパターン（異常データ）に対して、図３に示したような第２の記憶部６内の組み合わせパターンのモデル（異常判別データ）の中で一致しているモデルを検索する。つまり図５に示すように第１の記憶部５内の前記組み合わせパターンと第２の記憶部６内の組み合わせパターンのモデルの各々とを比較して一致の有無を判断する（ステップＳ５、ステップＳ６）。ここでいう一致とは、予め定めた類似の度合いよりも似ている場合を意味する。例えば図７（ａ）に示すように、異常データである、外部温度検出値、内部温度検出値及びヒータ１７のパワーの夫々について標準化された値と、異常判別用データである、対応するパターンのモデルにおける各標準化の値（規格値）とを比較し、全てが予め数値化した類似度合いよりも類似していれば「一致」として判定される。図７（ａ）の例では、外部温度検出値、内部温度検出値及びヒータパワーの夫々について標準化された値の類似度合い、例えば大きい方の値に対する小さい方の値の割合が９０％、１００％、９０％であり、例えば８０％を類似度合いの閾値とすれば、全て８０％を越えているので、「一致」と判定される。なお類似度合いの決め方については、この手法に限定されるものではない。

更にまた第２の記憶部６内の異常判別データである、監視結果の組み合わせに基づいたデータのモデルとしては、上述の例に限られず例えば図７（ｂ）に示すように検出値を標準化した値が基準値よりも大きいか小さいかの「大」、「小」の組み合わせであってもよい。この場合、異常データについては、外部温度検出値、内部温度検出値及びヒータパワーの値が例えば「大」、「小」、「大」の組み合わせデータとなり、異常判別データの中に、対応する監視対象についてこの組み合わせがあれば、一致していると判断されることとなる。即ちこの例は、検出値を標準化した値を更に閾値により評価し、その評価結果の組み合わせを異常データとする例に相当する。

こうして異常データといわばライブラリーとでもいうべき異常判別データとが比較され、一致しているデータが見つかれば、そのデータ（図３に示すようなデータ）を表示部３４に表示する（ステップＳ７）。これによりオペレータは異常の原因を推定することができ、また対処についても表示されることから、その対処と同じ対処を行うか、あるいはその対処を参考にしてより適切な対処を行う。

これに対して、一致しているデータが見つからなければ、オペレータが例えば装置メーカと相談するなどして、異常の原因究明を行い（ステップＳ８）、原因を突き止めて対処した後、今回の異常データを第２の記憶部６に異常判別データであるデータのモデルとして登録する（ステップＳ９）。図９はこの登録を行うための画面の表示のイメージを示し、オペレータは、今回登録すべき組み合わせパターンに対応付けて異常の状況、異常原因など、図３に示したと同様に上方を入力し、データコードを付して登録のスイッチをオンにして登録を行う。

上述実施の形態によれば、装置の異常に関連する複数の監視対象の監視結果の組み合わせに基づいたデータ例えばその組み合わせのパターンのモデルを用意しておくと共にそのモデルと異常の原因とその異常に対する対策とを対応付けた異常判別データを第２の記憶部６に記憶しておき、装置の異常が検出されたときに、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づいた異常データに対し、前記異常判別データのモデルの中で一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因とその異常に対する対策を含む情報を読み出して知らせるようにしているので、異常の原因を容易に推定することができ、更に異常の原因に対する対策を容易に立てることができ、的確かつ速やかな対応をとることができる。
本発明の半導体製造装置として縦型減圧ＣＶＤ装置を例にとって説明したが、本発明は、枚葉の熱処理装置、ドライエッチング装置、アッシング装置、レジストの塗布、現像を行う塗布、現像装置などに適用することができる。

本発明の半導体製造装置を縦型熱処理装置である減圧ＣＶＤ装置に適用した実施の形態の構成と制御系とを示す構成図である。 上記の実施の形態に用いられる制御部を示すブロック図である。 上記の実施の形態に用いられる異常判別データ（データのモデル）を示す説明図である。 上記の実施の形態の作用を示すフロー図である。 上記の実施の形態の作用を模式的に示す説明図である。 複数の監視結果について、所定のアルゴリズムにより計算した計算値の推移を示す特性図である。 異常データと異常判別データとの比較の様子を模式的に示す説明図である。 監視結果の組み合わせを選択するための画面のイメージを示す説明図である。 異常判別データを新規に登録するための画面のイメージを示す説明図である。

符号の説明

１ 反応容器
１０ａ 外部温度検出部
１０ｂ 内部温度検出部
１７ ヒータ
１９ 電力制御部
２ ウエハボート
２２ 排気ポート
２３ 真空排気路をなす排気管
２５ 圧力調整バルブ
２６ 駆動部
２７ 角度検出部
２８ 圧力検出部
３ 制御部
３２ 装置データ記憶部
３４ 異常報知部
３５ 異常報知部
３６ 累積膜厚管理部
４１ 異常検出プログラム
４２ 異常データ作成プログラム
４３ 検索プログラム
４４ パターン登録プログラム

Claims (10)

1. 半導体装置を製造するために基板に対して処理を行うように構成され、装置の状態に影響を与える因子である監視対象の監視結果に基づいて装置の異常を検出する半導体製造装置において、
   複数の監視対象を夫々監視する複数の監視手段と、
   これら複数の監視手段の少なくとも一つの監視手段の監視結果に基づいて装置の異常を検出する異常検出手段と、
   複数の監視対象の監視結果である検出値を標準化した値の組み合わせに基づいたデータのモデルと異常原因とを対応付けた異常判別データを記憶する記憶部と、
   前記異常検出手段により装置の異常が検出されたときに、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果である検出値を標準化し、標準化した値の組み合わせに基づいた異常データを作成するための異常データ作成手段と、
   この異常データ作成手段で作成された異常データに対し、対応する監視対象について前記記憶部内の前記異常判別データのモデルの中で予め定められた度合いよりも類似しているモデルの有無を検索し、前記類似しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせる検索手段と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
2. 予め定められた度合いよりも類似しているデータのモデルは、予め数値化された類似度合いよりも類似しているデータのモデルであることを特徴とする請求項１記載の半導体製造装置。
3. 少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づくデータは、各監視対象の監視結果である検出値を標準化した値を更に閾値により評価し、その評価結果の組み合わせであることを特徴とする請求項１または２記載の半導体製造装置。
4. 半導体装置を製造するために基板に対して処理を行うように構成され、装置の状態に影響を与える因子である監視対象の監視結果に基づいて装置の異常を検出する半導体製造装置において、
   複数の監視対象を夫々監視する複数の監視手段と、
   これら複数の監視手段の少なくとも一つの監視手段の監視結果に基づいて装置の異常を検出する異常検出手段と、
   複数の監視対象の監視結果の組み合わせパターンに基づいたデータのモデルと異常原因とその異常に関連するデータとを対応付けた異常判別データを記憶する記憶部と、
   前記異常検出手段により装置の異常が検出されたときに、前記複数の監視対象の中から選択された、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づいた異常データを作成するための異常データ作成手段と、
   この異常データ作成手段で作成された異常データに対し、対応する監視対象について前記記憶部内の前記異常判別データのモデルの中で一致しているモデルの有無を検索し、一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせる検索手段と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
5. 異常に関連するデータは、異常に対する対策を含み、
   前記検索手段は、一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因に加えて対策を読み出して知らせることを特徴とする請求項４記載の半導体製造装置。
6. 半導体装置を製造するために基板に対して処理を行うように構成され、装置の状態に影響を与える因子である監視対象の監視結果に基づいて装置の異常を検出する半導体製造装置において、
   複数の監視対象を夫々監視する複数の監視手段と、
   これら複数の監視手段の少なくとも一つの監視手段の監視結果に基づいて装置の異常を検出する異常検出手段と、
   複数の監視対象の監視結果の組み合わせに基づいたデータのモデルと異常原因とを対応付けた異常判別データを記憶する記憶部と、
   前記異常検出手段により装置の異常が検出されたときに、前記複数の監視対象の中から選択された、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づいた異常データを作成するための異常データ作成手段と、
   この異常データ作成手段で作成された異常データに対し、対応する監視対象について前記記憶部内の前記異常判別データのモデルの中で一致しているモデルの有無を検索し、一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせる検索手段と、
   前記一致しているモデルが存在しないときには、異常データを新たなパターンに基づくデータのモデルとして異常原因と対応付けて記憶部に登録するための登録手段と、を備えたことを特徴とする半導体製造装置。
7. 半導体装置を製造するために基板に対して処理を行うように構成された半導体製造装置に用いられるコンピュータプログラムであって、
   装置の状態に影響を与える因子である複数の監視対象を夫々監視する複数の監視手段のうちの、少なくとも一つの監視手段の監視結果に基づいて装置の異常を検出するステップと、
   装置の異常が検出されたときに、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の監視結果の組み合わせに基づく異常データを作成するステップと、
   このステップで作成された異常データに対して、複数の監視対象の監視結果の組み合わせに基づくデータのモデルと異常原因とを対応付けた異常判別データを記憶する記憶部を参照し、対応する監視対象について監視結果の組み合わせに基づくデータのモデルの中で一致しているモデルの有無を検索するステップと、
   一致しているモデルが存在したときにはそのモデルに対応する異常原因を読み出して知らせるステップと、
   前記一致しているモデルが存在しないときには、検索の対象となった組み合わせに基づく異常データを新たな異常判別データにおけるモデルとして異常原因と対応付けて記憶部に登録するステップと、を実行するように構成されたことを特徴とするコンピュータプログラム。
8. 監視対象の監視結果の組み合わせに基づいたデータは、監視結果の組み合わせパターンであることを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラム。
9. 装置の異常が検出されたときに、その異常に関連する少なくとも２つの監視対象の検出値の各々を標準化し、標準化された値に基づいて当該監視結果の組み合わせに基づく異常データを作成するステップを更に含むことを特徴とする請求項７記載のコンピュータプログラム。
10. 請求項７ないし９のいずれか一つに記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。

Images