JP5774331B2 - 基板処理システム、管理装置、データ解析方法、及びデータ解析プログラム - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置と基板処理装置による処理を管理する管理装置とを含む基板処理システムに関する。

半導体製造分野では、半導体製造装置の生産履歴や稼動状態が閲覧できる群管理システムを使用し半導体生産効率の向上を図っている。また、蓄積したモニタデータ（半導体製造装置の稼動状態に関する測定データ）にてＦＤＣ（Fault Detection & Classification）を行い、装置の健全性を確認し、その異常をアラームにて通知することで不良生産の防止も行なっている。また、ＦＤＣの異常検知には統計解析手法（ＳＰＣ：Statistical Process Control）を用いる方法が知られている。

また、従来のＦＤＣでは、経験者がその知識を基に成膜異常となる組み合わせ（パターン）を想定し、このパターンを用いてモニタデータを解析し、ＦＤＣに用いるパターン（コンテンツ）の候補を多数作成し、その後の評価又は結果により、コンテンツの候補の中から消去法で有効なコンテンツのみを残していく方式がとられている。

例えば、コンテンツに基づいてＦＤＣ監視を行なっている場合に、成膜工程の異常が発生した場合、現在のコンテンツは有効なコンテンツではなく、削除又は調整を行うこととなる。

なお、成膜異常とは、基板処理により、基板（ウエハ）の表面に形成される膜に関する所定の品質チェックで発見された異常をいう。したがって、成膜異常を直接示すモニタデータは存在せず、モニタデータを解析する必要がある。

このように成膜異常が発生したらコンテンツの再評価を行いながら、適切なコンテンツを再作成していくことになるが、これには時間と労力が必要であり、ＦＤＣの実運用に取り掛かるまでに時間を要す問題があった。

本発明の目的は、モニタデータの解析を要する異常（例えば、成膜異常）について監視するために、最適なコンテンツを作成する仕組みを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明にかかる基板処理システムは、基板を処理する基板処理装置と、前記基板処理装置から送信される測定データを蓄積する蓄積手段と、前記基板処理装置の稼動状態に関する前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段と、を備えた管理装置と、を含む。

また、本発明にかかる管理装置は、基板処理装置の稼動状態に関する測定データを蓄積する蓄積手段と、前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段とを備える。

また、本発明にかかるデータ解析方法は、基板処理装置の稼動状態に関する測定データを収集し、前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量、及び前記統計量の判定に用いる条件からなる組み合わせについて、収集された測定データのうち、指定された所定の時間範囲における前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する。

本発明によれば、莫大な量の過去のモニタデータの解析に適切なコンテンツが抽出でき、又、異常発生時にモニタデータの解析に費やす時間を短縮できる。

本発明の実施形態に係る基板処理装置の斜透視図である。 本発明の実施形態に係る基板処理装置の側面透視図である。 本発明の実施形態に係る基板処理装置の処理炉の縦断面図である。 本発明の実施形態に係る基板処理システムのブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る代表値データを時系列で表したグラフである。 本発明の実施形態に係る成膜ステップにおけるＳＰＣグラフである。 本発明の実施形態に係る異常パターンを抽出する方法を説明する図であり、（ａ）は、成膜ステップにおけるＳＰＣグラフを示し、（ｂ）は、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルを示し、（ｃ）は、異常パターン・テーブルを示す。 本発明の実施形態に係る異常パターン抽出部と異常予兆パターン抽出部との違いを説明する図であり、（ａ）は、異常パターン抽出部による解析の対象となるデータ列を示したグラフであり、（ｂ）は、異常予兆パターン抽出部による解析の対象となるデータ列を示したグラフであり、（ｃ）は、異常予兆パターン・テーブルを示している。 本発明の実施形態に係るコンテツン登録処理のフロー図である。 本発明の実施形態に係る異常予兆パターンの抽出方法を説明する図であり、（ａ）は、異常パターン・テーブルを示し、（ｂ）は、代表値データを時系列で表したグラフであり、（ｃ）は、基準ＳＰＣグラフを示し、（ｄ）は、温度安定ステップにおけるＳＰＣグラフを示す。 本発明の実施形態に係る異常予兆パターン・テーブルを示す。

以下、本発明の第１実施形態について説明する。

（１）基板処理装置の構成
本実施形態に係る基板処理装置１００の構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る基板処理装置１００の斜透視図である。図２は、本実施形態に係る基板処理装置１００の側面透視図である。なお、本実施形態に係る基板処理装置１００は、例えばウエハ等の基板に成膜処理、酸化処理、拡散処理などを行なう縦型の装置として構成されている。

図１、図２に示すように、本実施形態に係る基板処理装置１００は、耐圧容器として構成された筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの正面前方には、メンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が設けられている。正面メンテナンス口１０３には、正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４が設けられている。

シリコン（Ｓｉ）等で構成される基板としてのウエハ２００を筐体１１１内外へ搬送するには、複数のウエハ２００を収納するウエハキャリア（基板収容器）としてのポッド１１０が使用される。筐体１１１の正面壁１１１ａには、ポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が、筐体１１１内外を連通するように開設されている。ポッド搬入搬出口１１２は、フロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。ポッド搬入搬出口１１２の正面下方側には、ロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されている。ポッド１１０は、工程内搬送装置（図示せず）によって搬送され、ロードポート１１４上に載置されて位置合わせされるように構成されている。

筐体１１１内におけるロードポート１１４の近傍には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されている。筐体１１１内のポッド搬送装置１１８のさらに奥、筐体１１１内の前後方向の略中央部における上方には、回転式ポッド棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されている。回転式ポッド棚１０５の下方には、一対のポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１が上下段にそれぞれ設置されている。

ポッド搬送装置１１８は、ポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと、搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されている。ポッド搬送装置１１８は、ポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作により、ロードポート１１４、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ１２１の間で、ポッド１１０を相互に搬送するように構成されている。

回転式ポッド棚１０５上には、複数個のポッド１１０が保管されるように構成されている。回転式ポッド棚１０５は、垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、上中下段の各位置において支柱１１６に放射状に支持された複数枚の棚板（基板収容器載置台）１１７と、を備えている。複数枚の棚板１１７は、ポッド１１０を複数個それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。

ポッドオープナ１２１が配置される筐体１１１内の下部には、サブ筐体１１９が筐体１１１内の前後方向の略中央部から後端にわたって設けられている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａには、ウエハ２００をサブ筐体１１９内外に搬送する一対のウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１２０が、垂直方向に上下二段に並べられて設けられている。ポッドオープナ１２１は、上下段のウエハ搬入搬出口１２０にそれぞれ設置されている。

各ポッドオープナ１２１は、ポッド１１０を載置する一対の載置台１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３と、を備えている。ポッドオープナ１２１は、載置台１２２上に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。

サブ筐体１１９内には、ポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚１０５等が設置された空間から流体的に隔絶された移載室１２４が構成されている。移載室１２４の前側領域にはウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されている。ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａと、ウエハ移載装置１２５ａを昇降させるウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂと、で構成されている。図１に示すように、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは、サブ筐体１１９の移載室１２４前方領域右端部と筐体１１１右側端部との間に設置されている。ウエハ移載装置１２５ａは、ウエハ２００の載置部としてのツイーザ（基板保持体）１２５ｃを備えている。ウエハ移載装置１２５ａを挟んでウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとは反対の側には、ウエハ２００の円周方向の位置を合わせる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置（図示せず）が設置されている。ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ及びウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、後述のボート２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）するように構成されている。

移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、ウエハ２００を処理する処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。なお、処理炉２０２の構成については後述する。

図１に示すように、サブ筐体１１９の待機部１２６右端部と筐体１１１右側端部との間には、ボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５の昇降台には、連結具としてのアーム１２８が連結されている。アーム１２８には、炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられている。シールキャップ２１９は、ボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。

ボート（基板保持具）２１７は複数本の保持部材を備えている。ボート２１７は、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウエハ２００を、中心を揃えて垂直方向に整列させた状態でそれぞれ水平に保持するように構成されている。

図１に示すように、移載室１２４のウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ側及びボートエレベータ１１５側と反対側の左側端部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア１３３を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４が設置されている。クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ノッチ合わせ装置、ウエハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７の周囲を流通した後、図示しないダクトにより吸い込まれて筐体１１１の外部に排気されるか、もしくはクリーンユニット１３４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環されて、移載室１２４内に再び吹き出されるように構成されている。

（２）基板処理装置の動作
次に、本実施形態に係る基板処理装置１００の動作について、図１、図２を参照しながら説明する。以下の動作は、例えば搬送レシピに基づいて実施される。搬送レシピは、基板処理装置１００内のウエハ２００の搬送に用いられ、例えば、基板処理を行うプロセスレシピと併用されて基板処理工程に適用される。

図１、図２に示すように、ポッド１１０がロードポート１１４に載置されると、ポッド搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放される。ロードポート１１４の上のポッド１１０は、ポッド搬送装置１１８によってポッド搬入搬出口１１２から筐体１１１内部へと搬入される。

筐体１１１内部へと搬入されたポッド１１０は、ポッド搬送装置１１８によって回転式ポッド棚１０５の棚板１１７上へ自動的に搬送されて一時的に保管された後、棚板１１７上から一方のポッドオープナ１２１の載置台１２２上に移載される。筐体１１１内部へと搬入されたポッド１１０は、ポッド搬送装置１１８によって直接ポッドオープナ１２１の載置台１２２上に移載されてもよい。ポッドオープナ１２１のウエハ搬入搬出口１２０はキャップ着脱機構１２３によって閉じられており、移載室１２４内にはクリーンエア１３３が流通され、充満されている。例えば、不活性ガス等のクリーンエア１３３で移載室１２４内が充満されることにより、移載室１２４内の酸素濃度が例えば２０ｐｐｍ以下となり、大気雰囲気となっている筐体１１１内の酸素濃度よりも遥かに低くなるように設定されている。

載置台１２２上に載置されたポッド１１０は、その開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａに設けられたウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、ポッド１１０のキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口が開放される。その後、ウエハ２００は、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてポッド１１０内からピックアップされ、ノッチ合わせ装置にて円周方向の位置合わせがされた後、移載室１２４の後方にある待機部１２６内へ搬入され、ボート２１７内に装填（チャージング）される。ボート２１７内にウエハ２００を装填したウエハ移載装置１２５ａは、ポッド１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７内に装填する。

ウエハ移載機構１２５によって、一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１からボート２１７へとウエハ２００を装填する間に、他方（下段または上段）のポッドオープナ１２１の載置台１２２上には、別のポッド１１０が回転式ポッド棚１０５上からポッド搬送装置１１８によって搬送されて移載され、上記ウエハ２００の装填作業と同時進行で、ポッドオープナ１２１によるポッド１１０の開放作業が行われる。

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７は、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより処理炉２０２内へ搬入（ボートローディング）される。

ローディング後は、処理炉２０２内にてウエハ２００に任意の処理が実施される。処理後は、ノッチ合わせ装置によるウエハの位置合わせを除き、上述の手順とほぼ逆の手順で、処理後のウエハ２００を格納したボート２１７が処理炉２０２内より搬出され、処理後のウエハ２００を格納したポッド１１０が筐体１１１外へと搬出される。

（３）処理炉の構成
続いて、本実施形態に係る処理炉２０２の構成について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る基板処理装置１００の処理炉２０２の縦断面図である。

図３に示すように、処理炉２０２は、反応管としてのプロセスチューブ２０３を備えている。プロセスチューブ２０３は、内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５と、を備えている。インナーチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ₂）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４内の筒中空部には、基板としてのウエハ２００を処理する処理室２０１が形成されている。処理室２０１内は、後述するボート２１７を収容可能なように構成されている。アウターチューブ２０５は、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。アウターチューブ２０５は、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。アウターチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなる。

プロセスチューブ２０３の外側には、プロセスチューブ２０３の側壁面を囲うように、加熱機構としてのヒータ２０６が設けられている。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。

プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３とには、温度制御部２３７が電気的に接続されている。温度制御部２３７は、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づいて、処理室２０１内の温度が所望のタイミングにて所望の温度分布となるように、ヒータ２０６への通電具合を調整するよう構成されている。

アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状になるように、マニホールド２０９が設けられている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、インナーチューブ２０４の下端部とアウターチューブ２０５の下端部とにそれぞれ係合しており、これらを支持するように設けられている。なお、マニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９とにより反応容器が形成される。

マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は、例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９は、プロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された基板保持具昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって、垂直方向に昇降されるように構成されている。シールキャップ２１９を昇降させることにより、ボート２１７を処理室２０１内外へ搬送することが可能なように構成されている。

シールキャップ２１９の中心部付近であって処理室２０１と反対側には、ボート２１７を回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持している。回転機構２５４は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させることが可能なように構成されている。

ボートエレベータ１１５及び回転機構２５４には、搬送制御部２３８が電気的に接続されている。搬送制御部２３８は、回転機構２５４及びボートエレベータ１１５が所望のタイミングにて所望の動作をするように、これらを制御するよう構成されている。なお、搬送制御部２３８は、上述のポッドエレベータ１１８ａ、ポッド搬送機構１１８ｂ、ポッドオープナ１２１、ウエハ移載装置１２５ａ、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ等にも電気的に接続され、これら各部が所望のタイミングにて所望の動作をするように、これらを制御するよう構成されている。主に、ボートエレベータ１１５、回転機構２５４、ポッドエレベータ１１８ａ、ポッド搬送機構１１８ｂ、ポッドオープナ１２１、ウエハ移載装置１２５ａ、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂにより、本実施形態に係る搬送系が構成される。

基板保持具としてのボート２１７は、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。ボート２１７は、例えば石英や炭化シリコン等の耐熱性材料からなる。ボート２１７の下部には、例えば石英や炭化シリコン等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わり難くなるように構成されている。

シールキャップ２１９には、ガス導入部としてのノズル２３０が処理室２０１内に連通するように接続されている。ノズル２３０の上流端には、ガス供給管２３２の下流端が接続されている。ガス供給管２３２には、上流側から順に図示しない処理ガスや不活性ガス等の１つ又は複数のガス供給源、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１、図示しない複数のバルブが接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されている。ガス流量制御部２３５は、処理室２０１内に供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるように、ＭＦＣ２４１を制御するよう構成されている。主に、ノズル２３０、ガス供給管２３２、図示しない複数個のバルブ、ＭＦＣ２４１、ガス供給源により、本実施形態に係るガス供給系が構成される。

マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１の上流端が接続されている。排気管２３１は、インナーチューブ２０４とアウターチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。排気管２３１の下流側には、圧力検出器としての圧力センサ２４５、圧力調整装置としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２４２、真空排気装置としての真空ポンプ２４６が上流側から順に接続されている。ＡＰＣ２４２は弁を開閉して処理室２０１内の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節して圧力調整可能な開閉弁である。ＡＰＣ２４２及び圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されている。圧力制御部２３６は、圧力センサ２４５により検出された圧力値に基づいて、処理室２０１内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、ＡＰＣ２４２を制御するよう構成されている。主に、排気管２３１、圧力センサ２４５、ＡＰＣ２４２、真空ポンプ２４６により、本実施形態に係るガス排気系が構成される。

ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、温度制御部２３７、搬送制御部２３８は、基板処理装置１００全体を制御する表示装置制御部２３９に電気的に接続されている（以下、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、温度制御部２３７をＩ／Ｏ制御部とも呼ぶ）。これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、温度制御部２３７、搬送制御部２３８及び表示装置制御部２３９は、基板処理装置用コントローラ２４０の構成の一部を成す。基板処理装置用コントローラ２４０の構成や動作については、後述する。

（４）処理炉の動作
続いて、半導体装置の製造工程の一工程として実施される、上記構成に係る処理炉２０２を用いた基板処理工程について説明する。係る基板処理工程は、ウエハ２００に所定の処理を施すプロセスレシピに基づいて繰り返し実行される。また、プロセスレシピには複数のステップ（工程）が含まれることがある。本実施形態においては、複数のステップを含むプロセスレシピに基づく基板処理工程の一例として、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によりウエハ２００上に薄膜を形成する成膜処理工程について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置１００を構成する各部の動作は基板処理装置用コントローラ２４０により制御される。

（基板搬入ステップ）
まずは、基板搬入ステップを行う。すなわち、複数枚のウエハ２００をボート２１７に装填（ウエハチャージ）し、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７を、ボートエレベータ１１５によって持ち上げて処理室２０１内に搬入（ボートローディング）する。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。

（成膜プロセス）
続いて、以下の減圧ステップから常圧復帰ステップまでの各ステップを行い、ウエハ２００に成膜処理を施す。減圧ステップから常圧復帰ステップまでの各ステップは、本実施形態におけるプロセスレシピである。なお、プロセスレシピが、上記の基板搬入ステップや、後述の基板搬出ステップを含む場合もある。

（減圧ステップ）
まず、処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように、真空ポンプ２４６によって処理室２０１内を真空排気する。この際、圧力センサ２４５が測定した圧力値に基づき、ＡＰＣ２４２の弁開度がフィードバック制御される。

（昇温ステップ）
次に、処理室２０１内が所望の温度となるように、ヒータ２０６によって処理室２０１内を加熱する。この際、温度センサ２６３が検出した温度値に基づき、ヒータ２０６への通電量がフィードバック制御される。続いて、回転機構２５４により、ボート２１７及びウエハ２００を回転させる。

（温度安定ステップ）
次に、温度安定ステップにおいて、加熱された処理室２０１内の温度を安定させる。

（成膜ステップ）
処理室２０１内の温度が安定したら、ガス供給管２３２が備える図示しないバルブを開き、ＭＦＣ２４１により流量制御しながら、ガス供給源から処理室２０１内に処理ガスを供給する。処理ガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０内に流出して排気管２３１から排気される。処理ガスは、処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。予め設定された処理時間が経過したら、処理室２０１内への処理ガスの供給を停止する。

（降温ステップ）
処理ガスの供給を停止したら、ヒータ２０６への電力供給を停止し、ボート２１７およびウエハ２００を所定の温度にまで降下させる。

（常圧復帰ステップ）
ガス供給源から不活性ガスを供給し、処理室２０１内を不活性ガスで置換するとともに、処理室２０１内の圧力を常圧に復帰させる。以上により、プロセスレシピに基づく成膜プロセスが終了する。

（基板搬出ステップ）
その後、基板搬出ステップを行う。すなわち、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を下降してマニホールド２０９の下端を開口するとともに、処理済のウエハ２００を保持するボート２１７をマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３の外部へと搬出（ボートアンローディング）する。処理済のウエハ２００をボート２１７より取り出し、ポッド１１０内へ格納する（ウエハディスチャージ）。以上により、プロセスレシピに基づく成膜処理工程が終了する。

（５）基板処理装置用コントローラの構成
続いて、本実施形態に係る基板処理装置用コントローラ２４０の構成について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る基板処理装置１００と群管理装置５００とで構成される基板処理システムのブロック構成図である。

基板処理装置用コントローラ２４０は、主制御部としての表示装置制御部（操作部）２３９を備えている。表示装置制御部２３９には、ディスプレイ等のデータ表示部２４０ａとキーボード等の入力部２４０ｂとがそれぞれ接続されている。表示装置制御部２３９は、操作員による入力部２４０ｂからの入力（操作コマンドの入力等）を受け付けると共に、基板処理装置１００の状態表示画面や操作入力受付画面等をデータ表示部２４０ａに表示するように構成されている。

基板処理装置用コントローラ２４０は、表示装置制御部２３９にデータ交換可能なように接続された処理制御部２３９ａと、処理制御部２３９ａにデータ交換可能なように接続された、処理炉２０２を制御する上述のＩ／Ｏ制御部（ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、温度制御部２３７）と、を備えている。処理制御部２３９ａは、Ｉ／Ｏ制御部を介して処理炉２０２の動作を制御するとともに、処理炉２０２の状態（温度、ガス流量、圧力等）を示すモニタデータを収集する（読み出す）ように構成されている。

また、基板処理装置用コントローラ２４０は、表示装置制御部２３９にデータ交換可能なように接続された搬送制御部２３８と、搬送制御部２３８にデータ交換可能なように接続されたメカ機構Ｉ／Ｏ２３８ａと、を備えている。メカ機構Ｉ／Ｏ２３８ａには、基板処理装置１００を構成する各部（例えばボートエレベータ１１５、回転機構２５４、ポッドエレベータ１１８ａ、ポッド搬送機構１１８ｂ、ポッドオープナ１２１、ウエハ移載装置１２５ａ、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ等）が接続されている。搬送制御部２３８は、メカ機構Ｉ／Ｏ２３８ａを介して基板処理装置１００を構成する各部の動作を制御するとともに、基板処理装置１００を構成する各部の状態（例えば位置、開閉状態、動作中であるかウエイト状態であるか等）を示すモニタデータを収集する（読み出す）ように構成されている。すなわち、モニタデータは基板処理装置の稼動状態について示す測定データである。

また、基板処理装置用コントローラ２４０は、表示装置制御部２３９に接続されたデータ保持部２３９ｅを備えている。データ保持部２３９ｅには、基板処理装置用コントローラ２４０に種々の機能を実現するプログラムや、処理炉２０２にて実施される基板処理工程の設定データ（レシピデータ）や、Ｉ／Ｏ制御部（ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、温度制御部２３７）や搬送制御部２３８から読み出した各種データ等が保持（格納）されるように構成されている。

また、基板処理装置用コントローラ２４０は、表示装置制御部２３９に接続された通信制御部２３９ｂを備えている。通信制御部２３９ｂは、Ｉ／Ｏ制御部（ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、温度制御部２３７）を介して読み出した処理炉２０２の状態（温度、ガス流量、圧力等）を示すモニタデータを、処理制御部２３９ａ及び表示装置制御部２３９を介して受信し、群管理装置５００へ送信することが可能なように構成されている。また、通信制御部２３９ｂは、メカ機構Ｉ／Ｏ２３８ａを介して読み出した基板処理装置１００を構成する各部の状態（位置、開閉状態、動作中であるかウエイト状態であるか等）を示すモニタデータを、搬送制御部２３８及び表示装置制御部２３９を介して受信し、群管理装置５００へ送信することが可能なように構成されている。

（６）群管理装置の構成
続いて、上述の基板処理装置１００とデータ交換可能なように構成された本実施形態に係る群管理装置５００の構成について、主に図４を参照しながら説明する。

図４に示すように、群管理装置５００は、中央処理装置（ＣＰＵ）として構成された制御部５０１と、内部に共有メモリ５０２領域を有するメモリ（図示せず）と、ＨＤＤなどの記憶装置として構成された記憶部５０３と、ディスプレイ装置等の表示部としてのデータ表示部５０５と、キーボード等の入力部５０６と、通信部としての通信制御部５０４と、を有するコンピュータとして構成されている。上述のメモリ、記憶部５０３、データ表示部５０５、入力部５０６、通信制御部５０４は、内部バス等を介して制御部５０１とデータ交換可能なように構成されている。また、制御部５０１は、図示しない時計機能を有している。

（通信制御部）
通信部としての通信制御部５０４は、ネットワーク４００を介して基板処理装置用コントローラ２４０の通信制御部２３９ｂに接続されていると共に、Ｉ／Ｏ制御部（ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、温度制御部２３７）及びメカ機構Ｉ／Ｏ２３８ａに接続されている。通信制御部５０４は、基板処理装置１００からモニタデータを受信し、共有メモリ５０２に渡すように構成されている。

通信制御部５０４は、モニタデータの受信のタイミングとして、所定の間隔（例えば０．１秒間隔）で定期的に受信したり、各イベントの発生時、例えばレシピやステップが終了したタイミングで受信したり、或いはモニタデータの発生時にその都度受信したりするように構成されている。

共有メモリ５０２に渡されるモニタデータには、モニタデータを特定するデータＩＤと、モニタデータの発生源である基板処理装置１００を特定する装置特定情報（装置名称など）と、モニタデータの発生時に基板処理装置１００が実行していたレシピを特定するレシピ特定情報と、モニタデータの収集時に基板処理装置１００内で発生したイベントを特定するイベント特定情報と、モニタデータの発生時刻を示す時刻情報（時刻データ）と、が付加されるように構成されている。

（記憶部）
記憶部５０３には、データベースプログラム、代表値データ生成プログラム、代表値データ加工プログラム、ＦＤＣ監視プログラム、異常パターン抽出プログラム、及び異常予兆パターン抽出プログラムがそれぞれ格納されている。データベースプログラムは、記憶部５０３から上述のメモリ（図示せず）に読み出されて制御部５０１に実行されることにより、後述するデータベース５０３ｄを記憶部５０３内に実現するように構成されている。代表値データ生成プログラムは、記憶部５０３から上述のメモリ（図示せず）に読み出されて制御部５０１に実行されることにより、後述する代表値データ生成部５１１を群管理装置５００に実現するように構成されている。代表値データ加工プログラムは、記憶部５０３から上述のメモリ（図示せず）に読み出されて制御部５０１に実行されることにより、後述する代表値データ加工部５１２を群管理装置５００に実現するように構成されている。ＦＤＣ監視プログラムは、記憶部５０３から上述のメモリ（図示せず）に読み出されて制御部５０１に実行されることにより、後述するＦＤＣ監視部５１３を群管理装置５００に実現するように構成されている。異常パターン抽出プログラムは、記憶部５０３から上述のメモリ（図示せず）に読み出されて制御部５０１に実行されることにより、後述する異常パターン抽出部５１４を群管理装置５００に実現するように構成されている。異常予兆パターン抽出プログラムは、記憶部５０３から上述のメモリ（図示せず）に読み出されて制御部５０１に実行されることにより、後述する異常予兆パターン抽出部５１５又は異常予兆パターン抽出部５１６を群管理装置５００に実現するように構成されている。また、記憶部５０３には、後述するパターン抽出条件５０３ｐが、読み出し可能に格納されている。

蓄積部としてのデータベース５０３ｄは、データベースプログラムが実行されると、通信制御部５０４が受信して共有メモリ５０２に格納したモニタデータを、上述のデータＩＤ、装置特定情報、レシピ特定情報、イベント特定情報、時刻データにそれぞれ関連づけて、読み出し可能に格納するように構成されている。

パターン抽出条件５０３ｐは、入力部５０６から代表値データの基となるモニタデータを抽出する区間についての条件を受け付けると、制御部５０１により読み出されるよう構成される。モニタデータを抽出する区間としては、例えば基板処理装置１００内での所定のイベントの発生に関連づけられた区間がある。ここで、イベントとは、基板処理装置１００内において発生する事象や基板処理装置１００の各部の動作等をいい、例えばレシピやステップの実行開始や実行終了等のほか、バルブの開閉動作やセンサのオン・オフ、エラーの発生、操作員による各種操作等、レシピの実行によって時系列順に発生するイベントや、必ずしもレシピの実行によらないイベントも含まれる。

モニタデータの抽出区間を所定のイベント発生に関連づけた抽出条件の例を挙げると、例えば所定のイベント間の期間に発生したモニタデータを抽出する条件が考えられる。所定のイベント間の期間としては、例えば所定のレシピやステップの実行開始から実行終了までの期間、ウエハ２００の搬入開始から搬出終了までの期間、すなわち、上述の基板搬入ステップにおけるボート２１７へのウエハ２００の装填開始から基板搬出ステップにおけるボート２１７からのウエハ２００の脱装終了までの期間等がある。この他にも、所定のイベント発生から一定期間内を抽出したり（例えば、バルブの開放から１０秒間を抽出）、所定のイベント発生から定期的に反復して抽出したり（例えば、ヒータ２０６の通電開始から１０分おきに抽出）、所定のイベント発生から所定数のモニタデータが得られるまでの区間、或いはモニタデータが所定値になるまでの区間で抽出したりするように抽出条件を設定することができる。また、上記に挙げた区間の設定を複数組み合わせてもよい。

なお、パターン抽出条件５０３ｐは、モニタデータ・テーブルと、統計量テーブルと、異常判定ルール・テーブルとが少なくとも含まれる。

（代表値データ生成部）
代表値データ生成部５１１は、入力部５０６からの指示により、パターン抽出条件５０３ｐが読み出されると、データベース５０３ｄに格納されたモニタデータのうち、入力部５０６より受け付けたモニタデータ抽出条件に適合するモニタデータをデータベース５０３ｄから読み出し、読み出したモニタデータを基に代表値データを生成し、後述の時刻データと併せて、記憶部５０３に実現されたデータベース５０３ｄに読み出し可能に格納するように構成されている。代表値データは、例えば、代表値の名称を示す“代表値名称”情報、平均・最大・最小などの統計量からなる代表値の計算条件を示す“代表値計算条件”情報、代表値が抽出された区間を示す“代表値抽出区間”情報、代表値抽出区間の開始日時と終了日時を示す“代表値抽出日時”情報、代表値そのものを示す“代表値”情報、代表値を生成した日時を示す“代表値生成日時”情報、代表値計算に要した時間を示す“代表値計算時間”情報、代表値計算時に使用したデータ点数を示す“データ点数”情報等がそれぞれ含まれる。尚、モニタデータの抽出条件が、予めパターン抽出条件５０３ｐに定義されていてもよい。

代表値データ生成部５１１は、後述するモニタデータ・テーブルに示されるモニタデータの項目ごとに、後述する統計量テーブルに示される統計量の種類に相当する平均値、最大値、最小値、標準偏差等の代表値を生成する。

図５は、モニタデータがＵゾーンのヒータの温度の実測値である場合を例示する時系列グラフである。上述の基板搬入ステップ（Ｓ１０）、減圧ステップ（Ｓ１１）、昇温ステップ（Ｓ１２）、温度安定ステップ（Ｓ１３）、成膜ステップ（Ｓ１４）、降温ステップ（Ｓ１５）、常圧復帰ステップ（Ｓ１６）、及び基板搬出ステップ（Ｓ１７）を含むプロセスレシピに基づく基板処理装置１００による処理を実施して得られる温度のモニタデータをグラフ化して示している。図５の横軸は時刻であり、縦軸はヒータの温度の実測値である。図５を用いて、代表値データ生成部５１１による代表値データの生成方法について説明する。代表値データ生成部５１１は、モニタデータの抽出条件に従って、例えばＳ１０〜Ｓ１７までの各工程の実行開始から実行終了までの期間内の所定の期間、モニタデータをデータベース５０３ｄから読み出すように構成されている。また、代表値データ生成部５１１は、読み出されたそれぞれのモニタデータについて、後述する統計量テーブルに示される統計量の種類に相当する代表値データを生成するように構成されている。生成された代表値データには、基になったモニタデータの発生時刻を示す時刻データが付加され、代表値データ・テーブルが作成されて、データベース５０３ｄに読み出し可能に格納されるように構成されている。

代表値データ生成部５１１は、データベース５０３ｄへの代表値データ及び時刻データの格納が完了したら、代表値データ加工部５１２に対して「代表値データ生成通知」を送信するように構成されている。なお、代表値データ生成部５１１と代表値データ加工部５１２との通信は、例えば共有メモリ５０２を介して行われる。

（代表値データ加工部）
代表値データ加工部５１２は、代表値データ及び代表値データに付加されている時刻データを、データベース５０３ｄから読み出し、これらを表示可能に加工してデータ表示部５０５に表示させるように構成されている。

図６は、代表値データ加工部５１２により加工され、データ表示部５０５に表示されたグラフの一例を示している。図６は、モニタデータの一種であるＵゾーンのヒータの温度の実測値について、作成されたＳＰＣグラフである。図６に示されたグラフの横軸はバッチ数であり、縦軸は成膜ステップ（Ｓ１４）のモニタデータの代表値（温度平均値）である。ここで、バッチ数とは、繰り返し行なわれるバッチ処理における何回目の処理であるかをいう。また、ＳＰＣグラフとは、図６に示すグラフのように統計量（ここでは、各バッチ処理における代表値）を時系列（ここでは、バッチ処理単位）に並べたグラフをいう。よって、図６に示すグラフは、各バッチ処理における成膜ステップでのＵゾーンのヒータ温度についての平均値の変化を示している。

なお、代表値データ加工部５１２は、代表値データの加工・表示のタイミングとして、代表値データ生成部５１１から「代表値データ生成通知」を受信したタイミングだけでなく、入力部５０６から所定の操作による「代表値データ表示要求」を受け付けたタイミング等で代表値データの加工・表示を行うように構成されていてもよい。

（ＦＤＣ監視部）
ＦＤＣ監視部５１３は、モニタデータをＳＰＣグラフを用いて監視し、異常パターン・テーブルに示された後述する異常判定ルールと一致した場合に、前記モニタデータを異常と判断する。また、異常を検知した場合には、例えば、データ表示部５０５に異常を検知した旨を表示するように構成されている。本実施の形態において、異常パターンを抽出する際の異常を検知する手段として利用される。

（異常パターン抽出部）
異常パターン抽出部５１４は、基板処理結果で異常（例えば、成膜異常）が発生した場合、種々のモニタデータをＳＰＣグラフで解析し、モニタデータと前記モニタデータに適用する統計量と前記統計量の判定に用いる条件（異常判定ルール）の組み合わせ（パターン）を抽出するように構成されている。異常パターン抽出部５１４は、具体的には、Ｎ（Ｎは自然数）バッチ目のバッチ処理において異常が発生した場合、異常が発生した工程におけるＮバッチ目までのモニタデータを解析して、異常と判断できるモニタデータのパターンを異常パターンとして抽出する。

図７は、異常パターンを抽出する方法を説明する図であり、図７により、８バッチ目のバッチ処理において成膜ステップで異常が発生した場合を例として説明する。図７（ａ）は、８バッチ目までの成膜ステップにおけるＳＰＣグラフを示している。また、図７（ｂ）は、異常パターン抽出部５１４で用いるモニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルを示している。ここで、モニタデータ・テーブルは、モニタデータについて格納したテーブルであり、例えばモニタデータの項目として、Ｕゾーンのヒータ実測値、Ｃゾーンのヒータパワー、Ｕゾーンの内温実測値、炉内圧力などが格納されている。統計量テーブルとは、代表値データ生成部５１１において代表値の生成に用いられる統計量の種類について格納したテーブルであり、例えば統計量の種類として最大値、最小値、平均値などが格納されている。異常判定ルール・テーブルとは、代表値の経時的な変化が異常であるか否かを判定するための異常判定ルールを格納したテーブルである。異常判定ルールとしては、例えば、ＪＩＳ Ｚ９０２１により規定されているルールを用いる。図７（ｂ）に示す異常判定ルール・テーブルにおいて、例えば、ルール１は「１点のデータが既定の上限を超えた値である」ことを異常判定の条件としており、ルール２は「９点のデータが既定の値を下回っている」ことを異常判定の条件としており、ルール３は「６点のデータが連続して増加している」などとしてルールが定義される。図７（Ｃ）は、異常パターン抽出部５１４により抽出された異常パターンを格納した異常パターン・テーブルを示している。なお、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、異常判定ルール・テーブル、異常パターン・テーブルは、データベース５０３ｄに読み出し可能に格納されるように構成されている。

異常パターン抽出部５１４は、図７（ｂ）に示されるモニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルの組み合わせの数だけモニタデータを解析し、図７（Ｃ）に示されるように、異常判定ルールを満たすモニタデータの組み合わせ（パターン）を抽出する。すなわち、図７に関して、モニタデータと前記モニタデータの統計量の種類とから特定される代表値をバッチ毎に算出し、異常が発生したバッチまで算出された代表値を時系列に表示したＳＰＣグラフにおいて異常判定ルールを満たす前記モニタデータ、前記モニタデータの統計量、異常判定ルールの組み合わせを抽出する。

例えば、異常パターン抽出部５１４は、ＦＤＣ監視部５１３に、モニタデータの一つであるＵゾーンのヒータ実測値と、統計量の種類の一つである平均値と、異常判定ルールの一つであるルール１とを組み合わせて、Ｕゾーンのヒータ実測値の平均値のＳＰＣグラフがルール１を満たすか否か（１点のデータが既定の上限を超えているか否か）を判定させる。このとき、図７（ａ）に示されるバッチ処理単位の時系列のデータでは、異常が発生した８バッチ目において、Ｕゾーンのヒータ実測値の平均値が規定の上限を超えており、ルール１の条件を満たすことになる。異常パターン抽出部５１４は、このように条件を満たす組み合わせを異常パターン・テーブルに格納する。なお、異常パターン抽出部５１４は、データベース５０３ｄの代表値データ・テーブルに格納されている代表値を用いて、異常判定ルールを満たすか否かを判定する。

異常パターン抽出部５１４は、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルについての全ての組み合わせについて解析を行ない、異常判定ルールを満たす組み合わせを異常パターン・テーブルに格納する。

また、異常パターン抽出部５１４は、全ての組み合わせについて解析を行ない、異常パターン・テーブルが作成されると、異常パターン・テーブルに格納されている異常パターンをデータ表示部５０５に表示されるように構成されている。

所定の操作による入力部５０６からの入力（操作コマンドの入力等）により、データ表示部５０５に表示された異常パターンのうち、コンテンツとして利用する異常パターンが、ＦＤＣ監視部５１３に登録されるよう構成されている。

なお、上記の説明では、異常パターン抽出部５１４は、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルについての全ての組み合わせについて解析を行なうとしたが、一部の組み合わせについて解析を行なうようにしてもよい。

異常パターン抽出部５１４によって抽出された異常パターンは、異常が発生した際のモニタデータの変動をＳＰＣにより捕らえたものなので、コンテンツとしての有効性は高い。操作員は、異常パターン抽出部５１４によって抽出された異常パターンから、コンテンツとして用いるものを選択し、ＦＤＣ監視部５１３に再登録するだけなので、適切なコンテンツを容易に登録することが可能となる。
このように、本実施形態によれば、モニタデータ（９００個のデータ）、統計量（１６個のデータ）、異常判定ルール（８種）の全ての組合せから、モニタデータの統計量が異常と判定される組合せを異常パターンとして自動的に抽出できる。よって、この異常パターンから（成膜）異常の要因が判断できる。

しかし、異常パターン抽出部５１４による解析は、上記の例で言えば、成膜ステップで実際に異常が発生した際のデータからの事後処理的に解析を行なっているため、コンテンツとして登録を行なっても、ＦＤＣ監視部５１３が異常を検知した時には既に成膜異常が発生している可能性がある。つまり、適切でないコンテンツが用いられると成膜異常を無駄に繰り返してしまう可能性がある。又、無駄な生産コストを生じてしまう問題があった。

このため、例えば、ＦＤＣ監視部５１３に登録可能なコンテンツ数に制限がある場合には、操作員は、異常パターン抽出部５１４によって抽出された異常パターンのうち、実際に異常が発生する前に異常を予測できる、より有効なコンテンツを選択して登録する必要がある。

本実施形態では、異常予兆パターン抽出部５１５において、実際に異常が発生する前に異常を検知可能なコンテンツを抽出している。

（異常予兆パターン抽出部）
例えば、８バッチ目に異常が発生した場合、異常の発生につながる挙動が７バッチ目にも出ている可能性が高い。そこで、異常予兆パターン抽出部５１５は、異常パターン抽出部５１４において作成された異常パターン・テーブルに格納されている異常パターンを使って、異常が発生したバッチの前のバッチでも検知できないかを再解析する。異常予兆パターン抽出部５１５による再解析により抽出されたパターンは、異常が発生する前に検知できる可能性が、抽出されなかった異常パターンと比べて高く、コンテンツとして登録することで、未然に成膜異常を防ぐことが期待される。

異常予兆パターン抽出部５１５は、異常が発生する前までのバッチ処理のデータに対し解析を行なう点で、異常パターン抽出部５１４と異なる。また、異常パターン抽出部５１４では、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルについての全ての組み合わせについて解析を行なったが、異常予兆パターン抽出部５１５は、異常パターン・テーブルに格納されている組み合わせのみを解析の対象とする。

図８は、異常パターン抽出部５１４と異常予兆パターン抽出部５１５との相違を説明する図であり、図８（ａ）は、異常パターン抽出部５１４による解析の対象となるデータ列の一例を示し、図８（ｂ）は、異常予兆パターン抽出部５１５による解析の対象となるデータ列の一例を示す。また、図８（ｃ）は、異常予兆パターン抽出部５１５により抽出された異常予兆パターンを格納する異常予兆パターン・テーブルを示す。なお、図８においても、８バッチ目に成膜異常が発生した場合を例としており、ヒータ実測値の平均値のＳＰＣグラフである。図８（ａ）に示すように、異常パターン抽出部５１４では、実際に成膜異常が発生した８バッチ目までのデータに対して解析を行なっているが、図８（ｂ）に示すように、異常予兆パターン抽出部５１５では、７バッチ目までのデータに対して解析を行なう。

また、図８（ａ）に示されるデータ列の場合、縦軸のＬゾーンのヒータ実測値の平均値は、３バッチ目から８バッチ目まで連続して増加している。したがって、上述の異常判定ルールのルール３（６点のデータが連続して増加している）に該当する。よって、異常パターン抽出部５１４では、図７（ｃ）に示すように、「Ｌゾーンのヒータ実測値，平均値，ルール３」からなる組み合わせが異常パターンとして抽出され、異常パターン・テーブルに格納される。

ここで、図８（ａ）に示されるデータ列の場合、縦軸のＬゾーンのヒータ実測値の平均値は、２バッチ目から７バッチ目までについても連続して増加している。したがって、図８（ｂ）に示される異常予兆パターン抽出部５１５による解析の対象となるデータ列について、異常パターン抽出部５１４と同様の解析を行なっても、ルール３が当てはまることとなる。したがって、異常予兆パターン抽出部５１５は、「Ｌゾーンのヒータ実測値，平均値，ルール３」からなる組み合わせを異常予兆パターンとして、図８（ｃ）に示されるように、異常予兆パターン・テーブルに格納する。なお、異常予兆パターン・テーブルは、データベース５０３ｄに読み出し可能に格納されるように構成されている。

異常予兆パターン抽出部５１５は、異常パターン・テーブルに格納されている全ての異常パターンについて、異常が発生する前までのバッチ処理のデータに対する解析を行ない、異常判定ルールを満たす組み合わせ（異常パターン）があれば、その組み合わせを異常予兆パターンとして異常予兆パターン・テーブルに格納する。異常予兆パターン抽出部５１５は、異常パターン・テーブルに格納されている全ての異常パターンについて解析が終わると、異常予兆パターン・テーブルに格納されている異常予兆パターンをデータ表示部５０５に表示されるように構成されている。

また、所定の操作による入力部５０６からの入力（操作コマンドの入力等）により、データ表示部５０５に表示された異常予兆パターンのうち、コンテンツとして利用する異常予兆パターンが、ＦＤＣ監視部５１３に登録されるよう構成されている。

したがって、操作員は、異常予兆パターン抽出部５１５によって提示された異常予兆パターンの一覧の中から選択するだけで、基板処理において実際の異常が発生する前に異常の予兆を判断できるコンテンツを、ＦＤＣ監視部５１３に登録することが可能となる。

図９は、本実施形態によるコンテンツ登録までの処理のフローを示す図である。図９は、基板処理における実際の異常の発生から登録されたコンテンツによる監視の開始までの間に行なわれるコンテンツの登録について示している。

まず、ステップＳ２０では、基板処理の一連の工程のうち異常の発生した工程（ステップ）における、異常の発生したバッチ処理と、それよりも過去のバッチ処理のモニタデータに対し、モニタデータ・テーブル、統計量テーブル、及び異常判定ルール・テーブルからなる組み合わせに基づいて異常パターン抽出部５１４による解析が行なわれる。また、ステップＳ２０では、解析して得られた異常パターンを格納した異常パターン・テーブルが作成され、ステップＳ２１へ進む。

ステップＳ２１では、異常の発生した工程（ステップ）における、異常の発生したバッチ処理よりも過去のバッチ処理のモニタデータに対し、異常パターン・テーブルに格納されている組み合わせに基づいて異常予兆パターン抽出部５１５による解析が行なわれる。また、ステップＳ２１では、解析して得られた異常予兆パターンを格納した異常予兆パターン・テーブルが作成され、ステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２では、データ表示部５０５に表示された異常パターン・テーブルの一覧又は異常予兆パターン・テーブルの一覧の中から、操作員により選択されたパターンが、ＦＤＣ監視部５１３にコンテンツとして登録される。

ＦＤＣ監視部５１３にコンテンツが登録されると、ＦＤＣ監視部５１３は、登録されたコンテンツに基づいてモニタデータを監視して、基板処理に関する異常検出を開始する。したがって、適切なコンテンツによりモニタデータの監視が行なわれるようになり、無駄な成膜異常の発生を抑えられる。又、異常の予兆が検知できるので、無駄な生産コストの発生が抑えられる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本実施形態は、異常予兆パターン抽出部５１５の代わりに異常予兆パターン抽出部５１６を有する点を除き、他の構成については第１実施形態に示した構成と同様である。

以下、本実施形態における異常予兆パターン抽出部５１６について説明する。

第１実施形態における異常予兆パターン抽出部５１５では、異常が発生した工程における異常が発生する前までのバッチ処理のデータに対する解析を行うが、本実施形態の異常予兆パターン抽出部５１６では、異常が発生した工程の前工程における、異常が発生した際のバッチ処理までのデータに対して解析を行なう。すなわち、例えば、Ｎ（Ｎは自然数）バッチ目において、基板処理による一連の工程を構成するＭ（Ｍは自然数）番目のステップにおいて、異常が発生した場合、第１実施形態における異常予兆パターン抽出部５１５では、Ｎ−１バッチ目までのＭステップにおけるモニタデータに対して解析を行なうのに対し、本実施形態の異常予兆パターン抽出部５１６では、Ｎバッチ目までのモニタデータであり、かつ、Ｍ−１番目までのステップにおけるモニタデータを解析の対象とする。

異常予兆パターン抽出部５１６は、解析によって定まるパターンを異常予兆パターンとし、異常予兆パターンを格納した異常予兆パターン・テーブル作成する。

例えば、成膜ステップにおいて異常が発生した場合、成膜ステップの前の工程となるステップにおいても異常の発生につながる挙動が生じている可能性が高い。そこで、異常予兆パターン抽出部５１６は、異常パターン抽出部５１４において抽出された異常パターンのＳＰＣグラフと、相関が強いＳＰＣグラフが異常の発生した工程よりも前の工程に存在しないか解析を行なう。ここで、相関の強い工程が見つかった場合には、その工程でモニタデータの異常が発生すると後の工程において実際に処理の異常が発生する可能性が高い。したがって、相関が強いＳＰＣグラフについてのコンテンツをＦＤＣ監視部５１３に登録しておけば、異常が発生する工程の前の工程でプロセスレシピを停止することで、実際の処理における異常の発生を予防することができる。

より具体的には、異常予兆パターン抽出部５１６は、異常パターン・テーブルに格納された異常パターン毎に、異常パターンから特定される基準ＳＰＣグラフをもとに、以下の処理を行なう。ここで、基準ＳＰＣグラフとは、異常が発生した工程における代表値であって、異常パターン（組み合わせ）から特定される代表値を、ＳＰＣグラフとして表したものである。例えば、異常が発生した工程が成膜ステップであった場合、基準ＳＰＣグラフは、「Ｕゾーンのヒータ実測値，平均値，ルール３」の組み合わせからなる異常パターンに対しては、Ｕゾーンのヒータ実測値の平均値が異常パターンから特定される代表値であり、成膜ステップにおける当該代表値をＳＰＣグラフとして現したものが基準ＳＰＣグラフとなる。

まず、異常パターン・テーブルに格納された異常パターンの１つから基準ＳＰＣグラフを作成する。

次に、当該異常パターンから特定される代表値についてのＳＰＣグラフを、異常が発生した工程よりも前の全ての工程分作成し、作成されたそれぞれのＳＰＣグラフと基準ＳＰＣグラフとの相関係数を求める。

異常予兆パターン抽出部５１６は、求められた相関係数が既定の値以上のＳＰＣグラフが存在した場合、当該基準ＳＰＣグラフの異常パターンを異常予兆パターン・テーブルに格納する。

上記の処理を、異常パターン・テーブルに格納された残りの異常パターンについても同様に行なう。

図１０は、異常予兆パターン抽出部５１６による異常予兆パターンの抽出方法を説明する図である。図１０を参照しながら、第１実施形態と同様、８バッチ目に成膜ステップにおいて成膜異常が実際に発生した場合を例として、具体的に説明する。図１０（ａ）は、異常パターン抽出部５１４により抽出された異常パターン・テーブルを示す。図１０（ｂ）は、成膜異常が発生した８バッチ目における代表値の変化をグラフ化したものである。図１０（ｃ）は、異常パターン・テーブルに格納されている異常パターンの１つについての基準ＳＰＣグラフであり、図１０（ｃ）では、図１０（ａ）に示す異常パターン・テーブルに格納された異常パターンのうち、「Ｕゾーンのヒータ実測値，平均値，ルール３」からなる組み合わせの異常パターンについて、成膜ステップの基準ＳＰＣグラフを示している。図１０（ｄ）は、成膜ステップの１つ前の工程である温度安定ステップについてのＳＰＣグラフである。図１０（ｄ）に示すＳＰＣグラフでは、図１０（ｃ）と同様、Ｕゾーンのヒータ実測値の平均値についてグラフとして示している。

異常予兆パターン抽出部５１６は、図１０（ｃ）に示された基準ＳＰＣグラフと、図１０（ｄ）に示された温度安定ステップにおけるＳＰＣグラフとの相関係数を計算する。より具体的には、１バッチ目から異常が発生した８バッチ目までの計８個のデータ点を用いて、相関係数を計算する。

相関係数が既定の値として、例えば、０．８を超える場合には、「Ｕゾーンのヒータ実測値，平均値，ルール３」からなる組み合わせの異常パターンを、異常予兆パターンとして異常予兆パターン・テーブルに格納する。

図１１は、異常予兆パターン抽出部５１６により生成された異常予兆パターン・テーブルの一例を示す図である。図１１に示すように、異常予兆パターン・テーブルには、相関係数が０．８以上であった前工程の種類、及び相関係数の値についても異常予兆パターンとともに格納してもよい。

図１０による上記説明では、成膜ステップの１つ前の工程として温度安定ステップについてのみ説明したが、図１０（ｂ）に示すように、成膜ステップ（Ｓ１４）の前の工程としては、温度安定ステップ（Ｓ１３）のほかに、基板搬入ステップ（Ｓ１０）、減圧ステップ（Ｓ１１）、昇温ステップ（Ｓ１２）があるため、これら全ての工程についても、同様の処理を行なう。

また、「Ｕゾーンのヒータ実測値，平均値，ルール３」からなる組み合わせの異常パターンについての基準ＳＰＣグラフに対し、成膜ステップより前の全ての工程について、相関係数の算出による異常予兆パターンの抽出が終わったら、異常パターン・テーブルに格納されている異常パターンについても、同様に相関係数の算出による異常予兆パターンの抽出を行なう。

異常予兆パターン抽出部５１６によって、抽出された異常予兆パターン・テーブルは、第１実施形態と同様、データ表示部５０５に表示されるように構成されており、操作員による入力部５０６からの入力により、データ表示部５０５に表示された異常予兆パターンのうち、コンテンツとして利用する異常予兆パターンが、ＦＤＣ監視部５１３に登録されるよう構成されている。

なお、上記の説明では、異常パターン・テーブルの全ての異常パターンについて、基準ＳＰＣグラフを作成して前工程のＳＰＣグラフとの相関係数を求めたが、異常パターン・テーブルの一部の異常パターンを対象としてもよい。また、成膜ステップの前の全ての工程を対象とせず、一部の前工程のみを対象としてもよい。

本実施形態によるコンテンツ登録までの処理のフローは、図９で示したフローと同様であるが、図９に示したステップＳ２２の処理が次のようになる。

本実施形態ではステップＳ２１において、異常予兆パターン抽出部５１６によって、異常パターン・テーブルに格納された各異常パターンから特定される基準ＳＰＣグラフに基づいて、異常が発生した工程よりも前の工程を対象としたＳＰＣグラフとの相関係数を求め、相関係数が既定の値を超える場合に、当該異常パターンを異常予兆パターンとして異常予兆パターン・テーブルに格納する。

本実施形態においても、第１実施形態と同様、操作員は、異常予兆パターンの一覧の中から選択するだけで、基板処理において実際の異常が発生する前に異常の予兆を判断できるコンテンツを、ＦＤＣ監視部５１３に登録することが可能となる。

本発明の他の実施形態として、第１実施形態として説明した異常予兆パターン抽出部５１５と第２実施形態として説明した異常予兆パターン抽出部５１６とを両方有する構成としてもよい。

また、基板処理装置と同じフロア（クリーンルーム）に管理装置を配置する必要はなく、例えば、ＬＡＮ接続され、事務所に配置してもよい。また、管理装置において、記憶部（データベース）、制御部、入力部、及びデータ表示部を一体にする必要はなく、それぞれを別体にして、クリーンルーム上に配置されたデータベース内のデータを遠隔で事務所に配置された入力部（端末装置）による解析を行なえるように構成してもよい。

さらに、基板処理装置として、半導体製造装置だけでなく、ＬＣＤ装置のようなガラス基板を処理する装置でも適用できる。さらに、基板処理装置であるエッチング装置、露光装置、リソグラフィ装置、塗布装置、モールド装置、現像装置、ダイシング装置、ワイヤボンディング装置、検査装置等にも同様に適用できる。

また、成膜処理には、例えば、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ、Ｅｐｉその他酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理等を含む。さらに、アニール処理、酸化処理、拡散処理等の処理でも構わない。

以上、本発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

本発明は、特許請求の範囲に記載した事項を特徴とするが、さらに次に記載した事項も本発明の望ましい態様として付記する。
（１）前記抽出手段により抽出された組み合わせのうち、前記基板処理装置による処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせをさらに抽出する予兆抽出手段を備えた請求項１記載の基板処理システム。
（２）前記予兆抽出手段は、繰り返し行なわれた前記基板処理装置による処理のうち、異常が発生した処理よりも前に行なわれた処理の測定データを用いて、前記抽出手段により抽出された組み合わせについて解析し、処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する（１）に記載の基板処理システム。
（３）前記予兆抽出手段は、前記抽出手段で抽出された組み合わせからなる測定データの統計量と、前記基板処理装置による処理を構成する工程のうち異常の発生した工程よりも前の少なくとも１つの工程についての測定データの統計量との相関係数を求め、該相関係数と既定の閾値とを比較し、処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する（１）に記載の基板処理システム。
（４）基板処理装置の稼動状態に関する測定対象の種類、測定データに適用する統計量の種類、及び測定データ適用された統計量の判定に用いる条件の種類を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された測定対象、統計量、及び条件からなる組み合わせにより測定データを解析し、測定データの異常を示す組み合わせを抽出する第一の抽出手段と、前記第一の抽出手段により抽出された組み合わせのうち、前記基板処理装置による処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する第二の抽出手段とを備えた管理装置。
（５）前記第一の抽出手段により抽出された組み合わせ又は前記第二の抽出手段により抽出された組み合わせから選択される少なくとも一つの組み合わせを用いて、前記基板処理装置を監視する（４）に記載の管理装置により実施される基板処理装置の監視方法。

１００ 基板処理装置
５００ 群管理装置
５０３ 記憶部
５０４ 通信制御部
５０５ データ表示部
５０６ 入力部
５１１ 代表値データ生成部
５１２ 代表値データ加工部
５１３ ＦＤＣ監視部
５１４ 異常パターン抽出部
５１５、５１６ 異常予兆パターン抽出部

Claims (9)

1. 基板を処理する基板処理装置と、
   前記基板処理装置から送信される測定データを蓄積する蓄積手段と、前記基板処理装置の稼動状態に関する前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される前記組み合わせを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された前記組み合わせのうち、前記基板処理装置による処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する予兆抽出手段と、を備えた管理装置と、を含み、
   前記予兆抽出手段は、前記抽出手段により抽出された測定データの項目について、異常が発生する前までの前記測定データについての統計量を前記抽出手段と同様の条件で判定し、前記統計量が前記条件に該当する前記組み合わせを抽出する基板処理システム。
2. 基板処理装置の稼動状態に関する測定データを蓄積する蓄積手段と、
   前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量の種類、及び前記統計量の判定に用いる条件をそれぞれ個別に記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記測定データの項目、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせについて、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段により抽出された前記組み合わせのうち、前記基板処理装置による処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する予兆抽出手段と、
   を備え、
   前記予兆抽出手段は、前記抽出手段により抽出された測定データの項目について、異常が発生する前までの前記測定データについての統計量を前記抽出手段と同様の条件で判定し、前記統計量が前記条件に該当する前記組み合わせを抽出する管理装置。
3. 基板処理装置の稼動状態に関する測定データを収集する工程と、
   前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量、及び前記統計量の判定に用いる条件からなる組み合わせについて、収集された測定データのうち、指定された所定の時間範囲における前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する工程と、
   前記測定データが異常と判断される組み合わせのうち、前記基板処理装置による処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する工程と、
   異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する工程では、前記測定データの項目について、異常が発生する前までの前記測定データの統計量を、異常と判断される組み合わせを抽出する工程で使用した条件と同様の条件で判定し、前記統計量が前記条件に該当する前記組み合わせを抽出するデータ解析方法。
4. 前記予兆抽出手段は、
   前記抽出手段で抽出された前記測定データ、前記統計量、及び前記条件からなる組み合わせのうち前記統計量について、前記基板処理装置による処理を構成する工程のうち、異常が発生した工程よりも前の少なくとも１つの工程についての測定データの統計量との相関関係を求め、前記相関関係と規定の閾値とを比較し、
   処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを更に抽出する請求項２の管理装置。
5. 更に、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データを基に代表値データを生成する代表値データ生成部と、を備え、
   前記測定データの項目毎に、前記測定データに適用する統計量の種類に相当する平均値、最大値、最小値、標準偏差等の代表を生成する請求項２記載の管理装置。
6. 更に、前記代表値データ及び前記代表値データに付加されている時刻データを前記蓄積手段から読み出し、表示可能に加工する代表値データ加工部と、を備え、
   前記代表値データ生成部から代表値データ生成通知、または、入力部から所定の操作による代表値データ表示要求を受信したら前記代表値データ及び前記代表値データに付加されている時刻データを表示する請求項５記載の管理装置。
7. 更に、前記蓄積手段に蓄積された前記測定データが、前記代表値データ加工部で生成された所定のグラフを用いて監視する監視部と、を備え、
   前記測定データを異常と判定すると、異常を検知した旨を表示する請求項６記載の管理装置。
8. 前記抽出手段は、前記測定データを格納する測定データテーブル、前記代表値の生成に用いられる統計量の種類について格納した統計量テーブル、代表値の経時変化が異常であるか否かを判定する異常判定ルールをそれぞれ前記蓄積部から読み出し、前記測定データ、前記統計量、前記異常判定ルールの組合せの数だけ前記測定データを解析し、前記異常判定ルールを満たす組合せを抽出する請求項２記載の管理装置。
9. 基板処理装置の稼動状態に関する測定データを収集する手順と、
   前記測定データの項目、前記測定データに適用する統計量、及び前記統計量の判定に用いる条件からなる組み合わせについて、収集された測定データのうち、指定された所定の時間範囲における前記測定データが異常と判断される組み合わせを抽出する手順と、
   前記測定データが異常と判断される組み合わせのうち、前記基板処理装置による処理の異常の発生の予兆を判断できる組み合わせを抽出する手順であって、前記測定データの項目について、異常が発生する前までの前記測定データの統計量を、異常と判断される組み合わせを抽出する手順で使用した条件と同様の条件で判定し、前記統計量が前記条件に該当する前記組み合わせを抽出する手順と、
   をコンピュータに実行させるデータ解析プログラム。

Images