(57)【要約】【課題】トータルのタクトを低下させることなく、ワークに対して１枚ずつ、精密な膜厚補正を行う成膜装置の提供を目的とする。【解決手段】成膜装置は、成膜部を含む真空槽と、少なくとも１枚のワークを１枚ずつ真空槽にロードまたは真空槽からアンロードするための搬送室と、を含む。成膜部は、搬送室から真空槽にロードされた少なくとも１枚のワークの各々の成膜対象面に成膜する。搬送室は、真空槽にて成膜された後の少なくとも１枚のワークのうち、真空槽から搬送室にアンロードされた１枚のワークの成膜対象面における膜厚を測定する膜厚測定部を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜部を含む真空槽と、
少なくとも１枚のワークを１枚ずつ前記真空槽にロードまたは前記真空槽からアンロードするための搬送室と、を備え、
前記成膜部は、前記搬送室から前記真空槽にロードされた前記少なくとも１枚のワークの各々の成膜対象面に成膜し、
前記搬送室は、前記真空槽にて成膜された後の前記少なくとも１枚のワークのうち、前記真空槽から前記搬送室にアンロードされた１枚のワークの前記成膜対象面における膜厚を測定する膜厚測定部を含む、成膜装置。
【請求項２】
前記膜厚測定部は、電子天秤を含み、
前記電子天秤は、前記成膜部によって成膜される前の前記１枚のワークの重量と、前記成膜部によって成膜された後の前記１枚のワークの重量と、を計測し、
前記膜厚測定部は、前記成膜前および前記成膜後の前記１枚のワークの重量に基づき、前記１枚のワークの前記成膜対象面における前記膜厚を求める、請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記膜厚測定部は、レーザー変位計を含む、請求項１または請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記膜厚測定部は、光学式膜厚計を含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記成膜部における成膜条件を、前記成膜対象面における前記膜厚に基づいて更新する制御部をさらに備え、
前記成膜部は、前記少なくとも１枚のワークに成膜した後に成膜する新たなワークの成膜対象面に、更新された成膜条件で成膜する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
成膜材料をワークの成膜対象面に成膜する成膜部を含む真空槽と、
前記真空槽内に設けられ、前記ワークの前記成膜対象面内の複数の位置における膜厚を測定する複数の膜厚計と、
前記複数の位置における前記膜厚に基づき、前記ワークの前記成膜対象面における膜厚均一性を演算する制御部と、を備え、
前記成膜部は、前記ワークを載置可能なワーク固定テーブルと、前記ワーク固定テーブルに対向して設けられ前記成膜材料を保持する保持部と、を含み、前記保持部を回転させながら前記成膜材料を前記ワークの前記成膜対象面に成膜し、
前記制御部は、前記膜厚均一性に基づき、前記ワーク固定テーブルに対する前記保持部の角度または前記保持部の回転数を変更する、成膜装置。
【請求項７】
前記複数の膜厚計は、前記成膜部による成膜中に、前記膜厚を測定する、請求項６に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記成膜部は、前記ワークに成膜した後に成膜する新たなワークの成膜対象面に、前記制御部によって補正された前記保持部の角度または前記保持部の回転数で成膜する、請求項６または請求項７に記載の成膜装置。
【請求項９】
成膜部を含む真空槽と、少なくとも１枚の半導体ウエハを１枚ずつ前記真空槽にロードまたは前記真空槽からアンロードするための搬送室と、を含む成膜装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記搬送室から前記真空槽にロードされた前記少なくとも１枚の半導体ウエハの各々の成膜対象面に、前記成膜部によって成膜し、
前記真空槽にて成膜された後の前記少なくとも１枚の半導体ウエハのうち、前記真空槽から前記搬送室にアンロードされた１枚の半導体ウエハの前記成膜対象面における膜厚を、前記搬送室に設けられた膜厚測定部によって測定する、半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
ワーク固定テーブルに載置された半導体ウエハの成膜対象面に、前記ワーク固定テーブルに対向して設けられた保持部に保持されている成膜材料を、前記保持部を回転させながら成膜する成膜部を含む真空槽と、前記真空槽内に設けられた複数の膜厚計と、を含む成膜装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記成膜材料を前記半導体ウエハの前記成膜対象面に、前記成膜部によって成膜し、
前記成膜部による成膜中に、前記半導体ウエハの前記成膜対象面内の複数の位置における膜厚を、前記複数の膜厚計によって測定し、
前記複数の位置における前記膜厚に基づき、前記半導体ウエハの前記成膜対象面における膜厚均一性を演算し、
前記膜厚均一性に基づき、前記ワーク固定テーブルに対する前記保持部の角度または前記保持部の回転数を変更する、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜厚計を内蔵するバッチ式の成膜装置は、治具の回転数の変更により、膜厚のフィードバック制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−１２９４０５号公報
【特許文献２】特開平０８−２６４５１６号公報
【特許文献３】特開平０４−２１８９１０号公報
【特許文献４】特開平１１−１６２９５４号公報
【特許文献５】特開平０９−２５６１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バッチ式の成膜装置は、バッチ全体での膜厚補正はできても、ワーク１枚単位での精密な膜厚補正ができない。また、その膜厚補正のために、ワークに成膜された膜厚を１枚ずつ測定する工程を別途製造ラインに組み込んだ場合、膜厚測定自体に時間を要し、トータルのタクトが低下する。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、トータルのタクトを低下させることなく、ワークに対して１枚ずつ、精密な膜厚補正を行う成膜装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る成膜装置は、成膜部を含む真空槽と、少なくとも１枚のワークを１枚ずつ真空槽にロードまたは真空槽からアンロードするための搬送室と、を含む。成膜部は、搬送室から真空槽にロードされた少なくとも１枚のワークの各々の成膜対象面に成膜する。搬送室は、真空槽にて成膜された後の少なくとも１枚のワークのうち、真空槽から搬送室にアンロードされた１枚のワークの成膜対象面における膜厚を測定する膜厚測定部を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トータルのタクトを低下させることなく、ワークに対して１枚ずつ、精密な膜厚補正を行うこと成膜装置の提供が可能である。
【０００８】
本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１における成膜装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１における成膜装置を用いて製造される半導体装置の構成の一例を示す断面図である。
【図３】実施の形態１における成膜装置を用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１における成膜装置の膜厚補正制御方法を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態１の変形例における成膜装置の構成を示す図である。
【図６】実施の形態１の別の変形例における成膜装置の構成を示す図である。
【図７】実施の形態２における成膜装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２における成膜装置の膜厚補正制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施の形態１＞
図１は、実施の形態１における成膜装置の構成を示す図である。成膜装置は、枚葉式の成膜装置である。成膜装置は、ワーク位置合せ機構２、大気側搬送装置１、搬送室４、真空側搬送装置９、真空槽６および制御部３を有する。
【００１１】
ワーク位置合せ機構２は、ワーク５を搬送室４と真空槽６との間で搬送するためのアライメントを行う。
【００１２】
大気側搬送装置１は、ワーク位置合せ機構２と搬送室４との間でワーク５を搬送し、それぞれに対してワーク５を受け渡す。
【００１３】
搬送室４は、ワーク５を１枚ずつ真空槽６にロードまたは真空槽６からアンロードする。搬送室４は、いわゆるロード・アンロード室である。搬送室４は、ワーク５を真空槽６内にロードまたは真空槽６からアンロードする際に、搬送室４内の圧力を真空槽６内の圧力と真空槽６外の圧力との間で調整する。
【００１４】
真空側搬送装置９は、搬送室４と真空槽６との間でワーク５を搬送し、それぞれに対してワーク５を受け渡す。
【００１５】
真空槽６は、成膜部７を含む。成膜部７は、成膜条件に基づき、真空槽６にロードされたワーク５の各々の成膜対象面に成膜する。実施の形態１において、成膜装置は、第１真空槽６Ａ、第２真空槽６Ｂおよび第３真空槽６Ｃを有する。
【００１６】
搬送室４は、膜厚測定部８を有する。膜厚測定部８は、真空槽６にて成膜された後のワーク５のうち、真空槽６から搬送室４にアンロードされた１枚のワーク５の成膜対象面における膜厚を測定する。実施の形態１において、膜厚測定部８は、電子天秤８Ａを有する。電子天秤８Ａは、成膜部７によって成膜される前の１枚のワーク５の重量と、成膜部７によって成膜された後のその１枚のワーク５の重量と、を計測する。膜厚測定部８は、成膜前および成膜後の１枚のワーク５の重量に基づき、その成膜対象面における膜厚を求める。
【００１７】
制御部３は、成膜部７における成膜条件を、膜厚測定部８で測定された成膜対象面における膜厚に基づいて更新する。更新された成膜条件は、成膜部７に送られ、成膜部７は、更新された成膜条件に基づき、新たなワーク５の成膜対象面に成膜する。
【００１８】
膜厚測定部８の機能の一部および制御部３の機能は、成膜装置が有する成膜制御ＰＣ（Personal Computer）によって実現される。成膜制御ＰＣは、プロセッサとメモリとを有する。プロセッサがメモリに格納されるプログラムを実行することにより、膜厚測定部８の機能の一部および制御部３の機能が実現される。プログラムには、成膜装置が、成膜前および成膜後の１枚のワーク５の重量に基づき、その１枚のワーク５の成膜対象面における膜厚を求め、成膜部７における成膜条件を、その１枚のワーク５の成膜対象面における膜厚に基づいて更新する機能が記述されている。このようなプログラムにより、上記の膜厚測定部８の機能の一部および制御部３の機能は、自動で実行される。
【００１９】
図２は、実施の形態１における成膜装置を用いて製造される半導体装置の構成の一例を示す断面図である。実施の形態１において、半導体装置は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。ただし、半導体装置は、ＩＧＢＴに限定されるものではなく、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）またはダイオードであってもよい。
【００２０】
半導体装置は、ｎ型の導電性の半導体ウエハ２１を有する。半導体ウエハ２１は、例えばＳｉＣ、ＧａＮなどのワイドバンドギャップ半導体を材料として含む。半導体ウエハ２１の表面２１Ａには、開口部を有する複数のトレンチ２３が形成されている。各トレンチ２３内には、ゲート電極であるトレンチゲート２３Ａが埋め込まれている。各トレンチゲート２３Ａは、トレンチゲート２３Ａを囲むゲート絶縁膜２２によって、半導体ウエハ２１から絶縁される。また、隣り合うゲート絶縁膜２２の間には、ｐ型の不純物層であるベース層２４が設けられる。ベース層２４の表層の一部、すなわち半導体ウエハ２１の表層の一部には、高濃度のｎ型の不純物層であるエミッタ層２５が設けられる。エミッタ層２５は、ゲート絶縁膜２２と接触している。また、エミッタ層２５は、ゲート絶縁膜２２とは反対側および底部において、ベース層２４と接触している。ベース層２４とエミッタ層２５とは、半導体ウエハ２１の表面２１Ａにおいてエミッタ電極２６に接続される。エミッタ電極２６とトレンチゲート２３Ａとの間には、層間絶縁膜２７が設けられる。半導体ウエハ２１の裏面２１Ｂには、ｎ型の不純物層であるバッファ層２８と、ｐ型の不純物層であるコレクタ層２９と、コレクタ電極３０とが順に配置されている。
【００２１】
図２に示される半導体装置において、半導体ウエハ２１が図１に示されるワーク５に対応する。また、半導体ウエハ２１の表面２１Ａがワーク５の成膜対象面に対応する場合、例えば、トレンチゲート２３Ａ、エミッタ電極２６、ゲート絶縁膜２２、層間絶縁膜２７等が成膜装置により成膜される。また、半導体ウエハ２１の裏面２１Ｂがワーク５の成膜対象面に対応する場合、コレクタ電極３０等が成膜装置により成膜される。成膜装置は、例えば、スパッタ装置、蒸着装置等である。
【００２２】
図３は、実施の形態１における成膜装置を用いた半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。
【００２３】
ステップＳ１１にて、大気側搬送装置１は、成膜前の半導体ウエハをワーク位置合せ機構２でアライメントする。大気側搬送装置１は、その半導体ウエハを１枚ずつ搬送室４に搬送する。
【００２４】
ステップＳ１２にて、電子天秤８Ａは、成膜前の１枚の半導体ウエハの重量を測定する。例えば、電子天秤８Ａは、搬送室４が排気され、搬送室４の圧力が設定圧力に達した後、半導体ウエハの重量を測定する。
【００２５】
ステップＳ１３にて、真空側搬送装置９が半導体ウエハを１枚ずつ真空槽６にロードする。
【００２６】
ステップＳ１４にて、成膜部７は、半導体ウエハの成膜対象面に成膜する。実施の形態１においては、第１真空槽６Ａにおける成膜の後、順に第２真空槽６Ｂにおける成膜、第３真空槽６Ｃにおける成膜が実行される。すなわち、ステップＳ１３およびＳ１４は、各真空槽６に対して実行される。
【００２７】
ステップＳ１５にて、真空側搬送装置９は、成膜後の半導体ウエハを１枚ずつ搬送室４にアンロードする。
【００２８】
ステップＳ１６にて、電子天秤８Ａは、１枚の半導体ウエハの重量を測定する。例えば、電子天秤８Ａは、半導体ウエハが搬送室４にアンロードされた後、搬送室４の圧力が大気圧に戻る前に、半導体ウエハの重量を測定する。
【００２９】
ステップＳ１７にて、成膜制御ＰＣは、成膜前および成膜後の１枚のワーク５の重量に基づき、成膜対象面における膜厚を算出する。
【００３０】
図４は、実施の形態１における成膜装置の膜厚補正制御方法を示すフローチャートである。
【００３１】
ステップＳ２１にて、膜厚測定部８は、成膜後のワーク５の成膜対象面における膜厚を測定する。例えば、図３に示される半導体装置の製造方法と同様の方法により、ワーク５の成膜対象面における膜厚が測定される。
【００３２】
ステップＳ２２にて、制御部３は、測定された膜厚が予め定められた膜厚の範囲内か否かを判定する。膜厚が予め定められた膜厚の範囲内である場合、ステップＳ２５が実行される。膜厚が予め定められた膜厚の範囲内でない場合、ステップＳ２３が実行される。例えば、成膜された膜厚が、ターゲットの膜厚よりもずれている場合、ステップＳ２３が実行される。
【００３３】
ステップＳ２３にて、制御部３は、成膜条件を補正する。例えば、成膜制御ＰＣは、膜厚が予め定められた膜厚の範囲内に収まるよう、成膜部７における成膜条件を演算し、新たな成膜条件に補正する。言い換えると、成膜制御ＰＣは、次に成膜される膜厚がターゲットの膜厚に近い値になるよう、成膜部７における成膜条件を演算し、新たな成膜条件に補正する。ここで、成膜条件とは、例えば成膜出力、成膜時間、供給ガスの流量等である。
【００３４】
ステップＳ２４にて、制御部３は、成膜部７における成膜条件を補正後の新たな成膜条件に更新する。そして、成膜部７は、次のワーク５の成膜対象面には、更新された成膜条件で成膜する。すなわち、１枚目のワークにおける膜厚に基づき、２枚目以降のワークに成膜するための成膜条件がフィードバック制御される。
【００３５】
ステップＳ２５にて、制御部３は、全ワーク５の処理が完了したか否かを判定する。全ワーク５の処理が完了している場合、膜厚補正制御方法は終了する。全ワーク５の処理が完了していない場合、ステップＳ２１が実行される。
【００３６】
図４に示された膜厚補正制御方法は、図３に示された半導体装置の製造方法に適用可能である。その場合、上記のワーク５は半導体ウエハである。
【００３７】
以上をまとめると、実施の形態１における成膜装置は、真空槽６と搬送室４とを含む。搬送室４は、少なくとも１枚のワーク５を１枚ずつ真空槽６にロードまたは真空槽６からアンロードする。真空槽６は、搬送室４から真空槽６にロードされた少なくとも１枚のワーク５の各々の成膜対象面に成膜する成膜部７を含む。搬送室４は、真空槽６にて成膜された後の少なくとも１枚のワーク５のうち、真空槽６から搬送室４にアンロードされた１枚のワーク５の成膜対象面における膜厚を測定する膜厚測定部８を含む。
【００３８】
このような成膜装置は、トータルのタクトを低下させることなく、ワーク５に対して１枚ずつ、精密な膜厚補正を行うことを可能にする。そのため、タクトの延長が生じない。また、成膜後の膜厚の品質安定化が図れる。また、膜厚測定部８が搬送室４に実装されていることから、成膜装置は、膜厚測定部８が設置されるスペースの省スペース化およびクリーン化を実現する。また、成膜装置は、ハンドリングミスによるワーク５の落下を防止する。また、成膜装置は、成膜条件にもよるが、ワーク５の処理のトータルタクト時間は従来と同等を実現する。
【００３９】
また、実施の形態１における成膜装置の膜厚測定部８は、電子天秤８Ａを含む。電子天秤８Ａは、成膜部７によって成膜される前の１枚のワーク５の重量と、成膜部７によって成膜された後の１枚のワーク５の重量と、を計測する。膜厚測定部８は、成膜前および成膜後の１枚のワーク５の重量に基づき、１枚のワーク５の成膜対象面における膜厚を求める。
【００４０】
このような成膜装置は、トータルのタクトを低下させることなく、ワーク５に対して１枚ずつ、精密な膜厚補正を行うことを可能にする。そのため、タクトの延長が生じない。また、成膜後の膜厚の品質安定化が図れる。
【００４１】
また、実施の形態１における成膜装置は、制御部３をさらに含む。制御部３は、成膜部７における成膜条件を、成膜対象面における膜厚に基づいて更新する。成膜部７は、少なくとも１枚のワーク５に成膜した後に成膜する新たなワーク５の成膜対象面に、更新された成膜条件で成膜する。
【００４２】
このような成膜装置は、成膜条件を補正するための、人的な装置オペレーションを不要とする。その結果、成膜条件の更新における入力ミス等の問題が回避される。
【００４３】
また、実施の形態１における半導体装置の製造方法は、成膜部７を含む真空槽６と、少なくとも１枚の半導体ウエハを１枚ずつ真空槽６にロードまたは真空槽６からアンロードするための搬送室４とが設けられた成膜装置を用いた半導体装置の製造方法である。その半導体装置の製造方法は、搬送室４から真空槽６にロードされた少なくとも１枚の半導体ウエハの各々の成膜対象面に、成膜部７によって成膜し、真空槽６にて成膜された後の少なくとも１枚の半導体ウエハのうち、真空槽６から搬送室４にアンロードされた１枚の半導体ウエハの成膜対象面における膜厚を、搬送室４に設けられた膜厚測定部８によって測定する。
【００４４】
このような半導体装置の製造方法は、トータルのタクトを低下させることなく、ワーク５に対して１枚ずつ、精密な膜厚補正を行うことを可能にする。そのため、成膜後の膜厚の品質安定化が図れる。
【００４５】
（実施の形態１の変形例）
図５は、実施の形態１の変形例における成膜装置の構成を示す図である。膜厚測定部８は、電子天秤８Ａに代えて、レーザー変位計８Ｂを含む。レーザー変位計８Ｂは、例えば、成膜前および成膜後のワーク５の成膜対象面から反射されるレーザーの反射位置の変位量に基づき膜厚を求める。また、図６は、実施の形態１の別の変形例における成膜装置の構成を示す図である。膜厚測定部８は、電子天秤８Ａに代えて、光学式膜厚計８Ｃを含む。光学式膜厚計８Ｃは、成膜前のワーク５に対する測定を行うことなく、成膜後のワーク５の成膜対象面における膜厚を直接測定することができる。
【００４６】
このような成膜装置であっても、トータルのタクトを低下させることなく、ワーク５に対して１枚ずつ、精密な膜厚補正を行うことを可能にする。そのため、タクトの延長が生じない。また、成膜後の膜厚の品質安定化が図れる。
【００４７】
＜実施の形態２＞
図７は、実施の形態２における成膜装置の構成を示す図である。成膜装置は、真空槽６、複数の膜厚計１５および制御部３を有する。実施の形態２における成膜装置は、図１、図５または図６に示される構成も有する。すなわち、成膜装置は、枚葉式の成膜装置であり、ワーク位置合せ機構２、大気側搬送装置１、搬送室４、真空側搬送装置９、真空槽６および制御部３を有する。上記の図７は、図１に示される真空槽６の側面を示す。
【００４８】
真空槽６は、成膜部７を有する。成膜部７は、ワーク５を載置可能なワーク固定テーブル１３と、ワーク固定テーブル１３に対向して設けられ成膜材料１４を保持する保持部１６とを有する。保持部１６は、回転軸とθ軸とを有する。θ軸とは、ワーク固定テーブル１３に対する角度に対応する軸である。実施の形態２において、保持部１６は、永久磁石により成膜材料１４を保持する。成膜部７は、保持部１６を回転させながら成膜材料１４をワーク５の成膜対象面に成膜する。また、成膜装置は、実施の形態１と同様に、第１真空槽６Ａ、第２真空槽６Ｂおよび第３真空槽６Ｃを有する。
【００４９】
複数の膜厚計１５は、真空槽６内に設けられる。ここでは、第１真空槽６Ａから第３真空槽６Ｃの各々に、複数の膜厚計１５が設けられる。複数の膜厚計１５の各々は、レーザー変位計または光学式膜厚計である。複数の膜厚計１５は、ワーク５の成膜対象面内の複数の位置における膜厚を測定する。複数の膜厚計１５は、成膜部７による成膜中に、膜厚を測定する。
【００５０】
制御部３は、複数の位置における膜厚に基づき、ワーク５の成膜対象面における膜厚均一性を演算する。膜厚計１５が成膜中に膜厚を測定することから、制御部３は、膜厚均一性の常時モニタリングが可能である。さらに、制御部３は、膜厚均一性に基づき、ワーク固定テーブル１３に対する保持部１６の角度θまたは保持部１６の回転数を変更して補正する。成膜部７は、ワーク５に成膜した後に成膜する新たなワーク５の成膜対象面に、制御部３によって補正された保持部１６の角度θまたは保持部１６の回転数で成膜する。制御部３の機能は、例えば、成膜装置が有する成膜制御ＰＣによって実現される。
【００５１】
成膜制御ＰＣは、プロセッサとメモリとを有する。プロセッサがメモリに格納されるプログラムを実行することにより、制御部３の機能が実現される。プログラムには、複数の位置における膜厚に基づき、ワーク５の成膜対象面における膜厚均一性を演算し、その膜厚均一性に基づき、ワーク固定テーブル１３に対する保持部１６の角度または保持部１６の回転数を補正する機能が記述されている。このようなプログラムにより、上記の制御部３の機能は、自動で実行される。
【００５２】
図８は、実施の形態２における成膜装置の膜厚補正制御方法を示すフローチャートである。
【００５３】
ステップＳ３１にて、成膜部７は、成膜材料１４をワーク５の成膜対象面に成膜する。
【００５４】
ステップＳ３２にて、複数の膜厚計１５は、成膜対象面内の複数の位置における膜厚を測定する。
【００５５】
ステップＳ３３にて、制御部３は、成膜対象面における膜厚均一性を演算する。
【００５６】
ステップＳ３４にて、制御部３は、膜厚および膜厚均一性が予め定められた値の範囲内か否かを判定する。膜厚および膜厚均一性が予め定められた値の範囲内である場合、ステップＳ３６が実行される。膜厚または膜厚均一性が予め定められた値の範囲内でない場合、ステップＳ３５が実行される。例えば、膜厚または膜厚均一性が予め定められた中心値よりずれが生じた場合、ステップＳ３５が実行される。
【００５７】
ステップＳ３５にて、制御部３は、保持部１６の角度θまたは回転数を補正する。ここでは、成膜制御ＰＣが、膜厚均一性が予め定められた値の範囲内に収まるよう、保持部１６の角度θまたは回転数を補正する。さらに、成膜制御ＰＣは、膜厚が予め定められた値の範囲内に収まるよう、成膜出力、成膜時間、供給ガスの流量等の成膜条件を補正してもよい。このように、成膜中に測定された膜厚または膜厚均一性に基づき、保持部の角度、回転数、成膜条件等がリアルタイムでフィードバック制御される。
【００５８】
ステップＳ３６にて、制御部３は、全ワーク５の処理が完了したか否かを判定する。全ワーク５の処理が完了している場合、膜厚補正制御方法は終了する。全ワーク５の処理が完了していない場合、ステップＳ３１が実行される。つまり、成膜部７は、次のワーク５の成膜対象面に成膜する。
【００５９】
図８に示された膜厚補正制御方法は、図３に示された半導体装置の製造方法に適用可能である。その場合、上記のワーク５は半導体ウエハである。
【００６０】
以上をまとめると、実施の形態２における成膜装置は、真空槽６と複数の膜厚計１５と制御部３とを含む。真空槽６は、成膜部７を含む。成膜部７は、ワーク５を載置可能なワーク固定テーブル１３と、ワーク固定テーブル１３に対向して設けられ成膜材料１４を保持する保持部１６と、を含む。成膜部７は、保持部１６を回転させながら成膜材料１４をワーク５の成膜対象面に成膜する。複数の膜厚計１５は、真空槽６内に設けられ、ワーク５の成膜対象面内の複数の位置における膜厚を測定する。制御部３は、複数の位置における膜厚に基づき、ワーク５の成膜対象面における膜厚均一性を演算する。制御部３は、膜厚均一性に基づき、ワーク固定テーブル１３に対する保持部１６の角度または保持部１６の回転数を変更する。
【００６１】
このような成膜装置は、成膜中に測定された膜厚または膜厚均一性に基づき、保持部の角度、回転数、成膜条件等のリアルタイムフィードバック制御を可能にする。そのため、成膜後の膜厚の品質安定化が図れる。また、従来の枚葉式の成膜装置は、搬送ベルトのスピードの変更により、膜厚のフィードバック制御を行っていたが、実施の形態２の成膜装置は、保持部の角度および回転数の変更により、膜厚均一性のフィードバック制御を行う。そのため、実施の形態２の成膜装置は、１枚のワークの面内における膜厚均一性を向上させることができる。このように、実施の形態２における成膜装置は、トータルのタクトを低下させることなく、ワークに対して１枚ずつ膜厚を補正し、さらにワーク面内の膜厚均一性も補正することで、精密な膜厚制御を可能にする。
【００６２】
また、成膜装置は、真空槽６の各々に複数の膜厚計１５を備えているため、成膜材料１４毎につまり膜の種類毎に、ワーク１枚ずつの成膜対象面における膜厚の測定を可能にする。
【００６３】
また、実施の形態２における成膜装置の複数の膜厚計１５は、成膜部７による成膜中に、膜厚を測定する。
【００６４】
また、成膜装置は、成膜中の膜厚を常時モニタリングし、ワーク５の成膜対象面内のどの部分の膜厚均一性が悪化しているか判断することができる。そのため、膜厚の面内均一性が向上し、膜の品質安定化が図れる。
【００６５】
また、実施の形態２における成膜装置の成膜部７は、ワーク５に成膜した後に成膜する新たなワーク５の成膜対象面に、制御部３によって補正された保持部１６の角度または保持部１６の回転数で成膜する。
【００６６】
このような成膜装置は、成膜条件を補正するための、人的な装置オペレーションを不要とする。その結果、成膜条件の更新における入力ミス等の問題が回避される。
【００６７】
また、実施の形態２における半導体装置の製造方法は、ワーク固定テーブル１３に載置された半導体ウエハの成膜対象面に、ワーク固定テーブル１３に対向して設けられた保持部１６に保持されている成膜材料１４を、保持部１６を回転させながら成膜する成膜部７を含む真空槽６と、真空槽６内に設けられた複数の膜厚計１５と、を含む成膜装置を用いた半導体装置の製造方法である。半導体装置の製造方法は、成膜材料１４を半導体ウエハの成膜対象面に、成膜部７によって成膜し、成膜部７による成膜中に、半導体ウエハの成膜対象面内の複数の位置における膜厚を、複数の膜厚計１５によって測定し、複数の位置における膜厚に基づき、半導体ウエハの成膜対象面における膜厚均一性を演算し、膜厚均一性に基づき、ワーク固定テーブル１３に対する保持部１６の角度または保持部１６の回転数を変更する。
【００６８】
このような半導体装置の製造方法は、トータルのタクトを低下させることなく、ワーク５に対して１枚ずつ、精密な膜厚補正を行うことを可能にする。
【００６９】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【００７０】
本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【符号の説明】
【００７１】
１  大気側搬送装置、２  ワーク位置合せ機構、３  制御部、４  搬送室、５  ワーク、６  真空槽、７  成膜部、８  膜厚測定部、８Ａ  電子天秤、８Ｂ  レーザー変位計、８Ｃ  光学式膜厚計、９  真空側搬送装置、１３  ワーク固定テーブル、１４  成膜材料、１５  膜厚計、１６  保持部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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