(57)【要約】      （修正有）【課題】基板毎の処理均一性の向上させる基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体を提供する。【解決手段】基板を処理する複数の機器と、複数の機器とネットワークを介して通信を行う制御部とを有する基板処理装置であって、複数の機器のそれぞれは、制御部が保持しているプロセスレシピに対応する設定パラメータに基づき、基板を処理する処理遂行部と、処理遂行部の測定値を制御部への送信と、制御部から更新パラメータの受信と行う送受信部と、受信した更新パラメータに基づき、設定パラメータを更新する更新部と、を備える。制御部は、測定値を、学習用データとし、学習用データに基づき学習を行い、設定パラメータを更新する更新データを生成する学習部と、更新データに基づいて更新パラメータを生成する演算部と、複数の機器との間で測定値と更新パラメータとを送受信する送受信部と、を有する。【選択図】図６
2020053506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する複数の機器と、前記複数の機器とネットワークを介して通信を行う制御部とを有する基板処理装置であって、
前記複数の機器のそれぞれは、
前記制御部が保持しているプロセスレシピに対応する設定パラメータに基づき、前記基板を処理する処理遂行部と、
前記処理遂行部の測定値を前記制御部への送信と、前記制御部から更新パラメータの受信と行う送受信部と、
前記受信した更新パラメータに基づき、前記設定パラメータを更新する更新部と、
を備え、
前記制御部は、
前記測定値を、学習用データとし、前記学習用データに基づき学習を行い、前記設定パラメータを更新する更新データを生成する学習部と、
前記更新データに基づいて更新パラメータを生成する演算部と、
前記複数の機器との間で前記測定値と前記更新パラメータとを送受信する送受信部と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、
事前学習データが記録された記憶部を有し、
前記事前学習データから、前記測定値に対応する仮想膜厚データを読み出すよう構成される請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記記憶部には、前記プロセスレシピに対応する膜厚データが記録され、
前記制御部は、前記仮想膜厚データと前記膜厚データとの差を示す差異データを算出し、差異データが所定範囲内あるか否かを判定するよう構成される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記差異データが、所定範囲内にある場合は、
前記更新パラメータと、前記膜厚データとの関係を前記学習部に入力するよう構成される請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記事前学習データから、前記測定値に対応する事前学習パラメータを読み出し、前記更新パラメータと前記事前学習パラメータとの差が所定範囲内に入っているか比較演算を行うよう構成される請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、
前記更新パラメータと前記事前学習パラメータとの差が所定値を超えた場合に、アラームを報知するよう構成される請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記複数の機器から受信した前記測定値が、所定の範囲内に在る間、前記測定値から前記学習用データを更新する周期を変更するよう構成される請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項８】
プロセスレシピに対応する設定パラメータに基づいて処理遂行部が基板を処理する工程と、
前記処理遂行部の測定値を制御部に送信する工程と、
前記処理遂行部が前記制御部から更新パラメータを受信し、受信した前記更新パラメータに基づいて、前記設定パラメータを更新する工程と、
前記測定値を学習用データとして前記学習用データに基づいて学習部に学習させる工程と、
前記設定パラメータを更新する更新データを生成する工程と、
前記更新データに基づいて更新パラメータを生成する工程と、
前記更新パラメータを前記処理遂行部に送信する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項９】
事前学習データから、前記測定値に対応する仮想膜厚データを読み出す工程と、
を有する請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記仮想膜厚データと膜厚データとの差を示す差異データを算出し、差異データが所定範囲内であるか否かを判定する工程と、
を有する請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記差異データが、所定範囲内にある場合は、
前記更新パラメータと、前記膜厚データとの関係を前記学習部に入力する工程と、
を有する請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記事前学習データから、前記測定値に対応する事前学習パラメータを読み出し、前記更新パラメータと前記事前学習パラメータとの差が所定範囲内に入っているか比較演算を行う工程と、
を有する請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記更新パラメータと前記事前学習パラメータとの差が所定値を超えた場合に、アラームを報知する工程と、
を有する請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
プロセスレシピに対応する設定パラメータに基づいて処理遂行部が基板を処理させる手順と、
前記処理遂行部の測定値を制御部に送信させる手順と、
前記処理遂行部が前記制御部から更新パラメータを受信し、受信した前記更新パラメータに基づいて、前記設定パラメータを更新させる手順と、
前記測定値を学習用データとして前記学習用データに基づいて学習部に学習させる手順と、
前記設定パラメータを更新する更新データを生成させる手順と、
前記更新データに基づいて更新パラメータを生成させる手順と、
前記更新パラメータを前記処理遂行部に送信させる手順と、
コンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラムが記録された記録媒体。
【請求項１５】
事前学習データから、前記測定値に対応する仮想膜厚データを読み出させる手順と、
を有する請求項１４に記載の記録媒体。
【請求項１６】
前記仮想膜厚データと膜厚データとの差を示す差異データを算出し、差異データが所定範囲内であるか否かを判定させる手順と、
を有する請求項１５に記載の記録媒体。
【請求項１７】
前記差異データが、所定範囲内にある場合は、
前記更新パラメータと、前記膜厚データとの関係を前記学習部に入力させる手順と、
を有する請求項１６に記載の記録媒体。
【請求項１８】
前記事前学習データから、前記測定値に対応する事前学習パラメータを読み出し、前記更新パラメータと前記事前学習パラメータとの差が所定範囲内に入っているか比較演算を行わせる手順と、
を有する請求項１６に記載の記録媒体。
【請求項１９】
前記更新パラメータと前記事前学習パラメータとの差が所定値を超えた場合に、アラームを報知させる手順と、
を有する請求項１８に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法および記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
大規模集積回路（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：以下ＬＳＩ）、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、Ｆｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙなどに代表される半導体装置の高集積化に伴って、回路パターンや製造過程で形成される構造物の微細化が進められている。基板処理装置で順次処理される基板毎の処理品質の均一性を保つため、基板に形成される膜の膜厚と、処理プログラムとの関係性を演算し、処理プログラムの調整を行っている。例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４５５８５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板毎の処理結果が不均一となる課題が有る。
【０００５】
そこで本開示では、基板毎の処理均一性の向上可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によれば、基板を処理する複数の機器と、複数の機器とネットワークを介して通信を行う制御部とを有する基板処理装置であって、複数の機器のそれぞれは、制御部が保持しているプロセスレシピに対応する設定パラメータに基づき、基板を処理する処理遂行部と、処理遂行部の測定値を制御部への送信と、制御部から更新パラメータの受信と行う送受信部と、受信した更新パラメータに基づき、設定パラメータを更新する更新部と、を備え、制御部は、測定値を、学習用データとし、学習用データに基づき学習を行い、設定パラメータを更新する更新データを生成する学習部と、更新データに基づいて更新パラメータを生成する演算部と、複数の機器との間で測定値と更新パラメータとを送受信する送受信部と、を有する技術が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本開示に係る技術によれば、基板毎の処理均一性の向上可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】基板処理システムの横断面の概略図である。
【図２】基板処理システムの縦断面の概略図である。
【図３】プロセスモジュールのガス供給系とガス排気系の概略図である。
【図４】基板処理装置の概略構成図である。
【図５】制御部の概略構成図である。
【図６】学習システムの概略構成図である。
【図７】基板処理工程のフロー図例である。
【図８】設定更新工程のフロー図例である。
【図９】設定更新工程のフロー図例である。
【図１０】データベースのテーブル例である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本開示が解決する課題を列挙する。
【００１０】
複数のチャンバを有する基板処理システムで、複数の基板を処理する場合には以下（ａ）〜（ｄ）の課題が生じる場合が有る。
【００１１】
（ａ）基板処理装置では、プロセスレシピに基づいて、基板処理装置に設けられた複数の機器を制御して、基板に所定の処理を施している。複数の機器は、それぞれが有する測定部が測定した測定値が設定値に近づくように制御され、プロセスレシピに設定された状態を保つ様に構成されている。しかしながら、複数の機器の測定値と設定値とのズレの組み合わせによって、プロセスレシピに対応する膜特性が得られなくなる課題がある。
【００１２】
（ｂ）基板処理装置に設けられた複数の機器の制御は、それぞれの機器で測定された測定値が所定の範囲内に入っているか否かチェックするバンド管理が行われている。しかしながら、複数の機器の測定値が、所定の範囲内に入っていても、各測定値の組み合わせによって、得られる膜厚が変化する場合がある。即ち、所定の基板処理が行えなくなる課題がある。
【００１３】
（ｃ）基板処理装置の累積稼働時間によって、複数の機器それぞれに設けられた測定部の測定値が、実際の値と異なる値になり、正しい値が得られず、所定の基板処理が行えなくなる課題がある。累積稼働時間によって、測定部の劣化状況を予想する技術があるが、基板処理装置の使用履歴や、稼働状況によって、予想からずれる課題が有る。
【００１４】
（ｄ）処理レシピに対応する膜厚モデルを有する場合、基板処理装置で、処理を複数回実行した際に、実際の膜厚と、膜厚モデルとが異なる課題がある。
【００１５】
以下にこれらの課題を解決する本開示の実施の形態について説明する。
【００１６】
以下、本開示の代表的な実施形態を図面に即して説明する。
以下に、本実施形態に係る基板処理システムを説明する。
（１）基板処理システムの構成
一実施形態に係る基板処理システムの概要構成を、図１、図２、図３を用いて説明する。図１は本実施形態に係る基板処理システムの構成例を示す横断面図である。図２は、本実施形態に係る基板処理システムの構成例を示す図１のα−α’における縦断面図である。図３は、図１のβ−β’の縦断面図であり、プロセスモジュールに供給するガス供給系と排気系を説明する説明図である。
【００１７】
図１および図２において、本開示が適用される基板処理システム１０００は、基板２００を処理するもので、ＩＯステージ１１００、大気搬送室１２００、ロードロック（Ｌ／Ｌ）室１３００、真空搬送室１４００、処理装置としてのプロセスモジュール（ＰＭ）１１０で主に構成される。次に各構成について具体的に説明する。図１の説明においては、前後左右は、Ｘ１方向が右、Ｘ２方向が左、Ｙ１方向が前、Ｙ２方向が後とする。
【００１８】
［大気搬送室・ＩＯステージ］
基板処理システム１０００の手前には、ＩＯステージ（ロードポート）１１００が設置されている。ＩＯステージ１１００上には複数のポッド１００１が搭載されている。ポッド１００１はシリコン（Ｓｉ）基板などの基板２００を搬送するキャリアとして用いられ、ポッド１００１内には、未処理の基板（ウエハ）２００や処理済の基板２００がそれぞれ水平姿勢で複数格納されるように構成されている。
【００１９】
ポッド１００１にはキャップ１１２０が設けられ、ポッドオープナ（Ｐｏｄ  Ｏｐｅｎｅｒ：ＰＯ）１２１０によって開閉される。ＰＯ１２１０は、ＩＯステージ１１００に載置されたポッド１００１のキャップ１１２０を開閉し、基板出し入れ口を開放・閉鎖することにより、ポッド１００１に対する基板２００の出し入れを可能とする。ポッド１００１は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、ＩＯステージ１１００に対して、供給および排出される。
【００２０】
ＩＯステージ１１００は大気搬送室１２００に隣接する。大気搬送室１２００は、ＩＯステージ１１００と異なる面に、後述するロードロック室１３００が連結される。
【００２１】
大気搬送室１２００内には基板２００を移載する第１搬送ロボットとしての大気搬送ロボット１２２０が設置されている。図２に示すように、大気搬送ロボット１２２０は大気搬送室１２００に設置されたエレベータ１２３０によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１２４０によって左右方向に往復移動されるように構成されている。
【００２２】
図２に示すように、大気搬送室１２００の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１２５０が設置されている。また、図１に示されているように、大気搬送室１２００の左側には基板２００に形成されているノッチまたはオリエンテーションフラットを合わせる装置（以下、プリアライナという）１２６０が設置されている。
【００２３】
図１および図２に示すように、大気搬送室１２００の筐体１２７０の前側には、基板２００を大気搬送室１２００に対して搬入搬出するための基板搬入出口１２８０と、ＰＯ１２１０とが設置されている。基板搬入出口１２８０を挟んでＰＯ１２１０と反対側、すなわち筐体１２７０の外側にはＩＯステージ１１００が設置されている。
【００２４】
大気搬送室１２００の筐体１２７０の後ろ側には、基板２００をロードロック室１３００に搬入搬出するための基板搬入出口１２９０が設けられる。基板搬入出口１２９０は、後述するゲートバルブ１３３０によって解放・閉鎖することにより、基板２００の出し入れを可能とする。
【００２５】
［ロードロック（Ｌ／Ｌ）室］ 
ロードロック室１３００は大気搬送室１２００に隣接する。Ｌ／Ｌ室１３００を構成する筐体１３１０が有する面のうち、大気搬送室１２００とは異なる面には、後述するように、真空搬送室１４００が配置される。Ｌ／Ｌ室１３００は、大気搬送室１２００の圧力と真空搬送室１４００の圧力に合わせて筐体１３１０内の圧力が変動するため、負圧に耐え得る構造に構成されている。
【００２６】
筐体１３１０のうち、真空搬送室１４００と隣接する側には、基板搬入出口１３４０が設けられる。基板搬入出口１３４０は、ゲートバルブ（ＧＶ）１３５０によって解放・閉鎖することで、基板２００の出し入れを可能とする。
【００２７】
さらに、Ｌ／Ｌ室１３００内には、基板２００を載置する載置面１３１１（１３１１ａ，１３１１ｂ）を少なくとも二つ有する基板載置台１３２０が設置されている。基板載置面１３１１間の距離は、後述する真空搬送ロボット１７００が有するフィンガ間の距離に応じて設定される。
【００２８】
［真空搬送室］ 
基板処理システム１０００は、負圧下で基板２００が搬送される搬送空間となる搬送室としての真空搬送室（トランスファモジュール：ＴＭ）１４００を備えている。ＴＭ１４００を構成する筐体１４１０は平面視が五角形に形成され、五角形の各辺には、Ｌ／Ｌ室１３００及び基板２００を処理するプロセスモジュール（ＰＭ）１１０ａ〜１１０ｄが連結されている。ＴＭ１４００の略中央部には、負圧下で基板２００を移載（搬送）する第２搬送ロボットとしての真空搬送ロボット１７００がフランジ１４３０を基部として設置されている。なお、ここでは、真空搬送室１４００を五角形の例を示すが、四角形や六角形などの多角形であっても良い。
【００２９】
筐体１４１０の側壁のうち、Ｌ／Ｌ室１３００と隣接する側には、基板搬入出口１４２０が設けられている。基板搬入出口１４２０は、ＧＶ１３５０によって解放・閉鎖することで、基板２００の出し入れを可能とする。
【００３０】
ＴＭ１４００内に設置される真空搬送ロボット１７００は、図２に示すように、エレベータ１４５０およびフランジ１４３０によってＴＭ１４００の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。真空搬送ロボット１７００の詳細な構成は後述する。エレベータ１４５０は、真空搬送ロボット１７００が有する二つのアーム１８００と１９００をそれぞれ独立して昇降可能なよう構成されている。また、二つのアーム１８００と１９００のそれぞれは、二つの基板２００を同時に搬送可能に構成される。
【００３１】
筐体１４１０の天井であって、筐体１４１０内に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給孔１４６０が設けられる。不活性ガス供給孔１４６０には不活性ガス供給管１５１０が設けられる。不活性ガス供給管１５１０には上流から順に不活性ガス源１５２０、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５３０、バルブ１５４０が設けられ、筐体１４１０内に供給する不活性ガスの供給量を制御している。
【００３２】
主に、不活性ガス供給管１５１０、ＭＦＣ１５３０、バルブ１５４０で、真空搬送室１４００における不活性ガス供給部１５００が構成される。なお、不活性ガス源１５２０、ガス供給孔１４６０を不活性ガス供給部１５００に含めてもよい。
【００３３】
筐体１４１０の底壁には、筐体１４１０の雰囲気を排気するための排気孔１４７０が設けられる。排気孔１４７０には、排気管１６１０が設けられる。排気管１６１０には、上流から順に圧力制御器である自動圧力制御器１６２０、ポンプ１６３０が設けられる。
【００３４】
主に、排気管１６１０、自動圧力制御器１６２０で真空搬送室１４００におけるガス排気部１６００が構成される。なお、ポンプ１６３０、排気孔１４７０をガス排気部に含めてもよい。
【００３５】
不活性ガス供給部１５００、ガス排気部１６００の協働によって真空搬送室１４００の雰囲気が制御される。例えば、筐体１４１０内の圧力が制御される。
【００３６】
図１に示されているように、筐体１４１０の五枚の側壁のうち、ロードロック室１３００が設置されていない側には、基板２００に所望の処理を行うＰＭ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄが連結されている。
【００３７】
ＰＭ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄのそれぞれには、基板処理装置の一構成のチャンバ１００が設けられている。具体的には、ＰＭ１１０ａはチャンバ１００ａ、１００ｂが設けられる。ＰＭ１１０ｂにはチャンバ１００ｃ、１００ｄが設けられる。ＰＭ１１０ｃにはチャンバ１００ｅ、１００ｆが設けられる。ＰＭ１１０ｄにはチャンバ１００ｇ、１００ｈが設けられる。
【００３８】
筐体１４１０の側壁のうち、各チャンバ１００と向かい合う壁には基板搬入出口１４８０が設けられる。例えば、図２に記載のように、チャンバ１００ａと向かい合う壁には、基板搬入出口１４８０ａが設けられる。
【００３９】
ゲートバルブ（ＧＶ）１４９０は、図１に示されているように、チャンバ毎に設けられる。具体的には、チャンバ１００ａとＴＭ１４００との間にはゲートバルブ１４９０ａが、チャンバ１００ｂとの間にはＧＶ１４９０ｂが設けられる。チャンバ１００ｃとの間にはＧＶ１４９０ｃが、チャンバ１００ｄとの間にはＧＶ１４９０ｄが設けられる。チャンバ１００ｅとの間にはＧＶ１４９０ｅが、チャンバ１００ｆとの間にはＧＶ１４９０ｆが設けられる。チャンバ１００ｇとの間にはＧＶ１４９０ｇが、チャンバ１００ｈとの間にはＧＶ１４９０ｈが設けられる。
【００４０】
各ＧＶ１４９０によって解放・閉鎖することで、基板搬入出口１４８０を介した基板２００の出し入れを可能とする。
【００４１】
［プロセスモジュール：ＰＭ］ 
続いて各ＰＭ１１０の内、ＰＭ１１０ａについて、図１、図２、図３を例にして説明する。図３はＰＭ１１０ａとＰＭ１１０ａに接続されるガス供給部と、ＰＭ１１０ａに接続されるガス排気部との関連を説明する説明図である。
【００４２】
ここではＰＭ１１０ａを例にしているが、他のＰＭ１１０ｂ、ＰＭ１１０ｃ、ＰＭ１１０ｄにおいても同様の構造であるため、ここでは説明を省略する。
【００４３】
図３に記載のように、ＰＭ１１０ａには、基板２００を処理する基板処理装置の一構成のチャンバ１００ａとチャンバ１００ｂが設けられる。チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂの間には隔壁２０４０ａが設けられ、それぞれのチャンバ内の雰囲気が混在しないように構成される。
【００４４】
図２に記載のように、チャンバ１００ａと真空搬送室１４００が隣り合う壁には、基板搬入出口１４８０ａが設けられ、同様に、チャンバ１００ａと真空搬送室１４００が隣り合う壁には基板搬入出口１４８０ａが設けられている。
【００４５】
各チャンバ１００には基板２００を支持する基板支持部２１０が設けられている。
【００４６】
ＰＭ１１０ａには、チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂのそれぞれに処理ガスを供給するガス供給部が接続されている。ガス供給部は、第１ガス供給部（処理ガス供給部）、第２ガス供給部（反応ガス供給部）、第３ガス供給部（パージガス供給部）などで構成される。各ガス供給部の構成については後述する。
【００４７】
また、ＰＭ１１０ａには、チャンバ１００ａとチャンバ１００ｂのそれぞれを排気するガス排気部が設けられている。図３に示す様に、一つのガス排気部が複数のチャンバを排気する様に構成される。
【００４８】
この様に、ＰＭに設けられた複数のチャンバは一つのガス供給部と一つのガス排気部を共有するように構成される。
【００４９】
次に、基板処理装置としてのチャンバそれぞれの構成について説明する。
【００５０】
（２）基板処理装置の構成
チャンバ１００は、例えば、絶縁膜形成ユニットであり、図４に示されているように、枚葉式基板処理装置として構成されている。ここでは、チャンバ１００ａについて説明する。
【００５１】
図４に示すとおり、チャンバ１００ａは処理容器２０２を備えている。処理容器２０２は、例えば水平断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料または、石英により構成されている。処理容器２０２内には、基板としてのシリコンウエハ等の基板２００を処理する処理空間（処理室）２０１と、移載空間（移載室）２０３が形成されている。処理容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切部２０４が設けられる。上部処理容器２０２ａに囲まれた空間であって、仕切部２０４よりも上方の空間を処理室２０１と呼ぶ。また、下部容器２０２ｂに囲まれた空間であって、ゲートバルブ１４９０付近を移載室２０３と呼ぶ。
【００５２】
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ１４９０に隣接した基板搬入出口１４８０が設けられており、基板２００は基板搬入出口１４８０を介して図示しない搬送室と移載室２０３との間を移動する。下部容器２０２ｂの底部には、リフトピン２０７が複数設けられている。更に、下部容器２０２ｂは接地されている。
【００５３】
処理室２０１内には、基板２００を支持する基板支持部２１０が設けられている。基板支持部２１０は、基板２００を載置する載置面２１１と、載置面２１１を表面に持つ載置台２１２、加熱部としてのヒータ２１３を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔２１４が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。また、基板載置台２１２には、基板２００や処理室２０１にバイアスを印加するバイアス電極２５６が設けられていても良い。ここで、ヒータ２１３には、温度測定部４００が接続されている。温度測定部４００は、ヒータ２１３の温度情報や温度設定データをコントローラ２６０と送受信可能に構成される。また、バイアス電極２５６は、バイアス調整部２５７に接続され、バイアス調整部２５７によって、バイアスが調整可能に構成される。バイアス調整部２５７のバイアス情報やバイアス設定データは、コントローラ２６０と送受信可能に構成される。
【００５４】
基板載置台２１２はシャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、処理容器２０２の底部を貫通しており、更には処理容器２０２の外部で昇降部２１８に接続されている。昇降部２１８を作動させてシャフト２１７及び支持台２１２を昇降させることにより、基板載置面２１１上に載置される基板２００を昇降させることが可能となっている。昇降部２１８は、基板載置台２１２の高さ情報（位置情報）や高さデータ（位置データ）を、後述のコントローラ２６０と送受信可能に構成されている。なお、シャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、処理室２０１内は気密に保持されている。
【００５５】
基板載置台２１２は、基板２００の搬送時には、ウエハ移載位置に移動し、基板２００の第１処理時には図４の実線で示した第１処理位置（ウエハ処理位置）に移動する。また、第２処理時には、図４の破線で示した第２処理位置に移動する。なお、ウエハ移載位置は、リフトピン２０７の上端が、基板載置面２１１の上面から突出する位置である。
【００５６】
具体的には、基板載置台２１２をウエハ移載位置まで下降させた時には、リフトピン２０７の上端部が基板載置面２１１の上面から突出して、リフトピン２０７が基板２００を下方から支持するようになっている。また、基板載置台２１２をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン２０７は基板載置面２１１の上面から埋没して、基板載置面２１１が基板２００を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン２０７は、基板２００と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
【００５７】
［排気系］
処理室２０１（上部容器２０２ａ）の内壁側面には、処理室２０１の雰囲気を排気する第１排気部としての第１排気口２２１が設けられている。第１排気口２２１には排気管２２４ａが接続されており、排気管２２４には、処理室２０１付近の圧力を測定する圧力測定部２２７ａと処理室２０１内を所定の圧力に制御する自動圧力制御器等の自動圧力調整器２２７ｂと真空ポンプ２２３が順に直列に接続されている。主に、第１排気口２２１、排気管２２４ａ、圧力調整器２２７ｂにより第一の排気系（排気ライン）が構成される。なお、真空ポンプ２２３も第一の排気系の構成としても良い。また、移載室２０３の内壁側面には、移載室２０３の雰囲気を排気する第２排気口１４８１が設けられている。また、第２排気口１４８１には排気管１４８２が設けられている。排気管１４８２には、圧力調整器２２８が設けられ、移載室２０３内の圧力を所定の圧力に排気可能に構成されている。また、移載室２０３を介して処理室２０１内の雰囲気を排気することもできる。ここで、圧力測定部２２７ａは測定部として構成され、圧力測定部２２７ａに設けられた送信部を介して圧力情報（圧力データ）を後述のコントローラ２６０と送受信可能に構成される。また、自動圧力調整器２２７ｂは、弁開度情報、圧力設定データ，等のデータを、自動圧力調整器２２７ｂに設けられた送信部を介してコントローラ２６０と送受信可能に構成される。また、自動圧力調整器２２７ｂには、弁開度情報を基に弁の開度を調整する処理遂行部としての調整器が設けられる。また、真空ポンプ２２３は、ポンプのＯＮ／ＯＦＦ情報や負荷情報等をコントローラ２６０に送信可能に構成される。
【００５８】
［ガス導入口］ 
処理室２０１の上部に設けられるシャワーヘッド２３４の上面（天井壁）には、処理室２０１内に各種ガスを供給するためのガス導入口２４１が設けられている。ガス供給部であるガス導入口２４１に接続される各ガス供給ユニットの構成については後述する。
【００５９】
［ガス分散ユニット］
ガス分散ユニットとしてのシャワーヘッド２３４は、バッファ室２３２、第１活性化部としての第１電極２４４を有する。第１電極２４４には、ガスを基板２００に分散供給する孔２３４ａが複数設けられている。シャワーヘッド２３４は、ガス導入口２４１と処理室２０１との間に設けられている。ガス導入口２４１から導入されるガスは、シャワーヘッド２３４のバッファ室２３２（分散部とも呼ぶ。）に供給され、孔２３４ａを介して処理室２０１に供給される。
【００６０】
なお、第１電極２４４は、導電性の金属で構成され、ガスを励起するための活性化部（励起部）の一部として構成される。第１電極２４４には、電磁波（高周波電力やマイクロ波）が供給可能に構成されている。なお、蓋２３１を導電性部材で構成する際には、蓋２３１と第１電極２４４との間に絶縁ブロック２３３が設けられ、蓋２３１と第１電極部２４４の間を絶縁する構成となる。  
【００６１】
なお、バッファ室２３２に、ガスガイド２３５が設けられていても良い。ガスガイド２３５は、ガス導入孔２４１を中心として基板２００の径方向に向かうにつれ径が広がる円錐形状である。ガスガイド２３５の下端の水平方向の径は孔２３４ａが設けられる領域の端部よりも更に外周にまで延びて形成される。ガスガイド２３５が設けられていることによって、複数の孔２３４ａそれぞれに均一にガスを供給することができ、基板２００の面内に供給される活性種の量を均一化させることができる。
【００６２】
［活性化部（プラズマ生成部）］
活性化部としての電極２４４には、整合器２５１と高周波電源部２５２が接続され、電磁波（高周波電力やマイクロ波）が供給可能に構成されている。これにより、処理室２０１内に供給されたガスを活性化させることができる。また、電極２４４は、容量結合型のプラズマを生成可能に構成される。具体的には、電極２４４は、導電性の板状に形成され、上部容器２０２ａに支持されるように構成される。活性化部は、少なくとも電極部２４４、整合器２５１、高周波電源部２５２で構成される。なお、活性化部に、インピーダンス計２５４を含めるように構成しても良い。なお、第１電極２４４と高周波電源２５２との間に、インピーダンス計２５４を設けても良い。インピーダンス計２５４を設けることによって、測定されたインピーダンスに基づいて、整合器２５１、高周波電源２５２をフィードバック制御することができる。また、高周波電源２５２は、送信部を介してコントローラ２６０と、電力情報，電力設定データを送受信可能に構成され、整合器２５１は、送信部を介してコントローラ２６０と整合情報（進行波データ、反射波データ），整合設定データを送受信可能に構成され、インピーダンス計２５４は、送信部を介して、コントローラ２６０とインピーダンス情報を送受信可能に構成される。
【００６３】
［ガス供給系］
ガス導入口２４１には、ガス供給管１５０ａ（１５０Ｘ）が接続されている。ガス供給管１５０Ｘからは、後述の第１ガス、第２ガス、パージガスが供給される。ここで、Ｘには、各チャンバに対応するａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈのいずれかである。以下では、チャンバ１００ａのガス導入口２４１に接続されるガス供給系について説明し、他のチャンバについては説明を省略する。
【００６４】
図３に、チャンバ１００ａに接続される第１ガス供給部、第２ガス供給部、パージガス供給部等のガス供給系の概略構成図を示す。
【００６５】
図３に示す様に、ガス供給管１５０ａには、ガス供給管集合部１４０ａが接続されている。ガス供給管集合部１４０ａには、第１ガス（処理ガス）供給管１１３ａ、パージガス供給管１３３ａ、第２ガス（処理ガス）供給管１２３ａが接続される。
【００６６】
［第１ガス供給部］
第１ガス供給部には、第１ガス供給管１１３ａ、ＭＦＣ１１５ａ、バルブ１１６ａが設けられている。なお、第１ガス供給管１１３ａに接続される第１ガス供給源１１３を第１ガス供給部に含めて構成しても良い。また、処理ガスの原料が液体や固体の場合には、気化器１８０が設けられていても良い。
【００６７】
［第２ガス供給部］
第２ガス供給部には、第２ガス供給管１２３ａ、ＭＦＣ１２５ａ、バルブ１２６ａが設けられている。なお、第２ガス供給管１２３ａに接続される第２ガス供給源１２３を第２ガス供給部に含めて構成しても良い。
なお、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）１２４を設けて、第２ガスを活性化させるように構成しても良い。
【００６８】
［パージガス供給部］
パージガス供給部には、パージガス供給管１３３ａ、ＭＦＣ１３５ａ、バルブ１３６ａが設けられている。なお、パージガス供給管１３３ａに接続されるパージガス供給源１３３をパージガス供給部に含めて構成しても良い。
【００６９】
ここで、第１ガス供給部、第２ガス供給部、パージガス供給部のそれぞれを構成するＭＦＣ、バルブは、送信部，処理遂行部，更新部，測定部をそれぞれ有し、コントローラ２６０と送受信可能に構成される。ＭＦＣ，バルブは、それぞれ、以下の情報を送受信する。ＭＦＣ：流量情報，流量設定データ、バルブ：開度情報，開度設定データ。なお、第１ガス供給部、第２ガス供給部、パージガス供給部のそれぞれの構成に、気化器、ＲＰＵを追加しても良い。気化器，ＲＰＵそれぞれは、以下の情報を送受信する。気化器：気化器情報，気化器設定データ、ＲＰＵ：電力情報。
【００７０】
［制御部］
図５に示すように基板処理システム１０００、チャンバ１００は、基板処理システム１０００と、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２６０を有している。
【００７１】
コントローラ２６０の概略を図５に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２６０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、送受信部２６０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、送受信部２６０ｄは、内部バス２６０ｅを介して、ＣＰＵ２６０ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ２６０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２６１や、外部記憶装置２６２、送受信部２８５などが接続可能に構成されている。入出力装置２６１は、基板処理装置１０００の状態を報知する報知部としての表示画面２６４も含む。
【００７２】
記憶装置２６０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。
【００７３】
ＲＡＭ２６０ｂ，記憶装置２６０ｃ内には、以下（Ａ）〜（Ｈ）に示すプログラムや、データが格納（記録）可能に構成されている。なお、外部記憶装置２６２が存在する場合は、外部記憶装置２６２に記憶させていても良い。
（Ａ）基板処理装置に設けられた各部（各機器）の動作を制御する制御プログラム。
（Ｂ）後述する基板処理工程，処理手順，条件などが記載されたプロセスレシピ。
（Ｃ）基板２００に形成される膜特性データ。膜特性データは、例えば、膜厚データである。
（Ｄ）コントローラ２６０が受信する各部の測定値（測定データ）。ここで測定データとは、上述の、温度情報，温度設定データ，バイアス情報，バイアス設定データ，高さ情報（位置情報），高さデータ，圧力情報，弁開度情報，圧力設定データ，ポンプのＯＮ／ＯＦＦ情報，負荷情報，電力情報，電力設定データ，整合情報，整合設定データ，インピーダンス情報，流量情報，流量設定データ，開度情報，開度設定データ，気化器情報，気化器設定データ，電力情報，等、である。
（Ｅ）測定値を学習用データとして、学習を行う学習部（学習プログラム）。なお、学習用データとして用いられる測定値は、少なくとも、温度情報と圧力情報と流量情報が用いられる。
（Ｆ）学習データ（学習部）。学習データは少なくとも、温度情報・圧力情報・流量情報が記録されており、上述の（Ｄ）に記載の他の情報が付加されていても良い。また、これに加えて、膜特性データが付加されても良い。膜特性データとは、膜厚データ、膜厚均一性データ、等である。学習データの例を図１０に示す。
（Ｆ）事前学習データ（事前学習部の一構成）。事前学習データは、少なくとも、膜特性データと、各部の測定値データとの関係性が記録されたデータベースを有する。ここで、各部の測定値データとは、少なくとも、温度情報・圧力情報・流量情報が含まれる。（Ｄ）に記載の他の情報が付加されていても良い。膜特性データとは、膜厚データ、膜厚均一性データ、等である。
（Ｇ）基板２００への処理に用いるプロセスレシピを設定するまでの過程で生じる演算データや処理データ。
（Ｈ）センサデータ，ソフトセンサデータ。
【００７４】
なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２６０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２６０ｂは、ＣＰＵ２６０ａによって読み出されたプログラム、演算データ、処理データ等のデータが一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００７５】
送受信部２６０ｄはＩ／Ｏポートで構成され、複数の機器に接続される。複数の機器とは、以下の基板処理装置を動作させるデバイスを意味する。各機器には、例えば、以下の、ゲートバルブ１２９０，１３３０，１３５０，１４９０、昇降部２１８、ヒータ２１３、自動圧力制御器２２７，２２８，１６２０、真空ポンプ２２３（２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄ），１６３０、整合器２５１、高周波電源部２５２、ＭＦＣ１１５（１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ，１１５ｄ），１２５（１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ，１２５ｄ），１３５（１３５ａ，１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄ），１５３０、バルブ１１６（１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ，１１６ｄ），１２６（１２６ａ，１２６ｂ，１２６ｃ，１２６ｄ），１３６（１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃ，１３６ｄ），１５４０、（ＲＰＵ１２４、気化器１８０、）バイアス制御部２５７、真空搬送ロボット１７００、大気搬送ロボット１２２０、等、がある。また、インピーダンス計２５４等もあっても良い。
【００７６】
第１演算部としてのＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２６１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２６０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。また、送受信部２８５から入力された設定値と、記憶装置２６０ｃに記憶されたプロセスレシピや制御データ、上述の各種データとを比較・演算して、演算データを算出可能に構成されている。また、演算データから対応する処理データ（プロセスレシピ）の決定処理等を実行可能に構成されている。そして、ＣＰＵ２６０ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブ１４９０の開閉動作、昇降部２１８の昇降動作、ヒータ２１３への電力供給動作、圧力調整器２２７，２２８，１６２０の圧力調整動作、真空ポンプ２２３のオンオフ制御、ＭＦＣ１１５，１２５，１３５，１５３０でのガス流量制御動作、ＲＰＵ１２４，１４４，１５４のガスの活性化動作、バルブ１１６，１２６，１３６，１５４０でのガスのオンオフ制御、整合器２５１の電力の整合動作、高周波電源部２５２の電力制御、バイアス制御部２５７の制御動作、インピーダンス計２５４が測定した測定データに基づいた整合器２５１の整合動作や、高周波電源２５２の電力制御動作、等を制御するように構成されている。各構成の制御を行う際は、ＣＰＵ２６０ａ内の送受信部が、プロセスレシピの内容に沿った制御情報を送信/受信することで制御する。
【００７７】
なお、図６に示す様に、制御部２６０には、後述の学習を演算させる第２演算部としてのＣＰＵ２６０ｈを設けても良い。基板処理装置１００や基板処理システム１０００で扱うデータ量が増えており、基板処理装置の制御と学習処理（学習演算）を一つのＣＰＵで処理させた場合に、ＣＰＵの処理が追い付かなくなり、基板処理工程の制御が不安定となる課題がある。また、基板処理工程の制御を優先して演算させる場合には、学習処理が追い付かなくなり、基板処理工程中での学習や、基板処理毎の学習が行えず、更新パラメータの生成ができなくなる課題を生じる。第２演算部を設け、第２演算部で学習を行わせることで、第１演算部での基板処理装置１００や基板処理システム１０００での基板処理制御の安定性を向上させるとともに、学習処理を遅延無く行わせることが可能となる。なお、ここでは、第２演算部２６０ｈを、制御部２６０内に設けた例を示したが、制御部２６０と別構成にしても良い。また、第２制御部２６０ｈを、基板処理装置１００や基板処理システム１０００外に設けても良い。なお、第２演算部は、第１演算部と同様の汎用ＣＰＵが用いられても良い。好ましくは、専用のＣＰＵが用いられる。
【００７８】
なお、コントローラ２６０は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていても良い。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２６２を用意し、係る外部記憶装置２６２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２６０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２６２を介して供給する場合に限らない。例えば、送受信部２８５やネットワーク２６３（インターネットや専用回線）等の通信手段を用い、外部記憶装置２６２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２６０ｃや外部記憶装置２６２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２６０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２６２単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合が有る。
【００７９】
（２）基板処理工程
次に、半導体装置（半導体デバイス）の製造工程の一工程として、基板上に絶縁膜を成膜する工程を例として、上述の基板処理システム１０００、基板処理装置（チャンバ）１００の動作および各部の評価フロー、シーケンスについて図７を参照して説明する。なお、ここで絶縁膜としては、例えば酸化膜としてのシリコン酸化（ＳｉＯ）膜が成膜される。また、この製造工程の一工程は、上述の基板処理システム１０００、チャンバ１００で行われる。なお、以下の説明において、各部の動作はコントローラ２６０により制御される。
【００８０】
なお、本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も「ウエハ」という言葉を用いた場合と同様であり、その場合、上記説明において、「ウエハ」を「基板」に置き換えて考えればよい。
【００８１】
以下に、基板処理工程Ｓ２００について説明する。
【００８２】
［基板搬入工程Ｓ２０１］ 
基板処理工程Ｓ２００に際しては、先ず、基板２００を処理室２０１に搬入させる。具体的には、基板支持部２１０を昇降機構２１８によって下降させ、リフトピン２０７が貫通孔２１４から基板支持部２１０の上面側に突出させた状態にする。また、処理室２０１内を所定の圧力に調圧した後、ゲートバルブ１４９０を開放し、リフトピン２０７上に基板２００を載置させる。基板２００をリフトピン２０７上に載置させた後、昇降２１８によって基板支持部２１０を所定の位置まで上昇させることによって、基板２００が、リフトピン２０７から基板支持部２１０へ載置されるようになる。
【００８３】
［減圧・昇温工程Ｓ２０２］ 
続いて、処理室２０１内が所定の圧力（真空度）となるように、処理室排気管２２４を介して処理室２０１内を排気する。この際、圧力センサ２２７ａが測定した圧力値に基づき、圧力調整器２２７ｂとしてのＡＰＣの弁開度をフィードバック制御する。また、温度センサ（不図示）が検出した温度値に基づき、処理室２０１内が所定の温度となるようにヒータ２１３への通電量をフィードバック制御する。具体的には、基板支持部２１０をヒータ２１３により予め加熱しておき、加熱された基板支持部２１０によって基板２００を所定温度に加熱する。なお、基板２００又は基板支持部２１０の温度変化が無くなるまで一定時間置いても良い。この間、処理室２０１内に残留している水分あるいは部材からの脱ガス等が有る場合は、真空排気やＮ２ガスの供給によるパージによって除去しても良い。これで成膜プロセス前の準備が完了することになる。なお、処理室２０１内を所定の圧力に排気する際に、一度、到達可能な真空度まで真空排気しても良い。
【００８４】
［成膜工程Ｓ２１０］ 
続いて、成膜工程Ｓ２１０の詳細について説明する。
【００８５】
基板２００が基板支持部２１０に載置された後、図７に示す、Ｓ２０３〜Ｓ２０７のステップが行われる。
【００８６】
［第１ガス供給工程Ｓ２０３］ 
第１ガス供給工程Ｓ２０３では、第１ガス供給部から処理室２０１内に第１ガス（原料ガス）としてのアミノシラン系ガスを供給する。アミノシラン系ガスとしては、例えば、ビスジエチルアミノシラン（Ｈ２Ｓｉ（ＮＥｔ２）２、Ｂｉｓ（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）ｓｉｌａｎｅ：ＢＤＥＡＳ）ガスがある。アミノシラン系ガスをガス源からチャンバ１００際、処理室側バルブ１１６ａを開き、ＭＦＣ１１５ａ所定流量に調整する。流量調整されたアミノシラン系ガスは、バッファ空間２３２を通り、シャワーヘッド２３４の孔２３４ａから、減圧状態の処理室２０１内に供給される。また、排気系による処理室２０１内の排気を継続し処理室２０１内の圧力を所定の圧力範囲（第１圧力）となるように制御する。このとき、基板２００に対してアミノシラン系ガスが供給されることとなるアミノシラン系ガスは、所定の圧力（第１圧力：例えば１００Ｐａ以上２００００Ｐａ以下）で処理室２０１内に供給する。このようにして、基板２００にアミノシラン系ガスを供給する。アミノシラン系ガスが供給されることにより、基板２００上に、シリコン含有層が形成される。
【００８７】
このときのヒータ２１３の温度は、２００〜７５０℃、好ましくは３００〜６００℃、より好ましくは３００〜５５０℃の範囲内の一定の温度となるように設定し、少なくとも成膜工程Ｓ２１０が終了するまで温度を維持させる。
【００８８】
［第１パージ工程Ｓ２０４］ 
基板２００上にシリコン含有層が形成された後、第１ガス供給管１１３ａ，のガスバルブ１１６ａを閉じ、アミノシラン系ガスの供給を停止する。原料ガスを停止することで、処理室２０１中に存在する原料ガスや、バッファ空間２３２の中に存在する原料ガスを処理室排気管２２４から排気されることにより第１パージ工程Ｓ２０４が行われる。
【００８９】
また、パージ工程では、単にガスを排気（真空引き）してガスを排出すること以外に、不活性ガスを供給して、残留ガスを押し出すことによる排出処理を行うように構成しても良い。具体的には、バルブ１３６ａを開き、不活性ガスを供給する。不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。また、真空引きと不活性ガスの供給を組み合わせて行っても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を交互に行うように構成しても良い。
【００９０】
また、第１パージ工程では、真空ポンプ２２３の動作を継続し、処理室２０１内に存在するガスを真空ポンプ２２３から排気する。
【００９１】
所定の時間経過後、バルブ１３６ａを閉じて、不活性ガスの供給を停止する。
【００９２】
各不活性ガス供給系から供給するパージガスとしてのＮ２ガスの供給流量は、それぞれ例えば１００〜２００００ｓｃｃｍの範囲内の流量とする。なお、パージガスとしては、Ｎ２ガスの他、Ａｒ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ｘｅ等の希ガスを用いても良い。
【００９３】
［第２処理ガス供給工程Ｓ２０５］ 
第１ガスパージ工程の後、バルブ１２６ａを開け、ガス導入孔２４１、バッファ空間２３２、シャワーヘッド２３４を介して、処理室２０１内に第２のガス（反応ガス）としての、酸素含有ガスを供給する。酸素含有ガスは例えば、酸素ガス（Ｏ２）やオゾンガス（Ｏ３）、水（Ｈ２Ｏ）、亜酸化窒素ガス（Ｎ２Ｏ）等が有る。ここでは、Ｏ２ガスを用いる例を示す。バッファ空間２３２、シャワーヘッド２３４を介して処理室２０１に供給するので、基板上に均一にガスを供給することができる。そのため、膜厚を均一にすることができる。なお、第２のガスを供給する際に、活性化部（励起部）としてのリモートプラズマユニット（ＲＰＵ）１２４を介して、活性化させた第２のガスを処理室２０１内に供給可能に構成しても良い。
【００９４】
このとき、Ｏ２ガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１２５ａを調整する。なお、Ｏ２ガスの供給流量は、例えば、１００ｓｃｃｍ以上１００００ｓｃｃｍ以下である。また、圧力調整器２２２ａを適正に調整することにより、処理室２０１内の圧力を所定の圧力範囲内とする。また、Ｏ２ガスがＲＰＵ１２４内を流れているときは、ＲＰＵ１２４をＯＮ状態（電源が入った状態）とし、Ｏ２ガスを活性化（励起）させるように制御しても良い。
【００９５】
Ｏ２ガスが、基板２００上に形成されているシリコン含有層に供給されると、シリコン含有層が改質される。例えば、シリコン元素またはシリコン元素を含有する改質層が形成される。なお、ＲＰＵ１２４を設けて、活性化したＯ２ガスを基板２００上に供給することによって、より多くの改質層を形成することができる。
【００９６】
改質層は、例えば、処理室２０１内の圧力、Ｏ２ガスの流量、基板２００の温度、ＲＰＵ１２４の電力供給具合に応じて、所定の厚さ、所定の分布、シリコン含有層に対する所定の酸素成分等の侵入深さで形成される。
【００９７】
所定の時間経過後、バルブ１２６ａを閉じ、Ｏ２ガスの供給を停止する。
【００９８】
［第２パージ工程Ｓ２０６］ 
Ｏ２ガスの供給を停止することで、処理室２０１中に存在するＯ２ガスや、バッファ空間２３２の中に存在するＯ２ガスを第１の排気部から排気されることにより第２パージ工程Ｓ２０６が行われる。第２パージ工程Ｓ２０６は上述の第１パージ工程Ｓ２０４と同様の工程が行われる。
【００９９】
［判定工程Ｓ２０７］ 
第２パージ工程Ｓ２０６の終了後、コントローラ２６０は、上記の成膜工程Ｓ２１０の内、Ｓ２０３〜Ｓ２０６が所定のサイクル数Ｃが実行されたか否かを判定する（Ｃは自然数）。即ち、基板２００上に所望の厚さの膜が形成されたか否かを判定する。上述したステップＳ２０３〜Ｓ２０６を１サイクルとして、このサイクルを少なくとも１回以上行う（ステップＳ２０７）ことにより、基板２００上に所定膜厚のシリコンおよび酸素を含む絶縁膜、すなわち、ＳｉＯ膜を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰返すことが好ましい。これにより、基板２００上に所定膜厚のＳｉＯ膜が形成される。
【０１００】
所定回数実施されていないとき（Ｎｏ判定のとき）は、Ｓ２０３〜Ｓ２０６のサイクルを繰り返す。所定回数実施されたとき（Ｙ判定のとき）は、成膜工程Ｓ３０１を終了し、搬送圧力調整工程Ｓ２０８と基板搬出工程Ｓ２０９を実行する。
【０１０１】
［搬送圧力調整工程Ｓ２０８］ 
搬送圧力調整工程Ｓ２０８では、処理室２０１内や搬送空間２０３が所定の圧力（真空度）となるように、処理室排気管２２４を介して処理室２０１内や搬送空間２０３内を排気する。この時の処理室２０１内や搬送空間２０３内の圧力は、真空搬送室１４００内の圧力以上に調整される。なお、この搬送圧力調整工程Ｓ２０８の間や前や後で、基板２００の温度が所定の温度まで冷却するようにリフトピン２０７で保持するように構成しても良い。
【０１０２】
［基板搬出工程Ｓ２０９］ 
搬送圧力調整工程Ｓ２０８で処理室２０１内が所定圧力になった後、ゲートバルブ１４９０を開き、搬送空間２０３から真空搬送室１４００に基板２００を搬出する。
【０１０３】
この様な工程で、基板２００の処理が行われる。
【０１０４】
この様な基板処理工程の後や、基板処理工程と並行して、学習部での学習工程が行われる。学習工程後、更新パラメータを生成して、各機器の設定を更新する設定更新工程Ｓ３００が行われる。この一連の工程について図６、図８を用いて説明する。
【０１０５】
［測定値収集工程Ｓ３０１］
学習工程の前に、各機器の測定値を収集する工程が行われる。コントローラ２６０は、ネットワーク（信号線）を介して、送受信部２６０ｄとしてのＩ／Ｏポートで各機器のデータ（測定値）を受信する。受信した各機器のデータは、ＲＡＭ２６０ｂと記憶装置２６０ｃのいずれかまたは両方に記録する。なお、ここで受信したデータは、ネットワーク２６３を介して上位装置５００に送信する様に構成しても良い。
【０１０６】
［学習工程Ｓ３０２］
各機器から受信した測定値を学習用データとして、学習部（学習プログラム）に入力される。学習部で、学習用データを基に、学習が行われる。なお、ここで、学習は、機械学習である。学習技法には、ニューラルネットワークやディープラーニングが用いられる。なお、記憶部に、予め、事前学習データを学習モデルとして記録しておき、学習用データと事前学習データとを基に学習する強化学習が行われても良い。また、事前学習データを教師データとして用いた学習が行われても良い。この様な強化学習や、教師データを用いた学習を行うことにより、学習の方向付けが可能となり、目的の学習を行わせることが可能となる。即ち、基板２００毎や、Ｌｏｔ毎の処理均一性を向上させるパラメータ（設定パラメータ）を生成させ易くすることができる。
【０１０７】
［更新パラメータ生成工程Ｓ３０２］
学習した結果を基に、プロセスレシピに対応するパラメータ（設定パラメータ）として最も近い設定パラメータを更新パラメータとして生成する。この更新パラメータの生成には、データベースが用いられる。好ましくは、ニューラルネットワークを用いて更新パラメータが生成される。更に好ましくは、ニューラルネットワークとデータベースの両方を用いて更新パラメータが生成され、生成された更新パラメータを比較演算して、最終的に適用される更新パラメータを生成しても良い。
【０１０８】
［パラメータ更新工程Ｓ３０３］
生成された更新パラメータを、制御部２６０の送受信部２６０ｄから、各機器に送信される。各機器では、受信した更新パラメータを基に、設定値の再設定が行われる。
【０１０９】
なお、ここで、加熱部を例に説明すると、温度調整部から、コントローラ２６０に、測定値として温度情報が送信される。制御部は、温度情報を第１学習データとして、学習部に入力する。学習部は、プロセスレシピに対応する温度設定に近い加熱部の設定を更新パラメータとする。制御部は、生成された更新パラメータを温度調整部に送信する。温度調整部は、受信した更新パラメータを基に、温度調整部の設定を更新する。なお、温度調整部の設定とは、温度、温度制御パラメータ、のいずれか、もしくは両方である。なお、温度制御パラメータとは、例えば、ＰＩＤ制御であれば、Ｐ，Ｉ，Ｄそれぞれの値である。なお、温度制御は、ＰＩＤ以外の方法あっても良い。
【０１１０】
［膜厚データ比較工程Ｓ３０４］
事前学習データから、測定値に対応する仮想膜厚データを読み出す。読み出した仮想膜厚データと、プロセスレシピに対応する膜厚データとを比較し、仮想膜厚データと膜厚データとの差を示す差異データ（Δ膜厚データ）を算出する。
【０１１１】
［判定工程Ｓ３０５］
判定工程Ｓ３０５では、膜厚データ比較工程で算出されたΔ膜厚データが、所定範囲内に有るか否かの判定が行われる。Δ膜厚データが、所定範囲内に有る場合はＹ判定（ＹＥＳ判定）とする。Δ膜厚データが、所定範囲外に有る場合は、Ｎ判定（Ｎｏ判定）とする。Ｙ判定の場合は、学習部更新工程Ｓ３０６が行われる。Ｎ判定の場合は、アラーム報知工程Ｓ３０７が行われる。
【０１１２】
［学習部更新工程Ｓ３０６］
学習データ更新工程Ｓ３０６では更新パラメータと膜厚データとの関係を学習部（学習プログラム）に記録される。なお、上位装置５００や、膜測定部６００等から、膜厚データとプロセスレシピとが関連付けられたデータを受信している場合は、受信したプロセスレシピに対応するパラメータと膜厚データとを教師データとして、学習部に記録させても良い。
【０１１３】
［アラーム報知工程Ｓ３０７］
アラーム報知工程Ｓ３０７では、更新パラメータによって、基板処理が行われた場合に、基板２００に形成される膜厚が、膜厚データから外れる可能性があるメッセージを表示部に報知する。
【０１１４】
この様にして、設定更新工程Ｓ３００が行われる。なお。設定更新工程Ｓ３００と並行して、学習データチェック工程Ｓ４００が行われても良い。学習データチェック工程Ｓ４００について、図９を用いて説明する。
【０１１５】
学習データチェック工程Ｓ４００は、図８に示す更新パラメータ生成工程Ｓ３０２の後に行われる。
【０１１６】
［パラメータ比較工程Ｓ４０１］
まず、事前学習データから、各機器の測定値に対応する事前学習パラメータを読み出す。そして、更新パラメータと事前学習パラメータとの差異を示す、Δパラメータを生成する。
【０１１７】
［判定工程Ｓ４０２］
次に、Δパラメータが所定範囲内に入っているか否かを判定する。即ち、更新パラメータと事前学習パラメータとの差が所定範囲内にはいっているか否かを判定する。Δパラメータが所定範囲内で入っている場合は、Ｙ判定（ＹＥＳ判定）とする。Δパラメータが所定範囲外の場合は、Ｎ判定（Ｎｏ判定）とする。Ｙ判定の場合は、更新パラメータが正しいと判定して上述のパラメータ更新工程Ｓ３０３が行われる。Ｎ判定の場合は、更新パラメータが正確で無いと判定し、アラーム報知工程Ｓ４０３が行われる。
【０１１８】
［アラーム報知工程Ｓ４０３］
アラーム報知工程Ｓ４０３では、各機器の測定部を交換する旨を示すメッセージデータに対応するメッセージウィンドウを表示画面２６４に表示する。なお、このメッセージデータを上位装置５００に送信する様に構成しても良い。
【０１１９】
この様にして、設定更新工程Ｓ３００が行われる。
【０１２０】
［学習タイミング変更工程］
なお、学習のタイミングや周期は適宜変更しても良い。例えば、基板処理装置１００や基板処理システム１０００の立ち上げ時、新しいプロセスレシピの適用した初期では、基板処理工程Ｓ２００と設定更新工程Ｓ３００とを並行して実行し、リアルタイムに学習させても良い。この様に構成することで、工程毎にチューニングを行うことが可能となる。また、基板処理工程Ｓ２００と、設定更新工程Ｓ３００とをシーケンシャルに行わせても良い。この様に構成することで、基板処理工程Ｓ２００全体を通してのデータに基づいて学習することができ、熱履歴のチューニングを行うことが可能となる。
【０１２１】
以上、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示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。
【０１２２】
また、上述では、第１ガスと第２ガスを交互に供給して成膜する方法について記したが、他の方法にも適用可能である。例えば、第１ガスと第２ガスの供給タイミングが重なる様な方法である。
【０１２３】
また、上述では、２種類のガスを供給して処理する方法について記したが、１種類のガスを用いた処理であっても良い。
【０１２４】
また、上述では、成膜処理について記したが、他の処理にも適用可能である。例えば、プラズマを用いた拡散処理、酸化処理、窒化処理、酸窒化処理、還元処理、酸化還元処理、エッチング処理、加熱処理などが有る。例えば、反応ガスのみを用いて、基板表面や基板に形成された膜をプラズマ酸化処理や、プラズマ窒化処理する際にも本発明を適用することができる。また、反応ガスのみを用いたプラズマアニール処理にも適用することができる。
【０１２５】
また、上述では、半導体装置の製造工程について記したが、実施形態に係る発明は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程、太陽電池の製造工程、発光デバイスの製造工程、ガラス基板の処理工程、セラミック基板の処理工程、導電性基板の処理工程、などの基板処理が有る。
【０１２６】
また、上述では、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとして酸素含有ガスを用いて、シリコン酸化膜を形成する例を示したが、他のガスを用いた成膜にも適用可能である。例えば、窒化膜、酸素含有膜、窒素含有膜、炭素含有膜、ホウ素含有膜、金属含有膜とこれらの元素が複数含有した膜等が有る。なお、これらの膜としては、例えば、ＳｉＮ膜、ＡｌＯ膜、ＺｒＯ膜、ＨｆＯ膜、ＨｆＡｌＯ膜、ＺｒＡｌＯ膜、ＳｉＣ膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＢＮ膜、ＴｉＮ膜、ＴｉＣ膜、ＴｉＡｌＣ膜などが有る。
【０１２７】
また、上述では、一つの処理室で一枚の基板を処理する装置構成を示したが、これに限らず、複数枚の基板を水平方向又は垂直方向に並べた装置であっても良い。
【符号の説明】
【０１２８】
１００      処理装置
２００      ウエハ（基板）
２０１      処理室
２０２      処理容器 
２１２      基板載置台 
２１３      ヒータ
２２１      第１排気口
２３４      シャワーヘッド
２４４      第１電極
２６０      コントローラ
【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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【図９】
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【図１０】
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