(57)【要約】      （修正有）【課題】レシピ時間を短縮できる処理装置および処理方法を提供する。【解決手段】基板を処理する処理装置であって、複数のエンドデバイス２０１と、特定のエンドデバイス２０１を制御する下位制御部４１０ａ，４１０ｂと、制御部３００とを備え、制御部３００は基板を処理するレシピを実行し、レシピの複数の制御ステップのうち、特定の条件を満たす制御ステップを特定し、特定した制御ステップを下位制御部４１０ａ，４１０ｂに送信し、下位制御部４１０ａ，４１０ｂは、制御部３００から受信した制御ステップに基づいて、対応する特定のエンドデバイス２０１を制御する処理装置。【選択図】図２
2020172690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理装置であって、
複数のエンドデバイスと、
特定の前記エンドデバイスを制御する下位制御部と、
前記基板を処理するレシピを実行し、前記レシピの複数の制御ステップのうち、特定の条件を満たす制御ステップを特定し、特定した前記制御ステップを前記下位制御部に送信する制御部と、を備え、
前記下位制御部は、前記制御部から受信した前記制御ステップに基づいて、対応する特定の前記エンドデバイスを制御する、
処理装置。
【請求項２】
前記制御部は、特定した前記制御ステップの完了後に、他の制御ステップに基づいて、前記下位制御部が制御しない前記エンドデバイスを制御する、
請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
特定の前記エンドデバイスは、前記基板を収容する処理容器内に供給される処理ガスの種類に対応して複数系統に設けられたガス供給路のそれぞれに配設され、前記ガス供給路の開閉を行う複数のバルブである、
請求項１または２に記載の処理装置。
【請求項４】
特定した前記制御ステップは、繰り返し処理を行う範囲の制御ステップである、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の処理装置。
【請求項５】
特定した前記制御ステップは、他の制御ステップより高速な制御を要する制御ステップである、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の処理装置。
【請求項６】
特定した前記制御ステップは、１ｍｓ単位で制御される制御ステップである、
請求項５に記載の処理装置。
【請求項７】
前記下位制御部は、対応する特定の前記エンドデバイスを監視し、監視データを記憶する、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の処理装置。
【請求項８】
特定の前記エンドデバイスは、前記基板を収容する処理容器内にプラズマを立てる高周波電源を含む、
請求項１〜７のいずれか１つに記載の処理装置。
【請求項９】
基板を処理する処理装置の制御部による処理方法であって、
前記基板を処理するレシピの複数の制御ステップのうち、特定の条件を満たす制御ステップを特定することと、
特定した前記制御ステップを、特定のエンドデバイスを制御する下位制御部に送信することと、
前記基板を処理するレシピを実行する際に、前記特定した前記制御ステップについて、前記下位制御部に、対応する特定の前記エンドデバイスを制御させることと、
を有する処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程において、複数の処理ガスを切り替えて、基板に対してほぼ単分子層である薄い単位膜の積層を繰り返す原子層堆積法（ＡＬＤ法：Atomic  Layer  Deposition）がある。また、成膜時にプラズマを用いるＰＥＡＬＤ（Plasma  Enhanced  Atomic  Layer  Deposition）法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２９６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、レシピ時間を短縮できる処理装置および処理方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様による処理装置は、基板を処理する処理装置であって、複数のエンドデバイスと、特定のエンドデバイスを制御する下位制御部と、制御部と、を備える。制御部は、基板を処理するレシピを実行し、レシピの複数の制御ステップのうち、特定の条件を満たす制御ステップを特定し、特定した制御ステップを下位制御部に送信する。下位制御部は、制御部から受信した制御ステップに基づいて、対応する特定のエンドデバイスを制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、レシピ時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本開示の一実施形態における処理装置の構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、本開示の一実施形態における処理装置を含む基板処理システムの制御系統の構成の一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、モジュールコントローラの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、高速レシピを含むレシピの一例を示す図である。
【図５】図５は、高速レシピの一例を示す図である。
【図６】図６は、高速レシピの動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】図７は、比較例のＡＬＤ成膜シーケンスの１サイクル分の一例を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態のＡＬＤ成膜シーケンスの１サイクル分の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、開示する処理装置および処理方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態により開示技術が限定されるものではない。
【０００９】
従来、ＡＬＤ法を行う処理装置では、制御部が、基板を収容する処理容器内で所定の処理が行えるように、処理装置の各部を制御している。この場合、処理ガスを高速に切り替えることが求められる。処理装置では、処理ガスを高速に切り替えるために、例えば、制御部からバルブを制御するＰＬＣ（Programmable  Logic  Controller）にレシピをダウンロードさせ、ＰＬＣがダウンロードしたレシピに従ってバルブを動作させることが提案されている。しかしながら、この様なＰＬＣは、プロセスが終了するまでレシピに従って動作するため、高速制御が求められていないレシピの制御ステップが含まれる場合、制御の柔軟性に乏しくなる。そこで、高速制御が求められる制御ステップと、高速制御が求められていない制御ステップとが混在するレシピにおいて、レシピ時間を短縮し、最終的な成膜処理時間を短縮することが期待されている。
【００１０】
［処理装置１００の構成］
図１は、本開示の一実施形態における処理装置の構成の一例を示す図である。図１に示す処理装置１００は、例えば基板としての半導体ウエハ（以下、ウエハという。）Ｗに対し、ＡＬＤ法による成膜処理を行なうように構成された成膜装置である。処理装置１００は、気密に構成された略円筒状の処理容器１を有している。処理容器１の中には、被処理体であるウエハＷを水平に支持するためのサセプタ３が配備されている。サセプタ３は、円筒状の支持部材５により支持されている。また、サセプタ３には、図示しないヒータが埋め込まれており、このヒータに給電することにより、ウエハＷを所定の温度に加熱する。
【００１１】
処理容器１の天壁１ａには、ガス導入部１１が設けられている。このガス導入部１１には、図示しないガス吐出孔が形成されている。また、ガス導入部１１には、ガス供給路である配管１３が接続されている。この配管１３は、配管３１，４１，５１，６１が合流したものである。配管３１，４１，５１，６１は、それぞれ成膜原料ガス等を供給するガス供給源２０に接続されている。
【００１２】
図１に示す処理装置１００では、ウエハＷ表面にＡＬＤ法によりＴｉＮ膜を形成する場合を例示している。この場合、ガス供給源２０は、パージガス源としてのＮ２ガス供給源３０、反応ガス源としてのＮＨ３ガス供給源４０、原料ガス源としてのＴｉＣｌ４ガス供給源５０、別のパージガス源としてのＮ２ガス供給源６０を有している。
【００１３】
Ｎ２ガス供給源３０は、配管３１，１３を介してガス導入部１１に接続されている。配管３１には、バルブ３３、流量制御のためのＭＦＣ（Mass  Flow  Controller：マスフローコントローラ）３５およびチャンババルブ３７が設けられている。
【００１４】
ＮＨ３ガス供給源４０は、配管４１，１３を介してガス導入部１１に接続されている。配管４１には、バルブ４３、流量制御のためのＭＦＣ４５およびチャンババルブ４７が設けられている。また、配管４１において、チャンババルブ４７よりもＮＨ３ガス供給源４０に近いガスの供給方向上流側には、バッファタンク４８が設けられている。バッファタンク４８には、内部の圧力を計測する圧力計４８Ａが付設されている。
【００１５】
ＴｉＣｌ４ガス供給源５０は、配管５１，１３を介してガス導入部１１に接続されている。ＴｉＣｌ４ガス供給源５０は、図示しない気化器を備えている。配管５１には、バルブ５３、流量制御のためのＭＦＣ５５およびチャンババルブ５７が設けられている。また、配管５１において、チャンババルブ５７よりもＴｉＣｌ４ガス供給源５０に近いガスの供給方向上流側には、バッファタンク５８が設けられている。バッファタンク５８には、内部の圧力を計測する圧力計５８Ａが付設されている。
【００１６】
Ｎ２ガス供給源６０は、配管６１，１３を介してガス導入部１１に接続されている。配管６１には、バルブ６３、流量制御のためのＭＦＣ６５およびチャンババルブ６７が設けられている。
【００１７】
チャンババルブ３７，４７，５７，６７は、それぞれ、配管３１，４１，５１，６１において、処理容器１に最も近接した位置に設けられたバルブである。これら、チャンババルブ３７，４７，５７，６７を開放することによって、処理容器１内への各ガスの導入が行われ、チャンババルブ３７，４７，５７，６７を閉じることによって、処理容器１内への各ガスの導入が停止される。
【００１８】
チャンババルブ３７，４７，５７，６７は、いずれも高速での開閉が可能な電磁弁（ソレノイドバルブ）である。図１では、説明の便宜上、各チャンババルブ３７，４７，５７，６７について、バルブ駆動部としてのソレノイド３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａを図示している。なお、ソレノイド３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａは、チャンババルブ３７，４７，５７，６７の一構成部分である。
【００１９】
また、各チャンババルブ３７，４７，５７，６７には、センサ部として、例えばポジションセンサなどからなるチャンババルブセンサ（ＣＶセンサ）３９，４９，５９，６９が配備されている。ＣＶセンサ３９，４９，５９，６９は、それぞれ、ソレノイド３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａによって駆動される各チャンババルブ３７，４７，５７，６７の開閉状態をモニタする。
【００２０】
なお、図１の処理装置１００では、反応ガス、原料ガスおよびパージガスの供給源を示しているが、ガス供給源２０は、例えば処理容器１内をクリーニングするためのクリーニングガス供給源などの他のガス源、配管、バルブ等を有していてもよい。
【００２１】
処理容器１の底壁１ｂには、排気口１ｃが形成されており、この排気口１ｃには排気管７１を介して排気装置７０が接続されている。この排気装置７０を作動させることにより、処理容器１内を所定の真空度まで減圧することができるように構成されている。
【００２２】
［制御系統の構成例］
次に、図１から図３を用いて処理装置１００の制御系統について説明する。処理装置１００は、後述するように、モジュールコントローラ（ＭＣ：Module  Controller）４０１によって、処理容器１内で所定の処理が行えるように制御されている。
【００２３】
図２は、本開示の一実施形態における処理装置を含む基板処理システムの制御系統の構成の一例を示すブロック図である。図２では、処理装置１００を含む基板処理システム（図示せず）における制御系統の中で、ＡＬＤプロセスを行う処理装置１００の制御に関連する部分の概略を示している。基板処理システムにおける全体の制御や、プロセスシップとしての処理装置１００を構成する各構成部、すなわちエンドデバイス２０１の制御は、制御部３００によって行われる。ここで、エンドデバイス２０１としては、例えば図１に示す処理装置１００におけるチャンババルブ３７，４７，５７，６７（ソレノイド３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａ）、ＭＦＣ３５，４５，５５，６５、圧力計４８Ａ，５８Ａ、ＣＶセンサ３９，４９，５９，６９、排気装置７０などを挙げることができる。
【００２４】
図２に示すように、制御部３００は、主要な構成として、処理装置１００をはじめ、基板処理システムの各処理装置に対応して設けられた個別の制御部である複数のＭＣ４０１と、基板処理システム全体を制御する統括制御部であるＥＣ（Equipment  Controller）３０１と、ＥＣ３０１に接続されたユーザインタフェース５０１とを備えている。なお、ＭＣ４０１は、基板処理システムにおいて、処理装置１００だけでなく、例えば、他の処理を行う処理装置や、ロードロック室、ローダーユニットにも配備することが可能であり、これらもＥＣ３０１の下で統括されるが、ここでは図示および説明を省略する。
【００２５】
［ＥＣ］
ＥＣ３０１は、各ＭＣ４０１を統括して基板処理システム全体の動作を制御する統括制御部である。ＥＣ３０１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３０３と、揮発性メモリとしてのＲＡＭ（Random  Access  Memory）３０５と、記憶部としてのハードディスク装置３０７とを有している。ＥＣ３０１と各ＭＣ４０１は、システム内ＬＡＮ（Local  Area  Network）５０３により接続されている。システム内ＬＡＮ５０３は、スイッチングハブ（ＨＵＢ）５０５を有している。このスイッチングハブ５０５は、ＥＣ３０１からの制御信号に応じてＥＣ３０１の接続先としてのＭＣ４０１の切り替えを行う。
【００２６】
また、ＥＣ３０１は、ＬＡＮ６０１を介して基板処理システムが設置されている工場全体の製造工程を管理するＭＥＳ（Manufacturing  Execution  System）としてのホストコンピュータ６０３に接続されている。ホストコンピュータ６０３は制御部３００と連携して工場における種々の工程に関するリアルタイム情報を基幹業務システム（図示省略）にフィードバックすると共に、工場全体の負荷等を考慮して工程に関する判断を行う。
【００２７】
また、ＥＣ３０１には、ユーザインタフェース５０１も接続されている。ユーザインタフェース５０１は、工程管理者が基板処理システムを管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、基板処理システムの稼働状況を可視化して表示するディスプレイ、メカニカルスイッチ等を有している。
【００２８】
ＥＣ３０１は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体（以下、単に記憶媒体と記す。）５０７に対して情報を記録し、また記憶媒体５０７より情報を読み取ることができるようになっている。制御プログラムやレシピは、例えば、記憶媒体５０７に格納された状態のものを記憶部としてのハードディスク装置３０７にインストールすることによって利用することができる。記憶媒体５０７としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact  Disc  Read  Only  Memory）、ハードディスク、フレキシブルディスク、フラッシュメモリ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）等を使用することができる。また、上記レシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用することも可能である。
【００２９】
ＥＣ３０１では、ユーザインタフェース５０１においてユーザ等によって指定されたウエハＷの処理方法に関するレシピを含むプログラム（ソフトウェア）をＣＰＵ３０３がハードディスク装置３０７や記憶媒体５０７から読み出す。そして、ＥＣ３０１から各ＭＣ４０１にそのプログラムを送信することにより、各ＭＣ４０１によって処理装置１００をはじめとする処理装置での処理を制御できるように構成されている。以下、処理装置１００と、これを制御するＭＣ４０１との関係について説明する。
【００３０】
［ＭＣ］
図３は、モジュールコントローラの構成の一例を示すブロック図である。ＭＣ４０１は、処理装置１００の動作を制御する個別の制御部として設けられている。ＭＣ４０１は、図３に示すように、ＣＰＵ４０３と、ＲＡＭなどの揮発性メモリ部４０５と、不揮発性メモリ部４０７と、メディアアクセスコントローラ（ＭＡＣ：Media  Access  Controller）４０９と、を有している。
【００３１】
ＭＣ４０１の不揮発性メモリ部４０７は、例えばＳＲＡＭ、ＭＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリにより構成されている。不揮発性メモリ部４０７には、処理装置１００における種々の履歴情報例えばサセプタ３におけるヒータの交換時間、排気装置７０の稼動時間などが保存される。また、不揮発性メモリ部４０７は、Ｉ／Ｏ情報記憶部としても機能し、後述するようにＭＣ４０１と各エンドデバイス２０１との間で取り交される各種のＩ／Ｏ情報（特に、デジタル・アウトプット情報ＤＯおよびアナログ・アウトプット情報ＡＯ）を不揮発性メモリ部４０７に随時書き込んで保存できるように構成されている。
【００３２】
［フィールドバスシステム］
ＭＣ４０１は、各エンドデバイス２０１と通信を行うフィールドバスシステムであるネットワーク４１１として、ＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）を用いる。ＥｔｈｅｒＣＡＴは、産業用のイーサネット（登録商標）技術であり、ネットワークセグメント内の全てのノードの送受信プロセスデータについて１つのフレームで通信を行う。ＭＣ４０１は、ＭＡＣ４０９を用いて、ＥｔｈｅｒＣＡＴマスターデバイスとなる。なお、ＭＡＣ４０９には、イーサネット用のＮＩＣ（Network  Interface  Card）等を用いることができる。
【００３３】
一方、各エンドデバイス２０１は、下位制御部４１０、または、Ｉ／Ｏ（Input／Output）モジュール４１３によって制御される。下位制御部４１０およびＩ／Ｏモジュール４１３は、ＥｔｈｅｒＣＡＴスレーブコントローラ（ＥＳＣ：EtherCAT  Slave  Controller）を有し、ＥｔｈｅｒＣＡＴスレーブデバイスとなる。
【００３４】
ネットワーク４１１では、ＭＣ４０１と、各ノードである下位制御部４１０およびＩ／Ｏモジュール４１３とが一筆書きのネットワークトポロジで接続されている。つまり、ネットワーク４１１では、ＭＣ４０１が送信したフレームは、各ノードを経由してＭＣ４０１に戻る構成となっている。ネットワーク４１１では、ＭＣ４０１が１つのフレームを送信すると、当該フレームは下位制御部４１０およびＩ／Ｏモジュール４１３を順に通過する。下位制御部４１０およびＩ／Ｏモジュール４１３は、フレームに対して、自身にアドレス指定されたデータをオンザフライで読み出し、または、フレーム内に書き込みを行った後、後方のノードに送信する。
【００３５】
ここで、下位制御部４１０およびＩ／Ｏモジュール４１３と、ＥｔｈｅｒＣＡＴとの関係について説明する。ＥｔｈｅｒＣＡＴは、規格上１ｍｓ単位の制御を行うことが可能であるとともに、従来に比べて様々な信号を監視することができる。ところが、ＥｔｈｅｒＣＡＴは、マスターデバイス（ＭＡＣ４０９）の通信速度の限界により、レシピ実行時に１ｍｓ単位の制御を保証することが困難である。つまり、レシピ時間を短縮することが難しい。このため、本開示の処理装置１００では、１ｍｓ単位の高速制御が求められるエンドデバイス２０１を制御する下位制御部４１０と、１ｍｓ単位の高速制御が求められていないエンドデバイス２０１を制御するＩ／Ｏモジュール４１３とを設けている。
【００３６】
下位制御部４１０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、ＥＳＣ、Ｉ／Ｏポート等を有し、高速制御を行うエンドデバイス２０１を制御する制御部である。下位制御部４１０は、Ｉ／Ｏポートを用いて、デジタル信号、アナログ信号およびシリアル信号の入出力を行う。また、下位制御部４１０は、ＥＳＣを用いて、ＭＣ４０１、他の下位制御部４１０およびＩ／Ｏモジュール４１３と通信を行う。下位制御部４１０は、レシピのうち、ＭＣ４０１から受信した特定の制御ステップ（高速制御ステップ）に基づいて、対応するエンドデバイス２０１を制御する。
【００３７】
下位制御部４１０には、高速な制御および監視が求められるエンドデバイス２０１、例えば、チャンババルブ３７，４７，５７，６７のソレノイド３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａ、ＣＶセンサ３９，４９，５９，６９、および、圧力計４８Ａ，５８Ａ等が接続される。また、下位制御部４１０には、ＰＥＡＬＤ法を行う処理装置１００である場合、整合器や高周波電源７９が接続される。なお、この場合には、高速制御を行う下位制御部４１０ａと、高周波電源７９の監視やロギングを行う下位制御部４１０ｂとに構成を分けてもよい。
【００３８】
下位制御部４１０は、ネットワーク４１１を介して、ＭＣ４０１からレシピの複数の制御ステップのうち、特定の条件を満たす制御ステップ、例えば、繰り返し処理を行う範囲の制御ステップを受信する。下位制御部４１０は、受信した特定の制御ステップに基づいて、対応するエンドデバイス２０１を制御する。下位制御部４１０は、対応するエンドデバイス２０１との間で、デジタル信号、アナログ信号およびシリアル信号の入出力を行う。
【００３９】
下位制御部４１０において管理される入出力情報は、デジタル・インプット情報ＤＩ、デジタル・アウトプット情報ＤＯ、アナログ・インプット情報ＡＩ、アナログ・アウトプット情報ＡＯの４種を含んでいる。デジタル・インプット情報ＤＩは、制御系統の下位に位置する各エンドデバイス２０１から制御系統の上位に位置するＭＣ４０１へインプットされるデジタル情報に関する。デジタル・アウトプット情報ＤＯは、制御系統の上位に位置するＭＣ４０１から制御系統の下位に位置する各エンドデバイス２０１へアウトプットされるデジタル情報に関する。アナログ・インプット情報ＡＩは、各エンドデバイス２０１からＭＣ４０１へインプットされるアナログ情報に関する。アナログ・アウトプット情報ＡＯは、ＭＣ４０１から各エンドデバイス２０１へアウトプットされるアナログ情報に関する。
【００４０】
デジタル・インプット情報ＤＩおよびアナログ・インプット情報ＡＩには、例えば各エンドデバイス２０１のステータスに関する情報が含まれている。デジタル・アウトプット情報ＤＯおよびアナログ・アウトプット情報ＡＯには、例えば各エンドデバイス２０１へのプロセス条件等に関する値の設定や指令（コマンド）が含まれている。なお、下位制御部４１０におけるデジタル情報としては、各チャンババルブ３７、４７、５７、６７（ソレノイド３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａ）の開閉に関する情報が挙げられる。また、下位制御部４１０におけるアナログ情報としては、バッファタンク４８，５８内の圧力などの情報が挙げられる。例えば、下位制御部４１０は、ソレノイド３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａの開閉を制御するデジタル・アウトプット情報ＤＯを出力する。また、例えば、下位制御部４１０には、圧力計４８Ａ，５８Ａからアナログ・インプット情報ＡＩが入力され、ＣＶセンサ３９，４９，５９，６９からデジタル・インプット情報ＤＩが入力される。下位制御部４１０は、デジタル・アウトプット情報ＤＯ、アナログ・インプット情報ＡＩおよびデジタル・インプット情報ＤＩを制御に用いるとともに、監視データとして記憶する。なお、下位制御部４１０は、監視データを上位のＭＣ４０１やＥＣ３０１に送信するようにしてもよい。
【００４１】
Ｉ／Ｏモジュール４１３は、処理装置１００を構成する各エンドデバイス２０１に接続された複数のＩ／Ｏボード４１５を有している。Ｉ／Ｏボード４１５は、Ｉ／Ｏモジュール４１３が有するＥＳＣを介して、ＭＣ４０１の支配のもとで動作する下位の制御ユニットである。Ｉ／Ｏモジュール４１３におけるデジタル信号、アナログ信号およびシリアル信号の入出力の制御は、これらのＩ／Ｏボード４１５において行われる。なお、図１および図２では、便宜上、下位制御部４１０およびＩ／Ｏモジュール４１３と、一部のエンドデバイス２０１との接続を代表的に図示している。
【００４２】
Ｉ／Ｏボード４１５において管理される入出力情報は、下位制御部４１０と同様に、デジタル・インプット情報ＤＩ、デジタル・アウトプット情報ＤＯ、アナログ・インプット情報ＡＩ、アナログ・アウトプット情報ＡＯの４種を含んでいる。なお、Ｉ／Ｏボード４１５におけるデジタル情報としては、排気装置７０のＯＮ／ＯＦＦや排気系統におけるバルブ（図示せず）の開閉などの情報が挙げられる。また、Ｉ／Ｏボード４１５におけるアナログ情報としては、サセプタ３におけるヒータ（図示せず）の設定温度、ＭＦＣ３５，４５，５５，６５における流量などの情報が挙げられる。なお、各入出力情報の詳細な内容については図示および説明を省略する。
【００４３】
［ＡＬＤプロセス］
処理装置１００では、サセプタ３にウエハＷを載置した状態で、図示しないヒータによりウエハＷを加熱しつつ、ガス導入部１１からウエハＷへ向けて処理ガスを供給することにより、ウエハＷの表面に所定の薄膜をＡＬＤ法により成膜することができる。例えば、ＴｉＮ膜のＡＬＤ法による成膜では、以下の１）〜７）の一連の工程（ステップ）を１サイクルとして、複数のサイクルを繰り返し行うことによって薄膜を堆積させることができる。
【００４４】
１サイクルのＡＬＤプロセス：
１）チャンババルブ５７を開放し、ＴｉＣｌ４ガス供給源５０から処理容器１内へ原料ガスとしてのＴｉＣｌ４ガスを供給してＴｉＣｌ４をウエハＷ表面に付着させる。
２）チャンババルブ５７を閉じ、ＴｉＣｌ４ガスの供給を停止する。
３）チャンババルブ６７を開放し、Ｎ２ガス供給源６０から処理容器１内へＮ２ガスを導入し、処理容器１内をパージすることにより残留したＴｉＣｌ４ガスを排除する。
４）チャンババルブ６７を閉じ、Ｎ２ガスの供給を停止する。
５)チャンババルブ４７を開放し、ＮＨ３ガス供給源４０から処理容器１内へ反応ガスとしてのＮＨ３ガスを供給し、ウエハＷ表面に付着しているＴｉＣｌ４と反応させて薄い一層のＴｉＮ膜を形成する。
６）チャンババルブ４７を閉じ、ＮＨ３ガスの供給を停止する。
７）チャンババルブ３７を開放し、Ｎ２ガス供給源３０から処理容器１内へＮ２ガスを導入し、処理容器１内をパージすることにより残留したＮＨ３ガスを排除する。
【００４５】
上記１）〜７）の一連の工程において、チャンババルブ５７が閉じられた状態では、バッファタンク５８内にＴｉＣｌ４ガスが充満し、バッファタンク５８内の圧力が高まる。この圧力の上昇を利用し、工程１）でチャンババルブ５７を開放した際に、処理容器１内へガス導入部１１から勢いよくＴｉＣｌ４ガスを吐出する。同様に、チャンババルブ４７が閉じられた状態では、バッファタンク４８内にＮＨ３ガスが充満し、バッファタンク４８内の圧力が高まる。この圧力の上昇を利用し、工程５）でチャンババルブ４７を開放した際に、処理容器１内へガス導入部１１から勢いよくＮＨ３ガスを吐出する。従って、チャンババルブ４７，５７の開閉に起因して、バッファタンク４８，５８内の圧力は、高低の変動を大きく繰り返すことになる。バッファタンク４８，５８内の圧力変動は、例えば配管４１，５１内に比べて非常に大きくなるため、これを指標として用いることによって、プロセスの異常を検出しやすくなる。
【００４６】
ＡＬＤプロセスでは、上記サイクルを繰り返すため、良好な成膜処理を行うためには、ガスの供給と停止を短時間で間欠的に繰り返し正確に行う必要がある。従って、ＡＬＤプロセスでは、ソレノイド３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａを高速で制御しつつ、ＣＶセンサ３９，４９，５９，６９、および、バッファタンク４８，５８内の圧力を検出する圧力計４８Ａ，５８Ａの値を監視することが求められる。本実施形態では、下位制御部４１０が、予めＭＣ４０１から受信したレシピの特定の制御ステップについて、これらの制御および監視を１ｍｓ単位で行うため、レシピ時間を短縮することができる。
【００４７】
［高速レシピ制御例］
図４は、高速レシピを含むレシピの一例を示す図である。図４に示すレシピ７００は、ＭＣ４０１で実行されるレシピの一例であり、高速制御が求められる高速レシピ７０１，７０２を含むレシピである。なお、レシピ７００の例では、「High  Speed  Error  Flag」欄が「Ｏｎ」である制御ステップを１ｍｓ単位で制御が可能な高速レシピとしている。また、レシピ７００の例では、１つのリピートを高速レシピの単位とし、各制御ステップを１回ずつ実行するリピート実行を１サイクルとしている。
【００４８】
ＭＣ４０１は、レシピの実行前に、高速レシピ７０１，７０２を下位制御部４１０に送信する。事前にレシピを下位制御部４１０に送信（ダウンロード）することにより、レシピ実行時間に与える影響度を最小限にしている。下位制御部４１０は、受信した高速レシピ７０１，７０２を記憶する。ＭＣ４０１は、レシピ７００を制御ステップ「ＳＴＥＰ１」から順に実行する。ＭＣ４０１は、制御ステップ「ＳＴＥＰ２」の実行後、下位制御部４１０に対して高速レシピ７０１の実行を指示するトリガ信号７０３を送信する。
【００４９】
下位制御部４１０は、ＭＣ４０１からトリガ信号７０３を受信すると、高速レシピ７０１の制御ステップ「ＳＴＥＰ３」から「ＳＴＥＰ２０」を指定されたサイクル数、例えば３１５サイクル分繰り返し実行する。下位制御部４１０は、高速レシピ７０１が終了すると、ＭＣ４０１に高速レシピ終了情報を送信する。
【００５０】
ＭＣ４０１は、下位制御部４１０から高速レシピ終了情報を受信すると、自身がレシピ７００の制御ステップ「ＳＴＥＰ２１」から「ＳＴＥＰ３０」を実行する。ＭＣ４０１は、制御ステップ「ＳＴＥＰ３０」の実行後、下位制御部４１０に対して高速レシピ７０２の実行を指示するトリガ信号７０４を送信する。
【００５１】
下位制御部４１０は、ＭＣ４０１からトリガ信号７０４を受信すると、高速レシピ７０２の制御ステップ「ＳＴＥＰ３１」から「ＳＴＥＰ４５」を指定されたサイクル数、例えば２０サイクル分繰り返し実行する。下位制御部４１０は、高速レシピ７０２が終了すると、ＭＣ４０１に高速レシピ終了情報を送信する。なお、下位制御部４１０は、高速レシピ７０１，７０２を終了した場合にそれぞれ終了フラグを立てて、ＭＣ４０１が終了フラグを監視するようにしてもよい。
【００５２】
ＭＣ４０１は、下位制御部４１０から高速レシピ終了情報を受信すると、自身がレシピ７００の制御ステップ「ＳＴＥＰ４６」以降を実行する。このように、本実施形態の処理装置１００では、レシピの制御ステップのうち、高速制御が求められる制御ステップを特定して予め下位制御部４１０に記憶させるので、レシピ時間を１ｍｓ単位で調整して短縮することができる。
【００５３】
次に、図５および図６を用いて、高速レシピの詳細について説明する。図５は、高速レシピの一例を示す図である。図５に示す高速レシピ７０５は、制御ステップ「ＳＴＥＰ６」から「ＳＴＥＰ９」を繰り返す高速レシピの一例である。高速レシピ７０５では、欄７０６がスタートに対応する制御ステップの番号を示し、欄７０７がエンドに対応する制御ステップの番号を示す。また、欄７０８は、制御ステップ「ＳＴＥＰ９」を実行後の戻り先が制御ステップ「ＳＴＥＰ６」であることを示す。また、高速レシピ７０５は、制御ステップ「ＳＴＥＰ６」から「ＳＴＥＰ９」の実行時間が、それぞれ１２ｍｓ、１４ｍｓ、１０ｍｓ、８ｍｓであることを示す。つまり、高速レシピ７０５は、１ｍｓ単位での制御を行うレシピである。
【００５４】
図６は、高速レシピの動作の一例を示すタイミングチャートである。図６に示すタイミングチャート７１０は、図５に示す高速レシピ７０５を実行した場合の「ＶＬＶ１」、「ＶＬＶ１６」、「ＲＦ−ＯＮ１」、「ＲＦ−ＯＮ２」の動作結果を表している。なお、「ＶＬＶ１」および「ＶＬＶ１６」は、バルブを示し、図５では「１」が開に対応し、図６では「Ｈ」が開に対応する。また、「ＲＦ−ＯＮ１」および「ＲＦ−ＯＮ２」は、高周波電源を示し、図５では「１」が印加に対応し、図６では「Ｈ」が印加に対応する。下位制御部４１０は、ＭＣ４０１からトリガ信号を受信すると、２００サイクル分の高速レシピ７０５を期間７１１の間、実行する。このとき、下位制御部４１０は、ＭＣ４０１から他の指示を受信したとしても受け付けず、デジタル・アウトプット情報ＤＯの送信を行う。また、下位制御部４１０は、高速レシピ７０５の実行が終了した場合、終了時のデジタル・アウトプット情報であるＤＯ７１２を保持する。また、下位制御部４１０は、上位のＭＣ４０１からアボート指令（停止命令）を受信した場合、指令を受け付けて停止する。また、下位制御部４１０は、上位のＭＣ４０１とのレシピ実行指示の確認が出来ない場合、所定時間の経過後、タイムアウトの発生を検出して停止する。
【００５５】
続いて、図７および図８を用いて本実施形態と比較例との比較を行う。図７は、比較例のＡＬＤ成膜シーケンスの１サイクル分の一例を示す図である。図７に示す表７２０は、１０ｍｓ単位で処理ガスの制御を行う比較例において、ＴｉＣｌ４、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２の順に制御ステップが進む場合を示す。ＴｉＣｌ４の制御ステップでは、バッファタンクに充填されたＴｉＣｌ４ガス、および、Ｎ２ガスが、０．０４秒間、処理容器に供給される。次に、Ｎ２の制御ステップでは、Ｎ２ガスが０．２秒間、処理容器に供給される。次に、バッファタンクに充填されたＮＨ３ガス、および、Ｎ２ガスが、０．３秒間、処理容器に供給される。次に、Ｎ２の制御ステップでは、Ｎ２ガスが０．０３秒間、処理容器に供給される。比較例では、このサイクルを５００サイクル繰り返し、処理時間は２８５秒となる。
【００５６】
図８は、本実施形態のＡＬＤ成膜シーケンスの１サイクル分の一例を示す図である。図８に示す表７２１は、１ｍｓ単位で処理ガスの制御を行う本実施形態において、ＴｉＣｌ４、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２の順に制御ステップが進む場合を示す。ＴｉＣｌ４の制御ステップでは、バッファタンクに充填されたＴｉＣｌ４ガス、および、Ｎ２ガスが、０．０３５秒間、処理容器に供給される。次に、Ｎ２の制御ステップでは、Ｎ２ガスが０．２秒間、処理容器に供給される。次に、バッファタンクに充填されたＮＨ３ガス、および、Ｎ２ガスが、０．３秒間、処理容器に供給される。次に、Ｎ２の制御ステップでは、Ｎ２ガスが０．０２７秒間、処理容器に供給される。本実施形態では、ＴｉＣｌ４ガスのＴｉｍｅ欄７２２と、Ｎ２ガスのＴｉｍｅ欄７２３に示すように、それぞれ処理時間が、５ｍｓと３ｍｓ短縮されている。本実施形態では、このサイクルを５００サイクル繰り返し、処理時間は２８１秒となり、比較例と比較して４秒間短縮することができる。
【００５７】
以上、本実施形態によれば、処理装置１００は、基板を処理する処理装置であって、複数のエンドデバイス２０１と、特定のエンドデバイス２０１を制御する下位制御部４１０と、制御部（ＭＣ）４０１と、を備える。制御部（ＭＣ）４０１は、基板を処理するレシピを実行し、レシピの複数の制御ステップのうち、特定の条件を満たす制御ステップを特定し、特定した制御ステップを下位制御部４１０に送信する。下位制御部４１０は、制御部（ＭＣ）４０１から受信した制御ステップに基づいて、対応する特定のエンドデバイス２０１を制御する。その結果、レシピ時間を短縮できる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、制御部（ＭＣ）４０１は、特定した制御ステップの完了後に、他の制御ステップに基づいて、下位制御部４１０が制御しないエンドデバイス２０１を制御する。その結果、高速制御を要しない制御ステップを制御部４０１が実行することができる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、特定のエンドデバイス２０１は、基板を収容する処理容器１内に供給される処理ガスの種類に対応して複数系統に設けられたガス供給路のそれぞれに配設され、ガス供給路の開閉を行う複数のチャンババルブ３７，４７，５７，６７である。その結果、処理ガスを高速かつ精密に制御することができる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、特定した制御ステップは、繰り返し処理を行う範囲の制御ステップである。その結果、繰り返し処理において処理時間を短縮できる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、特定した制御ステップは、他の制御ステップより高速な制御を要する制御ステップである。その結果、高速制御を要する制御ステップにおいて処理時間を短縮できる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、特定した制御ステップは、１ｍｓ単位で制御される制御ステップである。その結果、１ｍｓ単位で処理時間を短縮できる。
【００６３】
また、本実施形態によれば、下位制御部４１０は、対応する特定のエンドデバイス２０１を監視し、監視データを記憶する。その結果、トラブル発生時に監視データを検証できる。
【００６４】
また、本実施形態によれば、特定のエンドデバイス２０１は、基板を収容する処理容器１内にプラズマを立てる高周波電源７９を含む。その結果、プラズマ着火を高速かつ精密に制御することができる。
【００６５】
今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形体で省略、置換、変更されてもよい。
【００６６】
また、上記した実施形態では、サーマルＡＬＤ法を用いる処理装置１００を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。処理装置１００は、高周波電源７９を含むＰＥＡＬＤ法を用いてウエハＷに対して処理を行う装置であってもよく、この場合、プラズマ源は、例えば、容量結合型プラズマ、誘導結合プラズマ、マイクロ波プラズマ、マグネトロンプラズマ等、任意のプラズマ源を用いることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１  処理容器
３７，４７，５７，６７  チャンババルブ
４８，５８  バッファタンク
４８Ａ，５８Ａ  圧力計
３７ａ，４７ａ，５７ａ，６７ａ  ソレノイド
３９，４９，５９，６９  ＣＶセンサ
１００  処理装置
２０１  エンドデバイス
３００  制御部
３０１  ＥＣ
４０１  ＭＣ
４０９  ＭＡＣ
４１０  下位制御部
４１１  ネットワーク
４１３  Ｉ／Ｏモジュール
４１５  Ｉ／Ｏボード
５０１  ユーザインタフェース
５０３  システム内ＬＡＮ
５０５  スイッチングハブ
６０１  ＬＡＮ
６０３  ホストコンピュータ
Ｗ  ウエハ
【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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