(57)【要約】【課題】処理室の状態を容易に把握することを可能とする。【解決手段】  上記課題を解決するために、処理室に基板が存在しない状態で、前記処理室に設けられた加熱部と前記処理室の雰囲気を制御する雰囲気制御部とを制御すると共に、前記処理室の状態を示す第一の処理室データを検出するウォームアップ工程と、前記処理室に基板が存在する状態で前記加熱部と前記雰囲気制御部とを制御し、基板を処理すると共に、前記処理室の状態を示す第二の処理室データを検出する基板処理工程とを有し、前記基板処理工程では、前記第一の処理室データ及び前記第二の処理室データを、予め取得された前記ウォームアップ工程における第一の基準データ及び前記基板処理工程における第二の基準データと共に、表示画面に表示する技術を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理室に基板が存在しない状態で、前記処理室に設けられた加熱部と前記処理室の雰囲気を制御する雰囲気制御部とを制御すると共に、基板が存在しない前記処理室の状態を示す第一の処理室データを検出するウォームアップ工程と、
前記処理室に基板が存在する状態で前記加熱部と前記雰囲気制御部とを制御し、基板を処理すると共に、基板が存在する前記処理室の状態を示す第二の処理室データを検出する基板処理工程とを有し、
前記基板処理工程では、前記第一の処理室データ及び前記第二の処理室データを、予め取得された前記ウォームアップ工程における第一の基準データ及び前記基板処理工程における第二の基準データと共に、表示画面に表示する
半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記第一の処理室データおよび前記第二の処理室データを検出する際は、前記処理室の状態を連続して検出する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記処理室の状態とは、前記加熱部の温度、前記処理室の圧力、またはプラズマ生成の状態である請求項１または２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
更に、非稼動状態のアイドル工程とを有し、
前記ウォームアップ工程は、前記アイドル工程の後であって、前記基板処理工程の前に実施する請求項１から３のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第一の基準データは前記ウォームアップ工程とは異なるウォームアップ工程で検出した第一の処理室データであり、前記第二の基準データは前記基板処理工程とは異なる基板処理工程で検出した第二の処理室データである請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記第一の基準データは、前記異なるウォームアップ工程のうち、最も品質の良い第一の処理室データであり、前記第二の基準データは、前記異なる基板処理工程のうち、最も品質の良い第二の処理室データである
請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第一の基準データ及び前記第二の基準データは、記憶部に予め記憶されたデータである請求項１から６のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第一の基準データは、前記処理室とは異なる処理室で検出した第一の処理室データであり、前記第二の基準データは前記処理室とは異なる処理室で検出した第二の処理室データである
請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
処理室に基板が存在しない状態で、前記処理室に設けられた加熱部と前記処理室の雰囲気を制御する雰囲気制御部とを制御すると共に、前記処理室の状態を示す第一の処理室データを検出する手順と、
前記処理室に基板が存在する状態で前記加熱部と前記雰囲気制御部とを制御し、基板を処理すると共に、前記処理室の状態を示す第二の処理室データを検出する手順とを有し、
前記基板が存在する状態において処理する際、前記第一の処理室データ及び前記第二の処理室データを、予め取得された前記ウォームアップ工程における第一の基準データ及び前記基板処理工程における第二の基準データと共に、表示画面に表示する
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。
【請求項１０】
基板を処理する処理室と、
前記処理室に設けられた加熱部と、
前記処理室の雰囲気を制御する雰囲気制御部と、
前記処理室の状態を検出するモニタ部と、
前記処理室の状態を表示する表示画面と、
処理室に基板が存在しない状態で、前記処理室に設けられた加熱部と前記処理室の雰囲気を制御する雰囲気制御部とを制御すると共に、前記処理室の状態を示す第一の処理室データを検出し、
前記処理室に基板が存在する状態で前記加熱部と前記雰囲気制御部とを制御し、基板を処理すると共に、前記処理室の状態を示す第二の処理室データを検出し、
前記基板が存在する状態において処理する際、前記第一の処理室データ及び前記第二の処理室データを、予め取得された前記ウォームアップ工程における第一の基準データ及び前記基板処理工程における第二の基準データと共に、表示画面に表示する制御部と
を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、プログラムおよび基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は、稼動状態と非稼動状態が存在する。例えば、ロット間に行われるメンテナンスや、基板搬入前の装置立ち上げ時など、処理対象のウエハが基板処理装置内に存在しない場合、基板処理装置の処理室は非稼働状態として放置されている。処理室にウエハが搬入される段階で稼動状態に移行し、所定の基板処理が行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
非稼動状態になると所定の基板処理条件から乖離することがある。例えば処理室の温度が所定の温度よりも低くなる。そのため、非稼働状態から稼働状態に移行して初めて処理する基板と、稼働状態に移行して数枚後に処理したウエハとで処理状態に差が生じる場合がある。このような場合、ウエハ間で処理条件が異なるため、品質のばらつきが発生する。そこで、基板を処理する前に、処理室を基板処理条件に近づけて、処理条件を整える。例えば、ロットの最初の基板を投入する前にヒータ等を稼動させ、ヒータ温度を処理条件に近づける。このようにすることで最初の基板も数枚基板を処理した場合と同様の条件とすることができ、その結果基板処理の品質のばらつきを防ぐことができる。（例えば特許文献１）
【０００４】
ところで、品質のばらつきをより確実に抑制するために、より正確な処理室の状態を把握することが求められている。
【０００５】
そこで本発明は、処理室の状態を容易に把握することが可能な技術の提供を目的とする。
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３１８０９
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、処理室に基板が存在しない状態で、前記処理室に設けられた加熱部と前記処理室の雰囲気を制御する雰囲気制御部とを制御すると共に、前記処理室の状態を示す第一の処理室データを検出するウォームアップ工程と、前記処理室に基板が存在する状態で前記加熱部と前記雰囲気制御部とを制御し、基板を処理すると共に、前記処理室の状態を示す第二の処理室データを検出する基板処理工程とを有し、前記基板処理工程では、前記第一の処理室データ及び前記第二の処理室データを、予め取得された前記ウォームアップ工程における第一の基準データ及び前記基板処理工程における第二の基準データと共に、表示画面に表示する技術を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る技術によれば、処理状態を容易に把握することが可能な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る基板処理装置の処理フローを説明する説明図である。
【図２】本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。
【図３】本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施形態に係るポッドを説明する説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係るリアクタの概略構成例を示す説明図である。
【図６】本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係るテーブルの一例を説明する説明図である。
【図８】本発明の実施形態に係るテーブルの一例を説明する説明図である。
【図９】本実施形態に係るリアクタの状態を説明する説明図である。
【図１０】本実施形態に係るリアクタの状態を説明する説明図である。
【図１１】比較例に係るリアクタの状態を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（１）基板処理方法
図１を用いて本実施形態に係る基板処理方法を説明する。図１は後述するリアクタ（以下ＲＣと呼ぶ。）における状態遷移を説明する説明図である。基板処理装置は図２に記載のように複数のＲＣを有する。ＲＣは基板を処理する処理室である。詳細は後述する。
【００１１】
Ｓ１０２はアイドル工程であり、基板処理装置が稼働していない非稼動状態を示す。具体的には基板処理装置の据付直後やメンテナンス時の状態である。例えば図１においては、一回目のアイドル工程Ｓ１０２（１）では据付けを実施し、二回目のアイドル工程Ｓ１０２（２）では部品洗浄等のメンテナンスを実施する。図１においては、ｍ回目のアイドル工程をＳ１０２（ｍ）と呼ぶ（ｍ＝１、・・・、ｍ）。アイドル工程Ｓ１０２が終了したら、次のウォームアップ工程（以下ＷＵ工程と呼ぶ。）Ｓ１０４に移行する。
【００１２】
Ｓ１０４はＷＵ工程である。ＷＵ工程Ｓ１０４はスタンバイ工程とも呼ぶ。ここでいうウォームアップとは、ＲＣを後述するロット処理工程Ｓ１０６の状態に近づける工程である。例えばヒータの稼働を安定させる等の処理を行う。図１においては、ｎ回目のＷＵ工程をＳ１０４（ｎ）（ｎ＝１、・・・、ｎ）と呼ぶ。
【００１３】
ＷＵ工程Ｓ１０４は、複数のサブウォームアップ工程（以下ＳＷＵ工程と呼ぶ。）Ｓ１０５（Ｓ１０５（ｐ）（ｐ＝１、…、ｐ））で構成される。ＳＷＵ工程Ｓ１０５では、後述する基板処理工程Ｓ１０７で使用したレシピの内、ウォームアップ対象である部品に関するレシピプログラムが使用される。例えば、温度をモニタリング対象とする場合、ヒータ制御を含むレシピを使用する。ＳＷＵ工程１０５を複数回実行することで、後述するロット処理工程Ｓ１０６の最初の基板処理工程Ｓ１０７（１）とｒ枚処理した状態の工程Ｓ１０７（ｒ）と同じ処理条件とすることができる。ＳＷＵ工程Ｓ１０５（ｐ）が終了したら基板処理工程ｓ１０７（１）に移行する。
【００１４】
レシピプログラムは、基板（以下ウエハＷ）を処理する間に各部品を制御する実行プラグラムであり、例えばウエハを加熱する間、ヒータ、ガス供給部、ガス排気部等の部品を制御するプログラムである。なお、ここではウエハＷを処理する間としたが、それに限るものではなく、例えばウエハＷを載置する際の部品動作等を含めてもよい。また、レシピは部品ごとにサブレシピを設定してもよい。ウォームアップ工程Ｓ１０４では、ウォームアップ対象である部品に関するサブレシピのみ稼動させ、ロット処理工程Ｓ１０６においてはそれ以外のサブレシピを稼動させる。例えば、ウォームアップ工程Ｓ１０４ではヒータに関するサブレシピを実行させ、ロット処理工程Ｓ１０６では例えば処理ガス供給系のサブレシピも稼動させる。
【００１５】
Ｓ１０６はロット処理工程である。ロット処理工程Ｓ１０６は、ＲＣに搬入された１ロットのウエハＷを処理する工程であり、稼働状態である。例えば１ロットあたりｋ枚のウエハ（Ｗ（１）〜Ｗ（ｋ））が設定されており、図４に記載のように、それらは例えば一つのポッド１１１に搭載される。図１においては、一回目のロット処理工程をＳ１０６（１）、・・・、ｑ回目のロット処理工程をＳ１０６（ｑ）と呼ぶ。各ウエハＷは一枚ずつＲＣに搬入される。ＲＣが複数ある場合には、それぞれのＲＣに振り分けられる。
【００１６】
ロット処理工程Ｓ１０６は、複数の基板処理工程Ｓ１０７（Ｓ１０７（１）〜Ｓ１０７（ｒ））で構成される。後述するように、基板処理工程Ｓ１０７では、主にウエハＷの搬入/搬出（もしくは入れ替え）処理、成膜や改質等の処理が行われる。
【００１７】
基板処理工程Ｓ１０７のＲＣではレシピプログラムが実行され、搬入されたウエハＷがヒータ等によって加熱されると共に、ＲＣに供給された処理ガスによって成膜処理や改質処理等が行われる。処理が終了すると、ＲＣからウエハＷが搬出されると共に、次のウエハＷが搬入される。基板処理工程Ｓ１０７（１）〜Ｓ１０７（ｒ）では同様の処理が行われるため、同じレシピプログラムが使用される。
【００１８】
基板処理工程Ｓ１０７では、ＳＷＵ工程Ｓ１０５と同じレシピプログラムが読み出されて実行される。レシピプログラムを共通化することで、後述する記憶装置２８０ｃの記憶容量に関する負荷を少なくすることができる。なお、ＷＵ工程専用のレシピプログラムを使用してもよく、その場合は基板処理条件に合わせて適宜時間等を調整する。
【００１９】
また、メンテナンスの頻度によっては、図１に記載のように、ロット処理工程Ｓ１０６を連続して実施してもよい。メンテナンス頻度は処理内容に応じて設定すればよい。例えばパーティクルが発生しやすいＣＶＤ処理等ではメンテナンス頻度を高くし、パーティクルが発生しにくいアニール処理等ではメンテナンス頻度を低くする。
【００２０】
（２）基板処理装置の構成
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概要構成を、図２、図３、図４を用いて説明する。図２は本実施形態に係る基板処理装置の構成例を示す横断面図である。図３は、本実施形態に係る基板処理装置の構成例を示し、図２α−α’における縦断面図である。図４は本実施形態に係るポッドを説明する説明図である。
【００２１】
図２および図３において、本発明が適用される基板処理装置１００は基板としてのウエハＷを処理するもので、ＩＯステージ１１０、大気搬送室１２０、ロードロック室１３０、真空搬送室１４０、ＲＣ２００で主に構成される。
【００２２】
（大気搬送室・ＩＯステージ）
基板処理装置１００の手前には、ＩＯステージ（ロードポート）１１０が設置されている。ＩＯステージ１１０上には複数のポッド１１１が搭載されている。ポッド１１１はシリコン（Ｓｉ）基板などのウエハＷを搬送するキャリアとして用いられる。ポッド１１１内には、図４に記載のようにウエハＷを多段に水平姿勢で支持する支持部１１３が設けられている。
【００２３】
ポッド１１１内に格納されたウエハＷにはウエハ番号が付与されている。（  ）がウエハ番号である。図４においては、例えば下から順にＷ（１）、・・・、Ｗ（ｊ）、Ｗ（ｊ＋１）、・・・、Ｗ（ｋ）（１＜ｊ＜ｋ）と設定される。
【００２４】
ポッド１１１にはキャップ１１２が設けられ、ポッドオープナ１２１によって開閉される。ポッドオープナ１２１は、ＩＯステージ１１０に載置されたポッド１１１のキャップ１１２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１１１に対するウエハＷの出し入れを可能とする。ポッド１１１は図示しないＡＭＨＳ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｈａｎｄｌｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ、自動ウエハ搬送システム）によって、ＩＯステージ１１０に対して、供給および排出される。
【００２５】
ＩＯステージ１１０は大気搬送室１２０に隣接する。大気搬送室１２０は、ＩＯステージ１１０と異なる面に、後述するロードロック室１３０が連結される。大気搬送室１２０内にはウエハＷを移載する大気搬送ロボット１２２が設置されている。
【００２６】
大気搬送室１２０の筐体１２７の前側には、ウエハＷを大気搬送室１２０に対して搬入搬出するための基板搬入搬出口１２８と、ポッドオープナ１２１とが設置されている。大気搬送室１２０の筐体１２７の後ろ側には、ウエハＷをロードロック室１３０に搬入搬出するための基板搬入出口１２９が設けられる。基板搬入出口１２９は、ゲートバルブ１３３によって開放・閉鎖することにより、ウエハＷの出し入れを可能とする。
【００２７】
（ロードロック室）
ロードロック室１３０は大気搬送室１２０に隣接する。ロードロック室１３０を構成する筐体１３１が有する面のうち、大気搬送室１２０と異なる面には、後述する真空搬送室１４０が配置される。
【００２８】
ロードロック室１３０内にはウエハＷを載置する載置面１３５を二つ有する基板載置台１３６が設置されている。
【００２９】
（真空搬送室）
基板処理装置１００は、負圧下でウエハＷ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）１４０を備えている。真空搬送室１４０を構成する筐体１４１は平面視が五角形に形成され、五角形の各辺には、ロードロック室１３０及びウエハＷを処理するＲＣ２００（ＲＣ２００ａから２００ｄ）が連結されている。真空搬送室１４０の略中央部には、負圧下でウエハＷを移載（搬送）する搬送部としての搬送ロボット１７０がフランジ１４４を基部として設置されている。
【００３０】
真空搬送室１４０内に設置される真空搬送ロボット１７０は、エレベータ１４５およびフランジ１４４によって真空搬送室１４０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。ロボット１７０が有する二つのアーム１８０は昇降可能なよう構成されている。尚、図３においては、説明の便宜上、アーム１８０のエンドエフェクタを表示し、他の構造は省略している。
【００３１】
筐体1４１の側壁のうち、各ＲＣ２００と向かい合う壁には基板搬入出口１４８が設けられる。例えば、図３に記載のように、ＲＣ２００ｃと向かい合う壁には、基板搬入搬出口１４８ｃが設けられる。更には、ゲートバルブ１４９がＲＣごとに設けられる。例えば、ＲＣ５にはゲートバルブ１４９ｃが設けられる。なお、ＲＣ２００ａ、２００ｂ、２００ｄは２００ｃと同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
【００３２】
アーム１８０は、軸を中心とした回転や延伸が可能である。回転や延伸を行うことで、ＲＣ内にウエハＷを搬送したり、ＲＣ２００内からウエハＷを搬出したりする。更には、コントローラ２８０の指示に応じて、ウエハ番号に応じたＲＣ２００にウエハを搬送可能とする。
【００３３】
（リアクタ）
続いてリアクタであるＲＣ２００について図５を用いて説明する。
図例のように、ＲＣ２００は、処理容器（容器）２０２を備えている。容器２０２は、例えば横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、容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。容器２０２内には、ウエハＷを処理する処理空間２０５と、ウエハＷを処理空間２０５に搬送する際にウエハＷが通過する搬送空間２０６とが形成されている。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の間には仕切り板２０８が設けられる。
【００３４】
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ１４９に隣接した基板搬入出口２０４が設けられており、ウエハＷは基板搬入出口２０４を介して図示しない搬送室との間を移動する。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。
【００３５】
処理空間２０５には、ウエハＷを支持する基板支持部２１０が配される。基板支持部２１０は、ウエハＷを載置する基板載置面２１１と、基板載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２、基板載置台２１２内に設けられた加熱源としてのヒータ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。ヒータ２１３にはヒータ制御部２２０が接続され、コントローラ２８０の指示によって所望の温度に加熱される。
【００３６】
ヒータ２１３の近傍には温度センサ２１５が設けられる。温度センサ２１５には温度モニタ部２２１が接続される。温度モニタ部２２１は、温度センサ２１５が検出した温度情報をコントローラ２８０に送信する。検出した温度データはＲＣ２００の状態を示す情報である。本実施形態においては、検出されたＲＣの状態を示すデータを処理室データとも呼ぶ。ヒータ制御部２２０、温度モニタ部２２１はコントローラ２８０に電気的に接続される。温度モニタ部２２１は、ＷＵ工程Ｓ１０４、ロット処理工程Ｓ１０６にて稼動される。なお、ＷＵ工程Ｓ１０４で取得される処理室データを第一の処理室データ、ロット処理工程Ｓ１０６で取得される処理室データを第二の処理室データとも呼ぶ。
【００３７】
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、さらに処理容器２０２の外部で昇降部２１８に接続されている。
【００３８】
昇降部２１８はシャフト２１７を支持する支持軸と、支持軸を昇降させたり回転させたりする作動部を主に有する。作動部は、例えば昇降を実現するためのモータを含む昇降機構と、支持軸を回転させるための歯車等の回転機構を有する。
【００３９】
昇降部２１８を作動させてシャフト２１７および基板載置台２１２を昇降させることにより、基板載置台２１２は、載置面２１１上に載置されるウエハＷを昇降させることが可能となる。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、これにより処理空間２０５内は気密に保持されている。
【００４０】
基板載置台２１２は、ウエハＷの搬送時には、基板載置面２１１が基板搬入出口２０４に対向する位置まで下降し、ウエハＷの処理時には、図５で示されるように、ウエハＷが処理空間２０５内の処理位置となるまで上昇する。
【００４１】
処理空間２０５の上部（上流側）には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３０が設けられている。シャワーヘッド２３０の蓋２３１には貫通孔２３１ａが設けられる。貫通孔２３１ａは後述するガス供給管２４２と連通する。
【００４２】
シャワーヘッド２３０は、ガスを分散させるための分散機構としての分散板２３４を備えている。この分散板２３４の上流側がバッファ空間２３２であり、下流側が処理空間２０５である。分散板２３４には、複数の貫通孔２３４ａが設けられている。分散板２３４は、基板載置面２１１と対向するように配置されている。分散板２３４は例えば円盤状に構成される。貫通孔２３４ａは分散板２３４の全面にわたって設けられている。
【００４３】
上部容器２０２ａはフランジを有し、フランジ上に支持ブロック２３３が載置され、固定される。支持ブロック２３３はフランジ２３３ａを有し、フランジ２３３ａ上には分散板２３４が載置され、固定される。更に、蓋２３１は支持ブロック２３３の上面に固定される。
【００４４】
（供給部）
シャワーヘッド２３０の蓋２３１に設けられたガス導入孔２３１ａと連通するよう、蓋２３１には共通ガス供給管２４２が接続される。共通ガス供給管２４２には、第一ガス供給管２４３ａ、第二ガス供給管２４４ａ、第三ガス供給管２４５ａが接続されている。
【００４５】
（第一ガス供給系）
第一ガス供給管２４３ａには、上流方向から順に、第一ガス源２４３ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４３ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４３ｄが設けられている。
【００４６】
第一ガス源２４３ｂは第一元素を含有する第一ガス（「第一元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第一元素含有ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。ここで、第一元素は、例えばシリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一元素含有ガスは、シリコン含有ガスである。具体的には、シリコン含有ガスとして、ジクロロシラン（Ｃｌ２Ｈ２Ｓｉ。ＤＣＳとも呼ぶ）やヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６。ＨＣＤＳとも呼ぶ。）ガスが用いられる。
【００４７】
主に、第一ガス供給管２４３ａ、マスフローコントローラ２４３ｃ、バルブ２４３ｄにより、第一ガス供給系２４３（シリコン含有ガス供給系ともいう）が構成される。
【００４８】
（第二ガス供給系）
第二ガス供給管２４４ａには、上流方向から順に、第二ガス源２４４ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４４ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４４ｄが設けられている。
【００４９】
第二ガス源２４４ｂは第二元素を含有する第二ガス（以下、「第二元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第二元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第二元素含有ガスは、反応ガスとして考えてもよい。
【００５０】
ここで、第二元素含有ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つである。本実施形態では、第二元素含有ガスは、例えば窒素含有ガスであるとする。具体的には、窒素含有ガスとして、アンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。
【００５１】
ウエハＷをプラズマ状態の第二ガスで処理する場合、第二ガス供給管にプラズマ生成部としてのリモートプラズマ部２４６を設けてもよい。リモートプラズマ部２４６には、リモートプラズマ部２４６に電力を供給する等して制御するプラズマ制御部２４７が設けられる。リモートプラズマ部２４６とプラズマ制御部２４７の間には、プラズマモニタ部２４８が接続される。プラズマモニタ部２４８は、リモートプラズマ部２４６に電力を供給した際の反射波等を検出し、リモートプラズマ部２４６の状態を監視する。リモートプラズマ部２４６は、ＷＵ工程Ｓ１０４、ロット処理工程Ｓ１０６にて稼動される。検出された反射波等は処理空間２０５に供給されるプラズマに影響を与えることから、反射波等のデータは処理室の状態を示すデータである。
【００５２】
主に、第二ガス供給管２４４ａ、マスフローコントローラ２４４ｃ、バルブ２４４ｄにより、第二ガス供給系２４４（反応ガス供給系ともいう）が構成される。第二ガス供給系２４４に、リモートプラズマ部２４６を含めてもよい。
【００５３】
（第三ガス供給系）
第三ガス供給管２４５ａには、上流方向から順に、第三ガス源２４５ｂ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２４５ｃ、及び開閉弁であるバルブ２４５ｄが設けられている。
【００５４】
第三ガス源２４５ｂは不活性ガス源である。不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。
【００５５】
主に、第三ガス供給管２４５ａ、マスフローコントローラ２４５ｃ、バルブ２４５ｄにより、第三ガス供給系２４５が構成される。
【００５６】
不活性ガス源２４５ｂから供給される不活性ガスは、基板処理工程では、容器２０２やシャワーヘッド２３０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。
【００５７】
（排気部）
容器２０２の雰囲気を排気する排気部を説明する。容器２０２には、処理空間２０５に連通するよう、排気管２６２が接続される。排気管２６２は、処理空間２０５の側方に設けられる。排気管２６２には、処理空間２０５内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２６６が設けられる。ＡＰＣ２６６は開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、コントローラ２８０からの指示に応じて排気管２６２のコンダクタンスを調整する。排気管２６２においてＡＰＣ２６６の上流側にはバルブ２６７が設けられる。バルブ２６７の下流には、排気管２６２の圧力を計測する圧力モニタ部２６８が設けられる。
【００５８】
圧力モニタ部２６８は、排気管２５２の圧力を監視するものである。排気管２５２と処理空間２０５が連通していることから、間接的に処理空間２０５の圧力を監視している。圧力モニタ部２６８はコントローラ２８０と電気的に接続され、検出した圧力データをコントローラ２８０に送信する。圧力モニタ部２６８は、ＷＵ工程Ｓ１０４、ロット処理工程Ｓ１０６にて稼動される。圧力モニタ部２６８で検出した圧力データは処理室の状態を示すデータである。
【００５９】
排気管２６２、圧力モニタ部２６８、バルブ２６７、ＡＰＣ２６６をまとめて排気部と呼ぶ。更に、ＤＰ（Ｄｒｙ  Ｐｕｍｐ。ドライポンプ）２６９が設けられる。図示のように、ＤＰ２６９は、排気管２６２を介して処理空間２０５の雰囲気を排気する。
【００６０】
なお、供給部と排気部によってＲＣ２００の雰囲気を制御するので、本実施形態においては供給部と排気部をまとめて雰囲気制御部と呼ぶ。
【００６１】
（コントローラ）
基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。
【００６２】
コントローラ２８０の概略を図６に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶部としての記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｆを介して、ＣＰＵ２８０ａとデータ交換可能なように構成されている。基板処理装置１００内のデータの送受信は、ＣＰＵ２８０ａの一つの機能でもある送受信指示部２８０ｅの指示により行われる。
【００６３】
また、ＣＰＵ２８０ａは各モニタ部で検出したデータと他のデータを比較する機能を有する。更には、それらのデータを後述する表示装置２８４に表示する機能を有する。他のデータとは、予め記憶装置２８０ｃに記録された初期値や、各モニタ部で検出した最も良いデータ等である。他の基板処理装置のデータ、他のＲＣのデータであってもよい。ＣＰＵ２８０ａは各モニタ部で検出したデータと他のデータを比較し、それらのデータがマッチングするよう、ヒータやバルブ等を制御してもよい。
【００６４】
コントローラ２８０には、例えばキーボード等として構成された入力装置２８１や、外部記憶装置２８２が接続可能に構成されている。更に、上位装置２７０にネットワークを介して接続される受信部２８３が設けられる。受信部２８３は、上位装置２７０からポッド１１１に格納されたウエハＷの処理情報等を受信することが可能である。ウエハＷの処理情報とは、例えばウエハＷに形成された膜やパターン等の、ウエハＷの処理状態に関する情報である。
【００６５】
表示装置２８４には、各モニタ部で検出されたデータ等が表示される。なお、本実施形態においては入力装置２８１と別の部品として説明したが、それに限るものではない。例えば入力装置がタッチパネル等表示画面を兼ねるものであれば、入力装置２８１と表示装置２８４とを一つの部品としてもよい。
【００６６】
記憶装置２８０ｃ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。記憶装置２８０ｃ内には、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピやそれを実現するために基板処理装置の動作を制御する制御プログラムとしてのレシピプログラム、後述するテーブル等が読み出し可能に格納されている。なお、レシピプログラムは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０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、このレシピプログラム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、ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａによって読み出されたプログラムやデータ等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。
【００６７】
記憶装置２８０ｃには、図７に記載のＷＵ工程におけるモニタデータテーブルＷが記憶されている。更には、図８に記載のロット処理工程におけるモニタデータテーブルＬが記憶されている。各テーブルには、装置据付け時等に設定した初期値がそれぞれ記録されている。モニタデータは、例えばプラズマモニタ部２４８、圧力モニタ部２６８、温度モニタ部２２１のいずれかで検出したデータである。それぞれのモニタデータはリアルタイムに書き込まれ、時間の経過と共にデータが蓄積される。例えば、ＷＵ工程Ｓ１０４（ｎ）のＳＷＵ工程Ｓ１０５（ｐ）におけるデータは、テーブルＷのＷｎｐの位置に記録される。また、ロット処理工程Ｓ１０６（ｏ）の基板処理工程Ｓ１０７（ｒ）におけるデータは、テーブルＬのＬｏｐの位置に記録される。これらのデータは時系列に連続して記録される。
【００６８】
モニタリングされたデータは入出力装置２８１に表示される。表示方法としては、例えば図９や図１０のように、テーブルＷに記憶されたＷＵ工程の基準データ（第一の基準データ）と、基板処理工程の基準データ（第二の基準データ）が画面上に表示される。画面上に表示する際は、第一の基準データ、第二の基準データ、第一の処理室データ、第二の処理室データをまとめてユーザーが把握できるよう表示する。例えば、一つの表示画面上基準データと処理室データが同時に表示される。図９では温度モニタ部が検出した第一の処理室データ、第二の処理室データを点線で表示し、第一の基準値、第二の基準値を実線で表示している。ここでは、例えば基準値として初期値を表示している。
【００６９】
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、各ゲートバルブ１４９、ＲＣ２００に設けられた昇降機構２１８、各圧力調整器、各ポンプ、温度モニタ部２２１、プラズマモニタ部２４８、圧力モニタ部２６８、アーム１７０等、基板処理装置１００の各構成に接続されている。
【００７０】
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃ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２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからレシピプログラムを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２８０ａは、読み出されたレシピプログラムの内容に沿うように、ゲートバルブ１４９の開閉動作、ロボット１７０の動作、昇降機構２１８の昇降動作、温度モニタ部２２１、プラズマモニタ部２４８、圧力モニタ部２６８の動作、各ポンプのオンオフ制御、マスフローコントローラの流量調整動作、バルブ等を制御可能に構成されている。
【００７１】
なお、コントローラ２８０は、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）２８２を用いて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２８０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２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、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２８２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２８０ｃや外部記憶装置２８２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２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００７２】
（３）基板処理方法の詳細
続いて基板処理方法の詳細を説明する。
ここではＷＵ工程Ｓ１０５、ロット処理工程Ｓ１０７について詳細を説明する。
【００７３】
（ＷＵ工程Ｓ１０４）
ここでは、ＷＵ工程Ｓ１０４を説明する。ＷＵ工程Ｓ１０４では、ロット処理工程Ｓ１０６における初期の処理（例えば基板処理工程Ｓ１０７（１））と数枚処理した後の処理（例えば基板処理工程Ｓ１０７（ｒ））の処理条件を近づけるよう、加熱処理等が行われる。即ち、処理されるウエハＷを投入する前に、ヒータ２１３を稼動させ、温度条件を近づける。更には、ガス供給系からガスを供給し、処理空間２０５にガスを供給する。なお、ここでは加熱処理について説明したがそれに限るものではなく、たとえばプラズマ生成や圧力調整についてでも同様である。プラズマ生成の場合、ＷＵ工程Ｓ１０４での反射波をロット処理工程１０６と同様ゼロに近づけるよう制御する。また、圧力調整については、基板処理前に圧力を調整する。
【００７４】
前述のように温度条件を近づける場合、ＷＵ工程Ｓ１０４では、レシピプログラムが読み出され、それに基づいて各部品が制御される。各部品はロット処理工程Ｓ１０６の処理に近づけるよう制御される。レシピプログラムは所定回数行われ、処理条件に近づけられる。なお、専用のウォームアップレシピプログラムがある場合は、そのプログラムが読み出され、それに基づいて各部品が制御される。
【００７５】
ＷＵ工程Ｓ１０４では、ヒータ２１３を制御すると共に、温度データが温度センサ２１５によって連続的に検出され、検出された温度データはコントローラ２８０に送信される。プラズマ生成の場合、反射波等が連続的に検出され、検出された反射波データはコントローラ２８０に送信される。圧力検出の場合、圧力が連続的に検出され、検出された圧力データはコントローラ２８０に送信される。
【００７６】
検出されたデータはモニタデータテーブルＷに記録される。記録されたデータは、図９や図１０のように、表示装置２８４の表示画面にグラフで表示される。表示画面では、具体的にどの工程のデータなのかを表示する。ここでは、一例としてＳＷＵ工程Ｓ１０５（ｐ）を表示している。
【００７７】
（ロット処理工程Ｓ１０６）
続いて基板処理工程を説明する。
以下、第一の処理ガスとしてＨＣＤＳガスを用い、第二の処理ガスとしてアンモニア（ＮＨ３）ガスを用いて、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜を形成する例について説明する。
【００７８】
チャンバ２０２内にウエハＷを搬入したら、ゲートバルブ１４９を閉じてチャンバ２０２内を密閉する。その後、基板載置台２１２を上昇させることにより、基板載置台２１２に設けられた基板載置面２１１上にウエハＷを載置させ、さらに基板載置台２１２を上昇させることにより、前述した処理空間２０５内の処理位置（基板処理ポジション）までウエハＷを上昇させる。
【００７９】
ウエハＷを基板載置台２１２の上に載置する際は、基板載置台２１２の内部に埋め込まれたヒータ２１３に電力を供給し、ウエハＷの表面が所定の温度となるよう制御される。ウエハＷの温度は、例えば室温以上８００℃以下であり、好ましくは、室温以上であって７００℃以下である。このとき、温度センサ２１５により検出されたデータはヒータモニタ部２２０を介してコントローラ２８０に送信される。コントローラ２８０は温度情報に基づいて制御値を算出し、その算出値に基づいて温度制御部２２０にヒータ２１３への通電具合を制御するよう指示し、温度を調整する。
【００８０】
更にはヒータ２１３を制御すると共に、温度データが温度センサ２１５によって連続的に検出され、コントローラ２８０に送信される。プラズマ生成状態を検出する際には、プラズマモニタ部２４８によって反射波等が連続的に検出され、コントローラ２８０に送信される。圧力状態を検出する際には、圧力モニタ部２６８によって圧力が連続的に検出され、コントローラ２８０に送信される。
【００８１】
検出されたデータはモニタデータテーブルＬに記録される。記録されたデータは、図９や図１０のように、表示装置２８４に、基板処理工程Ｓ１０７としてグラフで表示される。表示される際は、具体的にどの工程のデータなのかを表示する。ここでは、基板処理工程Ｓ１０７（ｒ）を表示している。
【００８２】
ウエハＷが所定の温度に維持されたら、第一ガス供給系２４３からＨＣＤＳガスを処理空間２０５に供給すると共に、第二ガス供給系２４４からＮＨ３ガスを供給する。このときＮＨ３ガスは、リモートプラズマ部２４６によってプラズマ状態とされる。
【００８３】
処理空間２０５では、熱分解されたＨＣＤＳガスとプラズマ状態のＮＨ３ガスが存在する。Ｓｉと窒素が結合することで、ウエハＷにＳｉＮ膜が形成される。所望の膜厚のＳｉＮ膜を形成したら、処理空間２０５へのＨＣＤＳガス供給、ＮＨ３ガス供給を停止すると共に、処理空間２０５からＨＣＤＳガス、ＮＨ３ガスを排気する。排気する際は、第三ガス供給系からＮ２ガスを供給し、残留ガスをパージする。
【００８４】
続いて、ロット処理工程Ｓ１０６とＷＵ工程Ｓ１０４において、データを検出する理由を説明する。まず図１１に記載の比較例について説明する。比較例は基板処理工程Ｓ１０７のデータのみを検出し、表示したものである。ここでは基板処理工程Ｓ１０７（ｒ）における温度センサ２１５により検出されたデータを表示している。実線は基準データであり、点線は温度センサ２１５が検出した検出データである。
【００８５】
図１１では、基準データと検出データに乖離があることがわかる。そのため、ヒータ２１３に問題があることが推察される。ここでいう問題とは、たとえば断線等のハード面の故障や、ウォームアップ工程での加熱が不十分である等を示す。データが乖離した原因を特定するためには、基板処理装置を停止した後、基板載置台２１２やシャフト２１７を取外して分解したり、様々なデータを収集して分析したりする等、非常に手間がかかる。更には基板処理装置を停止させる必要があることから、生産性が著しく低下してしまう。
【００８６】
このような状況であることから、基板処理装置を停止させずに、問題を容易に特定することが望まれている。そこで本実施形態においては、ＷＵ工程Ｓ１０４においてもデータを検出することとした。
【００８７】
ロット処理工程Ｓ１０６とＷＵ工程Ｓ１０４の両方で検出したデータを図９、図１０に示す。図１１と同様に、実線は基準データであり、点線は温度モニタ部２２１で検出したデータである。
【００８８】
図９ではＳＷＵ工程Ｓ１０５、基板処理工程Ｓ１０７、両方で乖離が発生している。従って、少なくともＷＵ工程Ｓ１０４にて問題が発生していることがわかる。この問題は、例えばＷＵ工程Ｓ１０４が不十分であることが考えられる。また、ＷＵ工程Ｓ１０４のウォームアップ用レシピプログラムの設定内容の間違え（例えばランピングレートや圧力設定ミスによる温度上昇抑制）や、必要以上の非稼働時間の空き時間が問題となる。このようにして、ＷＵ工程の問題であることを容易に特定できるので、比較例に比べ問題の検索範囲が小さくなる。従って、ユーザーは問題特定に時間をかけることなく、早い対策が可能である。なお、対策例としては、ＳＷＵ工程Ｓ１０５を増減するよう設定したり、あるいは専用のウォーミングアップレシピを構築する等の作業を行う。
【００８９】
図１０ではＳＷＵ工程Ｓ１０５ではほとんど乖離が無く、基板処理工程Ｓ１０７で乖離が発生している。従って、ＷＵ工程Ｓ１０５では問題が無く、基板処理工程Ｓ１０７において問題が発生していることがわかる。この問題は、ＷＵ工程Ｓ１０４で稼動されなかった部品やレシピ等で問題が発生し、その影響を受けたことが考えられる。具体的には、ＷＵ工程Ｓ１０４では処理ガスを供給せずに、不活性ガスのみ供給していた場合は、ＷＵ工程Ｓ１０４で使用していなかった第一ガス供給系２４３や第二ガス供給系２４４等で問題があると考えられる。もしくは、第一ガス供給系２４３や第二ガス供給系２４４等に関するレシピで問題があると考えられえる。また、ロット処理工程Ｓ１０６に入ってから、モニタ対象に関連する部品が壊れた、等の問題が考えられる。このようにして、ロット処理工程Ｓ１０６の問題であることを容易に特定することができるので、比較例に比べ問題の検索範囲が小さくなる。従って、ユーザーは問題特定に時間をかけることなく、早い対策が可能である。なお、対策例としては、問題箇所に関するレシピプログラムやサブレシピの再設定や、バリアブルパラメータの再設定、部品を確認する等の作業を行う。
【００９０】
このようにロット処理工程Ｓ１０６とＷＵ工程Ｓ１０４の両方でデータを検出し、表示することで問題の特定を容易とする。
【００９１】
次に、基準データについて説明する。
基準データは、上記実施例においては初期値を例にして説明したが、それに限るものではない。例えば基準データは、それぞれのＲＣ２００に関連するデータのうち最も良いデータ、他のＲＣのデータ、他の基板処理装置のデータでも良い。
【００９２】
基準データが、ＲＣ２００で検出されたデータのうち、最も品質の高い基板処理工程Ｓ１０７のデータの場合、乖離があれば高品質な処理ではないと判断される。この場合、基準データに近づけるよう各部品を制御することで、品質の高い半導体装置を再現性良く製造することができる。従って、高品質な半導体装置の製造歩留まりを高くすることができる。
【００９３】
他のＲＣで検出されたデータや他の基板処理装置で検出されたデータが基準データである場合、乖離があれば各ＲＣに個体差があると判断される。この場合、基準データに近づけるよう部品を制御することで、ＲＣや基板処理装置間で個体差を有したとしてもウエハＷの処理状態を近づけることができる。従って歩留まりの高い処理を実現できる。
【００９４】
また、データの表示では、次のように表示させても良い。
表示するＳＷＵ工程Ｓ１０５のデータは、Ｓ１０５（１）からＳ１０５（ｐ）まで連続的に表示させても良い。連続して表示させることで、どのＳＷＵ工程で問題があったかどうかを容易に特定できる。
【符号の説明】
【００９５】
１００      基板処理装置
２００      リアクタ（ＲＣ）
２１０      基板載置部
２１２      基板載置台
２１３      ヒータ
２１５      温度センサ
２２０      ヒータ制御部
２２１      温度モニタ部
２４６      リモートプラズマ部
２４７      プラズマ制御部
２４８      プラズマモニタ部
２６２      排気管
２６８      圧力モニタ部
２８０      コントローラ
Ｗ          ウエハ
【図１】
2018206847.tif 000003
【図２】
2018206847.tif 000004
【図３】
2018206847.tif 000005
【図４】
2018206847.tif 000006
【図５】
2018206847.tif 000007
【図６】
2018206847.tif 000008
【図７】
2018206847.tif 000009
【図８】
2018206847.tif 000010
【図９】
2018206847.tif 000011
【図１０】
2018206847.tif 000012
【図１１】
2018206847.tif 000013