(57)【要約】【課題】ガス流量を容易に調整することができる処理システム、処理方法、及び、プログラムを提供する。【解決手段】縦型熱処理装置１には、半導体ウエハＷを収容する反応管２内に処理ガスを供給する複数のガス供給管１６〜２０が設けられている。ガス供給管１６〜２０は、流量調整部２１〜２５に流量が制御されている。制御部５０には、処理ガスの流量を含むプロセス条件、及び、処理ガスの流量と膜厚との関係を示す膜厚流量関係モデルが記憶されている。制御部５０は、プロセス条件で半導体ウエハＷを処理した処理結果と、膜厚流量関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出し、流量調整部２１〜２５を制御して、処理ガスの流量を算出した処理ガスの流量に変更して半導体ウエハＷを処理する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記処理ガス供給手段から供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶手段と、
前記処理条件記憶手段により記憶された処理条件で前記被処理体を処理した処理結果と、前記モデル記憶手段により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出手段と、
前記流量算出手段により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に変更して被処理体を処理する処理手段と、
を備える、ことを特徴とする処理システム。
【請求項２】
被処理体または該被処理体の検査用基板を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記処理ガス供給手段から供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
前記被処理体と前記検査用基板との違いに起因する処理結果の誤差に関する誤差情報を記憶する誤差情報記憶手段と、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶手段と、
前記誤差情報記憶手段に記憶された誤差情報に基づいて、前記被処理体の目標処理結果から前記検査用基板の目標処理結果を算出し、算出した前記検査用基板の目標処理結果に対応する処理条件を前記処理条件記憶手段により記憶された処理条件から抽出する処理条件抽出手段と、
前記処理条件抽出手段により抽出された処理条件で前記検査用基板を処理する検査用基板処理手段と、
前記検査用基板処理手段により処理された処理結果が、前記検査用基板の目標処理結果の所定の範囲内に含まれるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により所定の範囲内に含まれないと、前記検査用基板を処理した処理結果と、前記モデル記憶手段により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出手段と、
前記流量算出手段により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に変更して、前記検査用基板処理手段に検査用基板を処理させる流量変更手段と、
を備える、ことを特徴とする処理システム。
【請求項３】
前記判別手段により所定の範囲内に含まれると、前記処理条件抽出手段により抽出された処理条件で被処理体を処理する被処理体処理手段を、さらに備えることを特徴とする請求項２に記載の処理システム。
【請求項４】
前記誤差情報記憶手段は、前記被処理体と前記検査用基板とのローディング効果に関する誤差情報を記憶する、ことを特徴とする請求項２または３に記載の処理システム。
【請求項５】
前記流量処理結果関係モデルは、前記処理条件を構成する各要件について２以上の異なる条件での処理結果に基づいて作成され、前記処理条件が変更されても対応可能である、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項６】
前記処理ガス供給手段は、前記処理室内に挿通された複数の処理ガス供給管を有し、
前記流量算出手段は、処理ガス供給管ごとに供給する流量を算出する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項７】
前記処理条件記憶手段に記憶された処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に更新する処理条件更新手段を、さらに備える、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項８】
前記処理室は複数のゾーンに区分けされ、
前記モデル記憶手段は、前記ゾーンごとの処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項９】
前記処理内容は成膜処理である、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の処理システム。
【請求項１０】
被処理体を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給工程と、
前記処理ガス供給工程で供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶工程と、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶工程と、
前記処理条件記憶工程により記憶された処理条件で前記被処理体を処理した処理結果と、前記モデル記憶工程により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出工程と、
前記流量算出工程により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出工程で算出された処理ガスの流量に変更して被処理体を処理する処理工程と、
を備える、ことを特徴とする処理方法。
【請求項１１】
被処理体または該被処理体の検査用基板を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給工程と、
前記処理ガス供給工程で供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶工程と、
前記被処理体と前記検査用基板との違いに起因する処理結果の誤差に関する誤差情報を記憶する誤差情報記憶工程と、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶工程と、
前記誤差情報記憶工程で記憶された誤差情報に基づいて、前記被処理体の目標処理結果から前記検査用基板の目標処理結果を算出し、算出した前記検査用基板の目標処理結果に対応する処理条件を前記処理条件記憶工程で記憶された処理条件から抽出する処理条件抽出工程と、
前記処理条件抽出工程により抽出された処理条件で前記検査用基板を処理する検査用基板処理工程と、
前記検査用基板処理工程により処理された処理結果が、前記検査用基板の目標処理結果の所定の範囲内に含まれるか否かを判別する判別工程と、
前記判別工程により所定の範囲内に含まれないと、前記検査用基板を処理した処理結果と、前記モデル記憶工程により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出工程と、
前記流量算出工程により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出工程により算出された処理ガスの流量に変更して、前記検査用基板処理工程で検査用基板を処理させる流量変更工程と、
を備える、ことを特徴とする処理方法。
【請求項１２】
前記判別工程で所定の範囲内に含まれると、前記抽出工程により抽出された処理条件で被処理体を処理する被処理体処理工程を、さらに備える、ことを特徴とする請求項１１に記載の処理方法。
【請求項１３】
前記誤差情報記憶工程では、前記被処理体と前記検査用基板とのローディング効果に関する誤差情報を記憶する、ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の処理方法。
【請求項１４】
前記流量処理結果関係モデルは、前記処理条件を構成する各要件について２以上の異なる条件での処理結果に基づいて作成され、前記処理条件が変更されても対応可能である、ことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１５】
前記処理ガス供給工程では、前記処理室内に挿通された複数の処理ガス供給管から処理ガスを供給し、
前記流量算出工程では、処理ガス供給管ごとに供給する流量を算出する、ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１６】
前記処理条件記憶工程で記憶された処理ガスの流量を、前記算出工程により算出された処理ガスの流量に更新する更新工程を、さらに備える、ことを特徴とする請求項１０乃至１５のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１７】
前記処理室は複数のゾーンに区分けされ、
前記モデル記憶工程では、前記ゾーンごとの処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶する、ことを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１８】
前記処理内容は成膜処理である、ことを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の処理方法。
【請求項１９】
コンピュータを、
被処理体を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段、
前記処理ガス供給手段から供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶手段、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶手段、
前記処理条件記憶手段により記憶された処理条件で前記被処理体を処理した処理結果と、前記モデル記憶手段により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出手段、
前記流量算出手段により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に変更して被処理体を処理する処理手段、
として機能させるプログラム。
【請求項２０】
コンピュータを、
被処理体または該被処理体の検査用基板を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段、
前記処理ガス供給手段から供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶手段、
前記被処理体と前記検査用基板との違いに起因する処理結果の誤差に関する誤差情報を記憶する誤差情報記憶手段、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶手段、
前記誤差情報記憶手段に記憶された誤差情報に基づいて、前記被処理体の目標処理結果から前記検査用基板の目標処理結果を算出し、算出した前記検査用基板の目標処理結果に対応する処理条件を前記処理条件記憶手段により記憶された処理条件から抽出する処理条件抽出手段、
前記処理条件抽出手段により抽出された処理条件で前記検査用基板を処理する検査用基板処理手段、
前記検査用基板処理手段により処理された処理結果が、前記検査用基板の目標処理結果の所定の範囲内に含まれるか否かを判別する判別手段、
前記判別手段により所定の範囲内に含まれないと、前記検査用基板を処理した処理結果と、前記モデル記憶手段により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出手段、
前記流量算出手段により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に変更して、前記検査用基板処理手段に検査用基板を処理させる流量変更手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体を処理する処理システム、処理方法、及び、プログラムに関し、特に、被処理体を多数枚一括して処理するバッチ式の処理システム、処理方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程では、多数枚の被処理体、例えば、半導体ウエハの成膜処理、酸化処理あるいは拡散処理などを一括して行うバッチ式の処理システムが用いられている。バッチ式の処理システムでは、効率的に半導体ウエハを処理することが可能であるが、多数枚の半導体ウエハの処理について、その処理の均一性を確保することは困難である。
【０００３】
このような問題を解決する技術として、例えば、特許文献１には、拡散炉内へガスを導入するガスインジェクターを上部用、中央部用、下部用の３本以上複数本有し、各々独立して流量を制御することによりガスの供給量を均一にし、半導体装置の歩留まりを向上させる方法が提案されている。
【０００４】
特許文献２には、熱処理中にキャリアガスの流量を変えることにより被処理体のプロセス面内の少なくとも中央部と周辺部との間で処理ガスの供給位置を変え、均一処理を行うことができる熱処理方法が提案されている。
【０００５】
特許文献３には、複数の配管から供給する反応ガスの流量と基板上での膜の成長速度との関係を推定し、複数の配管から供給する反応ガスの流量を制御して成膜を行う方法が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１２１３８９号公報
【特許文献２】特許第３０８１９６９号公報
【特許文献３】特開２００３−１６６０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、バッチ式の処理システムでは、当初は適切に処理されていても、処理操作を複数回繰り返したり、外部要因の変化等により、当初の予定とは異なる処理になってしまうおそれがある。例えば、半導体ウエハの成膜処理の場合、当初は半導体ウエハの表面に適切な膜厚で成膜することが可能であったにも拘わらず、成膜処理を繰り返すうちに、半導体ウエハの表面に成膜される膜厚が変化してしまうことがある。これは、ガスの供給量が、処理システムの処理炉の経時変化や外部環境の変化に対応していないことが考えられる。このため、処理システムの操作者が、経験や勘をもとにガスの流量を調整し、半導体ウエハの表面に成膜される膜厚の均一性を確保している。このように、成膜処理において、その膜厚の均一性を確保することは困難である。このため、処理システムやプロセスに関する知識や経験のない操作者であっても、ガス流量を容易に調整することができるような処理システム及び処理方法が求められている。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、ガス流量を容易に調整することができる処理システム、処理方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、経時変化や外部環境の変化に拘わらず、適切な処理を行うことができる処理システム、処理方法、及び、プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点にかかる処理システムは、
被処理体を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記処理ガス供給手段から供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶手段と、
前記処理条件記憶手段により記憶された処理条件で前記被処理体を処理した処理結果と、前記モデル記憶手段により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出手段と、
前記流量算出手段により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に変更して被処理体を処理する処理手段と、
を備える、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第２の観点にかかる処理システムは、
被処理体または該被処理体の検査用基板を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記処理ガス供給手段から供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶手段と、
前記被処理体と前記検査用基板との違いに起因する処理結果の誤差に関する誤差情報を記憶する誤差情報記憶手段と、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶手段と、
前記誤差情報記憶手段に記憶された誤差情報に基づいて、前記被処理体の目標処理結果から前記検査用基板の目標処理結果を算出し、算出した前記検査用基板の目標処理結果に対応する処理条件を前記処理条件記憶手段により記憶された処理条件から抽出する処理条件抽出手段と、
前記処理条件抽出手段により抽出された処理条件で前記検査用基板を処理する検査用基板処理手段と、
前記検査用基板処理手段により処理された処理結果が、前記検査用基板の目標処理結果の所定の範囲内に含まれるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により所定の範囲内に含まれないと、前記検査用基板を処理した処理結果と、前記モデル記憶手段により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出手段と、
前記流量算出手段により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に変更して、前記検査用基板処理手段に検査用基板を処理させる流量変更手段と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
前記判別手段により所定の範囲内に含まれると、前記処理条件抽出手段により抽出された処理条件で被処理体を処理する被処理体処理手段を、さらに備えることが好ましい。
前記誤差情報記憶手段は、例えば、前記被処理体と前記検査用基板とのローディング効果に関する誤差情報を記憶する。
【００１１】
前記流量処理結果関係モデルは、例えば、前記処理条件を構成する各要件について２以上の異なる条件での処理結果に基づいて作成される。この場合、前記処理条件が変更されても対応可能である。
前記処理ガス供給手段は、前記処理室内に挿通された複数の処理ガス供給管を有していてもよい。この場合、前記流量算出手段は、処理ガス供給管ごとに供給する流量を算出する。
【００１２】
前記処理条件記憶手段に記憶された処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に更新する処理条件更新手段を、さらに備えてもよい。
前記処理室は複数のゾーンに区分けされていてもよい。この場合、前記モデル記憶手段は、前記ゾーンごとの処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶する。
前記処理内容は、例えば、成膜処理である。
【００１３】
本発明の第３の観点にかかる処理方法は、
被処理体を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給工程と、
前記処理ガス供給工程で供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶工程と、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶工程と、
前記処理条件記憶工程により記憶された処理条件で前記被処理体を処理した処理結果と、前記モデル記憶工程により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出工程と、
前記流量算出工程により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出工程で算出された処理ガスの流量に変更して被処理体を処理する処理工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第４の観点にかかる処理方法は、
被処理体または該被処理体の検査用基板を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給工程と、
前記処理ガス供給工程で供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶工程と、
前記被処理体と前記検査用基板との違いに起因する処理結果の誤差に関する誤差情報を記憶する誤差情報記憶工程と、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶工程と、
前記誤差情報記憶工程で記憶された誤差情報に基づいて、前記被処理体の目標処理結果から前記検査用基板の目標処理結果を算出し、算出した前記検査用基板の目標処理結果に対応する処理条件を前記処理条件記憶工程で記憶された処理条件から抽出する処理条件抽出工程と、
前記処理条件抽出工程により抽出された処理条件で前記検査用基板を処理する検査用基板処理工程と、
前記検査用基板処理工程により処理された処理結果が、前記検査用基板の目標処理結果の所定の範囲内に含まれるか否かを判別する判別工程と、
前記判別工程により所定の範囲内に含まれないと、前記検査用基板を処理した処理結果と、前記モデル記憶工程により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出工程と、
前記流量算出工程により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出工程により算出された処理ガスの流量に変更して、前記検査用基板処理工程で検査用基板を処理させる流量変更工程と、
を備える、ことを特徴とする。
【００１５】
前記判別工程で所定の範囲内に含まれると、前記抽出工程により抽出された処理条件で被処理体を処理する被処理体処理工程を、さらに備えてもよい。
前記誤差情報記憶工程では、例えば、前記被処理体と前記検査用基板とのローディング効果に関する誤差情報を記憶する。
【００１６】
前記流量処理結果関係モデルは、前記処理条件を構成する各要件について２以上の異なる条件での処理結果に基づいて作成されていてもよい。この場合、前記処理条件が変更されても対応可能である。
【００１７】
前記処理ガス供給工程では、例えば、前記処理室内に挿通された複数の処理ガス供給管から処理ガスを供給する。この場合、前記流量算出工程では、処理ガス供給管ごとに供給する流量を算出する。
【００１８】
前記処理条件記憶工程で記憶された処理ガスの流量を、前記算出工程により算出された処理ガスの流量に更新する更新工程を、さらに備えてもよい。
前記処理室は複数のゾーンに区分けされていてもよい。この場合、前記モデル記憶工程では、前記ゾーンごとの処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶する。
前記処理内容は、例えば、成膜処理である。
【００１９】
本発明の第５の観点にかかるプログラムは、
コンピュータを、
被処理体を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段、
前記処理ガス供給手段から供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶手段、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶手段、
前記処理条件記憶手段により記憶された処理条件で前記被処理体を処理した処理結果と、前記モデル記憶手段により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出手段、
前記流量算出手段により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に変更して被処理体を処理する処理手段、
として機能させることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第６の観点にかかるプログラムは、
コンピュータを、
被処理体または該被処理体の検査用基板を収容する処理室内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段、
前記処理ガス供給手段から供給する処理ガスの流量を含む、処理内容に応じた処理条件を記憶する処理条件記憶手段、
前記被処理体と前記検査用基板との違いに起因する処理結果の誤差に関する誤差情報を記憶する誤差情報記憶手段、
処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルを記憶するモデル記憶手段、
前記誤差情報記憶手段に記憶された誤差情報に基づいて、前記被処理体の目標処理結果から前記検査用基板の目標処理結果を算出し、算出した前記検査用基板の目標処理結果に対応する処理条件を前記処理条件記憶手段により記憶された処理条件から抽出する処理条件抽出手段、
前記処理条件抽出手段により抽出された処理条件で前記検査用基板を処理する検査用基板処理手段、
前記検査用基板処理手段により処理された処理結果が、前記検査用基板の目標処理結果の所定の範囲内に含まれるか否かを判別する判別手段、
前記判別手段により所定の範囲内に含まれないと、前記検査用基板を処理した処理結果と、前記モデル記憶手段により記憶された流量処理結果関係モデルとに基づいて、処理ガスの流量を算出する流量算出手段、
前記流量算出手段により処理ガスの流量が算出されると、前記処理条件の処理ガスの流量を、前記流量算出手段により算出された処理ガスの流量に変更して、前記検査用基板処理手段に検査用基板を処理させる流量変更手段、
として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ガス流量を容易に調整することができる処理システム、処理方法、及び、プログラムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の処理システム、処理方法、及び、プログラムを、図１に示すバッチ式の縦型熱処理装置に適用した場合を例に第１の実施の形態を説明する。また、本実施の形態では、被処理体への処理として、Ｏ２ガス、Ｈ２ガスを用いた低圧ラジカル酸化（ＬＰＲＯ）法により、半導体ウエハにＳｉＯ２膜を形成する場合を例に本発明を説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施の形態の縦型熱処理装置１は、略円筒状で有天井の反応管２を備えている。反応管２は、その長手方向が垂直方向に向くように配置されている。反応管２は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。
【００２４】
反応管２の下側には、略円筒状のマニホールド３が設けられている。マニホールド３は、その上端と反応管２の下端とは気密に接合されている。マニホールド３には、反応管２内のガスを排気するための排気管４が気密に接続されている。排気管４には、バルブ、真空ポンプなどからなる圧力調整部５が設けられており、反応管２内を所望の圧力（真空度）に調整する。
【００２５】
マニホールド３（反応管２）の下方には、蓋体６が配置されている。蓋体６は、ボートエレベータ７により上下動可能に構成され、ボートエレベータ７により蓋体６が上昇するとマニホールド３（反応管２）の下方側（炉口部分）が閉鎖され、ボートエレベータ７により蓋体６が下降すると反応管２の下方側（炉口部分）が開口されるように配置されている。
【００２６】
蓋体６の上部には、保温筒（断熱体）８を介して、ウエハボート９が設けられている。ウエハボート９は、被処理体、例えば、半導体ウエハＷを収容（保持）するウエハ保持具であり、本実施の形態では、半導体ウエハＷが垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚、例えば、１５０枚収容可能に構成されている。そして、ウエハボート９に半導体ウエハＷを収容し、ボートエレベータ７により蓋体６を上昇させることにより、半導体ウエハＷが反応管２内にロードされる。
【００２７】
反応管２の周囲には、反応管２を取り囲むように、例えば、抵抗発熱体からなるヒータ部１０が設けられている。このヒータ部１０により反応管２の内部が所定の温度に加熱され、この結果、半導体ウエハＷが所定の温度に加熱される。ヒータ部１０は、例えば、５段に配置されたヒータ１１〜１５から構成され、図示しない電力コントローラにより、それぞれ独立して電力が供給される。なお、反応管２内は、このヒータ１１〜１５により、後述する図３に示すような５つのゾーンに区分されていると考えることができる。
【００２８】
また、マニホールド３には、反応管２内にガスを供給する複数のガス供給管が設けられている。本実施の形態では、反応管２内にＯ２ガスを供給するＯ２ガス供給管１６と、反応管２内にＨ２ガスを供給する４本のＨ２ガス供給管１７〜２０が設けられている。Ｏ２ガス供給管１６は、マニホールド３の側方からウエハボート９の上部近傍まで延びるように形成され、ウエハボート９の上部近傍から反応管２内にＯ２ガスを供給する。Ｈ２ガス供給管１７〜２０は、その先端の高さが一定の間隔で異なる高さとなるように形成されている。すなわち、Ｈ２ガス供給管１７〜２０の先端の位置（高さ）が等間隔で低くなるように形成されている。
【００２９】
本例では、Ｈ２ガス供給管１７は、マニホールド３の側方からウエハボート９の上部近傍まで延びるように形成され、ウエハボート９の上部近傍から反応管２内にＨ２ガスを供給する。Ｈ２ガス供給管１８は、マニホールド３の側方からウエハボート９の高さの２／３付近まで延びるように形成され、ウエハボート９の高さの２／３付近から反応管２内にＨ２ガスを供給する。Ｈ２ガス供給管１９は、マニホールド３の側方からウエハボート９の高さの１／３付近まで延びるように形成され、ウエハボート９の高さの１／３付近から反応管２内にＨ２ガスを供給する。Ｈ２ガス供給管２０は、マニホールド３の側方からウエハボート９の下部近傍まで延びるように形成され、ウエハボート９の下部近傍から反応管２内にガスを供給する。なお、本実施の形態では、Ｈ２ガス供給管１７がＨ２ガスのメイン供給管であり、Ｈ２ガス供給管１８〜２０がＨ２ガスのサブ供給管１〜３である。
【００３０】
各ガス供給管１６〜２０には、それぞれガス流量を調整するためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）などからなる流量調整部２１〜２５が設けられている。このため、流量調整部２１〜２５により調整された所望量のガスが各ガス供給管１６〜２０を介して反応管２内に供給される。
【００３１】
また、縦型熱処理装置１は、反応管２内のガス流量、圧力、処理雰囲気の温度といった処理パラメータを制御するための制御部（コントローラ）５０を備えている。制御部５０は、流量調整部２１〜２５、圧力調整部５、図示しない電力コントローラに制御信号を出力する。図２に制御部５０の構成を示す。
【００３２】
図２に示すように、制御部５０は、モデル記憶部５１と、レシピ記憶部５２と、ＲＯＭ５３と、ＲＡＭ５４と、Ｉ／Ｏポート５５と、ＣＰＵ５６と、これらを相互に接続するバス５７と、から構成されている。
【００３３】
モデル記憶部５１には、処理ガスの流量と処理結果との関係を示す流量処理結果関係モデルが記憶されている。本実施の形態では、モデル記憶部５１には、各ガス供給管１６〜２０から供給されるそれぞれのガスの流量と、半導体ウエハＷ上に形成される膜厚との関係を示す膜厚流量関係モデルが記憶されている。この膜厚流量関係モデルは、処理条件（プロセス条件）を構成する、反応管２内の温度、圧力、ガスの総流量などについて２以上の異なる条件での処理結果（膜厚結果）に基づいて作成されている。このため、膜厚流量関係モデルは、プロセス条件の変更にも対応（補間）可能であり、反応管２内の温度、圧力、ガスの総流量などのプロセス条件、及び、必要な膜厚に基づいて、ガス供給管１６〜２０から供給するガスの流量を算出する。なお、膜厚流量関係モデルの詳細については、後述する。
【００３４】
レシピ記憶部５２には、この熱処理装置で実行される成膜処理の種類に応じて、制御手順を定めるプロセス用レシピが記憶されている。プロセス用レシピは、ユーザが実際に行う処理（プロセス）毎に用意されるレシピであり、反応管２への半導体ウエハＷのロードから、処理済みの半導体ウエハＷをアンロードするまでの、各部の温度の変化、反応管２内の圧力変化、ガスの供給の開始及び停止のタイミングと供給量などを規定する。
【００３５】
ＲＯＭ５３は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ハードディスクなどから構成され、ＣＰＵ５６の動作プログラムなどを記憶する記録媒体である。
ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５６のワークエリアなどとして機能する。
【００３６】
Ｉ／Ｏポート５５は、温度、圧力、ガスの流量に関する測定信号をＣＰＵ５６に供給すると共に、ＣＰＵ５６が出力する制御信号を各部（電力コントローラ、流量調整部２１〜２５、圧力調整部５）へ出力する。また、Ｉ／Ｏポート５５には、操作者が縦型熱処理装置１を操作する操作パネル５８が接続されている。
【００３７】
ＣＰＵ（Central Processing Unit)５６は、制御部５０の中枢を構成し、ＲＯＭ５３に記憶された動作プログラムを実行し、操作パネル５８からの指示に従って、レシピ記憶部５２に記憶されているプロセス用レシピに沿って、縦型熱処理装置１の動作を制御する。
【００３８】
また、ＣＰＵ５６は、半導体ウエハＷ上に形成された膜厚結果と、モデル記憶部５１に記憶されている膜厚流量関係モデルとに基づいて、各ガス供給管１６〜２０から供給されるそれぞれのガスの適切な流量を算出する。そして、ガス供給管１６〜２０から供給されるガスの流量が算出した流量となるように、流量調整部２１〜２５に制御信号を出力する。また、ＣＰＵ５６は、対応するレシピ記憶部５２に記憶されているレシピのガスの流量を、算出したガスの流量に更新する。すなわち、ＣＰＵ５６は、半導体ウエハＷ上に形成された膜厚結果に基づいてレシピの更新を行う。
バス５７は、各部の間で情報を伝達する。
【００３９】
次に、モデル記憶部５１に記憶されている膜厚流量関係モデルについて説明する。膜厚流量関係モデルは、ガス供給管１６〜２０から供給されるガスの流量と、半導体ウエハＷ上に形成される膜厚の変動量との関係を示すモデルであり、複数のプロセス条件での実験値から作成することができる。以下、膜厚流量関係モデルの作成方法について説明する。
【００４０】
まず、図４に示すように、所定のプロセス条件、例えば、プロセス条件１（反応管２内の温度：９００℃、水素分圧比：１０％、圧力：０．３Ｔｏｒｒ（４０Ｐａ）、ガス総流量：５０００ｓｃｃｍ）で、Ｈ２ガス供給管１８〜２０（Ｈ２ガスのサブ供給管１〜３）の流量を変動させた場合（条件１−１〜１−４）について、半導体ウエハＷ上にＳｉＯ２膜を形成する。そして、図３に示す反応管２のゾーン１〜５ごとに収容された半導体ウエハＷを取り出し、取り出した半導体ウエハＷ上に形成されたＳｉＯ２の膜厚を測定する。
【００４１】
次に、図５、図６に示すように、プロセス条件の一部を変更して同様の試験を行い、ゾーン１〜５ごとに半導体ウエハＷ上に形成されるＳｉＯ２の膜厚を測定する。なお、プロセス条件２では反応管２内の温度を８００℃に変更し、プロセス条件３では水素分圧比を５％に変更し、プロセス条件４では圧力を０．５Ｔｏｒｒ（６７Ｐａ）に変更し、プロセス条件５ではガス総流量を３５００ｓｃｃｍに変更している。
【００４２】
続いて、変更したプロセス条件ごとに膜厚データを補間し、対象とするレシピ条件における膜厚を算出する。本例では、対象とするレシピのプロセス条件が、反応管２内の温度：８５０℃、水素分圧比：１８．４％、圧力：０．４Ｔｏｒｒ（５３Ｐａ）、ガス総流量：４６５５ｓｃｃｍの場合を例に説明する。
【００４３】
まず、反応管２内の温度に関する膜厚データを補間する。本例では、図７（ａ）に示す、反応管２内の温度が９００℃の時の各ゾーン１〜５の半導体ウエハＷ上に形成されたＳｉＯ２の膜厚（基準膜厚）と、図７（ｂ）に示す、反応管２内の温度が８００℃の時の各ゾーン１〜５の半導体ウエハＷ上に形成されたＳｉＯ２の膜厚（変動膜厚）とから、反応管２内の温度をレシピの条件である、８５０℃としたときに半導体ウエハＷ上に形成されるＳｉＯ２の膜厚を算出（補間）する。
【００４４】
補間の方法については、各種の方法を用いることが可能であり、本例では、べき乗近似（Ｔｈｉｃｋ＝ａＴｂ）により、反応管２内の温度が８５０℃の時の各ゾーン１〜５の半導体ウエハＷ上に形成されるＳｉＯ２の膜厚（補間後膜厚）を算出した。補間後膜厚を図７（ｃ）に示す。
【００４５】
次に、補間後膜厚の値から、反応管２内の温度変動による変動率を算出する。本例では、変動率＝（補間後膜厚−基準膜厚）／基準膜厚、として、温度変動による変動率を算出した。温度変動による変動率を図７（ｄ）に示す。
【００４６】
続いて、同様の手順により、水素分圧比、圧力、及び、ガス総流量についても、膜厚データの補間を行い、水素分圧比変動、圧力変動、及び、ガス総流量変動による変動率を算出した。水素分圧比変動による変動率を図８（ａ）に示し、圧力変動による変動率を図８（ｂ）に示し、ガス総流量変動による変動率を図８（ｃ）に示す。
【００４７】
そして、これらの変動したプロセス条件の要因を加え合わせる、すなわち、基準膜厚×（１＋温度変動による変動率＋水素分圧比変動による変動率＋圧力変動による変動率＋ガス総流量変動による変動率）とすることにより、対象となるレシピに対するガス流量と膜厚変動量との関係を求めることができ、図９に示す膜厚流量関係モデルが作成できる。
【００４８】
この膜厚流量関係モデルを式で表すと、ｙ＝Ｍｕで表すことができる。ここで、ｙ＝［ｙ（１），ｙ（２），・・・，ｙ（ｎ）］Ｔは膜厚の変動量、ｕ＝［ｕ（１），ｕ（２），・・・，ｕ（ｍ）］Ｔはガス流量の変動量、Ｍ（ｎ×ｍ）はガス流量の変動量と膜厚の変動量の変換行列である。ただし、実際には、機体差、モデル化差、測定誤差等の誤差要因を含むことから、これらの誤差をひとまとめにして修正する項ｘ＝［ｘ（１），ｘ（２），・・・，ｘ（ｎ）］Ｔを加え、ｙ＝Ｍｕ＋ｘで表される。カルマンフィルタでｘを推定し、ｕに対する膜厚ｙの推定値を求め、この推定値と目標値との差分をなくすためのガス流量変動量を求めることができる。なお、実際のガスの流量には制約があることから、例えば、二次計画法を用いてガス流量を求めることが好ましい。
【００４９】
このように、膜厚流量関係モデルは、物理現象を定式化する必要がない。このため、精度の高いモデルを容易に求めることができる。また、温度、圧力、総流量などのプロセス条件が変更された場合でも、予め作成しておいた線形モデルを補間することで、精度の高い膜厚流量関係モデルを作ることができる。このため、温度、圧力、総流量などのプロセス条件が変更されても、新たに実験から膜厚流量関係モデルを作る必要がなくなる。
【００５０】
次に、上記のような構成の縦型熱処理装置１を用いて、半導体ウエハＷに酸化膜を形成する成膜方法を例に、本発明の処理方法について、図１０を参照して説明する。
【００５１】
まず、オペレータが操作パネル５８に処理の内容（酸化膜の形成）を入力する。ＣＰＵ５６は、入力があるか否かを判別し（ステップＳ１）、入力があると（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、入力された指示（処理の内容）に応答した酸化膜形成用のレシピをレシピ記憶部５２から読み出す（ステップＳ２）。
【００５２】
次に、ＣＰＵ５６は、ヒータ部１０により反応管２内を、レシピに定められたロード温度、例えば、４００℃に設定し、被処理体である半導体ウエハＷをウエハボート９に所定枚数、例えば、１５０枚載置し、ボートエレベータ７により蓋体６を上昇させる。そして、ＣＰＵ５６は、マニホールド３の下端のフランジと蓋体６とを気密状態とし、半導体ウエハＷを反応管２内にロードする（ステップＳ３）。
【００５３】
ＣＰＵ５６は、半導体ウエハＷのロードが完了すると、反応管２内を読み出したレシピに従った成膜条件に設定する。具体的には、ＣＰＵ５６は、圧力調整部５を含む排気系を制御して、排気動作を開始する。また、ＣＰＵ５６は、ヒータ部１０に供給する電力を増加させて昇温を開始する。そして、ＣＰＵ５６は、レシピに従って、流量調整部２１〜２５を制御し、ガス供給管１６〜２０から反応管２内に所定量の処理ガスを供給し、成膜処理を実行する（ステップＳ４）。
【００５４】
続いて、ＣＰＵ５６は、成膜処理が終了したか否かを判別し（ステップＳ５）、成膜処理が終了すると（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、処理ガスの供給を停止する。そして、ＣＰＵ５６は、反応管２内を冷却し、レシピに定められたアンロード温度、例えば、４００℃に設定し、ウエハボート９（半導体ウエハＷ）をアンロードする（ステップＳ６）。
【００５５】
次に、ＣＰＵ５６は、アンロードしたウエハボート９に載置された半導体ウエハＷから、ゾーン１〜５ごとに少なくとも１枚の半導体ウエハＷ（モニタウエハ）を取り出し、例えば、図示しない測定装置に搬送する（ステップＳ７）。
【００５６】
各モニタウエハの膜厚が測定装置により測定されると、測定装置から測定したモニタウエハの膜厚の結果に関する測定結果情報が縦型熱処理装置１（ＣＰＵ５６）に送信される。ＣＰＵ５６は、測定結果情報を受信したか否かを判別し（ステップＳ８）、測定結果情報を受信すると（ステップＳ８；Ｙｅｓ）、形成されたＳｉＯ２膜の膜厚に問題があるか否かを判別し（ステップＳ９）、問題なければ（ステップＳ９；Ｎｏ）、この処理を終了する。
【００５７】
問題があれば（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、測定結果情報（測定されたモニタウエハの膜厚）と、モデル記憶部５１に記憶されている膜厚流量関係モデルとに基づいて、次の成膜処理における各ガス供給管１６〜２０から供給する処理ガスの流量を算出する（ステップＳ１０）。すなわち、測定されたモニタウエハの膜厚と目標膜厚との差分をなくすためのガス流量変動量を膜厚流量関係モデルを用いて求めることにより、次の成膜処理における各ガス供給管１６〜２０から供給する処理ガスの流量を算出する。
【００５８】
ＣＰＵ５６は、各ガス供給管１６〜２０から供給する処理ガスの流量を算出すると、算出した処理ガスの流量を次の成膜処理時の処理ガスの流量としてＲＡＭ５４に格納し、レシピの更新する（ステップＳ１１）。なお、オペレータが、操作パネル５８から、算出された処理ガスの流量を次の成膜処理時の処理ガスの流量としてレシピの更新を行ってもよい。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、成膜処理された半導体ウエハＷ（モニタウエハ）の膜厚と、膜厚流量関係モデルとに基づいて、次の成膜処理における各ガス供給管１６〜２０から供給する処理ガスの流量を算出することができるので、ガス流量を容易に調整することができる。さらに、前回の成膜処理の結果（膜厚）を用いて、処理ガスの流量を調整しているので、装置の経時変化や成膜環境（外部温度、大気圧力）の変化などが発生しても、適切な膜厚での成膜が可能となる。
【００６０】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、半導体ウエハＷ（製品ウエハ）の成膜処理において、処理ガスの流量を調整する場合を例に本発明を説明した。
第２の実施の形態では、検査用基板、いわゆるダミーウエハを用いて成膜条件を確認し、確認した条件で製品ウエハ（半導体ウエハＷ）に成膜処理を施す場合を例に本発明を説明する。このように、ダミーウエハを用いて成膜条件を確認するのは、製品ウエハはコストが高く、また、同じ製品ウエハを繰り返し使用すると製品ウエハのパターンが崩れてしまい、多くの実験データを得ることが難しいためである。
【００６１】
また、ダミーウエハを用いて成膜条件を確認する場合、ダミーウエハと製品ウエハとの違いに起因する処理結果の誤差、例えば、ローディング効果による膜厚差が生じてしまう。また、一般に、同一の成膜条件にて成膜した場合、ダミーウエハの方が製品ウエハよりも厚く成膜される。このため、第２の実施の形態の処理方法においては、まず、ローディング効果による膜厚差の問題を考慮し、後述するローディング効果データベースを用いて、製品ウエハの目標膜厚に対応するダミーウエハの目標膜厚を決定する。そして、この決定した目標膜厚と一致するようなガス流量を、第１の実施の形態と同様の手法により決定する。
【００６２】
このため、第２の実施の形態では、第１の実施の形態の制御部５０に、ローディング効果データベース１００を備えている点が第１の実施の形態と異なっている。以下、第１の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【００６３】
図１１に本実施の形態の制御部５０の構成を示す。図１１に示すように、制御部５０は、モデル記憶部５１と、レシピ記憶部５２と、ＲＯＭ５３と、ＲＡＭ５４と、Ｉ／Ｏポート５５と、ＣＰＵ５６と、さらにローディング効果データベース１００とを備え、これらはバス５７に相互に接続されている。
【００６４】
ローディング効果データベース１００は、例えば、図１２に示すように、各ゾーンにおける、ダミーウエハと製品ウエハとのローディング効果による膜厚差（膜厚減少量）が記憶されている。例えば、Bare Siでのゾーン１における目標膜厚が８０Åの場合、ダミーウエハにおける目標膜厚は、８５．０８Åとなる。以下、ローディング効果データベース１００の作成手法について説明する。
【００６５】
ローディング効果を見積るには、ダミーウエハの膜厚データと製品ウエハの膜厚データとが必要になる。しかし、製品ウエハはコストが高く、また、同じ製品ウエハを使いまわすとウエハのパターンが崩れてくるため、多くの実験データを得ることが難しい。そこで、本例では、シュミレータで求めたデータから、ダミーウエハと製品ウエハとの膜厚差を算出し、様々なプロセス条件でのローディング効果を見積る場合を例に説明する。
【００６６】
酸化膜厚の時間依存性は、以下の式（１）で近似することができる。
ｘ２−ｄ０２＝Ｂｔ  ・・・式（１）
ここで、ｘは膜厚、ｔは時間、Ｂは２次酸化係数、ｄ０は時間をゼロとした場合の初期酸化膜である。
【００６７】
また、２次酸化係数Ｂは、以下の式（２）で表すことができる。
Ｂ＝２ＤＣ０／Ｃ１  ・・・式（２）
ここで、Ｄは拡散係数、Ｃ０は表面の酸化物質濃度、Ｃ１は酸化膜中の酸化物質濃度である。
【００６８】
これらの値のうち、初期酸化膜ｄ０は実験値から求めることができる。また、酸化膜中の酸化物質濃度Ｃ１は酸化物質に対して一定と考えられ、拡散係数Ｄは温度に依存し直線で近似できる。このため、２次酸化係数Ｂが濃度Ｃ０に比例し、式（３）で表すことができる。
Ｂ＝αＣ０  ・・・式（３）
【００６９】
比例係数αは温度帯ごとに実験値から求められる。例えば、αは、図１３（ａ）に示す温度とαとの関係から、直線近似により所定の温度における値を求めることができる。酸素ラジカル濃度Ｃ０は、シュミレータを用いて計算することができる。例えば、図１３（ｂ）のようなレシピの場合、各ゾーンにおける酸素ラジカル濃度Ｃ０は、図１３（ｃ）に示すような値になる。なお、ウエハ表面の膜種、表面積の違いから酸化物質の濃度に差が現れるので、本例では、図１２及び図１３に示すように、Bare Siと、パターン 表面積５倍の２つについてローディング効果による膜厚減少量を算出した。
【００７０】
比例係数αと、表面の酸化物質濃度Ｃ０とにより２次酸化係数Ｂが求まるので、式（１）、式（３）を用いて、膜厚ｘは、式（４）で表される。
ｘ＝（α×Ｃｏ×ｔ＋ｄｏ２）０．５  ・・・式（４）
【００７１】
例えば、図１３（ｂ）のレシピに示す８５０℃におけるαの値は図１３（ａ）の関係から直線近似すれば１２０となる。実験値より初期酸化膜厚が２７Å、プロセス時間が１５分（９００秒）の場合、式（４）から、SiO２ Dummy、Bare Si、パターン 表面積５倍の膜厚量ｘは、図１３（ｄ）に示すようになる。このため、ローディング効果による膜厚減少量は、図１２に示す値となる。
なお、この計算をボートポジションの数点に対して行えば、面間方向に対しての膜厚分布が求められる。
【００７２】
次に、ダミーウエハを用いて、成膜条件を確認した後、確認した条件で製品ウエハ（半導体ウエハＷ）に成膜処理を施す場合を例に、本発明の処理方法について、図１４、１５を参照して説明する。
【００７３】
まず、オペレータが操作パネル５８に処理の内容（酸化膜の形成）、製品ウエハの目標膜厚を入力する。ＣＰＵ５６は、入力があるか否かを判別し（ステップＳ２１）、入力があると（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、ダミーウエハでの目標膜厚を算出するとともに（ステップＳ２２）、対応する酸化膜形成用のレシピをレシピ記憶部５２から読み出す（ステップＳ２３）。
【００７４】
次に、ＣＰＵ５６は、ヒータ部１０により反応管２内を、レシピに定められたロード温度に設定し、ゾーン１〜５ごとに少なくとも１枚のダミーウエハをウエハボート９に載置し、ボートエレベータ７により蓋体６を上昇させる。そして、ＣＰＵ５６は、マニホールド３の下端のフランジと蓋体６とを気密状態とし、ダミーウエハを反応管２内にロードする（ステップＳ２４）。
【００７５】
ＣＰＵ５６は、ダミーウエハのロードが完了すると、反応管２内を読み出したレシピに従った成膜条件に設定し、レシピに従って、流量調整部２１〜２５を制御して、ガス供給管１６〜２０から反応管２内に所定量の処理ガスを供給し、成膜処理を実行する（ステップＳ２５）。続いて、ＣＰＵ５６は、成膜処理が終了したか否かを判別し（ステップＳ２６）、成膜処理が終了すると（ステップＳ２６；Ｙｅｓ）、処理ガスの供給を停止する。そして、ＣＰＵ５６は、反応管２内を冷却し、レシピに定められたアンロード温度に設定し、ダミーウエハをアンロードする（ステップＳ２７）。
【００７６】
次に、ＣＰＵ５６は、モニタウエハを取り出し、例えば、図示しない測定装置に搬送する（ステップＳ２８）。各モニタウエハの膜厚が測定装置により測定されると、測定装置から測定したモニタウエハの膜厚に関する測定結果情報が縦型熱処理装置１（ＣＰＵ５６）に送信される。ＣＰＵ５６は、測定結果情報を受信したか否かを判別し（ステップＳ２９）、膜厚に問題があるか否かを判別する（ステップＳ３０）。膜厚に問題があるか否かは、例えば、測定結果がダミーウエハでの目標膜厚から所定の範囲内にあるか否かにより行う。
【００７７】
問題があれば（ステップＳ３０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５６は、測定されたモニタウエハの膜厚と、モデル記憶部５１に記憶されている膜厚流量関係モデルとに基づいて、次の成膜処理における各ガス供給管１６〜２０から供給する処理ガスの流量を算出する（ステップＳ３１）。そして、ＣＰＵ５６は、算出した処理ガスの流量を次の成膜処理時の処理ガスの流量としてＲＡＭ５４に格納し、レシピの更新し（ステップＳ３２）、ステップＳ２４にリターンする。すなわち、更新したレシピで再びダミーウエハを成膜処理を実行する。
【００７８】
問題なければ（ステップＳ３０；Ｎｏ）、ＣＰＵ５６は、製品ウエハ（半導体ウエハＷ）をウエハボート９に載置して製品ウエハを反応管２内にロードし（ステップＳ３３）、レシピに従って、製品ウエハで成膜処理を実行する（ステップＳ３４）。続いて、ＣＰＵ５６は、成膜処理が終了したか否かを判別し（ステップＳ３５）、成膜処理が終了すると（ステップＳ３５；Ｙｅｓ）、レシピに従って、製品ウエハをアンロードする（ステップＳ３６）。
【００７９】
次に、ＣＰＵ５６は、モニタウエハを取り出し、図示しない測定装置に搬送する（ステップＳ３７）。そして、ＣＰＵ５６は、測定結果情報を受信したか否かを判別し（ステップＳ３８）、膜厚に問題があるか否かを判別する（ステップＳ３９）。
【００８０】
問題があれば（ステップＳ３９；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５６は、ステップＳ２２にリターンする。すなわち、ダミーウエハでの目標膜厚を算出しなおし、今一度、好ましいレシピを選定（ガス流量を計算）する。
【００８１】
問題がなければ（ステップＳ３９；Ｎｏ）、このレシピに従って、第１の実施の形態と同様に、製品ウエハによる成膜処理を実施し、半導体ウエハＷにＳｉＯ２膜を成膜する（ステップＳ４０）。
【００８２】
次に、ダミーウエハにおいて、ガス流量の調整を行った結果を図１６、１７に示す。図１６は、目標膜厚がボートポジションに拘わらず一定の場合であり、図１７は、ボートポジションの位置により目標膜厚が変化する場合である。図１６に示すように、目標膜厚がボートポジションに拘わらず一定の場合、２度の調整により、目標膜厚に一致させることができた。また、面内均一性も当初±４．３９％であったものが、２度の調整により、±０．２６％まで改善できた。また、図１７に示すように、ボートポジションの位置により目標膜厚が変化する場合も同様に、目標膜厚に一致させることができた。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、ガス流量を容易に調整することができる。
【００８４】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。
【００８５】
上記実施の形態では、反応管２内の温度、圧力、ガスの総流量、水素分圧比の変更にも対応可能な膜厚流量関係モデルを例に本発明を説明したが、膜厚流量関係モデルは、他のプロセス条件の変更にも対応可能なものであってもよい。また、反応管２内の温度の変更にのみ対応可能なものであってもよいが、少なくとも２以上の変更に対応可能なものであることが好ましい。
【００８６】
上記実施の形態では、半導体ウエハＷとダミーウエハとの違いに起因する膜厚差に関する情報としてローディング効果の場合を例に本発明を説明したが、両者の違いに起因して膜厚差が大きくなるものであれば、これ以外のものであってもよい。
【００８７】
上記実施の形態では、酸化膜形成用の熱処理装置を例に本発明を説明したが、処理の種類は任意であり、他種類の膜を形成するＣＶＤ装置、窒化装置、エッチング装置などの様々なバッチ式の熱処理装置に適用可能である。この場合、制御部５０のモデル記憶部５１に、処理の種類に応じた流量処理結果関係モデルが記憶される。
【００８８】
上記実施の形態では、４本のＨ２ガス供給管１７〜２０が設けられている場合を例に本発明を説明したが、Ｈ２ガス供給管の数が複数なくてもよい。この場合にも、容易に最適なガス流量に調整することができる。ただし、Ｈ２ガス供給管を複数設けることにより反応管２内にＨ２ガスを均一に供給しやすいことから、Ｈ２ガス供給管を複数設けることが好ましい。
【００８９】
また、上記実施の形態では、１本のＯ２ガス供給管１６が設けられている場合を例に本発明を説明したが、例えば、さらにマニホールド３の側方からウエハボート９の下部近傍まで延びるように形成されたＯ２ガス供給管を設けるように、Ｏ２ガス供給管を複数設けてもよい。
【００９０】
上記実施の形態では、各半導体ウエハＷの温度条件を変化させず、処理ガスの流量を調整する場合を例に本発明を説明したが、さらに、各種の調整方法と組み合わせてもよい。例えば、複数のヒータ１１〜１５を独立に駆動して各ゾーン内の半導体ウエハＷの温度を所定温度に一致するように制御し、成膜処理の結果に応じて、所定の半導体ウエハＷの温度を調整してもよい。また、モデル記憶部５１に、膜厚流量関係モデルと同様の膜厚温度関係モデルを記憶し、この膜厚温度関係モデルを用いて膜厚を微調整してもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態では、単管構造のバッチ式熱処理装置の場合を例に本発明を説明したが、例えば、反応管２が内管と外管とから構成された二重管構造のバッチ式縦型熱処理装置に本発明を適用することも可能である。
【００９２】
また、上記実施の形態においては、成膜処理により形成された膜の膜厚を調整する例について説明したが、例えば、不純物拡散処理での拡散濃度或いは拡散深さ、エッチングレート、反射率、埋め込み特性、ステップカーバレッジなどの様々な処理の結果を適正化するために有効である。
【００９３】
また、ヒータの段数（ゾーンの数）や、各ゾーンから抽出するモニタウエハの数などは任意に設定可能である。
【００９４】
また、本発明は、半導体ウエハの処理に限定されず、例えば、ＦＰＤ基板もしきはガラス基板等や、ＰＤＰ基板の処理などにも適用可能である。
【００９５】
本発明の実施の形態にかかる制御部５０は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する制御部５０を構成することができる。
【００９６】
そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板（ＢＢＳ）に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱処理装置の構造を示す図である。
【図２】図１の制御部の構成例を示すブロック図である。
【図３】反応管内のゾーンを示す図である。
【図４】プロセス条件１でのゾーンごとの膜厚量を示す図である。
【図５】プロセス条件２、３でのゾーンごとの膜厚量を示す図である。
【図６】プロセス条件４、５でのゾーンごとの膜厚量を示す図である。
【図７】温度変化による変動率の算出方法を説明する図である。
【図８】水素分圧比変化、圧力変化、ガス総流量変化による変動率を示す図である。
【図９】膜厚流量関係モデルを説明する図である。
【図１０】第１の実施の形態の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第１の実施の形態の制御部の構成例を示すブロック図である。
【図１２】ローディング効果による膜厚減少量を示す図である。
【図１３】ローディング効果による膜厚減少量の算出方法を説明する図である。
【図１４】第２の実施の形態の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１５】第２の実施の形態の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【図１６】ダミーウエハにおいてガス流量の調整を行った結果を示す図である。
【図１７】ダミーウエハにおいてガス流量の調整を行った結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１          縦型熱処理装置
２          反応管
３          マニホールド
６          蓋体
９          ウエハボート
１６        Ｏ２ガス供給管
１７〜２０  Ｈ２ガス供給管
２１〜２５  流量調整部
５０        制御部
５１        モデル記憶部
５２        レシピ記憶部
５３        ＲＯＭ
５４        ＲＡＭ
５６        ＣＰＵ
Ｗ      半導体ウエハ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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