(57)【要約】【課題】スタンドアローン測定に起因する測定遅れを無くし、測定遅れにより発生する製品不良を無くす。【解決手段】縦型半導体製造装置１０は、反応炉１１と、基板支持具としてのボート２４と、基板保持容器としてのカセットケース２６と、ボート２４とカセットケース２６との間で基板を搬送する基板搬送機としての基板移載機２８とを備えている。基板の表面を検査する抵抗測定器やパーティクル測定器等の基板表面検査器３１を、縦型半導体製造装置１０内部に組み込む。この基板表面検査器３１を、基板移載機２８を用いて基板を搬送することが可能な範囲に配置する。【選択図】　図１
2004071796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理をするための反応炉と、前記反応炉内に複数の基板を積層配置して取出し可能に収容される基板支持具と、処理前の基板もしくは処理済みの基板を積層保持可能な基板保持容器と、前記基板支持具と前記基板保持容器との間で基板を搬送する基板搬送機とを備えた縦型半導体製造装置において、
さらに前記基板の表面を検査する基板表面検査器を、前記基板搬送機を用いて前記基板を前記基板表面検査器に搬送することが可能な範囲に配置したことを特徴とする縦型半導体製造装置。
【請求項２】
前記基板表面検査器が基板表面のパーティクル数を測定する測定器であり、パーティクル数の測定値が設定値を超えると前記反応炉内にクリーニングガスを流すよう制御する制御器を更に備えた請求項１に記載の縦型半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦型半導体製造装置に係り、特に、基板の表面検査結果を次の処理サイクルに反映させる機能を備えるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体製造装置を用いた成膜処理工程のラインの概要を図６に示す。通常、成膜処理工程のラインでは複数台の成膜装置１に対して、共通のスタンドアローン型の抵抗測定器（以下、スタンドアローン測定器という）２を１台設置している。スタンドアローン測定器２は、抵抗測定器、膜厚測定器やパーティクル測定器等の各種の測定器から構成されて、被測定基板の特性を計測する。成膜装置１内で処理された被測定基板は、一旦装置外部に運び出され、その特性を計測するため装置外部に設置された各種スタンドアローン型測定器で測定が行なわれる。
【０００３】
また、スタンドアローン測定器２では、複数台の成膜装置１から払い出された被測定基板の測定を共用して行なうため、成膜処理の終了から測定を実施するまでに時間的な遅れＡが発生する。成膜装置１では、この間にもプロセスパターンに基づいて次の成膜処理を継続するため（測定中、稼働を停止させることも可能であるが、稼働率をいたずらに低下させるため、通常停止しない）、スタンドアローン測定器２で測定した成膜処理後の測定結果は数サイクル前の成膜処理による測定結果となる。
【０００４】
このため、抵抗の測定結果に異常（例えば製品許容範囲から外れる等）が発生した場合、異常を修正するためのプロセスパラメータへのフィードバックに遅れが発生して、その被測定基板以降に処理された数サイクル分の基板においても製品不良となる可能性がある。
【０００５】
一方、成膜処理工程のラインの上位となる半導体の生産ラインでは、通常ホストコンピュータを使用してこれらの成膜装置とスタンドアローン測定器を群管理している。図７は、生産ラインにおける群管理測定の概要を示したものである。スタンドアローン測定器２の測定データはホストコンピュータ３へ送信され、ホストコンピュータ３側で測定データの管理を行なっている。ここで、全ての生産ラインにおいてスタンドアローン測定器２とホストコンピュータ３とのデータ送受信方式やタイミング等は同一ではないが、一般にスタンドアローン測定器２からホストコンピュータ３への測定データ通知で時間的な遅れＢが発生する。更にホストコンピュータ３で受信した測定データから異常を検出して当該成膜装置１にフィードバックするまでにも時間的な遅れＣが発生する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようにスタンドアローン測定器を設置する従来の半導体製造装置を用いた生産ラインでは、処理済み基板の表面測定に際して、処理終了から測定開始までの遅れＡ、測定終了から測定データ送信までの遅れＢ、受信した測定データの判定から成膜装置に対する処理の遅れＣが重なり、検査及び結果のフィードバックを即応的に行なうことができない。したがって、最終的に測定データに異常がある場合には、成膜処理を行なった当該半導体製造装置に対して処理中止等の指示を行なうまでに数サイクル分の不良製品を発生させてしまう可能性があった。特に、縦型半導体製造装置にあっては、多数の基板を一括して処理するため、数サイクル分の不良製品が発生すると、その損失が大きかった。
【０００７】
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、測定遅れを無くし測定遅れに起因して発生する製品不良を無くすことが可能な縦型半導体製造装置を提供することにある。また、併せて既存設備の効率的な運用を図ることが可能な縦型半導体製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、基板を処理をするための反応炉と、前記反応炉内に複数の基板を積層配置して取出し可能に収容される基板支持具と、処理前の基板もしくは処理済みの基板を積層保持可能な基板保持容器と、前記基板支持具と前記基板保持容器との間で基板を搬送する基板搬送機とを備えた縦型半導体製造装置において、さらに前記基板の表面を検査する基板表面検査器を、前記基板搬送機を用いて前記基板を基板表面検査器に搬送することが可能な範囲に配置したことを特徴とする。
【０００９】
縦型半導体製造装置が基板表面検査器を配置しているので、基板表面検査器を半導体製造装置に配置していないものと比べて、検査及び結果のフィードバックを即応的に行なうことができ、測定遅れを解消することができる。特に複数の基板をバッチ処理する縦型半導体製造装置にあっては、次の処理サイクルに即応的に反映させることができるので、多量の製品不良等が発生するのを未然に防止できる。また、基板搬送機を用いて基板を搬送することが可能な範囲に基板表面検査器を配置し、当該基板搬送機を用いて基板表面検査器に基板を搬送するようにしたので、基板表面検査器を縦型半導体製造装置内に備えても、新たな基板搬送機の増設を必要とせず、既存設備の効率的な運用が図れる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記基板表面検査器が基板表面のパーティクル数を測定する測定器であり、パーティクル数の測定値が設定値を超えると前記反応炉内にクリーニングガスを流すよう制御する制御器を更に備えたものである。
【００１１】
反応炉内のパーティクル数ではなく、基板表面のパーティクル数を測定するので、実効性のある反応炉のクリーニング管理を行なうことができる。また、制御器によりクリーニングガスを流すよう制御するので、パーティクルに起因する製品不良の発生を未然に防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
図１は拡散／ＣＶＤ成膜装置などからなる縦型半導体製造装置１０の構成図であり、ボート２４が反応炉１１から取り出された状態を示している。縦型半導体製造装置１０は、鉛直方向に沿って配置された反応炉１１を有する。この反応炉１１は二重反応管１２とその外周を覆うヒータ１３とから構成される。ヒータは、少なくとも１つ以上のゾーンを持つ抵抗加熱式、又はランプであってもよい。反応炉１１の下方一側にはガス導入管１４が連結されており、ガス導入量の調整はマスフローコントローラ（以下、ＭＦＣと略す）１５により制御される。そして、反応炉１１の下方他側には図示しない真空ポンプに連結された排気管１６が接続されており、排気弁１７を調整して排気管コンダクタンスを制御することにより所定の炉内圧力を保持して排気が行われるように構成されている。ヒータ１３、ＭＦＣ１５、及び排気弁１７は制御器２０によって制御される。
【００１４】
反応炉１１の下方には基板を搬送する移載室２１が設けられる。移載室２１内の反応炉１１の直下には、ボート２４の挿入時に反応炉１１の炉口を気密に塞ぐための蓋体２２が設けられ、蓋体２２の上には保温筒２３を介して基板支持具であるボート２４が載置されており、このボート２４は多数枚の基板を間隔をおいて積載できるように構成されている。ボート２４は昇降するボートエレベータ２５上に設けられ、ボートエレベータ２５の昇降により反応炉１１内に対して挿入し、取出しできるように構成され、ボート２４が反応炉１１内に挿入されたとき、蓋体２２によって反応炉１１が密閉されるようになっている。
【００１５】
反応炉１１から取り出された移載室２１内のボート対向位置に、ボート２４に移載される基板が収納される基板保持容器としてのカセットケース２６を保管するカセットケース棚２７が設けられる。カセットケース２６とボート２４との間に基板搬送機としての基板移載機２８が設けられる。基板移載機２８は複数枚、又は１枚単位の基板を同時に移載でき、移載機エレベータ２９によりボート２４に沿って昇降可能に設置される。また基板移載機２８は移載機エレベータ２９に旋回可能に取り付けられている。基板移載機２８はカセットケース２６から処理前の基板を複数枚単位、又は１枚単位で順次ボート２４に積載してボート２４を満たす。また、基板移載機２８は、反応炉１１で処理した後のボート２４に積載した処理済みの基板をカセットケース棚２７のカセットケース２６に順次戻すように構成される。なお、ボート２４に積載される基板の種類には、製品基板、モニタ基板、ダミー基板がある。このうち、モニタ基板は、成膜特性を計測するための基板であって、例えば、ボート２４の上下に一枚ずつ、真ん中に一枚、計３枚の基板が積載される。
【００１６】
上記したような構成において、特に、本実施の形態では、基板の表面を検査する基板表面検査器３１を縦型半導体製造装置１０内部の移載室２１内に組み込んである。基板表面検査器３１は、基板移載機２８を用いて基板を基板表面検査器３１に搬送可能な範囲に配置されている。前記基板移載機２８が搬送可能な範囲とは、移載機エレベータ２９により昇降移動する基板移載機２８の上下範囲内であり、かつ、基板移載機２８の旋回にともなって旋回するツィーザ３０の旋回範囲内である。基板表面検査器３１としては、例えば基板表面薄膜の抵抗率／抵抗値を測定するための公知の４探針法抵抗率／シート抵抗測定器、基板上に成膜された膜厚を測定する例えばビームプロファイル反射率型膜厚測定器、基板上に付着するパーティクルを計数するパーティクル測定器等がある。パーティクル測定器としては、例えばテンコール社（Ｔｅｎｃｏｌｅ　Ｉｎｓｔｕｒｍｅｎｔｓ）製のサーフスキャン装置などが用いられる。ここでは基板表面検査器３１を抵抗測定器として、これを第１の実施の形態として説明する。
【００１７】
このように基板表面検査器３１は各縦型半導体製造装置１０内に１台づつ設置され、基板表面検査器３１への基板の搬送は、ボート２４とカセットケース２６間の基板搬送で使用される既設の基板移載機２８が、そのまま用いられるようになっている。
【００１８】
次に上述したような構成の縦型半導体製造装置の作用について述べる。先ずボートエレベータ２５を反応炉１１の下方側に位置させておいて、ボート２４に未処理の基板を例えば１００枚載置した後、ボート２４を上昇させ、反応炉１１内に挿入して、処理前の基板を反応炉１１内にロードする。次いでヒータ１３に給電して、その熱を反応炉１１内に与え、基板の表面温度をプロセス温度になるように制御器２０でコントロールする。
【００１９】
反応炉１１内を排気管１６を介して真空引きした後、ガス導入管１４からガスを供給しつつ排気管１６から排気して反応炉１１内を所定圧になるよう制御器２０で制御して、基板上に成膜処理する。処理後、ボート２４を下降して反応炉１１から取り出し、成膜完了した基板をボート２４からアンロードする。
【００２０】
次に、基板上に成膜された薄膜の抵抗値を測定する。基板表面検査器３１により基板測定を行なう手順は、アンロードした基板の中から被測定基板、例えば前述したモニタ基板をカセットケース２６へ戻す前に基板移載機２８により基板表面検査器３１へ移動させる。基板表面検査器３１では移動してきた基板表面の薄膜の抵抗値の測定を行ない、測定が完了した基板は基板移載機２８により表面検査装置３１からカセットケース２６へ戻される。
【００２１】
図２は縦型半導体製造装置１０内に組み込まれた基板表面検査器３１を使用して基板測定するときの概要を示したものである。縦型半導体製造装置本体３２で処理した後、直ちに縦型半導体製造装置１０に組み込まれた基板表面検査器３１に払い出して測定する。ここで装置本体３２とは、縦型半導体製造装置を示す図１において、制御器２０及び基板表面検査器３１を除いたものである。薄膜抵抗などの測定結果を成膜装置のＡＰＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）コントローラ３３に通知する。成膜装置のＡＰＣコントローラ３３は測定結果を次の処理サイクルのプロセスパラメータに反映すべくプロセスコントローラ３４に送り、装置本体３２に指示する。ここでの反映には処理プロセスの補正に止まらず、装置本体３２の停止等がある。なお、ＡＰＣコントローラ３３は、各種の異常を検出する機能と、シーケンス実行毎にプロセスパラメータを調整しながらプロセス結果を目標値に近づける機能とをもち、測定データの良否判定等の管理を行なう。プロセスコントローラ３４は、プロセスの種別毎にプロセスパラメータを設定してそのプロセスを装置本体３２に実施させる。これらのＡＰＣコントローラ３３とプロセスコントローラ３４は、前述した制御器２０に含まれる。
【００２２】
次に、図３を用いてＡＰＣコントローラ３３とプロセスコントローラ３４の機能を説明する。前述の手順で基板表面検査器３１で測定された抵抗測定データは、ＡＰＣコントローラ３３へ送信される。図３（ａ）に示すように、ＡＰＣコントローラ３３では測定データの良否（測定データが許容範囲内か否か）の判定を行なう（ステップ３０１）。ここで測定データが許容範囲内であった場合には、続行指示をプロセスコントローラ３４に送信する（ステップ３０４）。
【００２３】
測定データが許容範囲外であった場合には、さらにそれがプロセスパラメータにより補正可能であるか否かの判定を行なう（ステップ３０２）。測定データの異常がプロセスパラメータにより補正可能であると判断した場合には、薄膜抵抗を目標値（許容値範囲内）に戻すためのプロセスパラメータ（温度・時間・圧力・ガス流量等）の補正値を計算する（ステップ３０３）。計算した補正値はプロセスコントローラ３４に送信する（ステップ３０５）。一方、ステップ３０２で測定データの異常が補正不可能であると判断された場合には、次の成膜処理を中止する指示をプロセスコントローラ３４に送信する（ステップ３０６）。
【００２４】
図３（ｂ）に示すように、プロセスコントローラ３４は、ＡＰＣコントローラ３４から送信されてくる送信信号の種類を判定する（ステップ３１１）。送信信号が続行指示であると判断した場合には、成膜処理サイクルの開始を装置本体３２に指示する（ステップ３１５）。送信信号が補正値であると判断した場合には、次の成膜処理サイクル開始前にプロセスパラメータに算出した補正値を追加して、次の成膜処理条件を変更する（ステップ３１２、３１３）。成膜処理条件を変更したことを確認して成膜処理サイクルの開始を装置本体３２に指示する（ステップ３１４、３１５）。これにより次の成膜処理は補正されたプロセスパラメータで実行される。
【００２５】
また、ステップ３１１で送信信号が成膜処理中止指示であると判断した場合には、次の成膜処理中止の指示を受けたプロセスコントローラ３４は次の成膜処理サイクルの開始を止める指示を装置本体３２に与える（ステップ３１６）。これにより次の成膜処理は中止される。
【００２６】
上述したように第１の実施の形態によれば、装置本体３２内に抵抗測定器などの基板表面検査器３１を設置し、基板の成膜処理後、抵抗測定をリアルタイムで実施することにより、従来のスタンドアローン測定器にあった成膜処理終了から測定開始までの遅れを著しく低減することができるようになった。また、測定データをホストコンピュータではなくＡＰＣコントローラ３３に送信するので、測定終了から測定データ送信までの遅れを著しく低減できるようになった。更に、送信された測定データの良否判定をＡＰＣコントローラ３３で行ない、プロセスコントローラ３４に指示を与えて、測定結果に対する処置が次の処理サイクルに反映されるため、受信した測定データの判定から装置本体に対する処理の遅れも著しく低減できるようになった。それに伴い、検査及び結果のフィードバックを即応的に行なうことができ、測定の遅れに起因して発生する製品不良を無くすことができるようになった。したがって、最終的に測定データに異常がある場合であっても、成膜処理を行なった当該半導体製造装置に対して処理中止等の指示を行なうまでに１サイクル分の不良製品を発生させるに止まる。
【００２７】
この点で、多数の基板を一括して処理する縦型半導体製造装置では、１〜３枚を処理する枚葉式に比べて、一度に多数の基板（２５枚〜１５０枚）を処理するため、処理中止等の指示が遅れて、処理中止等を行なうまで数サイクル分の基板を処理してしまうと、製品不良となる基板枚数がとても多くなるが、そのような遅れが無くなり、不良枚数を救済できるので、歩留まりが飛躍的に向上する。また、処理済み基板をリアルタイムで測定可能となるので、半導体デバイス製造工程ラインのサイクルタイムが短縮、生産性が向上する。
【００２８】
また、既存の基板移載機を用いて基板を搬送することが可能な範囲に基板表面検査器を備え、基板移載機を用いて基板表面検査器に基板を搬送するようにしたので、基板表面検査器を縦型半導体製造装置内に備えても、新たな基板移載機の増設を必要とせず、既存設備の効率的な運用を図ることができる。
【００２９】
また、測定、診断、処理をＡＰＣコントローラを用いて全自動で実行するので、オペレータの作業、技術者の判断に依存せず、その間、オペレータが他の業務も対応できるので、全体の稼働率が向上できる。また、測定、判断、処理を全自動実行するので、オペレータ、技術者の処理軽減に加え、装置側での独立した管理・制御が可能であるので、ホストコンピュータでの処理も軽減できる。
【００３０】
ところで、上述した実施の形態で説明したように、基板表面検査装置が抵抗測定器である場合には、その測定結果をプロセスパラメータの補正として次の処理サイクルに反映させている。しかし、基板表面検査装置がパーティクル測定器である場合には、その測定結果は保守シーケンスの導入として次の処理サイクルに反映させる必要があり、この点で、パーティクル測定と抵抗測定とでは反映の仕方が大きく異なる。そこで、次に、基板表面検査装置がパーティクル測定器であり、基板上に付着するパーティクルの管理を行なうことが可能な縦型半導体製造装置の第２の実施の形態について説明する。
【００３１】
パーティクル測定器は、基板上のパーティクルをプロセス前後にリアルタイム測定可能とするため、抵抗測定の場合と同様に、縦型半導体製造装置内部に備えられ、搬送機構部等の追加なく効率的な運用をするため、基板移載機により基板を搬送可能な範囲に配設される。
【００３２】
図４は、パーティクル測定器の測定結果を次処理サイクルに反映した処理シーケンス例である。この処理シーケンスの制御も前述したＡＰＣコントローラ３３及びプロセスコントローラ３４が行なう。また、パーティクル数の測定は、必要に応じて成膜処理前（Ｐｒｅ測定）、成膜処理後（Ｐｏｓｔ測定）、又はプロセス前後（（Ｐｒｅ・Ｐｏｓｔ測定）で実施可能とし、パーティクル数の測定結果はアラーム処理（ステップ４０３、４０７）、プロセス継続（ステップ４１２）、保守シーケンス（ステップ４０８〜４１１）等の選定開始の判断基準とする。
【００３３】
成膜処理前にパーティクル数をＰｒｅ測定する（ステップ４０１）。測定されたパーティクル数は、予め設定された上限値と比較され（ステップ４０２）、そのリミット（許容範囲）を超過した場合は、Ｐｒｅ測定であるためアラーム処理のみを実行する（ステップ４０３）。アラーム処理とは、異常発生時にその結果をオペレータ／ホストコンピュータ３５等に通知することである。パーティクル数がリミット内であれば、成膜処理を行なう（ステップ４０４）。
【００３４】
処理後、パーティクル数をＰｏｓｔ測定し（ステップ４０５）、測定値と予め設定された上限値とを比較し（ステップ４０６）、パーティクル数がリミット内であればプロセス（成膜）を継続するか判断し（ステップ４１２）、リミット内であっても継続しないと判定された場合はさらにメンテナンスの要否を判断し（ステップ４１３）、メンテナンス要と判断された場合は、後述するメンテナンス処理▲５▼を実行する（ステップ４１４）。ステップ４１２でプロセスを継続すると判定された場合、ステップ４１３でメンテナンス否と判断された場合、及びステップ４１４でメンテナンスを実行した後は、それぞれ再び成膜ステップ４０４に戻り、前述したシーケンスを繰り返す。なお、パーティクル数がリミット内であってもプロセスを継続しないと判定された場合に、さらにメンテナンスを実行するときとしては、予め設定された処理（バッチ）数に達した場合がある。
【００３５】
ステップ４０６でリミットを超過した異常発生時は、縦型半導体製造装置１０内のＡＰＣコントローラ３３により、アラーム処理（ステップ４０７）をしたうえで、超過の度合いに応じて複数段階の保守シーケンス（ステップ４０８〜４１１）を自動的に選択し、選択したシーケンスを実行する。シーケンスの実行指示は、縦型半導体製造装置１０内のＡＰＣコントローラ３３が判断して行なうが、必要に応じて、ＡＰＣコントローラ３３からオペレータ／ホストコンピュータ３５等に判断権を委譲させるようにしてもよい。上記超過の度合いによる判断基準は、プロセスアプリケーション、及び半導体デバイス製造メーカにより異なるが事前に決定し運用可能である。
【００３６】
ステップ４０７のアラーム処理後に行なわれる保守シーケンスは、超過の度合いに応じて、例えば図示するように４段階（ステップ４０８〜４１１）に設定することができる。
【００３７】
ステップ４０８では、後述する処理▲１▼〜▲５▼の中から、処理▲１▼〜▲３▼を選択実行する（このステップ４０８での処理▲１▼〜▲３▼の選択実行を１回目とする）。ステップ４０９はステップ４０８と同じ処理内容を実行するステップであって、このステップ４０９では２回目の処理▲１▼〜▲３▼の選択実行を行なう。ステップ４１０では、後述する処理▲４▼を実行する。ステップ４１１では、後述する処理▲５▼を実行する。なお、ステップ４１１で実行する処理▲５▼と、ステップ４１４で実行する処理▲５▼とは、実行に至る過程が異なるだけで、処理内容は同一である。
【００３８】
以下に上記処理▲１▼〜▲５▼の内容を説明するが、処理▲１▼〜▲５▼うち、▲１▼〜▲４▼の処理では、プロセスアプリケーションに応じて、後述する２種類のパターンＡ、パターンＢのいずれかを選択できるようになっている。また処理▲５▼では、後述する３種類のメンテナンスを行なうようになっている。
【００３９】
▲１▼不活性ガスによるパージ
パターンＡ：反応炉１１内温度をプロセス温度に保ち、炉内に窒素等の不活性ガスを導入して、炉内圧力を大気圧とする。
パターンＢ：反応炉１１内温度をプロセス温度に保ち、炉内に窒素等の不活性ガスを導入しつつ排気して、炉内圧力を大気圧よりも僅かに減圧（微減圧）する。ここで、反応炉１１内温度をプロセス温度に保持するとは、ランプアップ／ダウンの無い条件のときであり、ランプアップ／ダウンの有る条件のときは、ランプダウン後の温度（通常、プロセス温度よりも１００℃〜２００℃程度低い）に保持することである。以下のプロセス温度について同様である。
【００４０】
▲２▼真空引き
パターンＡ：反応炉１１内温度はプロセス温度に保ち、炉内を真空排気して炉内圧力を真空（到達）状態とする。
パターンＢ：反応炉１１内温度はプロセス温度に保ち、炉内に窒素等の不活性ガスを導入しつつ排気して、炉内圧力を真空（減圧）にする。
【００４１】
▲３▼サイクルパージ
上記▲１▼のパージと上記▲２▼の真空引きとを交互に繰り返す。繰り返す回数は１回〜任意回数までとする。
【００４２】
▲４▼セルフクリーニング（ＮＦ３ガス、又はＣｌＦ３ガス使用）
パターンＡ：反応炉１１内温度を２００〜３００℃程度とし、炉内にＣｌＦ３ガスとＮ２ガスを供給しつつ排気して、炉内圧力は真空（減圧）にする。
パターンＢ：反応炉１１内温度を６００℃程度に保ち、炉内にＮＦ３ガスとＮ２ガスを供給しつつ排気して、炉内圧力は真空（減圧）にする。
【００４３】
▲５▼メンテナンス（炉内構成部品の洗浄、交換）
メンテナンスは、後述するように（ｉ）ダミー基板のみ、（ｉｉ）一部構成部品、（ｉｉｉ）全部の構成部品を対象として行なわれる。メンテナンスは、これらを同時期に行なう場合もあるが、ダミー基板、反応炉内構成部品により堆積する膜厚とパーティクルの発生割合が異なるので、部分的にメンテナンス（洗浄・交換）を行なう。
（ｉ）ダミー基板を洗浄又は交換する場合、反応炉１１内温度はプロセス温度に保ち、炉内を排気することなく、炉内に窒素等の不活性ガスを導入して、炉内圧力を大気圧とし、炉口を大気に開放する。開放後、基板移載機２８により、ボートに配置されたダミー基板をカセットに回収、洗浄されたダミー基板又は新しい基板をボートに配置する。
（ｉｉ）炉内の一部の構成品を洗浄又は交換する場合、反応炉１１内温度はプロセス温度に保ち、炉内を排気することなく炉内に窒素等の不活性ガスを導入して、炉内圧力を大気圧とし、炉口を大気に開放する。開放後、治具、工具等を用いオペレータにより洗浄又は交換する。
（ｉｉｉ）炉内の全部の構成部品を洗浄又は交換する場合、反応炉１１内温度は室温に保ち、炉内を排気することなく炉内に窒素等の不活性ガスを導入して、炉内圧力を大気圧とし、炉口を大気に開放する。開放後、治具、工具等を用いオペレータにより洗浄又は交換する。
【００４４】
上記処理▲１▼〜▲５▼のいずれかを含むステップ４０８〜４１１のどの処理を選択するかは、ステップ４０６において、測定されたパーティクル数が各基準のどの範囲にあるかの判定で決定する。例えば、パーティクル数のリミット（上限値）が０．１μｍ以上の粒径について３０個／基板である場合において、次のような管理基準を設定したとする。
（ａ）上限値＝３０個
（ｂ）上限値超過数＞３回
（ｃ）最新データ３回分の移動平均値＞上限値
（ｄ）増加率（傾き）＞設定値
（ｅ）炉内部品の再使用回数＞設定値
この場合、１回目の処理▲１▼〜▲３▼を選択実行するステップ４０８を選択する基準は管理基準（ａ）のみを満たしたときとする。２回目となるステップ４０９を選択する基準は、管理基準（ａ）、且つ（ｄ）又は（ｂ）又は（ｃ）を満たしたときとする。すなわち、（ａ）＋（ｄ）、（ａ）＋（ｂ）、（ａ）＋（ｃ）とする。処理▲４▼を実行するステップ４１０を選択する基準は、処理▲１▼〜▲３▼を２回実行後、さらに管理基準（ａ）、且つ（ｄ）又は（ｂ）又は（ｃ）を満たしたときとする。すなわち、（ａ）＋（ｄ）、（ａ）＋（ｂ）、（ａ）＋（ｃ）とする。そして、処理▲５▼を実行するステップ４１１を選択する基準は、処理▲４▼を実行後、管理基準（ａ）、且つ（ｄ）又は（ｅ）を満たしたときとする。すなわち、（ａ）＋（ｄ）、（ａ）＋（ｅ）とする。
【００４５】
このようにパーティクル測定値がリミットを超えた場合には、図４の太線矢印で示すように、保守シーケンスは、超過度合いに応じて、より高次の処理にシフトさせていく。なお、保守シーケンスの実行条件は、前述した組合わせに限定されるものではなく、前記の組合わせ以外にも任意の組合わせが可能であり、様々な管理基準に対応可能である。
【００４６】
図５に、前述した図４の処理シーケンス運用例のシミュレーション結果を示す。横軸はバッチ回数を示し、縦軸はパーティクル数／基板を示す。パーティクル数の上限値は３０である。
【００４７】
パーティクル数は、バッチ回数の増加により減少したり横這いになったりする場合があるものの、全体的に増加していく。２２回目までは上限値内に納まっているが、２３回目で上限値を超えている。
【００４８】
もし、２３回目以降も保守シーケンスの処理を行なわないで、そのままバッチ処理を続けると、黒塗り四角印を実線でつないだ曲線で示すように、パーティクル数は増加度を高めていき、２６回目でステップ４１１のメンテナンス（処理▲５▼実行）を要請されることになる。
【００４９】
パーティクル数が上限値を超えた２３回目の測定データが得られた時、その測定結果に基づいてステップ４０８を選択し、１回目の処理（▲１▼〜▲３▼）を実行して、次サイクルの２４回目に反映させると、２４回目以降のパーティクル数は、四角印で示したように、抑制されて初期値の１５個前後を推移していく。同様にして２４回目のデータを２５回目にステップ４０９を選択し、２回目の処理（▲１▼〜▲３▼）を実行して次サイクルの２５回目に反映させると、それ以降のパーティクル数は、三角印で示したように、抑制されて初期値の１５個前後を推移していく。また２５回目のデータを２６回目にステップ４１０を選択し、処理▲４▼を実行して次サイクルの２６回目に反映させると、それ以降のパーティクル数は、ばつ印で示したように、抑制されて初期値の１５．００個の前後を推移していく。
【００５０】
以上述べたように、第２の実施の形態によれば、移載室にパーティクル数をカウントするパーティクル測定器を縦型半導体製造装置内部に組み込み、基板移載機を用いて基板を搬送することが可能な範囲に配置したので、半導体製造装置内でのパーティクル測定・監視・処理（アラーム、シーケンス起動）を自動で実行可能となる。したがって、縦型半導体製造装置の稼働率向上、半導体の生産ラインのサイクルタイム短縮や生産性向上、オペレータ、技術者の作業負担軽減、及びホストコンピュータの管理、運用負担の軽減等、第１の実施の形態と同様な効果が得られ、縦型半導体製造装置で処理された基板の歩留まりを飛躍的に向上できる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態では、縦型半導体製造装置内に設ける基板表面検査装置として抵抗測定器とパーティクル測定器とを例示し、これらの測定器が個々に縦型半導体製造装置内に設けられている場合を想定して説明した。しかし、個々に測定器を備えようとすると、縦型半導体製造装置内に測定器２台分のエリアが必要となる。また、測定器間の基板の移動という無駄時間が発生する。したがって、可能であれば、１台の測定器に２つ、またはそれ以上の測定機能を持たせることが好ましい。例えば、縦型半導体製造装置内に膜厚測定器を装備する場合には、膜厚測定器に抵抗測定の機能を持たせて膜厚測定器と抵抗測定器とを統合する。膜厚測定と抵抗測定とでは測定原理が異なるが、膜厚測定を行なう光学ヘッドと抵抗測定を行なう測定プローブとを１台の測定器に備えることにより、測定器の同一ステージ内で膜厚と抵抗の両方測定できるようにする。このように測定器の基板搭載ステージを共有化することで、縦型半導体製造装置内の測定器設置スペースは１台分で済み、測定器自体のコスト低減、更に２台の測定器間の基板の搬送時間削減と測定に費やす時間の低減を図ることができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、測定遅れを無くし測定遅れに起因して発生する製品不良を無くすことができる。また、併せて既存設備の効率的な運用を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態による縦型半導体製造装置としての拡散／ＣＶＤ成膜装置を示す構成図である。
【図２】実施の形態による装置内での測定の概要を示す説明図である。
【図３】実施の形態による測定の内容を示すフロー図であり、（ａ）はＡＰＣコントローラの機能説明図、（ｂ）はプロセスコントローラの機能説明図である。
【図４】実施の形態によるパーティクル測定・監視・処理のフロー図である。
【図５】実施の形態による処理シーケンスの運用例を想定した説明図である。
【図６】従来例による処理済み基板の測定を示す説明図である。
【図７】従来例による処理済み基板の測定の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　　縦型半導体製造装置
１１　　反応炉
２０　　制御器
２４　　ボート（基板支持具）
２６　　カセットケース（基板保持容器）
２８　　基板移載機（基板搬送機）
３１　　基板表面検査器
【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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