JP2022178875A - 成膜装置の制御装置及び制御方法 - Google Patents

成膜装置の制御装置及び制御方法 Download PDF

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健宏 深田
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Abstract

Figure 2022178875000001
【課題】回転テーブルに載置された基板を自公転させながら成膜させる際のパラメータの設定を容易にする。
【解決手段】真空容器内に配置され、テーブル面の中心部軸周りに回転させ、これにより前記テーブル面の一部に設けられた載置面の上の基板を公転させるように構成された回転テーブルと、前記載置面の中心部軸周りに回転させ、これにより前記載置面の上の基板を自転させるように構成された載置部と、前記真空容器内にガスを供給するガス供給部と、を有する成膜装置の制御装置であって、前記制御装置は、前記基板の自転を制御する第１パラメータを設定する設定画面を表示させる表示制御部と、設定された前記第１パラメータに基づき前記基板の自転を制御しながら前記基板に膜を形成するプロセス実行部と、を有する制御装置が提供される。
【選択図】図９

Description

本開示は、成膜装置の制御装置及び制御方法に関する。
例えば、特許文献１では、回転テーブルに載置された基板を公転させながら基板が自転するように、回転テーブルにおける基板の載置領域を回転させる回転機構を有し、公転によりガス供給領域を繰り返し通過する基板に膜を形成することを提案する。
特開２０１６－９２１５６号公報
本開示は、回転テーブルに載置された基板を自公転させながら成膜させる際のパラメータの設定を容易にする技術を提供する。
本開示の一の態様によれば、真空容器内に配置され、テーブル面の中心部軸周りに回転させ、これにより前記テーブル面の一部に設けられた載置面の上の基板を公転させるように構成された回転テーブルと、前記載置面の中心部軸周りに回転させ、これにより前記載置面の上の基板を自転させるように構成された載置部と、前記真空容器内にガスを供給するガス供給部と、を有する成膜装置の制御装置であって、前記制御装置は、前記基板の自転を制御する第１パラメータを設定する設定画面を表示させる表示制御部と、設定された前記第１パラメータに基づき前記基板の自転を制御しながら前記基板に膜を形成するプロセス実行部と、を有する制御装置が提供される。
一の側面によれば、回転テーブルに載置された基板を自公転させながら成膜させる際のパラメータの設定を容易にできる。
実施形態に係る成膜装置の一例を示す縦断側面図。 実施形態に係る成膜装置の一例を示す横断平面図。 実施形態に係る成膜装置の内部を示す斜視図。 実施形態に係る成膜装置の回転テーブルの表面側斜視図。 実施形態に係る制御装置のハードウエア構成の一例を示す図。 実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す図。 実施形態に係るレシピの一例を示す図。 実施形態に係る第１パラメータを設定する設定画面の一例を示す図。 実施形態に係るパラメータ設定処理の一例を示すフローチャート。 実施形態に係る成膜装置の制御方法の一例を示すフローチャート。 実施形態に係る成膜装置の制御方法の一例を示すフローチャート。 図１０の制御方法を説明するための図。 図１０の制御方法を説明するための図。 図１０の制御方法を説明するための図。 実施形態に係るメンテナンス時の第１パラメータを設定する設定画面の一例を示す図。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
［成膜装置］
本開示の実施形態に係る成膜装置１について、図１を参照しながら説明する。成膜装置１は、基板の一例であるウエハＷにＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）による成膜を行う。成膜装置１は、ウエハＷにＳｉ（シリコン）を含む処理ガスである原料ガスとしてＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）ガスを吸着させる。吸着されたＢＴＢＡＳガスを酸化する酸化ガスであるオゾン（Ｏ３）ガスを供給してＳｉＯ２（酸化シリコン）の分子層を形成し、この分子層を改質するためにプラズマ発生用ガスから発生したプラズマに曝す。この一連の処理が複数回、繰り返し行われ、ＳｉＯ２膜が形成されるように構成されている。
図１及び図２は、成膜装置１の縦断側面図、横断平面図である。成膜装置１は、概ね円形状の扁平な真空容器１１と、真空容器１１内に設けられた円板状の水平な回転テーブル２と、を備えている。真空容器１１は、天板１２と、真空容器１１の側壁及び底部をなす容器本体１３と、により構成されている。
回転テーブル２の中心部から鉛直下方へ伸びる中心軸２１が設けられている。中心軸２１は、容器本体１３の底部に形成された開口部１４を塞ぐように設けられた公転用回転駆動部２２に接続されている。回転テーブル２は、中心軸２１及び公転用回転駆動部２２を介して真空容器１１内に支持されると共に、平面視時計回り又は反時計回りに回転する。ガス供給管１５は、中心軸２１と容器本体１３との隙間にＮ２（窒素）ガスを吐出し、これにより、回転テーブル２の表面から裏面への原料ガス及び酸化ガスの回りこみを防ぐ。
また、真空容器１１の天板１２の下面には、回転テーブル２の中心部に対向するように突出する平面視円形の中心領域形成部Ｃと、図２に示すように中心領域形成部Ｃから回転テーブル２の外側に向かって広がり、頂部が円弧状に切断された略扇型の平面形状をなす２つの凸状部１７とが形成されている。これら中心領域形成部Ｃ及び凸状部１７は、その外側領域に比べて低い天井面を構成している。中心領域形成部Ｃと回転テーブル２との中心部との隙間はＮ２ガスの流路１８を構成している（図１参照）。ウエハＷの処理中において、天板１２に接続されるガス供給管からＮ２ガスが流路１８に供給され、この流路１８から回転テーブル２の外側全周に向かって吐出される。このＮ２ガスは、原料ガス及び酸化ガスが回転テーブル２の中心部上で接触することを防ぐ。
図３は、容器本体１３の内部の底面を示す斜視図である。容器本体１３には、回転テーブル２の下方にて当該回転テーブル２の周に沿うように、扁平なリング状の凹部３１が形成されている。そして、この凹部３１の底面には、凹部３１の周方向に沿ったリング状のスリット３２が開口しており、当該スリット３２は、容器本体１３の底部を厚さ方向に貫通するように形成されている。さらに凹部３１の底面上には、回転テーブル２に載置されるウエハＷを加熱するためのヒーター３３が７つのリング状に配設されている。なお、図３では煩雑化を避けるために、ヒーター３３の一部を切り取って示している。
ヒーター３３は、回転テーブル２の回転中心を中心とする同心円に沿って配置されており、７つのヒーター３３のうちの４つはスリット３２の内側に、他の３つはスリット３２の外側に夫々設けられている。また、各ヒーター３３の上方を覆い、凹部３１の上側を塞ぐように、シールド３４が設けられている（図１参照）。シールド３４には、スリット３２に重なるようにリング状のスリット３７が設けられ、後述する支柱４１が当該スリット３７を貫通する。また、容器本体１３の底面において凹部３１の外側には、真空容器１１内を排気する排気口３５、３６が開口している。排気口３５、３６には、真空ポンプなどにより構成された図示しない排気機構が接続されている。
続いて回転テーブル２について、その表面側を示した図４を参照しながら説明する。回転テーブル２の表面には、当該回転テーブル２の回転方向に沿って５つの円形の凹部が形成されており、各凹部には、円形のウエハホルダ２４が設けられている。ウエハホルダ２４の表面には凹部２５が形成されており、凹部２５内にウエハＷが水平に収納される。従って、凹部２５の底面は、ウエハが載置される載置領域（載置面）を構成する。この例では凹部２５の側壁の高さは、ウエハＷの厚さと同じ、例えば１ｍｍに構成されている。
回転テーブル２の裏面の周方向に互いに離れた位置から鉛直下方に向けて、例えば３本の支柱４１が延出されている。図１に示すように各支柱４１はスリット３２を介して容器本体１３の底部を貫通し、容器本体１３の下方に設けられる接続部である支持リング４２に接続されている（図４参照）。この支持リング４２は、回転テーブル２の回転方向に沿って形成され、支柱４１によって容器本体１３に吊り下げられるように水平に設けられており、回転テーブル２と共に回転する。
また、ウエハホルダ２４の下方中心部からは自転用回転軸である回転軸２６が鉛直下方へ延出されている。回転軸２６の下端は回転テーブル２を貫通し、スリット３２を介して容器本体１３の底部を貫通し、さらに支持リング４２と当該支持リング４２の下側に設けられる磁気シールユニット２０とを貫通して自転用回転駆動部２７に接続されている。磁気シールユニット２０は、回転軸２６を支持リング４２に対して回転可能に支持するための軸受けと、回転軸２６の周囲の隙間をシールする磁気シール（磁性流体シール）とにより構成される。
前記磁気シールは、前記軸受けから発生するパーティクル、例えば当該軸受けに用いられる潤滑油が、磁気シールユニット２０の外部の真空雰囲気へ拡散することを抑えることができるように設けられている。また、回転軸２６が前記軸受けにより支持されることで、ウエハホルダ２４は例えば回転テーブル２から若干浮いた状態となっている。また、自転用回転駆動部２７はモータを備え、支持リング４２の下方に、磁気シールユニット２０を介して支持リング４２に支持されるように設けられており、前記モータにより当該回転軸２６を軸周りに回転させる。このように回転軸２６が支持されると共に回転することで、ウエハホルダ２４は例えば平面視反時計回りに回転される。
テーブル面の中心部から鉛直に伸びる中心軸周りに回転テーブル２が回転し、これにより、ウエハホルダ２４の載置面上のウエハＷがその中心軸周りに回転する。回転テーブル２の上面はテーブル面であり、回転テーブル２の中心軸２１はテーブル面の中心部から鉛直に伸びる第１中心軸の一例である。ウエハホルダ２４は、載置部の一例であり、ウエハホルダ２４の上面（凹部２５の底面）は載置面であり、ウエハホルダ２４の回転軸２６は載置部の載置面の中心部から鉛直に伸びる第２中心軸の一例である。テーブル面の一部に形成された載置面上のウエハＷを回転テーブル２の回転軸である第１中心軸周りに回転することをウエハＷの公転又は単に公転ともいう。載置面の中心部から鉛直に伸びる第２中心軸周りにウエハホルダ２４が回転することをウエハＷの自転又は単に自転ともいう。
成膜装置１では、ウエハＷへの成膜時にこれらの公転と自転とが互いに並行して行われる。なお、ウエハＷの自転には、ウエハＷがその中心軸周りに連続的に回転する場合の他に、間欠的にその中心周りに回転することも含まれる。そして、間欠的に回転する場合は、前記中心周りに１回以上回転する前にウエハＷの回転が停止し、その後当該ウエハＷの回転が再開されることも含まれる。
図４では、シールドリング４４は鎖線で表示している。シールドリング４４は、図１に示すように容器本体１３のスリットを、容器本体１３の下方側から塞ぐように設けられ、回転テーブル２と共に回転するように構成されている。従って、上記の回転軸２６及び支柱４１は、このシールドリング４４を貫通するように設けられている。シールドリング４４は、自転用回転駆動部２７が各ガスに曝されること及び過度に加熱されることを防ぐための遮熱板の役割を果たす。
また、図１に示すように容器本体１３の下方には、断面視凹状に形成され、支持リング４２、自転用回転駆動部２７及びシールドリング４４を囲む下方壁部４５が、回転テーブル２の回転方向に沿ってリング状に形成されている。また、下方壁部４５の底部には、周方向に離れて充電機構４６が５つ（図１では１つのみ図示）設けられている。ウエハＷに処理が行われないときに、回転テーブル２は自転用回転駆動部２７が充電機構４６の直下に位置するように静止し、充電機構４６からの非接触給電によって、各自転用回転駆動部２７の充電を行うことができるように各充電機構４６が配置されている。ガス供給路４７は、下方壁部４５に囲まれる空間に開口する。ガスノズル４８あり、ガス供給路４７を介して下方壁部４５に囲まれる空間に例えばウエハＷの処理中にＮ２ガスを供給し、当該空間をパージする。図１では表示を省略しているが、例えば当該空間は、後に例を挙げて示すように排気口３６、３７と図示しない上記の排気機構とを接続する排気路に連通し、当該空間内でパーティクルが発生しても前記Ｎ２ガスにより、この排気路へとパージされて除去される。
容器本体１３の側壁にはウエハＷの搬送口３７と、当該搬送口３７を開閉するゲートバルブ３８とが設けられ（図２参照）、搬送口３７を介して真空容器１１内に進入した搬送機構と凹部２５との間でウエハＷの受け渡しが行われる。具体的には凹部２５の底面、容器本体１３の底部及び回転テーブル２において、夫々互いに対応する位置に貫通孔を形成しておき、各貫通孔を介してピンの先端が凹部２５上と容器本体１３の下方との間で昇降するように構成される。このピンを介して、ウエハＷの受け渡しが行われる。このピン及び当該ピンが貫通する各部の貫通孔の図示は省略している。
また、図２に示すように、回転テーブル２上には、原料ガスノズル５１、分離ガスノズル５２、酸化ガスノズル５３、プラズマ発生用ガスノズル５４、分離ガスノズル５５がこの順に、回転テーブル２の回転方向に間隔をおいて配設されている。各ガスノズル５１～５５は真空容器１１の側壁から中心部に向かって、回転テーブル２の径に沿って水平に伸びる棒状に形成され、当該径に沿って形成された多数の吐出口から、ガスを下方に吐出する。各ガスノズル５１～５５は真空容器１１内にガスを供給するガス供給部の一例である。
処理ガス供給機構をなす原料ガスノズル５１は、上記のＢＴＢＡＳ（ビスターシャルブチルアミノシラン）ガスを吐出する。ノズルカバー５７は原料ガスノズル５１を覆い、原料ガスノズル５１から回転テーブル２の回転方向上流側及び下流側に向けて夫々広がる扇状に形成されている。ノズルカバー５７は、その下方におけるＢＴＢＡＳガスの濃度を高めて、ウエハＷへのＢＴＢＡＳガスの吸着性を高くする役割を有する。また、酸化ガスノズル５３は、上記のオゾンガスを吐出する。分離ガスノズル５２、５５はＮ２ガスを吐出するガスノズルであり、上記の天板１２の扇状の凸状部１７を夫々周方向に分割するように配置されている。
プラズマ発生用ガスノズル５４は、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスと酸素（Ｏ２）ガスとの混合ガスからなるプラズマ発生用ガスを吐出する。天板１２には回転テーブル２の回転方向に沿った扇状の開口部が設けられており、この開口部を塞ぐように当該開口部の形状に対応した、石英などの誘電体からなるカップ状のプラズマ形成部６１が設けられている（図１参照）。このプラズマ形成部６１は、回転テーブル２の回転方向に見て、酸化ガスノズル５３と突状部１４との間に設けられている。図２ではプラズマ形成部６１が設けられる位置を鎖線で示している。プラズマ形成部６１の下面には、当該プラズマ形成部６１の周縁部に沿って突条部６２が設けられている。上記のプラズマ発生用ガスノズル５４の先端部は、この突条部６２に囲まれる領域にガスを吐出できるように、回転テーブル２の外周側から当該突条部６２を貫通している。突条部６２、プラズマ形成部６１の下方へのＮ２ガス、オゾンガス及びＢＴＢＡＳガスの進入を抑え、プラズマ発生用ガスの濃度の低下を抑える役割を有する。
プラズマ形成部６１の上方側には窪みが形成され、この窪みには上方側に開口する箱型のファラデーシールド６３が配置されている。ファラデーシールド６３の底面上には、絶縁用の板部材６４を介して、金属線を鉛直軸周りにコイル状に巻回したアンテナ６５が設けられており、アンテナ６５には高周波電源６６が接続されている。上記のファラデーシールド６３の底面には、アンテナ６５への高周波印加時に当該アンテナ６５において発生する電磁界のうち電界成分が下方に向かうことを阻止すると共に、磁界成分を下方に向かわせるためのスリット６７が形成されている。このスリット６７は、アンテナ６５の巻回方向に対して直交（交差）する方向に伸び、アンテナ６５の巻回方向に沿って多数形成されている。このように各部が構成されることで、高周波電源６６をオンにしてアンテナ６５に高周波が印加されると、プラズマ形成部６１の下方に供給されたプラズマ発生用ガスをプラズマ化することができる。
回転テーブル２上において、原料ガスノズル５１のノズルカバー５７の下方領域を、原料ガスであるＢＴＢＡＳガスの吸着が行われる吸着領域Ｒ１とし、酸化ガスノズル５３の下方領域を、オゾンガスによるＢＴＢＡＳガスの酸化が行われる酸化領域Ｒ２とする。また、プラズマ形成部６１の下方領域を、プラズマによるＳｉＯ２膜の改質が行われるプラズマ形成領域Ｒ３とする。凸状部１７の下方領域は、分離ガスノズル５２、５５から吐出されるＮ２ガスにより、吸着領域Ｒ１と酸化領域Ｒ２とを互いに分離して、原料ガスと酸化ガスとの混合を防ぐための分離領域Ｄ、Ｄを夫々構成する。
上記の排気口３５は吸着領域Ｒ１と、当該吸着領域Ｒ１に対して前記回転方向下流側に隣接する分離領域Ｄとの間の外側に開口しており、余剰のＢＴＢＡＳガスを排気する。排気口３６は、プラズマ形成領域Ｒ３と、当該プラズマ形成領域Ｒ３に対して前記回転方向下流側に隣接する分離領域Ｄとの境界付近の外側に開口しており、余剰のＯ３ガス及びプラズマ発生用ガスを排気する。各排気口３５、３６からは、各分離領域Ｄ、回転テーブル２の下方のガス供給管１５、回転テーブル２の中心領域形成部Ｃら夫々供給されるＮ２ガスも排気される。
この成膜装置１には、装置全体の動作のコントロールを行うためのコンピュータからなる制御装置１００が設けられている（図１参照）。この制御装置１００には、後述のように成膜処理を実行するプログラムが格納されている。前記プログラムは、成膜装置１の各部に制御信号を送信して各部の動作を制御する。具体的には、各ガスノズル５１～５６からのガス供給量、ヒーター３３によるウエハＷの温度、ガス供給管１５及び中心領域形成部ＣからのＮ２ガスの供給量、回転テーブル２の回転速度、ウエハホルダ２４の回転速度などが、制御信号に従って制御される。上記のプログラムにおいてはこれらの制御を行い、後述の各処理が実行されるようにステップ群が組まれている。当該プログラムは、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスクなどの記憶媒体から制御装置１００内にインストールされる。
この成膜装置１においては、回転テーブル２が回転することで、ウエハＷが公転して成膜処理が行われる。上記のように当該回転テーブル２の回転と並行して、ウエハホルダ２４の回転によるウエハＷの自転が行われるが、回転テーブル２の回転とウエハホルダ２４の回転とは同期しない。ただし、回転テーブル２の回転とウエハホルダ２４の回転とは同期してもよい。具体的には、真空容器１１内の所定の位置に第１の向きを向いた状態から回転テーブル２が１回転し、再度所定の位置に位置したときに、ウエハＷが第１の向きとは異なる第２の向きに向けられるような回転速度（自転速度）でウエハＷが自転してもよい。このウエハＷの回転速度（単位：ｒｐｍ）の設定等は、後述するように操作者が特定の設定画面から設定するパラメータに基づき、制御装置１００によってなされる。
［制御装置］
次に、図５及び図６を参照して、実施形態に係る制御装置１００のハードウエア構成及び機能構成の一例を説明する。図５に示すように制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３０３、Ｉ／Ｏポート３０４、操作パネル３０５、ＨＤＤ３０６（Hard Disk Drive）を有する。各部はバスＢによって接続されている。
ＣＰＵ３０１は、ＨＤＤ３０６等の記憶装置に格納されたプログラムや、パラメータ設定処理、成膜処理を行うためのレシピ等に基づき、制御装置１００の動作を制御する。例えば、プログラムには、成膜装置の制御方法を実行するプログラムが含まれる。ＣＰＵ３０１は、レシピに基づき、回転テーブル２に載置されたウエハＷの成膜処理を制御する。
ＲＯＭ３０２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスク等により構成され、ＣＰＵ３０１のプログラムやレシピ等を記憶する記憶媒体である。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリア等として機能する。
Ｉ／Ｏポート３０４は、温度、圧力、ガス流量等を検出する各種センサの値を成膜装置１に取り付けられた各種センサから取得し、ＣＰＵ３０１に送信する。また、Ｉ／Ｏポート３０４は、ＣＰＵ３０１が出力する制御信号を成膜装置の各部（回転テーブル２、真空ポンプ６４０等）へ出力する。また、Ｉ／Ｏポート３０４には、操作者が成膜装置１を操作する操作パネル３０５が接続されている。
ＨＤＤ３０６は、補助記憶装置であり、成膜処理の手順を規定した情報であるレシピや、アイドル時間における回転テーブルの制御方法を実行するプログラム等が格納されてもよい。
図６に示すように制御装置１００は、図６に機能構成の一例を示すように、記憶部１０１、表示制御部１０３、タッチ操作受付部１０４及びプロセス実行部１０５を有する。
表示制御部１０３は、ウエハＷの自転を制御するパラメータ（以下、「第１パラメータ」とする。）を設定する設定画面を、操作者が操作するディスプレイに表示させる。表示制御部１０３は、ウエハＷの公転を制御するパラメータ（以下、「第２パラメータ」とする。）を設定する設定画面を、操作者が操作する操作パネル３０５に表示させる。
タッチ操作受付部１０４は、第１パラメータを設定する設定画面に対する操作者のタッチ操作により入力された情報を第１パラメータの一情報として受け付け、記憶部１０１の自転テーブル１１０に記憶する。タッチ操作受付部１０４は、第２パラメータを設定する設定画面に対する操作者のタッチ操作により入力された情報を第２パラメータの一情報として受け付け、記憶部１０１の公転テーブル１０９に記憶する。
表示制御部１０３は、ウエハＷの種類に応じた第１パラメータの設定画面を表示させてもよい。この場合、記憶部１０１は、ウエハＷの種類に応じた第１パラメータを設定する設定画面から受け付けた第１パラメータをウエハＷの種類毎に別の自転テーブル１１０に記憶する。
これによれば、プロセスウエハ、ダミーウエハ、モニターウエハ毎にウエハの種類に合わせて第１パラメータの設定を容易に行うことができる。これにより、第１パラメータに基づきウエハの種類に応じた自転制御が可能となる。また、ウエハホルダ２４にウエハＷが載置されているか否かによって第１パラメータを変えてもよい。これにより、第１パラメータに基づきウエハホルダ２４にウエハＷが載置されている場合にはウエハホルダ２４を自転させ、ウエハホルダ２４にウエハＷが載置されていない場合にはウエハホルダ２４の回転を止める等、きめ細やかな制御ができる。
同様に、表示制御部１０３は、ウエハＷの種類に応じた第２パラメータの設定画面を表示させてもよい。この場合、記憶部１０１は、ウエハＷの種類に応じた第２パラメータを設定する設定画面から受け付けた第２パラメータをウエハＷの種類毎に複数の公転テーブル１０９に記憶する。
プロセス実行部１０５は、公転テーブル１０９に記憶した第２パラメータに基づきレシピに設定されたステップ毎に公転用回転駆動部２２のモータを制御し、これによりウエハＷの公転を制御する。プロセス実行部１０５は、自転テーブル１１０に記憶した第１パラメータに基づきレシピに設定されたステップ毎に自転用回転駆動部２７のモータを制御し、これによりウエハＷの自転を制御する。プロセス実行部１０５は、係る自転及び公転の制御を行いながら、指定されたレシピに従いガスの流量、圧力等のプロセス条件を満たすように制御してウエハＷに膜を形成する。
記憶部１０１は、成膜装置１が実行する基板処理に応じた複数のレシピ（レシピＡ、レシピＢ・・・）を記憶する。図７は、実施形態に係るレシピの一例を示す図である。レシピＡには、ステップ毎のプロセス条件とともに、ステップ毎に使用する公転テーブル１０９及び自転テーブル１１０の番号２０１，２０５が表示されている。例えばステップ１では、公転テーブル「Ｔａｂｌｅ１１」及び自転テーブル「Ｔａｂｌｅ０１」が指定されている。
本例の場合、プロセス実行部１０５は、レシピＡに従い公転テーブル「Ｔａｂｌｅ１１」に記憶された第２パラメータを参照して公転用回転駆動部２２を制御し、回転テーブル２を所定の回転速度及び回転方向に回転させる。プロセス実行部１０５は、自転テーブルステップ毎に設定された「Ｔａｂｌｅ０１」又は「Ｔａｂｌｅ０２」に記憶された第１パラメータを参照して自転用回転駆動部２７を制御し、ウエハホルダ２４を設定された回転速度及び回転方向に回転させる。プロセス実行部１０５は、係るウエハＷの自公転を行いながら、レシピＡに従いプロセス条件を制御してウエハＷに膜を形成する。これによれば、第２パラメータ及び第１パラメータを参照して、公転用回転駆動部２２及び自転用回転駆動部２７のモータをそれぞれ制御する。これにより、回転テーブル２を第１中心軸である中心軸２１周りに回転させつつ、ウエハホルダ２４を第２中心軸である回転軸２６周りに回転させる。プロセス実行部１０５は、この２つの回転を制御しながら、ガス供給部（ガスノズル５１～５５）からテーブル面の一部におけるガス供給領域にガスを供給し、公転により当該ガス供給領域を繰り返し通過するウエハＷに膜を形成する。ガス供給領域を繰り返し通過するウエハＷは、公転しながらウエハホルダ２４を回転させることで自転している。ウエハＷが公転するだけでなく自転することでガスが均一にウエハＷ上に供給され、これにより、ウエハＷの全面に均一に成膜することができ、これにより、成膜精度を向上させることができる。
図８は、第１パラメータの設定画面の一例を示す。表示制御部１０３は、ウエハホルダ２４を回転させるときの回転速度、回転方向、起動速度、加減速時間、回転開始角度及び動作開始時間の少なくともいずれかの第１パラメータの表示を含む設定画面を操作パネル３０５に表示させる。操作者は、図８の設定画面を使用して表示部品２１０のいずれかのボタンを押すことでプロセスに使用する自転テーブルを選択できる。
操作者は、自転モータ設定テーブルの表示部品２１１の下に表示された第１パラメータの各項目２１３について、画面へのタッチ操作によりスロット２１２毎に第１パラメータを設定できる。各スロット２１２の第１パラメータは、回転速度２１５ａ、回転方向２１５ｂ、起動速度２１５ｃ、加減速時間２１５ｄ、回転開始角度２１５ｅ及び動作開始時間２１５ｆである。ただし、第１パラメータは、回転速度２１５ａ、回転方向２１５ｂ、起動速度２１５ｃ、加減速時間２１５ｄ、回転開始角度２１５ｅ及び動作開始時間２１５ｆの少なくともいずれかを含んでいればよい。図８の領域２１４に設定された数値は、第１パラメータの各項目２１３について、スロット２１２毎の第１パラメータ値である。なお、スロット番号は、複数のウエハホルダ２４のそれぞれに付与された識別番号である。図２、図４に示す成膜装置１ではウエハホルダ２４は５つ設けられていたが、５つに限らず、１つ以上設けられていればよい。図８の例では、ウエハホルダ２４が６つ設けられている。このため、スロット１～６のウエハホルダ２４に対する第１パラメータが表示されている。
プロセス実行部１０５は、図７のレシピのステップ毎に設定された自転テーブルの第１パラメータを参照して回転制御を行う。これにより、図８に示す設定画面にて設定された自転テーブルの第１パラメータを参照して、ステップ毎にウエハホルダ２４の回転を制御し、ウエハＷの自転を制御できる。ステップ毎に第１パラメータを設定しているため、例えば、レシピのステップ１ではウエハホルダ２４を徐々に回転し、ステップ２ではウエハホルダ２４をフル回転する等の制御を実現できる。
このようにして本開示では、第１パラメータの設定画面を操作者に提供することにより、レシピのステップ毎に自転用回転駆動部２７のモータの制御手順を示す第１パラメータを容易に設定できる。また、第１パラメータの設定画面からスロット毎の第１パラメータの値を設定できるため、各スロットのウエハホルダ２４を個別に動作させることができる。これにより、回転テーブル２に載置されたウエハＷを公転及び自転させながらウエハＷを成膜する際のパラメータの設定を容易にすることができる。
なお、表示制御部１０３は、第２パラメータの設定画面において、回転テーブル２を回転させるときの回転速度及び回転方向の少なくともいずれかの表示を含む設定画面を操作パネル３０５に表示させ、第２パラメータの設定を容易にしてもよい。
［パラメータ設定処理］
図９は、実施形態に係るパラメータ設定処理の一例を示すフローチャートである。操作者が第１パラメータの設定を要求すると、ステップＳ１において表示制御部１０３は、第１パラメータの設定画面を表示する。これにより、例えば図８の設定画面が表示される。
次に、タッチ操作受付部１０４は、操作パネル３０５へのタッチ操作を受け付ける。タッチ操作受付部１０４が、操作者による連続回転の項目のタッチ操作を受け付けた場合、ステップＳ５において各スロットの回転速度、回転方向、起動速度、加減速時間の少なくともいずれかの入力を受け付け、記憶部１０１の自転テーブル１１０に記憶する。
タッチ操作受付部１０４により操作者による回転開始角度の項目のタッチ操作が受け付けられた場合、ステップＳ７においてタッチ操作受付部１０４は、回転開始角度の設定があると判定する。ステップＳ９において各スロットの回転開始角度の入力を受け付け、記憶部１０１の自転テーブル１１０に記憶する。
タッチ操作受付部１０４により操作者による動作開始時間のタッチ操作が受け付けられた場合、ステップＳ１１においてタッチ操作受付部１０４は、動作開始時間の設定があると判定する。ステップＳ１３において各スロットの動作開始時間の入力を受け付け、記憶部１０１の自転テーブル１１０に記憶し、本処理を終了する。
タッチ操作受付部１０４がいずれのタッチ操作も検知しなければ、第１パラメータの設定を行うことなく本処理を終了する。
［成膜装置の制御方法］
次に、設定された第１パラメータを使用して成膜装置１にて実行される成膜装置の制御方法について、図１０～図１４を参照しながら説明する。図１０は、実施形態に係る成膜装置の制御方法の一例を示すフローチャートである。図１１は、実施形態に係る成膜装置の制御方法（プロセス間の処理）の一例を示すフローチャートである。図１２～図１４は、本開示の制御方法を説明するための図である。
本処理が開始されると、ステップＳ２１においてプロセス実行部１０５は、レシピに従い公転テーブル１０９に設定された第２パラメータに基づき回転テーブル２の中心部から鉛直に伸びる中心軸２１周りに回転テーブル２を回転させる。これによりウエハＷの公転を制御する。例えば、第２パラメータに基づき回転テーブル２の回転速度及び回転方向（平面視時計回り又は反時計回り）が制御される。
ステップＳ２３においてプロセス実行部１０５は、レシピに従いステップ毎の自転テーブル１１０に設定された第１パラメータに基づきウエハホルダ２４の中心部から鉛直に伸びる回転軸２６周りにウエハホルダ２４を回転させる。これによりウエハＷの自転を制御する。例えば、プロセス実行部１０５は、第１パラメータに基づきウエハホルダ２４の回転速度及び回転方向を制御する。加えて、プロセス実行部１０５は、第１パラメータに基づき起動速度、加減速時間、回転開始角度及び動作開始時間の少なくともいずれかを制御してもよい。起動速度、加減速時間、回転開始角度及び動作開始時間のパラメータの制御方法については後述する。なお、便宜的にステップＳ２１とＳ２３とを分けて説明したが、これらのステップは同時又は並列して実行されてよい。
次に、ステップＳ２５においてプロセス実行部１０５は、ガスノズル５１～５５等から所望のガスを真空容器１１に供給し、ウエハホルダ２４上のウエハＷを成膜する。ステップＳ２７においてプロセス実行部１０５は、次ステップがあるかを判定し、次ステップがあると判定すると、ステップＳ２９においてプロセス実行部１０５は、回転方向を切り替えるかを判定する。プロセス実行部１０５は、回転方向を切り替えると判定した場合、ステップＳ３１において前ステップの第１パラメータに設定された加減速時間でウエハホルダ２４の回転を減速して停止後、回転方向を切り替え、当該ステップの加減速時間でウエハホルダ２４の回転を加速させ、ステップＳ２１に戻る。ステップＳ２９において回転方向を切り替えないと判定した場合、そのままステップＳ２１に戻る。ステップＳ２７において次のステップがないと判定された場合、ステップＳ３３においてプロセス実行部１０５は、次プロセスがあるかを判定し、次プロセスがないと判定された場合、本処理を終了する。
次プロセスがあると判定された場合、図１１のステップＳ４１に進み、プロセス実行部１０５は、加減速時間で各スロットのウエハホルダ２４の回転を停止する。
ステップＳ４３においてプロセス実行部１０５は、各スロットのウエハホルダ２４を原点の位置まで移動させる。ステップＳ４５においてプロセス実行部１０５は、各スロットのウエハホルダ２４を原点の位置から回転開始角度だけ移動（回転）させ、ステップＳ４７においてステップＳ２１に戻り、ステップＳ２１以降の処理を行うことで次プロセスを実行する。なお、本開示では、図１１の各ステップはプロセスが変わる毎に行う例を示したが、一プロセスが複数ステップで構成される場合、図１１の各ステップをステップが変わる毎に実行してもよい。また、一プロセスの複数ステップのうち特定のステップが開始されるときに実行してもよい。
図１２は、ステップＳ２１、Ｓ２３の処理を行うことにより、スロット１～６で示される６つのウエハホルダ２４の自転と回転テーブル２の公転の一例を示す。本実施形態に係る制御方法では、６つのウエハホルダ２４の回転をスロット毎で任意に設定された回転速度及び回転方向に従い制御する。また、回転方向の切り替えについては、ステップＳ３１の処理を行うことによりスロット毎に制御できる。
なお、回転速度を０（ｒｐｍ）に設定したスロットのウエハホルダ２４は原点に移動させる。原点の移動については、図１１のステップＳ４５の処理と同じであるため、次に説明する。
図１３（ａ）は図１１のステップＳ４１の処理に対応し、図１３（ｂ）はステップＳ４３の処理に対応し、図１３（ｃ）はステップＳ４５の処理に対応する。図１３（ａ）は、図１１のステップＳ４１の処理において加減速時間で各スロットのウエハホルダ２４の回転を停止した状態を示す。このとき、各スロットの原点を破線で示すと、回転位置（原点の位置）が不定である。
図１３（ｂ）は、ステップＳ４３の処理において次プロセスの開始時又は次プロセスの開始前に原点を移動させて停止した状態を示す。この場合、前ステップの加減速時間で移動し、停止する。なお、原点の位置は、各スロットのウエハホルダ２４に付けられたマーカをカメラで撮影し、撮影されたマーカの位置を原点の位置を示す所定の角度に合わせることで原点の移動ができる。
図１３（ｃ）は、ステップＳ４５の処理において各スロットのウエハホルダ２４を回転開始角度へ移動させる。図１３（ｃ）の例では、回転開始角度を４５°に設定してウエハホルダ２４を移動させた例である。ウエハホルダ２４の回転開始角度への移動は、実行ステップの加減速時間で移動し、停止する。このように全スロットのウエハホルダ２４を特定の角度で停止した後、成膜プロセスを実行することでより成膜結果を良好にすることができる。
図１４は、第１パラメータに動作開始時間を使用した制御方法の一例を示す図である。例えば図８の例ではスロット１～６は動作開始時間の設定がずれている。図１４には、ガス供給部（ガスノズル５１～５５、シャワーヘッド）から回転テーブル２のテーブル面の一部におけるガス供給領域Ａｒにガスを供給している状態で、各スロットのウエハホルダ２４が時計回りに回転している。
動作開始時間は、ウエハホルダ２４が回転し始めるまでに遅延時間が必要な場合に設定されている。例えば、任意の公転位置で回転テーブル２が停止し、ガスを切り替えた後、任意の回転速度及び回転方向で回転テーブル２の回転（公転）が開始された場合、その回転時刻から動作開始時間が経過した後各スロットのウエハホルダ２４を回転（自転）させる。これにより、スロット毎にウエハホルダ２４の自転の開始時間をずらすことができる。
図１４のガス供給領域Ａｒは成膜エリアであり、ガスが充填している。スロット毎にウエハホルダ２４がガス供給領域Ａｒを通過し始めるときにウエハホルダ２４を自転させるように制御する。動作開始時間に基づき回転テーブル2の回転からずれた時間に各スロットを回転し始めることで、各スロットのウエハホルダ２４は、ガス供給領域Ａｒを通過し始める破線（中心線）Ｐ１にて自転を開始することができる。なお、第１パラメータに動作終了時間を設定することもできる。この場合、ガス供給領域Ａｒを通過し終える破線（中心線）Ｐ２にて各スロットのウエハホルダ２４の自転を終了する又は停止動作を開始することも可能である。
［メンテナンス時のパラメータ設定処理］
次に、メンテナンス時のパラメータ設定処理について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、実施形態に係るメンテナンス時の第１パラメータの設定画面の一例を示す図である。
操作者がメンテナンス時に第１パラメータの設定画面の表示を要求すると、表示制御部１０３は、図１５に示すメンテナンス用の設定画面を表示する。本設定画面による第１パラメータの設定は、操作者がマニュアルで各スロットのウエハホルダ２４の自転を制御しながらメンテナンスや評価実験を実行したいときに使用する。
表示部品３１０は、動作させたいスロットのウエハホルダ２４を選択できる。選択は、スロット１～６のウエハホルダ２４のそれぞれを選択する個別選択と、ウエハホルダ２４の全部（ALL）を一度に選択可能な一括選択がある。
表示部品３１２は、スロット１～６のウエハホルダ２４の回転位置を示すための現在角度が設定可能である。スロット１～６のそれぞれは、ｄ１～ｄ６の現在角度に設定されている。このパラメータによりメンテナンス開始時にスロット１～６の原点をｄ１～ｄ６の角度に移動させることができる。
表示部品３１３～３１６は、メンテナンスにおいて自転用回転駆動部２７のモータの回転数を制御するために設定する。初期化時の回転速度及び加減速時間と、通常時の回転速度及び加減速時間とを設定できる。
表示部品３１１は、現時点からどれだけ各スロットのウエハホルダ２４を回転させるかを設定するために相対移動量を角度で設定する。
なお、公転用回転駆動部２２のモータの回転速度に合わせて自転用回転駆動部２７のモータの回転速度を自動で制御する等様々な設定が可能である。
これによれば、メンテナンス時の第１パラメータの設定画面を使用して、スロット１～６のウエハホルダ２４のそれぞれの動作条件を変えて、例えば６つの異なる条件でウエハホルダ２４に別々の動作をさせることができ、一度に６種類の評価実験ができる。成膜装置１の開発時だけでなく、成膜装置１の立ち上げ時にも使用できる。
以上に説明したように、本実施形態の成膜装置の制御装置及び制御方法によれば、回転テーブルに載置された基板を自公転させながら成膜させる際のパラメータの設定を容易にできる。また、成膜装置の制御方法は、例えばガスの流量が多い等のプロセスにおいてウエハホルダ２４からのウエハＷの飛び出し防止のために、所定のタイミングでウエハホルダ２４の回転を止めるなどの制御が可能となる。
今回開示された実施形態に係る成膜装置の制御装置及び制御方法は、すべての点において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。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
１ 成膜装置
２ 回転テーブル
１１ 真空容器
２１ 中心軸
２２ 公転用回転駆動部
２４ ウエハホルダ
２６ 回転軸
２７ 自転用回転駆動部
１００ 制御装置
１０３ 表示制御部
１０４ タッチ操作受付部
１０５ プロセス実行部

Claims (6)

  1. 真空容器内に配置され、テーブル面の中心部から鉛直に伸びる第１中心軸周りに回転させ、これにより前記テーブル面の一部に設けられた載置面の上の基板を公転させるように構成された回転テーブルと、
    前記載置面の中心部から鉛直に伸びる第２中心軸周りに回転させ、これにより前記載置面の上の基板を自転させるように構成された載置部と、
    前記真空容器内にガスを供給するガス供給部と、を有する成膜装置の制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記基板の自転を制御する第１パラメータを設定する設定画面を表示させる表示制御部と、
    設定された前記第１パラメータに基づき前記基板の自転を制御しながら前記基板に膜を形成するプロセス実行部と、を有する制御装置。
  2. 前記表示制御部は、前記載置部を回転させるときの回転速度、回転方向、起動速度、加減速時間、回転開始角度及び動作開始時間の少なくともいずれかを含む前記第１パラメータの設定画面を表示させる、
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記表示制御部は、基板の種類に応じた前記第１パラメータの設定画面を表示させる、
    請求項１又は２に記載の制御装置。
  4. 前記表示制御部は、前記基板の公転を制御する第２パラメータを設定する設定画面を表示させる、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の制御装置。
  5. 前記ガス供給部は、前記テーブル面の一部におけるガス供給領域に前記ガスを供給し、
    前記制御装置は、
    前記公転により前記ガス供給領域を繰り返し通過する基板に膜を形成するプロセス実行部を有する、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の制御装置。
  6. 真空容器内に配置され、テーブル面の中心部から鉛直に伸びる第１中心軸周りに回転させ、これにより前記テーブル面の一部に設けられた載置面の上の基板を公転させるように構成された回転テーブルと、
    前記載置面の中心部から鉛直に伸びる第２中心軸周りに回転させ、これにより前記載置面の上の基板を自転させるように構成された載置部と、
    前記真空容器内にガスを供給するガス供給部と、を有する成膜装置の制御方法であって、
    前記基板の自転を制御する第１パラメータを設定する設定画面を表示させる工程と、
    設定された前記第１パラメータに基づき前記基板の自転を制御しながら前記基板に膜を形成する工程と、を有する、制御方法。
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