JP6625098B2 - 基板処理システム、半導体装置の製造方法およびプログラム - Google Patents
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Description
複数の基板処理装置と、基板処理装置のそれぞれに設けられ、基板処理装置から第1装置データを送信する第1制御部と、基板処理装置それぞれから第1装置データを受信し、第1装置データに基づいて基板処理装置の優先順位データを生成し、優先順位データを第1制御部に送信する第2制御部と、優先順位データを表示する表示部と、を有する技術が提供される。
以下、本開示の一実施形態を図面に即して説明する。
以下に、本実施形態に係る基板処理システムを説明する。
(1)基板処理システムの構成
一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を、図1、図2、図3、図4を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る基板処理システムの構成例を示すである。図2は本実施形態に係る基板処理装置の概略構成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ガス供給系の概略構成図である。図4は、基板処理装置に設けられたコントローラ260と基板処理システムとの接続関係を示す概略構成図である。
(2)基板処理装置の構成
基板処理装置100は、例えば、基板200に絶縁膜を形成するユニットであり、図2に示されているように、枚葉式基板処理装置として構成されている。ここでは、基板処理装置100a(100)について説明する。他の基板処理装置100b,100c,100dについては同様の構成のため説明を省略する。
処理室201(上部容器202a)の側面側には、処理室201の雰囲気を排気する第1排気部としての第1排気口221が設けられている。第1排気口221には排気管224aが接続されており、排気管224aには、処理室201内を所定の圧力に制御するAPC等の圧力調整器227aと真空ポンプ223が順に直列に接続されている。主に、第1排気口221、排気管224a、圧力調整器227aにより第一の排気系(排気ライン)が構成される。なお、真空ポンプ223も第一の排気系の構成としても良い。また、移載室203の側面側には、移載室203の雰囲気を排気する第2排気口1481が設けられている。また、第2排気口1481には排気管1482が設けられている。排気管1482には、圧力調整器228が設けられ、移載室203内の圧力を所定の圧力に排気可能に構成されている。また、移載室203を介して処理室201内の雰囲気を排気することもできる。また、圧力調整器227aは、圧力データや、弁開度のデータをコントローラ260と送受信可能に構成される。また、真空ポンプ223は、ポンプのON/OFFデータや負荷データ等をコントローラ260に送信可能に構成される。
処理室201の上部に設けられるシャワーヘッド234の上面(天井壁)には、蓋231が設けられている。蓋231には処理室201内に各種ガスを供給するためのガス導入口241が設けられている。ガス供給部であるガス導入口241に接続される各ガス供給ユニットの構成については後述する。
ガス分散ユニットとしてのシャワーヘッド234は、バッファ室232、分散板244aを有する。なお、分散板244aは、第1活性化部としての第1電極244bとして構成されていても良い。分散板244aには、ガスを基板200に分散供給する孔234aが複数設けられている。シャワーヘッド234は、ガス導入口241と処理室201との間に設けられている。ガス導入口241から導入されるガスは、シャワーヘッド234のバッファ室232(分散部とも呼ぶ。)に供給され、孔234aを介して処理室201に供給される。
活性化部としての第1電極244bが設けられている場合の構成について説明する。活性化部としての第1電極244bには、整合器251と高周波電源部252が接続され、電磁波(高周波電力やマイクロ波)が供給可能に構成されている。これにより、処理室201内に供給されたガスを活性化させることができる。また、第1電極244bは、容量結合型のプラズマを生成可能に構成される。具体的には、第1電極244bは、導電性の板状に形成され、上部容器202aに支持されるように構成される。活性化部は、少なくとも第1電極244b、整合器251、高周波電源部252で構成される。なお、第1電極244bと高周波電源252との間に、インピーダンス計254を設けても良い。インピーダンス計254を設けることによって、測定されたインピーダンスに基づいて、整合器251、高周波電源252をフィードバック制御することができる。また、高周波電源252は、電力データをコントローラ260と送受信可能に構成され、整合器251は、整合データ(進行波データ、反射波データ)をコントローラ260と送受信可能に構成され、インピーダンス計254は、インピーダンスデータをコントローラ260と送受信可能に構成される。
ガス導入口241には、共通ガス供給管242が接続されている。共通ガス供給管242は、管の内部で連通しており、共通ガス供給管242から供給されるガスは、ガス導入口241を介してシャワーヘッド234内に供給される。
第1ガス供給管113aには、上流方向から順に、第1ガス供給源113、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)115、及び開閉弁であるバルブ116が設けられている。
第2ガス供給管123aには、上流方向から順に、第2ガス供給源123、MFC125、バルブ126が設けられている。
第3ガス供給管133aには、上流方向から順に、第3ガス供給源133、MFC135、バルブ136が設けられている。
図1,図2,図3に示すように基板処理装置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260を有している。
次に、半導体装置(半導体デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に絶縁膜を成膜し、その結果を用いて、各基板処理装置の設定を更新する工程例について、上述の基板処理システム1000の処理フロー、各データのテーブル例について図5、図6、図7、図8を参照して説明する。なお、ここで絶縁膜としては、例えば窒化膜としてのシリコン窒化(SiN)膜が成膜される。また、この製造工程の一工程は、上述の基板処理システム1000、基板処理装置100で行われる。なお、以下の説明において、各部の動作はコントローラ260により制御される。
基板処理に際しては、先ず、コントローラ260において各基板処理装置100で行われるプロセスレシピが設定される。例えば、記憶装置263に記録されたデータをRAM262に読み込み、I/Oポートを介して、各部に設定値が設定される。なお、プロセスレシピの設定は、ネットワーク268を介して接続された第2制御部274や上位装置500からプロセスレシピが送信されることによって設定されても良い。各部の動作の設定後、製造工程S301が行われる。
製造工程S301では、プロセスレシピに応じて、第一ガス供給部を制御して第一ガスを処理室201に供給すると共に、排気系を制御して処理室201を排気し、基板200を処理する。なお、ここでは第二ガス供給部を制御して、第二ガスを第一ガスと同時に処理空間に存在させてCVD処理を行ったり、第一ガスと第二ガスとを交互に供給してサイクリック処理を行ったりしても良い。また、第二ガスをプラズマ状態として処理する場合は、第1電極244bに高周波電力を供給することで、処理室201内にプラズマを生成しても良い。また、RPU180bを使用して第二ガスを活性化させる方法を用いても良い。
各部のデータ(装置データ)は、信号線を介してコントローラ260に送信される。コントローラ260はデータ受信部としてのI/Oポート264で各部のデータを受信し、RAM262と記憶装置263のいずれかまたは両方に記録する。ここで受信したデータは、CPU261で第1装置データに変換演算される。CPU261で生成された第1装置データは、RAM262と記憶装置263のいずれか又は両方に記録される。具体的には、例えば、図6のテーブルに示すデータである。各部のデータ(測定値)を、各部の測定値テーブルX1〜X6に格納する。格納された測定値と、基準値(B)との離れ具合によって点数データを生成し、第1装置データA1のテーブル(a1〜a6)に点数データを格納する。また、各点数データの合計値を総合評価テーブルαaに格納する。なお、ここでは、a1〜a6のデータとして、温度,ガス流量,処理室圧力,高周波電力,進行波電力,反射波電力を示しているが、これに限る物では無く、他の測定値を追加しても良いし、必要な測定値のみ選択して第1装置データを生成する様に構成しても良い。例えば、測定値4,測定値5,測定値6として、圧力調整器227の開度データ、気化器180の気化量データ、基板載置台212の位置データ、ポンプの負荷データ、を用いる様に構成しても良い。また、プラズマを使用しない処理の場合は、図6に示すデータ構成の内、測定値1,測定値2,測定値3のデータだけでも良いし、上述の様に測定値4,測定値5,測定値6を入れ替えても良い。なお、ここでの点数化は、ベースポイントBから測定値がプラス方向に遠ざかっているか、マイナス方向に遠ざかっているか、任意単位で評価される。例えば、FDCで装置の健全性を確認する過程で用いられる演算式を基に、第1装置データA1が出力される。
この様に生成された第1装置データは、送受信部285からネットワーク268を介して第2制御部274に送信される。なお、このとき、ネットワーク268を介して、上位装置500に第1装置データを送信する様に構成しても良い。ここで、第2制御部274は、第2制御部274に設けられた第1記憶部276に、基板処理装置100のそれぞれのコントローラ260から送信された複数の第1装置データを格納する。具体的には、第1記憶部276は、図7に示す様なデータテーブルを有し、第1装置データA1,第1装置データB1,第1装置データC1,・・・,第1装置データN1と記録される。ここでは、基板処理装置100a、100b、100cに対応する第1装置データA1、B1、C1と、N番目の基板処理装置100n(不図示)の第1装置データN1が入力されている例を示す。この様に、各第1装置データ(A1,B1,C1,・・・,N1)は各基板処理装置のアルファベット(a,b,c,・・・,n)に対応するデータ格納場所(a1〜a6,b1〜b6,c1〜c6,・・・・,n1〜n6)にそれぞれ入力される。総合評価のデータは、αa,αb,αc,・・・,αnにそれぞれ入力される。
第2制御部274の第1記憶部276に各データが格納された後、第1演算部275でデータの演算が行われる。歩留まり順位テーブルにデータが入力されている場合には、優先順位データテーブルγa〜γnに、歩留まり順位に対応して優先順位データが格納される。また、歩留まり順位テーブルにデータが格納されていない場合には、各第1装置データの総合評価データαa〜αnに格納されたデータを比較して、任意のルールに従って、優先順位データテーブルγa〜γnに優先順位データが格納される。ここでは、総合評価のデータの値が大きいものから順に、優先順位データを格納する例を示している。なお、上位装置データテーブルにデータが格納されている場合には、各第1装置データと上位装置データとを比較して、最も差異が小さい第1装置データから順に優先順位データが格納される様に構成しても良い。
第2制御部274で生成された優先順位データは、各基板処理装置100のコントローラ260,上位装置500,後述の搬送ロボット4000,等の一つ以上に構成に送信される。コントローラ260においては、送信された優先順位データは、RAM262と記憶装置263のいずれかまたは両方に記録される。
各基板処理装置100に設けられたコントローラ260は、受信した優先順位データを表示画面270に表示させる。
コントローラ260は、パラメータ変更データを受信しているかチェックを行い、Y/N判定を行う。コントローラ260が、パラメータ変更データを受信している場合は、Y判定とする。Y判定の場合は、パラメータ変更工程S308を行わせる。他方の、コントローラ260がパラメータ変更データを受信していない場合は、N判定として、搬送設定変更工程S309を実行させる。
パラメータ変更工程S308では、表示画面270に、パラメータ変更が必要な旨を表示させる。例えば図9に示す様なパラメータ変更メッセージ270aを表示させる。パラメータ変更メッセージ270aは、少なくともOKボタン270bを有する。OKボタン270bが押下された場合には、図10に示す様に、パラメータ変更画面270dを表示させる。パラメータ変更画面270dでは、図8でパラメータ変更が要と判定されたパラメータについて、データ入力可能に表示し、パラメータ変更が否と判定されたパラメータについて、データ入力不可に表示される。この様に、変更が必要なパラメータを表示させることで、基板処理装置100毎の性能を均一化させるメンテナンス時間を低減することができる。すなわち、メンテナンス時間による半導体デバイスの製造スループットを向上させることができる。
搬送設定変更工程S309では、第2制御部274が、優先順位データを基に、各基板処理装置100の使用優先順位(搬送順)を設定する搬送データを生成する。搬送データは、上位装置500、基板200や後述のポッド2001を搬送する搬送ロボット4000を制御する搬送コントローラ4001、等の少なくとも一つ以上に送信される。例えば、図12に示す様に、優先順位データの受信する前(データ受信回数が0回)では、第1基板処理装置100a、第2基板処理装置100b,第3基板処理装置100c、第4基板処理装置100dの順に搬送している状態で、優先順位データを受信した後には、基板の搬送順番を第2基板処理装置100b、第1基板処理装置100a、第3基板処理装置100c、第4基板処理装置100dと変更する。この様に優先順位データを受信する度に搬送順位を入れ替える。この様に構成することで、所望の特性の基板処理を継続させることが可能となる。なお、ここでは、搬送設定変更工程S309は、設定チェック工程S307の後に行う例を示したがこれに限るものでは無く、優先順位データが生成された後に行われるように構成しても良い。
クラスタ型基板処理装置2000の手前には、IOステージ(ロードポート)2100が設置されている。IOステージ2100上には複数のポッド2001が搭載されている。ポッド2001は基板200を搬送するキャリアとして用いられ、ポッド2001内には、未処理の基板200や処理済の基板200がそれぞれ水平姿勢で複数格納されるように構成されている。
ロードロック室2300は大気搬送室2200に隣接する。L/L室1300内の圧力は、大気搬送室2200の圧力と真空搬送室2400の圧力に合わせて変動するため、負圧に耐え得る構造に構成されている。
クラスタ型基板処理装置2000は、負圧下で基板200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:TM)2400を備えている。TM2400を構成する筐体2410は平面視が五角形に形成され、五角形の各辺には、L/L室2300及び基板200を処理する基板処理装置100が連結されている。TM2400の略中央部には、負圧下で基板200を移載(搬送)する第2搬送ロボットとしての真空搬送ロボット2700が設置されている。なお、ここでは、真空搬送室2400を五角形の例を示すが、四角形や六角形などの多角形であっても良い。
200 ウエハ(基板)
201 処理室
202 処理容器
212 基板載置台
213 ヒータ
221 第1排気口
234 シャワーヘッド
244a 分散板
244b 第1電極
260 コントローラ
Claims (15)
- 複数の基板処理装置と、
前記基板処理装置のそれぞれに設けられ、前記基板処理装置から前記基板処理装置が有する第1装置データを送信する第1制御部と、
前記基板処理装置それぞれから前記第1装置データを受信し、前記複数の基板処理装置のそれぞれの前記第1装置データを比較し所定のルールに従って、前記複数の基板処理装置それぞれの使用優先順位を示す優先順位データを生成し、前記優先順位データを前記第1制御部に送信し、前記優先順位データの内、下位データに対応する前記第1装置データと、上位データに対応する前記第1装置データと、記録された第2装置データとのいずれかまたは両方と、に基づいて、前記下位データに対応する前記基板処理装置のパラメータ変更データ生成し、前記パラメータ変更データを前記第1制御部に送信するように構成された第2制御部と、
前記優先順位データを表示する表示部と、
を有する基板処理システム。
- 前記第1制御部は、前記パラメータ変更データと前記基板処理装置のユーザーレベルに基づいて、前記基板処理装置のパラメータの内、変更可能なパラメータを前記表示部に表示させるように構成される請求項1に記載の基板処理システム。
- 前記第2制御部は、前記優先順位データに基づいて、複数の前記基板処理装置の使用優先順位を設定し、前記使用優先順位に基づいて前記基板を前記基板処理装置に搬送させる様に搬送データを送信させる様に構成される請求項1又は2に記載の基板処理システム。
- 前記第2制御部は、前記優先順位データを複数回生成した後に、処理回数が所定回数に達していない前記基板処理装置の第1制御部に、処理継続要否データを送信するように構成される請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板処理システム。
- 前記パラメータは、複数の処理室のいずれかのパラメータであって、前記パラメータは、少なくとも、温度、ガス流量、処理室圧力のいずれかを含む請求項1又は2に記載の基板処理システム。
- 前記パラメータは、さらに、高周波電力、反射電力のいずれかを含む請求項5に記載の基板処理システム。
- 前記第2制御部は、前記優先順位データを複数回生成した後に、処理回数が所定回数以上である前記基板処理装置の第1制御部に、少なくとも1つのパラメータ変更又は、処理停止とメンテナンスのいずれか又は両方を含む処理継続要否データを示す信号を送信する様に構成される請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板処理システム。
- 基板処理装置を複数有し、前記基板処理装置のそれぞれで基板を処理する工程と、
前記基板処理装置のそれぞれに設けられた第1制御部が、前記基板処理装置が有する第1装置データを第2制御部に送信する工程と、
前記第2制御部が前記複数の基板処理装置のそれぞれの前記第1装置データを比較し所定のルールに従って、前記複数の基板処理装置それぞれの使用優先順位を示す優先順位データを生成し、前記優先順位データを前記第1制御部に送信する工程と、
前記第1制御部は、前記優先順位データを前記基板処理装置に設けられた表示部に表示させる工程と、
前記優先順位データの内、下位データに対応する前記第1装置データと、上位データに対応する前記第1装置データと前記第2制御部に記録された第2装置データとのいずれかまたは両方と、に基づいて、前記下位データに対応する前記基板処理装置のパラメータ変更データ生成し、前記パラメータ変更データを前記第1制御部に送信する工程と、
前記第1制御部が、前記パラメータ変更データを基に、前記表示部に、パラメータ変更メッセージを表示させる工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
- 前記第1制御部が、前記パラメータ変更データと前記基板処理装置のユーザーレベルに基づいて、前記基板処理装置のパラメータの内、変更可能なパラメータを前記表示部に表示させる工程と、
を有する請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2制御部が、前記優先順位データに基づいて、複数の前記基板処理装置の使用優先順位を設定し、前記使用優先順位に基づいて前記基板を複数の前記基板処理装置に搬送させる搬送データを送信させる工程と、
を有する請求項8又は9に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第2制御部が、前記優先順位データを複数回生成した後に、処理回数が所定回数に達していない基板処理装置の第1制御部に、処理継続要否データを送信する工程と、
を有する請求項8乃至10のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
- 基板処理装置を複数有し、前記基板処理装置のそれぞれで基板を処理させる手順と、
前記基板処理装置のそれぞれに設けられた第1制御部が、前記基板処理装置が有する第1装置データを第2制御部に送信させる手順と、
前記第2制御部が前記複数の基板処理装置のそれぞれの前記第1装置データを比較し所定のルールに従って、前記複数の基板処理装置それぞれの使用優先順位を示す優先順位データを生成し、前記優先順位データを前記第1制御部に送信させる手順と、
前記第1制御部は、前記優先順位データを前記基板処理装置に設けられた表示部に表示させる手順と、
前記優先順位データの内、下位データに対応する前記第1装置データと、上位データに対応する前記第1装置データと前記第2制御部に記録された第2装置データとのいずれかまたは両方と、に基づいて、前記下位データに対応する前記基板処理装置のパラメータ変更データ生成し、前記パラメータ変更データを前記第1制御部に送信させる手順と、
前記第1制御部が、前記パラメータ変更データを基に、前記表示部に、パラメータ変更メッセージを表示させる手順と、
をコンピュータが基板処理システムに実行させるプログラム。
- 前記第1制御部が、前記パラメータ変更データと前記基板処理装置のユーザーレベルに基づいて、前記基板処理装置のパラメータの内、変更可能なパラメータを前記表示部に表示させる手順と、
を有する請求項12に記載のプログラム。
- 前記第2制御部が、前記優先順位データに基づいて、複数の前記基板処理装置の使用優先順位を設定し、前記使用優先順位に基づいて前記基板を複数の前記基板処理装置に搬送させる搬送データを送信させる手順と、
を有する請求項12又は13に記載のプログラム。
- 前記第2制御部が、前記優先順位データを複数回生成した後に、処理回数が所定回数に達していない基板処理装置の第1制御部に、処理継続要否データを送信させる手順と、
を有する請求項12乃至14のいずれか1項に記載のプログラム。
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