KR101208295B1 - 반도체 제조 장치, 당해 반도체 제조 장치에 있어서의 이상을 검출하는 방법, 및 당해 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 기억 매체 - Google Patents

Abstract

반도체 제조 장치의 이상을 검출하기 위해, 반도체 제조 장치의 상태를 나타내는 복수의 장치 상태 변수로부터 선택된 2개의 감시 대상 변수를 각각 제1 축 및 제2 축으로 할당된 2축 좌표계가 준비된다. 감시 대상 변수로서, 예를 들면 성막 장치에 있어서 실시된 과거의 성막 처리의 누적 막 두께와, 반응 용기 내 압력을 제어하기 위해 진공 배기로에 마련된 압력 조정 밸브의 개방도가 선택된다. 과거에 반도체 제조 장치가 정상적으로 가동하고 있는 경우에 취득된 감시 대상 변수의 값이 2축 좌표계 위에 플롯된다. 플롯군의 주위에 정상 상태와 이상 상태의 경계가 설정된다. 반도체 제조 장치의 현재의 운전 시에 취득된 감시 대상 변수의 값이 2축 좌표계 위에 플롯되어, 이 플롯과 상기 경계와의 위치 관계를 기초로 하여, 이상 발생의 유무, 및 이상의 종류가 특정된다.

반도체 제조 장치, 2축 좌표계, 감시 대상 변수, 성막 장치, 압력 조정 밸브

Description

반도체 제조 장치, 당해 반도체 제조 장치에 있어서의 이상을 검출하는 방법, 및 당해 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 기억 매체 {SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS, METHOD FOR DETECTING ABNORMALITY IN SUCH SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS, AND RECORDING MEDIUM WHEREIN COMPUTER PROGRAM FOR EXECUTING SUCH METHOD IS RECORDED}

본 발명은 반도체 제조 장치, 당해 반도체 제조 장치의 구성 부품(예를 들어 열처리 장치의 압력 조정용 밸브 혹은 히터)의 이상 검출, 이상 원인의 특정 혹은 이상 예측을 행하는 방법, 및 당해 방법을 실시하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 기억 매체에 관한 것이다.

반도체 집적 회로 등의 반도체 장치를 제조하는 반도체 제조 장치로서는 예를 들어 반도체 웨이퍼에 성막을 행하는 열처리 장치, 플라즈마 에칭 장치, 레지스트 도포나 현상을 행하는 액 처리 장치 등이 있다. 최근 패턴의 선 폭의 미세화, 박막화에 따라, 장치에 발생한 근소한 이상에 의해 수율이 크게 좌우되어 오고 있다. 이로 인해 장치의 이상을 정확하게 혹은 빠르게 검출할 필요가 있다.

반도체 제조 장치의 이상의 예로서 배치식의 열처리 장치를 예로 들어 이하 에 설명한다. 종형의 감압 CVD(chemical vapor deposition) 장치에서는, 기판을 선반 모양으로 유지하는 유지구를 반응관 내에 로드하고, 처리 가스를 반응관 내에 공급하면서 배기관을 통해서 진공 배기를 행하고, 반응관 주위의 히터에 의해 반응관 내를 균일 가열하여, 성막 처리가 행해진다. 반응관의 기밀성이 나빠지면, 반응관 내로 외기가 인입하므로, 예정된 압력 제어를 할 수 없게 되어 성막 처리에 악영향이 생긴다. 이로 인해, 빠르게 그 이상을 검출해서 보수를 행할 필요가 있다. 기밀성이 나빠지는 요인으로서, 반응관 내의 덮개에 마련된 수지 시일 부재의 열화, 혹은 덮개를 관통하는 회전축의 축 부분의 시일 기구의 문제점 등이 고려된다.

반응관 내의 압력 제어는, 배기관에 마련된 압력 조정 밸브 예를 들어 나비 밸브의 개방도를 조정함으로써 행해진다. 반응관 내의 기밀성이 나빠지면 반응관 내로 외기가 들어간 만큼만 배기해야만 하므로, 압력 조정 밸브의 개방도가 커져 버린다. 압력 조정 밸브의 개방도를 컴퓨터에 의해 감시하여, 그 개방도가 임계치를 초과했을 때에, 반응관의 기밀성 저하(장치의 이상)가 발생하였다고 판단하고 있다.

그러나 성막 처리에 의해 배기관의 내벽면에도 반응 생성물이 부착되므로, 배기관의 컨덕턴스가 작아져, 같은 압력을 얻는데도 압력 조정 밸브의 개방도가 커진다. 따라서 누적 막 두께가 커진 경우도, 컴퓨터는 상기 개방도가 임계치를 넘으므로 장치의 이상이라 판단해 버린다. 이러한 오판단을 피하기 위해 개방도의 임계치를 조금 크게 설정하면, 반응관의 기밀성에 관한 이상을 간과한다고 하는 문 제가 있다. 또한, 누적 막 두께가 꽤 커지면, 배기관의 컨덕턴스가 지나치게 작아져서 소정의 진공도까지 완전히 낮출 수 없게 되므로, 클리닝이 필요해진다. 이 클리닝을 재촉하는 통지가, 밸브 개방도가 소정의 임계치를 초과했을 때에 행해진다. 그러나 전술한 바와 같이 반응관의 기밀성 이상인 경우에도, 밸브 개방도가 클리닝의 판단 기준의 임계치를 초과해 버린다고 하는 문제가 있다.

이러한 이상 검출의 문제점은, 다른 부분에 있어서도 발생할 수 있다. 반응관 주위에 배치된 저항 발열체로 이루어지는 히터는, 미리 정해진 사용 시간 경과 후에 변환하도록 하고 있었다. 그러나 미리 정해진 사용 시간이 도래하기 전에 히터에 불량이 발생한 경우에는, 열처리를 행한 웨이퍼가 불량품이 되어 버린다. 12 인치 사이즈의 웨이퍼는 매우 고가이므로, 경제적 손실은 크다. 또한 배치노의 히터는, 내구성이 크고 또한 오염이 적은 재료로 구성되어 있는데다가 기판 사이즈의 대구경화에 따라 대형화되고 있으므로, 고가이다. 한편, 히터 메이커가 보증하고 있는 사용 시간은, 어느 정도 여유를 두고 정해져 있다. 이로 인해, 실제로는 아직 사용할 수 있는데도 불구하고 교환하는 경우가 많아, 결과적으로 장치의 운전 비용의 증대 중 하나의 요인이 되고 있다.

이와 같이 반도체 제조 장치에 있어서는, 장치 구성 부품의 이상을 확실하게 검출할 수 없고, 또한 아직 사용 가능한 구성 부품을 빠른 시기에 교환 혹은 보수하고 있다고 하는 문제가 있다.

JP2002-352938A는 종형 열처리 장치에 히터의 수명 예측 방법을 개시하고 있다. 그러나 여기에 개시된 방법은, 전력치를 장기간에 걸쳐 감시해서 그 값의 변 화의 경향에 의거하여 이상을 판정하는 것이며, 장치의 이상을 리얼타임 혹은 대략 리얼타임에서 검출할 수 없고, 또한 히터 자체에 이상이 발생하고 있는 것인지 다른 부품에 이상이 발생하고 있는 것인지를 정확하게 판단할 수는 없다.

본 발명은 이러한 사정 하에 이루어진 것으로, 그 목적은 반도체 제조 장치의 구성 부품의 이상을 확실하게 검출 혹은 예측하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 이상 검출 혹은 예측을, 이상이 발생하고 있는 구성 부품을 명료하게 특정하면서 행하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이상의 원인 및/또는 이상에의 대처도 아울러 제공하는 데 있다.

매우 개략적으로 설명하면, 본 발명은 반도체 제조 장치의 상태를 나타내는 복수의 장치 상태 변수로부터 선택된 적어도 2개의 변수의 상관 관계를 이용하여, 확실한 이상 검출, 이상 원인의 특정, 혹은 이상 예측을 가능하게 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 반도체 장치를 제조하기 위해 기판에 대하여 처리를 행하는 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 반도체 제조 장치의 상태를 나타내는 복수의 장치 상태 변수로부터 선택된 제1 감시 대상 변수 및 상기 제1 감시 대상 변수와 어떤 상관 관계를 갖고서 변화되는 제2 감시 대상 변수가 제1 축 및 제2 축으로 각각 할당된 2축 좌표계 위에 정상 영역과 이상 영역과의 경계를 정하는 경계 데이터가 기억된 경계 데이터 기억부와, 상기 제1 감시 대상 변수 및 상기 제2 감시 대상 변수의 값을 각각 감시하는 제1 감시 수단 및 제2 감시 수단과, 상기 제1 감시 수단 및 제2 감시 수단에 의해 각각 얻게 된 상기 제1 감시 대상 변수의 값과 상기 제2 감시 대상 변수의 값의 세트인 상기 2축 좌표계 상에 있어서의 위치가 상기 정상 영역 및 상기 이상 영역 중 어디에 포함되어 있는지를 판단하는 판단 수단과, 상기 판단 수단에 의해 상기 위치가 상기 이상 영역에 포함되어 있다고 판단되었을 때에, 상기 반도체 제조 장치에 이상이 있는 것을 알리는 이상 경보 수단을 구비한 반도체 제조 장치가 제공된다.

또한, 본 발명은 반도체 제조 장치의 이상을 검출하는 방법에 있어서, 상기 반도체 제조 장치의 상태를 나타내는 복수의 장치 상태 변수로부터 선택된 제1 감시 대상 변수의 값 및 상기 제1 감시 대상 변수와 어떤 상관 관계를 갖고서 변화되는 제2 감시 대상 변수의 값을 취득하는 스텝과, 상기 제1 및 제2 감시 대상 변수가 제1 축 및 제2 축으로 각각 할당된 2축 좌표계 상에 있어서 정상 영역과 이상 영역과의 경계를 정하는 경계 데이터에, 취득한 상기 제1 및 제2 감시 대상 변수의 값을 적용하고, 취득한 상기 제1 및 제2 감시 대상 변수의 값의 상기 2축 좌표계 상에 있어서의 위치가 상기 정상 영역 및 상기 이상 영역 중 어디에 포함되어 있는지를 판단하는 스텝과, 상기 판단 수단에 의해 상기 위치가 상기 이상 영역에 포함되어 있다고 판단되었을 때에, 상기 반도체 제조 장치에 이상이 있는 것을 알리는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 방법을 실시하기 위한 프로그램이 기록된 기억 매체도 제공된다. 상기 반도체 제조 장치에 접속된 컴퓨터가 상기 컴퓨터 프로그램을 실행했을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 반도체 제조 장치를 제어해서 상기 방법을 실시한다.

또한 본 발명은, 반도체 장치를 제조하기 위해 기판에 대하여 처리를 행하는 반도체 제조 장치에 있어서, 상기 반도체 제조 장치의 상태를 나타내는 복수의 장치 상태 변수로부터 선택된 복수의 감시 대상 변수를 각각 감시하는 복수의 감시 수단과, 상기 복수의 감시 대상 변수 중 적어도 1개의 값에 의거하여 상기 반도체 제조 장치의 이상을 검출하는 이상 검출 수단과, 복수의 이상 판별 데이터를 기억하는 이상 판별 데이터 기억부이며, 상기 각 이상 판별 데이터는 상기 반도체 제조 장치에 어떤 이상이 발생한 경우에 나타나는 상기 복수의 감시 대상 변수 중 적어도 2개의 값의 조합으로 이루어지는 이상 데이터를, 그 이상 데이터에 대응하는 이상의 원인을 대응시킨 것인, 이상 판별 데이터 기억부와, 상기 이상 검출 수단에 의해 상기 반도체 제조 장치의 이상이 검출되었을 때에, 상기 복수의 감시 변수로부터 선택된 그 이상에 관련된 적어도 2개의 감시 대상 변수의 감시된 값의 조합으로 이루어지는 이상 데이터를 작성하는 이상 데이터 작성 수단과, 상기 이상 데이터 작성 수단에 의해 작성된 이상 데이터와 일치 혹은 소정의 유사 정도 이상으로 유사한 이상 데이터를, 상기 이상 판별 데이터 기억부에 기억되어 있는 이상 판별 데이터 중에서 검색하여, 그러한 일치 혹은 유사한 이상 데이터가 존재할 때에는 그 이상 판별 데이터를 판독하고, 이에 따라 이상의 원인을 특정하는 것을 가능하게 하는 검색 수단을 구비한 반도체 제조 장치를 제공한다.

게다가 또한, 본 발명은 반도체 제조 장치의 이상을 검출하는 동시에 당해 이상의 원인을 특정하는 방법에 있어서, 상기 반도체 제조 장치의 상태를 나타내는 복수의 장치 상태 변수로부터 선택된 적어도 1개의 감시 대상 변수의 감시된 값에 의거하여 상기 반도체 제조 장치의 이상을 검출하는 스텝과, 상기 반도체 제조 장치의 이상이 검출되었을 때에, 그 이상에 관련된 적어도 2개의 감시 대상 변수의 감시된 값의 조합으로 이루어지는 이상 데이터를 작성하는 스텝과, 작성된 이상 데이터와 일치 혹은 소정의 유사 정도 이상으로 유사한 이상 데이터를, 이상 판별 데이터 기억부에 기억되어 있는 복수의 이상 판별 데이터로부터 검색하는 스텝이며, 여기에서 상기 각 이상 판별 데이터는 상기 반도체 제조 장치에 어떤 이상이 발생한 경우에 나타나는 상기 복수의 감시 대상 변수 중 적어도 2개의 값의 조합으로 이루어지는 이상 데이터를, 그 이상 데이터에 대응하는 이상의 원인을 대응시킨 것인, 이상 데이터의 검색 스텝과, 일치 혹은 소정의 유사 정도 이상으로 유사한 상기 이상 데이터를 포함하는 이상 판별 데이터가 존재했을 때에, 그 이상 판별 데이터에 포함되는 이상의 원인을 판독하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 방법을 실시하기 위한 프로그램이 기록된 기억 매체도 제공된다. 상기 반도체 제조 장치에 접속된 컴퓨터가 상기 컴퓨터 프로그램을 실행했을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 반도체 제조 장치를 제어해서 상기 방법을 실시한다.

또한, 본 발명은 반응 용기와, 상기 반응 용기에 접속된 진공 배기로와, 상기 진공 배기로에 마련되어 그 개방도를 조절함으로써 상기 반응 용기 내의 압력을 제어하는 압력 조정 밸브를 구비하고, 감압 분위기가 된 상기 반응 용기 내에서 기판에 성막 처리를 실시하는 성막 장치에 있어서, 상기 압력 조정 밸브의 개방도를 검출하는 개방도 검출부와, 금회의 성막 처리의 목표 막 두께와, 상기 반도체 제조 장치에 의해 실시된 과거의 성막 처리에 의해 성막된 박막의 누적 막 두께에 의거하여 금회의 성막 처리의 종료 시의 누적 막 두께를 구하는 누적 막 두께 관리부와, 과거에 실시된 성막 처리에 있어서의 누적 막 두께의 값과, 당해 누적 막 두께에 대응하는 상기 압력 조정 밸브의 개방도의 값이 항목으로서 포함되는 과거의 처리 데이터를 기억하는 처리 데이터 기억부와, 상기 처리 데이터 기억부에 기억되어 있는 과거의 처리 데이터와, 구해진 금회의 성막 처리의 종료 시의 누적 막 두께의 값에 의거하여 금회의 성막 처리에 있어서의 상기 압력 조정 밸브의 개방도를 예측하는 동시에, 예측된 상기 압력 조정 밸브의 개방도가 소정의 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 판단 수단을 구비한 성막 장치를 제공한다.

또한 본 발명은, 반도체 제조 장치의 이상을 예측하는 방법에 있어서, 금회의 성막 처리의 목표 막 두께와, 상기 반도체 제조 장치에 의해 실시된 과거의 성막 처리에 의해 성막된 박막의 누적 막 두께에 의거하여 금회의 성막 처리의 종료 시의 누적 막 두께를 구하는 스텝과, 과거에 실시된 성막 처리에 있어서의 누적 막 두께의 값과 당해 누적 막 두께에 대응하는 상기 압력 조정 밸브의 개방도의 값이 항목으로서 포함되는 과거의 처리 데이터에 의거하여 금회의 성막 처리의 종료 시의 누적 막 두께에 대응하는 상기 압력 조정 밸브의 개방도를 예측하는 스텝과, 그 예측치가 임계치를 초과하고 있는지 여부를 판단하는 스텝을 구비한 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 또한, 상기 방법을 실시하기 위한 프로그램이 기록된 기억 매체도 제공된다. 상기 반도체 제조 장치에 접속된 컴퓨터가 상기 컴퓨터 프로그램을 실행하였을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 반도체 제조 장치를 제어해서 상기 방법을 실시한다.

본 발명의 유리한 실시 양태는 종속 청구항의 기재, 및 이하에 첨부된 도면을 참조하여 이루어지는 적합한 실시 형태의 설명에 의해 명백하다.

도1은 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 부분 단면도.

도2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 제어부의 구성을 도시하는 블록도.

도3은 상관 데이터 및 경계 데이터의 일례를 나타내는 그래프.

도4는 경계 데이터의 작성 시의 표시부의 표시 내용을 나타내는 도면.

도5는 상관 데이터 및 경계 데이터의 다른 예를 나타내는 그래프.

도6은 상관 데이터 및 경계 데이터의 다른 예를 나타내는 그래프.

도7은 웨이퍼 보트에의 웨이퍼의 탑재 상황을 배치 사이즈마다 나타내는 도면.

도8은 성막 처리 횟수와 밸브 각도와의 관계를 배치 사이즈마다 나타내는 그래프.

도9는 누적 막 두께와 밸브 각도와의 관계를 배치 사이즈마다 나타내는 그래프.

도10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 제어부의 구성을 도시하는 블록도.

도11은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 제어부의 구성을 도시하는 블록도.

도12는 이상 판별 데이터를 설명하는 도면.

도13은 이상의 원인 규명의 수순을 설명하는 흐름도.

도14는 이상의 원인 규명의 수순을 설명하는 도면.

도15는 이상 검출 방법의 일례에 대하여 설명하는 그래프.

도16은 이상 데이터와 이상 판별 데이터의 대조에 대해서 설명하는 도면.

도17은 이상 데이터의 작성 시의 표시부의 표시 내용을 나타내는 도면.

도18은 새로운 이상 판별 데이터를 등록할 때의 표시부의 표시 내용을 나타내는 도면.

도19는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 제어부의 구성을 도시하는 블록도.

도20은 밸브 각도의 예측에 관련된 일련의 처리 수순을 설명하는 흐름도.

도21은 밸브 각도의 예측 방법에 대하여 설명하는 그래프.

도22는 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 제어부의 구성을 도시하는 블록도.

도23은 밸브 각도의 다른 예측 방법에 대하여 설명하는 그래프.

도24는 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 제어부의 구성을 도시하는 블록도.

도25는 새로운 이상 판별 데이터를 등록할 때의 표시부의 표시 내용의 다른 예를 도시하는 도면.

이하에 첨부된 도면에 나타낸 적합한 실시 형태에 의거하여 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다.

[제1 실시 형태]

우선, 본 발명에 따른 반도체 제조 장치의 전체 구성을, 배치식의 열처리 장치인 종형 감압 CVD 장치(성막 장치)를 예로 들어 설명한다. 도1에 있어서 부호 1 은 석영제의 원통형 종형 반응 용기이다. 이 반응 용기(1)의 하단부는 노 입구로서 개구되어 있다. 반응 용기(1)의 하단부 개구부(11)의 주위에, 플랜지(12)가 형성되어 있다. 반응 용기(1)의 하방에는, 플랜지(12)의 하면에 맞닿아서 개구부(11)를 기밀하게 폐색하는 석영제의 덮개 부재(13)가 설치되어 있다. 덮개 부재(13)는, 도시하지 않은 보트 엘리베이터(승강 기구)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하다. 덮개(13)의 중앙부에는 회전축(14)이 관통하고 있다. 회전축(14)의 상단부에는 웨이퍼 보트(2)(기판 유지구)가 탑재되어 있다. 웨이퍼 보트(2)는 보트 엘리베이터에 의해, 반응 용기(1)의 내부와, 반응 용기(1)의 하방의 로딩 영역(웨이퍼 반출입 장소) 사이에서 승강 가능하다.

웨이퍼 보트(2)는, 3개 이상 예를 들어 4개의 지지 기둥(21)을 구비하고 있다. 각 지지 기둥(21)에는, 복수의 홈(슬롯)이 형성되어 있고, 이에 따라 웨이퍼 보트(2)는 복수 매 예를 들어 100매의 웨이퍼(W)(피처리 기판)를 선반 모양으로 유지할 수 있도록 되어 있다. 성막 처리가 실행될 때는, 웨이퍼 보트(2)의 상하 양단부 즉 더미 영역(도7을 참조)에 각각 더미 웨이퍼가 유지되고, 양 더미 영역 사이의 중앙 영역에 제품 웨이퍼가 유지된다. 회전축(14)의 하부에는,이 회전축(14) 및 그것에 접속된 웨이퍼 보트(2)를 회전시키는 모터(M)가 접속되어 있다. 덮개(13) 위에는 회전축(21)을 둘러싸고 보온 유닛(15)이 설치되어 있다.

반응 용기(1)의 플랜지(12)에는, 반응 용기(1) 내의 웨이퍼(W)에 가스를 공급하기 위한 L자형의 인젝터(16)(가스 공급부)가 삽입되어 있다. 인젝터(16)의 기단부 측에는, 가스 공급로를 거쳐서 성막 가스 공급원 및 가스 유량 조정기 등의 디바이스가 접속되어 있다.

반응 용기(1)의 상부에는, 반응 용기(1) 내를 배기하기 위한 배기 포트(22)가 형성되어 있다. 배기 포트(22)에는 배기관(23)(진공 배기로)의 일단부가 접속되어 있다. 배기관(23)의 타단부에는 진공 펌프(VP)(24)가 접속되어 있다. 배기관(23)의 배기 포트(22)의 근방에는, 반응 용기(1) 내의 압력을 조정하기 위한 압력 조정 밸브(25)(압력 조정부)가 설치되어 있다. 압력 조정 밸브(25)는 예를 들어 나비 밸브로 이루어진다. 압력 조정 밸브(25)에는, 그 밸브 부재(20)의 개방도를 조정하기 위한 구동부(26)와, 밸브 밸브(20)의 각도를 검출하는 각도 검출부(27)가 설치되어 있다. 배기관(23) 내에는, 압력 검출부(28)가 설치되어 있다. 압력 검출부(28)가 설치되는 배기관(23) 내의 부위의 압력과, 반응 용기(1) 내의 압력은 대응한다. 따라서, 이 압력 검출부(28)에 의해 반응 용기(1) 내의 압력을 감시할 수 있다. 또한, 나비 밸브의 밸브 개방도는 밸브 부재(20)의 각도에 일대일로 대응하고 있으므로, 본 명세서에서는 나비 밸브의 개방도를 나타내는 변수로서 밸브 부재(20)의 각도(이하「밸브 각도」라 칭함)를 이용하고 있다.

도면 중 3은 예를 들어 컴퓨터로 이루어지는 제어부이다. 제어부(3)는 처리 레시피에 의거하여 성막 장치 전체의 동작을 제어하는 기능을 갖는다. 예를 들어 제어부(3)는, 압력 검출부(28)의 압력 검출치에 의거하여 압력 조정 밸브(25)의 구동부(26)를 예를 들어 피드백 제어함으로써, 반응 용기(1) 내의 압력을 처리 레시피에 의해 정해진 소정의 처리 압력과 일치시키는 기능을 갖는다.

반응 용기(1)의 주위에는, 반응 용기(1) 내를 가열하기 위한 저항 발열체로 이루어지는 1개 또는 복수의 히터(17)(가열 수단)를 구비한 가열로(18)가 설치되어 있다. 히터(17)는, 일반적인 합금 등으로 이루어지는 저항 발열체로 구성해도 좋고, 혹은 콘타미네이션을 발생시키지 않고 승강 온 특성이 우수한 카본 와이어로 구성해도 좋다. 도시 예에서는, 반응 용기(1)는 상하 방향으로 복수(3개)의 온도 제어 존으로 분할되어, 각 존에 대응해서 1개의 히터(17)가 설치되어 있다. 각 히터(17)에는, 각각 대응하는 전력 제어부(19)가 제어된 전력을 공급하고, 그 히터(17)의 발열량을 독립하여 제어하고 있다. 반응 용기(1) 밖의 소정 위치, 도시 예에서는 각 히터(17)의 근방 위치에, 예를 들어 열전대으로 이루어지는 온도 검출부(외부 온도 검출부)(10a)가 마련되어 있다. 또한, 반응 용기(1) 내의 소정 위치, 도시 예에서는 보온 유닛(15) 상의 위치에, 예를 들어 열전대으로 이루어지는 온도 검출부(내부 온도 검출부)(10b)가 마련되어 있다. 이들 온도 검출부(10a 및10b)에 의한 외부 온도 및 내부 온도의 검출치는 제어부(3)에 입력되어, 히터(17)의 전력 제어를 위한 지령치의 연산에 이용된다. 이상 설명한 장치의 전체 구성은, 이하에 설명하는 다양한 실시 형태에 있어서 공통이며, 제어부의 구성만이 각 실시 형태에서 다르다.

본 발명의 특징은, 제어부(3)의 구성 및 기능, 특히 제어부(3)에 의해 실현되는 장치의 이상 감시 혹은 이상 예측의 기능에 있다. 이하에 제어부(3)에 대해서 도2를 참조하여 설명한다.

도2에 있어서 반도체 제조 장치 본체(100)는, 도1에 나타낸 성막 장치에 있어서의 제어부(3) 이외의 부분에 상당한다. 바꿔 말하면, 반도체 제조 장치 본 체(100)는, 제어부(3)에 의해 컨트롤되는 부위 전체, 및 제어부(3)에 대하여 검출 신호나 데이터를 보내는 부위가 상당한다. 제어부(3)를 기능 블록도로서 나타내는 도2에 있어서, 부호 30은 버스이며, 이 버스(30)에 통신부, 기억부, 각 프로그램 저장부, CPU 등이 접속되어 있다. 통신부(31)는 반도체 제조 장치 본체(100) 사이에서 통신을 행하는 부위이다. 통신부(31)를 거쳐서, 각도 검출부(27)로부터의 압력 조정 밸브(25)의 각도 및 온도 검출부(10a, 10b)로부터의 각 온도 검출치 등의 장치 데이터가 제어부(3)에 입력된다. 또한, 통신부(31)를 거쳐서, 압력 조정 밸브(25)의 구동부(26) 및 히터(17)의 전력 제어부(19) 등에, 제어부(3)로부터 제어 신호가 송신된다.

장치 데이터 기억부(32)에는, 장치 데이터가 기억된다. 여기서「장치 데이터」란 반도체 제조 장치 본체(100)의 상태를 나타내는 변수의 값이며, 이와 같은 변수에는, 예를 들면 통신부(31)를 거쳐서 입력된 밸브(20)의 각도, 내부 온도 및 외부 온도, 및 히터(17)에의 공급 전력이 포함된다. 장치 데이터 기억부(32)에 기억되는 히터(17)에의 공급 전력으로서는, 제어부(31)로부터 히터(17)로 보내지는 전력 지령치라도 좋고, 히터(17)에의 급전 라인에 마련된 전력계(도시하지 않음)에 의해 검출된 전력 검출치라도 좋다.

입력 조작부(33)는, 제어부(3)에 대한 지시, 예를 들어 후술하는 상관 데이터의 작성이나 경계 데이터의 작성 지시를 입력하는 부위이다. 입력 조작부(33)에는 키보드 및 마우스와, 및 표시부(34) 예를 들어 액정 화면 또는 CRT 화면 등이 표시되는 소프트 스위치가 포함된다. 이상 경보부(이상 경보 수단)(35)는, 반도체 장치에 이상이 발생한 경우 혹은 이상의 발생이 예측되는 경우에 그것을 오퍼레이터에게 알리기 위한 경고등, 경보음 출력부, 화면에의 이상 발생 표시 등을 행하는 프로그램 등을 포함한다.

누적 막 두께 관리부(36)는, 과거에 행해진 성막 처리에 있어서의 목표 막 두께의 합계치를, 과거에 행해진 성막 처리의 처리 레시피(도2에서는 처리 레시피는 생략하고 있음)에 의거하여 계산하고, 기억하는 부위이다. 누적 막 두께 관리부(36)에서 관리하는「누적 막 두께」에는 이하의 2개가 포함된다. 그 중 하나는, 신품인 반응 용기(1)의 사용 개시 시점, 혹은 반응 용기(1) 내를 클리닝해서 벽면의 부착물을 제거한 시점을 기산점으로 하여, 그 후에 행해지는 성막 처리의 목표 막 두께의 합계치이며, 반응 용기(1)의 벽면에 부착되어 있는 부착물의 막 두께에 대응한다. 다른 하나는, 신품의 배기관(23)의 사용 개시 시점, 혹은 배기관(23) 내를 클리닝해서 벽면의 부착물을 제거한 시점을 기산점으로 하여, 그 후에 행해지는 성막 처리의 목표 막 두께의 합계치이다. 이 합계치는, 배기관(23)의 벽면에 부착되어 있는 부착물(반응 생성물)의 막 두께와는 같지는 않지만, 그것과 대략 대응(비례)하고 있으므로, 본 발명을 기초로 하는 장치의 이상 검출 혹은 이상 예측을 행하는 데 있어서, 배기관(23)의 누적 막 두께를 평가하는 지표로서 목표 막 두께의 합계치를 이용하는 것이 가능하다.

프로그램 저장부(4)는, 상관 데이터 작성 프로그램(41)과, 경계 데이터 작성 프로그램(42)과, 판단 프로그램(판단 수단)(43)(「이상 검출 프로그램」이라고도 부름)을 구비하고 있다.

「상관 데이터」란, 전술한 장치 데이터(장치 상태 변수)로부터 선택된 적어도 2개(본 예에서는 2개)의 감시 대상 변수의 관계를 나타내는 데이터이다. 감시 대상 변수는, 그 중 하나가 변화된 경우, 다른 것도 변화되는 관계에 있는 것이 선택된다. 상관 데이터의 작성에 있어서는, 제1 감시 대상 변수가 할당되는 제1 축과, 이 제1 감시 대상 변수에 영향을 주는 제2 감시 대상 변수가 할당되는 제2 축을 갖는 2축 좌표계가 이용되고, 당해 2축 좌표계에, 제1 감시 대상 변수 및 제2 감시 대상 변수의 값의 조합으로 이루어지는 복수의 데이터가 플롯된다.

제1 감시 대상 변수 및 제2 감시 대상 변수의 세트로서는, 예를 들어 이하를 예시할 수 있다.

-[압력 조정 밸브(25)의 밸브 부재(20)의 각도,누적 막 두께]

-[외부 온도, 히터(17)에의 공급 전력]

-[히터(17)에의 공급 전력,누적 막 두께]

-(외부 온도,내부 온도)

또한, 예를 들면 제1 감시 대상 변수 및 제2 감시 대상 변수가 압력 조정 밸브(25)의 밸브 부재(20)의 각도(이하「밸브 각도」라고 칭함) 및 누적 막 두께일 경우, 이들 변수의 감시 수단은 각도 검출부(27) 및 누적 막 두께 관리부(36)이다. 또한, 예를 들면 제1 감시 대상 변수 및 제2 감시 대상 변수가 외부 온도 및 히터(17)에의 공급 전력(이하「히터 전력」이라 칭함)일 경우, 이들 변수의 감시 수단은, 온도 검출부(30a) 및 도시하지 않은 전력계[혹은 제어부(3) 내의 전력 지령치 계산 프로그램)이다. 또한, 이상으로부터 명백한 바와 같이, 감시 대상 변수의 「감시 수단」은, 직접적으로 당해 감시 대상 변수의 값을 측정하는 수단, 및 간접적 또는 연산 처리에 의해 당해 감시 대상 변수의 값을 구하는 수단 중 어느 하나도 포함한다.

감시 대상 변수의 값은, 반도체 제조 장치 본체(100)로부터 통신부(31)를 거쳐서 예를 들어 1초 간격으로 장치 데이터 기억부(32)에 입력된다. 감시 대상 변수가 제어부(3)로부터 반도체 제조 장치 본체(100)로 송신되는 지령치에 대응하는 것일 경우에는, 제어부(3) 내에 있어서의 데이터 전송에 의해, 당해 감시 대상 변수의 값이 장치 데이터 기억부(32)로 보내진다. 이와 같이 하여, 웨이퍼(W)에 성막 처리를 행하고 있는 동안의 감시 대상 변수의 값이 시시각각 장치 데이터 기억부(32)에 기억된다.

또한, 감시 대상 변수의 값의 미가공 데이터(개개의 값)에 의거하여 감시 대상 변수의「평가치」가 작성된다. 「평가치」는, 예를 들면 소정 기간 내에 취득된 감시 대상 변수의 값의 복수의 미가공 데이터의 평균, 예를 들어 이동 평균으로 할 수 있다. 「평가치」의 작성에 있어서, 복수의 미가공 데이터의 표준 편차를 고려 할 수도 있다. 이후에 상세하게 설명하는 이상 판단 시에는, 개개의 미가공 데이터 대신에, 복수의 미가공 데이터에 의거하여 작성된 평가치가「감시 대상 변수의 값」으로서 적합하게 이용된다. 이로써 과민한 판단이 방지되어, 안정된 확실한 판단을 행할 수 있다. 그러나, 이상 판단의 기준으로서 감시 대상 변수의 값의 미가공 데이터를 사용해도 상관없다. 또한, 후술하는 상관 데이터를 작성할 경우에도,「평가치」를 이용할 수 있다. 평가치의 작성은, 장치 데이터 기억부(32)에 저 장된 도시하지 않은 평가치 연산 프로그램에 의해 행할 수 있다.

상관 데이터 작성 프로그램(상관 데이터 작성 수단)(41)은, 전술한 바와 같이 감시 대상 변수간의 상관을 나타내는 데이터(상관 데이터)를 작성한다. 예시된 실시 형태에 있어서는 상관 데이터 작성 프로그램(41)은, 각 RUN(1 RUN은 일회의 성막 처리의 실행을 의미함)에 있어서의 제1 감시 대상 변수의 값과 제2 감시 대상 변수의 값과의 상관 관계를 나타내는 상관 데이터를 작성한다. 본 예에서는, 감시 대상 변수의 값으로서, 전술한 평가치를 이용한다. 여기에서, 제1 감시 대상 변수로서 누적 막 두께를, 그리고 제2 감시 대상 변수로서 밸브 각도[압력 조정 밸브의 밸브 부재(20)의 각도]를 선택한 것으로 한다. 상관 데이터 작성 프로그램(41)은, 누적 막 두께의 값을 X축으로, 그리고 밸브 각도의 평가치(여기서는 예를 들어 평균치를 평가치로 함)를 Y축으로 할당한 X-Y 좌표계(2축 좌표계) 위에, 각 RUN에 있어서의 누적 막 두께의 값 및 밸브 각도의 평가치의 조합으로 이루어지는 데이터를 플롯한다. 예를 들면 10회째의 RUN에 대응하는 누적 막 두께와 밸브 각도의 세트로서는, 9회째의 RUN이 종료된 시점에서의 누적 막 두께와 10회째의 RUN에 있어서의 밸브 각도와의 세트를 이용할 수 있다. 여기에서 RUN의 횟수라 함은, 신품의 배기관(23)이 설치된 시점, 혹은 배기관(23)이 클리닝된 시점을 기산점으로 하여, 그 후에 실행된 성막 처리의 횟수를 뜻하고 있다. 상관 데이터는, 장치 데이터 기억부(32)에 기억된 제1 및 제2 감시 대상 변수의 시계열 데이터에 의거하여 작성할 수 있다.

도3의 (a)는, 상기의 수순에 의거하여 작성한 누적 막 두께와 밸브 각도와의 상관 데이터를 나타내고 있다. 이 그래프 상의 개개의 플롯은, 동일한 설정 성막 압력(성막 처리 레시피에 의해 정해지는 처리 압력) 하에 있어서 채취한 제1 및 제2 감시 변수의 값에 기초하고 있다. 이 상관 데이터로부터, 누적 막 두께가 증가함에 따라서 밸브 각도는 커져 가, 누적 막 두께가 어떤 값보다 커지면 누적 막 두께의 증가에 대한 밸브 각도의 증가율이 급격하게 커지는 것을 알 수 있다. 이것은, 배기관(23) 내벽면의 퇴적물의 막 두께가 커지면 컨덕턴스가 작아지므로, 배기관(23) 즉 반응 용기(1) 내를 같은 압력으로 하려고 하면, 밸브 각도를 보다 크게 할 필요가 있기 때문이다.

도3의 (a)에 나타내는 상관 데이터는, 과거에 성막 장치가 정상적으로 동작하고 있는 경우에 취득된 제1 및 제2 감시 변수(누적 막 두께, 밸브 각도)의 값의 세트에 의거하여 작성되어 있다. 따라서, 성막 장치의 실제 운전 시에 취득된 누적 막 두께 및 밸브 각도의 세트를 그래프 위에 플롯했을 때에, 그 플롯이 도3의 (a)에 나타내는 플롯군으로부터 떨어진 위치(통상은 위쪽으로 떨어짐)에 있었다고 하면, 성막 장치에 어떠한 이상(이 경우, 퇴적 막 두께의 과대)이 발생하고 있는 것이라 판단할 수 있다.

경계 데이터 작성 프로그램(경계 데이터 작성 수단)(42)은, 도3의 (a)에 나타내는 상관 데이터에 의거하여 정상 영역과 이상 영역 사이의 경계를 작성하기 위한 프로그램이다. 도3의 (b)에는 이러한 경계로서, 상한 라인(L1) 및 하한 라인(L2)이 나타나 있다. 장치의 실제 운전 시의 데이터를 기초로 하는 플롯이, 라인(L1)보다도 위에 있거나, 혹은 라인(L2)보다도 아래에 있는 경우에는 이상이라 판정된다. 또한, 라인(L1 및 L2)의 상부끼리가 수평 라인으로 이어져 있다. 가령 플롯이 라인(L1 및 L2) 사이에 있었다고 해도, 이 수평 라인보다 위에 있는 경우에는 이상이라 판정된다. 나비 밸브의 경우, 밸브 부재(20)의 회전각 즉 밸브 각도가 90도(완전 개방 상태)에 가까워지면, 정밀한 압력 제어를 행할 수 없게 되어, 이 경우에는 배기관(23)의 클리닝이 필요해진다. 상기 수평 라인은, 클리닝이 필요해지는 퇴적 막 두께의 한계치에 대응하고 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 클리닝이 필요해진 경우도, 성막 장치에 이상이 발생한 것으로서 취급하고 있다. 따라서, 라인(L1 및 L2) 및 상기 수평 라인에 둘러싸인 영역이 정상 영역이며, 그 밖의 영역이 이상 영역이다.

경계의 설정 방법의 일례에 대하여 설명한다. 우선, 도4에 도시한 바와 같이 입력 조작부(33)로서도 작용하는 표시부(34)의 화면에 상관 데이터를 표시시킨다. 오퍼레이터는, 상관 데이터를 구성하는 데이터 군의 경계를 정하기 위해 적당하다고 생각되는 근사식을 선택한다. 경계 데이터 작성 프로그램(42)에 삽입된 계수 자동 연산 프로그램에 의해, 선택된 근사식에 있어서의 계수(상수)가 산출되어 경계(관리 값)선이 작성된다. 근사식으로서는 가령, 1 내지 7차 함수식, 대수 함수식, 지수 함수식, 타원의 식(도4 좌측 참조)을 이용할 수 있지만, 이들에 한정 되는 것은 아니다. 도3의 (b)에는 상관 데이터와 경계가 동시에 표시되어 있다. 상관 데이터 및 경계 데이터는 처리 데이터 기억부(5) 내에 기억된다. 전술한 상관 데이터는, 관리 대상 장치에 있어서 과거에 취득된 것이라도 좋고, 관리 대상 장치와 같은 사양의 다른 장치에 있어서 과거에 취득된 것이라도 좋다. 또한, 이 경우에는, 다른 설정 압력에 대하여 다른 상관 데이터가 작성된다.

판단 프로그램(43)은, 금회의 RUN에 관련된 감시 대상 변수의 값[본 예에서는, 장치 데이터 기억부(32)에 입력되는 밸브 각도 및 누적 막 두께 관리부(36)에서 관리되는 누적 막 두께]에 의거하여 성막 장치의 이상 유무를 판단한다. 판단 프로그램(43)은, 금회의 RUN에 관련된 밸브 각도 및 누적 막 두께의 데이터 세트의 플롯이, 도3의 (b)에 도시되어 있는 정상 영역에 들어가 있는지 여부를 판단한다. 판단 프로그램(43)은, 이상이라 판단했을 때에는 이상 경보부(35)에 이상 경보를 하도록 지시하는 동시에, 판단의 기초가 된 당해 이상한 데이터를 처리 데이터 기억부(5)에 기억한다.

상관 데이터 작성 프로그램(41)은, 밸브 각도 및 누적 막 두께와의 상관 데이터뿐만 아니라, 외부 온도[온도 검출부(10a)에 의해 측정되는 온도] 및 히터 전력의 상관 데이터, 및 누적 막 두께 및 히터 전력의 상관 데이터 등의, 상관을 갖는 감시 변수의 상관 데이터를 상기와 마찬가지의 수순으로 작성한다.

도5의 (a)는 외부 온도 및 히터 전력의 상관 데이터를 나타내고 있다. 히터(17)에의 공급 전력을 바꾸면, 외부 온도는 변화된다. 여기에서는, 경계를 결정하는 근사식으로서 타원의 식이 선택되어 있다. 도5의 (b)에는, 도5의 (a)에 나타내는 상관 데이터와, 경계 데이터 작성 프로그램(42)을 거쳐서 작성한 경계 라인이 함께 도시되어 있다.

히터 전력과 누적 막 두께 사이에도 상관이 있다. 히터(17)에의 전력 공급은, 온도 검출부(10b)에 의한 내부 온도 검출치(즉 반응 용기 내부 온도)도 고려해 서 컨트롤되어 있다. 여기에서, 히터(17)의 발열량과 내부 온도와의 관계는, 반응 용기(1)의 내벽에 부착되는 박막의 막 두께에 의존해서 변화된다. 즉, 히터(17)로부터의 복사열은 반응 용기(1)의 내벽면에 부착되는 박막에 차단되므로, 누적 막 두께가 커지면, 반응 용기(1) 내를 같은 온도로 가열하자고 하면, 히터(17)의 발열량을 크게[히터(17)에의 공급 전력을 크게] 해야만 한다. 따라서, 히터 전력과 누적 막 두께 사이에는 도6의 (a)에 나타내는 관계가 성립되므로, 이들 변수는 상관 관계를 갖는 감시 대상 변수의 세트에 해당한다. 이 경우, 경계(경계 데이터)를 정하는 근사식으로서는 예를 들어 이차 함수식을 선택할 수 있다. 도6의 (b)는, 도6의 (a)의 상관 데이터에 경계를 포개어 나타내는 도면이다. 또한, 전술한 바와 같이 반응 용기(1) 내는 복수의 온도 제어 존으로 분할되어 있어서, 각 존에 각각 1개의 히터(17)가 할당되어 있다. 이러한 경우, 상관 데이터는 각 히터(17)(각 존) 각각에 대하여 작성된다.

전술한 각 프로그램(41 내지 43)은, 가요성 디스크(FD), 콤팩트 디스크에 D), 마그넷 옵티컬 디스크(MO) 등의 리무버블 기억 매체(도시하지 않음)에 저장되고, 제어부(3)인 컴퓨터에 인스톨되어, 프로그램 저장부(4)에 저장된다. 프로그램 저장부(4)는, 전형적으로는 컴퓨터에 내장된 고정적 기억 매체(Me)(도1 참조)인 하드 디스크 드라이브(HDD)의 데이터 기억 영역에 의해 실현된다. 이 점에 대해서는, 이후에 설명하는 다른 실시 형태에 관한 각 프로그램에 대해서도, 동일하다.

다음에 상기 성막 장치의 작용에 대해서 설명한다. 우선, 제어부(3)의 도시하지 않은 처리 레시피 저장부에 저장된 복수의 처리 레시피로부터 1개의 처리 레 시피가 선택된다. 선택된 처리 레시피에 의해 정의되는 처리 수순 및 처리 조건을 따라, 성막 장치는 아래와 같이 동작한다.

우선, 반도체 장치 예를 들어 반도체 집적 회로를 제조하기 위한 기판인 웨이퍼(W)를, 도시하지 않은 반송 암에 의해 소정 매수 웨이퍼 보트(4)에 선반 모양으로 적재한다. 도시하지 않은 보트 엘리베이터를 상승시킴으로써, 웨이퍼 보트(4)를 반응 용기(1) 내로 반입하는 동시에, 반응 용기(1)의 하단부 개구부(11)를 덮개(13)에 의해 막는다. 그 후에 반응 용기(1) 내를 승온하여, 소정의 처리 온도로 안정되게 한다.

그리고 압력 조정 밸브(25)를 완전 개방으로 해서 반응 용기(1) 내를 완전히 진공화하여 뺀 후, 인젝터(16)로부터 처리 가스를 반응 용기 내(1)에 소정의 유량으로 공급하는 동시에, 반응 용기(1) 내의 압력이 소정의 프로세스 압력이 되도록 압력 조정 밸브(25)의 개방도 즉 밸브 각도가 조정된다. 제어부(3)는 배기관(23)에 설치되어 있는 압력 검출부(28)의 압력 검출치와 처리 레시피에 기재된 설정 압력을 비교하여, 압력 조정 밸브(25)의 밸브 작동기 즉 구동부(26)에 제어 신호를 보내어 밸브(20)의 각도를 조정함으로써, 압력 검출치가 설정 압력에 일치하도록 제어를 행한다.

또 제어부(3)는, 온도 검출부(10a 및 10b)의 온도 검출치를 입력하고, 그 온도 검출치와 상기 레시피에 기재된 설정 온도에 의거하여 전력 제어부(19)에 전력 지령치(제어 신호)를 출력하고, 반응 용기(1)의 분위기 온도 즉 처리 온도가 설정 온도에 일치하도록 제어를 행한다.

이와 같이 반응 용기(1) 내가 미리 정해진 가열?감압 분위기로 유지된 상태에서, 웨이퍼(W)에 성막 처리가 행해진다. 그 후에 반응 용기(1) 내를 퍼지 가스로 치환한 후, 웨이퍼 보트(2)가 반응 용기(1)로부터 반출된다. 이로써 일련의 프로세스가 종료된다.

전술한 바와 같이, 처리 데이터 기억부(40)에는 도3, 도5 및 도6에 도시한 바와 같이 상관 데이터 및 경계 데이터가 기억되어 있다. 판단 프로그램(41)은, 장치 데이터 기억부(32)에 입력되는 장치 데이터(장치 상태 변수)로부터 선택된 감시 대상 변수의 값을, 당해 감시 대상 변수에 관련된 경계 데이터와 대조하여, 장치의 이상 유무를 판단한다. 예를 들면 장치 본체(100)로부터 장치 데이터 기억부(32)에 시시각각으로 입력되는 밸브 각도의 값[각도 검출부(27)의 각도 검출치]을 기초로 하여 그 이동 평균치(감시 대상 변수의 평가치)가 구해진다. 또한, 누적 막 두께 관리부(36)에서 관리되고 있는 현재 실행되고 있는 RUN의 하나 앞의 RUN까지의 누적 막 두께치가 판독된다. 밸브 각도의 이동 평균치와 누적 막 두께치의 세트인 플롯의 도3의 (b)의 그래프 상에 있어서의 좌표 위치를 구하고, 이 위치가 정상 영역 내에 있는지의 여부, 즉 상측 및 하측 경계 라인(L1, L2) 사이에 있는지의 여부를 판단한다. 또한, 전술한 바와 같이 상관 데이터는 설정 압력(처리 레시피의 처리 압력)마다 작성되어 있으므로, 실시되는 성막 처리의 설정 압력에 대응한 상관 데이터의 경계 데이터가 이용된다.

판단 프로그램(41)이, 상기 좌표 위치가 이상 영역 내에 있다고 판단했을 때에는, 이상 경보부(35)가 경고를 발한다. 이 경우, 반응 용기(1)의 기밀성이 불충 분하여, 외기가 반응 용기(1) 내에 들어가 있을 가능성이 있으므로, 시일 부분의 점검을 행하는 등의 처치가 취해진다. 또한, 상기 좌표 위치가, 상측 및 하측 경계 라인(L1, L2) 사이에 있었다고 해도, 2개의 경계 라인(L1, L2)을 잇는 상기 수평 라인보다 위에 있는 경우에는, 클리닝을 행하는 시기에 와 있는 것을 알리는 경고를 발하게 된다.

또한, 다른 상관 데이터에 관련된 이상 유무의 판단도, 상기한 바와 마찬가지의 수순에 의해 이루어진다. 예를 들면 장치 데이터 기억부(32)에 입력된 외부 온도 및 히터 전력에 대해서도, 그들 각각의 평가치(예를 들면 이들 감시 대상 변수의 값의 이동 평균)의 세트인 도5의 (b)의 그래프 상에 있어서의 좌표 위치를 구하고, 그 위치가 경계선(본 예에서는 타원) 중에 있는지의 여부를 판단하여, 밖에 있는 경우에는 이상 경보부(35)가 경고를 발생한다. 또한, 상기 좌표 위치가 타원 밖에 있는 이유로서는, 예를 들면 히터(17)의 수명이 짧기 때문에 어떤 발열량을 얻기 위해 이상하게 높은 전력이 필요해지는 것이라 생각된다. 또한, 외부 온도 및 히터 전력과의 상관 데이터를 기초로 하는 히터(17)의 이상 판단은, 설정 온도(처리 레시피에 의해 정해지는 처리 온도)가 서로 다른 성막 처리에 대하여, 단일 상관 데이터를 기초로 하여 행할 수 있다.

또한, 누적 막 두께 및 히터 전력에 관해서도 같은 수순으로 판단이 행해지고, 이상이라 판단된 경우에는 경고가 발생된다. 이 감시 대상 변수의 조합에 대해서는, 설정 온도마다 상관 데이터가 준비되어, 실시되는 성막 처리의 설정 온도에 대응하는 상관 데이터에 따른 경계 데이터가 이용된다. 이상의 원인으로서는, 히터(17)의 수명이 짧은 등의 원인이 고려된다.

전술한 실시 형태에 따르면, 제1 감시 대상 변수의 값과, 이 제1 감시 대상 변수의 값의 크기에 영향을 주는 제2 감시 대상 변수의 값에 의거하여 정상, 이상을 판단하고 있으므로, 반도체 제조 장치의 이상을 확실하게 검출할 수 있다.

또한, 밸브 각도 및 누적 막 두께의 상관 데이터를 이용함으로써, 반응 용기(1)의 리크를 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 반응 용기(1)의 기밀 불량과 클리닝 시기의 도래를 구별할 수 있다. 이로 인해, 배기관(23)의 내벽 부착물의 막 두께가 클리닝을 필요로 하게 될 때까지 증대하기 직전까지 성막 처리를 행할 수 있으므로, 보수 사이클을 길게 취할 수 있어 장치의 다운 타임을 억제할 수 있다.

또한, 히터 전력 및 누적 막 두께 혹은 히터 온도와의 상관 데이터를 이용함으로써, 히터(17)의 문제점을 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 히터(17)의 사용 수명의 도래를 파악할 수 있으므로, 고가의 히터(17)를 수명까지 다 쓸 수 있어, 장치의 운전 비용을 줄일 수 있다. 또한, 종래와 같이 히터(17)를 일정 사용 시간마다 교환하는 경우에 비해, 보수 사이클을 길게 취할 수 있어 장치의 다운 타임을 억제할 수 있다.

[제2 실시 형태]

다음에 도7 내지 도10을 참조해서 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하에 본 명세서에 예시되는 각 실시 형태는, 제1 실시 형태에 대하여, 주로 제어부의 구성 및 기능이 서로 다르며, 반도체 제조 장치 본체(100)의 구성은 동일하다.

제2 실시 형태에 있어서, 종형 감압 CVD 장치는 배치 사이즈(일괄 처리되는 웨이퍼 즉 기판의 매수)를 선택할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 웨이퍼 보트(21)의 최대 탑재 매수의 웨이퍼(W)를 일괄 처리할 뿐만 아니라, 그것보다도 적은 매수의 웨이퍼를 일괄 처리하는 것도 가능해지고 있다. 이 기능의 차이점은, 반도체 제조 장치 본체(100)의 구성을 변경하는 일 없이, 제어부(3)의 변경에 의해 실현되고 있다.

본 제2 실시 형태에 관한 성막 장치는, 3종류의 배치 사이즈로 웨이퍼(W)의 처리를 행하는 것이 가능하다. 도7은 웨이퍼(W)의 일괄 처리 매수(즉 배치 사이즈)와 웨이퍼 보트(21)에 있어서의 웨이퍼(W)의 유지 영역과의 관계의 일례를 개략적으로 나타내고 있다. 배치 사이즈에 상관없이, 웨이퍼 보트(21)의 상단부 및 하단부의 슬롯(더미 웨이퍼 영역)에는, 더미 웨이퍼가 탑재된다. 제품 웨이퍼는 양 더미 영역 사이의 슬롯(제품 웨이퍼 영역)에 탑재된다. 배치 사이즈가 50매 및 100매인 경우에는, 웨이퍼 보트(21)의 제품 웨이퍼 영역의 하부 슬롯에 제품 웨이퍼가 탑재되고, 그것보다 위의 슬롯은 비어 있다. 배치 사이즈가 150매인 경우에는, 웨이퍼 보트(21)에 웨이퍼(W)가 가득 쌓인 상태가 된다.

도8은 배치 사이즈를, 50매, 100매, 150매로 순차적으로 변경하면서 반복 처리를 행했을 때의, RUN 횟수의 증대에 수반하는 성막 처리 중의 밸브 각도(본 예에서는 성막 처리 중의 밸브 각도의 평균치로 하고 있음)의 변화를 배치 사이즈마다 나타낸 그래프이다. 이 경우, 배치 사이즈가 커질수록, 밸브의 각도는 커져, 데이터의 플롯은 보다 상측에 위치한다.

도9는 도8에 나타낸 데이터에 의거하여 작성한 배치 사이즈마다의 누적 막 두께 및 밸브 개방도의 상관 데이터이다. 또한, 데이터 수가 증가하면 실제로는 배치 사이즈마다 도3에 도시한 바와 같은 폭을 가진 영역 내에 분포되는 플롯군을 얻을 수 있지만, 도9에서는 그래프의 간략화를 위해, 플롯군 중에서 대표적인 것을 발출하여, 그 발출한 플롯을 선으로 연결한 형태로 나타내고 있다. 도9로부터 명백한 바와 같이 배치 사이즈가 변화되면, 누적 막 두께 및 밸브 각도의 상관 데이터가 변화된다. 그 주된 이유는, 배치 사이즈에 의해 반응 용기(1)의 내부 공간 용적이 변화되는 것을 예로 들 수 있다. 따라서, 정상 영역과 이상 영역과의 경계도 배치 사이즈에 따라 변화된다.

본 제2 실시 형태에 관한 제어부(3A)는, 주로 이하의 점에 있어서, 제1 실시 형태에 관한 제어부(3)와 다르다. 도10에 도시한 바와 같이, 제어부(3A)는 배치 사이즈를 선택하기 위한 배치 사이즈 선택부(37)를 구비하고 있다. 이 배치 사이즈 선택부(37)는, 예를 들어 표시부(34)의 화면 상에서 50매, 100매, 150매 중에서 배치 사이즈를 선택할 수 있도록 구성된 소프트 스위치를 포함한다. 배치 사이즈가 선택되면, 제어부(3A)는 도시하지 않은 이송실 내의 반송 암에 지시를 보내어, 그 배치 사이즈에 따른 매수의 웨이퍼(W)를 웨이퍼 보트(2)에 이동 탑재한다. 그 후에 성막 장치는, 제1 실시 형태에 관련하여 앞서 설명한 수순과 같은 수순으로 웨이퍼(W)에 성막 처리를 실시한다.

상관 데이터 작성 프로그램(41')은, 도8에 나타내는 데이터에 의거하여 배치 사이즈마다 도9에 도시한 바와 같은 상관 데이터를 작성하도록 구성되어 있다. 작 성된 상관 데이터는, 처리 데이터 기억부(32)에 기억된다. 경계 데이터 작성 프로그램(42')은, 도9에 나타낸 배치 사이즈마다의 상관 데이터(실제로는 도3에 도시한 바와 같이 폭이 있음)에 의거하여 정상 영역과 이상 영역과의 경계를 정한 경계 데이터를 작성하도록 구성되어 있다. 경계 데이터 작성 프로그램(42')은, 앞서 제1 실시 형태의 설명에 있어서 설명한 방법과 같은 방법에 의해, 경계 라인을 작성한다.

판단 프로그램(43')은, 선택되어 있는 배치 사이즈에 대응하는 경계 데이터를 이용해서 판단을 행하는 점을 제외하고 제1 실시 형태의 판단 프로그램(43)과 마찬가지로 기능을 한다. 즉, 판단의 기초가 되는 제1 감시 대상 변수 및 제2 감시 대상 변수의 조합[(밸브 각도, 누적 막 두께), (외부 온도, 히터 전력), (히터 전력, 누적 막 두께)] 각각에 대해서 배치 사이즈에 대응하는 경계 데이터를 이용해서 이상의 유무를 판단한다.

제2 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태의 효과 외에 추가로, 배치 사이즈를 설정할 수 있는 장치에 있어서도 정확한 이상 검지를 행할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.

[제3 실시 형태]

다음에, 도11 내지 도18을 참조해서 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.

우선, 도11을 참조하여, 제3 실시 형태에 관한 제어부(3B)에 대해서, 제1 실시 형태에 관한 제어부(3)에 대한 차이점을 중심으로 설명한다.

제3 실시 형태의 입력 조작부(33)는, 제1 실시 형태의 입력 조작부(33)와 대 략 같은 기능을 갖지만, 여러 가지의 지시 예를 들면 이상 발생 시에 있어서의 후술하는 데이터의 검색 지시 등을 입력하는 역할도 감당한다.

제3 실시 형태의 프로그램 저장부(4A)는, 이상 검출 프로그램(41A), 이상 데이터 작성 프로그램(42A), 검색(원인 추정) 프로그램(43A) 및 패턴 등록 프로그램(44A)을 구비하고 있다.

이상 검출 프로그램(이상 검출 수단)(41A)은 장치 데이터 기억부(32) 내에 입력된 장치 데이터(장치 상태 변수)로부터 선택된 감시 대상 변수(예를 들어 내부 온도, 밸브 각도)의 값에 의거하여 장치의 이상을 검출한다. 이상 검출 프로그램(41A)은 복수의 감시 대상 변수의 검출치 중 적어도 하나가 임계치를 초과하고 있는지의 여부에 의거하여 장치의 이상을 판단하도록 구성할 수 있다.

이 대신에, 이상 검출 프로그램(41A)은 복수의 감시 대상 변수 중 상관성이 있는 감시 대상 변수의 세트(예를 들면 온도 검출치에 관계되는 감시 대상 변수의 세트, 압력 검출치에 관련된 변수의 세트)의 데이터에 의거하여 이상의 판단을 하도록 구성할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 장치가 정상일 때에 얻게 된 감시 대상 변수의 세트인 데이터 군과, 실제로 장치를 운전했을 때에 얻게 된 감시 대상 변수의 세트인 데이터와의 사이의 마하라노비스의 거리(이것은 다변량 해석의 방법으로서 잘 알려져 있음)를 구하고, 당해 거리가 소정의 관리치(임계치)를 초과했을 때에 장치에 이상이 있다고 판정할 수 있다. 그 밖의 공지의 데이터 해석 알고리즘을 적용하는 것도 가능하다.

이상 데이터 작성 프로그램(이상 데이터 작성 수단)(42A)은, 이상 검출 프로 그램(41A)에 의해 이상이 검출되었을 때에, 이상에 관련된 적어도 2개의 감시 대상 변수의 검출치 각각을 표준화하고, 당해 감시 대상 변수의 표준화된 검출치의 세트(이것을「이상 데이터」라 부름)를 작성하는 프로그램이다. 이상에 관련된 적어도 2개의 감시 대상 변수는, 오퍼레이터가 입력 조작부(33)에 의해 선택할 수 있다. 즉, 이상이 검출되었을 때에는, 이상치를 나타낸 감시 대상 변수 혹은 이상치를 나타낸 감시 대상 변수의 세트가 표시부(34)에 표시되므로, 오퍼레이터가 이상원인의 검색에 앞서, 이상치를 나타낸 감시 대상 변수를 포함하는 감시 대상 변수의 세트를 선택할 수 있다.

예를 들어 온도에 관련된 이상이 검출된 경우, 이상 데이터 작성용의 감시 대상 변수로서, 외부 온도, 내부 온도 및 히터 전력의 조합이 선택된다. 또한, 예를 들면 압력에 관련된 이상이 검출된 경우, 이상 데이터 작성용의 감시 대상 변수로서, 압력 검출치[압력 검출부(28)에 의한], 밸브 각도, 진공화 시간(처리 용기를 대기압으로부터 미리 설정된 진공도까지 진공화하는 데 필요로 한 시간)의 조합이 선택된다. 또 이 진공화 시간의 감시는, 도11에는 표시되어 있지 않은 진공화 시간 감시 프로그램에 의해 행해진다.

「감시 대상 변수의 검출치의 표준화」란, 감시 대상 변수의 검출치(혹은 복수의 검출치의 평균치)를, 당해 감시 대상 변수의 설정치 혹은 당해 감시 대상 변수가 그 값을 취하는 것이 예정되어 있는 값을 기준으로 하여 규격화하는 것을 의미한다. 생각할 수 있는 가장 단순한 표준화의 식은, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 표준화치 = (검출치 - 예정치)/예정치이다. 감시 대상 변수의 표준화된 검 출치의 세트 즉 이상 데이터의 일례가 도16의 표의 상단에 나타내어져 있어, [외부 온도(54), 내부 온도(10), 히터 파워(11)]가 이상 데이터에 해당한다. 또한, 이들 3개의 값[54, 10, 11]은 오로지 설명을 위해 단순히 예시했을 뿐인 것이다.

제3 실시 형태에 관한 제어부(3B)는, 제1 기억부(5) 및 제2 기억부(6)를 구비하고 있어, 이상 데이터 작성 프로그램(42A)에 의해 전술한 바와 같이 해서 작성된 이상 데이터는, 제1 기억부(5)에 기억된다.

제2 기억부(6) 내에는, 다수의 이상 판별 데이터가 저장되어 있다. 「이상 판별 데이터」란, 과거에 실시된 이상 해석 혹은 실험 등에 의해 얻게 된, 이상 데이터, 이상 상황, 이상의 원인 및 이상에 대한 대책의 조합으로 이루어진다. 이상 판별 데이터의 구체예가 도12에 도시되어 있다.

도12의 (a)는 밸브 각도, 압력 검출치 및 진공화 시간의 3개의 감시 대상 변수에 대한 이상 판별 데이터이다. 도12의 (a) 좌측에는 이상 데이터가 도시되어 있고, 이 이상 데이터를 이루는 각 감시 대상 변수의 값은, 이미 상술한 방법에 의해 표준화된 감시 대상 변수의 검출치이다[도12의 (b)(c)에 나타내는 예에 있어서도 동일함]. 도12의 (a) 우측에 나타나 있는 바와 같이, 이상 판별 데이터에는 이상 데이터에 대응하는 이상 상황, 이상의 추정 요인, 이상에의 대처 방법 및 코멘트가 포함되어 있어, 당해 이상 판별 데이터에는 관리를 위해 데이터 코드가 부여되어 있다. 도12의 (a)의 예에서는,「이상 상황」은「진공화에 긴 시간이 걸린다」이며,「이상의 추정 원인」은「밸브 내에의 반응 부생성물 부착에 의한 밸브 폐색」이다.

도12의 (b)는 어떤 1개의 온도 제어 존(제1 실시 형태의 설명을 참조)을 담당하는 히터(17)에 공급되는 전력(히터 전력), 그 히터(17)의 온도(외부 온도), 및 당해 존에 인접하는 존의 히터(17)에 공급되는 전력(히터 전력)의 3개의 감시 대상 변수에 대한 이상 판별 데이터이다. 본 예에서는,「이상 상황」은「히터(17)의 온도가 낮다」이며,「이상의 추정 원인」은「당해 히터(17)의 히터 엘리먼트의 단선」이다. 또한, 도12의 (b)에 도시한 바와 같이 표준화된 검출치는 마이너스인 경우도 있다.

도12의 (c)는 외부 온도, 내부 온도 및 히터 전력의 3개의 감시 대상 변수에 대한 이상 판별 데이터이다. 또한, 외부 온도 및 히터 전력에 대해서는, 동일한 존에 대응하는 것을 이용한다. 본 예에서는, 이상 상황은「히터(17)의 온도(외부 온도)가 높다」이며, 이상의 추정 원인은「외부 온도 검출부(10a)(열전대)의 이상」이다.

또한, 이상 데이터를 구성하는 감시 대상 변수의 표준화된 값의 조합을「이상 데이터의 패턴」이라고도 부른다. 이상의 발생 요인이 다르면, 같은 종류의 감시 대상 변수에 대하여 다른「이상 데이터의 패턴」이 나타나는 경우도 있다.

다시 도11을 참조하면, 검색 프로그램(검색 수단)(43A)(원인 추정 프로그램이라고도 부름)은, 이상 검출 프로그램(41A)에 의해 성막 장치의 이상이 검출되었을 때에, 오퍼레이터에 의해 선택된 감시 대상 변수의 조합에 대한 실제 이상 데이터와 일치하는 이상 데이터(이상 데이터의 패턴)를 포함하는 이상 판별 데이터가 제2 기억부(6)에 존재하는지의 여부를 검색하고, 일치하고 있는 이상 판별 데이터 가 존재하고 있을 때에는 그것을 판독하는 프로그램이다. 여기서 말하는「이상 데이터(이상 데이터의 패턴)의 일치」란, 2개의 이상 데이터가, 미리 정해진 정도보다도 유사한 것을 의미한다. 유사의 정도는, 예를 들면 이상 데이터를 구성하는 감시 대상 변수의 표준화된 2개의 값 중 큰 쪽의 값에 대한 작은 쪽의 값의 비율로 표현할 수 있다.

패턴 등록 프로그램(44A)은 성막 장치의 운전 전에 이상 판별 데이터를 등록하는 스텝을 실행하는 동시에, 또한 이상이 발생되었을 때에 그 이상 데이터에 일치하는 이상 판별 데이터가 제2 기억부(6) 내에 없었던 경우에, 그 이상 데이터에 이상 원인이나 대책 등의 정보를 부여하여 제2 기억부(6) 내에 기억하는(등록하는) 스텝을 실행하는 프로그램이다.

다음에, 제3 실시 형태에 관한 반도체 제조 장치의 작용에 대하여 설명한다. 반도체 제조 장치에서 실행되는 성막 프로세스 자체는, 앞서 설명한 제1 실시 형태의 그것과 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.

반도체 제조 장치 본체(100)가 운전되고 있는 동안에 제어부(3B)에 의해 실행되는 감시 프로세스에 대해, 도13의 흐름도를 참조하여 설명한다. 각 감시 대상 변수의 감시 결과는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 장치 데이터 기억부(32)에 입력되어, 거기에 기억된다. 기억된 감시 결과에 의거하여 장치의 이상 검출이 행해진다. 우선, 이상 검출 프로그램(41A)에 의해, 장치 데이터 기억부(32) 내에 입력되는 감시 결과에 의거하여 이상을 검출한다(스텝S1).

도14는 이상 검출의 모습을 나타내는 도면이고, 복수의 외부 온도 검출 부(10a) 중 1개의 검출치(외부 온도 검출치)가 시각 t1에서 임계치를 초과한 것으로 한다. 그러면, 이상 검출 프로그램(41A)은 이상이 발생한 것이라 판단한다. 또한, 이상 발생의 판단은 단일 감시 대상 변수[3개의 외부 온도 검출부(10a)에 의해 계측되는 온도 중 1개]의 검출치가 관리치를 초과하였는지 여부를 기준으로 할 수 있다. 이 대신에, 어떤 감시 대상 변수(예를 들어 외부 온도) 및 그것과 상관성을 갖고 변화되는 1개 또는 그 이상의 감시 대상 변수(예를 들어 내부 온도, 히터 전력)로 이루어지는 2개 또는 그 이상의 감시 대상 변수에 의거하여, 전술한 마하라노비스의 거리를 이용한 판단 기준에 의해 이상의 판단을 실시해도 상관없다. 도15는 후자의 방법을 개략적으로 나타낸 것이며, 종축의 이상 정도로서 예를 들어 마하라노비스의 거리를 이용할 수 있다. 후자의 검출 방법은, 전자에 비해 각 감시 대상 변수의 상관 관계를 고려하고 있다고 하는 이유에서 바람직하다.

이상이 검출되면, 이상치를 나타낸 감시 대상 변수가 표시부(34)에 표시되는 동시에, 이상 경보부(35)에 의해 이상이 통지된다(스텝S2). 다변량 해석을 기초로 하는 감시를 행하고 있는 경우에는, 이상이 발생한 감시 대상 변수의 세트(도14의 경우에는, 외부 온도, 내부 온도, 히터 전력)가 표시부(34)에 표시된다. 이상 경보는, 가령 알람의 울림, 혹은 경고등의 점등에 의해 실시된다. 계속해서, 오퍼레이터는 표시부(34)를 보아, 이상에 관련된 적어도 2개의 감시 대상 변수, 예를 들어 외부 온도, 내부 온도 및 히터 파워의 조합을 선택한다(스텝S3). 도16은 오퍼레이터가 감시 대상 변수의 조합을 선택하기 위해 양면을 개략적으로 도시하고 있다.

감시 대상 변수의 조합이 선택되어, 표시부(34) 화면의「검색」의 소프트 스위치(도17 참조)가 온이 되면, 이상 데이터 작성 프로그램(42A)이 이미 상술한 바와 같이 하여 각 감시 대상 변수의 검출치를 표준화하고, 도17의 우측에 나타내는 이상 데이터를 작성한다(스텝S4). 이상 데이터는, 제1 기억부(5)에 기억되는 동시에 표시부(34)의 화면에 이상 데이터(도17의 우측에 도시한 바와 같이 패턴화된 이상 데이터)가 표시된다.

다음에, 검색 프로그램(43A)가, 제2 기억부(6) 내의 이상 판별 데이터로부터 제1 기억부(5) 내에 기억된 이상 데이터와 일치하는 이상 데이터를 포함하는 이상 판별 데이터를 검색한다. 즉, 도14에 도시한 바와 같이 검색 프로그램(43A)은 제1 기억부(5) 내에 기억된 이상 데이터(즉 실제 감시 결과를 기초로 하는 이상 데이터)와, 제2 기억부(6) 내의 이상 판별 데이터 중의 이상 데이터를 비교하여(스텝S5), 제1 기억부(5) 내에 기억된 이상 데이터와 일치하는 이상 데이터를 포함하는 이상 판별 데이터가 제2 기억부(6) 내에 있는지의 여부를 판단한다(스텝S6). 전술한 바와 같이,「일치」란 미리 정한 유사한 정도보다도 유사한 경우를 의미한다.

도16의 (a)의 예에서는, 외부 온도, 내부 온도 및 히터 전력의 3개의 감시 대상 변수의 각각에 대해서 표준화된 값의 유사 정도, 예를 들어 큰 쪽의 값에 대한 작은 쪽의 값의 비율이 90%, 100%, 90%이다. 예를 들면 80%를 유사 정도의 임계치로 하면, 유사 정도가 모두 80%를 초과하고 있으므로, 양 이상 데이터는 일치하고 있는 것이라 판단된다. 또한, 유사 정도의 결정 방법에 대해서는, 이 방법에 한정되는 것은 아니다.

이상 데이터를 구성하는 각 감시 대상 변수는 도16의 (a)에 나타낸 바와 같이 상세하게 수치화(예를 들어 [54, 10, 11])되어 있지 않아도 좋다. 예를 들어 도16의 (b)에 도시한 바와 같이 감시 대상 변수의 검출치를 표준화한 값이 어떤 기준값보다 큰 경우에는「대」, 작은 경우에는「소」로 할 수 있다. 예를 들면 이상 데이터는「외부 온도 : 대」,「내부 온도 : 소」,「히터 파워 : 대」의 조합에 의해 구성할 수 있다. 이 경우, 도16의 (b)에 도시한 바와 같이 실제 감시 결과를 기초로 하는 이상 데이터의 패턴과 이상 판별 데이터 내의 이상 데이터의 패턴이 일치하고 있다면, 양 이상 데이터는 일치하고 있는 것이라 판단된다. 즉 도16의 (b)에 나타내는 예는, 감시 대상 변수의 검출치를 표준화한 값을 다시 임계치를 이용해서 평가하고, 그 평가 결과의 조합을 이상 데이터로 하고 있게 된다.

이상과 같이 하여, 실제 감시 결과를 기초로 하는 이상 데이터에 일치하는 이상 데이터를 포함하는 이상 판별 데이터가 발견된 경우에는, 그 이상 판별 데이터(도12를 참조)가 표시부(34)에 표시된다(스텝S7). 이에 의해 오퍼레이터는 이상의 원인을 추정할 수 있다. 또 표시부(34)에는, 그 이상에 대한 대처에 대해서도 표시되어, 오퍼레이터는 표시된 대처와 같은 대처를 행할지, 혹은 표시된 대처를 참고로 하여 보다 적절한 대처를 행할 수 있다.

이에 대하여, 일치하고 있는 데이터가 발견되지 않으면, 오퍼레이터는 예를 들어 장치 메이커의 서비스 엔지니어의 원조를 받아, 이상의 원인 규명을 행한다(스텝S8). 이상의 원인을 밝혀내서 당해 이상에 대처한 후, 오퍼레이터는 금회의 이상 데이터 및 이것에 관련된 각종 정보를, 패턴 등록 프로그램(44A)을 거쳐서, 제2 기억부(6)에 새로운 이상 판별 데이터로서 등록한다(스텝S9). 도17은 이 등록을 행하기 위한 표시부(34)의 화면 표시를 개략적으로 나타낸 것이다. 오퍼레이터는 이상 데이터(화면 우측 위를 참조) 및 이상 상황 및 이상 원인(화면 좌측 밑을 참조) 등의 도3에 나타낸 것과 같은 정보를 입력하고, 데이터 코드(화면 우측 위를 참조)를 부여한 후, 화면 상의 등록 스위치(화면 우측 밑을 참조)를 온으로 해서 등록을 행한다.

이 제3 실시 형태에 따르면, 실제 감시 결과를 기초로 하는 이상 데이터의 패턴과, 이상 판별 데이터 내의 이상 데이터의 패턴을 대조함으로써 이상의 발생 원인을 특정하고 있으므로, 이상의 원인을 용이하게 추정할 수 있다. 또한, 이상에 대한 대책도 제공되므로, 이상의 원인에 대한 대책을 용이하게 세울 수 있어, 정확하면서도 또한 빠른 대응을 취할 수 있다.

[제4 실시 형태]

다음에, 도19 내지 도21을 참조해서 제4 실시 형태에 대하여 설명한다. 이 제4 실시 형태에 관한 반도체 제조 장치는, 전술한 제2 실시 형태와 같이 배치 사이즈 선택 기능을 갖는다. 배치 사이즈 선택 기능, 배치 사이즈 변경에 수반하는 압력 조정 밸브의 필요 개방도의 변화에 대해서는, 제2 실시 형태의 설명을 참조하고자 한다. 이 제4 실시 형태에서는 누적 막 두께와 밸브의 각도와의 상관 관계에 의거하여 지금부터 실시하려고 하는 성막 처리에 있어서 압력 조정 밸브(25)가 적정한 압력을 행하는 것이 가능한지 예측할 수 있게 제어부(3C)가 구성되어 있다.

이하에, 제4 실시 형태에 따른 제어부(3C)에 대해 도19를 참조하여 설명한 다. 통신부(31), 장치 데이터 기억부(32), 입력 조작부(33), 표시부(34), 이상 경보부(35) 및 누적 막 두께 관리부(36)의 기능은, 제1 실시 형태에 있어서의 동일 명칭부의 기능과 같다.

처리 레시피 선택부(38)는, 각각 처리 조건이 기재된 복수의 처리 레시피 중에서, 이제부터 실시하려고 하는 성막 처리에 이용하는 처리 레시피를 선택하는 수단이다. 오퍼레이터가 처리 레시피 선택부(38)를 호출하면, 도19에 나타내는 처리 레시피 선택부(36)에 기억된 처리 레시피의 리스트가 표시부(34)의 양면에 표시된다. 리스트는, 처리 레시피 번호와 그 처리 레시피 번호에 대응하는 처리 조건이 기재된 표의 형식으로, 화면에 표시된다. 오퍼레이터는 리스트 중에서, 원하는 처리 레시피를 선택한다. 처리 레시피에 의해 정의되는 처리 조건은 배치 사이즈, 처리 압력, 가스 유량, 처리 온도 및 목표 막 두께 등을 의미한다.

본 예에서는, 처리 레시피 선택부(38)가, 처리 레시피의 기억 수단 및 처리 레시피의 수동(메뉴얼) 선택 수단으로서의 역할을 감당하도록 구성되어 있다. 그러나 처리 레시피 선택부(38)는, 이 처리 장치에서 실시하려고 하는 성막 처리의 전 공정을 실시한 처리 장치로부터 배치 사이즈에 관한 정보를 수취하여, 배치 사이즈를 자동으로 선택하는 기능을 갖고 있어도 된다.

제4 실시 형태의 프로그램 저장부(4B)는 데이터 처리 프로그램(41B) 및 판단(이상 예측) 프로그램(판단 수단)(42B)을 구비하고 있다.

데이터 처리 프로그램(41B)은, 각 RUN에 있어서 장치 데이터 기억부(32)에 입력된 밸브 각도의 값(예를 들어 그 평가치)과 누적 막 두께 관리부(36)에서 관리 하고 있는 누적 막 두께의 값을 포함하는 과거의 처리 데이터를, 소정의 서식으로 처리 데이터 기억부(40A)에 기입하고, 기억시키는 스텝을 실행하도록 구성되어 있다. 도19에 도시한 바와 같이, 처리 데이터 기억부(40A)에는 각 RUN마다, 당해 RUN이 실행된 일시와, 당해 RUN에 이용된 처리 레시피 번호와, 당해 RUN에 있어서의 밸브 각도의 값 b1, b2, ???, bn(이 값으로서는 전술한「평가치」가 적합하게 이용된다)과, 당해 RUN의 종료 시점에 있어서의 누적 막 두께 c1, c2, ???, cn이 기재되어 있다. 또한, 처리 레시피 번호가 특정되면 처리 조건 특히 처리 압력이 특정되므로, 처리 데이터 기억부(40A)에는, 밸브 각도[압력 조정 밸브(25)의 밸브 부재(20)의 각도]가 처리 압력과 관련되어 기억되어 있게 된다.

판단 프로그램(42B)은 처리 데이터 기억부(40A)에 기억되어 있는, 금회의 성막 처리의 처리 조건에 대응하는 과거의 처리 데이터(즉 금회 선택한 처리 레시피와 동일한 처리 레시피에 의한 성막 처리를 행하였을 때에 얻게 된 과거의 처리 데이터)와, 금회의 성막 처리를 끝냈을 때의 누적 막 두께의 값에 의거하여 금회의 성막 처리에 있어서의 밸브 각도를 예측하고, 그 예측치가 허용 한계치(임계치)를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 기능을 갖는다.

허용 한계치는, 예를 들면 장치 데이터 기억부(32)에 기억해 둘 수 있다. 판단 프로그램(42B)은 밸브 각도의 예측치가 미리 정한 허용 한계치를 초과했다고 판단했을 때에는, 이상 경보부(35)에 이상 경보를 하도록 지시하도록 구성되어 있다. 이 경우, 판단 프로그램(42B)은 운전 개시 지령의 입력을 저지할 수 있도록, 표시부(34) 상의 소프트 스위치의 온을 불가능하게 하는 제어 신호를 발생하는 기 능을 갖고 있어도 된다.

다음에 제4 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다. 처리 레시피 선택부(38)에 의해 이제부터 실시하려고 하는 성막 처리에 대한 처리 레시피를 선택하면, 선택된 처리 레시피에 의해 정의되는 처리 조건에 의거하여 제1 실시 형태와 같은 방법으로 성막 처리가 실시된다.

처리 데이터 기억부(40A)에는, RUN마다 도19에 나타낸 서식으로 데이터가 기입되어 간다. 데이터의 기입은, 장치 데이터 기억부(32)에 기억되어 있는 장치 데이터, 누적 막 두께 관리부(36)에서 관리되고 있는 데이터 등에 의거하여 데이터 처리 프로그램(41B)에 의해 행해진다. 판단 프로그램(42B)은, 처리 데이터 기억부(40A)에 기억된 데이터에 의거하여 워크 메모리(6)를 이용하여, 밸브 각도 예측 연산을 행하는 다음의 배치 처리를 실시할 수 있는지 여부를 판단한다.

도20은 판단 프로그램(42B)에 의해 밸브 각도가 임계치(관리치)를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 흐름을 나타낸다. 우선, 금회의 성막 처리(RUN)의 레시피 번호(레시피 정보)를 취득한다(스텝S100). 계속해서 누적 막 두께 관리부(36)로부터 전회 RUN까지의 누적 막 두께의 값을 취득한다(스텝S200). 다음에, 금회의 성막 처리와 동일한 처리 조건으로 과거에 행해진 복수회(예를 들어 최신 2회)의 RUN의 밸브 각도 및 누적 막 두께의 세트인 데이터와, 금회의 성막 처리의 목표 막 두께에 의거하여 금회의 성막 처리에 있어서의 밸브 각도를 예측한다(스텝S300).

다음에, 판단 프로그램(42B)은 상기 예측치가 밸브 각도의 허용 한계치 이하에 있는지의 여부를 판단한다(스텝S400). 예측치가 밸브 각도의 허용 한계치 이하 이면, 성막 처리를 실시한다(스텝(500). 예측치가 밸브 각도의 허용 한계치를 초과하고 있는 경우에는, 이상 경보부(35)에 의해 예를 들어 알람이 발생되어 그것을 오퍼레이터에게 알린다(스텝S600). 또한, 이때 운전 개시 지령의 입력이 저지되도록 해도 좋다.

이하에 스텝S300 및 S400에 대해서 상세하게 설명한다. 도21에 도시한 바와 같이 판단 프로그램(42B)은, 누적 막 두께를 횡축(제1 축)으로, 밸브 각도를 종축(제2 축)으로 각각 할당한 2축 좌표계 위에, 처리 데이터 기억부(40A)로부터 판독한 과거의 데이터를 플롯한다. 이때, 각 RUN의 처리 압력을 구별할 수 있는 형태로 플롯이 행해진다. 도21에서는, 어떤 하나의 처리 조건(처리 레시피) 하에 있어서의 데이터가 검은 동그라미로, 다른 처리 조건(배치 사이즈만 다름) 하에 있어서의 데이터가 흰 동그라미로 플롯되어 있다. 도21에는, RUN1 종료 시의 누적 막 두께가 500 ㎚, RUN1에 있어서의 밸브 각도가 60도, RUN2 종료 시의 누적 막 두께가 600 ㎚, RUN2에 있어서의 밸브 각도가 65도인 예가 도시되어 있다. 여기에서, 금회 실시하려고 하는 RUN4와 동일 처리 조건으로 실시된 과거의 최신 2회의 RUN인 RUN1, 2에 관한 데이터로부터, Y = 0.05X + 35(단, X는 누적 막 두께, Y는 밸브 각도임)라고 하는 관계식을 얻을 수 있다. 또한, 여기서는 설명의 간략화를 위해, 과거의 데이터로서 최신 2개만 이용하고, 누적 막 두께 X와 밸브 각도 Y와의 관계를 1차식으로 근사한 예를 나타냈지만, 이것에는 한정되지 않는다. 과거의 3개 이상의 데이터를 이용하여, 다른 함수를 이용해서 근사해도 상관없다.

금회 실시하려고 하는 RUN4 직전의 RUN3(다른 RUN 1, 2, 4와 배치 사이즈가 다름)의 종료 시점에서 누적 막 두께는 900 ㎚로 되어 있다. 그리고 RUN4의 목표 막 두께가 200 ㎚이므로, RUN4 종료 시의 누적 막 두께는 1100 ㎚이다. 이「1100」을 상기 관계식의 X에 대입하면, Y(밸브 각도)는 90도가 되어, 이것이 RUN4에 있어서의 밸브 각도의 예측치이다. 이상에 의해 스텝S300이 종료된다.

스텝S400에 있어서, 판단 프로그램(42B)은 밸브 각도의 예측치과 허용 한계치) G(도21 참조)를 비교한다. 여기서 허용 한계치 G는 도21에 도시한 바와 같이 80도이므로, 예측치가 허용 한계치 G를 초과하고 있는 것을 알 수 있다. 이상의 스텝S300, S400에 있어서의, 2축 좌표계를 이용한 각종 연산 처리는, 전용 워크 메모리(6)(도19 참조)를 이용해서 실시된다.

이상에서는, 배치 사이즈만 다른 복수의 처리 조건하에서 취득된 과거의 데이터에 의거하여 밸브 각도를 예측하는 예에 대하여 설명했다. 그러나 배치 사이즈가 동일하고 다른 처리 조건이 상이한 경우에도, 같은 방법으로 밸브의 각도를 예측할 수 있다. 동일한 배치 사이즈라도 처리 압력 및 가스 유량이 다르면 밸브 각도와 누적 막 두께와의 상관 관계는 다르다. 여기에서, 금회의 성막 처리의 처리 압력 및 가스 유량이 예를 들어 P1, Q1이라고 한다. 이 경우에는, 금회의 성막 처리의 배치 사이즈와 동일한 배치 사이즈로, 또한 처리 압력 및 가스 유량이 P1, Q1이었던 과거의 데이터 중에서 최신 2점의 밸브 각도 및 누적 막 두께의 데이터를 처리 데이터 기억부(40A)로부터 판독하고, 상기한 바와 마찬가지로 하여 밸브의 각도를 예상할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 금회의 성막 처리에 있어서의 밸브 각도의 예측 은, 금회의 성막 처리에 이용하는 처리 레시피와 같은 처리 레시피를 이용해서 실행된 과거의 성막 처리의 데이터에 의거하여 이루어진다. 그러나 금회의 성막 처리에 이용하는 처리 레시피와 부분적으로 다른 처리 조건을 포함하는 처리 레시피를 이용해서 실행된 과거의 성막 처리의 데이터에 의거하여 예측을 행해도 된다. 예를 들면 다른 처리 조건을 동일하게 해서 처리 온도만을 변화시킨 경우에는, 밸브의 각도와 누적 막 두께와의 상관 관계가 변화되지 않는 경우도 있다. 이 경우, 처리 온도가 다른 과거의 데이터도 예측에 이용할 수 있다. 이러한 판단은, 오퍼레이터의 경험에 의거하여 행할 수 있다. 또한, 상기 설명에서는, 최신 2회의 RUN데이터에 의거하여 밸브 각도의 예측을 행하고 있지만, 최신 3회 이상의 RUN 데이터에 의거하여 밸브의 각도 예측을 실시해도 상관없다.

이와 같이 과거의 처리 데이터에 의거하여 밸브 각도를 예측해 둠으로써, 성막 처리 중에 압력 제어가 불가능해지는 사태를 사전에 회피할 수 있다. 이로 인해, 처리 불량의 발생을 미연에 방지할 수 있어, 결과적으로 수율의 향상에 기여할 수 있다.

또한, 누적 막 두께가 소정값에 도달한 시점에서 클리닝하는 종래의 관리 방법에서는, 누적 막 두께의 관리치에 어느 정도 안전 마진을 갖게 해야만 한다. 이로 인해, 실제로는 아직 클리닝을 하지 않아도 되는 상태이면서 클리닝을 하고 있어, 보수 사이클이 필요 이상으로 짧아진다고 하는 문제가 있다. 그러나, 본 실시 형태에 관한 방법을 이용하면, 클리닝 시기를 정확하게 파악할 수 있으므로, 이러한 문제를 해결할 수 있다.

[제5 실시 형태]

다음에, 도22 및 도23을 참조해서 제5 실시 형태에 대하여 설명한다. 이 제5 실시 형태에서는 제4 실시 형태와 달리, 처리 레시피마다 작성된 상관 모델 선도에 의거하여 밸브 각도의 예측을 하는 것이다. 도22에 본 예의 제어부(3D)의 구성을 나타낸다. 도22에 있어서, 도19에 나타내는 제4 실시 형태의 제어부(3C)의 구성 부분과 같은 기능을 갖는 부분에 대해서는 같은 부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.

프로그램 저장부(7)는, 데이터 처리 프로그램(71), 상관 모델 선도 작성 프로그램(상관 모델 작성 수단)(72) 및 판단(이상 예측) 프로그램(판단 수단)(73)을 구비하고 있다.

데이터 처리 프로그램(71)은, 각 RUN에 있어서 장치 데이터 기억부(32)에서 취득한 밸브 각도의 데이터(예를 들어 그 평가치)와 누적 막 두께 관리부(37)에서 관리하고 있는 누적 막 두께의 데이터에 의거하여 과거의 처리 데이터(100)를 제4 실시 형태의 처리 데이터 기억부(40A)에서 이용되고 있는 서식과 같은 서식으로 처리 데이터 기억부(8)에 기억하는 스텝을 실행하도록 구성된다.

상관 모델 선도 작성 프로그램(72)은, 처리 데이터 기억부(8)에 기억되어 있는 처리 데이터(100)에 의거하여 상관 모델 선도를 작성하는 기능을 갖는다. 상관 모델 선도는 처리 데이터 기억부(8)에 기억된다. 여기에서 이용되는「상관 모델 선도」는 어떤 처리 압력을 실현하기 위해서 필요한 압력 조정 밸브(25)의 각도(밸브 각도)를 제1 축으로, 누적 막 두께를 제2 축으로 각각 할당한 2축 좌표계 위에 그려진 선도이다. 상관 모델 선도는, 처리 조건마다 작성된다. 여기에서는, 배치 사이즈 이외의 처리 조건(처리 압력, 처리 온도 등)이 동일할 경우가 예시되어, 배치 사이즈마다 상관 모델 선도가 작성되어 있다.

상관 모델 선도의 작성 방법에 대해서 이하에 설명한다. 우선, 상관 모델 선도 작성 프로그램(72)은, 처리 데이터 기억부(8)에 기억된 과거의 처리 데이터(100)에 의거하여 배치 사이즈마다, 상관 데이터(101 내지 103)를 2축 좌표계 위에 작성하고, 표시부(34)의 화면 상에 표시한다. 또한,「상관 데이터」의 정의에 대해서는, 제1 실시 형태의 설명도 참조하고자 한다.

오퍼레이터는 각 상관 데이터(101 내지 103)에 있어서 2개의 변수의 관계를 정의하는데도 적합하다고 생각되는 근사식을 여러 가지의 근사식, 예를 들어 2차 내지 7차 함수식 혹은 지수 함수식을 선택하여, 함수 중의 계수를 결정한다. 이로써 상관 모델 선도가 작성된다. 또 근사식의 선택이나 계수의 결정은, 상관 모델 선도 작성 프로그램(72)이, 자동으로 판단해 결정해도 좋다. 도23에는, 도22에 개략적으로 도시한 상관 데이터(101 내지 103)(삼각형의 플롯)에 의거하여 작성된 상관 모델 선도가 굵은 실선으로 기재되어 있다.

판단 프로그램(73)은 (i) 금회 실시하려고 하는 성막 처리의 처리 조건(본 예에서는 배치 사이즈)에 대응하는 상관 모델 선도를 판독하고, 그 상관 모델 선도와, 금회의 성막 처리를 끝냈을 때의 누적 막 두께의 값(예정값)에 의거하여 금회의 성막 처리에 있어서의 밸브 각도를 예측하는 스텝과, (ii) 그 예측치가 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판단하는 스텝과, (iii) 밸브 각도가 임계치 예를 들 어 80도를 초과하였다고 판단했을 때에, 이상 경보부(35)에 이상 경보를 행하는 스텝을 포함하는 스텝군을 실행하도록 구성되어 있다.

다음에 제5 실시 형태의 작용에 대해서 설명한다. 처리 레시피 선택부(38)에 의해 선택한 레시피를 실행할 때마다, 장치 데이터 기억부(32)에는 여러 가지의 장치 데이터가 기억되어 간다. 처리 데이터 기억부(8)에는, 과거의 처리 데이터가 도21에 나타내는 포맷으로 기록되어 간다.

상관 모델 작성 프로그램(72)은, 처리 데이터 기억부(8)에 기억되어 있는 데이터에 의거하여, 성막 처리의 처리 조건에 대응한 상관 모델 선도를 작성한다. 도23에서는, 배치 사이즈 50매, 100매, 150매의 경우에서의 상관 모델 선도가 작성된 예를 나타내고 있다. 이러한 상관 모델 선도에 의거하여 판단 프로그램(73)이 다음의 배치 처리를 실시할 수 있는지의 여부를 판단한다. 상관 모델 선도는 동일 기종의 다른 감압 CVD 장치에 있어서 취득한 데이터를 이용해서 작성해도 된다.

판단 프로그램(73)은, 앞서 제4 실시 형태에 관련시켜 설명한 도20에 나타내는 흐름을 따라, 밸브 각도를 예측해 성막 운전의 가부를 판단한다. 이 제5 실시 형태에 있어서 판단 프로그램(73)이 실행하는 흐름은, 제4 실시 형태에 있어서 판단 프로그램이 실행하는 흐름에 대하여, 스텝S300의 내용만이 다르고, 다른 것은 동일하다. 즉 도20에 나타내는 스텝S300을 실행하는 데 있어서, 판단 프로그램(73)은 금회의 성막 처리와 동일한 처리 조건으로 행해진 상관 모델 선도를 처리 데이터 기억부(8) 중에서 판독한다. 그리고 판단 프로그램(73)은, 금회의 성막 처리 종료 시점에 있어서의 누적 막 두께(취득한 누적 막 두께와 목표 막 두께의 합) 에 대응하는 상관 모델 선도 상의 밸브 각도(상기 2축 좌표계 상에 있어서의, [금회 성막 처리 종료 시점에 있어서의 누적 막 두께, 밸브 각도]의 위치)를 판독한다. 이 판독한 값이 금회 실시하려고 하는 성막 처리 중의 밸브 각도의 예측치이다. 이 예측치에 의거하여 스텝S300에 이어지는 스텝이 실행된다.

판단 프로그램(73)이 실행하는 스텝S300에 대해서, 도23을 참조해서 구체적으로 설명한다. 도23에 있어서, 부호 L50, L100, L150은 각각 배치 사이즈 50매, 100매, 150매에 있어서의 상관 모델 선도를 나타내고 있다. 여기에서, 전회 50매의 배치 사이즈로 성막 처리를 행하고, 금회 150매의 배치 사이즈로 성막 처리를 행하려고 하고 있는 것으로 한다. 우선, 전회의 성막 처리 종료 시점의 누적 막 두께 m과 금회의 성막 처리의 목표 막 두께 n을 가산함으로써 금회의 성막 처리 종료 시점의 누적 막 두께 m + n을 구한다. 다음에, 상관 모델 선도 L150에 있어서, 누적 막 두께 m + n에 대응하는 밸브의 각도를 판독한다. 그러면 밸브 각도가 허용 한계치(임계치) G를 넘고 있는 것을 알 수 있다.

이에 대하여, 금회 행하려고 하고 있는 성막 처리의 배치 사이즈가 50매 혹은 10O매일 경우에는, 상관 모델 선도 L50, L100에 있어서의, 누적 막 두께 m + n에 대응하는 밸브 각도는 허용 한계치 G보다도 작은 것을 알 수 있다. 즉, 배치 사이즈 50매 혹은 100매인 경우에는, 성막 처리를 실시 가능한 것을 알 수 있다.

이 제5 실시 형태에 있어서도, 제4 실시 형태와 대략 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 상기 설명에서는 다른 배치 사이즈(처리 조건)마다 상관 모델 선도를 작성하고 있지만, 다른 처리 조건(예를 들어 처리 압력)마다 상관 모델 선도를 작 성해도 좋다.

또한, 새롭게 취득된 누적 막 두께 및 밸브의 각도 값의 플롯이, 과거의 복수의 데이터에 의거하여 작성된 상관 모델 선도 상에 실리지 않을 경우에는, 새롭게 취득된 데이터에 의거하는 플롯의 편차량에 의거하여 상관 모델 선도를 시프트시키고, 그 후의 예측은 시프트시킨 상관 모델 선도에 의거하여 행해도 좋다. 예를 들어 상기 플롯이 상관 모델 선도로부터 상하 방향으로 Δy만큼 어긋나 있다고 한 경우, 상관 모델 선도를 Δy만큼 y축 방향으로 이동시켜도 된다.

[제6 실시 형태]

다음에, 도24 및 도25를 참조해서 제6 실시 형태에 대하여 설명한다. 이 제6 실시 형태의 제어부(3E)는, 제1 실시 형태 및 제3 실시 형태에 관한 제어부(3, 3B)의 기능을 병합하고, 다시 개변을 가한 것에 상당한다. 제1 및 제3 실시 형태의 제어부를 구성하는 기능 블록과 동일 기능을 갖는 기능 블록에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.

도24에 도시한 바와 같이, 이 제6 실시 형태의 제1 프로그램 저장부(4")는, 제1 실시 형태의 프로그램 저장부(4)와 대략 같은 구성 및 기능을 갖는다. 또한, 제1 기억부(40")는 제1 실시 형태의 처리 데이터 기억부(40)와 대략 같은 구성 및 기능을 갖는다.

이 제6 실시 형태의 제2 프로그램 저장부(4A")는 제3 실시 형태의 프로그램 저장부(4A)에 저장된 프로그램 외에 추가로, 경시 변화 작성 프로그램(40)을 저장하고 있다. 또한, 이 제6 실시 형태의 이상 검출 프로그램(41A')은, 제3 실시 형 태의 이상 검출 프로그램(41A)이 갖는 기능 외에 추가의 기능을 갖고 있다. 즉, 이상 검출 프로그램(41A')은, 제2 이상 검출 수단으로서의 프로그램 부분 및 제3 이상 검출 수단으로서의 프로그램 부분을 포함하고 있다. 또한, 제1 이상 검출 수단으로서의 프로그램은, 제1 프로그램 저장부(4")에 저장된 판단 프로그램(43)(「이상 검출 프로그램」이라고도 부름)이다.

상기 제2 이상 검출 수단에 상당하는 프로그램 부분은, 전술한 제3 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 마하라노비스의 거리를 구해 그 값이 임계치를 초과했을 때에 이상 검출이라고 판정하는 프로그램이다. 상기 제3 이상 검출 수단에 상당하는 프로그램 부분은, 감시 대상 변수 중 적어도 하나가 임계치를 초과하고 있는지의 여부를 판정하고, 임계치를 초과하고 있을 때에 이상이라고 판단하도록 구성된 프로그램 부분이다.

또한, 제2 프로그램 저장부(4A')에 저장된 경시 변화 작성 프로그램(40)은, 각 감시 대상 변수(예를 들어 외부 온도, 내부 온도)의 검출치의 경시 변화 데이터를, 장치 데이터 기억부(32) 내의 데이터에 의거하여 작성해서 제2 기억부(51) 내에 기억시키는 프로그램이다. 감시 대상 변수의 검출치의 경시 변화 데이터는 도14 좌측에 기재된 그래프가 해당된다.

이상 데이터 작성 프로그램(이상 데이터 작성 수단)(42A)은 제1 프로그램 저장부(4")의 이상 검출 프로그램(41)(판단 프로그램) 및 제2 프로그램 저장부의 이상 검출 프로그램(41A') 중 적어도 한쪽에 의해 이상이 검출되었을 때에, 제3 실시 형태의 이상 데이터 작성 프로그램(42A)과 같이 동작한다.

이 제6 실시 형태에서는 이상 검출 프로그램(41 및 41A') 중 적어도 한쪽에 의해 이상이 검출되었을 때에, 오퍼레이터의 개재에 의해「이상 데이터」의 작성이 행해진다. 이상 데이터의 작성 수순에 대해서는, 제3 실시 형태의 설명을 참조하고자 한다.

또한, 상관 데이터의 경계 데이터를 기초로 하여 판단되는 이상이 검출되었을 때에는, 이상 데이터를 작성하지 않는 경우도 있을 수 있다. 앞서 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 경계 데이터에만 의거하여 이상의 상황 및 이상의 원인이 판명되는 경우도 있기 때문이다.

전형적인 실시 형태에 있어서는, 이상이라 검출되었을 때에는 이상 데이터의 작성 지시는 오퍼레이터에 의해 행해지지만, 이상이라 판단되었을 때에 자동으로 감시 결과의 조합을 선택해서 이상 데이터를 작성하는 기능을 이상 데이터 작성 프로그램(42A)이 갖고 있어도 된다.

이 제6 실시 형태에 있어서, 개개의 검출치에 대한 이상 검출 기능[이상 검출 프로그램(41A')의 제3 이상 검출 수단에 의한 이상 검출 기능]은 생략할 수 있다. 즉, 상관 데이터에 의거하여 작성된 경계 데이터를 기준으로 하여 판단되는 이상[이상 검출 프로그램(41)에 의해 검출되는 이상] 및 복수의 검출치의 연산 결과를 기초로 하여 판단되는 이상[이상 검출 프로그램(41A')의 제2 이상 검출 수단에 의해 검출되는 이상] 중 적어도 하나가 검출되었을 때에, 오퍼레이터의 개재에 의해 이상 데이터의 작성을 행하도록 해도 좋다.

이 제6 실시 형태의 제어부(3E)는, 다시 제3 기억부(5') 및 제4 기억부(6') 를 구비하고 있다. 이상 데이터 작성 프로그램(42A)에 의해 작성된「이상 데이터(제3 실시 형태 참조)」는, 제3 기억부(5')에 기억된다. 즉 본 실시 형태에 있어서의 제3 기억부(5)는, 제3 실시 형태의 제1 기억부(5)에 상당한다. 또한, 제4 기억부(6')는「이상 판별 데이터(제3 실시 형태 참조)」를 기억하는 것이며, 제3 실시 형태의 제2 기억부(6)에 상당한다. 또한, 제2 프로그램 저장부(4A')에 저장되는 검색 프로그램(검색 수단)(43A)(원인 추정 프로그램이라고도 칭함)은, 제3 실시 형태의 검색 프로그램(43A)과 같은 기능을 갖는다.

다음에 작용에 대하여 설명한다. 성막 프로세스는, 제1 실시 형태와 같은 방법으로 실행된다. 성막 프로세스 사이, 감시 대상 변수가 시시각각으로 감시된다. 감시 대상 변수의 검출치에 의거하여 제3 실시 형태에 관련된 도13에 기재되어 있는 흐름과 대략 같은 흐름이 실시된다. 이 제6 실시 형태에 있어서의 흐름은, 스텝S1만이 제3 실시 형태의 도13의 흐름과 다르며, 다른 것은 동일하다. 즉, 제6 실시 형태에 있어서는, 이상을 검출하는 스텝S1에 있어서, 이상 검출 프로그램(41 및 41A')에 의해 실현되는 전술한 3 종류의 이상 검출 중, 적어도 1개, 바람직하게는 복수가 실시된다.

상관 데이터의 경계 데이터를 기초로 하는 이상이 검출되었을 때는, 제1 실시 형태와 같은 수순이 실행된다.

복수의 검출치의 연산 결과를 기초로 하는 이상이 검출된 경우에는, 제3 실시 형태에서 도14 및 도16을 참조하여 설명한 수순과 동일한 수순이 실행된다.

또한, 이 제6 실시 형태에 있어서는 새로운 이상 판별 데이터를 등록할 때에 는, 도25에 도시한 바와 같이 이상 정도의 경시 변화 데이터를 맞추어 등록할 수 있다.

이상에 여러 가지의 실시 형태에 의거하여 본 발명에 대하여 설명해 왔지만, 본 발명은 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 본 발명을 기초로 하는 이상 검출 혹은 이상 예측은, 전술한 배치식 감압 CVD 장치에 한정되지 않고, 다양한 반도체 제조 장치, 예를 들면 상압(대기압보다도 약간 낮은 미감압 상태도 포함함) 성막 장치, 낱장식의 열처리 장치, 드라이 에칭 장치, 에싱 장치, 레지스트의 도포?현상 장치 등에 적용할 수 있다.

Claims (26)

1. 반응 용기와, 상기 반응 용기에 접속된 배기로와, 상기 배기로에 마련되어 상기 반응 용기 내의 압력을 조정하기 위한 압력 조정 밸브를 구비하고, 반도체 장치를 제조하기 위해 기판에 성막 처리를 행하는 반도체 제조 장치에 있어서,

   제1 감시 대상 변수 및 상기 제1 감시 대상 변수와 어떤 상관 관계를 갖고서 변화되는 제2 감시 대상 변수가 제1 축 및 제2 축으로 각각 할당된 2축 좌표계 위에 정상 영역과 이상 영역과의 경계를 정하는 경계 데이터가 기억된 경계 데이터 기억부와,

   상기 제1 감시 대상 변수 및 상기 제2 감시 대상 변수의 값을 각각 감시하는 제1 감시 수단 및 제2 감시 수단과,

   상기 반응 용기 내에서 1회의 처리에 의해 처리되는 기판의 처리 매수인 배치 사이즈를 선택하는 배치 사이즈 선택 수단과,

   상기 제1 감시 수단 및 제2 감시 수단에 의해 각각 얻게 된 상기 제1 감시 대상 변수의 값과 상기 제2 감시 대상 변수의 값의 세트인 상기 2축 좌표계 상에 있어서의 위치가 상기 정상 영역 및 상기 이상 영역 중 어디에 포함되어 있는지를 판단하는 판단 수단과,

   상기 판단 수단에 의해 상기 위치가 상기 이상 영역에 포함되어 있다고 판단 되었을 때에, 상기 반도체 제조 장치에 이상이 있는 것을 알리는 이상 통지 수단을 구비하고,

   상기 제1 감시 대상 변수는 상기 압력 조정 밸브의 개방도이고, 상기 제2 감시 대상 변수는 상기 반응 용기 내에서 행해진 성막 처리에 의해 성막된 박막의 누적 막 두께이며,

   상기 경계 데이터 기억부는 배치 사이즈에 각각 대응하는 복수의 경계 데이터를 기억하고 있으며,

   상기 판단 수단은 선택된 배치 사이즈에 대응하는 경계 데이터에 의거하여 판단을 하도록 구성되어 있고,

   상기 판단 수단이 상기 위치가 상기 이상 영역에 포함되어 있다고 판단할 때, 상기 이상 통지 수단은 상기 반응 용기의 기밀성이 불충분하거나 클리닝이 필요하다고 알리도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 반도체 제조 장치가 정상인 상태에 있을 때에 취득된 상기 제1 감시 대상 변수의 값 및 상기 제2 감시 대상 변수의 값의 다수의 대응하는 세트에 의거하여 상기 2축 좌표계 위에 상기 제1 및 제2 감시 대상 변수의 상관 관계를 나타내는 상관 데이터를 작성하는 상관 데이터 작성 수단과,

   상기 상관 데이터 작성 수단에 의해 작성된 상관 데이터에 의거하여 상기 2축 좌표계 상에 상기 정상 영역과 상기 이상 영역과의 상기 경계를 정하는 경계 데이터를 작성하는 경계 데이터 작성 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 반도체 제조 장치의 상태를 나타내는 장치 상태 변수의 이력을 기억하는 장치 데이터 기억부를 더 구비하고,

   상기 상관 데이터 작성 수단은 상기 장치 데이터 기억부에 기억되어 있는 상기 제1 및 제2 감시 대상 변수에 대응하는 상기 장치 상태 변수에 의거하여 상기 상관 데이터를 작성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 상관 데이터를 표시하는 표시 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 표시 수단은 상기 상관 데이터와 상기 경계 데이터를 1개의 공통된 2축 좌표계에 표시하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
6. 제2항에 있어서, 상기 경계 데이터 작성 수단은 상기 경계를 정의하기 위한 근사식을 선택하는 수단과, 상기 상관 데이터와 선택된 상기 근사식에 의거하여 근사식의 계수를 구하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 반응 용기와, 상기 반응 용기에 접속된 배기로와, 상기 배기로에 마련되어 상기 반응 용기 내의 압력을 조정하기 위한 압력 조정 밸브를 구비하고, 반도체 장치를 제조하기 위해 기판에 성막 처리를 행하는 반도체 제조 장치의 이상을 검출하는 방법에 있어서,

    제1 감시 대상 변수의 값 및 상기 제1 감시 대상 변수와 어떤 상관 관계를 갖고서 변화되는 제2 감시 대상 변수의 값을 취득하는 스텝과,

    상기 반응 용기 내에서 1회의 처리에 의해 처리되는 기판의 처리 매수인 배치 사이즈에 각각 대응하는 복수의 경계 데이터 중 하나를 선택하는 스텝과,

    상기 제1 및 제2 감시 대상 변수가 제1 축 및 제2 축으로 각각 할당된 2축 좌표계 상에 있어서 정상 영역과 이상 영역과의 경계를 정하는 상기 선택된 경계 데이터에, 취득한 상기 제1 및 제2 감시 대상 변수의 값을 적용하는 스텝과,

    취득한 상기 제1 및 제2 감시 대상 변수의 값의 상기 2축 좌표계 상에 있어서의 위치가 상기 선택된 경계 데이터의 상기 정상 영역 및 상기 이상 영역 중 어디에 포함되어 있는지를 판단하는 스텝과,

    상기 판단 수단에 의해, 상기 취득된 값의 상기 위치가 상기 이상 영역에 포함되어 있다고 판단되는 경우에, 상기 반도체 제조 장치에 이상이 있는 것을 알리는 스텝을 구비하고,

    상기 제1 감시 대상 변수는 상기 압력 조정 밸브의 개방도이고, 상기 제2 감시 대상 변수는 상기 반응 용기 내에서 행해진 성막 처리에 의해 성막된 박막의 누적 막 두께이며,

    상기 알리는 스텝은 상기 반응 용기의 기밀성이 불충분하거나 클리닝이 필요하다고 알리는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치의 이상을 검출하는 방법.
12. 컴퓨터 프로그램이 기록된 기억 매체이며, 반도체 제조 장치에 접속된 컴퓨터가 상기 컴퓨터 프로그램을 실행했을 때에, 상기 컴퓨터가 상기 반도체 제조 장치를 제어해서 제11항에 기재된 방법을 실시하는 것을 특징으로 하는 기억 매체.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제

Images