TWI796695B - 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及程式 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種技術，其對於配置有複數個基板載置面之類型之裝置，亦能夠應對每一基板載置面之環境之變化。 為解決上述課題，本發明提供一種技術，其具有：處理容器，其處理基板；氣體供給部，其將氣體供給至上述處理容器；基板載置面，其於上述處理容器配置有複數個；氣體供給部，其具有與上述基板載置面對應之複數個分配管；檢測部，其檢測上述分配管之氣體供給量或與上述基板載置面對應之零件之資訊；判定部，其基於上述檢測出之資訊而判定狀態等級；選擇部，其根據上述狀態等級而選擇上述基板之移動目的地之上述基板載置面；及控制部，其控制各構成。

Description

基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及程式
本發明係關於一種基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及程式。
為了提高生產效率，基板處理裝置存在有將複數個基板集中進行處理之類型之裝置。例如，存在有以下裝置，即，於處理室中配置有複數個基板載置面，於各基板載置面載置有基板之狀態下對基板進行處理(專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-222024
(發明所欲解決之問題)
於處理基板之情形時，處理室之環境會隨時間之經過而變化。
於配置複數個基板載置面之裝置中，有時各基板載置面的環境會發生變化。此處所謂環境之變化係持續進行基板處理時之變化，例如與各個基板載置面對應之零件之劣化等。又，若基板處理為膜形成，則環境之變化係指沈積於基板載置面或其周圍之膜之膜厚等。
因此，本發明提供一種技術，其對於配置有複數個基板載置面之類型之裝置，亦能夠應對每一基板載置面之環境之變化。 (解決問題之技術手段)
本發明之一態樣提供一種技術，其具有：處理容器，其處理基板；氣體供給部，其將氣體供給至上述容器；基板載置面，其於上述處理容器配置有複數個；氣體供給部，其具有與上述基板載置面對應之複數個分配管；檢測部，其檢測上述分配管之氣體供給量或與上述基板載置面對應之零件之資訊；判定部，其基於上述檢測出之資訊而判定狀態等級；選擇部，其根據上述狀態等級而選擇上述基板之移動目的地之上述基板載置面；及控制部，其控制各構成。 (對照先前技術之功效)
根據本發明之技術，可提供一種對於將基板載置面配置成圓周狀之類型之裝置亦能夠應對每一基板載置面之環境之變化的技術。
(第一實施形態) 以下，對本發明之第一實施形態進行說明。
首先，使用圖1至圖5，說明本實施形態之基板處理裝置100。圖1中，將圖之下方表現為前方，將圖之上方表現為後方。
(基板處理裝置) 如圖1所記載，基板處理裝置100係由IO平台(裝載埠)110、大氣搬送部120、裝載閉鎖部130、真空搬送部140、及基板處理部150所構成。
(大氣搬送室、IO平台) 於基板處理裝置100之前方，設置有IO平台(裝載埠)110。於IO平台110上搭載有複數個匣盒111。匣盒111係用作搬送矽(Si)基板等基板之載具，且構成為，於匣盒111內分別以水平姿勢收納有複數個搭載已形成之電路等之未處理的成品基板PS(Product Substrate)或經處理過之成品基板PS、及虛設基板DS(Dummy Substrate)。再者，於以下說明中僅表現為基板S之情形係具有包含成品基板PS、虛設基板DS之任一者或兩者之情形。
於匣盒111設置有封蓋，且藉由未圖示之匣盒開啟器而開閉。匣盒開啟器將載置於IO平台110上之匣盒111的封蓋加以開閉，將基板進出口128打開、關閉，藉此能夠使基板S相對於匣盒111進出。匣盒111藉由未圖示之自動基板搬送系統(AMHS，Automated Material Handling Systems)而相對於IO平台110進行供給及排出。
IO平台110鄰接於大氣搬送部120。大氣搬送部120係於與IO平台110不同之面，連結有下述裝載閉鎖部130。
於大氣搬送部120內設置有移動基板S之大氣搬送機器人122。大氣搬送機器人122構成為藉由設置於大氣搬送部120之升降機而升降，並且構成為藉由線性致動器而於左右方向往返移動。
於大氣搬送部120之後方，設置有用以將基板S相對於裝載閉鎖部130搬入搬出之基板搬入搬出口129。基板搬入搬出口129係藉由閘閥而打開、關閉，藉此，能夠進行基板S之進出。
(裝載閉鎖部) 裝載閉鎖部130具有支撐基板S之待機部135。於待機部135，支撐自大氣搬送部搬送來之基板S或自真空搬送部140搬送來之基板S。
於裝載閉鎖部130與真空搬送部140之間，設置有基板搬入搬出口131。以能夠將裝載閉鎖部130與真空搬送部140之間隔離之方式，於基板搬入搬出口131之附近設置有未圖示之閘閥。
(真空搬送部) 於真空搬送部140，設置有搬送基板S之真空搬送機器人142。真空搬送機器人142係於裝載閉鎖部130與基板處理部150之間搬送基板S。真空搬送機器人142至少具有機械指143、機械臂144、及基台145。又，真空搬送機器人142具有控制機械臂144之旋轉、延伸等之機器人控制部146。
基板S被支撐於機械指143上，機械臂144係藉由機器人控制部146之控制而旋轉、延伸，或於裝載閉鎖部130與基板處理部150之間移動。
同樣地，於真空搬送部140與基板處理部150之間亦設置有基板搬入搬出口141。以能夠將真空搬送部140與基板處理部150之間隔離之方式，於基板搬入搬出口141之附近設置有未圖示之閘閥。
(基板處理部) 其次，說明基板處理部150之具體構造。 如圖1、2所記載，基板處理部150具備處理容器202。處理容器202亦稱為處理模組。處理容器202構成為例如橫截面為多角形之扁平之密閉容器。又，處理容器202例如由鋁(Al)或不鏽鋼(SUS)等金屬材料所構成。於處理容器202內，形成有處理基板S之處理室201。處理室201係由下述簇射頭230、基台210等所構成。
於處理容器202之側面，設置有鄰接於閘閥208之基板搬入搬出口141，基板S係經由基板搬入搬出口141而於與真空搬送部140之間移動。
於處理室201，配設有加熱基板S之基台210。基台210係以下述軸221為中心而沿處理容器202之徑向配設有複數個。基台210亦稱為基板支撐部。使用圖1對基台210之配置進行說明。再者，B-B'之縱截面圖相當於圖2。
基台210至少設置4個。具體而言，自與基板搬入搬出口141對向之位置沿順時針方向配置基台210a、基台210b、基台210c、及基台210d。
基台210具有：分別載置基板S之基板載置面211(基板載置面211a至基板載置面211d)、及包含基板載置面211之凹部215(凹部215a至凹部215d)。即，基板載置面211係沿處理容器202之徑向配置有複數個。
基台210具有構成凹部215之凸構造之一部分，且與氣體供給部相對向之面214(面214a至面214d)。面214未載置基板S，故作為與基板載置面對應之表現，亦可表現為非基板載置面。
進而，基台210具有作為加熱源之加熱器213(213a至213d)。於基台210，於與頂起銷207對應之位置分別設置有頂起銷207貫通之貫通孔。
基台210係由軸217(軸217a至軸217b)支撐。軸217貫通處理容器202之底部204。
基板載置面211之直徑構成為稍大於基板S之直徑。因此，於載置基板S時，具有未支撐基板S之間隙。
以貫通底部204之方式設置有頂起銷207。頂起銷207配設於能夠通過設置於基台210之貫通孔之位置。頂起銷207之前端係於基板搬入/搬出時等支撐基板S。
於頂起銷207之下端，設置有頂起銷支撐部212(212a至212d)。於各個頂起銷支撐部212設置有基板升降部216(216a至216d)。基板升降部216使頂起銷207升降。頂起銷支撐部212、基板升降部216係對應於各個基台210a至210d而設置。
於處理容器202之蓋部203、且與各個基板載置面211對向之位置，分別設置有作為氣體分散機構之簇射頭230(230a至230d)。自上方觀察時，如圖4所記載，配設有複數個簇射頭230。
如圖4所記載，於各個簇射頭230設置有氣體導入孔231。具體而言，於簇射頭230a設置有氣體導入孔231a，於簇射頭230b設置有氣體導入孔231b，於簇射頭230c設置有氣體導入孔231c，於簇射頭230d設置有氣體導入孔231d。氣體導入孔231a、231b、231c、231d係與下述共通氣體供給管301連通。再者，圖4之A-A'線之縱截面圖相當於圖2。
將各簇射頭230與基板S之間之空間稱為處理空間209。又，將構成處理空間209之構造稱為處理室201。本實施形態中，將構成處理空間209a且至少具有簇射頭230a與基台210a之構造稱為處理室201a。將構成處理空間209b且至少具有簇射頭230b與基台210b之構造稱為處理室201b。將構成處理空間209c且至少具有簇射頭230c與基台210c之構造稱為處理室201c。將構成處理空間209d且至少具有簇射頭230d與基台210d之構造稱為處理室201d。
再者，此處，記載為處理室201至少具有簇射頭230與基台210，但只要為構成處理基板S之處理空間209之構造即可，當然根據裝置構造而不拘於簇射頭230之構造等。其他處理室亦相同。
各基台210係如圖1所記載，將軸221配置於中心。於軸221上，設置有旋轉臂222。旋轉臂222具有複數個臂223、及將各臂223固定於軸221之固定部224。固定部224係於軸221上，被固定於軸221。各臂223係以固定部224為中心呈放射狀配設。
軸221係以貫通處理容器202之底部204之方式構成，於處理容器202之外側、且與旋轉臂222不同之側設置有升降旋轉部225。升降旋轉部225使軸221升降、或旋轉。藉由升降旋轉部225而能夠與各基台210獨立地進行升降。旋轉方向例如沿圖1之箭頭之方向旋轉。
於臂223之前端，設置有複數個朝旋轉臂222之旋轉方向突出之爪226。爪226係以支撐基板S之背面之方式構成。
旋轉臂222自基台210拾取基板S時，使頂起銷207自圖2之狀態上升，並且使軸221上升。此時，如圖3般使旋轉臂222位於較基板載置面211更高之位置。進而，設為以下狀態：於基板載置面211上，頂起銷207於較旋轉臂222更高之位置支撐成品基板PS。藉由使旋轉臂222旋轉而將爪226配設於基板S之下方。其後，藉由使頂起銷207下降而使基板S移動至爪226上。
使基板S自旋轉臂222移動至基台210時，以相反之順序控制頂起銷207、旋轉臂222。再者，於進行下述基板處理時，旋轉臂222如圖2般於處理容器202之下方待機。
將軸221、臂223、固定部224統稱為基板旋轉部220。於基板旋轉部220，亦可包含旋轉升降旋轉部225。基板旋轉部220亦稱為基板搬送部。又，亦可將基板升降部、旋轉板升降部之任一者之組合或所有組合統稱為升降部。
(氣體排氣系統) 說明將處理容器202之環境氣體排放之氣體排氣系統260。氣體排氣系統260係以對應於各個處理空間209(209a至209d)之方式設置。例如，氣體排氣系統260a對應處理空間209a，氣體排氣系統260b對應處理空間209b，氣體排氣系統260c對應處理空間209c，氣體排氣系統260d對應處理空間209d。
氣體排氣系統260具有與排氣孔261(261a至261d)連通之排氣管262(262a至262d)，進而具有設置於排氣管262之壓力自動控制器(APC，Auto Pressure Controller)266(266a至266d)。APC 266具有能夠調整開度之閥體(未圖示)，且根據來自控制器400之指示而調整排氣管262之傳導率。又，於排氣管262，在APC 266之上游側設置有閥267(267a至267d)。
將排氣管262與閥267、APC 266統稱為氣體排氣系統260。
進而，將排氣管262、壓力監控部268、閥267、及APC 266統稱為排氣部。於排氣管262之下游設置有乾式泵(DP，Dry Pump)269。DP 269係經由排氣管262而將處理室201之環境氣體排出。本實施形態中，針對每一氣體排氣系統260設置有DP 269，但並非限於此，亦可使各氣體排氣系統共通。
圖2所記載之α係指將各構成與感測器270電性連接。具體而言，各加熱器213或氣體排氣系統260之各者係電性連接有感測器270。
感測器270係檢測各構成之狀態者。例如，檢測加熱器213之運轉時間或運轉次數、閥267或APC 266之運轉時間或運轉次數。再者，關於圖3之感測器270之記載，為方便說明而省略。
(氣體供給部) 繼而，使用圖5說明氣體供給部300。此處說明與氣體導入孔231(231a至231d)連通之氣體供給部300。
各氣體導入孔231係以與分配管305(305a至305d)連通之方式構成。各分配管305係經由集合管306而連接於共通氣體供給管301。
簇射頭230(230a至230d)係連接於分配管305(305a至305d)。即，各分配管305成為與各基板載置面211對應之構成。於分配管305(305a至305d)設置有閥302(302a至302d)、及質量流量控制器303(303a至303d)。於質量流量控制器303(303a至303d)之各者，連接有流量計測器307(307a至307d)。流向各處理室201之氣體供給量係根據流量計測器307所計測之流量與計測時間而測定。
自分配管305供給之氣體供給量係由流量計測器307計測。對各處理室201之氣體供給量係使用各閥302、質量流量控制器(MFC)303而調整。於共通氣體供給管301，連接有第一氣體供給管311、第二氣體供給管321。
主要由分配管305、集合管306、閥302、及質量流量控制器303而構成共通氣體供給系統330。共通氣體供給系統中亦可包含流量計測器307。
於第一氣體供給管311，自上游方向依序設置有第一氣體源312、作為流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器313、及作為開閉閥之閥314。
第一氣體源312係含有第一元素之第一氣體(亦稱為「含第一元素之氣體」)源。含第一元素之氣體為原料氣體，即處理氣體之一。此處，第一元素為矽(Si)。即，含第一元素之氣體為含矽氣體。具體而言，作為含矽氣體，可使用二氯矽烷(SiH2 Cl2 ，亦稱為DCS)或六氯二矽烷(Si2 Cl6 ，亦稱為HCDS)氣體。
主要由第一氣體供給管311、質量流量控制器313、及閥314構成第一氣體供給系統310(亦稱為含矽氣體供給系統)。
於第二氣體供給管321，自上游方向依序設置有第二氣體源322、質量流量控制器323、及作為開閉閥之閥324。
第二氣體源322係含有第二元素之第二氣體(以下，亦稱為「含第二元素之氣體」)源。含第二元素之氣體為處理氣體之一。再者，含第二元素之氣體亦可考慮為反應氣體。
此處，含第二元素之氣體係含有與第一元素不同之第二元素。第二元素例如為氧(O)。本實施形態中，含第二元素之氣體例如為含氧氣體。具體而言，可使用臭氧(O3 )氣體作為含氧氣體。
主要由第二氣體供給管321、質量流量控制器323、及閥324構成第二氣體供給系統320(亦稱為反應氣體供給系統)。
再者，將共通氣體供給系統330、第一氣體供給系統310、第二氣體供給系統320之任一者或其組合稱為氣體供給部300。
圖5中記載之α係指將各構成與感測器270電性連接。具體而言，電性連接有共通氣體供給系統330、第一氣體供給系統310、第二氣體供給系統320之閥或質量流量控制器。進而，亦可將流量計測器307與感測器270電性連接。
感測器270係檢測各構成之狀態者。例如，檢測質量流量控制器之運轉時間或運轉次數、閥之運轉時間或運轉次數。於連接有流量計測器307之情形時，檢測每一分配管305之流量。
將流量計測器307、感測器270統稱為檢測部。亦可將流量計測器307、感測器270之任一者稱為檢測部。
(控制器) 繼而，說明控制器400。控制器400亦稱為控制部。基板處理裝置100具有控制基板處理裝置100之各部之動作之控制器400。如圖6所記載，控制器400至少具有運算部(中央處理單元(CPU，Central Processing Unit))410、暫時記憶部(隨機存取記憶體(RAM，Random Access Memory))420、記憶部430、及I/O埠440。控制器400係經由I/O埠440而連接於基板處理裝置100之各構成。
運算部410具有收發指示部411、判定部412、選擇部413、及主控制部414。收發指示部411係於基板處理裝置100內、及周圍之裝置與基板處理裝置100之間控制信號之收發者。判定部412係判定基台210之狀態者。選擇部413係選擇搬送基板S之目的地之基台210者。
主控制部414係根據上位裝置460或使用者之指示而自記憶部430叫出程式或配方，且根據其內容而控制機器人控制部146等各構成之動作。記憶部430具有記憶配方資訊之配方資訊記憶部431、動作資訊記憶部432、及狀態等級記憶部434。關於動作資訊記憶部432與狀態等級記憶部434將於以下敍述。
控制器400亦可作為專用之電腦而構成，還可作為通用之電腦而構成。例如，準備儲存有上述程式之外部記憶裝置(例如磁帶、軟碟或硬碟等磁碟、CD或DVD等光碟、MO等磁光碟、及USB記憶體(USB Flash Drive，USB快閃記憶體)或記憶卡等半導體記憶體)452，使用外部記憶裝置452而將程式安裝於通用之電腦，藉此可構成本實施形態之控制器400。又，用以對電腦供給程式之手段並不限於經由外部記憶裝置452而供給之情形。例如，亦可使用網際網路或專用線路等通信手段，亦可自上位裝置460經由接收部454接收資訊，且不經由外部記憶裝置452而供給程式。又，亦可使用鍵盤或觸控面板等輸入輸出裝置451對控制器400進行指示。
記憶部430或外部記憶裝置452係作為電腦可讀取之記錄媒體而構成。以下，亦可將該等加以統稱而簡稱為記錄媒體。再者，於本說明書中使用記錄媒體之用語之情形時，有僅包含記憶部430單獨體之情形、僅包含外部記憶裝置452單體之情形、或包含該兩者之情形。
繼而，使用圖7說明動作資訊記憶部432。動作資訊記憶部432具有圖7所記載之動作資訊表433。動作資訊表433係將各基台210與基板處理裝置100之動作建立關聯之表。(A)中，記錄有每一基台210之處理時間資訊、及各分配管305之每單位時間之氣體供給量資訊。(B)中，記錄有各基台210之零件(例如加熱器213)之運轉時間。
(A)中之處理時間資訊PT(Processing Time)係供給處理氣體之累計時間。於基台210清潔、或更換等而使凹部215或面214成為清潔之狀態後，將處理時間資訊PT重置。
氣體供給量資訊表示每單位時間之氣體供給量。該等資訊係檢測由主控制部414控制之時間、或由流量計測器307檢測出之氣體供給量，並將該資料輸入至表。
(B)中之零件運轉資訊係與各基台210對應之零件之運轉資訊。其亦可稱為與各基板載置面211對應之零件之運轉資訊。運轉資訊例如係運轉時間OT(Operation Time)。作為零件，有加熱器213、加熱器控制系統零件、氣體供給系統零件、氣體排氣系統零件等。於使用電漿之情形時亦可包含電漿控制系統零件。當各零件完成更換等維護時，將運轉時間重置。
作為加熱器控制系統零件，有計測加熱器213之溫度之溫度計測器或對加熱器供給電力之供給線等加熱器控制系統零件。作為電漿控制系統零件，有電極或電力供給線等。作為氣體供給系統零件，有圖5所記載之各閥302或MFC 303等。作為氣體排氣系統零件，有APC 266、閥267等。
該等零件之資訊可根據由感測器270檢測之資料而算出，或亦可由控制器400計測各零件之運轉時間等，並記錄該資料。
繼而，使用圖8說明狀態等級記憶部434。 狀態等級記憶部434具有圖8所記載之狀態等級表435。狀態等級表435係將基台210之狀態與其等級建立關聯之表。基台210之狀態係表示根據動作資訊表433算出之各基台210之狀態、及其狀態等級者。基台210之資訊例如係附著於基台210之膜之資訊、或零件之運轉資訊。
膜之資訊例如係形成於上表面214之膜之膜厚Th資訊。若膜厚較厚則膜容易剝落，此情形有可能對基板處理造成不良影響，故要進行膜厚管理。該膜厚資訊係根據動作資訊表433(A)之處理時間資訊、氣體供給量資訊而針對每一基台210算出。
又，關於零件之狀態，例如考慮加熱器213之運轉時間。加熱器213之性能係因運轉時間而劣化，故有無法進行所需之處理之虞。
各基台210之狀態例如係根據動作資訊表433之資訊而算出之資訊。本實施形態中，根據動作資訊表433(A)算出膜厚。膜厚之資訊係利用記錄於動作資訊表433之處理時間與氣體供給量之積而求出。
又，關於零件之運轉時間，擷取動作資訊表433(B)之資訊。
於狀態等級表435中，設定有與狀態對應之等級。圖8中，等級1係表示最佳狀態之等級，等級3係表示最差狀態之等級。換言之，亦可表現為，等級1為最高等級，等級3為最低等級。
於狀態等級表435(A)中，等級1為膜厚Th小於臨限值A1之狀態，表示膜厚最薄之狀態。另一方面，等級3之情形為膜厚Th大於臨限值B1之狀態，表示膜厚最厚之狀態。再者，A1＜B1。膜厚越薄則為越佳之狀態，越厚則為越差之狀態。
於狀態等級表435(B)中，等級1為運轉時間OT小於臨限值A2之狀態，表示運轉時間最短之狀態。另一方面，等級3之情形為運轉時間OT大於臨限值B2之狀態，表示運轉時間最長之狀態。再者，A2＜B2。各零件係運轉時間越長，劣化之可能性越高，故運轉時間越短則為越佳之狀態，運轉時間越長則為越差之狀態。
使狀態等級表435反映動作資訊表433之資訊此一動作係由判定部412進行。
此處，以零件之運轉時間為例進行了說明，但並非限於此，亦可為零件之性能。例如，若為加熱器213，則亦可為與運轉開始時之性能相比較之效能。所謂與運轉開始時之性能相比較之效能，係例如於將運轉開始時設為100%性能之情形時，表現為80%性能、60%性能等。
(基板處理方法) 繼而，使用圖9對基板處理方法進行說明。本實施形態中，說明對成品基板PS供給處理氣體並處理基板之步驟。例如，以對各基板供給含Si之氣體與含氧氣體而形成SiO膜之步驟為例進行說明。
本實施形態中，對在處理容器202內處理4片成品基板PS之例進行說明。
首先，說明狀態因各基板載置面211而不同之理由。狀態因每一基板載置面而不同者可列舉例如凹部215之加工精度偏差、加熱零件、氣體供給系統零件、氣體排氣系統零件之性能偏差、至劣化為止之時間偏差。
各零件當然具有對成品基板PS維持所需之處理品質之性能。然而，由於存在加工精度或零件性能、零件劣化時間偏差，故若反覆處理，則性能較佳之基台中膜厚變薄、性能較差之基台中膜厚變厚等差異變得顯著。
若膜厚變厚，則有導致膜剝落之虞，其對成品基板PS之品質造成不良影響。於成品基板PS之處理中，根據儘可能抑制由膜剝落導致之微粒的影響之觀點，較理想為於性能較高之基台210進行處理。
因此，本實施形態中，即便於各基板載置面周圍之零件產生性能偏差，亦會為了進行品質較高之處理而選擇性能較高之基台210。以下，記述詳情。
(S102) 說明將成品基板PS搬入至處理容器202內之基板搬入步驟S102。
基板處理裝置100中，使旋轉臂222上升，並且使其旋轉以使爪226配設於基台210a上方。真空搬送機器人142使機械臂144移動，將成品基板PS移載至爪226上。
成品基板PS移載後則使旋轉臂222旋轉，以相同之動作將成品基板PS移載至未支撐成品基板PS之爪226。其後，將各爪226配設於基台210上之後，則使頂起銷207上升，並且將基板自爪226移載至頂起銷207上。於移載成品基板PS後，使旋轉臂222下降至基台210間，並且使頂起銷207下降，將成品基板PS移載至各基板載置面211。
將成品基板PS載置於基板載置面211上之後，則關閉閘閥208而將處理容器202內加以密閉。以此方式將成品基板PS移動至處理空間209。
將成品基板PS載置於各基板載置面211上時，對各加熱器213供給電力，以使成品基板PS之表面成為既定溫度之方式進行控制。成品基板PS之溫度例如為室溫以上且800℃以下，較佳為室溫以上且700℃以下。此時，控制器400基於由感測器270檢測出之溫度資訊而擷取控制值，控制對加熱器213之通電情況，藉此調整加熱器213之溫度。
(S104) 繼而，說明氣體供給步驟S104。 將移動至各處理空間209之成品基板PS維持於既定之溫度後，則控制供給部300，以對處理空間209a並行地供給含矽氣體、含氧氣體。與此並行地，自排氣系統260將氣體排出。
於處理空間209中，含矽氣體與含氧氣體反應，於成品基板PS上形成作為絕緣膜102之氧化矽膜。與此同時，於基板載置面211周圍之構造、例如上表面214上亦形成膜。
再者，此處說明了並行供給含Si氣體與含氧氣體之情形，但並不限於此，亦可將含Si氣體與含氧氣體交替獨立地供給，或亦可以一部分重疊之方式交替供給。
於經過既定時間後，停止氣體之供給。 主控制部414係於氣體供給步驟S104之期間，記錄於動作資訊表433(A)。
(S106) 繼而，說明基板搬出步驟S106。於氣體供給步驟S104之後，將經處理過之成品基板PS自處理容器202搬出。於搬出時，以與基板搬入步驟S102相反之順序搬出成品基板PS。
(S108) 繼而，說明判定S108。 此處，判定是否已處理既定片數之成品基板PS。所謂既定片數，例如係指批次片數。於已處理既定片數之情形時，視為Yes並結束處理，於未處理既定片數之情形時，視為No並移行至S110。
主控制部414將各基台210之狀態記錄至動作資訊表433(B)，直至判斷為已處理既定片數為止。
(S110) 繼而，說明狀態等級判定步驟S110。 此處，判定部412判定基台210之狀態。判定部412基於動作資訊表433之資訊而判定各基台210之狀態。具體而言，根據動作資訊表(A)或(B)之內容而判定狀態等級。
例如，於根據動作資訊表433(A)之資訊而判定之情形時，根據處理時間與氣體供給量算出各基台210上之膜厚Th，其次與狀態等級表435(A)之內容加以比較，判定狀態等級。
關於狀態等級，例如若膜厚Th未滿A1，則判定為等級1。若膜厚Th為A1以上且未滿B1，則判定為等級2。若膜厚Th為B1以上，則判定為等級3。
等級1係，形成於基台210上之膜的膜厚不會影響基板處理、例如成品基板PS上之膜形成的膜厚。等級2係，雖對基板處理無影響，但若膜稍微變厚則會對膜質造成影響之狀態。等級3係，對基板處理有不良影響之狀態。
又，根據動作資訊表433(B)之資訊進行判定之情形時，擷取每一基台210之零件運轉時間(OT)，判定狀態等級。
關於狀態等級，例如若零件運轉時間OT未滿時間A2，則判定為等級1。若零件運轉時間OT為A2以上且未滿B2，則判定為等級2。若零件運轉時間OT為B2以上，則判定為等級3。
等級1係，與基台210相關之零件之運轉時間不會影響基板處理之時間。例如，其係加熱器213未劣化之時間。等級2係，雖對基板處理無影響，但於零件之運轉時間稍微變長之情形時將無法發揮所需之性能，而會對基板處理造成影響之時間。等級3係，劣化程度為對基板處理有不良影響之時間。
於存在等級3之基台210之情形時，主控制部414係經由輸入輸出裝置451而通報該資訊。通報內容為催促劣化零件之零件更換、或基台之清潔、基台之更換之訊息。
(S112) 繼而，說明基板支撐部選擇步驟S112。 此處，選擇部413基於各基台210與狀態等級表435之資訊，選擇成品基板PS之移動目的地之基台210。
選擇部413選擇狀態良好之基台210、即狀態等級較高之基台210作為接下來要處理之成品基板PS之移動目的地。以膜厚為基準之情形時參照狀態等級表(A)之資訊，選擇狀態較佳之基台210。以零件之運轉時間為基準之情形時，參照狀態等級表(B)之資訊，選擇狀態較佳之基台210。
具體而言，選擇部413優先選擇等級1之基台210。關於等級2之基台210，於無法選擇等級1之基台210之情形時，選擇等級2之基台。不選擇對基板處理有不良影響之等級即等級3之基台210。即，停止基板S朝等級3之基台210之基板載置面211之移動。
選擇部413選擇成品基板PS之移動目的地之後，則主控制部414於基板搬入步驟S102中將成品基板PS載置於選擇目的地之基台210之基板載置面211。
以此方式，將成品基板PS優先載置於性能較高之基台210之基板載置面211。
(第二實施形態) 繼而，說明第二實施形態。第二實施形態中，基板處理裝置100之構成係與第一實施形態相同，而狀態等級表435之內容不同。關於基板處理方法，圖9之基板搬入步驟S102至狀態等級判定步驟S110為相同，而基板支撐部選擇步驟S112不同。此處，以基板支撐部選擇步驟S112為中心進行說明。
(S112) 說明本實施形態之基板支撐部選擇步驟S112。首先，對虛設基板DS之運用方法進行說明。
於基板處理裝置100之處理中，有使用虛設基板DS進行運用之情形。例如，有成品基板PS之處理片數並非基台210之個數之倍數之情形。於處理110片成品基板PS之情形、且基台210為4個之情形時，在處理容器202內一次處理4片成品基板PS而處理27次。該情形時，最後剩餘2片。
將剩餘之2片載置於基台210進行處理，但該情形時，由於對未載置基板之基板載置面211亦供給氣體，故於基板載置面211上會形成膜。認為於此種狀態下，處理下一批次之成品基板PS之情形時，將成品基板PS載置於基板上時，形成於基板載置面211上之膜會剝落。有時剝落之膜會附著於成品基板PS上，對成品基板PS之性能造成影響。
因此，將虛設基板DS載置於未載置成品基板PS之基板載置面211。藉此，不再有氣體到達基板載置面211之情形，故不會於基板載置面211上形成膜。
本實施形態中，對成品基板PS與虛設基板DS之移動目的地之選擇方法進行說明。
使用圖10說明本實施形態之狀態等級表435'。狀態等級表435'係取代第一實施形態之狀態等級表435之構成。
狀態等級表435'中，設置有與狀態對應之等級。圖1中顯示，等級1(等級1-1、等級1-2)係與其他等級相比為良好之狀態，等級3為最差之狀態。
等級1-1之狀態為優於等級1-2之狀態。例如於狀態等級表435'(A)中，等級1-1為膜厚Th小於臨限值A3之狀態，表示膜厚最薄之狀態。等級1-2為膜厚Th為臨限值A3以上且小於臨限值B3之狀態。等級2與狀態等級表435之等級2相同，為雖對基板處理無影響，但若膜稍微變厚則會造成影響之狀態。於等級3之情形時，為膜厚Th為臨限值C3以上之狀態，表示膜厚最厚之狀態。
又，於狀態等級表435' (B)中，等級1-1為運轉時間OT小於臨限值A4之狀態，表示運轉時間最短之狀態。等級1-2為運轉時間OT為臨限值A4以上且小於臨限值B4之狀態。等級2與狀態等級表435之等級2相同，為雖對基板處理無影響，但若膜稍微變厚則會造成影響之狀態。於等級3之情形時，為運轉時間OT為臨限值C4以上之狀態，表示運轉時間最長之狀態。
選擇部413係根據狀態等級表435來判定各基台210之狀態。本實施形態中，使成品基板PS移動至狀態等級較高之基台210(例如等級1之基台)。進而，使虛設基板DS移動至剩餘之基台210。例如，使虛設基板DS移動至狀態等級相較載置有成品基板PS之基台210之狀態等級更低之基台210。
例如，於移動2片成品基板PS與2片虛設基板DS之情形、且具有等級1與等級2之基台210之情形時，將成品基板PS移動至等級1之基台。 又，於移動1片成品基板PS與3片虛設基板DS之情形、且具有等級1與等級2之基台210之情形時，將成品基板PS移動至等級1之基台中之等級最高之基台、即等級1-1之基台。
說明將成品基板PS優先移動至狀態等級較高之基台210之理由。由於成品基板PS需提高良率，故較理想為移動至能夠進行所需處理之基台。另一方面，於虛設基板DS之情形時，其與成品基板PS不同，並非製造半導體裝置者，即便於虛設基板DS上附著有微粒亦無問題，故即便移動至等級2之基台亦無問題。由於為此種狀況，故使成品基板PS優先移動至狀態等級較高之基台210。
其次說明具體例。於資訊為膜厚Th之情形時，選擇部413參照動作資訊表433與狀態等級表435'(A)之資訊，選擇狀態等級較高之基台210。例如選擇等級1-1之基台210。主控制部414使成品基板PS移動至所選擇之基台210。
又，於資訊為零件之運轉時間OT之情形時，選擇部413參照動作資訊表433與狀態等級表435'(B)之資訊，選擇狀態等級較高之基台210。例如，選擇等級1-1之基台210。主控制部414使成品基板PS移動至所選擇之基台210。
以此方式，將成品基板PS優先載置至性能最高之基台210。
(第三實施形態) 繼而，說明第三實施形態。 第一實施形態中，當各基台210或零件維護時，將動作資訊表之處理時間或零件運轉時間重置，但本實施形態中並不進行重置，而是計測其等之累計時間，找出各基台210之處理傾向。
如上所述，於各基台210之基板處理中存在差異，若反覆處理則差異變得顯著，可找出各基台210之基板處理之傾向。例如，若基台210c之處理相較基台210d之處理為高品質，則基台210c相較基台210d而有膜厚變薄之傾向等。
該等傾向之原因在於，基台210與排氣孔261或簇射頭230之位置關係、或基台210之凹部215之構造等係於基台210間存在差異。理想而言欲消除差異，但現實而言，因加工精度或零件之精度等問題而難以消除差異。
因此，本實施形態中，以累計時間記錄動作資訊表433，使各基台210之基板處理之傾向明確化。進而，選擇部413係與實施形態1同樣地基於動作資訊表433與狀態等級表435之資訊，選擇基板S之移動目的地之基台210。
藉此，可優先選擇基本性能較佳之基台210，因此，可始終選擇能夠進行高品質基板處理之基台。
再者，本實施形態中已說明使用累計時間找出傾向，但並不限於此，亦可與如第一實施形態之維護後之處理時間或零件之運轉時間之管理並行地實施本實施形態。
(其他實施形態) 以下，說明其他實施形態。 本實施形態之選擇部413係參照狀態等級表435(或狀態等級表435')，但並非限於此，亦可僅以動作資訊表433之資訊進行選擇。例如若膜厚與處理時間大致成比例，則亦可僅以動作資訊表433(A)之處理時間進行判斷，選擇處理時間更短之基台210。
又，若以零件運轉時間進行判斷，則亦可僅以零件運轉時間資訊來判斷動作資訊表433(B)之成品基板PS之移動目的地，而自零件運轉時間更短之基台210中選擇。
本實施形態中，以含矽氣體與含氧氣體為例而對基板處理方法進行了說明，但並非限於此。例如，亦可使用含矽氣體與含氮氣體、或亦可代替矽而使用含金屬之氣體。
又，只要為針對每一基台而產生電漿之裝置，則亦可將基板載置面周圍之零件，例如電漿產生用之電極或配線等作為對象。
100:基板處理裝置 102:絕緣膜 110:IO平台 111:匣盒 120:大氣搬送部 122:大氣搬送機器人 128:基板進出口 129,131,141:基板搬入搬出口 130:裝載閉鎖部 135:待機部 140:真空搬送部 142:真空搬送機器人 143:機械指 144:機械臂 145:基台 146:機器人控制部 150:基板處理部 201,201a,201b,201c,201d:處理室 202:處理容器 203:蓋部 204:底部 207:頂起銷 208:閘閥 209,209a,209b,209c,209d:處理空間 210,210a,210b,210c,210d:基台 211,211a,211b,211c,211d:基板載置面 212,212a,212b,212c,212d:頂起銷支撐部 213,213a,213b,213c,213d:加熱器 214,214a,214b,214c,214d:面 215,215a,215b,215c,215d:凹部 216,216a～216d:基板升降部 217,217a,217b,217d:軸 220:基板旋轉部 221:軸 222:旋轉臂 223:臂 224:固定部 225:升降旋轉部 226:爪 230,230a～230d:簇射頭 231,231a～231d:氣體導入孔 260,260a～260d:氣體排氣系統 261,261a～261d:排氣孔 262,262a～262d:排氣管 266,266a～266d:APC 267,267a～267d:閥 268:壓力監控部 269,269b,269d:DP 270:感測器 300:氣體供給部 301:共通氣體供給管 302,302a～302d:閥 303,303a～303d,313,323:質量流量控制器(MFC) 305,305a～305d:分配管 306:集合管 307,307a～307d:流量計測器 310:第一氣體供給系統 311:第一氣體供給管 312:第一氣體源 314,324:閥 320:第二氣體供給系統 321:第二氣體供給管 322:第二氣體源 330:共通氣體供給系統 400:控制器 410:運算部(CPU) 411:收發指示部 412:判定部 413:選擇部 414:主控制部 420:暫時記憶部(RAM) 430:記憶部 431:配方資訊記憶部 432:動作資訊記憶部 433:動作資訊表 434:狀態等級記憶部 435,435':狀態等級表 440:I/O埠 451:輸入輸出裝置 452:外部記憶裝置 454:接收部 460:上位裝置 DS:虛設基板 PS:成品基板 S:基板
Figure 02_image001
:(與感測器)電性連接
圖1係說明第一實施形態之基板處理裝置之說明圖。 圖2係說明第一實施形態之基板處理裝置之說明圖。 圖3係說明第一實施形態之基板處理裝置之說明圖。 圖4係說明第一實施形態之基板處理裝置之說明圖。 圖5係說明第一實施形態之供給部之說明圖。 圖6係說明第一實施形態之控制器之說明圖。 圖7(A)及(B)係說明第一實施形態之動作資訊表之說明圖。 圖8(A)及(B)係說明第一實施形態之狀態等級表之說明圖。 圖9係說明第一實施形態之基板之處理流程之說明圖。 圖10(A)及(B)係說明第二實施形態之狀態等級表之說明圖。
141:基板搬入搬出口
150:基板處理部
201,201b,201d:處理室
202:處理容器
203:蓋部
204:底部
207:頂起銷
208:閘閥
209,209b,209d:處理空間
210,210b,210d:基台
211,211b,211d:基板載置面
212,212b,212d:頂起銷支撐部
213,213b,213d:加熱器
214,214b,214d:面
215,215b,215d:凹部
216,216b,216d:基板升降部
217,217b,217d:軸
220:基板旋轉部
221:軸
222:旋轉臂
223:臂
224:固定部
225:升降旋轉部
230,230b,230d:簇射頭
260,260b,260d:氣體排氣系統
261,261b,261d:排氣孔
262,262b,262d:排氣管
266,266b,266d:APC
267,267b,267d:閥
269,269b,269d:DP
270:感測器
S:基板
α:(與感測器)電性連接

Claims (22)

  1. 一種半導體裝置之製造方法，其具有以下步驟：於在處理容器中配置有複數個之基板載置面上載置有基板之狀態下，經由分配管而將氣體供給至上述處理容器的步驟；檢測上述分配管之氣體供給量或與上述基板載置面對應之零件之資訊的步驟；基於上述檢測出之資訊而判定狀態等級的步驟；及根據上述狀態等級，選擇接下來搬入至上述處理容器之上述基板之移動目的地之上述基板載置面的步驟。
  2. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述狀態等級包含在具有上述基板載置面之基板支撐部內形成於非基板載置面之膜的膜厚。
  3. 如請求項2之半導體裝置之製造方法，其中，上述膜厚係根據供給至上述非基板載置面之上述氣體的供給量與處理時間而算出。
  4. 如請求項2之半導體裝置之製造方法，其中，若判斷上述膜厚為臨限值以上，則通報要清洗上述非基板載置面。
  5. 如請求項2之半導體裝置之製造方法，其中，若判斷上述膜厚為臨限值以上，則通報催促上述零件更換之訊息。
  6. 如請求項2之半導體裝置之製造方法，其中，上述基板載置面設置於基板支撐部，若判斷上述膜厚為臨限值以上，則通報催促上述基板載置部更換之訊息。
  7. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於各個上述分配管設置有流量計測器，上述氣體供給量係由上述流量計測器所計測。
  8. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述狀態為與上述基板載置面對應之零件之狀態，上述狀態等級係以上述零件之運轉時間而設定。
  9. 如請求項8之半導體裝置之製造方法，其中，上述運轉時間係上述零件運轉之時間之累計。
  10. 如請求項8之半導體裝置之製造方法，其中，上述運轉時間係上述零件運轉之時間之累計，並且當維護上述零件後則將所累計之上述運轉時間重置。
  11. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述狀態係與上述基板載置面對應之零件之狀態，上述狀態等級係以上述零件之運轉次數而設定。
  12. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述基板載置面設置於基板支撐部，上述零件係上述基板支撐部所具備之加熱器。
  13. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其進而具有排氣部，該排氣部係排放上述處理室之環境氣體，上述零件係構成上述排氣部之零件。
  14. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述零件之狀態係與上述零件運轉開始時之性能相比較之效能。
  15. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於與上述基板載置面對應之零件中存在性能偏差。
  16. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於上述選擇之步驟中，選擇將上述基板優先移動至上述狀態等級較高之上述基板載置面。
  17. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，上述基板為成品基板或虛設基板之任一者，於上述選擇之步驟中將上述成品基板移動至上述狀態等級較高之上述基板載置面，將上述虛設基板移動至相較上述成品基板所移動到之上述基板載置面而上述狀態等級較低之上述基板載置面。
  18. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，記錄每一上述基板載置面之上述狀態等級之傾向，於上述選擇之步驟中將上述基板移動至狀態等級最高之上述基板載置面。
  19. 如請求項18之半導體裝置之製造方法，其中，於無法將上述基板移動至狀態等級最高之上述基板載置面之情形時，將上述基板移動至次一等級之上述基板載置面。
  20. 如請求項1之半導體裝置之製造方法，其中，於上述選擇之步驟中，對於判斷上述狀態等級為會對基板處理造成不良影響之等級之上述基板載置面，停止上述基板之移動。
  21. 一種基板處理裝置，其具有：處理容器，其供處理基板；基板載置面，其於上述處理容器中配置有複數個； 氣體供給部，其具有與上述基板載置面對應之複數個分配管，而將氣體供給至上述處理容器內；檢測部，其檢測上述分配管之氣體供給量或與上述基板載置面對應之零件之資訊；判定部，其基於上述檢測出之資訊而判定狀態等級；選擇部，其根據上述狀態等級而選擇上述基板之移動目的地之上述基板載置面；及控制部，其控制各構成。
  22. 一種程式，其藉由電腦而使基板處理裝置執行以下程序：於在處理容器中配置有複數個之基板載置面上載置有基板之狀態下，經由分配管而將氣體供給至上述處理容器的程序；檢測上述分配管之氣體供給量或與上述基板載置面對應之零件之資訊的程序；基於上述檢測出之資訊而判定狀態等級的程序；及根據上述狀態等級，選擇接下來搬入至上述處理容器之上述基板之移動目的地之上述基板載置面的程序。
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