特許 6689959 基板処理装置、処理システム及び半導体装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6689959

(24)【登録日】2020年4月10日

(45)【発行日】2020年4月28日

(54)【発明の名称】基板処理装置、処理システム及び半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20200421BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/02 Z

【請求項の数】12

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2018-508822(P2018-508822)

(86)(22)【出願日】2017年2月28日

(86)【国際出願番号】JP2017007808

(87)【国際公開番号】WO2017169464

(87)【国際公開日】20171005

【審査請求日】2018年7月31日

(31)【優先権主張番号】特願2016-68476(P2016-68476)

(32)【優先日】2016年3月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(72)【発明者】

【氏名】御福 真

(72)【発明者】

【氏名】三村 陽一

(72)【発明者】

【氏名】森田 克己

(72)【発明者】

【氏名】▲やなせ▼ 英雄

(72)【発明者】

【氏名】山口 信明

(72)【発明者】

【氏名】澤田 康明

(72)【発明者】

【氏名】佐野 誠

【審査官】 堀江 義隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１９２９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００１−５２２０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６６０５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／０２

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装置データを記憶する記憶部と、前記記憶部の状態に関連する情報を取得する取得部と、前記記憶部の消耗時期を管理する管理部と、前記消耗時期に達する前にアラームを発生させる通知部と、を備えた操作部と、基板を処理するレシピを実行して、前記基板に所定の処理を施すよう制御する制御部と、前記操作部の操作画面と同じ構成を有する操作画面を有する副操作部を備え、
前記操作部に異常が発生した場合に、前記操作部は、前記レシピを中断させると共に前記制御部及び前記副操作部との接続を切断するよう構成され、前記副操作部は前記制御部と接続し、前記制御部に前記レシピを継続させるよう制御するように構成されている基板処理装置。

【請求項2】

前記副操作部が、前記操作部の異常を示すアラームを受付けると、前記操作部との接続を切断しつつ、前記制御部と接続を確立するよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。

【請求項3】

更に、前記操作部は、周期的に前記記憶部の前記装置データを複写する複写部を有するように構成されている請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項4】

更に、前記装置データを格納する格納部を備え、
前記操作部は、前記記憶部の消耗を示すアラームを受付けると、前記複写部に前記記憶部の前記装置データを前記格納部に転送するように構成されている請求項３記載の基板処理装置。

【請求項5】

更に、前記基板を処理するレシピは、少なくとも基板を保持した基板保持具を処理室へ装入するステップと、前記基板を処理するステップと、処理済みの前記基板を保持した基板保持具を処理室から搬出するステップを有し、
前記副操作部は、前記操作部に異常が発生したときに実行されていた前記ステップを終了させるよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記副操作部は、前記操作部に異常が発生したときに実行されていた前記レシピを終了させるよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記記憶部の状態に関連する情報は、前記記憶部の稼働時間、前記記憶部の内部温度、前記記憶部の電源オンオフ回数、内蔵メモリの書替え回数、ＥＣＣエラー回数、セクタ故障時に割り付けられる代替セクタの使用回数よりなる群から選択される一つ以上の情報である請求項１記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記記憶部は、第１記憶部及び第２記憶部を備え、
前記操作部は、前記第１記憶部と前記第２記憶部のどちらか一方に前記装置データを記憶しつつ、前記レシピを前記制御部に実行させるよう構成され、前記第１記憶部と前記第２記憶部のどちらか一方の消耗を示すアラームが発生した場合に、前記第１記憶部と前記第２記憶部のどちらか一方に収集された前記装置データを前記第１記憶部と前記第２記憶部のどちらか他方に複写し、前記制御部に前記レシピを継続させるよう制御するように構成されている請求項１記載の基板処理装置。

【請求項9】

更に、前記基板を処理するレシピは、少なくとも基板を保持した基板保持具を処理室へ装入するステップと、前記基板を処理するステップと、処理済みの前記基板を保持した基板保持具を処理室から搬出するステップを有し、
前記操作部は、前記第１記憶部と前記第２記憶部のどちらか一方の記憶部の消耗を示すアラームが発生したときに実行されていた前記ステップを終了させるよう構成されている請求項８記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記操作部は、前記第１記憶部と前記第２記憶部のどちらか一方の記憶部の消耗を示すアラームが発生したときに実行されていた前記レシピを終了させるよう構成されている請求項８記載の基板処理装置。

【請求項11】

装置データを記憶する記憶部と、前記記憶部の状態に関連する情報を取得する取得部と、前記記憶部の消耗時期を管理する管理部と、前記消耗時期に達する前にアラームを発生させる通知部と、を備えた操作部と、基板を処理するレシピを実行して、基板に所定の処理を施すよう制御する制御部と、前記操作部の操作画面と同じ構成を有する副操作部と、を備えた処理システムであって、前記操作部に異常が発生した場合に、前記操作部は、前記レシピを中断させると共に前記制御部及び前記副操作部との接続を切断するよう構成され、前記副操作部は前記制御部と接続し、前記制御部に前記レシピを継続させるよう制御するように構成されている処理システム。

【請求項12】

基板を処理するレシピを制御部に実行させて前記基板に所定処理を施す工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記基板に所定処理を施す工程では、
装置データを記憶する記憶部と、前記記憶部の状態に関連する情報を取得する取得部と、前記記憶部の消耗時期を管理する管理部と、前記消耗時期に達する前にアラームを発生させる通知部と、を備えた操作部に異常が発生した場合に、前記レシピを中断させると共に前記制御部及び前記操作部の操作画面と同じ構成を有する副操作部との接続を切断しつつ、前記副操作部と前記制御部とを接続させ、前記制御部に前記レシピを継続させる工程を更に有する半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板を処理する基板処理装置、例えば、基板を処理する半導体製造装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

半導体製造分野では、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）を２個使用して、ＲＡＩＤ（Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ Ａｒｒａｙ ｏｆ Ｉｎｅｘｐｅｎｓｉｖｅ Ｄｉｓｋｓ）システムによる運転を行っており、このミラー化により、ＨＤＤ故障で装置を停止することが無いコントローラ構成にしてある。例えば、特許文献１に、基板処理装置に関するデータをバックアップするバックアップ装置に、このＲＡＩＤシステムが利用されている。

【0003】

今後、デバイスの微細化が進むとともに、装置のデータ量が増加傾向にあり、デバイスメーカの負荷を増やす事なく、装置側で自己監視する生産管理が求められてきている。更に、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）強化時代となり、装置側でデータ処理する技術が求められてきている。

【0004】

ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）に比べて、データの読み書き速度が高く、振動や衝撃など広く環境に適合可能であることから、半導体製造装置への組込み用途として期待されている。しかし、ＳＳＤ内蔵の記憶媒体は、書き換え回数の上限が有る上に、頻繁に書換えを繰り返すと消耗による故障が発生するため、より装置の安定稼働のための対策が必要とされる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９-０１００３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、基板処理装置が安定して稼働できる構成を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様によれば、 装置データを記憶する記憶部と、記憶部の状態に関連する情報を取得する取得部と、記憶部の消耗時期を管理する管理部と、消耗時期に達する前にアラームを発生させる通知部と、を備えた操作部と、操作部からの指示を受付け、基板を処理するレシピを実行して、基板に所定の処理を施すよう制御する制御部と、操作部の操作画面と同じ構成を有する操作画面を有する副操作部を備え、操作部に異常が発生した場合に、操作部は、レシピを中断すると共に制御部との接続を切断するよう構成され、副操作部は、操作部との接続を切断すると共に制御部と接続し、該制御部にレシピを継続させるよう制御する構成が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、基板処理装置が安定して稼働できる構成を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に好適に用いられる基板処理装置を示す斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に好適に用いられる基板処理装置を示す側断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に好適に用いられる制御システムの構成を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態に好適に用いられる操作部の機能構成を示す図である。

【図5】本発明の一実施形態に好適に用いられる処理システムの構成を示す図である。

【図6】本発明の一実施形態に好適に用いられるＳＳＤ管理プログラムの機能構成を説明する図である。

【図7】本発明の一実施形態に好適に用いられる処理システムの運用例を示す図である。

【図8A】本発明の一実施形態に好適に用いられる通常時の処理システム構成を説明する図である。

【図8B】本発明の一実施形態に好適に用いられる異常時の処理システム構成を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（基板処理装置の概要） 以下、図面を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。先ず、図１、図２に於いて、本発明が実施される基板処理装置１について説明する。

【0011】

基板処理装置１は筐体２を備え、筐体２の正面壁３の下部にはメンテナンス可能な様に設けられたメンテナンス用の開口部４が開設され、開口部４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。

【0012】

筐体２の正面壁３にはポッド搬入搬出口６が筐体２の内外を連通する様に開設されており、ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ７によって開閉され、ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート８が設置されており、ロードポート８は載置されたポッド９を位置合せする様に構成されている。

【0013】

ポッド９は密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によって前記ロードポート８上に搬入され、又、ロードポート８上から搬出される様になっている。

【0014】

筐体２内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚１１が設置されており、回転式ポッド棚１１は複数個のポッド９を格納する様に構成されている。

【0015】

回転式ポッド棚１１は垂直に立設されて間欠回転される支柱１２と、支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板１３とを備えており、棚板１３は前記ポッド９を複数個宛載置した状態で格納する様に構成されている。

【0016】

回転式ポッド棚１１の下方には、ポッドオープナ１４が設けられ、ポッドオープナ１４はポッド９を載置し、又ポッド９の蓋を開閉可能な構成を有している。

【0017】

ロードポート８と回転式ポッド棚１１、ポッドオープナ１４との間には、ポッド搬送機構１５が設置されており、ポッド搬送機構１５は、ポッド９を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、ロードポート８、回転式ポッド棚１１、ポッドオープナ１４との間でポッド９を搬送する様に構成されている。

【0018】

筐体２内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体１６が後端に亘って設けられている。サブ筐体１６の正面壁１７にはウェーハ（以後、基板ともいう）１８をサブ筐体１６内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口１９が一対、垂直方向に上下２段に並べられて開設されており、上下段のウェーハ搬入搬出口１９に対してポッドオープナ１４がそれぞれ設けられている。

【0019】

ポッドオープナ１４はポッド９を載置する載置台２１と、ポッド９の蓋を開閉する開閉機構２２とを備えている。ポッドオープナ１４は載置台２１に載置されたポッド９の蓋を開閉機構２２によって開閉することにより、ポッド９のウェーハ出入口を開閉する様に構成されている。

【0020】

サブ筐体１６はポッド搬送機構１５や回転式ポッド棚１１が配設されている空間（ポッド搬送空間）から気密となっている移載室２３を構成している。移載室２３の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）２４が設置されており、基板移載機構２４は、基板１８を載置する所要枚数（図示では５枚）のウェーハ載置プレート２５を具備し、ウェーハ載置プレート２５は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。基板移載機構２４はボート（基板保持具）２６に対して基板１８を装填及び払出しする様に構成されている。

【0021】

移載室２３の後側領域には、ボート２６を収容して待機させる待機部２７が構成され、待機部２７の上方には縦型の処理炉２８が設けられている。処理炉２８は内部に処理室２９を形成し、処理室２９の下端部は炉口部となっており、炉口部は炉口シャッタ３１により開閉される様になっている。

【0022】

筐体２の右側端部とサブ筐体１６の待機部２７の右側端部との間にはボート２６を昇降させる為のボートエレベータ３２が設置されている。ボートエレベータ３２の昇降台に連結されたアーム３３には蓋体としてのシールキャップ３４が水平に取付けられており、シールキャップ３４はボート２６を垂直に支持し、ボート２６を処理室２９に装入した状態で炉口部を気密に閉塞可能となっている。

【0023】

ボート２６は、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）の基板１８をその中心に揃えて水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。

【0024】

ボートエレベータ３２側と対向した位置にはクリーンユニット３５が配設され、クリーンユニット３５は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア３６を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。基板移載機構２４とクリーンユニット３５との間には、基板１８の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置（図示せず）が設置されている。

【0025】

クリーンユニット３５から吹出されたクリーンエア３６は、ノッチ合せ装置（図示せず）及び基板移載機構２４、ボート２６に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、筐体２の外部に排気がなされるか、若しくはクリーンユニット３５によって移載室２３内に吹出されるように構成されている。

【0026】

次に、基板処理装置１の作動について説明する。

【0027】

ポッド９がロードポート８に供給されると、ポッド搬入搬出口６がフロントシャッタ７によって開放される。ロードポート８上のポッド９はポッド搬送装置１５によって筐体２の内部へポッド搬入搬出口６を通して搬入され、回転式ポッド棚１１の指定された棚板１３へ載置される。ポッド９は回転式ポッド棚１１で一時的に保管された後、ポッド搬送装置１５により棚板１３からいずれか一方のポッドオープナ１４に搬送されて載置台２１に移載されるか、若しくはロードポート８から直接載置台２１に移載される。

【0028】

この際、ウェーハ搬入搬出口１９は開閉機構２２によって閉じられており、移載室２３にはクリーンエア３６が流通され、充満している。例えば、移載室２３にはクリーンエア３６として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、筐体２の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遙かに低く設定されている。

【0029】

載置台２１に載置されたポッド９はその開口側端面がサブ筐体１６の正面壁１７に於けるウェーハ搬入搬出口１９の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が開閉機構２２によって取外され、ウェーハ出入口が開放される。

【0030】

ポッド９がポッドオープナ１４によって開放されると、基板１８はポッド９から基板移載機構２４によって取出され、ノッチ合せ装置（図示せず）に移送され、ノッチ合せ装置にて基板１８を整合した後、基板移載機構２４は基板１８を移載室２３の後方にある待機部２７へ搬入し、ボート２６に装填（チャージング）する。

【0031】

ボート２６に基板１８を受渡した基板移載機構２４はポッド９に戻り、次の基板１８をボート２６に装填する。

【0032】

一方（上段又は下段）のポッドオープナ１４に於ける基板移載機構２４により基板１８のボート２６への装填作業中に、他方（下段又は上段）のポッドオープナ１４には前記回転式ポッド棚１１から別のポッド９が前記ポッド搬送装置１５によって搬送されて移載され、前記他方のポッドオープナ１４によるポッド９の開放作業が同時進行される。

【0033】

予め指定された枚数の基板１８がボート２６に装填されると炉口シャッタ３１によって閉じられていた処理炉２８の炉口部が炉口シャッタ３１によって開放される。続いて、ボート２６はボートエレベータ３２によって上昇され、処理室２９に搬入（ローディング）される。

【0034】

ローディング後は、シールキャップ３４によって炉口部が気密に閉塞される。なお、本実施の形態において、このタイミングで(ローディング後)、処理室２９が不活性ガスに置換されるパージ工程(プリパージ工程)を有する。

【0035】

処理室２９が所望の圧力（真空度）となる様にガス排気機構（図示せず）によって真空排気される。又、処理室２９が所望の温度分布となる様にヒータ駆動部（図示せず）によって所定温度迄加熱される。

【0036】

又、ガス供給機構（図示せず）により、所定の流量に制御された処理ガスが供給され、処理ガスが処理室２９を流通する過程で、基板１８の表面と接触し、基板１８の表面上に所定の処理が実施される。更に、反応後の処理ガスは、前記ガス排気機構により前記処理室２９から排気される。

【0037】

予め設定された処理時間が経過すると、ガス供給機構により不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスが供給され、処理室２９が不活性ガスに置換されると共に、処理室２９の圧力が常圧に復帰される(アフターパージ工程)。そして、ボートエレベータ３２によりシールキャップ３４を介してボート２６が降下される。

【0038】

処理後の基板１８の搬出については、上述した説明と逆の手順で、基板１８及びポッド９は筐体２の外部へ払出される。未処理の基板１８が、更にボート２６に装填され、基板１８のバッチ処理が繰返される。

【0039】

（制御システム２００の機能構成） 次に、図３を参照して、操作部としての主コントローラ２０１を中心とした制御システム２００の機能構成について説明する。図３に示すように、制御システム２００は、主コントローラ２０１と、搬送制御部としての搬送系コントローラ２１１と、処理制御部としてのプロセス系コントローラ２１２と、を備えている。

【0040】

ここで、装置データとは、基板処理装置１が基板１８を処理するときの処理温度、処理圧力、処理ガスの流量など基板処理に関するデータや、製造した製品基板の品質（例えば、成膜した膜厚、及び該膜厚の累積値など）に関するデータや、基板処理装置１の構成部品（石英反応管、ヒータ、バルブ、ＭＦＣ等）に関するデータなど、基板処理装置１が基板１８を処理する際に各構成部品を動作させることにより発生するデータである。

【0041】

操作部２０１は、例えば１００ＢＡＳＥ−Ｔ等のＬＡＮ（Local Area Network）により、搬送制御部２１１及び処理制御部２１２と電気的に接続されているため、各装置データの送受信や各ファイルのダウンロード及びアップロード等が可能な構成となっている。

【0042】

操作部２０１には、外部記憶装置としての記録媒体（例えばＵＳＢメモリ等）が挿脱される装着部としてのポートが設けられている。操作部２０１には、このポートに対応するＯＳ（Operation System）がインストールされている。また、操作部２０１には、外部上位コンピュータ及び管理装置とが、例えば通信ネットワークを介して接続される。このため、基板処理装置１がクリーンルーム内に設置されている場合であっても、上位コンピュータがクリーンルーム外の事務所等に配置されることが可能である。また、管理装置は、基板処理装置１とＬＡＮ回線で接続され、操作部２０１から装置データを収集する機能を有する。

【0043】

ネットワークストレージとしてのデータベース(以後、格納部ともいう)２１５は、操作部２０１とＬＡＮ回線で接続され、外部上位コンピュータ及び管理装置と同様に、操作部２０１から装置データを格納する機能を有する。主に、装置データの定期保存、つまり、バックアップに利用される。尚、この格納部２１５は、管理装置でも代用できる。

【0044】

搬送制御部２１１は、主に回転式ポッド棚１１、ボートエレベータ３２、ポッド搬送装置１５、基板移載機構２４、ボート２６及び回転機構(図示せず)により構成される基板搬送系２１１Ａに接続されている。搬送制御部２１１は、回転式ポッド棚１１，ボートエレベータ３２、ポッド搬送装置１５、基板移載機構２４、ボート２６及び回転機構(図示せず)の搬送動作をそれぞれ制御するように構成されている。特に、搬送制御部２１１は、モーションコントローラ２１１ａを介してボートエレベータ３２、ポッド搬送装置１５、基板移載機構２４の搬送動作をそれぞれ制御するように構成されている。

【0045】

処理制御部２１２は、温度コントローラ２１２ａ、圧力コントローラ２１２ｂ、ガス流量コントローラ２１２ｃ、シーケンサ２１２ｄを備えている。これら温度コントローラ２１２ａ、圧力コントローラ２１２ｂ、ガス流量コントローラ２１２ｃ、シーケンサ２１２ｄは、サブコントローラを構成し、処理制御部２１２と電気的に接続されているため、各装置データの送受信や各ファイルのダウンロード及びアップロード等が可能となっている。なお、処理制御部２１２とサブコントローラは、別体で図示されているが、一体構成でも構わない。

【0046】

温度コントローラ２１２ａには、主にヒータ及び温度センサ等により構成される加熱機構２１２Ａが接続されている。温度コントローラ２１２ａは、処理炉２８のヒータの温度を制御することで処理炉２８内の温度を調節するように構成されている。なお、温度コントローラ２１２ａは、サイリスタのスイッチング制御を行い、ヒータ素線に供給する電力を制御するように構成されている。

【0047】

圧力コントローラ２１２ｂには、主に圧力センサ、圧力バルブとしてのＡＰＣバルブ及び真空ポンプにより構成されるガス排気機構２１２Ｂが接続されている。圧力コントローラ２１２ｂは、圧力センサにより検知された圧力値に基づいて、処理室２９内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、ＡＰＣバルブの開度及び真空ポンプのスイッチングを制御するように構成されている。

【0048】

ガス流量コントローラ２１２ｃは、ＭＦＣ(Mass Flow Controller)により構成される。シーケンサ２１２ｄは、処理ガス供給管やパージガス供給管からのガスの供給や停止を、バルブ２１２Ｄを開閉させることにより制御するように構成されている。また、プロセス系コントローラ２１２は、処理室２９内に供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるように、ＭＦＣ２１２ｃ、シーケンサ２１２ｄ（バルブ２１２Ｄ）を制御するように構成されている。

【0049】

なお、本実施形態にかかる主コントローラ２０１、搬送制御部２１１、処理制御部２１２は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（ＵＳＢメモリなど）から当該プログラムをインストールすることにより、所定の処理を実行する各コントローラを構成できる。

【0050】

そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。そして、提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、所定の処理を実行できる。

【0051】

（主コントローラ２０１の構成） 次に、操作部２０１の構成を、図４を参照しながら説明する。

【0052】

操作部２０１は、主コント制御部２２０、主コント記憶部としてのＳＳＤ(ソリッドステートディスク)２２２、各種情報を表示する表示部と操作者からの各種指示を受け付ける操作部とを含む操作表示部２２７、基板処理装置１内外と通信する主コント通信部としての送受信モジュール２２８とを含むように構成される。主コント制御部２２０は、処理部としてのＣＰＵ(中央処理装置)２２４や、一時記憶部としてのフラッシュメモリ(ＲＡＭ、ＲＯＭ等)２２６を含み、時計機能(図示せず)を備えたコンピュータとして構成されている。以後、フラッシュメモリのことを単にメモリと称する場合がある。

【0053】

ＳＳＤ２２２には、基板の処理条件及び処理手順が定義されたレシピ等の各レシピファイル、これら各レシピファイルを実行させるための制御プログラムファイル、レシピを実行するためのパラメータが定義されたパラメータファイル、また、エラー処理プログラムファイル及びエラー処理のパラメータファイルの他、プロセスパラメータを入力する入力画面を含む各種画面ファイル、各種アイコンファイル等(いずれも図示せず)が格納されている。パラメータとは、例えば、搬送制御部２１１の各搬送機構の停止位置等の数値である。

【0054】

操作表示部２２７には、基板処理装置１を操作するための操作画面が表示されるように構成されている。操作表示部２２７の操作画面は、例えば液晶を用いたタッチパネルである。なお、操作表示部２２７は、液晶ディスプレイなどの表示部並びにキーボード及びマウス等のポインティングデバイスを含むユーザインタフェース(ＵＩ)部などを含む構成でも構わない。

【0055】

操作表示部２２７は、基板搬送系や基板処理系の状態を確認するための操作部と表示部を含む。また、操作表示部２２７の操作画面には、図３に示す、基板搬送系２１１Ａや基板処理系（加熱機構２１２Ａ、ガス排気機構２１２Ｂ及びガス供給系２１２Ｃ）への動作指示を入力したりする入力部としての各操作ボタンを設けることも可能である。

【0056】

操作表示部２２７は、操作画面を介して基板処理装置１００内で生成される装置データに基づいた情報を操作画面に表示する。操作表示部２２７は、操作画面からの作業者の入力データ（入力指示）を受け付け、入力データを操作部２０１に送信する。また、操作表示部２２７は、メモリ２２６等に展開されたレシピ、若しくは主コント記憶部２２２に格納された複数のレシピのうち任意の基板処理レシピ（プロセスレシピともいう）を実行させる指示（制御指示）を受け付け、主コント制御部２２０に送信するようになっている。

【0057】

予備コントローラ(以後、副操作部ともいう)２０２は、操作部２０１と同様の構成であるため説明を省略する。操作部２０１による運用中(通常時)は、副操作部２０２の操作表示部２０７に権限が無い為、操作部２０１の操作表示部２０７と同じ画面を表示するよう構成されている。例えば、操作部２０１上の所定の権限切替ボタンにより、副操作部２０２の操作表示部２０７でファイル編集等の作業を行えるように構成されている。後述するように副操作部２０２は、通常時は、操作表示部２２７と同じ情報を表示する表示部として利用されているに過ぎないが、故障が発生して操作部２０１が停止(異常時)したときに、操作部２０１の代わりに搬送制御部２１１、処理制御部２１２を制御するよう構成される。

【0058】

主コント通信部２２８には、スイッチングハブ等が接続されており、操作部２０１が、ネットワークを介して、外部のコンピュータや装置１内の他のコントローラ等と、データの送信及び受信を行うように構成されている。

【0059】

また、操作部２０１は、図示しないネットワークを介して外部の上位コンピュータ、例えば、ホストコンピュータに対して基板処理装置１の状態など装置データを送信する。なお、基板処理装置１の基板処理動作は、主コント記憶部２２２に記憶されている各レシピファイル、各パラメータファイル等に基づいて、制御システム２００により制御される。

【0060】

(基板処理方法) 次に、本実施形態に係る基板処理装置１を用いて実施する、所定の処理工程を有する基板処理方法について説明する。ここで、所定の処理工程は、半導体デバイスの製造工程の一工程である基板処理工程（ここでは成膜工程）を実施する場合を例に挙げる。

【0061】

基板処理工程の実施にあたって、実施すべき基板処理に対応する基板処理レシピ(プロセスレシピ)が、例えば、処理制御部２１２内のメモリ２２６に展開される。そして、必要に応じて、操作部２０１から処理制御部２１２や搬送制御部２１１へ動作指示が与えられる。このようにして実施される基板処理工程は、搬入工程と、成膜工程と、搬出工程と、回収工程とを少なくとも有する。また、移載工程(装置１への基板投入工程を含めてもよい)を、基板処理工程に含むようにしてもよい。

【0062】

（移載工程） 操作部２０１からは、搬送制御部２１１に対して、基板移載機構２４の駆動指示が発せられる。そして、搬送制御部２１１からの指示に従いつつ、基板移載機構２４は載置台としての授受ステージ２１上のポッド９からボート２６への基板１８の移載処理を開始する。この移載処理は、予定された全ての基板１８のボート２６への装填(ウエハチャージ)が完了するまで行われる。

【0063】

（搬入工程） 指定枚数の基板１８がボート２６に装填されると、ボート２６は、搬送制御部２１１からの指示に従って動作するボートエレベータ３２によって上昇されて、処理炉２８内に形成される処理室２９に装入(ボートロード)される。ボート２６が完全に装入されると、ボートエレベータ３２のシールキャップ３４は、処理炉２８のマニホールドの下端を気密に閉塞する。

【0064】

（成膜工程） その後は、処理室２９内は、圧力制御部２１２ｂからの指示に従いつつ、所定の成膜圧力(真空度)となるように真空排気装置によって真空排気される。また、処理室２９内は、温度制御部２１２ａからの指示に従いつつ、所定の温度となるようにヒータによって加熱される。続いて、搬送制御部２１１からの指示に従いつつ、回転機構によるボート２６及び基板１８の回転を開始する。そして、所定の圧力、所定の温度に維持された状態で、ボート２６に保持された複数枚の基板１８に所定のガス(処理ガス)を供給して、基板１８に所定の処理(例えば成膜処理)がなされる。

【0065】

（搬出工程） ボート２６に載置されたウェーハ１８に対する成膜工程が完了すると、搬送制御部２１１からの指示に従いつつ、その後、回転機構によるボート２６及びウェーハ１８の回転を停止させ、ボートエレベータ３２によりシールキャップ３４を下降させてマニホールドの下端を開口させるとともに、処理済の基板１８を保持したボート２６を処理炉２８の外部に搬出（ボートアンロード）する。

【0066】

（回収工程） そして、処理済の基板１８を保持したボート２６は、クリーンユニット３５から吹出されるクリーンエア３６によって極めて効果的に冷却される。そして、例えば１５０℃以下に冷却されると、ボート２６から処理済の基板１８を脱装（ウエハディスチャージ）してポッド９に移載した後に、新たな未処理基板１８のボート２６への移載が行われる。

【0067】

プロセスレシピを実行することにより、以上のような各工程を繰り返すことで、本実施形態に係る基板処理装置１は、例えば、基板１８上へのシリコン膜の形成を、高スループットで行うことができる。

【0068】

（処理システムの構成） 図５乃至図８を用いて、以下、本実施形態における処理システムについて説明する。

【0069】

図５に示すように、本実施形態における処理システムは、装置データを記憶する記憶部(ＳＳＤ)２２２と、ＳＳＤの状態に関連する情報を取得する取得部と、ＳＳＤの消耗時期をモニタ管理する管理部と、消耗時期に達する前に消耗を示すアラームを発生する通知部と、を備えた操作部２０１と、操作部２０１に接続され、且つ操作部２０１と同じ操作画面を有する副操作部２０２と、を備えており、更に、ＬＡＮ回線を介して格納部２１５を含む構成である。

【0070】

本実施形態における処理システムでは、記憶部２２２内に記憶された装置データが所定の周期毎に後述する複写部により複写され、操作部２０１は、複写された装置データを格納部２１５に格納するように構成されている。尚、メモリ２２６、または記憶部２２２をそのまま複写するように構成してもよい。

【0071】

副操作部２０２は、故障が発生して操作部２０１が停止時に、縮退運転を行えるように構成されている。つまり、簡易的な表示画面と必要最低限の操作機能を持ったプログラムを起動して、装置制御を継続するように構成されている。尚、工場の上位コントローラとの通信や、制御に関する詳細情報のログ等の機能を有するよう構成してもよく、また、操作部２０１と同様の機能を有するように構成してもよい。

【0072】

図６に示すように、操作部２０１が起動時に記憶部２２２内に格納されているＳＳＤ状態監視プログラムを実行することにより、取得部２０３と、管理部２０４と、通知部２０５と、複写部２０６がそれぞれ制御部２２０(メモリ２２６)内に構成される。

【0073】

制御部２２０は、取得部２０３により記憶部２２２の状態に関する情報(ＳＭＡＲＴ(Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology)情報)を取得する。この情報には、記憶部２２２の稼働時間や内部温度、ＳＳＤの電源オンオフの回数、内蔵フラッシュメモリの書替え回数、ビット破損の修正失敗を示すＥＣＣ（Error Correction Code）エラー回数、セクタ故障時に割り付けられる代替セクタ(単位メモリ領域)の使用回数等の情報が含まれる。制御部２２０は、これらの情報に基づいて記憶部２２２の状態を管理し、記憶部２２２の消耗傾向を計算する管理部２０４を有するよう構成されている。

【0074】

制御部２２０は、また、取得部２０３により取得した記憶部２２２の状態に関する情報が、予め設定された閾値を超えた場合に消耗を示すアラームを発生する通知部２０５を有するよう構成されている。尚、この閾値は、記憶部２２２の消耗度に対して予めマージンを考慮して設定される。制御部２２０は、この閾値を超えた場合、複写部２０６によりメモリ２２６若しくは記憶部２２２内に格納されている装置データを複写させ、この複写された装置データを格納部２１５に転送するように構成されている。

【0075】

また、アラーム通知を受けたオペレータが代替のＳＳＤを準備して、記憶部２２２の空きポートに接続することにより、記憶部(ＳＳＤ)２２２を該代替のＳＳＤへ自動的に複写されるようにしてもよい。また、オペレータが操作表示部２２７で自動バックアップするファイルを予め選択しておき、その後、所定期間が経過したら格納部２１５への複写を開始するように構成してもよく、また、選択された対象ファイル内の装置データに変更が発生したら自動的に格納部２１５への複写を開始するように構成してもよい。

【0076】

そして、予測外の記憶部(ＳＳＤ)２２２故障により、操作部２０１が使用不能になった場合、代替操作部または代替ＳＳＤに交換後、自動バックアップされたファイルを、交換された操作画面を使用して復旧することが可能である。図７に示すように、選択されたファイル(Ａ)が交換後の操作画面に表示されるよう構成されている。

【0077】

但し、この場合、装置データの復旧は可能ではあるが、所定の復旧処理(例えば、交換作業)が必要であるため、装置を停止させてしまう。特に、本実施形態における基板処理装置１において、基板１８を処理中であれば、ロットアウトとなり、基板の損失が大きくなる可能性がある。よって、本実施形態における処理システム内に、予め代替操作部を設けていることが好ましい。

【0078】

図８に操作部２０１と副操作部２０２の接続状態を示す。また、図８において、制御コントローラ＃１、制御コントローラ＃２、制御コントローラ＃３と示されているが、制御コントローラの数は特に限定されない。また、制御コントローラは、搬送制御部２１１や処理制御部２１２を含む構成でもよく、また、搬送制御部２１１と処理制御部２１２のどちらか一方を含む構成としてもよい。尚、各制御コントローラに図示しない処理室２９が接続されているよう構成されている。この構成によれば、複数の処理室２９が設けられた基板処理装置１への適用が可能である。また、図示しない他のコントローラが追加されることを特に否定することなく適宜追加してもよい。

【0079】

図８Ａは、通常時の操作部２０１と副操作部２０２の接続状態を示している。この場合、副操作部２０２は、操作表示部２２７と同様に使用されている。また、図示されていないが操作部２０１は各制御コントローラと接続されており、操作部２０１は各制御コントローラを制御している。副操作部２０２と各制御コントローラは接続されていないので点線で示している。一方、図８Ｂは、異常時の操作部２０１と副操作部２０２の接続状態を示している。例えば、ＳＳＤに消耗限界や不意の故障が発生した場合、操作部２０１は、各制御コントローラへのレシピの実行を停止すると共に、操作部２０１の異常を示すアラームを発生しつつ、副操作部２０２への制御に切り替える。具体的には、副操作部２０２は操作部２０１から発生されたアラーム指示を受けつけると、操作部２０１との接続を切断し、各制御コントローラとの接続を確立し、アラームの内容に応じて、レシピの実行を継続したり、強制的にレシピを終了したりする。

【0080】

このように、操作部２０１と副操作部２０２との間の接続は切断されているので、図８Ｂにおいて、操作部２０１と副操作部２０２との接続状態は、点線で示される。従来のＨＤＤを利用したシステムでは、ＨＤＤの消耗や故障の検出が難しく、また、動作が安定しないために、操作部２０１を他の操作部に切替える制御が困難だったが、本実施形態によれば、操作部２０１から副操作部２０２への制御切り替え処理が、ＳＳＤ内に収集したデータに支障なく可能である。

【0081】

基板を処理するレシピを実行中に予測外の操作部２０１の異常があれば、操作部２０１から副操作部２０２に切り替えて、レシピを実行することができる。副操作部２０２は故障が発生したステップは少なくとも終了させるように構成されている。また、通信異常の場合は、基板処理装置１を構成する部品には異常がない場合があるため、レシピ事態を終了させるように構成してもよい。このように副操作部２０２が縮退運用させることにより、途中でレシピ実行不可のまま装置停止となることが無い為、ロットアウトを抑制することができる。

【0082】

また、予測外の操作部２０１の異常が基板を処理するレシピを実行前の基板を搬送する基板搬送時であっても(基板を搬送するレシピを実行中であっても)、搬送途中に停止することなく搬送先の位置に搬送系を搬送させることができるので、所定の復旧処理(例えば、交換作業)後、交換後の操作部２０１によりレシピを実行することが可能である。

【0083】

本実施形態では、ＳＳＤを1個だけ接続して使用する場合について上述したが、レシピ実行中に操作部２０１の異常が発生すると、途中でレシピ実行不可のまま装置停止となることは無いが、レシピの実行が一時中断されてしまう。ここで、図６の点線に示すように、記憶部２２２を２個用意したＲＡＩＤシステム構成が、従来から実施されている。図６に示すように、ＳＳＤを２個使用することにより、ＳＳＤ＃１(ＳＳＤ＃２)が故障しても、もう一つのＳＳＤ＃２(ＳＳＤ＃１)での運用に切り替えることができ、ＳＳＤを１個使用する時よりも信頼性が向上する。

【0084】

この場合、制御部２２０が、ＳＳＤ＃２の状態は”デグレート”にする。これにより、ＳＳＤ運用時は、1個のＳＳＤ＃１が”正常”であれば、”デグレート”によりＳＳＤ＃１とＳＳＤ＃２が切り離されている状態であるため、アラームを発報しないように構成する。また、ＳＳＤ＃２の複写時(ＳＳＤ＃１の内容をＳＳＤ＃２に複写しているとき)は、ＳＳＤ＃２の状態を”リビルト”を発報する。ここで、デグレート(状態)とは、ＲＡＩＤメンバーのＳＳＤが1個切り離されたなどＲＡＩＤ構成による冗長性が失われた状態であり、リビルト(状態)とは、ＲＡＩＤメンバーから切り離されたＳＳＤの替わりのＳＳＤをメンバーに加えた場合などＲＡＩＤ構成による冗長性の回復を試みている状態である。

【0085】

また、基板を処理するレシピを実行中、ＳＳＤ＃１の内容をＳＳＤ＃２に複写する(リアルタイムで自動バックアップする)ように構成すれば、ＳＳＤ＃１が故障してもＳＳＤ＃２に切り替えることにより、レシピを中断することなくレシピを継続しても収集される装置データを漏れなく記憶することができる。但し、このような運用では、ＳＳＤ＃１、ＳＳＤ＃２の両方が”正常”でなければならない。更に、ＳＳＤ自体は、書き換え回数の上限、また書き換えによる消耗に起因する故障の問題があるため、常にＳＳＤ＃１、ＳＳＤ＃２の両方で装置データを記憶する運用は、装置信頼性の面から改善の余地がある。以下、具体的な運用例を記載する。

【0086】

（運用例１） 基板を処理するレシピを実行しているとき等の基板処理工程では、ＳＳＤ＃１、ＳＳＤ＃２の両方で装置データを記憶する運用を利用し、基板処理工程以外(例えば、メンテナンス等の装置内に処理対象の基板が無い状況等)では、ＳＳＤ＃１、ＳＳＤ＃２のどちらか一方で装置データを収集し、他の一方の状態を”デグレート”にする。

【0087】

これにより、ＳＳＤの問題点を抑制しつつ、装置の安全な稼働を保持することができ、装置信頼性が低下することはない。尚、ＲＡＩＤシステムにおいても、格納部２１５がＳＳＤ＃１(若しくはＳＳＤ＃２)に変更しただけでの構成であるため、レシピ実行中に操作部２０１の故障が発生し、操作部２０１が使用できなくなった時に、副操作部２０２への切替が可能である。また、故障ではなく通信異常であった場合は、副操作部２０２によりレシピ終了まで装置データの漏れなく継続させることも可能である。

【0088】

また、ＳＳＤ異常が発生したら、異常が発生したＳＳＤ＃１、ＳＳＤ＃２のどちらか一方の状態を”デグレート”にし、他の一方で装置データの収集を継続することができるので、レシピの実行を継続することができる。

【0089】

また、ＳＳＤ＃１、ＳＳＤ＃２のどちらか一方で装置データを収集し、他の一方の状態を”デグレート”にする運用でも、ある程度マージンを考慮した閾値で管理されるため、ＳＳＤで異常が発生しても、異常が発生していないＳＳＤの状態を”リビルト”にして複写する。これにより、基板処理中であってもレシピを継続することができる。また、同様に、操作部２０１にトラブルが発生しても副操作部２０２への切り替えが可能である。但し、基板処理中に複写する処理を行うため、基板処理中は、ＳＳＤ＃１、ＳＳＤ＃２の両方が、ＳＳＤの切替に係る時間が短い為、好ましい。

【0090】

（運用例２） また、基板を基板保持具へ搬送するまでの基板搬送工程を除く、基板を処理するレシピを実行しているとき（ボートロード、成膜工程、ボートアンロード）に限定して、ＳＳＤ＃１、ＳＳＤ＃２の両方で装置データを記憶する運用を利用することが考えられる。これにより、運用例１と同様の効果を奏する。

【0091】

なお、本実施形態では、操作部２０１は、ウェーハ処理(基板処理)機能と上位報告機能と別に、格納部２１５を設けているが、このような形態に限定されない。更に、本実施形態におけるＳＳＤは、操作部としての主コントローラ２０１、搬送制御部としての搬送系コントローラ２１１と、処理制御部としてのプロセス系コントローラ２１２のどのコントローラに組み込まれるよう構成してもよい。

【0092】

本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。

【0093】

(ａ) 本実施形態における処理システムによれば、ＨＤＤの代わりにＳＳＤを適用することにより、コントローラの性能を向上させることができる。

【0094】

(ｂ) 本実施形態における処理システムによれば、ＨＤＤの代わりにＳＳＤを適用することにより、消費電力を低下させることができ、また、保守交換の頻度をＨＤＤと比べて、例えば、１/８程度に減らすことができる。

【0095】

(ｃ) 本実施形態における処理システムによれば、ＨＤＤの代わりにＳＳＤを適用することにより、従来から有るコントローラ構成を利用して、ソフトウェアによる機能追加を行うため改造時のコストを低コストに抑えることができる。

【0096】

(ｄ) 更に、ＲＡＩＤ構成(要求に応じてＳＳＤを２個使用すること)により、ミラー化運転を行うことでＳＳＤを１個使用するときよりも信頼性確保を行うものである。これにより、ＳＳＤに異常が発生しても実行中のレシピを継続することができる。

【0097】

(ｅ) 本実施形態における構成によれば、ＳＳＤの故障だけではなく、操作部の異常全般に対して、装置データのバックアップ作業及びＳＳＤ交換等の復旧作業が容易にできるようになる。

【0098】

(ｆ) 本実施形態における構成によれば、操作部と副操作部の両方を設けることにより、ＳＳＤの故障だけではなく操作部の異常全般に対して、装置データのバックアップ作業が可能である。また、操作部から副操作部へ切り替えることができるので、操作部に何らかの異常が発生しても実行中のレシピを継続することができる。

【0099】

なお、本発明の実施形態に於ける基板処理装置１は、半導体を製造する半導体製造装置だけではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）装置の様なガラス基板を処理する装置でも適用可能である。又、露光装置、リソグラフィ装置、塗布装置、プラズマを利用した処理装置等の各種基板処理装置にも適用可能であるのは言う迄もない。

【0100】

更に、成膜処理には、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）等の薄膜を形成する処理や酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理でも実施可能である。

【0101】

最後に、この出願は、２０１６年３月３０日に出願された日本出願特願２０１６−０６８４７６を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。

【産業上の利用可能性】

【0102】

本発明は、基板を処理する基板処理装置に適用できる。

【符号の説明】

【0103】

１…基板処理装置、２００…制御システム、２０１…主コントローラ（操作部）、２０２・・・予備コントローラ(副操作部)、２１５…データベース(格納部)、２２０…主コント制御部、２２２…主コント記憶部(ＳＳＤ)、２２４…ＣＰＵ、２２７…操作表示部、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】