(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023041537
(43)【公開日】2023-03-24
(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20230316BHJP
H01L 21/318 20060101ALI20230316BHJP
C23C 16/44 20060101ALI20230316BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 B
H01L21/318 B
C23C16/44 B
【審査請求】有
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021148962
(22)【出願日】2021-09-13
(71)【出願人】
【識別番号】318009126
【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】板谷 秀治
(72)【発明者】
【氏名】大橋 直史
(72)【発明者】
【氏名】越巻 寿朗
(72)【発明者】
【氏名】松井 俊
【テーマコード（参考）】
4K030
5F045
5F058
【Ｆターム（参考）】
4K030AA03
4K030AA06
4K030AA13
4K030BA40
4K030DA06
4K030GA06
4K030GA12
4K030KA39
5F045AA06
5F045AA15
5F045AB33
5F045AC05
5F045AC11
5F045AC12
5F045AC15
5F045AC16
5F045AC17
5F045BB08
5F045DP15
5F045DP27
5F045DQ12
5F045EE19
5F045EF03
5F045EF09
5F045EK07
5F045EM10
5F045GB11
5F045GB13
5F058BA06
5F058BA10
5F058BC08
5F058BF02
5F058BF24
5F058BF29
5F058BF30
5F058BF36
5F058BG02
5F058BG04
(57)【要約】
【課題】基板の載置面の状態を検出する技術を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板を成膜処理する処理室と、前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、を有する。
【選択図】図４
【解決手段】基板処理装置は、基板を成膜処理する処理室と、前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、を有する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を成膜処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、
前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、
を有する基板処理装置。
前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、
前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、
を有する基板処理装置。
【請求項2】
前記検出部は、前記載置面の外周部が検出領域に含まれる位置に配置されている、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記検出部は、前記処理室の基板搬出口に近接する位置に配置されている、請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
処理室内に設けられた基板支持部が有する複数の載置面上に基板を載置する工程と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する工程と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
前記処理室で前記基板を成膜処理する工程と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項5】
コンピュータに、
処理室内に設けられた基板支持部が有する複数の載置面上に基板を載置する手順と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する手順と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する手順と、
を実行させるプログラム。
処理室内に設けられた基板支持部が有する複数の載置面上に基板を載置する手順と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する手順と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する手順と、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
半導体製造分野で用いられる基板処理装置では、載置面に載せた基板をヒータの熱で加熱しながら成膜処理をしている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
ところで、基板の成膜処理工程では、基板の外周から裏面に成膜材料が回り込んで、載置面に成膜材料が付着することがある。このように成膜材料が載置面上に堆積していくと、基板の成膜処理に不具合が生じる虞がある。このため、定期的なメンテナンスによって載置面上に堆積した成膜材料を取り除いている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－４４４１９号公報
【発明の概要】
【0005】
本開示の目的は、基板の載置面の状態を検出する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、基板を成膜処理する処理室と、前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、を有する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示の一態様によれば、基板の載置面の状態を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本開示の第１実施形態の基板処理装置が備えるリアクタの横断面概略図である。
【図3】本開示の第１実施形態の基板支持機構を説明する説明図である。
【図5】本開示の第１実施形態の原料ガス供給部を説明する説明図である。
【図6】本開示の第１実施形態の反応ガス供給部を説明する説明図である。
【図7】本開示の第１実施形態の第１不活性ガス供給部を説明する説明図である。
【図8】本開示の第１実施形態の第２不活性ガス供給部を説明する説明図である。
【図9】本開示の第１実施形態のカメラの移動機構を説明する説明図である。
【図10】本開示の第１実施形態のカメラの撮影領域を説明するための説明図である。
【図11】本開示の第１実施形態のコントローラを説明する説明図である。
【図12】本開示の第１実施形態の基板処理工程を説明するフロー図である。
【図13】本開示の第１実施形態の検出工程を説明するフロー図である。
【図14】本開示の第１実施形態に係るメンテナンス工程を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本開示の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
【0010】
＜第１実施形態＞
本開示の第１実施形態の基板処理装置１００は、半導体装置の製造工程の一工程である基板処理工程において使用される装置である。以下では、まず、基板処理装置１００の構成について説明し、次に、基板処理装置１００を用いた基板処理工程について説明する。
本開示の第１実施形態の基板処理装置１００は、半導体装置の製造工程の一工程である基板処理工程において使用される装置である。以下では、まず、基板処理装置１００の構成について説明し、次に、基板処理装置１００を用いた基板処理工程について説明する。
【0011】
（基板処理装置）
図１に示されるように、基板処理装置１００は、リアクタ２００を有している。このリアクタ２００は、図１及び図２に示されているように、基板Ｓを成膜処理する処理室２０１と、処理室２０１内に設けられ基板Ｓが載置される複数の載置面２１７Ｃを有する基板支持部の一例としての回転テーブル２１７と、を有している。また、図４に示されるように、リアクタ２００は、載置面２１７Ｃに付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部２１０を有している。なお、本開示において、『載置面２１７Ｃに付着した成膜材料』とは、処理ガスの材料そのものの吸着物、処理ガスが反応することにより生じた物質の吸着物、この物質が堆積してできた膜、等の少なくとも１つ以上を意味する。また、処理ガスの反応とは、分解反応、化学反応、等の少なくとも１つ以上を意味する。
図１に示されるように、基板処理装置１００は、リアクタ２００を有している。このリアクタ２００は、図１及び図２に示されているように、基板Ｓを成膜処理する処理室２０１と、処理室２０１内に設けられ基板Ｓが載置される複数の載置面２１７Ｃを有する基板支持部の一例としての回転テーブル２１７と、を有している。また、図４に示されるように、リアクタ２００は、載置面２１７Ｃに付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部２１０を有している。なお、本開示において、『載置面２１７Ｃに付着した成膜材料』とは、処理ガスの材料そのものの吸着物、処理ガスが反応することにより生じた物質の吸着物、この物質が堆積してできた膜、等の少なくとも１つ以上を意味する。また、処理ガスの反応とは、分解反応、化学反応、等の少なくとも１つ以上を意味する。
【0012】
図１及び図２に示されているように、リアクタ２００は、筒状（一例として円筒状）の気密容器である処理容器２０３を有しており、この処理容器２０３内に基板Ｓを成膜処理するための処理室２０１が形成されている。また、処理容器２０３は、例えばステンレス（ＳＵＳ）やアルミ合金等で構成されている。
【0013】
処理容器２０３には、ゲートバルブ２０５が接続されている。このゲートバルブ２０５を介して処理室２０１に基板Ｓが搬入出される。なお、本実施形態のゲートバルブ２０５が設けられる処理容器２０３の開口は、本開示における基板搬出口の一例である。
【0014】
処理室２０１は、図１に示されるように、処理ガスを供給する処理領域２０６と、パージガスを供給するパージ領域２０７とを有する。ここでは処理領域２０６とパージ領域２０７は、円周状に交互に配置されている。例えば、第１処理領域２０６Ａ、第１パージ領域２０７Ａ、第２処理領域２０６Ｂ及び第２パージ領域２０７Ｂの順に配置されている。後述するように、第１処理領域２０６Ａ内には原料ガスが供給される。また、第２処理領域２０６Ｂ内には反応ガスが供給される。そして、第１パージ領域２０７Ａ及び第２パージ領域２０７Ｂには不活性ガスが供給される。これにより、それぞれの領域内に供給されるガスに応じて、基板Ｓに対して所定の処理が施される。
【0015】
パージ領域２０７は、第１処理領域２０６Ａと第２処理領域２０６Ｂとを空間的に切り分ける領域である。図２に示されるように、パージ領域２０７の天井２０８は、処理領域２０６の天井２０９よりも高さが低くなっている。第１パージ領域２０７Ａには天井２０８Ａが設けられており、第２パージ領域２０７Ｂには天井２０８Ｂ（不図示）が設けられている。各天井の高さを低くすることで、パージ領域２０７の空間の圧力を高くしている。この空間にパージガスを供給することで、隣り合う処理領域２０６を区画している。なお、パージガスは基板Ｓ上の余分なガスを除去する役割も有する。
【0016】
処理容器２０３の中央には、例えば処理容器２０３の中心に回転軸を有し、回転自在に構成される基板支持部の一例としての回転テーブル２１７が設けられている。回転テーブル２１７は、基板Ｓへの金属汚染の影響が無いように、例えば、石英、カーボン又はＳｉＣ等の材料で形成されている。
【0017】
回転テーブル２１７は、処理容器２０３内に、複数枚（例えば５枚）の基板Ｓを同一面上に、且つ回転方向に沿って同一円周上に間隔をあけて並べて支持するように構成されている。ここでいう「同一面」とは、完全な同一面に限られるものではなく、回転テーブル２１７を上面から見たときに、複数枚の基板Ｓが互いに重ならないように並べられていればよい。
【0018】
回転テーブル２１７表面における基板Ｓの支持位置には、基板Ｓが載置される載置部としての凹部２１７Ｂが設けられている。処理する基板Ｓの枚数と同数の凹部２１７Ｂが回転テーブル２１７の中心から同心円上の位置に互いに間隔をあけて配置されている。なお本実施形態では、複数の凹部２１７Ｂが等間隔（例えば７２°の間隔）で配置されている。
【0019】
それぞれの凹部２１７Ｂは、例えば回転テーブル２１７の上面から見て円形状であり、側面から見て凹形状である。凹部２１７Ｂの直径は基板Ｓの直径よりもわずかに大きくなるように構成することが好ましい。この凹部２１７Ｂの底面が載置面２１７Ｃとされている。そして、凹部２１７Ｂ内に基板Ｓを載置することにより、基板Ｓが載置面２１７Ｃで載置される。各凹部２１７Ｂには、後述するピン２１９が貫通する貫通孔２１７Ａが複数設けられている。
【0020】
図３に示されるように、処理容器２０３のうち、回転テーブル２１７下方であってゲートバルブ２０５と向かい合う箇所には、基板保持機構２１８が設けられている。基板保持機構２１８は、基板Ｓの搬入・搬出時に、基板Ｓを突き上げて、基板Ｓの裏面を支持する複数のピン２１９を有する。ピン２１９は延伸可能な構成であって、例えば基板保持機構２１８の本体に収納可能である。基板Ｓを移載する際には、ピン２１９が延伸され貫通孔２１７Ａを貫通すると共に、基板Ｓを保持する。その後、ピン２１９の先端が下方に移動することで、基板Ｓは凹部２１７Ｂに載置される。基板保持機構２１８は、一例として処理容器２０３に固定する。基板保持機構２１８は、基板載置時にピン２１９を貫通孔２１７Ａに挿入可能な構成であればよく、後述する内周凸部２８２や外周凸部２８３に固定してもよい。
【0021】
回転テーブル２１７はコア部２２１に固定される。コア部２２１は回転テーブル２１７の中心に設けられ、回転テーブル２１７を固定する役割を有する。回転テーブル２１７を支持する構造であることから、重量に耐えられるよう金属が用いられる。コア部２２１の下方にはシャフト２２２が配される。シャフト２２２はコア部２２１を支持する。
【0022】
シャフト２２２の下方は、処理容器２０３の底部に設けられた孔２２３を貫通し、処理容器２０３外で気密可能な容器２０４で覆われている。また、シャフト２２２の下端は回転部２２４に接続される。回転部２２４は回転軸やモータ等を搭載し、後述する制御部としてのコントローラ３００の指示によって回転テーブル２１７を回転可能に構成される。すなわち、コントローラ３００が、基板Ｓ外のある点であるコア部２２１を中心として、回転部２２４が回転テーブル２１７を回転させることにより第１処理領域２０６Ａ、第１パージ領域２０７Ａ、第２処理領域２０６Ｂ及び第２パージ領域２０７Ｂの順に基板Ｓを順次通過させる。
【0023】
コア部２２１を覆うように石英カバー２２５が設けられる。すなわち、石英カバー２２５はコア部２２１と処理室２０１との間に設けられている。石英カバー２２５は、空間を介してコア部２２１を覆うよう構成される。石英カバー２２５は基板Ｓへの金属汚染の影響が無いように、例えば、石英やＳｉＣ等の材料で形成されている。コア部２２１、シャフト２２２、回転部２２４、石英カバー２２５をまとめて支持部と呼ぶ。
【0024】
回転テーブル２１７の下方には、加熱部としてのヒータ２８０を内包するヒータユニット２８１が配置される。ヒータ２８０は、回転テーブル２１７に載置した各基板Ｓを加熱する。ヒータ２８０は、処理容器２０３の形状に沿って円周状に構成される。
【0025】
ヒータユニット２８１は、処理容器２０３の底部上であって、処理容器２０３の中心側に設けられた内周凸部２８２と、ヒータ２８０よりも外周側に配される外周凸部２８３と、ヒータ２８０とで主に構成されている。内周凸部２８２、ヒータ２８０、外周凸部２８３は、同心円状に配置されている。内周凸部２８２と外周凸部２８３の間には空間２８４が形成されている。ヒータ２８０は空間２８４に配置される。内周凸部２８２、外周凸部２８３は処理容器２０３に固定されるものでもあるので、処理容器２０３の一部として考えてもよい。
【0026】
ここでは円周状のヒータ２８０と説明したが、基板Ｓを加熱できればそれに限るものではなく、複数分割した構造としてもよい。また、回転テーブル２１７内に、ヒータ２８０を内包した構造としてもよい。
【0027】
内周凸部２８２の上部であってヒータ２８０側にはフランジ（不図示）が形成される。窓２８５はフランジ２８２Ａと外周凸部２８３の上面で支持されている。窓２８５はヒータ２８０から発生する熱を透過する材質であり、例えば石英で構成されている。窓２８５は後述する排気構造２８６の上部２８６Ａと内周凸部２８２によって挟まれることで固定されている。
【0028】
ヒータ２８０には、ヒータ制御部２８７が接続されている。ヒータ２８０は後述する制御部としてのコントローラ３００に電気的に接続され、コントローラ３００の指示によってヒータ２８０への電力供給を制御し、温度制御を行う。
【0029】
処理容器２０３の底部には、空間２８４と連通する不活性ガス供給管２７５が設けられている。不活性ガス供給管２７５は、後述する第２不活性ガス供給部２７０に接続されている。第２不活性ガス供給部２７０から供給された不活性ガスは、不活性ガス供給管２７５を介して空間２８４に供給される。空間２８４を不活性ガス雰囲気とすることで、処理ガスが窓２８５付近の隙間等から侵入することを防ぐことが可能となる。
【0030】
外周凸部２８３の外周面と処理容器２０３の内周面との間には、金属製の排気構造２８６が配置されている。排気構造２８６は、排気溝２８８と排気バッファ空間２８９を有する。排気溝２８８、排気バッファ空間２８９は、処理容器２０３の形状に沿って円周状に構成されている。
【0031】
排気構造２８６のうち外周凸部２８３と接触しない箇所を上部２８６Ａと呼ぶ。前述のように、上部２８６Ａは、内周凸部２８２と共に窓２８５を固定する。
【0032】
本実施形態のような回転型基板処理装置においては、基板Ｓの高さと排気口とを同じ高さにするか、あるいは高さを近づけることが望ましい。このように基板Ｓの高さと排気口と同じ高さとする、あるいは高さを近づけることで、排気口側の基板エッジにおいて乱流の発生を抑制できる。
【0033】
本実施形態においては排気構造２８６の上端を回転テーブル２１７と同じ高さとしている。この場合、図２のように上部２８６Ａが窓２８５からはみ出す部分となるため、パーティクル拡散防止の観点から、そのはみ出す部分には石英カバー２９０を設ける。石英カバー２９０と上部２８６Ａとの間には空間を設ける。
【0034】
排気構造２８６の底には、第１排気部としての排気口２９１、排気口２９２が設けられている。排気口２９１は第１処理領域２０６Ａに供給される原料ガスと、その上流から供給されるパージガスを主に排気する。排気口２９２は処理領域２０６Ｂに供給される反応ガスと、その上流から供給されるパージガスを主に排気する。各ガスは排気溝２８８、排気バッファ空間２８９を介して排気口２９１、排気口２９２から排気される。
【0035】
次に、図１及び図５を用いて原料ガス供給部２４０を説明する。図１に示されるように、処理容器２０３の側方には処理容器２０３の中心方向に向かって延在するノズル２４５が挿入されている。ノズル２４５は、第１処理領域２０６Ａに配置されている。このノズル２４５には、ガス供給管２４１の下流端が接続されている。ノズル２４５について、詳細には後述する。
【0036】
ガス供給管２４１には、上流方向から順に、原料ガス供給源２４２、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）２４３、及び開閉弁であるバルブ２４４が設けられている。
【0037】
原料ガスは、ＭＦＣ２４３、バルブ２４４、ガス供給管２４１を介して、ノズル２４５から第１処理領域２０６Ａ内に供給される。
【0038】
ここでいう「原料ガス」とは、処理ガスの一つであり、薄膜形成の際の原料になるガスである。この原料ガスは、薄膜を構成する元素として、例えばシリコン（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）の少なくともいずれか一つを含む。なお、本実施形態の原料ガスは、本開の成膜材料の一例である。
【0039】
具体的には、本実施形態では、原料ガスは、例えば、ジクロロシラン（Ｓｉ2Ｈ2Ｃｌ2）ガスである。原料ガスの原料が常温で気体である場合、ＭＦＣ２４３は気体用のマスフローコントローラである。
【0040】
主に、ガス供給管２４１、ＭＦＣ２４３、バルブ２４４、ノズル２４５により、原料ガス供給部（第１ガス供給系、もしくは原料ガス供給部と呼んでもよい。）２４０が構成される。なお、原料ガス供給源２４２を原料ガス供給部２４０に含めて考えてもよい。
【0041】
次に、図１及び図６を用いて反応ガス供給部２５０を説明する。図１に示されるように、処理容器２０３の側方には処理容器２０３の中心方向に向かって延在するノズル２５５が挿入されている。ノズル２５５は第２処理領域２０６Ｂに配置されている。
【0042】
ノズル２５５には、ガス供給管２５１の下流端が接続されている。ガス供給管２５１には、上流方向から順に、反応ガス供給源２５２、ＭＦＣ２５３、及びバルブ２５４が設けられている。
【0043】
反応ガスは、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４、ガス供給管２５１を介して、ノズル２５５から第２処理領域２０６Ｂ内に供給される。
【0044】
ここでいう「反応ガス」とは、処理ガスの一つであり、基板Ｓ上に原料ガスによって形成された第１層と反応するガスである。反応ガスは、例えばアンモニア（ＮＨ3）ガス、窒素（Ｎ2）ガス、水素（Ｈ2）ガス、及び酸素（Ｏ2）ガスの少なくともいずれか一つである。ここでは、反応ガスは、例えばＮＨ3ガスである。
【0045】
主に、ガス供給管２５１、ＭＦＣ２５３、バルブ２５４、ノズル２５５により反応ガス供給部（第２ガス供給部）２５０が構成されている。なお、反応ガス供給源２５２を反応ガス供給部２５０に含めて考えてもよい。
【0046】
次に、図１及び図７を用いて第１不活性ガス供給部２６０を説明する。図１に示されるように、処理容器２０３の側方には処理容器２０３の中心方向に向かって延在するノズル２６５、ノズル２６６が挿入されている。ノズル２６５は、第１パージ領域２０７Ａに挿入されるノズルである。ノズル２６５は、例えば、第１パージ領域２０７Ａの天井２０８Ａに固定されている。ノズル２６６は、第２パージ領域２０７Ｂに挿入されるノズルである。ノズル２６６は、例えば、第２パージ領域２０７Ｂの天井２０８Ｂ（不図示）に固定されている。
【0047】
ノズル２６５、ノズル２６６には、不活性ガス供給管２６１の下流端が接続されている。不活性ガス供給管２６１には、上流方向から順に、不活性ガス供給源２６２、ＭＦＣ２６３、及びバルブ２６４が設けられている。不活性ガスは、ＭＦＣ２６３、バルブ２６４、不活性ガス供給管２６１を介して、ノズル２６５及びノズル２６６から第１パージ領域２０７Ａ内及び第２パージ領域２０７Ｂ内にそれぞれ供給される。第１パージ領域２０７Ａ内及び第２パージ領域２０７Ｂ内に供給される不活性ガスは、パージガスとして作用する。
【0048】
主に、不活性ガス供給管２６１、ＭＦＣ２６３、バルブ２６４、ノズル２６５、ノズル２６６により第１不活性ガス供給部が構成されている。なお、不活性ガス供給源２６２を第１不活性ガス供給部に含めて考えてもよい。
【0049】
次に、図２及び図８を用いて第２不活性ガス供給部２７０を説明する。不活性ガス供給管２７５には、不活性ガス供給管２７１の下流端が接続されている。不活性ガス供給管２７１には、上流方向から順に、不活性ガス供給源２７２、ＭＦＣ２７３、及びバルブ２７４が設けられている。不活性ガスは、ＭＦＣ２７３、バルブ２７４、不活性ガス供給管２７１を介して、不活性ガス供給管２７５から空間２８４、容器２０４に供給される。
【0050】
容器２０４に供給された不活性ガスは、回転テーブル２１７と窓２８５の間の空間を介して、排気溝２８８から排気される。このような構造とすることで、原料ガスや反応ガスが回転テーブル２１７と窓２８５の間の空間に回り込むことを防ぐことが可能となる。
【0051】
主に、不活性ガス供給管２７１、ＭＦＣ２７３、バルブ２７４、不活性ガス供給管２７５により第２不活性ガス供給部２７０が構成されている。なお、不活性ガス供給源２７２を第２不活性ガス供給部２７０に含めて考えてもよい。
【0052】
ここで「不活性ガス」は、例えば、窒素（Ｎ2）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスの少なくともいずれか一つである。ここでは、不活性ガスは、例えばＮ2ガスである。
【0053】
【0054】
排気口２９１は、第１処理領域２０６Ａの回転方向（回転テーブル２１７の回転方向）Ｒの下流側の回転テーブル２１７よりも外側に設けられている。この排気口２９１は、主に原料ガスと不活性ガスを排気する。排気口２９１と連通するよう、排気部２３４の一部である排気管２３４Ａが設けられる。排気管２３４Ａには、開閉弁としてのバルブ２３４Ｄ、圧力調整器（圧力調整部）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２３４Ｃを介して、真空排気装置としての真空ポンプ２３４Ｂが接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。
【0055】
排気管２３４Ａ、バルブ２３４Ｄ、ＡＰＣバルブ２３４Ｃをまとめて排気部２３４と呼ぶ。なお、真空ポンプ２３４Ｂを排気部２３４に含めてもよい。
【0056】
排気口２９６を、回転テーブル２１７の基板Ｓを載置する凹部２１７Ｂよりも処理室２０１の中心側に設けている。排気口２９６を設けることにより、回転テーブル２１７の中心側に供給されたガスは、排気口２９６から、回転テーブル２１７の下側の空間に排気される。回転テーブル２１７の下側の空間に排気されたガスは、処理室２０１の外側に設けられた排気口２９１を介して排気される。排気口２９６は、回転テーブル２１７と窓２８５の間の空間に連通し、主に原料ガスと不活性ガスを排気する。
【0057】
また、図１及び図２に示されているように、排気口２９２と連通するよう、排気部２３５が設けられる。排気口２９２は、第２処理領域２０６Ｂの回転方向Ｒの下流側の回転テーブル２１７よりも外側に設けられている。主に反応ガスと不活性ガスを排気する。
【0058】
排気口２９２と連通するよう、排気部２３５の一部である排気管２３５Ａが設けられる。排気管２３５Ａには、バルブ２３５Ｄ、ＡＰＣバルブ２３５Ｃを介して、真空ポンプ２３５Ｂが接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。
【0059】
排気管２３５Ａ、バルブ２３５Ｄ、ＡＰＣバルブ２３５Ｃをまとめて排気部２３５と呼ぶ。なお、真空ポンプ２３５Ｂを排気部２３５に含めてもよい。
【0060】
前記したように、リアクタ２００は、載置面２１７Ｃに付着する成膜材料（膜）の状態を非接触で検出する後述の検出部２１０を有している。具体的には、検出部２１０は、基板Ｓの成膜処理後に載置面２１７Ｃに付着（残留）している成膜材料の状態（例えば、膜厚分布やクラックの発生状況等）を検出している。より具体的には、検出部２１０は、載置面２１７Ｃに付着する成膜材料の膜厚画像情報を検出するように構成されている。すなわち、検出部２１０は、載置面２１７Ｃを撮影することによって膜厚画像情報を得る撮影装置（以下、適宜「カメラ」と称する。）である。一例として、本実施形態では、検出部２１０として、ハイパースペクトルカメラを用いているが本開示はこれに限定されるものではない。なお、検出部２１０によって検出される膜厚画像情報とは、載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の画像情報と波長情報とを含む情報である。また、検出部２１０で検出された検出情報としての膜厚画像情報は、後述の制御部としてのコントローラ３００に送信される。
【0061】
図１及び図４に示されるように、検出部２１０は、処理室２０１の外側、すなわち、処理容器２０３の外側に配置されている。具体的には、検出部２１０は、天井２０９の上方に配置されている。天井２０９には、窓部２０９Ａが設けられている。この窓部２０９Ａは、天井２０９において、ゲートバルブ２０５に近接する位置に設けられている。具体的には、天井２０９のゲートバルブ２０５側から処理容器２０３の中心側に向けて延びている。すなわち、窓部２０９Ａは、処理容器２０３の径方向に沿って延びている。窓部２０９Ａは、例えば、石英等で構成されている。このため、検出部２１０は、窓部２０９Ａを介して処理室２０１内を撮影することができる。
【0062】
図４及び図９に示されるように、検出部２１０は、回転テーブル２１７の回転軸と直交する方向、すなわち、回転テーブル２１７の径方向に移動可能に構成されている。具体的には、検出部２１０は、窓部２０９Ａの延在方向に沿って移動可能に構成されている。ここで、検出部２１０は、移動機構２１１によって回転テーブル２１７の径方向に移動する。移動機構２１１は、窓部２０９Ａを挟んで両側に設けられた一対のガイドレール２１１Ａと、一対のガイドレール２１１Ａにガイドされて移動する移動ブロック２１１Ｂと、移動ブロック２１１Ｂに移動力を付与する付与部２１１Ｃとを有している。一対のガイドレール２１１Ａの長さは、窓部２０９Ａの長さよりも長い。また、移動ブロック２１１Ｂの下面に検出部２１０が取り付けられている。そして、付与部２１１Ｃは、移動ブロック２１１Ｂを回転テーブル２１７の径方向に移動させる電動アクチュエータであり、コントローラ３００によって制御されている。ここで、検出部２１０は、移動機構２１１によって移動しながら窓部２０９Ａを介して載置面２１７Ｃの膜厚画像情報を検出することができる。
【0063】
また、検出部２１０は、検出開始位置（図９の位置）から回転テーブル２１７の回転軸に向けて移動する。ここで、検出部２１０が検出開始位置にあるとき、検出部２１０の検出領域ＳＲ（言い換えると、撮影領域）に、載置面２１７Ｃの外周部において回転テーブル２１７の径方向外側の部分が含まれる（図１０参照）。言い換えると、検出開始時には、検出部２１０は、検出領域ＳＲに載置面２１７Ｃの外周部において回転テーブル２１７の径方向外側の部分が含まれる位置に配置されている。そして、検出部２１０は、回転テーブル２１７の径方向に沿って移動し、検出部２１０が折返位置にあるとき、検出領域ＳＲに載置面２１７Ｃの外周部において回転テーブル２１７の径方向内側（中心側）の部分が含まれる（図１０参照）。言い換えると、折返時には、検出部２１０は、検出領域ＳＲに載置面２１７Ｃの外周部において回転テーブル２１７の径方向内側の部分が含まれる位置に配置されている。
【0064】
また、検出部２１０は、検出開始時には、ゲートバルブ２０５に近接する位置に配置されている。すなわち、検出部２１０が検出開始位置にあるとき、検出部２１０はゲートバルブ２０５に近接している。
【0065】
リアクタ２００は、各部の動作を制御するコントローラ３００を有している。コントローラ３００は、図１１に示されるように、演算部（ＣＰＵ）３０１、一時記憶部としてのＲＡＭ３０２、記憶部３０３、送受信部３０４を少なくとも有する。コントローラ３００は、送受信部３０４を介して基板処理装置１００の各構成に接続され、上位コントローラや使用者の指示に応じて記憶部３０３からプログラムやレシピを呼び出し、その内容に応じて各構成の動作を制御する。なお、コントローラ３００は、専用のコンピュータとして構成してもよいし、汎用のコンピュータとして構成してもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ（ＵＳＢ Ｆｌａｓｈ Ｄｒｉｖｅ）やメモリカード等の半導体メモリ）３１２を用意し、外部記憶装置３１２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすることにより、本実施形態に係るコントローラ３００を構成できる。また、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置３１２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用いてもよいし、上位装置３２０から送受信部３１１を介して情報を受信し、外部記憶装置３１２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。また、キーボードやタッチパネル等の入出力装置３１３を用いて、コントローラ３００に指示をしてもよい。また、入出力装置３１３により、本開示のメンテナンスプログラムを含むプログラムを編集し、編集したプログラムを記憶部３０３に記録する様に構成してもよい。
【0066】
なお、記憶部３０３や外部記憶装置３１２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶部３０３単体のみを含む場合、外部記憶装置３１２単体のみを含む場合、又は、その両方を含む場合がある。
【0067】
ＣＰＵ３０１は、記憶部３０３から制御プログラム（メンテナンスプログラム含む）を読み出して実行すると共に、入出力装置３１３からの操作コマンドの入力等に応じて記憶部３０３からプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ３０１は、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、各部品を制御するように構成されている。
【0068】
（基板処理工程）
次に、図１２を用い、第１実施形態に係る基板処理工程について説明する。図１２は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。以下の説明において、基板処理装置１００のリアクタ２００の構成各部の動作は、コントローラ３００により制御される。
次に、図１２を用い、第１実施形態に係る基板処理工程について説明する。図１２は、本実施形態に係る基板処理工程を示すフロー図である。以下の説明において、基板処理装置１００のリアクタ２００の構成各部の動作は、コントローラ３００により制御される。
【0069】
ここでは、原料ガスとしてＳｉ2Ｈ2Ｃｌ2ガスを用い、反応ガスとしてＮＨ3ガスを用い、基板Ｓ上に薄膜としてシリコン窒化（ＳｉＮ）膜を形成する例について説明する。
【0070】
基板搬入・載置工程Ｓ１１０を説明する。リアクタ２００では、ピン２１９を上昇させて、回転テーブル２１７の貫通孔２１７Ａにピン２１９を貫通させる。その結果、ピン２１９が、回転テーブル２１７表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。続いて、ゲートバルブ２０５を開き、搬送部の一例としての基板移載機２１４を用いて、図３のようにピン２１９上に基板Ｓを載置する。載置後、ピン２１９を下降させ、凹部２１７Ｂ上に基板Ｓを載置する。
【0071】
そして、基板Ｓが載置されていない凹部２１７Ｂがゲートバルブ２０５と向かい合うよう、回転テーブル２１７を回転させる。その後、同様に凹部２１７Ｂに基板Ｓを載置する。すべての凹部２１７Ｂに基板Ｓが載置されるまで繰り返す。
【0072】
凹部２１７Ｂに基板Ｓを搬入したら、基板移載機２１４をリアクタ２００の外へ退避させ、ゲートバルブ２０５を閉じて処理容器２０３内を密閉する。
【0073】
なお、基板Ｓを処理室２０１内に搬入する際には、排気部２３４、２３５により処理室２０１内を排気しつつ、第１不活性ガス供給部２６０から処理室２０１内に不活性ガスとしてのＮ2ガスを供給することが好ましい。これにより、処理室２０１内へのパーティクルの侵入や、基板Ｓ上へのパーティクルの付着を抑制することが可能となる。真空ポンプ２３４Ｂ、２３５Ｂは、少なくとも基板搬入・載置工程（Ｓ１１０）から後述する基板搬出工程（Ｓ１７０）が終了するまでの間は、常に作動させた状態とする。
【0074】
基板Ｓを回転テーブル２１７に載置する際は、予めヒータ２８０に電力を供給し、基板Ｓの表面が所定の温度となるよう制御される。基板Ｓの温度は、例えば室温以上６５０℃以下であり、好ましくは、室温以上であって４００℃以下である。ヒータ２８０は、少なくとも基板搬入・載置工程（Ｓ１１０）から後述する基板搬出工程（Ｓ１７０）が終了するまでの間は、常に通電させた状態とする。
【0075】
それと並行して、第２不活性ガス供給部２７０から処理容器２０３、ヒータユニット２８１に不活性ガスが供給される。不活性ガスは、少なくとも基板搬入・載置工程（Ｓ１１０）から後述する基板搬出工程（Ｓ１７０）が終了するまでの間供給する。
【0076】
回転テーブル回転開始工程Ｓ１２０を説明する。基板Ｓが各凹部２１７Ｂに載置されたら、回転部２２４はコントローラ３００によって回転テーブル２１７をＲ方向に回転するよう制御される。回転テーブル２１７を回転させることにより、基板Ｓは、第１処理領域２０６Ａ、第１パージ領域２０７Ａ、第２処理領域２０６Ｂ、第２パージ領域２０７Ｂの順に移動する。
【0077】
ガス供給開始工程Ｓ１３０を説明する。基板Ｓを加熱して所望とする温度に達し、回転テーブル２１７が所望とする回転速度に到達したら、バルブ２４４を開けて第１処理領域２０６Ａ内にＳｉ2Ｈ2Ｃｌ2ガスの供給を開始する。それと併行して、バルブ２５４を開けて第２処理領域２０６Ｂ内にＮＨ3ガスを供給する。
【0078】
このとき、Ｓｉ2Ｈ2Ｃｌ2ガスの流量が所定の流量となるように、ＭＦＣ２４３を調整する。なお、Ｓｉ2Ｈ2Ｃｌ2ガスの供給流量は、例えば５０ｓｃｃｍ以上５００ｓｃｃｍ以下である。
【0079】
また、ＮＨ3ガスの流量が所定の流量となるように、ＭＦＣ２５３を調整する。なお、ＮＨ3ガスの供給流量は、例えば１００ｓｃｃｍ以上５０００ｓｃｃｍ以下である。
【0080】
なお、基板搬入・載置工程Ｓ１１０後、継続して、排気部２３４、２３５により処理室２０１内が排気されるとともに、第１不活性ガス供給部２６０から第１パージ領域２０７Ａ内及び第２パージ領域２０７Ｂ内にパージガスとしてのＮ2ガスが供給されている。また、ＡＰＣバルブ２３４Ｃ、ＡＰＣバルブ２３５Ｃの弁開度を適正に調整することにより、処理室２０１内の圧力を所定の圧力とする。
【0081】
成膜工程Ｓ１４０を説明する。成膜工程Ｓ１４０では、各基板Ｓは、第１処理領域２０６Ａにてシリコン含有層が形成され、更に回転後の第２処理領域２０６Ｂにて、シリコン含有層とＮＨ3ガスとが反応し、基板Ｓ上にＳｉＮ膜を形成する。所望の膜厚となるように回転テーブル２１７を所定回数回転させる。
【0082】
ガス供給停止工程Ｓ１５０を説明する。所定回数回転させた後、バルブ２４４及びバルブ２５４を閉じ、第１処理領域２０６ＡへのＳｉ2Ｈ2Ｃｌ2ガスの供給、第２処理領域２０６ＢへのＮＨ3ガスの供給を停止する。
【0083】
回転テーブル回転停止工程Ｓ１６０を説明する。ガス供給停止工程Ｓ１５０の後、回転テーブル２１７の回転を停止する。
【0084】
基板搬出工程Ｓ１７０を説明する。ゲートバルブ２０５と対向する位置に基板Ｓを移動するよう回転テーブル２１７を回転させる。その後、基板搬入時と同様にピン２１９上に基板Ｓを支持させる。支持後ゲートバルブ２０５を開き、基板移載機２１４を用いて基板Ｓを処理容器２０３の外へ搬出する。これを処理した基板Ｓの枚数分繰り返し、すべての基板Ｓを搬出する。搬出後、第１不活性ガス供給部２６０、第２不活性ガス供給部２７０による不活性ガスの供給を停止する。
【0085】
検出工程Ｓ１８０を説明する。検出工程Ｓ１８０では、載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の状態を検出する。なお、検出工程Ｓ１８０の詳細は、図１３に示す。まず、検出部２１０を用いて載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の状態（膜厚画像情報）を検出する（ステップＳ１８１）。具体的には、ゲートバルブ２０５と対向する位置に一つ目の凹部２１７Ｂを移動するよう回転テーブル２１７を回転させる。その後、回転テーブル２１７を停止させた状態で、移動機構２１１を動作させて検出部２１０を回転テーブル２１７の径方向に移動させる。この移動にともない検出部２１０によって一つ目の載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の膜厚画像情報を連続して検出（取得）する。検出部２１０が折返位置に到達した後は、回転テーブル２１７を所定角度回転させて回転テーブル２１７を停止させる。そして、検出部２１０を折返位置から開始位置まで移動させながら検出部２１０によって一つ目の載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の膜厚画像情報を連続して検出（取得）する。このように載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の膜厚画像情報を取得することで精度の高い成膜材料の膜厚分布を得ることができる。一つ目の凹部２１７Ｂの載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の膜厚画像情報を取得した後は、ゲートバルブ２０５と対向する位置に二つ目の凹部２１７Ｂを移動するよう回転テーブル２１７を回転させ、二つ目の凹部２１７Ｂの載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の膜厚画像情報を一つ目の凹部２１７Ｂと同様の方法で取得する。コントローラ３００が全ての載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の膜厚画像情報を取得した後は、ステップＳ１８２に移行する。
【0086】
次に、ステップＳ１８２では、ステップＳ１８１で検出した膜厚画像情報を解析する。具体的には、膜厚画像情報のうち、画像情報から膜のクラック（亀裂）発生又は亀裂発生の予兆を求める。ここで、亀裂発生の予兆は、成膜材料の縁に微細な亀裂や皺等が生じているか否かで判定する。また、画像情報から天井２０９と載置面２１７Ｃとの間の距離と天井２０９と載置面２１７Ｃ以外の部分の距離を求めて載置面２１７Ｃの歪みを求める。そして、波長情報から成膜材料の膜厚分布を求める。ここで、載置面２１７Ｃの歪みとは、少なくとも載置面２１７Ｃの平坦性を意味する。載置面２１７Ｃに堆積する膜は、載置面２１７Ｃの内、ウエハが載っていない部分に厚く形成される。これにより、載置面２１７Ｃのウエハが載っていた部分と、ウエハが載っていなかった部分とで、高さが異なり、平坦性が悪化する。ここで、高さとは、載置面２１７Ｃの表面と検出部２１０との間の距離を意味する。また、このような載置面２１７Ｃをクリーニングした場合、載置面２１７Ｃ内の膜厚分布により、適切にクリーニングが行われた場所と、過度にクリーニングが行われ、載置面２１７Ｃの表面がエッチングされてしまう場所が生じる。これにより、載置面２１７Ｃの平坦性が悪化（歪みが発生）する課題が生じる。
【0087】
次に、ステップＳ１８２で解析した情報から成膜材料の膜厚（最大値）が所定値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１８３）。成膜材料の膜厚が所定値を超えている場合には、ステップＳ１８５に移行してメンテナンスを実行する。一方、成膜材料の膜厚が所定値を超えていない場合には、ステップＳ１８４に移行する。
【0088】
続いてステップＳ１８２で解析した情報から成膜材料に亀裂発生又は亀裂発生の予兆が見られるか否かを判定する（ステップＳ１８４）。成膜材料に亀裂発生又は亀裂発生の予兆が見られる場合には、ステップＳ１８５に移行してメンテナンスを実行する。一方、成膜材料の膜厚が所定値を超えていない場合には、ステップＳ１８６に移行する。
【0089】
ステップＳ１８５では、載置面２１７Ｃのメンテナンスを実行する。具体的には、処理室２０１内にクリーニングガスが供給されて、載置面２１７Ｃに付着した成膜材料がクリーニングされる。なお、クリーニングガス供給系については図示省略しているが、既設の各ノズルから供給する態様としてもよいし、専用のノズルから供給する態様としてもよい。載置面２１７Ｃのクリーニングが終了したあとは、ステップＳ１８１に戻り、載置面２１７Ｃに付着する成膜材料の状態を検出する。すなわち、ステップＳ１８１に戻ることで、載置面２１７Ｃのメンテナンスが完了しているかを判定する。
【0090】
ステップＳ１８６では、ステップＳ１８２で解析した情報から載置面２１７Ｃの歪みが所定置以上か否かを判定する。載置面２１７Ｃの歪みが所定値以上の場合には、ステップＳ１８７に移行し、回転テーブル２１７の交換を促すメッセージを発する。その後、ステップＳ１８５に移行し、載置面２１７Ｃのメンテナンスを実行する。
【0091】
そして、検出工程Ｓ１８０が終了し、基板処理工程が終了する。
【0092】
（プログラム）
本開示の第１実施形態のプログラムは、コンピュータとしてのコントローラ３００に、処理室２０１内に設けられた回転テーブル２１７の載置面２１７Ｃ上に基板Ｓを載置する手順と、
処理室２０１で基板Ｓを成膜処理する手順と、
載置面２１７Ｃに付着する成膜材料の状態を検出部２１０で検出する手順と、
を実行させるプログラムである。
本開示の第１実施形態のプログラムは、コンピュータとしてのコントローラ３００に、処理室２０１内に設けられた回転テーブル２１７の載置面２１７Ｃ上に基板Ｓを載置する手順と、
処理室２０１で基板Ｓを成膜処理する手順と、
載置面２１７Ｃに付着する成膜材料の状態を検出部２１０で検出する手順と、
を実行させるプログラムである。
【0093】
次に本実施形態の作用効果について説明する。
本実施形態の基板処理装置１００では、検出部２１０によって基板Ｓの載置面２１７Ｃに堆積した成膜材料の状態が検出される。これにより、成膜材料の膜厚分布の不均一や成膜材料の剥がれによって、載置面２１７Ｃ上の基板Ｓが傾いたりするのが抑制され、基板Ｓの処理均一性が向上する。
本実施形態の基板処理装置１００では、検出部２１０によって基板Ｓの載置面２１７Ｃに堆積した成膜材料の状態が検出される。これにより、成膜材料の膜厚分布の不均一や成膜材料の剥がれによって、載置面２１７Ｃ上の基板Ｓが傾いたりするのが抑制され、基板Ｓの処理均一性が向上する。
【0094】
また、成膜材料は、基板Ｓの外周から載置面２１７Ｃと基板Ｓとの間に回りこむため、載置面２１７Ｃの外周部を検出領域ＳＲの範囲内とすることで、効果的に成膜材料（膜）の状態を検出することができる。
【0095】
さらに、検出部２１０をゲートバルブ２０５に近接させている。検出部２１０をゲートバルブ２０５に近接させることで、基板Ｓを搬出後、速やかに載置面２１７Ｃの成膜材料の付着状態を検出することができる。
【0096】
また、検出部２１０によって得られる膜厚画像情報から載置面２１７Ｃの膜厚分布を求め、この膜厚分布から基板移載機２１４の搬入時の位置を調整することが可能になる。また、膜厚画像情報から求められる膜厚や亀裂発生状況により、適切なメンテナンス時期を設定することができる。
【0097】
さらに、検出部２１０を回転テーブル２１７の径方向に移動させながら、載置面２１７Ｃの成膜材料付着状態を検出するため、一つの検出部２１０で精度のよい膜厚画像情報を得ることができる。
【0098】
（その他の実施形態）
前述の実施形態では、回転テーブル２１７を停止させた状態で膜厚画像情報を取得しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、回転テーブル２１７を回転させた状態で膜厚画像情報を回転させてもよい。この場合には、検出工程にかかる時間を短縮することができる。
前述の実施形態では、回転テーブル２１７を停止させた状態で膜厚画像情報を取得しているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、回転テーブル２１７を回転させた状態で膜厚画像情報を回転させてもよい。この場合には、検出工程にかかる時間を短縮することができる。
【0099】
前述の実施形態では、検出部２１０が回転テーブル２１７の径方向に移動可能な構成としているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、検出部２１０が開始位置で固定されている構成としてもよい。また、検出部２１０固定されている場合には、図１４に示されるように、検出部２１０を複数（図１４では２つ）設けてもよい。すなわち、第１の検出部２１０は、載置面２１７Ｃの外周部において回転テーブル２１７の外周側に位置する部分が検出領域ＳＲに含まれる位置に配置され、第２の検出部２１０は、載置面２１７Ｃの外周部において回転テーブル２１７の回転軸側に位置する部分が検出領域ＳＲに含まれる位置に配置されてもよい。
【0100】
前述の実施形態では、検出部２１０が回転テーブル２１７の径方向に移動する構成としているが、本開示はこの構成に限定されない。例えば、載置面２１７Ｃの外周に沿って検出部２１０が移動する構成でもよいし、その他の移動をする構成でもよい。すなわち、載置面２１７Ｃに付着した成膜材料の膜厚画像情報を取得できれば、検出部２１０の移動形態は限定されない。
【0101】
また、記憶部には、複数のメンテナンスプログラムを記録しておき、載置面２１７Ｃの膜厚画像情報から求めた載置面状の膜の膜厚に応じて、複数のメンテナンスプログラムの中から、最適なメンテナンスプログラムを選択して、選択したメンテナンスプログラムを実行する様に構成してもよい。例えば、載置面２１７Ｃ上に形成された膜の厚さに比例したメンテナンス時間を設定したメンテナンスプログラムを複数用意しておき、膜厚が、予め設定した設定値を超えている場合に、記憶部から対応するメンテナンスプログラムを読み出して実行する。このように構成することにより、メンテナンス時間を最適化することができ、基板処理装置の停止時間（メンテナンス時間）を短縮することができる。これにより、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。
【0102】
また、前述の実施形態では、原料ガスとしてＳｉ2Ｈ2Ｃｌ2ガスを用い、反応ガスとしてＮＨ3ガスを用い、基板Ｓ上に窒化膜としてＳｉＮ膜を形成する場合について説明したが、原料ガスとして、ＳｉＨ4，Ｓｉ2Ｈ6、Ｓｉ3Ｈ8、アミノシラン、ＴＳＡガスを用いてもよい。反応ガスとしてＯ2ガスを用い、酸化膜を形成してもよい。ＴａＮ、ＴｉＮなどのその他の窒化膜、ＨｆＯ、ＺｒＯ、ＳｉＯなどの酸化膜、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｗなどのメタル膜を基板Ｓ上に形成してもよい。なお、ＴｉＮ膜又はＴｉＯ膜を形成する場合、原料ガスとしては、例えばテトラクロロチタン（ＴｉＣｌ4）等を用いることができる。
【0103】
以上、本開示の実施形態を具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、コントローラ３００は、基板Ｓの搬入時に載置面２１７Ｃに堆積した成膜材料の膜厚画像情報から載置面２１７Ｃに対する基板Ｓの位置ずれを検出した場合、基板Ｓの搬送をリトライさせるように基板移載機２１４を制御してもよい。これにより基板Ｓの位置ずれによる、膜厚分布の変形パターンを抑制することができる。
【0104】
以下、本開示の好ましい態様について付記する。
【0105】
（付記１）
本開示の一態様によれば、
基板を成膜処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、
前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、
を有する基板処理装置が提供される。
本開示の一態様によれば、
基板を成膜処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、
前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、
を有する基板処理装置が提供される。
【0106】
（付記２）
付記１の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記載置面の外周部が検出領域に含まれる位置に配置されている。
付記１の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記載置面の外周部が検出領域に含まれる位置に配置されている。
【0107】
（付記３）
付記１又は付記２の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記処理室の基板搬出口に近接する位置に配置されている。
付記１又は付記２の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記処理室の基板搬出口に近接する位置に配置されている。
【0108】
（付記４）
付記１～付記３のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記検出部を制御することが可能な制御部を有し、
前記検出部は、前記載置面に付着する前記成膜材料の膜厚画像情報を検出し、前記制御部に送信する。
付記１～付記３のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記検出部を制御することが可能な制御部を有し、
前記検出部は、前記載置面に付着する前記成膜材料の膜厚画像情報を検出し、前記制御部に送信する。
【0109】
（付記５）
付記４の基板処理装置であって、
前記制御部によって制御されることが可能であって、前記基板支持部を前記処理室内で回転させる回転部を有し、
複数の前記載置面が前記基板支持部の回転方向に間隔をあけて配置されている。
付記４の基板処理装置であって、
前記制御部によって制御されることが可能であって、前記基板支持部を前記処理室内で回転させる回転部を有し、
複数の前記載置面が前記基板支持部の回転方向に間隔をあけて配置されている。
【0110】
（付記６）
付記５の基板処理装置であって、
前記制御部によって制御されることが可能であって、前記基板を搬送する搬送部を有し、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報から前記載置面に対する前記基板の位置ずれを検出すると、前記基板の搬送をリトライさせるように前記搬送部を制御するように構成されている。
付記５の基板処理装置であって、
前記制御部によって制御されることが可能であって、前記基板を搬送する搬送部を有し、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報から前記載置面に対する前記基板の位置ずれを検出すると、前記基板の搬送をリトライさせるように前記搬送部を制御するように構成されている。
【0111】
（付記７）
付記６の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記回転部による前記基板支持部の回転を止めた状態で、前記検出部によって前記載置面の膜厚画像情報と前記載置面以外の部分の膜厚画像情報とを得る。
付記６の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記回転部による前記基板支持部の回転を止めた状態で、前記検出部によって前記載置面の膜厚画像情報と前記載置面以外の部分の膜厚画像情報とを得る。
【0112】
（付記８）
付記７の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報及び前記載置面以外の部分の膜厚画像情報のうち少なくとも１つの情報に基づいて、前記基板支持部のメンテナンス時期を決定するように構成されている。
付記７の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報及び前記載置面以外の部分の膜厚画像情報のうち少なくとも１つの情報に基づいて、前記基板支持部のメンテナンス時期を決定するように構成されている。
【0113】
（付記９）
付記５～付記８のいずれか１項の基板処理装置であって、
複数の前記検出部を備え、
第１の前記検出部は、前記載置面の外周部において前記基板支持部の外周側に位置する部分が検出領域に含まれる位置に配置され、
第２の前記検出部は、前記載置面の外周部において前記基板支持部の回転軸側に位置する部分が検出領域に含まれる位置に配置されている。
付記５～付記８のいずれか１項の基板処理装置であって、
複数の前記検出部を備え、
第１の前記検出部は、前記載置面の外周部において前記基板支持部の外周側に位置する部分が検出領域に含まれる位置に配置され、
第２の前記検出部は、前記載置面の外周部において前記基板支持部の回転軸側に位置する部分が検出領域に含まれる位置に配置されている。
【0114】
（付記１０）
付記５～付記８のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記基板支持部の回転軸と直交する方向に移動可能とされ、前記載置面上を前記直交する方向に移動しながら前記載置面の膜厚画像情報を検出する。
付記５～付記８のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記基板支持部の回転軸と直交する方向に移動可能とされ、前記載置面上を前記直交する方向に移動しながら前記載置面の膜厚画像情報を検出する。
【0115】
（付記１１）
付記４～付記８のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記処理室の外側に配置され、前記処理室の一部を構成する窓部を介して前記載置面の膜厚画像情報を検出する。
付記４～付記８のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記処理室の外側に配置され、前記処理室の一部を構成する窓部を介して前記載置面の膜厚画像情報を検出する。
【0116】
（付記１２）
付記４～付記１１のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報により成膜材料にクラックを検出した場合、前記基板支持部のメンテナンスを行うように構成されている。
付記４～付記１１のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報により成膜材料にクラックを検出した場合、前記基板支持部のメンテナンスを行うように構成されている。
【0117】
（付記１３）
付記４～付記１２のいずれか１項の基板処理装置であって、
複数のメンテナンスプログラムが記録された記憶部を有し、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報から求めた前記載置面上の成膜材料の膜厚が予め設定した設定値を超えている場合、前記記憶部から対応するメンテナンスプログラムを読み出して、実行するように構成されている。
付記４～付記１２のいずれか１項の基板処理装置であって、
複数のメンテナンスプログラムが記録された記憶部を有し、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報から求めた前記載置面上の成膜材料の膜厚が予め設定した設定値を超えている場合、前記記憶部から対応するメンテナンスプログラムを読み出して、実行するように構成されている。
【0118】
（付記１４）
付記１３に記載の基板処理装置であって、
前記メンテナンスプログラムを表示、編集することが可能な入出力装置をさらに有する。
付記１３に記載の基板処理装置であって、
前記メンテナンスプログラムを表示、編集することが可能な入出力装置をさらに有する。
【0119】
（付記１５）
付記１２～付記１４のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記載置面のメンテナンス後に前記検出部より前記載置面の膜厚画像情報を取得し、メンテナンスが完了しているか判定する。
付記１２～付記１４のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記載置面のメンテナンス後に前記検出部より前記載置面の膜厚画像情報を取得し、メンテナンスが完了しているか判定する。
【0120】
（付記１６）
付記４～付記１５のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記制御部は、複数の前記載置面の膜厚画像情報から各々の前記載置面と前記検出部との間の距離を求めることにより、各々の前記載置面の歪みを導出する。
付記４～付記１５のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記制御部は、複数の前記載置面の膜厚画像情報から各々の前記載置面と前記検出部との間の距離を求めることにより、各々の前記載置面の歪みを導出する。
【0121】
（付記１７）
付記１６の基板処理装置であって、
前記制御部は、少なくとも一つの前記載置面の歪みが所定値以上になった場合、前記基板支持部の交換を促すメッセージを発する。
付記１６の基板処理装置であって、
前記制御部は、少なくとも一つの前記載置面の歪みが所定値以上になった場合、前記基板支持部の交換を促すメッセージを発する。
【0122】
（付記１８）
付記１６又は付記１７の基板処理装置であって、
前記制御部は、少なくとも一つの前記載置面の歪みが所定値以上になった場合、前記載置面をクリーニングし、クリーニング後に、複数の前記載置面の膜厚画像情報を取得し、各々の前記載置面の歪みを導出する。
付記１６又は付記１７の基板処理装置であって、
前記制御部は、少なくとも一つの前記載置面の歪みが所定値以上になった場合、前記載置面をクリーニングし、クリーニング後に、複数の前記載置面の膜厚画像情報を取得し、各々の前記載置面の歪みを導出する。
【0123】
（付記１９）
付記５～付記１８のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記回転部の制御により前記基板支持部を回転させた状態で前記載置面の膜厚画像情報を連続して取得する。
付記５～付記１８のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記制御部は、前記回転部の制御により前記基板支持部を回転させた状態で前記載置面の膜厚画像情報を連続して取得する。
【0124】
（付記２０）
付記５～付記１８のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記基板支持部の回転方向と同じ方向に回転移動、または、前記基板支持部の回転軸と直交する方向に移動可能とされ、
前記制御部は、前記検出部を移動させた状態で前記載置面の膜厚画像情報を連続して取得する。
付記５～付記１８のいずれか１項の基板処理装置であって、
前記検出部は、前記基板支持部の回転方向と同じ方向に回転移動、または、前記基板支持部の回転軸と直交する方向に移動可能とされ、
前記制御部は、前記検出部を移動させた状態で前記載置面の膜厚画像情報を連続して取得する。
【0125】
（付記２１）
本開示の一態様によれば、
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する工程と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する工程と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
本開示の一態様によれば、
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する工程と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する工程と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【0126】
（付記２２）
本開示の一態様によれば、
コンピュータに、
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する手順と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する手順と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する手順と、
を実行させるプログラムが提供される。
本開示の一態様によれば、
コンピュータに、
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する手順と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する手順と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する手順と、
を実行させるプログラムが提供される。
【0127】
（付記２３）
本開示の一態様によれば、
コンピュータに、
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する手順と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する手順と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する手順と、
を実行させるプログラムを記録した前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体が提供される。
本開示の一態様によれば、
コンピュータに、
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する手順と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する手順と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する手順と、
を実行させるプログラムを記録した前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体が提供される。
【符号の説明】
【0128】
１００ 基板処理装置
２０１ 処理室
２０９Ａ 窓部
２１０ 検出部
２１４ 基板移載機（搬送部）
２１７ 回転テーブル（基板支持部）
３００ コントローラ（制御部）
Ｓ 基板
２０１ 処理室
２０９Ａ 窓部
２１０ 検出部
２１４ 基板移載機（搬送部）
２１７ 回転テーブル（基板支持部）
３００ コントローラ（制御部）
Ｓ 基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【手続補正書】
【提出日】2022-03-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を成膜処理する処理室と、
前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、
前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、
を有する基板処理装置。
前記処理室内に設けられ、かつ、前記基板が載置される複数の載置面を有する基板支持部と、
前記処理室の外側又は内側に配置され、前記載置面に付着する成膜材料の状態を非接触で検出する検出部と、
を有する基板処理装置。
【請求項2】
前記検出部は、前記載置面の外周部が検出領域に含まれる位置に配置されている、請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記検出部は、前記処理室の基板搬出口に近接する位置に配置されている、請求項１又は請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記検出部を制御することが可能な制御部を有し、
前記検出部は、前記載置面に付着する前記成膜材料の膜厚画像情報を検出し、前記制御部に送信する
請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記検出部は、前記載置面に付着する前記成膜材料の膜厚画像情報を検出し、前記制御部に送信する
請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記制御部によって制御されることが可能であって、前記基板支持部を前記処理室内で回転させる回転部を有し、
複数の前記載置面が前記基板支持部の回転方向に間隔をあけて配置されている
請求項４に記載の基板処理装置。
複数の前記載置面が前記基板支持部の回転方向に間隔をあけて配置されている
請求項４に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記制御部によって制御されることが可能であって、前記基板を搬送する搬送部を有し、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報から前記載置面に対する前記基板の位置ずれを検出すると、前記基板の搬送をリトライさせるように前記搬送部を制御するように構成されている
請求項５に記載の基板処理装置。
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報から前記載置面に対する前記基板の位置ずれを検出すると、前記基板の搬送をリトライさせるように前記搬送部を制御するように構成されている
請求項５に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記回転部による前記基板支持部の回転を止めた状態で、前記検出部によって前記載置面の膜厚画像情報と前記載置面以外の部分の膜厚画像情報とを得ることが可能に構成される
請求項６に記載の基板処理装置。
請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報及び前記載置面以外の部分の膜厚画像情報のうち少なくとも１つの情報に基づいて、前記基板支持部のメンテナンス時期を決定することが可能に構成されている
請求項７に記載の基板処理装置。
請求項７に記載の基板処理装置。
【請求項9】
複数の前記検出部を備え、
第１の前記検出部は、前記載置面の外周部において前記基板支持部の外周側に位置する部分が検出領域に含まれる位置に配置され、
第２の前記検出部は、前記載置面の外周部において前記基板支持部の回転軸側に位置する部分が検出領域に含まれる位置に配置されている
請求項５～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
第１の前記検出部は、前記載置面の外周部において前記基板支持部の外周側に位置する部分が検出領域に含まれる位置に配置され、
第２の前記検出部は、前記載置面の外周部において前記基板支持部の回転軸側に位置する部分が検出領域に含まれる位置に配置されている
請求項５～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記検出部は、前記基板支持部の回転軸と直交する方向に移動可能とされ、前記載置面上を前記直交する方向に移動しながら前記載置面の膜厚画像情報を検出する
請求項５～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
請求項５～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記検出部は、前記処理室の外側に配置され、前記処理室の一部を構成する窓部を介して前記載置面の膜厚画像情報を検出する
請求項４～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
請求項４～８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報により成膜材料にクラックを検出した場合、前記基板支持部のメンテナンスを行わせることが可能に構成されている
請求項４～１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
請求項４～１１のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項13】
複数のメンテナンスプログラムが記録された記憶部を有し、
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報から求めた前記載置面上の成膜材料の膜厚が予め設定した設定値を超えている場合、前記記憶部から対応するメンテナンスプログラムを読み出して、実行することが可能ように構成されている
請求項４～１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記制御部は、前記載置面の膜厚画像情報から求めた前記載置面上の成膜材料の膜厚が予め設定した設定値を超えている場合、前記記憶部から対応するメンテナンスプログラムを読み出して、実行することが可能ように構成されている
請求項４～１２のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記メンテナンスプログラムを表示、編集することが可能な入出力装置をさらに有する
請求項１３に記載の基板処理装置。
請求項１３に記載の基板処理装置。
【請求項15】
前記制御部は、前記載置面のメンテナンス後に前記検出部より前記載置面の膜厚画像情報を取得し、メンテナンスが完了しているか判定することが可能に構成される
請求項１２～１４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
請求項１２～１４のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項16】
前記制御部は、複数の前記載置面の膜厚画像情報から各々の前記載置面と前記検出部との間の距離を求めることにより、各々の前記載置面の歪みを導出することが可能に構成される
請求項４～１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
請求項４～１５のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項17】
前記制御部は、少なくとも一つの前記載置面の歪みが所定値以上になった場合、前記基板支持部の交換を促すメッセージを発することが可能に構成される
請求項１６に記載の基板処理装置。
請求項１６に記載の基板処理装置。
【請求項18】
前記制御部は、少なくとも一つの前記載置面の歪みが所定値以上になった場合、前記載置面をクリーニングし、クリーニング後に、複数の前記載置面の膜厚画像情報を取得し、各々の前記載置面の歪みを導出することが可能に構成される
請求項１６又は請求項１７に記載の基板処理装置。
請求項１６又は請求項１７に記載の基板処理装置。
【請求項19】
前記制御部は、前記回転部の制御により前記基板支持部を回転させた状態で前記載置面の膜厚画像情報を連続して取得することが可能に構成される
請求項５又は請求項５を引用する請求項６～１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
請求項５又は請求項５を引用する請求項６～１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項20】
前記検出部は、前記基板支持部の回転方向と同じ方向に回転移動、または、前記基板支持部の回転軸と直交する方向に移動可能とされ、
前記制御部は、前記検出部を移動させた状態で前記載置面の膜厚画像情報を連続して取得する
請求項５～１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
前記制御部は、前記検出部を移動させた状態で前記載置面の膜厚画像情報を連続して取得する
請求項５～１８のいずれか一項に記載の基板処理装置。
【請求項21】
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する工程と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する工程と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
前記処理室で前記基板を成膜処理する工程と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項22】
コンピュータに、
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する手順と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する手順と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する手順と、
を実行させるプログラム。
処理室内に設けられた基板支持部の載置面上に基板を載置する手順と、
前記処理室で前記基板を成膜処理する手順と、
前記載置面に付着する成膜材料の状態を検出部で検出する手順と、
を実行させるプログラム。