特開 2024-172541 基板処理システム及び表示方法

(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】P2024172541

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】基板処理システム及び表示方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/02 20060101AFI20241205BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20241205BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

H01L21/02 Z

H01L21/31 C

H01L21/302 101G

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023090326

(22)【出願日】2023-05-31

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 達也

(72)【発明者】

【氏名】竹永 裕一

(72)【発明者】

【氏名】山崎 翔太

(72)【発明者】

【氏名】康 榮太

【テーマコード（参考）】

5F004

5F045

【Ｆターム（参考）】

5F004AA01

5F004BB16

5F004BB19

5F004BB29

5F004BD04

5F004CA08

5F045AA08

5F045AF03

5F045BB02

5F045DP19

5F045DP28

5F045EB03

5F045EB10

5F045EC05

5F045EF03

5F045EF09

5F045EF11

5F045EK06

5F045EM09

5F045EM10

5F045GB13

5F045GB17

(57)【要約】

【課題】基板処理結果のサマリーデータから基板上の面内分布を推定する。
【解決手段】複数枚の基板を処理容器内に搬送するボートを有する基板処理装置と、前記基板処理装置における基板処理結果を測定する測定器と、前記基板処理結果に基づき、基板上の複数点における基板処理結果を推定する情報処理装置と、を備える基板処理システムが提供される。基板処理システムの前記情報処理装置は、測定した前記基板処理結果から抽出されたサマリーデータを入力する入力部と、前記サマリーデータに基づき前記複数点における基板処理結果を示す複数の推定値を演算する演算部と、前記複数の推定値を表示装置に表示する表示制御部と、を有する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数枚の基板を処理容器内に搬送するボートを有する基板処理装置と、
前記基板処理装置における基板処理結果を測定する測定器と、
前記基板処理結果に基づき、基板上の複数点における基板処理結果を推定する情報処理装置と、
を備える基板処理システムであって、
前記情報処理装置は、
測定した前記基板処理結果から抽出されたサマリーデータを入力する入力部と、
前記サマリーデータに基づき前記複数点における基板処理結果を示す複数の推定値を演算する演算部と、
前記複数の推定値を表示装置に表示する表示制御部と、
を有する基板処理システム。

【請求項2】

前記測定器は、前記基板処理結果として膜厚を測定し、
前記入力部は、測定した前記膜厚から抽出された膜厚に関する前記サマリーデータを入力し、
前記演算部は、前記サマリーデータから前記複数点における膜厚の推定値を演算する、
請求項１に記載の基板処理システム。

【請求項3】

前記サマリーデータは、基板上の平均膜厚及び膜厚形状を少なくとも含む、
請求項２に記載の基板処理システム。

【請求項4】

前記サマリーデータは、前記膜厚形状が凹型又は凸型の場合、測定した前記膜厚の最大値と最小値の差分を含む、
請求項３に記載の基板処理システム。

【請求項5】

前記サマリーデータは、前記膜厚形状がＭ字型又はＷ字型の場合、測定した前記膜厚のうち基板の中心の膜厚、基板の中間の平均膜厚及び基板の外周の平均膜厚を含む、
請求項３に記載の基板処理システム。

【請求項6】

入力条件を記憶する記憶部と、
前記記憶部を参照し、前記サマリーデータが前記入力条件を満たすかを判定する判定部と、を有し、
前記演算部は、前記サマリーデータが前記入力条件を満たすと判定された場合、前記サマリーデータから前記複数の推定値を演算する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理システム。

【請求項7】

前記表示制御部は、前記サマリーデータが前記入力条件を満たさないと判定された場合、前記サマリーデータが前記入力条件を満たさないことを表示する、
請求項６に記載の基板処理システム。

【請求項8】

前記入力部は、目標となる膜厚形状を入力し、
前記演算部は、前記複数の推定値から算出される膜厚形状と前記目標となる膜厚形状とのギャップを埋めるようなプロセス条件を算出し、
制約条件を記憶する記憶部と、
前記記憶部を参照し、前記プロセス条件が前記制約条件を満たすかを判定する判定部と、を有し、
前記表示制御部は、前記プロセス条件が前記制約条件を満たすと判定された場合、前記プロセス条件を表示装置に表示する、
請求項１～３のいずれか１項に記載の基板処理システム。

【請求項9】

前記表示制御部は、前記プロセス条件が前記制約条件を満たさないと判定された場合、前記制約条件を超えていることを表示する、
請求項８に記載の基板処理システム。

【請求項10】

複数枚の基板を処理容器内に搬送するボートを有する基板処理装置と、
前記基板処理装置における基板処理結果を測定する測定器と、
前記基板処理結果に基づき、基板上の複数点における基板処理結果を推定する情報処理装置と、
を備える基板処理システムにおける表示方法であって、
測定した前記基板処理結果から抽出されたサマリーデータを入力することと、
前記サマリーデータに基づき前記複数点における基板処理結果を示す複数の推定値を演算することと、
前記複数の推定値を表示装置に表示することと、
を有する表示方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理システム及び表示方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１は、基板を熱処理する熱処理装置を提案する。熱処理装置は、測定した熱処理結果と、目標とする熱処理結果と、熱処理変化モデルとに基づいて、目標とする熱処理結果となる温度および圧力を算出する算出手段を備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－９８４６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板処理結果のサマリーデータから基板上の面内分布を推定することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一の態様によれば、複数枚の基板を処理容器内に搬送するボートを有する基板処理装置と、前記基板処理装置における基板処理結果を測定する測定器と、前記基板処理結果に基づき、基板上の複数点における基板処理結果を推定する情報処理装置と、を備える基板処理システムが提供される。基板処理システムの前記情報処理装置は、測定した前記基板処理結果から抽出されたサマリーデータを入力する入力部と、前記サマリーデータに基づき前記複数点における基板処理結果を示す複数の推定値を演算する演算部と、前記複数の推定値を表示装置に表示する表示制御部と、を有する。

【発明の効果】

【0006】

一の側面によれば、基板処理結果のサマリーデータから基板上の面内分布を推定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係る基板処理装置の一例を示す断面模式図。

【図2】一実施形態に係る基板処理システムの一例を示す構成図。

【図3】一実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図。

【図4】一実施形態に係る情報処理装置の機能構成の一例を示す図。

【図5】一実施形態に係るサマリーデータ及び膜厚推定値の一例を示す図。

【図6】一実施形態に係る表示方法の一例を示すフローチャート。

【図7】一実施形態に係るサマリーデータを説明するための図。

【図8】近似モデルに基づきサマリーデータから膜厚推定値を算出する方法を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0009】

［基板処理装置］
複数枚の基板に所望の成膜処理を行うバッチ式の基板処理装置について、図１を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る基板処理装置１０の一例を示す断面模式図である。基板処理装置１０は、複数枚のウェハ２を処理容器１１に収容し、複数枚のウェハに同時に膜を成膜する。

【0010】

基板処理装置１０は、複数枚のウェハ２を処理するバッチ式の縦型熱処理装置である。ただし、基板処理装置１０は、バッチ式の熱処理装置に限らない。例えば、基板処理装置１０は、ウェハを一枚ずつ処理する枚葉式の装置であってもよい。また、基板処理装置１０は、数枚の基板を一括処理するセミバッチ式の装置であってもよい。セミバッチ式の装置は、回転テーブルの回転中心線の周りに配置した複数枚のウェハを、回転テーブルと共に回転させ、異なるガスが供給される複数の領域を順番に通過させる装置でもよい。また、基板処理装置１０は、成膜装置に限らず、エッチング装置やスパッタ装置等、基板を処理可能な装置であってよい。

【0011】

基板処理装置１０は、ウェハ２を収容し、ウェハ２が処理される空間を内部に形成する処理容器１１と、処理容器１１の下端の開口を気密に塞ぐ蓋体２０と、ウェハ２を保持するボート３０とを有する。ウェハ２は、例えば半導体基板（単に「基板」ともいう。）であって、例えばシリコンウェハである。

【0012】

処理容器１１は、下端が開放された有天井の円筒形状の処理容器の本体１２を有する。処理容器の本体１２は、例えば石英により形成される。処理容器の本体１２の下端には、フランジ部１３が形成される。また、処理容器１１は、例えば円筒形状のマニホールド１４を有する。マニホールド１４は、例えばステンレス鋼により形成される。マニホールド１４の上端にはフランジ部１５が形成され、そのフランジ部１５には処理容器の本体１２のフランジ部１３が設置される。フランジ部１５とフランジ部１３との間には、Ｏリング等のシール部材１６が配置される。

【0013】

蓋体２０は、マニホールド１４の下端の開口に、Ｏリング等のシール部材２１を介して気密に取り付けられる。蓋体２０は、例えばステンレス鋼により形成される。蓋体２０の中央部には、蓋体２０を垂直方向に貫通する貫通穴が形成される。その貫通穴には、回転軸２４が配置される。蓋体２０と回転軸２４の隙間は、磁性流体シール部２３によってシールされる。回転軸２４の下端部は、昇降部２５のアーム２６に回転自在に支持される。回転軸２４の上端部には、回転プレート２７が設けられる。回転プレート２７上には、保温台２８を介してボート３０が設置される。

【0014】

ボート３０は、複数枚のウェハ２を垂直方向に保持する。例えば２００枚のウェハ２を保持できるボート３０では、１～２００のスロット番号が付与されたスロットが垂直方向に配置され。各スロットにウェハ２を配置することにより、複数枚のウェハ２がそれぞれ水平に間隔をおいて保持される。ボート３０は、例えば石英（ＳｉＯ_２）または炭化珪素（ＳｉＣ）により形成される。昇降部２５を上昇させると、蓋体２０およびボート３０が上昇し、ボート３０が処理容器１１の内部に搬入され、処理容器１１の下端の開口が蓋体２０で密閉される。また、昇降部２５を下降させると、蓋体２０およびボート３０が下降し、ボート３０が処理容器１１の外部に搬出される。また、回転軸２４を回転させると、回転プレート２７と共にボート３０が回転する。

【0015】

基板処理装置１０は、３本のガス供給管４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃを有する。ガス供給管４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、例えば石英（ＳｉＯ_２）により形成される。ガス供給管４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、処理容器１１の内部にガスを供給する。ガスの種類については後述する。なお、１本のガス供給管が１種類又は複数種類のガスを順番に吐出してもよい。また、複数本のガス供給管が同じ種類のガスを吐出してもよい。

【0016】

ガス供給管４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃは、マニホールド１４を水平に貫通する水平管４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃと、処理容器１１の内部に鉛直に配置される鉛直管４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃを有する。鉛直管４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃは、垂直方向に間隔をおいて複数の給気口４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃを有する。水平管４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃに供給された各種ガスは、鉛直管４１Ａ、４１Ｂ、４１Ｃに送られ、複数の給気口４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから水平に吐出される。鉛直管４１Ｃは、プラズマボックス１９内に配置されている。鉛直管４１Ａ、４１Ｂは、処理容器１１内に配置されている。

【0017】

基板処理装置１０は、排気管４５を有する。排気管４５は、図示しない排気装置に接続される。排気装置は、真空ポンプを含み、処理容器１１の内部を排気する。処理容器１１の内部を排気すべく、処理容器の本体１２には排気口１８が形成される。その排気口１８は、給気口４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃと対向するように配置される。給気口４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃから水平に吐出されたガスは、排気口１８を通った後、排気管４５から排気される。排気装置は、処理容器１１の内部のガスを吸引して除害装置に送る。除害装置は、排気ガスの有害成分を除去したうえで排気ガスを大気に放出する。

【0018】

基板処理装置１０は、更に加熱部６０を有する。加熱部６０は、処理容器１１の外部に配置され、処理容器１１の外側から処理容器１１の内部を加熱する。例えば、加熱部６０は、処理容器の本体１２を取り囲むように円筒形状に形成される。加熱部６０は、例えば電気ヒータで構成される。加熱部６０は、処理容器１１の内部を加熱することにより、処理容器１１内に供給されるガスの処理能力を向上させる。

【0019】

処理容器の本体１２の周方向の一部には開口部１７が形成される。その開口部１７を囲むように、プラズマボックス１９が処理容器１１の側面に形成される。プラズマボックス１９は、処理容器の本体１２から径方向外方に突き出すように形成され、例えば垂直方向視でＵ字状に形成される。

【0020】

プラズマボックス１９を挟むように一対の電極対が配置される。電極対は、プラズマボックス１９の外側に対面して設置した一対の並行電極である。電極対は、鉛直管４１Ｃと同様に、互いに対向して垂直方向に細長く形成される。電極対は、整合器を介してＲＦ電源に接続され、ＲＦ電源から高周波電圧を印加される。

【0021】

基板処理装置１０は、制御装置１００を有する。制御装置１００は、種々の基板処理工程を基板処理装置１０に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御装置１００は、種々の基板処理工程を実行するように基板処理装置１０の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御装置１００の一部又は全てが基板処理装置１０に含まれてもよい。制御装置１００は、処理部、記憶部及び通信インターフェースを含んでもよい。制御装置１００は、例えばコンピュータにより実現される。処理部は、記憶部からレシピ及びプログラムを読み出し、読み出されたレシピ及びプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。レシピ及びプログラムは、予め記憶部に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。媒体は、コンピュータに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェースに接続されている通信回線であってもよい。処理部はＣＰＵであってもよい。記憶部は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ等であってもよい。通信インターフェースは、ＬＡＮ等の通信ネットワークを介して基板処理装置１０と測定器２００と情報処理装置３００（図２参照）との間で通信してもよい。

【0022】

［基板処理システム］
次に、基板処理システム１について、図２を参照しながら説明する。図２は、一実施形態に係る基板処理システム１の一例を示す構成図である。基板処理システム１は、基板処理装置１０、測定器２００及び情報処理装置３００を有し、これらの機器が、インターネットやＬＡＮなどの通信ネットワークＮを介してデータ通信可能に接続されている。制御装置１００は、基板処理装置１０に組み込まれている。

【0023】

図１に示すように、基板処理装置１０は、複数枚のウェハ２が載置されたボート３０を処理容器１１内に搬入して複数枚のウェハ２上に成膜を実施する。測定器２００は、基板処理装置１０で成膜されたウェハ２のうち、モニタウェハの測定点の膜厚を測定する。測定器２００としては、たとえば、エリプソメータ又は光学干渉計（一例として、ＵＶ干渉計）等を用いることができる。

【0024】

測定器２００により測定された、モニタウェハの測定点の膜厚（膜厚測定値）は、作業者の操作に従い情報処理装置３００に入力される。モニタウェハの測定点の数及び測定点の座標は、予めパラメータに設定されている。情報処理装置３００は、膜厚測定値に基づき、基板上の複数点における膜厚を推定する。以下では、測定器２００が測定する測定値は膜厚であることを前提に説明するが、基板処理結果を示す測定値は膜厚に限らない。情報処理装置３００は、基板処理結果に基づき、基板上の複数点における基板処理結果を推定することができる。

【0025】

従来、情報処理装置３００は、複数の測定点のそれぞれにおける複数の膜厚測定値に基づき、ウェハ２上に形成された膜厚の面内形状を把握し、目標となる膜厚の面内形状とのギャップ（差）を埋めるようなプロセス条件を算出し、レシピを最適化していた。

【0026】

この手法では、基板処理装置１０においてウェハ２の面内均一性の最適化計算を行うには、ウェハ２内の測定点に対応する膜厚をすべて入力する必要があった。例えば、測定点が４９点の場合、測定点（４９）×モニタウェハ枚数分の膜厚測定値の入力が必要であり、作業者の操作負担が大きい。また、面内均一性の最適化計算の計算精度を確保するためには、測定点とモニタウェハ枚数のデータ数は多い方が望ましい。

【0027】

成膜結果の膜厚測定値を情報処理装置３００に転送することができる場合、転送された膜厚測定値を、成膜結果を示す表にコピー＆ペーストすればよい。しかし、成膜結果を情報処理装置３００に転送できない場合には、ウェハ２上の膜厚の面内均一性の最適化計算ができない。例えば、情報管理の運用の都合上、膜厚測定値を、基板処理装置１０が配置された工場の外部に持ち出せない場合、上記の測定点とそれに対応する膜厚測定値のすべてをメモした後に手動で情報処理装置３００に入力する必要がある。また、膜厚測定値のほとんどは小数点以下まで有し、作業者の負荷が大きい。一方、膜厚測定値のデータ量が少ないと、膜厚の面内均一性の最適化計算が困難になる場合もある。

【0028】

そこで、本実施形態に係る情報処理装置３００では、測定点×モニタウェハ枚数分の膜厚測定値の入力の替わりに、基板処理結果から抽出されたサマリーデータの入力で代用する。そして、入力されたサマリーデータから複数の測定点における膜厚推定値を近似して算出する。これにより、ウェハ２上の膜厚の面内形状（面内分布）を推定できる。演算した複数の推定値は、制御装置１００や基板処理装置１０が有するディスプレイ等の表示装置に表示される。これにより、測定点×モニタウェハ枚数分の膜厚測定値の入力を不要とし、作業者の操作負担を軽減しつつ、複数の膜厚推定値に基づき、膜厚の面内均一性の最適化計算を実施することができる。

【0029】

本実施形態では、情報処理装置３００は、推定した複数の測定点における複数の膜厚測定値に基づき、ウェハ２上の膜厚の面内形状を把握し、目標となる膜厚の面内形状とのギャップを埋めるようなプロセス条件を算出し、レシピを最適化する。

【0030】

使用するレシピの最適化を行う際、情報処理装置３００は、例えば膜厚等といった基板処理結果を示す測定値を入力することが多い。レシピ最適化装置２３０は、測定値を入力し、その測定値が示す基板処理結果を目標値に近づけるために、圧力、温度等のレシピの設定値の最適化を行う。

【0031】

最適化されたレシピは、情報処理装置３００から制御装置１００に送信される。制御装置１００は、最適化されたレシピに基づき基板処理装置１０を制御する。これにより、制御装置１００は、最適化されたレシピに基づき、更に目標の成膜に近づけるように基板処理装置１０を制御することができる。

【0032】

なお、図２の基板処理システムは一例であって、情報処理装置３００と制御装置１００とは一体化されて基板処理装置１０に内蔵されていてもよく、基板処理装置１０とは別体に設けられてもよい。また、通信ネットワークＮに接続される基板処理装置１０、情報処理装置３００、測定器２００の数は一つに限らず、二つ以上であってよい。レシピの最適化は、情報処理装置３００とは別体のレシピ最適化装置で実施してもよい。

【0033】

［ハードウェア構成］
情報処理装置３００は例えば図３に示すハードウェア構成のコンピュータにより実現される。図３は実施形態に係る情報処理装置３００のハードウェア構成の一例を示す図である。情報処理装置３００は、例えばコンピュータから構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３１３を有する。また、情報処理装置３００は、Ｉ／Ｏポート３１４、操作パネル３１５、ＨＤＤ３１６（Hard Disk Drive）を有する。各部はバスＢによって接続されている。

【0034】

ＣＰＵ３１１は、ＲＯＭ３１２やＨＤＤ３１６などの記憶装置からプログラムやデータをＲＡＭ３１３上に読み出し、基板処理を実行することで、情報処理装置３００全体の制御や機能を実現する演算装置である。

【0035】

ＲＯＭ３１２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ハードディスク等により構成され、ＣＰＵ３１１が使用するプログラムを記憶する記憶媒体である。ＲＡＭ３１３は、ＣＰＵ３１１のワークエリア等として機能する。ＣＰＵ３１１が使用するプログラムには、後述する表示方法を実行するためのプログラムが含まれる。

【0036】

Ｉ／Ｏポート３１４は、測定器２００が測定した膜厚等の測定値を取得し、ＣＰＵ３１１に送信する。また、Ｉ／Ｏポート３１４には、ユーザが情報処理装置３００を操作する操作パネル３１５が接続されている。

【0037】

ＨＤＤ３１６は補助記憶装置であり、プログラム等が格納されてもよい。また、ＨＤＤ３１６には、測定器２００が測定した膜厚等の基板処理結果を示すデータのログ情報が格納されてもよい。

【0038】

［機能構成］
次に、情報処理装置３００の機能構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、実施形態に係る情報処理装置３００の機能構成の一例を示す。情報処理装置３００は、入力部３０１、演算部３０２、判定部３０３、表示制御部３０４及び記憶部３０５を有する。

【0039】

入力部３０１は、基板処理結果を示す複数の測定値から抽出されたサマリーデータを入力する。本実施形態の場合、基板処理結果を示す複数の測定値の一例として膜厚を挙げて説明する。この場合、測定器２００は、基板処理結果としての膜厚を測定し、入力部３０１は、測定した膜厚から抽出された膜厚に関するサマリーデータを入力する。記憶部３０５は、サマリーデータ３０６を記憶する。サマリーデータ３０６は、複数の膜厚測定値から導かれる膜厚形状と膜厚形状の特徴部分を数値化したデータである。

【0040】

図５（ａ）は、一実施形態に係るサマリーデータ３０６の一例を示す。図５（ａ）の例では、サマリーデータ３０６は、スロット番号３６１、平均膜厚３６２、膜厚形状３６３、面内レンジ３６４、基板の中心膜厚３６５、基板の中間平均膜厚３６６及び基板の外周平均膜厚３６７を含む。

【0041】

スロット番号３６１は、ボート３０に設けられたスロットの番号である。平均膜厚３６２は、各スロット番号に配置されたモニタウェハに形成された膜について、測定器２００が測定した膜厚測定値の平均値である。膜厚形状３６３は、測定した膜厚測定値から推定される、モニタウェハ上の膜厚の面内形状（膜表面の形状）である。膜厚形状３６３は、自動で判断してもよいし、人が目視により判断してもよい。膜厚形状３６３は、フラット（平坦）、凹型、凸型、Ｍ字型（中間が凸型）、Ｗ字型（中間が凹型）のいずれかである。面内レンジ３６４は、面内形状が凹型又は凸型のときの、測定した膜厚の最大値と最小値の差分である。

【0042】

中心膜厚３６５、中間平均膜厚３６６及び外周平均膜厚３６７は、基板を中心点、中間領域、中間領域を囲む外周領域に分けたときの中心点の膜厚測定値、中間の膜厚測定値の平均値、外周の膜厚測定値の平均値をそれぞれ示す。

【0043】

バッチ式の基板処理装置１０の場合、処理容器１１の上側は下側よりも供給されるガス流量が少ない傾向があり、この場合、凹型又はＷ字型の膜厚形状になることがある。一方、処理容器１１の下側はガス流量が多い傾向があり、この場合、凸型又はＭ字型の膜厚形状になることがある。また、ボート３０の垂直方向で温度の揺らぎがあるため、複数枚のウェハ２において膜厚の面内均一性を図るときに膜厚測定値を見て温度制御を行うことが必要になってくる。

【0044】

これまでは、測定器２００で測定した膜厚測定値を図５（ｂ）に一例を示す表等に入力していたが、入力作業中に入力ミスや抜けが生じることがある。また、図５（ｂ）の測定点（Ｘ，Ｙ）毎に複数のスロット（スロット番号５，３１、５７、８３、１０９）のそれぞれについて膜厚測定値を入力する必要があり作業者の負荷が大きい。膜厚測定値の入力量が少ない場合には、膜厚の面内均一性の最適化計算が困難になる場合もある。

【0045】

そこで、本実施形態では、図５（ｂ）に一例を示す表等への入力作業は不要であり、図５（ａ）のサマリーデータの入力のみ行えばよい。情報処理装置３００は、サマリーデータ及び近似モデルに基づき、図５（ｂ）の測定点（Ｘ，Ｙ）毎に膜厚推定値を自動計算し、表示（出力）する。これにより、膜厚調整のために、作業者が膜厚を入力する手間を省くことができる。また、自動計算した膜厚推定値に基づき、膜厚の面内均一性の最適化計算を行うことができる。

【0046】

サマリーデータ３０６は、膜厚形状３６３の種類によって異なる情報が入力される。膜厚形状３６３がフラットな場合、サマリーデータ３０６は、スロット番号毎の平均膜厚３６２及び膜厚形状３６３である。膜厚形状３６３が凹型又は凸型の場合、サマリーデータ３０６は、スロット番号毎の平均膜厚３６２、膜厚形状３６３及び面内レンジ３６４である。膜厚形状３６３がＭ字型又はＷ字型の場合、サマリーデータ３０６は、スロット番号毎の平均膜厚３６２、膜厚形状３６３、中心膜厚３６５、中間平均膜厚３６６及び外周平均膜厚３６７である。

【0047】

このようにサマリーデータ３０６は、平均膜厚３６２及び膜厚形状３６３を含む。加えて、膜厚形状３６３が凹型又は凸型の場合、サマリーデータ３０６は更に面内レンジ３６４を含み、膜厚形状３６３がＭ字型又はＷ字型の場合、サマリーデータ３０６は更に中心膜厚３６５、中間平均膜厚３６６及び外周平均膜厚３６７を含む。

【0048】

演算部３０２は、サマリーデータ３０６に基づき、複数点における基板処理結果を示す複数の推定値を演算する。例えば、演算部３０２は、膜厚の面内分布の情報として複数点（例えば複数の測定点）における膜厚推定値を近似して算出する。膜厚推定値は、基板処理結果を示す複数の推定値の一例である。

【0049】

判定部３０３は、記憶部３０５を参照し、サマリーデータ３０６が入力条件３０７を満たすかを判定する。入力条件３０７は予め記憶部３０５に記憶されている。

【0050】

演算部３０２は、サマリーデータ３０６が入力条件３０７を満たすと判定された場合、サマリーデータ３０６から複数の推定値を演算する。

【0051】

表示制御部３０４は、サマリーデータ３０６が入力条件３０７を満たさないと判定された場合、サマリーデータ３０６が入力条件３０７を満たさないことを表示（通知）する。サマリーデータ３０６として例えば桁違いの入力値が入力された場合に、判定部３０３は、サマリーデータ３０６が入力条件３０７を満たさないと判定し、表示制御部３０４は、膜厚等の入力桁が間違えていることを表示する。

【0052】

レシピの最適化のために、入力部３０１は、例えば目標となる膜厚形状（膜厚の面内形状）を入力する。演算部３０２は、複数の膜厚推定値から算出される膜厚形状（膜厚の面内形状）と目標となる膜厚形状とのギャップ（差）を埋めるようなプロセス条件を算出する。

【0053】

判定部３０３は、算出したプロセス条件が制約条件３０８を満たすかを判定する。制約条件３０８は予め記憶部３０５に記憶されている。表示制御部３０４は、プロセス条件が制約条件３０８を満たさないと判定された場合、装置の制約条件３０８に抵触すると判断し、プロセス条件が制約条件を超えているため、十分な改善効果が得られないことを表示（通知）する。一方、プロセス条件が制約条件３０８を満たすと判定された場合、そのプロセス条件によりレシピが最適化され、最適化されたレシピに基づき、基板処理装置１０において次の成膜処理が実行される。

【0054】

なお、入力部３０１は、例えば操作パネル３１５及びＩ／Ｏポート３１４により実現される。演算部３０２、判定部３０３、表示制御部３０４は、例えばＣＰＵ３１１により実現される。記憶部３０５は、例えばＲＯＭ３１２、ＲＡＭ３１３、ＨＤＤ３１６により実現される。

【0055】

［補正方法］
図６～図８を参照しながら、一実施形態に係る表示方法の一例について説明する。図６は、一実施形態に係る表示方法の一例を示すフローチャートである。図７は、一実施形態に係るサマリーデータを説明するための図である。図８は、近似モデルに基づきサマリーデータから膜厚推定値を算出する方法を説明するための図である。

【0056】

本実施形態に係る表示方法は、情報処理装置３００により実行される。測定器２００による膜厚の測定は、基板処理装置１０により基板処理される２５枚のウェハが格納されたロット毎に少なくとも１枚のモニタウェハを用意して、そのモニタウェハに対して実施される。

【0057】

図６の表示方法の処理が開始されると、ステップＳ１において、入力部３０１は、成膜結果である膜厚測定値から抽出したサマリーデータ及び目標の膜厚形状を入力する。サマリーデータ及び目標の膜厚形状は記憶部３０５に記憶される。次に、ステップＳ２において、判定部３０３は、記憶部３０５に記憶した入力条件を参照して、入力したサマリーデータが入力条件を満たすかを判定する。入力条件としては、例えば平均膜厚３６２として取り得る通常の膜厚の範囲が設定されている。

【0058】

ステップＳ２において、判定部３０３は、入力したサマリーデータが入力条件を満たしていないと判定した場合、ステップＳ３において、表示制御部３０４は、サマリーデータが入力条件を満たさないことを表示（通知）する。例えば、サマリーデータの膜厚等の入力桁が間違えていたら、表示制御部３０４は、膜厚等の入力桁の間違えを表示する。そして、ステップＳ１に戻り、入力部３０１は新なサマリーデータ等を入力し、ステップＳ２の処理に進む。

【0059】

ステップＳ２において、判定部３０３は、入力したサマリーデータが入力条件を満たしていると判定した場合、ステップＳ４に進み、演算部３０２は、サマリーデータに基づき、膜厚の面内分布の近似を行う。これにより、演算部３０２は、複数点における成膜結果を示す複数の膜厚推定値を算出する。

【0060】

例えば、図５（ａ）のスロット番号５に示すサマリーデータの膜厚形状３６３がフラットの場合、演算部３０２は、複数点における複数の膜厚推定値に平均膜厚を代入する。

【0061】

例えば、図５（ａ）のスロット番号３１，５７に示すサマリーデータの膜厚形状３６３が凹型又は凸型の場合、演算部３０２は、近似式Ｔ＝ａｒ^２＋ｂ（式Ａ）を使用して、ウェハ２の中心からの距離ｒの膜厚Ｔを算出する。ここで、ａは膜厚形状、ｂはウェハ２の中心の膜厚を示す。

【0062】

膜厚形状３６３が凹型の場合、最外周の膜厚の近似式（式Ａ）を変形すると、図８（ａ）の曲線Ａに示すように、最外周の膜厚が膜厚の最大値Ｔ_rmaxを示し、中心膜厚が膜厚の最小値Ｔ_r０を示す。よって、面内レンジ３６４は、最外周の膜厚から中心膜厚を引いた値になり、次の式で示される。

【0063】

Ｔ_rmax－Ｔ_r０＝ａｒ_max ^２＋Ｔ_r０－Ｔ_r０
以上から式（１）が導かれる。

【0064】

【数1】

膜厚形状３６３が凸型の場合、最外周の膜厚の近似式（式Ａ）を変形すると、図８（ｂ）の曲線Ｂに示すように、中心膜厚が膜厚の最大値Ｔ_r０を示し、最外周の膜厚が膜厚の最小値Ｔ_rmaxを示す。よって、面内レンジ３６４は、中心膜厚から最外周の膜厚を引いた値になり、次の式で示される。

【0065】

Ｔ_rmax－Ｔ_rmax＝ａｒ_max ^２＋Ｔ_r０－Ｔ_rmax
以上から式（２）が導かれる。

【0066】

【数2】

式（１）、式（２）から、ａが算出される。ａは膜厚形状を示す値である。次にｂを算出する。ｂは中心膜厚である。ウェハ１枚の平均膜厚Ｔ_aveは式（３）により算出される。

【0067】

【数3】

式（３）の「pointNum」は、中心からの距離が同じ測定点の数を指す。例えば、図７に示す測定点を使用して近似する。式（４）をそれぞれの測定点について代入する。

【0068】

【数4】

入力された平均膜厚Ｔ_aveも代入して中心膜厚Ｔ_ｒ０を算出する。これにより、近似式（式Ａ）Ｔ＝ａｒ^２＋ｂのａ（膜厚形状）、ｂ（中心膜厚）が定まる。

【0069】

よって、演算部３０２は、膜厚形状３６３が凹型の場合、式（１）に基づき求めたａ及び中心膜厚ｂを近似式（式Ａ）に代入し、その近似式を用いて中心からの距離ｒから複数点（Ｘ，Ｙ）における複数の膜厚推定値Ｔを算出する。

【0070】

また、演算部３０２は、膜厚形状３６３が凸型の場合、式（２）に基づき求めたａ及び中心膜厚ｂを近似式（式Ａ）に代入し、その近似式を用いて中心からの距離ｒから複数点（Ｘ，Ｙ）における複数の膜厚推定値Ｔを算出する。

【0071】

膜厚形状３６３がＭ字型又はＷ字型の場合、演算部３０２は、中心膜厚３６５、中間平均膜厚３６６及び外周平均膜厚３６７をそのまま膜厚推定値に代入する。例えば、図７に示すようにウェハ２の中心Ｃ、中間領域Ｍ、外周領域Ｅのそれぞれに測定点Ｄが設定されているとする。演算部３０２は、中心膜厚３６５をウェハ２の中心Ｃの測定点の膜厚推定値に代入する。また、演算部３０２は、中間平均膜厚３６６をウェハ２の中間領域Ｍ内の測定点の膜厚推定値に代入する。また、演算部３０２は、外周平均膜厚３６７をウェハ２の外周領域Ｅ内の測定点の膜厚推定値に代入する。例えば、図５（ａ）のスロット番号８３のサマリーデータから、中心Ｃの測定点の膜厚推定値に「５．００」を代入する。また、中間領域Ｍ内の測定点の膜厚推定値に「５．５０」代入する。また、外周領域Ｅ内の測定点の膜厚推定値に「４．５０」代入する。

【0072】

図６に戻り、次に、ステップＳ５において、演算部３０２は、面内調整のための最適化計算を実施する。具体的には、演算部３０２は、推定した複数の測定点における複数の膜厚測定値に基づき、ウェハ２面内の膜厚分布を把握し、目標となる膜厚の面内形状とのギャップを埋めるようなプロセス条件を算出し、レシピの最適化計算を実施する。

【0073】

次に、ステップＳ６において、判定部３０３は、算出した最適化計算結果のプロセス条件が制約条件３０８を満たすかを判定する。判定部３０３は、当該プロセス条件が制約条件３０８を満たすと判定した場合、ステップＳ８において、表示制御部３０４は、最適化計算結果のプロセス条件を表示装置に表示し、本処理を終了する。表示装置は、制御装置１００や基板処理装置１０のディスプレイであってよい。

【0074】

ステップＳ６において、判定部３０３は、当該プロセス条件が制約条件３０８を満たさないと判定した場合、ステップＳ７において、表示制御部３０４は、当該プロセス条件が基板処理装置１０の制約条件を超えていることを表示（通知）する。例えば、基板処理装置１０の性能以上の温度範囲を設定するプロセス条件は制約条件に違反する。このように最適化で変更して良い温度幅の制約条件や、基板処理装置１０に設置されたヒーターパワー（温度制御）等の制約条件を満たしていない場合、表示制御部３０４は、制約条件を超えており、十分な改善効果が得られないことを通知する。その後、ステップＳ８において、表示制御部３０４は、最適化計算結果のプロセス条件を表示装置に表示し、本処理を終了する。

【0075】

以上に説明したように、本実施形態の表示方法及び情報処理装置３００によれば、ユーザが膜の面内調整を行うための膜厚測定値の入力の負荷を軽減できる。つまり、測定点×モニタウェハ枚数分の膜厚測定値の入力の替わりに、基板処理結果から抽出されたサマリーデータの入力で代用する。そして、入力されたサマリーデータから複数の測定点における膜厚推定値を近似して算出する。これにより、ウェハ２上の膜厚形状（膜厚の面内分布）を推定することができる。演算した複数の膜厚推定値は、例えば図５（ｂ）に示す表形式にして、制御装置１００や基板処理装置１０が有するディスプレイに表示される。これにより、測定点×モニタウェハ枚数分の膜厚測定値の入力を不要とし、作業者の操作負担を軽減することができる。例えば、情報管理の運用の都合上、膜厚測定値を、基板処理装置１０が配置された工場の外部に持ち出せない場合でも、本実施形態に係る表示方法により作業者の負荷を軽減しつつ、膜厚の面内均一性の最適化計算が可能になる。

【0076】

今回開示された実施形態に係る表示方法及び情報処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

【符号の説明】

【0077】

１ 基板処理システム
２ ウェハ
１０ 基板処理装置
１１ 処理容器
３０ ボート
１００ 制御装置
２００ 測定器
３００ 情報処理装置
３０１ 入力部
３０２ 演算部
３０３ 判定部
３０４ 表示制御部
３０５ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】