(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】
(24)【登録日】2023-09-28
(45)【発行日】2023-10-06
(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20230929BHJP
H01L 21/316 20060101ALI20230929BHJP
C23C 16/455 20060101ALI20230929BHJP
【FI】
H01L21/31 B
H01L21/316 X
C23C16/455
(21)【出願番号】P 2021113917
(22)【出願日】2021-07-09
【審査請求日】2022-03-14
(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】板谷 秀治
(72)【発明者】
【氏名】菊池 俊之
(72)【発明者】
【氏名】大橋 直史
【審査官】加藤 芳健
(56)【参考文献】
【文献】特開2004-131760(JP,A)
【文献】特開2009-253087(JP,A)
【文献】特開平02-037716(JP,A)
【文献】特開2020-47701(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/31
H01L 21/316
C23C 16/455
H01L 21/3065
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を処理する複数の処理室と、
前記処理室への処理ガス供給を行う処理ガス供給部と、
前記処理室への不活性ガス供給を行う不活性ガス供給部と、
前記複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記処理室排気管の下流側で各処理室排気管を合流させるように配される共通ガス排気管と、を備えた排気管と、
前記共通ガス排気管に設けられた圧力調整バルブと、前記排気管の圧力を検出する圧力検出部とを有し、
前記不活性ガス供給部が前記処理室への不活性ガス供給を開始したら、所定時間、前記圧力検出部が前記処理室排気管の圧力を検出して、圧力の変動を検出するよう制御する制御部と、
を備える基板処理装置。
【請求項2】
前記圧力検出部は、前記排気管に前記不活性ガスが通過したら圧力の検出を開始する請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項3】
前記圧力検出部は、
前記基板が前記処理室に搬入されてから、前記処理室に処理ガスを供給開始するまでの間、前記所定時間、前記排気管の圧力を検出する請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項4】
前記圧力検出部は、
前記基板が前記処理室への処理ガス供給が停止されてから前記基板が前記処理室から搬出されるまでの間、前記所定時間前記排気管の圧力を検出する請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項5】
前記圧力検出部は、
前記処理室への処理ガス供給が停止されてから前記基板が基板搬送ポジションに移動するまでの間、前記所定時間前記排気管の圧力を検出する請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項6】
前記圧力検出部は、前記圧力調整バルブの開度が固定された状態で稼働される請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項7】
前記圧力検出部は前記処理室排気管のそれぞれに設けられ、
それぞれの前記圧力検出部は、並行してそれぞれの前記処理室排気管の圧力を検出する請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項8】
前記圧力検出部は前記処理室排気管のそれぞれに設けられ、
前記圧力検出部は、
前記圧力調整バルブの開度が固定された状態で稼働される請求項 1に記載の基板処理装置。
【請求項9】
前記圧力検出部は、前記処理ガス供給部から前記処理室に処理ガスが供給される前に圧力の検出を停止するよう構成される請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項10】
前記圧力検出部は、前記処理室から前記基板が搬出される前に圧力を検出するよう構成される請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項11】
前記圧力検出部は前記処理室排気管のそれぞれに設けられ、
それぞれの前記圧力検出部は、前記処理ガス供給部から前記処理室に処理ガスが供給される前に圧力の検出を停止するよう構成される
請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項12】
前記圧力検出部は前記処理室排気管のそれぞれに設けられ、
それぞれの前記圧力検出部は、前記処理室から前記基板が搬出される前に圧力を検出するよう構成される
請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項13】
さらに、圧力上昇速度値と比較する比較データを記憶する記憶部とを有し、
前記制御部は、変動値と前記比較データとを比較する請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項14】
前記圧力検出部は前記処理室排気管のそれぞれに設けられ、
前記圧力調整バルブの開度が固定された状態で、それぞれの前記圧力検出部は、それぞれの前記処理室排気管の圧力の変動を検出し、
それぞれの前記圧力検出部で検出した圧力上昇速度値の差分に乖離があり、且つ圧力検出部で検出した圧力上昇速度値と比較データとの差に乖離が無い場合、前記圧力調整バルブの開度を調整する請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項15】
前記圧力検出部は前記処理室排気管のそれぞれに設けられ、
前記圧力調整バルブの開度が固定された状態で、それぞれの前記圧力検出部は、それぞれの前記処理室排気管の圧力変動を検出し、
それぞれの前記圧力検出部で検出した圧力上昇速度値の差分が乖離するか、あるいはいずれかの圧力上昇速度値と基準値との差が乖離したら、メンテナンスの報知を行う請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項16】
さらに、圧力上昇速度値と比較データとの比較状態を報知する報知部を有する請求項1に記載の基板処理装置。
【請求項17】
基板を処理する複数の処理室と、
前記処理室への処理ガス供給を行う処理ガス供給部と、
前記処理室への不活性ガス供給を行う不活性ガス供給部と、
前記複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記処理室排気管の下流側で各処理室排気管を合流させるように配される共通ガス排気管とを含むガス排気部と、
前記ガス排気部に設けられた圧力調整バルブと、
複数の前記処理室に不活性ガスを供給するのと並行して、所定時間、前記処理室排気管の圧力を測定して、前記処理室排気管における圧力の変動を検出するよう制御可能な制御部と
を備える基板処理装置。
【請求項18】
複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記複数の処理室排気管の下流側に各処理室排気管を合流させるように配される共通ガス排気管と、を備えた排気管に設けられた圧力調整バルブの開度を所定開度に調整し、複数の前記処理室に不活性ガスを供給しつつ、前記排気管から各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を調整する圧力調整工程と、
複数の前記処理室に処理ガスを供給しつつ、前記排気管から各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を基板処理圧力に調整する工程と、
前記処理室に不活性ガスを供給するのと並行して、所定時間、圧力検出部が前記処理室排気管の圧力を測定して、前記処理室排気管における圧力の変動を検出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項19】
複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記複数の処理室排気管の下流側に各処理室排気管を合流させるように配される共通排気管を含むガス排気部に備えられた圧力調整バルブを調整し、複数の前記処理室に不活性ガスを供給しつつ、前記ガス排気部が各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を調整する工程と、
複数の前記処理室に不活性ガスを供給するのと並行して、所定時間、前記処理室排気管の圧力を測定して、前記処理室排気管における圧力の変動を検出する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【請求項20】
複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記複数の処理室排気管の下流側に各処理室排気管を合流させるように配される共通ガス排気管と、を備えた排気管に設けられた圧力調整バルブの開度を所定開度に調整し、複数の前記処理室に不活性ガスを供給しつつ、前記排気管から各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を調整する圧力調整工程と、
複数の前記処理室に処理ガスを供給しつつ、前記排気管から各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を基板処理圧力に調整する工程と、
前記処理室に不活性ガスを供給するのと並行して、所定時間、圧力検出部が前記処理室排気管の圧力を測定して、前記処理室排気管における圧力の変動を検出する工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項21】
複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記複数の処理室排気管の下流側に各処理室排気管を合流させるように配される共通排気管を含むガス排気部に備えられた圧力調整バルブを調整し、複数の前記処理室に不活性ガスを供給しつつ、前記ガス排気部が各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を調整する工程と、
複数の前記処理室に不活性ガスを供給するのと並行して、所定時間、前記処理室排気管の圧力を測定して、前記処理室排気管における圧力の変動を検出する工程と、
を有する基板処理方法。
【請求項22】
複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記複数の処理室排気管の下流側に各処理室排気管を合流させるように配される共通ガス排気管と、を備えた排気管に設けられた圧力調整バルブの開度を所定開度に調整し、複数の前記処理室に不活性ガスを供給しつつ、前記排気管から各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を調整する手順と、
複数の前記処理室に処理ガスを供給しつつ、前記排気管から各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を基板処理圧力に調整する手順と、
前記処理室に不活性ガスを供給するのと並行して、所定時間、圧力検出部が前記処理室排気管の圧力を測定して、前記処理室排気管における圧力の変動を検出する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
【請求項23】
複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記複数の処理室排気管の下流側に各処理室排気管を合流させるように配される共通排気管を含むガス排気部に備えられた圧力調整バルブを調整し、複数の前記処理室に不活性ガスを供給しつつ、前記ガス排気部が各処理室の雰囲気を排気して、前記処理室の圧力を調整する手順と、
複数の前記処理室に不活性ガスを供給するのと並行して、所定時間、前記処理室排気管の圧力を測定して、前記処理室排気管における圧力の変動を検出する手順と、
をコンピュータによって基板処理装置に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およびプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置として、例えば、基板を処理する処理室を複数備え、各処理室で排気系が共通化されたものがある。具体的には、複数の処理室のそれぞれに排気管が接続され、さらにその下流側で各排気管が合流するように構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。各処理室で基板に対して同様の処理を行うことで、生産性を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
処理室には排気管が接続されているが、それらの排気性能が所望の性能よりも低くなると、基板処理の品質も低下し、その結果歩留まりの低下に陥るおそれがある。
【0005】
本開示は、排気性能の低減を予知し、高い生産性を維持することが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様によれば、
基板を処理する複数の処理室と、前記処理室への処理ガス供給を行う処理ガス供給部と、前記処理室への不活性ガス供給を行う不活性ガス供給部と、前記複数の処理室のそれぞれに個別に接続される複数の処理室排気管及び前記処理室排気管の下流側で各処理室排気管を合流させるように配される共通ガス排気管と、を備えた排気管と、前記共通ガス排気管に設けられた圧力調整バルブと、前記排気管の圧力を検出する圧力検出部とを有し、前記不活性ガス供給部が前記処理室への不活性ガス供給を開始したら、所定時間、前記圧力検出部が前記処理室排気管の圧力を検出して、圧力の変動を検出するよう制御する制御部と、を備える技術が提供される。
【発明の効果】
【0007】
本開示に係る技術によれば、排気性能の低減を予知し、高い生産性を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】第一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【
図2】第一実施形態に係る基板処理装置のチャンバの構成図である。
【
図3】第一実施形態に係る基板処理装置のコントローラの構成図である。
【
図4】第一実施形態に係るコントローラが有するテーブルを説明する説明図である。
【
図5】第一実施形態に係る基板処理工程のフロー図である。
【
図6】第一実施形態に係るフローの各工程と、部品の動作の関係性を説明した説明図である。
【
図7】第一実施形態に係る膜処理工程のフロー図である。
【
図8】第二実施形態に係る基板処理工程のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に本開示の実施の形態について説明する。
【0010】
<第一実施形態>
まず、本開示の第一実施形態を図面に即して説明する。
【0011】
(1)基板処理装置の構成
図1は、第一実施形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
図1に示すように、基板処理装置10は、大別すると、プロセスモジュール110と、プロセスモジュール110に繋がるガス供給部およびガス排気部と、を備えて構成されている。
【0012】
(プロセスモジュール)
プロセスモジュール110は、基板200に対して所定の処理を行うためのチャンバ100を有する。チャンバ100としては、チャンバ100aとチャンバ100bとを含む。つまり、プロセスモジュール110は、複数のチャンバ100a,100bを有している。各チャンバ100a,100bの間には隔壁150が設けられており、それぞれのチャンバ100a,100b内の雰囲気が混在しないように構成されている。チャンバ100の詳細構造については後述する。
【0013】
処理対象となる基板200は、例えば、半導体集積回路装置(半導体デバイス)が作り込まれる半導体ウエハ基板(以下、単に「基板」もしくは「ウエハ」ともいう。)が挙げられる。
【0014】
(ガス供給部)
プロセスモジュール110には、各チャンバ100a,100bのそれぞれに処理ガス等を供給するガス供給部が接続されている。ガス供給部は、第一ガス供給部、第二ガス供給部、第三ガス供給部を有している。以下、各ガス供給部の構成について説明する。
【0015】
(第一ガス供給部)
各チャンバ100a,100bには第一処理ガス供給管111a,111bが接続されており、さらに第一処理ガス供給管111a,111bには第一処理ガス共通供給管112が接続されている。第一処理ガス共通供給管112の上流側には、第一処理ガス源113が配されている。第一処理ガス源113とチャンバ100a,100bとの間には、上流側から順に、マスフローコントローラ(MFC)115a,115bと、処理室側バルブ116a,116bとが、それぞれ設けられている。これら、第一処理ガス共通供給管112、MFC115a,115b、処理室側バルブ116a,116b、第一ガス供給管としての第一処理ガス供給管111a,111bで、第一ガス供給部が構成される。なお、第一処理ガス源113を第一ガス供給部に含めるように構成しても良い。
【0016】
第一処理ガス源113からは、処理ガスの一つである第一処理ガスとしての原料ガスが供給される。ここで、第一元素は、例えばシリコン(Si)である。すなわち、原料ガスは、例えばシリコン含有ガスである。具体的には、シリコン含有ガスとして、ヘキサクロロジシラン(Si2Cl6:以下HCDSとも呼ぶ。)ガスが用いられる。
【0017】
(第二ガス供給部)
各チャンバ100a,100bには第二処理ガス供給管121a,121bが接続されており、さらに第二処理ガス供給管121a,121bには第二処理ガス共通供給管122が接続されている。第二処理ガス共通供給管122の上流側には、第二処理ガス源123が配されている。第二処理ガス源123とチャンバ100a,100bとの間には、上流側から順に、MFC125a,125bと、処理室側バルブ126a,126bとが、それぞれ設けられている。これら、MFC125a,125b、処理室側バルブ126a,126b、第二処理ガス共通供給管122、第二ガス供給管としての第二処理ガス供給管121a,121bで、第二ガス供給部(反応ガス供給部)が構成される。なお、第二処理ガス源123を第二ガス供給部に含めるように構成しても良い。
【0018】
第二処理ガス源123からは、処理ガスの一つである第二処理ガスとしての反応ガスが供給される。反応ガスは、例えば酸素含有ガスである。具体的には、酸素含有ガスとして、例えば酸素(O2)ガスが用いられる。ここでは第一ガス供給部と第二ガス供給部とをまとめて処理ガス供給部と呼ぶ。
【0019】
(第三ガス供給部)
第一処理ガス供給管111a,111bおよび第二処理ガス供給管121a,121bには、第一不活性ガス供給管131a,131bが接続されている。さらに、第一不活性ガス供給管131a,131bには、第一不活性ガス共通供給管132が接続されている。第一不活性ガス共通供給管132の上流側には、第一不活性ガス(パージガス)源133が配されている。第一不活性ガス源133とチャンバ100a,100bとの間には、上流側から順に、MFC135a,135bと、処理室側バルブ136a,136bと、バルブ176a,176b,186a,186bとが、それぞれ設けられている。これら、MFC135a,135b、処理室側バルブ136a,136b、バルブ176a,176b,186a,186b、第一不活性ガス共通供給管132、第一不活性ガス供給管131a,131bで、第三ガス供給部(不活性ガス供給部)が構成される。なお、第一不活性ガス源133を第三ガス供給部に含めるように構成しても良い。また、基板処理装置10に設けられるプロセスモジュールの数に応じて、同様の構成を増減させて構成しても良い。
【0020】
第一不活性ガス源133からは、不活性ガス(パージガス)が供給される。不活性ガスとしては、例えば窒素(N2)ガスを用いる。
【0021】
(ガス排気部)
プロセスモジュール110には、チャンバ100a内の雰囲気とチャンバ100b内の雰囲気とをそれぞれ排気するガス排気部が接続されている。具体的には、チャンバ100aには処理室排気管224が接続されており、チャンバ100bには処理室排気管226が接続されている。つまり、複数のチャンバ100aのそれぞれに対して、複数の処理室排気管224,226が個別に接続されている。そして、処理室排気管224,226には、共通ガス排気管225が接続されている。つまり、処理室排気管224,226の下流側には、各処理室排気管224,226を合流させるように共通ガス排気管225が配されている。これにより、処理室排気管224と処理室排気管226とは、下流端の合流部230にて合流され、さらに共通ガス排気管225に接続されることになる。
【0022】
共通ガス排気管225の下流側には、排気ポンプ223が配されている。排気ポンプ223とチャンバ100a,100bとの間には、下流側から順に、APC(Auto Pressure Controller。圧力調整バルブとも呼ぶ。)222と、バルブ221と、バルブ228a,228bとが、それぞれ設けられている。これら、APC222、バルブ221、バルブ228a,228b、処理室排気管224,226、共通ガス排気管225で、ガス排気部が構成される。このように、チャンバ100a内の雰囲気とチャンバ100b内の雰囲気とは、1つの排気ポンプ223によって排気が行われるようになっている。
【0023】
処理室排気管224には、圧力検出部227aが設けられている。圧力検出部227aは、処理室排気管224内の圧力を検出するものであり、例えば圧力センサを用いて構成することができる。
【0024】
また、処理室排気管226には、圧力検出部227bが設けられている。圧力検出部227bは、処理室排気管226内の圧力を検出するものであり、例えば圧力センサを用いて構成することができる。処理室排気管226のうち、圧力検出部227bの上流側に、第二不活性ガス供給管141bが接続されている。
圧力検出部227a,227bのいずれか、またはその組み合わせを、排気管圧力検出部と呼んでもよい。
【0025】
(チャンバ)
続いて、プロセスモジュール110におけるチャンバ100a,100bの詳細構造について説明する。ここでは、複数のチャンバ100a,100bのそれぞれが同様の構成であるため、一つのチャンバ100a(以下、単にチャンバ100と記す。)を例に挙げて説明する。
【0026】
図2は、第一実施形態に係る基板処理装置のチャンバの構成図である。
チャンバ100は、例えばアルミニウム(Al)やステンレス(SUS)等の金属材料により、例えば横断面が円形であり扁平な密閉されている処理容器302として構成されている。密閉容器302は、上部容器302aと下部容器302bを有しており、上部容器302aと下部容器302bの間に仕切り板308が設けられている。下部容器302bの側面には、ゲートバルブ149に隣接した基板搬入出口148が設けられており、基板200は基板搬入出口148を介して図示しない真空搬送室との間を移動する。下部容器302bの底部には、リフトピン307が複数設けられている。
【0027】
密閉容器302として構成されるチャンバ100内には、基板200を支持する基板支持部310が設けられている。基板支持部310は、基板200を載置する基板載置面311と、基板載置面311を表面に持つ基板載置台312と、基板載置台312に内包された加熱源としてのヒータ313と、を主に有している。基板載置台312には、リフトピン307が貫通する貫通孔314が、リフトピン307と対応する位置にそれぞれ設けられている。
【0028】
基板載置台312は、シャフト317によって支持されている。シャフト317の支持部は、チャンバ100の底壁に設けられた穴を貫通しており、さらには支持板316を介してチャンバ100の外部で昇降機構318に接続されている。昇降機構318を作動させてシャフト317および基板載置台312を昇降させることにより、基板載置面311上に載置される基板200を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト317下端部の周囲はベローズ319により覆われており、これによりチャンバ100内は気密に保持されている。
【0029】
昇降機構318が基板載置台312を上昇させると、基板載置台312は、図中に示す基板処理ポジションに位置することになる。基板処理ポジションでは、リフトピン307は基板載置面311の上面から埋没して、基板載置面311が基板200を下方から支持するようになっている。なお、基板200を処理する際には、基板載置台312は、基板処理ポジションに維持される。また、昇降機構318が基板載置台312を下降させると、基板載置台312は、基板載置面311が基板搬入出口148に対向する基板搬送ポジション(
図1中の破線参照)に位置することになる。基板搬送ポジションでは、リフトピン307の上端部が基板載置面311の上面から突出して、リフトピン307が基板200を下方から支持するようになっている。
【0030】
チャンバ100内には、基板200を処理する処理空間305と、基板200を処理空間305に搬送する際に基板200が通過する搬送空間306と、が形成されている。
【0031】
処理空間305は、基板処理ポジションにおける基板載置台312と、チャンバ100の天井330との間に形成される空間である。処理空間305を構成する構造体のことを処理室301ともいう。つまり、処理室301内には、処理空間305が設けられている。
【0032】
搬送空間306は、主に、下部容器302bと、基板処理ポジションにおける基板載置台312の下部構造とで構成される空間である。搬送空間306を構成する構造体のことを搬送室ともいう。搬送室は、処理室301の下方に配される。なお、搬送室は、搬送空間306を構成する構造体であればよく、上記構造にとらわれないことは言うまでもない。
【0033】
処理空間305に面する天井330には、第一ガス供給部の第一処理ガス供給管111と、第二ガス供給部の第二処理ガス供給管121と、が接続されている。さらに詳しくは、チャンバ100aにおける天井330には第一処理ガス供給管111aおよび第二処理ガス供給管121aが接続され、チャンバ100bにおける天井330には第一処理ガス供給管111bおよび第二処理ガス供給管121bが接続されている。これにより、処理空間305内に第一処理ガス、第二処理ガスまたは不活性ガスが供給されるようになっている。
【0034】
処理空間305に面する密閉容器302の側壁部分には、ガス排気部の処理室排気管224,226が接続されている。さらに詳しくは、チャンバ100aにおける密閉容器302の側壁部分には処理室排気管224が接続され、チャンバ100bにおける密閉容器302の側壁部分には処理室排気管226が接続されている。これにより、処理空間305内に供給されたガスが処理室排気管224,226を通じて排気されるようになっている。
【0035】
(コントローラ)
基板処理装置10は、基板処理装置10の各部の動作を制御する制御部(制御手段)としてのコントローラ380を有している。
【0036】
図3は、第一実施形態に係る基板処理装置のコントローラの構成図である。
コントローラ380は、演算部(CPU)380a、一時記憶部(RAM)380b、記憶部380c、送受信部380d、タイマ380eを少なくとも有するコンピュータとして構成されている。コントローラ380は、送受信部380dを介して基板処理装置10の各構成に接続され、送受信部383を介して接続する上位装置370や入出力装置381を操作する使用者の指示に応じて記憶部380c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ようになっている。報知部384は、例えばディスプレイやマイク等で構成され、制御情報記憶部395の内容に基づいて報知情報が報知される。
【0037】
演算部380aは、少なくとも圧力の上昇速度値(圧力勾配値)を算出する算出部391を有する。算出部391は圧力検出部227が時間T1の間検出した圧力の変動値に基づき、圧力変動の圧力上昇速度値を求める。
【0038】
記憶部380cは、圧力記録部392、比較データ記憶部393、テーブル394、制御情報記憶部395を有している。タイマ380eは、後述する圧力上昇速度値算出工程S110にて、圧力検出部227が排気管224,226の圧力を検出する時間を計測する。
【0039】
圧力記録部392は、圧力検出部227a,227bが検出した圧力値を記録するものである。圧力値は、例えば基板を一枚処理するごとに記録される。算出部391は、検出した圧力値と、検出した時間に基づき、圧力上昇速度値を算出する。
【0040】
比較データ記憶部393は、算出部391が算出した圧力上昇速度値と比較する比較データを記憶する。比較データは、あらかじめ設定された値であり、例えば正常に動作した場合の圧力上昇速度値を記憶している。比較データは、基板200を処理した後に、更新したデータであっても良い。この場合、例えば最も高い品質のデータを比較データとする。ここで最も高い品質のデータとは、例えば最も圧力の変動が少ないデータである。
【0041】
テーブル394は、
図4に記載のように、算出した圧力上昇速度値と比較データとを比較した情報、各圧力検出物で算出した圧力上昇速度値の差分に基づいた動作を示すものである。さらに、詳細は後述する。
【0042】
なお、コントローラ380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)382を用意し、外部記憶装置382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380を構成することができる。
【0043】
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382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良いし、上位装置370から送受信部383を介して情報を受信し、外部記憶装置382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381を用いて、コントローラ380に指示をしても良い。
【0044】
また、記憶部380cや外部記憶装置382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ていてもよい。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380c単体のみを含む場合、外部記憶装置382単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【0045】
(2)基板処理工程の手順
次に、上述した構成の基板処理装置10を用いて行う基板処理工程の手順を説明する。基板処理工程は、半導体装置(半導体デバイス)の製造工程の一工程として行うもので、処理対象となる基板200に対して所定の処理を行うためのものである。所定の処理として、以下の説明では、第一処理ガスとしてHCDSガスを用い、第二処理ガスとしてO2ガスを用い、基板200の表面に膜を形成する例について説明する。ここでは、異なる処理ガスを交互に供給する交互供給処理を行うものとする。
【0046】
本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものを意味する場合や、ウエハとその表面に形成された処理の層や膜との積層体を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、ウエハそのものの表面を意味する場合や、ウエハ上に形成された所定の層等の表面を意味する場合がある。本明細書において「ウエハ上に所定の層を形成する」と記載した場合は、ウエハそのものの表面上に所定の層を直接形成することを意味する場合や、ウエハ上に形成されている層等の上に所定の層を形成することを意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。
【0047】
以下、基板処理工程について、
図5~
図7を用いて説明する。
図5は、基板処理工程の全体の手順を説明するものである。
図6は、
図5に記載の基板処理工程において、各チャンバ100a,100bにおける各部品の動作状態を説明する図である。
図7は、基板処理工程のうち、膜処理工程S106の詳細を説明するものである。
【0048】
なお、以下の説明において、基板処理装置10を構成する各部の動作は、コントローラ380により制御される。
【0049】
基板処理工程では、まず、基板搬入・載置工程を行う。なお、
図5中においては、本工程の図示を省略している。
基板搬入・載置工程では、チャンバ100内の基板載置台312を基板搬送ポジションまで下降させて、基板載置台312の貫通孔314にリフトピン307を貫通させる。これにより、リフトピン307は、基板載置台312の表面よりも所定の高さ分だけ突出した状態となる。そして、その状態で、ゲートバルブ149を開いて搬送空間306を真空搬送室(図示せず)と連通させ、真空搬送室から基板移載機(図示せず)を用いて基板200を搬送空間306に搬入し、その基板200をリフトピン307上に移載する。これにより、基板200は、基板載置台312の表面から突出したリフトピン307上に水平
姿勢で支持される。
【0050】
(基板処理ポジション移動工程:S102)
基板処理ポジション移動工程S102を説明する。
チャンバ100内に基板200を搬入したら、基板移載機をチャンバ100の外へ退避させ、ゲートバルブ149を閉じてチャンバ100内を密閉する。その後、基板載置台312を上昇させることにより、基板載置面311上に基板200を載置させ、さらに基板載置台312を基板処理ポジションまで上昇させ、基板載置面311上の基板200を処理空間305内に位置させる。
【0051】
このとき、基板載置台312の内部に埋め込まれたヒータ313に電力を供給し、基板載置面311上の基板200の表面が所定の温度となるよう制御する。基板200の温度は、例えば室温以上800℃以下であり、好ましくは例えば室温以上500℃以下である。その際に、ヒータ313の温度は、図示せぬ温度センサにより検出された温度情報に基づいてコントローラ380が制御値を抽出し、ヒータ313への通電具合を制御することによって調整される。
【0052】
本工程では、
図6に記載のように、各チャンバ100a,100bそれぞれにおいて、第一処理ガス、第二処理ガスを供給せずに、第三ガス供給部から不活性ガスを供給する。さらには、排気ポンプ223を稼働させる。このとき、APC222、圧力検出部227a、227b、タイマ380eは稼働を停止させてもよい。
【0053】
基板載置台310が基板処理ポジションまで移動する間、各チャンバ100の処理室301を不活性ガス雰囲気とし、基板載置台310が移動する際に発生する粉塵等が処理室301内に入り込まないようにする。
【0054】
なお、基板搬入・載置工程、基板処理ポジション移動工程S102における動作は、各チャンバ100a,100bのそれぞれにおいて同様に行われるものとする。
【0055】
(第一圧力調整工程:S104)
第一圧力調整工程S104について説明する。
基板200が基板処理ポジションに移動したら、処理室301内を所定の圧力に調整する。所定の圧力とは、例えば膜処理工程S106の第一処理ガス供給工程S202における圧力である。そのため、ここでは圧力を降圧させる。ここでは
図6に記載のように、例えば第三ガス供給部を稼働させて処理室301に不活性ガスを供給するとともに、排気ポンプ223を稼働させて、処理室301を不活性ガス雰囲気とする。このとき、APC222の開度を調整し、固定する。さらに圧力検出部227a、227bも稼働させ、その検出データを元に各処理室301の圧力を調整してもよい。
【0056】
(膜処理工程:S106)
次に、膜処理工程S106を説明する。
膜処理工程S106では、第一ガス供給部、第二ガス供給部からガスを供給して、基板200に対する処理を行う。そして、処理が終了したら、基板200をチャンバ100内から搬出する。この動作を、所定枚数分の基板200について繰り返し行う。このような膜処理工程S106の詳細は後述する。膜処理工程S106が終了したら、第一ガス供給部、第二ガス供給部からの処理ガスの供給を停止する。第三ガス供給部からの供給は、停止しても継続してもよい。なお、本工程においては、後述する理由により、APC222の開度は固定された状態である。
【0057】
(膜処理工程S106の詳細)
続いて、
図7を用いて膜処理工程S106の詳細を説明する。
【0058】
(第一処理ガス供給工程:S202)
第一処理ガス供給工程S202を説明する。
処理空間305内の基板200が所定の温度に達すると、まず、第一処理ガス供給工程S202を行う。第一処理ガス供給工程S202では、バルブ116a,116bを開くとともに、HCDSガスが所定流量となるようにMFC115a,115bを調整する。なお、HCDSガスの供給流量は、例えば100sccm以上800sccm以下である。このとき、第三ガス供給部からはN2ガスを供給する。第三ガス供給部から供給されるN2ガスは、HCDSガスのキャリアガスとして用いられる。
【0059】
さらに、第一処理ガス供給工程S202では、バルブ221,228a,228bを開き、ポンプ223を稼働させつつ、APC222の開度を調整して、チャンバ100内が所望の圧力となるようにする。具体的には、処理空間305、搬送空間306のそれぞれの圧力を、例えば50~300Paのうちの所定の値となるよう制御する。所定の値としては、例えば250Paとする。
【0060】
HCDSガスが供給される処理空間305では、そのHCDSガスが熱によってシリコン成分等に分解され、基板200上に供給される。これにより、基板200の表面には、「第一元素含有層」としてのシリコン含有層が形成されることになる。シリコン含有層は、形成する薄膜の前駆体に相当する。
【0061】
そして、本工程の開始から所定時間経過後、バルブ116a,116bを閉じて、HCDSガスの供給を停止する。
【0062】
(第一パージ工程:S204)
第一パージ工程S204を説明する。
第一処理ガス供給工程S202の終了後は、次いで、第一パージ工程S204を行う。第一パージ工程S204では、バルブ136a,136b,176a,176bの開状態を固定し、さらにバルブ186a,186bを開き、処理空間305にN2ガスを供給しつつ、ポンプ223等による排気を継続することで、雰囲気のパージを行う。
【0063】
そして、本工程の開始から所定時間経過後、バルブ136a,136bを閉じて、N2ガスの供給による雰囲気のパージを停止する。
【0064】
(第二処理ガス供給工程:S206)
第二処理ガス供給工程S206を説明する。
バルブ136a,136bを閉じて第一パージ工程S204を終了させたら、次いで、第二処理ガス供給工程S206を行う。第二処理ガス供給工程S206では、バルブ126a,126bを開くとともに、MFC125a,125bで流量調整を行って、処理空間305内へのO2ガスの供給を開始する。O2ガスの供給流量は、例えば100sccm以上6000sccm以下である。このとき、バルブ136a,136bを開として、第三ガス供給部からN2ガスを供給する。第三ガス供給部から供給されるN2ガスは、O2ガスのキャリアガスまたは希釈ガスとして用いられる。
【0065】
さらに、第二処理ガス供給工程S206では、第一処理ガス供給工程S202の場合と同様に、ポンプ223等による排気を継続して、チャンバ100内が所望の圧力となるようにする。
【0066】
処理空間305に供給されるO2ガスは、熱によって分解される。処理空間305では、分解されたO2ガスが基板200上に供給される。これにより、基板200の表面には、シリコン含有層がO2ガスによって改質されることにより、シリコン元素および酸素元素を含有する層で構成される薄膜が形成されることになる。
【0067】
そして、本工程の開始から所定時間経過後、バルブ126a,126bを閉じて、O2ガスの供給を停止する
【0068】
(第二パージ工程:S208)
第二パージ工程S208を説明する。
第二処理ガス供給工程S206の終了後は、次いで、第二パージ工程S208を行う。第二パージ工程S208では、第一パージ工程S204と同様に、第一不活性ガス供給管131a,131bからN2ガスを供給し、処理空間305の雰囲気のパージを行う。
【0069】
そして、本工程の開始から所定時間経過後、バルブ136a,136bを閉じて、N2ガスの供給による雰囲気のパージを停止する。
【0070】
(判定工程:S210)
判定工程S210を説明する。
第二パージ工程S208が終了したら、コントローラ380は、順に行われる第一処理ガス供給工程S202、第一パージ工程S204、第二処理ガス供給工程S206、第二パージ工程S208を1サイクルとし、そのサイクルを所定回数(n cycle)実施したか否かを判定する。
【0071】
所定回数実施していないとき(S210でNoの場合)は、第一処理ガス供給工程S202、パージ工程S204、第二処理ガス供給工程S206、パージ工程S208のサイクルを繰り返す。所定回数実施したとき(S210でYesの場合)は、
図7に示した一連の処理を終了する。
【0072】
ところで、第一処理ガス供給工程S202から第二パージ工程S208の間、
図6に記載のように、APC222は開度が固定される。ここではその理由を説明する。
【0073】
本態様では、第一処理ガス供給工程S202から第二パージ工程S208を連続して行うが、スループットを考慮し、各工程は非常に短い期間で行われる。例えば第一処理ガス供給工程S202から第二パージ工程S208までは60秒未満であり、具体的には50秒程度である。
【0074】
これは、処理室301の容積が小さい故に実現できる時間である。例えば比較例として、処理室の容積が大きい縦型装置が存在する。縦型装置で第一処理ガス供給工程S202から第二パージ工程S208を行う場合、処理室にガスを満たす時間や処理室からガスを排出する時間は、容積が大きい故に、本態様よりも長くなる。例えば120秒程度の時間がかかる。
【0075】
本態様の処理室301は比較例である縦型装置よりも容積が小さいため、処理室301中に供給するガスの量を縦型装置よりも少なくできる。そのため、第一処理ガス供給工程S202、第二処理ガス供給工程S206では、縦型装置よりもすばやくガスを充填でき、更には第一パージ工程S204、第二パージ工程S208では、縦型装置よりもすばやく処理室301の雰囲気を排気することができる。
【0076】
さて、前述のように工程ごとにガスを入れ替えるため、それぞれの工程にて処理室301の圧力を調整する必要がある。圧力は、例えば第一圧力調整工程104のように、APCを用いて調整することが考えられる。しかしながらAPCの開度調整を短時間で行うことは技術的に難しい。そのため、APCを使用して工程ごとに圧力を調整すると、スループットが著しく低下してしまう。
【0077】
このような状況であることから、本態様の基板処理装置10においては、第一処理ガス供給工程S202から第二パージ工程S208の間はAPC222の開度を固定した状態とする。さらには、複数の基板を連続して処理する場合においても、スループット向上の観点から、APC222の開度を固定することが望ましい。すなわち、
図5におけるAの間はAPC222の開度を固定した状態とする。
【0078】
また、本態様の装置では、前述のようにAPC222の開度を固定しているため、排気管224、226の径を、非常に細い例えば20~30mmとした。このような構成とすると、排気管224、226の圧力を正確に検出することができるので、APC222の開度が固定された状態だとしても、ガス供給部と排気ポンプとの協働によって、正確な圧力調整が可能となる。
【0079】
(第二圧力調整工程:S108)
次に、第二圧力調整工程S108について説明する。
膜処理工程S106が終了したら、処理室301内の圧力を調整する。例えば、真空レベルの圧力から昇圧する。
【0080】
具体的には、第一ガス供給部、第二ガス供給部からの処理ガスの供給を停止した状態で、第三ガス供給部から各処理室301に不活性ガスを供給すると共に排気ポンプ223にて排気流量を調節して、処理室301内を昇圧する。第三ガス供給部から供給される不活性ガスは、各処理室301に対して同じ流量で供給される。
【0081】
(圧力上昇速度算出工程:S110)
次に、圧力上昇速度算出工程S110を説明する。
圧力上昇速度算出工程S110は、第二圧力調整工程S108と並行して行われる工程である。本工程では、排気管224、226で圧力を検出する。ここでは圧力検出を開始してから時間T1経過後に圧力検出を停止して、圧力上昇速度値を算出する。例えば、圧力検出を開始した時の圧力値と、時間T1後に検出した圧力値とで、圧力上昇速度値を算出する。時間T1はタイマ380eによってカウントされる。尚、本工程においては、前述した理由により、APC222の開度は固定された状態である。
【0082】
圧力検出部227a、227bは、各排気管224、226との接続部を不活性ガスが通過してから圧力の検出を開始する。計測時間はタイマ380eによってカウントされ、時間T1経過後、検出を停止する。
【0083】
時間T1は、圧力上昇速度値を検出できる程度の時間であって、目標圧力に到達する前に設定された時間である。次にその理由を説明する。
【0084】
圧力を検出する方法としては、T1よりも短い時間で一度だけ瞬間的に圧力を検出する、あるいはT1よりも後に検出する方法が考えられる。ところが、一度だけ瞬間的に圧力を検出する場合は、排気流れが不安定だと正確に圧力を検出することができない。
【0085】
また、時間T1よりも後に検出する場合として、例えば処理室100aと処理室100bが目標圧力に到達した場合を考える、。この場合、いずれの処理室も目標圧力に到達していることから、排気管224,排気管226においても圧力が同じとなる。したがって、圧力の上昇速度は排気管224,排気管226で同じとなるため、いずれかの配管で目詰まりが起きているかどうかがわからない。
【0086】
一方、本態様のように、目標圧力に到達する前に圧力の検出を終了すると、いずれかの排気管224,排気管226で目詰まりがあることがわかる。例えば、目詰まりが無い配管は、目詰まりのある配管に比べ、圧力上昇速度値が大きくなる。
【0087】
なお、圧力検出部227a、227bでのそれぞれの検出は、検出開始時間と検出終了時間とを同じとし、並行して検出することが望ましい。このようにすることで、各排気管224、226それぞれにおいて圧力上昇速度値を同じ排気条件で検出できる。そのため、後述する処理設定工程S112にて正確に比較することができる。
【0088】
なお本工程は、膜処理工程S106と基板入れ替え工程S118の間に行われることから、処理室への処理ガス供給が停止されてから前記基板が前記処理室から搬出されるまでの間に行われる。
【0089】
また本工程は、膜処理工程S106と基板搬送ポジション移動工程S114との間に行われることから、処理室への処理ガス供給が停止されてから前記基板が基板搬送ポジションに移動するまでの間に行われる。
【0090】
また本工程は、基板入れ替え工程S118の前に行われることから、処理室301から基板200が搬出される前に行われる。
【0091】
また本工程は、基板入れ替え工程S118の前に行われることから、圧力検出部227は、処理ガス供給部から処理室301に処理ガスが供給される前に圧力の検出を停止する。この際、それぞれの処理室排気管224,226に設けられた圧力検出部227a、227bの圧力検出を停止する。
【0092】
(処理設定工程:S112)
続いて、処理設定工程S112を説明する。第二圧力調整工程S108,圧力上昇速度算出工程S110が終了したら、処理設定工程S112に移行する。
【0093】
圧力上昇速度算出工程S110で算出された圧力上昇速度値は、圧力記録部392に記録される。圧力記録部392に記録された圧力上昇速度値は、比較データ記憶部393に記憶されている比較データと比較される。また、各圧力検出部で検出したデータが比較される。それに基づき後の基板処理装置10の動作が設定される。
【0094】
比較の種類としては、圧力検出部ごとに算出した圧力上昇速度値と比較データとの比較、各圧力検出部で算出した圧力上昇速度値の差分を比較する。
【0095】
また、
図4に例示されているように、圧力検出部ごとに算出した圧力上昇速度値と比較データとの比較においては例えば3つのレベルであるレベルa、レベルb、レベルcごとに動作が設定される。例えばレベルaは乖離が0~5%であり、レベルbは乖離が6~10%であり、レベルcは11%以上である。
【0096】
ここでは、圧力上昇速度値がレベルaの場合、問題無いと判断し、次の基板を処理するべく、設定を維持する。圧力上昇速度値がレベルbの場合、このまま処理を継続すれば排気管の目詰まりが基板処理に影響を及ぼす可能性があると判断し、報知部384でその旨報知する。この際、例えば次に処理する基板、もしくは次に処理するロット中の基板を、基板処理装置10に搬入しないようにしてもよい。また、ここでは、排気管のメンテナンス(例えばクリーニングや交換)を促すメッセージを報知しても良い。さらに圧力上昇速度値がレベルcの場合、これ以上基板処理を継続できないと判断し、処理を停止する。このように後の処理を設定することで、不良基板を出さないようにする。
【0097】
また、圧力検出部227aで検出したデータをもとに算出した排気管224の圧力上昇速度値と、圧力検出部227bで検出したデータをもとに算出した排気管226の圧力上昇速度値とを比較してもよい。この場合、各圧力上昇速度値の差分を算出する。差分は例えば4つのレベルであるレベルα、レベルβ、レベルγ、レベルδとし、ベルごとに動作が設定される。
【0098】
例えばレベルαは乖離が0~3%であり、レベルβは乖離が4~6%であり、レベルγは7~10%であり、レベルδは11%以上である。差分がレベルαの場合、問題無いと判断し、次の基板を処理するべく、処理を継続する。
【0099】
差分がレベルβの場合であって、両方の圧力検出部がレベルaとなった場合、目詰まりは無いが、排気管全体で所望の排気能力を満たしていない、との判断が可能である。その場合、次の基板200を搬入する前にAPC222を再調整する。再調整は、例えば第三圧力調整工程S122で行われる。
【0100】
差分がレベルγの場合、このまま処理を継続すれば排気管の目詰まりが基板処理に影響を及ぼす可能性があると判断し、報知部384でその旨報知する。この際、例えば次に処理する基板、もしくは次に処理するロット中の基板を、基板処理装置10に搬入しないようにしてもよい。また、ここでは、排気管のメンテナンス(例えばクリーニングや交換)を促すメッセージを報知しても良い。さらに差分がレベルδの場合、これ以上基板処理を継続できないと判断し、処理を停止する。このように後の処理を設定することで、不良基板を出さないようにする。
【0101】
本態様においては、次の基板200を搬入する前に判断可能であるので、不良基板の発生を少なくすることができる。
【0102】
(基板搬送ポジション移動工程S114)
基板搬送ポジション移動工程S114を説明する。
基板搬送ポジション移動工程S114では、チャンバ100内の基板載置台312を基板搬送ポジションまで下降させて、基板載置台312の表面から突出させたリフトピン307上に基板200を支持させる。これにより、基板200は、基板処理ポジションから基板搬送ポジションに移送される。
【0103】
(判定:S116)
続いて、判定S116を説明する。
判定S116では、基板200を所定枚数処理したかどうかを判定する。所定枚数処理したと判定されたら、図示しない基板搬出工程を経て、終了とする。所定枚数処理していないと判定されたら、基板入れ替え工程S118に移動する。
【0104】
(基板入れ替え工程:S118)
続いて、基板入れ替え工程S118を説明する。
判定S116で所定枚数処理していないと判定されたら、処理済みの基板200と次に処理する未処理の基板200とを入れ替える。入れ替えた基板200は、前述のようにリフトピン207上で待機させられる。
【0105】
(基板処理ポジション移動工程:S120)
続いて、基板処理ポジション移動工程S120を説明する。
リフトピン207上で待機された基板200は、基板処理ポジション移動工程S102と同様の方法で、基板処理ポジションに移動される。
【0106】
(第三圧力調整工程:S122)
続いて、第三圧力調整工程S122を説明する。
ここでは、APC222の開度を固定した状態で、第一圧力調整工程S104と同様に、処理室301内の圧力を調整する。圧力を調整した後、膜処理工程S106に移行し、入れ替えた基板200の膜処理を行う。
【0107】
なお、
図5に記載の点線領域αは、APC222の開度が固定された状態の工程を囲んだ領域である。このように、膜処理工程S106から第三圧力調整工程S122までの間、APC222の開度は固定される。
【0108】
(基板搬出工程)
基板搬出工程を説明する。
図5中においては、本工程の図示を省略している。基板200が基板搬送ポジションに移動されたら、ゲートバルブ149を開き、基板移載機(図示せず)を用いて基板200をチャンバ100の外へ搬出する。
【0109】
<第二実施形態>
次に、本開示の第二実施形態を、
図8を用いて説明する。
図8は、第二実施形態に係る基板処理方法のフローである。
第一実施形態との相違点は、圧力上昇速度算出工程S302が第三圧力調整工程S122と並行して行われ、処理設定工程が膜処理工程S106の前に行われる点である。その他の点は第一実施形態の場合と同様である。以下、相違点を中心に説明する。
【0110】
本実施形態においては、第三圧力調整工程S122と並行して圧力上昇速度算出工程S302を実施する。ここでは、第一の実施形態の圧力上昇速度算出工程S110と同様に、排気管224、226の圧力上昇速度値を算出する。
【0111】
具体的には、次のとおりである。
(圧力上昇速度算出工程:S302)
圧力上昇速度算出工程S302を説明する。
圧力上昇速度算出工程S302では、所定時間、排気管224、226の圧力を検出すると共に、圧力の圧力上昇速度値を算出する。尚、第一の実施形態と同様の理由により、APC222の開度は固定された状態である。
【0112】
まず、第一ガス供給部、第二ガス供給部からの処理ガスの供給を停止した状態で、第三ガス供給部から処理室301に不活性ガスを供給する。このとき、第一圧力調整工程S104に引き続き排気ポンプ223は稼働している。供給された不活性ガスは各処理室301と排気管224、226、共通ガス排気管225を通過し、各処理室内を不活性ガス雰囲気とする。
【0113】
圧力検出部227a、227bは、各排気管224、226との接続部を不活性ガスが通過しはじめたら計測を開始する。計測時間はタイマ380eによってカウントされ、所定時間経過後、計測を停止する。検出された圧力は、圧力記録部392に記録される。膜処理工程S106に移行する前に検出することで、より安定した状態で圧力を検出できる。
【0114】
算出部391は、タイマ380eのカウント開始時に計測した圧力値と、カウント開始から時間T2経過後に計測した圧力値と、時間T2とで、圧力上昇速度値を算出する。例えば、所定時間での圧力の上昇度を元に圧力上昇速度値を算出する。
【0115】
ここで、単に圧力を検出するのではなく、限られた時間T2の間に圧力を検出する理由を説明する。圧力を検出する方法としては、T2よりも短い時間で一度だけ瞬間的に圧力を検出する、あるいはT2よりも後に検出する方法が考えられる。ところが、一度だけ瞬間的に圧力を検出する場合は、排気流れが不安定だと正確に圧力を検出することができない。
【0116】
また、時間T2よりも後に検出する場合として、例えば処理室100aと処理室100bのいずれかで雰囲気を引ききる場合を考える。この場合、排気管224と排気管226とで排気する雰囲気が変わってしまうため、各配管で計測した圧力を比較することはできない。
【0117】
一方、本態様のように、いずれかの処理室が引ききる前に圧力の検出を終了すると、排気管224,排気管226は同じ雰囲気であるため、比較条件を同じにすることができる。そのため、後述する処理設定工程S304にて正確に比較することができる。
【0118】
なお本工程は、基板入れ替え工程S118と膜処理工程S106の間に行われることから、基板200が処理室301に搬入されてから、処理室301に処理ガスを供給開始するまでの間に行われるといえる。
【0119】
また本工程は、膜処理工程S106の前に行われることから、圧力検出部227は、処理ガス供給部から処理室301に処理ガスが供給される前に圧力の検出を停止する。この際、それぞれの処理室排気管224,226に設けられた圧力検出部227a、227bの圧力検出を停止する。
【0120】
(処理設定工程:S304)
続いて、処理設定工程S304を説明する。
算出された圧力上昇速度値は、圧力記録部392に記録される。圧力記録部392に記録された圧力上昇速度値は、比較データ記憶部393に記憶されている比較データと比較される。また、各圧力検出部で検出したデータが比較される。それらの比較結果に基づき基板処理装置10の動作が選択される。ここでは、第一の実施形態と同様に判断する。
【0121】
本態様においては、基板200を処理室に搬入した状態で判断可能であるので、より正確に排気管の圧力を検出することができる。したがって、目詰まりの状況を正確に把握でき、その結果不良基板を少なくすることができる。
【0122】
ここで、比較例として縦型装置について説明する。縦型装置は、本態様の装置に比べて1サイクルの時間が長く、更には一括で複数の基板を処理するため、APCを用いて処理時間が長くなったとしても、生産性を著しく下げることがない。したがって、縦型装置では、APCを固定することはない。
【0123】
また、縦型装置の場合、処理室の容積が大きいことから、処理室の雰囲気をすばやくパージするために、例えば排気管の径を100mm程度の大きさとしている。そのため、本態様と異なり排気管の圧力を正確に検出することが難しく、APCを用いて圧力を調整せざるを得ない。
【0124】
このような状況であることから縦型装置の構成では、本態様を実現することは困難である。
【0125】
<他の実施形態>
以上、本開示の第一実施形態、第二実施形態を説明したが、本開示は上述の各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。
【0126】
上述の各実施形態では、原料ガスと反応ガスを交互に供給して成膜する方法について記したが、原料ガスと反応ガスの気相反応量や副生成物の発生量が許容範囲内であれば、他の方法にも適用可能である。例えば、原料ガスと反応ガスの供給タイミングが重なるような方法である。
【0127】
また、上述の各実施形態では、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとして酸素含有ガスを用いて、シリコン酸化膜を形成する例を示したが、他のガスを用いた成膜にも適用可能である。例えば、酸素含有膜、窒素含有膜、炭素含有膜、ホウ素含有膜、金属含有膜とこれらの元素が複数含有した膜等が有る。なお、これらの膜としては、例えば、SiN膜、AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiN膜、TiC膜、TiAlC膜等が有る。これらの膜を成膜するために使われる原料ガスと反応ガスそれぞれのガス特性(吸着性、脱離性、蒸気圧など)を比較して、供給位置や処理室内の構造を適宜変更することにより、同様の効果を得ることができる。
【0128】
また、上述の各実施形態では、不活性ガスとしてN2ガスを例に説明したが、処理ガスと反応しないガスであれば、それに限るものではない。例えば、ヘリウム(He)ガス、ネオン(Ne)ガス、アルゴン(Ar)ガス等の希ガスを用いることができる。
【0129】
また、上述の各実施形態では、各部品の稼働を停止すると説明したが、これは部品全体の稼働が停止することに限らない。例えば、ガス供給の稼働を停止するとの説明は、処理室301にガスを供給しないことを意味するものである。
【0130】
また、上述の各実施形態では、圧力差について、同等、実施的に同じ等の表現を用いているが、それぞれの圧力値が全く同じ場合に限られないことは言うまでもない。例えば基板処理の品質を維持できる程度に実質等しい状態も当然に含む。
【0131】
また、上述の各実施形態では、二つの圧力検出部を用いる例について説明したが、それに限るものではなく、一つの圧力検出部を用いてもよい。この場合、共通ガス排気管225に設けても良い。このようにすることで、少ない部品点数であっても、排気管の閉塞状況を判断することができる。例えば、所定時間内に目標圧力に到達するか否かを判定し、もし目標圧力に到達しない場合は、処理室排気管のいずれか、もしくは共通ガス排気管225で閉塞を起こすと判断する。
【符号の説明】
【0132】
100・・・チャンバ
110・・・プロセスモジュール
200・・・基板
224、226・・・処理室排気管
227・・・圧力検出部
301・・・処理室
302・・・処理容器
305・・・処理空間