CN109950176B - 基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质，能够在适当的定时除去附着在排气装置的副产物，提高装置的运转率。基板处理装置具备：主控制部，其进行控制使得执行包含多个步骤的工艺方案，对基板实施预定的处理，取得执行工艺方案的过程中的装置数据；存储部，其存储所取得的装置数据，其中，主控制部取得构成工艺方案的各步骤中的预先确定的特定步骤中的装置数据，计算所取得的装置数据的平均值，将所计算出的平均值与在上次执行工艺方案时计算出的特定步骤中的装置数据的平均值进行比较，在计算出的平均值连续预先设定的次数地显示出预先定义的倾向的情况下，产生警报。

Description

基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质
技术领域
本发明涉及基板处理装置、半导体装置的制造方法以及记录介质。
背景技术
在现有的工艺中，排气配管的气传导率的影响变得相当大，在近年来的与大面积3D化器件相关的工艺中，排气的性能提高逐渐被重视。例如，在专利文献1中公开了以下的结构，即具备经由开口与处理室气密地连接设置的气密室(预真空(load lock)室)、直接安装于该预真空室的排气装置(泵)，通过泵对处理室的气氛进行排气。
但是，如果在排气装置内附着并堆积了副产物，则即使在生产中途，装置也有时会停止。因此，有时产品基板会不合格，或者必须中断生产处理来对排气装置进行解体清洗。
专利文献1：日本特开2006-190812号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够在适当的定时除去附着于排气装置的副产物，提高装置的运转率的技术。
根据本发明的一个形式，提供以下的技术，即基板处理装置具备：主控制部，其进行控制使得执行包含多个步骤的工艺方案，对基板实施预定的处理，取得执行上述工艺方案的过程中的装置数据；存储部，其存储所取得的装置数据，在该基板处理装置中，上述主控制部取得构成上述工艺方案的各步骤中的预先确定的特定步骤中的装置数据，计算所取得的装置数据的平均值，将所计算出的平均值与在上次执行工艺方案时计算出的上述特定步骤中的装置数据的平均值进行比较，在计算出的平均值连续预先设定的次数地显示出预先定义的倾向的情况下，产生警报。
根据本发明，能够在适当的定时除去附着于排气装置的副产物，提高装置的运转率。
附图说明
图1是表示适用于本发明的一个实施方式的基板处理装置的立体图。
图2是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置的处理炉的纵截面图。
图3是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置所使用的控制结构的框图。
图4是表示本发明的一个实施方式的工艺方案的执行过程中的辅助泵的电流值、转速、背压的图。
图5是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置所使用的工艺方案的执行过程中的控制流程的图。
图6是表示图5所示的工艺方案执行过程中的辅助泵的背压的图。
图7是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置的其他结构例子的图。
附图标记说明
100：基板处理装置；200：晶圆(基板)；217：晶舟(基板保持工具)；244：辅助泵。
具体实施方式
<本发明的一个实施方式>
以下，说明本发明的一个实施方式。
(1)基板处理装置的结构
参照图1和图2说明本发明的一个实施方式的基板处理装置100的结构。
如图1所示，基板处理装置100具备构成为耐压容器的壳体111。在壳体111的正面壁上开设有被设置成能够维护的开口部，在该开口部，作为对开口部进行开闭的进入机构而设置有一对正面维护门104。使用容纳了硅等的晶圆(基板)200的晶圆盒(基板容纳器)110作为向壳体111内外输送晶圆200的载体。
在壳体111的正面壁上开设有晶圆盒运入运出口，使得将壳体111内外连通。在晶圆盒运入运出口设置有预真空锁114。构成为将晶圆盒110承载在预真空锁114上，同时进行该晶圆盒110的对位。
在壳体111内的大致中央部分的上部设置有旋转式晶圆盒架105。构成为在旋转式晶圆盒架105上保管多个晶圆盒110。旋转式晶圆盒架105具备垂直竖立设置并在水平面内旋转的支柱、在上中下段的各位置放射状地被支柱支持的多个架板。
在壳体111内的预真空锁114和旋转式晶圆盒架105之间设置有晶圆盒运送装置118。晶圆盒运送装置118构成为通过能够在保持晶圆盒110的同时进行升降的晶圆盒升降机118a与晶圆盒运送机构118b的连续动作，而在预真空锁114、旋转式晶圆盒架105、晶圆盒开启机121之间相互运送晶圆盒110。
在壳体111的下部，从壳体111内的大致中央部分到后端设置有子壳体119。在子壳体119的正面壁上分别设置有将晶圆200运送到子壳体119内外的一对晶圆盒开启机121。
各晶圆盒开启机121具备承载晶圆盒110的承载台、装卸晶圆盒110的盖子的盖子装卸机构123。晶圆盒开启机121构成为通过盖子装卸机构123来装卸承载在承载台上的晶圆盒110的盖子，由此对晶圆盒110的晶圆出入口进行开闭。
在子壳体119内构成有从设置了晶圆盒运送装置118、旋转式晶圆盒架105等的空间流体性隔绝的转移室124。在转移室124的前侧区域设置有晶圆转移机构(基板转移机构)125。晶圆转移机构125由能够使晶圆200在水平方向转动或直线运动的晶圆转移装置(基板转移装置)125a、使晶圆转移装置125a升降的晶圆转移装置升降机125b构成。晶圆转移装置升降机125b被设置在子壳体119的转移室124的前方区域右端部和壳体111右侧的端部之间。晶圆转移装置125a具备作为晶圆200的保持部的镊子。构成为通过这些晶圆转移装置升降机125b和晶圆转移装置125a的连续动作，能够对作为基板保持工具的晶舟217装填(charging)和卸下(discharging)晶圆200。
如图1和图2所示，在子壳体119(转移室124)内设置有使晶舟217升降的晶舟升降机115。在容纳晶舟217使其等待的等待部126的上方设置有处理炉202。晶舟升降机115的升降台连接有臂。在臂上水平地安装有作为盖体的密封盖219。密封盖219构成为垂直地支持晶舟217，能够闭塞处理炉202的下端部。
如图1所示，在转移室124的晶圆转移装置升降机125b侧和作为与晶舟升降机115侧相反的一侧的左侧端部设置有清洗单元134。清洗单元134构成为提供作为净化了的气氛或惰性气体的清洗气体133。
从清洗单元134吹出的清洗气体133在流过晶圆转移装置125a、位于等待部126的晶舟217的周围后，被未图示的管子吸入而排气到壳体111的外部，或者循环到作为清洗单元134的吸入侧的初级侧(供给侧)，然后通过清洗单元134再次被吹出到转移室124内。
(2)处理炉的结构
如图2所示，处理炉202具备作为反应管的处理管203。处理管203具备作为内部反应管的内管204、设置在其外侧的作为外部反应管的外管205。内管204形成为上端和下端开口的圆筒形状。在内管204内的筒中空部形成有对晶圆200进行处理的处理室201。处理室201构成为能够容纳晶舟217。
在处理管203的外侧，以围住处理管203的侧壁面的方式设置有加热器206。加热器206构成为圆筒形状。加热器206通过被作为保持板的加热器基座251支持而垂直地安装。
在外管205的下方，以与外管205成为同心圆状的方式配设有作为炉口部的歧管209。另外，歧管209形成为上端和下端开口的圆筒形状。歧管209被设置成支持内管204的下端部和外管205的下端部，并分别与内管204的下端部和外管205的下端部结合。此外，在歧管209和外管205之间设置有作为密封构件的O形环220a。通过用加热器基座251支持歧管209，处理管203成为垂直安装的状态。由处理管203和歧管209形成反应容器。
在歧管209的下方，圆盘状地设置有能够对歧管209的下端开口进行气密闭塞的密封盖219。在密封盖219的上表面，设置有与歧管209的下端对接的作为密封构件的O形环220b。
在密封盖219的中心部附近，在与处理室201相反的一侧，设置有使晶舟217旋转的旋转机构254。旋转机构254的旋转轴255贯通密封盖219而从下方支持晶舟217。旋转机构254构成为通过使晶舟217旋转来使晶圆200旋转。
密封盖219构成为通过设置在处理管203的外部的晶舟升降机115在垂直方向上升降。构成为通过使密封盖219升降，能够将晶舟217向处理室201内外运送。
主要由旋转式晶圆盒架105、晶舟升降机115、晶圆盒运送装置118、晶圆转移机构125、晶舟217以及旋转机构254构成本实施方式的运送机构。这些旋转式晶圆盒架105、晶舟升降机115、晶圆盒运送装置118、晶圆转移机构125、晶舟217以及旋转机构254分别与运送控制器11电连接。
晶舟217构成为在水平姿势下且使中心相互对齐的状态下使多个晶圆200排列并保持为多段。晶舟217例如由石英、碳化硅等耐热性材料构成。在晶舟217的下部，在水平姿势下多段地配置有作为隔热构件的多个隔热板216。隔热板216形成为圆板形状，例如由石英、碳化硅等耐热材料构成。为了使来自加热器206的热难以传导到歧管209侧而设置隔热板216。
在处理管203内设置有作为温度检测器的温度传感器263。主要由加热器206和温度传感器263构成本实施方式的加热机构。这些加热器206和温度传感器263与温度控制器12电连接。
歧管209连接有喷嘴230a、喷嘴230b以及喷嘴230c，使得与处理室201内连通。喷嘴230a、喷嘴230b、喷嘴230c上分别连接有气体供给管232a、232b、232c。
在气体供给管232a、232b中，从气流的上游侧开始顺序地分别设置有未图示的气体供给源、阀门245a、245b、MFC241a、241b、阀门243a、243b。在气体供给管232a、232b的阀门243a、243b的下游侧，分别连接有气体供给管232c、232d。在气体供给管232c、232d中，从气流的上游侧开始顺序地分别设置有未图示的净化气体供给源、阀门245c、245d、MFC241c、241d、阀门243c、243d。
在气体供给管232e中，从气流的上游侧开始顺序地设置有未图示的清洗气体供给源、阀门245e、MFC241e、阀门243e。另外，在气体供给管232e的阀门245e的上游侧，连接有气体供给管232f。在气体供给管232f中，从气流的上游侧开始顺序地设置阀门245f、MFC241f、阀门243f，气体供给管232f的下游侧连接到作为排气管231的排气系统的排气单元310的作为第一排气装置的辅助泵244的上游侧、并且作为压力调整部的APC(自动压力控制器)阀门242的下游侧。
主要由气体供给源(未图示)、阀门245a、MFC241a、阀门243a、气体供给管232a以及喷嘴230a构成本实施方式的处理气体供给系统。主要由气体供给源(未图示)、阀门245b、MFC241b、阀门243b、气体供给管232b以及喷嘴230b构成本实施方式的反应气体供给系统。主要由净化气体供给源(未图示)、阀门245c、245d、MFC241c、241d、阀门243c、243d、气体供给管232c、232d以及喷嘴230a、230b构成本实施方式的净化气体供给系统。主要由清洗气体供给源(未图示)、阀门245e、MFC241e、阀门243e、气体供给管232e以及喷嘴230c构成本实施方式的清洗气体供给系统。主要由清洗气体供给源(未图示)、阀门245f、MFC241f、阀门243f以及气体供给管232f构成本实施方式的排气清洗气体供给系统。主要由处理气体供给系统、反应气体供给系统、净化气体供给系统、清洗气体供给系统和排气清洗气体供给系统构成本实施方式的气体供给系统。MFC241a～241f、阀门243a～243f以及阀门245a～245f与气体供给控制器14电连接。
另外，由处理气体供给系统、反应气体供给系统、净化气体供给系统、清洗气体供给系统以及排气清洗气体供给系统构成作为气体供给装置的气体供给单元300。
在歧管209上设置有对处理室201的气氛进行排气的排气管231。排气管231被配置在由内管204和外管205之间的间隙形成的筒状空间250的下端部。排气管231与筒状空间250连通。在排气管231中，从气流的上游侧开始顺序地设置有作为压力检测部的压力传感器245、APC阀门242、辅助泵244、压力传感器247以及作为第二排气装置的主泵(未图示)。辅助泵244用于提高排气速度等对主泵(未图示)的动作进行辅助。作为辅助泵244，例如可以使用增压泵等。压力传感器247测定辅助泵244的背压。
由排气管231、压力传感器245、APC阀门242、辅助泵244以及压力传感器247构成排气单元310。此外，作为排气单元310，也可以包含对排气气体进行无害化的主泵(未图示)。
另外，APC阀门242、压力传感器245与压力控制器13电连接。另外，压力传感器247、辅助泵244以及主泵(未图示)与排气控制器15电连接。
即，基板处理装置100如图2所示，是至少包括壳体111、气体供给单元300和排气单元310的结构。
如图2所示，作为控制部的控制器240分别与运送控制器11、温度控制器12、压力控制器13、气体供给控制器14、排气控制器15连接。
(2)控制器240的结构
参照图3说明控制器240的控制结构。
控制器240主要由CPU(中央处理单元)等主控制部25、存储器(RAM)、硬盘等存储部28、鼠标、键盘等输入部29、监视器等显示部31构成。另外，由主控制部25、存储部28、输入部29、显示部31构成能够设定各数据的操作部。
在存储部28中形成有存储装置数据等各种数据等的数据存储区域32、存储各种程序的程序存储区域33。
在数据存储区域32中存储与方案(recipe)文件关联的各种参数。另外，在数据存储区域32中累积存储表示执行工艺方案的过程中的排气单元310的状态的数据。具体地说，累积存储辅助泵244的电流值、转速、背压等。另外，存储预先确定的特定步骤中的辅助泵244的电流值、转速、背压的平均值。另外，在数据存储区域32中，对辅助泵244的电流值、转速、背压等每种装置数据，存储至少定义了表示排气单元310的异常的倾向、预定的设定值(次数)的监视参数。作为表示排气单元310的异常的倾向，示例预先确定的特定步骤中的辅助泵244的电流值的平均值的上升、转速的平均值的下降、背压的平均值的上升。
另外，在程序存储区域33中，存储有包含工艺方案(process recipe)、清洗(cleaning recipe)方案、排气清洗方案的控制装置所需要的各种程序。
在此，工艺方案包含多个步骤，是指定义了对晶圆200进行处理的处理条件、处理步骤等的方案。另外，清洗方案是指定义了对处理晶圆200的处理室201进行清洗的处理条件、处理步骤等的方案。另外，排气清洗方案是指将清洗气体直接供给到排气单元310的方案，即定义了对排气单元310进行清洗的处理条件、处理步骤等的方案。
另外，在方案文件中，对每个步骤设定了向运送控制器11、温度控制器12、压力控制器13、气体供给控制器14以及排气控制器15等发送的设定值(控制值)、发送定时等。
在显示部31设置有触摸屏。触摸屏构成为显示用于接受对上述基板运送系统、基板处理系统等的操作命令的输入的操作画面。此外，操作部也可以是如个人计算机、移动电话等操作终端(终端装置)那样至少包括显示部31和输入部29的结构。
主控制部25具有控制处理室201内的温度、压力、导入到该处理室201内的处理气体的流量等，使得对装载到处理室201内的晶圆200实施预定的处理的功能。
即，主控制部25执行存储在存储部28中的控制程序，依照来自输入部29的输入、或来自位于外部的主计算机等的上位控制器的指示，执行存储在存储部28中的方案(例如作为基板处理方案的工艺方案、清洗方案等)。另外，主控制部25在执行工艺方案的过程中监视装置数据。然后，在正在执行的工艺结束后，如果检测出排气单元310的异常，则执行存储在存储部28中的排气清洗方案。
在此，装置数据是指与对处理室201内的气氛进行排气的排气单元310关联的数据，具体地说，例如从由辅助泵244的电流值、转速、背压构成的组中适当地选择。另外，从由辅助泵244的电流值、转速、背压构成的组中选择多个装置数据。
另外，主控制部25检索存储部28，以预定间隔取得工艺方案的预先确定的特定步骤中的装置数据。然后，主控制部25计算所取得的装置数据的平均值。然后，主控制部25将计算出的平均值与上次执行工艺方案时计算出的特定步骤中的装置数据的平均值进行比较。然后，主控制部25进行控制，使得参照存储在存储部28中的监视参数，在计算出的平均值的变动连续预先设定的次数地示出预先定义的倾向的情况下产生警报，向主机装置通知消息。另外，主控制部25进行控制使得将消息显示到显示部31。另外，主控制部25进行控制使得产生警报，并且在正在执行的工艺方案结束后，执行排气清洗方案。
此外，可以在操作部中，对每个装置数据种类分别独立地设定监视参数的装置数据种类、显示出异常的倾向、设定值(次数)。
运送控制器11构成为分别控制构成运送基板的运送机构的旋转式晶圆盒架105、晶舟升降机115、晶圆盒运送装置118、晶圆转移机构125、晶舟217以及旋转机构254的运送动作。另外，在旋转式晶圆盒架105、晶舟升降机115、晶圆盒运送装置118、晶圆转移机构125、晶舟217以及旋转机构254中分别内置有传感器。运送控制器11构成为在这些传感器分别表示预定的值、异常值等时，向控制器240通知该信息。
温度控制器12构成为通过控制处理炉202的加热器206的温度来调节处理炉202内的温度，并且在温度传感器263表示预定的值、异常值等时，向控制器240通知该信息。
压力控制器13构成为根据由压力传感器245检测出的压力值控制APC阀门242使得处理室201内的压力在希望的定时成为希望的压力，并且在压力传感器245表示预定的值、异常值等时，向控制器240通知该信息。
气体供给控制器14构成为控制MFC241a～MFC241f使得供给到处理室201内的气体的流量在希望的定时成为希望的流量。气体供给控制器14构成为在MFC241a～241f等具备的传感器(未图示)表示预定的值、异常值等时，向控制器240通知该消息。另外，气体供给控制器14构成为控制阀门243a～243f、阀门245a～245f的开闭。
排气控制器15构成为控制辅助泵244、主泵(未图示)，并进行控制使得将处理室201内的气氛排出到处理室201外。另外，排气控制器15构成为监视辅助泵244的电流值、转速、由压力传感器247检测到的辅助泵244的背压，并向控制器240发送其变动。
(4)基板处理装置的动作
接着，参照图1～图3说明构成基板处理装置100的各部的动作。此外，通过控制器240控制构成基板处理装置100的各部的动作。
如图1所示，如果通过工序内运送装置(未图示)将晶圆盒110供给到预真空锁114，则通过基板检测传感器140检测到晶圆盒110，通过前挡板打开晶圆盒运入运出口。然后，通过晶圆盒运送装置118将预真空锁114上的晶圆盒110从晶圆盒运入运出口运入壳体111内部。
被运入壳体111内部的晶圆盒110通过晶圆盒运送装置118被自动地运送到旋转式晶圆盒架105的架板上并暂时保管。然后，晶圆盒110从架板上转移到一个晶圆盒开启机121的承载台上。此外，被运入壳体111内部的晶圆盒110也可以通过晶圆盒运送装置118直接转移到晶圆盒开启机121的承载台上。
承载在承载台上的晶圆盒110通过盖子装卸机构123卸下其盖子，打开晶圆出入口。然后，晶圆200被晶圆转移装置125a的镊子通过晶圆出入口从晶圆盒110内拣出，用未图示的凹口对准装置对齐了方位后，运送到位于转移室124的后方的等待部126内，装填(charging)到晶舟217内。将晶圆200装填到晶舟217后的晶圆转移装置125a返回到承载了晶圆盒110的承载台，从晶圆盒110内取出下一个晶圆200，装填到晶舟217内。
在该一方(上段或下段)晶圆盒开启机121中的晶圆转移机构125进行的将晶圆200装填到晶舟217的操作中，在另一方(下段或上段)晶圆盒开启机121的承载台上，通过晶圆盒运送装置118将另一个晶圆盒110从旋转式晶圆盒架105上运送并转移到承载台，同时通过晶圆盒开启机121进行晶圆盒110的打开操作。
如果将预先指定的个数的晶圆200装填到晶舟217内(晶圆装填)，则执行后述的基板处理工序。然后，如果成膜处理结束，则从晶舟217取出处理后的晶圆200，存放到晶圆盒110内(晶圆卸下)。
在晶圆卸下后，除了凹口对准装置的对齐工序以外，按照与上述步骤大致相反的步骤，将存放了处理后的晶圆200的晶圆盒110运出到壳体111外。
(5)基板处理工序
接着，详细说明基板处理工序。在实施基板处理工序的情况下，主控制部25执行存储在存储部28的程序存储区域33中的工艺方案。
在此，说明通过交替地向晶圆200供给第一处理气体(原料气体)和第二处理气体(反应气体)来在晶圆200上形成膜的例子。
以下，说明使用六氯乙硅烷(Si2Cl6，简称：HCDS)气作为原料气体，使用氨(NH3)气作为反应气体，在晶圆200上形成氮化硅膜(Si3N4膜，以下也称为SiN膜)的例子。此外，在以下的说明中，通过控制器240控制构成基板处理装置100的各部的动作。
在本实施方式的基板处理工序中，以预定次数(一次以上)进行非同时地进行向处理室201内的晶圆200供给HCDS气体的工序、从处理室201内除去HCDS气体(残留气体)的工序、向处理室201内的晶圆200供给NH3气体的工序、从处理室201内除去NH3气体(残留气体)的工序的循环，由此在晶圆200上形成SiN膜。
另外，在本说明书中，在使用了“基板”这样的词语的情况下，也与使用了“晶圆”这样的词语的情况同义。
(晶舟装载工序)
如果将多个晶圆200装填(晶圆装填)到晶舟217，则晶舟217通过晶舟升降机115运入(晶舟装载)处理室201内。这时，密封盖219成为隔着O形环220b气密地闭塞(密封)歧管209的下端的状态。
(准备工序)
通过辅助泵244和主泵(未图示)进行真空排气(减压排气)，使得处理室201内即存在晶圆200的空间从大气压成为预定的压力(真空度)。这时，通过压力传感器245测定处理室201内的压力，根据该测定出的压力信息，对APC阀门242进行反馈控制。另外，通过压力传感器247测定辅助泵244的背压。在至少针对晶圆200的处理结束为止的期间，辅助泵244和主泵(未图示)维持始终工作的状态。
另外，通过加热器206进行加热，使得处理室201内的晶圆200成为预定的温度。这时，根据温度传感器263检测出的温度信息，对向加热器206的通电程度进行反馈控制，使得处理室201成为预定的温度分布。在至少针对晶圆200的处理结束为止的期间，持续地通过加热器206对处理室201内进行加热。
另外，开始通过旋转机构254使晶舟217和晶圆200旋转。通过旋转机构254，晶舟217旋转，由此晶圆200旋转。在至少到对晶圆200的处理结束为止的期间，持续通过旋转机构254使晶舟217和晶圆200旋转。
(净化工序)
然后，打开阀门245c、243c、245d、243d，从气体供给管230a、230b向处理室201内供给N2气体，从排气单元310排气。N2气体作为净化气体而作用。由此，对处理室201内进行净化。
(成膜工序)
如果处理室201内的温度稳定到预先设定的处理温度，则顺序地执行接着的2个步骤、即步骤1～2。
[步骤1]
在该步骤中，向处理室201内的晶圆200供给HCDS气体。
打开阀门245a、243a，向气体供给管232a内流入HCDS气体。通过MFC241a对HCDS气体进行流量调整，经由喷嘴230a向处理室201内供给，从排气单元310排气。这时，向晶圆200供给HCDS气体。这时，同时打开阀门245c、243c，向气体供给管232c内流入N2气体。通过MFC241c对N2气体进行流量调整，与HCDS气体一起向处理室201内供给，从排气管231排气。通过向晶圆200供给HCDS气体，在晶圆200的最表面上形成例如数原子层的厚度的硅(Si)含有层作为第一层。
在形成了第一层后，关闭阀门245a、243a，停止供给HCDS气体。这时，APC阀门242保持打开，通过辅助泵244、主泵(未图示)对处理室201内进行真空排气，从处理室201内排出残留在处理室201内的未反应或对第一层的形成产生作用后的HCDS气体。这时，保持打开阀门245c、243c，维持N2气体向处理室201内的供给。N2气体作为净化气体而起作用，由此，能够提高从处理室201内排出残留在处理室201内的气体的效果。
[步骤2]
在步骤1结束后，向处理室201内的晶圆200、即形成在晶圆200上的第一层供给NH3气体。NH3气体由于热而被活化，向晶圆200供给。
在该步骤中，按照与步骤1中的阀门245a、243a、245c、243c的开闭控制同样的步骤，进行阀门245b、243b、245d、243d的开闭控制。通过MFC241b对NH3气体进行流量调整，经由喷嘴230b向处理室201内供给，从排气管231排气。这时，向晶圆200供给NH3气体。向晶圆200供给的NH3气体与在步骤1中形成在晶圆200上的第一层、即Si含有层的至少一部分反应。由此，第一层以非等离子体因热而氮化，变化(改性)为氮化硅层(SiN层)。
在形成第二层后，关闭阀门245b、243b，停止NH3气体的供给。然后，通过与步骤1同样的处理步骤，从处理室201内排出残留在处理室201内的未反应或对第二层的形成起作用后的NH3气体、反应副产物。这时，也可以与步骤1同样地，不完全排出残留在处理室201内的气体等。
(实施预定次数)
通过以预定次数(n次)进行非同时地即不同步地进行上述2个步骤的循环，能够在晶圆200上形成预定膜厚的SiN膜。此外，进行一次上述循环时形成的第二层(SiN层)的厚度比预定膜厚小，理想的是到通过层叠第二层(SiN层)而形成的SiN膜的膜厚成为预定膜厚为止，重复多次上述循环。
(净化工序)
在成膜处理完成后，打开阀门245c、243c、245d、243d，从气体供给管230a、230b向处理室201内供给N2气体，从排气管231排气。N2气体作为净化气体而起作用。由此，对处理室201内进行净化，从处理室201内除去(净化)残留在处理室201内的气体、反应副产物。然后，将处理室201内的气氛置换为惰性气体(惰性气体置换)，处理室201内的压力恢复为常压(大气压恢复)。
(晶舟卸载和晶圆卸下)
通过晶舟升降机115使密封盖219下降，处理管203的下端开口。然后，处理后的晶圆200在被晶舟217支持的状态下从处理管203的下端运出到处理管203的外部(晶舟卸载)。通过晶舟217取出处理后的晶圆200(晶圆卸下)。
(6)清洗工序
在除去附着在处理室201内的副产物的情况下实施清洗工序。在实施清洗工序的情况下，主控制部25执行存储在存储部28的程序存储区域33中的清洗方案。
说明在本实施方式的清洗工序中，使用氟化氢(HF)作为清洗气体，对处理室201内进行清洗的方法。
具体来说，在将空的晶舟217运入处理室201内的状态、或不将晶舟217运入处理室201内的状态下，通过炉口挡板闭塞处理炉202的下端部。然后，通过APC阀门242进行真空排气使得处理室201内成为预定的清洗压力，并且通过加热器206进行加热使得处理室201内成为预定的清洗温度。
然后，在处理室201内维持为预定的清洗温度、预定的清洗压力的状态下，开始向处理室201内供给HF气体。
具体地说，在关闭阀门243a～243d、245a～245d并停止向处理室201内供给处理气体、反应气体、惰性气体的状态下，打开阀门243e、245e，向气体供给管232e流入HF气体。另外，通过MFC241e对HF气体进行流量调整，经由喷嘴230c向处理室201内供给，从排气单元310排气。这时，向处理室201内供给HF气体。另外，这时，阀门245f、243f被关闭。此外，这时也可以同时打开阀门245c、243c、245d、243d，向气体供给管232a、232b内流入N2气体。通过MFC241c、241d对N2气体进行流量调整，与HF气体一起向处理室201内供给，从排气管231排气。
即，向处理室201内供给的HF气体在处理室201内上升，从内管204的上端开口流出到筒状空间250内，在筒状空间250内向下流后，从排气单元310排气。HF气体在通过处理室201内后，与附着在处理室201内的副产物接触，进行腐蚀而除去。如果经过了预先设定的处理时间，副产物的除去完成，则关闭阀门245e、243e，停止向处理室201内供给HF气体。
(7)排气清洗工序
在除去附着在排气管231、辅助泵244、主泵等排气单元310内的副产物的情况下，实施排气清洗工序。如果重复进行上述成膜处理，则在排气单元310内附着SiN膜等副产物。如果副产物附着在排气单元310内并堆积，则排气管231闭塞或辅助泵244、主泵堵塞。在该情况下，必须停止装置进行维护，生产处理会中断。另外，即使为了维护装置而设定阈值，阈值的设定也是困难的。
在本实施方式中，主控制部25进行控制使得在执行工艺方案的过程中取得表示排气单元310的状态的装置数据，如果检测到排气管231的闭塞、辅助泵244、主泵等泵的堵塞的征兆，则在正在执行的工艺方案结束后，进行排气单元310内的清洗。具体地说，例如如图4所示，在执行工艺方案的过程中，取得辅助泵244的电流值、转速、背压等装置数据。然后，如果检测到排气管231的闭塞、泵的堵塞的征兆，则在由于排气管231的闭塞、泵的堵塞而装置停止之前，正在执行的工艺方案结束之后，实施排气单元310的清洗即排气清洗工序。
在实施排气清洗工序的情况下，主控制部25执行存储在存储部28的程序存储区域33中的排气清洗方案。
具体地说，在关闭阀门243a～243e、245a～245e，停止向处理室201内供给处理气体、反应气体、惰性气体以及清洗气体的状态下，打开阀门245f、243f，向气体供给管232f流入作为清洗气体的HF气体。通过MFC241f对HF气体进行流量调整，绕过处理室201而从排气单元301排气。
即，HF气体经由气体供给管232f，经由排气管231、压力传感器245、APC阀门242、辅助泵244、压力传感器247以及主泵被排气到壳体111外。即，HF气体在通过排气单元310内时，与附着在排气单元310内的副产物接触，进行腐蚀而除去。如果经过了预先设定的处理时间，副产物的除去完成，则关闭阀门245f、243f，停止向排气单元310内供给HF气体。
即，主控制部25能够根据辅助泵244的电流值、转速以及背压等装置数据，在排气管231闭塞之前、或由于辅助泵244、主泵等泵的堵塞而泵转子停止之前，检测到因附着在排气单元310的副产物造成的堵塞。进而，主控制部25能够产生警报来向用户通知排气管231的闭塞、因泵的堵塞造成的泵转子停止的预兆，或显示到显示部31，或向主机装置通知。同时，主控制部25能够预约排气清洗方案的执行，如果正在执行的工艺方案结束，则自动地执行排气清洗方案。
接着，根据图5和图6说明控制器240的排气清洗方案的执行动作。图5是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置所使用的工艺方案的执行过程中的控制流程的图。
图6是监视执行工艺方案的过程中的辅助泵244的背压的图的一个例子。如图6所示，在执行工艺方案的过程中，在从大气压开始抽真空的准备工序中，辅助泵244的背压急剧上升，对辅助泵244施加负荷。以下，说明将该准备工序作为特定步骤的例子。另外，以以下的情况为例进行说明，即设定成作为监视参数，在准备工序中的辅助泵244的电流值连续5次处于上升倾向的情况、转速连续3次处于下降倾向的情况、辅助泵244的背压连续5次处于上升倾向的情况的至少任意一个的情况下，判定为排气单元310异常。另外，作为监视参数，也可以监视特定步骤的装置数据的最大值。例如，可以进行控制使得如果最大值是异常值，则产生警报而不进行连续批处理。
主控制部25从工艺方案开始时起，取得执行工艺方案的过程中的装置数据(步骤S10)。具体地说，至少以预定间隔取得表示执行工艺方案的过程中的辅助泵244的电流值、转速、背压的数据作为装置数据。
然后，判定正在执行的方案是否是预先确定的特定步骤(步骤S11)。具体地说，判定是否是准备工序(慢泵(Slow Pump)工序)。
在判定为不是特定步骤的情况下(在步骤S11中“否”)，返回到步骤S10的处理，在判定为是特定步骤的情况下(在步骤S11中“是”)，将在特定步骤中以预定间隔取得的装置数据相加(步骤S12)。
然后，判定特定步骤是否结束(步骤S13)。在判定为特定步骤没有结束的情况下(在步骤S13中“否”)，返回到步骤S11的处理。
在判定为特定步骤结束了的情况下(在步骤S13中“是”)，主控制部25计算相加后的装置数据的平均值，存储到存储部28中(步骤S14)。具体地说，例如以1秒周期取得准备工序中的辅助泵244的电流值、转速和背压并分别相加。然后，通过将相加后的数据的累计值除以相加次数来分别计算出平均值，存储到存储部28中。
然后，对本次相加而计算出的数据的平均值和在执行上次的工艺方案时相加而计算出的数据的平均值进行比较(步骤S15)。具体地说，分别对本次的准备工序中的辅助泵244的电流值、转速以及背压的平均值和上次执行的工艺方案的准备工序中的辅助泵244的电流值、转速以及背压的平均值进行比较。
然后，确认存储在存储部28中的监视参数，在判定为本次的平均值相对于上次的平均值没有上升(或下降)的情况下(在步骤S15中“否”)，对计数器进行清零(步骤S20)，结束处理。具体地说，判定准备工序中的辅助泵244的电流值的平均值相对于上次的工艺方案的准备工序中的辅助泵244的电流值的平均值是否上升，在判定为没有上升的情况下，对计数器进行清零。另外，判定转速的平均值相对于上次的工艺方案的准备工序中的辅助泵244的转速的平均值是否下降，在判定为没有下降的情况下，对计数器进行清零。另外，判定辅助泵244的背压的平均值相对于上次的工艺方案的准备工序中的辅助泵244的背压的平均值是否上升，在判定为没有上升的情况下，对计数器进行清零。
然后，在判定为本次的平均值相对于上次的平均值上升(下降)了的情况下(在步骤S15中“是”)，开始计数(计数器递增)(步骤S16)。然后，判定是否连续预先设定的次数地上升(或下降)(步骤S17)。
在判定为没有连续预先设定的次数地上升(下降)的情况下(在步骤S17中“否”)，结束处理，在判定为连续预先设定的次数地上升(下降)的情况下(在步骤S17中“是”)，产生警报，或在显示部31显示警报消息，或向外部的计算机(例如主机装置)通知警报消息(步骤S18)。
具体地说，在判定为准备工序中的辅助泵244的背压的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的辅助泵244的背压的平均值上升了的情况下，开始计数，在辅助泵244的背压连续作为监视参数的设定值的预定次数、例如5次处于上升倾向的情况下，产生警报。并不限于该次数，只要能够掌握监视参数的倾向即可，例如也可以3次、7次。
另外，在判定为准备工序中的辅助泵244的电流值的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的辅助泵244的电流值的平均值上升了的情况下，开始计数，在辅助泵244的电流值连续作为监视参数的设定值的预定次数、例如5次处于上升倾向的情况下，判定为排气单元310异常。例如，在准备工序中的辅助泵244的电流值的平均值在第47批中为14.421A，在第48批中为14.528A，在第49批中为14.596A，在第50批中为14.660A，在第51批中为15.063A，连续5次上升了的情况下(转速为6.879krpm，背压为1.000kPa)，产生警报。
另外，在判定为准备工序中的辅助泵244的转速的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的辅助泵244的转速的平均值下降了的情况下，开始计数，在辅助泵244的转速连续作为监视参数的设定值的预定次数、例如3次处于下降倾向的情况下，产生警报。
即，在准备工序中的辅助泵的电流值、转速以及背压的平均值中的至少任意一个与上次的准备工序中的辅助泵的电流值、转速以及背压的平均值相比，连续预先设定的次数地上升或下降了的情况下，产生警报。
此外，在本实施方式中，说明在辅助泵244的电流值、转速以及背压的平均值中的至少任意一个相对于上次的平均值连续预先设定的次数地上升或下降了的情况下产生警报的例子，但并不限于此，也可以在辅助泵244的电流值、转速以及背压的全部的平均值相对于上次的平均值连续预先设定的次数地上升或下降了的情况下，产生警报，还可以在辅助泵244的电流值、转速以及背压的平均值中的任意2个相对于上次的平均值连续预先设定的次数地上升或下降了的情况下，产生警报。由此，特别能够获得排气装置中的装置数据的倾向，能够检测装置数据的异常的预兆。
然后，在正在执行的工艺方案结束后，进行登记使得执行排气清洗方案(步骤S19)。即，预约在正在执行的工艺方案结束后，执行排气清洗方案。然后，对计数器进行清零(步骤S20)，结束处理。具体地说，例如即使在没有实施工艺方案的上述成膜工序中的预定次数的成膜处理的情况下，在正在执行的步骤1结束后，也执行排气清洗方案，如果排气清洗方案结束，则解除警报，接着执行预约的工艺方案。由此，特别能够获得排气装置中的装置数据的倾向，通过以适当的定时除去附着在排气装置上的副产物，能够避免由于排气管的闭塞、泵的堵塞造成的泵转子停止，能够提高装置运转率。
(8)本实施方式的效果
根据本实施方式，得到以下所示的1个或多个效果。
(a)通过高效地获得与排气装置有关的监视对象的参数的倾向，例如能够在适当的定时除去附着在排气装置的副产物，能够提高装置的运转率。
(b)能够获得与排气装置有关的监视参数的倾向，因此能够在发生异常之前可靠地进行维护，能够提高装置的运转率。
(c)通过获得与排气装置有关的监视参数的倾向，例如能够在排气管闭塞之前、泵堵塞而泵转子停止之前，检测到因附着在排气装置内的副产物造成的堵塞。
(d)能够获得监视对象的排气装置的异常的预兆，能够产生警报、或在显示部31显示消息、或向主机装置通知消息来向用户通知因排气管的闭塞、泵的堵塞造成的泵转子停止的预兆。另外，与此同时，能够预约排气清洗方案的执行，如果正在执行的工艺方案结束，则自动地执行排气清洗方案。由此，能够在由于排气管的闭塞、泵的堵塞而泵转子停止之前，可靠地进行排气装置内的副产物的除去。
(e)在排气清洗方案中，使清洗气体绕过处理室而进行排气装置内的副产物的除去，因此在排气清洗方案结束后，不需要执行在重新开始工艺方案之前进行的预涂等预处理方案。
(f)将构成工艺方案的各步骤中的预先确定的特定步骤中的装置数据的平均值与上次执行工艺方案时计算出的特定步骤中的装置数据的平均值进行比较，预示因排气管的闭塞、泵的堵塞造成的泵转子停止，因此可以不设定阈值。
(9)其他结构例子
图7是表示其他结构例子的图。在本结构例子中，由排气管231、辅助泵244、主泵246以及除害装置248构成排气单元310。
基板处理装置100a将壳体111a设置在3层，在一层从气流的上游侧开始顺序地设置辅助泵244a、主泵246a和除害装置248a，通过排气管231a将3层的壳体111a和1层的辅助泵244a连接起来。
基板处理装置100b从气流的上游侧开始顺序地将壳体111b、辅助泵244b、主泵246b设置在3层，在1层设置除害装置248b，通过排气管231b将3层的主泵246b和1层的除害装置248b连接起来。
基板处理装置100c将壳体111c、辅助泵244c设置在3层，在1层从气流的上游侧开始顺序地设置主泵246c和除害装置248c，通过排气管231c将3层的辅助泵244c和1层的主泵246c连接起来。
即，除了将基板处理装置100和排气单元310设置在同一层的情况以外，即使如基板处理装置100a～100c那样构成为将基板处理装置100和排气单元310的至少一部分设置在不同层，也能够适合地应用本发明，能够在适当的定时除去附着在排气单元310的副产物，提高装置的运转率。
以上具体地说明了本发明的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式和实施例，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
另外，在上述实施方式中，说明了在晶圆200上成膜的例子。但是，本发明并不限于这样的形式。例如，在对形成在晶圆200上的膜等进行氧化处理、扩散处理、退火处理、蚀刻处理等处理的情况下，也能够适合地应用。
另外，在上述实施方式中，说明了使用一次处理多个基板的批处理式的纵型装置的处理装置进行成膜的例子，但本发明并不限于此。另外，在上述实施方式中，说明了使用具有热壁型的处理炉的基板处理装置形成薄膜的例子，但本发明并不限于此，在使用具有冷壁型的处理炉的基板处理装置形成薄膜的情况下，也能够适合地应用。
另外，并不限于本实施例的基板处理装置那样的处理半导体晶圆的半导体制造装置等，也能够应用于处理玻璃基板的LCD(液晶显示器)制造装置。

Claims (11)

1.一种基板处理装置，包含：主控制部，其进行控制使得执行包含多个步骤的工艺方案，对基板实施预定的处理并取得上述工艺方案的执行过程中的装置数据，其特征在于，
上述主控制部取得构成上述工艺方案的各步骤中的预先确定的特定步骤中的装置数据，装置数据包括排气装置的电流值、转速、背压；
计算所取得的每个装置数据的平均值，
将所计算出的平均值与在上次执行工艺方案时计算出的在上述特定步骤中取得的每个装置数据的平均值进行比较，
在确定符合以下至少一种情况时，产生警报：
所计算出的排气装置的电流值的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的电流值的平均值上升了，并且连续预先设定的次数地上升；
所计算出的排气装置的背压的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的背压的平均值上升了，并且连续预先设定的次数地上升；以及
所计算出的排气装置的转速的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的转速的平均值下降了，并且连续预先设定的次数地下降。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
存储部存储绕过处理基板的处理室而直接向排气配管供给清洗气体的清洗方案，
上述主控制部在产生上述警报的同时执行上述清洗方案。
3.根据权利要求2所述的基板处理装置，其特征在于，
上述主控制部在上述工艺方案结束后执行上述清洗方案。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述工艺方案至少包含晶舟搭载工序、准备工序、成膜工序、净化工序和晶舟卸载工序，
上述特定步骤选自成膜工序之前的晶舟搭载工序以及准备工序。
5.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述特定步骤是从大气压开始抽真空的工序。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述主控制部取得上述特定步骤中的上述装置数据的最大值。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述基板处理装置还具备显示部，
上述主控制部使上述显示部显示上述警报的内容。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述预先设定的次数被设定为3次以上、7次以下。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
上述主控制部，在上述至少一个的情况的预先定义的倾向在各个上述装置数据中发生变化时，产生警报。
10.一种半导体装置的制造方法，使得执行包含多个步骤的工艺方案，对基板实施预定的处理，其特征在于，
上述半导体装置的制造方法具有以下工序：
取得构成上述工艺方案的各步骤中的预先确定的特定步骤中的、包括排气装置的电流值、转速、背压的装置数据，计算所取得的各个装置数据的平均值，并将计算出的平均值与上次执行工艺方案时在上述特定步骤中取得的各个装置数据的平均值进行比较，在确定符合以下至少一种情况时，产生警报的工序：
所计算出的排气装置的电流值的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的电流值的平均值上升了，并且连续预先设定的次数地上升；
所计算出的排气装置的背压的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的背压的平均值上升了，并且连续预先设定的次数地上升；以及
所计算出的排气装置的转速的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的转速的平均值下降了，并且连续预先设定的次数地下降。
11.一种计算机可读取的记录介质，记录有使基板处理装置执行的程序，该基板处理装置具备：主控制部，其进行控制使得执行包含多个步骤的工艺方案，对基板实施预定的处理并取得上述工艺方案的执行过程中的装置数据，其特征在于，
上述程序通过计算机使上述基板处理装置执行以下步骤：
取得构成上述工艺方案的各步骤中的预先确定的特定步骤中的、包括排气装置的电流值、转速、背压的装置数据，计算所取得的各个装置数据的平均值，并将计算出的平均值与上次执行工艺方案时上述特定步骤中的装置数据的平均值进行比较，在确定符合以下至少一种情况时，产生警报的步骤：
所计算出的排气装置的电流值的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的电流值的平均值上升了，并且连续预先设定的次数地上升；
所计算出的排气装置的背压的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的背压的平均值上升了，并且连续预先设定的次数地上升；以及
所计算出的排气装置的转速的平均值相对于上次执行工艺方案时取得的排气装置的转速的平均值下降了，并且连续预先设定的次数地下降。
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