CN110323154B - 基板处理装置、控制系统及半导体器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供基板处理装置、控制系统及半导体器件的制造方法，提供获取压力控制阀的准确的关闭时间的结构。根据本发明的一个方式提供一种结构，具备：控制器，其通过执行向处理室至少供给原料气体而在基板上成膜的工艺配方来对基板进行处理；和压力控制器，其基于在该配方的执行过程中由检测炉内压力的压力传感器检测到的压力值来控制压力控制阀的开度，将处理室维持在规定压力，其中，该压力控制器具有积蓄从压力传感器及压力控制阀获取的数据的存储区域，计测工艺配方的执行过程中的直到压力控制阀全闭为止的阀全闭时间并将其保持到存储区域，该控制器获取保持于存储区域的阀全闭时间，并确认所获取的阀全闭时间是否在阈值范围内。

Description

基板处理装置、控制系统及半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及基板处理装置、控制系统及半导体器件的制造方法。
背景技术
以往，对于压力控制阀的异常状态的确认方法，存在对压力控制时的压力监控的跟随进行确认的压力偏差检查、或阀开度控制时的阀开度的偏差检查。
目前的状况是，在通过对使压力控制阀在短时间内开闭来进行压力控制的膜类型、例如专利文献1记载的半导体晶片等基板交替地供给第一处理气体(原料气体)和第二处理气体(反应气体)而在基板上形成膜的工艺(process)中，由于未将压力值控制为目标，所以无法应用上述基于压力偏差的异常检查。另外，虽然通过阀开度的偏差检查能够进行异常检测，但即使检测异常也不知道压力控制阀从打开(open)状态到关闭(close)状态所花费的准确时间。
另外，在想要通过目前的通信线路由工艺控制模块识别压力控制阀的关闭时间的情况下，如图6所示的比较例那样存在因通信线路造成的延迟时间，与实际的压力控制阀的关闭时间之间会产生时间差，从而无法获取准确的关闭时间。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特愿2014-506299号公报
发明内容
本发明鉴于上述情况而提供一种获取压力控制阀的准确的关闭时间的结构。
根据本发明的一个方式提供一种结构，具备：控制器，其通过执行向处理室至少供给原料气体而在基板上成膜的工艺配方来对基板进行处理；和压力控制器，其基于在该配方的执行过程中由检测炉内压力的压力传感器检测到的压力值来控制压力控制阀的开度而将处理室维持在规定压力，其中，该压力控制器具有积蓄从压力传感器及压力控制阀获取的数据的存储区域，计测工艺配方的执行过程中的直到压力控制阀全闭为止的阀全闭时间并将其保持到存储区域，该控制器获取保持于存储区域的阀全闭时间，并确认所获取的阀全闭时间是否在阈值范围内。
发明效果
根据本发明，能够获取直到压力控制阀封闭为止的准确时间。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置的结构例的立体透视图。
图2是表示本发明的一个实施方式的基板处理装置使用的处理炉的结构例的纵剖视图。
图3是表示本发明的基板处理装置中的装置控制器的结构的图。
图4是表示本发明的基板处理装置中的主控制器的结构的框图。
图5是表示本发明的一个实施方式的通信系统结构的图。
图6是表示本发明的比较例的通信系统结构的图。
图7是表示本发明的装置控制器中的通信系统结构的图。
图8是表示本发明的一个实施方式的工艺配方(process recipe)与阀全闭时间的关系的图。
附图标记说明
10 基板处理装置
14 晶片
具体实施方式
(1)基板处理装置的概要
本实施方式中说明的基板处理装置用于半导体器件的制造工序，在将成为处理对象的基板收容在处理室内的状态下通过加热器对该基板进行加热并实施处理。
作为由基板处理装置设为处理对象的基板，可列举例如组入有半导体集成电路装置(半导体器件)的半导体晶片基板(以下简称为“晶片”。)。另外，作为由基板处理装置进行的处理，可列举例如氧化处理、扩散处理、用于离子注入后的载体活化或平坦化的回流或退火、基于热CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)反应的成膜处理等。
(2)基板处理装置的概要结构
利用图1对本实施方式的基板处理装置的结构例进行说明。
(装置整体)
基板处理装置10具备在内部配置有处理炉40等主要部分的框体12。在框体12的正面侧配置有晶片盒台18。向晶片盒台18上搬送并载置作为收纳晶片14的搬送容器的晶片盒16。晶片盒16构成为在其内部收纳有例如25枚晶片14，并在未图示的盖关闭的状态下载置于晶片盒台18上。也就是说，在基板处理装置10中，利用载置该晶片盒16的晶片盒台18而与外部装置进行晶片盒16的交接。
在框体12内的正面侧且是与晶片盒台18相对的位置配置有搬送晶片盒16的晶片盒搬送装置20。在晶片盒搬送装置20的附近分别配置有能够储存晶片盒16的旋转晶片盒架22a、能够储存晶片盒16的层叠晶片盒架22b以及晶片盒开启器24。晶片盒搬送装置20构成为在晶片盒台18、旋转晶片盒架22a、层叠晶片盒架22b与晶片盒开启器24之间搬送晶片盒16。
旋转晶片盒架22a配置在晶片盒开启器24上方的区域即第一架区域，并构成为以载置有多个晶片盒16的状态保持晶片盒16。旋转晶片盒架22a由具有多层(例如五层)架板的旋转架构成。另外，也可以构成为，在旋转晶片盒架22a的附近设有具备供给风扇和防尘过滤器的清洁单元，并使从该清洁单元净化后的气氛即洁净空气流通。
层叠晶片盒架22b配置在晶片盒台18下方的区域即第二架区域，并构成为以载置有多个晶片盒16的状态保持晶片盒16。层叠晶片盒架22b构成为具有多层(例如三层)架板并在各个架板上载置晶片盒16。另外，关于层叠晶片盒架22b的附近，也可以与旋转晶片盒架22a同样地构成为使洁净空气流通。
晶片盒开启器24构成为打开晶片盒16的盖。此外，也可以相对于晶片盒开启器24相邻配置有对被打开盖后的晶片盒16内的晶片14的枚数进行检测的基板枚数检测器。
在与晶片盒开启器24相比的框体12内的背面侧，形成有在该框体12内被划分为一个区域的移载室50。在移载室50内配置有基板移载机28和作为基板保持体的晶舟30。
基板移载机28具有能够取出例如5枚晶片14的臂(钳状件)32。构成为通过由未图示的驱动机构使臂32上下旋转动作，能够在置于晶片盒开启器24的位置的晶片盒16与晶舟30之间搬送晶片14。
晶舟30构成为使多枚(例如50枚～175枚左右)晶片14以水平姿势且以其中心对齐的状态沿垂直方向隔开规定间隔地排列层叠、并将其沿纵向多层保持。保持有晶片14的晶舟30构成为能够通过未图示的作为升降机构的晶舟升降机而升降。
在框体12内的背面侧上部即移载室50的上方侧配置有处理炉40。构成为从下方向处理炉40内搬入装填有多枚晶片14的上述晶舟30。
(处理炉)
接着，利用图2对上述处理炉40进行简单说明。
处理炉40具备反应管41。反应管41例如由石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等具有耐热性的非金属材料构成，且形成为上端部封闭、下端部开放的圆筒形状。
在反应管41的筒内形成有处理室42。在处理室42内，构成为从下方插入作为基板保持体的晶舟30、并将其以由晶舟30保持为水平姿势的晶片14沿垂直方向排列成多层的状态收容。收容在处理室42内的晶舟30构成为通过由旋转机构43使旋转轴44旋转而能够在保持处理室42的气密性的情况下以搭载有多枚晶片14的状态旋转。
在反应管41的下方以与该反应管41呈同心圆状的方式配置有集流腔(manifold)45。集流腔45例如由不锈钢等金属材料构成，且形成为上端部及下端部开放的圆筒形状。通过该集流腔45从下端部侧沿纵向支承反应管41。也就是说，形成处理室42的反应管41借助集流腔45沿垂直方向站立，从而构成处理炉40。
集流腔45的下端部构成为在未图示的晶舟升降机上升了时由密封盖46气密性地密封。在集流腔45的下端部与密封盖46之间设有将处理室42内气密性地密封的O型环等密封部件46a。
另外，在集流腔45分别连接有具备用于向处理室42导入原料气体的阀61的第一气体供给管47、具备用于向处理室42导入反应气体的阀62的第二气体导入管49、和用于将处理室42的气体排出的排气管48。
在第一气体供给管连接有具备用于导入吹扫气体等的阀64的第一吹扫气体导入管51，在第二气体供给管也连接有具备用于导入吹扫气体等的阀63的第二吹扫气体导入管52。
在排气管48分别设有对处理室42的压力进行检测的作为压力检测器的压力传感器248、和对处理室42的压力进行调节的作为压力控制阀的APC(Auto Pressure Control：自动压力控制)阀242。
在反应管41的外周以与反应管41呈同心圆状的方式配置有作为加热手段(加热机构)的加热器单元207。加热器单元207构成为以使处理室42内整体成为均匀或规定的温度分布的方式对处理室42内进行加热。
(3)基板处理工序的概要
接着，说明作为半导体器件制造的一个工序而使用本实施方式的基板处理装置10对晶片14进行处理的情况下的动作步骤。
(晶片盒搬送工序)
在由基板处理装置10对晶片14进行处理的情况下，首先，在晶片盒台18上载置收容有多枚晶片14的晶片盒16。然后，通过晶片盒搬送装置20将晶片盒16从晶片盒台18移载到旋转晶片盒架22a或层叠晶片盒架22b。
(晶片供给工序)
之后，通过晶片盒搬送装置20将载置于旋转晶片盒架22a或层叠晶片盒架22b的晶片盒16搬送到晶片盒开启器24。然后，通过晶片盒开启器24将晶片盒16的盖打开，并通过基板枚数检测器检测收容在晶片盒16内的晶片14的枚数。
(搬入前移载工序)
在晶片盒开启器24将晶片盒16的盖打开之后，接着，配置于移载室50内的基板移载机28从晶片盒16中取出晶片14。然后，将从晶片盒16中取出的未处理状态的晶片14移载到与基板移载机28同样位于移载室50内的晶舟30。也就是说，基板移载机28在移载室50内进行晶片装载动作，即，在向处理室42内搬入之前的晶舟30装填未处理状态的晶片14。由此，晶舟30将多枚晶片14以沿垂直方向分别形成间隔的层叠状态进行保持。晶舟30以层叠状态进行保持并总括处理的晶片14的枚数例如为50枚～175枚。
(搬入工序)
在晶片装载动作之后，通过晶舟升降机的升降动作将保持有多枚未处理状态的晶片14的晶舟30向处理室42内搬入(晶舟加载)。也就是说，使晶舟升降机动作而将保持有未处理状态的晶片14的晶舟30从移载室50内向处理室42内搬入。由此，密封盖46成为经由密封部件46a将集流腔45的下端密封的状态。
(处理工序)
在晶舟加载之后，对被搬入至处理室42内的晶舟30所保持的未处理状态的晶片14进行规定的处理。例如，若是进行成膜处理的情况，则使用加热器单元49对处理室42内进行加热，并且在使旋转机构43动作而使晶舟30旋转的同时使晶片14也旋转。晶片14的旋转持续到后述的晶片14搬出为止。然后，通过气体导入管47向处理室42供给原料气体、吹扫气体等。由此，在保持于晶舟30的未处理状态的晶片14的表面进行薄膜形成。
在向晶片14的表面形成薄膜之后，停止基于加热器单元207的加热，并使已处理状态的晶片14的温度降到规定温度。然后，若已经过了预先设定的时间的话，则停止向处理室42内的气体供给，并且开始向该处理室42供给非活性气体。由此，将处理室42内用非活性气体进行置换，并且使处理室42的压力恢复为常压。
(搬出工序)
之后，通过晶舟升降机的升降动作使密封盖46下降而使集流腔45的下端开口，并且将保持有已处理状态的晶片14的晶舟30从集流腔45的下端向处理室42外搬出(晶舟移除)。也就是说，使晶舟升降机动作而将保持有已处理状态的晶片14的晶舟30从处理室42内向移载室50内搬出。
(搬出后移载工序)
在待机的晶舟30的晶片14冷却到规定温度(例如室温左右)之后，配置于移载室50内的基板移载机28从晶舟30进行晶片14的卸载。然后，将从晶舟30卸载的已处理状态的晶片14搬送到载置于晶片盒开启器24的空的晶片盒16内而将其收容。也就是说，基板移载机28在移载室50内进行晶片卸载动作，即，将从处理室42内搬出的晶舟30所保持的已处理状态的晶片14从该晶舟30取出并向晶片盒16移载。
之后，通过晶片盒搬送装置20将收容有已处理状态的晶片14的晶片盒16向旋转晶片盒架22a、层叠晶片盒架22b或晶片盒台18上搬送。这样，基于本实施方式的基板处理装置10进行的基板处理工序的一系列处理动作完成。
参照图3、图4对控制装置240进行说明，控制装置240对至少分别包括搬送晶片14的各机构即晶片盒搬送机构20、基板移载机28、晶舟升降机在内的搬送机构、向处理炉40供给处理气体等的气体供给机构、将处理炉40内进行排气的气体排出机构、将处理炉40加热到规定温度的加热机构207分别进行控制。
如图3所示，作为控制装置的装置控制器240具备主控制器201、作为搬送控制模块的搬送系统控制器211、和作为工艺控制模块的工艺系统控制器212。在主控制器201例如通过100BASE-T等LAN(Local Area Network：局域网)而电连接有搬送系统控制器211及工艺系统控制器212。主控制器201经由例如通信网络而与未图示的外部的上级计算机连接。
构成为在显示装置218显示用于操作基板处理装置1的各操作画面。另外，显示装置218受理来自操作画面的作业者的输入数据(输入指示)，并将输入数据发送至主控制器201。
另外，显示装置218从操作画面受理使在后述存储器(RAM)等内展开的配方或后述存储部内保存的多个配方中的任意基板处理配方(也称为工艺配方)执行的指示(控制指示)，并将其发送至主控制器201。此外，显示装置218的操作画面也可以由触摸面板构成。在本实施方式中，主控制器201以执行工艺配方的方式构成，该工艺配方反复执行将工艺气体供给至处理室42的工序、和将该工艺气体从处理室42排出的工序。在此，工艺配方构成为至少具有：将作为第一工艺气体的原料气体供给至处理室42的工序；将该原料气体从处理室42排出的工序；将用于与原料气体反应的作为第二工艺气体的反应气体供给至处理室42的工序；和将该反应气体从处理室42排出的工序。
搬送系统控制器211在图3中虽然省略了一部分，但与主要由旋转式晶片盒架、晶舟升降机、晶片盒搬送装置20、基板移载机28、晶舟30及旋转机构43构成的基板搬送系统连接。另外，搬送系统控制器211以分别控制这些基板搬送系统的搬送动作的方式构成。
工艺系统控制器212具备温度控制器212a、作为压力控制器的压力控制器212b、气体流量控制器212c及定序器(sequencer)212d，它们构成子控制器。子控制器与工艺系统控制器212电连接，因此能够进行各数据的发送/接收和各文件的下载及上传等。此外，工艺系统控制器212与子控制器虽然分开图示，但也可以一体构成。
在温度控制器212a连接有主要由加热器及温度传感器构成的加热机构207。温度控制器212a构成为通过控制处理炉28的加热器的温度来调节处理炉41内的温度。
在压力控制器212b连接有压力传感器248和由APC阀242及真空泵构成的气体排出机构。压力控制器212b构成为基于由压力传感器248检测到的压力值来控制APC阀242的开度及真空泵的切换(开/关)，以使处理室42的压力在期望的定时成为期望的压力。另外，虽详见后述，但压力控制器212b构成为设有保存包括APC阀242的开闭时间在内的各种数据的存储区域，并根据工艺系统控制器212的数据请求来报告(发送)存储区域内的数据。此外，在该存储区域至，在数据报告之后也保存(保持)各种数据的最新数据。
气体流量控制器212c由MFC(Mass Flow Controller：质量流量控制器)构成。定序器212d构成为通过使各阀61、62、63、64开闭来控制来自第一气体供给管47、第二气体供给管49的气体的供给和停止。另外，工艺系统控制器212构成为以使向处理室42供给的气体的流量在期望的定时成为期望的流量的方式控制MFC212c及各阀61、62、63、64。
另外，图3中记载了工艺系统控制器212的详细情况。另外，虽未图示及说明，但搬送系统控制器211也是同样的结构。
另外，如图3所示，工艺系统控制器212具有作为处理部的CPU236，并且至少具有：至少包括ROM(Read-Only memory：只读存储器)250及RAM(Random-Access memory：随机存取存储器)251的临时存储部；和与温度控制部212a、MFC212c、压力控制器212b、定序器212d等进行I/O通信的I/O通信部255。CPU236例如基于在显示装置218的操作画面等制作或编辑且存储于RAM251等内的配方(recipe)，来相对于温度控制部212a等子控制器以规定周期输出用于处理基板的控制数据(控制指示)。此外，工艺系统控制器212的数据收集周期为1秒。
在RAM251内临时保存从显示装置218等输入的输入数据(输入指示)、配方的命令及配方执行时的历史数据、例如从上述搬送机构或处理机构生成的监控数据等。RAM251内的这些数据构成为在规定定时向主控制器201的后述的存储部222上传。另外，ROM250也可以被用作存储包括上述工艺配方的各程序的存储部。在该情况下，根据从显示装置218上显示的操作画面或从外部显示装置上显示的操作画面做出的保存指示，来从主控制器201的后述的存储部222进行下载。
此外，本实施方式的主控制器201、搬送系统控制器211、工艺系统控制器212能够使用通常的计算机系统来实现，而不依靠专用的系统。例如，能够通过从保存有用于执行上述处理的程序的记录介质向通用计算机安装该程序，来构成执行规定的处理的各控制器。
而且，用于供给这些程序的机构是任意的。除了如上所述能够经由规定的记录介质进行供给之外，例如也可以经由通信线路、通信网络、通信系统等进行供给。在该情况下，例如可以在通信网络的公告栏中公告该程序，并将其经由网络而与载波重叠并提供。然后，将像这样提供的程序启动，将其在OS的控制下与其它应用程序同样地执行，由此能够执行规定的处理。
接着，图4是第一实施方式的基板处理装置1的作为控制装置的装置控制器240具备的主控制器201的结构框图。
作为主控制部的主控制器201构成为计算机，其具备作为处理部的CPU(中央处理装置)224、作为临时存储部的存储器(RAM、ROM等)226、作为存储部的硬盘(HDD)222、作为通信部的发送/接收模块228、具有时钟功能的时刻部(未图示)。
在硬盘222内保存有定义了处理条件及处理步骤的工艺配方等各配方文件、和用于使这些各配方文件执行的控制程序文件等。在本实施方式中，在该工艺配方的执行过程中执行用于获取包括压力控制阀242的开闭时间在内的各种数据的程序。主控制器201通过使工艺控制模块212执行该工艺配方而使基板处理装置执行处理基板的步骤。而且，在该处理基板的步骤中使工艺控制模块212执行数据获取程序，该数据获取程序具有：基于对处理炉内的压力进行检测的压力传感器248的检测值来控制压力控制阀242的开度并将处理室42维持在规定压力的步骤；将从压力传感器248及压力控制阀242获取的数据保持到存储区域的步骤；计测直到压力控制阀242全闭为止的阀全闭时间(以后也称为关闭时间)并且使存储区域保持关闭时间的步骤；和报告该关闭时间的步骤。另外，主控制器201使工艺控制模块212执行对该关闭时间是否在规定阈值内或阈值范围内进行确认的步骤。在此，在本实施方式中，并不限于从全开(阀开度100％)到全闭(阀开度0％)，也将基于工艺控制模块212的阀关闭信号的直到全闭(阀开度0％)为止所需要的时间定义为关闭时间。
在此，在主控制器201的发送/接收模块228连接有交换式集线器等，主控制器201构成为经由网络与外部计算机等进行数据的发送及接收。因此，即使是基板处理装置1设置在无尘室内的情况下，例如作为外部计算机也能将与多个主控制器201以能够进行数据交换的方式连接的上级控制器配置在无尘室外的办公室等。但是，与基板处理装置1连接的处于远离位置的外部计算机并不限定于该上级控制器，也可以是所谓被称为PC(个人电脑)的通常的通用计算机，还可以是专用终端。
此外，如图4所示，主控制器201也可以构成为具有包括液晶显示器等显示装置和键盘及鼠标等指点设备在内的用户界面(UI)装置218。
如图5所示，根据本实施方式，具备通过执行工艺配方来处理基板的工艺控制模块212、和在工艺配方的执行过程中基于对处理炉28内的压力进行检测的压力传感器248的检测值来控制压力控制阀242的开度并将处理室42维持在规定压力的压力控制器212b，该压力控制器212b构成为，具有作为保持从压力传感器248及压力控制阀242获取的各种数据的存储部的存储区域，计测直到压力控制阀242全闭为止的关闭时间并将其保持到该存储区域，根据来自工艺控制模块212的请求指示来报告关闭时间。而且，工艺控制模块212构成为将所获取的关闭时间与规定阈值(或阈值范围)进行比较，检测压力控制阀242的动作异常。另外，对于存储区域内的各种数据，构成为在向工艺控制模块212报告了关闭时间等各数据之后也保持各种数据的最新数据。
从工艺控制模块212向压力控制模块212b输出阀关闭信号(使阀全闭的指示)，压力控制模块212b根据该指示使压力控制阀242全闭(full close)。而且，压力控制模块212b由于以比工艺控制模块212短的周期从压力控制阀242计测压力控制阀242的阀开度的数据，所以能够获取直到全闭为止的准确的关闭时间。具体而言，压力控制模块212b的数据收集周期为0.01秒，即使与工艺控制模块212的周期(1秒)相比较也能进行详细的数据收集。
压力控制器212b针对压力控制阀242的阀开度的数据，直到阀开度为0％为止始终在存储区域保存数据，将阀开度的全部数据保存到存储区域。另外，计测直到该阀开度变成0％为止的时间(关闭时间)，并将该时间数据也保存到存储区域。在存储区域小的情况下，当然无需保存阀开度的全部数据。而且，在从工艺控制模块212有阀开度监控请求指示之前待机。
此外，压力控制器212b保持在存储区域内的阀全闭时间保持到有下一个基于来自工艺控制模块212的阀关闭信号的全闭动作为止。
工艺控制模块212将数据请求指示输出至压力控制器212b，压力控制器212b构成为当受理了该数据请求指示时，将关闭时间和阀开度的全部数据一起向工艺控制模块212报告。而且，工艺控制模块212构成为将所获取的关闭时间与规定阈值(或阈值范围)进行比较，并根据关闭时间是否纳入该阈值(或阈值范围)内来检测压力控制阀242的动作异常。另外，当检测到动作异常时，工艺控制模块212构成为将压力控制阀242发生了异常这一情况作为异常信息通知给主控制器201。主控制器201的数据收集周期为1秒。
此外，构成为在工艺控制模块212中保持报告后的阀开度和关闭时间的最新数据。虽未特别说明，但构成为不仅是基于压力传感器248的压力值(实测值)等与压力有关的数据，对于与温度及气体流量有关的数据，也同样地报告并且保持报告后最新的数据。
虽在图5中未图示，但工艺控制模块212将包括所获取的关闭时间在内的各种数据发送至主控制器201，因此主控制器201也同样能够获取压力控制器212b计测到的关闭时间。也就是说，能够构成为通过由主控制器201将所获取的关闭时间与阈值进行比较来检测APC阀242的动作异常，并将压力控制阀242发生了异常这一情况作为异常信息进行通知。进一步地说，关于上级控制器，也同样能够构成为检测APC阀242的动作异常。
在本实施方式中，工艺控制模块212能够与压力控制器212b同样地获取包括APC阀242的关闭时间在内的开度数据。另外，工艺控制模块212能够通过将所获取的关闭时间与阈值进行比较来检测APC阀242的动作异常、并将该APC阀242的异常信息发送至主控制器201，因此，例如能够由主控制器201监控APC阀242的关闭时间，能够确认如APC阀242那样影响膜厚的阀的状态。
另外，在本实施方式中，工艺控制模块212关于APC阀的从开(open)状态到闭(close)状态为止的时间而获取压力控制器212b计测到的关闭时间，因此能够不会误判地检测APC阀242的异常。
如图6所示，在比较例中，若当压力控制器212b对来自工艺控制模块212的请求指示进行响应时，(不包括关闭时间的)阀开度的数据中包括阀开度为0％的开度数据的话，则工艺控制模块212判定为APC阀242全闭(full close)。
以往，工艺控制模块212构成为将获取到该阀开度0％的开度数据的时期识别为APC阀242封闭的时间。具体而言，工艺控制模块212将从工艺控制模块212输出阀关闭指示起到压力控制器212b响应阀开度0％的数据为止的时间识别为关闭时间，因此，实际上与压力控制器212b所获取的关闭时间(实际的关闭时间)产生了时间差。
然而，在本实施方式中，预先保持压力控制器212b所获取的关闭时间，在与工艺控制模块212的请求指示数据相对应的响应数据中包括该关闭时间，由此，工艺控制模块212能够更准确地判定APC阀242的全闭(full close)时间。另外，工艺控制模块212针对APC阀242的从全开(full open)到全闭(full close)为止的时间也能获取与压力控制器212b所获取的关闭时间相同的时间。
利用图7对本实施方式中的装置控制器240的通信系统结构进行说明。在此，在与图5为相同内容的情况下根据需要而省略说明，且在此主要对与图5不同的结构及内容进行说明。
主控制模块201受理工艺配方的执行过程中的预先设定为步骤的项目、或来自显示装置218的阀关闭指示，并将APC阀242的全闭(阀关闭)指示输出至工艺控制模块212。受理了该指示的工艺控制模块212进一步将全闭(阀关闭)指示输出至压力控制器212b。在此，从工艺控制模块212向压力控制器212b输出全闭(阀关闭)指示到从压力控制器212b获取关闭时间为止如图5所说明的那样，因此省略。以下，从下一个阶段开始说明。
工艺控制模块212向主控制模块201报告从压力控制器212b获取的关闭时间。此时，也可以是，基于压力传感器248的压力值和APC阀242的开度数据也以1秒的间隔被报告。
另外，主控制模块201构成为以1秒的间隔来向经由网络而连接的上级控制器报告这些基于压力传感器248的压力值、APC阀242的关闭时间及阀开度数据。
上级控制器或主控制模块201构成为积蓄被报告的各种数据、并且在画面上用图表显示各种数据的数值。例如，通过将所积蓄的关闭时间配置于纵轴并以执行工艺配方的顺序进行显示，能够确认APC阀242的经时变化。由此，能够目视APC阀242的损耗及劣化的状况。
另外，上级控制器或主控制器201也可以构成为进行关闭时间与阈值的比较，例如，也可以构成为通过将所获取的关闭时间与阈值进行比较来检测APC阀242的动作异常、并使显示装置218显示该APC阀242的异常信息。
在图8的上侧以简化后的结构表示工艺配方的成膜步骤。工序A是对处理炉40内(或处理室42)进行吹扫的工序(也称为作为非活性气体而供给N2气的N2气体流动工序)，包含在后述工序C内的工序B是使APC阀242全闭的工序，其步骤时间301为1秒。工序C是供给工艺气体(例如原料气体)的工序，其步骤时间302也是几秒左右。而且，公开了至少执行工序A和工序C(包含工序B)，并将它们作为一个循环而反复进行。也可以构成为在工序A与工序C之间设置工序B，并将工序A→工序B→工序C作为一个循环并反复执行。此外，工序C设定为2～5秒左右，特别优选为2秒。
图8的横轴是时间，在上侧的工艺配方的成膜步骤构成的下方，示出了表示通常情况时和阀异常发生时这两个时候的APC阀242的开闭状态的开度数据(单位为％)与工序B在时间上的关联性。在通常情况时，关闭时间311在工序B的步骤时间301内结束。在此，时间T表示关闭时间311的阈值(单位为时间)，设定为不影响膜厚的时间。例如，由虚线所示的箭头303表示将时间T设定为用于确保工艺气体(原料气体)在一个循环中所需的量的最低时间时。
在此，通常情况时的关闭时间311纳入工序B的步骤时间(设定为1秒)301的范围内是本实施方式的要点。也就是说，表示能够由工艺控制模块212及主控制模块201获取包括压力控制器212b所收集的关闭时间311在内的数据。因此，能够将关闭时间311的阈值(时间)T的设定以比工艺控制模块212及主控制模块201的数据收集周期(1秒)短的时间设定为尽可能接近关闭时间311的时间，从而在本实施方式中构成为在成膜步骤中能够检测APC阀242的异常。
根据图8所示的以往的阀异常发生时的情况，阀动作时间会增加，关闭时间312远超过工序B的步骤时间301，向处理炉40内供给工艺气体(原料气体)的时间304与上述最低时间303相比较变短。由此可知，工艺气体(原料气体)的流量会减少而影响膜厚。
然而，当实际的关闭时间在关闭时间311与工序B的步骤时间301之间时，以往未能计测关闭时间，因此实际上为了检测APC阀242的异常，需要在处理之后(工艺结束之后)测定样品晶片的膜厚。在该情况下，有在未注意到阀动作异常的情况下在下一个批次对晶片14进行处理的隐患。
另一方面，在本实施方式中，如图5所示构成为向工艺控制模块212报告压力控制器212b所获取的APC阀242的阀动作时间(包括关闭时间)。工艺控制模块212构成为确认所获取的APC阀242的关闭时间是否超过图8所示的阈值(时间)T，由此能够实时检测阀动作异常。
这样，工艺控制模块212能够在工艺配方的执行过程中实时反复获取APC阀242的准确的关闭时间，并将其与阈值(时间)进行比较，因此能够监视表示APC阀242的动作延迟时间的数据的经时变化。
另外，由于关闭时间的阈值T设定在工序B的步骤时间301内，所以例如若以阈值T使供给原料气体的阀61打开的话，则不仅能够更高效地使处理炉40内(处理室42)充满工艺气体，还能构成为若APC阀242有异常则不供给工艺气体。
在本实施方式中，构成为在工序C期间APC阀242的阀开度维持在0％。但是，也可以构成为对APC阀242的阀开度进行调节而将处理炉40内(处理室42)固定保持为规定压力。由此，即使是在短时间内反复开闭(open/close)来供给工艺气体的工艺，也能使流入处理炉40内的工艺气体的流量稳定。
根据本实施方式，能够在工艺配方的执行过程中监控APC阀242的准确的关闭时间，例如，能够根据APC阀242的开闭时间(尤其是到全闭为止的关闭时间)确认是否接近工艺气体APC阀242影响膜厚的状态。由此，能够检测APC阀异常。
根据本实施方式，通过由主控制模块201的存储部222及/或上级控制器积蓄并显示APC阀242的关闭时间，能够监视APC阀242的关闭时间变化的趋势。例如，即使是使APC阀242在短时间内反复开闭(open/close)来将工艺气体供给至处理室的工艺，流入处理炉内的工艺气体的量也不会变化，能够降低对要形成的膜厚的影响。
另外，根据本实施方式，若APC阀242的从全开(full open)状态到全闭(fullclose)为止的时间发生了变化，则能够在工艺配方的执行过程中(循环成膜过程中)检测异常，无需像以往那样在工艺配方结束之后测定样品晶片的膜厚，因此能够期待从错误处理到修复为止的维护时间缩短。另外，能够以避免在未注意到基板的膜厚异常的情况下使下一个批次处理进行的方式进行控制。
另外，根据本实施方式，在短时间内反复执行将工艺气体供给至处理室的工序、和将未反应的工艺气体从处理室排出的工序的工艺中，能够抑制流入处理炉内的工艺气体的急剧波动，能够降低对要形成的膜厚的影响。
另外，根据本实施方式，也可以构成为，通过由主控制模块201及/或上级控制器将所获取的关闭时间与阈值进行比较来检测APC阀242的动作异常，并使显示装置218显示该APC阀242的异常信息。即使是这种结构，即使阀的动作在循环成膜过程中发生了异常，也能检测成膜步骤中(配方的执行过程中)的阀动作异常。因此，无需像以往那样在未注意到基板的膜厚异常的情况下进行下一个批次处理、在工艺配方结束之后测定样品晶片的膜厚，从而能够期待从错误处理到修复为止的维护时间缩短。
另外，本发明的成膜步骤并不限于本实施方式中的根据膜厚反复进行工序A和工序C的循环成膜，也能应用于下述循环成膜：追加将反应气体供给至处理炉40内(处理室42)的工序D，将工序A、工序C、工序A和工序D作为一个循环，并根据目标膜厚反复进行这个循环。另外，也能应用于仅将工序C和工序D作为一个循环并根据目标膜厚反复进行这个循环的循环成膜。此外，当然也可以适当在工序D之前实施工序B，还可以设为在工序D中包含工序B。
另外，例如如上所述，在本发明的处理炉40的结构中，构成为处理很多晶片14的批次式装置，但并不限于此，也可以将本发明应用于以一枚为单位处理晶片14的单晶片式装置或以多枚为单位进行处理的多晶片式装置。
例如，在上述实施方式中，列举了成为处理对象的基板是半导体晶片基板的情况为例，但本发明并不限定于此，也能适当应用于对LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)装置等的玻璃基板进行处理的基板处理装置。
另外，例如在上述实施方式中本发明并不限定于此。即，作为其它成膜处理也可以是形成氧化膜、氮化膜的处理、形成包含金属的膜的处理。另外，基板处理的具体内容并不加以追究，而且，本发明也能适当应用于其它基板处理装置，例如氧化处理装置、氮化处理装置、利用等离子体的CVD装置等其它基板处理装置。

Claims (15)

1.一种基板处理装置，其特征在于，具备：
控制器，其通过执行向处理室至少供给原料气体而在基板上成膜的工艺配方来对基板进行处理；和
压力控制器，其基于由检测处理室的压力的压力传感器检测到的压力值来控制压力控制阀的开度，
所述压力控制器构成为，具有积蓄从所述压力传感器及所述压力控制阀获取的数据的存储区域，计测所述工艺配方的执行过程中的直到所述压力控制阀全闭为止的阀全闭时间并将其保持到所述存储区域，
所述控制器构成为，获取保持于所述存储区域的所述阀全闭时间，并确认所获取的所述阀全闭时间是否在阈值范围内。
2.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制器构成为执行具有将所述原料气体供给至所述处理室的工序、和将所述原料气体从所述处理室排出的工序的所述工艺配方。
3.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
还设有使所述控制器执行所述工艺配方的主控制器，
所述控制器构成为以规定周期向所述主控制器报告所述阀全闭时间，
所述主控制器构成为将所述阀全闭时间与预先保持的阈值进行比较。
4.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制器构成为周期性地向所述压力控制器输出数据请求指示。
5.根据权利要求4所述的基板处理装置，其特征在于，
所述压力控制器构成为，除了所述压力控制阀的阀全闭时间之外，还向所述控制器报告包括由所述压力传感器检测到的压力值及所述压力控制阀的开度数据在内的数据。
6.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述控制器构成为，从所述压力控制器获取直到所述压力控制阀的开度变成0％为止的时间来作为所述阀全闭时间。
7.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述压力控制器的数据获取周期设定得比所述控制器的数据请求指示周期短。
8.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述工艺配方还具有供给所述原料气体的步骤，
构成为在所述步骤的执行过程中至少具有如下期间，在该期间内所述压力控制阀为全闭。
9.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述工艺配方还具有供给所述原料气体的供给步骤，
在所述供给步骤的执行期间内执行使所述压力控制阀全闭的全闭步骤，
所述阈值设定在所述全闭步骤的步骤时间内。
10.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
还具有供给所述原料气体的阀，
所述阀构成为在使所述压力控制阀全闭之后开放。
11.根据权利要求1所述的基板处理装置，其特征在于，
所述工艺配方在供给所述原料气体的步骤之前还具有使所述压力控制阀全闭的步骤，
构成为在所述原料气体的供给过程中所述压力控制阀保持全闭。
12.根据权利要求3所述的基板处理装置，其特征在于，
还设有与所述主控制器连接的上级控制器，
所述主控制器构成为向所述上级控制器报告从所述压力控制器获取的所述阀全闭时间。
13.根据权利要求12所述的基板处理装置，其特征在于，
所述上级控制器设于远离所述控制器及所述压力控制器的位置。
14.一种控制系统，具备：
控制器，其通过执行向处理室至少供给原料气体而在基板上成膜的工艺配方来对所述基板进行处理；和
压力控制器，其基于由检测所述处理室的压力的压力传感器检测到的压力值来控制压力控制阀的开度，
该控制系统的特征在于，
所述压力控制器构成为，具有积蓄从所述压力传感器及所述压力控制阀获取的数据的存储区域，计测所述工艺配方的执行过程中的直到所述压力控制阀全闭为止的阀全闭时间并将其保持到所述存储区域，
所述控制器构成为，获取保持于所述存储区域的所述阀全闭时间，并确认所获取的所述阀全闭时间是否在阈值范围内。
15.一种半导体器件的制造方法，具有通过执行向处理室至少供给原料气体而在基板上成膜的工艺配方来对基板进行处理的工序，该半导体器件的制造方法的特征在于，
在对所述基板进行处理的工序中，还具有：
基于由检测处理炉内的压力的压力传感器检测到的压力值来控制压力控制阀的开度的工序；
将从所述压力传感器及所述压力控制阀获取的数据积蓄于存储区域的工序；
计测直到所述压力控制阀全闭为止的阀全闭时间并将该阀全闭时间保持到存储区域的工序；
获取保持于所述存储区域的所述阀全闭时间的工序；和
确认所获取的所述阀全闭时间是否在阈值范围内的工序。
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