CN110957236B - 衬底处理装置、半导体器件的制造方法及记录介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及衬底处理装置、半导体器件的制造方法及记录介质。其课题为提高各衬底的处理均匀性。其解决手段为下述衬底处理装置，其具有对衬底进行处理的多个设备、和介由网络而与多个设备进行通信的控制部，其中，多个设备中的各自具备：处理执行部，其基于与控制部所保持的工艺制程相对应的设定参数来对衬底进行处理；发送接收部，其进行将处理执行部的测定值发送至控制部、和从控制部接收更新参数；和更新部，其基于接收到的更新参数，将设定参数更新，控制部具备：学习部，其将测定值作为学习用数据，基于学习用数据进行学习，并生成对设定参数进行更新的更新数据；运算部，其基于更新数据生成更新参数；和发送接收部，其在多个设备之间对测定值和更新参数进行发送接收。

Description

衬底处理装置、半导体器件的制造方法及记录介质
技术领域
本发明涉及衬底处理装置、半导体器件的制造方法及记录介质。
背景技术
伴随着以大规模集成电路(Large Scale Integrated Circuit：以下记为LSI)、DRAM(动态随机存取存储器，Dynamic Random Access Memory)、闪存(Flash Memory)等为代表的半导体器件的高集成化，电路图案、在制造过程中形成的构造物的微细化不断发展。为了保持衬底处理装置中被依次处理的各衬底的处理品质的均匀性，对形成于衬底上的膜的膜厚与处理程序的关系性进行运算，对处理程序进行调整。例如，在专利文献1中有记载。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利第4455856号
发明内容
[发明要解决的课题]
存在各衬底的处理结果变得不均匀的课题。
因此，本发明提供能够提高各衬底的处理均匀性的技术。
[用于解决课题的手段]
根据一个方式，提供下述技术，其是具有对衬底进行处理的多个设备、和介由网络而与多个设备进行通信的控制部的衬底处理装置，
其中，多个设备中的各自具备：处理执行部，其基于与控制部所保持的工艺制程相对应的设定参数来对衬底进行处理；发送接收部，其进行将处理执行部的测定值发送至控制部、和从控制部接收更新参数；和更新部，其基于接收到的更新参数来对设定参数进行更新，
控制部具有：学习部，其将测定值作为学习用数据，基于学习用数据进行学习，并生成对设定参数进行更新的更新数据；运算部，其基于更新数据来生成更新参数；和发送接收部，其在多个设备之间对测定值和更新参数进行发送接收。
[发明效果]
根据本发明涉及的技术，能够提高各衬底的处理均匀性。
附图说明
[图1]为衬底处理系统的横截面的概略图。
[图2]为衬底处理系统的纵截面的概略图。
[图3]为处理组件的气体供给系统和气体排气系统的概略图。
[图4]为衬底处理装置的概略构成图。
[图5]为控制部的概略构成图。
[图6]为学习系统的概略构成图。
[图7]为衬底处理工序的流程图例。
[图8]为设定更新工序的流程图例。
[图9]为设定更新工序的流程图例。
[图10]为数据库的表格例。
附图标记说明
100 处理装置
200 晶片(衬底)
201 处理室
202 处理容器
212 衬底载置台
213 加热器
221 第1排气口
234 簇射头
244 第1电极
260 控制器
具体实施方式
以下，列举本发明解决的课题。
在利用具有多个腔室的衬底处理系统对多个衬底进行处理的情况下，存在产生以下(a)～(d)的课题的情况。
(a)在衬底处理装置中，基于工艺制程来控制设置于衬底处理装置中的多个设备，对衬底实施规定的处理。多个设备构成为：以各自具有的测定部所测得的测定值接近设定值的方式被控制，保持工艺制程中所设定的状态。然而，存在下述课题：由于多个设备的测定值与设定值的偏离的组合，而导致无法得到与工艺制程相对应的膜特性。
(b)对于设置于衬底处理装置中的多个设备的控制而言，其通过下述带(band)管理来进行，即，检查各设备中测得的测定值是否落入规定的范围内。然而，即使多个设备的测定值落入规定的范围内，仍存在得到的膜厚因各测定值的组合而变化的情况。即，存在变得无法进行规定的衬底处理的课题。
(c)存在下述课题：因衬底处理装置的累计运转时间，在多个设备各自中设置的测定部的测定值成为与实际值不同的值，得不到正确的值，变得无法进行规定的衬底处理。虽然有根据累计运转时间来预测测定部的劣化状况的技术，但存在因衬底处理装置的使用历史、运转状况而与预想偏离的问题。
(d)在具有与处理制程相对应的膜厚模型的情况下，存在下述课题：当利用衬底处理装置多次执行了处理时，实际的膜厚与膜厚模型不同。
以下，针对解决这些课题的本发明实施方式进行说明。
以下，参照附图对本发明的代表性实施方式进行说明。
以下，对本实施方式涉及的衬底处理系统进行说明。
(1)衬底处理系统的构成
使用图1、图2、图3对一个实施方式涉及的衬底处理系统的概要构成进行说明。图1为示出本实施方式涉及的衬底处理系统的构成例的横截面图。图2为示出本实施方式涉及的衬底处理系统的构成例的图1的α-α’的纵截面图。图3为图1的β-β’的纵截面图，是对向处理组件进行供给的气体供给系统和排气系统进行说明的说明图。
在图1及图2中，适用本发明的衬底处理系统1000是对衬底200进行处理的系统，其主要由IO载台1100、大气搬送室1200、加载互锁(L/L)室1300、真空搬送室1400、作为处理装置的处理组件(PM)110构成。接下来对各构成具体地进行说明。图1的说明中，关于前后左右，将X1方向设为右，将X2方向设为左，将Y1方向设为前，将Y2方向设为后。
[大气搬送室·IO载台]
在衬底处理系统1000的近前方设置有IO载台(装载端口)1100。在IO载台1100上搭载有多个晶盒(pod)1001。晶盒1001被用作搬送硅(Si)衬底等衬底200的载体，并构成为在晶盒1001内，分别以水平姿态容纳有多个未处理的衬底(晶片)200、处理完毕的衬底200。
在晶盒1001上设置有盖1120，通过晶盒开启部(Pod Opener：PO)1210而开闭。PO1210将载置于IO载台1100的晶盒1001的盖1120开闭，将衬底出入口打开·关闭，由此能够使衬底200相对于晶盒1001而出入。通过未图示的工序内搬送装置(RGV)将晶盒1001相对于IO载台1100进行供给及排出。
IO载台1100与大气搬送室1200邻接。大气搬送室1200在与IO载台1100不同的面处连接有后述的加载互锁室1300。
在大气搬送室1200内设置有移载衬底200的作为第1搬送机器人的大气搬送机器人1220。如图2所示，大气搬送机器人1220构成为通过设置于大气搬送室1200的升降机1230而被升降，并且构成为通过线性致动器1240而沿左右方向往返移动。
如图2所示，在大气搬送室1200的上部设置有供给清洁空气的清洁单元1250。另外，如图1所示，在大气搬送室1200的左侧设置有将形成于衬底200的槽口或定向平面对准的装置(以下，称为预对准器)1260。
如图1及图2所示，在大气搬送室1200的壳体1270的前侧设置有用于将衬底200相对于大气搬送室1200搬入搬出的衬底搬入搬出口1280和PO1210。在隔着衬底搬入搬出口1280与PO1210相反的一侧、即壳体1270的外侧，设置有IO载台1100。
在大气搬送室1200的壳体1270的后侧，设置有用于将衬底200搬入搬出加载互锁室1300的衬底搬入搬出口1290。利用后述的闸阀1330打开·关闭衬底搬入搬出口1290，由此能够实现衬底200的出入。
[加载互锁(L/L)室]
加载互锁室1300与大气搬送室1200邻接。如后文所述，在构成L/L室1300的壳体1310所具有的面中的与大气搬送室1200不同的面处，配置有真空搬送室1400。对于L/L室1300而言，由于壳体1310内的压力会根据大气搬送室1200的压力和真空搬送室1400的压力发生发生变动，因此其构成为可耐负压的结构。
在壳体1310中的与真空搬送室1400邻接的一侧，设置有衬底搬入搬出口1340。利用闸阀(GV)1350打开·关闭衬底搬入搬出口1340，由此能够实现衬底200的出入。
进而，在L/L室1300内设置有衬底载置台1320，衬底载置台1320至少有两个对衬底200进行载置的载置面1311(1311a，1311b)。衬底载置面1311之间的距离根据后述真空搬送机器人1700所具有的指状物之间的距离进行设定。
[真空搬送室]
衬底处理系统1000具备作为搬送室(其作为在负压下对衬底200进行搬送的搬送空间)的真空搬送室(输送组件：TM)1400。构成TM1400的壳体1410在俯视下形成五边形，在五边形的各边上连接有L/L室1300及处理衬底200的处理组件(PM)110a～110d。在TM1400的大致中央部，以凸缘1430为基部设置有真空搬送机器人1700(其作为在负压下移载(搬送)衬底200的第2搬送机器人)。需要说明的是，此处，以五边形的例子示出真空搬送室1400，但也可以为四边形、六边形等多边形。
在壳体1410的侧壁中与L/L室1300邻接的一侧，设置有衬底搬入搬出口1420。利用GV1350打开·关闭衬底搬入搬出口1420，由此能够实现衬底200的出入。
如图2所示，设置于TM1400内的真空搬送机器人1700构成为通过升降机1450及凸缘1430而能够一边维持TM1400的气密性一边进行升降。真空搬送机器人1700的详细构成如后文所述。升降机1450以能够使真空搬送机器人1700所具有的两个臂1800和1900各自独立地升降的方式构成。另外，两个臂1800和1900中的各自以能够同时搬送两个衬底200的方式构成。
在壳体1410的顶部且为壳体1410内的位置，设置有用于供给非活性气体的非活性气体供给孔1460。在非活性气体供给孔1460上设置有非活性气体供给管1510。在非活性气体供给管1510上，从上游开始依次设置有非活性气体源1520、质量流量控制器(MFC)1530、阀1540，对供给至壳体1410内的非活性气体的供给量进行控制。
主要由非活性气体供给管1510、MFC1530、阀1540构成真空搬送室1400中的非活性气体供给部1500。需要说明的是，也可以将非活性气体源1520、气体供给孔1460包含于非活性气体供给部1500。
在壳体1410的底壁设置有用于对壳体1410的气氛进行排气的排气孔1470。在排气孔1470上设置有排气管1610。在排气管1610上，从上游开始依次设置有作为压力控制器的自动压力控制器1620、泵1630。
主要由排气管1610、自动压力控制器1620构成真空搬送室1400中的气体排气部1600。需要说明的是，也可以将泵1630、排气孔1470包含于气体排气部。
通过非活性气体供给部1500、气体排气部1600的协作来控制真空搬送室1400的气氛。例如，控制壳体1410内的压力。
如图1所示，在壳体1410的五个侧壁中的未设置加载互锁室1300的一侧，连接有对衬底200进行所期望的处理的PM110a、110b、110c、110d。
在PM110a、110b、110c、110d的各自中，设置有作为衬底处理装置的一个构成的腔室100。具体而言，PM110a中设置有腔室100a、100b。PM110b中设置有腔室100c、100d。PM110c中设置有腔室100e、100f。PM110d中设置有腔室100g、100h。
在壳体1410的侧壁中的与各腔室100相对的壁上设置有衬底搬入搬出口1480。例如，如图2所记载，在与腔室100a相对的壁上设置有衬底搬入搬出口1480a。
如图1所示，在每一个腔室中均设置有闸阀(GV)1490。具体而言，在腔室100a与TM1400之间设置有闸阀1490a，在与腔室100b之间设置有GV1490b。在与腔室100c之间设置有GV1490c，在与腔室100d之间设置有GV1490d。在与腔室100e之间设置有GV1490e，在与腔室100f之间设置有GV1490f。在与腔室100g之间设置有GV1490g，在与腔室100h之间设置有GV1490h。
利用各GV1490进行打开·关闭，由此能够实现衬底200经由衬底搬入搬出口1480的出入。
[处理组件：PM]
接下来，以图1、图2、图3为例，对各PM110之中的PM110a进行说明。图3是对PM110a、与PM110a连接的气体供给部、以及与PM110a连接的气体排气部的关联进行说明的说明图。
此处以PM110a为例，但由于其他PM110b、PM110c、PM110d中也为同样的结构，因此此处省略说明。
如图3所记载，在PM110a中设置有衬底处理装置(其对衬底200进行处理)的一个构成的腔室100a和腔室100b。在腔室100a与腔室100b之间设置有隔壁2040a，以使各腔室内的气氛不混在一起的方式构成。
如图2所记载，在腔室100a与真空搬送室1400彼此相邻的壁上，设置有衬底搬入搬出口1480a，同样地，在腔室100b与真空搬送室1400彼此相邻的壁上设置有衬底搬入搬出口。
在各腔室100中设置有对衬底200进行支承的衬底支承部210。
在PM110a上连接有向腔室100a和腔室100b的各自供给处理气体的气体供给部。气体供给部由第1气体供给部(处理气体供给部)、第2气体供给部(反应气体供给部)、第3气体供给部(吹扫气体供给部)等构成。关于各气体供给部的构成，在后文中叙述。
另外，在PM110a上设置有对腔室100a和腔室100b的各自进行排气的气体排气部。如图3所示，构成为一个气体排气部对多个腔室进行排气。
像这样，构成为：设置于PM的多个腔室共享一个气体供给部和一个气体排气部。
接下来，对作为衬底处理装置的腔室各自的构成进行说明。
(2)衬底处理装置的构成
腔室100为例如绝缘膜形成单元，如图4所示，以单片式衬底处理装置的形式构成。此处，对腔室100a进行说明。
如图4所示，腔室100a具备处理容器202。处理容器202构成为例如水平截面为圆形且扁平的密闭容器。另外，处理容器202由例如铝(Al)、不锈钢(SUS)等金属材料构成、或由石英构成。在处理容器202内，形成有处理空间(处理室)201(其对作为衬底的硅晶片等衬底200进行处理)和移载空间(移载室)203。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。上部容器202a与下部容器202b之间设置有分隔部204。将由上部处理容器202a包围且比分隔部204更靠上方的空间称为处理室201。另外，将由下部容器202b包围且处于闸阀1490附近的空间称为移载室203。
在下部容器202b的侧面设置有与闸阀1490邻接的衬底搬入搬出口1480，衬底200经由衬底搬入搬出口1480而在搬送室(未图示)与移载室203之间移动。在下部容器202b的底部设置有多个提升销207。并且，下部容器202b接地。
在处理室201内设置有对衬底200进行支承的衬底支承部210。衬底支承部210主要具有：对衬底200进行载置的载置面211；在表面具有载置面211的载置台212；以及作为加热部的加热器213。在衬底载置台212上，供提升销207贯通的贯通孔214分别设置于与提升销207相对应的位置。另外，在衬底载置台212上可以设置对衬底200、处理室201施加偏压的偏压电极256。此处，在加热器213上连接有温度测定部400。温度测定部400构成为能够将加热器213的温度信息、温度设定数据与控制器260进行发送接收。另外，偏压电极256连接于偏压调节部257，构成为能够利用偏压调节部257对偏压进行调节。偏压调节部257的偏压信息、偏压设定数据构成为能够与控制器260进行发送接收。
衬底载置台212被轴217支承。轴217将处理容器202的底部贯通，进一步在处理容器202的外部连接于升降部218。使升降部218工作而使轴217及支承台212升降，由此能够使载置于衬底载置面211上的衬底200升降。升降部218构成为能够将衬底载置台212的高度信息(位置信息)、高度数据(位置数据)与后述的控制器260进行发送接收。需要说明的是，轴217下端部的周围由波纹管219覆盖，从而使处理室201内被气密地保持。
在衬底200的搬送时，衬底载置台212向晶片移载位置移动，在衬底200的第1处理时，向图4的实线所示的第1处理位置(晶片处理位置)移动。另外，在第2处理时向图4的虚线所示的第2处理位置移动。需要说明的是，晶片移载位置是使得提升销207的上端从衬底载置面211的上表面突出的位置。
具体而言，当使衬底载置台212下降至晶片移载位置时，提升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出，提升销207从下方对衬底200进行支承。另外，当使衬底载置台212上升至晶片处理位置时，提升销207从衬底载置面211的上表面埋没，衬底载置面211从下方对衬底200进行支承。需要说明的是，提升销207与衬底200直接接触，因此优选由例如石英、氧化铝等材质形成。
[排气系统]
在处理室201(上部容器202a)的内壁侧面，设置有对处理室201的气氛进行排气的作为第1排气部的第1排气口221。在第1排气口221连接有排气管224a，在排气管224上，依次串联地连接有测定处理室201附近的压力的压力测定部227a、将处理室201内控制为规定压力的自动压力控制器等自动压力调节器227b和真空泵223。主要由第1排气口221、排气管224a、压力调节器227b构成第一排气系统(排气管线)。需要说明的是，真空泵223也可以作为第一排气系统的构成。另外，在移载室203的内壁侧面，设置有对移载室203的气氛进行排气的第2排气口1481。另外，在第2排气口1481设置有排气管1482。在排气管1482上设置有压力调节器228，构成为能够将移载室203内的压力排气至规定的压力。另外，还可以经由移载室203对处理室201内的气氛进行排气。此处，压力测定部227a构成为测定部，且构成为能够经由设置于压力测定部227a的发送部而将压力信息(压力数据)与后述的控制器260进行发送接收。另外，自动压力调节器227b构成为能够经由设置于自动压力调节器227b的发送部而将阀开度信息、压力设定数据等数据与控制器260进行发送接收。另外，在自动压力调节器227b上，设置有基于阀开度信息而对阀的开度进行调节的作为处理执行部的调节器。另外，真空泵223构成为能够将泵的ON/OFF信息、载荷信息等向控制器260发送。
[气体导入口]
在簇射头234(其设置于处理室201的上部)的上表面(顶壁)，设置有用于向处理室201内供给各种气体的气体导入口241。关于与作为气体供给部的气体导入口241连接的各气体供给单元的构成，在后文中叙述。
[气体分散单元]
作为气体分散单元的簇射头234具有缓冲室232、作为第1活化部的第1电极244。在第1电极244上，设置有多个将气体向衬底200分散供给的孔234a。簇射头234设置于气体导入口241与处理室201之间。从气体导入口241导入的气体向簇射头234的缓冲室232(也称为分散部。)供给，且经由孔234a向处理室201供给。
需要说明的是，第1电极244由导电性的金属构成，且构成为用于激发气体的活化部(激发部)的一部分。构成为能够向第1电极244供给电磁波(高频电力、微波)。需要说明的是，当由导电性部件构成盖231时，成为如下构成：在盖231与第1电极244之间设置有绝缘块233，将盖231与第1电极部244之间绝缘。
需要说明的是，可以在缓冲室232内设置气体引导件235。气体引导件235是以气体导入孔241为中心、随着朝向衬底200的径向则直径扩大的圆锥形。气体引导件235的下端的水平方向上的直径以比设置有孔234a的区域的端部更向外周延伸的方式形成。通过设置气体引导件235，能够向多个孔234a分别均匀地供给气体，从而能够使向衬底200的面内供给的活性种的量均匀化。
[活化部(等离子体生成部)]
在作为活化部的电极244上连接匹配器251和高频电源部252，从而构成为能够供给电磁波(高频电力、微波)。由此，能够使供给至处理室201内的气体活化。另外，电极244构成为能够生成电容耦合型等离子体。具体而言，电极244构成为：形成导电性的板状，且被上部容器202a支承。活化部至少由电极部244、匹配器251、高频电源部252构成。需要说明的是，可构成为在活化部中包括阻抗计254。需要说明的是，可以在第1电极244与高频电源252之间设置阻抗计254。通过设置阻抗计254，能够基于测得的阻抗而对匹配器251、高频电源252进行反馈控制。另外，高频电源252构成为能够经由发送部而将电力信息、电力设定数据与与控制器260进行发送接收，匹配器251构成为能够经由发送部而将匹配信息(行波数据、反射波数据)、匹配设定数据与控制器260进行发送接收，阻抗计254构成为能够经由发送部而将阻抗信息与控制器260进行发送接收。
[气体供给系统]
在气体导入口241连接有气体供给管150a(150X)。从气体供给管150X供给后述的第1气体、第2气体、吹扫气体。此处，X为与各腔室对应的a、b、c、d、e、f、g、h中的任一者。以下，对与腔室100a的气体导入口241连接的气体供给系统进行说明，关于其他腔室，省略说明。
图3中示出了与腔室100a连接的第1气体供给部、第2气体供给部、吹扫气体供给部等气体供给系统的概略构成图。
如图3所示，在气体供给管150a上连接有气体供给管集合部140a。在气体供给管集合部140a上连接有第1气体(处理气体)供给管113a、吹扫气体供给管133a、第2气体(处理气体)供给管123a。
[第1气体供给部]
在第1气体供给部，设置有第1气体供给管113a、MFC115a、阀116a。需要说明的是，可以构成为在第1气体供给部中包括与第1气体供给管113a连接的第1气体供给源113。另外，在处理气体的原料为液体、固体的情况下，可以设置气化器180。
[第2气体供给部]
在第2气体供给部，设置有第2气体供给管123a、MFC125a、阀126a。需要说明的是，可以构成为在第2气体供给部中包括与第2气体供给管123a连接的第2气体供给源123。
需要说明的是，可以构成为设置远程等离子体单元(RPU)124而使第2气体活化。
[吹扫气体供给部]
在吹扫气体供给部，设置有吹扫气体供给管133a、MFC135a、阀136a。需要说明的是，可以构成为在吹扫气体供给部中包括与吹扫气体供给管133a连接的吹扫气体供给源133。
此处，构成第1气体供给部、第2气体供给部、吹扫气体供给部的各自的MFC、阀构成为各自具有发送部、处理执行部、更新部、测定部，能够与控制器260进行信息的发送接收。MFC、阀各自对以下信息进行发送接收。MFC：流量信息、流量设定数据；阀：开度信息、开度设定数据。需要说明的是，可以在第1气体供给部、第2气体供给部、吹扫气体供给部各自的构成中追加气化器、RPU。气化器、RPU各自对以下的信息进行发送接收。气化器：气化器信息、气化器设定数据；RPU：电力信息。
[控制部]
如图5所示，衬底处理系统1000、腔室100具有衬底处理系统1000、和对衬底处理装置100的各部的动作进行控制的控制器260。
将控制器260的概略示于图5。作为控制部(控制手段)的控制器260构成为具备CPU(Central Processing Unit)260a、RAM(Random Access Memory)260b、存储装置260c、发送接收部260d的计算机。RAM260b、存储装置260c、发送接收部260d构成为能够经由内部总线260e而与CPU260a进行数据交换。构成为可在控制器260上连接例如以触摸面板等形成构成的输入输出装置261、外部存储装置262、发送接收部285等。输入输出装置261也包括作为报告衬底处理装置1000的状态的报告部的显示画面264。
存储装置260c由例如闪存、HDD(Hard Disk Drive)等构成。
构成为能够在RAM260b、存储装置260c内，储存(记录)以下(A)～(H)所示的程序、数据。需要说明的是，存在外部存储装置262的情况下，也可以存储于外部存储装置262中。(A)对设置于衬底处理装置中的各部(各设备)的动作进行控制的控制程序。(B)记载有后述的衬底处理工序、处理步骤、条件等的工艺制程。(C)在衬底200上形成的膜特性数据。膜特性数据为例如膜厚数据。(D)控制器260接收到的各部的测定值(测定数据)。此处所谓测定数据，是指上述的温度信息、温度设定数据、偏压信息、偏压设定数据、高度信息(位置信息)、高度数据、压力信息、阀开度信息、压力设定数据、泵的开关(ON/OFF)信息、载荷信息、电力信息、电力设定数据、匹配信息、匹配设定数据、阻抗信息、流量信息、流量设定数据、开度信息、开度设定数据、气化器信息、气化器设定数据、电力信息等。(E)将测定值作为学习用数据、并进行学习的学习部(学习程序)。需要说明的是，用作学习用数据的测定值中，至少使用温度信息、压力信息和流量信息。(F)学习数据(学习部)。学习数据至少记录有温度信息·压力信息·流量信息，也可以附加上述(D)中记载的其他信息。另外，除此以外，也可以附加膜特性数据。膜特性数据为膜厚数据、膜厚均匀性数据等。将学习数据的例子示于图10。(F)事先学习数据(事先学习部的一个构成)。事先学习数据具有至少记录有膜特性数据与各部的测定值数据的关系性的数据库。此处，各部的测定值数据至少包括温度信息·压力信息·流量信息。也可以附加(D)中记载的其他信息。膜特性数据为膜厚数据、膜厚均匀性数据等。(G)在直至设定对衬底200的处理中使用的工艺制程为止的过程中产生的运算数据、处理数据。(H)传感器数据、软传感器数据。
需要说明的是，工艺制程是以使控制器260执行后述衬底处理工序中的各步骤、并能获得规定的结果的方式组合得到的，作为程序发挥功能。以下，将该工艺制程、控制程序等统一简称为程序。需要说明的是，本说明书中在使用程序这样的用语时，有时仅单独包含工艺制程，有时仅单独包含控制程序，或者有时包含这两者。另外，RAM260b以存储区域(工作区)的形式构成，该存储区域暂时保持由CPU260a读取的程序、运算数据、处理数据等数据。
发送接收部260d由I/O端口构成，与多个设备连接。所谓多个设备，是指使以下的衬底处理装置工作的设备。各设备中具有例如以下的闸阀1290、1330、1350、1490、升降部218、加热器213、自动压力控制器227、228、1620、真空泵223(223a、223b、223c、223d)、1630、匹配器251、高频电源部252、MFC115(115a、115b、115c、115d)、125(125a、125b、125c、125d)、135(135a、135b、135c、135d)、1530、阀116(116a、116b、116c、116d)、126(126a、126b、126c、126d)、136(136a、136b、136c、136d)、1540、(RPU124、气化器180、)偏压控制部257、真空搬送机器人1700、大气搬送机器人1220等。另外，还可以具有阻抗计254等。
作为第1运算部的CPU260a构成为读取并执行来自存储装置260c的控制程序，并且根据来自输入输出装置261的操作命令的输入等从存储装置260c读取工艺制程。另外，构成为能够对从发送接收部285输入的设定值与存储于存储装置260c的工艺制程、控制数据、上述各种数据进行比较·运算来计算出运算数据。另外，构成为能够根据运算数据来执行相对应的处理数据(工艺制程)的确定处理等。并且，CPU260a构成为以按照读取的工艺制程的内容的方式，控制闸阀1490的开闭动作、升降部218的升降动作、向加热器213的电力供给动作、压力调节器227、228、1620的压力调节动作、真空泵223的开关控制、利用MFC115、125、135、1530进行的气体流量控制动作、RPU124、144、154的气体的活化动作、利用阀116、126、136、1540进行的气体的开关控制、匹配器251的电力的匹配动作、高频电源部252的电力控制、偏压控制部257的控制动作、基于阻抗计254测得的测定数据进行的匹配器251的匹配动作、高频电源252的电力控制动作等。在进行各构成的控制时，通过CPU260a内的发送接收部来发送/接收与工艺制程的内容相应的控制信息来进行控制。
需要说明的是，如图6所示，可以在控制部260中设置对后述的学习进行运算的作为第2运算部的CPU260h。在由衬底处理装置100、衬底处理系统1000处理的数据量增加、使用一个CPU对衬底处理装置的控制和学习处理(学习运算)进行处理的情况下，存在下述课题：CPU的处理变得无法跟上，衬底处理工序的控制变得不稳定。另外，在优先对衬底处理工序的控制进行运算的情况下，产生下述课题：学习处理变得无法跟上，无法进行衬底处理工序中的学习、各衬底处理的学习，无法生成更新参数。通过设置第2运算部并利用第2运算部进行学习，能够提高利用第1运算部的衬底处理装置100、衬底处理系统1000中的衬底处理控制的稳定性，并且能够无延迟地进行学习处理。需要说明的是，此处，示出了将第2运算部260h设置于控制部260内的例子，但也可以是与控制部260分开的结构。另外，还可以将第2控制部260h设置于衬底处理装置100、衬底处理系统1000外。需要说明的是，第2运算部可以使用与第1运算部同样的通用CPU。优选使用专用的CPU。
需要说明的是，控制器260不限于以专用的计算机的形式构成的情况，也可以以通用的计算机的形式构成。例如，也可以是，准备储存了上述程序的外部存储装置(例如，磁盘、软盘、硬盘等磁盘、CD、DVD等光盘、MO等光磁盘、USB存储器、存储卡等半导体存储器)262，使用该外部存储装置262将程序安装在通用的计算机上等，从而构成本实施方式涉及的控制器260。需要说明的是，用于向计算机供给程序的手段不限于经由外部存储装置262进行供给的情况。例如，可以使用发送接收部285、网络263(互联网、专用线路)等通信手段，以不经由外部存储装置262的方式供给程序。需要说明的是，存储装置260c、外部存储装置262以计算机可读取的记录介质的形式构成。以下，也将它们统一地简称为记录介质。需要说明的是，本说明书中使用记录介质这样的用语时，有时仅单独包含存储装置260c，有时仅单独包含外部存储装置262，或者有时包含上述两者。
(2)衬底处理工序
接下来，作为半导体器件(semiconductor device)的制造工序的一个工序，以在衬底上对绝缘膜进行成膜的工序为例，参照图7对上述衬底处理系统1000、衬底处理装置(腔室)100的动作及各部的评价流程、顺序进行说明。需要说明的是，此处作为绝缘膜，例如对作为氧化膜的硅氧化(SiO)膜进行成膜。另外，该制造工序的一个工序在上述衬底处理系统1000、腔室100中进行。需要说明的是，在以下的说明中，各部的动作由控制器260控制。
需要说明的是，在本说明书中使用“衬底”这样的用语的情况也与使用“晶片”这样的用语的情况相同，在该情况下，只要在上述说明中将“晶片”替换为“衬底”考虑即可。
以下，对衬底处理工序S200进行说明。
[衬底搬入工序S201]
在进行衬底处理工序S200时，首先将衬底200搬入处理室201。具体而言，利用升降机构218使衬底支承部210下降，成为使提升销207从贯通孔214向衬底支承部210的上表面侧突出的状态。另外，将处理室201内调节为规定的压力后，打开闸阀1490，使衬底200载置于提升销207上。在使衬底200载置于提升销207上后，利用升降机构218使衬底支承部210上升至规定的位置，由此衬底200被从提升销207载置到衬底支承部210。
[减压·升温工序S202]
接下来，经由处理室排气管224对处理室201内进行排气，以使处理室201内成为规定的压力(真空度)。此时，基于压力传感器227a所测得的压力值，对作为压力调节器227b的APC的阀开度进行反馈控制。另外，基于温度传感器(未图示)所检测出的温度值，对向加热器213的通电量进行反馈控制，以使处理室201内成为规定的温度。具体而言，利用加热器213预先对衬底支承部210加热，利用已加热的衬底支承部210将衬底200加热成规定温度。需要说明的是，可以放置一定时间，直至衬底200或衬底支承部210的温度不再发生变化。在此期间，在存在残留于处理室201内的水分或来自部件的脱除气体等的情况下，可以通过真空排气、基于N2气体供给的吹扫将它们除去。由此，成膜工艺前的准备完成。需要说明的是，在将处理室201内排气至规定的压力时，可以一次性真空排气至能够达到的真空度。
[成膜工序S210]
接下来，对成膜工序S210的详细情况进行说明。
在将衬底200载置于衬底支承部210后，进行如图7所示的S203～S207的步骤。
[第1气体供给工序S203]
在第1气体供给工序S203中，从第1气体供给部向处理室201内供给作为第1气体(原料气体)的氨基硅烷系气体。作为氨基硅烷系气体，例如有双(二乙基氨基)硅烷(H2Si(NEt2)2，Bis(diethylamino)silane：BDEAS)气体。从气体源向腔室100供给氨基硅烷系气体时，打开处理室侧阀116a，用MFC115a调节为规定流量。经流量调节的氨基硅烷系气体从缓冲空间232通过，并从簇射头234的孔234a向减压状态的处理室201内供给。另外，继续利用排气系统进行处理室201内的排气，控制处理室201内的压力以使其成为规定的压力范围(第1压力)。此时，对衬底200供给氨基硅烷系气体。氨基硅烷系气体以规定的压力(第1压力：例如100Pa以上且20000Pa以下)向处理室201内供给。通过这样的方式，向衬底200供给氨基硅烷系气体。通过供给氨基硅烷系气体，从而在衬底200上形成含硅层。
此时的加热器213的温度设定为200～750℃(优选300～600℃、更优选300～550℃)的范围内的一定温度，并维持温度直至至少成膜工序S210结束。
[第1吹扫工序S204]
在衬底200上形成含硅层后，关闭第1气体供给管113a的气体阀116a，停止氨基硅烷系气体的供给。通过停止原料气体，由此通过从处理室排气管224中对存在于处理室201中的原料气体、存在于缓冲空间232中的原料气体进行排气来进行第1吹扫工序S204。
另外，在吹扫工序中，除了仅对气体进行排气(抽真空)而将气体排出以外，也可以构成为供给非活性气体，通过挤出残留气体来进行排出处理。具体而言，打开阀136a，供给非活性气体。非活性气体为例如氮(N2)气体。另外，也可以将抽真空和非活性气体的供给组合而进行。另外，还可以以交替地进行抽真空和非活性气体的供给的方式构成。
另外，在第1吹扫工序中，继续真空泵223的动作，将存在于处理室201内的气体从真空泵223排气。
经过规定的时间后，关闭阀136a，停止非活性气体的供给。
从各非活性气体供给系统供给的作为吹扫气体的N2气体的供给流量分别为例如100～20000sccm的范围内的流量。需要说明的是，作为吹扫气体，除了N2气体外，还可使用Ar、He、Ne、Xe等稀有气体。
[第2处理气体供给工序S205]
第1气体吹扫工序后，打开阀126a，经由气体导入孔241、缓冲空间232、簇射头234，向处理室201内供给作为第2气体(反应气体)的含氧气体。含氧气体例如有氧气(O2)、臭氧气体(O3)、水(H2O)、一氧化二氮气体(N2O)等。此处，示出使用O2气体的例子。由于经由缓冲空间232、簇射头234向处理室201供给，因此能够均匀地向衬底上供给气体。因此，能够使膜厚均匀。需要说明的是，供给第2气体时，还可以构成为经由作为活化部(激发部)的远程等离子体单元(RPU)124而能够向处理室201内供给活化后的第2气体。
此时，调节MFC125a以使O2气体的流量成为规定流量。需要说明的是，O2气体的供给流量例如为100sccm以上且10000sccm以下。另外，通过适当调节压力调节器222a，从而使处理室201内的压力在规定的压力范围内。另外，O2气体在RPU124内流动时，也可以以使RPU124为ON状态(接通电源后的状态)而将O2气体活化(激发)的方式进行控制。
若将O2气体供给至形成于衬底200上的含硅层，则含硅层被改性。例如，形成硅元素或者含有硅元素的改性层。需要说明的是，通过设置RPU124从而向衬底200上供给活化后的O2气体，由此能够形成更多的改性层。
改性层根据例如处理室201内的压力、O2气体的流量、衬底200的温度、RPU124的电力供给情况而以规定的厚度、规定的分布、规定的氧成分等对含硅层的侵入深度来形成。
经过规定的时间后，关闭阀126a，停止O2气体的供给。
[第2吹扫工序S206]
停止O2气体的供给，由此通过从第1排气部来对存在于处理室201中的O2气体、存在于缓冲空间232中的O2气体进行排气来进行第2吹扫工序S206。就第2吹扫工序S206而言，进行与上述第1吹扫工序S204同样的工序。
[判定工序S207]
第2吹扫工序S206结束后，控制器260对上述成膜工序S210中的S203～S206是否被执行了规定的循环数C进行判定(C为自然数)。即，判定是否在衬底200上形成期望厚度的膜。将上述步骤S203～S206作为1个循环，并至少将该循环进行一次以上(步骤S207)，由此能够在衬底200上形成规定膜厚的包含硅及氧的绝缘膜、即SiO膜。需要说明的是，上述循环优选重复多次。由此，在衬底200上形成规定膜厚的SiO膜。
未实施规定次数时(判定为No时)，重复S203～S206的循环。实施了规定次数时(判定为Y时)，结束成膜工序S301，执行搬送压力调节工序S208和衬底搬出工序S209。
[搬送压力调节工序S208]
在搬送压力调节工序S208中，经由处理室排气管224对处理室201内、搬送空间203内进行排气，以使处理室201内、搬送空间203成为规定的压力(真空度)。此时的处理室201内的压力、搬送空间203内的压力被调节为真空搬送室1400内的压力以上。需要说明的是，还可以构成为在该搬送压力调节工序S208的期间、之前、之后，利用提升销207进行保持以使衬底200的温度冷却至规定的温度。
[衬底搬出工序S209]
在通过搬送压力调节工序S208使处理室201内成为规定压力后，打开闸阀1490，将衬底200从搬送空间203搬出至真空搬送室1400。
通过如上所述的工序来进行衬底200的处理。
在如上所述的衬底处理工序之后、或与衬底处理工序并行地，在学习部中进行学习工序。在学习工序之后生成更新参数，进行对各设备的设定进行更新的设定更新工序S300。使用图6、图8对这一系列的工序进行说明。
[测定值收集工序S301]
在学习工序之前，进行收集各设备的测定值的工序。控制器260经由网络(信号线)、通过作为发送接收部260d的I/O端口接收各设备的数据(测定值)。接收到的各设备的数据被记录在RAM260b和存储装置260c中的任一者或两者中。需要说明的是，此处，接收到的数据可以以介由网络263而发送至上位装置500的方式构成。
[学习工序S302]
将从各设备接收到的测定值作为学习用数据，输入至学习部(学习程序)中。在学习部中，基于学习用数据进行学习。需要说明的是，此处，学习为机器学习。学习技法中可使用神经网络、深度学习。需要说明的是，可以在存储部中预先记录事先学习数据作为学习模型，进行基于学习用数据和事先学习数据进行学习的强化学习。另外，还可以进行将事先学习数据用作教师数据的学习。通过进行这样的强化学习、使用教师数据的学习，能够指定学习的方向，能够进行目标学习。即，能够容易地生成使各衬底200、各批次(Lot)的处理均匀性提高的参数(设定参数)。
[更新参数生成工序S302]
基于学习的结果，生成作为与工艺制程相对应的参数(设定参数)最接近的设定参数作为更新参数。在该更新参数的生成中，可使用数据库。优选使用神经网络来生成更新参数。进一步优选使用神经网络和数据库这两者来生成更新参数，可以对生成的更新参数进行比较运算，生成最终适用的更新参数。
[参数更新工序S303]
将生成的更新参数从控制部260的发送接收部260d发送至各设备。在各设备中，基于接收到的更新参数，进行设定值的再设定。
需要说明的是，此处，以加热部为例进行说明时，作为测定值而将温度信息从温度调节部发送至控制器260。控制部将温度信息作为第1学习数据，输入至学习部。学习部将与对应于工艺制程的温度设定接近的加热部的设定作为更新参数。控制部将生成的更新参数发送至温度调节部。温度调节部基于接收到的更新参数，对温度调节部的设定进行更新。需要说明的是，所谓温度调节部的设定，是指温度、温度控制参数中的任一者或两者。需要说明的是，所谓温度控制参数，例如当为PID控制时，是指P、I、D的各值。需要说明的是，温度控制也可以为除PID以外的方法。
[膜厚数据比较工序S304]
从事先学习数据读取与测定值相对应的假想膜厚数据。将读取的假想膜厚数据、与对应于工艺制程的膜厚数据进行比较，算出显示假想膜厚数据与膜厚数据之差的差异数据(Δ膜厚数据)。
[判定工序S305]
在判定工序S305中，对由膜厚数据比较工序算出的Δ膜厚数据是否在规定范围内进行判定。Δ膜厚数据在规定范围内的情况为“是”判定(YES判定)。Δ膜厚数据在规定范围外的情况为“否”判定(No判定)。“是”判定的情况下，进行学习部更新工序S306。“否”判定的情况下，进行警报报知工序S307。
[学习数据更新工序S306]
在学习数据更新工序S306中，将更新参数与膜厚数据的关系记录于学习部(学习程序)。需要说明的是，在从上位装置500、膜测定部600等对将膜厚数据与工艺制程建立了关联的数据进行接收的情况下，可以将接收的与工艺制程相对应的参数和膜厚数据作为教师数据记录于学习部中。
[警报报知工序S307]
在警报报知工序S307中，将在利用更新参数进行了衬底处理的情况下、形成于衬底200上的膜厚可能偏离膜厚数据的消息向显示部报知。
通过上述方式，进行设定更新工序S300。需要说明的是，可以与设定更新工序S300并行地进行学习数据检查工序S400。关于学习数据检查工序S400，使用图9进行说明。
学习数据检查工序S400在图8所示的更新参数生成工序S302之后进行。
[参数比较工序S401]
首先，从事先学习数据读取与各设备的测定值对应的事先学习参数。然后，生成表示更新参数与事先学习参数的差异的Δ参数。
[判定工序S402]
接下来，判定Δ参数是否落入规定范围内。即，判定更新参数与事先学习参数之差是否落入规定范围内。在Δ参数落入规定范围内的情况下，设为“是”判定(YES判定)。在Δ参数为规定范围外的情况下，设为“否”判定(No判定)。为“是”判定时，判定更新参数是正确的，进行上述的参数更新工序S303。为“否”判定时，判定更新参数是不正确的，并进行警报报知工序S403。
[警报报知工序S403]
在警报报知工序S403中，在显示画面264上显示与消息数据对应的消息窗口，所述消息数据表示对各设备的测定部进行更换这一内容。需要说明的是，也可以以将该消息数据发送至上位装置500的方式构成。
通过上述方式，进行设定更新工序S300。
[学习时机变更工序]
需要说明的是，学习的时机、周期也可进行适当变更。例如，可以在衬底处理装置100、衬底处理系统1000启动时、在适用新工艺制程的初期，将衬底处理工序S200与设定更新工序S300并行地执行，实时地进行学习。通过以这样的方式构成，能够在每个工序中进行调整。另外，也可以相继地进行衬底处理工序S200和设定更新工序S300。通过以这样的方式构成，可以基于贯穿衬底处理工序S200整体的数据进行学习，能够进行热历程的调整。
以上，具体地说明了本发明的一个实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，可以在不超出其要旨的范围内进行各种变更。
另外，上述中，针对交替地供给第1气体和第2气体进行成膜的方法进行了记述，但也可以适用其他方法。例如，第1气体与第2气体的供给时机重合这样的方法。
另外，上述中，针对供给2种气体进行处理的方法进行了记述，但也可以为使用1种气体的处理。
另外，上述中，对成膜处理进行了记述，但也可以适用其他处理。例如，有使用等离子体的扩散处理、氧化处理、氮化处理、氧氮化处理、还原处理、氧化还原处理、蚀刻处理、加热处理等。例如，在仅使用反应气体对衬底表面、形成于衬底的膜进行等离子体氧化处理、等离子体氮化处理时，也可以适用本发明。另外，还可以适用于仅使用反应气体的等离子体退火处理。
另外，上述中，针对半导体器件的制造工序进行了记述，但实施方式涉及的发明也可以适用于除半导体器件的制造工序以外的其他工序。例如，有液晶设备的制造工序、太阳能电池的制造工序、发光设备的制造工序、玻璃衬底的处理工序、陶瓷衬底的处理工序、导电性衬底的处理工序等衬底处理。
另外，上述中，示出了使用含硅气体作为原料气体、使用含氧气体作为反应气体而形成硅氧化膜的例子，但也可以适用于使用其他气体的成膜。例如，有氮化膜、含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金属膜以及含有多种这些元素的膜等。需要说明的是，作为这些膜，例如有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。
另外，上述中，示出了在一个处理室中处理一张衬底的装置构成，但并不限定于此，也可以为沿水平方向或垂直方向排列有多张衬底的装置。

Claims (10)

1.衬底处理装置，其具有对衬底进行处理的多个设备、和介由网络而与所述多个设备进行通信的控制部，
其中，所述多个设备中的各自具备：
处理执行部，其基于与所述控制部所保持的工艺制程相对应的设定参数来对所述衬底进行处理；
发送接收部，其进行将所述处理执行部的测定值发送至所述控制部、和从所述控制部接收更新参数；和
更新部，其基于接收到的所述更新参数来对所述设定参数进行更新，
所述控制部具备：
学习部，其将所述测定值作为学习用数据，基于所述学习用数据进行学习，并生成对所述设定参数进行更新的所述更新参数；
发送接收部，其在所述多个设备之间对所述测定值和所述更新参数进行发送接收；和
存储部，其记录有事先学习数据和与所述工艺制程相对应的膜厚数据，
构成为从所述事先学习数据读取与所述测定值相对应的假想膜厚数据，算出表示所述假想膜厚数据与所述膜厚数据之差的差异数据，并对差异数据是否在规定范围内进行判定，在所述差异数据在规定范围内的情况下，将所述更新参数与所述膜厚数据的关系输入所述学习部。
2.如权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述控制部构成为：
从所述事先学习数据读取与所述测定值相对应的事先学习参数，并进行所述更新参数与所述事先学习参数之差是否落入规定范围内的比较运算。
3.如权利要求2所述的衬底处理装置，其中，所述控制部构成为：
在所述更新参数与所述事先学习参数之差超过规定值的情况下，发出警报。
4.如权利要求1所述的衬底处理装置，其中，所述控制部构成为：对在从所述多个设备接收到的所述测定值在规定的范围内的期间、根据所述测定值更新所述学习用数据的周期进行变更。
5.半导体器件的制造方法，其包括下述工序：
处理执行部基于与工艺制程相对应的设定参数来处理衬底的工序；
将所述处理执行部的测定值发送至控制部的工序；
所述控制部从事先学习数据读取与所述测定值相对应的假想膜厚数据的工序；
所述控制部将所述测定值作为学习用数据并使学习部学习的工序；
所述控制部基于所述学习部的数据来生成对所述设定参数进行更新的更新参数的工序；
所述控制部将所述更新参数发送至所述处理执行部的工序；和
所述处理执行部基于从所述控制部接收到的更新参数来对所述设定参数进行更新的工序，
所述控制部算出表示所述假想膜厚数据与膜厚数据之差的差异数据，并对差异数据是否在规定范围内进行判定，在所述差异数据在规定范围内的情况下，将所述更新参数与所述膜厚数据的关系输入所述学习部。
6.如权利要求5所述的半导体器件的制造方法，其中，包括下述工序：从所述事先学习数据读取与所述测定值相对应的事先学习参数，进行所述更新参数与所述事先学习参数之差是否落入规定范围内的比较运算。
7.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其中，包括下述工序：在所述更新参数与所述事先学习参数之差超过规定值的情况下，发出警报。
8.记录介质，其记录有通过计算机而使衬底处理装置执行下述步骤的程序，所述步骤为：
处理执行部基于与工艺制程相对应的设定参数来处理衬底的步骤；
将所述处理执行部的测定值发送至控制部的步骤；
所述控制部从事先学习数据读取与所述测定值相对应的假想膜厚数据的步骤；
所述控制部将所述测定值作为学习用数据并使学习部学习的步骤；
所述控制部基于所述学习部的数据来生成对所述设定参数进行更新的更新参数的步骤；
所述控制部将所述更新参数发送至所述处理执行部的步骤；和
所述处理执行部基于从所述控制部接收到的更新参数来对所述设定参数进行更新的步骤，
所述控制部算出表示所述假想膜厚数据与膜厚数据之差的差异数据，并对差异数据是否在规定范围内进行判定，在所述差异数据在规定范围内的情况下，将所述更新参数与所述膜厚数据的关系输入所述学习部。
9.如权利要求8所述的记录介质，其中，包括下述步骤：从所述事先学习数据读取与所述测定值相对应的事先学习参数，进行所述更新参数与所述事先学习参数之差是否落入规定范围内的比较运算。
10.如权利要求9所述的记录介质，其中，包括下述步骤：在所述更新参数与所述事先学习参数之差超过规定值的情况下，发出警报。
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