JP2003109906A - 半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バッチ処理回数が増えるにつれ炉内壁面に付
着する膜厚が累積されウェーハ面内に膜が付着できなく
なるという問題点を解決するため、累積膜厚と膜生成に
必要な温度の関係に従って温度制御を行いバッチ間の均
一性を向上させる半導体製造装置を提供する。 【解決手段】 加熱装置により炉内を加熱制御して半導
体を製造する半導体製造装置であって、炉内壁面に付着
する累積膜厚を記憶する累積膜厚値記憶部１３と、膜厚
と温度との関係を記憶するプロセスレシピ記憶部７と、
累積膜厚値記憶部１３に記憶された累積膜厚と、プロセ
スレシピ記憶部７に記憶された膜厚と温度との関係とに
基づいて、加熱装置を制御するＴＵＢＥコントローラ８
とを備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、プロセス処理実行
によって炉内壁面に付着する膜厚の状態により温度制御
を行い、バッチ間均一性を向上させる温度制御を行う半
導体製造装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】枚葉装置などによる従来のプロセス処理
は、炉内壁面に付着する膜厚の状態に関係なく温度制御
を行っている。そのため、最初の数バッチは、プロセス
処理実行を行っても問題のないプロセス処理が実行でき
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、バッチ処理回
数が増えるにつれて、炉内壁面に付着する膜厚が累積さ
れ、同じ温度設定値で制御しても、炉内温度が下がって
くる。そのため、ウェーハを処理するプロセス温度が低
下し、プロセス成膜条件から外れ、バッチ間均一性が低
下したり、ウェーハ面内に成膜ができなくなる。 【０００４】本発明の目的は従来技術の問題点である、
バッチ処理回数が増えるにつれ炉内壁面に付着する膜厚
が累積されて炉内温度が低下し、その結果、ウェーハ面
内にバッチ間での均一な膜が成膜できなくなるという問
題点を解決するため、累積膜厚と膜生成に必要な温度の
関係に従って温度制御を行い、バッチ間の均一性を向上
させることができる半導体製造装置を提供することにあ
る。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明は、加熱装置により炉内を加熱制御して半
導体を製造する半導体製造装置であって、炉内壁面に付
着する累積膜厚を記憶する第１記憶手段（累積膜厚値記
憶部１３）と、膜厚と温度との関係を記憶する第２記憶
手段（プロセスレシピ記憶部７）と、前記第１記憶手段
に記憶された累積膜厚と、前記第２記憶手段に記憶され
た膜厚と温度との関係とに基づいて、前記加熱装置を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。 【０００６】このような構成によれば、第１記憶手段に
記憶された炉内壁面に付着した膜厚に基づいて、第２記
憶手段に記憶された膜厚と温度との関係から、そのとき
の炉内壁面の膜厚に対する適切な制御温度を得、その制
御温度に基づいて加熱装置を制御することで、バッチ間
のウェーハの膜厚を炉内壁面に付着する膜厚の変動に拘
わらず均一とすることができる。 【０００７】なお、実施の形態においては、炉内壁面に
付着した膜厚と補正温度との関係を予め記憶しておき、
レシピの進行に従って、そのレシピにより付着する膜厚
を累積し、この累積膜厚と補正温度により加熱装置を制
御する半導体製造方法が示されている。なお、累積膜厚
を求めるに際しては、各レシピにより付着する膜厚を記
憶させておき、各レシピの進行毎にその膜厚を加算して
いく。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態のブロッ
ク構成図、図２は実施の形態の動作を示すフローチャー
トである。図１に示す半導体製造装置は、炉１と、加熱
装置を構成するヒータ素線２と、温度を検出する熱電対
３と、制御量を調整するサイリスタ（ＳＣＲ）４と、加
熱装置を制御する温度コントローラ５と、温度制御に用
いられる累積膜厚温度補正値を記憶する累積膜厚温度補
正テーブル６と、プロセスレシピを記憶するプロセスレ
シピ記憶部７と、温度制御を行うＴＵＢＥコントローラ
８と、半導体製造装置全体の制御を行う主制御部９と、
機構部分を制御するメカニズムコントローラ１０と、主
操作を行う主操作部１１と、メカニズムコントローラ１
０により制御され、基板等を搬送する搬送ロボット１２
と、累積膜厚を記憶する累積膜厚値記憶部１３とを備え
ている。 【０００９】以上の構成において、炉１は内部でウェー
ハを処理し、ヒータ素線２は加熱されて炉１内の温度を
昇温させる。熱電対３は現在の炉１内の温度をモニタす
るため炉１内の温度を検出し、温度コントローラ５に送
出する。サイリスタ４はヒータパワー出力を可変し、ヒ
ータ素線２を制御する。温度コントローラ５は、熱電対
３の電圧から現在の炉１内の温度を取り込み、設定温度
からパワー出力を計算し、サイリスタを制御する。 【００１０】また、累積膜厚温度補正テーブル６は累積
膜厚に対応する温度の補正値を記憶する。プロセスレシ
ピ記憶部７はヒータの設定温度とプロセスレシピ実行に
より壁面に付着する膜厚を記憶している。ＴＵＢＥコン
トローラ８は温度コントローラ５を制御し、累積膜厚値
記憶部１３と累積膜厚温度補正テーブル６とプロセスレ
シピ記憶部７の値から設定すべき温度を計算し、温度コ
ントローラ５へ送信する。また、ＴＵＢＥコントローラ
８はプロセスレシピ記憶部７に設定された膜厚をプロセ
スレシピ実行後毎に累積膜厚値記憶部１３に加算する。 【００１１】主制御部９はメカニズムコントローラ１０
を制御し、搬送スケジュールに従ってウェーハの搬送指
示を行う。主操作部１１は主制御部９の制御情報を画面
に表示する。メカニズムコントローラ１０は搬送ロボッ
ト１２を制御し、ウェーハの搬送を行う。 【００１２】図２には、図１の構成において、温度制御
されるフローチャートを示している。ＴＵＢＥコントロ
ーラ８は、炉１内の制御したい温度とプロセスレシピ１
回の実行で壁面に累積される膜厚をプロセスレシピ記憶
部７へ記憶する（ステップＳ１）。ＴＵＢＥコントロー
ラ８は累積膜厚と、ウェーハ成膜の均一性を保つために
補正すべき温度との関係を事前に取得し、累積膜厚温度
補正テーブル６へ記憶する（ステップＳ２）。炉１内の
壁面がプロセスレシピ実行処理継続不可能となる程に膜
厚が累積されると（ステップＳ３、Ｙ）、ＴＵＢＥコン
トローラ８はメンテナンス周期と判断し、ステップＳ７
へ移行する。プロセスレシピ実行処理継続可能であれ
ば、ステップＳ４へ移行する。 【００１３】ステップＳ４では、ＴＵＢＥコントローラ
８はウェーハ成膜するため、累積膜厚温度補正テーブル
に記憶された補正値を用いて、プロセスレシピを実行す
る（ステップＳ４）。そして、ＴＵＢＥコントローラ８
はプロセスレシピ実行終了でプロセスレシピに設定され
た膜厚を累積膜厚値記憶部１３に記憶されている累積膜
厚値に加算する（ステップＳ５）。また、ＴＵＢＥコン
トローラ８は累積膜厚値とステップＳ２で設定した累積
膜厚温度テーブル６から温度補正を行う（ステップＳ
６）。ステップＳ３においてメンテナンスが必要と判断
された場合は（ステップＳ３、Ｙ）、ＴＵＢＥコントロ
ーラ８は、炉１内をクリーニングし、累積膜厚値１３を
クリアする（ステップＳ７）。 【００１４】図３には、温度コントローラ５へ送信する
設定温度の例を示す。各チャネル毎の設定温度の計算方
法は、プロセスレシピ記憶部７の設定温度＋累積膜厚温
度補正テーブル６の値である。例えば、ＣＨ１の温度コ
ントローラ５への設定温度は、６００℃＋５℃＝６０５
℃ と計算する。 【００１５】図４にはプロセスレシピ記憶部７の内容を
示す。設定温度は６００℃、６５０℃、…を例としてい
る。図５には累積膜厚温度補正テーブル６の内容を示
す。例えば、累積膜厚１０μｍでのＣＨ１，ＣＨ２，…
の温度補正値を５℃、４℃、…としている。 【００１６】図６には累積膜厚表示例を示す。累積膜厚
値１０１をｘｘｘｘ（プロセスレシピ回数）×１００Å
と表示している。プロセスレシピ記憶部７の膜厚値が１
００Åと設定され、プロセスレシピを１２回実行すれば
００１２×１００Åと表示する。図７には累積膜厚設定
例を示す。プロセスレシピ記憶部７に１回の実行で累積
される膜厚値１０２を設定する。図８には累積膜厚温度
補正テーブル例を示す。累積膜厚値が基準膜厚値の上限
値から下限値の範囲であれば、各ゾーン毎にテーブルに
従って温度補正する。図９には、累積膜厚消去コマンド
例を示す。累積膜厚値を０にする「ＣＬＥＡＮＩＮＧ」
１０３コマンドの設定をする。通常はメンテナンス周期
の炉内をクリーニングするため、クリーニングレシピ実
行で行われる。 【００１７】実施の形態２．実施の形態１の図２のステ
ップＳ２において、事前に取得する累積膜厚温度補正テ
ーブルを複数バッチ毎温度補正テーブルとして取得して
おくことにより、複数バッチ間でのウェーハ均一性を向
上させることができる。 【００１８】実施の形態３．実施の形態１の図２のステ
ップＳ２で事前に取得する累積膜厚温度補正テーブルを
カセット毎温度補正テーブルにすることで、カセット間
でのウェーハ均一性を向上することができる。 【００１９】実施の形態４．実施の形態１の図２のステ
ップＳ２で事前に取得する累積膜厚温度補正テーブルを
複数カセット毎温度補正テーブルにすることで、複数カ
セット間でのウェーハ均一性を向上することができる。 【００２０】実施の形態５．実施の形態１乃至４におけ
るヒータ素線２をランプにすることで、ランプ加熱方式
のウェーハ均一性を向上することができる。 【００２１】 【発明の効果】本発明によれば、バッチ処理回数が増
え、炉内壁面に付着する膜厚が累積されても、ウェーハ
面内に良好に成膜することができる。また複数バッチ
毎、複数カセット毎でのウェーハ均一性を向上すること
ができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】実施の形態における半導体製造装置を示すブロ
ック図である。 【図２】実施の形態の動作を示すフローチャートであ
る。 【図３】実施の形態における温度補正テーブルである。 【図４】温度設定テーブルである。 【図５】累積膜厚温度補正テーブルである。 【図６】累積膜厚表示例を示す図である。 【図７】累積膜厚設定例を示す図である。 【図８】累積膜厚温度補正テーブル例を示す図である。 【図９】累積膜厚消去コマンド例を示す図である。 【符号の説明】 １ 炉、２ ヒータ素線、３ 熱電対、４ サイリス
タ、５ 温度コントローラ、６ 累積膜厚温度補正テー
ブル、７プロセスレシピ記憶部、８ ＴＵＢＥコントロ
ーラ、９ 主制御部、１０ メカニズムコントローラ、
１１ 主操作部、１２ 搬送ロボット、１３ 累積膜厚
値記憶部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K029 AA24 BD01 DA08 EA01 EA08 4K030 CA04 CA12 JA01 KA22 KA41 5F045 AA03 BB03 EK06 GB09 GB16

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 加熱装置により炉内を加熱制御して半導
   体を製造する半導体製造装置であって、 炉内壁面に付着する累積膜厚を記憶する第１記憶手段
   と、 膜厚と温度との関係を記憶する第２記憶手段と、 前記第１記憶手段に記憶された累積膜厚と、前記第２記
   憶手段に記憶された膜厚と温度との関係とに基づいて、
   前記加熱装置を制御する制御手段とを備えたことを特徴
   とする半導体製造装置。