JP2004119924A - 半導体製造システムおよびその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体に対する膜形成処理において、形成される膜の厚さと温度との関係を求め、圧力・ガス流量および温度などの設定値を求める。
【解決手段】設定値算出プログラム５は、ユーザが所望する条件の膜を半導体ウェハに形成するために、縦型ＣＶＤ装置のヒータに設定すべき温度を算出する。さらに、設定値算出プログラム５は、ユーザが所望する条件の膜を半導体ウェハ１８０に形成するために、縦型ＣＶＤ装置に設定すべき、反応室内部の圧力・ガス流量を算出する。算出された温度および圧力・流量の条件は、縦型ＣＶＤ装置に設定され、膜形成処理に用いられる。
【選択図】 図６
【解決手段】設定値算出プログラム５は、ユーザが所望する条件の膜を半導体ウェハに形成するために、縦型ＣＶＤ装置のヒータに設定すべき温度を算出する。さらに、設定値算出プログラム５は、ユーザが所望する条件の膜を半導体ウェハ１８０に形成するために、縦型ＣＶＤ装置に設定すべき、反応室内部の圧力・ガス流量を算出する。算出された温度および圧力・流量の条件は、縦型ＣＶＤ装置に設定され、膜形成処理に用いられる。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体に対して膜形成などの処理を行う半導体製造システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造の分野では、化学気相成長（ＣＶＤ）処理によって、多数の半導体ウェハに膜を形成する装置が一般的に用いられており、この装置は、一般に縦型ＣＶＤ装置などと呼ばれている。
また、例えば、「特開２０００−１８３０７２号公報（文献１）」は、半導体に対して熱処理を行う際の温度制御方法を開示する。
文献１に開示された温度制御方法においては、温度制御量と温度検出値・目標値の偏差などとの関係を示す数値が行列の形式で用いられており、この行列は、文献１において「干渉行列」と呼ばれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術をふまえてさなれたものであり、形成される膜の厚さと温度との関係を求め、この関係に基づいて、ガス圧力・流量および温度などの設定値を求めるられるようにした半導体製造システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
［半導体製造システム］
上記目的を達成するために、本発明にかかる半導体製造システムは、処理条件を示す設定値に基づいて、被処理基板に対して所定の処理を行う半導体処理装置と、前記所定の処理がなされた被処理基板の処理結果を測定する処理結果測定装置と、前記処理条件を示す設定値を算出する設定値算出装置とを備えた半導体製造システムであって、前記設定値算出装置は、前記設定値と処理結果との関係を示す関係式と、前記設定値の変化と処理結果との関係を示す関係係数とに基づいて、所望の処理結果を与える前記対象設定値を求めることを特徴とする。
【０００５】
好適には、前記設定値算出装置は、仮に設定した第１の前記設定値を用いて前記関係式により第１の処理結果を算出し、この第１の処理結果を前記関係係数により補正して第２の設定値を算出し、前記第２の設定値に基づいて、実際にテスト処理を実行してテスト処理結果を得て、前記テスト処理結果と、前記第１の処理結果との比である誤差比率を求め、この誤差比率と、前記関係式と、前記関係係数とを用いて、実処理用の設定値を算出する。
【０００６】
［半導体製造方法］
また、本発明にかかる半導体製造方法は、反応室に被処理基板を搬入し、処理条件を示す設定値に基づいて、前記被処理基板に対して所定の処理を行い、前記所定の処理がなされた被処理基板を搬出する工程と、前記所定の処理がなされた被処理基板の処理結果を測定する工程と、前記処理条件を示す設定値を算出する工程とを有する半導体製造方法において、前記設定値を算出する工程は、前記設定値と、前記処理結果との関係を示す関係式と、前記設定値の変化と、前記処理結果との関係を示す関係係数とに基づいて、所望の処理結果を与える前記設定値を求めることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［本発明の背景］
本発明の理解を容易にするために、まず、本発明がなされるに至った背景を説明する。
例えば、縦型ＣＶＤ装置は、反応室内の圧力、膜の材料となるガスの流量の設定値、および、複数のヒータそれぞれの温度設定値の調節により、半導体ウェハに所望の厚さの膜を形成し、複数の半導体ウェハそれぞれに形成される膜の厚さを均一にするように構成されている。
【０００８】
従って、この種の装置においては、膜厚などを変更するたびに、圧力・流量およびヒータの温度の設定値の変更が必要となるが、これらの設定値は、従来、それまでのＣＶＤ処理により得られたデータに基づいて求められたり、技術者の経験に基づいて求められたり、実際に種々の条件下で半導体ウェハに膜を形成する実験により求められたりしてきた。
【０００９】
しかしながら、上述の設定値を、それまでのデータあるいは技術者の経験に基づいて求めると、設定値を適切な値にすることが難しい。
また、上述の設定値は、通常、装置に固有であるので、装置の入れ替えを行ったような場合には、それまでのデータは、設定値を求めるために役に立たなくなってしまう。
【００１０】
また、実験により設定値を求めようとすると、実験のために大量の半導体ウェハが必要になり、実験に使われた半導体ウェハの大部分は、半導体装置の製造に使用できないので、無駄になってしまう。
【００１１】
一方、上述の干渉行列は、温度制御量と、温度検出値・目標値の偏差などとの間の関係を示すためだけでなく、複数のヒータの温度と、半導体ウェハそれぞれに形成された膜の厚さとの関係を表すためにも応用することができる。
本発明は、これらの点に着目してなされたものであって、干渉行列を用いることにより、経験などに頼らず、温度および圧力・流量の設定値を、正確に、しかも短時間に求めることができるように構成されている。
【００１２】
［第１実施形態］
以下、この発明の実施形態を、詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる半導体製造システム１の構成を示す図である。
図１に示すように、半導体製造システム１は、設定値算出装置３、半導体製造装置４、膜形成制御装置２２、膜厚測定装置２６および係数・設定値ＤＢ２８から構成される。
半導体製造システム１は、これらの構成要素により、半導体製造装置４に対する温度および炉内の圧力、および、炉内に導入されるガスの流量の設定値を算出し、算出した値を半導体製造装置４に設定して、ボート４０４に載せられた半導体ウェハ１８０（図４；枚数は任意）に対して、化学気相形成（ＣＶＤ）による膜形成処理を行う。
なお、半導体製造システム１のこれらの構成部分は、全てが同一の筐体内に一体に構成されているか、別々の筐体内に構成されているかなどは問われない。
【００１３】
［ハードウェア構成］
図２は、図１に示した設定値算出装置３、膜形成制御装置２２および係数・設定値ＤＢ２８のハードウェア構成を示す図である。
図２に示すように、設定値算出装置３は、ＣＰＵ１０２およびメモリ１０４などを含むコンピュータ本体１０、通信ＩＦ１２、記憶装置１４および表示・入力装置１６から構成される。
つまり、設定値算出装置３は、一般的なコンピュータとしての構成部分を含んでいる。
なお、設定値算出装置３と膜形成制御装置２２および係数・設定値ＤＢ２８とは、規模・性能および付加装置などが異なる他は、基本的に同じハードウェア構成を採る。
また、半導体製造装置４および膜厚測定装置２６の制御装置（図示せず）も、設定値算出装置３と同様な構成を採る。
【００１４】
図３は、図１に示した半導体製造装置４の構成を例示する図である。
図４は、図３に示したボート４０４およびウェハ１８０を収容した状態の反応室４０（図３）の断面を例示する図である。
図３に示すように、半導体製造装置４は、カセット授受ユニット４８０、カセット授受ユニット４８０の背面側に設けられたカセットストッカ４８２、カセットストッカ４８２の上方に設けられたバッファカセットストッカ４８４、カセットストッカ４８２の背面側に設けられたウエハ移動機４８６、ウエハ移動機４８６の背面側に設けられ、ウェハ１８０がセットされたボート４０４を搬送するボートエレベータ４８８、および、ウエハ移動機４８６の上方に設けられた反応室４０から構成される。
【００１５】
図４に示すように、図３に示した反応室４０（図３）は、中空のヒータ４２、石英製のアウタチューブ４４８、石英製のインナチューブ４５０、ガス導入ノズル４４０、円筒フランジ４４２、炉口蓋４４４、排気管４４６、および、図５を参照して後述するガス流量調整器４１０など、その他の構成部分から構成される。
ヒータ４２は、それぞれに対する温度の設定および調節が可能な５つの温度調節部分（Ｕ，ＣＵ，ＣＣ，ＣＬ，Ｌ）４０２−１〜４０２−５を含む。
ヒータ４２の温度調整部分４０２−１〜４０２−５は、例えば、１つの連続したヒータ４２の巻線から、複数のタップを引き出すことにより、あるいは、それぞれ独立した巻線を有する５個のヒータを設けることにより実現される。
アウタチューブ４４８とインナチューブ４５０とは、ヒータ４２と同心に設けられ、これらの間には、閉塞された筒状空間４５２が形成される。
【００１６】
［半導体製造装置４による膜形成］
半導体製造装置４は、例えば、いわゆる縦型ＣＶＤ装置であって、これらの構成部分により、反応室４０内に所定の間隔で並べられた半導体ウェハ１８０に対して、ＣＶＤにより、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＯ２膜およびポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜などの形成を行う。
半導体製造装置４による膜形成をさらに説明する。
ガス導入ノズル４４０（図４）は、アウタチューブ４４８の内部に連通し、反応ガスを導入する。
【００１７】
円筒フランジ４４２は、インナチューブ４５０に連通する排気管４４６などを保持する。
インナチューブ４５０には、石英製のボート４０４が装入され、ボート４０４は、炉口蓋４４４に立設される。
炉口蓋４４４は、ボートエレベータ４４８（図３）に設けられ、円筒フランジ４４２の下端を閉塞する。
【００１８】
被処理物のウェハ１８０は、ウエハカセット４９０（図３）に装填された状態で搬送され、カセット授受ユニット４８０（図３）に授載される。
カセット授受ユニット４８０（図３）は、このウェハ１８０を、カセットストッカ４８２またはバッファカセットストッカ４８４に移載する。
ウエハ移動機４８６は、カセットストッカ４８２からウェハ１８０を取り出し、ボート４０４に水平な状態で多段に装填する。
【００１９】
ボートエレベータ４８８（図３）は、ウェハ１８０が装填されたボート４０４を反応室４０内に導く。
ヒータ４２の５つの温度調節部分（Ｕ，ＣＵ，ＣＣ，ＣＬ，Ｌ）４０２−１〜４０２−５それぞれは、設定に従ってアウタチューブ４４８の内部を加熱し、ガス導入ノズル４４０から反応ガスを導入する。
導入されたガスは、インナチューブ４５０内部を上昇し、その上部で折り返されて降下し、排気管４４６から排出される。
【００２０】
このように、反応室４０において、高温下でウェハ１８０が反応ガスに接触し、膜形成などの処理がなされる。
膜形成が終わると、ボート４０４が反応室４０から引き出され、ウエハ移動機４８６により、ボート４０４にセットされたウェハ１８０が、ウエハカセット４９０に移載され、膜形成済ウェハ１８２（図１）として、外部搬送装置により搬出される。
【００２１】
［膜形成制御装置２２］
図５は、図１に示した膜形成制御装置２２の構成と、膜形成制御装置２２と半導体製造装置４（図１，図３，図４）との関係を模式的に示す図である。
なお、図５は上述の事項を模式的に示すので、図５における反応室４０の各構成部分の形状は、図３，図４とは必ずしも一致しない。
図５に示すように、図３，図４に示した反応室４０は、温度センサ４０６−１〜４０６−５、ガス流量調整器４１０、流量センサ４１２、圧力調整装置４２０および圧力センサ４２２をさらに含んでいる。
反応室４０の温度センサ４０６−１〜４０６−５それぞれは、ヒータ４２の温度調整部分４０２−１〜４０２−５（図４，図５）それぞれに配設され、温度を検出する。
【００２２】
ガス流量調整器４１０（図５）は、ガス導入ノズル４４０（図４）を介してアウタチューブ４８８内に導かれるガスの流量を調節する。
流量センサ４１２は、ガス導入ノズル４４０を介してアウタチューブ４４８内に供給されるガスの流量を検出する。
【００２３】
圧力調整装置４２０は、アウタチューブ４４８内の圧力を調整する。
圧力センサ４２２は、アウタチューブ４４８内の圧力を検出する。
【００２４】
また、図５に示すように、膜形成制御装置２２は、温度制御装置２２０、５個のヒータ駆動装置２２２−１〜２２２−５、流量制御装置２２４および圧力制御装置２２６から構成される。
膜形成制御装置２２は、これらの構成部分により、設定値算出装置３から設定された温度および圧力・流量の設定値に基づいて半導体製造装置４の各構成部分を制御する。
【００２５】
温度制御装置２２０は、温度センサ４０６−１〜温度センサ４０６−５それぞれにより検出される温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度が、設定値算出装置３により温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに対して設定された温度になるように、ヒータ駆動装置２２２−１〜２２２−５それぞれが温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに供給する電力を制御する。
【００２６】
流量制御装置２２４は、流量センサ４１２が検出するガスの流量の値が、設定値算出装置３により設定されるガス流量の値に等しくなるように、ガス流量調整器４１０を制御して、反応室４０のアウタチューブ４４８内に導入されるガスの流量を制御する。
圧力制御装置２２６は、圧力センサ４２２が検出するアウタチューブ４４８内部の圧力が、設定値算出装置３により設定される圧力の値に等しくなるように、圧力調整装置４２０を制御して、反応室４０のアウタチューブ４４８内の圧力を制御する。
【００２７】
［膜厚測定装置２６・係数・設定値ＤＢ２８］
膜厚測定装置２６は、半導体製造装置４による膜形成処理が済んだ複数の膜形成済ウェハ１８２（図１）の内、例えば、図３に示したように、反応室４０内において等間隔な位置にあった４枚（Ｗ１〜Ｗ４）の測定対象ウェハに形成された膜の厚さを測定し、測定結果を設定値算出装置３に対して出力する。
係数・設定値ＤＢ２８（図１）は、後述するように、設定値算出装置３が算出した係数（干渉行列を含む）および膜形成制御装置２２に対する温度および圧力・流量の設定値を記憶し、管理する。
【００２８】
［ソフトウェア構成］
図６は、図１などに示した設定値算出装置３において実行される設定値算出プログラム５の構成を示す図である。
図６に示すように、設定値算出プログラム５は、干渉行列・係数算出部５００、膜厚算出部５０２、設定値算出部５０４、ユーザインターフェース部５１０、干渉行列・係数ＤＢ５２０および設定値ＤＢ５２２から構成される。
【００２９】
設定値算出プログラム５は、記録媒体１４０（図２）などを介して設定値算出装置３に供給され、メモリ１０４にロードされて実行される。
設定値算出プログラム５は、これらの構成部分により、干渉行列Ｍ（図９を参照して後述）などを利用して、半導体製造システム１のユーザが所望する条件の膜を半導体ウェハ１８０に形成するために、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに対する設定温度を算出する。
また、さらに、設定値算出プログラム５は、第２の実施形態の説明において後述するように、ユーザが所望する条件の膜を半導体ウェハ１８０に形成するために、膜形成制御装置２２に設定すべき、反応室４０（図３〜図５）のアウタチューブ４４８内部の圧力、および、アウタチューブ４４８に導入されるガスの流量を算出する。
【００３０】
ユーザインターフェース部５１０は、設定値算出装置３の表示・入力装置１６（図２）から入力される半導体製造システム１のユーザによる所望の膜厚の設定値などを、設定値算出部５０４などに対して出力する。
【００３１】
［干渉行列・係数算出部５００］
第１の実施形態において、干渉行列・係数算出部５００は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度変化（ΔＴ）と、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成される膜厚の変化（ΔＦＴ）との関係を、実測値に基づいて行列形式で示す熱干渉行列Ｍを算出する。
【００３２】
熱干渉行列Ｍの具体的な求め方を、図７〜図９に示す具体例を参照してさらに説明する。
図７〜図９はそれぞれ、図６に示した干渉行列・係数算出部５００の処理を示す第１〜第３の図表である。
なお、図７〜図９に示した数値は、干渉行列・係数算出部５００の処理を説明するための単なる例示であって、具体的な計算結果に基づいたものではない。
【００３３】
干渉行列・係数算出部５００は、圧力・流量を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定し、一定時間、半導体ウェハ１８０（図３）に対して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２（図１）を作成する。
さらに、干渉行列・係数算出部５００は、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中に「ＦＬＡＴ」として示すように、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれの膜厚ＦＴ１〜ＦＴ４を、１００，１１０，１２０，１３０（例えば、単位はｎｍ）と得たとする。
【００３４】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−１の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−２〜４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中に「Ｕ」として示すように１００，１００，１２０，１４０の値を得たとする。
【００３５】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−２の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−１，４０２−３〜４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中に「ＣＵ」として示すように１００，１１０，１３０，１４０の値を得たとする。
【００３６】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−３の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−１，４０２−２，４０２−４，４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この計算結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中に「ＣＣ」として示すように１００，１２０，１２０，１３０の値を得たとする。
【００３７】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−４の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−１〜４０２−３，４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中「ＣＬ」として示すように１１０，１１０，１２０，１３０の値を得たとする。
【００３８】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−５の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−１〜４０２−４の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中「Ｌ」として示すように１００，１２０，１００，１２０の値を得たとする。
【００３９】
これら、温度調整部分４０２−１〜４０２−５のいずれかの温度を変化させて得られた膜厚（Ｕ，ＣＵ，ＣＣ，ＣＬ，Ｌ）から、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度を一定にして得られた膜厚（ＦＬＡＴ）を減算すると、図８に示すような結果が得られる。
これらの減算結果は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度を１０°Ｃ上げて得られた膜厚の変化であるから、図９に示すように、これらの減算結果を１０で除算して得られる商は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度が１°Ｃ上がった時に、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜の厚さが、どれだけ変化するかを示している。
このような関係を、図９に示したように行列形式で取り扱ったものが熱干渉行列Ｍである。
【００４０】
以上のように干渉行列・係数算出部５００により算出された熱干渉行列Ｍは、干渉行列・係数ＤＢ５２０または係数・設定値ＤＢ２８（図１）に記憶され、管理される。
なお、この熱干渉行列Ｍを用いた温度制御方法は、本願出願人による特願２００１−２７２２１８号にも詳述されている。
【００４１】
［膜厚算出部５０２］
温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度Ｔ１〜Ｔ５と、反応室４０のアウタチューブ４４８（図４）に導入される反応ガスの流量Ｓ、および、アウタチューブ４４８内の圧力Ｐと、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに、一定の時間当たりに形成される膜厚ＦＴとの関係は、実験あるいはシュミレーションにより求めることができる。
このようにして求められた膜厚ＦＴと、温度Ｔ、圧力Ｐおよびガス流量Ｓとの関係は、例えば、反応モデル解析式である式１のように表される。
膜厚算出部５０２は、下式１を用いて、設定値算出部５０４から与えられた条件において、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜の厚さを算出し、設定値算出部５０４に対して出力する。
【００４２】
【数１】
【００４３】
［設定値算出部５０４の温度設定値算出（Ｓ２１０；図１５）］
設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜の厚さを、ユーザインターフェース部５１０などを介してユーザにより入力される所望の厚さとするために、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度を何度にすればよいか、つまり、温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度の設定値を算出する。
図７を参照して説明したように、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚を制御するためには、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度を変化させればよく、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度の変化と、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の変化との関係は、熱干渉行列Ｍで示される通りである。
なお、後で、図１５を参照してさらに説明するので、この部分の設定値算出部５０４の各処理に（Ｓ２１０；図１５）」と記載することにより、図１５に示した各処理との対応を明らかにしてある。
【００４４】
上式１により得られる測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚と、所望の膜厚との差を、膜厚差ΔＦＴ１〜ΔＦＴ４と表すと、下式２を解くことにより、この膜厚差ΔＦＴ１〜ΔＦＴ４を与える温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度変化ΔＴ１〜ΔＴ５を算出することができる。
ここで、図７〜図９に示した例に倣うと、ΔＴ１＝Ｔ１−７６０°Ｃ，ΔＴ２＝Ｔ２−７６０°Ｃ，・・・，ΔＴ５＝Ｔ５−７６０°Ｃであり、Ｔ１〜Ｔ５は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度設定値である。
【００４５】
【数２】
【００４６】
図１０は、図６に示した設定値算出部５０４および膜厚算出部５０２による温度調整部分４０２−１〜４０２−５（図４，図５）に対する温度設定値の算出方法を、温度調整部分４０２−１および測定対象ウェハＷ１がそれぞれ１つだけである場合について、模式的に示す図である。
図１１は、図６に示した膜厚算出部５０２が、初期に算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４を例示する図である。
図１２は、図６に示した膜厚算出部５０２が、最終的に算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４を例示する図である。
【００４７】
なお、実際には、図１０に例示するように、設定値算出部５０４は、処理の初期には図１１に例示するような値を採る測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４が、徐々に、所望の値に近づいてゆくように、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度設定値を少しずつ、繰り返し変更し（図１０に示すａ→ｂ，ｃ→ｄ，ｅ→ｆ，・・・・→ｎ）、温度設定値を変更するたびに、膜厚算出部５０２に膜厚の計算を行わせる（図１０に示すｂ→ｃ，ｄ→ｅ，ｆ→・・・・→ｎ）。
【００４８】
以上述べたように、設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４が、図１２に例示するような所望の値（目標範囲内）となるまで、膜厚算出部５０２による膜厚の計算と温度設定値の変更とを繰り返し、最終的に、適切な温度設定値を算出する（図１０における実線上ｎを付して示す設定値）。
このように、膜厚算出部５０２および設定値算出部５０４による処理を繰り返すことにより、多数、存在するヒータ４２の温度調整部分４０２−１〜４０２−５（図４，図５）に対する温度設定の組み合わせの中から、最適な組み合わせを、少ない時間で見つけることができる。
【００４９】
［設定値算出部５０４の補正処理（Ｓ２３０，Ｓ２５０，Ｓ２５８，Ｓ２６０；図１５）］
図１３は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜の厚さの計算値と、実際に形成された膜の厚さとが異なってしまう場合を例示する図である。
以上のように算出された温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度の設定値を用いて膜形成を行っても、図１３に例示するように、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４と、実際の膜厚Ｗｒ１〜Ｗｒ４とが異なってしまう場合がある。
【００５０】
このような場合、設定値算出部５０４は、図１３にさらに示すように、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４で、実際の膜厚さＷｒ１〜Ｗｒ４を除算して得られる誤差比率α１〜α４を求める（Ｓ２３０；図１５）。
設定値算出部５０４は、誤差比率α１〜α４を、膜厚算出部５０２が算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４に乗算する。このようにして、設定値算出部５０４は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度設定値を補正し（Ｓ２５０；図１５）、最終的な温度設定値を得る。
設定値算出部５０４は、以上説明したように算出し、さらに、実測値に基づいて補正した温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度設定値を、膜形成制御装置２２に対して出力するとともに、設定値ＤＢ５２２に記憶させ、管理する（Ｓ２５８，Ｓ２６０；図１５）。
【００５１】
［半導体製造システム１の全体動作］
以下、半導体製造システム１の全体的な動作を説明する。
図１４は、図７〜図９に示した熱干渉行列Ｍを求める処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図１４に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、半導体製造システム１（図１）のユーザが、設定値算出装置３の表示・入力装置１６（図２）に対して、式１に示した圧力・流量など、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度の初期条件を設定する。
設定値算出プログラム５（図６）のユーザインターフェース部５１０は、入力された初期条件を干渉行列・係数算出部５００に対して出力する。
【００５２】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、干渉行列・係数算出部５００は、熱干渉行列Ｍの作成のために、温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対して設定すべき全ての温度条件（図７を参照して上述）について、膜厚の測定が終了したか否かを判断する。
全ての条件についての膜厚の測定が終了した場合には、設定値算出プログラム５はＳ１１２の処理に進み、これ以外の場合にはＳ１０４の処理に進む。
【００５３】
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、干渉行列・係数算出部５００は、Ｓ１００の処理において設定された温度以外の条件、および、それまでに膜厚の測定がなされていない温度条件（次の温度条件；図７を参照して上述したＦＬＡＴ，Ｕなどのいずれか）を、膜形成制御装置２２に対して出力する。
膜形成制御装置２２（図１，図５）は、設定された条件で半導体ウェハ１８０に対して膜形成を行うように、半導体製造装置４を制御する。
【００５４】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、干渉行列・係数算出部５００は、膜形成制御装置２２から温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度を示す情報を受けて、これらの温度が平衡状態になり、膜形成が可能な状態になったか否かを判断する。
温度が平衡状態になった場合には、設定値算出プログラム５はＳ１０８の処理に進み、これ以外の場合にはＳ１０４，Ｓ１０６の処理に留まる。
【００５５】
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、干渉行列・係数算出部５００は、測定対象のウェハ１８０に対して膜形成を行うように、半導体製造装置４を制御する。
【００５６】
Ｓ１０８の処理における膜形成が終了すると、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、干渉行列・係数算出部５００は、膜厚測定装置２６を制御して、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さを計測させ、計測結果を受ける。
【００５７】
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、干渉行列・係数算出部５００は、図８，図９に示したように熱干渉行列Ｍを作成し、処理を終了する。
【００５８】
次に、設定値算出処理を説明する。
図１５は、図１０〜図１３を参照して説明した設定値算出処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
図１５に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、設定値算出部５０４は、膜厚算出部５０２に対して、膜形成処理の初期条件として、温度・圧力・流量などを設定する。
【００５９】
ステップ２１２，２１４（Ｓ２１２，Ｓ２１４）において、膜厚算出部５０２は、与えられた条件において、式１を用いて測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚を算出する。
【００６０】
ステップ２１６（Ｓ２１６）において、設定値算出部５０４は、膜厚算出部５０２が算出した対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚が、目標範囲（図１１〜図１３）であるか否かを判断する。
膜厚が目標範囲である場合には、設定値算出プログラム５はＳ２３０の処理に進み、これ以外の場合にはＳ２１８の処理に進む。
【００６１】
ステップ２１８（Ｓ２１８）において、設定値算出部５０４は、上記式２のＭを用いて、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに対する温度設定値を更新し、Ｓ２１２の処理に戻る。
つまり、Ｓ２１２〜Ｓ２１８の処理ループにおいて、設定値算出プログラム５は、図１０を参照して説明したように、所望の膜厚を得るために、温度調整部分４０２−１〜４０２−５（図３，図５）に対して設定すべき温度設定値を算出する。
【００６２】
ステップ２３２（Ｓ２３２）において、設定値算出部５０４は、Ｓ２１０の処理により算出された温度設定値を膜形成制御装置２２（図１，図５）に対して出力する。
膜形成制御装置２２は、設定された条件で半導体製造装置４を制御し、半導体ウェハ１８０に対する膜形成処理を行わせる。
【００６３】
Ｓ２３２の処理における膜形成が終了すると、ステップ２３４（Ｓ２３４）において、設定値算出部５０４は、膜厚測定装置２６を制御して、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成された膜の厚さを計測させる。
【００６４】
ステップ２３６（Ｓ２３６）において、設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の測定結果と、最後にＳ２１４の処理において算出された膜厚とに基づいて、誤差比率α１〜α４（図１３）を算出する。
【００６５】
ステップ２５２，２５４（Ｓ２５２，Ｓ２５４）において、膜厚算出部５０２は、Ｓ２１２，Ｓ２１４における場合と同様に、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚を算出する。
【００６６】
ステップ２５６（Ｓ２５６）において、設定値算出部５０４は、Ｓ２５２，Ｓ２５４の処理において算出された測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４に、Ｓ２３６の処理において算出された誤差比率α１〜α４を乗算する。
【００６７】
ステップ２５８（Ｓ２５８）において、設定値算出部５０４は、乗算により得られた膜厚が、目標値（図１１〜図１３）になっているか否かを判断する。
設定値算出部５０４は、膜厚が目標値になっている場合には、最後に膜厚の算出に用いられた温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度設定値を、最終的に膜形成制御装置２２に対して出力する。
膜形成制御装置２２は、この温度設定値に基づいて半導体製造装置４を制御して、製品半導体製造用のウェハ１８０に対する膜形成を行わせる。
【００６８】
また、設定値算出部５０４は、膜厚が目標値になっていない場合には、Ｓ２６０の処理に進む。
ステップ２６０（Ｓ２６０）において、設定値算出部５０４は、上記式２のＭを用いて、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに対する温度設定値を更新し、Ｓ２５２の処理に戻る。
【００６９】
［変形例］
なお、以上、説明の具体化・明確化のために、本発明をＣＶＤ装置に応用する場合を例示したが、本発明は、ガス流量、圧力または温度などの調節と、処理結果との間に相関を有する処理一般に応用可能である。
また、係数（干渉行列）および算出された設定値を記憶・管理するデータベースは、係数・設定値ＤＢ２８として設定値算出装置３（設定値算出プログラム５）とは別に設けられてもよく、また、設定値算出装置３（設定値算出プログラム５）内部のデータベースとして設けられてもよい。
前者の場合には、設定値算出装置３（設定値算出プログラム５）内部のデータベースは必ずしも必要でなく、後者の場合には、係数・設定値ＤＢ２８は必ずしも必要でないことは言うまでもない。
【００７０】
また、膜形成制御装置２２の温度制御装置２２０、流量制御装置２２４および圧力制御装置２２６（図５）はそれぞれ、個別のハードウェア（図２）として実現されても、あるいは、同一のハードウェア上で動作するソフトウェアとして実現されてもよい。
また、膜形成装置４から膜厚測定装置２６には、膜形成済ウェハ１８２が、基板搬送装置などによって自動的に搬送されても、人手によって搬送されてもよい。
【００７１】
また、以上の説明においては、膜形成済ウェハ１８２（図１）中の測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４のみを膜厚の測定および算出の対象としたが、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の数は任意であり、可能ならば、膜形成済ウェハ１８２全てを測定対象ウェハとしてもよい。
また、設定値算出プログラム５を、第２の実施例において後述するような他の設定値の調節と、温度設定値の調節とを組み合わせて、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に最適な厚さの膜を形成するように変形してもよい。
【００７２】
また、アウタチューブ４４８（図４）内の圧力Ｐと、アウタチューブ４４８に導入される反応ガスの流量Ｓとが既知であれば、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）に、一定の時間に形成される膜厚ＦＴは、既知の値（Ｐ，Ｓ）と、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度Ｔ１〜Ｔ５とを、上記式１に代入することにより、つまり、反応モデル解析を行うことにより、計算可能である。
従って、干渉行列・係数算出部５００は、上記式１を用いて、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度変化（ΔＴ）と、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成される膜の厚さ（ΔＦＴ）との関係を、行列形式で示す上記熱干渉行列Ｍを求めることもできる。
【００７３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態において、半導体製造システム１（図１）は、既に説明した温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度設定値の他に、半導体製造装置４（図１，図３，図５）の反応室４０のアウタチューブ４４８内部の圧力の設定値、および、反応室４０に導入されるガスの流量の設定値、またはこれらの設定値のいずれかを算出する。
【００７４】
必ずしもガス圧およびガス流量の両方の設定値を求める必要はなく、これらの一方のみを求めてもよいが、以下、ガス圧およびガス流量の両方の設定値を算出する場合を具体例として、第２の実施形態における設定値算出プログラム５（図６）の干渉行列・係数算出部５００および設定値算出部５０４の処理を説明する。
【００７５】
［干渉行列・係数算出部５００］
第２の実施形態においては、干渉行列・係数算出部５００は、反応室４０（図３）のアウタチューブ４４８内部の圧力、アウタチューブ４４８に導入されるガスの流量の変化と、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜厚の変化との関係を示す係数を算出する（Ｓ３０；図１６）。
つまり、干渉行列・係数算出部５００は、膜形成制御装置２２を制御して、半導体製造装置４において標準的に用いられるアウタチューブ４４８内部の圧力またはガス流量を数％変更した条件においてウェハ１８０に対する膜形成処理を行わせる。
【００７６】
さらに、干渉行列・係数算出部５００は、膜厚測定装置２６を制御して、膜形成済ウェハ１８２（図１）の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成される膜の厚さの変化を測定する。
干渉行列・係数算出部５００は、以上の結果から、反応室４０のアウタチューブ４４８内の圧力が１ｈＰａ増加すると、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれの膜厚がどのように変化するかを示す圧力係数を求める。
また、干渉行列・係数算出部５００は、同様に、ガスの流量が１ｃｍ３／ｓｅｃ増加すると、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれの膜厚がどのように変化するかを示す流量係数を求める。
【００７７】
［設定値算出部５０４］
第２の実施形態において、設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜の厚さを、ユーザインターフェース部５１０などを介してユーザにより入力される所望の厚さとするために、アウタチューブ４４８内部の圧力およびガス流量を、どのような値に設定すればよいかを示す圧力・流量設定値を算出する。
つまり、設定値算出部５０４は、例えば、図１０〜図１３を参照して説明した方法を応用し、圧力調整装置４２０（図５）およびガス流量調整器４１０に対して設定されるべき圧力・流量係数の算出（Ｓ４１０；図１７）およびその補正（Ｓ４３０，Ｓ４５０；図１７）を行う。
【００７８】
［半導体製造システム１の全体動作］
以下、第２の実施形態における半導体製造システム１の全体的な動作を説明する。
図１６は、圧力・流量係数を求める処理（Ｓ３０）を示すフローチャートである。
図１６に示すように、ステップ３００（Ｓ３００）において、半導体製造システム１（図１）のユーザが、設定値算出装置３の表示・入力装置１６（図２）に対して、アウタチューブ４４８内部の圧力・ガス流量の初期条件を設定する。
【００７９】
設定値算出プログラム５（図６）のユーザインターフェース部５１０は、入力された初期条件を干渉行列・係数算出部５００に対して出力する。
【００８０】
ステップ３０２（Ｓ３０２）において、干渉行列・係数算出部５００は、圧力・流量係数算出のために、圧力調整装置４２０またはガス流量調整器４１０に対して設定すべき全ての条件について、膜形成および膜厚の測定が終了したか否かを判断する。
全ての条件についての膜厚測定が終了した場合には、設定値算出プログラム５はＳ３１２の処理に進み、これ以外の場合にはＳ３０４の処理に進む。
【００８１】
ステップ３０４（Ｓ３０４）において、干渉行列・係数算出部５００は、Ｓ３００の処理において設定された圧力・ガス流量の条件、および、それまでに膜厚測定がなされていない圧力・ガス流量の条件（次の圧力・流量条件）を、膜形成制御装置２２に対して出力する。
膜形成制御装置２２（図１，図５）は、設定された条件で半導体ウェハ１８０に対して膜形成を行うように、半導体製造装置４を制御する。
【００８２】
ステップ３０６（Ｓ３０６）において、干渉行列・係数算出部５００は、膜形成制御装置２２から圧力・流量を示す情報を受けて、その数値が安定し、膜形成が可能な状態になったか否かを判断する。
圧力・流量が安定した場合には、設定値算出プログラム５はＳ３０８の処理に進み、これ以外の場合にはＳ３０４，Ｓ３０６の処理に留まる。
【００８３】
ステップ３０８（Ｓ３０８）において、干渉行列・係数算出部５００は、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）に対して膜形成を行うように、半導体製造装置４を制御する。
【００８４】
Ｓ３０８の処理における膜形成が終了すると、ステップ３１０（Ｓ３１０）において、干渉行列・係数算出部５００は、膜厚測定装置２６を制御して、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成される膜の厚さを測定させ、測定結果を受ける。
【００８５】
ステップ３１２（Ｓ３１２）において、干渉行列・係数算出部５００は、圧力・流量係数を作成し、処理を終了する。
【００８６】
次に、設定値算出処理を説明する。
図１７は、圧力・流量設定値算出処理（Ｓ４０）を示すフローチャートである。
図１７に示すように、ステップ４００（Ｓ４００）において、設定値算出部５０４は、膜厚算出部５０２に対して、膜形成処理の初期条件（式１）として、例えば圧力・ガス流量などを設定する。
【００８７】
ステップ４１２，４１４（Ｓ４１２，Ｓ４１４）において、膜厚算出部５０２は、与えられた条件において、式１を用いて、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚を算出する。
【００８８】
ステップ４１６（Ｓ４１６）において、設定値算出部５０４は、膜厚算出部５０２が算出した測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚が、目標範囲内（図１１〜図１３）であるか否かを判断する。
膜厚が目標範囲内である場合には、設定値算出プログラム５はＳ４３０の処理に進み、これ以外の場合にはＳ４１８の処理に進む。
ステップ４１８（Ｓ４１８）において、設定値算出部５０４は、第１の実施形態において、式２のＭを用いた方法と同様に、圧力・流量係数を用いて、圧力・流量条件を更新し、Ｓ４１２の処理に戻る。
つまり、Ｓ４１２〜Ｓ４１８の処理ループにおいて、設定値算出プログラム５は、図１０を参照して説明したように、所望の膜厚を得るために、ガス流量調整器４１０および圧力調整装置４２０（図４，図５）に対して設定すべき圧力・流量の設定値を算出する。
【００８９】
ステップ４３２（Ｓ４３２）において、設定値算出部５０４は、Ｓ４１０の処理により算出された圧力・流量設定値を膜形成制御装置２２（図１，図５）に対して出力する。
膜形成制御装置２２は、設定された条件で半導体製造装置４を制御し、半導体ウェハ１８０に対する膜形成処理を行わせる。
【００９０】
Ｓ４３２の処理における膜形成が終了すると、ステップ４３４（Ｓ４３４）において、設定値算出部５０４は、膜厚測定装置２６を制御して、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さを計測させる。
【００９１】
ステップ４３６（Ｓ４３６）において、設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の測定結果と、最後にＳ４１４の処理において算出された膜厚とに基づいて、誤差比率α１〜α４（図１３）を算出する。
【００９２】
ステップ４５２，４５４（Ｓ４５２，Ｓ４５４）において、膜厚算出部５０２は、Ｓ４１２，Ｓ４１４においてと同様に、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚を算出する。
【００９３】
ステップ４５６（Ｓ４５６）において、設定値算出部５０４は、Ｓ４５２，Ｓ４５４の処理において算出された測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４に、Ｓ４３６の処理において算出された誤差比率α１〜α４を乗算する。
【００９４】
ステップ４５８（Ｓ４５８）において、設定値算出部５０４は、Ｓ４５６における乗算により得られた膜厚が、目標値（図１１〜図１３）になっているか否かを判断する。
設定値算出部５０４は、膜厚が目標値になっている場合には、最後に膜厚の算出に用いられた圧力・流量設定値を、最終的に膜形成制御装置２２に対して出力する。
膜形成制御装置２２は、この圧力・流量設定値に基づいて半導体製造装置４を制御して、製品用の半導体ウェハに対する膜形成を行わせる。
【００９５】
また、設定値算出部５０４は、膜厚が目標値になっていない場合には、Ｓ４６０の処理に進む。
ステップ４６０（Ｓ４６０）において、設定値算出部５０４は、第１の実施形態において、式２のＭを用いた方法と同様に、圧力・流量係数を用いて、圧力・流量条件を更新し、Ｓ４５２の処理に進む。
【００９６】
［変形例］
なお、圧力係数・流量係数は、以上述べたように、実測値で求めてもよいが、上式１を用いて算出してもよい。
【００９７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００９８】
［背景］
まず、第３の実施形態の理解を容易にするために、その背景を説明する。
半導体製造装置４の反応室４０内の温度設定値および圧力・流量設定値が、例えば、反応室４０（図３，図５）が収容可能な最多の枚数の半導体ウェハ１８０について求められる。
しかしながら、半導体ウェハ１８０の枚数を減らすと反応室４０内部の条件が変わってしまうので、最多の枚数の半導体ウェハ１８０について求められた設定値は、反応室４０に最多の半導体ウェハ１８０を収容して行う膜形成処理に対してのみ有効である。
【００９９】
従って、例えば、少ない枚数の膜形成済ウェハ１８２（図１）しか必要なくとも、最多の半導体ウェハ１８０についての設定値しか求められていない場合には、設定値が求められた条件を再現するために、ダミーの半導体ウェハ１８０を加えて、常に反応室４０内部の半導体ウェハ１８０の枚数を最大にして、膜形成を行う必要があった。
このように追加されるダミーの半導体ウェハ１８０は本来、必要ないものであり、無駄である。
第３の実施形態において、半導体製造システム１（図１）は、このような不具合を解消し、反応室４０（図３，図５）の所定の位置に、任意の枚数の半導体ウェハ１８０を収容し、これらに対して所望の膜を形成することができるように構成されている。
以下、第３の実施形態における設定値算出プログラム５（図６）の干渉行列・係数算出部５００および設定値算出部５０４の処理を説明する。
【０１００】
［干渉行列・係数算出部５００］
第３の実施形態において、干渉行列・係数算出部５００は、反応室４０（図３）内部の半導体ウェハ１８０の枚数および位置またはこれらのいずれかを変更した条件それぞれにおいて、第１の実施形態に示した熱干渉行列Ｍ、および、第２の実施形態に示した圧力・流量係数を求め、これらの情報を対応付けて、干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶・管理する。
【０１０１】
［設定値算出部５０４］
第３の実施形態において、設定値算出部５０４は、反応室４０に収容される半導体ウェハ１８０の数、反応室４０内における位置、および、所望の膜厚などを検索キーとして干渉行列・係数ＤＢ５２０を検索する。
設定値算出部５０４は、これらの条件を満たす熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数が干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶・管理されている場合には、それらを用いて各設定値を算出し、この設定値を用いた膜形成処理を半導体製造装置４に行わせる。
あるいは、設定値算出部５０４は、これらの条件を満たす熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数が干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶・管理されていない場合には、干渉行列・係数算出部５００を制御して、新たな条件における熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を求めさせ、これらを用いて各設定値を算出し、この設定値を用いた膜形成処理を半導体製造装置４に行わせる。
【０１０２】
［半導体製造システム１の全体動作］
以下、第３の実施形態における半導体製造システム１の全体的な動作を説明する。
図１８は、第３の実施形態における半導体製造システム１の処理（Ｓ５０）を示すフローチャートである。
図１８に示すように、ステップ５００（Ｓ５００）において、干渉行列・係数算出部５００は、反応室４０内における半導体ウェハ１８０の枚数を変更した複数の条件で熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を求める。
【０１０３】
ステップ５０２（Ｓ５０２）において、干渉行列・係数算出部５００は、Ｓ５００の処理において求められた熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を、干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶させ、データベース化する。
【０１０４】
ステップ５０４（Ｓ５０４）において、設定値算出部５０４は、表示・入力装置１６（図２）から、ユーザによる半導体ウェハ１８０の枚数および膜厚などの設定を受けて、干渉行列・係数ＤＢ５２０を検索する。
ユーザの設定に合った熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数またはこれらのいずれかが干渉行列・係数ＤＢ５２０内にあった場合には、設定値算出プログラム５はＳ５０６の処理に進み、これ以外の場合にはＳ５０８の処理に進む。
【０１０５】
ステップ５０６（Ｓ５０６）において、設定値算出部５０４は、干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶されていた熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を用いて設定値を算出し、半導体製造装置４に膜形成処理を行わせる。
【０１０６】
ステップ５０８（Ｓ５０８）において、設定値算出部５０４は、干渉行列・係数算出部５００を制御して、新たな条件における熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を算出させ、干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶・管理する。
設定値算出部５０４は、さらに、新たに求めた熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を用いて各設定値を算出し、半導体製造装置４に膜形成処理を行わせる。
【０１０７】
［変形例］
なお、半導体ウェハ１８０の枚数の変化が、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜の厚さに対してどのような影響を与えるかを予め測定しておき、この測定値に基づいて、膜厚算出部５０２が算出する膜厚を補正して、各設定値を算出するように設定値算出部５０４の動作を変形してもよい。
また、半導体ウェハ１８０の反応室４０における位置の変化が、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜の厚さに対してどのような影響を与えるかを予め測定しておき、この測定値に基づいて、膜厚算出部５０２が算出する膜厚を補正して、各設定値を算出するように設定値算出部５０４の動作を変形してもよい。
また、図１に点線で示すように、複数の半導体製造システム１の間で、干渉行列・係数ＤＢ５２０（図６）および設定値ＤＢ５２２（図６）を含んだ１つ以上の係数・設定値ＤＢ２８を共用してもよい。
また、図１に点線で示すように、複数の半導体製造システム１の間で、１つ以上の膜厚測定装置２６を共用してもよい。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる半導体製造システムによれば、形成される膜の厚さと温度との関係を求め、この関係に基づいて、ガス圧力・流量および温度などの設定値を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる半導体製造システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示した設定値算出装置、膜形成制御装置および係数・設定値ＤＢのハードウェア構成を示す図である。
【図３】図１に示した膜形成装置の断面を例示する図である。
【図４】図３に示したボートおよびウェハを収容した状態の反応室の断面を例示する図である。
【図５】図１に示した膜形成制御装置の構成と、膜形成制御装置と半導体製造装置（図１，図３，図４）との関係を模式的に示す図である。
【図６】図１などに示した設定値算出装置において実行される設定値算出プログラムの構成を示す図である。
【図７】図６に示した干渉行列・係数算出部の処理を示す第１の図表である。
【図８】図６に示した干渉行列・係数算出部の処理を示す第２の図表である。
【図９】図６に示した干渉行列・係数算出部の処理を示す第３の図表である。
【図１０】図６に示した設定値算出部および膜厚算出部による温度調整部分（図４，図５）に対する温度設定値の算出方法を、温度調整部分および測定対象ウェハＷ１がそれぞれ１つだけである場合について、模式的に示す図である。
【図１１】図６に示した膜厚算出部が、初期に算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４を例示する図である。
【図１２】図６に示した膜厚算出部が、最終的に算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４を例示する図である。
【図１３】測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜の厚さの計算値と、実際に形成された膜の厚さとが異なってしまう場合を例示する図である。
【図１４】図７〜図９に示した熱干渉行列Ｍを求める処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
【図１５】図１０〜図１３を参照して説明した設定値算出処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
【図１６】圧力・流量係数を求める処理（Ｓ３０）を示すフローチャートである。
【図１７】圧力・流量設定値算出処理（Ｓ４０）を示すフローチャートである。
【図１８】第３の実施形態における半導体製造システムの処理（Ｓ５０）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・半導体製造システム、
１８０・・・半導体ウェハ、
１８２・・・膜形成済ウェハ、
２２・・・膜形成制御装置、
２２０・・・温度制御装置、
２２２・・・ヒータ駆動装置、
２２４・・・流量制御装置、
２２６・・・圧力制御装置、
２６・・・膜厚測定装置、
２８・・・係数・設定値ＤＢ、
３・・・設定値算出装置、
１０・・・コンピュータ本体、
１０２・・・ＣＰＵ、
１０４・・・メモリ、
１２・・・通信ＩＦ、
１４・・・記憶装置、
１４０・・・記録媒体、
１６・・・表示・入力装置、
５・・・設定値算出プログラム、
５００・・・干渉行列・係数算出部、
５０２・・・膜厚算出部、
５０４・・・設定値算出部、
５１０・・・ユーザインターフェース部、
５２０・・・・干渉行列・係数ＤＢ、
５２２・・・設定値ＤＢ、
４・・・膜形成装置、
４０・・・反応室、
４２・・・ヒータ、
４０２・・・温度調整部分、
４０４・・・ボート、
４０６・・・温度センサ、
４１０・・・ガス流量調整器、
４１２・・・流量センサ、
４２０・・・圧力調整装置、
４２２・・・圧力センサ、
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体に対して膜形成などの処理を行う半導体製造システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造の分野では、化学気相成長（ＣＶＤ）処理によって、多数の半導体ウェハに膜を形成する装置が一般的に用いられており、この装置は、一般に縦型ＣＶＤ装置などと呼ばれている。
また、例えば、「特開２０００−１８３０７２号公報（文献１）」は、半導体に対して熱処理を行う際の温度制御方法を開示する。
文献１に開示された温度制御方法においては、温度制御量と温度検出値・目標値の偏差などとの関係を示す数値が行列の形式で用いられており、この行列は、文献１において「干渉行列」と呼ばれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術をふまえてさなれたものであり、形成される膜の厚さと温度との関係を求め、この関係に基づいて、ガス圧力・流量および温度などの設定値を求めるられるようにした半導体製造システムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
［半導体製造システム］
上記目的を達成するために、本発明にかかる半導体製造システムは、処理条件を示す設定値に基づいて、被処理基板に対して所定の処理を行う半導体処理装置と、前記所定の処理がなされた被処理基板の処理結果を測定する処理結果測定装置と、前記処理条件を示す設定値を算出する設定値算出装置とを備えた半導体製造システムであって、前記設定値算出装置は、前記設定値と処理結果との関係を示す関係式と、前記設定値の変化と処理結果との関係を示す関係係数とに基づいて、所望の処理結果を与える前記対象設定値を求めることを特徴とする。
【０００５】
好適には、前記設定値算出装置は、仮に設定した第１の前記設定値を用いて前記関係式により第１の処理結果を算出し、この第１の処理結果を前記関係係数により補正して第２の設定値を算出し、前記第２の設定値に基づいて、実際にテスト処理を実行してテスト処理結果を得て、前記テスト処理結果と、前記第１の処理結果との比である誤差比率を求め、この誤差比率と、前記関係式と、前記関係係数とを用いて、実処理用の設定値を算出する。
【０００６】
［半導体製造方法］
また、本発明にかかる半導体製造方法は、反応室に被処理基板を搬入し、処理条件を示す設定値に基づいて、前記被処理基板に対して所定の処理を行い、前記所定の処理がなされた被処理基板を搬出する工程と、前記所定の処理がなされた被処理基板の処理結果を測定する工程と、前記処理条件を示す設定値を算出する工程とを有する半導体製造方法において、前記設定値を算出する工程は、前記設定値と、前記処理結果との関係を示す関係式と、前記設定値の変化と、前記処理結果との関係を示す関係係数とに基づいて、所望の処理結果を与える前記設定値を求めることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
［本発明の背景］
本発明の理解を容易にするために、まず、本発明がなされるに至った背景を説明する。
例えば、縦型ＣＶＤ装置は、反応室内の圧力、膜の材料となるガスの流量の設定値、および、複数のヒータそれぞれの温度設定値の調節により、半導体ウェハに所望の厚さの膜を形成し、複数の半導体ウェハそれぞれに形成される膜の厚さを均一にするように構成されている。
【０００８】
従って、この種の装置においては、膜厚などを変更するたびに、圧力・流量およびヒータの温度の設定値の変更が必要となるが、これらの設定値は、従来、それまでのＣＶＤ処理により得られたデータに基づいて求められたり、技術者の経験に基づいて求められたり、実際に種々の条件下で半導体ウェハに膜を形成する実験により求められたりしてきた。
【０００９】
しかしながら、上述の設定値を、それまでのデータあるいは技術者の経験に基づいて求めると、設定値を適切な値にすることが難しい。
また、上述の設定値は、通常、装置に固有であるので、装置の入れ替えを行ったような場合には、それまでのデータは、設定値を求めるために役に立たなくなってしまう。
【００１０】
また、実験により設定値を求めようとすると、実験のために大量の半導体ウェハが必要になり、実験に使われた半導体ウェハの大部分は、半導体装置の製造に使用できないので、無駄になってしまう。
【００１１】
一方、上述の干渉行列は、温度制御量と、温度検出値・目標値の偏差などとの間の関係を示すためだけでなく、複数のヒータの温度と、半導体ウェハそれぞれに形成された膜の厚さとの関係を表すためにも応用することができる。
本発明は、これらの点に着目してなされたものであって、干渉行列を用いることにより、経験などに頼らず、温度および圧力・流量の設定値を、正確に、しかも短時間に求めることができるように構成されている。
【００１２】
［第１実施形態］
以下、この発明の実施形態を、詳細に説明する。
図１は、本発明にかかる半導体製造システム１の構成を示す図である。
図１に示すように、半導体製造システム１は、設定値算出装置３、半導体製造装置４、膜形成制御装置２２、膜厚測定装置２６および係数・設定値ＤＢ２８から構成される。
半導体製造システム１は、これらの構成要素により、半導体製造装置４に対する温度および炉内の圧力、および、炉内に導入されるガスの流量の設定値を算出し、算出した値を半導体製造装置４に設定して、ボート４０４に載せられた半導体ウェハ１８０（図４；枚数は任意）に対して、化学気相形成（ＣＶＤ）による膜形成処理を行う。
なお、半導体製造システム１のこれらの構成部分は、全てが同一の筐体内に一体に構成されているか、別々の筐体内に構成されているかなどは問われない。
【００１３】
［ハードウェア構成］
図２は、図１に示した設定値算出装置３、膜形成制御装置２２および係数・設定値ＤＢ２８のハードウェア構成を示す図である。
図２に示すように、設定値算出装置３は、ＣＰＵ１０２およびメモリ１０４などを含むコンピュータ本体１０、通信ＩＦ１２、記憶装置１４および表示・入力装置１６から構成される。
つまり、設定値算出装置３は、一般的なコンピュータとしての構成部分を含んでいる。
なお、設定値算出装置３と膜形成制御装置２２および係数・設定値ＤＢ２８とは、規模・性能および付加装置などが異なる他は、基本的に同じハードウェア構成を採る。
また、半導体製造装置４および膜厚測定装置２６の制御装置（図示せず）も、設定値算出装置３と同様な構成を採る。
【００１４】
図３は、図１に示した半導体製造装置４の構成を例示する図である。
図４は、図３に示したボート４０４およびウェハ１８０を収容した状態の反応室４０（図３）の断面を例示する図である。
図３に示すように、半導体製造装置４は、カセット授受ユニット４８０、カセット授受ユニット４８０の背面側に設けられたカセットストッカ４８２、カセットストッカ４８２の上方に設けられたバッファカセットストッカ４８４、カセットストッカ４８２の背面側に設けられたウエハ移動機４８６、ウエハ移動機４８６の背面側に設けられ、ウェハ１８０がセットされたボート４０４を搬送するボートエレベータ４８８、および、ウエハ移動機４８６の上方に設けられた反応室４０から構成される。
【００１５】
図４に示すように、図３に示した反応室４０（図３）は、中空のヒータ４２、石英製のアウタチューブ４４８、石英製のインナチューブ４５０、ガス導入ノズル４４０、円筒フランジ４４２、炉口蓋４４４、排気管４４６、および、図５を参照して後述するガス流量調整器４１０など、その他の構成部分から構成される。
ヒータ４２は、それぞれに対する温度の設定および調節が可能な５つの温度調節部分（Ｕ，ＣＵ，ＣＣ，ＣＬ，Ｌ）４０２−１〜４０２−５を含む。
ヒータ４２の温度調整部分４０２−１〜４０２−５は、例えば、１つの連続したヒータ４２の巻線から、複数のタップを引き出すことにより、あるいは、それぞれ独立した巻線を有する５個のヒータを設けることにより実現される。
アウタチューブ４４８とインナチューブ４５０とは、ヒータ４２と同心に設けられ、これらの間には、閉塞された筒状空間４５２が形成される。
【００１６】
［半導体製造装置４による膜形成］
半導体製造装置４は、例えば、いわゆる縦型ＣＶＤ装置であって、これらの構成部分により、反応室４０内に所定の間隔で並べられた半導体ウェハ１８０に対して、ＣＶＤにより、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＯ２膜およびポリシリコン（Ｐｏｌｙ−Ｓｉ）膜などの形成を行う。
半導体製造装置４による膜形成をさらに説明する。
ガス導入ノズル４４０（図４）は、アウタチューブ４４８の内部に連通し、反応ガスを導入する。
【００１７】
円筒フランジ４４２は、インナチューブ４５０に連通する排気管４４６などを保持する。
インナチューブ４５０には、石英製のボート４０４が装入され、ボート４０４は、炉口蓋４４４に立設される。
炉口蓋４４４は、ボートエレベータ４４８（図３）に設けられ、円筒フランジ４４２の下端を閉塞する。
【００１８】
被処理物のウェハ１８０は、ウエハカセット４９０（図３）に装填された状態で搬送され、カセット授受ユニット４８０（図３）に授載される。
カセット授受ユニット４８０（図３）は、このウェハ１８０を、カセットストッカ４８２またはバッファカセットストッカ４８４に移載する。
ウエハ移動機４８６は、カセットストッカ４８２からウェハ１８０を取り出し、ボート４０４に水平な状態で多段に装填する。
【００１９】
ボートエレベータ４８８（図３）は、ウェハ１８０が装填されたボート４０４を反応室４０内に導く。
ヒータ４２の５つの温度調節部分（Ｕ，ＣＵ，ＣＣ，ＣＬ，Ｌ）４０２−１〜４０２−５それぞれは、設定に従ってアウタチューブ４４８の内部を加熱し、ガス導入ノズル４４０から反応ガスを導入する。
導入されたガスは、インナチューブ４５０内部を上昇し、その上部で折り返されて降下し、排気管４４６から排出される。
【００２０】
このように、反応室４０において、高温下でウェハ１８０が反応ガスに接触し、膜形成などの処理がなされる。
膜形成が終わると、ボート４０４が反応室４０から引き出され、ウエハ移動機４８６により、ボート４０４にセットされたウェハ１８０が、ウエハカセット４９０に移載され、膜形成済ウェハ１８２（図１）として、外部搬送装置により搬出される。
【００２１】
［膜形成制御装置２２］
図５は、図１に示した膜形成制御装置２２の構成と、膜形成制御装置２２と半導体製造装置４（図１，図３，図４）との関係を模式的に示す図である。
なお、図５は上述の事項を模式的に示すので、図５における反応室４０の各構成部分の形状は、図３，図４とは必ずしも一致しない。
図５に示すように、図３，図４に示した反応室４０は、温度センサ４０６−１〜４０６−５、ガス流量調整器４１０、流量センサ４１２、圧力調整装置４２０および圧力センサ４２２をさらに含んでいる。
反応室４０の温度センサ４０６−１〜４０６−５それぞれは、ヒータ４２の温度調整部分４０２−１〜４０２−５（図４，図５）それぞれに配設され、温度を検出する。
【００２２】
ガス流量調整器４１０（図５）は、ガス導入ノズル４４０（図４）を介してアウタチューブ４８８内に導かれるガスの流量を調節する。
流量センサ４１２は、ガス導入ノズル４４０を介してアウタチューブ４４８内に供給されるガスの流量を検出する。
【００２３】
圧力調整装置４２０は、アウタチューブ４４８内の圧力を調整する。
圧力センサ４２２は、アウタチューブ４４８内の圧力を検出する。
【００２４】
また、図５に示すように、膜形成制御装置２２は、温度制御装置２２０、５個のヒータ駆動装置２２２−１〜２２２−５、流量制御装置２２４および圧力制御装置２２６から構成される。
膜形成制御装置２２は、これらの構成部分により、設定値算出装置３から設定された温度および圧力・流量の設定値に基づいて半導体製造装置４の各構成部分を制御する。
【００２５】
温度制御装置２２０は、温度センサ４０６−１〜温度センサ４０６−５それぞれにより検出される温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度が、設定値算出装置３により温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに対して設定された温度になるように、ヒータ駆動装置２２２−１〜２２２−５それぞれが温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに供給する電力を制御する。
【００２６】
流量制御装置２２４は、流量センサ４１２が検出するガスの流量の値が、設定値算出装置３により設定されるガス流量の値に等しくなるように、ガス流量調整器４１０を制御して、反応室４０のアウタチューブ４４８内に導入されるガスの流量を制御する。
圧力制御装置２２６は、圧力センサ４２２が検出するアウタチューブ４４８内部の圧力が、設定値算出装置３により設定される圧力の値に等しくなるように、圧力調整装置４２０を制御して、反応室４０のアウタチューブ４４８内の圧力を制御する。
【００２７】
［膜厚測定装置２６・係数・設定値ＤＢ２８］
膜厚測定装置２６は、半導体製造装置４による膜形成処理が済んだ複数の膜形成済ウェハ１８２（図１）の内、例えば、図３に示したように、反応室４０内において等間隔な位置にあった４枚（Ｗ１〜Ｗ４）の測定対象ウェハに形成された膜の厚さを測定し、測定結果を設定値算出装置３に対して出力する。
係数・設定値ＤＢ２８（図１）は、後述するように、設定値算出装置３が算出した係数（干渉行列を含む）および膜形成制御装置２２に対する温度および圧力・流量の設定値を記憶し、管理する。
【００２８】
［ソフトウェア構成］
図６は、図１などに示した設定値算出装置３において実行される設定値算出プログラム５の構成を示す図である。
図６に示すように、設定値算出プログラム５は、干渉行列・係数算出部５００、膜厚算出部５０２、設定値算出部５０４、ユーザインターフェース部５１０、干渉行列・係数ＤＢ５２０および設定値ＤＢ５２２から構成される。
【００２９】
設定値算出プログラム５は、記録媒体１４０（図２）などを介して設定値算出装置３に供給され、メモリ１０４にロードされて実行される。
設定値算出プログラム５は、これらの構成部分により、干渉行列Ｍ（図９を参照して後述）などを利用して、半導体製造システム１のユーザが所望する条件の膜を半導体ウェハ１８０に形成するために、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに対する設定温度を算出する。
また、さらに、設定値算出プログラム５は、第２の実施形態の説明において後述するように、ユーザが所望する条件の膜を半導体ウェハ１８０に形成するために、膜形成制御装置２２に設定すべき、反応室４０（図３〜図５）のアウタチューブ４４８内部の圧力、および、アウタチューブ４４８に導入されるガスの流量を算出する。
【００３０】
ユーザインターフェース部５１０は、設定値算出装置３の表示・入力装置１６（図２）から入力される半導体製造システム１のユーザによる所望の膜厚の設定値などを、設定値算出部５０４などに対して出力する。
【００３１】
［干渉行列・係数算出部５００］
第１の実施形態において、干渉行列・係数算出部５００は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度変化（ΔＴ）と、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成される膜厚の変化（ΔＦＴ）との関係を、実測値に基づいて行列形式で示す熱干渉行列Ｍを算出する。
【００３２】
熱干渉行列Ｍの具体的な求め方を、図７〜図９に示す具体例を参照してさらに説明する。
図７〜図９はそれぞれ、図６に示した干渉行列・係数算出部５００の処理を示す第１〜第３の図表である。
なお、図７〜図９に示した数値は、干渉行列・係数算出部５００の処理を説明するための単なる例示であって、具体的な計算結果に基づいたものではない。
【００３３】
干渉行列・係数算出部５００は、圧力・流量を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定し、一定時間、半導体ウェハ１８０（図３）に対して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２（図１）を作成する。
さらに、干渉行列・係数算出部５００は、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中に「ＦＬＡＴ」として示すように、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれの膜厚ＦＴ１〜ＦＴ４を、１００，１１０，１２０，１３０（例えば、単位はｎｍ）と得たとする。
【００３４】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−１の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−２〜４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中に「Ｕ」として示すように１００，１００，１２０，１４０の値を得たとする。
【００３５】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−２の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−１，４０２−３〜４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中に「ＣＵ」として示すように１００，１１０，１３０，１４０の値を得たとする。
【００３６】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−３の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−１，４０２−２，４０２−４，４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この計算結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中に「ＣＣ」として示すように１００，１２０，１２０，１３０の値を得たとする。
【００３７】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−４の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−１〜４０２−３，４０２−５の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中「ＣＬ」として示すように１１０，１１０，１２０，１３０の値を得たとする。
【００３８】
また、同様に、干渉行列・係数算出部５００は、温度以外の条件を一定に保った状態で、温度調整部分４０２−５の温度のみを１０°Ｃ上げて７７０°Ｃとし、他の温度調整部分４０２−１〜４０２−４の全ての温度を７６０°Ｃと設定して膜形成処理を行って、膜形成済ウェハ１８２の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さＦＴ１〜ＦＴ４を、膜圧測定装置２６により測定する。
この結果として、干渉行列・係数算出部５００は、例えば、図７中「Ｌ」として示すように１００，１２０，１００，１２０の値を得たとする。
【００３９】
これら、温度調整部分４０２−１〜４０２−５のいずれかの温度を変化させて得られた膜厚（Ｕ，ＣＵ，ＣＣ，ＣＬ，Ｌ）から、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度を一定にして得られた膜厚（ＦＬＡＴ）を減算すると、図８に示すような結果が得られる。
これらの減算結果は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度を１０°Ｃ上げて得られた膜厚の変化であるから、図９に示すように、これらの減算結果を１０で除算して得られる商は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度が１°Ｃ上がった時に、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜の厚さが、どれだけ変化するかを示している。
このような関係を、図９に示したように行列形式で取り扱ったものが熱干渉行列Ｍである。
【００４０】
以上のように干渉行列・係数算出部５００により算出された熱干渉行列Ｍは、干渉行列・係数ＤＢ５２０または係数・設定値ＤＢ２８（図１）に記憶され、管理される。
なお、この熱干渉行列Ｍを用いた温度制御方法は、本願出願人による特願２００１−２７２２１８号にも詳述されている。
【００４１】
［膜厚算出部５０２］
温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度Ｔ１〜Ｔ５と、反応室４０のアウタチューブ４４８（図４）に導入される反応ガスの流量Ｓ、および、アウタチューブ４４８内の圧力Ｐと、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに、一定の時間当たりに形成される膜厚ＦＴとの関係は、実験あるいはシュミレーションにより求めることができる。
このようにして求められた膜厚ＦＴと、温度Ｔ、圧力Ｐおよびガス流量Ｓとの関係は、例えば、反応モデル解析式である式１のように表される。
膜厚算出部５０２は、下式１を用いて、設定値算出部５０４から与えられた条件において、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜の厚さを算出し、設定値算出部５０４に対して出力する。
【００４２】
【数１】
［設定値算出部５０４の温度設定値算出（Ｓ２１０；図１５）］
設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜の厚さを、ユーザインターフェース部５１０などを介してユーザにより入力される所望の厚さとするために、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度を何度にすればよいか、つまり、温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度の設定値を算出する。
図７を参照して説明したように、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚を制御するためには、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度を変化させればよく、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度の変化と、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の変化との関係は、熱干渉行列Ｍで示される通りである。
なお、後で、図１５を参照してさらに説明するので、この部分の設定値算出部５０４の各処理に（Ｓ２１０；図１５）」と記載することにより、図１５に示した各処理との対応を明らかにしてある。
【００４４】
上式１により得られる測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚と、所望の膜厚との差を、膜厚差ΔＦＴ１〜ΔＦＴ４と表すと、下式２を解くことにより、この膜厚差ΔＦＴ１〜ΔＦＴ４を与える温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度変化ΔＴ１〜ΔＴ５を算出することができる。
ここで、図７〜図９に示した例に倣うと、ΔＴ１＝Ｔ１−７６０°Ｃ，ΔＴ２＝Ｔ２−７６０°Ｃ，・・・，ΔＴ５＝Ｔ５−７６０°Ｃであり、Ｔ１〜Ｔ５は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度設定値である。
【００４５】
【数２】
図１０は、図６に示した設定値算出部５０４および膜厚算出部５０２による温度調整部分４０２−１〜４０２−５（図４，図５）に対する温度設定値の算出方法を、温度調整部分４０２−１および測定対象ウェハＷ１がそれぞれ１つだけである場合について、模式的に示す図である。
図１１は、図６に示した膜厚算出部５０２が、初期に算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４を例示する図である。
図１２は、図６に示した膜厚算出部５０２が、最終的に算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４を例示する図である。
【００４７】
なお、実際には、図１０に例示するように、設定値算出部５０４は、処理の初期には図１１に例示するような値を採る測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４が、徐々に、所望の値に近づいてゆくように、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度設定値を少しずつ、繰り返し変更し（図１０に示すａ→ｂ，ｃ→ｄ，ｅ→ｆ，・・・・→ｎ）、温度設定値を変更するたびに、膜厚算出部５０２に膜厚の計算を行わせる（図１０に示すｂ→ｃ，ｄ→ｅ，ｆ→・・・・→ｎ）。
【００４８】
以上述べたように、設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４が、図１２に例示するような所望の値（目標範囲内）となるまで、膜厚算出部５０２による膜厚の計算と温度設定値の変更とを繰り返し、最終的に、適切な温度設定値を算出する（図１０における実線上ｎを付して示す設定値）。
このように、膜厚算出部５０２および設定値算出部５０４による処理を繰り返すことにより、多数、存在するヒータ４２の温度調整部分４０２−１〜４０２−５（図４，図５）に対する温度設定の組み合わせの中から、最適な組み合わせを、少ない時間で見つけることができる。
【００４９】
［設定値算出部５０４の補正処理（Ｓ２３０，Ｓ２５０，Ｓ２５８，Ｓ２６０；図１５）］
図１３は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜の厚さの計算値と、実際に形成された膜の厚さとが異なってしまう場合を例示する図である。
以上のように算出された温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度の設定値を用いて膜形成を行っても、図１３に例示するように、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４と、実際の膜厚Ｗｒ１〜Ｗｒ４とが異なってしまう場合がある。
【００５０】
このような場合、設定値算出部５０４は、図１３にさらに示すように、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４で、実際の膜厚さＷｒ１〜Ｗｒ４を除算して得られる誤差比率α１〜α４を求める（Ｓ２３０；図１５）。
設定値算出部５０４は、誤差比率α１〜α４を、膜厚算出部５０２が算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の計算値Ｗｃ１〜Ｗｃ４に乗算する。このようにして、設定値算出部５０４は、温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度設定値を補正し（Ｓ２５０；図１５）、最終的な温度設定値を得る。
設定値算出部５０４は、以上説明したように算出し、さらに、実測値に基づいて補正した温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度設定値を、膜形成制御装置２２に対して出力するとともに、設定値ＤＢ５２２に記憶させ、管理する（Ｓ２５８，Ｓ２６０；図１５）。
【００５１】
［半導体製造システム１の全体動作］
以下、半導体製造システム１の全体的な動作を説明する。
図１４は、図７〜図９に示した熱干渉行列Ｍを求める処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図１４に示すように、ステップ１００（Ｓ１００）において、半導体製造システム１（図１）のユーザが、設定値算出装置３の表示・入力装置１６（図２）に対して、式１に示した圧力・流量など、温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度の初期条件を設定する。
設定値算出プログラム５（図６）のユーザインターフェース部５１０は、入力された初期条件を干渉行列・係数算出部５００に対して出力する。
【００５２】
ステップ１０２（Ｓ１０２）において、干渉行列・係数算出部５００は、熱干渉行列Ｍの作成のために、温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対して設定すべき全ての温度条件（図７を参照して上述）について、膜厚の測定が終了したか否かを判断する。
全ての条件についての膜厚の測定が終了した場合には、設定値算出プログラム５はＳ１１２の処理に進み、これ以外の場合にはＳ１０４の処理に進む。
【００５３】
ステップ１０４（Ｓ１０４）において、干渉行列・係数算出部５００は、Ｓ１００の処理において設定された温度以外の条件、および、それまでに膜厚の測定がなされていない温度条件（次の温度条件；図７を参照して上述したＦＬＡＴ，Ｕなどのいずれか）を、膜形成制御装置２２に対して出力する。
膜形成制御装置２２（図１，図５）は、設定された条件で半導体ウェハ１８０に対して膜形成を行うように、半導体製造装置４を制御する。
【００５４】
ステップ１０６（Ｓ１０６）において、干渉行列・係数算出部５００は、膜形成制御装置２２から温度調整部分４０２−１〜４０２−５の温度を示す情報を受けて、これらの温度が平衡状態になり、膜形成が可能な状態になったか否かを判断する。
温度が平衡状態になった場合には、設定値算出プログラム５はＳ１０８の処理に進み、これ以外の場合にはＳ１０４，Ｓ１０６の処理に留まる。
【００５５】
ステップ１０８（Ｓ１０８）において、干渉行列・係数算出部５００は、測定対象のウェハ１８０に対して膜形成を行うように、半導体製造装置４を制御する。
【００５６】
Ｓ１０８の処理における膜形成が終了すると、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、干渉行列・係数算出部５００は、膜厚測定装置２６を制御して、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さを計測させ、計測結果を受ける。
【００５７】
ステップ１１２（Ｓ１１２）において、干渉行列・係数算出部５００は、図８，図９に示したように熱干渉行列Ｍを作成し、処理を終了する。
【００５８】
次に、設定値算出処理を説明する。
図１５は、図１０〜図１３を参照して説明した設定値算出処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
図１５に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、設定値算出部５０４は、膜厚算出部５０２に対して、膜形成処理の初期条件として、温度・圧力・流量などを設定する。
【００５９】
ステップ２１２，２１４（Ｓ２１２，Ｓ２１４）において、膜厚算出部５０２は、与えられた条件において、式１を用いて測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚を算出する。
【００６０】
ステップ２１６（Ｓ２１６）において、設定値算出部５０４は、膜厚算出部５０２が算出した対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚が、目標範囲（図１１〜図１３）であるか否かを判断する。
膜厚が目標範囲である場合には、設定値算出プログラム５はＳ２３０の処理に進み、これ以外の場合にはＳ２１８の処理に進む。
【００６１】
ステップ２１８（Ｓ２１８）において、設定値算出部５０４は、上記式２のＭを用いて、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに対する温度設定値を更新し、Ｓ２１２の処理に戻る。
つまり、Ｓ２１２〜Ｓ２１８の処理ループにおいて、設定値算出プログラム５は、図１０を参照して説明したように、所望の膜厚を得るために、温度調整部分４０２−１〜４０２−５（図３，図５）に対して設定すべき温度設定値を算出する。
【００６２】
ステップ２３２（Ｓ２３２）において、設定値算出部５０４は、Ｓ２１０の処理により算出された温度設定値を膜形成制御装置２２（図１，図５）に対して出力する。
膜形成制御装置２２は、設定された条件で半導体製造装置４を制御し、半導体ウェハ１８０に対する膜形成処理を行わせる。
【００６３】
Ｓ２３２の処理における膜形成が終了すると、ステップ２３４（Ｓ２３４）において、設定値算出部５０４は、膜厚測定装置２６を制御して、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成された膜の厚さを計測させる。
【００６４】
ステップ２３６（Ｓ２３６）において、設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の測定結果と、最後にＳ２１４の処理において算出された膜厚とに基づいて、誤差比率α１〜α４（図１３）を算出する。
【００６５】
ステップ２５２，２５４（Ｓ２５２，Ｓ２５４）において、膜厚算出部５０２は、Ｓ２１２，Ｓ２１４における場合と同様に、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚を算出する。
【００６６】
ステップ２５６（Ｓ２５６）において、設定値算出部５０４は、Ｓ２５２，Ｓ２５４の処理において算出された測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４に、Ｓ２３６の処理において算出された誤差比率α１〜α４を乗算する。
【００６７】
ステップ２５８（Ｓ２５８）において、設定値算出部５０４は、乗算により得られた膜厚が、目標値（図１１〜図１３）になっているか否かを判断する。
設定値算出部５０４は、膜厚が目標値になっている場合には、最後に膜厚の算出に用いられた温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度設定値を、最終的に膜形成制御装置２２に対して出力する。
膜形成制御装置２２は、この温度設定値に基づいて半導体製造装置４を制御して、製品半導体製造用のウェハ１８０に対する膜形成を行わせる。
【００６８】
また、設定値算出部５０４は、膜厚が目標値になっていない場合には、Ｓ２６０の処理に進む。
ステップ２６０（Ｓ２６０）において、設定値算出部５０４は、上記式２のＭを用いて、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれに対する温度設定値を更新し、Ｓ２５２の処理に戻る。
【００６９】
［変形例］
なお、以上、説明の具体化・明確化のために、本発明をＣＶＤ装置に応用する場合を例示したが、本発明は、ガス流量、圧力または温度などの調節と、処理結果との間に相関を有する処理一般に応用可能である。
また、係数（干渉行列）および算出された設定値を記憶・管理するデータベースは、係数・設定値ＤＢ２８として設定値算出装置３（設定値算出プログラム５）とは別に設けられてもよく、また、設定値算出装置３（設定値算出プログラム５）内部のデータベースとして設けられてもよい。
前者の場合には、設定値算出装置３（設定値算出プログラム５）内部のデータベースは必ずしも必要でなく、後者の場合には、係数・設定値ＤＢ２８は必ずしも必要でないことは言うまでもない。
【００７０】
また、膜形成制御装置２２の温度制御装置２２０、流量制御装置２２４および圧力制御装置２２６（図５）はそれぞれ、個別のハードウェア（図２）として実現されても、あるいは、同一のハードウェア上で動作するソフトウェアとして実現されてもよい。
また、膜形成装置４から膜厚測定装置２６には、膜形成済ウェハ１８２が、基板搬送装置などによって自動的に搬送されても、人手によって搬送されてもよい。
【００７１】
また、以上の説明においては、膜形成済ウェハ１８２（図１）中の測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４のみを膜厚の測定および算出の対象としたが、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の数は任意であり、可能ならば、膜形成済ウェハ１８２全てを測定対象ウェハとしてもよい。
また、設定値算出プログラム５を、第２の実施例において後述するような他の設定値の調節と、温度設定値の調節とを組み合わせて、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に最適な厚さの膜を形成するように変形してもよい。
【００７２】
また、アウタチューブ４４８（図４）内の圧力Ｐと、アウタチューブ４４８に導入される反応ガスの流量Ｓとが既知であれば、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）に、一定の時間に形成される膜厚ＦＴは、既知の値（Ｐ，Ｓ）と、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度Ｔ１〜Ｔ５とを、上記式１に代入することにより、つまり、反応モデル解析を行うことにより、計算可能である。
従って、干渉行列・係数算出部５００は、上記式１を用いて、温度調整部分４０２−１〜４０２−５それぞれの温度変化（ΔＴ）と、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成される膜の厚さ（ΔＦＴ）との関係を、行列形式で示す上記熱干渉行列Ｍを求めることもできる。
【００７３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２の実施形態を説明する。
第２の実施形態において、半導体製造システム１（図１）は、既に説明した温度調整部分４０２−１〜４０２−５に対する温度設定値の他に、半導体製造装置４（図１，図３，図５）の反応室４０のアウタチューブ４４８内部の圧力の設定値、および、反応室４０に導入されるガスの流量の設定値、またはこれらの設定値のいずれかを算出する。
【００７４】
必ずしもガス圧およびガス流量の両方の設定値を求める必要はなく、これらの一方のみを求めてもよいが、以下、ガス圧およびガス流量の両方の設定値を算出する場合を具体例として、第２の実施形態における設定値算出プログラム５（図６）の干渉行列・係数算出部５００および設定値算出部５０４の処理を説明する。
【００７５】
［干渉行列・係数算出部５００］
第２の実施形態においては、干渉行列・係数算出部５００は、反応室４０（図３）のアウタチューブ４４８内部の圧力、アウタチューブ４４８に導入されるガスの流量の変化と、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜厚の変化との関係を示す係数を算出する（Ｓ３０；図１６）。
つまり、干渉行列・係数算出部５００は、膜形成制御装置２２を制御して、半導体製造装置４において標準的に用いられるアウタチューブ４４８内部の圧力またはガス流量を数％変更した条件においてウェハ１８０に対する膜形成処理を行わせる。
【００７６】
さらに、干渉行列・係数算出部５００は、膜厚測定装置２６を制御して、膜形成済ウェハ１８２（図１）の内の測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成される膜の厚さの変化を測定する。
干渉行列・係数算出部５００は、以上の結果から、反応室４０のアウタチューブ４４８内の圧力が１ｈＰａ増加すると、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれの膜厚がどのように変化するかを示す圧力係数を求める。
また、干渉行列・係数算出部５００は、同様に、ガスの流量が１ｃｍ３／ｓｅｃ増加すると、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれの膜厚がどのように変化するかを示す流量係数を求める。
【００７７】
［設定値算出部５０４］
第２の実施形態において、設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜の厚さを、ユーザインターフェース部５１０などを介してユーザにより入力される所望の厚さとするために、アウタチューブ４４８内部の圧力およびガス流量を、どのような値に設定すればよいかを示す圧力・流量設定値を算出する。
つまり、設定値算出部５０４は、例えば、図１０〜図１３を参照して説明した方法を応用し、圧力調整装置４２０（図５）およびガス流量調整器４１０に対して設定されるべき圧力・流量係数の算出（Ｓ４１０；図１７）およびその補正（Ｓ４３０，Ｓ４５０；図１７）を行う。
【００７８】
［半導体製造システム１の全体動作］
以下、第２の実施形態における半導体製造システム１の全体的な動作を説明する。
図１６は、圧力・流量係数を求める処理（Ｓ３０）を示すフローチャートである。
図１６に示すように、ステップ３００（Ｓ３００）において、半導体製造システム１（図１）のユーザが、設定値算出装置３の表示・入力装置１６（図２）に対して、アウタチューブ４４８内部の圧力・ガス流量の初期条件を設定する。
【００７９】
設定値算出プログラム５（図６）のユーザインターフェース部５１０は、入力された初期条件を干渉行列・係数算出部５００に対して出力する。
【００８０】
ステップ３０２（Ｓ３０２）において、干渉行列・係数算出部５００は、圧力・流量係数算出のために、圧力調整装置４２０またはガス流量調整器４１０に対して設定すべき全ての条件について、膜形成および膜厚の測定が終了したか否かを判断する。
全ての条件についての膜厚測定が終了した場合には、設定値算出プログラム５はＳ３１２の処理に進み、これ以外の場合にはＳ３０４の処理に進む。
【００８１】
ステップ３０４（Ｓ３０４）において、干渉行列・係数算出部５００は、Ｓ３００の処理において設定された圧力・ガス流量の条件、および、それまでに膜厚測定がなされていない圧力・ガス流量の条件（次の圧力・流量条件）を、膜形成制御装置２２に対して出力する。
膜形成制御装置２２（図１，図５）は、設定された条件で半導体ウェハ１８０に対して膜形成を行うように、半導体製造装置４を制御する。
【００８２】
ステップ３０６（Ｓ３０６）において、干渉行列・係数算出部５００は、膜形成制御装置２２から圧力・流量を示す情報を受けて、その数値が安定し、膜形成が可能な状態になったか否かを判断する。
圧力・流量が安定した場合には、設定値算出プログラム５はＳ３０８の処理に進み、これ以外の場合にはＳ３０４，Ｓ３０６の処理に留まる。
【００８３】
ステップ３０８（Ｓ３０８）において、干渉行列・係数算出部５００は、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）に対して膜形成を行うように、半導体製造装置４を制御する。
【００８４】
Ｓ３０８の処理における膜形成が終了すると、ステップ３１０（Ｓ３１０）において、干渉行列・係数算出部５００は、膜厚測定装置２６を制御して、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成される膜の厚さを測定させ、測定結果を受ける。
【００８５】
ステップ３１２（Ｓ３１２）において、干渉行列・係数算出部５００は、圧力・流量係数を作成し、処理を終了する。
【００８６】
次に、設定値算出処理を説明する。
図１７は、圧力・流量設定値算出処理（Ｓ４０）を示すフローチャートである。
図１７に示すように、ステップ４００（Ｓ４００）において、設定値算出部５０４は、膜厚算出部５０２に対して、膜形成処理の初期条件（式１）として、例えば圧力・ガス流量などを設定する。
【００８７】
ステップ４１２，４１４（Ｓ４１２，Ｓ４１４）において、膜厚算出部５０２は、与えられた条件において、式１を用いて、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚を算出する。
【００８８】
ステップ４１６（Ｓ４１６）において、設定値算出部５０４は、膜厚算出部５０２が算出した測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚が、目標範囲内（図１１〜図１３）であるか否かを判断する。
膜厚が目標範囲内である場合には、設定値算出プログラム５はＳ４３０の処理に進み、これ以外の場合にはＳ４１８の処理に進む。
ステップ４１８（Ｓ４１８）において、設定値算出部５０４は、第１の実施形態において、式２のＭを用いた方法と同様に、圧力・流量係数を用いて、圧力・流量条件を更新し、Ｓ４１２の処理に戻る。
つまり、Ｓ４１２〜Ｓ４１８の処理ループにおいて、設定値算出プログラム５は、図１０を参照して説明したように、所望の膜厚を得るために、ガス流量調整器４１０および圧力調整装置４２０（図４，図５）に対して設定すべき圧力・流量の設定値を算出する。
【００８９】
ステップ４３２（Ｓ４３２）において、設定値算出部５０４は、Ｓ４１０の処理により算出された圧力・流量設定値を膜形成制御装置２２（図１，図５）に対して出力する。
膜形成制御装置２２は、設定された条件で半導体製造装置４を制御し、半導体ウェハ１８０に対する膜形成処理を行わせる。
【００９０】
Ｓ４３２の処理における膜形成が終了すると、ステップ４３４（Ｓ４３４）において、設定値算出部５０４は、膜厚測定装置２６を制御して、測定対象のウェハ１８０（Ｗ１〜Ｗ４）それぞれに形成された膜の厚さを計測させる。
【００９１】
ステップ４３６（Ｓ４３６）において、設定値算出部５０４は、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれの膜厚の測定結果と、最後にＳ４１４の処理において算出された膜厚とに基づいて、誤差比率α１〜α４（図１３）を算出する。
【００９２】
ステップ４５２，４５４（Ｓ４５２，Ｓ４５４）において、膜厚算出部５０２は、Ｓ４１２，Ｓ４１４においてと同様に、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚を算出する。
【００９３】
ステップ４５６（Ｓ４５６）において、設定値算出部５０４は、Ｓ４５２，Ｓ４５４の処理において算出された測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４に、Ｓ４３６の処理において算出された誤差比率α１〜α４を乗算する。
【００９４】
ステップ４５８（Ｓ４５８）において、設定値算出部５０４は、Ｓ４５６における乗算により得られた膜厚が、目標値（図１１〜図１３）になっているか否かを判断する。
設定値算出部５０４は、膜厚が目標値になっている場合には、最後に膜厚の算出に用いられた圧力・流量設定値を、最終的に膜形成制御装置２２に対して出力する。
膜形成制御装置２２は、この圧力・流量設定値に基づいて半導体製造装置４を制御して、製品用の半導体ウェハに対する膜形成を行わせる。
【００９５】
また、設定値算出部５０４は、膜厚が目標値になっていない場合には、Ｓ４６０の処理に進む。
ステップ４６０（Ｓ４６０）において、設定値算出部５０４は、第１の実施形態において、式２のＭを用いた方法と同様に、圧力・流量係数を用いて、圧力・流量条件を更新し、Ｓ４５２の処理に進む。
【００９６】
［変形例］
なお、圧力係数・流量係数は、以上述べたように、実測値で求めてもよいが、上式１を用いて算出してもよい。
【００９７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３の実施形態を説明する。
【００９８】
［背景］
まず、第３の実施形態の理解を容易にするために、その背景を説明する。
半導体製造装置４の反応室４０内の温度設定値および圧力・流量設定値が、例えば、反応室４０（図３，図５）が収容可能な最多の枚数の半導体ウェハ１８０について求められる。
しかしながら、半導体ウェハ１８０の枚数を減らすと反応室４０内部の条件が変わってしまうので、最多の枚数の半導体ウェハ１８０について求められた設定値は、反応室４０に最多の半導体ウェハ１８０を収容して行う膜形成処理に対してのみ有効である。
【００９９】
従って、例えば、少ない枚数の膜形成済ウェハ１８２（図１）しか必要なくとも、最多の半導体ウェハ１８０についての設定値しか求められていない場合には、設定値が求められた条件を再現するために、ダミーの半導体ウェハ１８０を加えて、常に反応室４０内部の半導体ウェハ１８０の枚数を最大にして、膜形成を行う必要があった。
このように追加されるダミーの半導体ウェハ１８０は本来、必要ないものであり、無駄である。
第３の実施形態において、半導体製造システム１（図１）は、このような不具合を解消し、反応室４０（図３，図５）の所定の位置に、任意の枚数の半導体ウェハ１８０を収容し、これらに対して所望の膜を形成することができるように構成されている。
以下、第３の実施形態における設定値算出プログラム５（図６）の干渉行列・係数算出部５００および設定値算出部５０４の処理を説明する。
【０１００】
［干渉行列・係数算出部５００］
第３の実施形態において、干渉行列・係数算出部５００は、反応室４０（図３）内部の半導体ウェハ１８０の枚数および位置またはこれらのいずれかを変更した条件それぞれにおいて、第１の実施形態に示した熱干渉行列Ｍ、および、第２の実施形態に示した圧力・流量係数を求め、これらの情報を対応付けて、干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶・管理する。
【０１０１】
［設定値算出部５０４］
第３の実施形態において、設定値算出部５０４は、反応室４０に収容される半導体ウェハ１８０の数、反応室４０内における位置、および、所望の膜厚などを検索キーとして干渉行列・係数ＤＢ５２０を検索する。
設定値算出部５０４は、これらの条件を満たす熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数が干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶・管理されている場合には、それらを用いて各設定値を算出し、この設定値を用いた膜形成処理を半導体製造装置４に行わせる。
あるいは、設定値算出部５０４は、これらの条件を満たす熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数が干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶・管理されていない場合には、干渉行列・係数算出部５００を制御して、新たな条件における熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を求めさせ、これらを用いて各設定値を算出し、この設定値を用いた膜形成処理を半導体製造装置４に行わせる。
【０１０２】
［半導体製造システム１の全体動作］
以下、第３の実施形態における半導体製造システム１の全体的な動作を説明する。
図１８は、第３の実施形態における半導体製造システム１の処理（Ｓ５０）を示すフローチャートである。
図１８に示すように、ステップ５００（Ｓ５００）において、干渉行列・係数算出部５００は、反応室４０内における半導体ウェハ１８０の枚数を変更した複数の条件で熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を求める。
【０１０３】
ステップ５０２（Ｓ５０２）において、干渉行列・係数算出部５００は、Ｓ５００の処理において求められた熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を、干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶させ、データベース化する。
【０１０４】
ステップ５０４（Ｓ５０４）において、設定値算出部５０４は、表示・入力装置１６（図２）から、ユーザによる半導体ウェハ１８０の枚数および膜厚などの設定を受けて、干渉行列・係数ＤＢ５２０を検索する。
ユーザの設定に合った熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数またはこれらのいずれかが干渉行列・係数ＤＢ５２０内にあった場合には、設定値算出プログラム５はＳ５０６の処理に進み、これ以外の場合にはＳ５０８の処理に進む。
【０１０５】
ステップ５０６（Ｓ５０６）において、設定値算出部５０４は、干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶されていた熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を用いて設定値を算出し、半導体製造装置４に膜形成処理を行わせる。
【０１０６】
ステップ５０８（Ｓ５０８）において、設定値算出部５０４は、干渉行列・係数算出部５００を制御して、新たな条件における熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を算出させ、干渉行列・係数ＤＢ５２０に記憶・管理する。
設定値算出部５０４は、さらに、新たに求めた熱干渉行列Ｍおよび圧力・流量係数を用いて各設定値を算出し、半導体製造装置４に膜形成処理を行わせる。
【０１０７】
［変形例］
なお、半導体ウェハ１８０の枚数の変化が、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜の厚さに対してどのような影響を与えるかを予め測定しておき、この測定値に基づいて、膜厚算出部５０２が算出する膜厚を補正して、各設定値を算出するように設定値算出部５０４の動作を変形してもよい。
また、半導体ウェハ１８０の反応室４０における位置の変化が、測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４それぞれに形成される膜の厚さに対してどのような影響を与えるかを予め測定しておき、この測定値に基づいて、膜厚算出部５０２が算出する膜厚を補正して、各設定値を算出するように設定値算出部５０４の動作を変形してもよい。
また、図１に点線で示すように、複数の半導体製造システム１の間で、干渉行列・係数ＤＢ５２０（図６）および設定値ＤＢ５２２（図６）を含んだ１つ以上の係数・設定値ＤＢ２８を共用してもよい。
また、図１に点線で示すように、複数の半導体製造システム１の間で、１つ以上の膜厚測定装置２６を共用してもよい。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる半導体製造システムによれば、形成される膜の厚さと温度との関係を求め、この関係に基づいて、ガス圧力・流量および温度などの設定値を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明にかかる半導体製造システムの構成を示す図である。
【図２】図１に示した設定値算出装置、膜形成制御装置および係数・設定値ＤＢのハードウェア構成を示す図である。
【図３】図１に示した膜形成装置の断面を例示する図である。
【図４】図３に示したボートおよびウェハを収容した状態の反応室の断面を例示する図である。
【図５】図１に示した膜形成制御装置の構成と、膜形成制御装置と半導体製造装置（図１，図３，図４）との関係を模式的に示す図である。
【図６】図１などに示した設定値算出装置において実行される設定値算出プログラムの構成を示す図である。
【図７】図６に示した干渉行列・係数算出部の処理を示す第１の図表である。
【図８】図６に示した干渉行列・係数算出部の処理を示す第２の図表である。
【図９】図６に示した干渉行列・係数算出部の処理を示す第３の図表である。
【図１０】図６に示した設定値算出部および膜厚算出部による温度調整部分（図４，図５）に対する温度設定値の算出方法を、温度調整部分および測定対象ウェハＷ１がそれぞれ１つだけである場合について、模式的に示す図である。
【図１１】図６に示した膜厚算出部が、初期に算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４を例示する図である。
【図１２】図６に示した膜厚算出部が、最終的に算出する測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４の膜厚Ｗｃ１〜Ｗｃ４を例示する図である。
【図１３】測定対象ウェハＷ１〜Ｗ４に形成される膜の厚さの計算値と、実際に形成された膜の厚さとが異なってしまう場合を例示する図である。
【図１４】図７〜図９に示した熱干渉行列Ｍを求める処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
【図１５】図１０〜図１３を参照して説明した設定値算出処理（Ｓ２０）を示すフローチャートである。
【図１６】圧力・流量係数を求める処理（Ｓ３０）を示すフローチャートである。
【図１７】圧力・流量設定値算出処理（Ｓ４０）を示すフローチャートである。
【図１８】第３の実施形態における半導体製造システムの処理（Ｓ５０）を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１・・・半導体製造システム、
１８０・・・半導体ウェハ、
１８２・・・膜形成済ウェハ、
２２・・・膜形成制御装置、
２２０・・・温度制御装置、
２２２・・・ヒータ駆動装置、
２２４・・・流量制御装置、
２２６・・・圧力制御装置、
２６・・・膜厚測定装置、
２８・・・係数・設定値ＤＢ、
３・・・設定値算出装置、
１０・・・コンピュータ本体、
１０２・・・ＣＰＵ、
１０４・・・メモリ、
１２・・・通信ＩＦ、
１４・・・記憶装置、
１４０・・・記録媒体、
１６・・・表示・入力装置、
５・・・設定値算出プログラム、
５００・・・干渉行列・係数算出部、
５０２・・・膜厚算出部、
５０４・・・設定値算出部、
５１０・・・ユーザインターフェース部、
５２０・・・・干渉行列・係数ＤＢ、
５２２・・・設定値ＤＢ、
４・・・膜形成装置、
４０・・・反応室、
４２・・・ヒータ、
４０２・・・温度調整部分、
４０４・・・ボート、
４０６・・・温度センサ、
４１０・・・ガス流量調整器、
４１２・・・流量センサ、
４２０・・・圧力調整装置、
４２２・・・圧力センサ、
Claims (3)
- 処理条件を示す設定値に基づいて、被処理基板に対して所定の処理を行う半導体処理装置と、
前記所定の処理がなされた被処理基板の処理結果を測定する処理結果測定装置と、
前記処理条件を示す設定値を算出する設定値算出装置と
を備えた半導体製造システムであって、
前記設定値算出装置は、
前記設定値と処理結果との関係を示す関係式と、前記設定値の変化と処理結果との関係を示す関係係数とに基づいて、所望の処理結果を与える前記対象設定値を求めること
を特徴とした半導体製造システム。 - 前記設定値算出装置は、
仮に設定した第１の前記設定値を用いて前記関係式により第１の処理結果を算出し、
この第１の処理結果を前記関係係数により補正して第２の設定値を算出し、
前記第２の設定値に基づいて、実際にテスト処理を実行してテスト処理結果を得て、
前記テスト処理結果と、前記第１の処理結果との比である誤差比率を求め、
この誤差比率と、前記関係式と、前記関係係数とを用いて、実処理用の設定値を算出するようにした
請求項１に記載の半導体製造システム。 - 反応室に被処理基板を搬入し、処理条件を示す設定値に基づいて、前記被処理基板に対して所定の処理を行い、前記所定の処理がなされた被処理基板を搬出する工程と、
前記所定の処理がなされた被処理基板の処理結果を測定する工程と、
前記処理条件を示す設定値を算出する工程と
を有する半導体製造方法において、
前記設定値を算出する工程は、
前記設定値と、前記処理結果との関係を示す関係式と、
前記設定値の変化と、前記処理結果との関係を示す関係係数とに基づいて、所望の処理結果を与える前記設定値を求めること
を特徴とした半導体製造方法。
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