JP2007088336A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レシピ選択ミスがなく決められたレシピを実行できると共に、基板処理における様々な運用に柔軟に対応できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】 表示画面１に表示されたレシピスタートボタンを選択して押下する。レシピスタートボタンの押下情報が表示画面１からコマンド監視タスク４へ送信される。次に、コマンド監視タスク４が関連テーブル３を検索してボタン名３ａのレシピスタートボタンに関連付けられたレシピファイル名３ｂのレシピファイルNo.４を抽出する。これにより、実行レシピファイルはレシピファイルNo.４である情報が関連テーブル３からコマンド監視タスク４へ送信される。コマンド監視タスク５は、レシピファイルデータベース２からレシピファイルNo.４を読み込む。読み込んだレシピファイルNo.４をコマンド監視タスク４からレシピ実行タスク５へ渡し、レシピ実行タスク５がレシピファイルNo.４のレシピを実行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ウェハなどの半導体基板を処理する基板処理装置に関し、特に、オペレータがコマンド実行ボタンを用いてあらかじめ決められたレシピを間違えることなく簡単に実行することができるコントローラを備えた基板処理装置に関するものである。

一般的に、半導体基板の処理を実行する順序で一連のイベントが並んだレシピを実行する基板処理装置においては、半導体基板の処理の内容によってレシピがレシピファイルとしてコントローラに記憶されている。このような基板処理装置では、オペレータが所望のレシピを実行するまでの操作手順は次のようになっている。

第１の手順でコマンド実行ボタンを押す。コマンド実行ボタンとして、例えば、レシピの実行を開始するための「レシピスタート」ボタンを押す。「レシピスタート」ボタンを押すと、図７に示すようなレシピファイル名の一覧画面が表示される。第２の手順で、コントローラに記憶されているレシピファイル名を一覧表示したレシピファイル一覧画面の中から実行したいレシピファイル名を選択する。例えば、図７に示すレシピファイル名の一覧画面において、『ＳＣＴｅｓｔ０１２．ｄａｔ ＰＭ１プロセスレシピ ０４/１２/０９ １５：４０：０４』というレシピファイル名を選択する。

第３の手順でレシピ実行ボタンを押す。すなわち、図８に示すようなレシピファイルの実行画面において「スタート」ボタンを押すと、実行したいレシピファイルが立ち上がる。このように実行したいレシピファイルをその都度選択できるという機能は、プロセスの立ち上げ時など少しずつ条件を変えたりしながら基板処理装置を動かしたい場合には極めて便利な機能である。

また、プロセスレシピや制御テーブルをファイルに編集してデータベースに保存した後に、そのデータベースのファイルを一覧画面で表示できるようにすると共に、所望のレシピファイル名の項目を検索できるようにする機能を備えたコントローラを有する半導体製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−３１１５５３号公報

しかしながら、上記のようなレシピ実行の操作手順において所望のプロセスが立ち上がってしまえば、基板処理装置は毎回同じレシピを実行することが多いので、実用上は上記のようにレシピ実行アクションの度にレシピファイルを選択できる機能を備える必要ない。言い換えれば、毎回同じレシピを実行するのにも関わらず、多くのレシピファイル名が表示されるレシピファイル一覧の中から所望のレシピファイル名を選択しなければならないため、レシピファイル名の選択ミスなどを引き起こしやすくなる。その結果、所望するレシピファイル名とは異なったレシピファイル名を選択してしまって、不良な半導体製品を作る原因ともなる。

一方、操作画面上に最初から動作機能を定義した「装置動作」ボタンを持つコントローラも存在する。このようなコントローラでは、操作部に配置された「装置動作」ボタンを押すことにより、あらかじめコントローラのシーケンスとして作りこまれている動作を行うことができる。このような機能ではレシピファイルを選択する操作を行わなくてもよいので、操作が簡単になるので前述のような操作ミスが生じる危険性は少なくなる。しかしながら、「装置動作」ボタンに定義されているシーケンスは、コントローラに作りこまれているものしか実行することができないため、基板処理装置のいろいろな使用方法に柔軟に対応できないという欠点がある。

すなわち、従来の基板処理装置におけるコントローラは、大きく分けて次のような２つの問題点がある。１つ目の問題点は、レシピファイル名選択方式では、同じレシピを実行するときにも多くのレシピファイル名が表示されるレシピファイル名一覧の中から所定のレシピファイル名を選択しなければならないため、操作が面倒であると共にレシピファイル名の選択ミスを発生させる危険性がある。２つ目の問題点は、装置動作ボタン方式では、あらかじめコントローラに作りこまれたシーケンスしか実行することができないため、基板処理装置における操作上のフレキシビリティーに欠ける。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な操作でレシピ選択ミスがなく決められたレシピを実行することができると共に、基板処理における様々な運用に柔軟に対応することができるコントローラを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係る基板処理装置は、操作画面からのオペレータによる操作に基づき、基板に所望の処理を実行する基板処理装置であって、前記操作画面に表示された任意のコマンド実行ボタンと複数のレシピファイルの内の少なくとも一つのレシピファイルとの関連付けを行う関連付け手段と、コマンド実行ボタンが選択された際、前記関連付け手段により前記選択されたコマンド実行ボタンと関連付けられたレシピファイルを実行する手段と、前記画面に表示された編集ボタンの選択に基づき、前記コマンド実行ボタンとレシピファイルの関連付けを前記画面上で編集することができる編集手段とを有する。

このような構成によれば、基板処理装置のコントローラが、基板処理装置の動作を示すレシピファイルを格納するレシピファイルデータベース、及び操作画面に配置されたコマンド実行ボタンと該当するレシピファイルとを関連付ける関連付け手段（関連テーブル）を備えていて、オペレータが操作画面上で所望のコマンド実行ボタンを押下すると、編集手段（コマンド監視タスク）が、押下されたコマンド実行ボタンに関連付けられたレシピファイルを関連付け手段（関連テーブル）から検索する。そして、レシピファイル実行手段（レシピ実行タスク）が、検索されたレシピファイルに対応するレシピを直ちに実行する。編集手段（コマンド監視タスク）は、コマンド実行ボタンとレシピファイルとの関連付けを登録して編集する機能も備えている。

本発明に係る基板処理装置のコントローラによれば、オペレータが動作機能の定義されたコマンド実行ボタンを押下するだけで所望のレシピを実行することができるので、オペレータの操作が簡便になってコントローラの操作性が一段と向上する。

以下、本発明における基板処理装置の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の基板処理装置に適用されるコントローラの構成を示すブロック図である。図１に示すコントローラは、オペレータが操作を行う表示画面（操作画面）１と、レシピファイルを格納するレシピファイルデータベース２と、表示画面１に表示された任意のコマンド実行ボタンと複数のレシピファイルの内の少なくとも一つのレシピファイルとの関連付けを行う関連テーブル（関連付け手段）３と、関連テーブル３によって関連付けられたコマンド実行ボタンとレシピファイルとを表示画面１の上で編集し、選択されたコマンド実行ボタンに基づいて該当するレシピファイルの実行指示を行うコマンド監視タスク（編集手段）４と、コマンド実行ボタンが選択された際に、コマンド監視タスク４からの実行指示に基づいて、選択されたコマンド実行ボタンに関連付けられたレシピファイルを実行するレシピ実行タスク（レシピファイル実行手段）５とによって構成されている。

表示画面１は、オペレータが操作するＨＭＩ(Human Machine Interface)であって、基板処理装置の状態を表示したり、基板処理装置を動作させるレシピコマンドボタンなどが表示されている。レシピファイルデータベース２は、基板処理装置を動作させる一連のイベントを処理実行順に並べたレシピファイルが記憶されているデータベースである。

関連テーブル３は、ボタン名３ａに表示されたレシピコマンドボタン（コマンド実行ボタン）と、実行されるレシピファイル名３ｂとを関連付けたデータを表している。

なお、図１の例では、便宜上、関連テーブル３のデータは、テーブル形式のデータ構造として説明するが、ボタン名３ａのレシピコマンドボタンとレシピファイル名３ｂを関連付けるデータであれば、そのデータ構造はどのようなものであっても構わない。

例えば、ボタン名３ａのレシピコマンドボタンをプロパティ(属性)を持つデータ構造とし、このプロパティの項目としてレシピファイル名３ｂを登録することで、ボタン名３ａのレシピコマンドボタンとレシピファイル名３ｂを関連付けるようにしてもよい。

本実施の形態に係る基板処理装置のコントローラでは、ボタン名３ａのレシピコマンドボタンとレシピファイル名３ｂを関連付けるデータをオペレータが編集できる機能を持っている。

コマンド監視タスク４は、表示画面１に表示されているレシピコマンドボタンが押されたときに、いずれのレシピを実行させるかを判断してレシピファイルを読み込むためのタスクである。レシピ実行タスク５は、レシピファイルに書かれているイベントを実際に実行するタスクである。

次に、図１に示す基板処理装置のコントローラにおいて、オペレータが、表示画面１に表示されたボタン名３ａの各レシピコマンドボタン（リセット、アボード、アイドル、レシピスタート、及びエンドのいずれか）を押した場合のレシピ実行処理順序について説明する。

図２は、図１に示す基板処理装置のコントローラにおいてレシピスタートボタンが押されたときの動作を示すフロー図である。また、図３は、図２の動作フローに続いて、関連テーブルから所望のレシピファイル名が検索されて抽出されたときの動作を示すフロー図である。さらに、図４は、図３の動作フローに続いて、抽出されたレシピファイル名を読み込むときの動作を示すフロー図である。また、図５は、図４の動作フローに続いて、読み込まれたレシピファイル名に基づいてレシピが実行されるときの動作を示すフロー図である。

したがって、図２〜図５を用いて、コントローラがレシピを実行するときの処理順序を説明する。まず、第１の手順において、オペレータが表示画面１に表示されたボタン名３ａの中から「レシピスタート」ボタンを選択して押下する。これによって、図２に示すように、「レシピスタート」ボタンが押されたことを示す情報が表示画面１からコマンド監視タスク４へ送信される。

次に、第２の手順において、コマンド監視タスク４が関連テーブル３を検索して、ボタン名３ａの「レシピスタート」ボタンに関連付けられているレシピファイル名３ｂのレシピファイルNo.４を抽出する。これによって、図３に示すように、実行するレシピファイル名はレシピファイルNo.４であるという情報が関連テーブル３からコマンド監視タスク４へ送信される。

次に、第３の手順において、コマンド監視タスク４は、レシピファイルデータベース２からレシピファイル名としてレシピファイルNo.４を読み込む。これによって、図４に示すように、レシピファイルNo.４のレシピデータがレシピファイルデータベース２からコマンド監視タスク４に読み込まれる。

次に、第４の手順において、図５に示すように、読み込んだレシピデータであるレシピファイルNo.４をコマンド監視タスク４からレシピ実行タスク５へ渡し、
レシピ実行タスク５がレシピファイルNo.４に関するレシピを実行する。

また、本発明における基板処理装置のコントローラでは、オペレータが関連テーブル３のデータを編集することができる。例えば、オペレータがコントローラの表示画面１にあるコマンドボタンの中から編集ボタンを選択して押下することにより、図６に示すような関連テーブルの編集画面に入ることができる。

図６は、本発明における基板処理装置のコントローラに表示される関連テーブルの編集画面の一例を示す図である。図６に示す関連テーブル３の編集画面におけるボタン名３ａは、コントローラの表示画面１のＨＭＩに表示されているコマンドボタンを表している。レシピファイル名３ｂは、ボタン名３ａの一覧から該当するボタンを押下したときに実行されるレシピファイル名３ｂを定義することができる。オペレータが、図６に示すような関連テーブル３のデータを任意に編集することにより、レシピコマンドボタンを押したときに実行されるレシピを柔軟に変更することができる。

次に、関連テーブル編集画面の具体的な使用方法について説明する。例えば、基板処理装置において大気圧から真空排気するまでの一連のイベントを記述したレシピを作成し、関連テーブル３のボタン名３ａからレシピファイル名３ｂを「アイドル」ボタンに定義すれば、その後はレシピ実行の度にレシピファイル名３ｂの一覧の中からレシピファイルを選択しなくても、表示画面１の「アイドル」ボタンを押すだけで、簡単に大気圧から真空排気するレシピを実行することができる。

また、ある基板処理装置においてＴａ期間ではウェハのＡ膜を処理し、Ｔｂ期間ではウェハのＢ膜を処理するとした場合、Ａ膜を処理するＴａ期間は、「レシピスタート」ボタンにＡ膜を処理するプロセスのレシピファイル名３ｂとしてレシピファイルNo.４を定義しておけば、オペレータは「レシピスタート」ボタンを
押すだけでＡ膜の処理を行うことができる。

次に、Ｂ膜を処理するＴｂ期間になれば、オペレータが関連テーブル３を編集し、「レシピスタート」ボタンにＢ膜を処理するプロセスレシピ名を定義すれば、オペレータは、今までの操作方法と同様に「レシピスタート」ボタンを押すだけでＢ膜の処理を行うことができる。

なお、関連テーブル３を編集する操作は、処理する膜種を切り替える段取りの中で1回行えばよい。これにより、毎回レシピを実行する度にレシピファイル名３ｂの一覧の中から所望のレシピファイル名を選択するとき、間違ったレシピを選択して製品不良を作ってしまうような危険を防止することができる。また、さらに操作の柔軟性を持たせるために、この関連テーブル３に設定されたボタン名称を表示画面に表示されるボタン名３ａとしてもよい。これにより、適宜にボタンの名称を変えることができるので、オペレータに分かりやすい操作ボタンを提供することができる。

以上を要約すると、本実施の形態におけるコントローラは、基板処理装置の動作を示すレシピファイルを格納するレシピファイルデータベース２と、表示画面１の操作部に配置されたレシピコマンドボタン（コマンド実行ボタン）と、レシピコマンドボタンとレシピファイルとを関連付ける関連テーブル３のデータを備え、オペレータがレシピコマンドボタンを押すと、コントローラが関連テーブル３から、押下されたレシピコマンドボタンに関連付けられたレシピファイルを検索し、検索されたレシピファイルに対応するレシピを実行する機能を備えている。

さらに、本実施の形態におけるコントローラは、オペレータがレシピコマンドボタンとレシピファイルとの関連付けを登録して編集することができる機能も備えている。

次に、本発明に適用される基板処理装置の具体的な実施例について説明する。図９は本発明に適用される基板処理装置の構成図である。本発明の基板処理装置においては、ウェハなどの基板を搬送するキャリヤとしてはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod、以下、ポッドという。）が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図９の図面配置を基準とする。すなわち、図９に示されている紙面に対して、前は紙面の下方、後ろは紙面の上方、左右は紙面の左右とする。

図９に示すように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室１０３を備えており、第一の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室１０３には負圧下でウェハ２００を移載する第一のウェハ移載機１１２が設置されている。第一のウェハ移載機１１２は、エレベータ１１５によって第一の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。

筐体１０１の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室１２２と搬出用の予備室１２３とがそれぞれゲートバルブ２４４、１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室１２２には搬入室用の基板置き台１４０が設置され、予備室１２３には搬出室用の基板置き台１４１が設置されている。

予備室１２２及び予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第二の搬送室１２１にはウェハ２００を移載する第二のウェハ移載機１２４が設置されている。第二のウェハ移載機１２４は、第二の搬送室１２１に設置されたエレベータ（図示せず）によって昇降されるように構成されていると共に、リニアアクチュエータ（図示せず）によって左右方向に往復移動されるように構成されている。

また、図９に示すように、第二の搬送室１２１の左側にはノッチまたはオリフラ合わせ装置１０６が設置されている。さらに、第二の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット（図示せず）が設置されている。

また、図９に示すように、第二の搬送室１２１の筐体１２５の前側には、ウェハ２００を第二の搬送室１２１に対して搬入搬出するためのウェハ搬入搬出口１３４と、ポッドオープナ１０８が設置されている。ウェハ搬入搬出口１３４を挟んでポッドオープナ１０８と反対側、すなわち筐体１２５の外側にはＩＯステージ１０５が設置されている。ポッドオープナ１０８は、ポッド１００のキャップを開閉すると共にウェハ搬入搬出口１３４を閉塞可能なクロージャ（図示せず）と、クロージャを駆動する駆動機構（図示せず）とを備えており、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップを開閉することにより、ポッド１００に対するウェハ２００の出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、ＩＯステージ１０５に対して、供給及び排出されるようになっている。

また、図９に示すように、筐体１０１の六枚の側壁のうち後ろ側（背面側）に位置する二枚の側壁には、ウェハに所望の処理を行う第一の処理炉２０２と、第二の処理炉１３７とがゲートバルブ１３０、１３１を介してそれぞれ隣接して連結されている。第一の処理炉２０２及び第二の処理炉１３７はいずれもコールドウォール式の処理炉によって構成されている。また、筐体１０１における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、第一のクーリングユニット１３８と、第二のクーリングユニット１３９とがそれぞれ連結されており、第一のクーリングユニット１３８及び第二のクーリングユニット１３９はいずれも処理済みのウェハ２００を冷却するように構成されている。

次に、上記のような構成をもつ基板処理装置を使用した処理工程について説明する。未処理のウェハ２００は２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されてくる。図９に示すように、搬送されてきたポッド１００はＩＯステージ１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップがポッドオープナ１０８によって取り外され、ポッド１００のウェハ出し入れ口が開放される。

ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第二の搬送室１２１に設置された第二のウェハ移載機１２４は、ポッド１００からウェハ２００をピックアップして予備室１２２に搬入し、ウェハ２００を基板置き台１４０に移載する。この移載作業中には、予備室１２２の第一の搬送室１０３側のゲートバルブ２４４は閉じられており、第一の搬送室１０３内の負圧は維持されている。ポッド１００に収納された所定枚数、例えば２５枚のウェハ２００の基板置き台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２内が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。

予備室１２２内があらかじめ設定された圧力値となると、ゲートバルブ２４４が開かれ、予備室１２２と第一の搬送室１０３とが連通される。続いて、第一の搬送室１０３の第一のウェハ移載機１１２は基板置き台１４０からウェハ２００をピックアップして第一の搬送室１０３に搬入する。ゲートバルブ２４４が閉じられた後、ゲートバルブ１３０が開かれ、第一の搬送室１０３と第一の処理炉２０２とが連通される。続いて第一のウェハ移載機１１２は、ウェハ２００を第一の搬送室１０３から第一の処理炉２０２に搬入して、第一の処理炉２０２内の支持具に移載する。ゲートバルブ１３０が閉じられた後、第一の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、ウェハ２００に所望の処理が施される。

第一の処理炉２０２でウェハ２００に対する処理が完了すると、ゲートバルブ１３０が開かれ、処理済みのウェハ２００は第一のウェハ移載機１１２によって第一の搬送室１０３に搬出される。搬出後、ゲートバルブ１３０は閉じられる。

第一のウェハ移載機１１２は第一の処理炉２０２から搬出したウェハ２００を第一のクーリングユニット１３８へ搬送し、処理済みのウェハは冷却される。第一のクーリングユニット１３８に処理済みウェハ２００を搬送すると、第一のウェハ移載機１１２は予備室１２２の基板置き台１４０にあらかじめ準備されたウェハ２００を前述した作動と同様に、第一の処理炉２０２に搬送し、第一の処理炉２０２内でウェハ２００に所望の処理が施される。

第一のクーリングユニット１３８においてあらかじめ設定された冷却時間が経過すると、冷却済みのウェハ２００は第一のウェハ移載機１１２によって第一のクーリングユニット１３８から第一の搬送室１０３に搬出される。

冷却済みのウェハ２００が第一のクーリングユニット１３８から第一の搬送室１０３に搬出された後にゲートバルブ１２７が開かれる。第１のウェハ移載機１１２は第一のクーリングユニット１３８から搬出したウェハ２００を予備室１２３へ搬送し、基板置き台１４１に移載した後、予備室１２３はゲートバルブ１２７によって閉じられる。

以上の作動が繰り返されることにより、予備室１２２内に搬入された所定枚数、例えば２５枚のウェハ２００が順次処理されて行く。予備室１２２内に搬入された全てのウェハ２００に対する処理が終了し、全ての処理済みウェハ２００が予備室１２３に収納され、予備室１２３がゲートバルブ１２７によって閉じられると、予備室１２３内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２９が開かれ、ＩＯステージ１０５に載置された空のポッド１００のキャップがポッドオープナ１０８によって開かれる。

続いて、第二の搬送室１２１の第二のウェハ移載機１２４は基板置き台１４１からウェハ２００をピックアップして第二の搬送室１２１に搬出し、第二の搬送室１２１のウェハ搬入搬出口１３４を通してポッド１００に収納して行く。２５枚の処理済みウェハ２００のポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップがポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はＩＯステージ１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。

以上の作動は第一の処理炉２０２及び第一のクーリングユニット１３８が使用される場合を例にして説明したが、第二の処理炉１３７及び第二のクーリングユニット１３９が使用される場合についても同様の作動が実施される。また、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としてもよい。

また、第一の処理炉２０２と第二の処理炉１３７は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第一の処理炉２０２と第二の処理炉１３７で別の処理を行う場合、例えば第一の処理炉２０２でウェハ２００にある処理を行った後、続けて第二の処理炉１３７で別の処理を行わせてもよい。また、第一の処理炉２０２でウェハ２００にある処理を行った後、第二の処理炉１３７で別の処理を行わせる場合、第一のクーリングユニット１３８又は第二のクーリングユニット１３９を経由するようにしてもよい。

次に、本発明の実施の形態で好適に用いられる処理炉の具体的な実施例について説明する。図１０は本発明の基板処理装置に適用される処理炉の構成図である。なお、本実施の形態で好適に用いられる基板処理装置は、メインコントローラとしての主制御部２８０を備え、この主制御部２８０により基板処理装置及び処理炉を構成する各部の動作などが制御される。また、主制御部２８０は、主制御部２８０に支配される温度検出部２８１、駆動制御部２８２、加熱制御部２８３、ガス制御部２８４から主に構成されている。

処理炉はその全体が符号２０２で示される。例示の態様においては、処理炉２０２は、半導体ウェハ等の基板２００（以下、ウェハという。）の様々な処理工程を実行するのに適した枚葉式の処理炉である。なお、この処理炉２０２は、特にウェハ２００の熱処理に適している。こうした熱処理の例としては、半導体デバイスの処理における、ウェハ２００の熱アニール、ホウ素−リンから成るガラスの熱リフロー、高温酸化膜、低温酸化膜、高温窒化膜、ドープポリシリコン、ノンドープポリシリコン、シリコンエピタキシャル、タングステン金属、又はケイ化タングステン等の薄膜を形成するための化学蒸着が挙げられる。

処理炉２０２は、複数の上側ランプ２０７及び下側ランプ２２３から成るヒータアッセンブリを含む。このヒータアッセンブリは、基板温度がほぼ均一になるように放射熱をウェハ２００に供給する。好ましい形態においては、ヒータアッセンブリは、放射ピーク０．９５ミクロンで照射し、複数の加熱ゾーンを形成して、ウェハ２００の中心部より多くの熱を基板周辺部に加える集中的加熱プロファイルを提供する一連のタングステン−ハロゲン直線ランプ２０７，２２３等の加熱要素を含む。

上側ランプ２０７及び下側ランプ２２３にはそれぞれ電極２２４が接続され、各ランプに電力を供給すると共に各ランプ２０７、２２３の加熱具合は加熱制御部２８３にて制御されている。

また、上側ランプ２０７及び下側ランプ２２３のそれぞれのランプは、石英管２８６にてそれぞれ覆われており、更に石英管２８６はＯリング等の気密部材により、チャンバ本体２２７に対して気密に固定されている。また、石英管２８６と各ランプ２０７、２２３との間の空間には、駆動制御部２８２にて制御される空冷ガス用ブロア２８５から空冷ガスが供給され、ランプの外側の温度上昇を抑え、所定の温度に保っている。

チャンバ本体２２７は様々な金属材料から形成することができる。例えば、幾つかのアプリケーションではアルミニウムが適しており、他のアプリケーションではステンレス鋼が適している。材料の選択は、アニールや化学蒸着等の処理に用いられる化学物質の種類、及び選択された金属に対するこれら化学物質の反応性に左右される。通常、チャンバ本体２２７のチャンバ壁は、本技術分野で周知の循環式冷水フローシステムにより華氏約４５〜４７度まで水冷される。

ウェハ２００は、ウェハ２００の外周に設けられる均熱リング２８９（例えば、炭化ケイ素で被覆したグラファイト、クォーツ、純炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、アルミニウム、又は鋼等の好適な材料から成る）と共に、支持ピン２７９（例えば、石英から成る）にて保持される。

また、均熱リング２８９の外周側には、均熱リング２８９の上面を覆うように、ドーナッツ形の平板形状である遮光プレート２１７（例えば、炭化ケイ素から成る）がチャンバ本体２２７にて支持されている。

また、支持ピン２７９は、駆動制御部２８２にて制御される駆動機構２６７にて回転可能とされる。なお、回転速度は、個々の処理に応じて適切な速度に設定されるが、５〜６０ｒｐｍ程度であることが好ましい。

処理炉２０２は、チャンバ本体２２７、チャンバ蓋２２６及びチャンバ底２２８から成るチャンバ２２５を有し、チャンバ２２５にて囲われた空間にて処理室２０１を形成している。

チャンバ蓋２２６にはガス供給管２３２が貫通して設けられ、処理室２０１に処理ガス２３０を供給し得るようになっている。ガス供給管２３２は、開閉バルブ２４３、流量制御手段であるマスフローコントローラ（以下、ＭＦＣという。）２４１を介し、ガスＡ、ガスＢのガス源に接続されている。ここで使用されるガスは、アルゴンや窒素等の不活性ガスや水素、六フッ化タングステン等の所望のガスが用いられる。

また、開閉バルブ２４３及びＭＦＣ２４１は、ガス制御部２８４にて制御され、ガスの供給、停止及びガスの流量が制御される。なお、ガス供給管２３２から供給された処理ガス２３０は処理室２０１内にてウェハ２００への所望の処理に用いられ、残余ガスはチャンバ本体２２７に設けられた排気口であるガス排気口２３５から図示しない真空ポンプ等からなる排気装置を介し、処理室外へ排出される。

チャンバ本体２２７の排気口２３５と反対側にはゲートバルブ２４４によって開閉されるウェハ搬入搬出口２４７が設けられ、ウェハ２００を処理室２０１に搬入搬出し得るように構成されている。

処理炉２０２は、様々な製造工程においてウェハ２００の放射率（エミシビティ）を測定し、その温度を計算するための非接触式の放射率測定装置（放射率測定手段）をも含む。この放射率測定手段は、主として放射率測定用プローブ２６０、放射率測定用リファレンスランプ（参照光）２６５、温度検出部２８１、プローブ２６０と温度検出部２８１とを結ぶ光ファイバー通信ケーブルを含む。このケーブルはサファイア製の光ファイバー通信ケーブルから成ることが好ましい。

プローブ２６０はプローブ回転機構２７４により回転自在に設けられ、プローブ２６０の先端をウェハ２００または参照光であるリファレンスランプ２６５の方向に方向付けることが可能となっている。また、プローブ２６０は光ファイバ通信ケーブルとスリップ結合にて結合されているので、前述したようにプローブ２６０が回転しても接続状態は維持される。

すなわち、プローブ回転機構２７４は放射率測定用プローブ２６０を回転させ、これによりプローブ２６０の先端がほぼ上側（すなわち放射率測定用リファレンスランプ２６５側）に向けられる第１ポジションと、プローブ２６０の先端がほぼ下側（すなわちウェハ２００側）に向けられる第２ポジションとの間でプローブ２６０の向きを変えることができるように構成されている。従って、プローブ２６０の先端は、プローブ２６０の回転軸に対し直角方向に向けられていることが好ましい。このようにして、プローブ２６０はリファレンスランプ２６５から放射された光子の密度とウェハ２００から反射された光子の密度を検知することができる。

リファレンスランプ２６５は、ウェハ２００における光の透過率が最小となる波長、好ましくは０．９５ミクロンの波長の光を放射する白色光源から成ることが望ましい。上述の放射率測定手段は、リファレンスランプ２６５からの放射とウェハ２００からの放射を比較することにより、ウェハ２００の温度を測定する。

ヒータアッセンブリと放射率測定用プローブ２６０との間には、遮光プレート２１７、均熱リング２８９及びウェハ２００が設けられているので、ヒータアッセンブリによる放射率測定用プローブ２６０の読み取り誤差の影響を抑制できる。

次に、上述の構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程としてウェハ２００に処理を施す方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は主制御部２８０により制御される。

仕切弁であるゲートバルブ２４４を開放し、チャンバ本体２２７に設けられたウェハ搬入搬出口２４７を通ってウェハ（基板）２００を処理室２０１内に搬入する。搬入されたウェハ２００は駆動機構（昇降手段）２６７により上昇されたウェハ突上ピン２６６上に載置される。その後、駆動機構２６７によりウェハ突上ピン２６６を下降させて、ウェハ２００を支持ピン２７９に載置する。ウェハ２００を支持ピン２７９上に載置後、駆動機構（回転手段）２６７により処理中に支持ピン２７９とウェハ２００を回転させる。

ウェハ２００の放射率の測定時には、プローブ２６０の先端はウェハ２００の真上のリファレンスランプ２６５に向くように回転し（第１ポジション）、リファレンスランプ２６５が点灯する。そして、プローブ２６０はリファレンスランプ２６５からの入射光子密度を測定する。リファレンスランプ２６５が点灯している間、プローブ２６０は第１ポジションから第２ポジションへと回転し、回転している間にリファレンスランプ２６５の真下のウェハ２００に向く。このポジションにおいて、プローブ２６０はウェハ２００のデバイス面（ウェハ２００の表面）の反射光子密度を測定する。

続いて、リファレンスランプ２６５が消灯される。プローブ２６０の先端がウェハ２００に直接向いている間、プローブ２６０は、加熱されたウェハ２００からの放射光子を測定する。プランクの法則によれば、特定の表面に放出されたエネルギーは表面温度の四乗に関係する。その比例定数はシュテファン・ボルツマン定数と表面放射率との積から成る。従って、非接触法における表面温度の決定時には、表面放射率を使用するのが望ましい。

次の式（１）を用いてウェハ２００のデバイス面の全半球反射率を計算し、引き続き、式(２)を用いてキルヒホッフの法則により放射率が得られる。
ウェハ反射率＝反射光強度／入射光強度 （１）
放射率＝（１−ウェハ反射率） （２）

一旦ウェハの放射率が得られると、プランクの式からウェハ温度が得られる。この技法は、ウェハが高温であって、且つこのような適用において上記計算の実行前に基本熱放射が減算される場合にも用いられる。プローブ２６０は、第２ポジション即ちウェハ２００に向けられるポジションに留まって、リファレンスランプ２６５の点灯時には常に放射率データを提供し続けることが好ましい。

ウェハ２００は回転しているので、プローブ２６０は、その回転中にウェハ２００のデバイス面から反射される光子密度を測定し、基板にリトグラフされるであろう変化するデバイス構造の平均表面トポロジーからの反射を測定する。また、放射率測定は薄膜蒸着過程を含む処理サイクルに亘って行われるので、放射率の瞬時の変化がモニターされ、温度補正が動的且つ連続的に行われる。

処理炉２０２は更に温度検出装置（温度検出手段）である複数の温度測定用プローブ２６１を含む。これらのプローブ２６１はチャンバ蓋２２６に固定され、すべての処理条件においてウェハ２００のデバイス面から放射される光子密度を常に測定する。プローブ２６１によって測定された光子密度に基づき温度検出部２８１にてウェハ温度に算出され、主制御部２８０にて設定温度と比較される。

主制御部２８０は、比較の結果、あらゆる偏差を計算し、加熱制御部２８３を介してヒータアッセンブリ内の加熱装置（加熱手段）である上側ランプ２０７、下側ランプ２２３の複数のゾーンへの電力供給量を制御する。好ましくは、ウェハ２００の異なる部分の温度を測定するために位置決めされた３個のプローブ２６１を含む。これによって処理サイクル中の温度の均一性が確保される。

なお、温度測定用プローブ２６１にて算出されたウェハ温度は、放射率測定用プローブ２６０にて算出されたウェハ温度と比較され、補正されることでより正確なウェハ温度の検出を可能としている。

そして、所望の処理ガス２３０をガス供給管２３２から処理室２０１内に供給しつつ、ガス排気口２３５から排出してウェハ２００に所望の処理を施す。

ウェハ２００の処理後、ウェハ２００は、複数の突上げピン２６６により支持ピン２７９から持ち上げられ、処理炉２０２内でウェハ２００を自動的にアンローディングできるようにするためにウェハ２００の下に空間を形成する。突上げピン２６６は駆動制御部２８２の制御のもと、駆動機構２６７によって上下する。

本実施の形態によれば以下の効果を奏する。
（１）オペレータが動作機能の定義されたコマンド実行ボタンを押下するだけで所望のレシピを実行することができるので、オペレータの操作が簡便になってコントローラの操作性が一段と向上する。
（２）また、関連付け手段（関連テーブル）に実行したいレシピを1回設定すれば、その後の操作は、そのコマンド実行ボタンを押せば設定されたレシピを実行することができる。したがって、レシピ実行の度にレシピファイル名を選択する従来の方式に比べて、レシピ選択ミスなどのオペレータミスを防止することができる。
（３）また、本発明に係る基板処理装置のコントローラによれば、期間によって使用するレシピが異なる場合でも、同じレシピ実行ボタンにレシピファイル名を再定義すればよいので、オペレータからは処理するレシピが変わったことを意識させずに操作を実行することができる。

本発明の基板処理装置に適用されるコントローラの内部構成を示すブロック図である。 図１に示す基板処理装置のコントローラにおいてレシピスタートボタンが押されたときの動作を示すフロー図である。 図２の動作フローに続いて、関連テーブルから所望のレシピファイル名が検索されて抽出されたときの動作を示すフロー図である。 図３の動作フローに続いて、抽出されたレシピファイル名を読み込むときの動作を示すフロー図である。 図４の動作フローに続いて、読み込まれたレシピファイル名に基づいてレシピが実行されるときの動作を示すフロー図である。 本発明における基板処理装置のコントローラに表示される関連テーブルの編集画面の一例を示す図である。 一般的な基板処理装置のコントローラに表示されるレシピファイル名の一覧画面を示す図である。 図７の画面によって選択されたレシピファイルの実行画面を示す図である。 本発明に適用される基板処理装置の構成図である。 本発明の基板処理装置に適用される処理炉の構成図である。

符号の説明

１…表示画面（操作画面）、２…レシピファイルデータベース、３…関連テーブル（関連付け手段）、３ａ…ボタン名、３ｂ…レシピファイル名、４…コマンド監視タスク（編集手段）、５…レシピ実行タスク（レシピファイル実行手段）、１００…ポッド、１０１、１２５…筐体、１０３…第一の搬送室、１０５…ＩＯステージ、１０６…オリフラ合わせ装置、１０８…ポッドオープナ、１１２…第一のウェハ移載機、１１５…エレベータ、１２１…第二の搬送室、１２２…搬入用の予備室、１２３…搬出用の予備室、１２４…第二のウェハ移載機、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、２４４…ゲートバルブ、１３４…ウェハ搬入搬出口、１３７…第二の処理炉、１３８…第一のクーリングユニット、１３９…第二のクーリングユニット、１４０…搬入室用の基板置き台、１４１…搬出室用の基板置き台、２００…ウェハ、２０１…処理室、２０２…第一の処理炉、２０７…上側ランプ、２１７…遮光プレート、２２３…下側ランプ、２２４…電極、２２５…チャンバ、２２６…チャンバ蓋、２２７…チャンバ本体、２２８…チャンバ底、２３０…処理ガス、２３２…ガス供給管、２３５…ガス排気口、２４１…マスフローコントローラ、２４３…バルブ、２４４…ゲートバルブ、２４７…ウェハ搬入搬出口、２６０…放射率測定用プローブ、２６１…温度測定用プローブ、２６５…放射率測定用リファレンスランプ、２６６…ウェハ突上ピン、２６７…駆動機構、２７４…プローブ回転機構、２８０…主制御部、２８１…温度検出部、２８２…駆動制御部、２８３…加熱制御部、２８４…ガス制御部、２８５…空冷ガス用ブロア、２８６…石英管

Claims (1)

1. 操作画面からのオペレータによる操作に基づき、基板に所望の処理を実行する基板処理装置であって、
   前記操作画面に表示された任意のコマンド実行ボタンと複数のレシピファイルの内の少なくとも一つのレシピファイルとの関連付けを行う関連付け手段と、
   コマンド実行ボタンが選択された際、前記関連付け手段により前記選択されたコマンド実行ボタンと関連付けられたレシピファイルを実行する手段と、
   前記画面に表示された編集ボタンの選択に基づき、前記コマンド実行ボタンとレシピファイルの関連付けを前記画面上で編集することができる編集手段と、
   を有した基板処理装置。

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