JP2008130925A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
基板処理装置に於いて、コントローラによって駆動制御される各種センサ、アクチュエータ等の制御対象物の経時的なデータを基に、基板処理の正常、異常を正確に判断し、更に診断、監視、異常予測を行い、基板処理装置の健全性を高め、更に処理異常を予防し、基板処理の歩留りの向上を図る。
【解決手段】
制御コントローラと該制御コントローラによって駆動制御される制御対象物と、前記制御コントローラに前記制御対象物を駆動させる為の指示を発する主制御部とを具備し、該主制御部は駆動前の前記制御対象物と駆動完了後の該制御対象物との変化量を取得すると共に駆動開始から駆動完了迄の経過時間を取得し、前記変化量と前記経過時間から単位変化量を取得し、得られた単位変化量を蓄積し、該単位変化量に関する性能正規分布を作成し、該性能正規分布と取得した単位変化量に基づき前記制御対象物の健全性を判断する様構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体装置を製造する１工程であり、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の基板処理を行う基板処理装置、特に基板処理が正常に実施されるかを診断、監視、異常予測を行う機能を具備する基板処理装置に関するものである。

半導体装置の製造の１工程を実行する基板処理装置は、所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置と、１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置とがあり、いずれの形式の基板処理装置に於いても、処理炉を具備し、処理炉内の処理室に収納された基板を処理温度に加熱し、又処理室に基板の処理内容に対応した処理ガスを導入しつつ排気して、基板処理を行っている。

バッチ式、枚葉式のいずれの基板処理装置に於いても、処理中の加熱は所定の設定温度となる様に、加熱温度は温度センサによって検出され、検出温度に基づきヒータへの給電量が温度制御部によって制御される。又、処理ガスの導入量は所定の設定流量となる様にガス流量制御器によって制御される。同様に、処理中の圧力は圧力センサによって検出され、該圧力センサの検出結果に基づき処理圧が所定の圧力に維持される様圧力制御部によって制御されている。

上記した様に、基板処理を実行する場合の処理条件について複数のパラメータがあり、各パラメータが設定された値となる様に、パラメータに対応したセンサによって検出され、又検出結果に基づき個々の制御部によって制御が行われている。

又、所定の処理が実行されたかどうかの管理も行われ、所定の処理手順で所定処理が実行されたと確認できた時に基板処理完了の判断がなされている。

従来、基板処理の管理は、予め設定されている処理手順を設定した時間内で完了したかどうかで判断している。即ち、設定した時間を経過後、処理の状態が監視され、設定した処理手順を完了していれば処理が正常に実施されたと判断される。又、設定した時間は、処理完了に要する時間より経験的に充分長い時間としている。

斯かる従来の基板処理管理では、設定時間後に基板処理が完了しているかどうかが、判断されるので、設定時間内に基板処理が完了しないと、処理の状態に拘らず、処理異常と判断される。又正常であると判断された場合も、実際の完了時間を把握できない。

この為、処理異常ではないが何らかの原因で処理時間が長くなり、結果的に設定時間内に基板処理が完了しない場合も、処理異常と判断されることになり歩留りが低下する。又、設定時間内に基板処理が完了している場合でも、実際の処理時間は不明であり、処理完了に要する時間の経時的な変化、或は温度、流量、圧力等どの処理条件で異常が発生し、或は発生する傾向があるか等について、情報は得られなかった。

本発明は斯かる実情に鑑み、コントローラによって駆動制御される各種センサ、アクチュエータ等の制御対象物の経時的なデータを基に、基板処理の正常、異常を正確に判断し、更に診断、監視、異常予測を行い、基板処理装置の健全性を高め、更に処理異常を予防し、基板処理の歩留りの向上を図るものである。

本発明は、制御コントローラと該制御コントローラによって駆動制御される制御対象物と、前記制御コントローラに前記制御対象物を駆動させる為のを指示を発する主制御部とを具備し、該主制御部は駆動前の前記制御対象物と駆動完了後の該制御対象物との変化量を取得すると共に駆動開始から駆動完了迄の経過時間を取得し、前記変化量と前記経過時間から単位変化量を取得し、得られた単位変化量を蓄積し、該単位変化量に関する性能正規分布を作成し、該性能正規分布と取得した単位変化量に基づき前記制御対象物の健全性を判断する様構成した基板処理装置に係るものである。

本発明によれば、制御コントローラと該制御コントローラによって駆動制御される制御対象物と、前記制御コントローラに前記制御対象物を駆動させる為のを指示を発する主制御部とを具備し、該主制御部は駆動前の前記制御対象物と駆動完了後の該制御対象物との変化量を取得すると共に駆動開始から駆動完了迄の経過時間を取得し、前記変化量と前記経過時間から単位変化量を取得し、得られた単位変化量を蓄積し、該単位変化量に関する性能正規分布を作成し、該性能正規分布と取得した単位変化量に基づき前記制御対象物の健全性を判断する様構成したので、制御対象物の異常が検知可能となり、又経時的な劣化を判断でき、保守作業を適切な時期に実施可能であり、基板処理不良を防止できると共に保守費用を低減できるという優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

先ず、本発明が実施される基板処理装置について説明する。図１、図２は基板処理装置の一例として縦型の基板処理装置を示している。尚、該基板処理装置に於いて処理される基板は、一例としてシリコン等から成るウェーハが示されている。

図１及び図２に示されている様に、基板処理装置１は筐体２を備えている。該筐体２の正面壁３の下部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口４が開設され、該正面メンテナンス口４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。

前記筐体２の前記正面壁３にはポッド搬入搬出口６が前記筐体２の内外を連通する様に開設されており、前記ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ（搬入搬出口開閉機構）７によって開閉され、前記ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート（基板搬送容器受渡し台）８が設置されており、該ロードポート８は載置されたポッド９を位置合せする様に構成されている。

該ポッド９は、密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によって前記ロードポート８上に搬入され、又、該ロードポート８上から搬出される様になっている。

前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚（基板搬送容器格納棚）１１が設置されており、該回転式ポッド棚１１は複数個のポッド９を格納する様に構成されている。

前記回転式ポッド棚１１は垂直に立設されて間欠回転される支柱１２と、該支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板（基板搬送容器載置棚）１３とを備えており、該棚板１３はポッド９を複数個宛載置した状態で格納する様に構成されている。

前記回転式ポッド棚１１の下方には、ポッドオープナ（基板搬送容器蓋体開閉機構）１４が設けられ、該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置し、又該ポッド９の蓋を開閉可能な構成を有している。

前記ロードポート８と前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間には、ポッド搬送装置（容器搬送装置）１５が設置されており、該ポッド搬送装置１５は、前記ポッド９を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、前記ロードポート８、前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間で前記ポッド９を搬送する様に構成されている。

前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体１６が後端に亘って設けられている。該サブ筐体１６の正面壁１７にはウェーハ（基板）１８を前記サブ筐体１６内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１９が一対、垂直方向に上下２段に並べられて開設されており、上下段のウェーハ搬入搬出口１９，１９に対して前記ポッドオープナ１４がそれぞれ設けられている。

該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置する載置台２１と、前記ポッド９の蓋を開閉する開閉機構２２とを備えている。前記ポッドオープナ１４は前記載置台２１に載置された前記ポッド９の蓋を前記開閉機構２２によって開閉することにより、前記ポッド９のウェーハ出入れ口を開閉する様に構成されている。

前記サブ筐体１６は前記ポッド搬送装置１５や前記回転式ポッド棚１１が配設されている空間（ポッド搬送空間）から気密となっている移載室２３を構成している。該移載室２３の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）２４が設置されており、該ウェーハ移載機構２４は、ウェーハを載置する所要枚数（図示では５枚）のウェーハ載置プレート２５を具備し、該ウェーハ載置プレート２５は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。前記ウェーハ移載機構２４はボート（基板保持具）２６に対してウェーハ１８を装填及び払出しする様に構成されている。

前記移載室２３の後側領域には、前記ボート２６を収容して待機させる待機部２７が構成され、該待機部２７の上方には縦型の処理炉２８が設けられている。該処理炉２８の下端部は、炉口部となっており、該炉口部は炉口シャッタ（炉口開閉機構）２９により開閉される様になっている。

前記筐体２の右側端部と前記サブ筐体１６の前記待機部２７の右側端部との間には前記ボート２６を昇降させる為のボートエレベータ（基板保持具昇降機構）３１が設置されている。該ボートエレベータ３１の昇降台に連結されたアーム３２には蓋体としてのシールキャップ３３が水平に取付けられており、該シールキャップ３３は前記ボート２６を垂直に支持し、前記処理炉２８の下端部を気密に閉塞可能となっている。

前記ボート２６は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウェーハ１８を、その中心を揃えて水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。

前記ボートエレベータ３１側と対向した位置にはクリーンユニット３４が配設され、該クリーンユニット３４は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア３５を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。前記ウェーハ移載機構２４と前記クリーンユニット３４との間には、ウェーハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置（図示せず）が設置されている。

前記クリーンユニット３４から吹出されたクリーンエア３５は、ノッチ合せ装置（図示せず）及び前記ウェーハ移載機構２４、前記ボート２６に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体２の外部に排気がなされるか、若しくは前記クリーンユニット３４の吸込み側である一次側（供給側）に迄循環され、再び該クリーンユニット３４によって、前記移載室２３内に吹出される様に構成されている。

前記基板処理装置１の作動について説明する。

前記ポッド９が前記ロードポート８に供給されると、前記ポッド搬入搬出口６が前記フロントシャッタ７によって開放される。前記ロードポート８上の前記ポッド９は前記ポッド搬送装置１５によって前記筐体２の内部へ前記ポッド搬入搬出口６を通して搬入され、前記回転式ポッド棚１１の指定された前記棚板１３へ載置される。前記ポッド９は前記回転式ポッド棚１１で一時的に保管された後、前記ポッド搬送装置１５により前記棚板１３からいずれか一方のポッドオープナ１４に搬送されて前記載置台２１に移載されるか、若しくは前記ロードポート８から直接前記載置台２１に移載される。

この際、前記ウェーハ搬入搬出口１９は前記開閉機構２２によって閉じられており、前記移載室２３には前記クリーンエア３５が流通され、充満している。例えば、前記移載室２３にはクリーンエア３５として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、前記筐体２の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。

前記載置台２１に載置された前記ポッド９はその開口側端面が前記サブ筐体１６の前記正面壁１７に於ける前記ウェーハ搬入搬出口１９の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が前記開閉機構２２によって取外され、ウェーハ出入れ口が開放される。

前記ポッド９が前記ポッドオープナ１４によって開放されると、ウェーハ１８は前記ポッド９から前記ウェーハ移載機構２４によって取出され、ノッチ合せ装置（図示せず）に移送され、該ノッチ合せ装置にてウェーハ１８を整合した後、前記ウェーハ移載機構２４はウェーハ１８を前記移載室２３の後方にある前記待機部２７へ搬入し、前記ボート２６に装填（チャージング）する。

該ボート２６にウェーハ１８を受渡した前記ウェーハ移載機構２４はポッド９に戻り、次のウェーハ１８を前記ボート２６に装填する。

一方（上段又は下段）のポッドオープナ１４に於ける前記ウェーハ移載機構２４によるウェーハ１８の前記ボート２６への装填作業中に、他方（下段又は上段）のポッドオープナ１４には前記回転式ポッド棚１１から別のポッド９が前記ポッド搬送装置１５によって搬送されて移載され、前記他方のポッドオープナ１４によるポッド９の開放作業が同時進行される。

予め指定された枚数のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると、前記炉口シャッタ２９によって閉じられていた前記処理炉２８の炉口部が、前記炉口シャッタ２９によって開放される。続いて、前記ボート２６は前記ボートエレベータ３１によって上昇され、前記処理炉２８内へ搬入（ローディング）される。

ローディング後は、前記シールキャップ３３によって炉口部が気密に閉塞され、前記処理炉２８にてウェーハ１８に所要の処理が実行される。

処理後は、ノッチ合せ装置（図示せず）でのウェーハ１８の整合工程を除き、上記と逆の手順で、ウェーハ１８及びポッド９は前記筐体２の外部へ払出される。

次に、前記処理炉２８について図３により説明する。

該処理炉２８は加熱手段としてのヒータユニット３７を有する。該ヒータユニット３７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース３８に支持されることにより垂直に設置されている。又、前記ヒータユニット３７は垂直方向に複数の加熱ゾーンに分割（例えば４分割）され、各加熱ゾーンに対応してそれぞれヒータが設けられ、該ヒータは独立して制御可能となっている。

前記ヒータユニット３７の内側には、該ヒータユニット３７と同心円状に反応管３９が配設されている。該反応管３９は内部反応管４１と、その外側に同心に設けられた外部反応管４２とから構成されている。

前記内部反応管４１は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状であり、前記外部反応管４２は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状となっている。

前記内部反応管４１の内部には処理室４３が画成され、ウェーハ１８は前記ボート２６によって保持され、該ボート２６に保持された状態で、前記処理室４３に収納可能となっている。

前記ボート２６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、所定枚数のウェーハ１８を水平姿勢で且つ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持する様に構成されている。尚、前記ボート２６の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板４４が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、前記ヒータユニット３７からの熱が炉口側に伝わり難くなる様構成されている。

前記外部反応管４２の下方には、該外部反応管４２と同心円状にマニホールド４５が配設されている。該マニホールド４５は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状となっており、該マニホールド４５の上端に前記外部反応管４２が気密に立設され、前記マニホールド４５の内壁に突設された内フランジ４６に前記内部反応管４１が立設されている。該内部反応管４１と前記外部反応管４２との間には筒状空間４７が形成される。前記反応管３９と前記マニホールド４５により反応容器が形成され、前記マニホールド４５の下端開口は炉口部を形成する。

前記シールキャップ３３にはガス導入部としてのノズル４８が前記処理室４３に連通する様に設けられ、前記ノズル４８にはガス供給管４９が接続されている。該ガス供給管４９には、ガス流量制御器５１を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続され、更に前記ガス供給管４９にはガス給排の為の開閉弁、例えば前記ガス流量制御器５１の上流側、下流側には第１開閉弁５２、第２開閉弁５３が設けられている。

前記ガス流量制御器５１には、ガス流量制御部５４が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記マニホールド４５には、前記処理室４３の雰囲気を排気する排気管５５が設けられている。該排気管５５は、前記筒状空間４７の下端部に連通している。前記排気管５５には圧力センサ５６及び圧力調整装置５７を介して真空ポンプ等の真空排気装置５８が接続されており、前記処理室４３の圧力が所定の圧力（真空度）となる様真空排気し得る様に構成されている。

前記圧力調整装置５７及び前記圧力センサ５６には、圧力制御部５９が電気的に接続されており、該圧力制御部５９は前記圧力センサ５６により検出された圧力に基づいて前記圧力調整装置５７により前記処理室４３の圧力が所望の圧力となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記炉口部は前記シールキャップ３３によって気密に閉塞可能である。該シールキャップ３３は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。該シールキャップ３３の下面側には、前記ボート２６を回転させる回転機構６１が設置されている。該回転機構６１の回転軸６２は前記シールキャップ３３を貫通してボート受け台６３に連結されており、前記回転機構６１を駆動することで前記ボート２６を介してウェーハ１８を回転させる様に構成されている。又前記回転機構６１は、回転速度を検出するエンコーダ等の速度センサ（図示せず）を具備し、該速度センサの検出結果に基づき所定の速度で前記ボート２６を定速回転する。

前記シールキャップ３３は前記ボートエレベータ３１によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート２６を前記処理室４３に対し装入引出しすることが可能となっている。前記回転機構６１及び前記ボートエレベータ３１には、駆動制御部６４が電気的に接続されており、所望の作動をする様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記筒状空間４７には温度センサ６５が前記内部反応管４１の下部から上部に掛渡って立設され、前記ヒータユニット３７と前記温度センサ６５には、電気的に温度制御部６６が接続されている。

前記温度センサ６５は、保護管（図示せず）内部に挿入された複数の熱電対を有し、該熱電対の温度検出部の位置は前記ヒータユニット３７に対応する様に高さ方向の位置が異なる様に配置されており、前記温度制御部６６は、前記熱電対からのそれぞれの検出温度に基づき前記ヒータユニット３７への給電状態を独立して調整し、前記処理室４３の温度が所望の温度、温度分布となる様にゾーン加熱制御可能となっている。

前記ガス流量制御部５４、前記圧力制御部５９、前記駆動制御部６４、前記温度制御部６６は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部６７に電気的に接続されている。前記ガス流量制御部５４、前記圧力制御部５９、前記駆動制御部６４、前記温度制御部６６、前記主制御部６７は制御装置６８として構成されている。

次に、上記構成に係る処理炉２８を用いて、半導体デバイスの製造工程の１工程として、ＣＶＤ法によりウェーハ１８上に薄膜を生成する方法について説明する。尚、以下の説明に於いて、基板処理装置を構成する各部の作動は前記制御装置６８により制御される。

所定枚数のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると、該ボート２６は、前記ボートエレベータ３１によって上昇されて前記処理室４３に装入される。この状態で、前記シールキャップ３３は炉口部を気密に閉塞する。

前記処理室４３が所望の圧力（真空度）となる様に前記真空排気装置５８によって真空排気される。この際、前記処理室４３の圧力は、前記圧力センサ５６で検出され、検出結果に基づき前記圧力調整装置５７が、前記処理室４３の圧力をフィードバック制御する。

又、前記処理室４３が所望の温度分布となる様に前記温度センサ６５が検出した温度情報に基づき、前記温度制御部６６によって前記処理室４３が所望の温度となる様に前記ヒータユニット３７によってゾーン加熱制御される。続いて、前記回転機構６１により、前記ボート２６が回転される。該ボート２６と一体にウェーハ１８が回転され、該ウェーハ１８に対する処理が均一化される。

又、前記第１開閉弁５２、前記第２開閉弁５３等、前記ガス供給管４９に設けられた開閉弁の開閉作動が行われ、処理ガス供給源（図示せず）から処理ガスの供給が開始される。前記ガス流量制御器５１にて所望の流量となる様に制御された処理ガスは、前記ガス供給管４９を流通して前記ノズル４８から前記処理室４３に導入される。導入された処理ガスは該処理室４３を上昇し、前記内部反応管４１の上端開口で折返し、前記筒状空間４７を流下して前記排気管５５から排気される。処理ガスは前記処理室４３を通過する際にウェーハ１８の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ１８の表面上に薄膜が成膜される。

予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスが供給され、前記処理室４３が不活性ガスに置換されると共に、該処理室４３の圧力が常圧に復帰される。

前記ボートエレベータ３１により前記シールキャップ３３を介して前記ボート２６が降下される。

処理後の処理済みウェーハ１８の搬出については、上記説明と逆の手順で行われる。未処理のウェーハ１８が、更に前記ボート２６に装填され、ウェーハ１８のバッチ処理が繰返される。

上記した様に、基板処理の過程で、ボートの回転はエンコーダによって検出され、前記回転機構６１が前記駆動制御部６４によって制御され、又処理ガスの供給量は前記ガス流量制御器５１で検出、調整され、該ガス流量制御器５１は前記ガス流量制御部５４によって制御され、又前記処理室４３の温度は前記温度センサ６５によって検出され、該温度センサ６５の検出温度に基づき前記温度制御部６６によって前記ヒータユニット３７による加熱が制御され、又前記圧力センサ５６によって前記処理室４３の圧力が検出され、検出結果に基づき該処理室４３の圧力が所定圧となる様に前記圧力制御部５９によって前記圧力調整装置５７が制御される。

本発明では、前記エンコーダ（図示せず）、前記ガス流量制御器５１、前記圧力センサ５６、前記温度センサ６５に代表されるセンサ、前記回転機構６１、前記ガス流量制御器５１、前記圧力調整装置５７、前記ヒータユニット３７に代表されるアクチュエータ、更に前記駆動制御部６４、前記ガス流量制御部５４、前記圧力制御部５９、前記温度制御部６６に代表される制御コントローラを具備し、該制御コントローラには前記主制御部６７から各パラメータについての設定値の指示、制御信号等が発せられ、前記制御コントローラからは前記主制御部６７に対して設定の指示があった時点（基板処理を開始した時点）から処理を完了した時点迄の時間、各パラメータについて指示前の値と、現在の値等の処理情報が前記主制御部６７に送出される。

又、該主制御部６７は前記制御コントローラからの処理情報を経時的に蓄積し、処理情報を正規分布化する等し、又処理情報の経時的な変化を抽出して、装置の健全性を診断し、或は異常の発生を予想して、処理異常を防止する。

以下、図４、図５により、処理管理機能について説明する。

尚、説明を簡略化する為、上記した各種センサを第１センサ７１、第２センサ７２、第３センサ７３等として示し、上記した各種アクチュエータを第１アクチュエータ７４、第２アクチュエータ７５、第３アクチュエータ７６等として示し、上記した各種制御コントローラを第１コントローラ７７、第２コントローラ７８、第３コントローラ７９等として示している。尚、センサとアクチュエータとは必ずしも対応したものではなく、状態を判断する為にセンサのみが設けられる場合もあり、前記コントローラによる制御対象物はセンサとアクチュエータ、又はセンサ、又はアクチュエータである。

前記第１コントローラ７７、前記第２コントローラ７８、前記第３コントローラ７９には前記主制御部６７から設定値の指示、或は処理シーケンスに従った指令信号が入力され、該主制御部６７は前記第１コントローラ７７、前記第２コントローラ７８、前記第３コントローラ７９を統括して制御する。

前記主制御部６７には記憶部８１が接続されており、該記憶部８１には処理を実行する為のシーケンスプログラム、処理内容、処理条件を設定したレシピ、前記第１コントローラ７７、前記第２コントローラ７８、前記第３コントローラ７９から送信される前記第１センサ７１、前記第２センサ７２、前記第３センサ７３の検出結果等に基づき基板処理装置の健全性を判断し、異常の発生を予測する等を行う健全性診断プログラム等の各種プログラムが格納されている。又、前記記憶部８１はデータ格納領域を具備しており、該データ格納領域には前記第１センサ７１、前記第２センサ７２、前記第３センサ７３の設定値、検出結果、処理の状態等の情報が経時的に格納される。

健全性診断プログラムによる基板処理装置の健全性の判断、異常の発生の予測等は、個々のセンサ、個々のアクチュエータについて正常、異常、劣化の状態等、経時的な情報を収集し、収集された情報に基づき実行される。

又、情報収集については各センサ、各アクチュエータとも同様な工程で実行されるので、図５では前記第１センサ７１、前記第１アクチュエータ７４の情報収集について例示している。

前記主制御部６７に、操作部（図示せず）或は中央制御装置等からレシピの決定、処理開始の命令が入力されると、前記主制御部６７は前記第１アクチュエータ７４を駆動する為に、駆動条件となる設定値、及び動作完了を判断するする為の完了条件を、前記第１コントローラ７７に発する。前記設定値／完了条件には前記第１アクチュエータ７４、前記第１センサ７１を弁別する為のＩＤ信号が添付される。

前記第１コントローラ７７は、設定値の指令が入力されると、センサ、アクチュエータについての情報収集を開始する。

先ず、前記第１コントローラ７７により、前記第１センサ７１の現在値が取得され（ＳＴＥＰ：０１）、次に前記主制御部６７から送出された設定値／完了条件が取得される（ＳＴＥＰ：０２）。

前記第１コントローラ７７は取得した設定値／完了条件に基づき、前記第１センサ７１が検出する値が設定値となる様に前記第１アクチュエータ７４を駆動する（ＳＴＥＰ：０３）。該第１アクチュエータ７４の変更が開始されたかどうかは前記第１センサ７１の検出結果によって確認され、変更開始が確認されると前記第１コントローラ７７は前記主制御部６７に変更開始の通知を実行する（ＳＴＥＰ：０４）。

変更開始の通知は、開始の時刻にＩＤ信号が付されて前記主制御部６７に送信され、該主制御部６７は変更開始についての開始データを前記記憶部８１に格納する。

変更開始後、前記第１コントローラ７７は前記第１センサ７１からの検出信号と前記設定値を比較し、変更が完了されたかどうかを判断し、前記第１センサ７１の検出結果が設定値に到達した時に、完了の時刻にＩＤ信号が付された完了通知を前記主制御部６７に送信し（ＳＴＥＰ：０５）、該主制御部６７は完了についての完了データを前記記憶部８１に格納する。

前記主制御部６７は、開始データ、完了データを基に開始から完了に至るアクチュエータの変化量、経過時間を演算する（ＳＴＥＰ：０６、ＳＴＥＰ：０７）。更に、前記第１アクチュエータ７４の変化量、経過時間に基づき、単位時間当りの単位変化量（変化率）を演算し、演算結果は前記第１アクチュエータ７４の動作性能データとして前記記憶部８１に格納される。

動作性能データは、前記第１センサ７１が駆動される度に取得され、前記記憶部８１に蓄積される。前記主制御部６７は、蓄積された動作性能データを基に正規分布化し、性能正規分布を作成する。

基板処理装置が、最初に稼働された時から動作性能データを取得して蓄積することで、健全な状態での動作性能データによる性能正規分布を得ることができる。該性能正規分布は、前記第１センサ７１、前記第１アクチュエータ７４が正常であるか、異常であるかの判断基準とされる。

健全な状態での、正規分布の形状は、前記第１センサ７１、前記第１アクチュエータ７４が持つバラツキを表しており、又前記第１センサ７１、前記第１アクチュエータ７４の個体差を表すデータとして、前記第１センサ７１、前記第１アクチュエータ７４の性能データとしても使用できる。

尚、センサ、アクチュエータの動作性能データについては、個別に予め取得し、又性能正規分布を作成しておき、前記記憶部８１に判断基準として設定しておいてもよい。

センサ、アクチュエータの動作性能データについては、個別に予め取得し、又性能正規分布を作成することで、バラツキの少ないセンサ、アクチュエータを選択することができ、基板処理装置の性能の向上、信頼性の向上を図ることができる。

所定時間、基板処理装置が稼働され、取得した前記第１センサ７１、前記第１アクチュエータ７４の動作性能データが、性能正規分布について設定した所定範囲内に含まれるかどうかが判断され、所定範囲内に含まれる場合は正常と判断され、所定範囲内正常から逸脱する場合は、異常と判断される。取得した動作性能データが性能正規分布の中心から徐々に外れていく様な経時的変化を示せば、異常の発生の予測がなされる。

動作性能データの変化としては、例えばセンサが前記圧力センサ５６であり、アクチュエータが前記圧力調整装置５７、前記真空排気装置５８であった場合は、排気管の目詰り、前記真空排気装置５８の性能劣化により、排気効率が低下するので、動作性能データの値は減少していく。従って、動作性能データの値が正規分布の所定範囲から外れることで、例えば排気管が目詰りしたこと、或は前記真空排気装置５８の性能が低下したことが判断できる。

更に、動作性能データが突発的に性能正規分布の所定範囲から外れば、前記真空排気装置５８等アクチュエータ、センサの少なくとも一方が故障であることが推察され、動作性能データに経時的な変化傾向が現れれば、排気管の洗浄時期、交換時期が予測される。

而して、基板処理装置の健全性が判断され、又基板処理の異常終了、処理不良を防止できる。

（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。

（付記１）処理ガスを供給すると共に所定の温度、所定の圧力に維持して、基板に薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の基板処理を行う基板処理方法に於いて、制御コントローラと該制御コントローラによって駆動制御される制御対象物と、前記制御コントローラに前記制御対象物を駆動させる為の指示を発する主制御部とを具備し、該主制御部は前記制御コントローラに指示を発した時の駆動前の前記制御対象物と駆動完了後の該制御対象物との変化量を取得する工程と、駆動開始から駆動完了迄の経過時間を取得する工程と、前記変化量と経過時間から単位変化量を取得する工程と、得られた単位変化量を蓄積し、単位変化量に関する性能正規分布を作成する工程と、該性能正規分布と取得した単位変化量に基づき前記制御対象物の健全性を判断する工程とを具備したことを特徴とする基板処理方法。

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の斜視図である。 該基板処理装置の側断面図である。 該基板処理装置に用いられる処理炉の一例を示す断面図である。 該基板処理装置の制御系を示すブロック図である。 該基板処理装置に於けるセンサ、アクチュエータについて正常、異常、劣化の状態等、経時的な情報を収集する過程を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基板処理装置
９ ポッド
２４ ウェーハ移載機構
２６ ボート
２８ 処理炉
３７ ヒータユニット
５１ ガス流量制御器
５４ ガス流量制御部
５６ 圧力センサ
５７ 圧力調整装置
５８ 真空排気装置
５９ 圧力制御部
６１ 回転機構
６４ 駆動制御部
６５ 温度センサ
６６ 温度制御部
６７ 主制御部
７１ 第１センサ
７４ 第１アクチュエータ
７７ 第１コントローラ

Claims (1)

1. 制御コントローラと該制御コントローラによって駆動制御される制御対象物と、前記制御コントローラに前記制御対象物を駆動させる為の指示を発する主制御部とを具備し、該主制御部は駆動前の前記制御対象物と駆動完了後の該制御対象物との変化量を取得すると共に駆動開始から駆動完了迄の経過時間を取得し、前記変化量と前記経過時間から単位変化量を取得し、得られた単位変化量を蓄積し、該単位変化量に関する性能正規分布を作成し、該性能正規分布と取得した単位変化量に基づき前記制御対象物の健全性を判断する様構成したことを特徴とする基板処理装置。

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