JP2010153602A

JP2010153602A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2010153602A
Application number: JP2008330378A
Authority: JP
Inventors: Toru Yonebayashi; 亨米林
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2010-07-08

Abstract

【課題】サンプリングバルブを開いたまま濃度チェックのリトライを行えるようにしてできる限り装置を停止させないようにすることで、装置の稼働率向上可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数のステップから構成されるレシピの作成を行うための操作画面と、この操作画面を有する表示部と、レシピを実行して基板を処理する制御部とを有し、レシピは、複数の基板を保持した状態で基板保持具を処理炉内に搬入する工程と、処理炉内で前記複数の基板を処理するために準備する第１の準備工程と、基板に所定の処理を施す工程と、処理後に前記基板保持具を搬出するために準備する第２の準備工程と、基板保持具を処理炉内より搬出する工程と、を有し、第１の準備工程では、基板を処理する際に使用される第１のガスと化学反応を起す第２のガスの濃度を検知し、第２の準備工程では、基板を処理する際に使用される第１のガスの濃度を検知する。
【選択図】図５

Description

本発明は、半導体基板やガラス基板等を処理する基板処理装置に関する。

従来の縦型拡散装置のＨ２アニール装置において、Ｈ_２（水素）、Ｏ_２（酸素）のガス濃度チェックを実施中（監視中）に、プロセスレシピのステップ設定にてサンプリングバルブ（処理炉内のガスであるＨ_２、Ｏ_２のガス濃度をチェックする為にガス濃度検知器に導入するバルブ）を開いてＨ_２，Ｏ_２のガス濃度チェックが開始される。ガス濃度検知器にチェックさせた結果はシーケンサ経由でコントローラに取り込まれる。プロセスレシピのステップは、Ｏ_２ガス濃度チェックＯＫ後にＨ_２アニールステップへ、Ｈ_２ガス濃度チェックＯＫ後にボートアンロードステップへと遷移する。

しかし、従来の縦型拡散装置においては、ガス濃度チェックのステップ時間が達したら最後に受信したガス濃度チェック結果でＯＫかＮＧかを判断し、ガス濃度チェック結果がＯＫであってもＮＧであってもサンプリングバルブを閉める。すなわち、ガス濃度チェック結果がガス濃度チェック時間のステップ時間を過ぎる場合、既にサンプリングバルブが閉められているので処理を一旦中止するしかなく、レシピ実行中に何度も装置を停止せざるを得ず、装置の稼働率が悪かった。

そこで、本発明は、サンプリングバルブを開いたまま濃度チェックのリトライを行えるようにしてできる限り装置を停止させないようにすることで、装置の稼働率を向上させることができる基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、複数のステップから構成されるレシピの作成を行うための操作画面と、この操作画面を有する表示部と、前記レシピを実行して基板を処理する制御部とを有し、前記レシピは、複数の基板を保持した状態で基板保持具を処理炉内に搬入する工程と、前記処理炉内で前記複数の基板を処理するために準備する第１の準備工程と、前記基板に所定の処理を施す工程と、前記処理後に前記基板保持具を搬出ために準備する第２の準備工程と、前記基板保持具を処理炉内より搬出する工程と、を有し、前記第１の準備工程では、基板を処理する際に使用される第１のガスと化学反応を起す第２のガスの濃度を検知し、前記第２の準備工程では、基板を処理する際に使用される第１のガスの濃度を検知する基板処理装置が提供される。

好ましくは、前記第１の準備工程又は前記第２の準備工程において、前記第1のガスの濃度又は前記第２のガスの濃度を検知するガス濃度検知手段はサンプリングバルブであり、前記サンプリングバルブが開の間、繰り返しガスの濃度は検知される。したがって、ガス濃度検知手段であるサンプリングバルブを開いたままガス濃度の検知ができ、適当でない場合にはリトライができるので、装置の稼働率を向上させることができる。

好ましくは、前記第１の準備工程又は前記第２の準備工程において、前記第1のガスの濃度と前記第２のガスの濃度を検知するガス濃度検知手段はサンプリングバルブであり、前記サンプリングバルブが開の間、前記表示部において前記ガス濃度検知手段により検知された結果を示す濃度検知結果信号が変動した場合に繰り返しガスの濃度は検知される。したがって、濃度検知結果信号がチャタリング（ガス濃度ＯＫ、ＮＧが短時間の間に交互に状態変化）した場合でも濃度が適当であるか検知を繰り返すことで、チャタリング中にガス濃度をＯＫと受信してしまい、ガス濃度がＮＧであっても次のステップへ移行してしまうといった問題を防止することができる。

好ましくは、前記サンプリングバルブの開閉は、レシピに規定されている。

本発明の他の態様によれば、複数のステップから構成されるレシピの作成を行うための操作画面と、この操作画面を有する表示部と、前記レシピを実行して基板を処理する制御部とを有し、前記レシピは、複数の基板を保持した状態で基板保持具を処理炉内に搬入する工程と、前記処理炉内で前記複数の基板を処理するために準備する第１の準備工程と、前記基板に所定の処理を施す工程と、前記処理後に前記基板保持具を搬出するために準備する第２の準備工程と、前記基板保持具を処理炉内より搬出する工程と、を有し、前記第１の準備工程又は前記第２の準備工程では、所定のガスの濃度を検知するガス濃度検知工程を含み、前記ガス濃度検知工程において、前記操作画面を所定の操作で前記検知結果表示画面に切替え、該検知結果表示画面上で検知結果と、サンプリングバルブを開いた後に処理炉内のガスを濃度計へ流す時間である遅れ時間と、濃度検知中であることを示す安定待ち時間と、を表示する基板処理装置が提供される。したがって、レシピに設定されたガス濃度ステップ時間に対してガス濃度監視時間（遅れ時間＋安定待ち時間）が十分でない場合には、濃度検知結果をアボート表示し、再度ガス濃度チェックを実施しないと次のステップへ遷移しないようにすることで、プロセスロットアウトを防ぎ、Ｈ_２残ガスによる爆発を未然に防ぐことができる。

本発明に係る基板処理装置によれば、サンプリングバルブを開いたまま濃度チェックのリトライを行えるようにしてできる限り装置を停止させないようにすることで、装置の稼働率を向上させることができる。

図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０を含む基板処理システム１の構成を示す図である。
図１に示すように、基板処理システム１は、基板処理装置１０及びホスト装置２０を有する。基板処理装置１０及びホスト装置２０は、例えばＬＡＮやＷＡＮなどのネットワーク１２を介して接続されている。したがって、基板処理装置１０及びホスト装置２０は、ネットワーク１２を介してデータの送信及び受信を行う。なお、基板処理システム１には、複数の基板処理装置１０が含まれてもよい。

基板処理装置１０において、入出力装置１６は、基板処理装置１０と一体に、又はネットワーク１２を介して接続して設けられており、操作画面１８を表示する。操作画面１８には、ユーザにより所定のデータが入力される入力画面及び装置の状況等を示す表示画面などが表示される。また、基板処理装置１０内には、プロセスモジュールコントローラ（ＰＭＣ：Process module controller）１４が設けられ、該ＰＭＣ１４により、基板処理装置１０内の各装置が制御される。

基板処理装置１０は、一例として、半導体装置の製造方法における処理装置を実施する半導体製造装置として構成されている。なお、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行なう縦型の装置を適用した実施例について述べる。

図２は、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の斜視図を示す。
また、図３は、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の側面透視図を示す。
図２及び図３に示されているように、シリコン等からなるウエハ（基板）２００を収納したウエハキャリアとしてフープ（基板収容器。以下ポッドという。）１１０が使用されている本発明の実施形態に係る基板処理装置１０は、筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４、１０４がそれぞれ建て付けられている。

筐体１１１の正面壁１１１ａにはポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）１１２が筐体１１１の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口１１２はフロントシャッタ（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつまた、ロードポート１１４上から搬出されるようになっている。

筐体１１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、回転式ポッド棚１０５は複数個のポッド１１０を保管するように構成されている。すなわち、回転式ポッド棚１０５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、支柱１１６に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板（基板収容器載置台）１１７とを備えており、複数枚の棚板１１７はポッド１１０を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。

筐体１１１内におけるロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されており、ポッド搬送装置１１８は、ポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、ポッド搬送装置１１８はポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作により、ロードポート１１４、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。

筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウエハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１２０が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口１２０、１２０には一対のポッドオープナ１２１、１２１がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２、１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３、１２３とを備えている。ポッドオープナ１２１は載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。

サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室１２４を構成している。移載室１２４の前側領域にはウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａ及びウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとで構成されている。図２に模式的に示されているようにウエハ移載装置エレベータ１２５ｂは耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の移載室１２４前方領域右端部との間に設置されている。これら、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ及びウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）するように構成されている。

移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。

図２に模式的に示されているように、耐圧筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の待機部１２６右端部との間にはボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０〜１２５枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。

図２に模式的に示されているように移載室１２４のウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ側及びボートエレベータ１１５側と反対側である左側端部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア１３３を供給するよう供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４が設置されており、ウエハ移載装置１２５ａとクリーンユニット１３４との間には、図示はしないが、ウエ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わせ装置１３５が設置されている。

クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ノッチ合わせ装置１３５及びウエハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット１３４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニット１３４によって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。

次に、基板処理装置１０の構成要素を制御するＰＭＣ１４について説明する。
図４は、ＰＭＣ１４を中心としたコントローラ構成を示す。
ＰＭＣ１４は、ＣＰＵ１４０、ＲＯＭ（read-only memory）１４２、ＲＡＭ（random-access memory）１４４、入出力装置１６との間でのデータの送受信を行う送受信処理部１４６、温度制御部１５０、Ｎ_２ガス制御部１５２、圧力制御部１５４、搬送制御部（図示せず）、Ｏ_２ガス濃度検知部１５１、Ｏ_２ガス制御部１５３、Ｈ_２ガス濃度検知部１５５、Ｈ_２ガス制御部１５７及び温度制御部１５０等とのＩ／Ｏ制御を行うＩ／Ｏ制御部１４８を有する。ＣＰＵ１４０は、ＲＡＭ１４４等に記憶されているレシピに基づいて、基板を処理するための制御データ（制御指示）を、温度制御部１５０、Ｎ_２ガス制御部１５２、圧力制御部１５４及び搬送制御部（図示せず）に対して出力する。なお、ＣＰＵ１４０は、Ｏ_２ガス濃度検知部１５１、Ｏ_２ガス制御部１５３、Ｈ_２ガス濃度検知部１５５、Ｈ_２ガス制御部１５７に対しても同様に制御指示を出力する。

ＲＯＭ１４２又はＲＡＭ１４４には、シーケンスプログラム、複数のレシピや入出力装置１６より入力される入力データ、レシピのコマンド、レシピ実行時の履歴データ及びＨ２アニールのモニタデータ等が格納される。なお、ＰＭＣ１４には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等により実現される記憶装置（不図示）が含まれてもよく、この場合、該記憶装置には、ＲＡＭ１４４に格納されるデータと同様のデータが格納される。このように、ＲＯＭ１４２又はＲＡＭ１４４は基板を処理する手順が記載されているレシピやＨ２アニールのモニタデータを記憶する記憶手段として用いられる。入力指示（入力データ）は、入出力装置１６の操作画面１８（図４で不図示）からの指示をいう。入力指示（入力データ）は、レシピを実行させる指示のほか、Ｈ２アニール処理を設定する指示などがその一例として挙げられるが、これに限定されない。

入出力装置１６は、操作画面１８からのユーザの入力指示を受け付ける入力部１６０、ＲＡＭ１４４等に格納されているデータ等を表示する表示部１６２、入力部１６０に受け付けられた入力指示が後述する表示制御部１６４により送受信処理部１４６に送信されるまでの間記憶する一時記憶部１６６、入力部１６０からの入力指示を受け付け、該入力指示を表示部１６２もしくは送受信処理部１４６に送信する表示制御部１６４を有する。なお、後述するように、表示制御部１６４は、送受信処理部１４６を介してＲＯＭ１４２又はＲＡＭ１４４に格納された複数のレシピのうち任意のレシピをＣＰＵ１４０により実行させる指示（制御指示）を受け付けるようになっており、また表示部１６２は、表示制御部１６４からの指示により指示された任意のレシピを操作画面１８に表示するようになっている。さらに表示部１６２は、後述するように、Ｈ２アニールモニタ画面やレシピを編集するための編集画面等を操作画面１８に表示する。また、操作画面１８は、所定の操作で処理炉２０２内のガス濃度の検知結果を表示する検知結果表示画面１９に切り替えることができる。

温度制御部１５０は、上述した処理炉２０２の外周部に設けられたヒータ３３８により該処理炉２０２内の温度を制御する。Ｎ_２ガス制御部１５２は、処理炉２０２のＮ_２ガス配管３４０に設けられたＭＦＣ（マスフローコントローラ）３４２ｃからの出力値に基づいて処理炉２０２内に供給するパージガスの供給量等を制御する。圧力制御部１５４は、処理炉２０２の排気配管３４４に設けられた圧力センサ３４６の出力値に基づいてバルブ３４８を開閉することにより処理炉２０２内の圧力を制御する。このように、温度制御部１５０等のサブコントローラは、ＣＰＵ１４０からの制御指示に基づいて基板処理装置１０の各部（ヒータ３３８、ＭＦＣ３４２ｃ及びバルブ３４８等）の制御を行う。

Ｏ_２ガス濃度検知部１５１は、サンプリングバルブ１００ａを介して濃度計１０２ａに接続されることで、処理炉２０２内のＯ_２ガスの濃度を検知する。
Ｏ_２ガス制御部１５３は、処理炉２０２のＯ_２ガス配管３４１に設けられたＭＦＣ３４２ａからの出力値に基づいて処理炉内に供給するＯ_２ガスの供給量等を制御する。
Ｈ_２ガス濃度検知部１５５は、サンプリングバルブ１００ｂを介して濃度計１０２ｂに接続されることで、処理炉２０２内のＨ_２ガスの濃度を検知する。
Ｈ_２ガス制御部１５７は、処理炉２０２のＨ_２ガス配管３４３に設けられたＭＦＣ３４２ｂからの出力値に基づいて処理炉内に供給するＨ_２ガスの供給量等を制御する。

例えば、入出力装置１６の操作画面１８を介して入力部１６０により、レシピを設定する為のデータが入力されると、該入力データ（入力指示）は、記憶部１６６に格納されると共に表示制御部１６４を介して表示部１６２に表示され、さらに表示制御部１６４によりＰＭＣ１４の送受信処理部１４６に送信される。ＣＰＵ１４０は、該入力データをＲＡＭ１４４に格納し、例えばＲＯＭ１４２に格納されたレシピを確定させる。ＣＰＵ１４０は、シーケンスプログラムを起動し、該シーケンスプログラムに従って、例えばＲＡＭ１４４に格納されたレシピのコマンドを呼び込み実行することで、ステップが逐次実行され、Ｉ／Ｏ制御部１４８を介して温度制御部１５０、Ｎ_２ガス制御部１５２、圧力制御部１５４、搬送制御部（図示せず）、Ｏ_２ガス濃度検知部１５１、Ｏ_２ガス制御部１５３、Ｈ_２ガス濃度検知部１５５及びＨ_２ガス制御部１５７に対して基板を処理するための制御指示が送信される。温度制御部１５０等のコントローラは、ＣＰＵ１４０からの制御指示に従って基板処理装置１０内の各部（ヒータ３３８、ＭＦＣ３４２ａ、３４２ｂ、３４２ｃ、バルブ３４８、サンプリングバルブ１００ａ、１００ｂ等）の制御を行う。これにより、上述したウエハ２００の処理が行われる。

次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の動作について説明する。
図２及び図３に示されているように、ポッド１１０がロードポット１１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放され、ロードポート１１４の上のポッド１１０はポッド搬送装置１１８によって筐体１１１の内部へポッド搬入搬出口１１２から搬入される。

搬入されたポッド１１０は回転式ポッド棚１０５の指定された棚板１１７へポッド搬送装置１１８によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板１１７から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板１１７から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載される。この際、ポッドオープナ１２１のウエハ搬入搬出口１２０はキャップ着脱機構１２３によって閉じられており、移載室１２４にはクリーンエア１３３が流通され、充満されている。例えば、移載室１２４にはクリーンエア１３３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、筐体１１１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。

載置台１２２に載置されたポッド１１０はその開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａにおけるウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。

ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウエハ２００はポッド１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、図示しないノッチ合わせ装置１３５にてウエハを整合した後、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハ１１０をボート２１７に装填する。

この一方（上段又は下段）のポッドオープナ１２１におけるウエハ移載機構１２５によるウエハのボート２１７への装填作業中に、他方（下段又は上段）のポッドオープナ１２１には回転式ポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１１８によって搬送されて移載され、ポッドオープナ１２１によるポッド１１０の開放作業が同時進行される。

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇（ボートアップ）されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。

ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。処理後は、図示しないノッチ合わせ装置１３５でのウエハの整合工程を除き、概上述の逆の手順で、ウエハ２００及びポッド１１０は筐体の外部へ払出（ボートアンロード）される。

次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０を用いて基板を処理するために準備する第１の準備工程について図５に基づいて説明する。
第1の準備工程では、Ｈ２アニール処理（基板処理）をする際に使用される第1のガスであるＨ_２（水素）ガスを処理炉２０２内に導入する前にＨ_２ガスと化学反応を起す第２のガスであるＯ_２（酸素）ガスの濃度をＯ_２ガス濃度検知部１５１によりチェックする。
Ｈ_２ガスを処理炉２０２内に導入する前に、Ｎ_２（窒素）ガスにてプレパージを実施するが、このＮ_２パージの時間積算流量が不足した場合や、プレパージ実行中にＨ_２インターロックの１つであるＯ_２ガスバルブを開いた場合、処理炉２０２内において、Ｈ_２ガスとＯ_２ガスが反応を起こしてしまう恐れがある。そこで、プレパージ完了時に処理炉２０２内のＯ_２濃度を監視する。Ｏ_２濃度はシーケンサにて常時監視し、Ｏ_２濃度結果をシグナルポートから取り込み、濃度チェックがＯＫかＮＧかを判断する。

まず、ステップ１００（Ｓ１００）において、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入される（ボートアップ）。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、シールキャップ２１９に装着された２重Ｏリング部を真空引きする。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、処理炉２０２内を真空引きする場合にはステップ１０６（Ｓ１０６）の処理に進み、しない場合にはステップ１１０（Ｓ１１０）の処理に進む。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、処理炉２０２内を真空引きする。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、リークチェックをする。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、処理炉２０２内を大気に戻す。

ステップ１１２（Ｓ１１２）において、Ｎ_２ガスにてプレパージをする。

ステップ１１４（Ｓ１１４）において、Ｎ_２プレパージの積算流量を測定する。積算流量が適当であれば、ステップ１１５（Ｓ１１５）の処理に進み、そうでない場合にはステップ１１２（Ｓ１１２）の処理に戻る。

ステップ１１５（Ｓ１１５）において、サンプリングバルブ１００ａを開き、処理炉２０２内のガスを濃度計１０２ａへ流す。

ステップ１１６（Ｓ１１６）において、Ｏ_２ガス濃度検知部１５１によりＯ_２ガスの濃度を測定する。Ｏ_２の濃度が適当であればステップ１１７（Ｓ１１７）の処理に進む。そうでない場合にはステップ１１２（Ｓ１１２）の処理に戻り、積算モニタ値をリセットして、再度Ｎ_２プレパージ積算チェックを実施しながらも、Ｏ_２濃度チェックを実施し、積算流量チェック中にＯ_２濃度チェックがＯＫとなった場合には、積算流量チェックＯＫとし、ステップ１１７（Ｓ１１７）の処理に進む。

ステップ１１７（Ｓ１１７）において、サンプリングバルブ１００ａを閉める。

ステップ１１８（Ｓ１１８）において、基板を処理するＨ２アニール処理へ進む。

次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０を用いて基板処理後に基板保持具であるボート２１７を搬出（ボートアンロード）するために準備する第２の準備工程について図６及び図７に基づいて説明する。
第２の準備工程では、Ｈ２アニール処理（基板処理）をする際に使用される第１のガスであるＨ_２（水素）ガスの濃度をＨ_２ガス濃度検知部１５５によりチェックする。
Ｈ_２ガスを排出する場合に、処理炉２０２内をＮ_２ガスにてアフターパージするが、このＮ_２パージの時間積算流量が不足すると、処理炉２０２内にはＨ_２ガスが残留している場合があり、この残留Ｈ_２ガスによりボートアンロードにおいて、Ｏ_２ガスと反応を起こしてしまう恐れがあった。そこで、アフターパージ完了後に処理炉２０２内のＨ_２濃度を監視し、ＮＧの場合にはアフターパージを再実行させる。このＨ_２濃度はシーケンサにて常時監視し、Ｈ_２濃度結果をシグナルポートから取り込み、濃度チェックがＯＫかＮＧかを判断する。

図６は、Ｈ_２濃度チェックをＮ_２アフターパージ後に実施した場合の工程を示し、図７は、Ｈ_２濃度チェックを処理炉２０２内を一度大気に戻した後にＮ_２アフターパージをし、その後に実施した場合の工程を示す。

図６に示すように、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、Ｈ２アニール処理（基板処理）がなされた後、ステップ１２２（Ｓ１２２）において、Ｎ_２ガスによりアフターパージをする。

ステップ１２４（Ｓ１２４）において、Ｎ_２アフターパージの積算流量を測定する。積算流量が適当であれば、ステップ１２５（Ｓ１２５）の処理に進み、そうでない場合にはステップ１２２（Ｓ１２２）の処理に戻り、積算流量モニタ値を保持して再度積算チェックを実施する。

ステップ１２５（Ｓ１２５）において、サンプリングバルブ１００ｂを開き、処理炉２０２内のガスを濃度計１０２ｂへ流す。

ステップ１２６（Ｓ１２６）において、Ｈ_２ガス濃度検知部１５５によりＨ_２の濃度を測定する。Ｈ_２の濃度が適当であればステップ１２７（Ｓ１２７）の処理に進む。そうでない場合にはステップ１２２（Ｓ１２２）の処理に戻り、積算モニタ値をリセットして、再度Ｎ_２アフターパージ積算チェックを実施しながらも、Ｈ_２濃度チェックを実施し、積算流量チェック中にＨ_２濃度チェックがＯＫとなった場合には、積算流量チェックＯＫとし、ステップ１２７（Ｓ１２７）の処理に進む。

ステップ１２７（Ｓ１２７）において、サンプリングバルブ１００ｂを閉める。

ステップ１２８（Ｓ１２８）において、シールキャップ２１９に装着された２重Ｏリング部を大気に戻す。

ステップ１３０（Ｓ１３０）において、ボート２１７が処理炉２０２外へ搬出される（ボートアンロード）。

図７に示すように、処理炉２０２内を一度大気に戻した後にＮ_２アフターパージをして、その後にＨ_２濃度チェックを実施する場合について説明する。
ステップ１１８（Ｓ１１８）において、Ｈ２アニール処理（基板処理）がなされた後、ステップ１１９（Ｓ１１９）において、処理炉２０２内を真空引きする。

ステップ１２０（Ｓ１２０）において処理炉２０２内を大気に戻す。
ここで、ボートアンロード直前に処理炉２０２内を真空引きをするシステムの場合は、大気返還後にＨ_２濃度チェックを実施することが必須である。

ステップ１２２（Ｓ１２２）において、Ｎ_２ガスによりアフターパージする。

図８は、第１の準備工程であるＯ_２濃度チェックの詳細な動作を示し、ＰＭＣ１４による制御フローを示すフローチャートである。

まず、ステップ１３２（Ｓ１３２）において、Ｏ_２濃度検知用バルブ（サンプリングバルブ１００ａ）を開き、処理炉２０２内のガスを濃度計１０２ａへ流す。

ステップ１３４（Ｓ１３４）において、Ｏ_２ガスが濃度計１０２ａを流れて、濃度遅れ時間のカウントが開始される。

ステップ１３６（Ｓ１３６）において、Ｏ_２濃度遅れ時間のカウント＝０であれば次のステップ１３８（Ｓ１３８）の処理に進み、そうでない場合にはステップ１３６（Ｓ１３６）の処理に戻る。

ステップ１３８（Ｓ１３８）において、Ｏ_２濃度遅れ時間のカウントが終了する。

ステップ１４０（Ｓ１４０）において、安定待ち時間のカウントが開始される。

ステップ１４２（Ｓ１４２）において、安定待ち時間＝０であれば次のステップ１４４（Ｓ１４４）の処理に進み、そうでない場合にはステップ１４２（Ｓ１４２）の処理に戻る。

ステップ１４４（Ｓ１４４）において、Ｏ_２ガスの濃度チェックをする。

ステップ１４６（Ｓ１４６）において、Ｏ_２ガスの濃度がＯＫであれば次のステップ１４８（Ｓ１４８）の処理に進み、そうでない場合にはステップ１３４（Ｓ１３４）の処理に戻る。

ステップ１４８（Ｓ１４８）において、Ｏ_２濃度検知用バルブ（サンプリングバルブ１００ａ）を閉じる。

Ｏ_２濃度チェックが終了し、次のレシピステップ（Ｈ２アニール処理）へ進む。

なお、第２の準備工程であるＨ_２濃度チェックも上述の第１の準備工程であるＯ_２濃度チェックの動作と同様である。

図９は、第１の準備工程であるＯ_２濃度チェック時のサンプリングバルブ開閉信号１０６、濃度検知結果信号１０７、アラーム１０８の動作を例示するタイミングチャートである。
サンプリングバルブ開閉信号１０６は、ＯＮによりサンプリングバルブ１００ａを開き、ＯＦＦによりサンプリングバルブ１００ａを閉める。
濃度検知結果信号１０７は、濃度計１０２ａにより検知した結果が適当であればＯＫ、不適当であればＮＧとし、検知結果表示画面１９へ信号を送信する。
アラーム１０８は、ガス濃度チェック中にアラームを発生させ、再度のガス濃度チェックを促す。
サンプリングバルブ開閉信号１０６がＯＮのとき、Ｏ_２濃度検知用バルブ（サンプリングバルブ１００ａ）は開かれている。そして、Ｏ_２濃度チェックが開始されると、Ｏ_２ガス濃度検知結果信号１０７がＯＫとなるまで繰り返す。Ｏ_２ガス濃度結果信号１０７がＯＫでアラーム１０８していない状態が安定待ち期間継続されると、サンプリングバルブ開閉信号１０６はＯＦＦとなり、Ｏ_２濃度検知用バルブ（サンプリングバルブ１００ａ）は閉められ、次のステップレシピ（Ｈ２アニール処理）へ進む。

[期間１]
時間Ｔ_１からＴ_２であり、Ｏ_２濃度遅れ期間である。時間Ｔ_１において、サンプリングバルブ開閉信号１０６をＯＮにしてサンプリングバルブ１００ａが開かれ、時間Ｔ_２において、処理炉２０２内のガスが濃度計１０２ａに流し込み完了する。このとき、例えばＯ_２ガス濃度検知結果信号１０７はＮＧ、アラーム１０８はＯＦＦの状態である。

[期間２]
時間Ｔ_２からＴ_３であり、安定待ち期間である。安定待ち期間は、濃度検知中であることを示す。このとき、例えばＯ_２ガス濃度検知結果信号１０７はＮＧ、アラーム１０８はＯＦＦの状態である。

[期間３]
時間Ｔ_３において、期間２でＯ_２ガス濃度検知結果信号１０７がＮＧであったのを受けて、アラーム１０８がＯＮの状態となる。

[期間４]
時間Ｔ_４において、Ｏ_２ガス濃度検知結果信号１０７がＯＫとなったのを受けて、安定待ち期間に入る。アラーム１０８はＯＮの状態である。

[期間５]
時間Ｔ_５において、アラーム１０８は時間Ｔ_４でＯ_２ガス濃度検知結果信号１０７がＯＫとなってから安定待ち期間がＯＦＦの状態となる。

[期間６]
時間Ｔ_６において、Ｏ_２ガス濃度検知結果信号１０７がＮＧとなったのを受けて、安定待ち期間に入る。アラーム１０８はＯＦＦの状態である。

[期間７]
時間Ｔ_７において、Ｏ_２ガス濃度検知結果信号１０７はＮＧであるため、アラーム１０８はＯＮの状態となる。

[期間８]
その後、サンプリングバルブ開閉信号１０６がＯＦＦとなることで、サンプリングバルブ１００ａが閉められる。しかしながら、次のレシピへ進むための条件が満たされていないので、時間Ｔ_９において、再度サンプリングバルブ開閉信号１０６がＯＮとなり、サンプリングバルブが開けられる。また、アラーム１０８もＯＦＦとなり、時間Ｔ_１と同様にＯ_２ガス濃度チェックが再開される。

以上より、Ｏ_２ガス濃度チェック状態がチャタリングしても、Ｏ_２ガス濃度チェックを再度実施し、ガス濃度チェック時間経過後のＯ_２ガス濃度結果信号がＯＫになるまで次のステップへ遷移しない。
なお、第２の準備工程であるＨ_２ガス濃度チェックにおいてもサンプリングバルブ開閉信号１０６、濃度検知結果信号１０７及びアラーム１０８の動作は、上述のＯ_２ガス濃度チェック時の動作と同様である。

図１０は、ガス濃度結果を表示する検知結果表示画面１９を例示する図であり、本発明の実施形態におけるコントローラのモニタ画面を例示する。
Ｏ_２ガス濃度検知表示部３０２ａは、Ｏ_２ガス濃度の遅れ時間表示部３０４、Ｏ_２ガス濃度安定待ち時間表示部３０６及びＯ_２濃度チェック結果表示部３０８を有する。
Ｈ_２ガス濃度検知表示部３１０ａは、Ｈ_２ガス濃度の遅れ時間表示部３１２、Ｈ_２ガス濃度安定待ち時間表示部３１４及びＨ_２濃度のチェック結果表示部３１６を有する。
遅れ時間表示部３０４、３１２はガス濃度の遅れ時間をカウントダウンし、安定待ち時間表示部３０６、３１４はガス濃度の安定待ち時間をカウントダウンする。

したがって、遅れ時間表示部３０４、３１２及び安定待ち時間表示部３０６、３１４を確認することで、ガス濃度のチェックが遅延中なのかチェック中なのか状態を確認することができる。
また、チェック結果表示部３０８、３１６は上述のガス濃度のチェック結果を表示し、ボートロード後、一度もガス濃度チェックが実施されていない状態においては「未実施」、ガス濃度チェック結果がＯＫの場合においては「ＯＫ」、ガス濃度チェック結果がＮＧの場合においては「ＮＧ」、ガス濃度チェック中（遅延中またはチェック中）に、サンプリングバルブ開閉信号がＯＦＦとなりサンプリングバルブ１００が閉められた場合には「ＡＢＯＲＴ」を表示する。なお、「ＡＢＯＲＴ」時には、ガス濃度チェック中にアラームを発生させて再度ガス濃度チェックを行うよう促す。この状態の時には、Ｈ２アニールやボートアンロードの次のステップには移行しない。

図１１は、ガス濃度検知結果を表示する検知結果表示画面１９を例示する図であり、従来技術であるコントローラのモニタ画面を例示する。
Ｏ_２ガス濃度検知表示部３０２ｂは、Ｏ_２のガス濃度がＯＫかＮＧかを表示し、Ｈ_２ガス濃度検知表示部３１０ｂは、Ｈ_２のガス濃度がＯＫかＮＧかを表示する。
Ｏ_２ガス濃度検知表示部３０２ｂは、Ｏ_２ガス濃度がＯＫであれば、緑色となり、ＮＧであれば、他色となる。
同様に、Ｈ_２ガス濃度検知表示部３１０ｂも、Ｈ２ガス濃度がＯＫであれば、緑色となり、ＮＧであれば、他色となる。
また、Ｏ_２ガス待ち時間表示部３１８は、Ｏ_２ガスの置換待ち時間（ＯＫ待ち時間）を表示し、Ｈ_２ガス待ち時間表示部３２０は、Ｈ_２ガスの置換待ち時間（ＯＫ待ち時間）を表示する。
置換待ち時間終了時（カウントダウン終了時）に、Ｏ_２ガス待ち時間表示部３１８又はＨ_２ガス待ち時間表示部３２０は緑色となる。

したがって、図１１の従来技術における検知結果表示画面１９においては、ガス濃度チェックにおいて遅延中（遅延時間カウントダウン中）及びチェック中（監視時間カウントダウン中）が存在するが、遅延中の状態が分からないという欠点があった。また、ステップ時間が終了すると監視時間カウントダウン中にサンプリングバルブ開閉信号１０６がＯＦＦとなり、サンプリングバルブ１００が閉められ、最後に受信したガス濃度結果で濃度結果がＯＫであってもＮＧであってもガス濃度チェックが終了してしまい、装置を停止せざるを得ず、装置の稼働率が悪かった。

本発明によれば、ガス濃度監視時間である遅れ時間と安定待ち時間をそれぞれ表示部に表示し、ガス濃度ステップ時間に対してガス濃度監視時間が十分でない場合には、濃度検知結果をアボート表示し、再度ガス濃度チェックを実施しないと次のステップへ遷移しないようにすることで、プロセスロットアウトを防ぎ、Ｈ_２残ガスによる爆発を防止することができる。さらに、サンプリングバルブを開いたまま濃度チェックのリトライを行えるようにしてできる限り装置を停止させないようにすることで、装置の稼働率を向上させることができる。

なお、本発明に係る基板処理装置１０は、半導体装置だけでなくＬＣＤ装置などのガラス基板を処理する装置にも適用される。すなわち、オペレータが例えばキーボード、操作画面等の入力手段を用いて入力する操作画面を有する半導体基板、ガラス基板等の基板処理装置であって、Ｈ_２を含むガスやＯ_２を含むガスを供給する装置であれば適用できる。さらに、本発明に係る基板処理装置１０は、炉内の処理に限定しないが、特に酸化処理や水素アニール処理に有用である。

本発明の実施形態に係る基板処理装置１０を含む基板処理システム１の構成図である。本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の斜視図である。本発明の実施形態に係る基板処理装置１０の側面透視図である。本発明の実施形態に係る基板処理装置１０のＰＭＣ１４を中心としたハードウェア構成を示す。本発明の実施形態に係る基板処理装置１０により実行される第１の準備工程前後の動作のフローを示す。本発明の実施形態に係る基板処理装置１０により実行される第２の準備工程前後の動作のフローを示す。本発明の実施形態に係る基板処理装置１０により実行される第２の準備工程前後の第２の動作のフローを示す。本発明の実施形態に係る基板処理装置１０により実行されるＯ_２濃度チェックの動作のフローを示す。第１の準備工程における、サンプリングバルブ開閉信号、濃度検知結果信号及びアラームの動作を例示するタイミングチャートである。本発明の実施形態に係る基板処理装置１０により実行される検知結果表示画面１９を例示する図である。従来の基板処理装置１０により実行される検知結果表示画面１９を例示する図である。

符号の説明

１基板処理システム
１０基板処理装置
１２ネットワーク
１４ＰＭＣ
１６入出力装置
１８操作画面
１９検知結果表示画面
１００サンプリングバルブ
１０２濃度計
１０６サンプリングバルブ開閉信号
１０７濃度検知結果信号
１０８アラーム
１４０ＣＰＵ
１５１Ｏ_２ガス濃度検知部
１５３Ｏ_２ガス制御部
１５５Ｈ_２ガス濃度検知部
１５７Ｈ_２ガス制御部
１６０入力部
１６２表示部
２０２処理炉
３０２Ｏ_２ガス濃度検知表示部
３１０Ｈ_２ガス濃度検知表示部

Claims

複数のステップから構成されるレシピの作成を行うための操作画面と、この操作画面を有する表示部と、前記レシピを実行して基板を処理する制御部とを有し、
前記レシピは、
複数の基板を保持した状態で基板保持具を処理炉内に搬入する工程と、
前記処理炉内で前記複数の基板を処理するために準備する第１の準備工程と、
前記基板に所定の処理を施す工程と、
前記処理後に前記基板保持具を搬出するために準備する第２の準備工程と、
前記基板保持具を処理炉内より搬出する工程と、を有し、
前記第１の準備工程では、基板を処理する際に使用される第１のガスと化学反応を起す第２のガスの濃度を検知し、
前記第２の準備工程では、基板を処理する際に使用される第１のガスの濃度を検知する基板処理装置。