JP2015069986A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
膜種が異なる半導体製造装置においても、ホストコンピュータ側でのプロセスデータの収集、管理を容易にすることが出来る基板処理装置を提供する。
【解決手段】
予め決められた所定のデータ構造に調整して、生産情報として収集したプロセスデータを管理装置に送信するデータ処理部を備えた基板処理装置であって、
前記データ処理部は、前記データ構造を構成する項目データのうち、前記プロセスデータを収集することが出来ない項目をダミーデータとして前記項目データに定義して前記所定のデータ構造に調整して、前記プロセスデータを前記管理装置に送信する基板処理装置が提供される。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体製造装置に係り、特に、その半導体製造装置における、処理データの送信方式に関する。

半導体製造工場の自動化ラインにおいて、複数台の半導体製造装置（以下、場合によって装置と記す）とホストコンピュータとを接続し、該半導体製造装置群とホストコンピュータ間で通信を行って装置を制御するシステムが構築されている。

従来の半導体製造装置では、ホストコンピュータに送信する生産情報としてのプロセスデータ（各種温度、ガス種、各種圧力等：このようなデータ種を以下ロギングアイテムとする）は、当該半導体製造装置で取得可能なロギングアイテムのみをまとめてホストコンピュータへ送信していた。

例えば、圧力制御を行う必要のない膜種を成膜する半導体製造装置では、圧力データについては、データ自体を測定していないためホストコンピュータに送信していない。従って、半導体製造装置では、成膜する膜種によって、ホストコンピュータに送信するプロセスデータ内のロギングアイテムが装置毎に異なっていた。

そのため、膜種が異なる半導体製造装置間では、ホストコンピュータに送信するプロセスデータのフォーマットも装置毎に異なり、ホストコンピュータ側で、それらフォーマットの違いを識別して、プロセスデータを収集する必要があった。また、新規な膜種を成膜する装置が導入された場合は、ホストコンピュータ側の変更が必要になるという問題があった。

本発明は、膜種が異なる半導体製造装置においても、ホストコンピュータ側でのプロセスデータの収集、管理を容易にすることが出来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、
予め決められた所定のデータ構造に調整して、生産情報として収集したプロセスデータを管理装置に送信するデータ処理部を備えた基板処理装置であって、前記データ処理部は、前記データ構造を構成する項目データのうち、前記プロセスデータを収集することが出来ない項目をダミーデータとして前記項目データに定義して、前記所定のデータ構造に調整して、前記プロセスデータを前記管理装置に送信する基板処理装置が提供される。

本発明に係る基板処理装置によれば、ホストコンピュータのプロセスデータの収集において、半導体製造装置間のロギングアイテム数の違いによるプロセスデータのフォーマットの相違に対応する必要なくプロセスデータを収集できる基板処理装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略を示す説明図である。 本発明の実施形態に於ける制御ブロック図である。 本発明の実施形態に於ける作動を示す作動系統図である。 本発明の実施形態に係る半導体製造装置群管理システム図である。 通常の実施形態に係る各膜種におけるプロセスデータ内のロギングアイテム例である。 本発明の実施の形態に係る膜種によらないプロセスデータ内のロギングアイテム固定化例である。 本発明の実施形態に係るリストデータの例を示す図である。

先ず、図１に於いて本発明が実施される基板処理装置について概略を説明する。

図１中、１は基板処理装置、２は筐体を示している。前記基板処理装置１へのウェーハ１０の搬入搬出は、ウェーハ１０が基板搬送容器に収納された状態で行われる。基板搬送容器として、例えばポッド３が用いられ、該ポッド３にはウェーハ１０が所定枚数、例えば２５枚が収納される。前記ポッド３は、開閉可能な蓋を具備する密閉容器であり、該ポッド３へのウェーハ１０の装填、払出しは、前記蓋を開いて実行される。

前記基板処理装置１の前面には基板授受装置４が設けられ、前記ポッド３は外部搬送装置（図示せず）により前記基板授受装置４に対して搬入搬出が行われる。

前記筐体２の前記基板授受装置４に対峙する部分にはポッド搬入出口５が設けられ、該ポッド搬入出口５を開閉するフロントシャッタ６が設けられており、前記ポッド３は前記フロントシャッタ６を通して前記筐体２内部に搬入搬出される様になっている。

前記筐体２内の前部にはポッド搬送装置７が設けられ、該ポッド搬送装置７は前記ポッド３を保持可能なポッド移載アーム８を具備している。又、該ポッド移載アーム８は昇降、横行（紙面に対して垂直な方向）、進退（紙面の左右方向）可能であり、昇降、横行、進退の協働により前記ポッド３を任意な位置に搬送可能となっている。

前記ポッド搬送装置７に対向し、前記筐体２内の上部にはポッド格納部９が設けられている。該ポッド格納部９は間欠回転可能な複数のポッド収納棚１１を有し、各ポッド収納棚１１毎に複数の前記ポッド３を格納可能となっている。

前記筐体２内の後部下方には、サブ筐体１２が設けられ、該サブ筐体１２は移載室１３を画成する。

前記サブ筐体１２の前壁１４には上下２段にポッドオープナ１５，１５が設けられる。
該ポッドオープナ１５はそれぞれ載置台１６、蓋着脱機構１７を具備し、前記載置台１６上に前記ポッド３が載置され、前記前壁１４に密着され、前記蓋着脱機構１７によって蓋が開閉される様になっている。前記ポッド３の蓋が開放された状態ではポッド３の内部と前記移載室１３が連通状態となる。

前記筐体２内の後部、前記サブ筐体１２の上側には処理炉１８が立設される。該処理炉１８は処理室を気密に画成する反応管、該反応管の周囲に設けられたヒータを具備し、又、前記反応管にはガス供給ライン、排気ラインが連通されており、処理室を加熱すると共に所定の処理圧に維持して、処理ガスの給排を行う様になっている。

前記処理室は下端に前記移載室１３に連通する炉口部を有し、該炉口部は炉口シャッタ１９によって開閉される。

前記移載室１３には前記処理炉１８の下方に、ボートエレベータ２１が設けられ、該ボートエレベータ２１は前記炉口部を気密に閉塞可能なシールキャップ２０を有し、該シールキャップ２０にボート２３が載置可能であり、前記ボートエレベータ２１は前記シールキャップ２０を昇降させることで、前記ボート２３を前記処理室に装脱可能となっている。又、前記ボート２３を前記処理室に装入した状態では、前記シールキャップ２０が前記炉口部を気密に閉塞する。

前記移載室１３には前記ポッドオープナ１５と前記ボートエレベータ２１との間に基板移載機２２が設けられ、該基板移載機２２はウェーハ１０を保持する複数の基板保持プレート（ツイーザ）２４を具備している。該ツイーザ２４は、例えば上下に等間隔で５枚配置され、上下の間隔（ピッチ）は前記ポッド３のウェーハ収納ピッチ、後述するボート２３のウェーハ保持ピッチと同一となっている。

前記基板移載機２２は、前記ツイーザ２４を水平方向に進退可能であり、又昇降可能、垂直軸心中心に回転可能とする構成を具備し、進退、回転、昇降の協動によって前記ツイーザ２４にウェーハ１０を保持し、所望の位置に移載可能となっている。

前記基板処理装置１は制御装置２６を具備しており、該制御装置２６は、例えば前記基板処理装置１の前面に配置される。

図２は、前記制御装置２６の概略を示している。

３０はＣＰＵで代表される制御演算部、３１は表示部、３２は半導体メモリ、ＨＤＤ等の記憶部、３３は圧力制御部、３４は流量制御部、３５は加熱制御部、３６は機構制御部３６を示している。

前記圧力制御部３３によって、前記処理炉１８の処理室の圧力が制御され、前記流量制御部３４によって前記処理室に供給する処理ガス、パージガスのガスの流量、或は前記移載室１３に供給するパージガスの流量が制御され、前記加熱制御部３５によって処理室の温度が所定温度となる様に前記処理炉１８の加熱状態が制御される。前記表示部３１には、基板の処理条件、進行状態等が表示される。又、前記表示部３１をタッチパネルとすることで、入力装置も兼ねさせることができる。

又、前記機構制御部３６は、前記ポッド搬送装置７、前記ポッドオープナ１５、前記ボートエレベータ２１、前記基板移載機２２等の機構部の駆動を制御する。尚、図では省略しているが、前記フロントシャッタ６、前記ポッド格納部９も同様に制御される。

前記記憶部３２には、基板を処理する為のデータ（レシピ）、圧力、ガス流量、温度を制御する為の制御プログラム、機構部を制御する為のシーケンスプログラムが格納されている。尚、該シーケンスプログラムは、後述する様に、基板の装填、払出しについて複数の作動パターンが設定され、又選択可能となっており、選択された作動パターンに従って基板の装填、払出しを行う様になっている。ＣＰＵ３０の動作プログラム等を記憶する記憶媒体としても機能する。尚、前記記憶部３２には、例えば、後述するデータ処理プログラムを格納する。

ＣＰＵ３０は、操作部の中枢を構成し、記憶部３２に記憶された制御プログラムを実行し、入力装置等からの操作指示に従って、記憶部３２に記憶されているレシピ等を実行する。

続いて、基板処理動作について主として図３を用いて説明する。

外部搬送装置（図示せず）によりポッド３が前記基板授受装置４に搬入されると、フロントシャッタ６によりポッド搬入出口５が開放される。ポッド搬送装置７によってポッド３が基板授受装置４から前記ポッド格納部９の空きポッド収納棚１１に搬送される。

フロントシャッタ６が閉じられ、ポッド搬送装置７によりポッド格納部９からポッドオープナ１５にポッド３が搬送される。或は、載置台１６に空きがある場合は、基板授受装置４から直接ポッドオープナ１５に搬送される。

蓋着脱機構１７によってポッド３の蓋が開放される。尚、ボート２３はボートエレベータ２１によって移載室１３に引出され、待機状態となっている。

基板移載機２２のツイーザ２４がポッド３に挿入され、ウェーハ１０がピックアップされてボート２３に移載される（ＳＴＥＰ：０１）。基板移載機２２により、一度に移載されるウェーハ１０の枚数は、端数処理が実行される場合を除き、ツイーザ２４の枚数（例えば５枚）である。

移載はボート２３の上側から順次装填される（ＳＴＥＰ：０２）。

基板移載機２２は、次の移載動作を実行する為に、ポッド３に戻る。基板
移載機２２の戻り動作と平行して、ボート２３が上昇される（ＳＴＥＰ：０３）。上昇量は、ウェーハ１０が装填された分の高さ、例えばウェーハ１０を５枚分装填した高さである。従って、ボート２３でのウェーハ１０のピッチが１０ｍｍであると、上昇量は４０ｍｍとなる。

ウェーハ１０のボート２３への移載と、該ボート２３の上昇は、予定されたウェーハ１０が全て前記ボート２３に移載される迄、繰返し実行される（ＳＴＥＰ：０４〜ＳＴＥＰ：０８）。ウェーハ１０の移載動作中にボート２３の処理炉１８への装入工程が並行して実行されることになり、ウェーハ１０の移載が完了した時は、前記ボート２３の装入も完了した状態となっている（ＳＴＥＰ：０９）。

ボート２３が処理炉１８に完全に装入され、ボート２３で処理炉１８の炉口部が気密に閉塞され、ウェーハ１０が加熱され、温度、圧力、処理ガス導入量の制御が実行され、ウェーハ１０に所要の処理がなされる。

ウェーハ１０の処理が完了すると、ウェーハ１０の払出し作動が開始される。

ボートエレベータ２１によりボート２３が、基板移載機２２による１回分の払出し量だけ降下され、前記ボート２３の下部に装填されているウェーハ１０が払出される。１回分の払出し量としては、５枚のウェーハ１０が払出されるので、最初に５枚のウェーハ１０を払出し得る位置迄降下される。（ＳＴＥＰ：１０）。

基板移載機２２によりウェーハ１０がポッドオープナ１５のポッド３に搬送される。基板移載機２２によりウェーハ１０が搬送されると並行してボート２３が次の払出し分、即ちボートに保持されるウェーハ１０の４ピッチ分、した例では４０ｍｍだけ降下される（ＳＴＥＰ：１１）。

ＳＴＥＰ：１０とＳＴＥＰ：１１の動作が繰返し実行され、ボート２３に装填されたウェーハ１０が全て払出される。

ウェーハ１０の払出し工程に於いても、基板移載機２２のウェーハ搬送と並行してボート２３が降下されるので、該ボート２３の降下動作時間が節約される。

ポッドオープナ１５のポッド３が処理済ウェーハで一杯になると、ポッド搬送装置７により、ポッドオープナ１５から基板授受装置４に搬送され、更に外部搬送装置（図示せず）により搬出される。

次に、図４に示す半導体製造システムにより、本発明の一実施形態を説明する。ＳＥＭＩ（Semiconductor Equipment Materials International）のＳＥＣＳ規格（SEMI Equipment
Communications Standard）に準拠したデータ通信手段を備えた複数の半導体製造装置４１−１、４１−２・・・４１−ｎは、ＭＥＳ（Manufacturing Execution System：製造実行システム）側のホストコンピュータ４２とＬＡＮ４３経由で接続され、ＳＥＣＳ規格形式のメッセージでデータの送受信を行っている。

通常、半導体製造装置４１はプロセス処理終了時にホストコンピュータ４２にプロセス処理中に収集したプロセスデータ（設定値、モニタ値等）を生産情報の一部として送信する。半導体製造装置４１は、装置構成上収集することが出来るロギングアイテムのデータのみを収集し、プロセスデータとしてホストコンピュータ４２に送信する。そのため、成膜する膜種の異なる半導体製造装置では、ホストコンピュータ４２に送信するプロセスデータのロギングアイテムが異なることがある（図５参照）。

本発明においては、後述するデータ処理プログラムを実行することにより、例えば膜種Ａを成膜する半導体製造装置では収集できないロギングアイテムについては、ダミーデータとして、プロセスデータに記憶することとした。これにより、成膜する膜種毎に異なっていたプロセスデータが統一（固定化）されることとなる。図６に示すように、例えば、膜種Ａ、Ｂ、Ｃと共通のプロセスデータ構造を持つ場合について説明する。本実施の形態によれば、成膜する膜種によって収集できない（あるいは収集しない）ロギングアイテムについては、後述するデータ処理プログラムを実行することにより、ダミーデータとして定義することとする。これにより、各半導体製造装置４１が送信するプロセスデータ内のロギングアイテム数を同じにすることができる。また、報告順番も同じにすることができる。

半導体製造装置４１側で定義するダミーデータは、ホストコンピュータ４２が、その定義されたロギングアイテムがダミーデータである事を識別できるように、データ構造を通常のデータと差別化する（例えばダミーデータはリスト０とする）。また、本発明によるプロセスデータの固定化機能の使用、不使用は半導体製造装置のパラメータで切り替えすることが出来る。ここで、リストとはＳＥＣＳ規格で定義されており、ＳＥＣＳ規格のメッセージを構成するアイテム(データ)の一つである。例えば、図７（Ａ）に示すように、リスト２のデータであれば、そのリストの中には２個のアイテム(データ)が入る。そして、図７（Ｂ）に示すように、リスト０の場合は、リストの中にアイテム(データ)はない。つまり、本実施の形態におけるリスト０とは、アイテム(データ)が無い空データを示す。

ここで、本実施の形態におけるデータ処理プログラムの概要を説明する。上述のように、データ処理プログラムは、プロセス(基板処理)終了後に収集したデータをホストコンピュータ４２に送信する前に実行され、収集したデータを予め決められた固定形式のリスト構造に調整する工程と、前記固定形式のリスト構造を送信する工程と、を有する。

また、本実施の形態によれば、予め決められた固定のリスト構造に指定されたアイテム項目は、図５に示すように、「温度設定値」「温度モニタ」「サブヒータモニタ」「ＭＦＣモニタ」「圧力モニタ」「ＡＵＸモニタ」「絶対圧モニタ」「Ｎ２ＰｕｒｇｅＯ２モニタ」「ヒータパワーモニタ」「サブヒータ設定」「サブヒータパワー」である。本実施の形態におけるリスト構造が、この構成に限定されてないのは言うまでもないが、例えば、装置構成または基板処理装置１で処理される膜種によらず同じデータ構造であるのが好ましい。

データ処理プログラムは、基板処理時に収集したデータから、上記に示した各アイテム項目に該当するデータをそれぞれ抽出して、ホストコンピュータ４２側で読み取り可能な固定形式のデータ構造を定義していく。この際、データ処理プログラムは、あるアイテム項目に該当するデータ(数値)が無い場合に、ダミーデータをそのアイテム項目に該当するデータとして定義される。そして、所定のデータ構造が調整される。ここで、前記所定のデータ構造において、ダミーデータが定義された項目データと収集可能なプロセスデータの項目データと識別可能に構成されるようにしてもよい。

また、前記固定型式のデータ構造に整理した前記プロセスデータの送信有無を設定する切替部を備え、装置パラメータで切替可能に構成してもよい。ここで、前記固定型式のデータ構造を形成後すぐに送信してもよいし、ホストコンピュータ４２からの指示を待つように設定してもよい。

本発明の実施の形態に係る操作部は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する操作部を構成することができる。

そして、これらのプログラム（例えばインストーラ）を供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給しても良い。この場合は、例えば、通信ネットワークの掲示板に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供しても良い。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することが出来る。

（本実施の形態における効果）
本実施の形態により、予め決められた固定型式のデータ構造にダミーデータを付加してホストコンピュータへ送信することにより、新たに成膜する膜種に対応した半導体製造装置を増設した場合でも、ホストコンピュータ側の設定変更等の必要がなくなるという効果を奏する。

以上のように、上記実施例では縦型の基板処理装置を用いて説明したが、枚葉方式の基板処理装置にも同様に適用可能である。

また、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。

なお、本発明は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等による酸化膜や窒化膜、金属膜等の種々の膜を形成する成膜処理を行う場合に適用できるほか、プラズマ処理、拡散処理、アニール処理、酸化処理、窒化処理、リソグラフィ処理等の他の基板処理を行う場合にも適用できる。また、本発明は、薄膜形成装置の他、エッチング装置、アニール処理装置、酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、モールド装置、現像装置、ダイシング装置、ワイヤボンディング装置、乾燥装置、加熱装置、検査装置等の他の基板処理装置にも適用できる。また、本発明では、縦型の基板処理装置１００に限らず、横型の基板処理装置や、枚葉式の各種基板処理装置であってもよい。

また、本発明は、本実施形態に係る基板処理装置１００のような半導体ウエハを処理する半導体製造装置等に限らず、ガラス基板を処理するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）製造装置や太陽電池製造装置等の基板処理装置にも適用できる。

＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
一態様によれば、
予め決められた固定形式のデータ構造に調整して、生産情報として収集したプロセスデータを管理装置に報告するデータ処理部を備えた基板処理装置であって、前記データ処理部は、前記データ構造を構成する項目データのうち、前記プロセスデータを収集することが出来ない項目をダミーデータとして前記項目データに定義して前記固定形式のデータ構造に調整して、前記プロセスデータを前記管理装置に送信する基板処理装置が提供される。

（付記２）
更に、
前記固定型式のデータ構造に整理した前記プロセスデータの送信有無を設定する切替部を備えた付記１の基板処理装置が提供される。

（付記３）
更に、
前記データ構造は、装置構成または基板処理装置で処理される膜種によらず同じ構造である付記１または付記２の基板処理装置が提供される。

（付記４）
更に、
前記ダミーデータは、収集可能なプロセスデータの項目データと識別可能に構成される付記１の基板処理装置が提供される。

（付記５）
本発明のさらに他の態様によれば、
予め決められた固定形式のデータ構造に調整して、生産情報として収集したプロセスデータを管理装置に送信するデータ処理工程を行うデータ処理方法であって、前記データ処理工程は、データ構造を構成する項目データのうち、プロセスデータを収集することが出来ない項目をダミーデータとして前記項目データに定義して前記固定形式のデータ構造に調整して、前記プロセスデータを前記管理装置に送信するデータ処理方法が提供される。

（付記６）
本発明のさらに他の態様によれば、
予め決められた固定形式のデータ構造に調整して、生産情報として収集したプロセスデータを管理装置に送信するデータ処理工程を有する行うデータ処理プログラムであって、前記データ処理では、データ構造を構成する項目データのうち、プロセスデータを収集することが出来ない項目をダミーデータとして前記項目データに定義して前記固定形式のデータ構造に調整して、前記プロセスデータを前記管理装置に送信する処理を行うプログラムが提供される。

（付記７）
本発明のさらに他の態様によれば、
基板を処理する基板処理工程と、予め決められた固定形式のデータ構造に調整して、生産情報として収集したプロセスデータを管理装置に送信するデータ処理を行うデータ処理工程と、を有する半導体装置の製造方法であって、前記データ処理工程の際は、前記データ構造を構成する項目データのうち、前記プロセスデータを収集することが出来ない項目をダミーデータとして前記項目データに付加して前記固定形式のデータ構造に調整して、前記プロセスデータを前記管理装置に送信する半導体装置の製造方法が提供される。

２６ 制御装置
３０ ＣＰＵ
３１ 表示部
３２ 記憶部
３３ 圧力制御部
３４ 流量制御部
３５ 加熱制御部
３６ 機構制御部

Claims (1)

1. 予め決められた所定のデータ構造に調整して、生産情報として収集したプロセスデータを管理装置に送信するデータ処理部を備えた基板処理装置であって、
   前記データ処理部は、前記データ構造を構成する項目データのうち、前記プロセスデータを収集することが出来ない項目をダミーデータとして前記項目データに定義して前記所定のデータ構造に調整して、前記プロセスデータを前記管理装置に送信する基板処理装置