JP2015185827A - 基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】液体原料タンク内の液体原料の使用量をモニタすることにより、液体原料タンクの交換時期を把握できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】
基板を収容する処理室と、液体原料を貯留する液体タンクと、前記液体原料の流量を制御する流量制御器を少なくとも含むガス供給系と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、をそれぞれ示すアイコンを有するガスパターンを表示する表示部と、前記液体タンクと前記流量制御器との関連性を設定するパラメータテーブルを少なくとも格納する記憶部と、を有する操作部を備え、前記操作部は、前記液体タンク内の前記液体原料の使用量を、前記パラメータテーブルに設定された換算レートに応じて前記流量制御器で検出される流量を積算した積算値で換算する。
【選択図】図6

Description

本発明は、ウエハ等の基板に、酸化処理、拡散処理、薄膜の生成等の処理を行う基板処理装置に使用する液体原料タンク内の液体原料の使用量をモニタリング可能な基板処理装置に関するものである。
基板処理装置には、液体原料タンクを設置している。この液体原料タンクは液体原料が無くなると交換して使用していた。同一の基板処理装置において、同じ処理プロセスを繰り返し稼働している装置においては、操作者の経験から液体原料タンクの交換時期が予測できるが、異なるプロセスで稼働する場合や、経験の浅い操作者の場合、基板処理中に液体原料が無くなり、プロセスが異常終了する恐れがある。また、液体原料の残量がまだあるにもかかわらず、事前に原料タンクを交換することによって、メンテナンス間隔が短くなり、装置の稼働率に影響を与える恐れがあった。
特開2010−129956号公報
本発明は、斯かる実情に鑑み、液体原料タンク内の液体原料の使用量をモニタすることにより、液体原料タンクの交換時期を把握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、基板を収容する処理室と、液体原料を貯留する液体タンクと、前記液体原料の流量を制御する流量制御器を少なくとも含むガス供給系と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、をそれぞれ示すアイコンを有するガスパターンを表示する表示部と、
前記液体タンクと前記流量制御器との関連性を設定するパラメータテーブルを少なくとも格納する記憶部と、
を有する操作部を備え、
前記操作部は、前記液体タンク内の前記液体原料の使用量を、前記パラメータテーブルに設定された換算レートに応じて前記流量制御器で検出される流量を積算した積算値で換算する基板処理装置が提供される。
本発明にかかる基板処理装置によれば、液体タンクの交換時期を液体原料の使用量のモニタ値またはアラーム等で知ることが可能となる。また、液体タンク内の液体原料の使用量のモニタ値を複数の値で監視可能であるため、液体タンクに付属する他の部品(フィルタ、バルブ等)の交換時期やクリーニング時期も液体タンクと並行して監視することができる。更に、MFCと液体タンクの関連付けを表示することにより、パラメータ設定の内容が一目で確認することが可能となる。
本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の概要構成図である。 本発明の一実施形態にかかる制御手段CNTの構成例である。 本発明の一実施形態にかかるMFCの流量のモニタ値のメモリテーブルの設定例である。 本発明の一実施形態にかかる部品ごとのアラート、アラーム値の設定するメモリテーブルの例である。 本発明の一実施形態にかかる液体タンクとMFCと換算レートとのメモリテーブルの設定例である。 図5で設定した、MFCと液体タンクとの関連付けをアイコンにより示したものである。
<本発明の一実施形態>
以下に、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の構成及び動作について説明する。
(1)基板処理装置の構成
まず、本発明の一実施形態にかかる基板処理装置の構成について、図1を用いて説明する。図1は、本発明の一実施形態にかかるクラスタ型基板処理装置の概要構成図である。本実施形態にかかるクラスタ型基板処理装置は、真空側と大気側とに分れている。
(真空側の構成)
クラスタ型基板処理装置の真空側には、真空気密可能な真空搬送室(トランスファチャンバ)TMと、予備室としてのバキュームロックチャンバ(ロードロック室)VL1、VL2と、基板としてのウエハWを処理する処理室を備えた処理炉としてのプロセスチャンバPM1、PM2と、ウエハWを冷却する冷却チャンバCS1、CS2と、が設けられている。バキュームロックチャンバVL1、VL2、プロセスチャンバPM1、PM2、冷却チャンバCS1、CS2は、真空搬送室TMの外周に星状(クラスタ状)に配置されている。
真空搬送室TMは、真空状態などの大気圧未満の圧力(負圧)に耐えることが出来るロードロックチャンバ構造に構成されている。なお、本発明の一実施形態においては、真空搬送室TMの筐体は、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。
真空搬送室TM内には、真空搬送機構としての真空ロボットVRが設けられている。真空ロボットVRは、バキュームロックチャンバVL1、VL2、プロセスチャンバPM1、PM2、冷却チャンバCS1、CS2との間で、ウエハWの搬送を基板載置部であるアームに載せることで相互に行なう。なお、真空ロボットVRは、エレベータEVによって、真空搬送室TMの機密性を維持しつつ昇降できるようになっている。また、バキュームロックチャンバVL1、VL2、プロセスチャンバPM1、PM2、及び冷却チャンバCS1、CS2の前の所定の位置(ゲートバルブ近傍)には、ウエハWの有無を検知する基板検知手段としてのウエハ有無センサ(図示しない)が設置されている。
プロセスチャンバPM1、PM2は、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法又はPVD(Physical Vapor Deposition)法によりウエハW上に薄膜を形成する工程、あるいはウエハW表面に酸化膜又は窒化膜を形成する工程、あるいはウエハW上に金属箔膜を形成する工程を実施して、ウエハWに付加価値を与えるように構成されている。プロセスチャンバPM1、PM2には、図示しないガス導入・排気機構、およびプラズマ放電機構に加え、図1に示すプロセスチャンバ内へ供給する処理ガスの流量を制御する流量制御器であるマスフローコントローラ(MFC)11、プロセスチャンバ内の圧力を制御するオートプレッシャコントローラ(APC)12、プロセスチャンバ内の温度を制御する温度調整器13、処理ガスの供給や排気用バルブのオン/オフを制御するための入出力バルブI/O14、などが設けられる。ガス排気機構によりプロセスチャンバPM1、PM2内(処理室内)を排気しつつ、ガス導入機構により処理室内に処理ガスを供給すると共に、プラズマ放電機構に高周波電力を供給して処理室内にプラズマを生成することで、ウエハWの表面が処理されるように構成されている。
バキュームロックチャンバVL1、VL2は、真空搬送室TM内へウエハWを搬入するための予備室として、あるいは真空搬送室TM内からウエハWを搬出するための予備室として機能する。バキュームロックチャンバVL1、VL2の内部には、基板の搬入搬出用にウエハWを一時的に支持するためのバッファステージST1、ST2が、それぞれ設けられている。
バキュームロックチャンバVL1、VL2は、それぞれゲートバルブG1、G2を介して真空搬送室TMと連通可能に構成されており、また、それぞれゲートバルブG3、G4を介して後述する大気搬送室LMと連通可能に構成されている。したがって、ゲートバルブG1、G2を閉じたまま、ゲートバルブG3、G4を開けることにより、真空搬送室TM内の真空気密を保持したまま、バキュームロックチャンバVL1、VL2と大気搬送室LMとの間でウエハWの搬送を行うことが可能である。
また、バキュームロックチャンバVL1、VL2は、真空状態などの大気圧未満の負圧に耐えることが出来るロードロックチャンバ構造として構成されており、その内部をそれぞれ真空排気することが可能となっている。したがって、ゲートバルブG3、G4を閉じてバキュームロックチャンバVL1、VL2の内部を真空排気した後で、ゲートバルブG3、G4を開けることにより、真空搬送室TM内の真空状態を保持したまま、バキュームロックチャンバVL1、VL2と真空搬送室TMとの間で、ウエハWの搬送を行うことが可能となっている。
冷却チャンバCS1、CS2は、ウエハWを格納して冷却させるように機能する。冷却チャンバCS1、CS2も、その内部を真空排気することが可能となっている。なお、冷却チャンバCS1、CS2と真空搬送室TMとの間にも、ゲートバルブがそれぞれ設けられている。
(大気側の構成)
一方、クラスタ型基板処理装置の大気側には、バキュームロックチャンバVL1、VL2に接続された大気搬送室としての大気搬送室LMと、この大気搬送室LMに接続された基板収容部としてのロードポートLP1〜LP3と、が設けられる。ロードポートLP1〜LP3上には、基板収納容器としてのポッドPD1〜PD3が載置されるようになっている。ポッドPD1〜PD3内には、ウエハWをそれぞれ収納する収納部としてのスロットが複数設けられている。
大気搬送室LMには、図示しないが、大気搬送室LM内にクリーンエアを供給するためのクリーンエアユニットが設けられている。
大気搬送室LM内には、大気搬送機構としての1台の大気ロボットARが設けられている。大気ロボットARは、バキュームロックチャンバVL1、VL2とロードポートLP1〜LP3上に載置されたポッドPD1〜PD3との間で、基板としてのウエハWの搬送を相互に行なうようになっている。大気ロボットARも、真空ロボットVRと同様に基板載置部であるアームを有する。また、大気搬送室LMの前の所定の位置(ゲートバルブ近傍)にも、同様に、ウエハWの有無を検知する基板検知手段としてのウエハ有無センサ(図示しない)が設置されている。
なお、大気搬送室LM内には、基板位置補正装置として、ウエハWの結晶方位の位置合わせ等を行うためのオリフラ(Orientation Flat)合わせ装置OFAが設けられている。
(制御手段の構成)
クラスタ型基板処理装置の各構成部は、制御手段CNTにより制御される。図2に、制御手段CNTの構成例を示す。制御手段CNTは、統合制御部としての統括制御コントローラ(CC)90と、処理炉制御部としてのプロセスモジュールコントローラ(PMC1)91と、処理炉制御部としてのプロセスモジュールコントローラ(PMC2)92と、操作員による操作を受け付ける第1の操作部(OU)100と、を備えている。
プロセスモジュールコントローラ(PMC1、PMC2)91、92は、プロセスチャンバPM1、PM2にそれぞれ接続されて、プロセスチャンバPM1、PM2の動作を個別に制御するように構成されている。具体的には、プロセスモジュールコントローラ91、92は、プロセスチャンバPM1、PM2が備えるMFC11、APC12、温度調整器13、入出力バルブI/O14等にそれぞれ接続されている。そして、プロセスモジュールコントローラ91、92は、プロセスチャンバPM1、PM2へのガス導入・排気機構、温度制御・プラズマ放電機構、冷却チャンバCS1、CS2の冷却機構等の各動作をそれぞれ制御するように構成されている。
統括制御コントローラ(CC)90は、LAN回線80を介してプロセスモジュールコントローラ91、92にそれぞれ接続可能に構成され、プロセスモジュールコントローラ91、92を介してプロセスチャンバPM1、PM2の動作を統合的に制御するように構成されている。また、統括制御コントローラ90は、真空ロボットVR、大気ロボットAR、ゲートバルブG1〜G4、バキュームロックチャンバVL1、VL2に、それぞれ接続されている。そして、統括制御コントローラ90は、真空ロボットVR及び大気ロボットARの動作、ゲートバルブG1〜G4の開閉動作、バキュームロックチャンバVL1、VL2内部の排気動作を制御するように構成されている。また、統括制御コントローラ90は、上述のウエハ有無センサ(図示しない)にそれぞれ接続されており、ウエハ有無センサからの検知信号に基づいて、基板処理装置内のウエハWの位置を示す位置情報を作成して随時更新するように構成されている。そして、統括制御コントローラ90は、ウエハWをポッドPD1〜PD3の内のどのスロットに収納するかをそれぞれ指定する収納情報と前記位置情報とに加え、ウエハWについてのプロセス処理状況、ウエハWを識別するためのウエハID、ウエハWに対して実施するレシピ等のデータに基づいて、搬送手段としての真空ロボットVR、大気ロボットAR、ゲートバルブG1〜G4等の動作を制御するように構成されている。
第1の操作部(OU)100は、LAN回線80を介して統括制御コントローラ90及びプロセスモジュールコントローラ91、92にそれぞれ接続可能に構成されている。第1の操作部100は、CPU、メモリ、通信インタフェース、ハードディスクを備えた汎用のコンピュータとして構成されている。第1の操作部100のハードディスクには、システム全体総括制御用プログラム、PM1操作用プログラム、PM2操作用プログラム等が格納されている。システム全体総括制御用プログラムは、第1の操作部100のハードディスクからメモリに読み出され、CPUにより実行されることにより、統括制御コントローラ90に動作命令(メッセージ)を送信すると共に、統括制御コントローラ90から動作報告(メッセージ)を受信する機能を第1の操作部100に実現するように構成されている。また、PM1操作用プログラム、PM2操作用プログラムは、第1の操作部100のハードディスクからメモリに読み出され、CPUにより実行されることにより、統括制御コントローラ90を介してプロセスモジュールコントローラ91、92に動作命令(メッセージ)を送信すると共に、統括制御コントローラ90を介してプロセスモジュールコントローラ91、92から動作報告(メッセージ)を受信する機能を第1の操作部100に実現するように構成されている。その他、第1の操作部100は、モニタ表示、ロギングデータ、アラーム解析、パラメータ編集などの画面表示・入力受付機能を担うように構成されている。
<本発明の実施の形態>
本発明の実施の形態について、図3〜図6を用いて説明する。 図3には、部品ごとに交換時期やクリーニング時期を監視するためのマスフローコントローラの流量のモニタ値のメモリテーブルの設定例を示している。この例では、部品情報No.1の部品が、タンク1内の液体原料の使用積算量が10リットルになったら交換時期或いはクリーニング時期に来たと判断できるように設定したものである。また、部品情報No.2の部品の場合は、タンク1内の液体原料の使用積算量が20リットル、部品情報No.3の部品の場合は、タンク2内の液体原料の使用積算量が50リットルになったらそれぞれ交換時期或いはクリーニング時期に来たと判断できるように設定したものである。この場合、マスフローコントローラの流量を監視して、流量の増分を積算していく。この情報は、部品情報モニタとして保持しておく。
また、モニタしている積算値をリセットする機能も備えている。部品情報のモニタ値は、部品情報No.毎にリセット及び値の変更が可能である。例えば、部品情報No.1のモニタ値が10リットルになったら、部品No.1を交換し、積算値をリセットする。また、モニタ値を部品情報Noごとに変更することも可能である。
図4には、部品ごとのアラート(警告)、アラーム(エラー、故障)値の設定するメモリテーブルの例を示している。この例では、部品No.1については、タンク1の使用量の積算値が100リットルに達したらアラート(警告)を出力し、150リットルに達したらアラーム(エラー、故障)を出力する。部品No.2については、タンク1の使用量の積算値が200リットルに達したらアラート(警告)を出力し、210リットルに達したらアラーム(エラー、故障)を出力する。
部品No.3については、タンク2の使用量の積算値が50リットルに達したらアラート(警告)を出力し、60リットルに達したらアラーム(エラー、故障)を出力する。
図5には、液体タンクとMFC(流量制御器)と換算レートとのメモリテーブルの設定例を示し、図6には、図5で設定した、MFC(流量制御器)と液体タンクとの関連付けをアイコンにより示したものである。
図6に示すように、液体タンクT1の上流側にはバルブV2、第1のマスフローコントローラ(MFC)M1、バルブV1の順で接続され、液体タンクT1の下流側は処理室PM1やPM2へ接続されている。液体タンクT1の上流側には更に、バルブV4、第2のマスフローコントローラ(MFC)M2、バルブV3の順で接続されている。また、液体タンクT2の上流側にはバルブV6、第3のマスフローコントローラ(MFC)M3、バルブV5の順で接続され、液体タンクT2の下流側は処理室PM1やPM2へ接続されている。
前述の液体タンクT1、T2の中には液体原料が入っており、この液体原料がMFCからの気体に押し出されて、気化器を通りPM1、PM2に供給される。或いは、気体を液体タンクT1、T2に入れ気泡状態にして、PM1、PM2に供給される。液体原料が基板処理に使用され、無くなると新たな液体タンクと交換する。基板処理において、同じ処理プロセスを繰り返し稼働している場合には、経験から液体タンクの交換時期が予測できるが、そうでない場合は、基板処理中に液体原料が無くなり、基板処理が異常終了する恐れがある。また、まだ液体タンク内に液体原料の残量があるにもかかわらず、交換することは、メンテナンスの間隔が短くなり、装置の稼働率に影響を与える恐れがある。
そこで、液体タンク内の液体原料の使用量をモニタリングすることにより、液体タンクの交換時期が分かるような方法とした。まず、図5に示すパラメータ設定例の様に、マスフローコントローラ(MFC)1は、タンク1と関連し、換算レートは50%である。また、マスフローコントローラ2は、タンク1と関連し、換算レートは50%である。さらに、マスフローコントローラ3は、タンク2と関連し、換算レートは80%である。とパラメータ設定する。このような設定例の場合は、タンク1内の液体原料の使用量は、MFC1とMFC2の流量の50%の和であり、タンク2内の液体原料の使用量は、MFC3の流量の80%がそれぞれのタンク内の液体原料の使用量と換算する。
この例では、マスフローコントローラM1(MFC1)はタンク1(T1)と関連しており、更にマスフローコントローラM2(MFC2)はタンク1(T1)と関連しており、MFC1の流量の50%の和がタンク1の使用量となる。また、マスフローコントローラM3(MFC3)はタンク2(T2)と関連しており、MFC3の流量の80%の量がタンク2の使用量となる。
関連のあるMFCと液体タンクを同じ模様で表示し、MFCの模様の面積は換算値を表している。
以上の方法により、液体タンクの交換時期を液体原料の使用量のモニタ値またはアラーム等で知ることが可能となる。また、液体タンク内の液体原料の使用量のモニタ値を複数の値で監視可能であるため、液体タンクに付属する他の部品(フィルタ、バルブ等)の交換時期やクリーニング時期も液体タンクと並行して監視することができる。更に、MFCと液体タンクの関連付けを表示することにより、パラメータ設定の内容が一目で確認することができる。
上記では基板処理装置の一例として半導体製造装置を示しているが、半導体製造装置に限らず、LCD装置のようなガラス基板を処理する装置であってもよい。また、基板処理の具体的内容は不問であり、成膜処理だけでなく、アニール処理、酸化処理、窒化処理、拡散処理等の処理であってもよい。また、成膜処理は、例えばCVD、PVD、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理であってもよい。
以上のように、上記実施例ではクラスタ型の基板処理装置を用いて説明したが、縦型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、ALD(Atomic Layer 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、クラスタ型の基板処理装置100に限らず、枚葉方式、横型の基板処理装置や、縦型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>
基板を収容する処理室と、液体原料を貯留する液体タンクと、前記液体原料の流量を制御する流量制御器を少なくとも含むガス供給系と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、をそれぞれ示すアイコンを有するガスパターンを表示する表示部と、
前記液体タンクと前記流量制御器との関連性を設定するパラメータテーブルを少なくとも格納する記憶部と、
を有する操作部を備え、
前記操作部は、前記液体タンク内の前記液体原料の使用量を、前記パラメータテーブルに設定された換算レートに応じて前記流量制御器で検出される流量を積算した積算値で換算する基板処理装置。
<付記2>
更に、前記操作部は、前記パラメータテーブルに基づいて前記液体タンクと前記流量制御器をそれぞれ示すアイコンを所定の色に設定し、前記パラメータテーブルで指定された換算レートに応じて前記流量制御器を示すアイコンを所定の色に変化させて前記ガスパターンに表示する付記1の基板処理装置。
<付記3>
更に、前記液体原料の使用量又は前記流量制御器の流量積算値を監視するモニタテーブルを有し、前記モニタテーブルは、書き換え可能に構成されている付記1の基板処理装置。
<付記4>
更に、前記記憶部は、前記液体タンク内の前記液体原料の使用量または前記流量制御器の積算値の閾値を設定するエラー設定テーブルを有し、前記操作部は、前記モニタテーブルで指定されたモニタ値(流量積算値)が前記エラー設定テーブルに設定された設定値を越えた場合にエラーを通知する付記3の基板処理装置。
<付記5>
更に、基板を収容する処理室と、液体原料を貯留する液体タンクと、前記液体原料の流量を制御する流量制御器を少なくとも含むガス供給系と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、をそれぞれ示すアイコンを有するガスパターンを表示し、
前記液体タンクと前記流量制御器との関連性を設定するパラメータテーブルを少なくとも格納し、
前記液体タンク内の前記液体原料の使用量を、前記パラメータテーブルに設定された換算レートに応じて前記流量制御器で検出される流量を積算した積算値で換算して表示するガスパターン表示方法。
<付記6>
更に、基板を収容する処理室と、液体原料を貯留する液体タンクと、前記液体原料の流量を制御する流量制御器を少なくとも含むガス供給系と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、をそれぞれ示すアイコンを有するガスパターンを表示し、
前記液体タンクと前記流量制御器との関連性を設定するパラメータテーブルを少なくとも格納し、
前記液体タンク内の前記液体原料の使用量を、前記パラメータテーブルに設定された換算レートに応じて前記流量制御器で検出される流量を積算した積算値で換算して表示する表示プログラム。
100 操作部
M1 MFC
M2 MFC
M3 MFC
T1 液体タンク
T2 液体タンク
55 操作部
CNT 制御手段

Claims (1)

  1. 基板を収容する処理室と、液体原料を貯留する液体タンクと、前記液体原料の流量を制御する流量制御器を少なくとも含むガス供給系と、前記処理室内の雰囲気を排気する排気系と、をそれぞれ示すアイコンを有するガスパターンを表示する表示部と、
    前記液体タンクと前記流量制御器との関連性を設定するパラメータテーブルを少なくとも格納する記憶部と、
    を有する操作部を備え、
    前記操作部は、前記液体タンク内の前記液体原料の使用量を、前記パラメータテーブルに設定された換算レートに応じて前記流量制御器で検出される流量を積算した積算値で換算する基板処理装置。
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