JP2021012910A - 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体 Download PDF

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Abstract

【課題】基板毎の処理均一性の向上させる【解決手段】基板を処理する複数の基板処理装置と、複数の基板処理装置にそれぞれ設けられ基板処理装置を制御する第1制御部と、第1制御部から複数種類のデータを受信する中継部と、中継部からデータを受信する第2制御部と、を有し、中継部は、データの種類毎と第1制御部毎のいずれか又は両方の第2制御部へのデータの送信間隔を変更する技術。【選択図】図1

Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置の一態様としては、例えばリアクタを有するモジュールを備えた装置がある(例えば、特許文献1参照)。このような基板処理装置においては、装置稼働情報等をディスプレイ等で構成される入出力装置に表示して、装置管理者が確認し得るようにしている。
特開2017―103356号公報
本開示は、基板処理装置について効率のよい管理を実現するための技術を提供する。
一態様によれば、
基板を処理する複数の基板処理装置と、複数の基板処理装置にそれぞれ設けられ基板処理装置を制御する第1制御部と、第1制御部から複数種類のデータを受信する中継部と、中継部からデータを受信する第2制御部と、を有し、中継部は、データの種類毎と第1制御部毎のいずれか又は両方の第2制御部へのデータの送信間隔を変更する技術が提供される。
本開示に係る技術によれば、基板処理装置について効率のよい管理を行うことが可能になる。
基板処理システムにおけるネットワークの概略構成図である。 基板処理システムの概略構成図である。 基板処理装置の概略構成図である。 ガス供給部を説明する図である。 コントローラの概略構成図である。 データ種別毎の重要度設定テーブルの例である。 データ種別毎の割り込み可否設定テーブルの例である。 データ種別・重要度と負荷レベル毎の送信間隔の設定テーブルの例である。 データ種別毎の送信先設定テーブル例である。 データ種別毎の送信先設定テーブル例である。 基板処理のフロー図例である。 負荷データによる送信間隔変更処理のフロー図例である。
以下に本開示の実施の形態について説明する。
<一実施形態>
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、本開示が解決する課題について記す。複数の基板処理装置を運用する際に、少なくとも以下の課題を生じる場合がある。
(a)複数の基板処理装置を一つの操作部で操作する場合に、操作部に多大な負荷を与えることがある。この負荷により、操作部の処理の遅延、処理一時停止、等が生じることがある。なお、この様な現象は、取り扱うデータの量が、各部を接続する信号線のデータの送信速度/受信速度、記憶装置の容量、メモリの容量、各部の演算速度、等よりも多くなった時に発生する。基板処理装置で扱うデータ量は、増大する傾向にあり、単純に各部の性能を上げただけでは、解決できない課題がある。
このような課題に対して、本開示の基板処理システムは、以下に記す様に構成されている。
(1)基板処理システムの構成
一実施形態に係る基板処理システムの概略構成を、図1、図2、図3、図4、図5を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る基板処理システムにおけるネットワークの概略構成例を示す図である。図2は基板処理システムの構成例である。図3は本実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す横断面図である。図4は本実施形態に係る基板処理装置のガス供給系の概略構成図である。図5は、基板処理装置に設けられた各部と第1制御部260との接続関係を示す概略構成図である。
図1において、基板処理システム1000は、複数の基板処理装置100(例えば、100a,100b,100c,100d)を有する。基板処理装置100には、それぞれ、第1制御部260(260a,260b,260c,260d)と、第3制御部280(280a,280b,280c,280d)と、データ送受信部285(285a,285b,285c,285d)を有する。第1制御部260は、第3制御部280を介して、基板処理装置100の各部の操作を実行可能に構成される。また、第1制御部260は、データ送受信部285とデータ送受信部285に接続されたシステム内ネットワーク268を介して、他の基板処理装置100の第1制御部260や第2制御部(操作部)274、中継部275、等と送受信可能に構成される。第3制御部280は、基板処理装置100に設けられた各部の動作を制御可能に構成される。第1制御部260と第3制御部280とデータ送受信部285はそれぞれ相互に通信可能に構成される。
次に、基板処理システム1000の概略構成について、図2を用いて説明する。
(2)基板処理システムの構成
基板処理システム1000は、少なくとも、基板処理装置100(例えば、100a,100b,100c,100d)を有する。また、基板処理システム1000は、図2に示す様に、IOステージ1001、大気搬送室1003、ロードロック(L/L)1004、真空搬送室1006、等を有していても良い。以下にこれらの構成についてそれぞれ説明する。なお、図2の説明においては、前後左右は、X1方向が右、X2方向が左、Y1方向が前、Y2方向が後とする。
(大気搬送室・IOステージ)
基板処理システム1000の手前には、IOステージ(ロードポート)1001が設置されている。IOステージ1001上には複数のポッド1002が搭載されている。ポッド1002は基板200を搬送するキャリアとして用いられ、ポッド1002内には、未処理の基板200や処理済の基板200がそれぞれ水平姿勢で複数格納されるように構成されている。
ポッド1002はポッドを搬送する搬送ロボット(不図示)によって、IOステージ1001に搬送される。
IOステージ1001は大気搬送室1003に隣接する。大気搬送室1003は、IOステージ1001と異なる面に、後述するロードロック室1004が連結される。
大気搬送室1003内には基板200を移載する第1搬送ロボットとしての大気搬送ロボット1005が設置されている。
(ロードロック(L/L)室)
ロードロック室1004は大気搬送室1003に隣接する。L/L室1004内の圧力は、大気搬送室1003の圧力と真空搬送室1006の圧力に合わせて変動するため、負圧に耐え得る構造に構成されている。
(真空搬送室)
複数の基板処理装置100のそれぞれは、負圧下で基板200が搬送される搬送空間となる搬送室としての真空搬送室(トランスファモジュール:TM)1006を備えている。TM1006を構成する筐体1007は平面視が五角形に形成され、五角形の各辺には、L/L室1004及び基板200を処理する基板処理装置100が連結されている。TM1006の略中央部には、負圧下で基板200を移載(搬送)する第2搬送ロボットとしての真空搬送ロボット1008が設置されている。なお、ここでは、真空搬送室1006を五角形の例を示すが、四角形や六角形などの多角形であっても良い。
TM1006内に設置される真空搬送ロボット1008は、独立して動作が可能な二つのアーム1009と1010を有する。真空搬送ロボット1008は、上述のコントローラ260により制御される。
ゲートバルブ(GV)149は、図2に示されているように、基板処理装置100毎に設けられる。具体的には、基板処理装置100aとTM1006との間にはゲートバルブ149aが、基板処理装置100bとの間にはGV149bが設けられる。基板処理装置100cとの間にはGV149cが、基板処理装置100dとの間にはGV149dが設けられる。
各GV149によって解放・閉鎖することで、各基板処理装置100に設けられた基板搬入出口1480を介した基板200の出し入れを可能とする。
次に、基板処理装置100の概略構成について、図3を用いて説明する。
(3)基板処理装置の構成
基板処理装置100は、例えば、基板200に絶縁膜を形成するユニットであり、図3に示されているように、枚葉式基板処理装置として構成されている。ここでは、基板処理装置100a(100)について説明する。他の基板処理装置100b,100c,100dについては同様の構成のため説明を省略する。基板処理装置100に設けられる各部は、基板200を処理する処理遂行部の一つとして構成される。
図3に示すとおり、基板処理装置100は処理容器202を備えている。処理容器202は、例えば水平断面が円形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、処理容器202は、例えばアルミニウム(Al)やステンレス(SUS)などの金属材料または、石英により構成されている。処理容器202内には、基板としてのシリコンウエハ等の基板200を処理する処理室201と、移載室203が形成されている。処理容器202は、上部容器202aと下部容器202bで構成される。上部容器202aと下部容器202bの間には仕切部204が設けられる。上部容器202aに囲まれた空間であって、仕切部204よりも上方の空間を処理室201と呼ぶ。また、下部容器202bに囲まれた空間であって、ゲートバルブ149付近を移載室203と呼ぶ。
下部容器202bの側面には、ゲートバルブ149に隣接した基板搬入出口1480が設けられており、基板200は基板搬入出口1480を介して図示しない搬送室と移載室203との間を移動する。下部容器202bの底部には、リフトピン207が複数設けられている。更に、下部容器202bは接地されている。
処理室201内には、基板200を支持する基板支持部210が設けられている。基板支持部210は、基板200を載置する載置面211と、載置面211を表面に持つ載置台212、加熱部としてのヒータ213を主に有する。基板載置台212には、リフトピン207が貫通する貫通孔214が、リフトピン207と対応する位置にそれぞれ設けられている。また、基板載置台212には、基板200や処理室201にバイアスを印加するバイアス電極256が設けられていても良い。ここで、ヒータ213には、温度制御部400が接続され、温度制御部400によってヒータ213の温度が制御される。なお、ヒータ213の温度情報は、温度制御部400から第3制御部280に送信可能に構成される。また、バイアス電極256は、バイアス調整部257に接続され、バイアス調整部257によって、バイアスが調整可能に構成される。また、バイアス調整部257は、第3制御部280との間でバイアスデータを送受信可能に構成される。
基板載置台212はシャフト217によって支持される。シャフト217は、処理容器202の底部を貫通しており、更には処理容器202の外部で昇降部218に接続されている。昇降部218を作動させてシャフト217及び支持台212を昇降させることにより、基板載置面211上に載置される基板200を昇降させることが可能となっている。なお、シャフト217下端部の周囲はベローズ219により覆われており、処理室201内は気密に保持されている。なお、昇降部218は、第3制御部280との間で、基板載置台212の高さデータ(位置データ)を送受信可能に構成されていても良い。なお、基板載置台212の位置は、少なくとも2つ以上設定可能に構成される。例えば、第1処理位置と第2処理位置である。なお、第1処理位置や第2処理位置は、それぞれ調整可能に構成されている。
基板載置台212は、基板200の搬送時には、ウエハ移載位置に移動し、基板200の第1処理時には図3の実線で示した第1処理位置(ウエハ処理位置)に移動する。また、第2処理時には、図3の破線で示した第2処理位置に移動する。なお、ウエハ移載位置は、リフトピン207の上端が、基板載置面211の上面から突出する位置である。
具体的には、基板載置台212をウエハ移載位置まで下降させた時には、リフトピン207の上端部が基板載置面211の上面から突出して、リフトピン207が基板200を下方から支持するようになっている。また、基板載置台212をウエハ処理位置まで上昇させたときには、リフトピン207は基板載置面211の上面から埋没して、基板載置面211が基板200を下方から支持するようになっている。なお、リフトピン207は、基板200と直接触れるため、例えば、石英やアルミナなどの材質で形成することが望ましい。
(排気系)
処理室201(上部容器202a)の側面側には、処理室201の雰囲気を排気する第1排気部としての第1排気口221が設けられている。第1排気口221には排気管224aが接続されており、排気管224aには、処理室201内を所定の圧力に制御するAPC等の圧力調整器227と真空ポンプ223が順に直列に接続されている。主に、第1排気口221、排気管224a、圧力調整器227により第一の排気系(排気ライン)が構成される。なお、真空ポンプ223も第一の排気系の構成としても良い。また、移載室203の側面側には、移載室203の雰囲気を排気する第2排気口1481が設けられている。また、第2排気口1481には排気管148が設けられている。排気管148には、圧力調整器228が設けられ、移載室203内の圧力を所定の圧力に排気可能に構成されている。また、移載室203を介して処理室201内の雰囲気を排気することもできる。また、圧力調整器227は、圧力データや、弁開度のデータを第3制御部280と送受信可能に構成される。また、真空ポンプ223は、ポンプのON/OFFデータや負荷データ等を第3制御部280に送信可能に構成される。
(ガス導入口)
処理室201の上部に設けられるシャワーヘッド234の上面(天井壁)には、蓋231が設けられている。蓋231には処理室201内に各種ガスを供給するためのガス導入口241が設けられている。ガス供給部であるガス導入口241に接続される各ガス供給ユニットの構成については後述する。
(ガス分散ユニット)
ガス分散ユニットとしてのシャワーヘッド234は、バッファ室232、分散板244aを有する。なお、分散板244aは、第1活性化部としての第1電極244bとして構成されていても良い。分散板244aには、ガスを基板200に分散供給する孔234aが複数設けられている。シャワーヘッド234は、ガス導入口241と処理室201との間に設けられている。ガス導入口241から導入されるガスは、シャワーヘッド234のバッファ室232(分散部とも呼ぶ。)に供給され、孔234aを介して処理室201に供給される。
なお、分散板244aを第1電極244bとして構成した場合は、第1電極244bは、導電性の金属で構成され、処理室201内のガスを励起するための活性化部(励起部)の一部として構成される。第1電極244bには、電磁波(高周波電力やマイクロ波)が供給可能に構成されている。なお、蓋231を導電性部材で構成する際には、蓋231と第1電極244bとの間に絶縁ブロック233が設けられ、蓋231と第1電極部244bの間を絶縁する構成となる。
(活性化部(プラズマ生成部))
活性化部としての第1電極244bが設けられている場合の構成について説明する。活性化部としての第1電極244bには、整合器251と高周波電源部252が接続され、電磁波(高周波電力やマイクロ波)が供給可能に構成されている。これにより、処理室201内に供給されたガスを活性化させることができる。また、第1電極244bは、容量結合型のプラズマを生成可能に構成される。具体的には、第1電極244bは、導電性の板状に形成され、上部容器202aに支持されるように構成される。活性化部は、少なくとも第1電極244b、整合器251、高周波電源部252で構成される。なお、第1電極244bと高周波電源252との間に、インピーダンス計254を設けても良い。インピーダンス計254を設けることによって、測定されたインピーダンスに基づいて、整合器251、高周波電源252をフィードバック制御することができる。また、高周波電源252は、電力データを第3制御部280と送受信可能に構成され、整合器251は、整合データ(進行波データ、反射波データ)を第3制御部280と送受信可能に構成され、インピーダンス計254は、インピーダンスデータを第3制御部280と送受信可能に構成される。
(供給系)
ガス導入口241には、共通ガス供給管242が接続されている。共通ガス供給管242は、管の内部で連通しており、共通ガス供給管242から供給されるガスは、ガス導入口241を介してシャワーヘッド234内に供給される。
共通ガス供給管242には、図4に示す、ガス供給部が接続される。ガス供給部は、第1ガス供給管113a、第2ガス供給管123a、第3ガス供給管133aが接続されている。
第1ガス供給管113aを含む第1ガス供給部からは第1元素含有ガス(第1処理ガス)が主に供給される。また、第2ガス供給管123aを含む第2ガス供給部からは主に第2元素含有ガス(第2処理ガス)が供給される。また、第3ガス供給管133aを含む第3ガス供給部からは主に第3元素含有ガスが供給される。
(第1ガス供給部)
第1ガス供給管113aには、上流方向から順に、第1ガス供給源113、流量制御器(流量制御部)であるマスフローコントローラ(MFC)115、及び開閉弁であるバルブ116が設けられている。
第1ガス供給管113aから、第1元素含有ガスが、MFC115、バルブ116、共通ガス供給管242を介してシャワーヘッド234に供給される。
第1元素含有ガスは、処理ガスの一つである。第1元素含有ガスはシリコン(Si)を含むガスであり、例えば、ヘキサクロロジシラン(SiCl、略称:HCDS)、等のガスである。
第1ガス供給部は、主に、第1ガス供給管113a、MFC115、バルブ116により構成される。
更には、第1ガス供給源113、第1ガスを活性化させるリモートプラズマユニット(RPU)180aのいずれか若しくは両方を第1ガス供給部に含めて考えてもよい。
(第2ガス供給部)
第2ガス供給管123aには、上流方向から順に、第2ガス供給源123、MFC125、バルブ126が設けられている。
第2ガス供給管123aからは、第2元素含有ガスが、MFC125、バルブ126、共通ガス供給管242を介して、シャワーヘッド234内に供給される。
第2元素含有ガスは、処理ガスの一つである。第2元素含有ガスは窒素(N)を含むガスであり、例えばアンモニア(NH)ガスや、窒素(N)ガス等のガスである。
第2ガス供給部は、主に、第2ガス供給管123a、MFC125、バルブ126で構成される。
更には、第2ガス供給源123、第1ガスを活性化させるリモートプラズマユニット(RPU)180bのいずれか若しくは両方を第2ガス供給部に含めて考えてもよい。
(第3ガス供給部)
第3ガス供給管133aには、上流方向から順に、第3ガス供給源133、MFC135、バルブ136が設けられている。
第3ガス供給管133aからは、不活性ガスが、MFC135、バルブ136、共通ガス供給管242を介してシャワーヘッド234に供給される。
不活性ガスは、第1ガスと反応し難いガスである。不活性ガスは例えば、窒窒素(N)ガス、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス、等のガスである。
第3ガス供給部は、主に、第3ガス供給管133a、MFC135、バルブ136で構成される。
ここで、第1ガス供給部、第2ガス供給部、第3ガス供給部のそれぞれを構成するMFC、バルブは第3制御部280と送受信可能に構成され、それぞれ、以下のデータを送受信する。MFC:流量データ、バルブ:開度データ。なお、第1ガス供給部や、第2ガス供給部に気化器、RPUを含めて構成しても良い。気化器やRPUも第3制御部280と送受信可能に構成され、それぞれ、以下のデータを送受信する。気化器:気化量データ、RPU:電力データ。
(制御部)
次に、制御部について説明する。図1、図5に示すように基板処理装置100は、基板処理装置100の各部の動作を制御する制御部としての第1制御部260と第3制御部280を有している。
コントローラの概略構成図を図5に示す。
(第1制御部)
第1制御部260は、CPU(Central Processing Unit)261、RAM(Random Access Memory)262、記憶装置263、I/Oポート264を備えたコンピュータとして構成されている。RAM262、記憶装置263、I/Oポート264は、内部バス265を介して、CPU261とデータ交換可能なように構成されている。なお、内部バス265には、送受信部285,外部記憶装置267,入出力装置269等が接続されている。これらの送受信部285,外部記憶装置267,入出力装置269の少なくともいずれかを、第1制御部260の構成に含めても良い。
記憶装置263は、例えばフラッシュメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等で構成されている。記憶装置263には、装置データが読み出し可能に記録されている。
装置データは、以下のデータ種別のデータの内、少なくともいずれかを含む。例えば、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ、基板200への処理に用いるプロセスレシピを設定するまでの過程で生じる演算データや処理データ、スケジュールデータ、プロセスデータ、負荷データ(稼働データ)、定期点検データ、装置接続データ、内部接続データ、ウエハ200データ、アラームデータ、データ種別(種類)毎の重要度テーブルデータ、データ種別毎の割り込み可否テーブルデータ、送信間隔テーブルデータ、送信先設定テーブルデータ等である。
なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順を第1制御部260に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム、上述のデータ、等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
ここで、負荷データとは、第1制御部260に設けられたCPU261,RAM262,記憶装置263の少なくともいずれかの負荷状態,エラー発生数,稼働時間,温度、各ネットワーク帯域データ、等の少なくともいずれかのデータである。なお、負荷データは、第1制御部260の他に、第2制御部274や、中継部275、第3制御部280、等が有する同種のデータで構成しても良い。
ネットワーク帯域データは、システム内ネットワーク268の帯域占有率を示すデータや、データ送受信部285の送信速度データ、第2制御部274の送信速度データ、第2制御部274の受信速度データ、中継部275の送信速度データ、中継部275の受信速度データ、等の、少なくともいずれかを含む。
プロセスデータは、処理室201内に供給されるガス流量データ、処理室201内の圧力データ、基板載置台210(ヒータ213)の温度データ、圧力調整器227の弁開度、等のデータである。
ウエハ200データは、基板処理装置100に搬送されるウエハ200に付随するデータである。
スケジュールデータは、基板200の処理スケジュールを示すデータである。
次に各テーブルデータについて、図6〜図10を基に説明する。
(重要度テーブルデータ)
データ種別毎の重要度テーブルデータは、図6に示すテーブルであり、データ種別毎の重要度が設定されたテーブルデータである。図6では、重要度を1,2,3,・・・N(Nは自然数)で表し、重要度は、自然数の小さい値が重要度高と設定されている。例えば、アラームデータや、プロセスデータ、等の、装置の稼働や、基板処理に影響のあるデータ種別は重要度高と設定されている。装置稼働データ、定期点検データ、等、常時確認する必要の無いデータ種別は、重要度低として設定される。なお、この重要度は、基板処理装置のユーザーや、基板処理システムのユーザーにより適宜設定変更が可能に構成される。
(割り込み可否テーブルデータ)
データ種別毎の割り込み可否テーブルデータは、図7に示すテーブルであり、データ種別毎に、割り込み可否が設定テーブルデータである。割り込み可否テーブルデータは、データ種別毎に、割り込み可否(Yes/No)が設定されている。ここで、各データは、所定の送信間隔によって送信されている。例えば、装置稼働データについて割り込み可能(Yes)が設定されている場合について説明する。この場合、装置稼働データを所定間隔で送信している途中で、アラームデータが生成された時は、装置稼働データの送信を一時停止し、アラームデータの送信を優先的に行わせる。即ち、装置稼働データの送信途中で、アラームデータの送信を割り込ませる処理を行う。割り込み可否が不可(No)に設定されている場合は、この様な送信の一時停止を行わない。なお、ここでは、データ種別毎に割り込み可否を設定しているが、データの重要度毎に割り込み可否を設定しても良い。
(送信間隔テーブルデータ)
送信間隔テーブルデータは、図8に示すテーブルであり、データ種別(データの重要度)毎に、負荷レベル毎に送信間隔が設定されたテーブルである。送信間隔は、データ種別(データ重要度)、負荷レベルの少なくともいずれかに設定される。図8では、データ種別と負荷レベルの両方で設定したテーブルを示している。図8では送信間隔は、1,2,3・・・X(Xは自然数)で設定されている。Xは小さい程、送信間隔が狭く、Xが大きい程、送信間隔が広く設定される。ここで、送信間隔が狭いとは、リアルタイム通信に近いことを意味する。例えば、アラームデータ(重要度1)には、負荷レベルに関係無く、送信間隔が「1」に設定されている。この様に、重要度の高いデータを負荷レベルに関係無く、常に同じ間隔で送信される。例えば、定期点検データ(重要度4)では、負荷レベルに応じて、送信間隔が変化する様に設定されている。なお、この送信間隔は、基板処理装置100のユーザーや、基板処理システム1000のユーザーが設定可能に構成されていても良い。ユーザーが設定可能に構成されている場合、操作部274や、入出力装置269は、このテーブルを表示可能に構成される。
ここで、負荷レベルは、上述の負荷データに基づいて設定される。負荷データが、CPU261の負荷状態データを含む場合、例えば、以下の様に負荷レベルが設定される。負荷データが0〜25%が負荷レベル1と設定される。負荷データが26〜50%の場合、負荷レベル2と設定される。負荷データが51〜75%の場合、負荷レベル3と設定される。負荷データが76〜100%の場合、負荷レベル4と設定される。この様に、負荷データの割合に応じて、負荷レベルが設定される。負荷データは、上述の様に、
(送信先設定テーブルデータ)
送信先設定テーブルデータは、図9、図10に示すテーブルであり、データ種別毎に、送信先が設定されたテーブルである。図9の送信先設定テーブルは、第1制御部260が送信するデータ種別毎の送信先を設定したテーブルである。図10に示す送信先設定テーブルは、中継部275が送信するデータ種ベル毎の送信先を設定したテーブルである。第1制御部260や第3制御部280が有する各種データは、操作部274や中継部275に送信される。中継部275が有する各種データは、操作部274や上位装置500、解析サーバー501等に送信される。ここで、送信される送信経路は、複数存在する場合がある。送信経路のネットワーク503の負荷や、各制御部の送受信部の負荷状態によっては、送信先を異ならせることで、負荷を分散させても良い。送信経路(送信先)は、送信先設定テーブルによって決定される。例えば、図9では、アラームデータやプロセスデータ等の重要度が高いデータについては、送信先1(操作部274)と送信先2(中継部275)の両方に送信し、比較的重要度が低いデータである、装置稼働データや定期点検データは、負荷が集中する送信先1(操作部274)に送信せず、送信先2(中継部275)に送信する様に設定する。この様に設定することで、操作部274への負荷の集中を抑制することが可能となる。また、図10に示す様に、中継部275から送信されるデータについてもデータの重要度や、送信先でのデータの使用に応じて送信先を設定しても良い。
各データや各テーブルは、各制御部の記憶装置に記録されている。好ましくは、同様の内容を示す画面を操作部274や、入出力装置269に報知可能に構成されている。ここで、報知とは、画面に表示することや、送信を意味する。なお、画面で表示可能に構成されている場合、各テーブルは、画面上で、各テーブルのデータを書き換え可能に構成される。各制御部は、各テーブルデータの設定に基づき、各制御部が有する送受信部を制御する。なお、各テーブルは、上位装置(HOST)500や、解析サーバー501から、受信することによって取得しても良い。
演算部としてのCPU261は、記憶装置263からの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置269からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置263からプロセスレシピを読み出すように構成されている。また、送受信部285から入力された設定値と、記憶装置263に記憶されたプロセスレシピや制御データとを比較・演算して、演算データを算出可能に構成されている。また、演算データから対応する処理データ(プロセスレシピ)の決定処理等を実行可能に構成されている。演算データは、内部バス265,I/Oポート264,送受信部285の少なくともいずれかを介して、後述の第3制御部280に送受信される。各部の制御を行う際は、CPU261内の送受信部が、プロセスレシピの内容に沿った制御情報を送信/受信することで制御する。
RAM262は、CPU261によって読み出されたプログラム、演算データ、処理データ等のデータが一時的に保持されるメモリ領域(ワークエリア)として構成されている。
I/Oポート264は、後述の第3制御部280に接続される。
入出力装置269は、ディスプレイや、タッチパネルとして構成される表示部を有する。
送受信部285は、システム内ネットワーク268を介して、操作部274と通信可能に構成され、中継部275は、操作部274と送受信部285との間に設けられる。
(第2制御部(操作部))
第2制御部(操作部)274は、基板処理システム1000を操作する操作部として構成されている。また、第2制御部274は、基板処理システム1000が有する基板処理装置100をそれぞれ制御可能に構成される。また、第2制御部274は、ネットワーク503を介して上位装置(HOST)500や解析サーバー501と、第1制御部260と第3制御部280のいずれか又は両方と通信可能に構成される。また、保守用PC502と接続可能に構成されていても良い。
(第3制御部)
第3制御部280は、基板処理装置の各部(処理遂行部)に接続され、各部の情報(データ)を収集可能に構成されている。例えば、ゲートバルブ149、昇降部218、温度制御部400、圧力調整器227,228、真空ポンプ223、整合器251、高周波電源部252、MFC115,125,135、バルブ116,126,136、バイアス制御部257、等に接続されている。また、インピーダンス計254、RPU180、等にも接続されていても良い。また、送受信部285と、ネットワーク268のいずれか又は両方に接続されていても良い。また、IOステージ1001、大気搬送ロボット1005、L/L室1004、TM1006、真空搬送ロボット1008等に接続されていても良い。
第3制御部280は、第1制御部260で演算されたプロセスレシピのデータに沿うように、ゲートバルブ149の開閉動作、昇降部218の昇降動作、温度制御部400への電力供給動作、温度制御部400による基板載置台212の温度調整動作、圧力調整器227,228の圧力調整動作、真空ポンプ223のオンオフ制御、MFC115,125,135でのガス流量制御動作、RPU180a,180bのガスの活性化動作、バルブ116,126,136でのガスのオンオフ制御、整合器251の電力の整合動作、高周波電源部252の電力制御、バイアス制御部257の制御動作、インピーダンス計254が測定した測定データに基づいた整合器251の整合動作や、高周波電源252の電力制御動作、等を制御するように構成されている。
なお、第1制御部260、第2制御部275、第3制御部280、操作部274は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていても良い。例えば、上述のプログラム(データ)を格納した外部記憶装置(例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、CDやDVD等の光ディスク、MOなどの光磁気ディスク、USBメモリやメモリカード等の半導体メモリ)267を用意し、係る外部記憶装置267を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ260を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給(記録)するための手段は、外部記憶装置267を介して供給する場合に限らない。例えば、送受信部285やネットワーク268(インターネットや専用回線)等の通信手段を用い、外部記憶装置267を介さずにプログラム(データ)を供給するようにしても良い。なお、記憶装置263や外部記憶装置267は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置263単体のみを含む場合、外部記憶装置267単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合が有る。
(中継部275)
基板処理装置100と第2制御部(操作部)274との間で送受信される各種データの中継を実行可能に構成される。中継部275は、第1制御部260や、その他接続された機器から、装置データを所定の間隔で受信可能に構成される。また、中継部275は、第2制御部274やその他接続された機器に対して、データを所定の間隔で送信可能に構成される。また、中継部275は、負荷レベルの判定、各種テーブルデータで設定された内容に従って、基板処理装置100から第2制御部(操作部)274に送られる各種データの送信間隔の制御や、各種データの蓄積(記録)を実行する。即ち、中継部275は、受信するデータの受信間隔と、送信するデータの送信間隔を異ならせる様に構成される。ここで送信間隔は、送信速度(使用帯域)として設定しても良い。送信速度として設定した場合、システム内ネットワーク268の帯域を常に使用することとなるため、好ましくは、送信間隔で設定する。また、中継部275は、記憶装置を有し、受信したデータを蓄積(記録)可能に構成される。
なお、本開示での接続とは、各部が物理的なケーブルで繋がっているという意味も含むが、各部の信号(電子データ)が直接または間接的に送信/受信可能になっているという意味も含む。
(2)基板処理工程
次に、半導体装置(半導体デバイス)の製造工程の一工程として、基板上に絶縁膜を成膜する工程例について、上述の基板処理装置100の処理フローついて図11を参照して説明する。なお、ここで絶縁膜としては、例えば窒化膜としてのシリコン窒化(SiN)膜が成膜される。また、この製造工程の一工程は、なお、以下の説明において、各部の動作は第1制御部260、第3制御部280の少なくともいずれかにより制御される。
以下に、基板処理工程について説明する。
(データ設定工程:S101)
先ず、データ設定工程S101について説明する。
データ設定工程S101では、各制御部に、データを送信する間隔の設定が行われる。第2制御部274が、各テーブルデータを有している場合、各テーブルデータを中継部275、第1制御部260、第3制御部280の少なくともいずれかに送信する。中継部275、第1制御部260、第3制御部280は、受信したテーブルデータに基づき、送受信部の送信設定を変更する。
(基板搬入・加熱工程:S102)
次に、基板搬入・加熱工程(S102)について説明する。
基板搬入・加熱工程(S102)では、TM1006から、容器202内に真空搬送ロボット1008を用いてウエハ200を搬入する。そして、容器202内にウエハ200を搬入したら、真空搬送ロボット1008を容器202の外へ退避させ、ゲートバルブ149を閉じて容器202内を密閉する。その後、基板載置台212を上昇させることにより、基板載置台212に設けられた基板載置面211上にウエハ200を載置させ、さらに基板載置台212を上昇させることにより、前述した処理室201内の処理位置(基板処理ポジション)までウエハ200を上昇させる。
ウエハ200が移載室203に搬入された後、処理室201内の処理位置まで上昇すると、バルブ228を閉状態とする。これにより、排気管148から移載室203の排気が終了する。一方、APC227を開き、処理室201と真空ポンプ223の間を連通させるさせる。APC227は、排気管224aのコンダクタンスを調整することで、真空ポンプ223による処理室201の排気流量を制御し、処理空間201を所定の圧力(例えば10−5〜10−1Paの高真空)に維持する。
このようにして、基板搬入・加熱工程(S102)では、処理室201内を所定の圧力となるように制御するとともに、ウエハ200の表面温度が所定の温度となるように制御する。温度は、例えば室温以上500℃以下であり、好ましくは室温以上であって400℃以下である。圧力は例えば50〜5000Paとすることが考えられる。
(成膜工程:S104)
続いて、成膜工程(S104)について説明する。
処理室201内の処理位置にウエハ200を位置させたら、基板処理装置100では、成膜工程(S104)を行う。成膜工程(S104)は、プロセスレシピに応じて、異なる処理ガスである第一処理ガス(第一元素含有ガス)と第二処理ガス(第二元素含有ガス)とを処理室201に供給することで、ウエハ200上に薄膜を形成する工程である。成膜工程(S104)では、第一処理ガスと第二処理ガスとを同時に処理室201に存在させてCVD(chemical vapor deposition)処理を行ったり、第一処理ガスと第二処理ガスとを交互に供給する工程を繰り返すサイクリック(交互供給)処理を行ったりしてもよい。また、第二処理ガスをプラズマ状態として処理する場合は、RPU180bを起動してもよい。また、第一処理ガスと第二処理ガスのいずれかを供給する熱処理、改質処理、等の基板処理が行われても良い。
(基板搬出工程:S106)
次に、基板搬出工程(S106)について説明する。
成膜工程(S104)の終了後、基板処理装置100では、基板搬出工程(S106)を行う。基板搬出工程(S106)では、上述した基板搬入・加熱工程(S102)と逆の搬送手順にて、処理済みのウエハ200を容器202の外へ搬出する。なお、ウエハ200の冷却は行わずに、搬出させても良い。
(判定工程:S108)
次に、判定工程(S108)を説明する。
基板搬出工程(S106)を終えると、基板処理装置100では、上述した一連の処理(S102〜S106)を1つのサイクルとし、その1サイクルを所定回数実施したか否かを判定する。即ち、所定枚数のウエハ200を処理したか否かが判定される。そして、所定回数実施していなければ、基板搬入・加熱工程(S102)から基板搬出工程(S106)までの1サイクルを繰り返す。一方、所定回数実施したときには、基板処理工程を終了する。
この基板処理工程の前と後のいずれかで、図12に示す、送信間隔変更工程を含む、以下の工程が行われる。なお、以下の工程は、基板処理工程の間に行われても良いし、基板処理工程と所定期間並行して行われても良い。
(負荷データ 送信/受信 工程S201)
各制御部(第1制御部260、第2制御部274、第3制御部280)や、中継部275の間で、それぞれが保持している最新の負荷データの共有処理が行われる。具体的には、各制御部が保持している負荷データが中継部275に送信される。中継部275は、各制御部が保持している負荷データの受信を実行する。
(負荷レベル設定工程S202)
次に、負荷レベルの設定工程S202が行われる。負荷レベルの設定は、中継部275が有するCPUによって演算される。ここでは、受信した負荷データに基づき、各制御部やシステムネットワーク268の負荷がどのレベルにあるかが判定される。例えば、第2制御部274の負荷レベルが、1〜Xのいずれに該当するのかが設定される。
(負荷レベル判定工程S203)
各制御部とシステムネットワーク268の負荷レベルが、各制御部とシステムネットワーク268の少なくともいずれかが、規程値か否かが判定される。負荷レベルが規定値であれば、Y(YES)判定、規程値で無ければ、N(NO)判定とする。Y判定の場合は、送信間隔リセット工程S205を実行可能とし、N判定の場合は、送信間隔変更工程S204が実行可能となる。例えば、第2制御部274の負荷レベルの規定値が「1」に設定されている場合、負荷レベル設定工程S202で設定された負荷レベルが「1」であるか否かが判定される。
(送信間隔変更工程S204)
次に、負荷レベル判定工程S203で、N判定となった後に行われる、送信間隔変更工程S204について説明する。この工程では、負荷レベル設定工程S202で設定された負荷レベルに対応する送信間隔データを読み出し、中継部275から第2制御部274に送信されるデータ種別毎の送信間隔を設定する。具体的には、図8に示す送信間隔テーブルを基に、負荷レベル設定工程S202で設定された負荷レベルに対応する、データ種別毎の送信間隔データを読み出し、各制御部に、データ種別毎の送信間隔を設定させる。例えば、負荷レベル設定工程S202で、負荷レベルが「2」に設定されている場合、負荷レベル2に対応するデータ種別毎の送信間隔を読み出す。具体的には、アラームデータの送信間隔データとして「1」を読み出す。プロセスデータの送信間隔として、「1」を読み出す。装置稼働データの送信間隔として「2」を読み出す。定期点検データの送信間隔として「2」を読み出す。これら読み出した送信間隔データを基に、中継部275から第2制御部274に送信されるデータ種別毎の送信間隔を設定する。具体的には、アラームデータの送信間隔を「1」と設定し、プロセスデータの送信間隔を「1」と設定し、装置稼働データの送信間隔を「2」と設定し、定期点検データの送信間隔を「2」と設定する。
(データ蓄積工程S205)
送信間隔変更工程S204で、少なくとも、送信間隔データが「2」以上に設定されたデータ種別について、中継部275が受信したデータは、中継部275の記憶装置に記録(データ蓄積)が行われる。
次に、負荷レベル判定工程S203で、負荷レベルが規定値内と判定(Y判定)された後に実行される送信間隔リセット工程S206について説明する。
(送信間隔リセット工程S206)
送信間隔リセット工程S206では、図8に示す、送信間隔テーブルから、負荷レベル1に対応する送信間隔データが読み出され、データ種別毎の送信間隔を設定する。
(蓄積データ送信工程S207)
続いて、蓄積データ送信工程S207が行われても良い。蓄積データ送信工程S207では、少なくとも送信間隔が「2」以上に設定され、中継部275の記憶装置で記録(データ蓄積)が行われたデータを、第2制御部274に送信する工程である。
この様にして送信間隔変更工程を含む処理が行われる。
なお、上述では、第1制御部260(第3制御部280)から送信される各種データを全て、中継部275を同じ送信間隔で受信し、中継部275は、設定された送信間隔で第2制御部274に各種データを送信する様に構成したが、これに限るものでは無い。例えば、中継部275は、第1制御部260と第3制御部280のいずれか若しくは両方に、図9に示す送信先設定テーブルに基づいて、データの送信先を変更させても良い。例えば、図9に示すテーブルに示す様に、第1制御部260に対して、アラームデータとプロセスデータについて、送信先2(中継部275)を介さずに、送信先1(操作部274)に送信する様に設定しても良い。中継部275を介さずに送信することで、データの遅延を抑制することが可能となる。
また、上述では、基板処理システム1000が有する複数の基板処理装置100全てで、同じ送信間隔の設定や、送信先設定を行う例について説明したが、これに限るものでは無い。例えば、基板処理装置100(100a,100b,100c,100d)毎に、各種設定を異ならせても良い。複数の基板処理装置100を有する基板処理システム1000では、全ての基板処理装置100で同じ処理を実行させていない場合がある。この場合、基板処理装置100毎に設定を異ならせることにより、データ通信の効率を向上させることができる。また、基板処理装置100毎の基板200の処理タイミングが異なる場合についても、各種データの送信間隔の設定と送信先の設定のいずれか又は両方を基板処理装置100毎に異ならせても良い。例えば基板200の処理中は、データの量が増えるため、データ量が増える(負荷が上昇する)タイミングで上述の送信間隔変更工程を含む処理や、送信先変更工程を行わせても良い。
なお、上述では、図9に示す送信先設定テーブルを一つに基づいて、送信先を設定
する旨を説明したが、これに限るものでは無く、送信先設定テーブルを複数設けて、負荷レベルに応じて、送信先設定テーブルを選択する様に構成しても良い。
なお、上述では、負荷レベルの設定や負荷レベル判定は、中継部275で行われたが、これらの工程を、第2制御部274、上位装置500、解析サーバー501等で行わせても良い。
なお、基板処理装置100や基板処理システム1000のメンテナンス(保守)の実行中に、保守用PC502を用いて、中継部275の記憶装置から、蓄積データを読み出しても良い。また、中継部275から、上位装置500、解析サーバー501、等に蓄積データを送信しても良い。
以上、本開示の一実施形態を具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態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変更可能である。
また、上述では、半導体装置の製造工程について記したが、実施形態に係る発明は、半導体装置の製造工程以外にも適用可能である。例えば、液晶デバイスの製造工程、太陽電池の製造工程、発光デバイスの製造工程、ガラス基板の処理工程、セラミック基板の処理工程、導電性基板の処理工程、などの基板処理が有る。
また、上述では、原料ガスとしてシリコン含有ガス、反応ガスとして窒素含有ガスを用いて、シリコン窒化膜を形成する例を示したが、他のガスを用いた成膜にも適用可能である。例えば、酸素含有膜、窒素含有膜、炭素含有膜、ホウ素含有膜、金属含有膜とこれらの元素が複数含有した膜等が有る。なお、これらの膜としては、例えば、AlO膜、ZrO膜、HfO膜、HfAlO膜、ZrAlO膜、SiC膜、SiCN膜、SiBN膜、TiN膜、TiC膜、TiAlC膜などが有る。
また、上述では、一つの処理室で一枚の基板を処理する装置構成を示したが、これに限らず、複数枚の基板を水平方向又は垂直方向に並べた装置であっても良い。
100 基板処理装置
200 ウエハ(基板)
260 第1制御部
274 第2制御部(操作部)
280 第3制御部




Claims (19)

  1. 基板を処理する複数の基板処理装置と、
    前記複数の基板処理装置にそれぞれ設けられ前記基板処理装置を制御する第1制御部と、
    前記第1制御部から複数種類のデータを受信する中継部と、
    前記中継部から前記データを受信する第2制御部と、を有し、
    前記中継部は、前記データの種類毎と前記第1制御部毎のいずれか又は両方の前記第2制御部へのデータの送信間隔を変更するように構成される
    基板処理システム。
  2. 前記中継部は、
    前記複数種類のデータを所定間隔で受信し、
    前記第2制御部の負荷レベルと、前記中継部と前記第2制御部との間のネットワーク負荷レベルと、のいずれか又は両方のレベルに基づいて、前記データの種類毎に送信間隔を変更して前記第2制御部に前記データを送信する様に構成される
    請求項1に記載の基板処理システム。
  3. 前記中継部は、前記データの種類毎と、前記第1制御部毎のいずれか又は両方を前記第1制御部からの受信間隔と、前記第2制御部への送信間隔とを異ならせる様に構成される
    請求項1又は2に記載の基板処理システム。
  4. 前記第2制御部の負荷レベルと前記ネットワーク負荷レベルのいずれか又は両方のレベルは、前記中継部と前記第2制御部のいずれか又は両方で判定される
    請求項2又は3に記載の基板処理システム。
  5. 前記中継部は、複数種類の前記データの内、データの重要度データに基づき、前記送信間隔を変更する
    請求項1乃至4のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  6. 前記中継部は、前記データの種類を基に、前記第2制御部と他の制御部のそれぞれにデータを送信するように構成される
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  7. 前記中継部は、受信した複数種類の前記データを記録するように構成される
    請求項1乃至6のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  8. 前記中継部は、前記負荷レベルが規定値内になった後前記記録したデータを送信する様に構成される
    請求項7に記載の基板処理システム。
  9. 前記第2制御部は、前記データの種類と前記第1制御部が送信するデータの送信先とが記録されたテーブルデータを有し、
    前記テーブルデータに基づいて、前記第1制御部の送信先設定を更新する様に構成される
    請求項1乃至8のいずれか一項に記載の基板処理システム。
  10. 前記第2制御部は、前記データの種類と前記第1制御部が送信するデータの送信先とが記録されたテーブルデータを複数有し、前記負荷レベルに基づいて、前記テーブルデータを選択する様に構成される
    請求項2に記載の基板処理システム。
  11. 前記第2制御部は、前記データの種類と前記第1制御部が送信するデータの送信先とが記録されたテーブルデータを有し、前記テーブルデータを変更可能に構成される
    請求項1乃至8に記載の基板処理システム。
  12. 複数の基板処理装置のそれぞれで基板を処理する工程と、
    前記基板処理装置のそれぞれに設けられた第1制御部から複数種類のデータを中継部が受信する工程と、
    前記中継部から、第2制御部へ前記データを送信する際に、前記データの種類毎と前記第1制御部毎のいずれか又は両方の送信間隔を変更して送信する工程と、
    を有する半導体装置の製造方法。
  13. 前記中継部は、
    前記複数種類のデータを所定間隔で受信し、
    前記第2制御部の負荷レベルと、前記中継部と前記第2制御部との間のネットワーク負荷レベルと、のいずれか又は両方のレベルに基づいて、前記データの種類毎に送信間隔を変更して前記第2制御部に前記データを送信する工程と、
    を有する請求項12に記載の半導体装置の製造方法。
  14. 前記中継部が、前記データの種類毎と、前記第1制御部毎のいずれか又は両方を前記第1制御部からの前記受信間隔と、前記第2制御部への送信間隔とを異ならせる工程と、
    を有する請求項12又は13に記載の半導体装置の製造方法。
  15. 前記第2制御部の負荷レベルと前記ネットワーク負荷レベルのいずれか又は両方のレベルを、前記中継部と前記第2制御部のいずれか又は両方で判定する工程と、
    を有する請求項13又は14に記載の半導体装置の製造方法。
  16. 複数の基板処理装置のそれぞれで基板を処理させる手順と、
    前記基板処理装置のそれぞれに設けられた第1制御部から複数種類のデータを中継部が受信させる手順と、
    前記中継部から、第2制御部へ前記データを送信する際に、前記データの種類毎と前記第1制御部毎のいずれか又は両方の送信間隔を変更して送信させる手順と、
    をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
  17. 前記中継部は、
    前記複数種類のデータを所定間隔で受信し、
    前記第2制御部の負荷レベルと、前記中継部と前記第2制御部との間のネットワーク負荷レベルと、のいずれか又は両方のレベルに基づいて、前記データの種類毎に送信間隔を変更して前記第2制御部に前記データを送信させる手順と、
    を有する請求項16に記載のプログラム。
  18. 前記中継部が、前記データの種類毎と、前記第1制御部毎のいずれか又は両方を前記第1制御部からの前記受信間隔と、前記第2制御部への送信間隔とを異ならせる手順と、
    を有する請求項16又は17に記載のプログラム。
  19. 前記第2制御部の負荷レベルと前記ネットワーク負荷レベルのいずれか又は両方のレベルを、前記中継部と前記第2制御部のいずれか又は両方で判定する工程と、
    を有する請求項17又は18に記載のプログラム。

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