JP2024042938A - クリーニング方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング後の残膜の有無を迅速に検知する。【解決手段】処理容器と、基板を保持し、前記処理容器内に搬入及び搬出されるボートとを有し、基板に膜を形成する基板処理装置をクリーニングする方法であって、（ａ）前記処理容器内に前記ボートが搬入された状態で前記ガス供給部から前記処理容器内にクリーニングガスを供給し、前記処理容器内をクリーニングする工程と、（ｂ）前記（ａ）の工程を実行した後に前記処理容器内から搬出される前記ボートを撮影した画像データを取得する工程と、（ｃ）前記画像データに基づき、前記ボートに前記膜が残っているかを判定する工程と、（ｄ）前記膜が残っていると判定された場合、前記（ａ）の工程を再度実行する又は特定のアラームを出力する工程と、を含む、クリーニング方法が提供される。【選択図】図７

Description

本開示は、クリーニング方法及び基板処理装置に関する。

基板処理装置の所定部材を撮影した画像データに基づき基板処理装置の状態を判定し、判定結果に基づき特定の処理の自動化を図ることが行われている。

例えば、特許文献１は、搬送元対象物、搬送先対象物、及び基板の撮影画像データと、搬送元対象物、搬送先対象物、及び基板の設計データと、に基づいて、搬送元対象物の形状、搬送先対象物の形状、及び基板の状態の３次元画像データを生成し、３次元画像データに基づいて、搬送元対象物及び搬送先対象物と、基板とを衝突させずに基板を搬送させることを提案している。

例えば、特許文献２は、所定位置にカメラを備えたキャリア冶具を搬送アーム上に保持し、キャリア冶具が載置台の理想位置の近傍に来るように搬送アームを移動させ、カメラが撮影した画像データに基づき搬送アームのずれを修正して、多数枚保持されたキャリアの載置台に対する位置決めを正確に行うことを提案している。

特開２０２２－３６６３号公報 特開２００９－２１２１３０号公報

本開示は、クリーニング後の残膜の有無を迅速に検知することができる技術を提供する。

本開示の一の態様によれば、処理容器と、基板を保持し、前記処理容器内に搬入及び搬出されるボートとを有し、基板に膜を形成する基板処理装置をクリーニングする方法であって、（ａ）前記処理容器内に前記ボートが搬入された状態で前記ガス供給部から前記処理容器内にクリーニングガスを供給し、前記処理容器内をクリーニングする工程と、（ｂ）前記（ａ）の工程を実行した後に前記処理容器内から搬出される前記ボートを撮影した画像データを取得する工程と、（ｃ）前記画像データに基づき、前記ボートに前記膜が残っているかを判定する工程と、（ｄ）前記膜が残っていると判定された場合、前記（ａ）の工程を再度実行する又は特定のアラームを出力する工程と、を含む、クリーニング方法が提供される。

一の側面によれば、クリーニング後の残膜の有無を迅速に検知することができる。

一実行形態に係る基板処理システムの一例を示す断面模式図。 一実行形態に係る熱処理装置の一例を示す断面模式図。 一実行形態に係るコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図。 一実行形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す図。 第１実行形態に係るクリーニング方法の一例を示すフローチャート。 第１実行形態に係るクリーニング方法を説明するための図。 第２実行形態に係るクリーニング方法の一例を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本開示を実行するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

［基板処理システム］
図１および図２を参照しながら、基板処理システム及び熱処理装置について説明する。基板処理システムは、熱処理装置を含む。熱処理装置は、基板に例えばシリコン含有膜を形成する基板処理装置の一例である。シリコン含有膜は、アモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜、リンやボロンなどをドープしたシリコン膜等であってもよい。基板処理装置は、熱処理装置に限られず、プラズマを用いて基板に膜を形成する成膜装置であってもよい。以下では、熱処理装置の一例としてボロンをドープしたシリコン膜等のシリコン含有膜を形成する装置を挙げて説明するが、熱処理装置はシリコン含有膜を形成する装置に限らず、不透明膜（例えば、カーボンやモリブデンなどの膜）を形成する装置であってもよい。つまり、熱処理装置が基板に形成する膜は、シリコン含有膜に限らず、石英で形成されたクリーニング対象のパーツ（部材）の白色と色を区別できるような膜であればよい。

図１は、一実行形態に係る基板処理システムの一例を示す断面模式図である。図２は、一実行形態に係る熱処理装置の一例を示す断面模式図である。図１に示したように、基板処理システムは、熱処理装置１０と制御装置１００とを有する。なお、制御装置１００は熱処理装置１０の構成の一部として熱処理装置１０の筐体内に設けてもよいし、熱処理装置１０の構成とは別に熱処理装置１０の筐体外に設けてもよい。例えば制御装置１００はネットワークを介してデータ通信可能に接続されたホストコンピュータやサーバ装置や、ネットワークを介して利用可能なクラウドサービス等を利用して実現するようにしてもよい。

熱処理装置１０は、後述する縦型の処理容器４０（縦型炉）を備えており、半導体ウエハを一例とする基板Ｗをボート２４に縦方向に沿って所定の間隔で複数枚、保持及び収容し、基板Ｗに対して酸化、拡散、減圧ＣＶＤ等の各種の熱処理を施すことができる。以下では、後述する処理容器４０の反応管４１内に設置されている基板Ｗに処理ガスを供給することによって、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により基板Ｗにシリコン含有膜を形成する熱処理装置１０に適用した例について説明する。

図１の熱処理装置１０は、載置台（ロードポート）１２、筐体１８、及び制御装置１００を有する。載置台１２は、筐体１８の前部に設けられている。筐体１８は、ローディングエリア２０及び処理容器４０を有する。

ローディングエリア２０は、筐体１８内の下方に設けられている。処理容器４０は、筐体１８内であって、ローディングエリア２０の上方に設けられている。また、ローディングエリア２０と処理容器４０との間には、ベースプレート１９が設けられている。

載置台１２は、筐体１８内への基板Ｗの搬入搬出を行うためのものである。載置台１２には、収納容器１３及び１４が載置される。収納容器１３及び１４は、前面に蓋を着脱可能に備え、複数枚（例えば２５枚程度）の基板Ｗを所定の間隔で収納可能なＦＯＵＰである。

また、載置台１２の下方には、後述する移載機構２７により移載された基板Ｗの外周に設けられた切欠部（例えばノッチ）を一方向に揃えるための整列装置（アライナ）が設けられていてもよい。

ローディングエリア２０は、収納容器１３及び１４とボート２４との間で基板Ｗの移載を行い、ボート２４を反応管４１内に搬入（ロード）し、ボート２４を反応管４１から搬出（アンロード）するための領域（搬送室）である。ローディングエリア２０には、ドア機構２１、シャッター機構２２、ボート２４、基台２５ａ、基台２５ｂ、及び移載機構２７が設けられている。

ドア機構２１は収納容器１３及び１４の蓋を取り外し、収納容器１３及び１４とローディングエリア２０とを連通開放するためのものである。シャッター機構２２は、ローディングエリア２０の上方に設けられている。シャッター機構２２は、蓋体２３を開けているときに、後述する炉口４３から高温の炉内の熱がローディングエリア２０に放出されることを抑制ないし防止するために炉口４３を覆う（又は塞ぐ）ように設けられている。

ボート２４は、基板Ｗを載置する載置部２６、保温筒２８、蓋体２３及び回転機構２９を有する。保温筒２８は、蓋体２３上に設けられている。保温筒２８は、ボート２４（載置部２６）が蓋体２３側との伝熱により冷却されることを防止し、ボート２４を保温するためのものである。回転機構２９は、蓋体２３の下部に取り付けられている。回転機構２９は、ボート２４を回転するためのものである。回転機構２９の回転軸は蓋体２３を気密に貫通し、蓋体２３上に配置された図示しない回転テーブルを回転するように設けられている。

図示しない昇降機構は、ボート２４のローディングエリア２０から反応管４１への搬入及び反応管４１からローディングエリア２０への搬出に際し、ボート２４を昇降駆動する。そして、昇降機構により上昇させられたボート２４が反応管４１内に搬入されているときに、蓋体２３は、炉口４３に当接して炉口４３を密閉するように設けられている。ボート２４は、反応管４１内で基板Ｗを水平面内で回転可能に保持することができる。

なお、熱処理装置１０は、ボート２４を複数有していてもよい。本実行形態では、２つのボート２４ａ、２４ｂを有する例について説明する。

ローディングエリア２０には、ボート２４ａ及び２４ｂが設けられている。ローディングエリア２０には、基台２５ａ、基台２５ｂ、及びボート搬送機構（図示せず）が設けられている。基台２５ａ及び２５ｂは、それぞれボート２４ａ及び２４ｂが蓋体２３から移載される載置台である。図示しないボート搬送機構は、ボート２４ａ又は２４ｂのうちの蓋体２３から上の部分を基台２５ａ又は２５ｂに移載するためのものである。

ボート２４ａ及び２４ｂは例えば石英製であり、大口径例えば直径３００ｍｍの基板Ｗを水平状態で上下方向に所定の間隔（ピッチ幅）で搭載するようになっている。ボート２４ａ及び２４ｂは、例えば天板と底板の間に複数本（例えば３本）の支柱５３を介設してなる（図６参照）。支柱５３には、それぞれ基板Ｗを支持（保持）するための溝又は爪などの支持部が設けられている。

移載機構２７は、収納容器１３及び１４とボート２４ａ又は２４ｂの間で基板Ｗの移載を行うためのものである。移載機構２７は、基台５１、昇降アーム５２、及び複数のフォーク５４を有する。基台５１は、昇降及び旋回可能に設けられている。昇降アーム５２はボールネジ等により上下方向に移動可能（昇降可能）に設けられる。基台５１は、昇降アーム５２に水平旋回可能に設けられている。

また、ローディングエリア２０には、カメラ７１が設置されている。カメラ７１は、撮影装置の一例である。カメラ７１は、少なくともボート２４の搬出を撮影可能に設置される。

例えばカメラ７１は、ローディングエリア２０のバックドア７０に装着されている。カメラ７１は、反応管４１内から搬出されるボート２４を撮影する。ただし、反応管４１内から搬出されるボート２４を撮影できれば、カメラ７１の位置はバックドア７０の近傍に限らず、ローディングエリア２０のいずれかに配置されていればよい。例えば、カメラ７１は、炉口４３の近傍に配置されてもよい。カメラ７１の個数についても１つ又は複数であり得る。カメラ７１が１つの場合、ボート２４の少なくとも側面を全周に亘り撮影するために、ボート２４を回転させながら搬出してもよい。搬出した後にボート２４を一回転させた動画を撮影してもよい。ボート２４を回転させることで、カメラ７１を複数配置しなくても、ボート２４の側面を全周に亘り撮影することができる。

例えばカメラ７１は、反応管４１内から搬出されるボート２４のうち、少なくとも基板Ｗの載置部２６、保温筒２８、蓋体２３を撮影する。反応管４１、及びボート２４の載置部２６、保温筒２８、蓋体２３は、石英（ＳｉＯ_２）で形成されている。カメラ７１は、ボート２４が反応管４１内から搬出されるタイミングだけでなく、常に炉口４３の下側を撮影してもよい。

制御装置１００は熱処理装置１０の全体の制御を行う装置である。制御装置１００はレシピに示された種々の処理条件下で基板Ｗにシリコン含有膜が形成されるように、熱処理装置１０の動作を制御する。また、制御装置１００は、熱処理装置１０にてクリーニングが実行できるように制御する。

クリーニングを行ってもクリーニング後にボート２４等にシリコン含有膜が残っている場合（以下、「膜残り」ともいう。）があり、クリーニングが完全には完了していない場合がある。その場合に、制御装置１００は、膜残りがあるかを判定し、膜残りがあると判定された場合、後述するように自動で再クリーニングを実行する、又は特定のアラームを出力する等の処理を実行する。

［熱処理装置］
図２は、基板処理装置の一例の熱処理装置１０を示す断面模式図である。熱処理装置１０は、処理容器４０、供給機構４４及び排気機構３７を有する。処理容器４０は、例えば、複数枚の薄板円板状の基板Ｗを収容して所定の処理例えばＣＶＤ処理等を施すための縦型炉とすることができる。処理容器４０は、反応管４１、及びヒータ４２を有する。

反応管４１は、例えば石英製であり、縦長の形状を有しており、下端に炉口４３が形成されている（図１参照）。ヒータ４２は、反応管４１の周囲を覆うように設けられており、反応管４１内を所定の温度例えば１００～１２００℃に加熱制御可能である。

供給機構４４は、第１原料ガス供給部４５、第２原料ガス供給部４６、パージガス供給部４７及びクリーニングガス供給部４８を有する。第１原料ガス供給部４５は、流量制御器４５ａ、バルブ４５ｂを介し、インジェクタ４５ｃに接続されている。第２原料ガス供給部４６は、流量制御器４６ａ、バルブ４６ｂを介し、インジェクタ４６ｃに接続されている。パージガス供給部４７は、流量制御器４７ａ、バルブ４７ｂを介し、インジェクタ４７ｃに接続されている。クリーニングガス供給部４８は、流量制御器４８ａ、バルブ４８ｂを介し、インジェクタ４８ｃに接続されている。第１原料ガスはモノシラン（ＳｉＨ_４）等のシリコン含有ガスであってもよい。第２原料ガスは窒素（Ｎ_２）ガス又は三塩化ホウ素（ＢＣｌ_３）等の反応ガスであってもよい。パージガスは窒素ガスであってもよい。クリーニングガスは、フッ素（Ｆ_２）ガス、塩素（Ｃｌ_２）ガスであってもよい。クリーニングガスは、反応管４１，インジェクタ４５ｃ～４８ｃ、ボート２４の載置部２６、保温筒２８、蓋体２３等に付着したボロンをドープしたシリコン膜を除去する。

排気機構３７は、排気装置３８、及び、処理容器４０内に設けられた排気管３９を含む。排気機構３７は、処理容器４０内からガスを排気するためのものである。

インジェクタ４５ｃ、４６ｃ、４７ｃ、４８ｃの側面には開口部が設けられており、基板の成膜時には、バルブ４５ｂ、４６ｂを開き、第１原料ガス供給部４５及び第２原料ガス供給部４６により第１原料ガス及び第２原料ガスが図面において矢印で示すように基板Ｗに供給される。供給された第１原料ガス及び第２原料ガスが基板Ｗ上で反応することにより所定のシリコン含有膜が成膜される。なお、成膜に寄与しなかった第１原料ガス及び第２原料ガス等は、成膜工程後に供給されるパージガスによりパージされ、排気管３９より処理容器４０の外に排出される。このとき、バルブ４５ｂ、４６ｂを閉じ、バルブ４７ｂを開き、パージガス供給部４７からパージガスを供給する。クリーニング時には、バルブ４５ｂ、４６ｂ、４７ｂを閉じ、バルブ４８ｂを開き、クリーニングガス供給部４８からクリーニングガスを供給する。また、基板Ｗ上に均一にシリコン含有膜が成膜されるように、ボート２４は、前述した回転機構２９により回転駆動される。

［制御装置のハードウェア構成］
制御装置１００は、例えば図３に示すようなハードウェア構成のコンピュータにより実現される。図３はコンピュータの一例のハードウェア構成図である。

図３のコンピュータは、入力装置１０１、出力装置１０２、外部Ｉ／Ｆ（インタフェース）１０３、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１０４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０５、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０６、通信Ｉ／Ｆ１０７及びＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１０８などを備え、それぞれがバスＢで相互に接続されている。なお、入力装置１０１及び出力装置１０２は必要なときに接続して利用する形態であってもよい。

入力装置１０１はキーボードやマウス、タッチパネルなどであり、ユーザ（作業員）等が各操作信号を入力するのに用いられる。出力装置１０２はディスプレイ等であり、コンピュータによる処理結果を表示する。通信Ｉ／Ｆ５０７はコンピュータをネットワークに接続するインタフェースである。ＨＤＤ１０８は、プログラムやデータを格納している不揮発性の記憶装置の一例である。

外部Ｉ／Ｆ１０３は、外部装置とのインタフェースである。コンピュータは外部Ｉ／Ｆ１０３を介してＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカードなどの記録媒体１０３ａの読み取り及び／又は書き込みを行うことができる。ＲＯＭ１０５は、プログラムやデータが格納された不揮発性の半導体メモリ（記憶装置）の一例である。ＲＡＭ１０４はプログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリ（記憶装置）の一例である。

ＣＰＵ１０６は、ＲＯＭ１０５やＨＤＤ１０８などの記憶装置からプログラムやデータをＲＡＭ１０４上に読み出し、処理を実行することで、コンピュータ全体の制御や機能を実現する演算装置である。

制御装置１００は、図３のハードウェア構成のコンピュータがプログラムに従い処理を実行することで、後述の各種機能を実現できる。

［制御装置の機能構成］
制御装置１００は、例えば図４に示すような機能構成を有する。制御装置１００の機能構成例について、図４を参照して説明する。図４は、一実行形態に係る制御装置１００の機能構成の一例を示す図である。制御装置１００は、画像データ取得部１１０、画像処理部１２０、判定部１３０、搬送装置制御部１４０、レシピ実行部１５０及び基板移載制御部１６０を有する。

画像データ取得部１１０は、カメラ７１が撮影した画像データを取得する。例えば画像データ取得部１１０は、基板移載制御部１６０の昇降機構（図示せず）の制御により反応管４１からボート２４を搬出する移動動作の画像データを取得する。

画像処理部１２０は、画像データ取得部１１０が取得した画像データを画像処理することにより、画像処理後の画像データからボート２４の載置部２６、保温筒２８、蓋体２３に膜残り（シリコン含有膜の残り）があるかを判定できるようにする。例えば、画像処理部１２０は、画像データの各画素の色彩を白色又は黒色の二値化にする画像処理を行ってもよい。ボート２４は白色の石英製である。例えば膜残りがあれば、ボート２４を構成する載置部２６、保温筒２８、蓋体２３のいずれかに白以外の残膜の色（本実行形態では黒色）の領域が生じる（図６（ａ）参照）。膜残りがなければ、ボート２４を構成する載置部２６、保温筒２８、蓋体２３は石英の色つまり白色である（図６（ｂ）参照）。なお、カメラ７１が撮影した画像データを二値化する画像処理機能を有している場合、制御装置１００は画像処理部１２０の機能を有していなくてもよい。この場合、画像データ取得部１１０は、二値化された画像処理後の画像データを取得する。

レシピ実行部１５０は、ボロンを含有するシリコン膜（ボロンをドープしたシリコン膜）等のシリコン含有膜の成膜を実行する。ボロンを含有するシリコン膜は概ね黒色である。レシピ実行部１５０は、処理容器４０内にボート２４が搬入された状態でクリーニングガス供給部４８からインジェクタ４８ｃを介して処理容器４０内にクリーニングガスを供給し、処理容器４０内をクリーニングする。

画像処理部１２０は、クリーニングを実行した後に処理容器４０からボート２４が搬出される際の画像データを画像処理（二値化等）することにより、処理後の画像データから膜残りを判定できるようにする。残膜は、シリコン膜に限らず、炭化珪素（ＳｉＣ）膜、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜であってもよい。画像データに基づきこれらの膜の色（白色以外の色）を特定することによりクリーニング後の膜残りの有無を判定することができる。

判定部１３０は、画像処理された画像データに基づいて、ボート２４に膜残りがあるかを判定する。図６（ａ）の例では、判定部１３０は、画像処理された画像データに黒色の領域Ａｒを特定し、膜残りがあると判定する。図６（ｂ）の例では、判定部１３０は、画像処理された画像データに黒色の領域がないと判断し、膜残りはないと判定する。

なお、判定部１３０は、画像処理された画像データを入力データ（教師データ）として機械学習することにより、膜残りの判定結果を出力するようにしてもよい。

カメラ７１の撮影タイミングは、常時撮影してもよいし、処理容器４０からボート２４を搬出する間のみ撮影してもよいし、処理容器４０からボート２４の搬出を完了した後にボート２４を撮影してもよい。

搬送装置制御部１４０は、移載機構２７の移動動作を制御する。また、搬送装置制御部１４０は、昇降機構（図示せず）の昇降動作を制御し、ボート２４のローディングエリア２０から反応管４１への搬入及び反応管４１からローディングエリア２０への搬出を制御する。

レシピ実行部１５０は、レシピに示された処理条件下で処理容器４０内にて熱処理が行われるように、熱処理装置１０の動作を制御する。また、レシピ実行部１５０は、所定枚数の基板Ｗの成膜処理後に反応管４１の膜落としを目的としたクリーニング処理が行われるように、熱処理装置１０の動作を制御する。更に、レシピ実行部１５０は、判定部１３０により膜が残っていると判定された場合、再クリーニングを実行する又はアラームを出力する。アラームの出力は、制御装置１００の表示画面であってもよいし、制御装置１００に接続されるホストコンピュータやサーバ装置の表示画面であってもよいし、熱処理装置１０の表示画面やその他の制御装置群の画面であってもよい。アラームは、例えば、膜残りあり等の文字による表示であってもよいし、アラーム音の出力であってもよい。通常画面にポップアップ機能を用いてメッセージを表示してもよい。これにより、再クリーニングを行うか、又はアラームを出力した時点ではプロセスを優先し、クリーニングを行わずに基板の成膜処理を行うか、をユーザが選択することができる。

基板移載制御部１６０は、レシピ実行部１５０からの制御に従い、収納容器１３及び１４と、ボート２４ａ又は２４ｂと、の間で基板Ｗが搬送されるように搬送装置制御部１４０に指示を行う。

＜第１実行形態＞
［クリーニング方法］
第１実行形態に係るクリーニング方法は、熱処理装置１０の制御装置１００に画像データの解析機能を持たせ、ローディングエリア２０内に取り付けられたカメラ７１が撮像した画像データから石英製のボート２４への膜残りの有無を判定する機能を有する。そして、膜残りの有無の判定結果に応じて再クリーニングを行うことにより、膜残りなくクリーニングを完了することができる。図５は、第１実行形態に係るクリーニング方法の一例を示すフローチャートである。

以下のクリーニング方法を実行する前に、熱処理装置１０において第１原料ガスと第２原料ガスとを供給してＣＶＤ法により基板Ｗへボロンをドープしたシリコン膜の成膜処理が行われる。シリコン膜の成膜処理は、累積して所定枚数の基板Ｗが成膜処理されるまで行われる。

所定枚数の基板Ｗの成膜処理後、本処理が開始され、ステップＳ１において、制御装置１００（搬送装置制御部１４０）は、昇降機構によりボート２４を搬送室（ローディングエリア２０）から反応管４１へ搬入する。なお、ステップＳ１を実行する前に、制御装置１００（基板移載制御部１６０）が収納容器１３及び１４に収納されたダミーウエハをボート２４の載置部２６に載置した後、ボート２４を搬送室（ローディングエリア２０）から反応管４１へ搬入してもよい。

次に、ステップＳ２において、制御装置１００（レシピ実行部１５０）は、クリーニングガス供給部４８からインジェクタ４８ｃを介して反応管４１内にクリーニングガスを供給し、ボート２４を含む反応管４１内をクリーニングする。

次に、ステップＳ３において、制御装置１００（レシピ実行部１５０）は、パージガス供給部４７からインジェクタ４７ｃを介して反応管４１内にパージガスを供給し、反応管４１内からクリーニングガスをパージする。

次に、ステップＳ４において、制御装置１００（搬送装置制御部１４０）は、昇降機構によりボート２４を反応管４１から搬送室（ローディングエリア２０）へ搬出する。

次に、ステップＳ５において、制御装置１００（画像データ取得部１１０）は、カメラ７１により撮影された、反応管４１から搬送室（ローディングエリア２０）へ搬出する間のボート２４の画像を含む画像データを取得する。

次に、ステップＳ６において、制御装置１００（画像処理部１２０）は、取得した画像データを例えば二値化する画像処理を行う。

次に、ステップＳ７において、制御装置１００（判定部１３０）は、画像処理後の画像データに基づき、ボート２４に膜が残っているかを判定する。制御装置１００（判定部１３０）は、ボート２４の載置部２６、保温筒２８、蓋体２３の少なくともいずれかに膜が残っているかを判定する。載置部２６にダミーウエハが載置されている場合、制御装置１００（判定部１３０）は、ボート２４の載置部２６、載置部２６に載置されたダミーウエハ、保温筒２８、蓋体２３の少なくともいずれかに膜が残っているかを判定する。

例えば図６（ａ）に示すように、画像処理後の画像データに基づき、ボート２４に黒色の領域Ａｒがあると判断した場合、制御装置１００（判定部１３０）は、膜残りがあると判定することができる。この場合、ステップＳ１に戻り、昇降機構によりボート２４を搬送室（ローディングエリア２０）から反応管４１へ搬入し、ステップＳ２以降の処理を実行することにより、反応管４１内を再クリーニングする。

再クリーニングを実行した後、ステップＳ７においてボート２４に膜が残っていないと判定されるまで、ステップＳ１～ステップＳ７の工程を繰り返し実行する。ステップＳ７において、制御装置１００（判定部１３０）が画像処理後の画像データから膜残りはないと判定した場合、本処理を終了する。例えば図６（ｂ）に示すように、画像処理後の画像データに基づき、画像データのボート２４に黒色の領域がない場合、制御装置１００（判定部１３０）は、膜残りがないと判定し、本処理を終了する。

なお、ステップＳ７において、画像データのボート２４に黒色の領域があると判定しても、黒色の領域が所定未満の面積であれば自動にて再クリーニングはせず、処理を終了すると判定してもよい。

また、ステップＳ７において、画像データに基づきボート２４の膜が残っている位置を特定し、特定した位置に従い追加のクリーニング条件を設定してもよい。そして、設定した追加のクリーニング条件に基づき、再クリーニングを実行してもよい。

例えば、保温筒２８の温度はその上のボート２４の載置部２６の温度よりも低いため、クリーニングガスの効果が弱くなる傾向がある。また、保温筒２８の周辺には構造物が多いため、ガスが抜けにくい。このため、保温筒２８には膜が残り易い。そこで、画像データから膜が残っている位置を特定し、特定した位置が保温筒２８の表面であった場合、保温筒２８までの高さの背の低い保温筒用のクリーニングガスインジェクタを用意して、保温筒用のクリーニングガスインジェクタのみにクリーニングガスを供給して再クリーニングを実行してもよい。この場合、追加のクリーニング条件に、保温筒用のクリーニングガスインジェクタのみにクリーニングガスを供給すること、が設定される。

なお、再クリーニングの対象は、反応管４１、ボート２４、ボートに載置されたダミーウエハ（ダミー基板）の少なくともいずれか又はこれらの組み合わせであってもよい。

従来のクリーニング方法では、膜残りがあった場合、はじめからクリーニング処理を再開する必要があった。このため、ローディングエリア２０と反応管４１との間で、再度、ボート搬送機構や昇降機構によりボート２４ａ、２４ｂを基台２５ａ、基台２５ｂに移載したり、反応管４１へ搬入及び搬出したりする時間を要していた。

これに対して、第１実行形態のクリーニング方法によれば、クリーニングガスによるエッチング（クリーニング）完了後、反応管４１からローディングエリア２０に搬出するボート２４の画像データを取得し、画像データの解析を実行する。これにより、解析された画像データに基づき膜残りの状態を直ちに判断することができ、その結果、再クリーニングを実行すべきかを自動で判定することができる。これにより、一度の（連続する）クリーニング処理によって膜残りなくクリーニングを完了することができ、かつ、ボート２４の移載時間を短縮することができる。この結果、クリーニングのトータル時間を減らし、基板処理の時間を増やすことができる。

＜第２実行形態＞
［クリーニング方法］
次に、第２実行形態に係るクリーニング方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、第２実行形態に係るクリーニング方法の一例を示すフローチャートである。図５に示す第１実行形態に係るクリーニング方法と同一処理のステップには同一ステップ番号を付す。つまり、ステップＳ１～Ｓ７の処理は第１実行形態に係るクリーニング方法と同じであるため、説明を省略する。

第２実行形態に係るクリーニング方法では、ステップＳ７において、制御装置１００（判定部１３０）は、画像処理後の画像データに基づき、ボート２４に膜が残っていると判定した場合、ステップＳ８において、制御装置１００の表示画面にアラームを出力する。アラームの一例としては、膜残りのメッセージを表示してもよいし、膜残りのメッセージと膜残りの位置とを表示してもよいし、アラーム音を出力してもよい。制御装置１００の表示画面に代えて、ネットワークを介してデータ通信可能に接続されたホストコンピュータやサーバ装置にアラームを表示してもよい。

また、ステップＳ８において、制御装置１００（判定部１３０）は、追加のクリーニング条件を設定してもよい。ただし、制御装置１００（判定部１３０）は、追加のクリーニング条件を設定しなくてもよい。追加のクリーニング条件を設定しない場合、直前に行ったクリーニング条件と同一条件で再クリーニングが行われる。

次に、ステップＳ９において、制御装置１００（レシピ実行部１５０）は、ユーザの選択（指示）に従い、クリーニングを実行するかを判定する。ユーザは、膜残りの判定に対して、基板処理を優先してクリーニングを行わないことを選択することができる。また、ユーザは、膜残りの判定に対して、再クリーニングを行うことを選択することができる。例えば、ユーザ操作は、図示しない制御装置１００の選択画面から再クリーニングの実行又は不実行を選択することができる。

ステップＳ９において再クリーニングを実行する場合、ステップＳ７においてボート２４に膜が残っていないと判定されるまで、又は、ステップＳ９においてクリーニングを実行しないと判定されるまで、ステップＳ１～ステップＳ９の工程を繰り返し実行する。ステップＳ７において膜残りはないと判定した場合、又は、ステップＳ９においてクリーニングを実行しないと判定した場合、本処理を終了する。

第２実行形態のクリーニング方法によれば、第１実行形態のクリーニング方法と同様に、一度のクリーニング処理によって膜残りなくクリーニングを完了することができ、かつ、ボート２４の移載時間を短縮することができる。この結果、クリーニングのトータル時間を減らし、基板処理の時間を増やすことができる。

更に、第２実行形態のクリーニング方法によれば、膜残りがあった場合に、ユーザの選択により再クリーニングの実行を選択することができる。これにより、クリーニングの必要性に応じて、再クリーニングの実行をしたり、基板処理を優先して行ったりすることができ、基板処理装置の稼働率を高めることができる。

今回開示された実行形態に係るクリーニング方法及び基板処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実行形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の実行形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。

上記の実行形態では、基板処理装置は複数のウエハに対して一度に処理を行うバッチ式の装置である場合を説明したが、本開示はこれに限定されない。例えば、基板処理装置はウエハを１枚ずつ処理する枚葉式の装置であってもよい。また、例えば基板処理装置は処理容器内の回転テーブルの上に配置した複数のウエハを回転テーブルにより公転させ、第１のガスが供給される領域と第２のガスが供給される領域とを順番に通過させてウエハに対して処理を行うセミバッチ式の装置であってもよい。また、例えば基板処理装置は１つの処理容器内に複数の載置台を備えた複数枚葉成膜装置であってもよい。

１０ 熱処理装置
２０ ローディングエリア
２４ ボート
２７ 移載機構
２８ 保温筒
４０ 処理容器
４１ 反応管
４５ 第１原料ガス供給部
４６ 第２原料ガス供給部
４８ クリーニングガス供給部
７１ カメラ
１００ 制御装置
１１０ 画像データ取得部
１２０ 画像処理部
１３０ 判定部
１４０ 搬送装置制御部
１５０ レシピ実行部
１６０ 基板移載制御部
Ｗ 基板

Claims (11)

1. 処理容器と、基板を保持し、前記処理容器内に搬入及び搬出されるボートとを有し、基板に膜を形成する基板処理装置をクリーニングする方法であって、
   （ａ）前記処理容器内に前記ボートが搬入された状態で前記ガス供給部から前記処理容器内にクリーニングガスを供給し、前記処理容器内をクリーニングする工程と、
   （ｂ）前記（ａ）の工程を実行した後に前記処理容器内から搬出される前記ボートを撮影した画像データを取得する工程と、
   （ｃ）前記画像データに基づき、前記ボートに前記膜が残っているかを判定する工程と、
   （ｄ）前記膜が残っていると判定された場合、前記（ａ）の工程を再度実行する又は特定のアラームを出力する工程と、
   を含む、クリーニング方法。
2. 前記（ｄ）の工程において前記特定のアラームを出力する場合、前記アラームの出力に対して前記クリーニングする工程を再度実行することのユーザの選択を受け付けると、前記（ａ）の工程を再度実行する、
   請求項１に記載のクリーニング方法。
3. 前記（ｂ）の工程において前記ボートの少なくとも側面を全周に亘り撮影した画像データを取得する、
   請求項１に記載のクリーニング方法。
4. 前記（ｂ）の工程において前記処理容器内から回転しながら搬出される前記ボートを撮影した画像データを取得する、
   請求項３に記載のクリーニング方法。
5. 前記（ｃ）の工程において前記画像データを画像処理した結果に基づき、前記ボートと前記膜の色の違いから前記膜が残っているかを判定する、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
6. 前記（ｄ）の工程において、追加のクリーニング条件を設定し、
   前記（ａ）の工程を再度実行する場合、前記追加するクリーニング条件に基づき、前記（ａ）の工程を再度実行する、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
7. 前記ボートには、ダミー基板が載置され、
   前記（ｃ）の工程において前記画像データに基づき、前記ボート又は前記ダミー基板に前記膜が残っているかを判定する、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
8. 前記（ａ）の工程を再度実行する場合、前記（ｃ）の工程において前記ボートに前記膜が残っていないと判定されるまで、前記（ａ）～前記（ｄ）の工程を繰り返し実行する、
   請求項１～４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
9. 前記（ｃ）の工程において前記画像データに基づき、前記ボートの前記膜が残っている位置を特定し、
   特定した前記位置に従い追加するクリーニング条件を設定する、
   請求項６に記載のクリーニング方法。
10. 前記基板処理装置が前記基板に形成する膜は、シリコン含有膜である、
    請求項１～４のいずれか一項に記載のクリーニング方法。
11. 処理容器と、基板を保持し、前記処理容器内に搬入及び搬出されるボートと、制御装置と、を有し、基板に膜を形成する基板処理装置であって、
    前記制御装置は、
    （ａ）前記処理容器内に前記ボートが搬入された状態で前記ガス供給部から前記処理容器内にクリーニングガスを供給し、前記処理容器内をクリーニングする工程と、
    （ｂ）前記（ａ）の工程を実行した後に前記処理容器内から搬出される前記ボートを撮影した画像データを取得する工程と、
    （ｃ）前記画像データに基づき、前記ボートに前記膜が残っているかを判定する工程と、
    （ｄ）前記膜が残っていると判定された場合、前記（ａ）の工程を再度実行する又は特定のアラームを出力する工程と、
    を含む工程を制御する、基板処理装置。

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