JP5123485B2

JP5123485B2 - 基板処理装置及び基板処理方法及び半導体デバイスの製造方法

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Publication number: JP5123485B2
Application number: JP2006065752A
Authority: JP
Inventors: 覚高畑; 行雄尾崎; 礼三布澤; 秀勝宮守
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: JP2007243015A

Description

本発明は半導体装置を製造する１工程であり、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の基板処理を行う基板処理装置に関するものである。

半導体装置の製造の１工程を実行する基板処理装置は、所定枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置と、１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置とがあり、いずれの形式の基板処理装置に於いても、処理炉を具備し、処理炉内に収納された基板を加熱し、又処理炉に処理内容に対応した処理ガスを導入しつつ排気して、基板処理を行っている。

処理炉内の圧力、供給する処理ガスの流量、処理温度等、いずれも処理品質を左右するので厳密な管理が行われる。例えば、処理ガスの供給流量は、流量制御器（ＭＦＣ）によって検出され、供給流量が制御されると共に供給量が監視される。

上記した様に、処理ガスの供給流量は基板処理の品質に影響を及すので、厳密に管理されなければならず、処理ガスの供給流量の管理情報となるのが、上記流量制御器による流量検出信号となる。定常状態では、前記流量制御器が検出する流量信号が処理炉に供給する処理ガスの流量に合致し、前記流量制御器が流量を検出し、検出結果に基づき供給流量が制御される。

図７は、ガス流量制御器８１を模式的に示すものであり、処理ガス供給ライン８２に前記ガス流量制御器８１が設けられ、該ガス流量制御器８１の上流側に第１開閉弁（１次開閉弁）８３、下流側に第２開閉弁（２次開閉弁）８４が設けられている。

前記ガス流量制御器８１の内部にはバイパスライン８５、流量検出を行うセンサライン８６が分岐形成され、前記バイパスライン８５、前記センサライン８６の合流点より下流側に流量制御弁８７が設けられている。

前記ガス流量制御器８１は、入側の流体圧力と出側の流体圧力との差圧を検出し、差圧を流量に換算して流量検知信号を発している。

ところが、検出するガス流量に急激な変化があった場合、例えば処理ガス供給炉の弁を閉から開にする時等では、前記ガス流量制御器８１を通過するガスに瞬間的に大きな差圧（オーバシュート）が発生する。この為、処理ガスの供給開始時には、瞬間的に生じた大きな差圧（オーバシュート）により、大量の処理ガスが流れたという流量検出信号が発せられる。又、入側と出側に設けられた開閉弁で、開閉のタイミングで入側の開閉弁が早く開いた場合等も同様に急激な差圧が発生する。

図８は、前記ガス流量制御器８１が発する流量検出信号Ｑと、炉内の圧力Ｐの関係を示しており、図８中、流量検出信号ＱのＺ部分はオーバシュートによる信号出力となっている。オーバーシュート部分Ｚを除く部分が前記ガス流量制御器８１の定常的な検出信号であり、炉内の圧力は処理ガス供給量に対応した値を示している。

図８から分る様に、オーバシュートが発生する状況では、前記処理炉に処理ガスが供給されていないにも拘らず、前記ガス流量制御器８１は瞬間的に発生する圧力差（オーバシュート）に基づく流量検出信号を出力する。この為、オーバシュート時の前記ガス流量制御器８１の検出信号は、処理ガスの供給を反映していないエラー情報となる。

従来、成膜時の処理ガス供給量の監視は、開閉弁の開閉作動とは関係なく、前記ガス流量制御器８１からの検出信号のみによって行われており、この為流量変動と成膜品質とを検証する場合、残された流量変動のデータが実際の炉内の流動変動によるものであるか、或は前記ガス流量制御器８１の誤信号によるものか、検証者が基板処理装置処理状況を把握してその都度人の作業により確認する必要があった。

この為、検証には多くの時間と、煩雑な作業が必要であった。

本発明は斯かる実情に鑑み、検出した流動変動が、処理炉に供給された実際の処理ガスの変動によるものであるか、或は流量制御器の誤信号によるものかを判断可能とし、成膜品質の評価が迅速に行え、又成膜品質に異常があった場合の迅速な原因解明を可能とするものである。

本発明は、処理炉内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記処理炉に供給するガス流量を検知し、ガス流量を制御するガス流量制御手段と、検知ガス流量と設定ガス流量との実偏差を算出し、該実偏差と設定偏差との比較、前記圧力検知手段が検出した圧力の変動の有無に基づき前記ガス流量制御手段が検出した流量検知信号が正常信号であるか、誤信号であるかを判断する主制御部を具備する基板処理装置に係り、又処理炉に供給するガス流量を検知し、ガス流量を制御するガス流量制御手段が検出した検知流量と設定ガス流量との実偏差を算出し、予め設定した設定偏差と前記実偏差との比較、前記圧力検知手段が検出した圧力の変動の有無に基づき前記ガス流量制御手段が検出した流量検知信号が正常信号であるか、誤信号であるかを判断する工程を具備する基板処理方法に係るものである。

本発明によれば、処理炉内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記処理炉に供給するガス流量を検知し、ガス流量を制御するガス流量制御手段と、検知ガス流量と設定ガス流量との実偏差を算出し、該実偏差と設定偏差との比較、前記圧力検知手段が検出した圧力の変動の有無に基づき前記ガス流量制御手段が検出した流量検知信号が正常信号であるか、誤信号であるかを判断する主制御部を具備するので、基板処理を評価する際に流量検知信号の正常信号、誤信号の検証をする必要が無くなり、作業時間が短縮し、作業効率が向上するという優れた効果を発揮する。

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。

図１、図２に於いて基板処理装置は、一例として縦型の基板処理装置について説明する。尚、該基板処理装置に於いて処理される基板は、一例としてシリコン等から成るウェーハが示されている。

図１及び図２に示されている様に、基板処理装置１は筐体２を備えている。該筐体２の正面壁３の正面前方部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口４が開設され、該正面メンテナンス口４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。

前記筐体２の正面壁３にはポッド搬入搬出口６が前記筐体２の内外を連通する様に開設されており、前記ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ（搬入搬出口開閉機構）７によって開閉され、前記ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート（基板搬送容器受渡し台）８が設置されており、該ロードポート８は載置されたポッド９を位置合せする様に構成されている。

該ポッド９は、密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によって前記ロードポート８上に搬入され、又、該ロードポート８上から搬出される様になっている。

前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚（基板搬送容器格納棚）１１が設置されており、該回転式ポッド棚１１は複数個のポッド９を格納する様に構成されている。

前記回転式ポッド棚１１は垂直に立設されて間欠回転される支柱１２と、該支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板（基板搬送容器載置棚）１３とを備えており、該棚板１３はポッド９を複数個宛それぞれ載置した状態で格納する様に構成されている。

前記回転式ポッド棚１１の下方には、ポッドオープナ（基板搬送容器蓋体開閉機構）１４が設けられ、該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置し、又該ポッド９の蓋を開閉可能な構成を有している。

前記ロードポート８と前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間には、ポッド搬送装置（容器搬送装置）１５が設置されており、該ポッド搬送装置１５は、前記ポッド９を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、前記ロードポート８、前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間で前記ポッド９を搬送する様に構成されている。

前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体１６が後端に亘って設けられている。該サブ筐体１６の正面壁１７にはウェーハ（基板）１８を前記サブ筐体１６内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１９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、上下段のウェーハ搬入搬出口１９，１９に対して前記ポッドオープナ１４がそれぞれ設けられている。

該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置する載置台２１と、前記ポッド９の蓋を開閉する開閉機構２２とを備えている。前記ポッドオープナ１４は前記載置台２１に載置された前記ポッド９の蓋を前記開閉機構２２によって開閉することにより、前記ポッド９のウェーハ出入れ口を開閉する様に構成されている。

前記サブ筐体１６は前記ポッド搬送装置１５や前記回転式ポッド棚１１が配設されている空間（ポッド搬送空間）から気密となっている移載室２３を構成している。該移載室２３の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）２４が設置されており、該ウェーハ移載機構２４は、ウェーハを載置する所要枚数（図示では５枚）のウェーハ載置プレート２５を具備し、該ウェーハ載置プレート２５は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。前記ウェーハ移載機構２４はボート（基板保持具）２６に対してウェーハ１８を装填及び払出しする様に構成されている。

前記移載室２３の後側領域には、前記ボート２６を収容して待機させる待機部２７が構成され、該待機部２７の上方には縦型の処理炉２８が設けられている。該処理炉２８の下端部は、炉口部となっており、該炉口部は炉口シャッタ（炉口開閉機構）２９により開閉される様になっている。

前記筐体２の右側端部と前記サブ筐体１６の前記待機部２７の右側端部との間には前記ボート２６を昇降させる為のボートエレベータ（基板保持具昇降機構）３１が設置されている。該ボートエレベータ３１の昇降台に連結されたアーム３２には蓋体としてのシールキャップ３３が水平に取付けられており、該シールキャップ３３は前記ボート２６を垂直に支持し、前記処理炉２８の下端部を気密に閉塞可能となっている。

前記ボート２６は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウェーハ１８を、その中心を揃えて水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。

前記ボートエレベータ３１側と対向した位置にはクリーンユニット３５が配設され、該クリーンユニット３５は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア３４を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。前記ウェーハ移載機構２４と前記クリーンユニット３５との間には、ウェー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せ装置（図示せず）が設置されている。

前記クリーンユニット３５から吹出されたクリーンエア３４は、ノッチ合せ装置（図示せず）及び前記ウェーハ移載機構２４、前記ボート２６に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体２の外部に排気がなされるか、若しくは前記クリーンユニット３５の吸込み側である一次側（供給側）に迄循環され、再び該クリーンユニット３５によって、前記移載室２３内に吹出される様に構成されている。

次に、本発明の処理装置の作動について説明する。

前記ポッド９が前記ロードポート８に供給されると、前記ポッド搬入搬出口６が前記フロントシャッタ７によって開放される。前記ロードポート８の上の前記ポッド９は前記ポッド搬送装置１５によって前記筐体２の内部へ前記ポッド搬入搬出口６を通して搬入され、前記回転式ポッド棚１１の指定された前記棚板１３へ載置される。前記ポッド９は前記回転式ポッド棚１１で一時的に保管された後、前記ポッド搬送装置１５により前記棚板１３からいずれか一方のポッドオープナ１４に搬送されて前記載置台２１に移載されるか、若しくは前記ロードポート８から直接前記載置台２１に移載される。

この際、前記ウェーハ搬入搬出口１９は前記開閉機構２２によって閉じられており、前記移載室２３には前記クリーンエア３４が流通され、充満されている。例えば、前記移載室２３にはクリーンエア３４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、前記筐体２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。

前記載置台２１に載置された前記ポッド９はその開口側端面が前記サブ筐体１６の前記正面壁１７に於ける前記ウェーハ搬入搬出口１９の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が前記開閉機構２２によって取外され、ウェーハ出入れ口が開放される。

前記ポッド９が前記ポッドオープナ１４によって開放されると、ウェーハ１８は前記ポッド９から前記ウェーハ移載機構２４によって取出され、ノッチ合せ装置（図示せず）に移送され、該ノッチ合せ装置にてウェーハ１８を整合した後、前記ウェーハ移載機構２４はウェーハ１８を前記移載室２３の後方にある前記待機部２７へ搬入し、前記ボート２６に装填（チャージング）する。

該ボート２６にウェーハ１８を受渡した前記ウェーハ移載機構２４はポッド９に戻り、次のウェーハ１８を前記ボート２６に装填する。

一方（上段又は下段）のポッドオープナ１４に於ける前記ウェーハ移載機構２４によるウェーハ１８の前記ボート２６への装填作業中に、他方（下段又は上段）のポッドオープナ１４には前記回転式ポッド棚１１から別のポッド９が前記ポッド搬送装置１５によって搬送されて移載され、前記他方のポッドオープナ１４によるポッド９の開放作業が同時進行される。

予め指定された枚数のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると、前記炉口シャッタ２９によって閉じられていた前記処理炉２８の炉口部が、前記炉口シャッタ２９によって開放される。続いて、前記ボート２６は前記ボートエレベータ３１によって上昇され、前記処理炉２８内へ搬入（ローディング）される。

ローディング後は、前記シールキャップ３３によって炉口部が気密に閉塞され、前記処理炉２８にてウェーハ１８に所要の処理が実行される。

処理後は、ノッチ合せ装置（図示せず）でのウェーハ１８の整合工程を除き、上記と逆の手順で、ウェーハ１８及びポッド９は前記筐体２の外部へ払出される。

次に、前記処理炉２８について図３により説明する。

該処理炉２８は加熱手段としてのヒータ３８を有する。該ヒータ３８は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース３９に支持されることにより垂直に設置されている。

前記ヒータ３８の内側には、該ヒータ３８と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ４１が配設されている。該プロセスチューブ４１は内部反応管４２と、その外側に同心に設けられた外部反応管４３とから構成されている。

前記内部反応管４２は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端及び下端が開口した円筒形状であり、前記外部反応管４３は、例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状となっている。

前記内部反応管４２の内部には処理室４４が画成され、該処理室４４にはウェーハ１８が前記ボート２６によって保持され、収容可能となっている。該ボート２６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、所定枚数のウェーハ１８を水平姿勢で且つ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持する様に構成されている。尚、前記ボート２６の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板６１が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、前記ヒータ３８からの熱が前記マニホールド４５側に伝わり難くなる様構成されている。

前記外部反応管４３の下方には、該外部反応管４３と同心円状に前記マニホールド４５が配設されている。該マニホールド４５は、例えばステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状となっており、該マニホールド４５の上端に前記外部反応管４３が気密に立設され、前記マニホールド４５の内壁に突設された内フランジ４６に前記内部反応管４２が立設されている。前記プロセスチューブ４１と前記マニホールド４５により反応容器が形成される。

前記シールキャップ３３にはガス導入部としてのノズル５０が前記処理室４４に連通する様に設けられ、前記ノズル５０にはガス供給管４７が接続されている。該ガス供給管４７には、ガス流量制御器４８を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続され、更に前記ガス供給管４７にはガス給排の為の開閉弁、例えば前記ガス流量制御器４８の上流側、下流側には第１開閉弁６７、第２開閉弁６８が設けられている。

前記ガス流量制御器４８には、ガス流量制御部４９が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の量となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記マニホールド４５には、前記処理室４４の雰囲気を排気する排気管５１が設けられている。該排気管５１は、前記内部反応管４２と前記外部反応管４３との間に形成される筒状空間５２の下端部に連通している。前記排気管５１には圧力センサ５３及び圧力調整装置５４を介して真空ポンプ等の真空排気装置５５が接続されており、前記処理室４４の圧力が所定の圧力（真空度）となる様真空排気し得る様に構成されている。

前記圧力調整装置５４及び前記圧力センサ５３には、圧力制御部５６が電気的に接続されており、該圧力制御部５６は前記圧力センサ５３により検出された圧力に基づいて前記圧力調整装置５４により前記処理室４４の圧力が所望の圧力となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記マニホールド４５の下端開口部は炉口部を形成し、該炉口部は前記シールキャップ３３によって気密に閉塞可能である。該シールキャップ３３は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。該シールキャップ３３の下面側には、前記ボート２６を回転させる回転機構５７が設置されている。該回転機構５７の回転軸５８は前記シールキャップ３３を貫通してボート受け台５９に連結されており、前記ボート２６を回転させることでウェーハ１８を回転させる様に構成されている。前記シールキャップ３３は前記ボートエレベータ３１によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート２６を前記処理室４４に対し装入引出しすることが可能となっている。前記回転機構５７及び前記ボートエレベータ３１には、駆動制御部６０が電気的に接続されており、所望の作動をする様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。

前記筒状空間５２には温度センサ６２が前記内部反応管４２の下部から上部に掛渡って立設されている。前記ヒータ３８と前記温度センサ６２には、電気的に温度制御部６３が接続されており、該温度制御部６３は前記温度センサ６２により検出された温度情報に基づき前記ヒータ３８への通電状態を調整することにより前記処理室４４の温度が所望の温度分布となる様に制御する。

前記ガス流量制御部４９、前記圧力制御部５６、前記駆動制御部６０、前記温度制御部６３は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部６４に電気的に接続されている。前記ガス流量制御部４９、前記圧力制御部５６、前記駆動制御部６０、前記温度制御部６３、前記主制御部６４は制御装置６５として構成されている。

次に、上記構成に係る処理炉２８を用いて、半導体デバイスの製造工程の１工程として、ＣＶＤ法によりウェーハ１８上に薄膜を生成する方法について説明する。尚、以下の説明に於いて、基板処理装置を構成する各部の作動は制御装置６５により制御される。

所定枚数のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると、該ボート２６は、前記ボートエレベータ３１によって上昇されて前記処理室４４に装入される。この状態で、前記シールキャップ３３は炉口部を気密に閉塞する。

前記処理室４４が所望の圧力（真空度）となる様に前記真空排気装置５５によって真空排気される。この際、前記処理室４４の圧力は、前記圧力センサ５３で検出され、検出結果に基づき前記圧力調整装置５４が、前記処理室４４の圧力をフィードバック制御する。

又、該処理室４４が所望の温度となる様に前記ヒータ３８によって加熱される。この際、前記処理室４４が所望の温度分布となる様に前記温度センサ６２が検出した温度情報に基づき前記ヒータ３８への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記回転機構５７により、前記ボート２６が回転される。該ボート２６と一体にウェーハ１８が回転され、該ウェーハ１８に対する処理が均一化される。

又、前記第１開閉弁６７、前記第２開閉弁６８等、前記ガス供給管４７に設けられた開閉弁の開閉作動が行われ、処理ガス供給源（図示せず）から処理ガスの供給が開始される。前記ガス流量制御器４８にて所望の流量となる様に制御された処理ガスは、前記ガス供給管４７を流通して前記ノズル５０から前記処理室４４に導入される。導入された処理ガスは該処理室４４を上昇し、前記内部反応管４２の上端開口で折返し、前記筒状空間５２を流下して前記排気管５１から排気される。処理ガスは前記処理室４４を通過する際にウェーハ１８の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ１８の表面上に薄膜が成膜される。

予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスが供給され、前記処理室４４が不活性ガスに置換されると共に、該処理室４４の圧力が常圧に復帰される。

前記ボートエレベータ３１により前記シールキャップ３３を介して前記ボート２６が降下される。

処理後の処理済みウェーハ１８の搬出については、上記説明と逆の手順で行われる。

次に、前記制御装置６５について図４を参照して説明する。

前記制御装置６５はＬＡＮ等の通信手段により、ＨＯＳＴコンピュータ７０に接続され、該ＨＯＳＴコンピュータ７０により基板処理装置は前記制御装置６５を介して統括的な制御がなされ、基板処理装置の処理状況、処理履歴等は前記制御装置６５を介して前記ＨＯＳＴコンピュータ７０に送信される。

前記制御装置６５は前記主制御部６４、及び下位制御部、例えば前記ガス流量制御部４９、前記圧力制御部５６、前記駆動制御部６０、前記温度制御部６３、ディスプレイ、表示パネル等の表示部７１、キーボード、タッチパネル等の入力操作部７２等から構成されている。

前記主制御部６４は更に、ＣＰＵで代表される制御演算部７３、前記ＨＯＳＴコンピュータ７０との信号の授受の制御を行う入出力制御部７４、前記ガス流量制御部４９、前記圧力制御部５６、前記駆動制御部６０、前記温度制御部６３等の下位制御部との信号の授受の制御を行う入出力制御部７５、ハードディスク等で代表される外部記憶装置７６等によって構成され、該外部記憶装置７６にはプログラム格納部７７、データ格納部７８を有している。

前記プログラム格納部７７には前記下位制御部を介して基板処理を実行させる為のシーケンスプログラム、レシピプログラム、或は処理中の履歴を入手し、記録、表示する為の管理プログラム、処理中に検出される処理温度、炉内圧力等の処理状態を示すデータと処理温度の設定値、処理中の設定圧力とを比較して処理が正常実行されているかどうかを判断し、異常を判断した場合はアラームを発し、或は基板処理装置での処理を停止させる等の判断、実行を行う為の処理監視プログラム等の基板処理に必要な、或は基板処理に付随して必要な処理を実行する為の各種プログラムが格納されている。

前記データ格納部７８には、前記シーケンスプログラムを実行する為に必要となる各種設定データ、前記レシピプログラムを実行する為のレシピデータ、或は処理中に入手された履歴データ等が格納される。

前記制御装置６５は前記ＨＯＳＴコンピュータ７０から基板処理開始等の指令を受信すると、基板処理を開始する。前記制御装置６５では、前記プログラム格納部７７に格納されたプログラムが展開され、前記データ格納部７８に格納されたデータに基づき、前記下位制御部を介して基板処理が制御実行される。

以下は、処理ガス供給についての制御について説明する。

上述した様に、前記ガス流量制御部４９は急激な流量変化が生じた場合は、オーバシュートにより、実際に流れる流量を反映しない大量の処理ガスが流れたという誤信号を発する特性を有している。本実施の形態では、前記ガス流量制御部４９から発せられる信号がオーバシュートによる誤信号であるかどうかを判断可能な構成を具備している。

上記した基板処理装置に於いては、基板処理開始時に処理ガスが供給された直後、即ち前記第１開閉弁６７、前記流量制御弁８７が閉から開に変化した時にオーバシュートが発生する可能性がある。

前記ガス流量制御部４９から発せられるオーバシュートによる流量信号は、図８に見られる様に、短時間に急激な増大、減少を特徴としている。又、オーバシュートでは流量検知信号に対応したガスの流れは伴わないので、炉内の圧力は増大しない。

従って、前記ガス流量制御部４９から発せられる流量信号の変化量、変化率等、又前記炉内の圧力、更にオーバシュートが発生する状況、即ち前記第１開閉弁６７、前記流量制御弁８７に開閉動作があったかどうか等を判断データとすることで、前記ガス流量制御部４９の流量検知信号がオーバシュートによる誤信号であるか、或は流量に対応した正常な流量検知信号であるかどうかが判断可能となる。

先ず、前記基板処理装置に於いて前記第１開閉弁６７、前記流量制御弁８７、前記第２開閉弁６８を開放し、実際に処理ガス、又処理ガスに変るデータ取得用のガスを流通させ、オーバシュートが発生する状況を実現して、オーバシュート時の流量信号の発生状態、炉内の圧力の変化、前記第１開閉弁６７、前記流量制御弁８７、前記第２開閉弁６８の開放に対する前記流量信号の時間遅れ等についてのデータを、処理ガスの供給流量、供給圧等、実際の基板処理条件に応じて各種取得し、オーバシュートであると判断できるデータを作成する。

例えば、処理ガスの供給流量の設定値に対してオーバシュートと判断する偏差を算出し、該偏差を基にアラーム条件テーブルが作成される。又、該アラーム条件テーブルには、前記第１開閉弁６７、前記流量制御弁８７、前記第２開閉弁６８等の開閉状態、炉内の圧力の変化について判断条件として登録される。前記アラーム条件テーブルは前記データ格納部７８に設定入力される。（図６ＳＴＥＰ：０１）

前記プログラム格納部７７には処理監視プログラムの１つとして、ガス流量監視プログラムが格納されており、該ガス流量監視プログラムは前記ガス流量制御部４９から発せられる流量検知信号を前記アラーム条件テーブルに基づいてチェックし、正常なものであるか、或はオーバシュートによる誤信号であるかを判断する。

図５、図６を参照して、前記ガス流量制御部４９からの流量検知信号についてオーバシュートによる誤信号であるかどうかを判断する作用について説明する。

基板処理開始の指令が発せられることで、前記ガス流量監視プログラムが展開され、前記データ格納部７８から前記アラーム条件テーブルの判断条件が読込まれる。更に、対象バルブ、例えば前記第１開閉弁６７、前記流量制御弁８７の開閉状態についての信号、又前記圧力センサ５３によって検出された炉内の圧力検知信号が前記入出力制御部７５を介して前記制御演算部７３に入力される。

処理ガスの供給が開始されると、前記ガス流量制御部４９から流量検知信号が、前記主制御部６４に入力される。入力された流量検知信号について、正常な信号であるかどうかが前記アラーム条件テーブルに登録されたデータに基づき判断される。

図６に於いて、設定流量値と前記ガス流量制御部４９からの流量検知信号（流量値、変化値等）との比較がなされ、両者の実偏差値が求められ、実偏差値が設定した設定偏差値の範囲を越えているかどうかが判断され、設定偏差値より小さい場合であれば、流量検知信号は正常信号として処理される（ＳＴＥＰ：０２）。

実偏差値が、設定偏差値より大きい場合は、流量検知信号取得時の炉内の圧力変動の有無が確認される。炉内の圧力が変動を生じている（誤差と認められる微動を越えた）場合は、炉内に実際に処理ガスが供給されている状態であり、流量検知信号は供給流量に対応したものであるので、正常信号として処理される。又、炉内の圧力に変動がない場合は、検知流量に対応する流量が炉内に供給されていないことが判断でき、前記ガス流量制御器４８からの誤信号としてデータが収集される（ＳＴＥＰ：０３）。

又、実偏差値が、設定偏差値より大きく、炉内の圧力変動を生じている場合には、２次側バルブ、即ち前記流量制御弁８７が閉の状態であるかどうかが確認され、該流量制御弁８７が閉の状態であると、炉内に処理ガスが供給されていないにも拘わらず、流量検知信号が発せられたものであるので、前記ガス流量制御部４９からの誤信号としてデータが収集される（ＳＴＥＰ：０４、ＳＴＥＰ：０５）。

前記ガス流量制御部４９からの誤信号としてデータが収集されると、該データは前記データ格納部７８に記録保存される（ＳＴＥＰ：０６）。

収集された誤信号としてのデータは、基板処理後の処理品質に対する処理ガス供給流量の評価の際に、誤信号部分が排除され、或は考慮されない。従って評価時に、流量検知信号に誤信号が含まれているかどうかを検証する必要がなくなり、作業時間が短縮でき、作業能率が向上する。

尚、上記実施の形態は、縦型バッチ式の基板処理装置について説明したが、横型バッチ式、或は枚葉式の基板処理装置についても実施可能であることは言う迄もない。

本発明が実施される基板処理装置の概略斜視図である。該基板処理装置の概略側面図である。該基板処理装置に使用される縦型処理炉の概略断面図である。本発明の実施の形態に係る制御ブロック図である。本発明に係る流量検知信号の正誤判定についての信号の流れを示すブロック図である。流量検知信号の正誤判定を示すフローチャートである。流量制御器の模式図である。流量検知信号と炉内圧力との関係を示す線図である。

符号の説明

１基板処理装置
２８処理炉
４８ガス流量制御器
５３圧力センサ
６２温度センサ
６４主制御部
６５制御装置
７０ＨＯＳＴコンピュータ
７１表示部
７２入力操作部
７３制御演算部
７６外部記憶装置
７７プログラム格納部
７８データ格納部

Claims

処理炉内の圧力を検知する圧力検知手段と、前記処理炉に供給するガス流量を検知し、ガス流量を制御するガス流量制御手段と、検知ガス流量と設定ガス流量との実偏差値を算出し、該実偏差値と設定偏差値との比較、前記圧力検知手段が検出した圧力変動の有無に基づき前記ガス流量制御手段が検出した流量検知信号が正常信号であるか、誤信号であるかを判断する主制御部を具備し、該主制御部は、比較の結果前記実偏差値が前記設定偏差値よりも大きい場合に、前記流量検知信号取得時の前記処理炉内の圧力変動の有無を確認し、該処理炉内の圧力が変動している場合は正常信号と判断し、該処理炉内の圧力に変動がない場合は前記ガス流量制御手段から発せられる誤信号と判断する基板処理装置。
処理炉に供給するガス流量を検知し、ガス流量を制御するガス流量制御手段が検出した検知ガス流量と設定ガス流量との実偏差値を算出し、予め設定した設定偏差値と前記実偏差値との比較、圧力検知手段が検出した前記処理炉内の圧力変動の有無に基づき前記ガス流量制御手段が検出した流量検知信号が正常信号であるか、誤信号であるかを判断する判断工程を具備する基板処理方法であって、前記判断工程では、比較の結果前記実偏差値が前記設定偏差値より大きい場合に、前記流量検知信号取得時の前記処理炉内の圧力変動の有無を確認し、該処理炉内の圧力が変動している場合は正常信号と判断し、該処理炉内の圧力に変動がない場合は前記ガス流量制御手段から発せられる誤信号と判断する基板処理方法。
基板を処理室に装入し、この状態で該処理室を所望の圧力、所望の温度に制御し、基板を処理する基板処理工程と、該基板処理工程開始時に、処理炉に供給するガス流量を検知し、ガス流量を制御するガス流量制御手段が検出した検知ガス流量と設定ガス流量との実偏差値を算出し、予め設定した設定偏差値と前記実偏差値との比較、圧力検知手段が検出した圧力変動の有無に基づき前記ガス流量制御手段が検出した流量検知信号が正常信号であるか、誤信号であるかを判断する判断工程とを有する半導体デバイスの製造方法であって、前記判断工程では、比較の結果前記実偏差値が前記設定偏差値より大きい場合に、前記流量検知信号取得時の前記処理炉内の圧力変動の有無を確認し、該処理炉内の圧力が変動している場合は正常信号と判断し、該処理炉内の圧力に変動がない場合は前記ガス流量制御手段から発せられる誤信号と判断する半導体デバイスの製造方法。