JP6066847B2 - Substrate processing method and control apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、基板処理方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing method and a control apparatus.
半導体デバイスの製造においては、被処理体である半導体ウェハ(以後、ウェハ)に成膜処理やエッチング処理等の各種処理を繰り返し行って、所望のデバイスを製造する。 In the manufacture of a semiconductor device, a desired device is manufactured by repeatedly performing various processes such as a film forming process and an etching process on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) as an object to be processed.
例えば、ウェハへの成膜処理では、多数枚のウェハが棚状に保持された保持具を、縦型の熱処理装置(以後、縦型基板処理装置と呼ぶ)内に配置し、CVD(Chemical Vapor Deposition)処理、酸化処理等によって、ウェハ上に膜を形成する。 For example, in a film forming process on a wafer, a holder in which a large number of wafers are held in a shelf shape is disposed in a vertical heat treatment apparatus (hereinafter referred to as a vertical substrate processing apparatus), and CVD (Chemical Vapor A film is formed on the wafer by Deposition treatment, oxidation treatment, or the like.
従来、ウェハ上に形成された膜の(ドライ)エッチングは、例えば平行平板型のプラズマ処理装置を用いて枚葉式で実施されてきた。しかしながら、近年、スループットの向上等の観点から、縦型基板処理装置内で、成膜処理及びエッチング処理の両方を実施するプロセスが提案されている。具体的には、縦型基板処理装置内で、トレンチやホール等のパターンが形成されたウェハに対して、第1の成膜処理、エッチング処理、次いで第2の成膜処理を実施し、パターンの凹部内に成膜物質を埋め込むDED(Deposition Etch Deposition)プロセスが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, (dry) etching of a film formed on a wafer has been performed in a single-wafer type using, for example, a parallel plate type plasma processing apparatus. However, in recent years, from the viewpoint of improving throughput and the like, a process for performing both a film forming process and an etching process in a vertical substrate processing apparatus has been proposed. Specifically, a first film formation process, an etching process, and then a second film formation process are performed on a wafer on which a pattern such as a trench or a hole is formed in a vertical substrate processing apparatus. There has been proposed a DED (Deposition Etch Deposition) process in which a film forming material is embedded in the recesses (see, for example, Patent Document 1).
縦型基板処理装置内で成膜処理及びエッチング処理を実施することにより、多数枚のウェハを同時に、成膜処理、次いでエッチング処理することができるため、スループットが向上すると考えられる。 By performing the film formation process and the etching process in the vertical substrate processing apparatus, it is considered that a large number of wafers can be simultaneously subjected to the film formation process and then the etching process, so that the throughput is improved.
近年、半導体デバイスの高速化、配線パターンの微細化、高集積化の要求に伴い、トレンチの幅やホール径が数十nm以下となっている。このような狭いトレンチやホール等のパターン内に成膜物質を成膜する場合、パターンの開口部が成膜物質で塞がれる、オーバーハングが発生しやすい。オーバーハングが発生してパターンの開口幅が狭い状態で次の成膜処理を実施した場合、成膜物質を内部に十分埋め込むことができずに、ボイド(空洞)が発生する等の問題が生じる。縦型基板処理装置内でのDEDプロセスを利用してウェハ上に成膜物質をボイド無く埋め込むためには、成膜工程及びエッチング工程における、成膜量及びエッチング量の制御が重要となる。 In recent years, with the demand for higher speed of semiconductor devices, finer wiring patterns, and higher integration, the width and diameter of trenches are several tens of nm or less. In the case where a film forming material is formed in such a narrow trench or hole pattern, an overhang tends to occur because the opening of the pattern is blocked with the film forming material. When the next film formation process is performed in a state where the overhang occurs and the pattern opening width is narrow, the film formation material cannot be sufficiently embedded in the interior, resulting in problems such as voids. . In order to embed a film forming material on a wafer without voids using a DED process in a vertical substrate processing apparatus, it is important to control the film forming amount and the etching amount in the film forming process and the etching process.
上記課題に対して、縦型基板処理装置内でのDEDプロセスにおいて、成膜物質をボイド無く埋め込む基板処理方法を提供する。 In order to solve the above problems, a substrate processing method for embedding a film forming material without voids in a DED process in a vertical substrate processing apparatus is provided.
複数枚の基板を所定の間隔で多段に保持する基板保持具を配置可能な処理容器と
前記処理容器内を加熱するヒータと、
前記処理容器内に成膜ガス及びエッチングガスを導入する処理ガス導入部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
を有する縦型基板処理装置と、前記縦型基板処理装置の作動を制御する制御装置とを用いた、予め所定の凹凸パターンが形成された基板に対して第1の成膜処理、第1のエッチング処理及び第2の成膜処理により前記凹凸パターンの凹部内に成膜物質を埋め込む基板処理方法であって、
前記基板処理方法は、
前記第2の成膜処理後に前記成膜物質が前記凹部内にボイド無く埋まるように、前記第1の成膜処理の第1の成膜時間を含む第1の成膜条件、前記第1のエッチング処理の第1のエッチング時間を含む第1のエッチング条件、及び、前記第2の成膜処理の第2の成膜時間を含む第2の成膜条件に対する最適な時間配分を、前記制御装置が算出する、算出工程と、
算出された前記最適な時間配分に基づいて、前記基板に対して、前記第1の成膜処理、前記第1のエッチング処理及び前記第2の成膜処理を実施する、処理工程と、
を含む、基板処理方法。
A processing container capable of arranging a substrate holder for holding a plurality of substrates in multiple stages at a predetermined interval; a heater for heating the inside of the processing container;
A processing gas introduction part for introducing a film forming gas and an etching gas into the processing container;
An exhaust section for exhausting the inside of the processing container;
A first film forming process on a substrate on which a predetermined concavo-convex pattern is formed in advance, using a vertical substrate processing apparatus having a control device and a control device for controlling the operation of the vertical substrate processing apparatus. A substrate processing method for embedding a film-forming substance in a recess of the concavo-convex pattern by an etching process and a second film-forming process,
The substrate processing method includes:
A first film-forming condition including a first film-forming time of the first film-forming process, so that the film-forming substance is buried without voids in the recess after the second film-forming process; The control device distributes the optimal time distribution for the first etching condition including the first etching time of the etching process and the second film forming condition including the second film forming time of the second film forming process. Calculating step,
A process step of performing the first film forming process, the first etching process, and the second film forming process on the substrate based on the calculated optimal time distribution ;
A substrate processing method.
縦型基板処理装置内でのDEDプロセスにおいて、成膜物質をボイド無く埋め込む基板処理方法を提供できる。 In the DED process in the vertical substrate processing apparatus, it is possible to provide a substrate processing method in which a film forming material is embedded without voids.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(縦型基板処理装置)
先ず、本実施形態に係る縦型基板処理装置について、説明する。本実施形態の縦型熱処理装置は、被処理体の一例としての半導体ウェハが多数枚棚状に保持された保持具を配置可能であり、多数枚の半導体ウェハを同時に成膜処理及びエッチング処理可能な基板処理装置である。
(Vertical substrate processing equipment)
First, the vertical substrate processing apparatus according to this embodiment will be described. The vertical heat treatment apparatus of the present embodiment can arrange a holder in which a large number of semiconductor wafers as an example of an object to be processed are held in a shelf shape, and can simultaneously perform a film forming process and an etching process on a large number of semiconductor wafers. Substrate processing apparatus.
図1に、本実施形態に係る縦型基板処理装置の一例の概略構成図を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an example of a vertical substrate processing apparatus according to the present embodiment.
本実施形態に係る縦型基板処理装置100は、長手方向が垂直である、例えば石英製の処理容器102を有する。処理容器102は、例えば円筒体の内筒102aと、この内筒102aの外側に同心的に配置された有天井の外筒102bの2重管構造で構成される。
The vertical
反応管102の下端部は、ステンレススチール等から形成されるマニホールド104によって、気密的に保持される。マニホールド104は、図示しないベースプレートに固定される構成であっても良い。
The lower end portion of the
マニホールド104は、処理容器102内に、成膜処理の為の1乃至複数の成膜ガス、エッチング処理の為の1乃至複数のエッチングガスを含む処理ガス、又は、不活性ガス(例えばN2ガス)等のパージガスを導入するガス導入部106を有する。なお、図1では、ガス導入部が1つ設置される構成を示したが、本発明はこの点において限定されない。例えば、後述するウェハボート126の高さ方向において、上部、中部、下部の3箇所にガス導入部106を配置することが好ましい。ガス導入部106を複数設けることにより、成膜処理やエッチング処理において、半導体ウェハW(以後、ウェハWと呼ぶ)の面間均一性を向上させることができる。即ち、ウェハWの枚数、使用する処理ガスの種類、所望のプロセス条件等に応じて、1乃至複数のガス導入部106を有する構成とすることができる。
The
処理ガスの種類としては、特に限定されない。例えば、予めトレンチやホールが形成されたウェハWに、化学気相成長(CVD)法を用いてゲート電極としての多結晶シリコン(ポリシリコン)を埋め込む場合、窒素(N2)ガスや水素(H2)ガス雰囲気下で、モノシラン(SiH4)ガス等を熱分解させる。また、予めトレンチやホールが形成されたウェハWに、絶縁膜としてのシリコン酸化膜を埋め込む場合、SiH4ガスと酸素(O2)ガスを用いて蒸着させる。即ち、所望のプロセスに応じて、適宜、処理ガスを選択することができる。また、エッチングガスの種類も、成膜される膜の種類に応じて、適宜選択することができる。 The type of processing gas is not particularly limited. For example, when polysilicon (polysilicon) as a gate electrode is embedded in a wafer W in which trenches and holes are formed in advance using a chemical vapor deposition (CVD) method, nitrogen (N 2 ) gas or hydrogen (H 2 ) Thermal decomposition of monosilane (SiH 4 ) gas or the like in a gas atmosphere. Further, when a silicon oxide film as an insulating film is embedded in the wafer W in which trenches and holes are formed in advance, it is deposited using SiH 4 gas and oxygen (O 2 ) gas. That is, a processing gas can be selected as appropriate according to a desired process. Also, the type of etching gas can be appropriately selected according to the type of film to be formed.
ガス導入部106には、前述の各種ガスを処理容器102内に導入するための配管110が接続される。配管110には、ガス流量を各々調整するための、図示しないマスフローコントローラ等の流量調整部や、図示しないバルブ等が介設されている。
A
また、マニホールド105は、処理容器102内を排気するガス排気部108を有する。ガス排気部108には、処理容器102内を減圧制御可能な真空ポンプ112や、開度可変弁114等を有する真空排気路なる配管116が接続されている。
The manifold 105 also has a
マニホールド105の下端部には、炉口118が形成されており、この炉口118には、例えばステンレススチール等から形成される円盤状の蓋体120が設けられている。この蓋体120は、昇降機構122により、昇降可能に設けられており、炉口118を密閉可能とすることができる。
A
蓋体120の上には、例えば石英製の保温筒124が設置されている。また、保温筒124の上には、例えば25枚〜150枚程度のウェハWを、水平状態で所定の間隔で多段に保持する、例えば石英製のウェハボート126が載置されている。
On the
ウェハボート126は、昇降機構122を用いて蓋体120を上昇させることで、処理容器102内へと搬入され、このウェハボート126内に保持されたウェハWは、各種処理が施される。また、各種処理が施された後には、昇降機構122を用いて蓋体120を下降させることで、処理容器102内から下方のローディングエリアへと搬出される。
The
また、処理容器102に外周側には、処理容器102を所定の温度に加熱制御可能な、例えば円筒形状のヒータ128が設けられている。
Further, on the outer peripheral side of the
ヒータ128は、好ましくは複数のゾーンに分割されていて、図1に示す例では、鉛直方向上側から下側に向かって、ヒータ128a〜128eが設けられている。ヒータ128a〜128eは、各々、電力制御機130a〜130eによって独立して発熱量を制御できるように構成される。また、内筒102aの内壁及び/又は外筒102bの外壁には、ヒータ128a〜128eに対応して、図示しない温度センサが設置されている。なお、ヒータ128の分割数は、図1に示す例に限定されず、例えば鉛直方向上側から下側に向かって、3つのゾーンに分割されていても良い。
The
ウェハボート126に載置された複数枚のウェハWは、1つのバッチを構成し、同時に成膜処理やエッチング処理が実施される。この際、ウェハボート126に載置されるウェハWの少なくとも1枚以上は、モニタウェハであることが好ましい。なお、モニタウェハは、分割されるヒータ128a〜eの各々に対応して配置されていることが好ましいが、各々に対応して配置されていなくても良い。例えば、5つのゾーンに、10枚のモニタウェハを配置しても良いし、3枚のモニタウェハを配置することも可能である。
The plurality of wafers W placed on the
また、本実施形態に係る縦型基板処理装置100は、その内部又は外部に、制御装置132を有する。外部に制御装置132を有する場合、制御装置132は、有線又は無線等の通信手段によって、縦型基板処理装置100を制御することができる。
Further, the vertical
図2に、本実施形態に係る制御装置132の一例の概略構成図を示す。
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of an example of the
図2に示すように、制御装置132は、モデル記憶部134と、レシピ記憶部136と、ROM(Read-Only Memory)138と、RAM(Random Access Memory)140と、I/Oポート142と、CPU(Central Processing Unit)144と、これらを相互に接続するバス146とを有して構成される。
As shown in FIG. 2, the
モデル記憶部134には、少なくとも後述するプロセスモデルが記憶されている。また、モデル記憶部134には、後述する熱モデルが記憶されていることが好ましい。
The
レシピ記憶部136には、この縦型基板処理装置100で実行されるエッチング処理や成膜処理の種類に応じて制御手段を定めるプロセス用レシピが記憶されている。プロセス用レシピは、使用者が実際に行う処理毎に用意されるレシピであり、例えば、縦型基板処理装置100へのウェハWの搬入から、処理済みのウェハWの搬出までの、圧力変化、温度変化、処理ガス等のガス供給の開始及び停止のタイミング、処理ガスの供給量等の処理条件を規定するものである。そして、後述するプロセスモデルに基づいて決定された処理条件に基づいて、レシピを更新する。
The
ROM138は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ、ハードディスク等から構成され、CPU144の動作プログラム等を記憶する記憶媒体である。
The
RAM140は、CPU144のワークエリア等として機能する。
The
I/Oポート142は、温度、圧力、処理ガスの流量等の処理条件に関する測定信号を、CPU144に供給すると共に、CPU144が出力する制御信号を各部(開度可変弁114の図示しないコントローラ、電力制御機130、ガス導入部106に接続された図示しないマスフローコントローラ、内筒102aの内壁に配置された図示しない温度センサ等)へ出力する。また、I/Oポート142には、使用者が縦型基板処理装置100を操作する操作パネル148が接続されている。
The I /
CPU144は、ROM138に記憶された動作プログラムを実行し、操作パネル148からの指示に従って、レシピ記憶部136に記憶されているプロセス用レシピに沿って、縦型基板処理装置100の作動を制御する。
The
バス146は、各部の間で情報を伝達する。
The
(基板処理方法)
[基板処理方法の概略]
次に、上述した縦型基板処理装置100を使用した、DEDプロセスによる基板処理方法について、図を参照して説明する。
(Substrate processing method)
[Outline of substrate processing method]
Next, a substrate processing method by the DED process using the above-described vertical
図3に、本実施形態に係るDEDプロセスの一例を説明するための概略図を示す。図3では、トレンチやホール等のパターン200が形成された下地膜202を有するウェハWに、成膜処理及びエッチング処理を繰り返し処理することで、パターン200に成膜物質204を埋め込むプロセスについて、説明する。なお、図3の例では、成膜処理、エッチング処理及び成膜処理を順次施すことで、パターン200に成膜物質204を埋め込むプロセスについて説明するが、更に1乃至複数回のエッチング処理及び成膜処理を施すことによって、成膜物質204を埋め込むプロセスであっても良い。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the DED process according to the present embodiment. In FIG. 3, the process of embedding the film-forming
先ず、図3(a)に示すように、トレンチやホール等のパターン200が形成された下地膜202を有する複数枚のウェハWを、ウェハボート126を介して、縦型基板処理装置100内に搬入する。
First, as shown in FIG. 3A, a plurality of wafers W having a
そして、図3(b)に示すように、少なくとも成膜時間(例えば、図3(a)から図3(b)への成膜工程においてはt1の成膜時間)を含む所定の成膜条件によって、少なくともパターン200上に、成膜物質204を成膜する。これにより、図3(b)に示すように、パターン200の深さ方向における、開口部近傍の「上部」に対応する成膜物質204aの膜厚はH1に、底部近傍の「下部」に対応する成膜物質204cの膜厚はH3に、この「上部」及び「下部」の間の位置に対応する成膜物質204bの膜厚はH2となる。
Then, as shown in FIG. 3B, predetermined film forming conditions including at least a film forming time (for example, a film forming time t1 in the film forming process from FIG. 3A to FIG. 3B). Thus, a
近年、高アスペクト比のホールやトレンチに成膜物質を成膜することが要求されている。この場合、上記の成膜処理によって、パターン200の底部における径よりも、開口部における径が小さくなる、オーバーハングが発生しやすい。オーバーハングが発生してトレンチやホールの開口幅が狭い状態で次の成膜処理を実施した場合、成膜物質を内部に十分埋め込むことができずに、ボイド(空洞)が発生する等の問題が生じる。
In recent years, it has been required to form a film-forming material in a high aspect ratio hole or trench. In this case, due to the film forming process described above, the diameter at the opening is smaller than the diameter at the bottom of the
そこで、1回目の成膜工程における少なくとも成膜時間を含む成膜条件と、後述する2回目の成膜工程における少なくとも成膜時間を含む成膜条件とを考慮して、少なくともエッチング時間を含むエッチング条件で、成膜物質204をエッチングする(図3(c)参照)。例えば、図3(b)から図3(c)へのエッチング工程においては、t2の成膜時間を含むエッチング条件で、成膜物質204をエッチングする。これにより、開口部近傍の「上部」に対応する成膜物質204aの膜厚はH1'に、底部近傍の「下部」に対応する成膜物質204cの膜厚はH3'に、この「上部」及び「下部」の間の位置に対応する成膜物質204bの膜厚はH2'となる。
Therefore, in consideration of the film forming conditions including at least the film forming time in the first film forming process and the film forming conditions including at least the film forming time in the second film forming process described later, the etching including at least the etching time. Under the conditions, the film-forming
そして、図3(d)に示すように、成膜時間を含む成膜条件(図3(c)から図3(d)への成膜工程においてはt3の成膜時間)で、成膜物質204を再度成膜することによって、パターン200内に成膜物質204を埋め込む。
Then, as shown in FIG. 3D, under the film forming conditions including the film forming time (the film forming time t3 in the film forming process from FIG. 3C to FIG. 3D), the film forming material By depositing 204 again, the
ここで、縦型基板処理装置を使用した成膜処理については、既に従来から幅広く研究が行われている。そのため、下地膜202の種類、成膜物質204の種類、パターン200の径、アスペクト比等に応じた、成膜条件と成膜量との関係については既に知られている。しかしながら、縦型基板処理装置を用いたエッチング量(又はエッチングレート)の厳密な調整については行われていない。本発明者らは、縦型基板処理装置100を用いた成膜処理及びエッチング処理において、制御装置132を用いて成膜量及びエッチング量を同時に調整することにより、ヒトの手間や時間を最小限にしながら、短いTAT(Turn Around Time)で、容易に、パターン200の凹部内に成膜物質204をボイド無く埋め込むことができることを見出した。より具体的には、1回目の成膜工程における成膜時間t1と、エッチング工程におけるエッチング時間t2と、2回目の成膜工程における成膜時間t3とに関する最適な時間配分を、制御装置132が算出する。そして、この時間配分に基づいて、制御装置132は縦型基板処理装置100を制御し、基板を処理させる。これにより、短いTATで、容易に、パターン200の凹部内に成膜物質204をボイド無く埋め込むことができることを見出した。
Here, a wide range of research has been conducted on film formation using a vertical substrate processing apparatus. Therefore, the relationship between the film formation conditions and the film formation amount according to the type of the
図4に、本実施形態に係る基板処理方法のフロー図の一例を示す。本実施形態に係る基板処理方法は、
予め所定の凹凸パターンが形成された基板に対して第1の成膜処理、第1のエッチング処理及び第2の成膜処理によりパターンの凹部内に成膜物質を埋め込む基板処理方法であって、基板処理方法は、
第2の成膜処理後に成膜物質が凹部内にボイド無く埋まるように、第1の成膜処理の第1の成膜時間を含む第1の成膜条件、第1のエッチング処理の第1のエッチング時間を含む第1のエッチング条件、及び、第2の成膜処理の第2の成膜時間を含む第2の成膜条件を、制御装置が算出する、算出工程(S300)と、
算出された第1の成膜条件、第1のエッチング条件及び第2の成膜条件に基づいて、基板に対して、第1の成膜処理、第1のエッチング処理及び第2の成膜処理を実施する、処理工程(S310)と、
を有する。
FIG. 4 shows an example of a flowchart of the substrate processing method according to the present embodiment. The substrate processing method according to this embodiment is as follows:
A substrate processing method for embedding a film forming substance in a concave portion of a pattern by a first film forming process, a first etching process, and a second film forming process on a substrate on which a predetermined uneven pattern is formed in advance, The substrate processing method is
The first film-forming conditions including the first film-forming time of the first film-forming process and the first of the first etching process so that the film-forming substance is buried in the recess without voids after the second film-forming process. A calculation step (S300) in which the control device calculates the first etching condition including the etching time and the second film forming condition including the second film forming time of the second film forming process;
Based on the calculated first film formation condition, first etching condition, and second film formation condition, the first film formation process, the first etching process, and the second film formation process are performed on the substrate. Carrying out a processing step (S310);
Have
なお、前述したように、制御装置132は、それ自身が1つの装置であっても良いし、縦型基板処理装置100の制御部として、縦型基板処理装置100内に組み込まれていても良い。
As described above, the
制御対象としては、複数のウェハWの面間の成膜量及びエッチング量を調整する観点から、例えばウェハボート126に載置される多数枚のウェハWの内の、ヒータ128a〜eの各々のゾーンに対応する箇所から1枚ずつ、合計5枚のウェハWを選択することができる。また、ウェハWの面内の成膜量及びエッチング量を調整する観点から、例えば、ウェハWの中心部及び周縁部の2箇所を制御対象として選択することができる。さらに、ウェハWのパターン200の深さ方向における、成膜量及びエッチング量を調整する観点から、パターン200の深さ方向における、開口部近傍の「上部」と、底部近傍の「下部」と、この上部及び下部の間の任意の位置の「中部」との3箇所を制御対象として選択することができる。しかしながら、本発明はこの点において限定されない。
As a control target, for example, from the viewpoint of adjusting the film formation amount and the etching amount between the surfaces of the plurality of wafers W, for example, each of the
なお、前述したように、図3の例では、成膜処理、続くエッチング処理及び成膜処理を施すことで、成膜物質204を埋め込むプロセスについて説明した。しかしながら、本発明はこの点において限定されない。例えば、成膜処理、続くエッチング処理を複数回繰り返し、更に再度成膜処理を施すことによって、成膜物質204を埋め込むプロセスであっても良い。この場合、成膜処理の各々における、成膜時間を含む成膜条件と、エッチング処理の各々における、エッチング時間を含むエッチング条件とを、制御装置132を用いて制御する。即ち、制御装置132が成膜量及びエッチング量を同時に調整することにより、ヒトの手間や時間を最小限にしながら、短いTAT(Turn Around Time)で、容易に、成膜物質をボイド無く埋め込むことができる。
Note that, as described above, in the example of FIG. 3, the process of embedding the
[成膜時間及びエッチング時間が成膜量及びエッチング量に及ぼす影響]
次に、本実施形態の基板処理方法において、成膜時間及びエッチング時間を最適化することにより、パターン200の凹部内に成膜物質204をボイド無く埋め込むことができる理由について、説明する。先ず、成膜時間と成膜量との間の関係、及び、エッチング時間とエッチング量との間の関係について説明する。
[Effects of film formation time and etching time on film formation amount and etching amount]
Next, the reason why the
例えば、図3(b)等の成膜物質204において、パターン200の深さ方向における「上部」に対応する成膜物質204a、「中部」に対応する成膜物質204b、「下部」に対応する成膜物質204cの成膜速度及びエッチング速度は、厳密には、既に形成された成膜物質204の膜厚分布形状に依存する。しかしながら、一般的には、「上部」の成膜速度(成膜量)は、「中部」及び「下部」の成膜速度(成膜量)と比較して、成膜時間に大きく影響を受ける。また、一般的には、短期的には、「上部」のエッチング速度(エッチング量)は、「中部」及び「下部」のエッチング速度(エッチング量)と比較して、エッチング時間に更に大きく影響を受ける。そのため、「上部」のエッチング速度が、「中部」及び「下部」のエッチング速度よりも大きくなるような条件を選択することにより、少なくともパターン200の凹部内にボイドが発生しないように、成膜物質204を埋め込むことができる。この際、成膜処理の成膜時間及びエッチング処理のエッチング時間と、上部、中部及び下部の各々における、成膜量及びエッチング量との関係を予めモデル化しておく。このモデルに基づいて、1回目の成膜時間と、エッチング時間と、2回目の成膜時間との組み合わせを含む処理条件と、成膜物質204の膜厚との関係をモデル化しておく。そして、この予め作成されたモデルに基づいて、所望のプロセス内容毎に、制御装置132は、成膜時間及びエッチング時間に関する最適な時間配分を算出する。
For example, in the
[その他のパラメータが成膜量及びエッチング量に影響を及ぼす影響]
また、本実施形態の基板処理方法においては、制御装置132が、時間(成膜時間及びエッチング時間)以外の処理条件についても、最適な処理条件を算出する構成であっても良い。
[Influence of other parameters on film formation and etching]
In the substrate processing method of the present embodiment, the
時間以外の処理条件とは、例えば成膜処理においては、成膜温度、成膜ガスの流量及び成膜時の圧力(即ち、処理容器102内の圧力)を含み、例えばエッチング処理においては、エッチング温度、エッチングガスの流量及びエッチング時の圧力(即ち、処理容器102内の圧力)を含む。即ち、各々の処理における、「温度」、「処理ガスの流量」及び「圧力」の処理条件に関して、制御装置132が最適な条件を算出する構成であっても良い。
The processing conditions other than the time include, for example, a film forming temperature, a flow rate of a film forming gas, and a pressure at the time of film forming (that is, a pressure in the processing container 102) in the film forming process. The temperature, the flow rate of the etching gas, and the pressure during etching (that is, the pressure in the processing container 102) are included. That is, the
成膜処理における成膜条件と、成膜量と、の関係については幅広く研究されており、既に知られているため、本明細書では、エッチング処理におけるエッチング条件と、エッチング量との関係について、説明する。前述したように、エッチング量に影響を及ぼすエッチング条件、即ち、制御装置132によるエッチング量の調整手段としては、エッチング時のウェハWの温度、エッチングガスの流量及びエッチング時の圧力等が挙げられる。
Since the relationship between the film formation condition in the film formation process and the film formation amount has been extensively studied and is already known, in this specification, the relationship between the etching condition in the etching process and the etching amount is as follows. explain. As described above, the etching conditions that affect the etching amount, that is, the etching amount adjusting means by the
例えば、エッチング時のウェハWの温度を調整することで、エッチング工程全体のエッチング量を調整することができる。また、前述したヒータ128a〜128eのゾーン間での温度を調整することで、エッチング量の面間均一性を向上させることができる。なお、エッチング時の温度は、一定であっても良いし、時間と共に冷却する又は加熱するように変化させても良い。ウェハWの中心部と周縁部とでは温度変化の程度が異なる。具体的には、ウェハWの周縁部は、ヒータ128に近いため、加熱又は冷却され易い傾向にある。また、ウェハWの中心部は、ヒータ128から遠いため、加熱又は冷却され難い傾向にある。そのため、温度を変化させながらエッチングを進行させることにより、ウェハの面内でのエッチング量を調整することができる。
For example, the etching amount of the entire etching process can be adjusted by adjusting the temperature of the wafer W during etching. Further, by adjusting the temperature between the zones of the
別の例では、エッチングガスの流量を変更することで、エッチング工程全体のエッチング量を調整することができる。また、ガス導入部106の数や配置を調整し、各々のガス導入部106でのエッチングガスの流量を調整することで、エッチング量の面間均一性及び面内均一性を向上させることができる。
In another example, the etching amount of the entire etching process can be adjusted by changing the flow rate of the etching gas. Further, by adjusting the number and arrangement of the
また別の例では、エッチング時の圧力を調整することで、エッチング工程全体のエッチング量を調整することができる。また、エッチング時の圧力の調整は、エッチング量の面間均一性や面内均一性を向上させる手段としても有効である。 In another example, the etching amount of the entire etching process can be adjusted by adjusting the pressure during etching. The adjustment of the pressure during etching is also effective as a means for improving the inter-surface uniformity and the in-plane uniformity of the etching amount.
また、上述した、エッチングガスの流量及びエッチング時の圧力を調整することによって、パターン200の深さ方向で、エッチング量を調整することも可能である。
Further, it is possible to adjust the etching amount in the depth direction of the
一例として、パターン200の深さ方向において、開口部近傍の「上部」と、底部近傍の「下部」と、この上部及び下部の間の任意の位置の「中部」とを挙げ、前述したエッチング条件を変更することにより、どの箇所のエッチング量が変更されるかについて、説明する。例えば、エッチングガスの流量を変更する場合、「上部」におけるエッチング量への影響が大きく、「中部」及び「下部」におけるエッチング量への影響は相対的に小さくなる。また、エッチング時の圧力を変更する場合、前述のエッチングガス流量の場合と比較して、「中部」及び「下部」におけるエッチング量の変動への影響が大きくなる。
As an example, in the depth direction of the
[プロセスモデル]
本実施形態の制御装置132は、モデル記憶部134に予め記憶されているモデルに基づいて、成膜時間及びエッチング時間の時間配分について最適化する。本実施形態の制御装置132のモデル記憶部134に記憶されているプロセスモデルの実施形態例について、説明する。
[Process model]
The
一実施形態において、モデル記憶部134には、プロセスモデルとして、
(1回目の)成膜処理で成膜ガスを供給する際の第1の供給時間と、エッチング処理でエッチングガスを供給する際の第2の供給時間と、再成膜処理(2回目の成膜処理)で成膜ガスを供給する際の第3の供給時間との組み合わせを含む処理時間が、基板上の成膜物質の膜厚に与える影響を表す、処理時間−膜厚モデルが記憶されている、
この処理時間−膜厚モデルは、当業者であれば、成膜ガスの供給時間が、ウェハ上の成膜物質の成膜量に与える影響を表す、成膜ガス供給時間−成膜量モデル、及び、エッチングガスの供給時間が、ウェハ上の成膜物質のエッチング量に与える影響を表す、エッチングガス供給時間−エッチング量モデル等を使用して作成することができる。なお、1回目の成膜処理と2回目の成膜処理における、成膜ガス供給時間−成膜量モデルは、同じモデルを使用しても良いし、異なるモデルを使用しても良い。1回目の成膜処理と2回目の成膜処理とで成膜速度が略同じであるプロセスの場合は、同じモデルを使用し、後述する学習機能で誤差を吸収する構成とすることができる。また、1回目の成膜処理と2回目の成膜処理とで成膜速度が大きく異なるプロセスの場合は、各々のプロセスでモデルを作成しても良い。
In one embodiment, the
The first supply time for supplying the film formation gas in the (first) film formation process, the second supply time for supplying the etching gas in the etching process, and the re-film formation process (second formation time). A processing time-film thickness model representing the effect of the processing time including the combination with the third supply time when supplying the film forming gas in the film processing) on the film thickness of the film forming material on the substrate is stored. ing,
For those skilled in the art, this processing time-film thickness model is a film formation gas supply time-film formation amount model representing the influence of the supply time of the film formation gas on the film formation amount of the film formation material on the wafer. The etching gas supply time can be created using an etching gas supply time-etching amount model or the like that represents the influence of the etching gas supply time on the etching amount of the film forming material on the wafer. Note that the same model may be used as the deposition gas supply time-deposition amount model in the first deposition process and the second deposition process, or different models may be used. In the case of a process in which the film forming speed is substantially the same in the first film forming process and the second film forming process, the same model can be used and an error can be absorbed by a learning function described later. In the case of a process in which the film formation speed differs greatly between the first film formation process and the second film formation process, a model may be created for each process.
また、モデル記憶部134には、成膜温度、成膜ガスの流量及び成膜時の圧力等に関する他のプロセスモデルや、エッチング温度、エッチングガスの流量及びエッチング時の圧力等に関する他のプロセスモデルが記憶されていても良い。
Further, the
一実施形態において、モデル記憶部134には、
ウェハWの温度が、成膜物質の成膜量に与える影響を表す、ウェハ温度−成膜量モデル:
成膜ガスの流量が、成膜物質の成膜量に与える影響を表す、成膜ガス流量−成膜量モデル:
処理容器102内の圧力が、成膜物質の成膜量に与える影響を表す、成膜圧力−成膜量モデル:
が記憶されていても良い。また、この場合、モデル記憶部には、熱モデルとして、
処理容器内のウェハWの温度と、ヒータ128の設定温度、即ち、ヒータ128の電力制御機130の出力と、の関係を表す、熱モデルが記憶されている。この熱モデルは、例えば、内筒102aの内壁に配置される図示しない温度センサの出力やモニタウェハWの温度等からウェハWの温度を推定するための熱モデルを使用することができる。
In one embodiment, the
Wafer temperature-deposition amount model representing the influence of the temperature of the wafer W on the film formation amount of the film formation substance:
Deposition gas flow rate-deposition amount model representing the influence of the deposition gas flow rate on the deposition amount of the deposition material:
Deposition pressure-deposition amount model representing the influence of the pressure in the
May be stored. In this case, the model storage unit has a thermal model,
A thermal model representing the relationship between the temperature of the wafer W in the processing container and the set temperature of the
また、他の実施形態において、モデル記憶部134には、プロセスモデルとして、
ウェハWの温度が、成膜物質のエッチング量に与える影響を表す、ウェハ温度−エッチング量モデル:
エッチングガスの流量が、成膜物質のエッチング量に与える影響を表す、エッチングガス流量−エッチング量モデル:
処理容器102内の圧力が、成膜物質のエッチング量に与える影響を表す、圧力−エッチング量モデル:
が記憶されていても良い。
In another embodiment, the
Wafer temperature-etching amount model representing the influence of the temperature of the wafer W on the etching amount of the film forming material:
Etching gas flow rate-etching amount model representing the influence of the etching gas flow rate on the etching amount of the film forming material:
A pressure-etching amount model representing the influence of the pressure in the
May be stored.
これらのモデルを使用することにより、制御装置132は、「時間」のパラメータに加え、「温度」、「処理ガスの流量」及び「圧力」のパラメータを調整手段として使用することができる。そのため、より厳密に、ウェハW上の成膜物質の膜厚を制御することができる。
By using these models, the
CPU144は、モデル記憶部134に記憶されている上述のプロセスモデルに基づいて、少なくとも、1回目の成膜処理、エッチング処理及び2回目の成膜処理の各々の処理に関して、最適な処理時間を算出する。また、好ましくは、ウェハWの成膜温度及びエッチング温度、成膜ガスの流量及びエッチングガスの流量、並びに、成膜時の処理容器102内の圧力及びエッチング時の処理容器102内の圧力を算出する。この際、各種処理条件の算出は、線形計画法や2次計画法等の最適化アルゴリズムを利用して、読み出したプロセス用レシピに記憶された所望の膜厚に基づき、ウェハWの面内均一性、ウェハW間の面間均一性を満たすような成膜時間及びエッチング時間の組み合わせを、最適化アルゴリズムを利用して算出する。
Based on the process model stored in the
上述したプロセスモデルや熱モデルは、プロセス条件や装置の状態等によって、デフォルトの数値が最適でない場合も考えられる。そのため、これらのモデルの少なくとも1つ以上のモデルに、各種計算を実施するソフトウェアに拡張カルマンフィルタ等を付加して学習機能を搭載し、モデルの学習を行うものであっても良い。 In the process model and the thermal model described above, the default numerical values may not be optimal depending on the process conditions and the state of the apparatus. For this reason, at least one or more of these models may be provided with a learning function by adding an extended Kalman filter or the like to software for performing various calculations to perform model learning.
本実施形態に係る基板処理方法を実行する場合について、説明する。 A case where the substrate processing method according to the present embodiment is executed will be described.
先ず、予め所定のパターンが形成されたウェハWを、ウェハボート126に載置された状態で処理容器102内にロードする。次に、オペレータが操作パネル148に、少なくとも、成膜物質204に関するウェハWのパターン200の側壁からの所望の膜厚、並びに、温度、ガス流量及び圧力を調整手段として使用しない場合には、これらの処理条件を入力する。
First, a wafer W on which a predetermined pattern has been formed is loaded into the
また、操作パネル138に処理の内容を入力する際には、下地膜の種類、成膜物質の種類、及び/又は、ウェハWのパターン200に関する他の情報(例えば、ホール又はトレンチの径、アスペクト比等)を入力する構成であっても良い。
Further, when inputting the contents of the process to the
CPU144は、入力があるか否かを判別し、入力があると、入力された指示内容に応答した成膜処理用のレシピ及びエッチング処理用のレシピをレシピ記憶部136から読み出す。
The
次に、モデル記憶部134に記憶されているプロセスモデルから、1回目の成膜処理に関する成膜時間、エッチング処理に関するエッチング時間及び2回目の成膜処理に関する成膜時間を含む処理条件が算出され、レシピが更新される。処理条件の算出は、線形計画法や2次計画法等の最適化アルゴリズムを利用して算出される(図4のS300参照)。
Next, from the process model stored in the
次に、CPU144は、決定されたレシピに基づいて、ヒータ128により処理容器102内の温度を所定の成膜温度に、開度可変弁114により処理容器102内の圧力を所定の成膜圧力に設定する。そして、CPU144は、レシピに従って、処理容器102内に所定量の成膜ガスを供給し、1回目の成膜処理を実行する。
Next, based on the determined recipe, the
1回目の成膜処理に関する所定の成膜処理時間後、成膜ガスの供給を停止する。そして、CPU144は、レシピに基づいて、ヒータ128により処理容器102内の温度を所定のエッチング温度に、開度可変弁114により処理容器102内の圧力を所定のエッチング圧力に設定する。そして、CPU144は、レシピに従って、処理容器102内に所定量のエッチングガスを供給し、1回目の成膜処理を実行する。
After a predetermined film forming process time relating to the first film forming process, the supply of the film forming gas is stopped. Then, based on the recipe, the
エッチング処理関する所定のエッチング処理時間後、エッチングガスの供給を停止する。そして、CPU144は、レシピに基づいて、ヒータ128により処理容器102内の温度を所定の成膜温度に、開度可変弁114により処理容器102内の圧力を所定の成膜圧力に設定する。そして、CPU144は、レシピに従って、処理容器102内に所定量の成膜ガスを供給し、パターン200に成膜物質204を埋め込む。
After a predetermined etching process time related to the etching process, the supply of the etching gas is stopped. Then, based on the recipe, the
2回目の成膜処理に関する所定の成膜処理時間後、成膜ガスの供給を停止して、処理を完了する(図4のS310参照)。 After a predetermined film forming process time relating to the second film forming process, the supply of the film forming gas is stopped and the process is completed (see S310 in FIG. 4).
なお、エッチング処理の終了後は、ウェハWをアンロードして、ウェハボート126に載置されたウェハWから、少なくとも1枚以上のウェハWを取り出し、成膜物質の膜厚に問題があるかどうかを判別する判別工程を実施しても良い。
After the etching process is finished, is the wafer W unloaded, at least one wafer W is taken out from the wafer W placed on the
CPU144は、算出した処理条件を、次の処理時の処理条件として、RAM140に格納し、レシピを更新しても良い。また、オペレータが、操作パネル148から、算出した処理条件を、次の処理時の処理条件として、レシピの更新を行っても良い。
The
以上説明したように、本実施形態に係る縦型基板処理装置及び基板処理方法は、多数枚のウェハWを1つのバッチとして同時に処理できる。また、制御装置132によって成膜処理及びエッチング処理の最適な時間配分を算出することで成膜量及びエッチング量を同時に調整することができる。これにより、ヒトの手間や時間を最小限にしながら、短いTATで、容易に、パターン200の凹部内に成膜物質204をボイド無く埋め込むことができる。
As described above, the vertical substrate processing apparatus and the substrate processing method according to this embodiment can simultaneously process a large number of wafers W as one batch. Further, by calculating the optimal time distribution of the film formation process and the etching process by the
100 縦型基板処理装置
102 処理容器
104 マニホールド
106 ガス導入部
108 ガス排気部
110 配管
112 真空ポンプ
114 開度可変弁
116 配管
118 炉口
120 蓋体
122 昇降機構
125 保温筒
126 ウェハボート
128 ヒータ
130 電力制御機
132 制御装置
134 モデル記憶部
136 レシピ記憶部
138 ROM
140 RAM
142 I/Oポート
144 CPU
146 バス
148 操作パネル
200 パターン
202 下地膜
204 成膜物質
W 半導体ウェハ
DESCRIPTION OF
140 RAM
142 I /
146
Claims (8)
前記処理容器内を加熱するヒータと、
前記処理容器内に成膜ガス及びエッチングガスを導入する処理ガス導入部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
を有する縦型基板処理装置と、前記縦型基板処理装置の作動を制御する制御装置とを用いた、予め所定の凹凸パターンが形成された基板に対して第1の成膜処理、第1のエッチング処理及び第2の成膜処理により前記凹凸パターンの凹部内に成膜物質を埋め込む基板処理方法であって、
前記基板処理方法は、
前記第2の成膜処理後に前記成膜物質が前記凹部内にボイド無く埋まるように、前記第1の成膜処理の第1の成膜時間を含む第1の成膜条件、前記第1のエッチング処理の第1のエッチング時間を含む第1のエッチング条件、及び、前記第2の成膜処理の第2の成膜時間を含む第2の成膜条件に対する最適な時間配分を、前記制御装置が算出する、算出工程と、
算出された前記最適な時間配分に基づいて、前記基板に対して、前記第1の成膜処理、前記第1のエッチング処理及び前記第2の成膜処理を実施する、処理工程と、
を含む、基板処理方法。 A processing container capable of arranging a substrate holder for holding a plurality of substrates in multiple stages at a predetermined interval; a heater for heating the inside of the processing container;
A processing gas introduction part for introducing a film forming gas and an etching gas into the processing container;
An exhaust section for exhausting the inside of the processing container;
A first film forming process on a substrate on which a predetermined concavo-convex pattern is formed in advance, using a vertical substrate processing apparatus having a control device and a control device for controlling the operation of the vertical substrate processing apparatus. A substrate processing method for embedding a film-forming substance in a recess of the concavo-convex pattern by an etching process and a second film-forming process,
The substrate processing method includes:
A first film-forming condition including a first film-forming time of the first film-forming process, so that the film-forming substance is buried without voids in the recess after the second film-forming process; The control device distributes the optimal time distribution for the first etching condition including the first etching time of the etching process and the second film forming condition including the second film forming time of the second film forming process. Calculating step,
A process step of performing the first film forming process, the first etching process, and the second film forming process on the substrate based on the calculated optimal time distribution ;
A substrate processing method.
前記凹凸パターンの深さ方向に対して、前記凹凸パターンの開口部近傍の第1の位置と、前記凹凸パターンの底部近傍の第2の位置と、前記第1の位置及び前記第2の位置の間の第3の位置と、の各々における、前記第1の成膜時間と成膜量との間の関係と、前記第1のエッチング時間とエッチング量との間の関係と、前記第2の成膜時間と成膜量との間の関係とに基づいて、前記制御装置が算出する、
請求項1に記載の基板処理方法。 The calculation step includes
The depth direction of the uneven pattern, wherein a first position near the opening of the concave-convex pattern, and a second position near the bottom of the concave-convex pattern, of the first position and the second position A third position between the first deposition time and the amount of deposition, a relationship between the first etching time and the amount of etching, and the second position, respectively. Based on the relationship between the deposition time and the deposition amount, the control device calculates,
The substrate processing method according to claim 1.
請求項2に記載の基板処理方法。 The first etching condition is such that the etching amount at the first position is larger than the etching amount at the second position and the third position.
The substrate processing method according to claim 2.
前記第1のエッチング条件は、エッチング温度、前記エッチングガスの流量及び前記処理容器内の圧力を含み、
前記第2の成膜条件は、成膜温度、前記成膜ガスの流量及び前記処理容器内の圧力を含む、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の基板処理方法。 The first film formation condition includes a film formation temperature, a flow rate of the film formation gas, and a pressure in the processing container,
The first etching conditions include an etching temperature, a flow rate of the etching gas, and a pressure in the processing container,
The second film formation condition includes a film formation temperature, a flow rate of the film formation gas, and a pressure in the processing container.
The substrate processing method as described in any one of Claims 1 thru | or 3.
前記処理容器内を加熱するヒータと、
前記処理容器内に成膜ガス及びエッチングガスを導入するエッチングガス導入部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
を有する縦型基板処理装置と、前記縦型基板処理装置の作動を制御する制御装置とを用いた、予め所定の凹凸パターンが形成された基板に対して成膜処理及びエッチング処理を所定の回数繰り返し処理し、前記繰り返し処理後に再度成膜処理を経て前記凹凸パターンの凹部内に成膜物質を埋め込む基板処理方法であって、
前記繰り返し処理後の前記成膜処理後に、前記成膜物質が前記凹部内にボイド無く埋まるように、前記成膜処理の各々における、成膜時間を含む成膜条件、及び、前記エッチング処理の各々における、エッチング時間を含むエッチング条件に対する最適な時間配分を、前記制御装置が算出する、算出工程と、
算出された各々の前記最適な時間配分に基づいて、前記基板に対して、各々の前記成膜処理及び各々の前記エッチング処理を実施する、処理工程と、
を含む、基板処理方法。 A processing container capable of arranging a substrate holder for holding a plurality of substrates in multiple stages at a predetermined interval; a heater for heating the inside of the processing container;
An etching gas introduction part for introducing a film forming gas and an etching gas into the processing container;
An exhaust section for exhausting the inside of the processing container;
Film forming process and etching process are performed a predetermined number of times on a substrate on which a predetermined concavo-convex pattern has been formed in advance using a vertical substrate processing apparatus having the above and a control device for controlling the operation of the vertical substrate processing apparatus It is a substrate processing method of repeatedly processing, embedding a film-forming substance in a concave portion of the concave- convex pattern through a film-forming process again after the repeating process,
Each of the film formation conditions including the film formation time in each of the film formation processes, and each of the etching processes so that the film formation material is filled without voids in the recess after the film formation process after the repetition process. In the calculation step, the control device calculates the optimal time distribution for the etching conditions including the etching time,
A process step of performing each of the film forming process and each of the etching processes on the substrate based on each of the calculated optimal time distributions ;
A substrate processing method.
前記処理容器内を加熱するヒータと、
前記処理容器内に成膜ガス及びエッチングガスを導入する処理ガス導入部と、
前記処理容器内を排気する排気部と、
を有し、予め所定の凹凸パターンが形成された前記基板に、成膜物質の成膜処理、前記成膜物質のエッチング処理及び前記成膜物質の再成膜処理を順次施すことにより、前記凹凸パターンの凹部に前記成膜物質を埋め込む縦型基板処理装置の作動を制御可能な制御装置であって、
前記制御装置は、モデル記憶部を有し、
前記モデル記憶部には、前記成膜処理で前記成膜ガスを供給する際の第1の供給時間と、前記エッチング処理で前記エッチングガスを供給する際の第2の供給時間と、前記再成膜処理で前記成膜ガスを供給する際の第3の供給時間との組み合わせを含む処理時間が、前記基板上の前記成膜物質の膜厚に与える影響を表す、処理時間−膜厚モデルが記憶されており、
前記モデル記憶部に記憶されている前記処理時間−膜厚モデルに基づいて、前記成膜処理、前記エッチング処理及び前記再成膜処理に対する最適な時間配分を算出する、
制御装置。 A processing container capable of arranging a substrate holder for holding a plurality of substrates in multiple stages at a predetermined interval; and
A heater for heating the inside of the processing container;
A processing gas introduction part for introducing a film forming gas and an etching gas into the processing container;
An exhaust section for exhausting the inside of the processing container;
The a, in advance the substrate in which a predetermined concave-convex pattern is formed, the film forming process of the film forming material, by sequentially performing the re-deposition process of etching process and the film forming material of the film forming material, the uneven A control device capable of controlling the operation of a vertical substrate processing apparatus that embeds the film-forming substance in a recess of a pattern,
The control device has a model storage unit,
The model storage unit includes a first supply time for supplying the film forming gas in the film forming process, a second supply time for supplying the etching gas in the etching process, and the regeneration. A processing time-film thickness model representing the influence of the processing time including the combination with the third supply time when supplying the film forming gas in the film processing on the film thickness of the film forming material on the substrate. are stored,
Based on the processing time-film thickness model stored in the model storage unit, an optimal time distribution for the film formation process, the etching process, and the re-film formation process is calculated.
Control device.
前記基板の温度が、前記成膜物質の成膜量に与える影響を表す、第1のプロセスモデルと、
前記成膜ガスの流量が、前記成膜物質の成膜量に与える影響を表す、第2のプロセスモデルと、
前記処理容器内の圧力が、前記成膜物質の成膜量に与える影響を表す、第3のプロセスモデルと、
前記基板の温度と、前記ヒータの設定温度と、の関係を表す、熱モデルと、
が記憶されている、請求項6に記載の制御装置。 The model storage unit further includes:
A first process model representing an influence of a temperature of the substrate on a film formation amount of the film formation material;
A second process model representing an influence of a flow rate of the film forming gas on a film forming amount of the film forming material;
A third process model representing the effect of the pressure in the processing container on the film formation amount of the film formation material;
A thermal model representing the relationship between the temperature of the substrate and the set temperature of the heater;
Is stored, the control device according to claim 6.
前記基板の温度が、前記成膜物質のエッチング量に与える影響を表す、第4のプロセスモデルと、
前記エッチングガスの流量が、前記成膜物質のエッチング量に与える影響を表す、第5のプロセスモデルと、
前記処理容器内の圧力が、前記成膜物質のエッチング量に与える影響を表す、第6のプロセスモデルと、
が記憶されている、請求項6又は7に記載の制御装置。 The model storage unit further includes:
A fourth process model representing the effect of the temperature of the substrate on the etching amount of the film-forming substance;
A fifth process model representing the influence of the flow rate of the etching gas on the etching amount of the film-forming substance;
A sixth process model representing an effect of the pressure in the processing container on the etching amount of the film-forming substance;
Is stored, the control device according to claim 6 or 7.
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