JP6945357B2 - 制御装置。 - Google Patents

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Description

本発明は、制御装置に関する。
半導体製造工程において、複数のウェハを基板収納容器に多段に収容して搬送することが知られている。基板収納容器には、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）が用いられる。
ＦＯＵＰは、ロードポート（ＬＰ：Load Port）に載置される。ウェハは、所定のタイミングでＦＯＵＰから搬出され、基板処理装置に設けられた基板処理室（ＰＭ：Process Module）で処理された後、ＦＯＵＰに戻される。そのため、ＦＯＵＰ内には、処理後の製品ウェハ（以下、「処理後ウェハ」という。）と処理前の製品ウェハ（以下、「処理前ウェハ」という。）とが混在することがある。
エッチング処理を行ったウェハ表面には、プロセスガスが吸着したり、エッチング反応が十分に進まずに表面にガスが残存したり、エッチング対象物が付着したりする。これらの残存物は大気中の水分と反応したり、アウトガスとなって徐々に脱離したりすることで処理後ウェハの表面状態を少しずつ変えていく。その結果、処理前ウェハが変質したり、処理後ウェハ上に形成されたデバイスにディフェクト（欠陥）が生じたり、デバイス特性に変化が生じたりする。
多くの場合、時間経過とともにウェハに悪影響を与えるため、ウェハ処理後の時間管理（「Ｑ−Ｔｉｍｅ」ともいう。）を行い、規定時間内に次工程に進まなかったウェハを廃棄することとしている。そこで、規定時間を伸ばすために、処理後ウェハが収容されたＦＯＵＰ内部をＮ２ガス等の不活性ガスで置換することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３−１７９２８７号公報 特開２０１７−１７１５４号公報
しかしながら、特許文献１では、基板収納容器内部の汚染状態を検出することなく、予め定められた流量で、予め定められたパージ時間で不活性ガスを供給している。そのため、不活性ガスによるパージが過剰であったり、不十分であったりするという課題がある。
上記課題に対して、一側面では、本発明は、基板収納容器の内部の汚染状態を検出することを目的とする。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、基板処理室にて所定のガスにより基板に処理を行う基板処理装置の制御装置であって、基板を収納する基板収納容器の内部に設けられたモニタが検出した前記基板収納容器の内部の汚染状態を示す情報を取得し、取得した前記汚染状態を示す情報に基づいて、前記基板収納容器の内部の異常を検知し、前記異常を検知した場合に、リカバリ処理を実行し、前記基板処理装置の内部にて前記基板収納容器の内部の異常を検知した場合、前記基板処理室にて所定のガスにより再度基板を処理する、および前記基板処理室における基板の処理条件を変更する、の少なくともいずれかのリカバリ処理を実行する制御部を有する、制御装置が提供される。
一の側面によれば、基板収納容器の内部の汚染状態を検出することができる。
一実施形態に係る基板処理システムの概略構成の一例を示す図。 一実施形態に係る基板処理装置の構成の一例を示す図。 一実施形態に係るロードポートおよびＦＯＵＰの構成の一例を示す図。 一実施形態に係るＦＯＵＰストッカーの構成の一例を示す図。 一実施形態に係るＱＣＭの構成の一例を示す図。 一実施形態に係るＱＣＭの周波数測定結果の一例を示す図。 一実施形態に係るＱＣＭの表面状態の一例を示す図。 一実施形態に係るＱＣＭの重量測定結果の一例を示す図。 一実施形態に係るリカバリ処理の一例を示すフローチャート。 一実施形態に係るリカバリ処理の一例を示すフローチャート。 一実施形態に係る処理条件テーブルの一例を示す図。 一実施形態に係る測定結果の蓄積処理の一例を示すフローチャート。 一実施形態に係るリカバリ処理の一例を示すフローチャート。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の構成については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。
［基板処理システムの全体構成］
まず、本発明の一実施形態に係る基板処理システム１の概略構成の一例について、図１を参照しながら説明する。
図１において、基板処理システム１は、基板処理装置１０、ＦＯＵＰパージ装置２０、ＦＯＵＰストッカー３０、ＦＯＵＰ搬送装置４０およびホストコンピュータ５０を備えている。なお、基板処理装置１０、ＦＯＵＰパージ装置２０、ＦＯＵＰストッカー３０およびＦＯＵＰ搬送装置４０の数は、図示したものに限定されない。
基板処理装置１０は、制御装置１００により制御され、基板の一例である半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）にエッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等の処理を施す。基板処理装置１０の詳細な構成および動作については後述する。
ＦＯＵＰパージ装置２０は、制御装置２００により制御され、載置されたＦＯＵＰの内部を、例えばＮ２ガス等の不活性ガスでパージする。ＦＯＵＰパージ装置２０は、基板処理装置１０と別体で構成され、単独でＦＯＵＰ内をパージできる専用のパージ装置である。ＦＯＵＰパージ装置２０の詳細な構成は、後述する基板処理装置１０の内部に設けられたロードポートと同様である。
ＦＯＵＰストッカー３０は、ＦＯＵＰを一時的に保管する保管庫であり、１または複数のウェハを収容したＦＯＵＰを保管する。ＦＯＵＰストッカー３０は、ＦＯＵＰパージ装置２０と同様の、ＦＯＵＰの内部をパージする機能を有している。ＦＯＵＰストッカー３０は、制御装置３００により制御され、ＦＯＵＰのパージ機能により、載置されたＦＯＵＰの内部を、例えばＮ２ガスでパージする。
ＦＯＵＰ搬送装置４０は、制御装置４００により制御され、基板処理装置１０と、ＦＯＵＰパージ装置２０と、ＦＯＵＰストッカー３０との間でＦＯＵＰを搬送する。
ホストコンピュータ５０は、制御装置１００、２００、３００、４００と接続され、制御装置１００、２００、３００、４００と連携して、基板処理システム１が設置されている工場全体の製造工程を管理する。モジュールコントローラやイクイップメントコントローラにより、制御装置１００、２００、３００、４００が構成されてもよい。
また、制御装置１００、２００、３００、４００およびホストコンピュータ５０は、本実施形態で示す基板処理室にて所定のガスにより基板に処理を行う基板処理装置１０を含む基板処理システム１を制御する制御装置の一例である。
［基板処理装置の構成］
続いて、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１０の構成の一例について、図２を参照しながら説明する。図２に示す基板処理装置１０は、クラスタ構造（マルチチャンバタイプ）の装置である。
図２の基板処理装置１０は、基板処理室ＰＭ（Process Module）１〜４、搬送室ＶＴＭ（Vacuum Transfer Module）、ロードロック室ＬＬＭ（Load Lock Module）１、２、ローダーモジュールＬＭ（Loader Module）、ロードポートＬＰ（Load Port）１〜３およびパージストレージＰＳ（Purge Storage）を有する。基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４では、ウェハＷに所望の処理が施される。
基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４は、搬送室ＶＴＭに隣接して配置される。基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４を、総称して、基板処理室ＰＭともいう。基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４と搬送室ＶＴＭとは、ゲートバルブＧＶの開閉により連通する。基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４は、所定の真空雰囲気に減圧され、その内部にてウェハＷにエッチング処理、成膜処理、クリーニング処理、アッシング処理等の処理が施される。
搬送室ＶＴＭの内部には、ウェハＷを搬送する搬送装置ＶＡが配置されている。搬送装置ＶＡは、屈伸および回転自在な２つのロボットアームＡＣ、ＡＤを有する。各ロボットアームＡＣ、ＡＤの先端部には、それぞれピックＣ、Ｄが取り付けられている。搬送装置ＶＡは、ピックＣ、ＤのそれぞれにウェハＷを保持可能であり、ゲートバルブＧＶの開閉に応じて基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４と搬送室ＶＴＭとのウェハＷの搬入および搬出を行う。また、搬送装置ＶＡは、ロードロック室ＬＬＭ１、２へのウェハＷの搬入および搬出を行う。
ロードロック室ＬＬＭ１、２は、搬送室ＶＴＭとローダーモジュールＬＭとの間に設けられている。ロードロック室ＬＬＭ１、２は、大気雰囲気と真空雰囲気とを切り替えてウェハＷを大気側のローダーモジュールＬＭから真空側の搬送室ＶＴＭへ搬送したり、真空側の搬送室ＶＴＭから大気側のローダーモジュールＬＭへ搬送したりする。
ローダーモジュールＬＭの長辺の側壁には、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３が設けられている。ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３には、例えば２５枚のウェハＷが収納されたＦＯＵＰまたは空のＦＯＵＰが載置される。ローダーモジュールＬＭは、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３内のＦＯＵＰから搬出されたウェハＷをロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかに搬入する。また、ローダーモジュールＬＭは、ロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかから搬出されたウェハＷをＦＯＵＰに搬入する。
また、ローダーモジュールＬＭの長辺の側壁には、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３と併せてパージストレージＰＳが設けられている。パージストレージＰＳには、ローダーモジュールＬＭにより処理済のウェハＷが搬入され、大気雰囲気にて一時的に保持され、Ｎ２パージされる。また、一時的に保持された処理済のウェハＷは、ローダーモジュールＬＭによりロードポートＬＰ１〜ＬＰ３内のＦＯＵＰに搬入される。
基板処理装置１０を制御する制御装置１００は、制御部の一例であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３およびＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０４を有する。制御装置１００は、ＨＤＤ１０４に限らずＳＳＤ（Solid State Drive）等の他の記憶領域を有してもよい。ＨＤＤ１０４、ＲＡＭ１０３等の記憶領域には、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件等が設定されたレシピが格納されている。なお、これ以降ＣＰＵ１０１を、制御部１０１とも称する。
ＣＰＵ１０１は、レシピに従って各基板処理室ＰＭにおけるウェハＷの処理を制御し、ウェハＷの搬送を制御する。ＨＤＤ１０４やＲＡＭ１０３には、後述される基板搬送処理やクリーニング処理を実行するためのプログラムが記憶されてもよい。基板搬送処理やクリーニング処理を実行するためのプログラムは、記憶媒体に格納して提供されてもよいし、ネットワークを通じて外部装置から提供されてもよい。
また、ＲＡＭ１０３には、基板処理の条件を示す処理条件テーブル１０３Ａと、ＱＣＭの測定結果が蓄積される測定結果テーブル１０３Ｂとが記憶されている。処理条件テーブル１０３Ａおよび測定結果テーブル１０３Ｂについては、後述する。
また、制御装置２００、３００、４００およびホストコンピュータ５０は、それぞれ同様の構成を有してもよい。
基板処理室ＰＭ、搬送室ＶＴＭ、ロードロック室ＬＬＭ、ローダーモジュールＬＭおよびロードポートＬＰおよびパージストレージＰＳの数は、本実施形態で示す個数に限らず、いくつであってもよい。後述するように、ロードポートＬＰには、ＦＯＵＰが載置され、ＦＯＵＰ内には、モニタが設置される。モニタは、ＦＯＵＰ内に１つ以上設置される。
［ロードポートおよびＦＯＵＰの構成］
以下、本発明の一実施形態に係るロードポートＬＰおよびＦＯＵＰ６０の構成の一例について、図３を参照しながら説明する。なお、図３では、ロードポートＬＰにＦＯＵＰ６０が載置された状態を示している。また、ロードポートＬＰは、制御装置１００からの指令により、ＦＯＵＰ６０内のパージを実行する。
図３（ａ）において、ＦＯＵＰ６０は、前方が開口した箱状の形状を有しており、この開口を密閉する蓋６１を備えている。ＦＯＵＰ６０の下面は、ローダーモジュールＬＭを形成する隔壁１１の外方に設けられた、ロードポートＬＰの載置台１２によって支持される。ＦＯＵＰ６０は、ＦＯＵＰ搬送装置４０により基板処理装置１０の外部から搬送され、載置台１２の上面に載置される。なお、ローダーモジュールＬＭ内には、上方から下方に向かうガス流れ、いわゆるダウンフローが形成されている。
載置台１２は、隔壁１１の外面に設けられた支持部材１３により支持されている。載置台１２の後方には、係止部材１４が設けられ、載置台１２とＦＯＵＰ６０とを所定の位置で係止（クランプ）する。
隔壁１１における蓋６１に対向する位置には、ポートドア１５が設けられている。
ポートドア１５は、開閉自在に構成されている。そのため、ポートドア１５と蓋６１を当接させて状態でポートドア１５を開閉操作することにより、蓋６１を開閉することができる。
また、ＦＯＵＰ６０の内部には、ウェハＷが、例えば２５枚、水平かつ等間隔で多段に配置されている。
ＦＯＵＰ６０の内部には、ＱＣＭ（Quartz Crystal Microbalance）７０が設けられている。ＱＣＭ７０は、ＦＯＵＰ６０内部の汚染状態を検出可能なモニタの一例である。
ＱＣＭ７０は、ＦＯＵＰ６０の上面に設けられてもよいし、ＦＯＵＰ６０の下面に設けられてもよいし、側面に設けられてもよい。ここで、基板処理室ＰＭにてウェハＷの処理に使用された所定のガスの種類（重さ）に応じて、ガスの滞留する箇所にＱＣＭ７０を取り付けることが好ましい。これにより、汚染状態を高精度に検出することができる。また、ＱＣＭ７０は、ＦＯＵＰ６０の内部に複数設けられてもよい。
ＦＯＵＰ６０の内部には、ＱＣＭ７０の測定結果を外部に送信する送信機８０が設けられている。また、送信機８０には、電源が内蔵されている。なお、ＱＣＭ７０の駆動電力は、ＦＯＵＰ６０が載置される載置台に設けられた図示しないコネクタから供給されてもよいし、ＱＣＭ７０に内蔵された電源から供給されてもよい。
また、ＱＣＭ７０の測定結果は、ＦＯＵＰ６０が載置される載置台１２に設けられた図示しないコネクタを介して制御装置１００に出力されるか、または送信機８０を介して制御装置１００に送信される。これにより、制御装置１００は、ＦＯＵＰ６０が検出したＦＯＵＰ６０内部の汚染状態を示す情報を取得することができる。
図３（ｂ）に示すように、ＦＯＵＰ６０の底部の四隅には、例えば３つのガス供給口６２と、１つのガス排気口６３が設けられている。本実施形態では、ガス供給口６２のうち２つは蓋６１と反対側に、１つは蓋６１側にそれぞれ配置されている。ガス排気口６３は、蓋６１側に配置されている。
ガス供給口６２には、パージガスとして例えばＮ２ガスを供給する図示しないガス供給源が、図３（ａ）に示す給気管１６を介して接続されている。また、ガス排気口６３には、図示しない排気機構が、排気管１７を介して接続されており、各ガス供給口６２から供給されたＮ２ガスを排気することができる。
給気管１６には、パーティクルや水分を除去するフィルタ１８が設けられている。
また、蓋６１と反対側に設けられた２つのガス供給口６２には、ＦＯＵＰ６０内を鉛直上方に延伸する多孔質体６４が設けられている。多孔質体６４は、ガス供給口６２から供給されたＮ２ガスを各ウェハＷ間に均等に分配する。
また、排気管１７には、逆止弁１９が設けられ、ＦＯＵＰ６０に外部からガスが逆流することを防止する。
［ＦＯＵＰパージ装置の構成］
本実施形態では、ＦＯＵＰパージ装置２０は、図３からローダーモジュールＬＭを形成する隔壁１１を省略した、ロードポートＬＰと同様の構成を有している。また、ＦＯＵＰパージ装置２０は、制御装置２００からの指令により、ＦＯＵＰ６０内のパージを実行する。
［ＦＯＵＰストッカーの構成］
続いて、本発明の一実施形態に係るＦＯＵＰストッカー３０の構成の一例について、図４を参照しながら説明する。ＦＯＵＰストッカー３０は、ＦＯＵＰ搬入出口３１を有し、ＦＯＵＰ６０を一時的に保管する保管庫である。
ＦＯＵＰストッカー３０は、１または複数のＦＯＵＰの保管場所に、ＦＯＵＰパージ装置２０と同様のＦＯＵＰパージ機構を有してもよい。また、ＦＯＵＰストッカー３０は、制御装置３００からの指令により、ＦＯＵＰ６０内のパージを実行する。
［ウェハＷの搬送］
次に、ウェハＷの搬送について、図２を参照して説明する。まず、ウェハＷは、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３に載置されたＦＯＵＰ６０のいずれかから搬出され、基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４のいずれかに搬入される。具体的には、ウェハＷは、ロードポートＬＰ１〜ＬＰ３のいずれかに載置されたＦＵＯＰ６０から搬出され、ローダーモジュールＬＭを介してロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかへ搬送される。
ウェハＷが搬入されたロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかでは、排気処理（真空引き）が行われ、室内が大気雰囲気から真空雰囲気へと切り替えられる。この状態でウェハＷは搬送装置ＶＡによりロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかから搬出され、基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４のいずれかに搬入され、基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４のいずれかにてウェハＷの処理が開始される。
例えば、基板処理室ＰＭ１にウェハＷが供給され、プラズマエッチング処理が実行される場合の一例を説明する。基板処理室ＰＭ１にて所定のガスからプラズマが生成され、そのプラズマの作用により基板処理室ＰＭ１の載置台に載置されたウェハＷがプラズマ処理される。処理後、基板処理室ＰＭ１内部はＮ２ガスでパージされる。
その後、ゲートバルブＧＶが開き、処理済のウェハＷが搬出され、搬送室ＶＴＭに搬入される。また、処理済のウェハＷは、搬送装置ＶＡによりロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかに搬入される。処理済のウェハＷが搬出されたロードロック室ＬＬＭ１、２のいずれかの内部は真空雰囲気から大気雰囲気へと切り替えられる。続いて、処理済のウェハＷは、ローダーモジュールＬＭを介してロードポートＬＰ１〜ＬＰ３のいずれかに載置されたＦＵＯＰ６０に搬入される。
このとき、ＦＯＵＰ６０内では、処理済のウェハＷからのアウトガスや基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４から拡散してくるガス成分により、処理前ウェハＷが変質したり、ウェハＷ上に形成されたデバイスにディフェクト（欠陥）が生じたり、デバイス特性に変化が生じたりするおそれがある。
そこで、本実施形態では、ＦＯＵＰ６０内において、処理済のウェハＷからのアウトガスや基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４から拡散してくるガス成分をＱＣＭ７０により測定し、測定結果に応じてＦＯＵＰ６０内の異常を検知することができ、必要な場合にはリカバリ処理を実行する。これにより、処理済ウェハＷからのアウトガスによる影響を低減することができる。
［ＱＣＭ］
以下に、図５を参照しながら、ＱＣＭ７０について簡単に説明する。ＱＣＭ７０は、水晶板７１を２枚の電極７２で挟んだ水晶振動子を支持体７３で支持した構成を有する。ＱＣＭ７０の水晶振動子の表面に異物が付着すると、その重量に応じて、以下の式に示すＱＣＭ７０の共振周波数ｆが変動する。
ｆ＝１／２ｔ（√Ｃ／ρ） ｔ：水晶板の厚み Ｃ：弾性定数 ρ：密度
この現象を利用し、共振周波数ｆの変化量により微量な付着物を定量的に測定することができる。共振周波数ｆの変化は、水晶振動子に付着した物質による弾性定数の変化と物質の付着厚みを水晶密度に換算したときの厚み寸法で決まる。これにより、共振周波数ｆの変化を付着物の重量に換算することができる。
このような原理を利用して、ＱＣＭ７０は、共振周波数ｆを示す検出値を出力する。例えば制御部１０１は、ＱＣＭ７０から出力された検出値に基づいて、周波数の変化を付着物の重量に換算することにより、膜厚または成膜速度を算出することができる。なお、ＱＣＭ７０が検出した共振周波数ｆは、ＦＯＵＰ６０内部の汚染状態を示す情報の一例である。
ＱＣＭ７０は、水晶振動子を使用した微量付着物モニタであり、薄い水晶板の両面に電極を設けた構造を有している。ＱＣＭ７０の表面に異物が付着すると水晶板の重量が増加し、振動の周波数がわずかに低下するため、これを専用の回路でモニタリングする。水晶板の構造や回路によって変わるが、１ｎｇ以下の異物の付着を検知できるものもあり、非常に高感度のセンサである。
また、ＱＣＭ７０は、空間中のガスを直接計測するものではなく、ＱＣＭ７０の表面に付着したものを計測するものであることが重要である。すなわち、単に処理後ウェハからガスが放出されても、それが他のウェハやＦＯＵＰ６０の内壁に付着、反応しなければ、何も問題を引き起こさない。そのため、ＦＯＵＰ６０内のウェハ等に直接影響する、「表面に付着、吸着、反応する」ガスをモニタリングする必要があるため、異物付着モニタであるＱＣＭ７０が最適なセンサであるといえる。
ここで、ＱＣＭ７０をエッチング装置に設置し、ウェハＷからのアウトガス成分をモニタリングした結果を図６に示す。図６より、時間に応じて周波数が線形的に変化しており、センサとして利用可能であることが分かる。
また、ＱＣＭ７０の表面には、図７に示されるように、予めレジスト、Ｓｉ、ＳｉＯ２およびＳｉＮのいずれかが被覆された膜７４が形成されていることが好ましい。また、膜７４は、基板処理室ＰＭにてウェハＷに処理を行う際に付着する支配的な膜を選ぶことが好ましい。上述したように、ＱＣＭ７０は、表面に付着した異物を計測するものであることから、ＱＣＭ７０の表面をウェハＷの表面に近い状態にすることにより、周波数の変化を高精度に検出することができる。ただし、ＱＣＭ７０の表面は、必ずしもレジスト、Ｓｉ、ＳｉＯ２およびＳｉＮにより被覆されていなくてもよい。
なお、狭い閉鎖空間にアウトガス源となる物質が存在していると、その中でも特に再付着しやすい、すなわち汚染を引き起こしやすい成分がＱＣＭ７０の表面に付着し、重量変化として計測される。アウトガスの発生量が増加すると、ＱＣＭ７０はこれに追従して反応する。
ここで、ＦＯＵＰ６０内を模擬した狭い閉鎖空間（配管）にＱＣＭ７０を設置し、ＱＣＭ７０の表面に付着した異物の重量をモニタリングした結果を図８に示す。図８より、アウトガス源を導入した直後、およびアウトガス源を加熱した直後に、ＱＣＭ７０の表面に付着した異物の重量が変化していることが分かる。
［制御部の処理］
そこで、制御装置１００、２００、３００、４００およびホストコンピュータ５０は、ＱＣＭ７０から汚染状態を示す情報の一例として水晶振動子の周波数を受信する。
そして、制御部１０１は、水晶振動子の周波数の変化量が予め定められた閾値を超えた場合に、ＦＯＵＰ６０内部の異常を検知する。また、制御部１０１は、ＦＯＵＰ６０内部の異常を検知した場合に、エラー通知を行う。なお、エラーの通知先は、例えばオペレータ用のモニタ装置や他の制御装置１００、２００、３００、４００およびホストコンピュータ５０等であってもよい。
また、制御部１０１は、ＦＯＵＰ６０内部の異常を検知した場合に、必要に応じて、以下に示すリカバリ処理を実行する。
具体的には、制御部１０１は、基板処理装置１０内にてＦＯＵＰ６０内部の異常を検知した場合に、以下のリカバリ処理の少なくともいずれかを実行することができる、以下、基板処理装置１０内にＦＯＵＰ６０が載置されている状態で行うリカバリ処理を、ドック時のリカバリ処理ともいう。
（１）ＦＯＵＰ６０の内部にＮ２ガス等の不活性ガスを導入する。
（１−１）異常の検知状態に応じて、不活性ガスの流量を制御する。
（１−２）異常の検知状態に応じて、不活性ガスの導入時間を制御する。
（２）ＦＯＵＰ６０内のウェハＷを基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４のいずれかに搬送し、所定のガスにより再度ウェハＷを処理する。
（３）基板処理室ＰＭにおけるウェハＷの処理条件を変更する。
制御部１０１は、基板処理装置１０外にてＦＯＵＰ６０内部の異常を検知した場合に、以下のリカバリ処理のいずれかを実行してもよい。以下、基板処理装置１０外にＦＯＵＰ６０が載置されている状態で行うリカバリ処理を、アンドック時のリカバリ処理ともいう。
（１）ＦＯＵＰ６０をロードポートＬＰ、パージストレージＰＳ、ＦＯＵＰパージ装置２０またはＦＯＵＰストッカー３０に搬送し、ＦＯＵＰ６０の内部にＮ２ガス等の不活性ガスを導入する。
（２）異常を検知したＦＯＵＰ６０内部のウェハＷを基板処理装置１０のパージストレージＰＳまたはＦＯＵＰストッカー３０に搬送し、パージストレージＰＳまたはＦＯＵＰストッカー３０にて搬送したウェハＷを所定時間保持する。
また、制御部１０１は、一度リカバリ処理を実行した後に、ＱＣＭ７０の測定結果に基づいて、ＦＯＵＰ６０内部の異常を再度検知し、ＦＯＵＰ６０内部の異常を再度検知した場合に、ＦＯＵＰ６０内のウェハＷを基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４のいずれかに搬送し、所定のガスにより再度ウェハＷを処理する、または基板処理室ＰＭにおけるウェハＷの処理条件を変更する、リカバリ処理を実行してもよい。
また、制御部１０１は、一度リカバリ処理を実行した後に、ＱＣＭ７０の測定結果に基づいて、ＦＯＵＰ６０内部の異常を再度検知し、ＦＯＵＰ６０内部の異常を再度検知した場合に、ウェハＷの欠陥を検査する装置により、ＦＯＵＰ６０内部のウェハＷのパターン検査を実行してもよい。
また、制御部１０１は、ＱＣＭ７０の測定結果をＲＡＭ１０３の測定結果テーブル１０３Ｂに蓄積し、蓄積した所定時間内の測定結果に基づいて、ＦＯＵＰ６０内部の異常を検知した場合に、上記のリカバリ処理を実行してもよい。
［ドック時のリアルタイムリカバリ処理］
次に、一実施形態にかかるリカバリ処理の一例について、図９のフローチャートを用いて説明する。本処理は、例えばＦＯＵＰ６０が基板処理装置１０のロードポートＬＰに載置され、ウェハＷに対して処理または搬送が行われている状態（ドック時）で、制御部１０１により実行される。
本処理が開始されると、制御部１０１は、ＦＯＵＰ６０に設置されたＱＣＭ７０（水晶振動子）による測定を開始する（ステップＳ１１）。なお、ＦＯＵＰ６０に複数のＱＣＭ７０が設置されている場合、複数のＱＣＭ７０のそれぞれにより測定が開始される。
続いて、制御部１０１は、所定時間に対するＱＣＭ７０の周波数の変化量を算出する（ステップＳ１２）。ここで、所定時間としては、例えば、ＱＣＭ７０が測定した直近の数個〜数十個の測定値を測定する時間でもよい。
次に、制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が予め定められた第１の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１３）。制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第１の閾値以下であると判定した場合、ステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を繰り返す。第１の閾値は、予め定められたＦＯＵＰ６０内の異常を検知するための値であり、第１の閾値以上の場合、ＦＯＵＰ６０内は異常であると判定される。
制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第１の閾値以上と判定した場合、エラー通知を行う（ステップＳ１４）。例えば、オペレータ用のモニタ装置等にエラー通知される。
続いて、制御部１０１は、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載されたパージ時間に応じて、ロードポートＬＰにより、ＦＯＵＰ６０の内部にＮ２ガス等の不活性ガスを導入する（ステップＳ１５）。
ＦＯＵＰ６０がロードポートＬＰに載置され、ウェハＷに対して処理が行われている状態では、ＦＯＵＰ６０の蓋６１が開いているため、ＦＯＵＰ６０の内部に導入された不活性ガスが蓋６１から排気されるが、上述したようにダウンフローが形成されていることから、基板処理室ＰＭが汚染されることはない。
また、制御部１０１は、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載されたパージストレージ保持時間に応じて、ウェハＷに対して、パージストレージＰＳで保持する時間を延長する（ステップＳ１６）。なお、ステップＳ１５およびステップＳ１６は、いずれか一方のみが実行されてもよい。
次に、制御部１０１は、所定時間に対するＱＣＭ７０の周波数の変化量を算出する（ステップＳ１７）。ここでの、所定時間は、ステップＳ１２を実行する際の直近の所定時間である。
次に、制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第１の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第１の閾値以下であると判定した場合、本処理を終了する。
制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第１の閾値よりも大きいと判定した場合、エラー通知を行う（ステップＳ１９）。
続いて、制御部１０１は、ＦＯＵＰ６０内部のウェハＷをパージストレージＰＳに搬送し、パージストレージＰＳでウェハＷを保持するか、ＦＯＵＰ６０内部のウェハＷを基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４のいずれか搬送し、再クリーニングを実行する（ステップＳ２０）。
このとき、パージストレージＰＳでのウェハＷの保持は、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載されたパージストレージ保持時間に応じて実行される。また、基板処理室ＰＭでの再クリーニングは、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載されたドライクリーニング（ＤＣ）の時間に応じて実行される。
ここで、パージストレージＰＳでのウェハＷの保持、または基板処理室ＰＭでの再クリーニングに代えて、ウェハＷに対する後処理として、アッシングやウェハＷの加熱、図示しない洗浄装置での表面処理を実行することができる。これらの処理は、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載された処理条件に基づいて実行される。
次に、制御部１０１は、例えばＱＣＭ７０の周波数の変化量に基づいて、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａの各条件を更新し（ステップＳ２１）、本処理を終了する。なお、更新した処理条件テーブル１０３Ａは、次のサイクルにおけるリカバリ処理に適用される。なお、ステップＳ２０およびステップＳ２１は、いずれか一方のみが実行されてもよい。また、ステップＳ１４、Ｓ１９のエラー通知は行わなくてもよい。
このように、ＦＯＵＰ６０が基板処理装置１０のロードポートＬＰに載置され、ウェハＷに対して処理が行われている状態でＦＯＵＰ６０内部の異常が検知された場合に、２段階のリカバリ処理をリアルタイムに実行することにより、処理済のウェハＷからのアウトガスによる影響を低減することができる。
［アンドック時のリアルタイムリカバリ処理］
次に、一実施形態にかかるリカバリ処理の一例について、図１０のフローチャートを用いて説明する。本処理は、ウェハＷに対する処理が終了し、ＦＯＵＰ６０が基板処理装置１０の外部にある状態（アンドック時）で、制御部１０１により実行される。
本処理が開始されると、制御部１０１は、ＦＯＵＰ６０に設置されたＱＣＭ７０（水晶振動子）による測定を開始する（ステップＳ３１）。
続いて、制御部１０１は、所定時間に対するＱＣＭ７０の周波数の変化量を算出する（ステップＳ３２）。
次に、制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が予め定められた第２の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３３）。制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第２の閾値以下であると判定した場合、ステップＳ３１に戻り、ステップＳ３１〜Ｓ３３の処理を繰り返す。なお、第２の閾値は、第１の閾値と同じ値であっても、異なる値であってもよい。
制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第２の閾値よりも大きいと判定した場合、エラー通知を行う（ステップＳ３４）。
続いて、制御部１０１は、ＦＯＵＰ搬送装置４０の制御装置４００に対して指令を出し、ＦＯＵＰ６０を基板処理装置１０、ＦＯＵＰパージ装置２０およびＦＯＵＰストッカー３０のいずれかに搬送させる（ステップＳ３５）。
次に、制御部１０１は、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載されたパージ時間に応じて、ロードポートＬＰまたはＦＯＵＰパージ装置により、ＦＯＵＰ６０の内部にＮ２ガス等の不活性ガスを導入する（ステップＳ３６）。
また、ＦＯＵＰ６０が基板処理装置１０に搬送された場合には、制御部１０１は、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載されたパージストレージ保持時間に応じて、ＦＯＵＰ６０内のウェハＷを、パージストレージＰＳで保持する（ステップＳ３７）。なお、ステップＳ３６およびステップＳ３７は、いずれか一方のみが実行されてもよい。
次に、制御部１０１は、所定時間に対するＱＣＭ７０の周波数の変化量を算出する（ステップＳ３８）。
次に、制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第２の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３９）。制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第２の閾値以下であると判定した場合、本処理を終了する。
制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が第２の閾値よりも大きいと判定した場合、エラー通知を行う（ステップＳ４０）。
続いて、制御部１０１は、ＦＯＵＰ６０内部のウェハＷを基板処理室ＰＭ１〜ＰＭ４のいずれか搬送し、再クリーニングを実行するか、ウェハＷの欠陥を検査する装置により、ＦＯＵＰ６０内部のウェハＷのパターン検査を実行する（ステップＳ４１）。
このとき、基板処理室ＰＭでの再クリーニングは、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載されたドライクリーニング（ＤＣ）の時間に応じて実行される。
ここで、基板処理室ＰＭでの再クリーニングに代えて、ウェハＷに対する後処理として、アッシングやウェハＷの加熱、図示しない洗浄装置での表面処理を実行することができる。これらの処理は、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａに記載された処理条件に基づいて実行される。
次に、制御部１０１は、例えばＱＣＭ７０の周波数の変化量に基づいて、図１１に示した処理条件テーブル１０３Ａの各条件を更新し（ステップＳ４２）、本処理を終了する。なお、ステップＳ４１の再クリーニングおよびパターン検査は一方または両方実行されてもよい。
このように、ウェハＷに対する処理が終了し、ＦＯＵＰ６０が基板処理装置１０から離れている状態でＦＯＵＰ６０内部の異常が検知された場合に、２段階のリカバリ処理をリアルタイムに実行することにより、処理済のウェハＷからのアウトガスによる影響を低減することができる。ただし、リカバリ処理は、１段階であってもよいし、３段階以上のリカバリ処理を実行してもよい。
なお、処理条件テーブル１０３Ａは、図１１に示すように、パージストレージ保持時間等の処理条件が設定されたテーブルである。処理条件テーブル１０３Ａは、制御装置１００内に記憶されてもよいし、ホストコンピュータ５０に記憶されてもよいし、制御装置１００にネットワークを介して接続されるクラウドコンピュータに記憶されてもよい。
［ＱＣＭの測定結果の蓄積処理］
次に、一実施形態にかかる測定結果の蓄積処理の一例について、図１２のフローチャートを用いて説明する。本処理は、例えばＦＯＵＰ６０に設けられた送信機８０から送信されるＱＣＭ７０の測定結果を受信することで、制御部１０１により実行される。
本処理が開始されると、制御部１０１は、ＦＯＵＰ６０に設置されたＱＣＭ７０による測定を開始する（ステップＳ５１）。
続いて、制御部１０１は、ＱＣＭ７０の測定結果をＲＡＭ１０３の測定結果テーブル１０３Ｂに蓄積し（ステップＳ５２）、処理を終了する。
上記ＱＣＭの測定結果の蓄積は、図１２に示すように異常検知の処理とは異なるタイミングに別途実行されてもよいし、図１０に示すＱＣＭの測定および異常検知の処理と同時に測定結果テーブル１０３Ｂに蓄積してもよい。
また、測定結果テーブル１０３Ｂには、図６に示す所定の時間経過に応じた周波数を蓄積してもよい。測定結果テーブル１０３Ｂは、制御装置１００内に記憶されてもよいし、ホストコンピュータ５０に記憶されてもよいし、制御装置１００にネットワークを介して接続されるクラウドコンピュータに記憶されてもよい。
［蓄積されたＱＣＭの測定結果に基づく非リアルタイムリカバリ処理］
次に、一実施形態にかかるリカバリ処理の一例について、図１３のフローチャートを用いて説明する。本処理は、例えばＦＯＵＰ６０が基板処理装置１０のロードポートＬＰに載置され、ウェハＷに対して処理または搬送が行われている状態（ドック時）で、制御部１０１により実行される。
本処理が開始されると、制御部１０１は、ＲＡＭ１０３に記憶された測定結果テーブル１０３Ｂを読み込む（ステップＳ６１）。
続いて、制御部１０１は、測定結果テーブル１０３Ｂに基づき、経過時間に応じた所定時間に対するＱＣＭ７０の周波数の変化量を算出する（ステップＳ６２）。ここで、所定時間としては、１ロット前の測定結果テーブル１０３Ｂの情報の対応する所定時間を使用してもよいし、数ロット前の測定結果テーブル１０３Ｂの情報を使用してもよい。
次に、制御部１０１は、ＱＣＭ７０の周波数の変化量が予め定められた第３の閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６３）。なお、第３の閾値は、第１の閾値、第２の閾値と同じ値であっても、異なる値であってもよい。
なお、これ以降の処理は、閾値が第３の閾値であること以外は、上述した図９のステップＳ１４以降（ドック時のリカバリ処理の場合）、または図１０のステップＳ３４以降（アンドック時のリカバリ処理の場合）のフローチャートと同様なので、説明を省略する。
このように、制御部１０１が、ＱＣＭ７０の測定結果をＲＡＭ１０３の測定結果テーブル１０３Ｂに蓄積し、蓄積した所定時間内の測定結果に基づいて、ＦＯＵＰ６０内部の異常を検知した場合に、非リアルタイムでリカバリ処理を実行することにより、長い期間でＦＯＵＰ６０内部の汚染状態を把握し、処理済のウェハＷからのアウトガスによる影響を低減することができる。
以上に説明したように、本実施形態のＦＯＵＰ６０によれば、ウェハＷを収納するＦＯＵＰ６０であって、ＦＯＵＰ６０の内部に、汚染状態を検出可能なＱＣＭ７０を有し、ＦＯＵＰ６０の内部の汚染状態を検出するＦＯＵＰ６０が提供されるので、ＦＯＵＰ６０の内部の汚染状態を検出することができる。
また、本実施形態の制御装置によれば、ウェハＷを収納するＦＯＵＰ６０の内部に設けられたＱＣＭ７０が検出したＦＯＵＰ６０の内部の汚染状態を示す情報を取得し、取得した汚染状態を示す情報に基づいて、ＦＯＵＰ６０の内部の異常を検知し、ＦＯＵＰ６０内部の異常を検知した場合に、リカバリ処理を実行する。そのため、処理済のウェハＷからのアウトガスによる影響を低減することができる。
以上、基板収納容器、制御装置および異常検知方法を上記実施形態により説明したが、本発明にかかる基板収納容器、制御装置および異常検知方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形および改良が可能である。上記複数の実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
例えば、ＦＯＵＰに設置するモニタは、ＱＣＭに限らず、ＱＣＭ以外のセンサを用いてもよい。モニタの他の例としては、静電容量式のセンサが考えられる。静電容量式のセンサでは、静電容量を計測することで、反応生成物の堆積量を測定できる。
また、制御部は、ＦＯＵＰにウェハが搬入された直後の短時間におけるＱＣＭの周波数の変化量（変化速度）を算出し、この変化速度が予め定められた閾値も大きい場合に、搬入されたウェハによるアウトガスの影響が大きいとして、当該ウェハに対する再クリーニングを実行してもよい。
また、本発明にかかる基板処理装置には、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ:Capacitively Coupled Plasma)装置だけでなく、その他の装置を適用することができる。その他の装置としては、誘導結合型プラズマ(ＩＣＰ:Inductively Coupled Plasma)、ラジアルラインスロットアンテナを用いたプラズマ処理装置、ヘリコン波励起型プラズマ（ＨＷＰ：Helicon Wave Plasma）装置、電子サイクロトロン共鳴プラズマ（ＥＣＲ：Electron Cyclotron Ｒesonance Plasma）装置等であってもよい。また、反応性ガスと熱によりエッチングや成膜処理を行うプラズマレスの装置であってもよい。
また、本明細書では、ウェハについて説明したが、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＦＰＤ（Flat Panel Display）等に用いられる各種基板や、フォトマスク、ＣＤ基板、プリント基板等であってもよい。
１０：基板処理装置
２０：ＦＯＵＰパージ装置
３０：ＦＯＵＰストッカー
５０：ホストコンピュータ
６０：ＦＯＵＰ
７０：ＱＣＭ
１００：制御装置
２００：制御装置
３００：制御装置
４００：制御装置
ＰＭ：基板処理室
ＰＳ：パージストレージ

Claims (6)

  1. 基板処理室にて所定のガスにより基板に処理を行う基板処理装置の制御装置であって、
    基板を収納する基板収納容器の内部に設けられたモニタが検出した前記基板収納容器の内部の汚染状態を示す情報を取得し、
    取得した前記汚染状態を示す情報に基づいて、前記基板収納容器の内部の異常を検知し、
    前記異常を検知した場合に、リカバリ処理を実行し、
    前記基板処理装置の内部にて前記基板収納容器の内部の異常を検知した場合、前記基板処理室にて所定のガスにより再度基板を処理する、および前記基板処理室における基板の処理条件を変更する、の少なくともいずれかのリカバリ処理を実行する制御部を有する、制御装置。
  2. 前記制御部は、前記リカバリ処理後に、取得した前記汚染状態を示す情報に基づいて、前記基板収納容器の内部の異常を再度検知し、前記異常を再度検知した場合に、前記基板処理室にて所定のガスにより再度基板を処理する、または前記基板処理室における基板の処理条件を変更する、リカバリ処理を実行する、
    請求項１に記載の制御装置。
  3. 基板処理室にて所定のガスにより基板に処理を行う基板処理装置の制御装置であって、
    基板を収納する基板収納容器の内部に設けられたモニタが検出した前記基板収納容器の内部の汚染状態を示す情報を取得し、
    取得した前記汚染状態を示す情報に基づいて、前記基板収納容器の内部の異常を検知し、
    前記異常を検知した場合に、リカバリ処理を実行し、
    前記基板処理装置の外部にて前記基板収納容器の内部の異常を検知した場合、異常を検知した前記基板収納容器を前記基板処理装置のロードポート、パージストレージ、ＦＯＵＰパージ装置またはＦＯＵＰストッカーに搬送し、前記ロードポート、前記パージストレージ、前記ＦＯＵＰパージ装置またはＦＯＵＰストッカーにて前記基板収納容器の内部に不活性ガスを導入させる、リカバリ処理を実行するか、或いは、異常を検知した前記基板収納容器の内部の基板を前記パージストレージまたはＦＯＵＰストッカーに搬送し、前記パージストレージまたはＦＯＵＰストッカーにて搬送した基板を所定時間保持する、リカバリ処理を実行し、
    前記リカバリ処理後に、取得した前記汚染状態を示す情報に基づいて、前記基板収納容器の内部の異常を再度検知し、前記異常を再度検知した場合に、前記基板処理室にて所定のガスにより再度基板を処理する、または前記基板処理室における基板の処理条件を変更する、リカバリ処理を実行する、制御部を有する、
    制御装置。
  4. 基板処理室にて所定のガスにより基板に処理を行う基板処理装置の制御装置であって、
    基板を収納する基板収納容器の内部に設けられたモニタが検出した前記基板収納容器の内部の汚染状態を示す情報を取得し、
    取得した前記汚染状態を示す情報に基づいて、前記基板収納容器の内部の異常を検知し、
    前記異常を検知した場合に、リカバリ処理を実行し、
    前記基板処理装置の外部にて前記基板収納容器の内部の異常を検知した場合、異常を検知した前記基板収納容器を前記基板処理装置のロードポート、パージストレージ、ＦＯＵＰパージ装置またはＦＯＵＰストッカーに搬送し、前記ロードポート、前記パージストレージ、前記ＦＯＵＰパージ装置またはＦＯＵＰストッカーにて前記基板収納容器の内部に不活性ガスを導入させる、リカバリ処理を実行するか、或いは、異常を検知した前記基板収納容器の内部の基板を前記パージストレージまたはＦＯＵＰストッカーに搬送し、前記パージストレージまたはＦＯＵＰストッカーにて搬送した基板を所定時間保持する、リカバリ処理を実行し、
    前記リカバリ処理後に、取得した前記汚染状態を示す情報に基づいて、前記基板収納容器の内部の異常を再度検知し、前記異常を再度検知した場合に、基板の欠陥を検査する装置により、前記基板収納容器の内部の基板のパターン検査を実行する、制御部を有する、
    制御装置。
  5. 前記制御部は、前記異常を検知した場合に、エラー通知を行う、
    請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の制御装置。
  6. 前記制御部は、取得した前記汚染状態を示す情報を蓄積した記憶部を参照して、蓄積した所定時間内の前記汚染状態を示す情報に基づき、前記基板収納容器の内部の異常を検知した場合に、リカバリ処理を実行する、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の制御装置。
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