JP6990297B2 - 部品の診断方法、半導体装置の製造方法、基板処理装置、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は基板処理装置に係り、特に基板処理装置の構成部品の診断技術に関する。

基板処理装置のセットアップ(立上げ)には、基板処理装置の筐体等の設置作業、電気設備の配線作業、ガス供給ライン及び排気ラインの接続作業、基板処理装置を構成する部品の初期診断チェックなどの動作チェック（部品チェック）作業等を含む種々の作業（総称して、セットアップ作業）が実施されるため、より計画的、且つ効率的なスケジュール管理が必要となり、種々の対応がなされている。

例えば、特許文献１によれば、セットアップ作業、調整における作業内容を順番通りに操作画面に表示させると共に、各セットアップ作業で使用したレシピ名称を操作画面に表示するように構成されている。

また、特許文献２によれば、「入出力バルブＩ／Ｏチェック」、「インターロックチェック」、「チャンバ真空チェック」等のセットアップ作業項目を各モジュール（ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＦ）で並行に実施してセットアップを行うことが開示されている。

現状、半導体装置の製造工程において用いられる基板処理装置(以下、半導体製造装置とも称する)一台には数台から数十台の流量制御器であるＭＦＣ(マスフローコントローラ)が接続されているため、１台ずつ個別に初期診断を行うと多大な確認時間が必要となる。更に、装置筐体の扉を開けて、ＰＣをＭＦＣに接続する必要があり、ＭＦＣの動作環境を損ねる可能性がある。

国際公開番号ＷＯ２００６１０４０１８ 特許第５５７０７７５号公報

本発明の目的は、一度に複数台のＭＦＣの初期診断チェックを行い、基板処理装置の立ち上げを効率的に行う技術を提供することにある。

本発明の一態様によれば、ガス種に応じてスイッチを切替えて使用される診断対象の部品を選択する工程と、診断対象の部品の初期化に使用された条件と同じ条件で作成された診断用レシピを実行する工程と、を有し、診断用レシピを実行する工程は、部品のスイッチを不活性ガスに切替える工程と、不活性ガスを部品に供給し、部品に流れる不活性ガスの流量を予め診断用レシピで設定された所定流量となるように部品を調整する工程と、所定流量に調整後、流量をゼロに設定する工程と、流量がゼロに収束後、流量がゼロに達した到達時間と予め設定された時間範囲を比較する工程と、部品のスイッチを不活性ガスから使用予定のガス種に切替える工程と、を含む技術が提供される。

本発明によれば、一度に複数台のＭＦＣの初期診断チェックを行うことができるので、装置立ち上げ時間の短縮が可能となる。

本実施形態に係る基板処理装置の一構成例を示す図である。 本実施形態に係る基板処理装置のプロセス制御モジュールの一構成例を示すブロック図である。 本実施形態に係る初期診断シーケンスの一例を示す図である。 本実施形態に好適に使用される基板処理装置の処理炉の一構成例を示す図である。 本実施形態の診断レシピの一例を示す図である。 本実施形態に好適に用いられる（Ａ）基板処理装置の初期診断チェックをするＭＦＣを指定する画面例である。（Ｂ）基板処理装置の初期診断チェック結果を取得し表示する画面例を示す図である。 本実施形態に好適に使用される半導体製造ラインの一構成例を示す図である。

従来、ＭＦＣの部品チェックは、装置運用中に確認を実施しており、装置立ち上げ時のＭＦＣの初期不良の確認は一部の種類しかできていなかった。例えば、圧力式ＭＦＣ（ＰＳ－ＭＦＣ）は自己診断機能を備えており、初期診断を行うためＭＦＣメーカ独自のツールを導入したパーソナルコンピュータ（ＰＣ）とＭＦＣとを接続して、１個ずつＭＦＣの初期不良の確認が行われていた。

そこで、発明者等は、この課題を解決するために、一度に複数のＭＦＣの初期診断を行うことができるように、ＭＦＣの初期診断用レシピをＭＦＣ毎に設定可能にし、更に、ＭＦＣ毎の初期診断の結果を一括して取得することができる仕組みを構築した。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、「初期診断チェック」とは、メーカ出荷時の値と装置立ち上げ時の値の偏差がチェック対象となり、この偏差がメーカ指定の閾値以上の場合に異常と判断され、この異常が発生した場合、アラームを発生させ、ブザー鳴動、ステップＨＯＬＤ、アラームレシピ実施等の指定のエラー処理を実施するものをいう。「スイッチ」とは、ＭＦＣにガス種毎に設けられている登録番号を切替えることであり、また、その切替部品のことを示す場合もある。例えば、ＭＦＣに流すガスをＮ２ガスからＯ２ガスに変更する時に、つまり、本明細書において、Ｎ２ガス用登録番号(例えば、「ＣＨ１」で示される)からＯ２ガス用登録番号(例えば、「ＣＨ２」で示される)に変更するときに「スイッチ」を切替えると記載する。診断対象の部品として、主に圧力式ＭＦＣ（ＰＳ－ＭＦＣ）を、不活性ガスとしてＮ２ガスを例示して説明する。ＰＳ－ＭＦＣは、真空状態、例えばＭＦＣの二次側が４００Ｔｏｒｒ以下の減圧状態で用いられる。このため、基板処理装置に用いられるＭＦＣは、初期診断チェック機能を有するＭＦＣ(ＰＳ－ＭＦＣ)だけでなく、初期診断機能を有していないＭＦＣと混在して用いられる。

図１に本実施形態において使用される基板処理装置の一構成例を示す。同図において、１－１２はエアバルブ（ＡＶ１－１２）を示している。Ｎ２ガス源３３からのＮ２ガス等は、ＡＶ１－１２を経由して、ポンプ（ＰＵＭＰ）３６で排気される。同図で（閉）と表示されたバルブはＭＦＣの初期診断の実行時は常に閉じられているものを示している。ガスａ、ｂ、ｃ・・・としては、例えばＮＨ３ガス、Ｏ２ガス、Ｆ２ガス、Ｈ２ガス、Ｎ２Ｏガス、ＮＯガス、ＤＣＳガスなどが使用される。例えば、プロセスや膜種等に応じて適宜選択される。

また、ＡＶ８からの配管が処理室３４をバイパスしてメイン排気ラインに接続されているが、このような形態には限定されず、例えば、ＡＶ８が無く、処理室３４、ＡＰＣ(Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ)３５を経由してＰＵＭＰ３６で排気する構成であっても良い。要するに、対象のＭＦＣに施された初期化の内容(または条件)に合わせて、対象のＭＦＣの初期診断を実行することが可能な構成であれば良い。

ＭＦＣ１－３各々には、診断チェック結果を提供する機能が備えられている。ＭＦＣ１－３から取得する初期診断チェック結果を示すデータは、例えば、Ｎ２ガスで所定の流量波形で制御した後、プロセス制御モジュール３２により取得されるよう構成されている。この初期診断チェックに関しては後述する。

また、本実施形態は、ＭＦＣと流量検出器（流量計）であるＭＦＭ(マスフローメータ)を直列に接続しているガス供給ラインを有している。具体的には、初期診断機能が無いＭＦＣ４、ＭＦＣ５と、それらにそれぞれ直列するＭＦＭ１、ＭＦＭ２を有する供給ラインが追加されている。これらＭＦＣ４、ＭＦＣ５は、ガス供給圧を検知するセンサと、各ガス種の流量を制御する弁を含む。

これらＭＦＣ４とＭＦＭ１、ＭＦＣ５とＭＦＭ２が直列接続された供給ライン各々において、ＭＦＣで出力される流量を示すセンサの圧力値と、ＭＦＭで出力される流量を示す値が一致していることを確認することにより、ＭＦＣ４、ＭＦＣ５の診断を行う。そのため、これらの供給ラインにＮ２ガスを流すため、ＡＶ９－１２を開とし、ＭＦＣ４、ＭＦＣ５でそれぞれ流量制御させ、流量制御された流量をＭＦＭ１，２でそれぞれ検出させ、ＭＦＣ４とＭＦＭ１の流量差、ＭＦＣ５とＭＦＭ２の流量差を確認する。これらの供給ラインへのＮ２ガス供給も制御モジュール３２によって行われる。このような部品の診断方法は、ＭＦＣ４、５のように初期診断機能が無いＭＦＣの初期診断方法として有効である。また、ＭＦＭ１，２は初期診断チェック終了後、製品基板を処理する、プロセスガスを流すまでに待機する時間が長くあれば、供給ラインから取外すようにしてもよい。

操作部としての主操作モジュール３１は、ＭＦＣ自己診断用を含む各種レシピ作成機能や、各種データの表示機能を備え、任意のＭＦＣ１－５に初期診断を実施させるための指示コマンドをレシピに設定することができる。制御部としてのプロセス制御モジュール３２は、操作部３１で編集されたＭＦＣ自己診断用レシピを予めダウンロードしておき、操作部３１からのレシピ実行指示に従い、初期診断ステップ実施時にＭＦＣ１－５に対して設定された指示コマンドに応じて初期診断を実施する。つまり、制御部３２は、後述する診断用レシピを実行することにより、処理室３４の機構部分の制御、ヒータの制御、ＡＶ１－１２の制御、ＭＦＣ１－５の制御などを行う様に構成されている。なお、操作部３１で自己診断用レシピを作成することなく、操作部３１からの直接指示により、ＭＦＣ１－５に対して初期診断を実施する構成でも良い。

図２に、操作部３１及び制御部３２を含む基板処理装置の制御システムの一構成例を示す。コントローラ２６０は、入出力装置３１と、制御部３２とを少なくとも含む構成となっている。

制御部３２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２６０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２６０ｂ、記憶装置２６０ｃ、Ｉ／Ｏポート２６０ｄは、内部バス２６０ｅを介して、ＣＰＵ２６０ａとデータ交換可能なように構成されている。

演算部としてのＣＰＵ２６０ａは、記憶装置２６０ｃからの制御プログラムを読み出して実行するとともに、入出力装置３１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２６０ｃからファイルを読み出すように構成されている。また、受信部２８５から入力された設定値と、記憶装置２６０ｃに記憶されたファイル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、ＲＡＭ２６０ｂは、ＣＰＵ２６０ａ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。

記憶装置２６０ｃ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２６０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、レシピ編集用の編集画面やセットアップ用の設定画面等の画面ファイルと、本実施形態におけるガス種に応じて複数のスイッチを切替えて使用される診断対象である部品の診断用レシピ、基板処理の手順や条件等が記載されたプロセスレシピ、基板を搬送するためのレシピ等を含む各種のファイル、又、各センサから検出されるデータなどを含み、また、ウエハ１４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等が、読み出し可能に格納されている。

入出力装置３１の操作画面には、上述した初期化に使用された条件と同じ条件で診断用レシピを作成する編集画面と、診断対象の部品を選択する選択画面がそれぞれ表示される。例えば、タッチパネル等として構成された入出力装置３１は、外部記憶装置２６２が接続可能に構成されている。さらに、コントローラ２６０には、受信部２８５を通じてネットワーク２６３が接続可能に構成されている。このことは、コントローラ２６０がネットワーク２６３上に存在するホストコンピュータ等の上位装置とも接続可能であることを意味する。よって、入出力装置３１がネットワーク２６３上に存在すればコントローラ２６０と接続可能である。つまり、入出力装置３１は、上記実施形態に限らず基板処理装置から離れた場所にあってもよい。

以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を含む各ファイルを総称して、単にプログラムともいうことがある。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。

なお、コントローラ２６０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よい。例えば、上述のプログラム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等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）２６２を用意し、かかる外部記憶装置２６２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。

コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２６２を介して供給する場合に限らない。例えば、ネットワーク２６３（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２６２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。

また、記憶装置２６０ｃや外部記憶装置２６２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２６０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２６２単体のみを含む場合、または、それらの両方を含む場合がある。

ところで、コントローラ２６０は、ＣＰＵ２６０ａが記憶装置２６０ｃから基板処理装置のＭＦＣの初期診断チェックなどの部品チェックを行う部品の初期診断技術が提供される診断用レシピを読み出して実行することにより、以下のような手順を基板処理装置に実行させるよう構成されている。

具体的には、コントローラ２６０は、コンピュータとしての機能により、ガス種に応じてスイッチを切替えて使用される診断対象の部品(ＭＦＣ１－３)を選択する処理と、診断対象の部品(ＭＦＣ１－３)の初期化に使用された条件と同じ条件を含む診断用レシピを実行する処理と、を含むＭＦＣの診断技術を基板処理装置に実行させ、
更に部品(ＭＦＣ１－３)のスイッチを不活性ガスに切替える処理と、不活性ガス(例えば、Ｎ２ガス)を部品(ＭＦＣ１－３)に供給し、該部品(ＭＦＣ１－３)を流れる不活性ガスの流量を予め診断用レシピで設定された所定流量となるように該部品(ＭＦＣ１－３)を調整する処理と、所定流量に調整後、流量をゼロに設定する処理と、流量がゼロに収束後、流量がゼロに達した到達時間と予め診断用レシピで設定された時間範囲を比較する処理と、部品(ＭＦＣ１－３)のスイッチを不活性ガスから使用予定のガス種に切替える処理と、を含むＭＦＣの診断技術を基板処理装置に実行させる。

また、ガス供給圧を検知するセンサと、各ガス種の流量を制御する弁を含む、ガス種に応じてスイッチを切替えて使用されないＭＦＣ４，５と、及び流量を検出するＭＦＭ１，２とを少なくとも含む供給ラインが並行して備えられている場合であっても、コントローラ２６０は、コンピュータとしての機能により、不活性ガスをＭＦＣ４，５に供給し、ＭＦＣ４，５に流れる不活性ガスの流量を、予め診断用レシピで設定された所定流量となるようにＭＦＣ４，５を調整する処理と、該ＭＦＣ４，５で出力される流量(を示す値)と、ＭＦＭ１，２で出力される流量(を示す値)を比較する処理を含むＭＦＣの診断技術を基板処理装置に実行させることが可能である。

次に、図３に対応する制御部３２と各ＭＦＣ１～Ｎとの間の初期診断シーケンスの一例を示す。制御部３２では、自己診断用レシピの初期診断指示があるステップ実施時、または直接指示ステップ実行時に、指定されたＭＦＣに対して、同図に示す診断処理フローによりこの初期診断シーケンスを実施する。診断開始にあたって、図１に示したガス供給系はＡＶ１－８を開としてＮ２パージされている。

初期診断開始時、図１で閉と表示されたバルブを閉じ、ＡＶ４、８を開、ＡＶ１－３、５－７を閉とする。また、ＰＵＭＰ３６をオンにし、真空引きを行う。これらは全て、制御部３２からのデジタルＩ／Ｏ指示による。所定の圧力に到達後、制御部３２からの指示で、ＡＶ５－７を開にする。

（Ｓ２１）本ステップでは図示の様に、制御部３２は、診断対象のＭＦＣ１、２・・・ＮのスイッチをＮ２ガスに切替え指示を同時に発行し、複数の診断対象のＭＦＣに対して、各ＭＦＣのスイッチをＮ２ガスに切替える。例えば、制御部３２からのＥ－ＣＡＴ等の通信による指示で、診断対象であるＭＦＣ１－３のスイッチを不活性ガスであるＮ２ガスに設定する(または切替える)。これは、Ｎ２ガスにて初期診断チェックの基準となる初期化を行っているためである。ここで、スイッチは、複数ガス対応のＭＦＣの１つのガスの登録番号を意味する。このスイッチの切替えにより、ＭＦＣは、予め複数登録したガスの中から指定された番号に設定されたガスを制御可能となる。

（Ｓ２２）(Ｓ２１)終了後、引き続き診断対象のＭＦＣの流量を第１流量として予め決定されている所定流量になるように調整し、所定時間経過後、更に診断対象のＭＦＣの流量を第２流量(流量ゼロ)になるように調整する。具体的には、制御部３２からの指示で、ＡＶ４を閉、Ｎ２ガス源３３をオン、ＡＶ１－３、５－７を開とする。例えば、ＭＦＣ１－３に流量２０％を設定する。ＭＦＣ１－３は、不活性ガスの係数を用い、ＭＦＣ内の流量換算用圧力センサの値をもとに、流量制御バルブの開度を調整して流量制御することにより、流量２０％になるよう制御する。なお、このように所定流量にＭＦＣを制御し、所定流量で例えば１０秒等の所定時間待つ様にしてもよく、また、所定流量に収束すると直ぐに流量ゼロに設定するようにしてもよい。

（Ｓ２３）制御部３２は、所定時間待機して部品チェックとしての初期診断チェックの終了（ＭＦＣの流量がゼロ)を確認する。尚、予め流量ゼロになる時間が予測できるので、ＭＦＣの流量を第２流量(流量ゼロ)から所定時間したら部品チェック終了するようにしてもよい。このように、プロセス制御モジュール３２は、対象ＭＦＣ内の弁を閉にし(若しくは設定流量０％になるように調整し)、流量ゼロに収束する部品チェック終了時(収束時間)を確認する。

（Ｓ２４）制御部３２は、診断対象のＭＦＣから同時に部品チェック結果情報（例えば、時間）を取得する。ＭＦＣは所定の流量（流量ゼロ）をトリガに診断チェック結果情報を取得し、初期化情報と比較する。また、ＭＦＣは所定の時間をトリガに診断チェック結果情報を出力するようにしてもよい。具体的には、制御部３２は、ゼロ流量で収束するか、あるいは３秒等の所定の時間経過後に初期診断チェック結果情報として、圧力変化を示す圧力、流量ゼロに到達した時間若しくは収束した時間、温度等を取得する。

（Ｓ２５）部品チェック結果情報を取得後、制御部３２は、診断対象のＭＦＣに対して同時に使用ガスへのスイッチ切替え指定を発行し、診断対象のＭＦＣのスイッチを使用ガスに切替える。制御部３２は、取得した部品チェック結果情報が、予め設定された基準値以下、若しくは基準範囲に含まれるか否か確認する。取得した部品チェック結果情報が、予め設定された時間範囲に収まっていれば、スイッチを使用予定のガス、例えばＯ２ガスなどの使用ガスに速やかに切替え、診断終了となる。そして、診断終了したＭＦＣは使用ガスの係数を用い、流量制御を行う。

一方、制御部３２は、取得した部品チェック結果情報、例えば、到達時間が予め設定された時間範囲に収まっていない場合、アラームを発生し、使用ガスに切替えることなく、所定のエラー処理を行うと共に診断フローを終了させる。

そして、この初期診断チェックエラーが発生したＭＦＣは更に新しいＭＦＣと交換された後、同様に上述したＳ２１からＳ２５の初期診断チェックが行われる。例えば、ＭＦＣ１、ＭＦＣ２の診断チェック結果情報が基準値以下、若しくは基準範囲に含まれ、ＭＦＣ３だけが診断チェック結果情報が基準値より大きい(または高い)、若しくは基準範囲に含まれない場合、制御部３２は、使用予定のガスにＭＦＣ１，ＭＦＣ２の各々のスイッチを切替え初期診断を終了させ、エラーが発生したＭＦＣ３のスイッチは切替えずに初期診断を終了させる。そして、交換後のＭＦＣ３が設けられた供給ラインだけ再度初期診断チェックが行われる。この時、制御部３２は、初期診断チェックを再実行されたＭＦＣ３に対する診断チェック結果情報(到達時間)が予め設定された時間範囲に収まっていない場合、使用予定のガス種に切替える工程を実行しないでアラームを発生し初期診断を終了する。

なお、全てのＭＦＣのうち、ＭＦＣ２のみ診断チェック結果情報が基準値以下、若しくは基準範囲に含まれ、それ以外の診断チェック結果情報が基準値以下、若しくは基準範囲に含まれない場合、全体のＭＦＣに対して初期診断チェックをやり直すようにしてもよい。セットアップ工程の後であって、プロセスレシピを実行して製品を処理する前に、該初期診断シーケンスを含む診断用レシピにより初期化情報と比較させるように構成するようにしてもよい。

なお、図３のシーケンス図は、診断対象のＭＦＣから周期的に取得する情報に部品の初期化情報が含まれている例である。周期的に取得する情報に初期化情報が無い場合は、診断対象のＭＦＣに対して部品チェック結果情報取得要求指示を発行し、部品チェック結果情報を取得するシーケンスが必要である。また、図３において、このスイッチの切り替えを、制御部３２により実行されているが、手動(マニュアル)で切り替えるように構成してもよい。

本実施形態によれば、診断対象のＭＦＣへの接続作業を行うこと無く、一度に複数台のＭＦＣから初期診断チェックを行うことができ、また、その結果を示す情報を取得することができるので、装置立ち上げ時に、診断対象部品(ＭＦＣ)の初期不良の把握にかかる時間の短縮が可能となる。

本実施形態によれば、ＳｉＮからＳｉＯ２のように製造する膜種の変更に伴い、（ＮＨ３ガスなどのガスｃからＯ２ガスなどのガスｄへ交換する場合、半導体製造装置全体を安全状態であるＲＥＳＥＴ状態（処理室を密閉し、ガスを流さない状態）にして、ＭＦＣの交換を行い、上述した診断処理フローに従い、交換して接続したＭＦＣの初期診断のみを行い、装置全体としての初期診断方法は実行しなくて良いため、セットアップ作業に係る時間を短縮できる。

ここで、本実施形態におけるセットアップ作業は、上述の基板処理装置の筐体等の設置作業、電気設備の配線作業、ガス供給ライン及び排気ラインの接続作業、基板処理装置を構成する部品の初期診断チェックなどの動作チェック（部品チェック）作業の他、基板収納容器に収納された基板を処理室に搬送するためのレシピを実行する搬送チェック作業と、処理室を所定の圧力まで減圧するリークチェックレシピを実行するリークチェック作業と、を更に含んでいる。そして、上記の搬送チェック作業は、基板を保持する基板保持具に基板を装填する作業を有してもよい。更に、処理室を構成する反応管をアニールするレシピを実行する空焼き作業を含み、この空焼き作業は、基板だけでなく基板を保持する基板保持具を処理室３４内に装填しないで、処理室３４で処理される温度よりも高い温度で実行されるよう構成される。尚、セットアップ作業時間を短縮するため、これらの搬送チェック作業と空焼き作業を並行して実行することができる。

図５に本実施形態における診断用レシピの一例を示す。同図に示すように、本実施例の制御部３２のレシピステップ構成は、真空引きステップ１、ＭＦＣへの診断並行動作指示を行う自己診断指示ステップとしてのステップ２、全ＭＦＣの自己診断終了後、所定の次ステップを行うステップ３からなる。ステップ２のＭＦＣへの指示５１、５２は、図１に示すＭＦＣ１－３が設けられた供給ラインと、ＭＦＣ４，５が設けられた供給ラインで異ならせている。これは、圧力式ＭＦＣ（ＰＳ－ＭＦＣ）と熱式センサのＭＦＭとの流量検出方法の違いから別供給ラインでそれぞれ診断が行われるためである。尚、制御部３２が、各供給ラインに設けられるＭＦＣ１－５にそれぞれ適宜指示５１，５２を出力し、ＭＦＣ側でこれらの指示に応じて診断が実行される。

本実施形態によれば、図１に示すようにＰＳ－ＭＦＣと、ＰＳ－ＭＦＣとは異なる、例えば、デジタルＭＦＣ等が混在する装置に好適となる。また、図５に示すように、真空引きした状態において同一ステップでの部品チェックコマンドと、流量偏差チェックの実施により、ＰＳ－ＭＦＣとこのＭＦＣ以外のＭＦＣに対して同時並行して初期診断チェックを実施できるので、効率よく結果を得ることが可能となる。

また、本実施形態によれば、図１に示すＰＳ－ＭＦＣが設けられるガス供給ラインを診断用レシピで実行し、ＰＳ－ＭＦＣの初期診断を行い、次に、自己診断機能がないＭＦＣとＭＦＭがそれぞれ設けられたガス供給ラインの流量偏差チェックを行い、ＭＦＣの初期診断を行うようにしてもよい。上述の各供給ラインを同時並行させる手段よりは時間がかかるかも知れないが、従来よりも格段に初期診断チェックに係る時間を短縮できる。

ここで、本実施形態における診断用レシピは、指示５１により図３に示す初期診断シーケンスが初期診断ステップ(ステップ２)で行われるように構成されている。また、図５に示す診断用レシピを２つのレシピで別々に構成してもよい。例えば、真空引きステップ１と、指示５１により初期診断シーケンスを行うステップ２と、ステップ３を診断用レシピとし、真空引きステップと、指示５２により流量偏差チェックを行うステップ２と、ステップ３を流量チェックレシピとにそれぞれ独立したレシピにすることができる。

次に、図６（Ａ）（Ｂ）に操作部３１の表示部の画面例を示す。図６の（Ａ）に、操作部３１の設定画面例を示す。例えば、診断用レシピの初期診断ステップにおいて、ＭＦＣ１，ＭＦＣ２・・・ＭＦＣＮ毎に、自己診断チェックを行うか否かを設定する項目が設けられている。尚、図６において、ＰＳ－ＭＦＣが設けられているＭＦＣ１，ＭＦＣ２は自己診断を行う指示コマンドが設定される。

これにより、自己診断レシピが実行されると、自己診断指示ステップにおいて、この指示コマンド(図では「自己診断」)が設定されたＭＦＣには図５に示す指示５１が、制御部３２から出力され、自己診断を行わないＭＦＣ３には図５に示す指示５２が、制御部３２から出力される。なお、この自己診断レシピは、指示コマンドが設定されたＭＦＣに対して図３に示す自己診断シーケンスが実行される。

本実施形態によれば、操作部３１からの指示にて一度に複数台のＭＦＣ１、２・・・Ｎから初期診断チェック結果情報を取得して表示することができるので、ＭＦＣに触れることなく、短時間でＭＦＣの初期不良の有無を把握可能となる。

また、本実施形態によれば、ＭＦＣ毎に設定する為、診断用レシピが実行できるようにしていれば、膜種が異なる装置が混在していたり、異なる装置構成が混在していたりしても関係なく、一斉にＭＦＣの初期診断チェックが可能であるため、セットアップ作業の効率が向上する。

図６の（Ｂ）に示すように、図５で示す診断用レシピが実施されると、制御部３２は、各ＭＦＣから診断チェック実施の結果情報を取得し、各ＭＦＣの初期化情報との比較を開始する。そして、制御部３２は、この比較結果を含む診断結果情報を操作部３１に転送する。このとき、プロセス制御モジュール制御部は、エラーが発生していたらエラー発生を示す情報も一緒に転送する。そして、操作部３１は、診断結果情報を含む初期診断チェックに関する情報を操作画面に表示するよう構成される。

図６（Ａ）、（Ｂ）には、特に単位が表示されていないが、ＭＦＣ１，２は、表示される初期化情報との偏差の値は圧力値であり、ＭＦＣ３は、表示される流量の偏差値である。例えば、閾値と比較してエラーが発生していた場合等は反転表示させる等明示するように構成されている。

本実施形態によれば、診断対象の部品の初期化に使用された条件と同じ条件で作成された診断用レシピを表示する画面、ガス種に応じて複数のスイッチを切替えて使用される診断対象の部品を選択する画面をそれぞれ表示可能な操作画面を備えた操作部を有するので、プロセス制御モジュール制御部３２が取得したＭＦＣ１、２・・・Ｎの初期診断結果情報（時間等）を受信し、その操作画面に表示することにより、ユーザが診断結果を確認することが可能となる。

図７は、プロセスＡ→プロセスＢ→プロセスＣと連続して基板処理を行う半導体製造装置ライン３７を示している。プロセスＡ、プロセスＢ、プロセスＣのうちいずれかの処理を行う処理室を備えた装置で半導体製造装置ラインが形成されており、それぞれの装置は、図示しないが、プロセスＡ、プロセスＢ、プロセスＣのいずれかの処理を行うために、少なくとも一つのガス種に応じて複数のスイッチを切替えて使用される診断対象の部品であるＭＦＣを有している。

なお、図７の処理室３８、３９、４０は診断対象のＭＦＣ、ＡＶなど、図１に示した基板処理装置としての部品を備えているが、簡略化のためそれらの図示を省略してある。処理室３８、３９、４０については後述する。

プロセスＡを処理する４つの処理室３８で少なくとも一つの診断対象の部品が初期診断チェックでＯＫであれば、この半導体製造装置ライン３７に製品基板を投入できる。初期診断チェックＮＧのＭＦＣを有する装置は製造ラインから切り離すことができるので、製品基板を半導体製造装置ライン３７に投入でき、セットアップ時間短縮を実現できる。

また、初期診断チェックＮＧのＭＦＣを有する装置は引き続きセットアップ作業を基板投入後も並行して行うことができる。装置に設けられる診断対象のＭＦＣの初期診断チェックがＯＫになれば、この半導体製造装置ラインに適宜接続して製品基板を処理することができる。

本実施例の構成では、複数の処理室にそれぞれ設けられる複数のＭＦＣに対して、診断チェックが可能であり、プロセスＡを処理する４つの処理室３８、プロセスＢを処理する５つの処理室３９、プロセスＣを処理する２つの処理室４０にそれぞれ設けられた診断対象のＭＦＣに対してプロセスの違いに関係なく、一斉に初期診断チェックを行うことができる。プロセスＡ～プロセスＣを処理する処理室のうちそれぞれのプロセスで少なくとも一つの処理室に関して、初期診断チェックがＯＫであれば、半導体製造ライン３７に製品基板を投入することができるので、セットアップの時間短縮を大幅に実現できる。

（処理炉）
次に、図４に本実施形態における好適に用いられる処理炉について説明する。

処理炉４２は、反応管４１を備えている。反応管４１は、例えば石英（ＳｉＯ_２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性を有する非金属材料から構成され、上端部が閉塞され、下端部が開放された円筒形状となっている。

反応管４１の筒内には、処理室３４が形成されている。処理室３４内には、基板保持体としてのボート３０が下方から挿入されて、ボート３０によって水平姿勢に保持されたウエハ１４が鉛直方向に多段に整列した状態で収容されるように構成されている。処理室３４内に収容されるボート３０は、回転機構４３によって回転軸４４を回転させることで、処理室３４内の気密を保持したまま、複数のウエハ１４を搭載した状態で回転可能に構成されている。

反応管４１の下方には、この反応管４１と同心円状にマニホールド４５が配設されている。マニホールド４５は、例えばステンレス鋼等の金属材料から構成され、上端部および下端部が開放された円筒形状となっている。このマニホールド４５により、反応管４１は、下端部側から縦向きに支持される。つまり、処理室３４を形成する反応管４１がマニホールド４５を介して鉛直方向に立脚されて、処理炉４２が構成されることになる。マニホールド４５の下端部は、図示せぬボートエレベータが上昇した際に、シールキャップ４６により気密に封止されるように構成されている。マニホールド４５の下端部とシールキャップ４６との間には、処理室３４内を気密に封止するＯリング等の封止部材４６ａが設けられている。

また、マニホールド４５には、処理室３４内に原料ガスやパージガス等を導入するためのガス導入管４７と、処理室３４内のガスを排気するための排気管４８とが、それぞれ接続されている。

反応管４１の外周には、反応管４１と同心円状に加熱手段（加熱機構）としてのヒータユニット４９が配されている。ヒータユニット４９は、処理室３４内が全体にわたって均一または所定の温度分布となるように、処理室３４内に対する加熱を行うように構成されている。

次に、本実施形態にかかる基板処理装置を用いて、半導体デバイス製造の一工程として、ウエハ１４に対する処理を行う場合の動作手順について説明する。

（ポッド搬送工程）
基板処理装置にてウエハ１４に対する処理を行う場合は、先ず、ポッドステージに複数枚のウエハ１４を収容したポッドを載置する。そして、ポッド搬送装置２０によりポッドをポッドステージから回転ポッド棚に移載する。

（ウエハ供給工程）
その後、ポッド搬送装置２０により、回転ポッド棚に載置されたポッドをポッドオープナに搬送する。そして、ポッドオープナによりポッドの蓋を開き、ポッドに収容されているウエハ１４の枚数を基板枚数検知器により検知する。

（搬入前移載工程）
ポッドの蓋を開いたら、次いで、移載室内に配置された基板移載機２８が、ポッドからウエハ１４を取り出す。そして、ポッド１６から取り出した未処理状態のウエハ１４を、基板移載機２８と同じく移載室内に位置するボート３０に移載する。つまり、基板移載機２８は、移載室内にて、処理室３４内へ搬入する前のボート３０に未処理状態のウエハ１４を装填するウエハチャージ動作を行う。これにより、ボート３０は、複数枚のウエハ１４を鉛直方向にそれぞれが間隔を成す積層状態で保持することになる。

（搬入工程）
ウエハチャージ動作後は、ボートエレベータの昇降動作により、未処理状態のウエハ１４を複数枚保持したボート３０を処理室３４内へ搬入（ボートローディング）する。つまり、ボートエレベータを動作させて、未処理状態のウエハ１４を保持したボート３０を、移載室内から処理室３４内へ搬入する。これにより、シールキャップ４６は、封止部材４６ａを介してマニホールド４５の下端をシールした状態となる。

（処理工程）
ボートローディング後は、処理室３４内に搬入されたボート３０が保持する未処理状態のウエハ１４に対して、所定の処理を行う。具体的には、例えば熱ＣＶＤ反応による成膜処理を行う場合であれば、排気管４８を用いて排気を行い、処理室３４内が所望の圧力（真空度）となるようにする。そして、ヒータユニット４９を用いて処理室３４内に対する加熱を行うとともに、回転機構４３を動作させてボート３０を回転させ、これに伴いウエハ１４も回転させる。ウエハ１４の回転は、後述するウエハ１４の搬出まで継続する。さらには、ガス導入管４７により処理室３４内へ原料ガスやパージガス等を供給する。これにより、ボート３０に保持された未処理状態のウエハ１４の表面には、熱による分解反応や化学反応等を利用した薄膜形成が行われる。

ウエハ１４の表面への薄膜形成の完了後は、ヒータユニット４９による加熱を停止して、処理済状態のウエハ１４の温度を所定温度まで降温させる。そして、予め設定された時間が経過したら、処理室３４内へのガス供給を停止するとともに、当該処理室３４内への不活性ガスの供給を開始する。これにより、処理室３４内を不活性ガスで置換するとともに、処理室３４内の圧力を常圧に復帰させる。

（搬出工程）
その後は、ボートエレベータの昇降動作により、シールキャップ４６を下降させてマニホールド４５の下端を開口させるとともに、処理済状態のウエハ１４を保持したボート３０をマニホールド４５の下端から処理室３４外へ搬出（ボートアンローディング）する。

（搬出後移載工程）
待機させたボート３０のウエハ１４が所定温度（例えば室温程度）まで冷えた後は、移載室内に配置された基板移載機２８が、ボート３０からのウエハ１４の脱装を行う。そして、ボート３０から脱装した処理済状態のウエハ１４を、ポッドオープナに載置されている空のポッドに搬送して収容するウエハディスチャージ動作を行う。その後は、ポッド搬送装置２０により、処理済状態のウエハ１４を収容したポッド１６を、回転ポッド棚またはポッドステージ上へ搬送する。このようにして、基板処理装置による基板処理工程の一連の処理動作が完了する。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。例えば、上記実施例のおいては、基板処理装置で処理される膜種として、酸化膜（ＳｉＯ等）や窒化膜（ＳｉＮ等）を例示したが、その他色々な膜種に適用可能である。また、基板処理装置は、半導体製造装置だけでなく液晶デバイス（ＬＣＤ）装置のようなガラス基板を処理する装置でも適用できる。

１－１２ エアバルブ（ＡＶ）
３１ 主操作モジュール(操作部)
３２ プロセス制御モジュール(制御部)
３４ 処理室

Claims (16)

1. ガス種に応じてスイッチを切替えて使用される診断対象の部品を選択する工程と、診断対象の部品の初期化に使用された条件と同じ条件で作成された診断用レシピを実行する工程と、を有し、
   前記診断用レシピを実行する工程は、
   前記診断対象の部品のスイッチを不活性ガスに切替える工程と、
   前記不活性ガスを前記部品に供給し、前記部品を流れる前記不活性ガスの流量が予め前記診断用レシピで設定された所定流量となるように前記部品を調整する工程と、
   前記所定流量に調整後、前記部品を流れる前記不活性ガスの流量をゼロに設定する工程と、
   前記流量がゼロに収束後、前記流量がゼロに達した到達時間と予め前記診断用レシピで設定された時間範囲を比較する工程と、
   前記部品のスイッチを前記不活性ガスから使用予定のガス種である使用ガスに切替える工程と、を含む部品の診断方法。
2. 前記比較する工程において、前記到達時間が前記診断用レシピで設定された時間範囲に収まっていた前記診断対象の部品のスイッチのみ、前記不活性ガスから前記使用ガスに切替える工程を実行するように構成されている請求項１に記載の部品の診断方法。
3. 前記比較する工程において、前記到達時間が前記診断用レシピで設定された時間範囲に収まっていない場合、アラームを発生すると共に前記不活性ガスから前記使用ガスに切替える工程を実行しないように構成されている請求項１に記載の部品の診断方法。
4. 前記比較する工程において、前記到達時間が前記診断用レシピで設定された時間範囲に収まっていない前記診断対象の部品については、前記診断対象の部品のスイッチを不活性ガスに維持したまま、前記所定流量に調整する工程と、前記流量をゼロに設定する工程と、前記比較する工程を再実行する様構成されている請求項１に記載の部品の診断方法。
5. 再実行された前記比較する工程において、前記到達時間が前記診断用レシピで設定された時間範囲に収まっていない前記診断対象の部品については、前記不活性ガスから前記使用予定のガス種に切替える工程を実行しないように構成されている請求項４に記載の部品の診断方法。
6. 更に、ガス供給圧を検知するセンサと、各ガス種の流量を制御する弁を含む、ガス種に応じてスイッチを切替えて使用されない部品、及び流量を検出する流量検出器とを少なくとも含む供給ラインを備え、
   前記不活性ガスを前記スイッチを切替えて使用されない部品に供給し、前記部品を流れる前記不活性ガスの流量が予め前記診断用レシピで設定された所定流量となるように前記部品を調整する工程と、
   前記スイッチを切替えて使用されない部品で出力される流量と、前記流量検出器で出力される流量を比較する工程と、を更に含むように構成されている請求項１に記載の部品の診断方法。
7. ガス種に応じてスイッチを切替えて使用される診断対象の部品を選択する工程と、診断対象の部品の初期化に使用された条件と同じ条件で作成された診断用レシピを実行する工程と、基板を処理室に搬送するためのレシピを実行する工程と、前記処理室に搬送された前記基板を処理する工程と、を有し、
   前記診断用レシピを実行する工程は、
   前記診断対象の部品のスイッチを不活性ガスに切替える工程と、
   前記不活性ガスを前記部品に供給し、前記部品を流れる前記不活性ガスの流量が予め前記診断用レシピで設定された所定流量となるように前記部品を調整する工程と、
   前記所定流量に調整後、前記部品を流れる前記不活性ガスの流量をゼロに設定する工程と、
   前記流量がゼロに収束後、流量がゼロに達した到達時間を取得し、該到達時間と予め前記診断用レシピで設定された時間範囲を比較する工程と、
   前記部品のスイッチを不活性ガスから使用予定のガス種に切替える工程と、を含む、
   半導体装置の製造方法。
8. 基板収納容器に収納された基板を処理室に搬送するためのレシピを実行する搬送チェック工程と、前記処理室を所定の圧力まで減圧するリークチェックレシピを実行するリークチェック工程と、を更に含む請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記搬送チェック工程は、
   基板を保持する基板保持具に前記基板を装填する工程を含む請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記処理室を構成する反応管をアニールするレシピを実行する空焼き工程を更に含み、
    前記空焼き工程は、前記基板保持具を前記処理室内に装填しないで、前記処理室で処理される温度よりも高い温度で実行するように構成されている請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
11. 前記搬送チェック工程と前記空焼き工程を並行して実行するように構成されている
    請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
12. 診断対象の部品の初期化に使用された条件と同じ条件で作成された診断用レシピの実行結果を表示する画面と、ガス種に応じてスイッチを切替えて使用される診断対象の部品を選択する選択画面をそれぞれ表示可能な操作画面を備えた操作部と、前記診断用レシピを実行する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記部品のスイッチを不活性ガスに切替え、前記不活性ガスを前記部品に供給し、前記診断対象の部品に流れる前記不活性ガスの流量を予め前記診断用レシピで設定された所定流量となるように前記診断対象の部品を調整後、前記診断対象の部品を流れる前記不活性ガスの流量をゼロに設定し、前記流量がゼロに収束後、流量がゼロに達した到達時間と予め前記診断用レシピで設定された時間範囲を比較し、前記診断対象の部品のスイッチを不活性ガスから使用予定の使用ガスに切替えるよう制御するように構成されている基板処理装置。
13. 前記制御部は、前記比較の結果、前記到達時間が前記診断用レシピで設定された時間範囲に収まっていた前記スイッチのみ、前記不活性ガスから前記使用ガスに切替えるよう制御するように構成されている請求項１２に記載の基板処理装置。
14. 前記制御部は、前記比較の結果、前記到達時間が前記診断用レシピで設定された時間範囲に収まっていない場合、アラームを発生すると共に前記不活性ガスから前記使用ガスに切替える工程を実行しないよう制御するように構成されている請求項１２に記載の基板処理装置。
15. 前記制御部は、前記比較の結果、前記到達時間が前記予め設定された時間範囲に収まっていない前記診断対象の部品については、前記診断対象の部品のスイッチを不活性ガスに維持したまま、前記所定流量に調整後、前記診断対象の部品に供給する流量をゼロに設定し、前記流量がゼロに収束後、流量がゼロに達した到達時間と予め診断用レシピで設定された時間範囲を比較するよう制御するように構成されている請求項１２に記載の基板処理装置。
16. ガス種に応じて複数のスイッチを切替えて使用される診断対象の部品を選択する手順と、診断対象の部品の初期化に使用された条件と同じ条件で作成された診断用レシピを実行する手順と、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であって、
    前記診断用レシピを実行する手順において、
    前記診断対象の部品のスイッチを不活性ガスに切替える手順と、
    前記不活性ガスを前記部品に供給し、前記部品を流れる前記不活性ガスの流量が予め前記診断用レシピで設定された所定流量となるように前記部品を調整する手順と、
    前記所定流量に調整後、前記部品を流れる前記不活性ガスの流量をゼロに設定する手順と、
    前記流量がゼロに収束後、前記流量がゼロに達した到達時間と予め前記診断用レシピで設定された時間範囲を比較する手順と、
    前記部品のスイッチを前記不活性ガスから使用予定のガス種である使用ガスに切替える手順と、
    をコンピュータによって前記基板処理装置に更に実行させるプログラム。

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