JP6999410B2 - 基板処理方法 - Google Patents

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本発明は、基板処理方法に関する。
レシピに基づきウエハ処理を行い、ウエハ処理の結果（例えばＣＤ値等）の期待値からのずれを次ウエハ又は次ロットにてフィードフォワード及びフィードバック制御することが行われている。例えば、複数の処理容器を有する基板処理システムでは、各処理容器において内部のコンディションが異なる。このため、特許文献１には、製品ウエハの処理の前後に計測器で製品ウエハの特性を計測し、計測値と目標値との差異を調整するために、目標値との差異を処理レシピの設定値に反映しながらフィードフォワード及びフィードバック制御を行う技術が開示されている。
また、特許文献２には、同一の処理レシピを用いて異なる処理容器で処理を行う場合、所定の処理を施すための各工程が予めプログラム化されてプロセス条件がパラメータ化されている製品用処理レシピを有すると共に、調整用処理レシピに基づいて調整用製品基板に対して所定の処理を施した時の調整用処理結果に基づいて各処理容器毎のパラメータの補正をするための調整用パラメータを記憶することが開示されている。
特開２０１１－３７１２号公報 特開２００５－３３３０７５号公報
しかしながら、処理レシピに基づきウエハ処理を行う際、処理容器の経時変化により内部のコンディションにおいて処理容器間の性能差が出てしまう。この状況下では、処理済ウエハの個体差に応じたレシピパラメータ又は調整用パラメータの補正だけでは、処理容器間の性能差のために、ウエハ処理の結果が期待通りにならない場合がある。
例えば、同一ロットに含まれる複数枚のウエハに対してロット単位で均一な処理結果を得ることが要望されているところ、クラスタ型の基板処理システムでは、ロット内の複数枚のウエハがどの処理容器にて処理されるかを指定できない。よって、同一ロットの複数枚のウエハに対して、異なる処理容器にて処理レシピに基づき同一のウエハ処理が行われると、処理容器の個体差や経時劣化の程度の相違により搬送された処理容器によってウエハ処理の結果にばらつきが生じ易く、ウエハ処理の結果が期待通りにならない場合がある。
上記課題に対して、一側面では、本発明は、複数の処理容器のコンディションの差異を許容範囲にして複数の処理容器における製品基板の処理の均一性を図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、基板を処理する複数の処理容器を有する基板処理装置を用いた基板処理方法において、前記複数の処理容器にて同一の処理条件で第１のテスト用基板を処理したときに、各処理容器に配置された各センサの特性の経時的変化を示すモデルである、各処理容器において入力又は出力したセンサデータから生成したセンサデータの推定モデルを記憶した記憶部を参照して、前記推定モデルから求めたセンサデータ値とセンサ理想値からの差分を求め、前記差分に基づき各処理容器の装置パラメータを調整する調整ステップと、搬送先の処理容器を事前に指定せずに製品基板を複数の処理容器に連続して搬送する搬送ステップと、前記搬送ステップにて前記製品基板がいずれかの処理容器に搬送されると、前記調整ステップにて調整された、該いずれかの処理容器の装置パラメータに基づき、前記製品基板が搬送された処理容器において入力又は出力するセンサデータを調整し、前記製品基板を処理する処理ステップとを有する、基板処理方法が提供される。
一の側面によれば、複数の処理容器のコンディションの差異を許容範囲にして複数の処理容器における製品基板の処理の均一性を図ることができる。
一実施形態に係る基板処理装置の一例を示す図。 一実施形態に係る処理ユニットの一例を示す図。 一実施形態に係る装置パラメータ調整処理の一例を示すフローチャート。 一実施形態に係るセンサデータの推定モデルのテーブルの一例を示す図。 一実施形態に係る装置パラメータの調整を説明するための図。 一実施形態に係る基板処理の一例を示すフローチャート。 一実施形態に係るセンサデータの処理ユニット、センサ毎の性能調整結果の一例を示す図。 一実施形態の変形例に係る装置パラメータ調整処理の一例を示すフローチャート。 一実施形態の変形例に係る装置パラメータの調整を説明するための図。
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、本明細書及び図面において、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。
［基板処理装置］
まず、本発明の一実施形態に係る基板処理装置３００について、図１を参照しながら説明する。図１は、基板処理装置３００の一例を示す水平断面図である。基板処理装置３００は、４つの処理ユニットＣＡ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤを有するマルチチャンバータイプの真空処理システムである。これらは、平面形状が七角形をなす真空搬送室３０１の４つの壁部にそれぞれゲートバルブＧを介して接続されている。真空搬送室３０１内は、真空ポンプにより排気されて所定の真空度に保持される。
本実施形態では、基板処理装置３００は、搬送先の処理ユニットを事前に指定せずに、製品基板の一例である複数の製品ウエハＷを、処理ユニットＣＡ～ＣＤを並列的に使用していずれかの処理ユニットに連続して搬送する「ＯＲ搬送」を行う。そして、製品ウエハＷを搬送した複数の処理ユニットにおいて同一の処理条件でエッチング、成膜、アッシング等の所定処理を行う。
真空搬送室３０１の他の３つの壁部には３つのロードロック室３０２がゲートバルブＧ１を介して接続されている。ロードロック室３０２を挟んで真空搬送室３０１の反対側には大気搬送室３０３が設けられている。３つのロードロック室３０２は、ゲートバルブＧ２を介して大気搬送室３０３に接続されている。ロードロック室３０２は、大気搬送室３０３と真空搬送室３０１との間でウエハを搬送する際に、大気圧と真空との間で圧力を制御するものである。
大気搬送室３０３のロードロック室３０２が取り付けられた壁部とは反対側の壁部にはウエハを収容するキャリア（ＦＯＵＰ等）Ｃを取り付ける３つのキャリア取り付けポート３０５が設けられている。また、大気搬送室３０３の側壁には、ウエハのアライメントを行うアライメントチャンバ３０４が設けられている。大気搬送室３０３内には清浄空気のダウンフローが形成されるようになっている。
真空搬送室３０１内には、搬送機構３０６が設けられている。搬送機構３０６は、処理ユニットＣＡ～ＣＤ、ロードロック室３０２に対してウエハを搬送する。搬送機構３０６は、独立に移動可能な２つの搬送アーム３０７ａ，３０７ｂを有する。
大気搬送室３０３内には、搬送機構３０８が設けられている。搬送機構３０８は、キャリアＣ、ロードロック室３０２、アライメントチャンバ３０４に対してウエハを搬送するようになっている。
基板処理装置３００は全体制御部５を有する。全体制御部５は、制御部１～４に接続され、制御部１～４と連携して基板処理装置３００の各構成部品を制御する。基板処理装置３００の各構成部品としては、真空搬送室３０１の排気機構、ガス供給機構及び搬送機構３０６、ロードロック室３０２の排気機構及びガス供給機構、大気搬送室３０３の搬送機構３０８、ゲートバルブＧ、Ｇ１、Ｇ２の駆動系等が挙げられる。
制御部１は、処理ユニットＣＡに接続され、処理ユニットＣＡの各構成部品を制御する。制御部２は、処理ユニットＣＢに接続され、処理ユニットＣＢの各構成部品を制御する。制御部３は、処理ユニットＣＣに接続され、処理ユニットＣＣの各構成部品を制御する。制御部４は、処理ユニットＣＤに接続され、処理ユニットＣＤの各構成部品を制御する。
全体制御部５は、ＣＰＵ（コンピュータ）と、入力装置（キーボード、マウス等）、出力装置（プリンタ等）、表示装置（ディスプレイ等）、記憶装置（記憶媒体）を有する。全体制御部５は、例えば、記憶装置に内蔵された記憶媒体、または記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、基板処理装置３００に、所定の動作を実行させる。なお、全体制御部５は、各処理ユニットの制御部１～４の上位の制御部であってもよい。
次に、以上のように構成される基板処理装置３００の動作について説明する。以下の処理動作は全体制御部５のＣＰＵが処理レシピに設定された手順に基づき実行する。まず、搬送機構３０８により大気搬送室３０３に接続されたキャリアＣからウエハを取り出し、アライメントチャンバ３０４を経由した後に、いずれかのロードロック室３０２のゲートバルブＧ２を開けてそのウエハをそのロードロック室３０２内に搬入する。ゲートバルブＧ２を閉じた後、ロードロック室３０２内を真空排気する。
そのロードロック室３０２が、所定の真空度になった時点でゲートバルブＧ１を開けて、搬送機構３０６の搬送アーム３０７ａ，３０７ｂのいずれかによりロードロック室３０２からウエハを取り出す。
そして、全体制御部５は、取り出したウエハを、搬送先の処理ユニットを事前に指定することなく、ウエハを処理ユニットＣＡ～ＣＤのうちの空いている処理ユニットに連続してＯＲ搬送する。これにより、基板処理装置３００は、複数の処理ユニットに複数のウエハを搬送し、同一条件にて同一処理を同時並行的に行う。
ＯＲ搬送により搬送先の処理ユニットＣＡ～ＣＤが決まると、その処理ユニットのゲートバルブＧを開けて、搬送機構３０６のいずれかの搬送アームが保持するウエハをその処理ユニットに搬入し、空の搬送アームを真空搬送室３０１に戻す。これとともに、ゲートバルブＧを閉じ、処理ユニットにおいて所定処理を行う。
ウエハの所定処理が終了した後、その処理ユニットのゲートバルブＧを開け、搬送機構３０６の搬送アーム３０７ａ，３０７ｂのいずれかにより、その中のウエハを搬出する。そして、いずれかのロードロック室３０２のゲートバルブＧ１を開け、搬送アーム上のウエハをそのロードロック室３０２内に搬入する。そして、そのロードロック室３０２内を大気に戻し、ゲートバルブＧ２を開けて、搬送機構３０８にてロードロック室３０２内のウエハをキャリアＣに戻す。以上のような処理を、複数のウエハについて同時並行的に行うことで所定枚数のウエハの処理が完了する。
［処理ユニット］
次に処理ユニットＣＡ～ＣＤの構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、一実施形態に係る処理ユニットの一例を示す図である。本実施形態では、処理ユニットＣＡ～ＣＤ及び制御部１～４の構成は同一であるため、処理ユニットＣＡ及び制御部１の構成及び動作を説明し、他の処理ユニットＣＢ～ＣＤ及び制御部２～４の構成及び動作についての説明を省略する。また処理ユニットの一例として容量結合型のプラズマエッチング装置を挙げて説明する。
処理ユニットＣＡの一例であるプラズマエッチング装置は、例えば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒形の処理容器１０を有する。処理容器１０は、接地されている。
処理容器１０の内部には載置台２０が設けられている。載置台２０は、たとえばアルミニウム又はチタンの基台を有する。載置台２０の基台上には静電チャック２１が設けられている。静電チャック２１は導電膜からなる吸着電極２２を絶縁シートの間に挟み込んだものであり、吸着電極２２には直流電源１４から直流電圧が印加され、これにより発生するクーロン力によってウエハＷを静電チャック２１上に吸着保持する。静電チャック２１の外周部上であってウエハＷの周縁部には、エッチングの面内均一性を高めるために、例えばシリコンから構成されたフォーカスリング２３が配置されている。
載置台２０には、プラズマを励起するための高周波電源１２が整合器１１を介して接続されている。載置台２０には、ウエハにプラズマ中のイオンを引き込むための第２高周波電源が整合器を介して接続されてもよい。例えば、高周波電源１２は、処理容器１０内にてプラズマを生成するために適した周波数、例えば６０ＭＨｚの高周波電力を載置台２０に印加する。なお、第２高周波電源は、ウエハにプラズマ中のイオンを引き込むのに適した周波数、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を載置台２０に印加してもよい。このようにして載置台２０は、ウエハを載置するとともに、下部電極としての機能を有する。
処理容器１０の天井部には、リング状の絶縁部材４０の内周側にて、天井部を閉塞するようにガスシャワーヘッド２５が接地電位の上部電極として設けられている。これにより、高周波電源１２からの高周波電力が載置台２０とガスシャワーヘッド２５との間に容量的に印加される。
ガスシャワーヘッド２５には、ガス拡散室５０とガス供給管２８とその先端の複数のガス通気孔５５とが形成されている。ガス供給源１５は、ＭＦＣ１６（マスフローコントローラ）によって一定流量の処理ガスを、ガス供給配管４５を介してガスシャワーヘッド２５内に供給する。ガスは、ガス拡散室５０にて拡散され、ガス供給管２８を通って複数のガス通気孔５５から処理容器１０内に導入される。
処理容器１０の底部には、排気口を形成する排気管６０が設けられ、排気管６０は排気装置６１に接続されている。排気装置６１は、ターボ分子ポンプやドライポンプ等の真空ポンプから構成され、処理容器１０内の処理空間を所定の真空度まで減圧するとともに、処理容器１０内のガスを排気口に導き、排気する。真空ポンプの排気方向上流側には、自動圧力制御（ＡＰＣ：Adaptive Pressure Control）バルブが設けられ、排気経路のコンダクタンスを自動調節することによって、処理容器１０内の圧力を調節する。例えば、プラズマエッチング装置では、プロセス時に、ＭＦＣ１６によって一定流量の処理ガスを処理容器１０内に供給しながら、ＡＰＣバルブによって排気経路のコンダクタンスを調節し、所望のプロセス圧力に制御する。
静電チャック２１の基台には、冷媒流路２４が形成されている。チラーユニットから出力される所定温度の冷媒が基台に形成された冷媒流路２４を循環することで、ウエハＷの温度を所定の温度に制御することができる。なお、静電チャック２１にヒータを埋設し、ヒータに交流電源から交流電圧を印加することでウエハＷの温度を所定の温度に調整してもよい。さらに、静電チャック２１の上面とウエハＷの裏面の間に伝熱ガスを供給することでウエハＷの温度を所望の温度に調整してもよい。
載置台２０は、昇降機構１３により昇降する。これにより、載置台２０とガスシャワーヘッド２５の間のギャップＧをプロセスに応じて調整することができる。
制御部１は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、ＲＡＭなどに記憶された処理レシピに設定された手順に従い、ウエハＷにエッチング処理を制御する。また、制御部１は、処理ユニットＣＡの装置パラメータを管理し、処理ユニット内の各構成部品への入出力データ（入出力信号）を制御する。
かかる構成の処理ユニットにおいてエッチング等の所定処理を行う際には、まず、昇降機構１３を昇降させ、載置台２０とガスシャワーヘッド２５の間のギャップＧをプロセスに応じて調整する。
次に、処理ユニットのゲートバルブＧを開け、搬送機構３０６の搬送アーム３０７ａ，３０７ｂのいずれかが開口６２から処理ユニットＣＡ内に進入し、処理ユニットにウエハＷを搬入する。
ウエハＷは、静電チャック２１の上方で図示しないプッシャーピンにより保持され、プッシャーピンが降下することにより静電チャック２１上に載置される。ゲートバルブＧは、ウエハＷを搬入後に閉じられる。処理容器１０内の圧力は、排気装置６１により設定値に減圧される。ガスがガスシャワーヘッド２５からシャワー状に処理容器１０内に導入される。所定の高周波電力が載置台２０に印加される。また、静電チャック２１の吸着電極２２には直流電源１４から直流電圧が印加される。これにより、ウエハＷは静電チャック２１上に静電吸着される。
導入されたガスは、高周波電力によりプラズマ化し、該プラズマによりウエハＷにエッチング等の所定処理が行われる。プラズマエッチング終了後、ウエハＷは、搬送アーム３０７ａ，３０７ｂのいずれかに保持され、処理容器１０の外部に搬出される。処理ユニットＣＡ～ＣＤにおいて所定処理が並行して繰り返し行われることで連続してウエハＷが処理される。
制御部１は、処理ユニットＣＡの入出力データを装置パラメータの設定に基づき制御する。装置パラメータは、高周波電力の制御機器、圧力制御機器、ガス制御機器、温度制御機器、直流電圧制御機器、位置制御機器の少なくとも一つの制御機器のパラメータである。
高周波電力の制御機器の一例としては、高周波電源１２及び整合器１１が挙げられる。圧力制御機器の一例としては、排気装置６１（例えばＡＰＣ）が挙げられる。ガス制御機器の一例としては、ＭＦＣ１６が挙げられる。温度制御機器の一例としては、チラーユニット、ヒータ及び伝熱ガス供給機構が挙げられる。
直流電圧制御機器の一例としては、直流電源４６が挙げられる。位置制御機器の一例としては、昇降機構１３が挙げられる。なお、フォーカスリング２３を昇降可能な昇降機構が設けられている場合には、当該昇降機構は位置制御機器の一例となる。
装置パラメータは、処理ユニット毎に持っている処理ユニット内の構成部品のパラメータであり、制御部１は、装置パラメータの設定値を調整する。これにより、処理ユニット毎の性能の違いや経時劣化を装置パラメータの調整により吸収することができる。これにより、ユーザは処理レシピの設定を変える必要がなくなり、ユーザの負担が低減される。
例えば、処理ユニットＣＡ～ＣＤは、処理ユニット毎に処理時間や投入パワーが異なるため、処理容器１０内の経時変化の度合いが処理ユニット毎に異なってくる。また、そもそも処理ユニット毎の機器の個体差があるため、処理ユニットＣＡ～ＣＤの内部のコンディションは異なる。
一方、ＯＲ搬送では、複数の処理ユニットを並行して使用するため、内部のコンディションが異なる搬送先の処理ユニットにおいて同一の処理条件で行うウエハ処理の結果がほぼ同じ特性になるようにすることが重要である。
そこで、全体制御部５は、制御部１～４と連携して、複数の処理ユニットＣＡ～ＣＤにて同一の処理条件で第１のダミーウエハを処理したときに各処理ユニットにおいて入出力したセンサデータから生成した、センサデータの推定モデルをメモリに記憶する。そして、全体制御部５は、記憶したセンサデータの推定モデルを参照して、各処理ユニットのセンサデータのセンサ理想値からのずれが許容範囲になるように、各処理ユニットの装置パラメータを調整する。なお、センサデータの推定モデルは、全体制御部５内のメモリ（記憶部）に記憶されてもよいし、全体制御部５に接続されるクラウドコンピュータ内の記憶装置に記憶されてもよい。
そして、全体制御部５は、調整した装置パラメータと処理レシピにより、製品ウエハＷに所定処理を実行する。つまり、全体制御部５は、製品ウエハＷが搬送されたいずれかの処理ユニットにおいて、該いずれかの処理ユニット用の装置パラメータに基づき入力又は出力するセンサデータを調整しながら、処理レシピの手順に従い製品ウエハＷを処理する。これによれば、搬送先の処理ユニットを事前に指定せずに製品ウエハＷが複数の処理ユニットに連続して搬送されるＯＲ搬送においても、処理ユニット毎の装置パラメータにより入出力データを調整することができる。このため、製品ウエハＷがどの処理ユニットに搬送されても、処理ユニット毎の性能差にかかわらず、製品ウエハＷへの所定処理の実行結果が許容範囲内に納まるように制御することができる。
センサデータには、各処理ユニットに配置された各センサにより検出され、制御部１～４が入力するデータが含まれる。また、センサデータには、制御部１～４が入出力するデータとして、光学的データ、電気的データ、物理的データの少なくともいずれかが含まれる。
光学的データの一例としては、発光強度のデータが挙げられる。例えば、処理容器１０には、石英窓６４を通して処理容器１０内のプラズマ中の各波長の発光強度を測定可能な発光センサ７２が取り付けられている。発光センサ７２が検出したプラズマ中の各波長の発光強度のデータは、制御部１のメモリ（記憶部）に蓄積される。
電気的データの一例としては、高周波電源１２が出力する高周波電力、Ｖｐｐ電圧、Ｖｄｃ電圧、整合器の制御データ等が挙げられる。
物理的データの一例としては、温度センサ７０が検出する温度データ、及び圧力センサ７１が検出する圧力データ、ＭＦＣ１６が制御するガス流量が挙げられる。また、物理的データの他の例としては、昇降機構１３によって調整する載置台２０の高さデータ（ギャップＧの制御データ）等が挙げられる。
［装置パラメータ調整処理］
次に一実施形態に係る装置パラメータ調整処理の一例について、装置パラメータ調整処理の一例を示す図３のフローチャートを参照しながら説明する。本処理は、所定の間隔で繰り返し行われる。所定の間隔としては、例えば１週間に１回等、定期的に行うことが好ましいが、これに限らず、不定期に複数回行われてもよい。本処理は制御部１～４又は全体制御部５により実行される。本実施形態では、全体制御部５により実行される例を挙げて説明する。
本処理が開始されると、全体制御部５は、第１のダミーウエハを搬入したかを判定する（ステップＳ１０）。全体制御部５は、第１のダミーウエハを搬入していないと判定した場合、本処理を終了する。一方、全体制御部５は、第１のダミーウエハを搬入したと判定した場合、第１のダミーウエハを搬入した処理ユニットのセンサからセンサデータを取得する（ステップＳ１２）。なお、本実施形態における第１のダミーウエハは、複数の処理ユニットにて同一の処理条件で処理する第１のテスト用基板の一例である。
次に、全体制御部５は、取得したセンサデータと測定時刻とセンサ種類と処理ユニット名とをメモリ内のテーブルに記憶する（ステップＳ１４）。次に、全体制御部５は、取得したセンサデータとセンサ理想値との差分Δを算出する（ステップＳ１６）。次に、全体制御部５は、差分Δに応じて装置パラメータを調整し（ステップＳ１８）、本処理を終了する。
本処理を所定の間隔で繰り返し行った結果、メモリ（記憶部）のテーブルに記憶された情報の一例を図４に示し、センサデータの推定モデルの一例を図５に示す。テーブルには、測定時刻、センサデータ、センサ種類、処理ユニット名の各情報が記憶されている。センサ種類のＡ，Ｂは、例えば、処理ユニットＣＡの温度センサ７０及び処理ユニットＣＢの温度センサ７０のようにセンサ毎に記憶され、センサデータには各処理ユニットＣＡ，ＣＢの温度センサ７０が検出した温度データが記憶されている例が示されている。処理ユニット名には、温度センサ７０や圧力センサ７１が設置された処理ユニット名が記憶される。測定時刻には、センサが測定した時刻を設定してもよいし、センサデータを取得した時刻又はセンサデータを記憶した時刻を設定してもよい。
図４に示すテーブルのセンサデータの推定モデルの情報をグラフ化したものが、図５である。図５に示すようにセンサ種類毎のセンサ特性の時間的推移のモデル（センサデータの推定モデル）を示すグラフが生成される。図４及び図５の例では、処理ユニットＣＡ及び処理ユニットＣＢにおいて、センサＡ及びセンサＢが検出したセンサデータ（測定値）の時間的推移から、センサＡにおけるセンサデータの推定モデル及びセンサＢにおけるセンサデータの推定モデルが生成される。
ただし、図５のグラフは一例であり、処理ユニットＣＡ、ＣＢに限らない。例えば、第１のダミーウエハを他の処理ユニットＣＣ、ＣＤに搬入し、同一条件及び同一手順で製品ウエハＷに所定処理を行ったときのセンサデータから、推定グラフを生成してもよい。
生成した推定グラフでは、センサ理想値に対して、各センサＡ，Ｂの測定値との差分が算出される。例えば、センサＡに対して、測定値Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４のそれぞれとセンサ理想値との差分Δ１、Δ３、Δ５、Δ７が算出される。また、センサＢに対して、測定値Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４のそれぞれとセンサ理想値との差分Δ２、Δ４、Δ６、Δ８が算出される。算出された差分Δ１～Δ８は、各センサからの測定値が、期待する理想値からどれだけ離れているかを示す。
例えば、処理ユニットや各構成部品が新品のときにセンサＡ、Ｂの装置パラメータが「１００」に設定され、このときにセンサＡ、Ｂのセンサデータが「１００」を出力していたとする。このとき、センサデータの測定値は、センサ理想値に一致する。
そして、処理ユニットの使用時間とともに処理ユニット自体及び処理ユニット内の各構成部品の劣化に応じて、装置パラメータが「１００」のときにセンサＡ、Ｂのセンサデータが「９９」を出力するようになったとする。この場合に、装置パラメータを「１０１」に調整すると、センサＡ、Ｂのセンサデータが「１００」を出力できるとする。このようにして、処理レシピの設定を変更させることなく、装置パラメータの設定値を処理ユニットや各構成部品の劣化に応じて調整する。
このようにして調整された装置パラメータと処理レシピを用いた製品ウエハＷのエッチングなどの基板処理方法について図６を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係る基板処理の一例を示すフローチャートである。以下では、制御部１が本処理を実行する例を挙げて説明するが、これに限らず、制御部１～４のそれぞれが並行して本基板処理を実行する。また、本処理は、全体制御部５が実行してもよい。
本処理が開始されると、まず、制御部１は、製品ウエハＷが搬入されたかを判定する（ステップＳ２０）。制御部１は、製品ウエハＷが搬入されていないと判定すると、本処理を終了する。一方、制御部１は、製品ウエハＷが搬入されていると判定すると、処理レシピ及び調整された装置パラメータに基づき、処理ユニットにおける製品ウエハＷへの所定処理を制御し（ステップＳ２２）、本処理を終了する。
処理レシピの設定値を製品ウエハＷの個体差に応じて補正するだけでは、処理ユニット間の性能差や劣化の度合いの差により、製品ウエハＷの処理結果が期待通りの精度にならない場合がある。
これに対して、本実施形態によれば、調整後の装置パラメータを用いて、各センサへの入出力データが制御される。例えば、高周波電源１２から出力する高周波電力を、装置パラメータの設定値の調整によって、高周波電力の理想値の許容範囲に制御することができる。その他の処理ユニット毎に配置された各構成部品への入出力データについても、同様に、それぞれの理想値の許容範囲に制御することができる。
これにより、製品ウエハＷが複数の処理ユニットのいずれかにＯＲ搬送されたときに、調整された装置パラメータに応じて各センサや制御機器への入出力データをセンサ理想値から許容範囲の値にすることができる。この結果、いずれの処理ユニットに搬送されても処理ユニット等の性能のバラツキを装置パラメータの設定値の調整で吸収し、各処理ユニットにおける製品ウエハＷの処理をほぼバラツキなく実行することができる。また、処理レシピを変更せずに装置パラメータのみを調整するため、ユーザが処理レシピを変更する負担をなくすことができる。
図７は、本実施形態に係るセンサデータの処理ユニット及びセンサ毎の性能調整結果の一例を示す。図７（ａ）は、従来のように装置パラメータを調整せずに処理ユニットにて所定処理を実行した場合の、処理ユニットＣＡ，ＣＢ毎のセンサＡ～Ｅのセンサデータのとる範囲の一例を示す。図７（ｂ）は、本実施形態のように装置パラメータを調整した場合の、処理ユニットＡ，Ｂ毎のセンサＡ～Ｅのセンサデータのとる範囲の一例を示す。本例では、処理ユニットＡ，ＢのいずれにもセンサＡ～Ｅが配置されているが、処理ユニットＡ，Ｂに配置されるセンサはすべて同じでなくてもよい。
これによれば、センサＡ～Ｅの測定値に応じて装置パラメータを調整することで、センサＡ～Ｅのバラツキを吸収し、複数の処理ユニットの特性を揃えることができる。ただし、装置パラメータによる調整は、これに限られず、全ての処理ユニットＣＡ～ＣＤおよびすべてのセンサの装置パラメータを調整することで、すべての処理ユニットの特性を揃えることができる。これにより、ＯＲ搬送において、いずれの処理ユニットに製品ウエハＷが搬送された場合であっても、各処理ユニットの装置パラメータにより入出力データを調整することで、複数の処理ユニットＣＡ～ＣＤのコンディションの差異を許容範囲にして複数の処理ユニットＣＡ～ＣＤにおける製品ウエハＷの処理の均一性を図ることができる。
［装置パラメータ調整処理］
次に、本実施形態の変形例に係る装置パラメータ調整処理の一例について、装置パラメータ調整処理の変形例の一例を示す図８のフローチャートを参照しながら説明する。本処理は、いずれのタイミングに行ってもよい。本処理は制御部１～４又は全体制御部５により実行される。本実施形態では、全体制御部５により実行される例を挙げて説明する。
本処理が開始されると、全体制御部５は、製品ウエハＷを搬入する直前の第２のダミーウエハを搬入したかを判定する（ステップＳ３０）。全体制御部５は、製品ウエハＷを搬入する直前の第２のダミーウエハを搬入していないと判定した場合、本処理を終了する。一方、全体制御部５は、製品ウエハＷを搬入する直前の第２のダミーウエハを搬入したと判定した場合、当該第２のダミーウエハを搬入した処理ユニットのセンサからセンサデータを取得する（ステップＳ３２）。なお、第２のダミーウエハは、複数の処理ユニットにて同一の処理条件で処理する第２のテスト用基板の一例である。
次に、全体制御部５は、センサデータの推定モデルのテーブルを参照して、取得したセンサデータとセンサ理想値との差分Δを算出する（ステップＳ３４）。例えば、図９の測定値Ａ１及びＡ５から求めたセンサデータの推定モデルを参照して、取得したセンサデータが測定値でないａ１～ａ１２の予測値のいずれかであった場合、取得したセンサデータに対応するａ１～ａ１２のいずれかの予測値とセンサ理想値との差分Δが算出される。
次に、全体制御部５は、差分Δに応じて装置パラメータを調整し（ステップＳ３６）、本処理を終了する。これにより、第２のダミーウエハを用いて製品ウエハＷの処理の直前に測定したセンサデータとセンサ理想値との差分を求め、差分の推定値から装置パラメータを調整することができる。なお、このときの差分は、実測値ではなく、推定値である。本変形例においても、図６に示す基板処理方法で製品ウエハＷに所定処理が実行される。
以上、本変形例によれば、複数の処理ユニットにて同一の処理条件で第２のダミーウエハを処理したときに各処理ユニットにおいて入力又は出力したセンサデータと各処理ユニットのセンサデータの推定モデルとから各処理ユニットの装置パラメータを調整する。特に、本変形例では、上記実施形態の第１のダミーウエハの処理で得られた実測値（測定値）のセンサデータの推定モデルの直線データに対して、取得したセンサデータが測定値でなくその間の予測値であった場合にもセンサデータとセンサ理想値との差分を推定でき、差分の推定値から装置パラメータをリアルタイムに調整することができる。
これにより、製品ウエハＷが複数の処理ユニットのいずれかにＯＲ搬送されたときに、調整された装置パラメータに応じて各センサの入出力データをセンサ理想値から許容範囲にすることができる。この結果、いずれの処理ユニットに搬送されたときにおいても、処理ユニットおよび構成部品の性能のバラツキを装置パラメータの調整で吸収し、各処理ユニットにおける製品ウエハＷの処理の結果にバラツキを防ぎ、処理の均一化を図ることができる。また、処理レシピを変更せずに装置パラメータのみを調整するため、ユーザが処理レシピを変更する負担をなくすことができる。
なお、図８の変形例に係る装置パラメータ調整処理は、製品ウエハＷを複数の処理ユニットに連続して搬送する直前に、第２のダミーウエハを処理し、各処理ユニットの装置パラメータを調整した。しかしながら、変形例に係る装置パラメータ調整処理の第２のダミーウエハは、製品ウエハＷを複数の処理ユニットに連続して搬送する直前のダミーウエハに限らない。例えば、第２のダミーウエハは、製品ウエハＷを複数の処理ユニットに連続して搬送する直前から所定枚数前（例えば、数枚前）のダミーウエハであってもよい。
また、本実施形態及び本変形例に係る装置パラメータ調整処理は、基板処理装置３００の立ち上げ後の製品ウエハＷの処理開始時、各処理ユニットのメンテナンス後の製品ウエハＷの処理開始時、各処理ユニットにおいて所定枚数の製品ウエハＷを処理した後又は各処理ユニットにおいて所定時間製品ウエハＷを処理した後の少なくともいずれかのタイミングに実行してもよい。
以上に説明したように、本実施形態及び変形例に係る基板処理方法によれば、複数の処理容器のコンディションの差異を許容範囲にして複数の処理容器における製品基板の処理の均一性を図ることができる。
以上、基板処理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処理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及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。
本発明に係る基板処理装置は、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、Radial Line Slot Antenna、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のどのタイプでも適用可能である。
本明細書では、製品基板の一例として製品ウエハを挙げて説明した。しかし、製品基板は、これに限らず、LCD(Liquid Crystal Display)、FPD(Flat Panel Display)に用いられる各種基板、ＣＤ基板、プリント基板等であっても良い。
１～４ 制御部
５ 全体制御部
１０ 処理容器
１１ 整合器
１２ 高周波電源
１３ 昇降機構
１４ 直流電源
１５ ガス供給源
１６ ＭＦＣ
２０ 載置台
２１ 静電チャック
２２ 吸着電極
２３ フォーカスリング
２４ 冷媒流路
２５ ガスシャワーヘッド
６１ 排気装置
６４ 石英窓
７２ 発光センサ
３００ 基板処理装置
ＣＡ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤ 処理ユニット

Claims (6)

  1. 基板を処理する複数の処理容器を有する基板処理装置を用いた基板処理方法において、
    前記複数の処理容器にて同一の処理条件で第１のテスト用基板を処理したときに、各処理容器に配置された各センサの特性の経時的変化を示すモデルである、各処理容器において入力又は出力したセンサデータから生成したセンサデータの推定モデルを記憶した記憶部を参照して、前記推定モデルから求めたセンサデータ値とセンサ理想値からの差分を求め、前記差分に基づき各処理容器の装置パラメータを調整する調整ステップと、
    搬送先の処理容器を事前に指定せずに製品基板を複数の処理容器に連続して搬送する搬送ステップと、
    前記搬送ステップにて前記製品基板がいずれかの処理容器に搬送されると、前記調整ステップにて調整された、該いずれかの処理容器の装置パラメータに基づき、前記製品基板が搬送された処理容器において入力又は出力するセンサデータを調整し、前記製品基板を処理する処理ステップとを有する、基板処理方法。
  2. 前記調整ステップは、
    前記複数の処理容器にて同一の処理条件で第２のテスト用基板を処理したときに各処理容器において入力又は出力したセンサデータと、前記各処理容器のセンサデータの推定モデルと、から各処理容器の装置パラメータを調整する、
    請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 前記センサデータは、各処理容器において入力又は出力した光学的データ、電気的データ、物理的データの少なくともいずれかである、
    請求項１又は２に記載の基板処理方法。
  4. 前記装置パラメータは、高周波電力の制御機器、圧力制御機器、ガス制御機器、温度制御機器、直流電圧制御機器、位置制御機器の少なくとも一つの制御機器のパラメータである、
    請求項１～３のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  5. 前記調整ステップは、
    前記基板処理装置の立ち上げ後の製品基板の処理開始時、各処理容器のメンテナンス後の製品基板の処理開始時、各処理容器において所定枚数の製品基板を処理した後又は各処理容器において所定時間製品基板を処理した後の少なくともいずれかのタイミングに実行される、
    請求項１～４のいずれか一項に記載の基板処理方法。
  6. 前記調整ステップは、
    前記製品基板がいずれかの処理容器に搬送される直前に、前記複数の処理容器にて同一の処理条件で第２のテスト用基板を処理し、各処理容器の装置パラメータを調整する、
    請求項２に記載の基板処理方法。
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