JP7170692B2 - 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム - Google Patents

基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム Download PDF

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Description

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラムに関するものである。
基板処理装置の一種である半導体製造装置において、成膜処理を実施する前もしくは実施した後には何かしらのメンテナンス処理が実施される。ここで、メンテナンス処理とは、炉内の副生成物を除去する処理や、炉内の環境を特定条件に維持するためのパージ処理など様々存在する。昨今、装置生産性を向上するために(装置ダウンタイムを短縮するために)、メンテナンス処理を自動実行する機能が必須となってきている。
例えば、特許文献１には、監視対象の装置データの現在値が所定の条件に達するとアラームを発生させると共にクリーニングレシピを実行することが記載されている。また、例えば、特許文献２には、成膜ステップ前の準備ステップでエラーが発生しても、成膜ステップの先頭ステップでエラー処理を行うことが記載されている。
しかしながら、現在値が所定の閾値に到達して、メンテナンス処理が自動で実行されてしまうと、成膜処理開始時の炉内の状況に変化が生じることがある。
特許２０１９－１１４７８３号公報 特許２０１５－１６２６２８号公報
本開示の目的は、成膜処理開始時の炉内の状況を安定化させることが可能な技術を提供する。
本開示の一態様によれば、
処理炉内の処理環境を整える前処理工程と、基板を処理する成膜工程と、後処理工程と、を有する技術であって、前記前処理工程の第一ステップでは、装置を構成する部品をメンテナンスする保守レシピを実行するかどうか判定可能な技術が提供される。
本開示の技術によれば、炉内の成膜前状況を同一条件にすることができ、成膜安定性を得ることができる。
本開示の一実施形態に好適に用いられる基板処理装置を示す横断面図の一例である。 本開示の一実施形態に好適に用いられる基板処理装置を示す縦断面図の一例である。 本開示の一実施形態に好適に用いられる基板処理装置の処理炉を示す縦断面図の一例である。 本開示の一実施形態に好適に用いられるコントローラの機能構成を説明する図である。 本開示の一実施形態に好適に用いられる処理フローを示す図である。 本開示の一実施形態に好適に用いられるメンテナンス項目の図示例である。 本開示の一実施形態に好適に用いられるメンテナンス処理を説明する図示例である。 図５の処理フローにおける前処理工程の詳細を示す図である。 図８の前処理工程において、メンテナンス処理判定工程の詳細を示す図である。 1つのジョブで複数回の成膜処理を実行する場合の比較例である。 本開示の一実施形態に好適に用いられる1つのジョブで複数回の成膜処理を実行する場合の処理フローを示す図である。 本開示の一実施形態に好適に用いられる処理フローを示す図である。
（基板処理装置の概要）
次に本開示の実施形態を図１、図２に基づいて説明する。 本開示が適用される実施形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理装置を実施する基板処理装置として構成されている。尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行う縦型の装置（以下、単に処理装置という）を適用した場合について述べる。
図１、図２に示すように、基板処理装置１０は隣接する２つの後述する処理炉２０２としての処理モジュールを備えている。処理モジュールは数十枚の基板としてのウエハ２００を一括して処理する縦型処理モジュールである。以下、処理装置１０を構成する部品は、例えば、処理炉２０２内を構成する部品、搬送室６、移載室８にそれぞれ配置される部品等を含む他、処理装置１０そのものも含む場合がある。
処理炉２０２の下方には、準備室としての搬送室６Ａ、６Ｂが配置されている。搬送室６Ａ、６Ｂの正面側には、基板としてのウエハ２００を移載する移載機１２５を有する移載室８が、搬送室６Ａ、６Ｂに隣接して配置されている。尚、本実施形態では、搬送室６Ａ、６Ｂの上方に後述する処理炉２０２がそれぞれ設けられた構成として説明する。
移載室８の正面側には、ウエハ２００を複数枚収容する収容容器としてのポッド（ＦＯＵＰ）１１０を収納する収納室９(ポッド搬送空間)が設けられている。収納室９の全面にはＩ／Ｏポートとしてのロードポート２２が設置され、ロードポート２２を介して処理装置２内外にポッド１１０が搬入出される。
搬送室６Ａ、６Ｂと移載室８との境界壁（隣接面）には、隔離部としてのゲートバルブ９０Ａ、９０Ｂが設置される。移載室８内および搬送室６Ａ、６Ｂ内には圧力検知器がそれぞれに設置されており、移載室８内の圧力は、搬送室６Ａ、６Ｂ内の圧力よりも低くなるように設定されている。また、移載室８内および搬送室６Ａ、６Ｂ内には酸素濃度検知器がそれぞれに設置されており、移載室８Ａ内および搬送室６Ａ、６Ｂ内の酸素濃度は大気中における酸素濃度よりも低く維持されている。好ましくは、３０ｐｐｍ以下に維持されている。
移載室８の天井部には、移載室８内にクリーンエアを供給するクリーンユニット(図示しない)が設置されており、移載室８内にクリーンエアとして、例えば、不活性ガスを循環させるように構成されている。移載室８内を不活性ガスにて循環パージすることにより、移載室８内を清浄な雰囲気とすることができる。
このような構成により、移載室８内に搬送室６Ａ、６Ｂのパーティクル等が図示しない処理炉２０２に混入することを抑制することができ、移載室８内および搬送室６Ａ、６Ｂ内でウエハ２００上に自然酸化膜が形成されることを抑制することができる。
収納室９の後方、収納室９と移載室８との境界壁には、ポッド１１０の蓋を開閉するポッドオープナ２１が複数台、例えば、３台配置されている。ポッドオープナ２１がポッド１１０の蓋を開けることにより、ポッド１１０内のウエハ２００が移載室８内外に搬入出される。
図２に示されているように、シリコン等からなる複数のウエハ２００を収容し、ポッド１１０が使用されている基板処理装置１０は、基板処理装置本体として用いられる筐体１１１を備えている。
筐体１１１の正面壁の正面前方部にはメンテナンス可能なように設けられた開口部としての正面メンテナンス口（図示せず）が開設され、この正面メンテナンス口を開閉する正面メンテナンス扉がそれぞれ建て付けられている。また、正面壁にはポッド搬入搬出口が筐体１１１の内外を連通するように開設されている。ポッド搬入搬出口はフロントシャッタ（図示せず）によって開閉されるように構成されていてもよい。
ポッド搬入搬出口には、搬入搬出部として用いられるロードポート２２が設置されており、ロードポート２２はポッド１１０を載置されて位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート２２上に工程内搬送装置によって搬入され、また、ロードポート２２上から搬出されるようになっている。
筐体１１１の正面後方側には、ポッド搬入搬出口の周辺の上下左右にわたってマトリクス状に収納棚（ポッド棚）棚）１０５が設置されている。ポッド棚１０５はポッドを載置する収納部としての載置部１４０が設置される。収納部は当該載置部１４０と、載置部１４０をポッド１１０が収納される待機位置とポッド１１０を受渡しする受渡し位置との間で水平移動させる水平移動機構（収容棚水平移動機構）より構成される。水平方向の同一直線上に並ぶ複数の独立した載置部１４０によってポッド棚１０５の一段が構成され、該ポッド棚が垂直方向に複数段設置されている。各載置部１４０は上下又は左右の隣り合う載置部１４０およびその他のどの載置部１４０とも同期させることなく独立して水平移動させることが可能である。そして、ポッド搬送装置１３０は、ロードポート２２、ポッド棚１０５、ポッドオープナ２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
筐体１１１内でありサブ筐体１１９の正面側には、上下左右にわたってマトリクス状にポッド棚（収容棚）１０５が設置されている。筐体１１１の正面後方側のポッド棚１０５と同様に各ポッド棚１０５のポッドを載置する収納部としての載置部１４０は、水平移動可能となっており、上下又は左右の隣り合う載置部１４０と同期させることなく独立して水平移動させることが可能である。ポッド棚１０５は、複数の載置部１４０にポッド１１０をそれぞれ１つずつ載置した状態で保持するように構成されている。
サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウエハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口１２０が一対、垂直方向に上下二段並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口１２０には一対のポッドオープナ２１がそれぞれ設置されている。本実施例において、ポッドオープナ２１は上下二段に設置されているが、水平方向に左右２つ設置されていても良い。ポッドオープナ２１はポッド１１０を載置する載置台１２２と、ポッド１１０のキャップを着脱するキャップ着脱機構１２３とを備えている。ポッドオープナ２１は載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１３０やポッド棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室８を構成している。移載室８の前側領域にはウエハ移載機構１２５が設置されており、ウエハ移載機構１２５は、ウエハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウエハ移載装置１２５ａ及びウエハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウエハ移載装置エレベータ１２５ｂとで構成されている。これら、ウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ及びウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）及び脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
移載室８の後側領域には、ゲートバルブ９０を介してボート２１７を収容して待機させる待機部としての搬送室６が構成されている。搬送室６の上方には、処理室を内部に構成する処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ１４７により開閉されるように構成されている。
ボート２１７はボートエレベータ１１５（図示せず）によって昇降され処理炉内へ導入される。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム（図示せず）には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、蓋体２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。ボート２１７は複数本の保持部材を備えており、複数枚のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
（基板処理装置の処理炉）
図３に示すように、処理炉２０２は加熱手段（加熱機構）としてのヒータ２０７を有する。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。
ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成する反応管２０３が配設されている。反応管２０３は、下端部が開放され、上端部が平坦状の壁体で閉塞された有天井の形状で形成されている。反応管２０３の内部には、円筒状に形成された筒部２０９と、筒部２０９と反応管２０３の間に区画されたノズル配置室２２２と、筒部２０９に形成されたガス供給口としてのガス供給スリット２３５と、筒部２０９に形成された第１ガス排気口２３６と、筒部２０９に形成され、第１ガス排気口２３６の下方に形成された第２ガス排気口２３７を備えている。筒部２０９は、下端部が開放され、上端部が平坦状の壁体で閉塞された有天井の形状で形成され、ウエハ２００の直近にウエハ２００を囲むように設けられている。筒部２０９の内部には、処理室２０１が形成されている。処理室２０１は、ウエハ２００を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持可能な基板保持具としてのボート２１７を収容して、ウエハ２００を処理可能に構成されている。
反応管２０３の下端は、円筒体状のマニホールド２２６によって支持されている。マニホールド２２６の上端部にはフランジが形成されており、このフランジ上に反応管２０３の下端部を設置して支持する。このフランジと反応管２０３の下端部との間にはＯリング等の気密部材２２０を介在させて反応管２０３内を気密状態にしている。
マニホールド２２６の下端の開口部には、シールキャップ２１９がＯリング等の気密部材２２０を介して気密に取り付けられ、反応管２０３の下端の開口部側、すなわちマニホールド２２６の開口部を気密に塞ぐようになっている。
シールキャップ２１９上にはボート２１７を支持するボート支持台２１８が設けられている。ボート支持台２１８は、断熱部として機能すると共にボート２１７を支持する支持体となっている。ボート２１７は例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成されている。ボート２１７は図示しないボート支持台に固定された底板とその上方に配置された天板とを有しており、底板と天板との間に複数本の支柱が架設された構成を有している。ボート２１７には複数枚のウエハ２００が保持されている。複数枚のウエハ２００は、互いに一定の間隔をあけながら水平姿勢を保持しかつ互いに中心を揃えた状態で反応管２０３の管軸方向に多段に積載されボート２１７の支柱に支持されている。
シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側にはボートを回転させるボート回転機構２６７が設けられている。ボート回転機構２６７の回転軸２６５はシールキャップを貫通してボート支持台２１８に接続されており、ボート回転機構２６７によって、ボート支持台２１８を介してボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させる。
シールキャップ２１９は反応管２０３の外部に設けられた昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降され、これによりボート２１７を処理室２０１内に対し搬入搬出することが可能となっている。
マニホールド２２６には、処理室２０１内に処理ガスを供給するガスノズルとしてのノズル３４０ａ～３４０ｄを支持するノズル支持部３５０ａ～３５０ｄが、マニホールド２２６を貫通するようにして設置されている。ここでは、４本のノズル支持部３５０ａ～３５０ｄが設置されている。ノズル支持部３５０ａ～３５０ｃの反応管２０３側の一端には処理室２０１内へガスを供給するガス供給管３１０ａ～３１０ｃがそれぞれ接続されている。また、ノズル支持部３５０ｄの反応管２０３側の一端には反応管２０３と筒部２０９の間に形成される間隙Ｓへガスを供給するガス供給管３１０ｄが接続されている。また、ノズル支持部３５０ａ～３５０ｄの他端にはノズル３４０ａ～３４０ｄがそれぞれ接続されている。
ガス供給管３１０ａには、上流方向から順に、第１処理ガスを供給する第１処理ガス供給源３６０ａ、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３２０ａおよび開閉弁であるバルブ３３０ａがそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０ｂには、上流方向から順に、第２処理ガスを供給する第２処理ガス供給源３６０ｂ、ＭＦＣ３２０ｂおよびバルブ３３０ｂがそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０ｃには、上流方向から順に、第３処理ガスを供給する第３処理ガス供給源３６０ｃ、ＭＦＣ３２０ｃおよびバルブ３３０ｃがそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０ｄには、上流方向から順に、不活性ガスを供給する不活性ガス供給源３６０ｄ、ＭＦＣ３２０ｄおよびバルブ３３０ｄがそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０ａ，３１０ｂのバルブ３３０ａ，３３０ｂよりも下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管３１０ｅ，３１０ｆがそれぞれ接続されている。ガス供給管３１０ｅ,３１０ｆには、上流方向から順に、ＭＦＣ３２０ｅ，３２０ｆおよびバルブ３３０ｅ，３３０ｆがそれぞれ設けられている。
主に、ガス供給管３１０ａ、ＭＦＣ３２０ａ、バルブ３３０ａにより第１処理ガス供給系が構成される。第１処理ガス供給源３６０ａ、ノズル支持部３５０ａ、ノズル３４０ａを第１処理ガス供給系に含めて考えても良い。また、主に、ガス供給管３１０ｂ、ＭＦＣ３２０ｂ、バルブ３３０ｂにより第２処理ガス供給系が構成される。第２処理ガス供給源３６０ｂ、ノズル支持部３５０ｂ、ノズル３４０ｂを第２処理ガス供給系に含めて考えても良い。また、主に、ガス供給管３１０ｃ、ＭＦＣ３２０ｃ、バルブ３３０ｃにより第３処理ガス供給系が構成される。第３処理ガス供給源３６０ｃ、ノズル支持部３５０ｃ、ノズル３４０ｃを第３処理ガス供給系に含めて考えても良い。また、主に、ガス供給管３１０ｄ、ＭＦＣ３２０ｄ、バルブ３３０ｄにより不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス供給源３６０ｄ、ノズル支持部３５０ｄ、ノズル３４０ｄを不活性ガス供給系に含めて考えても良い。
反応管２０３には排気口２３０が形成されている。排気口２３０は、第２ガス排気口２３７よりも下方に形成され、排気管２３１に接続されている。排気管２３１には処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器としての圧力センサ２４５および圧力調整部としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４４を介して真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力となるよう真空排気し得るように構成されている。真空ポンプ２４６の下流側の排気管２３１は排ガス処理装置（図示せず）等に接続されている。なお、ＡＰＣバルブ２４４は、弁を開閉して処理室２０１の真空排気・真空排気停止ができ、更に弁開度を調節してコンダクタンスを調整して処理室２０１の圧力調整をできるようになっている開閉弁である。主に、排気管２３１、ＡＰＣバルブ２４４、圧力センサ２４５により排気部として機能する排気系が構成される。なお、真空ポンプ２４６を排気系に含めてもよい。
反応管２０３内には温度検出器としての温度センサ(不図示)が設置されており、温度センサにより検出された温度情報に基づきヒータ２０７への供給電力を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。
以上の処理炉２０２では、バッチ処理される複数枚のウエハ２００がボート２１７に対し多段に積載された状態において、ボート２１７がボート支持台２１８で支持されながら処理室２０１に挿入され、ヒータ２０７が処理室２０１に挿入されたウエハ２００を所定の温度に加熱するようになっている。
（コントローラ構成）
図４に示すように、制御システム２４０は、主制御部（メインコントローラ）であるコントローラ１２１と、レシピ実行ユニットとしてのプロセス系コントローラＰＭＣ(Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｍｏｄｕｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)と、ジョブ実行ユニットとしての搬送系コントローラを少なくとも含む。また、コントローラ１２１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１２８やタッチパネル等として構成された表示部としての入出力装置１２７が接続されている。
なお、図４は処理炉２０２が２つある場合の図示例である。以下、プロセス系コントローラＰＭＣは、単にＰＭＣと称する。ＰＭＣ１，２は、それぞれ図３に示す処理炉２０２に接続されているが、ＰＭＣ２では図示を省略している。
記憶装置１２８内には、基板処理装置１０の動作を制御する制御プログラム(ジョブ)や、基板処理の手順や条件等が記載された成膜レシピとしてのプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をＰＭＣに実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、また、メンテナンスレシピは、ウエハ２００を装置内に投入しない状態で、メンテナンス工程における各手順をＰＭＣに実行させ、例えば、部品を保守することができる保守レシピである。
記憶装置１２８内には、また、後述するメンテナンス項目(図６)、メンテナンス処理(図７)を示すテーブルが格納されている。これらのテーブルは、上述の保守レシピに関連する。コントローラ１２１は、記憶部１２８から保守レシピと該保守レシピに関連するこれらのテーブルを読み出し、ＰＭＣにそれぞれダウンロードするように構成されている。ＰＭＣは、これらテーブル内のデータを保守レシピの実行に用いるよう構成されている。
記憶装置１２８には、このプロセスレシピを含むジョブ(プロセスジョブ)が実行されることにより、装置を構成する各部品を動作させることで発生する装置データが格納されている。これら装置データには、コントローラ１２１のタイムスタンプ機能により時刻データが付加される。また、メンテナンスレシピ(保守レシピ)を含むジョブ(メンテナンスジョブ)についても同様である。なお、ジョブ(プロセスジョブやメンテナンスジョブ)は、以下、メインレシピとして扱われる場合がある。サブレシピは、このメインレシピを補助するレシピであり、例えば、簡単な所定のステップを繰り返し実行する場合等で使用される。これらはプログラムとして機能する。また、尚、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、レシピ単体のみを含む場合、制御プログラム(ジョブ)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。
本実施形態においては、ＰＭＣが前処理、本処理、後処理の３つのステップで構成されるメインレシピを実行することにより、基板処理における一連の処理工程が行われる。ここで、メインレシピの本処理が基板処理工程に該当する。これら、前処理、本処理(基板処理工程)、後処理の各ステップについては後述する。
ここで、保守レシピは、パージレシピ、ウォームアップレシピ、クリーニングレシピ等が挙げられ、エラーの内容に応じて、適宜選択して実行される。また、エラーが発生した箇所(部品)に応じて、予め保守レシピが設定されていてもよい。これら保守レシピ実行時の処理炉２０２内(処理室２０１)は、各々の保守レシピの内容に応じて、温度、ガス流量、電力、圧力等の制御パラメータのそれぞれが任意に設定される。
ここで、装置データは、上述のようにジョブを実行するときに収集されるデータである。例えば、基板処理装置がウエハ２００を処理するとき(プロセスレシピを実行するとき)の処理温度、処理圧力、処理ガスの流量など基板処理に関するデータ(例えば、設定値、実測値)や、製造した製品基板の品質（例えば、成膜した膜厚、及び該膜厚の累積値など）に関するデータや、基板処理装置１の構成部品（反応管、ヒータ、バルブ、ＭＦＣ等）に関するデータ(例えば、設定値、実測値)など、基板処理装置がウエハ２００を処理する際に各構成部品を動作させることにより発生するデータが含まれる。同様に、基板処理装置を保守するとき(メンテナンスレシピを実行するとき)に、各構成部品を動作させることにより発生するデータが、装置データに含まれる。
コントローラ１２１は、入出力装置１２７からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２８からプロセスレシピ(または保守レシピ)を読み出すように構成されている。コントローラ１２１は、ＰＭＣを介してプロセスレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ３２０ａ～３２０ｆによる各種ガスの流量調整動作、バルブ３３０ａ～３３０ｆの開閉動作、ＡＰＣバルブ２４４の開閉動作および圧力センサ２４５に基づくＡＰＣバルブ２４４による圧力調整動作、真空ポンプ２４６の起動および停止、温度センサに基づくヒータ２０７の温度調整動作、ボート回転機構２６７によるボート２１７の回転および回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作等を制御するように構成されている。
コントローラ１２１は、搬送系コントローラを介してプロセスジョブの内容に沿うように、ポッド搬送装置１３０によるロードポート２２、ポッド棚１０５、ポッドオープナ２１との間でのポッド１１０を搬送動作、ポッドオープナ２１による載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップ着脱動作、ウエハ移載装置１２５によるウエハ移載装置エレベータ１２５ｂ及びウエハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウエハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウエハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対するウエハ２００の装填（チャージング）動作及び脱装（ディスチャージング）動作等を制御するように構成されている。
（基板処理工程）
次に、図３を用いて基板処理工程について説明する。所定枚数のウエハ２００が載置されたボート２１７が反応管２０３内に挿入(ボートロード)され、シールキャップ２１９により、反応管２０３が気密に閉塞される。気密に閉塞された反応管２０３内では、ウエハ２００が加熱されると共に、処理ガスが反応管２０３内に供給され、ウエハ２００に所定の処理がなされる。
所定の処理として、例えば、第１処理ガスとしてＰＨ３ガスと、第２処理ガスとしてＳｉＨ４ガスを同時供給することにより、ウエハ２００上にＳｉ膜を形成する。
まず、第１処理ガス供給系のガス供給管３１０ａよりノズル３４０ａのガス供給孔２３４ａ、ガス供給スリット２３５を介して処理室２０１にＰＨ３ガスを供給すると共に、第２処理ガス供給系のガス供給管３１０ｂよりノズル３４０ｂのガス供給孔２３４ｂ、ガス供給スリット２３５を介して処理室２０１にＳｉＨ４ガスを供給する。具体的には、バルブ３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｅ、３３０ｆを開けることにより、キャリアガスと共に、ガス供給管３１０ａからＰＨ３ガスと供給管３１０ｂからＳｉＨ４ガスの処理室２０１への供給を開始する。このとき、ＡＰＣバルブ２４４の開度を調整して、処理室２０１の圧力を所定の圧力に維持する。所定時間が経過したら、バルブ３３０ａ、３３０ｂを閉じ、ＳｉＨ４ガスおよびＰＨ３ガスの供給を停止する。
処理室２０１内に供給されたＳｉＨ４ガスおよびＰＨ３ガスは、ウエハ２００に供給され、ウエハ２００上を平行に流れた後、第１ガス排気口２３６を通って間隙Ｓを上部から下部へと流れ、第２ガス排気口２３７、排気口２３０を介して排気管２３１から排気される。
バルブ３３０ａ、３３０ｂを閉じ、処理室２０１へのＳｉＨ４ガスおよびＰＨ３ガスの供給を停止した後は、処理室２０１を排気し、処理室２０１に残留しているＳｉＨ４ガス、ＰＨ３ガスや反応生成物等を排除する。この時、ガス供給管３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄからＮ2等の不活性ガスをそれぞれ処理室２０１及び間隙Ｓに供給してパージすると、処理室２０１及び間隙Ｓからの残留ガスを排除する効果をさらに高めることができる。
ウエハ２００の処理が完了すると、上記した動作の逆の手順により、ボート２１７が反応管２０３内から搬出(ボートアンロード)される。
ここで、Ｓｉ膜を形成する際のプロセス条件を以下に記載する。
Ｓｉソース：ＳｉＨ４（モノシラン）
成膜温度：５２０℃
圧力：０．６８Ｔｏｒｒ
ガス流量：２．８ＳＬＭ（モノシラン）
成膜時間：約１５ｍｉｎ
上述の実施形態では、第１処理ガスと第２処理ガスとを同時に供給する場合について説明したが、本開示は、第１処理ガスと第２処理ガスとを交互に供給する場合にも適用することができる。
次に、図５乃至図９を用いて、本実施形態におけるプロセスジョブ(メインレシピ)を実行する処理フローであり、特に、前処理ステップの先頭ステップでメンテナンス処理を実行可能にする処理フローについて、詳細に説明する。
図５に示すように、プロセスジョブは、前処理(スタンバイステップ)と、本処理(成膜ステップ)と、後処理(エンドステップ)と、を含むメインレシピであり、本実施形態では、前処理ステップの第一ステップ(先頭ステップ)でアラーム処理(メンテナンス処理)を実行可能に構成されている。ここで、前処理ステップは、処理準備を整える工程であり、処理炉２０２内の処理環境(処理雰囲気)を整える工程、ウエハ２００をボート２１７に装填(ウエハチャージ)する工程、処理炉２０２の下側のボート２１７とウエハ２００が待機する移載環境(移載雰囲気)を整える工程を少なくとも含むステップである。
具体的には、前処理ステップの第一ステップでサブレシピを実行し、このサブレシピの第一ステップでメンテナンス処理を実行するよう構成される。ここでは、メンテナンス処理は、基板を処理する処理炉２０２内を構成する部材をメンテナンスする保守レシピを示す。なお、このメンテナンス処理については後述する。
図６に示すように、部品(パーツ)毎にメンテナンス項目が設定されている。なお、このメンテナンス項目は、例えば、表示部１２７に表示するようにして、画面上で任意に設定されるようにしてもよい。
図６において、「ＦＯＵＰ」としてのポッド１１０、「ＷＡＦＥＲ」としてのウエハ２００、「ＢＯＡＴ」としてのボート２１７、「ＴＵＢＥ」としての反応管２０３、「ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ」としての基板処理装置１０が、それぞれ部品として設定されている。
図６において、「使用回数」「使用時間」「装置内滞在時間」「累積膜厚」「使用可能残枚数」「待機時間」「メンテナンス処理実行回数」「ダミーウェーハの使用回数」「ダミーウェーハ累積膜厚」がそれぞれメンテナンス項目として設定されている。これら部品やメンテナンス項目は、例えば、部品追加、メンテナンス項目削除等が任意に設定可能なように構成されている。なお、図６において、「－」は設定無効を示し、「○」が設定有効を示す。この有効「○」、無効「―」の設定も適宜編集可能に構成されている。
例えば、対象とする部品「ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ」のメンテナンス項目が「待機時間」である場合、ここで、「待機時間」は、基板処理装置１０が待機(ＩＤＬＥ)となっている時間であり、例えば、連続処理している場合は、「待機時間」０ｍｉｎであり、次に仕掛けるロットがない場合は、処理後に待機(ＩＤＬＥ)となる。この基板処理装置１０の待機時間が、例えば、１時間に到達し、炉内サイクルパージが実行される。この場合、メンテナンス処理を実行するための閾値は１時間と予め設定されている。
例えば、対象とする部品「ＴＵＢＥ」のメンテナンス項目が「使用回数」である場合、ここで、「使用回数」は、処理炉２０２内のプロセス処理回数を意味し、例えば、レシピ内の特定ステップを実行すると１回とカウントする。この実行回数が予め決められた閾値に到達するとメンテナンス処理を実行する。例えば、メンテナンス処理時に実行される保守レシピとして炉内サイクルパージやクリーニングレシピが実行される。
例えば、対象とする部品「ＢＯＡＴ」のメンテナンス項目が「累積膜厚」である場合、ここで、ボート２１７の累積膜厚というのは、処理炉２０２内にボート２１７が挿入されている状態で、例えば、レシピ内の特定ステップが実行された場合、そのステップにあらかじめ登録されている膜厚値の累積を示す。この累積膜厚があらかじめ決められた閾値に到達するとメンテナンス処理を実行する。例えば、メンテナンス処理時に実行される保守レシピとしてクリーニングレシピが実行される。
そして、図６において「○」設定されたメンテナンス項目に対するメンテナンス処理が図７に定義されている。メンテナンス処理としては、「指定なし」「アラーム報告」「ジョブ実行禁止」「メンテナンスジョブ手動スタート」「メンテナンスジョブ自動スタート」「アラームレシピ呼出」がある。メンテナンス処理を実行するタイミングは、メンテナンス項目やメンテナンス処理によって適宜決定可能である。これにより、成膜処理終了後の後処理としてのメンテナンス処理、成膜処理開始前の前処理としてのメンテナンス処理を使い分けることができ、メンテナンス処理を効率的に実行することができる。
図７に示す「指定なし」が選択されていると、メンテナンス処理は行われない。アラームが通知されている状態で、メンテナンス処理を「指定なし」に変更した場合、アラームは回復するようになっている。例えば、軽微なアラームが発生した場合は、「指定なし」を選択し強制的にアラームを回復させて処理を続行させることができる。
次に「アラーム報告」が選択されていると、アラームを通知するように構成されている。このメンテナンス処理では、対象部品のメンテナンス項目の現在値を閾値以下に設定することで、アラームを回復することができる。通知は必要であるが処理を停止するほどでもない軽微なエラーで設定される。
「ジョブ実行禁止」が選択されていると、現在実行中のジョブを実行終了したタイミングで、次のジョブ実行を一時停止するように構成されている。このメンテナンス処理は、対象部品のメンテナンス項目の現在値を閾値以下に設定することで、アラームを回復でき、次のジョブを実行することができる。
「メンテナンスジョブ手動スタート」が選択されていると、メンテナンスジョブを自動生成し、次に実行するジョブの前に割り込ませるよう構成される。このメンテナンスジョブは手動スタート指定のため、スタート待ちとなり、スタート指示があれば、このメンテナンスジョブを実行するように構成されている。メンテナンスジョブ正常終了時、アラームを回復する。一方、メンテナンスジョブ異常終了時、アラームを回復しない。この場合、アラーム発生対象部品のメンテナンス項目の現在値を閾値以下に設定することで、アラームを回復することができる。また、「メンテナンスジョブ自動スタート」は、他に実行中のジョブが無ければ、メンテナンスジョブを、ジョブスタート待ちなく自動実行すること以外は、「メンテナンスジョブ手動スタート」と同じである。
「アラームレシピ呼出」が選択されていると、前処理ステップとしてのスタンバイステップで実行されるサブレシピの第1ステップで、監視対象の部品に設定されたメンテナンス項目の現在値が閾値に到達している場合、指定のアラームレシピ処理を実行するように構成される。そして、アラームレシピ処理が正常終了時、アラームを回復し、アラームレシピ処理が異常終了時、アラームは回復しない。また、監視対象の部品に設定されたメンテナンス項目の現在値が閾値に到達していない場合は、何も実行せず次のステップを自動実行するように構成される。
図７に定義されるメンテナンス処理の内容は、図６に示すメンテナンス項目と同様に適宜メンテナンス内容の変更、削除、追加が任意に設定可能に構成される。また、図７に示すメンテナンス処理も図６に示すメンテナンス項目と同様に表示部１２７に表示して、画面上で任意に設定可能にしてもよい。更に、上記アラームレシピを含むメンテナンスレシピ(保守レシピ)の内容が、ボートロード工程、メンテナンス工程、ボートアンロード工程に限定されない。例えば、回転機構２６７の回転軸２６５付近のパーティクル除去のための保守レシピは、本処理(ボートロード工程、Ｎ２パージ工程、ボートアンロード工程)にクーリング工程を含むように構成される。この保守レシピの詳細は後述する。
図８は、図５における前処理で実行されるサブレシピの第一ステップを詳細に示すシーケンスである。図８に示すように、ジョブ実行ユニットＴＭから第一のレシピ実行指示がレシピ実行ユニットＰＭＣに送信される。レシピ実行ユニットＰＭＣは、レシピ本体(プロセスレシピ本体)を制御部１２１に要求し、制御部１２１は、レシピ本体(プロセスレシピ本体)のデータをレシピ実行ユニットＰＭＣに送信する。
次に、本実施形態では、レシピ実行ユニットＰＭＣは、メンテナンス項目の状態を制御部１２１に要求し、制御部１２１は、メンテナンス項目の状態のデータ(例えば、現在値)をレシピ実行ユニットＰＭＣに送信し、レシピ実行ユニットＰＭＣは、メンテナンス項目の状態のデータを受付けると、ジョブ実行ユニットＴＭにレシピ取得完了を通知し、この通知を受付けたジョブ実行ユニットＴＭは、レシピ実行ユニットＰＭＣに第二のレシピ実行指示を送信する。ここで、メンテナンス項目状態データの中身は、メンテナンス項目毎のメンテナンス処理方法が格納されている。図７に示す「アラームレシピ呼出」の場合、本実施の形態では、メンテナンス処理必要有無情報が格納されている。ここで、メンテナンス処理として「アラームレシピ呼出」が選択されていない場合、サブレシピを実行しないように構成してもよい。また、このメンテナンス処理必要有無情報にメンテナンス項目の現在値が閾値に達しているかの情報を含め、閾値に届いていなければ、サブレシピを実行しないように構成してもよい。
次に、図９に示すアラーム処理の実行を判定する工程が実行される。レシピ実行ユニットは、アラームレシピとしての保守レシピの実行の設定確認と、予め設定されたメンテナンス項目の現在値と閾値との比較し、閾値に到達しているかを確認するよう構成されている。レシピ実行ユニットは、この現在値が閾値に到達していた場合、保守レシピを実行し、この現在値が閾値に到達していない場合、特に保守レシピを実行しないで本工程を終了する。
図８に示すように、予め設定されたメンテナンス項目の現在値が閾値に到達していた場合、レシピ実行ユニットは、アラームレシピ実行開始時に制御部１２１へ処理開始する通知を送信し、アラームレシピ実行終了時に制御部１２１へ処理終了する通知を送信する。予め設定されたメンテナンス項目の現在値が閾値に到達していない場合、レシピ実行ユニットは、特に保守レシピを実行する必要が無いという判定なので、次ステップへ移行しレシピを継続するよう構成される。
レシピ実行部は、アラームレシピが正常に終了しなかった場合、所定のエラー処理を実行するように構成されている。所定のエラー処理は、例えば、後処理に強制的に移行(ジャンプ)して後処理をするよう構成される。この場合、レシピ実行部は、図５に示すサブレシピ(クーリング処理やウエハ回収)は省略(スキップ)して、一時停止状態にする。もしくは、レシピ実行部は、アボートレシピを実行してアボート処理が行われる。この場合も同様に一次停止状態となる。どちらの場合も、発生した障害(エラー)に対しての処理を行い、その後生産処理に復旧となる。
アラームレシピが正常に終了すると、サブレシピの第一ステップの次のステップを実行するように構成されている。図５に示すように、サブレシピは、基板を搬送する移載ステップを更に有しており、ウエハ２００をボート２１７に移載する移載ステップを実行するように構成される。なお移載ステップが異常終了すると、前述のように一時停止状態となる。そして、この移載ステップが終了すると、サブレシピからメインレシピの第２ステップが開始される。そして、本処理(成膜ステップ)が開始される。ここで本処理は上述しているので省略する。
また、制御部１２１は、アラームレシピが正常に終了すると、予め設定されたメンテナンス項目の現在値をゼロクリアするように構成されている。これにより、制御部１２１は、監視対象の部品に設定されたメンテナンス項目により発生したアラームを解除するように構成される。これにより、ジョブが２回連続して実行するように予め予約されていた場合、１回目のジョブが終了時に閾値に到達しても、２回目のジョブの前処理の第一ステップでアラームレシピを実行して正常に終了されれば、２回目のジョブを処理炉２０２内の雰囲気が整えられた状態で実行することができる。
次に、後処理(エンドステップ)は、成膜後の後処理であり、炉内環境を次の成膜のために整える工程、処理済のボート２１７やウエハ２００を冷却(クーリング)する工程、処理済のウエハ２００をボート２１７から回収(ウエハディスチャージ)する工程を少なくとも含むステップである。
具体的には、図５に示すように、制御部１２１は、後処理の第一ステップでサブレシピを実行し、後処理で実行されるサブレシピは、少なくとも処理済のウエハ２００やボート２１７を冷却するクーリングステップと、ボート２１７から処理済のウエハ２００を回収する移載ステップとを有するように構成される。そして、サブレシピが終了すると、後処理ステップに移行し次の成膜処理のために処理炉２０２内の処理環境を整える処理が行われる。
（実施例１）
次に、基板処理装置１０の動作について説明する。本実施形態においては、予約されていたプロセスジョブの実行処理開始時間になると、制御部１２１は、基板処理装置１０を構成する各部の動作を制御してプロセスジョブを開始する。
前処理の第一ステップ(先頭ステップ)で(ウエハ２００の搬送処理前に)、メンテナンス処理を実行するか判定する工程が制御部１２１により実行される。具体的には、レシピ実行部ＰＭＣが、メンテナンス処理を実行する必要があるか否か判定する。例えば、レシピ実行部ＰＭＣより実行される閾値と予め設定されたメンテナンス項目の現在値が比較される。本実施形態では、予め設定されたメンテナンス項目の現在値がアラームレシピを実行する閾値に到達しているか比較される。なお、この比較は、図６において「○」設定されたメンテナンス項目のうち、メンテナンス処理項目が図７に示す「アラームレシピ呼出」に設定されているメンテナンス項目について行われるように構成してもよい。
アラームレシピを実行する閾値に現在値が到達していない場合はメンテナンス処理不要と判定され、レシピ実行部ＰＭＣは次のステップへ移行しサブレシピを継続する。この場合、レシピ実行部ＰＭＣは、ジョブ実行ユニットとしての搬送系コントローラにサブレシピの第一ステップの終了を通知する。アラームレシピを実行する閾値に現在値が到達している場合はメンテナンス処理要と判定され、レシピ実行部ＰＭＣはサブレシピの第一ステップでメンテナンス処理を(アラームレシピを呼び出し)実行する。レシピ実行部ＰＭＣは、この際、アラーム処理開始通知および終了通知を制御部１２１に送信する。
アラームレシピが正常に終了すると、上述のようにレシピ実行部ＰＭＣは、次のステップへ移行しサブレシピを継続させる。制御部１２１は、予め設定されたメンテナンス項目の現在値をゼロに戻し、発生していたアラームを解除するように構成される。
アラームレシピが異常終了すると、レシピ実行部ＰＭＣは所定のエラー処理を実行させて、装置を一時停止状態にさせる。一方、制御部１２１は、予め設定されたメンテナンス項目の現在値をそのままに、アラームを保持させるように構成される。
第一ステップの終了通知を受け付けた搬送系コントローラは、ウエハ２００をボート２１７へ移載する移載ステップを実行するように構成される。つまり、前処理の移載ステップとしてウエハ２００の搬送処理が搬送系コントローラにより行われる。ポッド１１０がロードポート２２に供給されると、ロードポート２２の上のポッド１１０はポッド搬入装置によって筐体１１１の内部へポッド搬入搬出口から搬入される。 搬入されたポッド１１０はポッド棚１０５の指定された載置部１４０へポッド搬送装置１３０によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管され後、ポッド棚１０５から一方のポッドオープナ２１に搬送されて受け渡され載置台１２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ２１に搬送されて載置台１２２に移載される。
載置台１２２に載置されたポッド１１０はその開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａにおけるウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ウエハ出し入れ口を開放される。ポッド１１０がポッドオープナ２１によって開放されると、ウエハ２００はポッド１１０からウエハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、移載室８の後方にある搬送室６へゲートバルブ９０を介して搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。この時、図示しないノッチ合わせ装置にてウエハを整合した後、チャージングを行っても良い。ボート２１７にウエハ２００を受け渡したウエハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。
この一方（上段または下段）のポッドオープナ２１におけるウエハ移載機構１２５によるウエハのボート２１７への装填作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ２１にはポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１３０によって搬送されて移載され、ポッドオープナ２１によるポッド１１０の開放作業が同時進行される。
予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７に装填されると、プロセスレシピ (本処理)が実行される。このプロセスレシピは、基板を処理するためのレシピであり、コントローラ１２１により制御される。このプロセスレシピが開始されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウエハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
ローディング後は、プロセス系コントローラにより処理炉２０２にてウエハ２００に任意の処理が実施される。処理後は、概上述の逆の手順で、ウエハ２００及びポッド１１０は筐体の外部へ搬出(アンローディング)される。
（比較例）
図１０Ａに示すように、1つのジョブで複数回の成膜処理を実行する場合（例えば、Ｎ枚のウエハ２００をＮ/２枚とＮ/２枚に分けて成膜処理を行う場合）で、かつ同じ処理室２０１(もしくは処理炉２０２)に対して連続成膜処理を行う場合、従来のメンテナンス処理は、図７に示す「アラームレシピ呼出」が無かったため、「メンテナンスジョブ自動スタート」が設定されていたとしても1つのプロセスジョブを実行するとき、２回連続してプロセスレシピを実行するので、１回目のプロセスレシピ実行中にスケジュールドメンテナンス閾値に到達しメンテナンスが必要であると装置が認識した(制御部１２１が判定した)としても、２回目のプロセスレシピが実行された後でなければ(プロセスジョブが終了しなければ)、メンテナンスジョブによる保守レシピが実行できなかった。このため、基板処理結果が悪いと分かっていても２回連続してプロセスレシピを実行しなければならず、基板処理結果の信頼性の低下が懸念されていた。
（実施例２）
図１０Ｂに示すように、1つのジョブで複数回の成膜処理を実行する場合（例えば、Ｎ枚のウエハ２００をＮ/２枚とＮ/２枚に分けて成膜処理を行う場合）で、かつ同じ処理室２０１(もしくは処理炉２０２)に対して連続成膜処理を行う場合であっても、本実施形態では、図７に示す「アラームレシピ呼出」を設定することにより、２回目のプロセスレシピの前処理の先頭ステップでメンテナンス処理を実行させることができる。
（実施例３）
ウエハ２００にＳｉ膜を形成する場合、バッチ処理を所定回数行うと、回転機構２６７の回転軸２６５付近にパーティクルが発生することがある。本実施形態では、メンテナンス処理は図７に示すアラームレシピ呼出が設定されており、図６に示すメンテナンス項目は、ウエハ２００(ＷＡＦＥＲ)および反応管２０３(ＴＵＢＥ)の使用回数が設定されている。具体的には、ウエハ２００(ＷＡＦＥＲ)および反応管２０３(ＴＵＢＥ)のうち少なくとも一方の使用回数が閾値に到達したときに、このパーティクル低減を目的とするメンテナンス処理(アラームレシピ)としてのパーティクル低減レシピ(図１１のＮ２パージレシピ)が実行されるように構成されている。
図１１に示すＮ２パージレシピは、本処理(ボートロード工程、Ｎ２パージ工程、ボートアンロード工程)にクーリング工程を含む構成となっている。また、図１１は、図５に示す保守レシピ(メンテナンス処理)を具体化した一実施例となっており、メインレシピ等の他のレシピに関しては、図５と全く同じである。
従い、図１１において、図５と同じ部分は説明を省略し、本実施例では、メンテナンス処理(アラームレシピ)として、図１１に示すＮ２パージレシピについて記載する。
ボートロード工程は、前述のボートロード工程とボート２１７を処理炉２０２内に挿入する動作は変わらないが、Ｎ２パージレシピのボートロード工程では、ウエハ２００を装填されていない(空の)ボート２１７が処理炉２０２内に挿入される。なお、この工程では、ボート２１７を搭載しなくてもよく、反対に、ボート２１７に製品でない炉内調整用のウエハ２００をボートに装填した状態でもよい。このボート２１７の有無及びボート２１７へのウエハ２００の装填の有無は任意に設定可能に構成されている。
次に、処理炉２０２内(処理室２０１)の圧力を調整する工程である。このとき、圧力だけでなく処理炉２０２内(処理室２０１)の温度も所定温度に調整されるのは言うまでもない。本実施例では、次に続くＮ２パージ工程や大気圧復帰工程でも、処理炉２０２内(処理室２０１)が所定温度、所定圧力に維持されるよう構成される。
そして、処理炉２０２内(処理室２０１)の温度や圧力が所定値に維持された状態で、Ｎ２パージガス工程に移行される。ここでは、パージガスが処理炉２０２内(処理室２０１)に供給される。具体的には、不活性ガス供給系から不活性ガスが処理炉２０２内(処理室２０１)に供給される。第１処理ガス供給系、第２処理ガス供給系、第３処理ガス供給系のバルブ３３０ａ，３３０ｂ，３３０ｃが閉じられる。このとき、第２処理ガス供給系、第３処理ガス供給系のバルブ３３０ｅ，３３０ｆをそれぞれ開け、不活性ガスを処理炉２０２内(処理室２０１)に供給してもよい。なお、Ｎ２パージ工程では、回転機構２６７の回転軸２６５付近に供給するパージガスの流量が多く設定される。
ここで、Ｎ２パージレシピのパージ条件の一例を以下に記す。
パージガス：Ｎ２ガス
温度：４００℃
圧力：０．００６Ｔｏｒｒ
そして、処理炉２０２内(処理室２０１)の温度や圧力が所定値に維持された状態で、一定時間不活性ガスが供給されると、大気圧復帰工程に移行する。ここでは、処理炉２０２内(処理室２０１)の圧力が大気圧になるまで、パージガスが処理炉２０２内(処理室２０１)に供給される。また、同様に処理炉２０２内(処理室２０１)の温度も低下される。
ある程度の温度(例えば、待機温度)まで低下されると、ボートアンロード工程に移行する。ここでは、ボート２１７が処理炉２０２内(処理室２０１)から取り出される。
ボートアンロード後、少なくともボート２１７を冷却する工程を有する。これは、Ｎ２パージ時の温度によっては、ボート２１７の温度が高いまま、処理炉２０２内(処理室２０１)から取り出される場合があるためである。本実施例では、Ｎ２パージ時の温度が比較的高いため冷却工程が設けられている。具体的には、Ｎ２パージ条件の一つである温度が４００℃と高く、冷却工程を設けずに移載ステップに移行してしまうと、ウエハ２００を移載中に搬送障害が発生してしまう可能性があるためである。この冷却工程では、予め設定時間が設けられているが、搬送室６に温度センサを設け、温度センサより検知される温度が所定の温度より低くなれば、冷却工程を終了するようにしてもよい。また、一例として、Ｎ２パージレシピのトータル時間は１５分程度である。
そして、Ｎ２パージレシピが終了すると共にサブレシピの判定工程の次のステップに移行するように構成されている。その後、ウエハ２００の移載ステップへ移行するように構成されている。この後に続く工程は、図５と同じ動作であるため説明はここでは省略する。
本実施例では、基板処理結果に大きく影響するパーティクルを低減するため、ウエハ２００および反応管２０３のうちどちらか一方の使用回数が閾値に到達したときにアラームレシピを実行するような設定にしている。しかしながら、このような設定に限定されず、メンテナンス目的に応じて図６に示すメンテナンス項目および図７に示すメンテナンス処理が適宜決定される。また、本実施例における保守レシピは、本処理(ボートロード工程、処理工程、ボートアンロード工程)とウエハ２００およびボート２１７をそれぞれ冷却するクーリング処理の組合せで構成されている。このように、前処理に組み込まれる保守レシピは、本処理(ボートロード工程、処理工程、ボートアンロード工程)の構成に限定されず、メンテナンス内容に応じて適宜設定されるように構成されている。
このように、Ｎ２パージレシピを実行することにより、回転軸２６５付近のパーティクルを除去することができる。例えば、シールカバーのデッドスペースにたまっているパーティクルを大流量の不活性ガスで吹き飛ばすことができる。
本実施形態によれば、以下（１）乃至（６）に示す一つ以上の効果を奏する。
（１）現在のプロセスジョブ実行後、保守レシピを実行したとしても次のプロセスジョブが実行されるまでの間の時間(以下、待機時間)が長くなると、従来は、１バッチ目の基板処理結果が悪くなっていた(２バッチ目以降は基板処理結果が安定)が、本実施形態によれば、プロセスジョブの前処理の先頭ステップで保守レシピを実行させることにより、１バッチ目から基板処理結果を安定化させることができる。
（２）本実施形態では、プロセスジョブの前処理の先頭ステップで保守レシピを実行させることにより、本処理で実行されるプロセスレシピへの影響が及ばないので、基板処理結果への影響を極めて小さくすることができる。特に連続してバッチ処理を行う場合でも、常に保守レシピ実行時、プロセスレシピ実行までの時間が一定となるので、基板処理結果を安定させることができる。一方、メンテナンスレシピを終了後、次のプロセスジョブを実行する従来技術では、メンテナンスレシピ終了後にプロセスジョブの実行指示があるかどうか不明の段階でメンテナンスレシピが実行され、プロセスジョブ実行指示のタイミングによりプロセスレシピの実行までの時間がバラバラとなってしまい、基板処理結果への悪影響が懸念される。
（３）本実施形態では、生産処理するプロセスジョブの前処理の先頭ステップにメンテナンス処理を組み込ませることができるので、前処理での事前アラームリカバリ―処理を行うことができる。これにより、メンテナンス項目の現在値がメンテナンス処理を実行する閾値を確認してからプロセスレシピを実行することができ、例えば、メンテナンス項目の現在値がメンテナンス処理を実行する閾値を超えていても、メンテナンス処理を実行し現在値をゼロにしてからプロセスレシピを実行するよう構成されるので、基板処理結果を安定させることができる。
（４）本実施形態では、２回以上連続してプロセスレシピを実行している際に、１回目のプロセスレシピ実行中にスケジュールドメンテナンス閾値に到達しメンテナンスが必要であると装置が認識した(制御部１２１が判定した)としても、２回目のプロセスレシピの前処理の先頭ステップで保守レシピを実行させることができるので、２回目のプロセスレシピを実行する前に、監視対象のメンテナンス項目の現在値をゼロにすることができる。
（５）本実施形態では、２回以上連続してプロセスレシピを実行している際に、１回目のプロセスレシピ実行中にスケジュールドメンテナンス閾値に到達しメンテナンスが必要であると装置が認識した(制御部１２１が判定した)としても、２回目のプロセスレシピの前処理の先頭ステップで保守レシピを実行させて監視対象のメンテナンス項目の現在値をゼロにした状態で、２回目のプロセスレシピを実行させることができるので、基板処理結果の信頼性を向上させることができる。
（６）本実施形態では、Ｎ２パージレシピをサブレシピの先頭ステップで実行することにより、ウエハの移載前に、シールカバーのデッドスペースにたまっているパーティクル源を大流量の不活性ガスで吹き飛ばすことができる。
本実施形態によれば、本処理(ボートロード工程、処理工程、ボートアンロード工程)での基板処理結果に影響を与えないようにするため、本処理開始(プロセスレシピ開始)時の炉内環境を一定にするように前処理の先頭ステップに保守レシピを組み込むように構成されている。それは、前処理の先頭ステップは、本処理の第１ステップから最も離れているステップであるから当然である。しかしながら、例えば、保守レシピ終了後から本処理の第１ステップを開始するまでの時間を所定時間以上にすれば、本処理(ボートロード工程、処理工程、ボートアンロード工程)の基板処理結果に影響を与えないことが分かっていれば、要するに、所定時間以上を保持できればよく、前処理の先頭ステップに保守レシピを組み込まなければならないということではない。
本開示の実施形態における制御部１２１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、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ等）を用意し、この外部記憶装置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、本実施形態のコントローラ１２１を構成することができる。但し、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。記憶装置１２８や外部記憶装置は、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。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１２８単体のみを含む場合、外部記憶装置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。
なお、本開示の実施形態に於ける基板処理装置１０は、半導体を製造する半導体製造装置だけではなく、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）装置の様なガラス基板を処理する装置でも適用可能である。又、露光装置、リソグラフィ装置、塗布装置、プラズマを利用した処理装置等の各種基板処理装置にも適用可能であるのは言う迄もない。
１０…基板処理装置、

Claims (20)

  1. 処理炉内の処理環境を整える前処理工程と、基板を処理する成膜工程と、後処理工程と、を有する半導体装置の製造方法であって、
    前記成膜工程での前記基板の処理に影響が及ばない前記前処理工程の第一ステップで、前記処理炉内を構成する部材をメンテナンスする保守レシピをエラーの内容に応じて適宜選択して、前記保守レシピを実行するかどうか判定する、半導体装置の製造方法。
  2. 前記前処理工程の第一ステップは、サブレシピを実行する工程を含み、
    前記サブレシピの第一ステップで前記保守レシピを実行するか判定する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記サブレシピの第一ステップでは、前記保守レシピを実行する設定を確認する工程と、予め設定されたメンテナンス項目の現在値と閾値とを比較する工程を有する請求項２記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記メンテナンス項目の現在値が前記閾値に到達していた場合、前記保守レシピを実行し、前記サブレシピの第一ステップの次のステップを実行するよう構成されている請求項３記載の半導体装置の製造方法。
  5. 更に、前記サブレシピは、基板を搬送する移載ステップを有し、
    前記サブレシピの第一ステップ実行後、前記移載ステップを実行するよう構成されている請求項２記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記移載ステップ実行後、前記サブレシピを終了させて前記前処理工程の第一ステップの次のステップへ移行するよう構成されている請求項５記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記保守レシピが正常に終了しなかった場合、前記サブレシピを強制的に終了させ、前記後処理工程を実行させるよう構成されている請求項４記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記保守レシピ終了後、前記メンテナンス項目の現在値をゼロにするように構成されている請求項４記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記前処理工程の第一ステップにおいて、
    前記保守レシピが設定されていれば、サブレシピを実行し、
    前記保守レシピが設定されていなければ、サブレシピを実行しないで前記前処理工程を実行する請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記前処理工程は、基板を基板保持具に装填する工程、および処理炉の下側の基板保持具と基板が待機する移載環境を整える工程を少なくとも含む請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  11. 前記保守レシピは、パージレシピ、ウォームアップレシピ、クリーニングレシピよりなる群から選択される少なくとも一つを含む請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  12. 前記パージレシピは、処理炉内の温度や圧力が所定値に維持された状態で、パージガスを供給する工程が実行されるように構成される請求項１１記載の半導体装置の製造方法。
  13. 前記パージレシピは、基板保持具を処理炉内に挿入する工程、および、処理炉から基板保持具を取り出す工程を含む請求項１２記載の半導体装置の製造方法。
  14. 前記パージレシピは、前記基板保持具を冷却するための冷却工程を更に含む請求項１３記載の半導体装置の製造方法。
  15. 前記メンテナンス項目は、「使用回数」「使用時間」「装置内滞在時間」「累積膜厚」「使用可能残枚数」「待機時間」「メンテナンス処理実行回数」「ダミーウェーハの使用回数」「ダミーウェーハ累積膜厚」よりなる群から少なくとも一つ以上が選択される請求項３記載の半導体装置の製造方法。
  16. 前記保守レシピは、「指定なし」「アラーム報告」「ジョブ実行禁止」「メンテナンスジョブ手動スタート」「メンテナンスジョブ自動スタート」「アラームレシピ呼出」よりなる群から一つが選択される請求項９記載の半導体装置の製造方法。
  17. 前記保守レシピとして、前記「アラームレシピ呼出」が選択される場合、サブレシピを実行する請求項１６記載の半導体装置の製造方法。
  18. 前記装置を構成する部品として、「ＦＯＵＰ」としてのポッド、「ＷＡＦＥＲ」としてのウエハ、「ＢＯＡＴ」としてのボート、「ＴＵＢＥ」としての反応管、「ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ」としての処理装置、よりなる群から少なくとも一つが部品として選択される請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  19. 処理炉内の処理環境を整える前処理ステップと、基板を処理する成膜ステップと、後処理ステップと、を含むメインレシピ及び前記処理炉内を構成する部材をメンテナンスする保守レシピを少なくとも含むファイルを格納する記憶部と、前記メインレシピ及び前記保守レシピをエラーの内容に応じて、レシピ実行部に適宜選択して実行させる制御部と、を備えた基板処理装置で実行されるプログラムであって、前記成膜ステップでの前記基板の処理に影響が及ばない前記前処理ステップの第一ステップで、前記保守レシピを前記レシピ実行部に実行させるプログラム。
  20. 処理炉内の処理環境を整える前処理ステップと、基板を処理する成膜ステップと、後処理ステップと、を含むメインレシピ、及び前記処理炉内を構成する部材をメンテナンスする保守レシピをエラーの内容に応じて、レシピ実行部に適宜選択して実行させる制御部を備えた基板処理装置であって、前記レシピ実行部は、前記成膜ステップでの前記基板の処理に影響が及ばない前記前処理ステップの第一ステップで、前記保守レシピを実行可能に構成されている基板処理装置。
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