TWI591724B - 控制裝置、基板處理裝置及基板處理系統 - Google Patents

控制裝置、基板處理裝置及基板處理系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI591724B
TWI591724B TW104107843A TW104107843A TWI591724B TW I591724 B TWI591724 B TW I591724B TW 104107843 A TW104107843 A TW 104107843A TW 104107843 A TW104107843 A TW 104107843A TW I591724 B TWI591724 B TW I591724B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
processing
substrate processing
monitoring
frequency
Prior art date
Application number
TW104107843A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201606875A (zh
Inventor
竹永裕一
齋藤孝規
Original Assignee
東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京威力科創股份有限公司 filed Critical 東京威力科創股份有限公司
Publication of TW201606875A publication Critical patent/TW201606875A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI591724B publication Critical patent/TWI591724B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/677Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations
    • H01L21/67739Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber
    • H01L21/67757Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber vertical transfer of a batch of workpieces
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/418Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/41865Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS] or computer integrated manufacturing [CIM] characterised by job scheduling, process planning, material flow
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H01L22/34Circuits for electrically characterising or monitoring manufacturing processes, e. g. whole test die, wafers filled with test structures, on-board-devices incorporated on each die, process control monitors or pad structures thereof, devices in scribe line
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/45Nc applications
    • G05B2219/45032Wafer manufacture; interlock, load-lock module
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

控制裝置、基板處理裝置及基板處理系統
本申請案主張以2014年03月13日提申之日本專利申請案第2014-050318號為基礎之優先權,將該揭示內容之全部列入此處。
本揭示內容係有關於控制裝置、基板處理裝置及基板處理系統。
在半導體裝置之製造中,使用可將複數片被處理基板、例如半導體晶圓(晶圓)一併批次處理之縱型基板處理裝置。此時,將多片晶圓以支架狀保持於稱為晶舟之保持具,將此晶舟搬入基板處理裝置內,來執行各種處理。
使用此基板處理裝置之晶圓之處理依據由加熱器設定溫度、氣體流量、設定壓力等處理條件組成之處理配方(處理參數之設定值)進行。具體而言,在每規定的行程(處理),在晶舟除了載入了製品用晶圓外還載入了調整用晶圓(監測晶圓)之狀態下,進行批次處理,依據監測晶圓之處理結果及所期之處理結果,調整處理配方,來進行下個批次處理。
根據本揭示內容之一態樣,提供一種控制裝置,其控制至少可載置監測基板之基板處理裝置之作動,前述控制裝置依據業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與預測結果之間的差距,將前述基板處理裝置之作動控制為使前述監測基板之載入頻率最適化。
上述摘要僅是說明,並不是在任何方式中皆企圖限制。除了上述說明之樣態、實施例及特徵外,還有追加之樣態、實施例及特徵皆可參照圖式及以下之詳細說明而清楚明白。
在以下之詳細說明中,參照形成了說明書之一部份的隨附圖式。詳細說明、圖式及申請專利範圍所記載之說明之實施例並非企圖限制。在不脫離顯示於此之本揭示內容之思想或範圍下,可使用其他實施例,亦可進行其他變形。
為了以高精確度控制晶圓之處理結果,宜增多載入監測晶圓之頻率以使處理配方最適化。然而,每次於每行程載入監測晶圓時,製造成本便大幅增加。
針對上述課題,提供可使監測晶圓之載入頻率最適化之控制裝置。
提供一種控制裝置,其控制至少可載置監測基板之基板處理裝置之作動,前述控制裝置依據業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與預測結果之間的差距,將前述基板處理裝置之作動控制為使前述監測基板之載入頻率最適化。
前述控制裝置於業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與預測結果之間的差距在第1容許範圍內時,將前述基板處理裝置之作動控制為將前述監測基板之載入頻率作為第1頻率,而於業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與預測結果之間的差距超過第1容許範圍時,則將前述基板處理裝置之作動控制為將前述監測基板之載入頻率作為頻率高於前述第1頻率之第2頻率。
前述控制裝置於業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與預測結果之間的差距在第2容許範圍內時,將前述基板處理裝置之作動控制為將前述監測基板之載入頻率作為第3頻率,而於業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與預測結果之間的差距在前述第2容許範圍外且在容許範圍大於前述第2容許範圍之第3容許範圍內時,則將前述基板處理裝置之作動控制為將前述監測基板之載入頻率作為頻率高於前述第3頻率之第4頻率,又,於業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與預測結果之間的差距在前述第3容許範圍外時,將前述基板處理裝置之作動控制為將前述監測基板之載入頻率作為頻率高於前述第4頻率之第5頻率。
前述控制裝置更依據業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與目標結果之間的差距,將前述基板處理裝置之作動控制為使基板之處理配方最適化。
前述控制裝置於業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與目標結果之間的差距超過第4容許範圍時,將前述基板處理裝置之作動控制為使前述處理配方最適化。
根據本揭示內容之另一態樣,提供一種基板處理裝置,其至少可載置監測基板,並具有控制部,前述控制部依據業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之處理結果與預測結果之間的差距,將前述基板處理裝置之作動控制為使前述監測基板之載入頻率最適化。
根據本揭示內容之又另一態樣,提供一種基板處理系統,其藉由網路連接有至少可載置監測基板之基板處理裝置、控制前述基板處理裝置之作動之控制裝置、測量業經前述基板處理裝置處理過之基板之處理結果的測量裝置、及預測下個要處理之前述基板之處理結果的處理結果預測裝置,前述控制裝置依據業經前述基板處理裝置處理過之前述監測基板之使用前述測量裝置而得的處理結果與使用前述處理結果預測裝置而得之預測結果之間的差距,將前述基板處理裝置之作動控制為使前述監測基板之載入頻率最適化。
根據本揭示內容,可提供一種可使監測晶圓之載入頻率最適化之控制裝置。
以下,就本揭示內容之實施形態,一邊參照隨附圖式,一邊說明。此外,在本說明書及圖式中,對實質上具有相同之功能結構之構成要件,標上相同之符號,藉此,省略重複之說明。 (基板處理裝置之結構例)
首先,就本實施形態之基板處理裝置作說明。在本說明書中,就一例為可將多片被處理基板(例如半導體晶圓(以下為晶圓))一次成膜處理之批次式縱型熱處理裝置,一邊參照圖式,一面說明。
於圖1顯示本實施形態之基板處理裝置之一例的概略結構圖。
本實施形態之基板處理裝置100具有長向垂直之例如石英製處理容器102。處理容器102以例如圓筒體之內筒102a、及以同心方式配置於內筒102a之外側之有頂板之外筒102b的2重管構造構成。
處理容器102之下端部以由不鏽鋼等形成之歧管104保持氣密。歧管104亦可為固定於圖中未示之底板之結構。
歧管104具有用以將處理氣體、惰性氣體(例如N2 氣體)等沖洗氣體導入處理容器102內之氣體導入部106、用以將處理容器102內排氣之氣體排氣部108。此外,在圖1中,顯示了設置1個氣體導入部106之結構,本揭示內容並不受限於此點。亦可為取決於使用之氣體種類之數等而具有複數個氣體導入部106之結構。
處理氣體之種類未特別限定,該業者可按形成之膜之種類等,適宜選擇。
於氣體導入部106連接用以導入前述各種氣體之配管110。此外,於配管110之間設有用以調整各氣體流量之圖中未示的質量流量控制器等流量調整部及圖中未示之閥等。
又,於氣體排氣部108連接有具有可將處理容器102內減壓控制之真空泵112、開度可變閥114等之作為真空排氣路徑之配管116。又,於配管116設有用以檢測處理容器102內之壓力而將開度可變閥114反饋控制之圖中未示的壓力感測器SP。
於歧管104之下端部形成有爐喉118,且於此爐喉118設有由例如不鏽鋼等形成之圓盤狀蓋體120。此蓋體120設成可藉升降設備122升降,而可密閉爐喉118。
於蓋體120上設置有例如石英製保溫筒124。又,於保溫筒124上載置有將例如25片至150片左右之晶圓W以水平狀態及預定間隔保持成多層的例如石英製晶舟126。
晶舟126藉使用升降設備122使蓋體120上升而被搬入處理容器102內,成膜處理後,藉使蓋體120下降而從處理容器102內被搬出至下方之裝卸區。
又,於處理容器102之外周側設有可將處理容器102加熱控制至規定溫度之例如圓筒狀加熱器128。
加熱器128分割成複數個區域、例如5個區域(未限定,在圖1中,顯示從鉛直方向上側分割成區域1、區域2、區域3、區域4及區域5這5個區域的實施形態),各加熱器128a~128e構造成可以電力控制器130a~130e獨立地控制發熱量。
又,於內筒102a之內壁及外筒102b之外壁對應加熱器128a~128e而分別設置有內部溫度感測器STin及外部溫度感測器STout。該等內部溫度感測器STin及外部溫度感測器STout以例如熱電偶構成。又,內部溫度感測器STin為了防止晶圓W之金屬污染,而以例如由石英等構成之管等包覆。
載置於晶舟126之晶圓W全體構成1個批次,而可同時進行熱處理。又,載置於晶舟126之晶圓W至少1片以上依據後述本實施形態之基板處理方法,可載置監測晶圓。監測晶圓係用以確認是否已對晶圓W(特別是製品晶圓)施行了所期之基板處理的晶圓,可依據此監測晶圓之處理結果,進行下個行程之處理條件之調整等。此外,當載置監測晶圓時,宜加熱器128之每個區域皆有載置。舉例言之,加熱器128分割成5個區域時,亦可對各區域配置例如1或2片監測晶圓W。
基板處理裝置100具有控制部200,該控制部可用以按例如形成之薄膜之種類、膜厚等,依據由加熱器設定溫度、設定壓力、氣體流量等處理條件組成之處理配方資料,控制程序。控制部200從內部溫度感測器STin及外部溫度感測器STout擷取溫度檢測信號,並且從壓力感測器SP擷取壓力檢測信號。接著,依據該等檢測信號,控制加熱器128之電力控制器130a~e、開度可變閥114、流量調整部等。
於圖2顯示表示本實施形態之控制部之結構例的方塊圖。如圖2所示,控制部200具有CPU(中央處理裝置)210、供CPU210進行之各種處理使用之記憶體220、以顯示操作畫面及選擇畫面等之液晶顯示器等構成之顯示機構230、由用以進行操作員所作之各種資料之輸入及對指定之記憶媒體之各種資料之輸出等各種操作的操作面板及鍵盤等構成之輸入輸出機構240、用以藉由網路等進行資料之交換之通訊機構250。
又,控制部200具有用以控制基板處理裝置100之各部之各種控制器260、以記憶CPU210執行之各種程式及執行程式所需之資料的硬碟(HDD)等構成之記憶機構270等。CPU210可依需要從記憶機構270讀取該等程式及資料來使用。
各種控制器260可舉例如按來自基板處理裝置100之指令來控制電力控制器130a~e以控制加熱器128的溫度控制器、進行處理容器102內之壓力控制之壓力控制器等為例。
於記憶機構270記憶有例如按應形成之薄膜的種類、膜厚等而具有由設定壓力、加熱器設定溫度、氣體流量等處理條件組成之複數個處理配方之處理配方資料(處理條件資料)272、顯示在未載入監測晶圓之狀態下連續實施之基板處理程序之數目(行程數)的行程數資料274等。
在本實施形態之基板處理裝置100中,按例如應形成之薄膜的種類、膜厚等從處理配方資料272讀取對應之處理配方,依據該處理配方,執行晶圓W之成膜處理。又,構造成當在未載入監測晶圓之狀態下連續實施之基板處理程序之數(之後稱為計數值)為規定之計數設定值時,便將監測晶圓W載入晶舟126。 (基板處理系統之結構例)
接著,就本實施形態之基板處理系統之一例說作說明。
於圖3顯示表示本實施形態之基板處理系統之結構例的方塊圖。如圖3所示,本實施形態之基板處理系統300藉由例如LAN(Local Area Network:區域網路)等眾所皆知之網路310連接前述本實施形態之基板處理裝置100、第1資料處理裝置400、第2資料處理裝置500、主電腦600(申請專利範圍之控制裝置)而構成。
第1資料處理裝置400構造成當業經以基板處理裝置100處理之處理結果(例如膜厚)偏離第2資料處理裝置500所算出之預測處理結果(例如預測膜厚)時,若該偏離超過規定之值時,便將處理配方最適化。在另一實施形態中,第1資料處理裝置400則構造成當業經以基板處理裝置100處理之處理結果(例如膜厚)偏離第2資料處理裝置500所算出之預測處理結果(例如預測膜厚)時,則不論該偏離之程度,皆將處理配方最適化。
於圖4顯示表示本實施形態之第1資料處理裝置之結構例的方塊圖。如圖4所示,第1資料處理裝置400具有CPU(中央處理裝置)410、供CPU410進行之各種資料處理使用之記憶體420、以顯示操作畫面及選擇畫面等之液晶顯示器等構成之顯示機構430、由用以進行操作員所作之各種資料之輸入及對指定之記憶媒體等之各種資料之輸出等的操作面板及鍵盤等構成之輸入輸出機構440、用以藉由網路310等與例如基板處理裝置100進行資料之交換的通訊機構450、用以記憶CPU410執行之各種程式及執行程式所需之資料等之硬碟(HDD)等記憶機構460等。CPU410可依需要從記憶機構460讀取上述程式及資料來使用。此種第1資料處理裝置400以例如電腦構成。
於記憶機構460記憶用以依據例如膜厚資料及處理配方資料來算出最適當之處理配方的處理配方最適化計算用資料462等。於例如將處理配方資料作為溫度配方資料時,記憶了表示溫度與膜厚之間的關係之膜厚溫度係數作為處理配方最適化計算用資料。
第2資料處理裝置500構造成依據使用基板處理裝置100而預先實施之複數個處理結果(例如膜厚),算出(預測)下個行程之處理結果。
於圖5顯示表示本實施形態之第2資料處理裝置之結構例的方塊圖。如圖5所示,第2資料處理裝置500具有CPU(中央處理裝置)510、供CPU510進行之各種資料處理使用之記憶體520、以顯示操作畫面及選擇畫面等之液晶顯示器等構成之顯示機構530、由用以進行操作員所作之各種資料之輸入及對指定之記憶媒體之各種資料之輸出等的操作面板及鍵盤等構成的輸入輸出機構540、用以藉由網路310與例如基板處理裝置100進行資料之交換的通訊機構550、用以記憶CPU510執行之各種程式及執行程式所需之資料等的硬碟(HDD)等記憶機構560等。
於記憶機構560記憶例如下個行程膜厚計算用資料562等,該下個行程膜厚計算用資料係用以依據包含已預先實施之使用基板處理裝置100的基板處理程序、及後續之基板處理裝置100之保養的複數個處理週期之晶圓的處理結果,預測下個行程之處理結果。此外,亦可構造成例如在膜厚因處理容器102內之累積膜厚而變動之程序中,從累積膜厚算出(預測)下個行程之膜厚(即,下個行程之預測膜厚)。再者,亦可構造成依據電力控制器130a~e、開度可變閥114及/或流量調整部等之信號,算出(預測)下個行程之膜厚。
於圖6顯示表示本實施形態之主電腦之結構例的方塊圖。如圖6所示,主電腦具有CPU(中央處理裝置)610、供CPU610進行之各種資料處理使用之記憶體620、以顯示操作畫面及選擇畫面等之液晶顯示器等構成之顯示機構630、由用以進行操作員所作之各種資料之輸入及對指定之記憶媒體等之各種資料的輸出等之鍵盤等構成之輸入輸出機構640、用以藉由網路310與例如基板處理裝置100進行資料之交換之通訊機構650。
通訊機構650藉由網路310連接於基板處理裝置100之控制部200內之通訊機構250。基板處理裝置100之通訊機構250具有例如與主電腦600之間的邏輯介面機構、例如HCI(Host Communication Interface:主機通訊介面),可藉此HCI,與主電腦600之間依據TCP/IP等通訊協定,執行各種資料之交換。
主電腦600具有用以記憶CPU610執行之各種程式及執行程式所需之資料等的硬碟(HDD)等記憶機構660等。CPU610可依需要從記憶機構660讀取該等程式及資料來使用。
於記憶機構660記憶由下個行程之預測膜厚及其容許範圍等、以及預先設定之膜厚條件組成之膜厚條件資料662、由處理配方之容許範圍等組成之處理配方條件資料664、從後述膜厚測量裝置320所接收之膜厚資料666、包含對應監測晶圓載置於晶舟126之頻率之資訊等的行程數條件資料668等。
又,如圖3所示,於主電腦600連接有測量業經以基板處理裝置100處理之晶圓之處理結果(在本實施形態為膜厚)之膜厚測量裝置320。此外,在圖3中,顯示了膜厚測量裝置320連接於主電腦之例,亦可連接於基板處理裝置100。此時,構造成以基板處理裝置100擷取來自膜厚測量裝置320之膜厚資料,將之藉由網路310發送至主電腦600。
膜厚測量裝置320構造成以例如橢圓偏光計測量配設於例如基板處理裝置內之圖中未示的載置台上之晶圓表面之薄膜的膜厚。橢圓偏光計為包含落射照明式顯微鏡、分光儀及資料處理部之光干擾式膜厚計,可藉從光源將光經由物鏡照射至晶圓,使反射光入射至分光儀來解析反射光譜而算出膜厚。膜厚測量裝置320構造成依據來自主電腦600之指令,測量形成於晶圓上之薄膜之膜厚,並將該測量膜厚作為膜厚資料傳送至主電腦600。 (本實施形態之基板處理方法)
接著,就使用了包含本實施形態之基板處理裝置100之基板處理系統300之晶圓的處理方法作說明。
如前述,監測晶圓係用以確認是否已對晶圓W(特別是製品晶圓)施行了所期之基板處理的晶圓,依據此監測晶圓之處理結果,進行下個行程之處理條件之調整等。
為了以高精確度控制晶圓W之處理結果,宜使載入監測晶圓之頻率增多,而以高頻率使處理最適化。然而,每當於每個行程載入監測晶圓時,製造成本便大幅增加。
是故,在本實施形態中,於處理晶圓後,依需要以主電腦600所作之判斷進行載入監測晶圓之頻率的變更。具體而言,晶圓之處理、載入監測晶圓之頻率之變更處理及處理配方最適化處理是以規定之程式分別控制主電腦600、基板處理裝置100、第1資料處理裝置400及第2資料處理裝置500,透過資料之交換來實施。
就本實施形態之晶圓之處理、載入監測晶圓之頻率之變更處理及處理配方最適化處理的細節,參照圖式來說明。在本實施形態中,構造成計數在未載入監測晶圓之狀態下連續實施之基板處理程序之數,當該計數值為規定計數設定值時,便將監測晶圓載入晶舟126。又,雖未限定,但在下述所示之例中,說明一實施形態,該實施形態係依據載入監測晶圓時之測量膜厚與預測膜厚,當該等之間之差距超過規定值時,藉變更前述計數設定值來變更監測晶圓之載入間隔。
於圖7顯示表示本實施形態之主電腦進行之基板處理方法之一例的流程圖。本實施形態之基板處理系統300所作之晶圓之處理依據來自主電腦600之各種指令來執行。
首先,如圖7所示,在步驟S110,對基板處理裝置100發送晶圓處理執行指令。
按照此晶圓處理執行指令,基板處理裝置100依據記憶於記憶機構270之處理配方資料272之處理條件(處理容器內之設定壓力、加熱器之設定溫度、氣體流量等),執行晶圓之處理。
在此,就執行晶圓之成膜處理時之基板處理裝置100的動作作說明。將移載了收納於例如密閉式收納容器(FOUP)之未處理晶圓的晶舟126搬入處理容器102內。接著,將處理容器102內控制在設定壓力,並且依據設定溫度控制加熱器128,而使處理容器102內升溫至處理溫度。之後,將規定之處理氣體供至處理容器102內,而對晶圓進行成膜處理。
接著,當成膜處理結束時,使處理容器102內形成惰性氣體環境而降溫至規定之溫度,從處理容器102內搬出晶舟126。之後,從晶舟126搬出處理完畢晶圓後返回至FOUP。
主電腦600在步驟S120,接收記憶於基板處理裝置100之記憶機構270之行程數的計數值。此外,在本實施形態中,預先在規定之計數值設定成於晶舟126載置監測晶圓。然後,在後述步驟S160,藉變更此行程數之計數設定值,可變更於晶舟126載入監測晶圓之頻率。即,在本實施形態中,前述行程數條件資料668包含行程數之計數設定值。
具體而言,在步驟S130,當判斷為在步驟S120所接收之行程數未達到規定之計數設定值(即,晶舟126未載置監測晶圓)時,在後述步驟S210判斷是否滿足處理結束條件。處理結束條件可舉例如連續執行之成膜處理之次數、時間、基板處理裝置100之發生異常等為例。
又,在步驟S130,當判斷為在步驟S120所接收之行程數達到規定之計數設定值(即,於晶舟126載置有監測晶圓)時,之後便將收容有處理完畢晶圓之FOUP以例如圖中未示之自動搬送機器人搬送至膜厚測量裝置320。接著,在膜厚測量裝置320,測量形成於監測晶圓上之薄膜之膜厚,將該測量膜厚作為膜厚資料而發送至主電腦600。
在步驟S140,當主電腦600從膜厚測量裝置320接收監測晶圓之膜厚資料時,便在步驟S150求出來自膜厚資料之測量膜厚與預測膜厚之差,判斷該差是否在容許範圍內。
在步驟S150,當判斷為測量膜厚與預測膜厚之差距在容許範圍內時(在不變更計數設定值下),便在後述步驟S210,判斷是否滿足處理結束條件。
在步驟S150,當判斷為測量膜厚與預測膜厚之差距超過容許範圍時,則在步驟S160,變更行程數之計數值之重設及計數設定值。即,主電腦600在步驟S160,對基板處理裝置100發送行程數資料274之重設指令,同時變更行程數條件資料668。
行程數條件資料668之變更於例如測量膜厚與預測膜厚之間的差距之絕對值在第1容許範圍內(第1閾值以內)時,便變更為例如行程數之計數設定值為15,亦即,監測晶圓對晶舟126之載入間隔為每15個行程(第1頻率)。或者,當目前之計數設定值為15時,則維持計數設定值。
又,當測量膜厚與預測膜厚之間之差距的絕對值超過第1容許範圍時,則變更為例如行程數之計數設定值為2,亦即,晶舟126之後之監測晶圓之載入間隔為每2個行程(第2頻率)。然而,上述計數設定值為一例,亦可為其他值。
又,在上述實施形態中,敘述了使用1個容許範圍來變更行程數條件資料668之實施形態,亦可為使用2個以上之容許範圍來變更行程數條件資料668之結構。舉例言之,就使用第2容許範圍與容許範圍大於此第2容許範圍之第3容許範圍的情形作說明,當測量膜厚與預測膜厚之間之差距的絕對值在第2容許範圍內時,將行程數條件資料668變更為例如行程數之計數設定值為15。又,當測量膜厚與預測膜厚之間之差距的絕對值在第2容許範圍外且在容許範圍大於第2容許範圍之第3容許範圍內時,將行程數條件資料668變更為例如行程數之計數設定值為2。再者,當測量膜厚與預測膜厚之間之差距的絕對值在第3容許範圍外時,則將行程數條件資料668變更為例如行程數之計數設定值為1,亦即,每一行程皆載入監測晶圓。
接著,在步驟S170,主電腦600將處理配方最適化處理執行指令發送至基板處理裝置100。此外,基板處理裝置100當在S170,從主電腦600接收處理配方最適化處理執行指令與膜厚資料時,將膜厚資料及處理配方資料作為計算所需之資料而發送至第1資料處理裝置400,並且發送處理配方最適化計算指令。
按照此處理配方最適化計算指令,第1資料處理裝置400以該業者所知之眾所皆知之方法,執行處理配方最適化計算處理。
當以基板處理裝置100以相同之處理配方連續反覆執行於晶圓上形成薄膜之成膜處理時,其處理結果(例如膜厚)有歷時變化之傾向。此是因例如基板處理裝置100之特性的惡化加劇或處理容器102內之狀態變化之故。又,亦有基板處理裝置100之狀態因基板處理裝置100之保養而位移變化之情形。因此,即使以相同之處理配方連續反覆執行於晶圓上形成薄膜之成膜處理時,仍會產生成形於晶圓上之薄膜之膜厚(測量膜厚)與預測膜厚之差距。因而,當判斷為測量膜厚與預測膜厚之差距超過容許範圍時,宜將處理配方最適化。然而,處理配方之最適化不限於依據前述容許範圍實施之實施形態,亦可於載入監測晶圓時,務必實施處理配方之最適化處理。
接著,第1資料處理裝置400將執行處理配方最適化計算而得之處理配方發送至基板處理裝置100。基板處理裝置100從第1資料處理裝置400接收所算出之處理配方,將現行之處理配方置換更新為該所算出之處理配方,並將該更新後之處理配方發送至主電腦600。
當主電腦600在步驟S180從基板處理裝置100接收更新後之處理配方時,在步驟S190判斷更新後之處理配方是否OK。舉例言之,判斷構成更新後之處理配方之設定溫度等處理條件是否在容許範圍。
在步驟S190,當判斷更新後之處理配方OK時,在步驟S210判斷是否滿足處理結束條件。另一方面,在步驟S190,當判斷更新後之處理配方不OK時,主電腦600則在步驟S200將處理配方復原指令發送至基板處理裝置100。
當基板處理裝置100接收處理配方復原指令時,便執行處理配方復原處理。即,放棄更新後之處理配方,回復成更新前之處理配方。藉此,下個晶圓之處理是依據更新前之處理配方執行。
此外,使用圖7,說明了在上述S170~S200於每一行程執行處理配方最適化處理之結構,而亦可為如圖7之虛線所示,僅於在步驟S150判斷為測量膜厚與預測膜厚之差距超過容許範圍時,執行處理配方最適化處理之結構。
在各步驟S210判斷為不滿足處理結束條件時,主電腦600將指令發送至基板處理裝置100以將目前之計數值追加1。基板處理裝置100將行程數資料274更新為將目前之計數值追加1。接著,主電腦600返回步驟S110之處理,將晶圓處理執行指令發送至基板處理裝置100。
如此進行,可一面以主電腦600自動控制監測晶圓之載入頻率,一面反覆進行晶圓之處理。然後,在各步驟S210判斷為處理結束時,便結束一連串之處理。
根據包含上述說明之本實施形態之監測晶圓之載入頻率的變更之基板處理方法,基板處理裝置100接收來自主電腦600之指令,變更相當於監測晶圓之載入頻率之行程數的計數設定值。因此,可以來自主電腦600之指令,使基板處理裝置100執行監測晶圓之載入頻率之變更處理。另一實施形態亦可為由主電腦600直接指示行程數之計數設定值之變更(行程數資料274之更新)的結構。
又,本實施形態之基板處理方法對下個程序之預測值(例如預測膜厚值)等,亦可在主電腦600這方管理,是否執行監測晶圓之載入頻率之變更處理的判斷也是在主電腦600這方進行。因此,對偏離預測膜厚值到何種程度時才要執行監測晶圓之載入頻率之變更處理等的條件,亦可在主電腦600這方自由地設定管理。
由於藉上述所說明之監測晶圓之載入頻率之變更處理的自動化,即使不在用戶這方進行是否變更監測晶圓之載入頻率等的判斷亦可,故可減輕用戶之負擔。又,由於可將監測晶圓之載入頻率最適化,故可減低與監測晶圓相關之成本。
此種監測晶圓之載入頻率之變更處理可適用於基板處理系統300之各種運用。舉例而言,可適用於基板處理系統300之剛運轉後或零件更換等剛保養後,獲得最適當之監測晶圓之載入頻率的情形。
此外,在上述實施形態中,基板處理裝置之程序處理舉了成膜處理為例,本揭示內容不受限於此點,亦可適用於氧化處理、擴散處理等。又,作為程序處理之結果而獲得之晶圓之程序資料是以膜厚資料為例來說明,本揭示內容不受限於此點,可適用以蝕刻處理形成於晶圓上之元件之微小尺寸、蝕刻速率、該等晶圓面內均一性等可於程序處理後測量之資料。此時,使用可測量上述程序資料中適用之程序資料之測量裝置來取代膜厚測量裝置320。
又,在上述實施形態中,說明了主電腦600執行本實施形態之基板處理方法之結構,本揭示內容不受限於此點,例如亦可為基板處理裝置100之控制部200擔負主電腦600之作用的結構。
此外,上述實施形態之基板處理方法藉將實現記憶有上述實施形態之功能之軟體之程式的記憶媒體等媒體供至系統或裝置,由該系統或裝置之電腦讀取記憶於記憶媒體等媒體之程式來執行,亦可達成本揭示內容。
此時,從記憶媒體等媒體讀取之程式自身實現上述實施形態之功能,而記憶有該程式之記憶媒體等媒體則構成本揭示內容。用以提供程式之記憶媒體等媒體可舉例如軟式(註冊商標)磁碟、硬碟、光碟、磁光碟、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW、磁帶、非依電性記憶卡、ROM等為例。又,亦可藉由網路對媒體下載提供程式。
從上述內容應可理解本揭示內容各種實施例是為了說明而記載,且各種變形可在不脫離本揭示內容之範圍及思想下進行。因而,揭示於此處之各種實施例並非用以限制以下述各請求項指定之本質上的範圍及思想。
100‧‧‧基板處理裝置
102‧‧‧處理容器
102a‧‧‧內筒
102b‧‧‧外筒
104‧‧‧歧管
106‧‧‧氣體導入部
108‧‧‧氣體排氣部
110‧‧‧配管
112‧‧‧真空泵
114‧‧‧開度可變閥
116‧‧‧配管
118‧‧‧爐喉
120‧‧‧蓋體
122‧‧‧升降設備
124‧‧‧保溫筒
126‧‧‧晶舟
128‧‧‧加熱器
128a‧‧‧加熱器
128b‧‧‧加熱器
128c‧‧‧加熱器
128d‧‧‧加熱器
128e‧‧‧加熱器
130a‧‧‧電力控制器
130b‧‧‧電力控制器
130c‧‧‧電力控制器
130d‧‧‧電力控制器
130e‧‧‧電力控制器
200‧‧‧控制部
210‧‧‧CPU(中央處理裝置)
220‧‧‧記憶體
230‧‧‧顯示機構
240‧‧‧輸入輸出機構
250‧‧‧通訊機構
260‧‧‧各種控制器
270‧‧‧記憶機構
272‧‧‧處理配方資料(處理條件資料)
274‧‧‧行程數資料
300‧‧‧基板處理系統
310‧‧‧網路
320‧‧‧膜厚測量裝置
400‧‧‧第1資料處理裝置
410‧‧‧CPU(中央處理裝置)
420‧‧‧記憶體
430‧‧‧顯示機構
440‧‧‧輸入輸出機構
450‧‧‧通訊機構
460‧‧‧記憶機構
462‧‧‧處理配方最適化計算用資料
500‧‧‧第2資料處理裝置
510‧‧‧CPU(中央處理裝置)
520‧‧‧記憶體
530‧‧‧顯示機構
540‧‧‧輸入輸出機構
550‧‧‧通訊機構
560‧‧‧記憶機構
562‧‧‧下個行程膜厚計算用資料
600‧‧‧主電腦
610‧‧‧CPU(中央處理裝置)
620‧‧‧記憶體
630‧‧‧顯示機構
640‧‧‧輸入輸出機構
650‧‧‧通訊機構
660‧‧‧記憶機構
662‧‧‧膜厚條件資料
664‧‧‧處理配方條件資料
666‧‧‧膜厚資料
668‧‧‧行程數條件資料
SP‧‧‧壓力感測器
STin‧‧‧內部溫度感測器
STout‧‧‧外部溫度感測器
S110‧‧‧步驟
S120‧‧‧步驟
S130‧‧‧步驟
S140‧‧‧步驟
S150‧‧‧步驟
S160‧‧‧步驟
S170‧‧‧步驟
S180‧‧‧步驟
S190‧‧‧步驟
S200‧‧‧步驟
S210‧‧‧步驟
W‧‧‧晶圓
圖1係本實施形態之基板處理裝置之一例的概略結構圖。
圖2係顯示本實施形態之控制部之結構例的方塊圖。
圖3係顯示本實施形態之基板處理系統之結構例的方塊圖。
圖4係顯示本實施形態之第1資料處理裝置之結構例的方塊圖。
圖5係顯示本實施形態之第2資料處理裝置之結構例的方塊圖。
圖6係顯示本實施形態之主電腦之結構例的方塊圖。
圖7係顯示本實施形態之主電腦進行之基板處理方法之一例的流程圖。
100‧‧‧基板處理裝置
102‧‧‧處理容器
102a‧‧‧內筒
102b‧‧‧外筒
104‧‧‧歧管
106‧‧‧氣體導入部
108‧‧‧氣體排氣部
110‧‧‧配管
112‧‧‧真空泵
114‧‧‧開度可變閥
116‧‧‧配管
118‧‧‧爐喉
120‧‧‧蓋體
122‧‧‧升降設備
124‧‧‧保溫筒
126‧‧‧晶舟
128‧‧‧加熱器
128a‧‧‧加熱器
128b‧‧‧加熱器
128c‧‧‧加熱器
128d‧‧‧加熱器
128e‧‧‧加熱器
130a‧‧‧電力控制器
130b‧‧‧電力控制器
130c‧‧‧電力控制器
130d‧‧‧電力控制器
130e‧‧‧電力控制器
200‧‧‧控制部
SP‧‧‧壓力感測器
STin‧‧‧內部溫度感測器
STout‧‧‧外部溫度感測器
W‧‧‧晶圓

Claims (7)

  1. 一種控制裝置,其控制至少可載置監測基板之基板處理裝置的作動,該控制裝置依據業經該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與預測結果之間的差距,將該基板處理裝置之作動控制成使該監測基板之載入頻率最適化。
  2. 如申請專利範圍第1項之控制裝置,其中,該控制裝置於業經該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與預測結果之間的差距在第1容許範圍內時,將該基板處理裝置之作動控制為使該監測基板之載入頻率為第1頻率,而於業經該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與預測結果之間的差距超過該第1容許範圍時,則將該基板處理裝置之作動控制為使該監測基板之載入頻率為頻率高於該第1頻率之第2頻率。
  3. 如申請專利範圍第1項之控制裝置,其中,該控制裝置於業經以該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與預測結果之間的差距在第2容許範圍內時,將該基板處理裝置之作動控制為使該監測基板之載入頻率為第3頻率,而於業經該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與預測結果之間的差距在該第2容許範圍外且在容許範圍大於該第2容許範圍之第3容許範圍內時,則將該基板處理裝置之作動控制為使該監測基板之載入頻率為頻率高於該第3頻率之第4頻率, 又,於業經該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與預測結果之間的差距在該第3容許範圍外時,將該基板處理裝置之作動控制為使該監測基板之載入頻率為頻率高於該第4頻率之第5頻率。
  4. 如申請專利範圍第1項之控制裝置,其中,該控制裝置更依據業經該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與目標結果之間的差距,將該基板處理裝置之作動控制為使基板之處理配方最適化。
  5. 如申請專利範圍第4項之控制裝置,其中,該控制裝置於業經該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與目標結果之間的差距超過第4容許範圍時,將該基板處理裝置之作動控制為使該處理配方最適化。
  6. 一種基板處理裝置,其至少可載置監測基板,並具有控制部,該控制部依據業經該基板處理裝置處理過之該監測基板之處理結果與預測結果之間的差距,將該基板處理裝置之作動控制為使該監測基板之載入頻率最適化。
  7. 一種基板處理系統,其藉由網路連接有下列裝置:基板處理裝置,其至少可載置監測基板;控制裝置,其控制該基板處理裝置之作動;測量裝置,其測量業經該基板處理裝置處理過之基板之處理結果;及處理結果預測裝置,其預測下個要處理之該基板之處理結果; 該控制裝置依據業經該基板處理裝置處理過之該監測基板的使用該測量裝置而得之處理結果與使用該處理結果預測裝置而得之預測結果之間的差距,將該基板處理裝置之作動控制為使該監測基板之載入頻率最適化。
TW104107843A 2014-03-13 2015-03-12 控制裝置、基板處理裝置及基板處理系統 TWI591724B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014050318A JP6211960B2 (ja) 2014-03-13 2014-03-13 制御装置、基板処理装置及び基板処理システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201606875A TW201606875A (zh) 2016-02-16
TWI591724B true TWI591724B (zh) 2017-07-11

Family

ID=54068788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104107843A TWI591724B (zh) 2014-03-13 2015-03-12 控制裝置、基板處理裝置及基板處理系統

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9772624B2 (zh)
JP (1) JP6211960B2 (zh)
KR (1) KR101868669B1 (zh)
TW (1) TWI591724B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI811513B (zh) * 2019-03-20 2023-08-11 日商東芝股份有限公司 半導體晶圓及半導體裝置之製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0192323A (ja) * 1987-09-30 1989-04-11 Nkk Corp 連続焼鈍炉の板温制御方法
JPH0675971A (ja) * 1992-08-26 1994-03-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体製造装置管理システム
JP3211578B2 (ja) * 1994-07-19 2001-09-25 ソニー株式会社 品質管理装置および半導体装置の製造方法
JP2001217169A (ja) * 1999-11-26 2001-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd データ変動監視方法と監視装置
US6684122B1 (en) * 2000-01-03 2004-01-27 Advanced Micro Devices, Inc. Control mechanism for matching process parameters in a multi-chamber process tool
US6469518B1 (en) * 2000-01-07 2002-10-22 Advanced Micro Devices, Inc. Method and apparatus for determining measurement frequency based on hardware age and usage
JP4274813B2 (ja) * 2003-02-19 2009-06-10 株式会社ルネサステクノロジ 製品ウェハの処理レシピ決定方法
WO2005048313A2 (en) * 2003-11-10 2005-05-26 Blueshift Technologies, Inc. Methods and systems for handling workpieces in a vacuum-based semiconductor handling system
JP2007123643A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 成膜装置、成膜方法、成膜装置のモニタリングプログラムおよびその記録媒体
DE102006025352A1 (de) * 2006-05-31 2007-12-06 Advanced Micro Devices, Inc., Sunnyvale Verfahren und System zum Bestimmen der Auslastung von Prozessanlagen in einer Fertigungsumgebung auf der Grundlage von Eigenschaften eines automatisierten Materialhandhabungssystems
JP4942174B2 (ja) * 2006-10-05 2012-05-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理システムの処理レシピ最適化方法,基板処理システム,基板処理装置
JP5010414B2 (ja) * 2007-09-26 2012-08-29 東京エレクトロン株式会社 基板処理システム,基板処理装置の制御方法,およびプログラム
JP5101243B2 (ja) * 2007-10-29 2012-12-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置,基板処理装置の制御方法,およびプログラム
JP5774532B2 (ja) * 2012-03-28 2015-09-09 東京エレクトロン株式会社 連続処理システム、連続処理方法、及び、プログラム
WO2014068981A1 (ja) * 2012-10-31 2014-05-08 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理装置の制御装置
JP6106519B2 (ja) * 2013-05-09 2017-04-05 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プログラム、制御装置、成膜装置及び基板処理システム
JP6280407B2 (ja) * 2014-03-19 2018-02-14 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法、プログラム、制御装置、基板処理装置及び基板処理システム

Also Published As

Publication number Publication date
JP6211960B2 (ja) 2017-10-11
KR20150107659A (ko) 2015-09-23
TW201606875A (zh) 2016-02-16
US20150261212A1 (en) 2015-09-17
JP2015176903A (ja) 2015-10-05
US9772624B2 (en) 2017-09-26
KR101868669B1 (ko) 2018-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7738983B2 (en) Method of optimizing process recipe of substrate processing system
KR101177962B1 (ko) 히터 소선의 수명 예측 방법, 열처리 장치, 기록 매체,히터 소선의 수명 예측 처리 시스템
JP5501718B2 (ja) 基板の異常載置状態の検知方法、基板処理方法、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体および基板処理装置
US20170053819A1 (en) Wear detection of consumable part in semiconductor manufacturing equipment
US10607869B2 (en) Substrate processing system and control device
KR20140133449A (ko) 기판 처리 방법, 프로그램, 제어 장치, 성막 장치 및 기판 처리 시스템
JP4607576B2 (ja) 半導体製造装置
JP2007335500A (ja) 基板処理装置の温度制御方法
JP4420356B2 (ja) ヒータ素線の寿命予測方法,熱処理装置,記録媒体,ヒータ素線の寿命予測処理システム
TWI591724B (zh) 控制裝置、基板處理裝置及基板處理系統
JP6584350B2 (ja) 制御装置、基板処理システム、基板処理方法及びプログラム
JP7189326B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム
JP2014099437A (ja) 半導体装置の製造方法
US8948899B2 (en) Substrate processing system, substrate processing apparatus and display method of substrate processing apparatus
CN115642104A (zh) 基板处理装置、半导体器件的制造方法及记录介质
JP6566897B2 (ja) 制御装置、基板処理システム、基板処理方法及びプログラム