TWI849365B - 處理裝置、程式及半導體裝置之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明可僅藉由目標溫度之晶圓溫度的指定，作成製程配方而進行溫度控制，減低設定錯誤。 本發明係具備：記憶部，係至少記憶：相對於基板之目標溫度，設定了對基板進行加熱之加熱器的設定值及對上述基板進行加熱之燈之設定值的溫度控制表；與由用於處理基板之複數步驟所構成的製程配方；與控制部，係執行上述製程配方；上述控制部係構成為：根據與於上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度，檢索上述溫度控制表，將相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率(ramp rate)值之至少一者。

Description

處理裝置、程式及半導體裝置之製造方法
本發明係關於處理裝置、程式及半導體裝置之製造方法。
作為半導體裝置之製造步驟的一步驟，有如對基板進行加熱，並進行氮化、氧化、退火等處理的基板處理裝置。
專利文獻1揭示併用承熱器之加熱器與燈式加熱單元而使處理室溫度升溫之基板處理裝置。
專利文獻2則揭示藉由電阻加熱器對基板進行加熱，進而使用燈式加熱器作為輔助加熱器的基板處理裝置。
專利文獻3揭示構成為可於設定畫面上進行燈之溫度設定與加熱器之溫度設定的基板處理裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2012-231001號公報 專利文獻2：日本專利特開2007-311618號公報 專利文獻3：日本專利特開2008-288282號公報
(發明所欲解決之問題)
於如上述般之基板處理裝置中，在加熱基板時，必須設定加熱器、或燈單元、或高頻電源等複數之溫度控制物件的設定值的組合。
根據本發明，可僅藉由目標溫度之晶圓溫度的指定，作成製程配方而進行溫度控制，減低設定錯誤。 (解決問題之技術手段)
根據本發明之一態樣，提供一種技術，係具備： 記憶部，係至少記憶：相對於基板之目標溫度，設定了對基板進行加熱之加熱器的設定值及對上述基板進行加熱之燈之設定值的溫度控制表；與由用於處理基板之複數步驟所構成的製程配方；與 控制部，係執行上述製程配方； 上述控制部係構成為：根據與於上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度，檢索上述溫度控制表， 將相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率(ramp rate)值之至少一者。 (對照先前技術之功效)
根據本發明，可僅藉由目標溫度之晶圓溫度的指定，作成製程配方而進行溫度控制，減低設定錯誤。
以下使用圖式說明本發明之一實施形態。又，以下說明中所使用之圖式均為模式性者，圖式中所表示之各要件的尺寸關係、各要件之比率等未必與現實者一致。又，複數之圖式彼此間的各要件之尺寸關係、各要件之比率等亦未必一致。
(1)基板處理裝置之構成 基板處理裝置100係具有處理容器203，此處理容器203係由屬於第1容器之圓頂型之上側容器210、與屬於第2容器之碗型之下側容器211所形成，上側容器210係覆蓋於下側容器211上。上側容器210由氧化鋁或石英等非金屬材料所形成，下側容器211由例如鋁所形成。又，於處理容器203之上面配置光穿透性窗部278，在對應於此光穿透性窗部278之處理容器203之外側設置燈單元(光源)280。又，藉由以氮化鋁或陶瓷或石英等非金屬材料構成屬於後述之加熱器一體型之基板保持具(基板保持手段)的承熱器217，則於處理時減低攝取至膜中的金屬污染。
噴浴頭236係設於處理室(反應室)201之上部，具備有設環狀之框體233、光穿透性窗部278、氣體導入口234、緩衝室237、開口238、遮蔽板240、與氣體吹出口239。緩衝室237係設置成用於使由氣體導入口234所導入之氣體分散的分散空間。
氣體導入口234係連接供給氣體之氣體供給管232，氣體供給管232係經由屬於開關閥之閥243a、流量控制器(流量控制手段)之質量流量控制器241而連接於圖中省略之反應氣體230之氣瓶。由噴浴頭236將反應氣體230供給至處理室201，又，依使基板處理後之氣體由承熱器217周圍朝處理室201之底方向流動的方式，於下側容器211之側壁設置將氣體排氣的氣體排氣口235。於氣體排氣口235係連接著將氣體排氣之氣體排氣管231，氣體排氣管231係經由屬於壓力調整器之APC242、屬於開關閥之閥243b而連接至屬於排氣裝置之真空泵246。
作為使所供給之反應氣體230激發的放電機構(放電用電極)，係設置形成為筒狀、例如圓筒狀之屬於第1電極的筒狀電極215。筒狀電極215係設置於處理容器203(上側容器210)外周而包圍處理室201內之電漿生成區域224。於筒狀電極215，係經由進行阻抗整合之整合器272而連接著施加電頻電力之高頻電源273。
又，形成為筒狀、例如圓筒狀之屬於磁場形成機構(磁場形成手段)的筒狀磁鐵216，係成為筒狀之永久磁鐵。筒狀磁鐵216係配置於筒狀電極215之外表面之上下端附近。上下之筒狀磁鐵216、216係在沿著處理室201半徑方向之兩端(內周端與外周端)具有磁極，將上下之筒狀磁鐵216、216之磁極方向設定為相反方向。從而，內周部之磁極彼此成為不同極，藉此，沿著筒狀電極215之內周面於圓筒軸方向上形成磁力線。
於處理室201之底側中央，配置承熱器217作為用於保持基板之晶圓200的基板保持具(基板保持手段)。承熱器217例如由氮化鋁或陶瓷、或石英等非金屬材料所形成，於內部一體地埋藏著作為加熱機構(加熱手段)之加熱器217b，而可對晶圓200進行加熱。加熱器217b係構成為可藉由施加電力而加熱晶圓200。加熱器217b係構成為於承熱器217載置晶圓200而進行加熱的第1加熱裝置。
又，於承熱器217之內部，亦裝備有用於進一步使阻抗變化的屬於電極之第2電極，此第2電極經由阻抗可變機構274而接地。阻抗可變機構274係由線圈或可變電容器所構成，藉由控制線圈之圖樣數或可變電容器之容量值，而可經由上述電極及承熱器217控制晶圓200之電位。
用於對晶圓200藉由磁控管型電漿源之磁控管放電進行處理的處理爐202，係至少由處理室201、處理容器203、承熱器217、筒狀電極215、筒狀磁鐵216、噴淋頭236及排氣口235所構成，可於處理室201對晶圓200進行電漿處理。
於筒狀電極215及筒狀磁鐵216之周圍，為了使藉此筒狀電極215及筒狀磁鐵216所構成之電場或磁場不致影響到外部環境或其他處理爐等裝置，而設置有效遮蔽電場或磁場之遮蔽板223。
承熱器217係設置與下側容器211絕緣、使承熱器217升降之承熱器升降機構(升降手段)268。又，於承熱器217設置貫通孔217a，於下側容器211之底面設置至少3處之用於將晶圓200突舉之晶圓突舉銷266。而且，依在藉由承熱器升降機構268使承熱器217下降時以晶圓突舉銷266與承熱器217呈非接觸之狀態貫穿貫通孔217a的位置關係，配置貫通孔217a及晶圓突舉銷266。
又，於下側容器211之側壁設置成為間隔閥之閘閥244，於開放時可藉由圖中省略之搬送機構(搬送手段)對處理室201進行晶圓200之搬入或搬出，於關閉時可氣密性地關閉處理室201。
接著說明燈單元280之周邊構造。 燈單元280係配設於框體233上，具有至少一個(本實施形態中為4個)之加熱燈。光穿透性窗部278係形成為圓柱狀，經由未圖式之密封構件支撐於框體233。此光穿透性窗部278係由使從燈單元280所照射之光或熱穿透的穿透性構件所構成。燈單元280係構成為由處理容器203之外側對晶圓200進行加熱的第2加熱裝置。
又，於框體233內，設置作為冷卻手段的冷卻路徑(未圖示)。構成為於此冷卻路徑中流通冷卻媒體(例如冷卻水)，藉此使密封構件周圍之環境溫度降低。
(2)控制部之構成 如圖2所示，屬於控制部(控制手段)之控制器121係構成為具備CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d的電腦。RAM 121b、屬於記憶部之記憶裝置121c、I/O埠121d係構成為經由內部匯流排121e而可與CPU 121a進行資料交換。控制器121係連接有例如構成為觸控面板等之輸出入裝置402。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)等所構成。於記憶裝置121c內可讀取地儲存有控制基板處理裝置之動作的控制程式，或記載有既定處理手續(以下亦稱為步驟)或條件等的配方(recipe)等。由複數步驟所構成之製程配方主要係以將既定處理中各步驟藉由控制器121執行，而可獲得既定結果之方式組合者，作為程式而發揮機能。以下，作為包含製程配方之配方或控制程式等的總稱，亦簡稱為程式。又，以下亦將製程配方簡稱為配方。本說明書中於使用程式一詞的情況，係指僅含配方單體的情況、僅含控制程式單體的情況、或含有此二者之情況。RAM 121b係構成為使藉由CPU 121a讀出之程式或數據等暫時地保存之記憶區域(工作區域)。
I/O埠121d係連接於上述閥243a、243b、質量流量控制器241、APC242、真空泵246、整合器272、高頻電源273、加熱器217b、承熱器升降機構268、阻抗可變機構274、閘閥244、燈單元280。
CPU121a係構成為自記憶裝置121c讀取控制程式並執行，且配合自輸出入裝置402之操作指令之輸入等由記憶裝置121c讀取製程配方。如圖1所示，CPU121a係構成為依照讀取之製程配方的內容，分別通過I/O埠121d及信號線A控制APC242、閥243b、真空泵246，通常信號線B控制承熱器升降機構268，通常信號線C控制閘閥244，通常信號線D控制整合器272、高頻電源273，通常信號線E控制質量流量控制器241、閥243a，進而通常信號線F控制加熱器217b、阻抗可變機構274、燈單元280。
控制器121係可藉由將由屬於記憶部之外部記憶裝置403所儲存之上述程式安裝到電腦中而構成。外部記憶裝置403係包含例如USB記憶體等半導體記憶體等。記憶裝置121c或外部記憶裝置403係構成為可被電腦讀取之記錄媒體。以下，作為此等之總稱，簡稱為記錄媒體。本說明書中於使用記錄媒體一詞的情況，係指僅含記憶裝置121c單體的情況、僅含外部記憶裝置403單體的情況、或含有此二者之情況。尚且，對電腦之程式提供，亦可不使用外部記憶裝置403，而使用網路或專用線路等通訊手段進行。
(3)基板處理步驟 接著使用上述構成之基板處理裝置，作為半導體裝置製造步驟之一步驟，針對對晶圓200表面、或形成於晶圓200上之基底膜之表面施行既定處理的方法進行說明。又，以下的說明中，構成基板處理裝置100之各部的動作係藉由控制器121所控制。
晶圓200係由構成處理爐202之處理室201之外部藉由搬送晶圓之圖中省略之搬送機構搬入至處理室201，並搬送至承熱器217上。此搬送動作之細節如下述。將承熱器217下降至基板搬送位置，晶圓突舉銷266之前端通過承熱器217之貫通孔217a。此時，成為晶圓突舉銷266由承熱器217表面僅突出了既定高度份的狀態。接著，打開設於下側容器211之閘閥244，藉由圖中省略之搬送機構將晶圓200載置於晶圓突舉銷266前端。在搬送機構退避至處理室201外時，關開閘閥244。在藉由承熱器升降機構268使承熱器217上升時，可將晶圓200載置於承熱器217上面，進而上升至對晶圓200進行處理的位置。
使埋藏於承熱器217之加熱器217b事先加熱，視需要亦加熱燈單元280，將搬入至晶圓200加熱至既定處理溫度之晶圓溫度(基板溫度)。使用真空泵246及APC242將處理室201之壓力維持為既定壓力。
在晶圓200之溫度到達晶圓溫度、穩定化後，由氣體導入口234經由遮蔽板240之氣體噴出孔239，將反應氣體朝配置於處理室201之晶圓200上面(處理面)導入。此時之氣體流量設為既定流量。同時，對筒狀電極215由高頻電源273經由整合器272施加高頻電力。施加之電力係投入既定輸出值。此時，阻抗可變機構274係事先控制成為所需阻抗值。
受到筒狀磁鐵216、216之磁場影響而發生磁控管放電，於晶圓200之上方空間捕捉電荷而於電漿生成區域224生成高密度電漿。然後，藉由所生成之高密度電漿，對承熱器217上之晶圓200之表面施行電漿處理。完成電漿處理之晶圓200係使用省略圖示之搬送機構，依與基板搬入時相反的手續搬送至處理室201外。
(4)由控制部進行之溫度控制 接著說明本發明之一實施形態中由控制部121進行之溫度控制。本發明中，控制器121係構成為在上述基板處理步驟中執行製程配方時，使用記憶裝置121c或外部記憶裝置403所儲存之溫度控制表中之加熱器217b之設定值與燈單元280之設定值，控制晶圓溫度。
於此，處理晶圓200時之晶圓溫度係例如圖3所示般，視加熱器或燈單元或高頻電源或微波發生器或冷卻器等之複數溫度控制物件之複數設定項目的設定值而有所影響。
本發明中，於記憶裝置121c或外部記憶裝置403記憶了：溫度控制表，係將相對於屬於晶圓200之目標溫度的晶圓溫度，對晶圓200進行加熱之加熱器217b之複數設定項目的設定值，與對晶圓200進行加熱之燈單元280之複數設定項目的設定值加以相關連；與製程配方，係由用於在上述基板處理步驟中對晶圓200進行處理之複數步驟所構成。圖4表示溫度控制表之一例，圖5表示製程配方之一例。
如圖4所示，溫度控制表係相對於製程配方之各步驟中成為設定時之目標溫度的晶圓溫度(℃)，使下述者對應(相關連)而設定成：屬於控制加熱器217b之加熱器控制值之加熱器217b的溫度設定值(℃)；屬於加熱器217b之輸入側與輸出側之功率比率的溫度比率；屬於控制燈單元280之燈控制值之使燈單元280升溫時之溫度步驟的升溫時間(秒)；燈單元280之升溫步驟之功率設定值(%)；燈單元280之升溫步驟之升載速率(%/秒)；使燈單元280升溫後而穩定於所設定之晶圓溫度時之製程步驟之功率設定值(%)；與燈單元280之製程配方的升載速率(%/秒)。亦即燈控制值係具有：屬於升溫至製程配方內所設定之晶圓溫度時之控制值的第1控制值；與屬於使其穩定於製程配方內所設定之晶圓溫度時之控制值的第2控制值。又，第1控制值與第2控制值構成為可相對於屬於目標溫度之一之晶圓溫度進行設定，在製程配方之複數步驟中之一個步驟中設定第1控制值與第2控制值。藉此，可藉由加熱器217b與燈單元280進行晶圓200之溫度控制，可使晶圓200穩定於所需溫度而進行晶圓處理。
如圖5所示，製程配方係分別對應各步驟之事件名、事件時間、晶圓溫度、高頻電源之開關與功率設定值(W)、燈單元280之控制模式、承熱器217之位置、氣體流量、處理壓力等而儲存。
圖6係表示製程配方開始時之製程配方與溫度控制表的下載處理的圖。
操作部601係具備編輯畫面，構成為可進行製程配方之編輯或溫度控制表之編輯。又，操作部601係構成為對控制部121傳送。又，操作部601係構成為於操作畫面上顯示製程配方之實行狀態等。
又，控制器121係構成為要求製程配方或溫度控制表之下載，或與加熱器217b或燈單元280或高頻電源273等複數之溫度控制物件進行通訊。
首先，於操作部601中，在輸入配方之開始操作時，則通知至控制器121。然後，由控制器121對對操作部601傳送製程配方與溫度控制表之下載要求。藉此，由操作部601朝控制器121下載製程配方與溫度控制表，控制器121可使用溫度控制表控制製程配方。
接著，使用圖7說明製程配方之各步驟中控制器121使用燈加熱的溫度控制動作S100。
控制器121係在開始製程配方之各步驟(事件)時，判定製程配方內之溫度機能選擇標誌是否為開(S101)。
然後，在溫度機能選擇標誌為開的情況，控制器121判定溫度控制模式是否為晶圓溫度設定(S102)。
然後，在溫度控制模式為晶圓溫度設定的情況，控制器121係根據與其製程配方內所設定之晶圓溫度相當之目標溫度檢索溫度控制表內(S103)，判定屬於與製程配方之晶圓溫度一致之數據的目標溫度是否在溫度控制表內(S104)。
然後，在溫度控制表內並無一致數據的情況，結束處理；在有一致數據的情況，則將相對於與一致之晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率、在燈單元280中進行升溫設定時則燈單元280之升溫步驟中之燈單元280之功率設定值、升載速率值之至少一者(S105)，執行製程配方之既定步驟。
具體而言，於圖5中之製程配方之步驟No.1~No.5、No.9中，由於燈單元280之功率設定值0、升載速率0故成為無燈控制之設定，故控制器121僅控制加熱器217b，而執行此步驟No.1~No.5、No.9之溫度控制。
又，於圖5中之製程配方內之步驟No.6中，根據與步驟No.6所設定之晶圓溫度800℃相當的目標溫度，檢索圖4之溫度控制表，取得相對於圖4之溫度控制表之No.7中之晶圓溫度800℃所設定的加熱器217b之溫度設定值為927℃、加熱器217b之溫度比率為0.57、燈單元280之升溫時間為40秒、燈單元280之升溫步驟中之功率設定值為74%、燈單元280之升溫步驟中之升載速率為10%/秒、燈單元280之製程步驟中之功率設定值為64%、燈單元280之製程步驟中之升載速率為0.2%/秒。
然後，控制器121設定由圖4之溫度控制表取得之相對於晶圓溫度800℃所設定的加熱器217b之溫度設定值為927℃、加熱器217b之溫度比率為0.57、燈單元280之升溫時間為40秒、燈單元280之升溫步驟中之功率設定值為74%、燈單元280之升溫步驟中之升載速率設定為10%/秒而控制加熱器217b與燈單元280，執行步驟No.6之事件。在燈單元280之升溫開始40秒後，根據燈單元280之製程步驟中之功率設定值為64%、燈單元280之製程步驟中之升載速率為0.2%/秒控制加熱器217b與燈單元280，執行步驟No.7之事件。步驟No.7之事件係打開高頻電源而生成電漿的步驟，在下一步驟No.8進行晶圓200處理之前，使此電漿穩定化的步驟。
然後，在溫度穩定於800℃後，控制器121根據步驟No.7所設定之燈單元280之製程步驟中之燈單元280的功率設定值、升載速率值，控制加熱器217b與燈單元280，執行步驟No.8之事件。步驟No.8之事件係對晶圓200進行處理的步驟。
亦即，控制器121係構成為將相對於與溫度控制表內之晶圓溫度相當的目標溫度所設定的設定值，分別設定成製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率、燈單元280之功率設定值、升載速率值。藉此，僅藉由指定作為目標溫度之晶圓溫度，則可作成製程配方而進行溫度控制，減低設定錯誤。
尚且，於使用圖4所示之溫度控制表的情況，在製程配方之各步驟進行設定時之晶圓溫度為700℃以下時，係僅設定加熱器控制值並僅控制加熱器217b，在高於700℃時則除了加熱器控制值之外，尚設定燈控制值而控制加熱器217b與燈單元280。在各步驟進行設定時之晶圓溫度為700℃以下時，若除了加熱器217b之外尚使用燈單元280加熱晶圓200，則成為急升溫，有發生晶圓200之曲翹或晶圓200之破損的情形。因此，於溫度控制表中，在各步驟進行設定時之晶圓溫度為高於700℃的情況，藉由除了加熱器217b之設定值之外尚使用燈單元280之設定值進行控制，可防止因設定錯誤所造成的晶圓200之曲翹或破損等。
又，燈單元280係在開始加熱起至到達目標溫度為止需要一定之升溫時間。因此，控制器121係在各步驟進行設定時之晶圓溫度高於700℃的情況，且使燈單元280升溫至製程配方內所設定之晶圓溫度時，設定燈單元280之升溫步驟中各設定項目的設定值；在使燈單元280穩定於製程配方內所設定之晶圓溫度時，則設定燈單元280之製程步驟之各設定項目的設定值，而執行各步驟。
接著使用圖8，說明操作部601於操作畫面(亦稱為編輯畫面)上進行配方編輯處理S200時的手續。
操作部601係構成為配合既定之畫面事件，執行溫度控制表之下載、溫度控制表之變更、溫度控制表內之設定值變更、溫度控制表內所設定之溫度控制模式變更、溫度控制表內所設定之機能選擇按鈕變更中的任一事件。藉此，使用者可於操作畫面上一邊確認現在之設定值、一邊進行操作。
例如，操作部601係在溫度控制表為OK的情況(S201)，藉OK接收已結束之事件(步驟)，再次載入溫度控制表(S202)。
然後，操作部601判定所載入之溫度控制表是否OK(S203)。
然後，操作部601根據與設定於製程配方內之晶圓溫度相當之目標溫度，檢索溫度控制表，判定與設定於製程配方內之晶圓溫度相當之目標溫度是否於溫度控制表內存在一致之數據(S204)。
然後，在溫度控制表內並無一致數據的情況，控制器121使製程配方之加熱器217b之溫度設定值、溫度比率、燈單元280之功率設定值、升載速率值之至少一者成為0(未設定)(S205)。亦即，藉由控制器121，在與設定於製程配方內之晶圓溫度相當之目標溫度無法由溫度控制表抽出的情況，將製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率、燈單元280之功率設定值、升載速率值之至少一者設定為0、或未設定。然後，控制器121使配方編輯處理(S200)結束。藉此，僅藉由作為目標溫度之晶圓溫度的指定，在作成製程配方時，藉由緊急地設定為0、或設為未設定，則成為等待設定狀態，減低設定錯誤。
尚且，在溫度控制表內並無一致數據的情況，控制器121係根據與設定於製程配方內之晶圓溫度最接近之晶圓溫度相當之目標溫度檢索溫度控制表，將相對於與最接近之晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率、燈單元280之功率設定值、升載速率值之至少一者。藉此，即使於溫度控制表內並無作為目標溫度之晶圓溫度，仍可作成製程配方而進行溫度控制，減低設定錯誤。
然後，在溫度控制表內存在一致數據的情況，控制器121係將相對於與製程配方內之晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率、燈單元280之功率設定值、升載速率值之至少一者(S206)。藉此，僅藉由作為目標溫度之晶圓溫度的指定，則可作成製程配方而進行溫度控制，減低設定錯誤。
而且，在製程配方內所設定之晶圓溫度為既定溫度以上的情況，控制器121係打開溫度機能選擇標誌(S207)。藉由使溫度機能選擇標誌打開，操作部601可使燈機能選擇標誌打開。藉此，在溫度機能選擇標誌為打開時，可設定燈控制值，可控制燈單元280之照射時間。而且，藉由將燈機能選擇標誌設為打開，而設定包括燈單元280之功率設定值、升載速率值的燈控制值。藉此，在晶圓溫度為既定溫度以上的情況，可設定燈控制值，可藉由正確之時機控制燈單元280。
然後，判定溫度控制模式是否為晶圓溫度設定(S208)。
然後，在溫度控制模式為晶圓溫度設定的情況，使燈機能選擇打開，使控制模式打開，可藉由晶圓溫度設定之控制模式進行控制(S209)。
又，在溫度控制模式並非晶圓溫度設定的情況，將燈機能選擇打開，將控制模式關閉(S210)。
接著，使用圖9說明溫度控制表之數據算出方法。作為溫度控制表之數據算出方法，有1點檢測與2點檢測。
於1點檢測時，如圖9所示，在將製程配方之晶圓溫度設為600℃的情況，控制器121係由溫度控制表取得對應至晶圓溫度600℃的加熱器217b之溫度設定值609℃與溫度比率0.440。又，在溫度控制表並無與設定於製程配方之晶圓溫度相當之目標溫度的情況，設為錯誤。
又，於2點檢測時，如圖9所示，在將製程配方之晶圓溫度設為600℃的情況，控制器121係由溫度控制表取得對應至晶圓溫度600℃的加熱器217b之溫度設定值609℃與溫度比率0.440。又，在溫度控制表並無與設定於製程配方之晶圓溫度相當之目標溫度的情況，控制器121係判定出與設定於製程配方內之晶圓溫度相當之目標溫度可落入範圍內之溫度控制表內之2點晶圓溫度。具體而言，在將製程配方之晶圓溫度設定為630℃時，由溫度控制表檢測出晶圓溫度620℃與640℃，判定620℃與640℃之2點作為晶圓溫度。
然後，根據溫度控制表中對應至晶圓溫度620℃之加熱器217b的溫度設定值618℃、與對應至晶圓溫度640℃之加熱器217b的溫度設定值639℃，使用比例式算出加熱器217b之溫度設定值628.5℃。又，根據對應至晶圓溫度620℃之加熱器217b的溫度比率0.500、與對應至晶圓溫度640℃之加熱器217b的溫度比率0.490，使用比例式算出加熱器217b之溫度比率0.495。
亦即，在溫度控制表並無與設定於製程配方內之晶圓溫度相當之目標溫度的情況，控制器121係判定出與設定於製程配方內之晶圓溫度相當之目標溫度可落入範圍內之溫度控制表內之2點晶圓溫度，並將相對於所判定之2點晶圓溫度所相當之目標溫度分別設定的設定值，針對製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率、燈單元280之功率設定值、升載速率值之至少一者，根據對與2點晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，依比例式進行算出而設定。藉此，即使在溫度控制表並無作為目標溫度之晶圓溫度的情況，仍可作成製程配方進行溫度控制，減低設定錯誤。又，由於可檢索既定之溫度控制表，故成為編輯錯誤、無法編輯而無法作成製程配方的情況極少。藉此，可抑制裝置作動率之降低。
尚且，上述實施形態中，係針對於溫度控制表中具有加熱器217b與燈單元280之設定值的構成進行了說明，但並不限定於此，亦可包括高頻電源、微波單元、冷卻單元等之溫度控制物件的設定值。藉此，可使用複數之溫度控制物件進行溫度控制。
又，上述實施形態中，係針對具有屬於升溫至製程配方內所設定之晶圓溫度時之控制值的第1控制值、與屬於使其穩定於製程配方內所設定之晶圓溫度時之控制值的第2控制值作為燈單元280之燈控制值的構成進行了說明，但並不限定於此，亦可僅使用第2控制值，此時，控制器121係構成為可於複數步驟中，於升溫步驟與基板處理步驟(亦稱為製程步驟)連續地設定第2控制值。藉此，可藉由加熱器217b與燈單元280進行晶圓200之溫度控制，使晶圓200穩定於所需溫度而進行晶圓處理。
又，上述實施形態中，係針對使用可相對於晶圓之目標溫度、對加熱器217b之設定值與燈單元280之設定值進行設定的溫度控制表的構成，進行了說明，但並不限定於此，亦可使用包括：可相對於晶圓之目標溫度對加熱器217b之設定值與燈單元280之設定值進行設定的第1溫度控制表；與可相對於晶圓之目標溫度對燈單元280之設定值進行設定的第2溫度控制表；的溫度控制表。此時，若設定於製程配方內之晶圓溫度未滿既定溫度，則控制器121檢索第1溫度控制表，將第1溫度控制表內之相對於與晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率的至少一者。然後，若設定於製程配方內之晶圓溫度為既定溫度以上，則控制器121檢索第1溫度控制表與第2溫度控制表，將第1溫度控制表內之相對於與晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率的至少一者，並將第2溫度控制表內之相對於與晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為製程配方內之燈單元280之功率設定值、升載速率值的至少一者。此情況下，仍可僅藉由作為目標溫度之晶圓溫度的指定，作成製程配方而進行溫度控制，減低設定錯誤。
又，亦可使用包括：可對加熱晶圓之加熱器217b之設定值進行設定的第1溫度控制表；與可對加熱器217b之設定值與燈單元280之設定值進行設定的第2溫度控制表；的溫度控制表。此情況下，仍可僅藉由作為目標溫度之晶圓溫度的指定，作成製程配方而進行溫度控制，減低設定錯誤。
此時，若設定於製程配方內之晶圓溫度未滿既定溫度，則控制器121選擇第1溫度控制表，將第1溫度控制表內之相對於上述晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率的至少一者。
又，若設定於製程配方內之晶圓溫度為既定溫度以上，則控制器121選擇第2溫度控制表，將第2溫度控制表內之相對於與晶圓溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為製程配方內之加熱器217b之溫度設定值、加熱器217b之溫度比率、燈單元280之功率設定值、升載速率值的至少一者。減低設定錯誤。
尚且，本發明之實施形態中之基板處理裝置10並不僅止於製造半導體之半導體製造裝置，亦可應用於對LCD裝置般之玻璃基板進行處理的裝置。又，當然亦可應用於曝光裝置、光刻裝置、塗佈裝置、利用了電漿之處理裝置等的各種基板處理裝置。
以上說明了本發明之各種典型之實施形態，但本發明並不限定於此等實施形態，亦可適當組合使用。
100:基板處理裝置 121:控制器(控制部) 121a:CPU 121b:RAM 121c:記憶裝置 121d:I/O埠 121e:內部匯流排 200:晶圓(基板) 201:處理室 202:處理爐 203:處理容器 210:上側容器 211:下側容器 215:筒狀電極 216:筒狀磁鐵 217:承熱器 217a:貫通孔 217b:加熱器 223:遮蔽板 224:電漿生成區域 230:反應氣體 231:氣體排氣管 232:氣體供給管 233:框體 234:氣體導入口 235:氣體排氣口 236:噴浴頭 237:緩衝室 238:開口 239:氣體吹出口 240:遮蔽板 241:質量流量控制器 242:APC 243a,243b:閥 244:閘閥 246:真空泵 266:晶圓突舉銷 268:承熱器升降機構 272:整合器 273:高頻電源 274:阻抗可變機構 278:光穿透性窗部 280:燈單元(光源) 402:輸出入裝置 403:外部記憶裝置 601:操作部 A,B,C,D,E,F:信號線
圖1係本發明之一實施形態中適合使用之基板處理裝置100之縱剖面圖。 圖2係本發明之一實施形態中適合使用之基板處理裝置100之控制器121的概略構成圖，以方塊圖顯示控制器之控制系統的圖。 圖3係表示加熱基板時之溫度控制物件、與各溫度控制物件中之設定項目之設定值之一例圖。 圖4係表示於記憶裝置或外部記憶裝置所記憶之溫度控制表之一例圖。 圖5係表示於記憶裝置或外部記憶裝置所記憶之製程配方之一例圖。 圖6係用於說明製程配方開始時之製程配方與溫度控制表之下載處理的圖。 圖7係用於說明各步驟中之溫度控制動作的流程圖。 圖8係用於說明於操作畫面上進行配方編輯處理時之手續的流程圖。 圖9係用於說明溫度控制表之數據算出方法的圖。

Claims (16)

  1. 一種處理裝置，係具備：記憶部，係至少記憶：相對於基板之目標溫度，設定了對基板進行加熱之加熱器的設定值及對上述基板進行加熱之燈之設定值的溫度控制表；與由用於處理基板之複數步驟所構成的製程配方；與控制部，係執行上述製程配方；上述控制部根據與於上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度，檢索上述溫度控制表，上述控制部係以如下方式構成，即，設定相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，且設定上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率(ramp rate)值之至少一者，上述控制部係以如下方式構成，即，當在上述製程配方內所設定之基板溫度為既定溫度以上的情況，則可對至少包括上述燈之功率設定值與上述升載速率值的燈控制值進行設定。
  2. 如請求項1之處理裝置，其中，上述控制部係以如下方式構成，即，當與在上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度無法由上述溫度控制表抽出的情況，將上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率值之至少一者設定為0或未設定。
  3. 如請求項1之處理裝置，其中，上述控制部係以如下方式構成，即，在與上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度不存 在於上述溫度控制表中的情況，根據與設定於上述製程配方內之基板溫度最接近之基板溫度相當之目標溫度，檢索上述溫度控制表，將相對於與上述最接近之基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率值之至少一者。
  4. 如請求項1之處理裝置，其中，上述控制器係以如下方式構成，即，當與在上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度不存於上述溫度控制表中的情況，判定出與於上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度落入範圍內之上述溫度控制表內之2點基板溫度，並將相對於與上述2點基板溫度相當之目標溫度分別設定的設定值，針對上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率值之至少一者，根據對與上述2點基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，依比例式進行算出。
  5. 如請求項1之處理裝置，其中，上述控制部係以如下方式構成，即，當在上述製程配方內所設定之基板溫度為既定溫度以上的情況，打開溫度機能選擇標誌。
  6. 如請求項5之處理裝置，其中，上述控制部係以如下方式構成，即，在上述溫度機能選擇標誌為打開的情況，可使燈機能選擇標誌打開。
  7. 如請求項5之處理裝置，其中，上述燈控制值係具有： 屬於使其升溫至上述製程配方內所設定之基板溫度時之控制值的第1控制值；與屬於使其穩定於上述製程配方內所設定之基板溫度時之控制值的第2控制值。
  8. 如請求項1之處理裝置，其中，上述溫度控制表係包含加熱器單元、燈單元、高頻電源、微波單元、冷卻單元中之至少一物件的設定值。
  9. 如請求項1之處理裝置，其中，包含上述燈之功率設定值、上述升載速率值之燈控制值，係具有：屬於使其升溫至上述製程配方內所設定之基板溫度時之控制值的第1控制值；與屬於使其穩定於上述製程配方內所設定之基板溫度時之控制值的第2控制值；上述控制部係以如下方式構成，即，可於上述複數步驟中之一步驟，設定上述第1控制值與上述第2控制值。
  10. 如請求項1之處理裝置，其中，包含上述燈之功率設定值、上述升載速率值之燈控制值，係進一步至少具有：屬於使其穩定於上述製程配方內所設定之基板溫度時之控制值的第2控制值；上述控制部係構成為可於上述複數步驟中之升溫步驟與基板處理步驟連續地設定上述第2控制值。
  11. 如請求項1之處理裝置，其中，上述控制部係以如下方 式構成，即，將相對於與上述溫度控制表內之上述基板溫度相當的目標溫度所設定的設定值，分別設定成上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率值。
  12. 一種處理裝置，係具備：記憶部，係至少記憶：溫度控制表，其包含可相對於基板之目標溫度對加熱基板之加熱器的設定值及加熱上述基板之燈之設定值進行設定的第1溫度控制表、與可相對於基板之目標溫度對上述燈之設定值進行設定的第2溫度控制表；以及由用於處理基板之複數步驟所構成的製程配方；與控制部，係執行上述製程配方；上述控制部係以如下方式構成，即，若設定於上述製程配方內之基板溫度未滿既定溫度，則檢索上述第1溫度控制表，將上述第1溫度控制表內之相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率的至少一者；若設定於上述製程配方內之基板溫度為既定溫度以上，則檢索上述第1溫度控制表與上述第2溫度控制表，將上述第1溫度控制表內之相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率的至少一者，並將上述第2溫度控制表內之相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之燈之功率設定值、升載速率值的至少一者。
  13. 一種處理裝置，係具備： 記憶部，係至少記憶：溫度控制表，其包含可對加熱基板之加熱器的設定值進行設定的第1溫度控制表、與可對上述加熱器之設定值及加熱上述基板之燈之設定值進行設定的第2溫度控制表；以及由用於處理基板之複數步驟所構成的製程配方；與控制部，係執行上述製程配方；上述控制部係以如下方式構成，即，若設定於上述製程配方內之基板溫度未滿既定溫度，則選擇上述第1溫度控制表，將上述第1溫度控制表內之相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率的至少一者；若設定於上述製程配方內之基板溫度為既定溫度以上，則選擇上述第1溫度控制表與上述第2溫度控制表，將上述第1溫度控制表內之相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率的至少一者，將上述第2溫度控制表內之相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之燈之功率設定值、升載速率值的至少一者。
  14. 如請求項1之處理裝置，其中，進一步具有：操作部，係具備編輯上述製程配方之編輯畫面；上述操作部係以如下方式構成，即，配合既定之畫面事件，執行上述溫度控制表之下載、上述溫度控制表之變更、上述溫度控制表內之設定值變更、上述溫度控制表內所設定之溫度控制模式變更、上述溫度控制表內所設定之機能選擇按鈕變更中的任一事件。
  15. 一種藉由電腦使基板處理裝置執行以下手續之程式，該基板處理裝置係具備：設定複數之溫度控制物件並作成配方，藉由執行該作成之配方而對基板進行處理之控制部；其中，藉由電腦使上述基板處理裝置實行下述手續：至少記憶下述者之手續：相對於基板之目標溫度，設定了對上述基板進行加熱之加熱器的設定值及對上述基板進行加熱之燈之設定值的溫度控制表；與用於處理基板的製程配方；根據與於上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度，檢索上述溫度控制表的手續；將相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率值之至少一者時，當在上述製程配方內所設定之基板溫度為既定溫度以上的情況，則對至少包括上述燈之功率設定值與上述升載速率值的燈控制值進行設定的手續；以及執行上述製程配方的手續。
  16. 一種半導體裝置之製造方法，係設定複數之溫度控制物件並作成配方，藉由執行該作成之配方而對基板進行處理之半導體裝置的製造方法；其具有下述步驟：至少記憶下述者之步驟：相對於基板之目標溫度，設定了對上述基板進行加熱之加熱器的設定值及對上述基板進行加熱之燈之設定值的溫度控制表；與用於處理基板的製程配方；根據與於上述製程配方內所設定之基板溫度相當之目標溫度，檢索上 述溫度控制表的步驟；將相對於與上述基板溫度相當之目標溫度所設定的設定值，設定為上述製程配方內之加熱器之溫度設定值、加熱器之溫度比率、燈之功率設定值、升載速率值之至少一者時，當在上述製程配方內所設定之基板溫度為既定溫度以上的情況，則對至少包括上述燈之功率設定值與上述升載速率值的燈控制值進行設定的步驟；以及執行上述製程配方的步驟。
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