WO2015146637A1 - 基板処理装置、温度制御方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体 - Google Patents

基板処理装置、温度制御方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
WO2015146637A1
WO2015146637A1 PCT/JP2015/057490 JP2015057490W WO2015146637A1 WO 2015146637 A1 WO2015146637 A1 WO 2015146637A1 JP 2015057490 W JP2015057490 W JP 2015057490W WO 2015146637 A1 WO2015146637 A1 WO 2015146637A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
value
substrate
control
power ratio
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/057490
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
孝士 余川
靖裕 水口
野村 誠
一人 斉藤
Original Assignee
株式会社日立国際電気
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 株式会社日立国際電気 filed Critical 株式会社日立国際電気
Priority to JP2016510231A priority Critical patent/JP6150937B2/ja
Publication of WO2015146637A1 publication Critical patent/WO2015146637A1/ja
Priority to US15/273,875 priority patent/US20170011974A1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/46Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52Controlling or regulating the coating process
    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • 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
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67103Apparatus for thermal treatment mainly by conduction
    • 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
    • H01L21/67248Temperature monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a substrate processing apparatus, a temperature control method, a semiconductor device manufacturing method, and a recording medium.
  • a substrate processing apparatus for forming a film on a semiconductor substrate by a film forming process is used.
  • a process of heating the substrate is performed by a heater supplied with a predetermined power.
  • the process conditions for processing the product substrate are determined before the processing of the product substrate is executed.
  • temperature uniformity during substrate heating is an important factor directly related to substrate film thickness uniformity and film composition uniformity.
  • the temperature uniformity of the substrate is calculated from the result of measuring the temperature when the substrate is heated based on the set power ratio value.
  • the power ratio value to be set at first was a value obtained from the design value or a value obtained from many years of experience of workers, but there are conditions that cannot be predicted by actual heat treatment, etc.
  • an operator In order to obtain an optimum power ratio value, an operator needs to repeat trial and error based on a design value or an empirical value, and must perform an experiment for a long time.
  • An object of the present invention is to provide a configuration capable of shortening the time for obtaining a control coefficient including a power ratio value for achieving a desired temperature uniformity as compared with the prior art.
  • the substrate heating unit that heats the substrate with at least two regions, the power supply unit that supplies power to the at least two regions, and the power supplied by the power supply unit are adjusted.
  • the power supplied to the region is set to a power determined according to the product of the reference power supplied to one of the at least two regions and a predetermined power ratio value, and the temperature of the substrate is determined using each of the powers.
  • the temperature of the substrate is measured while controlling the substrate heating unit so that the first control temperature is higher than the target temperature, and the power ratio with the best in-plane temperature uniformity of the substrate among the measurement results And the temperature average value at the time of the power ratio value, respectively, and then the temperature of the substrate is measured in the same manner as the first control temperature for the second control temperature where the temperature of the substrate is lower than the target temperature.
  • the power ratio value having the best in-plane temperature uniformity of the substrate and the temperature average value at the power ratio value are respectively selected, and the selected first control temperature and second control are selected.
  • a configuration is provided for calculating a control temperature and a power ratio value for the target temperature based on the temperature average value and the power ratio value at each of the temperatures.
  • a control coefficient including a power ratio value for achieving a desired temperature uniformity can be obtained in a short time compared to the case without this configuration.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably by embodiment of this invention. It is a perspective view which shows the substrate heating mechanism of the substrate processing apparatus used suitably by embodiment of this invention. It is a figure which shows the processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably by embodiment of this invention. It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus used suitably by embodiment of this invention. It is a partial cross section which illustrates the upper surface of the substrate processing apparatus main body shown by the substrate processing apparatus used suitably by embodiment of this invention. It is a partial sectional view which illustrates the side of the substrate processing device main part shown in the substrate processing device used suitably by the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the processing furnace of the substrate processing apparatus used suitably by embodiment of this invention. It is a top view which shows the example of arrangement
  • FIG. 16A is a table showing an example of measurement results in a specific example of control parameter acquisition processing by the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • Each power ratio value for the control lower limit temperature value in step 100 is shown in FIG. It is a figure which shows the value and average temperature of the temperature uniformity in the board
  • FIG. 16B is a table showing an example of measurement results in a specific example of control parameter acquisition processing by the substrate processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • Each power ratio value for the control upper limit temperature value in step 100 is shown in FIG. It is a figure which shows the value and average temperature of the temperature uniformity in the board
  • FIG. 16C is a diagram illustrating a measurement result when the control parameter is calculated in Step 106 based on the measurement result of FIGS. 16A and 16B and then the verification process of Step 110 is performed. .
  • the processing furnace 204 includes a vacuum vessel 40 that houses a substrate (semiconductor wafer) 42 to be processed, a substrate heating mechanism 44 that heats the substrate 42 in the vacuum vessel 40, and the substrate. And a temperature detection device 46 that detects the temperature of the heating mechanism 44.
  • the substrate heating mechanism 44 is inserted into a hole provided on one surface (for example, the lower surface) of the vacuum container 40, and the substrate heating mechanism 44 and the vacuum container 40 are blocked by a seal member 48.
  • the substrate heating mechanism 44 has a shape combining a disc shape and a cylindrical shape, as shown in FIGS.
  • the upper surface (disc-shaped portion) of the substrate heating mechanism 44 is divided into a first region 44a and a second region 44b in a substantially concentric manner.
  • the substrate heating mechanism 44 includes a first heating unit 60a that heats in the first region 44a (that is, the outer region) of the substrate heating mechanism 44 and a second region 44b (that is, the inner region) of the substrate heating mechanism 44. And a second heating unit 60b that heats at.
  • the first heating unit and the second heating unit include a heater and a heater electrode to which power from the power source 62 is supplied via the power adjustment device.
  • the temperature detection device 46 is connected to the second region 44 b in the cylinder of the substrate heating mechanism 44, and outputs the detected temperature to the control device 14.
  • a first heating unit 60 a including, for example, a heater and a heater electrode is provided in the first region 44 a of the substrate heating mechanism 44.
  • a second heating unit 60b is provided in the second region 44b.
  • the first heating unit 60 a and the second heating unit 60 b are connected to the control device 14. Therefore, the first heating unit 60 a and the second heating unit 60 b are supplied with predetermined power from the control device 14, heat the heater based on the supplied power, and in the corresponding region of the substrate heating mechanism 44. Control the temperature.
  • the vacuum vessel 40 is provided with an exhaust port as indicated by arrows A and B in the figure. Therefore, the inside of the vacuum vessel 40 is made into a vacuum atmosphere by an exhaust means (not shown).
  • gas is introduced into the vacuum container 40 by a gas supply means (not shown), and the inside of the vacuum container 40 is adjusted to a pressure for film formation by a pressure adjusting means (not shown).
  • the pressure inside the vacuum vessel 40 is adjusted, the temperature and power ratio value are set, and power is supplied to the substrate heating mechanism 44 based on the set temperature and power ratio value, so that the substrate 42 becomes the substrate. Heated by the heating mechanism 44.
  • the set temperature and power ratio values may be collectively referred to as control parameters.
  • the power ratio value is a ratio of power supplied to the first heating unit 60a and the second heating unit 60b. In the present specification, the following description is based on the power supplied to the second heating unit 60b.
  • the temperature of the substrate 42 When the temperature of the substrate 42 is stabilized, the temperature is measured, and the temperature uniformity of the substrate is calculated. The operator determines whether or not the calculated temperature uniformity is appropriate. When it is determined that the temperature uniformity is appropriate, the power ratio value at this time is used, and the subsequent substrate processing is performed. That is, this power ratio value is set as a temperature parameter when manufacturing a semiconductor product, and a semiconductor is manufactured. On the other hand, when it is determined that the temperature uniformity is not appropriate, the power ratio value is changed and the measurement is performed again.
  • FIG. 3 is a view showing a processing furnace 208 of the substrate processing apparatus. 3 that are substantially the same as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. Also in the processing furnace 208 of FIG. 3, a method for calculating a control coefficient (optimum temperature ratio value) in the present embodiment to be described later can be applied.
  • the processing furnace 208 includes a third temperature detection device 54 that detects infrared and far-infrared electromagnetic waves in the air atmosphere outside the vacuum vessel 40 and measures the temperature.
  • the temperature is measured by the third temperature detecting device 54.
  • the third temperature detection device 54 measures the temperature of the first region 44a of the substrate heating mechanism 44 through a transparent window 56 made of a highly transparent material such as quartz. Accordingly, the temperature uniformity is calculated based on the temperatures detected by the first temperature detection device 46 and the third temperature detection device 54.
  • by-products that have not contributed to film formation adhere to the vacuum side surface of the transparent window 56 each time the film formation process is repeated, thereby reducing the transparency. Measurement may not be possible.
  • a temperature detection device is connected to one heating control area that is not affected by plasma and corrosive gas, and the temperature detection is performed.
  • the substrate processing apparatus 10 constitutes a substrate processing apparatus main body 12, a control apparatus 14 for controlling the substrate processing of the substrate processing apparatus main body 12, and an interface between the control apparatus 14 and an operator. And a display / input device 16.
  • the substrate processing apparatus 10 supplies and heats at least two regions of the substrate based on a predetermined power ratio, and heats the substrate heated based on the supplied power.
  • the temperature uniformity in the plane is calculated, the power ratio value calculated based on the calculated temperature uniformity is stored, and the power supplied is controlled based on the stored power ratio value. Note that it does not matter whether these constituent parts of the substrate processing apparatus 10 are all configured integrally in the same casing or in separate casings.
  • the display / input device 16 is used for an operator to perform necessary operations on the substrate processing apparatus main body 12. When the display / input device 16 receives an operation from the operator, the display / input device 16 outputs the operation to the control device 14. The display / input device 16 displays predetermined information on a display or the like under the control of the control device 14.
  • the control device 14 controls the power supplied to the substrate heating mechanism 44 of the substrate processing apparatus body 12 based on the power ratio value. Further, the control device 14 receives the temperature detected and output by the substrate processing apparatus body 12 and calculates temperature uniformity. The control device 14 calculates an optimum power ratio value (sometimes referred to as a control coefficient in this specification) based on the calculated temperature uniformity. Further, the control device 14 controls the temperature of the substrate processing apparatus main body 12 by controlling the power to be supplied based on the optimum power ratio value (control coefficient) calculated for a predetermined target temperature. The calculation process of the optimal power ratio value (control coefficient) by the control device 14 will be described in detail later.
  • the substrate processing apparatus main body 12 is configured to form a film having a desired thickness on the substrate 42 and to make the formed film uniform.
  • the substrate processing apparatus body 12 will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6. Note that the lower side surface of FIG. 5 and the left side surface of FIG. 6 are the front surface of the substrate processing apparatus main body 12.
  • FOUP front opening / unified / pod
  • a pod is used as a carrier for transporting a substrate 42 such as a wafer.
  • the substrate processing apparatus main body 12 includes a first transfer chamber 103 configured in a load lock chamber structure that can withstand a pressure (negative pressure) less than atmospheric pressure such as a vacuum state.
  • the casing 101 of the first transfer chamber 103 is formed in a box shape having a hexagonal shape in plan view and closed at both upper and lower ends.
  • a first wafer transfer machine 112 for transferring the substrate 200 under a negative pressure is installed in the first transfer chamber 103.
  • the first wafer transfer device 112 is configured to be moved up and down by an elevator 115 while maintaining the airtightness of the first transfer chamber 103.
  • a carry-in spare chamber 122 and a carry-out spare chamber 123 are connected with a carry-in spare chamber 122 and a carry-out spare chamber 123 via gate valves 244 and 127, respectively.
  • Each has a load lock chamber structure that can withstand negative pressure.
  • a substrate placing table 140 for loading / unloading chamber is installed in the spare chamber 122
  • a substrate placing table 141 for unloading chamber is installed in the spare chamber 123.
  • a second transfer chamber 121 used under substantially atmospheric pressure is connected to the front side of the preliminary chamber 122 and the preliminary chamber 123 via gate valves 128 and 129.
  • a second wafer transfer device 124 for transferring the substrate 200 is installed in the second transfer chamber 121.
  • the second wafer transfer device 124 is configured to be moved up and down by an elevator 126 installed in the second transfer chamber 121 and to be reciprocated in the left-right direction by a linear actuator 132. It is configured.
  • an orientation flat aligning device 106 is installed on the left side of the second transfer chamber 121. Further, as shown in FIG. 6, a clean unit 118 for supplying clean air is installed on the upper portion of the second transfer chamber 121.
  • a wafer loading / unloading port 134 for loading / unloading the substrate 200 to / from the second transfer chamber 121 is provided in the housing 125 of the second transfer chamber 121, A lid 142 for closing the wafer loading / unloading port and a pod opener 108 are installed.
  • the pod opener 108 includes a cap opening / closing mechanism 136 that opens and closes a cap 142 of the pod 100 placed on the IO stage 105 and a lid 142 that closes the wafer loading / unloading port 134.
  • the pod opener 108 allows the pod 100 to be loaded and unloaded by opening and closing the cap 142 of the pod 100 placed on the IO stage 105 and the lid 142 for closing the wafer loading / unloading port 134 by the cap opening / closing mechanism 136. .
  • the pod 100 is supplied to and discharged from the IO stage 105 by an in-process transfer device (RGV) (not shown).
  • RUV in-process transfer device
  • first processing furnace 202 that performs a desired process on the substrate
  • second processing furnace 202 is connected adjacent to each other.
  • Each of the first processing furnace 202 and the second processing furnace 137 is configured by a cold wall type processing furnace.
  • the remaining two side walls of the casing 101 that are opposite to each other are provided with a first cooling unit 138 as a third processing furnace and a second processing furnace as a fourth processing furnace.
  • a cooling unit 139 is connected to each other. Both the first cooling unit 138 and the second cooling unit 139 are configured to cool the processed substrate 200.
  • the unprocessed substrate 200 is transported by the in-process transport device to the substrate processing apparatus main body 12 that performs the processing process in a state where 25 substrates are accommodated in the pod 100.
  • the transported pod 100 is delivered and placed on the IO stage 105 from the in-process transport device.
  • the cap 142 of the pod 100 and the lid 142 for opening and closing the wafer loading / unloading port 134 are removed by the cap opening / closing mechanism 136, and the wafer loading / unloading port of the pod 100 is opened.
  • the second wafer transfer machine 124 installed in the second transfer chamber 121 picks up the substrate 200 from the pod 100, and loads it into the spare chamber 122. 200 is transferred to the substrate table 140. During this transfer operation, the gate valve 244 on the first transfer chamber 103 side is closed, and the negative pressure in the first transfer chamber 103 is maintained. When the transfer of the substrate 200 to the substrate table 140 is completed, the gate valve 128 is closed, and the preliminary chamber 122 is exhausted to a negative pressure by an exhaust device (not shown).
  • the gate valves 244 and 130 are opened, and the preliminary chamber 122, the first transfer chamber 103, and the first processing furnace 202 are communicated.
  • the first wafer transfer machine 112 in the first transfer chamber 103 picks up the substrate 200 from the substrate placing table 140 and carries it into the first processing furnace 202.
  • the processing gas is supplied into the first processing furnace 202, and a desired processing is performed on the substrate 200.
  • the control parameter obtained by the acquisition program 30 is used in temperature control in the processing.
  • the processed substrate 200 is unloaded to the first transfer chamber 103 by the first wafer transfer device 112 in the first transfer chamber 103. Then, the first wafer transfer machine 112 carries the substrate 200 unloaded from the first processing furnace 202 into the first cooling unit 138, and cools the processed substrate.
  • the first wafer transfer machine 112 When the substrate 200 is transferred to the first cooling unit 138, the first wafer transfer machine 112 causes the substrate 200 prepared in advance to the substrate mounting table 140 in the preliminary chamber 122 to be processed in the first processing furnace. Then, the processing gas is supplied into the first processing furnace 202, and a desired process is performed on the substrate 200. When a preset cooling time has elapsed in the first cooling unit 138, the cooled substrate 200 is unloaded from the first cooling unit 138 to the first transfer chamber 103 by the first wafer transfer device 112. Is done.
  • the gate valve 127 is opened. Then, the first wafer transfer device 112 transports the substrate 200 unloaded from the first cooling unit 138 to the preliminary chamber 123 and transfers it to the substrate mounting table 141, and then the preliminary chamber 123 is moved by the gate valve 127. Closed.
  • the inside of the discharge preliminary chamber 123 is returned to the atmospheric pressure by the inert gas.
  • the gate valve 129 is opened, and the lid 142 that closes the wafer loading / unloading port 134 corresponding to the preliminary chamber 123 of the second transfer chamber 121 and the IO stage 105 are opened.
  • the cap of the empty pod 100 placed thereon is opened by the pod opener 108.
  • the second wafer transfer device 124 in the second transfer chamber 121 picks up the substrate 200 from the substrate placing table 141 and carries it out to the second transfer chamber 121, and the wafer in the second transfer chamber 121. It is stored in the pod 100 through the carry-in / out port 134.
  • the cap of the pod 100 and the lid 142 that closes the wafer loading / unloading port 134 are closed by the pod opener 108.
  • the closed pod 100 is transported from above the IO stage 105 to the next process by the in-process transport apparatus.
  • the substrates are sequentially processed.
  • the first processing furnace 202 and the first cooling unit 138 are used has been described as an example, the same applies to the case where the second processing furnace 137 and the second cooling unit 139 are used. Operation is performed.
  • the spare chamber 122 is used for carrying in and the spare chamber 123 is used for carrying out.
  • the spare chamber 123 may be used for carrying in, and the spare chamber 122 may be used for carrying out.
  • the 1st processing furnace 202 and the 2nd processing furnace 137 may perform the same process, respectively, and may perform another process.
  • the second processing furnace 137 continues. May be performed.
  • the first cooling unit 138 or the second cooling unit 139
  • a substrate 42a to which a plurality of temperature detection devices 50 for detecting the temperature of the substrate are connected is placed on the substrate heating mechanism 44. ing.
  • the temperature detection device 50 outputs the detected temperature to the control device 14. Therefore, the plurality of temperature detection devices 50 detect temperatures at a plurality of locations on the substrate 42 a and output the detected temperatures to the control device 14.
  • the temperature uniformity of the substrate is calculated from the temperatures detected by the plurality of temperature detection devices 50. 7 that are substantially the same as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 8 is a plan view showing an arrangement example of the temperature detection device 50 connected to the substrate 42a. It is desirable that the temperature detecting device be connected evenly in area within the surface of the substrate 42a. Further, the number of temperature detecting devices to be connected is desirably set in accordance with the area of the substrate 42 a and the processing capability of the control device 14. In the example shown in FIG. 8, 17 temperature detection devices are connected, but the number of connection of the temperature detection devices may not be 17.
  • the control device 14 is connected to a power source 62, and includes a control device body 22 including a CPU 24 as a control unit and a memory 26 as a first storage unit, a communication device 28, and a second device.
  • a control device body 22 including a CPU 24 as a control unit and a memory 26 as a first storage unit, a communication device 28, and a second device.
  • a storage device 18 such as a hard disk drive and power adjustment devices 58a and 58b are provided as storage units.
  • the CPU 24 executes a program to be described later loaded in the memory 26 and controls the substrate processing apparatus main body 12.
  • the memory 26 stores programs executed by the CPU 24 and information stored in the storage device 18.
  • the communication device 28 transmits / receives data to / from an external computer and the substrate processing apparatus main body 12 via a network (not shown).
  • the power adjustment devices 58a and 58b are connected to the first heating unit 60a and the second heating unit 60b of the substrate heating mechanism 44, respectively.
  • the power adjustment devices 58 a and 58 b are controlled by the CPU 24 to supply power to the substrate heating mechanism 44.
  • the power supplied by the power adjustment devices 58a and 58b is based on a predetermined power ratio as will be described later.
  • the control device 14 receives the temperature detected by the temperature detection devices 46 and 50.
  • the control device 14 includes components as a general computer.
  • the program may be supplied via the communication device 28 or may be supplied via the recording medium 20 such as an FD, CD, or DVD.
  • control coefficient an optimum power ratio value that is one of important control parameters used for heating control of the substrate processing apparatus 10 according to the embodiment of the present invention.
  • a control parameter acquisition program (hereinafter also simply referred to as an acquisition program) 30 includes a measurement control unit 300, a measurement condition reception unit 302, a temperature control unit 304, a temperature stability determination unit 306, a temperature Uniformity calculation unit 308, average temperature calculation unit 310, control temperature value calculation unit 312, optimum power ratio value calculation unit 314, measurement condition storage unit 316, measurement result storage unit 318, and optimal power ratio value storage Unit 320 and manufacturing control parameter storage unit 322.
  • the acquisition program 30 is supplied to the control device 14 via the communication device 28 or the recording medium 20, loaded into the memory 26, and executed by the CPU 24 on an OS (not shown).
  • a temperature value and a power ratio value are set as control parameters.
  • the temperature value set as the control parameter is referred to as a control temperature value. Since the target temperature of the substrate is different from the control temperature value, it is necessary to set control parameters (control temperature value and power ratio value) suitable for the target temperature.
  • the acquisition program 30 acquires control parameters suitable for this target temperature. More specifically, first, the temperature when the first control temperature value is set as the predetermined temperature condition and the heating control is performed is measured. At this time, measurement is repeated by changing the power ratio value. The power ratio value having the best temperature uniformity, the average temperature calculated from the measured temperature, and the first control temperature value are stored in association with each other. Next, the temperature when the second control temperature value is set as the predetermined temperature condition and the heating control is performed is measured. Similarly, measurement is repeated by changing the power ratio value. Then, the power ratio value having the best temperature uniformity, the average temperature calculated from the measured temperature, and the second control temperature value are stored in association with each other. A control parameter is obtained by calculating a control temperature value and a power ratio value for realizing a desired target temperature based on the stored information.
  • the acquisition program 30 has a function of verifying the power ratio value having the best temperature uniformity with respect to the first control temperature value or the second control temperature value, or the calculated power ratio value. ing.
  • the power ratio value verification process is a process of acquiring a true power ratio value using the verification target power ratio value as a provisional power ratio value. In the power ratio value verification process, specifically, heating and temperature measurement are repeated using a plurality of power ratio values in the vicinity of the provisional power ratio value (power ratio value to be verified) as control parameters. Then, the power ratio value with the best temperature uniformity is acquired as the optimum power ratio value (control coefficient).
  • the measurement control unit 300 sets control parameters and controls measurement repetition.
  • the measurement condition receiving unit 302 receives measurement conditions input from the operator via the display / input device 16.
  • the measurement condition receiving unit 302 outputs the received measurement condition to the measurement condition storage unit 316.
  • the measurement conditions include predetermined temperature conditions (control lower limit temperature value, control upper limit temperature value), measurement start power ratio value, measurement interval, measurement number, verification interval, and verification number.
  • the measurement condition receiving unit 302 may receive measurement conditions from an external computer or the like via the communication device 28.
  • the control lower limit temperature value is a lower limit value that can be set as the control temperature value, and corresponds to the first control temperature value.
  • the lower limit value is used as the first control temperature value as described above, but the first control temperature value may be a value that can be set as the control temperature value, and is limited to the lower limit value. Absent.
  • the control upper limit temperature value is an upper limit value that can be set as the control temperature value, and corresponds to the second control temperature value.
  • the upper limit value is used as the second control temperature value in this way, but the second control temperature value is a value that can be set as the control temperature value, and is the first control temperature value. Higher temperature value, and not limited to the upper limit value.
  • the measurement start power ratio value is a power ratio value set in advance before measurement.
  • the measurement interval is a value indicating how much the power ratio value changed from the power ratio value at the time of the current measurement is used in the next measurement when the power ratio value is changed and repeated measurement is performed.
  • the side constant is a value indicating the number of repetitions (measurement number) when repeated measurement is performed by changing the power ratio value.
  • the verification interval and the verification number are values used when verifying the power ratio value having the highest temperature uniformity with respect to the first control temperature value or the second control temperature value, or the calculated power ratio value.
  • the verification interval is a value indicating how much the power ratio value changed from the power ratio value at the time of the current measurement is used in the next measurement when the measurement is repeatedly performed in the verification process.
  • the number of verifications is a value indicating the number of repetitions when repeated measurement is performed in the verification process.
  • the temperature control unit 304 controls the power adjustment devices 58a and 58b based on the control parameters (control temperature value and power ratio value) set by the measurement control unit 300. More specifically, the temperature control unit 304 controls the power adjustment device 58a to supply predetermined power to the first heating unit 60a of the substrate heating mechanism 44, and controls the power adjustment device 58b. Then, the second heating unit 60b of the substrate heating mechanism 44 is supplied with the power based on the power and the power ratio value. For example, the temperature control unit 304 supplies power calculated by multiplying the power by a power ratio value to the second heating unit 60b based on the power supplied to the first heating unit 60a. The power adjustment device 58b is controlled.
  • the temperature stability determination unit 306 determines whether the temperature due to heating is stable. Specifically, for example, when the temperature detected by the temperature detection device 46 and the control temperature value continuously match for a certain period of time, it is determined that the temperature is stable.
  • the certain time is a predetermined time, for example, about 3 minutes. However, this time varies depending on the material and composition of the substrate heating mechanism 44, the heater winding pattern, and the like.
  • the temperature uniformity calculation unit 308 calculates an index value of the degree of temperature uniformity (temperature uniformity) within the surface of the substrate 42a. For example, the temperature uniformity calculation unit 308 obtains an index value of temperature uniformity by the following equation.
  • Temperature uniformity index value [%] (maximum temperature-minimum temperature) / (maximum temperature + minimum temperature) ⁇ 100 (1)
  • the highest value and the lowest value of the temperature are the highest temperature and the lowest temperature among the temperatures of the plurality of regions detected by the temperature detection device 50.
  • the index value of temperature uniformity in equation (1) the smaller the value, the better the temperature uniformity.
  • the temperature uniformity index value may be obtained by a calculation formula other than the formula (1). Since a small difference between the maximum temperature and the minimum temperature of the substrate 42a is considered as an index of good temperature uniformity, the calculation process may be simplified and calculated as in the following equation (2). .
  • Temperature uniformity index value maximum temperature value-minimum temperature value (2)
  • the temperature uniformity calculation unit 308 outputs the calculated temperature uniformity index value to the measurement result storage unit 318.
  • the average temperature calculation unit 310 calculates the average value of the temperatures in the plane of the substrate 42a. Specifically, the average value of the temperatures of the plurality of regions detected by the temperature detection devices 50a to 50e is calculated. The average temperature calculation unit 310 outputs the calculated average value of the temperatures to the measurement result storage unit 318.
  • the control temperature value calculation unit 312 calculates a control temperature value for realizing the target temperature with respect to the target temperature of the substrate.
  • the control temperature value calculation unit 312 calculates the control temperature value T T for realizing the target temperature, for example, based on the following equation (3).
  • AT is a target temperature
  • AL is a condition in which the temperature uniformity is the best when the power ratio value is changed and measured repeatedly for the first control temperature value (here, the control lower limit temperature value).
  • a H is the average temperature at the time when the temperature uniformity is the best when the power ratio value is changed and measured repeatedly for the second control temperature value (here, the control upper limit temperature value). It is an average temperature
  • T L is a first control temperature value (here, a control lower limit temperature value)
  • T H is a second control temperature value (here, a control upper limit temperature value).
  • FIG. 11 shows the above equation (3) as a graph.
  • the optimum power ratio value calculation unit 314 calculates a power ratio value for realizing the target temperature based on the control temperature value for realizing the target temperature calculated by the control temperature value calculation unit 312.
  • the optimum power ratio value calculation unit 314 calculates a power ratio value RT for realizing the target temperature, for example, based on the following equation (4).
  • T T is the control temperature value calculated by the control temperature value calculation unit 312, T H and T L are as described above, and R L is the first control temperature value (here, the control lower limit).
  • the temperature ratio is the power ratio value when the temperature uniformity is the best when the power ratio value is changed repeatedly
  • RH is the second control temperature value (here, the control upper limit temperature value) ) Is the power ratio value when the temperature uniformity is the best when the power ratio value is changed and measured repeatedly.
  • the optimum power ratio value for a certain control temperature value, when the power ratio value is changed and repeatedly heated and measured, the power ratio value when the temperature uniformity is the best is called the optimum power ratio value. I will do it.
  • FIG. 12 shows the above equation (4) as a graph.
  • the measurement condition storage unit 316 stores the measurement condition output from the measurement condition reception unit 302.
  • the measurement result storage unit 318 stores the values calculated by the temperature uniformity calculation unit 308 and the average temperature calculation unit 310 in association with the control parameters.
  • the optimum power ratio value storage unit 320 uses the optimum power ratio value to heat the substrate 42 when the optimum power ratio value for the first control temperature value and the optimum power ratio value for the first control temperature value are heated. Is stored in association with the average value of the temperature in the plane.
  • the manufacturing control parameter storage unit 322 stores the target temperature of the material substrate and the control temperature value and power ratio value for realizing the target temperature in association with each other.
  • storage part memorize
  • step 100 a measurement process is performed.
  • heating and temperature detection are performed by setting a plurality of power ratio values for the first control temperature value as the predetermined temperature condition.
  • heating and temperature detection are performed by setting a plurality of power ratio values for the second control temperature value as the predetermined temperature condition. Details of step 100 will be described later with reference to FIG.
  • step 102 the measurement control unit 300 determines whether or not the result obtained in step 100 is instructed to be verified. For example, an instruction as to whether or not to perform verification may be input from the display / input device 16 or may be set in advance. If not instructed to verify, the process proceeds to step 104, and if instructed to verify, the process proceeds to step 110.
  • the measurement control unit 300 includes the first control temperature value (here, the control lower limit temperature value) and the first control temperature value among the measurement results in step 100 stored in the measurement result storage unit 318.
  • An optimum power ratio value storage unit that associates the optimum power ratio value for the control temperature value with the average value of the temperature in the surface of the substrate 42a during heating by the first control temperature value and the optimum power ratio value.
  • the optimum power ratio value storage unit 320 stores these values.
  • the measurement control unit 300 includes the second control temperature value (here, the control upper limit temperature value) and the second control temperature value among the measurement results in step 100 stored in the measurement result storage unit 318.
  • the optimum power ratio value is associated with the average value of the temperature in the surface of the substrate 42a during heating by the second control temperature value and the optimum power ratio value, and is output to the optimum power ratio value storage unit 320.
  • the optimum power ratio value storage unit 320 stores these.
  • step 106 the control temperature value calculation unit 312 and the optimum power ratio value calculation unit 314 obtain control parameters (control temperature value and power ratio value) for realizing the target temperature of the material substrate. calculate. Specifically, the control temperature value calculation unit 312 calculates a control temperature value for realizing the target temperature using the above equation (3) based on the information stored in the optimum power ratio value storage unit 320. Then, based on the information stored in the optimal power ratio value storage unit 320 and the control temperature calculated by the control temperature value calculation unit 312, the optimal power ratio value calculation unit 314 uses the above equation (4) to calculate the target temperature. The power ratio value for realizing is calculated.
  • the target temperature is given to the control temperature value calculation unit 312 and the optimum power ratio value calculation unit 314 prior to step 106 and may be given by being input from the display / input device 16 or the like.
  • the target temperature stored in advance may be read out.
  • Step 108 the measurement control unit 300 determines whether or not the result obtained in Step 106 is instructed to be verified. For example, an instruction as to whether or not to perform verification may be input from the display / input device 16 or may be set in advance. If it is instructed to verify, the process proceeds to step 110. If it is not instructed to verify, the process proceeds to step 112.
  • step 110 a verification process for the power ratio value is performed. Specifically, when it is determined Yes in step 102, the optimal power ratio value for the first control temperature value and the optimal power ratio value for the second control temperature value are more suitable than the optimal power ratio value. A verification process is performed to verify whether there is a ratio value. If it is determined as Yes in step 108, a verification process is performed to verify whether the optimum power ratio value calculated in step 106 has a power ratio value more suitable than the optimum power ratio value. Details of step 110 will be described later with reference to FIG. When it is determined Yes in step 102, the verification process in step 110 is executed, and then the process proceeds to step 106. On the other hand, if it is determined Yes in step 108, the verification process in step 110 is executed, and then the control parameter acquisition process is terminated.
  • step 112 the measurement control unit 300 outputs the values calculated by the control temperature value calculation unit 312 and the optimum power ratio value calculation unit 314 to the manufacturing control parameter storage unit 322 in association with the target temperature.
  • the manufacturing control parameter storage unit 322 stores them.
  • control parameters for realizing this are acquired for the target temperature.
  • the substrate 42a is removed from the vacuum vessel 40 together with the temperature detection device 50, and further, the connection between them and the control device 14 is released, and heating is performed using the control parameters acquired as described above. Control processing.
  • the verification process when the verification process is performed, the verification process is executed only once, but the verification process may be repeated twice or more.
  • step 1000 the measurement condition receiving unit 302 receives the measurement condition, and the measurement condition storage unit 316 stores the received measurement condition. Specifically, the measurement condition receiving unit 302 receives a control lower limit temperature value, a control upper limit temperature value, a measurement start power ratio value, a measurement interval, a measurement number, a verification interval, and a verification number.
  • step 1002 the measurement control unit 300 sets the control temperature value, which is a control parameter in the control of heating, to use the control lower limit temperature value received in step 1000.
  • step 1004 the measurement control unit 300 sets the power ratio value, which is a control parameter in the control of heating, to use the measurement start power ratio value received in step 1000.
  • Step 1006 the temperature control unit 304 controls the power adjustment devices 58a and 58b based on the control parameters set in Step 1002 and Step 1004 to perform the heating process on the substrate 42a.
  • step 1008 the temperature stability determination unit 306 determines whether or not the temperature due to heating is stable, and if it is determined that the temperature is stable, the process proceeds to step 1010 (S1010) and the temperature is not stable. If it is determined, step 1008 is repeated.
  • step 1010 the temperature uniformity calculation unit 308 calculates the temperature uniformity in the plane of the substrate 42a.
  • step 1012 the measurement result storage unit 318 stores the temperature uniformity value calculated in step 1010 in association with the control parameter.
  • step 1014 the average temperature calculation unit 310 calculates the average value of the temperatures in the plane of the substrate 42a.
  • step 1016 the measurement result storage unit 318 stores the average temperature calculated in step 1014 in association with the control parameter.
  • step 1018 the measurement control unit 300 determines whether to change the control parameter and continue the measurement. Specifically, the measurement control unit 300 determines whether or not the currently set control temperature value has been measured by the number of measurements accepted in step 1000. If the number of measurements accepted in step 1000 has not been reached, the process proceeds to step 1020, and if it has been reached, the process proceeds to step 1022.
  • step 1020 the measurement control unit 300 newly sets a power ratio value obtained by adding the measurement interval received in step 1000 to the currently set power ratio value for the power ratio value that is a control parameter in the control of heating. As a control parameter. Then, the process returns to step 1006.
  • step 1022 the measurement control unit 300 determines whether or not the measurement using the control upper limit temperature value received in step 1000 as a control parameter has been completed. If the process proceeds to 1024 and is completed, the measurement process ends.
  • step 1024 measurement control unit 300 sets the control temperature value, which is a control parameter in the control of heating, to use the control upper limit temperature value accepted in step 1000. Then, the process returns to step 1004.
  • a plurality of measurement results for the control lower limit temperature value and a plurality of measurement results for the control upper limit temperature value are obtained. Thereafter, the measurement result with the highest temperature uniformity is selected from the measurement results for the control lower limit temperature value, and the optimum power ratio value and the average temperature corresponding thereto are obtained. Similarly, for the control upper limit temperature value, the optimum power ratio value and the average temperature corresponding thereto are obtained.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of the operation of the verification process.
  • step 1100 the measurement control unit 300 sets a control temperature value that is a control parameter in the control of heating. Specifically, when the optimum power ratio value with respect to the control lower limit temperature value or the control upper limit temperature value is verified, the control lower limit temperature value or the control upper limit temperature value is set to be used as a control parameter. Further, when verifying the power ratio value calculated in step 106 described above, the control temperature value calculated in step 106 described above is set to be used as a control parameter.
  • step 1102 the measurement control unit 300 sets a power ratio value that is a control parameter in the control of heating.
  • the optimum power ratio value can be obtained more accurately by measuring the power ratio value in the vicinity of the verification target power ratio value.
  • power ratio values in the vicinity of the verification target power ratio value are sequentially used as control parameters.
  • measurement is performed on the power ratio value near the verification target power ratio value. That is, the measurement is performed for a plurality of power ratio values whose values are different by the verification interval received in step 1000 (the total is the number of verifications received in step 1000).
  • the verification interval may be the same as the measurement interval or may be smaller than the measurement interval.
  • the measurement control unit 300 determines the power ratio value Rstart used in the first measurement as follows.
  • Rstart (Power ratio value to be verified) ⁇ (Verification interval) ⁇ (Number of verifications / 2) (5)
  • the number of decimals in (Number of verifications / 2) is rounded down. It is done.
  • the power ratio value to be verified is the optimum power read from the measurement result storage unit 318 when verifying the optimum power ratio value with respect to the control lower limit temperature value or the control upper limit temperature value. It is a ratio value.
  • the power ratio value to be verified is the power ratio value in Equation (5).
  • step 1104 the temperature control unit 304 controls the power adjustment devices 58a and 58b based on the control parameters set in step 1100 and step 1102, and heats the substrate 42a.
  • step 1106 the temperature stability determination unit 306 determines whether or not the temperature due to heating is stable. If the temperature is determined to be stable, the process proceeds to step 1108 (S1108), and the temperature is not stable. If it is determined, step 1106 is repeated.
  • step 1108 the temperature uniformity calculation unit 308 calculates the temperature uniformity in the plane of the substrate 42a.
  • step 1110 the measurement result storage unit 318 stores the temperature uniformity value calculated in step 1108 in association with the control parameter.
  • step 1112 the average temperature calculation unit 310 calculates the average value of the temperatures in the plane of the substrate 42a.
  • step 1114 the measurement result storage unit 318 stores the average temperature calculated in step 1112 in association with the control parameter.
  • step 1116 the measurement control unit 300 determines whether to change the control parameter and continue the measurement. Specifically, the measurement control unit 300 determines whether or not the currently set control temperature value has been measured by the number of verifications accepted in step 1000. If the number of verifications accepted in step 1000 has not been reached, the process proceeds to step 1118, and if it has been reached, the process proceeds to step 1120.
  • step 1118 the measurement control unit 300 newly sets a power ratio value obtained by adding the verification interval received in step 1000 to the currently set power ratio value for the power ratio value that is a control parameter in the control of heating. As a control parameter. Then, the process returns to step 1104.
  • step 1120 the measurement control unit 300 selects an optimum power ratio value from the measurement result, and selects the selected optimum power ratio value (control coefficient) and information corresponding thereto as the optimum power ratio value storage unit. 320 or the manufacturing control parameter storage unit 322, and the optimum power ratio value storage unit 320 or the manufacturing control parameter storage unit 322 stores these in association with each other.
  • the measurement control unit 300 among the results obtained by the measurements in step 1104 to step 1118, when the optimum power ratio value with respect to the control lower limit temperature value or the control upper limit temperature value is verified.
  • the power ratio value corresponding to the one with the best temperature uniformity is selected as the optimum power ratio value (control coefficient), the control lower limit temperature value or the control upper limit temperature value, the selected optimum power ratio value (control coefficient) , And the average temperature values when these are used as control parameters are output to the optimum power ratio value storage unit 320 in association with each other.
  • the measurement control unit 300 has the highest temperature uniformity among the results obtained by the measurements in steps 1104 to 1118.
  • the power ratio value corresponding to the higher one is selected as the optimum power ratio value, and the control temperature value calculated in step 106 described above, the selected optimum power ratio value, and the target temperature used in step 106 described above are supported. At the same time, the data is output to the manufacturing control parameter storage unit 322.
  • control parameter acquisition processing by the substrate processing apparatus 10 has been described with reference to FIGS. 13 to 15.
  • a specific example is used to supplement the description.
  • the case where the operation is performed in the order of steps 100, 102, 104, 106, and 110 shown in FIG. 13 is taken as an example.
  • control lower limit temperature value is 800 ° C.
  • heating and measurement are performed with respect to this control lower limit temperature value using each power ratio value of 0.44 to 0.53 as a control parameter.
  • control upper limit temperature value is 900 ° C., and heating and measurement are performed with respect to this control upper limit temperature value by using each power ratio value of 0.44 to 0.53 as a control parameter. It has been broken.
  • the temperature uniformity index is the smallest (the temperature uniformity is the highest) when the power ratio value is 0.50, and the average temperature at that time is 572 ° C. .
  • the temperature uniformity index is the smallest (the temperature uniformity is the highest) when the power ratio value is 0.45, and the average temperature at that time is 677 ° C. It is.
  • the optimal power ratio value is 0.50 for the control lower limit temperature value, and this power ratio value and the average temperature 572 ° C. corresponding to this power ratio value are stored.
  • the Rukoto Similarly, for the control upper limit temperature value, the optimum power ratio value is 0.45, and this power ratio value and the average temperature 677 ° C. corresponding to this power ratio value are stored.
  • step 106 described above the following calculation is performed using the control temperature value T 620 according to the above equation (4).
  • the measurement result of FIG. 16C is obtained.
  • the verification interval is 0.01, and 0.475 to 0.479 are measured as power ratio values in the vicinity of the power ratio value R 620 .
  • the index of temperature uniformity is the smallest (the temperature uniformity is the best) when the power ratio value is 0.477, and therefore the target temperature is 620 ° C.
  • the power ratio value may be set to 0.477 as a control parameter.
  • the control temperature value used at that time may be 846 ° C., which is the control temperature value T 620 .
  • this invention can be applied not only to a semiconductor manufacturing apparatus but the apparatus which processes glass substrates, such as an LCD apparatus.
  • the film formation process includes, for example, a process for forming a CVD, PVD, oxide film, and nitride film, a process for forming a film containing a metal, and the like.
  • the present invention can also be applied to other substrate processing apparatuses (such as an exposure apparatus, a lithography apparatus, a coating apparatus, and a CVD apparatus using plasma).
  • substrate heating part which heats a board
  • the electric power supply part which supplies electric power to the said at least 2 area
  • the said electric power supply part supply
  • a control device that controls the temperature of the substrate heated by the substrate heating unit to a predetermined target temperature, wherein the control device is configured such that the power supply unit includes the at least two regions.
  • the power supplied to any one of the regions is set to a power determined according to the product of a reference power supplied to any one of the at least two regions and a predetermined power ratio value, and each of the powers is used.
  • the temperature of the substrate is measured while controlling the substrate heating unit so that the temperature of the substrate becomes a first control temperature higher than the target temperature, and the in-plane temperature uniformity of the substrate in the measurement result is A good power ratio value and a temperature average value at the power ratio value, respectively, and then the second control temperature at which the temperature of the substrate is lower than the target temperature is the same as the first control temperature.
  • the temperature of the substrate is measured, and among the measurement results, the power ratio value with the best in-plane temperature uniformity of the substrate and the temperature average value at the power ratio value are selected, respectively, and the selected first control
  • a substrate processing apparatus is provided that calculates a control temperature and a power ratio value for the target temperature based on the temperature average value and the power ratio value at each of the temperature and the second control temperature.
  • the said control apparatus uses the minimum temperature value of the control range of the temperature of the said substrate heating part as said 2nd control temperature, and sets an upper limit temperature value to said 1st. As the control temperature, a control temperature and a power ratio value for the target temperature between the lower limit temperature value and the upper limit temperature value are calculated.
  • the said control apparatus calculates the temperature of the said board
  • the temperature of the substrate is measured while controlling to be the control temperature, and the power ratio value with the best in-plane temperature uniformity of the substrate is extracted from the measurement results.
  • the control device controls the temperature value T T as the control temperature substrate processing apparatus according to Supplementary Note 2 calculated is provided by the following equation.
  • AT is the target temperature of the substrate
  • AL is the average temperature when the temperature uniformity is the best when the power ratio value is changed and the measurement is repeated for the lower limit temperature value
  • a H is the average temperature when the temperature uniformity is the best when the power ratio value is changed with respect to the upper limit temperature value
  • T L is the lower limit temperature value
  • T H is the upper limit temperature value .
  • the said control apparatus provides the substrate processing apparatus of Additional remark 4 by which electric power ratio value RT with respect to the said target temperature is calculated by following Formula.
  • R L is the power ratio value when the temperature uniformity is the best when the power ratio value is changed repeatedly for the lower limit temperature value
  • RH is the power ratio value for the upper limit temperature value. This is the power ratio value when the temperature uniformity is the best when the measurement is repeated and changed.
  • a lower limit temperature value and an upper limit temperature value are set as control temperature values, respectively, and the substrate is heated at a plurality of positions on the substrate.
  • a step of calculating a control temperature value with respect to the temperature; the calculated control temperature value; the upper limit temperature value; the lower limit temperature value; a power ratio value corresponding to the lower limit temperature value; and a power ratio value corresponding to the upper limit temperature value Using the predetermined target temperature And calculating a provisional value of the power ratio value for each
  • a substrate heating unit that heats a substrate with at least two regions
  • a power supply unit that supplies power to the at least two regions
  • the power supply unit And a control device that controls the temperature of the substrate heated by the substrate heating unit to a predetermined target temperature, and controls the temperature of the substrate processing apparatus, wherein the control device includes: The power supplied by the power supply unit to any one of the at least two regions is a product of a reference power supplied to the other region of the at least two regions and a predetermined power ratio value.
  • the temperature of the substrate is determined.
  • Control to the target temperature A fourth step, the temperature control method with is provided that.
  • substrate And a substrate temperature average value when the lower limit temperature value is set and a substrate temperature average value when the upper limit temperature value is set are calculated based on the temperatures measured at the plurality of positions, respectively.
  • a control temperature value for a predetermined target temperature is calculated using the step, the lower limit temperature value and the calculated temperature average value corresponding thereto, and the upper limit temperature value and the calculated temperature average value corresponding thereto.
  • a step of measuring temperatures at a plurality of positions above, and calculating a predetermined index (for example, an index indicating in-plane uniformity of the substrate) from the measured temperature, respectively, and satisfying the predetermined index And a step of controlling the temperature using the extracted power ratio value as a control coefficient when heating the substrate to the target temperature.
  • substrate And a substrate temperature average value when the lower limit temperature value is set and a substrate temperature average value when the upper limit temperature value is set are calculated based on the temperatures measured at the plurality of positions, respectively.
  • a control temperature value for a predetermined target temperature is calculated using the step, the lower limit temperature value and the calculated temperature average value corresponding thereto, and the upper limit temperature value and the calculated temperature average value corresponding thereto.
  • a step of measuring temperatures at a plurality of positions above, and calculating a predetermined index (for example, an index indicating in-plane uniformity of the substrate) from the measured temperature, respectively, and satisfying the predetermined index And a step of controlling the temperature by using the extracted power ratio value as a control coefficient when heating the substrate to the target temperature.
  • a control temperature value for a predetermined target temperature is calculated using the step, the lower limit temperature value and the calculated average temperature value corresponding thereto, and the upper limit temperature value and the calculated average temperature value corresponding thereto.
  • the upper limit temperature value, the lower limit temperature value, the power ratio value corresponding to the lower limit temperature value, and the power ratio value corresponding to the upper limit temperature value Using the calculated control temperature value, the upper limit temperature value, the lower limit temperature value, the power ratio value corresponding to the lower limit temperature value, and the power ratio value corresponding to the upper limit temperature value.
  • a program for causing a computer to execute a step of extracting a power ratio value to be performed from the plurality of power ratio values is provided.
  • a substrate heating unit that heats a substrate with at least two regions
  • a power supply unit that supplies power to the at least two regions
  • the power supply unit Is a recording medium storing a program executed by a control device that adjusts the power supplied by the controller and controls the temperature of the substrate heated by the substrate heating unit to a predetermined target temperature
  • the power supply unit The power supplied to any one of the at least two regions is determined according to the product of the reference power supplied to the other region of the at least two regions and a predetermined power ratio value, Measuring the temperature of the substrate while controlling the substrate heating unit so that the temperature of the substrate becomes a first control temperature higher than the target temperature using each of the electric powers, A first step of selecting a power ratio value having the best in-plane temperature uniformity of the substrate and a temperature average value at the power ratio value; and a step in which the substrate temperature is lower than the target temperature.
  • the temperature of the substrate is measured in the same manner as the first control temperature, and the power ratio value with the best in-plane temperature uniformity of the substrate in the measurement result and the temperature at the power ratio value.
  • a control temperature and power ratio with respect to the target temperature based on a second procedure for selecting an average value, and the temperature average value and the power ratio value at each of the selected first control temperature and second control temperature.
  • a control temperature value for a predetermined target temperature is calculated using the step, the lower limit temperature value and the calculated average temperature value corresponding thereto, and the upper limit temperature value and the calculated average temperature value corresponding thereto.
  • the upper limit temperature value Using the calculated control temperature value, the upper limit temperature value, the lower limit temperature value, the power ratio value corresponding to the lower limit temperature value, and the power ratio value corresponding to the upper limit temperature value. Calculating a provisional value of the power ratio value with respect to the target temperature, and setting a calculated control temperature value for each of a plurality of power ratio values selected based on the provisional value of the calculated power ratio value.
  • a predetermined index for example, an index indicating in-plane uniformity of the substrate
  • a recording medium on which a program for causing a computer to execute a step of extracting a power ratio value to be performed from the plurality of power ratio values is recorded.
  • a substrate heating unit that heats a substrate with at least two regions, a power supply unit that supplies power to the at least two regions, and the power supply unit
  • a temperature control system comprising: a control unit that adjusts power supplied by the control unit and controls a temperature of the substrate heated by the substrate heating unit to a predetermined target temperature, wherein the control unit supplies the power Power that is supplied to any one of the at least two regions by the unit according to a product of a reference power supplied to the other region of the at least two regions and a predetermined power ratio value And measuring the temperature of the substrate while controlling the substrate heating unit so that the temperature of the substrate becomes a first control temperature higher than the target temperature using each of the electric power, and the measurement result A power ratio value having the best in-plane temperature uniformity of the substrate and a temperature average value at the power ratio value are respectively selected, and then the second control temperature where the substrate temperature is lower than the target temperature.
  • a temperature control system that selects and calculates a control temperature and a power ratio value for the target temperature based on the temperature average value and the power ratio value at each of the selected first control temperature and the second control temperature. Provided.
  • the said control apparatus heats and controls the said board
  • the said substrate The temperature is measured at a plurality of positions above, and the temperature average value of the substrate and the in-plane of the substrate when the first control temperature or the second control temperature is set based on the temperatures measured at the plurality of positions
  • the process for calculating a value that is an index of temperature uniformity is defined as one cycle, and the cycle is executed at least once.
  • a substrate heating unit that includes at least two regions and heats the substrate; a power supply unit that supplies power to the at least two regions; and the power that the power supply unit supplies. And a control device that controls the substrate heating unit so as to reach a target temperature.
  • control apparatus 10 substrate processing apparatus 12 substrate processing apparatus main body 14 control apparatus 16 display / input apparatus 18 storage apparatus 20 recording medium 22 control apparatus main body 24 CPU 26 memory 28 communication apparatus 30 control parameter acquisition program 40 vacuum container 44 substrate heating apparatus 50 temperature detection apparatus 58 Power adjustment device 60, heating unit 300, measurement control unit 302, measurement condition reception unit 304, temperature control unit 306, temperature stability determination unit 308, temperature uniformity calculation unit 310, average temperature calculation unit 312, control temperature value calculation unit 314, optimal power ratio value calculation unit (control) (Coefficient calculation unit) 316 Measurement condition storage unit 318 Measurement result storage unit 320 Optimal power ratio value storage unit (control coefficient storage unit) 322 Manufacturing control parameters Data storage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

制御装置は、電力供給部が少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準の電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて基板の温度が目標温度よりも高い第一制御温度となるように基板加熱部を制御しつつ基板の温度を測定し、測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択した後、基板の温度が目標温度よりも低い第二制御温度についても第一制御温度と同様に基板の温度を測定し、測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、選択された第一制御温度と第二制御温度のそれぞれにおける温度平均値と電力比率値に基づいて、目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する。

Description

基板処理装置、温度制御方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体
 本発明は、基板処理装置、温度制御方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体に関する。
 一般に、半導体製造の分野では、成膜処理によって半導体基板に膜を形成する基板処理装置が用いられている。この種の基板処理装置は、例えば、所定の電力を供給されたヒータにより、基板を加熱する処理が行われる。
 このような装置においては、製品基板を処理するためのプロセス条件が、製品基板の処理を実行する前に決定される。当該プロセス条件の中でも、基板加熱時の温度均一性は、基板の膜厚均一性及び膜の組成均一性に直結する重要な要素である。基板の温度均一性は、設定された電力比率値に基づいて基板が加熱された際の温度を測定した結果から算出される。
 最初に設定する電力比率値は、設計値から得られる値または作業者の長年の経験から得られる値を使用していたが、実際の加熱処理では予測が不可能な条件などが存在するため、作業者は最適な電力比率値を得るために、設計値または経験値を基に試行錯誤を繰り返す必要があり、長時間の実験を行わなければならない。
 本発明は、所望の温度均一性を達成するための電力比率値を含む制御係数を取得する時間を、従来技術と比較して短縮することができる構成を提供することを目的とする。
 本発明の一態様によれば、少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板の温度を所定の目標温度になるよう前記基板加熱部を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記電力供給部が前記少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準の電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて前記基板の温度が前記目標温度よりも高い第一制御温度となるように前記基板加熱部を制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、その後、前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する構成が提供される。
 本発明によれば、所望の温度均一性を達成するための電力比率値を含む制御係数を、本構成を有しない場合と比較して短時間で得ることができる。
本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉を示す図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の基板加熱機構を示す斜視図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉を示す図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置に示された基板処理装置本体の上面を例示する一部断面図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置に示された基板処理装置本体の側面を例示する一部断面図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉の構成を示す図である。 基板に接続された温度検出装置の配置例を示す平面図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の制御装置の構成を示す図である。 本発明の実施形態で好適に用いられる基板処理装置の制御装置上で動作する制御パラメータ取得プログラムの構成を示す図である。 式(3)を示すグラフである。 式(4)を示すグラフである。 取得プログラムにより実行される制御パラメータの取得処理について示すフローチャートである。 測定処理の動作の一例を示すフローチャートである。 検証処理の動作の一例を示すフローチャートである。 図16(a)は、本発明の実施形態に係る基板処理装置による制御パラメータの取得処理の具体例における測定結果の一例を示す表であり、ステップ100における制御下限温度値についての各電力比率値に対する基板面内の温度均一性の値及び平均温度を示す図である。図16(b)は、本発明の実施形態に係る基板処理装置による制御パラメータの取得処理の具体例における測定結果の一例を示す表であり、ステップ100における制御上限温度値についての各電力比率値に対する基板面内の温度均一性の値及び平均温度を示す図である。図16(c)は、図16(a)及び図16(b)の測定結果に基づいてステップ106において制御パラメータを算出後、ステップ110の検証処理を行った場合の測定結果を示す図である。
 図1乃至図3を参照して、本発明が好適に用いられる基板処理装置について概要を説明する。 図1に示すように、処理炉204は、処理の対象となる基板(半導体ウェハ)42を収容する真空容器40と、この真空容器40内で基板42を加熱する基板加熱機構44と、この基板加熱機構44の温度の検出する温度検出装置46とを有する。基板加熱機構44は、真空容器40の一面(例えば、下面)に設けられた穴に挿入されており、基板加熱機構44と真空容器40との間は、シール部材48により遮断されている。
 基板加熱機構44は、図1及び図2に示されるように、円板形と円筒形とを組み合わせた形状を有する。基板加熱機構44の上面(円板形の部分)は、第1の領域44aと第2の領域44bとに、略同心円状に分割されている。
 基板加熱機構44は、基板加熱機構44の第1の領域44a(即ち、外側の領域)で加熱する第1の加熱部60a及び基板加熱機構44の第2の領域44b(即ち、内側の領域)で加熱する第2の加熱部60bと、を有する。ここで、第1の加熱部及び第2の加熱部には、ヒータと、電力調節装置を介して電源62からの電力が供給されるヒータ電極とが含まれる。温度検出装置46は、基板加熱機構44の円筒内において第2の領域44bに接続されており、検出した温度を制御装置14に対して出力する。
 図1に示すように、基板加熱機構44の第1の領域44aには、例えばヒータとヒータ電極とを含む第1の加熱部60aが設けられている。また、第2の領域44bには、同様にして、第2の加熱部60bが設けられている。第1の加熱部60a及び第2の加熱部60bは、制御装置14に接続されている。したがって、第1の加熱部60a及び第2の加熱部60bは、制御装置14から所定の電力を供給されて、供給された電力に基づいてヒータを加熱し、基板加熱機構44の対応する領域の温度を制御する。
 真空容器40には、図中の矢印A、Bで示されるように排気口が設けられている。したがって、真空容器40の内部は、図示しない排気手段により真空雰囲気とされる。真空容器40の内部が真空になると、ガスが、図示しないガス供給手段により真空容器40の内部に導入され、真空容器40の内部は、図示しない圧力調整手段により成膜のための圧力に調整される。真空容器40の内部の圧力が調整されると、温度及び電力比率値が設定され、設定された温度及び電力比率値に基づいて基板加熱機構44に対して電力が供給されて、基板42が基板加熱機構44により加熱される。ここで、設定された温度及び電力比率値をまとめて制御パラメータと呼ぶ場合がある。電力比率値は、第1の加熱部60a及び第2の加熱部60bに供給される電力の比である。尚、本明細書においては、第2の加熱部60bに供給される電力を基準として、以下説明する。
 基板42の温度が安定すると、温度が測定され、基板の温度均一性が算出される。作業者は、算出された温度均一性が適切であるか否かを判断する。温度均一性が適切であると判定された場合、このときの電力比率値が用いられて、以降の基板処理が行われる。すなわち、この電力比率値が半導体製品を製造する際の温度パラメータとして設定され半導体が製造されることとなる。これに対し、温度均一性が適切でないと判定された場合、電力比率値が変更されて、測定が再度行われる。
 温度の検出の構成を変えた基板処理装置の処理炉208について説明する。図3は、基板処理装置の処理炉208を示す図である。なお、図3に示された各構成のうち、図1に示された構成と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。図3の処理炉208においても、後述する本実施の形態における制御係数(最適な温度比率値)を算出方法が適用できる。
 但し、図3に示すように、処理炉208は、真空容器40の外側の大気雰囲気中に赤外及び遠赤外の電磁波を検出して温度を測定する第3の温度検出装置54を有し、基板処理中では、この第3の温度検出装置54により温度測定を実施する。第3の温度検出装置54は、例えば石英など透明度の高い物質からなる透明窓56を介して、基板加熱機構44の第1の領域44aの温度を測定する。したがって、温度均一性は、第1の温度検出装置46及び第3の温度検出装置54により検出された温度に基づいて算出される。しかしながら、このような温度測定手法では、成膜に寄与しなかった副生成物が、成膜処理を重ねる毎に、透明窓56の真空側面に付着して透明度を低下させることにより、正確な温度測定ができなくなることがある。
 このように基板加熱機構44の加熱の制御領域が複数に分割されている場合には、プラズマおよび腐食性ガスの影響を受けない一方の加熱の制御領域に温度検出装置を接続し、その温度検出装置の検出温度を元に制御装置で演算処理を行い、その結果に基づいて供給する電力の制御を行うことで温度制御するのが信頼性、再現性を得るための制御として一般的である。
 次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置10を説明する。 図4に示すように、基板処理装置10は、基板処理装置本体12と、この基板処理装置本体12の基板処理を制御する制御装置14と、この制御装置14と作業者とのインターフェースを構成する表示・入力装置16とを有する。基板処理装置10は、これらの構成部分により、基板の少なくとも2つの領域に対して、所定の電力比に基づいて電力を供給して加熱し、前記供給された電力に基づいて加熱された基板の面内における温度の均一度合を算出し、前記算出された温度の均一度合に基づいて算出された電力比率値を記憶し、前記記憶された電力比率値に基づいて、供給する電力を制御する。なお、基板処理装置10のこれらの構成部分は、全てが同一の筐体内に一体に構成されているか、別々の筐体内に構成されているかなどは問われない。
 表示・入力装置16は、作業者が基板処理装置本体12に対して必要な操作をするために用いられる。表示・入力装置16は、作業者からの操作を受け付けると、制御装置14に対して出力する。また、表示・入力装置16は、制御装置14の制御により所定の情報をディスプレイ等に表示する。
 制御装置14は、基板処理装置本体12の基板加熱機構44に対して供給する電力を、電力比率値に基づいて制御する。また、制御装置14は、基板処理装置本体12により検出されて出力される温度を受け付け、温度均一性を算出する。制御装置14は、算出された温度均一性に基づいて、最適な電力比率値(本明細書では、制御係数と称する場合がある)を算出する。さらに、制御装置14は、所定の目標温度につき算出された最適電力比率値(制御係数)に基づいて、供給する電力を制御して基板処理装置本体12の温度を制御する。なお、制御装置14による最適な電力比率値(制御係数)の算出処理は、後で詳述する。
 基板処理装置本体12は、基板42に所望の厚さの膜を形成し、形成される膜の厚さを均一にするように構成されている。以降、基板処理装置本体12について、図5及び図6を参照して詳細に説明する。 なお、図5の下側面及び図6の左側面が、基板処理装置本体12の前面である。また、基板処理装置本体12では、ウエハなどの基板42を搬送するキャリヤとして、FOUP(front opening unified pod 。以下、ポッドという。)が使用されている。
 図5及び図6に示されているように、基板処理装置本体12は、真空状態などの大気圧未満の圧力(負圧)に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室103を備えている。この第一の搬送室103の筐体101は、平面視が六角形で、上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室103には、負圧下で基板200を移載する第一のウエハ移載機112が、設置されている。この第一のウエハ移載機112は、エレベータ115によって、第一の搬送室103の気密性を維持しつつ、昇降できるように構成されている。
 筐体101の六枚の側壁のうち、前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室122と搬出用の予備室123とが、それぞれゲートバルブ244,127を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室122には、搬入室用の基板置き台140が設置され、予備室123には、搬出室用の基板置き台141が設置されている。
 予備室122及び予備室123の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室121が、ゲートバルブ128、129を介して連結されている。第二の搬送室121には、基板200を移載する第二のウエハ移載機124が設置されている。この第二のウエハ移載機124は、第二の搬送室121に設置されたエレベータ126によって、昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ132によって、左右方向に往復移動されるように構成されている。
 図5に示されているように、第二の搬送室121の左側には、オリフラ合わせ装置106が設置されている。また、図6に示されているように、第二の搬送室121の上部には、クリーンエアを供給するクリーンユニット118が設置されている。
 図5及び図6に示されているように、第二の搬送室121の筐体125には、基板200を第二の搬送室121に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口134と、前記ウエハ搬入搬出口を閉塞する蓋142と、ポッドオープナ108とが、それぞれ設置されている。ポッドオープナ108は、IOステージ105に載置されたポッド100のキャップ及びウエハ搬入搬出口134を閉塞する蓋142を開閉するキャップ開閉機構136を備えている。また、ポッドオープナ108は、IOステージ105に載置されたポッド100のキャップ及びウエハ搬入搬出口134を閉塞する蓋142をキャップ開閉機構136によって開閉することにより、ポッド100の基板出し入れを可能にする。また、ポッド100は、図示しない工程内搬送装置(RGV)によって、前記IOステージ105に供給及び排出されるようになっている。
 図5に示されているように、筐体101の六枚の側壁のうち、背面側に位置する二枚の側壁には、基板に所望の処理を行う第一の処理炉202と、第二の処理炉137とが、それぞれ隣接して連結されている。第一の処理炉202及び第二の処理炉137は、いずれもコールドウオール式の処理炉によって、それぞれ構成されている。また、筐体101における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、第三の処理炉としての第一のクーリングユニット138と、第四の処理炉としての第二のクーリングユニット139とが、それぞれ連結されている。第一のクーリングユニット138及び第二のクーリングユニット139は、いずれも処理済みの基板200を冷却するように構成されている。
 以下、前記構成をもつ基板処理装置10を使用した基板処理工程を、図5及び図6を参照して説明する。 未処理の基板200は、25枚がポッド100に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置本体12へ、工程内搬送装置によって搬送される。図5及び図6に示されているように、搬送されたポッド100は、IOステージ105の上に、工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド100のキャップおよびウエハ搬入搬出口134を開閉する蓋142が、キャップ開閉機構136によって取り外され、ポッド100のウエハ出し入れ口が開放される。
 ポッド100が、ポッドオープナ108により開放されると、第二の搬送室121に設置された第二のウエハ移載機124は、ポッド100から基板200をピックアップし、予備室122に搬入し、基板200を基板置き台140に移載する。この移載作業中には、第一の搬送室103側のゲートバルブ244は閉じられており、第一の搬送室103の負圧は維持されている。基板200の基板置き台140への移載が完了すると、ゲートバルブ128が閉じられ、予備室122が排気装置(不図示)によって負圧に排気される。
 予備室122が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ244、130が開かれ、予備室122、第一の搬送室103および第一の処理炉202が連通される。続いて、第一の搬送室103の第一のウエハ移載機112は、基板置き台140から基板200をピックアップして、第一の処理炉202に搬入する。そして、処理ガスが、第一の処理炉202内に供給され、所望の処理が、基板200に行われる。取得プログラム30により求められた制御パラメータは、当該処理における温度制御において用いられる。
 第一の処理炉202で前記処理が完了すると、処理済みの基板200は、第一の搬送室103の第一のウエハ移載機112によって、第一の搬送室103に搬出される。そして、第一のウエハ移載機112は、第一の処理炉202から搬出した基板200を第一のクーリングユニット138へ搬入し、処理済みの基板を冷却する。
 第一のクーリングユニット138に基板200を移載すると、第一のウエハ移載機112は、予備室122の基板置き台140に予め準備された基板200を、前述した作動によって第一の処理炉202に移載し、処理ガスが、第一の処理炉202内に供給され、所望の処理が、基板200に行われる。第一のクーリングユニット138において、予め設定された冷却時間が経過すると、冷却済みの基板200は、第一のウエハ移載機112によって、第一のクーリングユニット138から第一の搬送室103に搬出される。
 冷却済みの基板200が、第一のクーリングユニット138から第一の搬送室103に搬出されたのち、ゲートバルブ127が開かれる。そして、第1のウエハ移載機112は、第一のクーリングユニット138から搬出した基板200を予備室123へ搬送し、基板置き台141に移載した後、予備室123は、ゲートバルブ127によって閉じられる。
 予備室123が、ゲートバルブ127によって閉じられると、この排出用予備室123内が、不活性ガスにより略大気圧に戻される。この予備室123内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ129が開かれ、第二の搬送室121の予備室123に対応したウエハ搬入搬出口134を閉塞する蓋142と、IOステージ105に載置された空のポッド100のキャップとが、ポッドオープナ108によって開かれる。
 続いて、第二の搬送室121の第二のウエハ移載機124は、基板置き台141から基板200をピックアップして、第二の搬送室121に搬出し、第二の搬送室121のウエハ搬入搬出口134を通して、ポッド100に収納する。処理済みの25枚の基板200のポッド100への収納が完了すると、ポッド100のキャップと、ウエハ搬入搬出口134を閉塞する蓋142とが、ポッドオープナ108によって閉じられる。閉じられたポッド100は、IOステージ105の上から、次の工程へ工程内搬送装置によって搬送される。
 以上の作動が繰り返されることにより、基板が順次処理される。なお、第一の処理炉202および第一のクーリングユニット138が使用される場合を例にして説明したが、第二の処理炉137および第二のクーリングユニット139が使用される場合についても同様の作動が実施される。
 また、上述の基板処理装置では、予備室122を搬入用、予備室123を搬出用としたが、予備室123を搬入用、予備室122を搬出用としてもよい。また、第一の処理炉202と第二の処理炉137とは、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第一の処理炉202と第二の処理炉137とで別の処理を行う場合、例えば第一の処理炉202で基板200にある処理を行った後、続けて第二の処理炉137で別の処理を行わせてもよい。また、第一の処理炉202で基板200にある処理を行った後、第二の処理炉137で別の処理を行わせる場合、第一のクーリングユニット138(又は第二のクーリングユニット139)を経由するようにしてもよい。
 図7に示すように、本発明の実施形態に係る基板処理装置10において、基板加熱機構44の上に、基板の温度を検出する複数の温度検出装置50が接続された基板42aが載置されている。この温度検出装置50は、検出した温度を制御装置14に対して出力する。したがって、複数の温度検出装置50は、基板42aの複数箇所の温度を検出して、制御装置14に対して出力する。基板の温度均一性は、これら複数の温度検出装置50により検出された温度から算出される。なお、図7に示された各構成のうち、図1に示された構成と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
 図8は、基板42aに接続された温度検出装置50の配置例を示す平面図である。温度検出装置は、基板42aの面内に面積的に均等に接続することが望ましい。また、接続される温度検出装置の本数は、基板42aの面積、および制御装置14の処理能力に応じた本数とすることが望ましい。図8に示した例では、17本の温度検出装置を接続しているが、温度検出装置の接続数は17本でなくてもよい。
 次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置10の制御装置14を説明する。 図9に示すように、制御装置14は、電源62が接続されており、制御部としてのCPU24及び第一記憶部としてのメモリ26などを含む制御装置本体22と、通信装置28と、第二記憶部としての例えばハードディスクドライブなどの記憶装置18と、電力調節装置58a、58bとを有する。CPU24は、メモリ26にロードされた後述するプログラムを実行し、基板処理装置本体12の制御を行う。メモリ26は、CPU24により実行されるプログラム及び記憶装置18に記憶されている情報を格納する。通信装置28は、図示しないネットワークを介して外部のコンピュータ及び基板処理装置本体12とデータの送受信を行う。
 電力調節装置58a、58bはそれぞれ、基板加熱機構44の第1の加熱部60a、第2の加熱部60bに接続されている。電力調節装置58a、58bは、CPU24により制御されて、基板加熱機構44に対して電力を供給する。ここで、電力調節装置58a、58bにより供給される電力は、後述するように所定の電力比に基づいている。さらに、制御装置14は、温度検出装置46、50により検出された温度を受け付ける。このように、制御装置14は、一般的なコンピュータとしての構成部分を含んでいる。なお、プログラムは、通信装置28を介して供給されてもよいし、FD、CD又はDVDなどの記録媒体20を介して供給されてもよい。
 次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置10の加熱制御に用いられる重要な制御パラメータの一つである最適な電力比率値(制御係数)を取得する手法について説明する。
 図10に示すように、制御パラメータ取得プログラム(以降、単に取得プログラムとも記す)30は、測定制御部300と、測定条件受付部302と、温度制御部304と、温度安定判定部306と、温度均一性算出部308と、平均温度算出部310と、制御温度値算出部312と、最適電力比率値算出部314と、測定条件記憶部316と、測定結果記憶部318と、最適電力比率値記憶部320と、製造用制御パラメータ記憶部322とを有する。取得プログラム30は、例えば、通信装置28又は記録媒体20を介して制御装置14に供給され、メモリ26にロードされて、図示しないOS上でCPU24により実行される。
 基板を所望の目標温度とするための加熱制御を行う場合、制御パラメータとして、温度値と、電力比率値とを設定する。以下、制御パラメータとして設定される温度値を制御温度値という。基板の目標温度と、制御温度値とは異なるため、目標温度に適した制御パラメータ(制御温度値及び電力比率値)を設定する必要がある。
 取得プログラム30では、この目標温度に適した制御パラメータを取得する。より具体的には、まず、所定の温度条件として第一の制御温度値を設定して加熱制御した場合の温度を測定する。この際、電力比率値を変えて繰り返して測定を行う。温度均一性が最も優秀な電力比率値、測定された温度から算出される平均温度、及び第一の制御温度値を関連付けて保存する。次に、所定の温度条件として第二の制御温度値を設定して加熱制御した場合の温度を測定する。同様に、電力比率値を変えて繰り返して測定を行う。そして、温度均一性が最も優秀な電力比率値、測定された温度から算出される平均温度、及び第二の制御温度値を関連付けて保存する。これら保存された情報に基づいて、所望の目標温度を実現するための制御温度値及び電力比率値を算出することによって、制御パラメータを得る。
 なお、後述するように、取得プログラム30は、第一の制御温度値若しくは第二の制御温度値に対する温度均一性が最も良好な電力比率値、又は算出された電力比率値を検証する機能を備えている。電力比率値の検証処理は、検証対象の電力比率値を暫定の電力比率値として、真の電力比率値を取得する処理である。電力比率値の検証処理では、具体的には、暫定の電力比率値(検証対象の電力比率値)の近傍の複数の電力比率値を制御パラメータとして用いて、加熱及び温度測定を繰り返す。そして、温度均一性が最も良好な電力比率値を最適な電力比率値(制御係数)として取得する。
 測定制御部300は、制御パラメータを設定するとともに、測定の繰り返しについて制御する。
 測定条件受付部302は、表示・入力装置16を介して作業者から入力される測定条件を受け付ける。測定条件受付部302は、受付けた測定条件を測定条件記憶部316に出力する。ここで、測定条件には、所定の温度条件(制御下限温度値、制御上限温度値)、測定開始電力比率値、測定間隔、測定数、検証間隔及び検証数が含まれる。なお、測定条件受付部302は、通信装置28を介して外部のコンピュータ等から測定条件を受け付けてもよい。
 制御下限温度値は、制御温度値として設定可能な下限値であり、上記第一の制御温度値に対応する。本実施形態では、このように第一の制御温度値として、下限値を用いているが、第一の制御温度値は、制御温度値として設定可能な値であればよく、下限値に限られない。
 制御上限温度値は、制御温度値として設定可能な上限値であり、上記第二の制御温度値に対応する。本実施形態では、このように第二の制御温度値として、上限値を用いているが、第二の制御温度値は、制御温度値として設定可能な値であって、第一の制御温度値よりも高い温度値であればよく、上限値に限られない。
 測定開始電力比率値は、測定前に予め設定されている電力比率値である。
 測定間隔は、電力比率値を変えて繰り返し測定を行う際に、次測定時に、現測定時の電力比率値からどれだけ変更した電力比率値を用いるかを示す値である。
 側定数は、電力比率値を変えて繰り返し測定を行う際の繰り返し回数(測定回数)を示す値である。
 検証間隔及び検証数は、第一の制御温度値若しくは第二の制御温度値に対する温度均一性が最も高い電力比率値、又は算出された電力比率値について検証する際に用いられる値である。検証間隔は、検証処理で繰り返し測定を行う際に、次測定時に、現測定時の電力比率値からどれだけ変更した電力比率値を用いるかを示す値である。検証数は、検証処理で繰り返し測定を行う際の繰り返し回数を示す値である。
 温度制御部304は、測定制御部300により設定された制御パラメータ(制御温度値及び電力比率値)に基づいて、電力調節装置58a、58bを制御する。より具体的には、温度制御部304は、電力調節装置58aを制御して、基板加熱機構44の第1の加熱部60aに対して所定の電力を供給させ、電力調節装置58bを制御して、基板加熱機構44の第2の加熱部60bに対して当該電力と当該電力比率値に基づく電力を供給させる。例えば、温度制御部304は、第1の加熱部60aに供給される電力を基準として、当該電力に電力比率値を乗じて算出された電力を第2の加熱部60bに対して供給するように、電力調節装置58bを制御する。
 温度安定判定部306は、加熱による温度が安定したか否かを判定する。具体的には、例えば、温度検出装置46により検出した温度と制御温度値とが、一定時間継続して一致している場合、安定したと判定する。なお、この一定時間とは、予め定められた時間であって、例えば、3分程度である。ただし、この時間は、基板加熱機構44の材質、組成、ヒータ巻き線パターンなどにより異なる。
 温度均一性算出部308は、基板42aの面内における温度の均一度合(温度均一性)の指標値を算出する。温度均一性算出部308は、例えば、次式により温度均一性の指標値を求める。
温度均一性指標値[%]=(温度の最高値-温度の最低値)/(温度の最高値+温度の最低値)×100・・・(1)
 ここで、温度の最高値及び最低値は、温度検出装置50により検出された複数の領域の温度のうち最高の温度及び最低の温度である。式(1)において温度均一性の指標値を算出する場合、値が小さいほうが、温度均一性が良好なことを示している。
 ただし、温度均一性の指標値は、式(1)以外の算出式により求められてもよい。基板42aの温度の最高温度と最低温度との差が小さいことが温度均一性の良好さの指標と考えられるので、算出処理を簡略化して以下の式(2)のように算出してもよい。
 温度均一性指標値=温度の最高値-温度の最低値・・・(2)
 温度均一性算出部308は、算出した温度均一性の指標値を、測定結果記憶部318に出力する。
 平均温度算出部310は、基板42aの面内における温度の平均値を算出する。具体的には、温度検出装置50a~50eにより検出された複数の領域の温度の平均値を算出する。平均温度算出部310は、算出した温度の平均値を、測定結果記憶部318に出力する。
 制御温度値算出部312は、基板の目標温度に対し、当該目標温度を実現するための制御温度値を算出する。制御温度値算出部312は、例えば、以下の式(3)に基づいて、目標温度を実現するための制御温度値TTを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 ここで、ATは目標温度であり、ALは第一の制御温度値(ここでは、制御下限温度値)について電力比率値を変更して繰り返し測定した場合において温度均一性が最も良好な条件のときの平均温度であり、AHは第二の制御温度値(ここでは、制御上限温度値)について電力比率値を変更して繰り返し測定した場合において温度均一性が最も良好な条件のときの平均温度であり、TLは第一の制御温度値(ここでは、制御下限温度値)であり、THは第二の制御温度値(ここでは、制御上限温度値)である。なお、上記式(3)をグラフで図示したものを図11に示す。
 最適電力比率値算出部314は、制御温度値算出部312により算出された目標温度を実現するための制御温度値に基づいて、当該目標温度を実現するための電力比率値を算出する。最適電力比率値算出部314は、例えば、以下の式(4)に基づいて、目標温度を実現するための電力比率値RTを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 ここで、TTは制御温度値算出部312により算出された制御温度値であり、TH及びTLは、上述の通りであり、RLは第一の制御温度値(ここでは、制御下限温度値)について電力比率値を変更して繰り返し測定した場合において温度均一性が最も良好な条件のときの電力比率値であり、RHは第二の制御温度値(ここでは、制御上限温度値)について電力比率値を変更して繰り返し測定した場合において温度均一性が最も良好な条件のときの電力比率値である。なお、以下の説明において、ある制御温度値について、電力比率値を変更して繰り返し加熱及び測定した場合において、温度均一性が最も良好な条件のときの電力比率値を、最適電力比率値と呼ぶこととする。上記式(4)をグラフで図示したものを図12に示す。
 上記式(3)及び(4)により、半導体製造時において、材料基板の温度がATとなるように加熱したい場合には、制御パラメータとしてRT、TTを用いて加熱を制御することにより、温度均一性が優れ、かつ、目的の基板温度が実現される。
 測定条件記憶部316は、測定条件受付部302が出力した測定条件を記憶する。測定結果記憶部318は、温度均一性算出部308及び平均温度算出部310が算出した値を、制御パラメータと対応付けて記憶する。最適電力比率値記憶部320は、第一の制御温度値についての最適電力比率値及び第一の制御温度値についての最適電力比率値を、当該最適電力比率値を用いて加熱した際の基板42の面内における温度の平均値と対応付けて記憶する。製造用制御パラメータ記憶部322は、材料基板の目標温度と、当該目標温度を実現するための制御温度値及び電力比率値とを対応付けて記憶する。なお、各記憶部は、具体的には例えば、記憶装置18を用いて記憶する。
 次に、本発明の実施形態に係る基板処理装置10による制御パラメータの取得処理の流れについて説明する。
 図13に示すように、まず、ステップ100(S100)において、測定処理が行われる。ここでは、所定の温度条件としての第一の制御温度値に対し、複数の電力比率値を設定して、加熱及び温度検出が行われる。また、その後、所定の温度条件としての第二の制御温度値に対し、複数の電力比率値を設定して、加熱及び温度検出が行われる。なお、ステップ100の詳細については、図14に基づいて後述する。
 ステップ100の後、ステップ102(S102)において、測定制御部300は、ステップ100で得られた結果について、検証を行うよう指示されているか否かを判定する。例えば、検証を行うか否かの指示は、表示・入力装置16から入力されてもよいし、予め設定されていてもよい。検証するよう指示されていない場合には、ステップ104へ移行し、検証するよう指示されている場合には、ステップ110へ移行する。
 ステップ104(S104)において、測定制御部300は、測定結果記憶部318が記憶するステップ100における測定結果のうち、第一の制御温度値(ここでは、制御下限温度値)と、この第一の制御温度値についての最適電力比率値と、当該第一の制御温度値及び最適電力比率値による加熱の際の基板42aの面内における温度の平均値とを対応付けて、最適電力比率値記憶部320に出力し、最適電力比率値記憶部320はこれらを記憶する。また、測定制御部300は、測定結果記憶部318が記憶するステップ100における測定結果のうち、第二の制御温度値(ここでは、制御上限温度値)と、この第二の制御温度値についての最適電力比率値と、当該第二の制御温度値及び最適電力比率値による加熱の際の基板42aの面内における温度の平均値とを対応付けて、最適電力比率値記憶部320に出力し、最適電力比率値記憶部320はこれらを記憶する。
 ステップ104の後、ステップ106(S106)では、制御温度値算出部312及び最適電力比率値算出部314は、材料基板の目標温度を実現するための制御パラメータ(制御温度値及び電力比率値)を算出する。具体的には、制御温度値算出部312が、最適電力比率値記憶部320に記憶された情報に基づいて、上記式(3)を用いて当該目標温度を実現するための制御温度値を算出し、最適電力比率値算出部314が、最適電力比率値記憶部320に記憶された情報及び制御温度値算出部312が算出した制御温度に基づいて、上記式(4)を用いて当該目標温度を実現するための電力比率値を算出する。
 なお、目標温度については、ステップ106に先立って制御温度値算出部312及び最適電力比率値算出部314に与えられており、表示・入力装置16などから入力されることにより与えられてもよいし、予め記憶されていた目標温度を読み出すことにより与えられてもよい。
 ステップ106の後、ステップ108(S108)において、測定制御部300は、ステップ106で得られた結果について、検証を行うよう指示されているか否かを判定する。例えば、検証を行うか否かの指示は、表示・入力装置16から入力されてもよいし、予め設定されていてもよい。検証するよう指示されている場合には、ステップ110へ移行し、検証するよう指示されていない場合には、ステップ112へ移行する。
 ステップ110(S110)では、電力比率値についての検証処理を行う。具体的には、ステップ102でYesと判定された場合、第一の制御温度値に対する最適電力比率値及び第二の制御温度値に対する最適電力比率値について、当該最適電力比率値よりも好適な電力比率値がないか検証を行う検証処理を行う。また、ステップ108でYesと判定された場合、ステップ106で算出された最適電力比率値について、当該最適電力比率値よりも好適な電力比率値がないか検証を行う検証処理を行う。なお、ステップ110の詳細については、図15を用いて後述する。ステップ102でYesと判定された場合、ステップ110における検証処理を実行後、ステップ106へ移行する。また、ステップ108でYesと判定された場合、ステップ110における検証処理を実行後、制御パラメータの取得処理を終了する。
 ステップ112(S112)では、測定制御部300は、制御温度値算出部312及び最適電力比率値算出部314により算出された値を、目標温度と対応付けて、製造用制御パラメータ記憶部322に出力し、製造用制御パラメータ記憶部322はこれらを記憶する。
 このように、目標温度に対し、これを実現するための制御パラメータが取得される。半導体製品を製造する際には、温度検出装置50とともに基板42aを真空容器40から取り除き、さらに、これらと制御装置14との接続を解除し、上述のように取得された制御パラメータを用いて加熱処理の制御を行う。
 なお、上述のフローチャートでは、検証処理を行う場合、検証処理は一度だけ実行されるが、二度以上繰り返して検証処理がなされてもよい。
 次に、上述の測定処理(S100)の詳細について図14を用いて説明する。
 ステップ1000(S1000)において、測定条件受付部302が、測定条件を受付け、測定条件記憶部316が、受付けた測定条件を記憶する。具体的には、測定条件受付部302は、制御下限温度値、制御上限温度値、測定開始電力比率値、測定間隔、測定数、検証間隔及び検証数を受付ける。
 ステップ1002(S1002)において、測定制御部300は、加熱の制御における制御パラメータである制御温度値について、ステップ1000で受付けた制御下限温度値を用いるように設定する。
 ステップ1004(S1004)において、測定制御部300は、加熱の制御における制御パラメータである電力比率値について、ステップ1000で受付けた測定開始電力比率値を用いるように設定する。
 ステップ1006(S1006)において、温度制御部304はステップ1002及びステップ1004で設定された制御パラメータに基づいて、電力調節装置58a、58bを制御し基板42aの加熱処理を行う。
 ステップ1008(S1008)において、温度安定判定部306が、加熱による温度が安定したか否かを判定し、温度が安定したと判定すると、ステップ1010(S1010)へ移行し、温度が安定していないと判定した場合には、ステップ1008を繰り返す。
 ステップ1010(S1010)において、温度均一性算出部308が基板42aの面内における温度均一性を算出する。
 ステップ1012(S1012)において、測定結果記憶部318がステップ1010で算出された温度均一性の値を制御パラメータと対応付けて記憶する。
 ステップ1014(S1014)において、平均温度算出部310は、基板42aの面内における温度の平均値を算出する。
 ステップ1016(S1016)において、測定結果記憶部318がステップ1014で算出された温度の平均値を制御パラメータと対応付けて記憶する。
 ステップ1018(S1018)において、測定制御部300は、制御パラメータを変更して測定を続けるか否かを判定する。具体的には、測定制御部300は、現在設定されている制御温度値について、ステップ1000で受付けた測定数だけ測定したか否かを判定する。ステップ1000で受付けた測定数に達していない場合には、ステップ1020へ移行し、達した場合にはステップ1022へ移行する。
 ステップ1020(S1020)において、測定制御部300は、加熱の制御における制御パラメータである電力比率値について、現在設定されている電力比率値にステップ1000で受付けた測定間隔を加算した電力比率値を新たに制御パラメータとして設定する。そして、ステップ1006へと戻る。
 一方、ステップ1022(S1022)では、測定制御部300は、ステップ1000で受付けた制御上限温度値を制御パラメータに用いた測定が終了しているか否かを判定し、終了していない場合にはステップ1024へ移行し、終了している場合には、測定処理を終了する。
 ステップ1024(S1024)において、測定制御部300は、加熱の制御における制御パラメータである制御温度値について、ステップ1000で受付けた制御上限温度値を用いるように設定する。そして、ステップ1004へと戻る。
 以上のようにして、制御下限温度値についての複数の測定結果と、制御上限温度値についての複数の測定結果とが得られることとなる。その後、制御下限温度値についての測定結果の中から、温度均一性が最も優れた測定結果が選択され、最適電力比率値及びこれに対応する平均温度が得られることとなる。また、制御上限温度値についても、同様に、最適電力比率値及びこれに対応する平均温度が得られることとなる。
 次に、上述の検証処理(S110)の詳細について説明する。図15は、検証処理の動作の一例を示すフローチャートである。
 ステップ1100(S1100)において、測定制御部300は、加熱の制御における制御パラメータである制御温度値を設定する。具体的には、制御下限温度値又は制御上限温度値に対する最適電力比率値を検証する場合、当該制御下限温度値又は制御上限温度値を制御パラメータとして用いるよう設定する。また、上述のステップ106で算出された電力比率値を検証する場合、上述のステップ106で算出された制御温度値を制御パラメータとして用いるよう設定する。
 ステップ1102(S1102)において、測定制御部300は、加熱の制御における制御パラメータである電力比率値を設定する。検証処理では、検証対象の電力比率値の近傍の電力比率値について、測定を行うことで、より正確に最適電力比率値を求めることが期待される。本実施形態では、検証対象の電力比率値の近傍の電力比率値を順に制御パラメータとして用いる。ここでは、ステップ1000で受付けた検証間隔及び検証数を用いて、検証対象の電力比率値の近傍の電力比率値について測定が行われる。すなわち、ステップ1000で受付けた検証間隔だけ値が異なる複数の電力比率値(総数は、ステップ1000で受付けた検証数)について測定を行う。なお、検証間隔は上記測定間隔と同じであってもよいし、上記測定間隔よりも小さくてもよい。
 ここでは、測定制御部300は、最初の測定において用いられる電力比率値Rstartを、次のようにして決める。
 Rstart=(検証対象の電力比率値)-(検証間隔)×(検証数/2) ・・・(5) なお、この式(5)において、(検証数/2の値)の小数点以下は切り捨てられる。
 なお、式(5)において、検証対象の電力比率値は、制御下限温度値又は制御上限温度値に対する最適電力比率値の検証を行う場合には、測定結果記憶部318から読み出された最適電力比率値である。一方、上述のステップ106で算出された電力比率値の検証を行う場合には、式(5)において、検証対象の電力比率値は、当該電力比率値である。
 ステップ1104(S1104)において、温度制御部304はステップ1100及びステップ1102で設定された制御パラメータに基づいて、電力調節装置58a、58bを制御し基板42aの加熱処理を行う。
 ステップ1106(S1106)において、温度安定判定部306が、加熱による温度が安定したか否かを判定し、温度が安定したと判定すると、ステップ1108(S1108)へ移行し、温度が安定していないと判定した場合には、ステップ1106を繰り返す。
 ステップ1108(S1108)において、温度均一性算出部308が基板42aの面内における温度均一性を算出する。
 ステップ1110(S1110)において、測定結果記憶部318がステップ1108で算出された温度均一性の値を制御パラメータと対応付けて記憶する。
 ステップ1112(S1112)において、平均温度算出部310は、基板42aの面内における温度の平均値を算出する。
 ステップ1114(S1114)において、測定結果記憶部318がステップ1112で算出された温度の平均値を制御パラメータと対応付けて記憶する。
 ステップ1116(S1116)において、測定制御部300は、制御パラメータを変更して測定を続けるか否かを判定する。具体的には、測定制御部300は、現在設定されている制御温度値について、ステップ1000で受付けた検証数だけ測定したか否かを判定する。ステップ1000で受付けた検証数に達していない場合には、ステップ1118へ移行し、達した場合にはステップ1120へ移行する。
 ステップ1118(S1118)において、測定制御部300は、加熱の制御における制御パラメータである電力比率値について、現在設定されている電力比率値にステップ1000で受付けた検証間隔を加算した電力比率値を新たに制御パラメータとして設定する。そして、ステップ1104へと戻る。
 一方、ステップ1120(S1120)では、測定制御部300は、測定結果から最適電力比率値を選択して、選択した最適電力比率値(制御係数)、これに対応する情報を最適電力比率値記憶部320又は製造用制御パラメータ記憶部322に出力し、最適電力比率値記憶部320又は製造用制御パラメータ記憶部322はこれらを対応付けて記憶する。
 具体的には、測定制御部300は、制御下限温度値又は制御上限温度値に対する最適電力比率値の検証が行われている場合には、ステップ1104~ステップ1118における測定で得られた結果のうち、温度均一性が最も良好なものに対応する電力比率値を最適電力比率値(制御係数)として選択し、当該制御下限温度値又は制御上限温度値、選択された最適電力比率値(制御係数)、及びこれらを制御パラメータとして用いた際の平均温度値を対応付けて最適電力比率値記憶部320に出力する。また、測定制御部300は、上述のステップ106で算出された電力比率値の検証が行われている場合には、ステップ1104~ステップ1118における測定で得られた結果のうち、温度均一性が最も高いものに対応する電力比率値を最適電力比率値として選択し、上述のステップ106で算出された制御温度値、選択された最適電力比率値、及び上述のステップ106で用いられた目標温度を対応付けて製造用制御パラメータ記憶部322に出力する。
 以上、図13~図15により、本発明の実施形態に係る基板処理装置10による制御パラメータの取得処理について説明したが、ここで、具体例を用いて、説明を補足する。なお、ここでは、図13に示されるステップ100、102、104、106、110の順に動作する場合を例としている。
 本具体例では、制御下限温度値が800℃であり、この制御下限温度値に対して、0.44~0.53の各電力比率値を制御パラメータとして用いて、加熱及び測定が行われている。また、本具体例では、制御上限温度値が900℃であり、この制御上限温度値に対して、0.44~0.53の各電力比率値を制御パラメータとして用いて、加熱及び測定が行われている。
 図16(a)を見ると、温度均一性の指標が最も小さい(温度均一性が最も高い)のは、電力比率値が0.50の場合であり、そのときの平均温度は572℃である。また、図16(b)を見ると、温度均一性の指標が最も小さい(温度均一性が最も高い)のは、電力比率値が0.45の場合であり、そのときの平均温度は677℃である。
 従って、本具体例では、上述のステップ104において、制御下限温度値については、最適電力比率値が0.50であり、この電力比率値とこの電力比率値に対応する平均温度572℃が記憶されることとなる。また、同様に、制御上限温度値については、最適電力比率値が0.45であり、この電力比率値とこの電力比率値に対応する平均温度677℃が記憶されることとなる。
 ここで、材料基板の目標温度として620℃が与えられた場合、上述のステップ106において、上記式(3)に従って、以下の算出が行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
 その結果、制御温度値T620として846℃が算出される。
 また、上述のステップ106では、制御温度値T620を用いて、上記式(4)に従って、以下の算出が行われる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
 その結果、電力比率値R620として0.477が算出される。
 次に、ステップ110において、算出された電力比率値R620について検証処理を行うと、例えば図16(c)の測定結果が得られる。ここでは、検証間隔を0.01とし、電力比率値R620の近傍の電力比率値として、0.475~0.479が測定されている。図16(c)の測定結果によれば、温度均一性の指標が最も小さい(温度均一性が最も良好な)のは電力比率値が0.477の場合であるため、目標温度が620℃である場合には制御パラメータとして電力比率値を0.477にすればよい。なお、その際に用いる制御温度値としては、制御温度値T620である846℃にすればよい。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、半導体製造装置だけではなく、LCD装置などのガラス基板を処理する装置にも適用されうる。また、成膜処理には、例えば、CVD、PVD、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理等を含む。また、他の基板処理装置(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CVD装置など)にも適用できる。
<本発明の好ましい態様> 以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
(付記1) 本発明の一態様によれば、 少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板加熱部により加熱される前記基板の温度を所定の目標温度に制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記電力供給部が前記少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準の電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて前記基板の温度が前記目標温度よりも高い第一制御温度となるように前記基板加熱部を制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、その後、前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する基板処理装置が提供される。
(付記2) 付記1の基板処理装置であって、好ましくは、前記制御装置は、前記基板加熱部の温度の制御範囲の下限温度値を前記第二制御温度として、上限温度値を前記第一制御温度として、前記下限温度値と前記上限温度値の間の前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する。
(付記3)付記1の基板処理装置であって、好ましくは、前記制御装置は、算出された電力比率値を基に選定された複数の電力比率値ごとに、前記基板の温度が算出された前記制御温度となるように制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値を抽出する。
(付記4) 前記制御装置は、前記制御温度としての制御温度値TTが次式により算出される付記2の基板処理装置が提供される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
 ここで、ATは基板の目標温度であり、ALは下限温度値について電力比率値を変更して繰り返し測定した場合において温度均一性が最も良好な条件のときの平均温度であり、AHは上限温度値について電力比率値を変更して繰り返し測定した場合において温度均一性が最も良好な条件のときの平均温度であり、TLは下限温度値であり、THは上限温度値である。
(付記5) 前記制御装置は、前記目標温度に対する電力比率値RTが次式により算出される付記4の基板処理装置が提供される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
 ここで、RLは下限温度値について電力比率値を変更して繰り返し測定した場合において温度均一性が最も良好な条件のときの電力比率値であり、RHは上限温度値について電力比率値を変更して繰り返し測定した場合において温度均一性が最も良好な条件のときの電力比率値である。
(付記6) 本発明の他の態様によれば、制御温度値として下限温度値及び上限温度値(所定の温度条件)をそれぞれ設定し基板を加熱する工程と、前記基板上の複数の位置で温度を測定する工程と、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の面内平均温度と、前記上限温度値を設定した場合の基板の面内平均温度とを算出する工程と、前記下限温度値とこれに対応する算出された面内平均温度、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された面内平均温度を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出する工程と、算出された制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値の暫定値を算出する工程と、前記算出された電力比率値の暫定値を基に選定された複数の電力比率値ごとに、算出された制御温度値を設定して加熱して基板上の複数の位置の温度を測定する工程と、測定された温度から基板の面内温度の均一性をそれぞれ算出して、面内温度の均一性が最も高い電力比率値を前記複数の電力比率値の中から抽出する工程と、を有する制御係数取得方法が提供される。
(付記7)本発明のさらに他の態様によれば、少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板加熱部により加熱される前記基板の温度を所定の目標温度に制御する制御装置と、を有する基板処理装置の温度制御方法であって、 前記制御装置は、前記電力供給部が前記少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準の電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて前記基板の温度が前記目標温度よりも高い第一制御温度となるように前記基板加熱部を制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第1工程と、前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第2工程と、前記第1工程及び前記第2工程で選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する第3工程と、前記第3工程で算出された前記制御温度及び前記電力比率値を含む制御係数を用いて、前記基板の温度を前記目標温度に制御する第4工程と、を有する温度制御方法が提供される。
(付記8) 本発明のさらに他の態様によれば、制御温度値として下限温度値及び上限温度値をそれぞれ設定し基板を加熱する工程と、前記基板上の複数の位置で温度を測定する工程と、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の温度平均値と、前記上限温度値を設定した場合の基板の温度平均値とをそれぞれ算出する工程と、前記下限温度値とこれに対応する算出された温度平均値、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された温度平均値を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出する工程と、算出された前記制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値の暫定値を算出する工程と、前記算出された電力比率値の暫定値を基に選定された複数の電力比率値ごとに、算出された制御温度値を設定して加熱して基板上の複数の位置の温度を測定する工程と、測定された温度から所定の指標(例えば、基板の面内均一性を示す指標)をそれぞれ算出して、前記所定の指標を満足する電力比率値を前記複数の電力比率値の中から抽出する工程と、前記目標温度に基板を加熱する際に、前記抽出された電力比率値を制御係数として用いて温度の制御を行う工程と、を有する温度制御方法が提供される。
(付記9) 本発明のさらに他の態様によれば、制御温度値として下限温度値及び上限温度値をそれぞれ設定し基板を加熱する工程と、前記基板上の複数の位置で温度を測定する工程と、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の温度平均値と、前記上限温度値を設定した場合の基板の温度平均値とをそれぞれ算出する工程と、前記下限温度値とこれに対応する算出された温度平均値、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された温度平均値を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出する工程と、算出された前記制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値の暫定値を算出する工程と、前記算出された電力比率値の暫定値を基に選定された複数の電力比率値ごとに、算出された制御温度値を設定して加熱して基板上の複数の位置の温度を測定する工程と、測定された温度から所定の指標(例えば、基板の面内均一性を示す指標)をそれぞれ算出して、前記所定の指標を満足する電力比率値を前記複数の電力比率値の中から抽出する工程と、前記目標温度に基板を加熱する際に、前記抽出された電力比率値を制御係数として用いて温度の制御を行う工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
(付記10) 本発明のさらに他の態様によれば、制御温度値として下限温度値及び上限温度値をそれぞれ設定し基板を加熱するステップと、前記基板上の複数の位置で温度を測定するステップと、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の温度平均値と、前記上限温度値を設定した場合の基板の温度平均値とをそれぞれ算出するステップと、前記下限温度値とこれに対応する算出された温度平均値、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された温度平均値を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出するステップと、算出された前記制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値の暫定値を算出するステップと、前記算出された電力比率値の暫定値を基に選定された複数の電力比率値ごとに、算出された制御温度値を設定して加熱して基板上の複数の位置の温度を測定するステップと、測定された温度から所定の指標(例えば、基板の面内均一性を示す指標)をそれぞれ算出して、前記所定の指標を満足する電力比率値を前記複数の電力比率値の中から抽出するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
(付記11)本発明のさらに他の態様によれば、少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板加熱部により加熱される前記基板の温度を所定の目標温度に制御する制御装置で実行されるプログラムが格納されている記録媒体であって、 前記電力供給部が前記少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて前記基板の温度が前記目標温度よりも高い第一制御温度となるように前記基板加熱部を制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第1手順と、前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第2手順と、選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する第3手順と、 をコンピュータに実行させる制御パラメータ取得プログラムを読み取り可能に格納された記録媒体が提供される。
(付記12) 本発明のさらに他の態様によれば、制御温度値として下限温度値及び上限温度値をそれぞれ設定し基板を加熱するステップと、前記基板上の複数の位置で温度を測定するステップと、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の温度平均値と、前記上限温度値を設定した場合の基板の温度平均値とをそれぞれ算出するステップと、前記下限温度値とこれに対応する算出された温度平均値、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された温度平均値を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出するステップと、算出された前記制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値の暫定値を算出するステップと、前記算出された電力比率値の暫定値を基に選定された複数の電力比率値ごとに、算出された制御温度値を設定して加熱して基板上の複数の位置の温度を測定するステップと、測定された温度から所定の指標(例えば、基板の面内均一性を示す指標)をそれぞれ算出して、前記所定の指標を満足する電力比率値を前記複数の電力比率値の中から抽出するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムが記録された記録媒体が提供される。
(付記13)本発明のさらに他の態様によれば、少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板加熱部により加熱される前記基板の温度を所定の目標温度に制御する制御部と、を備えた温度制御システムであって、 前記制御部は、前記電力供給部が前記少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準の電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて前記基板の温度が前記目標温度よりも高い第一制御温度となるように前記基板加熱部を制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、その後、前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する温度制御システムが提供される。
(付記14)付記1に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記制御装置は、前記第一制御温度又は前記第二制御温度になるように前記基板を加熱して制御し、前記基板上の複数の位置で温度を測定し、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記第一制御温度又は前記第二制御温度を設定した場合の基板の温度平均値及び基板の面内温度均一性の指標となる値を算出する処理を1サイクルとして、前記サイクルを少なくとも1回実行する。
(付記15)付記14に記載の基板処理装置であって、好ましくは、前記制御装置は、前記電力比率値を変更させる回数だけ前記サイクルを実行する。
この出願は、2014年3月25日に出願された日本出願特願2014-061457を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
 少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板の温度を所定の目標温度になるよう前記基板加熱部を制御する制御装置と、を有する装置に適用できる。
10   基板処理装置12   基板処理装置本体14   制御装置16   表示・入力装置18   記憶装置20   記録媒体22   制御装置本体24   CPU26   メモリ28   通信装置30   制御パラメータ取得プログラム40   真空容器44   基板加熱装置50   温度検出装置58   電力調節装置60   加熱部300  測定制御部302  測定条件受付部304  温度制御部306  温度安定判定部308  温度均一性算出部310  平均温度算出部312  制御温度値算出部314  最適電力比率値算出部(制御係数算出部)316  測定条件記憶部318  測定結果記憶部320  最適電力比率値記憶部(制御係数記憶部)322  製造用制御パラメータ記憶部

Claims (13)

  1. 少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板の温度を所定の目標温度になるよう前記基板加熱部を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記電力供給部が前記少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準の電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて前記基板の温度が前記目標温度よりも高い第一制御温度となるように前記基板加熱部を制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、その後、前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択し、選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する基板処理装置。
  2. 少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部が供給する電力を調整し、少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部により加熱される前記基板の温度を所定の目標温度に制御する制御装置で実行されるプログラムが格納されている記録媒体であって、 前記電力供給部が前記少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて前記基板の温度が前記目標温度よりも高い第一制御温度となるように前記基板加熱部を制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第1手順と、 前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第2手順と、前記第1手順及び前記第2手順で選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する第3手順と、 をコンピュータに実行させる制御パラメータ取得プログラムを読み取り可能に格納された記録媒体。
  3. 少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、 前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、 前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板加熱部により加熱される前記基板の温度を所定の目標温度に制御する制御装置と、 を有する基板処理装置の温度制御方法であって、 前記制御装置は、前記電力供給部が前記少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準の電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて前記基板の温度が前記目標温度よりも高い第一制御温度となるように前記基板加熱部を制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第1工程と、 前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第2工程と、 前記第1工程及び前記第2工程で選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する第3工程と、 前記第3工程で算出された前記制御温度及び前記電力比率値を含む制御係数を用いて、前記基板の温度を前記目標温度に制御する第4工程と、を有する温度制御方法。
  4. 少なくとも2つの領域のうちいずれか一方の領域に供給する電力を、前記少なくとも2つの領域のうちいずれか他方の領域に供給する基準の電力と所定の電力比率値との積に従って定まる電力とし、各々の前記電力を用いて基板の温度が所定の目標温度よりも高い第一制御温度となるように制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第1工程と、前記基板の温度が前記目標温度よりも低い第二制御温度についても前記第一制御温度と同様に前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値と該電力比率値のときの温度平均値をそれぞれ選択する第2工程と、 前記第1工程及び前記第2工程で選択された前記第一制御温度と前記第二制御温度のそれぞれにおける前記温度平均値と前記電力比率値に基づいて、前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する第3工程と、 前記第3工程で算出された前記制御温度及び前記電力比率値を含む制御係数を用いて、前記基板の温度を前記目標温度に制御する第4工程と、を有する半導体装置の製造方法。
  5. 前記第3工程で算出された電力比率値を基に選定された複数の電力比率値ごとに、前記基板の温度が前記第3工程で算出された制御温度となるように制御しつつ前記基板の温度を測定し、前記測定結果のうちの基板の面内温度均一性が最も良好な電力比率値を抽出する工程と、を有する請求項4記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記第1工程又は前記第2工程は、前記第一制御温度又は前記第二制御温度になるように前記基板を加熱して制御する工程と、前記基板上の複数の位置で温度を測定する工程と、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記第一制御温度又は前記第二制御温度を設定した場合の基板の温度平均値及び基板の面内温度均一性の指標となる値を算出する工程と、を有する請求項4記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記第1工程又は前記第2工程は、前記第一制御温度又は前記第二制御温度になるように前記基板を加熱して制御する工程と、前記基板上の複数の位置で温度を測定する工程と、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記第一制御温度又は前記第二制御温度を設定した場合の基板の温度平均値及び基板の面内温度均一性の指標となる値を算出する工程を1サイクルとして、前記サイクルを所定回数繰り返す請求項4記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記所定回数は、前記電力比率値を変更させる回数である請求項7記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記制御装置は、前記基板加熱部の温度の制御範囲の下限温度値を前記第二制御温度として、上限温度値を前記第一制御温度として、前記下限温度値と前記上限温度値の間の前記目標温度に対する制御温度及び電力比率値を算出する請求項1記載の基板処理装置。
  10. 制御温度値として下限温度値及び上限温度値をそれぞれ設定し基板を加熱する工程と、前記基板上の複数の位置で温度を測定する工程と、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の温度平均値と、前記上限温度値を設定した場合の基板の温度平均値とをそれぞれ算出する工程と、前記下限温度値とこれに対応する算出された温度平均値、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された温度平均値を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出する工程と、算出された前記制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値を算出する工程と、前記所定の目標温度に対する前記制御温度値及び前記電力比率値を含む制御係数を用いて、前記基板の温度を前記所定の目標温度に制御する工程と、を有する温度制御方法。
  11. 制御温度値として下限温度値及び上限温度値をそれぞれ設定し基板を加熱する工程と、前記基板上の複数の位置で温度を測定する工程と、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の温度平均値と、前記上限温度値を設定した場合の基板の温度平均値とをそれぞれ算出する工程と、前記下限温度値とこれに対応する算出された温度平均値、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された温度平均値を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出する工程と、算出された前記制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値を算出する工程と、前記所定の目標温度に対する前記制御温度値及び前記電力比率値を含む制御係数を用いて、前記基板の温度を前記所定の目標温度に制御する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
  12. 制御装置に、制御温度値として下限温度値及び上限温度値をそれぞれ設定し基板を加熱する手順と、前記基板上の複数の位置で温度を測定する手順と、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の温度平均値と、前記上限温度値を設定した場合の基板の温度平均値とをそれぞれ算出する手順と、前記下限温度値とこれに対応する算出された温度平均値、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された温度平均値を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出する手順と、算出された前記制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値を算出する手順と、を実行させるプログラムが格納されたコンピュータ読取可能な記録媒体。
  13. 少なくとも2つの領域を備えて基板を加熱する基板加熱部と、 前記少なくとも2つの領域に電力を供給する電力供給部と、 前記電力供給部が供給する電力を調整し、前記基板の温度を所定の目標温度になるよう前記基板加熱部を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、制御温度値として下限温度値及び上限温度値をそれぞれ設定し基板を加熱し、前記基板上の複数の位置で温度を測定し、前記複数の位置で測定された温度に基づいて、前記下限温度値を設定した場合の基板の温度平均値と、前記上限温度値を設定した場合の基板の温度平均値とをそれぞれ算出し、前記下限温度値とこれに対応する算出された温度平均値、及び前記上限温度値とこれに対応する算出された温度平均値を用いて、所定の目標温度に対する制御温度値を算出し、算出された前記制御温度値、前記上限温度値、前記下限温度値、前記下限温度値に対応する電力比率値、及び前記上限温度値に対応する電力比率値を用いて、前記所定の目標温度に対する電力比率値を算出する基板処理装置。
PCT/JP2015/057490 2014-03-25 2015-03-13 基板処理装置、温度制御方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体 WO2015146637A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016510231A JP6150937B2 (ja) 2014-03-25 2015-03-13 基板処理装置、温度制御方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体
US15/273,875 US20170011974A1 (en) 2014-03-25 2016-09-23 Substrate processing apparatus, method for manufacturing semiconductor device, and recording medium

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014061457 2014-03-25
JP2014-061457 2014-03-25

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US15/273,875 Continuation US20170011974A1 (en) 2014-03-25 2016-09-23 Substrate processing apparatus, method for manufacturing semiconductor device, and recording medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015146637A1 true WO2015146637A1 (ja) 2015-10-01

Family

ID=54195160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/057490 WO2015146637A1 (ja) 2014-03-25 2015-03-13 基板処理装置、温度制御方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170011974A1 (ja)
JP (1) JP6150937B2 (ja)
WO (1) WO2015146637A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020153716A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 東京エレクトロン株式会社 温度測定機構、温度測定方法、およびステージ装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10636630B2 (en) 2017-07-27 2020-04-28 Applied Materials, Inc. Processing chamber and method with thermal control
CN109451614B (zh) * 2018-12-26 2024-02-23 通达(厦门)精密橡塑有限公司 一种可独立分组变功率非接触式镶件加热装置及方法
KR20210113426A (ko) * 2019-02-04 2021-09-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 온도 오프셋 및 구역 제어 튜닝
CN117328029A (zh) * 2023-09-21 2024-01-02 北京北方华创微电子装备有限公司 温度控制方法、装置和计算机可读介质

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007335500A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置の温度制御方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4925571B2 (ja) * 2004-08-09 2012-04-25 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 基板の熱的性質判定方法及び熱処理条件の決定方法
JP4444090B2 (ja) * 2004-12-13 2010-03-31 東京エレクトロン株式会社 熱処理板の温度設定方法,熱処理板の温度設定装置,プログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP2008066559A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Nuflare Technology Inc 半導体製造方法及び半導体製造装置
JP5933394B2 (ja) * 2011-09-22 2016-06-08 株式会社日立国際電気 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
JP6000665B2 (ja) * 2011-09-26 2016-10-05 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置及びプログラム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007335500A (ja) * 2006-06-13 2007-12-27 Hitachi Kokusai Electric Inc 基板処理装置の温度制御方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020153716A (ja) * 2019-03-18 2020-09-24 東京エレクトロン株式会社 温度測定機構、温度測定方法、およびステージ装置
JP7154160B2 (ja) 2019-03-18 2022-10-17 東京エレクトロン株式会社 温度測定機構、温度測定方法、およびステージ装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6150937B2 (ja) 2017-06-21
JPWO2015146637A1 (ja) 2017-04-13
US20170011974A1 (en) 2017-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6150937B2 (ja) 基板処理装置、温度制御方法及び半導体装置の製造方法並びに記録媒体
JP6339057B2 (ja) 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム
KR100887445B1 (ko) 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치
CN106067433B (zh) 半导体处理系统中的外部基板旋转
US20170081764A1 (en) Substrate processing apparatus
US20160153085A1 (en) Substrate processing apparatus
WO2013187192A1 (ja) 基板載置台および基板処理装置
JP2007335500A (ja) 基板処理装置の温度制御方法
CN110172681B (zh) 衬底处理装置、半导体器件的制造方法、记录介质
JP4541931B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
WO2015114977A1 (ja) 基板処理装置
WO2005043609A1 (ja) 熱処理装置及び熱処理方法
US10978310B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device and non-transitory computer-readable recording medium capable of adjusting substrate temperature
JP6554387B2 (ja) ロードロック装置における基板冷却方法、基板搬送方法、およびロードロック装置
JPWO2005083760A1 (ja) 基板処理装置および半導体装置の製造方法
JP6308030B2 (ja) 成膜装置、成膜方法及び記憶媒体
JP2005259902A (ja) 基板処理装置
JP4246416B2 (ja) 急速熱処理装置
KR20170064352A (ko) 이송챔버 및 기판처리장치 시스템
TWI828245B (zh) 用於減少基板冷卻時間的設備及方法
JP6417916B2 (ja) 基板搬送方法、基板処理装置、及び記憶媒体
JP2006303289A (ja) 基板処理装置
JP2012199402A (ja) 基板処理装置
JP2014216489A (ja) 排気ガス冷却装置、基板処理装置、基板処理方法、半導体装置の製造方法および基板の製造方法
WO2022208667A1 (ja) 基板処理装置、加熱装置および半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15769907

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016510231

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15769907

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1