WO2021060140A1 - 基板処理装置および半導体装置の製造方法並びにプログラム - Google Patents

基板処理装置および半導体装置の製造方法並びにプログラム Download PDF

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一夫 中谷
文恵 安藤
進 西浦
裕 越湖
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株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
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Definitions

  • This disclosure relates to a manufacturing method and a program of a substrate processing device and a semiconductor device.
  • the valve replacement time is determined based on the number of times the pressure control valve is opened and closed. ing.
  • the device can be replaced in advance before the threshold value is reached (before failure), but the device stop time due to the maintenance time may increase.
  • the replacement time may be determined based on the number of times the valve is fully opened and fully closed (FULL OPEN / FULL CLOSE).
  • FULL OPEN / FULL CLOSE valve operations other than fully open / fully closed (FULL OPEN / FULL CLOSE) (during automatic pressure control, etc.) may not be counted as the number of times, so the count number may not be accurate. Therefore, there is a possibility that the number of times the valve is opened and closed and the number of counts are different when a failure occurs.
  • the pressure control valve may be replaced after the failure occurs during film formation.
  • An object of the present disclosure is to provide a technique capable of knowing in advance the timing of replacing the pressure control valve.
  • a control unit that controls the process recipe to be executed and executed to process the board, A pressure control controller that adjusts the opening degree of a pressure regulating valve provided in the exhaust line of the processing chamber that processes the substrate and controls the pressure in the processing chamber.
  • the pressure control controller When controlling the pressure in the processing chamber, the opening degree of the pressure adjusting valve is adjusted, and the opening degree information is output to the control unit.
  • the control unit While receiving the opening degree information from the pressure control controller and monitoring the opening / closing of the pressure adjusting valve, when the opening degree information is a preset value, the opening degree information and the preset threshold value are set. Based on this, a technique configured to determine whether or not the pressure regulating valve is opened or closed is provided.
  • the reaction tube 1 of the substrate processing apparatus 100 in the embodiment is erected on the furnace opening flange 2, and the inner tube 3 is supported concentrically with the reaction tube 1 on the furnace opening flange 2. .. Further, a cylindrical heater 4 is provided so as to surround the reaction tube 1.
  • a reactor is composed of a heater 4, a reaction tube 1, and a furnace opening flange 2.
  • the inside of the reaction tube 1 is an airtight processing chamber 5, an airtight spare chamber 6 communicates with the processing chamber 5, and the spare chamber 6 is defined by a transport housing 7 connected to the furnace opening flange 2.
  • a boat elevator (not shown), which is a means for entering and exiting the furnace, is provided in the transport housing 7, and the boat 8 which is a substrate holder is loaded into and pulled out from the processing chamber 5 by the boat elevator. Further, when the boat 8 is loaded, the processing chamber 5 is airtightly closed by the furnace palate 9.
  • a gate valve (not shown) is provided in the transport housing 7, a wafer transfer machine (not shown) is provided outside the transport housing 7, and the boat 8 is housed in the transport housing 7. In this state, the wafer transfer machine transfers the substrate 10 such as a wafer to the boat 8 through the gate valve.
  • a gas introduction line 11 is communicated with the furnace opening flange 2, and gas is introduced into the processing chamber 5 from below the inner pipe 3, and a gas introduction line 12 is communicated with the spare chamber 6. .. Further, an exhaust line 13 is communicated with the furnace opening flange 2, and the exhaust line 13 is connected to the vacuum pump 23 via an APC valve 15 as a pressure adjusting valve.
  • a pressure detector 17 is provided in the exhaust line 13, and the pressure detection result of the pressure detector 17 is input to the controller 19.
  • a flow rate controller 20 is provided in the gas introduction line 11, and the flow rate controller 20 controls the flow rate of the gas supplied from the gas introduction line 11 to the processing chamber 5 by a command from the controller 19. Further, the flow rate of the gas supplied from the gas introduction line 12 to the spare chamber 6 may be controlled.
  • the processing chamber 5 can be put into a vacuum state or a depressurized state by closing the flow rate controller 20 by the controller 19, stopping the gas supply, opening the APC valve 15, and evacuating by the vacuum pump 23.
  • the pressure detection signal from the pressure detector 17 is fed back to the controller 19, and the pressure detected by the pressure detector 17 in the controller 19 becomes the set pressure.
  • the flow controller 20 is controlled to adjust the gas introduction flow rate.
  • the pressure in the processing chamber 5 is controlled by the controller 19 by controlling the gas flow rate introduced into the processing chamber 5 and the amount of gas exhausted from the processing chamber 5 to a required pressure (for example, a set pressure). Will be done. Further, the temperature of the processing chamber 5 is controlled to a predetermined temperature by controlling the calorific value of the heater 4 by the controller 19. At this time, as the gas supplied via the gas introduction line 11, an inert gas, for example, nitrogen gas is used.
  • the boat 8 With a predetermined number of boards 10 loaded in the boat 8, the boat 8 is charged into the processing chamber 5 (boat loading process). Next, the processing chamber 5 is evacuated from the atmospheric pressure, heated by the heater 4 while being controlled to a predetermined pressure, and controlled to a predetermined temperature (preparation step). This preparatory step may be included in the substrate processing step. In a predetermined depressurized state and a predetermined temperature maintenance state, the processing gas is introduced from the gas introduction line 11 and exhausted, and the processing gas is supplied to the substrate 10, so that necessary wafer processing (substrate processing such as thin film formation) is performed. ) Is done (board processing process). When the processing is completed, the boat 8 is lowered (boat unloading process), and the processed substrate 10 is discharged. As the thin film, for example, SiN (silicon nitride film) is formed.
  • SiN silicon nitride film
  • the APC valve 15 can perform vacuum exhaust and vacuum exhaust stop of the processing chamber 5 by opening and closing a valve provided inside in a state where the vacuum pump 23 is operated, and further operates the vacuum pump 23. In this state, the pressure in the processing chamber 5 can be adjusted by adjusting the valve opening degree based on the pressure information detected by the pressure detector 17.
  • the control unit 19a included in the controller 19 is configured as a CPU (Central Processing Unit) and a RAM (Random Access) configured as a memory area (work area) in which programs, data, etc. read by the CPU are temporarily held. Memory), a control program that controls the operation of the substrate processing unit 100, a process recipe that describes pressure control procedures and conditions, etc., as a computer equipped with a storage device (storage unit) that is readable and stored. It is configured.
  • the data in the memory area is configured to be transferred to the storage unit at predetermined intervals.
  • the process recipe is a combination of the process recipes so that the control unit 19a executes each process (each step) in the manufacturing method of the semiconductor device so as to obtain a predetermined result, and functions as a program.
  • the process recipe, control program, etc. are collectively referred to as a program.
  • program When the term program is used in the present specification, it may include only a process recipe alone, a control program alone, or a combination of a process recipe and a control program.
  • the pressure control controller 19b included in the controller 19 controls the pressure in the processing chamber 5 by adjusting the opening degree of the APC valve 15 provided in the exhaust line 13.
  • the pressure control controller 19b adjusts the opening degree of the APC valve 15 to bring the pressure in the processing chamber 5 to a predetermined pressure, and outputs the monitor value of the valve opening degree as the opening degree information of the APC valve 15 to the control unit 19a.
  • the control unit 19a monitors the open / closed state of the APC valve 15 based on the monitor value of the valve opening degree while receiving the monitor value of the valve opening degree from the pressure control controller 19b.
  • the monitor value of the valve opening degree is stored in the memory area of the control unit 19a.
  • valve opening monitor value in the memory area is transferred to or deleted from the storage unit, and the valve opening monitor value is the memory of the control unit 19a. Stored in the area.
  • the control unit 19a guarantees the durability by counting the number of valve operations in an arbitrary opening / closing operation amount region including "FULL OPEN” and "FULL CLOSE" of the APC valve 15 based on the opening information of the APC valve 15. Detects a guideline for the time of failure other than the parts that are specified. This makes it possible to know in advance the guideline timing for bulb replacement so that the bulb will not be replaced after it breaks down during film formation. The details will be described below.
  • valve opening / closing is determined by two threshold values, that is, a valve opening lower limit value as the first set value and a valve opening upper limit value as the second set value. These two threshold values (valve opening lower limit value, valve opening upper limit value) are preset in the storage device (storage unit) of the control unit 19a. However, since the pressure control controller 19b controls the valve opening in order to reach the target predetermined pressure, for example, the trace value of the valve opening as a result of executing the recipe by setup or the like is checked to open and close the valve.
  • valve opening lower limit value and the valve opening upper limit value are configured to be configurable on the configuration screen displayed by the operation unit 19c included in the controller 19.
  • the valve opening lower limit is greater than 0% and less than 50%, for example 20%
  • the valve opening upper limit is greater than 50% and less than 100%, for example 80%.
  • the valve opening lower limit is set so that the minute fluctuation value of the valve opening during pressure control falls within the range below the valve opening lower limit value. Determine the value.
  • the opening / closing operation of a small swing width during the execution of pressure control is set so as not to be subject to the valve opening / closing count.
  • the valve can be operated manually, and the control unit 19a can (always) collect data on the valve opening even when the recipe is not being executed.
  • the control unit 19a When the control unit 19a receives the monitor value of the valve opening degree of the APC valve 15 from the pressure control controller 19b, the control unit 19a monitors the monitor value of the valve opening degree. For example, as shown in FIG. 2, when the monitor value of the valve opening transitions from the valve opening lower limit value or less to the valve opening upper limit value or more and further to the valve opening lower limit value or less, the control unit 19a valves. The count value of the number of times of opening and closing is counted up once. In short, the control unit 19a determines whether or not the valve is open / closed when the monitor value of the valve opening is the lower limit of the valve opening.
  • the monitor value of the valve opening acquired during monitoring reaches the valve opening lower limit value after passing through the valve opening upper limit value. If the monitor values of all valve openings acquired during monitoring are less than the valve opening upper limit value, it is determined that the valves are not opened or closed. Then, when the determination of the open / closed state of the valve opening is completed, the monitor value of the valve opening monitored so far is cleared, and the monitoring of the valve opening is started.
  • FIG. 3 will be described in more detail. In FIG. 3, when the monitor value of the valve opening degree reaches the valve opening degree lower limit value from less than the valve opening degree lower limit value, the control unit 19a starts determining whether or not the valve is opened or closed.
  • valve opening degree monitoring may be started when the valve opening degree is less than the lower limit value, or when the valve is fully closed (the valve opening degree monitoring value is 0%).
  • the control unit 19a determines that the valve is not opened / closed because the monitor value of the valve opening between the valve opening lower limit value is less than the valve opening upper limit value, and counts the number of valve opening / closing times. Do not upload. In other words, in the control unit 19a, the maximum value of the valve opening monitor value has reached the valve upper limit value by the time the valve opening monitor value rises from the valve opening lower limit value and returns to the valve opening lower limit value. If not, it is determined that the valve does not open or close. Therefore, the control unit 19a does not count up the number of times the valve is opened and closed.
  • the control unit 19a is used in the section where the valve opening degree upper limit value or more is changed from less than the valve opening degree lower limit value and then the valve opening degree lower limit value is not lowered.
  • the count value of the number of times the valve is opened and closed is not counted up. Therefore, even if the valve opening upper limit value is exceeded a plurality of times between the time when the valve opening monitor value exceeds the valve opening lower limit value and the time when the valve opening lower limit value is reached, the control unit 19a still opens and closes the valve. Since the count value of is not counted up, the number of times the valve is opened and closed is counted as one. Therefore, in the valve opening sequence as shown in FIG. 3, the valve opening upper limit value is exceeded twice, but since the control unit 19a determines whether or not the valve is opened or closed only once, the number of times the valve is opened or closed is counted. Is only once.
  • valve opening and closing Since the number of valve opening and closing is counted by the operation between the opening degree of 0% (FULL CLOSE) and the valve opening lower limit value and the valve opening upper limit value of 100% (FULL OPEN), "FULL CLOSE” or “FULL CLOSE” or " It is possible to count the number of times a part (valve) that deteriorates is opened and closed even if it does not reach "FULL OPEN". Since the valve opening lower limit value is determined so that the valve opening fluctuation value during pressure control in the film forming recipe falls within the range below the valve opening lower limit value, for example, pressure control is performed in the film forming recipe. Even when the APC valve 15 is set to "FULL OPEN" from the inside and then the pressure is controlled in the film formation recipe, the number of times the valve is opened and closed can be counted.
  • the control unit 19a determines the number of times the valve is opened and closed counted as described above by using the upper limit threshold value.
  • the number of times before reaching the endurance number of times of the APC valve 15 is set as the upper limit value of the valve opening / closing number, and when the count value of the valve opening / closing number reaches the upper limit value, the user is notified of the valve replacement time by an alarm report.
  • the upper limit of the number of times the valve is opened and closed is set to 10000 times, and an alarm is issued when the count value reaches 10000 during the execution of recipe 1 (Reciep1).
  • the film forming recipe of Recipe 1 that is, the wafer discharge (Wafer D.CHG) after the boat unloading process is completed for the valve replacement work
  • the film forming recipe of the next recipe 2 (Reciep2) is started. That is, the wafer charge (Wafer CHG) before the boat loading process is stopped, and an arbitrary process (for example, valve replacement) at the time of valve replacement can be executed.
  • the upper limit of the number of times the valve is opened and closed is set as a guideline for the manufacturer's guaranteed value or a past example of the number of times the valve is opened and closed until failure.
  • monitoring for determining whether or not the valve is opened or closed is started.
  • the monitor value of the valve opening becomes equal to or higher than the upper limit value of the valve opening
  • monitoring for determining whether or not the valve is opened or closed may be started.
  • the monitor value of the valve opening reaches the lower limit of the valve opening, it is determined that the valve is open / closed, and the count value of the number of times the valve is opened / closed is counted up.
  • the valve opening / closing number is set to 0 as the valve opening / closing number by the control unit 19a or the host controller. Can be done.
  • the current value (Current Value), which is the monitor value of the number of times the valve is opened and closed, is set to 0 times (times) by the current value clear button.
  • the control unit 19a or the host controller sets an arbitrary offset value to the valve opening / closing number of times.
  • the current value (Current Value) button which is the monitor value of the number of times the valve is opened and closed, is set to 150 times (times). This function is used when replacing only the pressure control controller without replacing the APC valve used.
  • the numerical value to be set (150 in this case) is, for example, the number of times the valve is opened and closed according to the present disclosure is calculated from the past recipes.
  • the monitor value of the opening degree of the APC valve is performed while the pressure is controlled during the execution of the process recipe, but the present invention is not limited to this period and is performed during the execution of the process recipe. It may be performed all the time, or a step of the process recipe for monitoring the monitor value of the opening degree of the APC valve may be specified in advance, and the step may be performed in this specified step.
  • the number of times the valve is opened and closed may be counted by the pressure control controller 19b instead of the control unit 19a.
  • the guideline for replacing the APC valve is the valve opening / closing time, the area between the valve opening / closing times (the vertical axis is the gas flow rate when the valve is open, and the horizontal axis is the opening time). You may.
  • the substrate processing apparatus according to the present disclosure can be applied not only to a semiconductor manufacturing apparatus but also to an apparatus for processing a glass substrate such as an LCD apparatus. Further, the substrate processing apparatus according to the present disclosure does not limit the processing in the furnace, and performs a film forming process including a process of forming a CVD, PVD, oxide film, and a nitride film, and a process of forming a film containing a metal. be able to. Further, the substrate processing apparatus according to the present disclosure can be applied to an exposure apparatus, a lithography apparatus, a coating apparatus, a CVD apparatus using plasma, and the like.

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Abstract

プロセスレシピを実行させて基板を処理させるよう制御する制御部と、基板を処理する処理室の排気ラインに設けられる圧力調整弁の開度を調整し、処理室の圧力を制御する圧力制御コントローラと、を備え、圧力制御コントローラは、前記処理室の圧力を制御する際、圧力調整弁の開度を調整して、制御部に開度情報を出力し、制御部は、圧力制御コントローラから開度情報を受信しつつ、前記圧力調整弁の開閉を監視中に、予め設定される設定値の時に、前記開度情報と予め設定される閾値に基づき、圧力調整弁の開閉の有無を判定するよう構成されている技術が提供される。

Description

基板処理装置および半導体装置の製造方法並びにプログラム
　本開示は、基板処理装置および半導体装置の製造方法並びにプログラムに関する。
　ＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ等の圧力制御バルブの交換時期を判定する方法としては、例えば、特許文献１のように、圧力制御バルブの開閉回数を基にバルブ交換時期を判定することが行われている。これにより閾値到達前（故障前）に予め交換はできるが、メンテナンス時間による装置停止時間が多くなってしまうことがある。また、例えば、バルブの全開全閉（FULL OPEN / FULL CLOSE）回数に基づいて交換時期を判定することがある。この場合、バルブの全開全閉（FULL OPEN / FULL CLOSE）以外のバルブ動作（自動圧力制御時等）は回数としてカウントされないことがあるため、カウント数が正確でないことがある。このため、故障が発生するときのバルブ開閉回数とカウント数に乖離が発生する可能性があり、例えば成膜時に圧力制御バルブが故障してから交換する可能性がある。
国際公開第２０１６－１５７４０２号明細書
  本開示の課題は、圧力制御バルブを交換する目安のタイミングを事前に知ることが可能な技術を提供することにある。
　本開示の一態様によれば、
　プロセスレシピを実行させて実行させて基板を処理させるよう制御する制御部と、
　基板を処理する処理室の排気ラインに設けられる圧力調整弁の開度を調整し、前記処理室の圧力を制御する圧力制御コントローラと、
を備え、
　前記圧力制御コントローラは、
　前記処理室の圧力を制御する際、前記圧力調整弁の開度を調整して、前記制御部に開度情報を出力し、
　前記制御部は、
　前記圧力制御コントローラから前記開度情報を受信しつつ、前記圧力調整弁の開閉を監視中に、前記開度情報が予め設定される設定値の時に、前記開度情報と予め設定される閾値に基づき、前記圧力調整弁の開閉の有無を判定するよう構成されている技術が提供される。
　本開示によれば、圧力制御バルブを交換するタイミングを事前に知ることが可能である。
本開示の実施形態における基板処理装置の概略構成図である。 本開示の実施形態におけるバブル開閉回数カウントを説明する図である。 本開示の実施形態におけるバルブ開閉回数をカウントしない区間を説明する図である。 本開示の実施形態におけるバルブ開閉回数上限の判定と到達時処理を説明する図である。 本開示の実施形態におけるバルブ開閉回数の現在値変更機能を説明する図である。
　以下、本開示の実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。
　（基板処理装置）
　本開示の実施形態における基板処理装置の構成について図１を用いて説明する。
　図１に示すように、実施形態における基板処理装置１００の反応管１は炉口フランジ２に立設されており、炉口フランジ２には反応管１と同心に内管３が支持されている。また、反応管１を囲む様に円筒状のヒータ４が設けられている。ヒータ４、反応管１、炉口フランジ２により反応炉が構成される。
　反応管１の内部は気密な処理室５となっており、処理室５には気密な予備室６が連通し、予備室６は炉口フランジ２に連設された搬送筐体７によって画成されている。搬送筐体７には炉入出手段であるボートエレベータ（図示せず）が設けられ、該ボートエレベータによって基板保持具であるボート８が処理室５に装入、引出される。また、ボート８の装入時には炉口蓋９によって処理室５が気密に閉塞される様になっている。
　搬送筐体７にはゲート弁（図示せず）が設けられ、搬送筐体７の外部にはウエハ移載機（図示せず）が設けられ、ボート８が搬送筐体７に収納されている状態で、該ウエハ移載機により該ゲート弁を通してボート８にウエハ等の基板１０が移載される様になっている。
　炉口フランジ２にはガス導入ライン１１が連通され、内管３の下方からガスを処理室５に導入する様になっており、また、予備室６にはガス導入ライン１２が連通されている。また、炉口フランジ２には排気ライン１３が連通され、排気ライン１３は、圧力調整弁としてのＡＰＣバルブ１５を介して真空ポンプ２３に接続されている。
　排気ライン１３に圧力検知器１７が設けられ、圧力検知器１７の圧力検知結果はコントローラ１９に入力される。
　ガス導入ライン１１には流量制御器２０が設けられ、流量制御器２０はコントローラ１９からの指令によりガス導入ライン１１から処理室５に供給されるガスの流量を制御する。また、ガス導入ライン１２から予備室６に供給されるガスの流量を制御するよう構成してもよい。
　コントローラ１９により、流量制御器２０を閉塞し、ガスの供給を停止し、ＡＰＣバルブ１５を開き、真空ポンプ２３により真空引することで、処理室５を真空状態または減圧状態とすることができる。
　また、ＡＰＣバルブ１５を開き、真空ポンプ２３により真空引した状態で、圧力検知器１７からの圧力検知信号はコントローラ１９にフィードバックされ、コントローラ１９では圧力検知器１７が検知する圧力が設定圧力となる様、流量制御器２０を制御し、ガス導入流量を調整する。
　上述したように、処理室５の圧力はコントローラ１９により、処理室５に導入されるガス流量、処理室５から排気されるガス排気量が制御され、所要の圧力(例えば、設定圧力)に制御される。また、処理室５の温度はコントローラ１９によりヒータ４の発熱量が制御され、所定の温度に制御される。なお、このときガス導入ライン１１を介して供給されるガスは、不活性ガス、例えば窒素ガスが用いられる。
　基板１０がボート８に所定数装填された状態で、ボート８は処理室５に装入される（ボートロード工程）。次に、処理室５が大気圧から真空引きされ、所定の圧力に制御されつつ、ヒータ４により加熱されて、所定の温度に制御される(準備工程)。なお、この準備工程は、基板処理工程に含めてもよい。所定の減圧状態及び所定の温度維持状態で、ガス導入ライン１１より処理ガスが導入されつつ、排気され、処理ガスが基板１０に供給されることで、薄膜の生成等所要のウエハ処理（基板処理）がなされる（基板処理工程）。処理が完了するとボート８が降下（ボートアンロード工程）され、処理済の基板１０が払出される。薄膜としては、例えば、ＳｉＮ（シリコン窒化膜）が形成される。
　ＡＰＣバルブ１５は、真空ポンプ２３を作動させた状態で内部に設けられた弁を開閉することで、処理室５の真空排気および真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２３を作動させた状態で、圧力検知器１７により検出された圧力情報に基づいて弁開度を調節することで、処理室５の圧力を調整することができるように構成されている。
　コントローラ１９に含まれる制御部１９ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、当該ＣＰＵによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されているＲＡＭ（Random Access Memory）、基板処理装置１００の動作を制御する制御プログラム、圧力制御の手順や条件などが記載されたプロセスレシピなどが、読み出し可能に格納されている記憶装置（記憶部）等を備えたコンピュータとして構成されている。ここで、メモリ領域内のデータは所定間隔で記憶部に転送されるよう構成されている。
　プロセスレシピは、半導体装置の製造方法における各工程（各ステップ）を制御部１９ａに実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピ、制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、プロセスレシピ及び制御プログラムの組み合わせを含む場合がある。
　コントローラ１９に含まれる圧力制御コントローラ１９ｂは排気ライン１３に設けられたＡＰＣバルブ１５の開度を調整して処理室５の圧力を制御する。言い換えると、圧力制御コントローラ１９ｂはＡＰＣバルブ１５の開度を調整して処理室５の圧力を所定圧力にしつつ、制御部１９ａにＡＰＣバルブ１５の開度情報としてのバルブ開度のモニタ値を出力する。制御部１９ａは、圧力制御コントローラ１９ｂからバルブ開度のモニタ値を受信しつつ、このモニタ値によりＡＰＣバルブ１５の開閉状態を監視する。例えば、このバルブ開度のモニタ値は、制御部１９ａのメモリ領域に格納される。そして、後述するバルブ開度の開閉状態の判定後、メモリ領域内のバルブ開度モニタ値は記憶部に転送されるか、または削除され、また、バルブ開度のモニタ値が制御部１９ａのメモリ領域に格納される。
　制御部１９ａはＡＰＣバルブ１５の開度情報に基づいてＡＰＣバルブ１５の「FULL OPEN」および「FULL CLOSE」を含めた任意の開閉動作量の領域でバルブ動作回数をカウントすることで、耐久回数保証されている部品以外の故障時期の目安を検出する。これにより、成膜時にバルブが故障してから交換することがないよう、バルブ交換する目安のタイミングを事前に知ることが可能となる。以下、詳細を説明する。
　「FULL CLOSE(全閉)」は開度０％であり、「FULL OPEN(全開)」は開度１００％である。バルブの開閉（開度）を二つの閾値、すなわち、第１設定値としてのバルブ開度下限値と第２設定値としてのバルブ開度上限値とで判定する。この二つの閾値(バルブ開度下限値、バルブ開度上限値)は、制御部１９ａの記憶装置(記憶部)に予め設定されている。但し、目標の所定圧力へ到達するために圧力制御コントローラ１９ｂがバルブの開度を制御するため、例えば、セットアップ等によりレシピを実行した結果のバルブ開度のトレース値をチェックし、バルブの開閉とみなす開度を設定するためのバルブ開度下限値及びバルブ開度上限値を記憶部に設定することが可能である。ここで、このバルブ開度下限値およびバルブ開度上限値はコントローラ１９に含まれる操作部１９ｃが表示するコンフィギュレーション画面にて設定可能に構成される。バルブ開度下限値は０％よりも大きく５０％よりも小さく、例えば、２０％であり、バルブ開度上限値は５０％よりも大きく１００％よりも小さく、例えば、８０％である。また、成膜レシピ内の基板処理工程で基板を処理しているときに、圧力制御実施中のバルブ開度の微小な変動値をバルブ開度下限値未満の範囲に入るようにバルブ開度下限値を決定する。つまり、圧力制御実行中の小さい振れ幅の開閉動作はバルブ開閉カウントの対象としないよう設定される。マニュアル操作でもバルブ操作可能であり、制御部１９ａはバルブ開度のデータ収集はレシピ実行中以外でも（常時）収集することが可能である。
　制御部１９ａは圧力制御コントローラ１９ｂからＡＰＣバルブ１５のバルブ開度のモニタ値を受け取ると、バルブ開度のモニタ値を監視する。例えば、図２に示すように、制御部１９ａはバルブ開度のモニタ値がバルブ開度下限値以下からバルブ開度上限値以上に遷移し、更にバルブ開度下限値以下に遷移した場合、バルブ開閉回数のカウント値を１回カウントアップする。要するに、制御部１９ａは、バルブ開度のモニタ値がバルブ開度下限値のときに、バルブ開閉の有無を判定する。このとき、監視中に取得したバルブ開度のモニタ値がバルブ開度上限値を経てからバルブ開度下限値になったか確認される。また、監視中に取得した全てのバルブ開度のモニタ値がバルブ開度上限値未満の場合には、バルブの開閉は無しと判定される。そして、このバルブ開度の開閉状態の判定が終わると、これまでに監視したバルブ開度のモニタ値はクリアされ、また、バルブの開度のモニタが開始される。次に、より詳細に図３を説明する。図３では、バルブ開度のモニタ値がバルブ開度下限値未満からバルブ開度下限値に到達したとき、制御部１９ａは、バルブ開閉の有無の判定を開始している。このとき、バルブ開度上限値よりも大きい値からバルブ開度下限値に遷移した時点で、バルブの開閉有と判定してバルブ開閉回数をカウントアップする。このように、バルブ開度下限値の間の圧力制御コントローラ１９ｂから取得するバルブ開度のモニタ値の推移を監視することで、より適切なバルブ開閉回数をカウントすることができる。要するに、制御部１９ａがバルブ開閉の有無を開始するときは、バルブ開度下限値にバルブ開度のモニタ値が到達したときであり、制御部１９ａがバルブ開閉回数のカウントを開始するときは、バルブ開度下限値にバルブ開度のモニタ値が到達し、バルブ開閉判定が終了(バルブ開閉が行われたと判定された)ときである。なお、バルブ開度のモニタ(監視)は、バルブ開度下限値未満で開始されてもよく、バルブの全閉(バルブ開度のモニタ値は０％)のときに開始されてもよい。
　図３の（ａ）の区間のように、バルブ開度のモニタ値がバルブ開度下限値未満の状態からバルブ開度下限値以上になり、バルブ開度上限値以上にならないままバルブ開度下限値以下に遷移した場合は、制御部１９ａは、バルブ開度下限値の間のバルブ開度のモニタ値がバルブ開度上限値未満であるため、バルブ開閉無しという判定し、バルブ開閉回数をカウントアップしない。言い換えると、制御部１９ａはバルブ開度のモニタ値がバルブ開度下限値から上昇し、バルブ開度下限値に戻るまでに、バルブ開度のモニタ値の最大値がバルブ上限値に到達していない場合、バルブ開閉無しという判定する。従い、制御部１９ａはバルブ開閉回数をカウントアップしない。
　また、図３の（ｂ）の区間のように、バルブ開度下限値未満からバルブ開度上限値以上となり、その後、バルブ開度下限値以下にならない状態で推移する区間は、制御部１９ａはバルブ開閉回数のカウント値をカウントアップしない。よって、バルブ開度のモニタ値がバルブ開度下限値を超えてからバルブ開度下限値に遷移するまでの間にバルブ開度上限値を複数回超えていても、制御部１９ａはバルブ開閉回数のカウント値をカウントアップしないので、バルブ開閉回数は１回とカウントされる。従い、図３に示すようなバルブ開度のシーケンスでは、バルブ開度上限値を二回超えているが、制御部１９ａはバルブ開閉の有無の判定を１回しかしないため、バルブ開閉回数のカウントは１回のみである。
　開度が０％（FULL CLOSE）～バルブ開度下限値とバルブ開度上限値～１００％（FULL OPEN）との間での動作でバルブ開閉回数のカウントを行うので、「FULL CLOSE」または「FULL OPEN」に到達しなくても劣化が発生する部品（バルブ）の開閉回数をカウントすることが可能になる。成膜レシピ内で圧力制御実施中のバルブ開度変動値をバルブ開度下限値未満の範囲に入るようにバルブ開度下限値を決定しているので、例えば、成膜レシピ内で圧力制御実施中からＡＰＣバルブ１５を「FULL OPEN」にし、その後、成膜レシピ内で圧力制御にした場合でも、バルブ開閉回数をカウントすることができる。
　制御部１９ａは、上述したようにカウントしたバルブ開閉回数に対して上限値の閾値を用いて判定を行う。ＡＰＣバルブ１５の耐久回数に到達する手前の回数をバルブ開閉回数の上限値として設定し、バルブ開閉回数のカウント値が上限値に到達した場合にアラーム報告によりユーザにバルブの交換時期を知らせる。例えば、図４に示すように、バルブ開閉回数の上限値を１００００回に設定し、レシピ１（Reciep1）を実行中にカウント値が１００００に到達した場合にアラームを発行する。また、例えば、バルブ交換作業のためレシピ１の成膜レシピ、すなわち、ボートアンロード工程後のウェハディスチャージ（Wafer D.CHG）が終わり次第、次のレシピ２（Reciep2）の成膜レシピの開始、すなわち、ボートロード工程前のウェハチャージ（Wafer CHG）を止めておき、バルブ交換時の任意の処理（例えば、バルブ交換）を実行可能とする。バルブ開閉回数の上限値はメーカの保証値または故障までのバルブ開閉回数の過去例を目安として設定する。
　本実施形態では、バルブ開度のモニタ値がバルブ開度下限値未満の状態からバルブ開度下限値以上になったときに、バルブ開閉の有無を判定するための監視を開始しているが、バルブ開度のモニタ値がバルブ開度上限値以上になったときにバルブ開閉の有無を判定するための監視を開始してもよい。この場合、バルブ開度のモニタ値がバルブ開度下限値になった時にバルブ開閉有りと判定され、バルブ開閉回数のカウント値がカウントアップされる。
　本開示を適用したバルブ開閉回数のカウントを実施中にＡＰＣバルブの故障により新品のＡＰＣバルブに交換する場合に、バルブ開閉回数を制御部１９ａまたは上位コントローラにより０回をバルブ開閉回数として設定することができる。例えば、図５（ａ）に示すように、現在値クリア（Current Value Clear）ボタンによりバルブ開閉回数のモニタ値（Monitor Value）である現在値（Current Value）を０回（times）に設定する。
　また、本開示を適用せずに既にバルブ開閉の回数のカウントを実施済みのＡＰＣバルブに本開示を適用する場合に、制御部１９ａまたは上位コントローラ（不図示）は任意のオフセット値をバルブ開閉回数として設定することができる。例えば、図５（ｂ）に示すように、現在値変更（Current Value Change）ボタンによりバルブ開閉回数のモニタ値（Monitor Value）である現在値（Current Value）を１５０回（times）に設定する。この機能は、使用しているＡＰＣバルブは交換せず、圧力制御コントローラのみを交換する際に使用する。設定する数値（ここでは、１５０）は、例えば、過去の実施レシピから本開示のバルブ開閉回数を割り出す。
　本実施形態では、ＡＰＣバルブの開度のモニタ値は、プロセスレシピ実行中の圧力制御している間で行われるように説明しているが、この期間に限らず、プロセスレシピ実行している間ずっと行うようにしてもよく、また、ＡＰＣバルブの開度のモニタ値を監視するプロセスレシピのステップを予め指定しておき、この指定されたステップで行うようにしてもよい。
　なお、バルブ開閉回数のカウントは、制御部１９ａではなく圧力制御コントローラ１９ｂで実施してもよい。また、ＡＰＣバルブの交換の目安は、上述したバルブ開閉回数以外、バルブ開閉時間、バルブ開閉回数１回の間における面積（縦軸を開の時に流れるガス流量、横軸を開時間）等であってもよい。
　なお、本開示に係る基板処理装置は、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，本開示に係る基板処理装置は，炉内の処理を限定せず、ＣＶＤ、ＰＶＤ、酸化膜、窒化膜を形成する処理，及び金属を含む膜を形成する処理を含む成膜処理を行うことができる。さらに，本開示に係る基板処理装置は，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装置などにも適用されうる。
　以上、本実施形態に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。
　５　　　　　処理室
　１０　　　　基板
　１３　　　　排気ライン
　１５　　　　ＡＰＣバルブ（圧力調整弁）
　１９ａ　　　制御部
　１９ｂ　　　圧力制御コントローラ
　１００　　　基板処理装置

Claims (15)

  1. 　プロセスレシピを実行させて基板を処理させるよう制御する制御部と、
    　基板を処理する処理室の排気ラインに設けられる圧力調整弁の開度を調整し、前記処理室の圧力を制御する圧力制御コントローラと、
    を備え、
    　前記圧力制御コントローラは、
    　前記処理室の圧力を制御する際、前記圧力調整弁の開度を調整して、前記制御部に開度情報を出力し、
    　前記制御部は、
    　前記圧力制御コントローラから前記開度情報を受信しつつ、前記圧力調整弁の開閉状態を監視中に、前記開度情報が予め設定される設定値のときに、前記監視中の前記開度情報と前記設定値よりも大きい所定の閾値に基づき、前記圧力調整弁の開閉の有無を判定するよう構成されている基板処理装置。
  2. 　前記制御部は、
    　前記監視中の前記開度情報の最大値が前記閾値以上であれば、前記圧力調整弁の開閉有と判定し、前記圧力調整弁が開閉した回数をカウントアップするよう構成されている請求項１の基板処理装置。
  3. 　前記制御部は、
    　前記監視中の前記開度情報の最大値が閾値未満であれば、前記圧力調整弁の開閉無と判定し、前記圧力調整弁が開閉した回数をカウントアップしないよう構成されている請求項１の基板処理装置。
  4. 　前記制御部は、
    　前記開度情報が前記設定値を超えてからまた前記設定値に戻るまでの間に、前記閾値を少なくとも１回以上超えていれば、前記圧力調整弁の開閉回数を１回とカウントするよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。
  5. 　前記制御部は、
    　前記開度情報が前記設定値未満の値から前記設定値に到達したとき、前記圧力調整弁の開閉の有無を判定する監視を開始するよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。
  6. 　前記設定値は、前記開度情報が０％（バルブ全閉）よりも大きく、
    　前記閾値は、前記開度情報が１００％（バルブ全開）よりも小さい値である請求項１記載の基板処理装置。
  7. 　前記制御部は、
    　前記開度情報が前記閾値に遷移した時点で前記圧力調整弁の開閉の有無を判定する監視を開始後、前記設定値に遷移した時点で、前記圧力調整弁の開閉回数をカウントアップするよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。
  8. 　前記制御部は、
    　前記開度情報が前記閾値以上にならずに前記設定値に遷移した時、前記圧力調整弁の開閉回数をカウントアップしないよう構成されている請求項１記載の基板処理装置。
  9. 　前記制御部は、
    　前記圧力調整弁の開閉回数と予め設定された上限値に到達したら、アラームを発報するように構成されている請求項１記載の基板処理装置。
  10. 　前記制御部は、
    　前記プロセスレシピ実行中に前記アラームを検出すると、次のプロセスレシピで処理される予定の基板を搬送することを禁止するように構成されている請求項９記載の基板処理装置。
  11. 　前記圧力制御コントローラは、前記処理室の圧力を所定圧力に維持する際、または、所定圧力に変更する際、前記制御部に前記開度情報を出力するように構成されている請求項１記載の基板処理装置。
  12. 　前記制御部は、前記プロセスレシピを実行中に前記開度情報を前記圧力制御コントローラから取得するように構成されている請求項１記載の基板処理装置。
  13. 　更に、前記圧力調整弁の開閉回数を表示する操作部を有し、
    　前記操作部は、前記圧力調整弁の開閉回数を任意に設定可能に構成されている請求項１記載の基板処理装置。
  14. 　プロセスレシピを実行させて基板を処理する工程を有する半導体装置の製造方法であって、
    　前記基板を処理する工程では、処理室の排気ラインに設けられる圧力調整弁の開度を調整し、前記処理室の圧力を制御する工程を少なくとも有し、
    　前記処理室の圧力を制御する工程では、
    　前記圧力調整弁の開度を調整して開度情報を出力する工程と、
    　前記圧力調整弁の開閉を監視中に、前記開度情報が予め設定される設定値の時に、前記監視中の前記開度情報と予め設定される閾値に基づき、前記圧力調整弁の開閉の有無を判定する工程と、
    　を更に有する半導体装置の製造方法。
  15. 　プロセスレシピを実行させて基板を処理させるよう制御する制御部と、基板を処理する処理室の排気ラインに設けられる圧力調整弁の開度を調整し、前記処理室の圧力を制御する圧力制御コントローラと、を備えた基板処理装置で実行されるプログラムであって、
    　前記圧力調整弁の開度を調整して、前記制御部に開度情報を出力する手順と、
    　前記圧力制御コントローラから前記開度情報を受信し、前記圧力調整弁の開閉を監視中に、前記開度情報が予め設定される設定値の時に、前記監視中の前記開度情報と予め設定される閾値に基づき、前記圧力調整弁の開閉の有無を判定する手順と、
    　をコンピュータにより前記基板処理装置に実行させるプログラム。
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