本发明公开涉及记录介质、程序、半导体器件的制造方法及衬底处理装置。
背景技术:
随着以大规模集成电路(largescaleintegratedcircuit,下称“lsi”)、dram(dynamicrandomaccessmemory:动态随机存取存储器)、闪存(flashmemory)等为代表的半导体器件的高度集成化,正在推进电路图案和制造过程中形成的构造物的精细化。在进行半导体器件的制造工序中的一个工序的衬底处理装置中,通过蓄存的监视数据进行fdc(faultdetection&classification:故障检测与分类),确认装置的健全性,并通过警报通知其异常,由此防止不合格生产。例如,专利文献1中有所记载。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-216697
技术实现要素:
具有以下问题:即使装置各自的监视值落入基准值内也会因装置的个体差异而导致每个衬底的处理结果不均匀。
于是,在本发明公开中提供能够提高每个衬底的处理均匀性的技术。
根据一个方案,提供具有以下步骤的技术:基于第一处理设定使处理装置动作来处理衬底的步骤;在进行处理时获取处理装置的装置数据的步骤;基于与第一处理设定对应的评估系数和装置数据来生成处理装置的第一评估数据的步骤;基于第一评估数据来判定在处理装置中可执行的配方项目的步骤;以及报告配方项目的步骤。
发明效果
根据本发明公开的技术,能够提高每个衬底的处理均匀性。
附图说明
图1是一个实施方式的衬底处理系统的横截面的概要图。
图2是一个实施方式的衬底处理系统的纵截面的概要图。
图3是一个实施方式的处理组件的气体供给系统和气体排出系统的概要图。
图4是一个实施方式的衬底处理装置的概要结构图。
图5是一个实施方式的控制器的概要结构图。
图6是一个实施方式的配方的判定工序的流程图。
图7是一个实施方式的按每个工序的评估系数表例。
图8是一个实施方式的按每个工序的评估数据例。
图9是一个实施方式的基于评估结果的可选择配方例。
图10是一个实施方式的工序反复执行了多次的情况下的评估数据例。
图11是另一实施方式的评估系数的变更流程图的例子。
图12是另一实施方式的评估系数的变更表例。
附图标记说明
100处理装置
200晶片(衬底)
201处理室
202处理容器
212衬底载置台
213加热器
221第一排气口
234喷头
244第一电极
260控制器
具体实施方式
以下说明本发明公开的实施方式。
<一个实施方式>
以下,参照附图说明本发明公开的一个实施方式。
以下说明本实施方式的衬底处理系统。
(1)衬底处理系统的结构
使用图1、图2、图3来说明一个实施方式的衬底处理系统的概要结构。图1是表示本实施方式的衬底处理系统的结构例的横截面图。图2是表示本实施方式的衬底处理系统的结构例的图1的α-α’纵截面图。图3是图1的β-β’纵截面图,是说明向处理组件供给的气体供给系统和排气系统的说明图。
在图1及图2中,适用本发明公开的衬底处理系统1000对晶片200进行处理,主要由以下部件构成:io载台1100、大气输送室1200、加载互锁(l/l)室1300、真空搬送室1400、作为处理装置的处理组件(pm)110。接下来具体说明各结构。在图1的说明中,关于前后左右,x1方向为右,x2方向为左,y1方向为前,y2方向为后。
(大气输送室及io载台)
在衬底处理系统1000的近前设置有io载台(装载口)1100。在io载台1100上搭载有多个晶片盒1001。晶片盒1001用作搬送硅(si)衬底等晶片200的运送器,构成为,在晶片盒1001内分别以水平姿势收纳有多个未处理的衬底(晶片)200和/或已处理完毕的晶片200。
在晶片盒1001上设有盒盖1120,通过晶片盒开启器(podopener:po)1210进行开闭。po1210对载置于io载台1100上的晶片盒1001的盒盖1120进行开闭,使衬底出入口打开、关闭,由此能够实现晶片200相对于晶片盒1001的出入。由未图示的工序内搬送装置(rgv)对io载台1100供给晶片盒1001及从io载台1100排出晶片盒1001。
io载台1100与大气输送室1200相邻。大气输送室1200在与io载台1100不同的面上连结有后述的加载互锁室1300。
在大气输送室1200内设置有移载晶片200的作为第一搬送机械手的大气搬送机械手1220。如图2所示,大气搬送机械手1220构成为通过设置在大气输送室1200的升降机1230而进行升降,并且构成为通过线性执行器1240而在左右方向上往复移动。
如图2所示,在大气输送室1200的上部设置有供给清洁气体的清洁单元1250。另外,如图1所示,在大气输送室1200的左侧设置有与形成于晶片200的缺口或者定向平面(orientationflat)对准的装置(以下,称为“预对准器”)1260。
如图1及图2所示,在大气输送室1200的壳体1270的前侧设置有衬底搬入搬出口1280和po1210,衬底搬入搬出口1280用于相对于大气输送室1200搬入搬出晶片200。在隔着衬底搬入搬出口1280与po1210的相反侧、即壳体1270的外侧设置有io载台1100。
在大气输送室1200的壳体1270的后侧设置有用于相对于加载互锁室1300搬入搬出晶片200的衬底搬入搬出口1290。衬底搬入搬出口1290由后述的闸阀1330打开、关闭,由此能够实现晶片200的出入。
(加载互锁(l/l)室)
加载互锁室1300与大气输送室1200相邻。在构成l/l室1300的壳体1310所具有的面中的、与大气输送室1200不同的面上,如后述那样配置有真空搬送室1400。l/l室1300配合大气输送室1200的压力和真空搬送室1400的压力使壳体1310内的压力变动,因此构成为能够耐受负压的构造。
在壳体1310中的、与真空搬送室1400相邻的那一侧设置有衬底搬入搬出口1340。衬底搬入搬出口1340通过闸阀(gv)1350而打开、关闭,由此能够进行晶片200的出入。
而且,在l/l室1300内设置有衬底载置台1320,该衬底载置台1320至少具有两个载置晶片200的载置面1311(1311a、1311b)。衬底载置面1311之间的距离根据后述的真空搬送机械手1700所具有的指部之间的距离而设定。
(真空搬送室)
衬底处理系统1000具备作为搬送室的真空搬送室(搬运组件:tm)1400,真空搬送室1400成为在负压下搬送晶片200的搬送空间。构成tm1400的壳体1410在俯视观察时形成为五边形,在五边形的各边连结有l/l室1300及对晶片200进行处理的处理组件(pm)110a~110d。在tm1400的大致中央部以凸缘1430为基部设置有在负压下移载(搬送)晶片200的作为第二搬送机械手的真空搬送机械手1700。在此示出了真空搬送室1400为五边形的例子,但也可以是四边形、六边形等多边形。
在壳体1410的侧壁中的、与l/l室1300相邻的那一侧设置有衬底搬入搬出口1420。衬底搬入搬出口1420通过gv1350而被打开、关闭,由此能够实现晶片200的出入。
如图2所示,设置在tm1400内的真空搬送机械手1700构成为,能够通过升降机1450及凸缘1430在维持tm1400的气密性的同时进行升降。真空搬送机械手1700的详细结构将在后叙述。升降机1450构成为,能够使真空搬送机械手1700所具有的两个臂部1800和1900各自独立地升降。另外,两个臂部1800和1900各自构成为能够同时搬送两张晶片200。
在壳体1410的顶部设置有用于向壳体1410内供给非活性气体的非活性气体供给孔1460。在非活性气体供给孔1460上设置有非活性气体供给管1510。在非活性气体供给管1510上从上游起按顺序设置有非活性气体源1520、质量流量控制器(mfc)1530、阀1540,控制向壳体1410内供给的非活性气体的供给量。
主要由非活性气体供给管1510、mfc1530、阀1540构成真空搬送室1400中的非活性气体供给部1500。此外,非活性气体供给部1500还可以包含非活性气体源1520、气体供给孔1460。
在壳体1410的底壁上设置有用于将壳体1410的环境气体排出的排气孔1470。在排气孔1470上设置有排气管1610。在排气管1610上从上游起按顺序设置有作为压力控制器的apc(autopressurecontroller:自动压力控制器)1620、泵1630。
主要由排气管1610、apc1620构成真空搬送室1400中的气体排出部1600。此外,气体排出部还可以包含泵1630、排气孔1470。
通过非活性气体供给部1500、气体排出部1600的协作来控制真空搬送室1400的环境气体。例如控制壳体1410内的压力。
如图1所示那样,在壳体1410的五个侧壁中的、没有设置加载互锁室1300的那些侧连结有对晶片200进行期望的处理的pm110a、110b、110c、110d。
在pm110a、110b、110c、110d各自中设置有作为衬底处理装置的一个结构部件的腔室100。具体而言,pm110a设有腔室100a、100b。pm110b中设有腔室100c、100d。pm110c中设有腔室100e、100f。pm110d中设有腔室100g、100h。
在壳体1410的侧壁中的、与各腔室100相面对的壁上设置有衬底搬入搬出口1480。例如,如图2所记载那样,在与腔室100a相面对的壁上设置有衬底搬入搬出口1480a。
闸阀(gv)1490如图1所示那样对每个腔室设置。具体而言,在腔室100a与tm1400之间设置有闸阀1490a,在腔室100b与tm1400之间设置有gv1490b。在腔室100c与tm1400之间设置有gv1490c,在腔室100d与tm1400之间设置有gv1490d。在腔室100e与tm1400之间设置有gv1490e,在腔室100f与tm1400之间设置有gv1490f。在腔室100g与tm1400之间设置有gv1490g,在腔室100h与tm1400之间设置有gv1490h。
通过各gv1490进行打开、关闭,而能够通过衬底搬入搬出口1480实现晶片200的出入。
(处理组件:pm)
接下来,以图1、图2、图3为例说明各pm110内的pm110a。图3是说明pm110a、与pm110a连接的气体供给部、以及与pm110a连接的气体排出部之间的相关性的说明图。
在此,以pm110a为例,但在其他pm110b、pm110c、pm110d中也是同样的构造,因此此处省略说明。
如图3所记载那样,在pm110a中设置有作为对晶片200进行处理的衬底处理装置的一个结构部件的腔室100a和腔室100b。构成为,在腔室100a与腔室100b之间设置有隔壁2040a,以使得各个腔室内的环境气体不会混合。
如图2所记载那样,在腔室100a与真空搬送室1400所相邻的壁上设置有衬底搬入搬出口1480a,同样地,在腔室100a与真空搬送室1400所相邻的壁上设置有衬底搬入搬出口1480a。
在各腔室100中设置有支承晶片200的衬底支承部210。
在pm110a上连接有向腔室100a和腔室100b的各腔室中供给气体的气体供给部。气体供给部由第一气体供给部(处理气体供给部)、第二气体供给部(反应气体供给部)、第三气体供给部(吹扫气体供给部)等构成。关于各气体供给部的结构将在后叙述。
此外,在pm110a上设置有分别对腔室100a和腔室100b进行排气的气体排出部。如图3所示那样构成为:一个气体排出部对多个腔室进行排气。
像这样构成为:设于pm的多个腔室共用一个气体供给部和一个气体排出部。
在这样的具有多个腔室的衬底处理系统中,在对多张衬底进行处理的情况下,有时会产生以下的课题。
(a)具有以下这样的课题:因每个腔室性能的不同(个体差异)而对每个衬底的处理品质不同。
(b)具有以下这样的课题:在pm所具有的多个腔室内、一个腔室中可执行的配方数比另一腔室中可执行的配方数少的情况下,通过一个腔室处理的晶片的处理品质与通过另一个腔室处理的晶片的处理品质不同。
(c)具有以下这样的课题:在pm所具有的多个腔室内、一个腔室的处理性能与另一个腔室的处理性能不同的情况下,处理会受到各个腔室的影响,不能执行规定处理。例如,在一个腔室的处理性能比另一个腔室的处理性能低的情况下,有时会导致通过另一个腔室处理的处理品质下降。
(d)具有以下这样的课题:即使从构成各腔室的部件向控制器发送的监视数据在规定值内,也会因个体差异而导致对每个晶片的处理品质不同。
(e)具有以下这样的课题:在构成为能够通过一个腔室执行多个处理配方的情况下,对构成腔室的部件的评估指标(评估系数)的权重按处理配方而不同,因此难以进行各部件的调整优先顺位排序。
接下来,说明作为衬底处理装置的腔室各自的结构。
(2)衬底处理装置的结构
腔室100是例如绝缘膜形成单元,如图4所示那样,构成为枚叶式衬底处理装置。在此,对腔室100a进行说明。
如图4所示,腔室100a具备处理容器202。处理容器202构成为例如水平截面为圆形的扁平密闭容器。另外,处理容器202由例如铝(al)或不锈钢(sus)等金属材料、或者石英构成。在处理容器202内形成有对作为衬底的硅晶片等晶片200进行处理的处理空间(处理室)201、和移载空间(移载室)203。处理容器202由上部容器202a和下部容器202b构成。在上部容器202a与下部容器202b之间设有分隔部204。将被上部容器202a包围的空间、即与分隔部204相比位于上方的空间称为处理室201。另外,将被下部容器202b包围的空间、即闸阀1490附近的空间称为移载室203。
在下部容器202b的侧面设有与闸阀1490相邻的衬底搬入搬出口1480,晶片200经由衬底搬入搬出口1480而在未图示的搬送室与移载室203之间移动。在下部容器202b的底部设有多个顶升销207。而且,下部容器202b接地。
在处理室201内设有支承晶片200的衬底支承部210。衬底支承部210主要具有:载置晶片200的载置面211、在表面具有载置面211的衬底载置台212、和作为加热部的加热器213。在衬底载置台212上,且在与顶升销207对应的位置分别设置有供顶升销207贯通的贯通孔214。另外,也可以在衬底载置台212上设置对晶片200和处理室201施加偏压的偏压电极256。在此,在加热器213上连接有温度测定部400,构成为能够将加热器213的温度信息发送到控制器260。另外,偏压电极256与偏压调整部257连接,构成为能够通过偏压调整部257来调整偏压电极256的偏压。且构成为能够与控制器260之间收发偏压调整部257的设定信息。
衬底载置台212被轴217支承。轴217贯穿处理容器202的底部,再在处理容器202的外部与升降部218连接。通过使升降部218动作而使轴217及支承台212升降,由此能够使载置在衬底载置面211上的晶片200升降。此外,轴217下端部的周围被波纹管219覆盖,使处理室201内保持为气密。
衬底载置台212在搬送晶片200时,移动到晶片移载位置,在晶片200的第一处理时移动到图4的实线所示的第一处理位置(晶片处理位置)。另外,在第二处理时移动到图4的虚线所示的第二处理位置。此外,晶片移载位置是顶升销207的上端从衬底载置面211的上表面突出的位置。
具体而言,在使衬底载置台212下降到晶片移载位置时,顶升销207的上端部从衬底载置面211的上表面突出,顶升销207从下方支承晶片200。另外,在使衬底载置台212上升到晶片处理位置时,顶升销207从衬底载置面211的上表面收回,衬底载置面211从下方支承晶片200。此外,顶升销207由于与晶片200直接接触,因此期望由例如石英、氧化铝等材质形成。
(排气系统)
在处理室201(上部容器202a)的内壁侧面上设置有用于将处理室201的环境气体排出的、作为第一排气部的第一排气口221。在第一排气口221上连接有排气管224a,在排气管224a上按顺序串联连接有apc等的压力调整器227a和真空泵223,压力调整器227a将处理室201内控制为规定压力。主要由第一排气口221、排气管224a、压力调整器227a构成第一排气系统(排气管线)。此外,还可以使真空泵223也作为第一排气系统的结构部件。另外,在移载室203的内壁侧面上设置有用于将移载室203的环境气体排出的第二排气口1481。此外,在第二排气口1481上设置有排气管1482。在排气管1482上设置有压力调整器228,构成为能够将移载室203内的压力调压成规定压力。另外,还能够经由移载室203来排出处理室201内的环境气体。此外,压力调整器228构成为能够与控制器260之间收发压力信息、阀开度的信息。再此外,真空泵223构成为能够向控制器260发送泵的接通/断开(on/off)信息和负荷信息等。
(气体导入口)
在设于处理室201上部的喷头234的上表面(顶壁)上设置有用于向处理室201内供给各种气体的气体导入口241。关于在作为气体供给部的气体导入口241上连接的各气体供给单元的结构,将在后叙述。
(气体分散单元)
作为气体分散单元的喷头234具有缓冲室232和作为第一活化部的第一电极244。在第一电极244上设有多个用于将气体分散地供给到晶片200的孔234a。喷头234设置在气体导入口241与处理室201之间。从气体导入口241导入的气体被供给到喷头234的缓冲室232(也称为分散部),并经由孔234a而供给到处理室201。
此外,第一电极244由导电性的金属构成,构成为活化部(激励部)的一部分,该活化部(激励部)用于激励气体。构成为能够向第一电极244供给电磁波(高频电力和/或微波)。此外,在盖231由导电性部件构成时,成为以下结构:在盖231与第一电极244之间设置有绝缘块233,来将盖231与第一电极244之间绝缘。
此外,也可以在缓冲室232上设置气体引导件235。气体引导件235是以气体导入孔241为中心、其直径随着趋向于晶片200的径向而扩大的圆锥形状。气体引导件235的下端的水平方向上的直径比设有孔234a的区域的端部延伸到更外周地形成。由于设有气体引导件235,从而能够向多个孔234a的每个孔均匀地供给气体,能够使向晶片200的面内供给的活性种的量均匀化。
(活化部(等离子体生成部))
在作为活化部的一部分的第一电极244上连接有匹配器251和高频电源252,从而构成为能够向第一电极244供给电磁波(高频电力和/或微波)。由此,能够使供给到处理室201内的气体活化。另外,第一电极244构成为能够生成电容耦合型的等离子体。具体而言,第一电极244构成为,形成为导电性的板状,并被支承在上部容器202a上。活化部至少由第一电极244、匹配器251、高频电源252构成。此外,也可以构成为活化部包含阻抗计254。此外,阻抗计254可以设置在第一电极244与高频电源252之间。由于设置阻抗计254,从而能够基于测量到的阻抗来对匹配器251、高频电源252进行反馈控制。另外,高频电源252构成为能够与控制器260之间收发电力的设定信息,匹配器251构成为能够与控制器260之间收发匹配信息(行波数据、反射波数据),阻抗计254构成为能够与控制器260之间收发阻抗信息。
(气体供给系统)
在气体导入口241上连接有气体供给管150a(150x)。从气体供给管150x供给后述的第一气体、第二气体、吹扫气体。在此,x是与各腔室对应的a,b,c,d,e,f,g,h中的某一个。以下,对与腔室100a的气体导入口241连接的气体供给系统进行说明,对于其他腔室则省略说明。
图3表示与腔室100a连接的第一气体供给部、第二气体供给部、吹扫气体供给部等气体供给系统的概要结构图。
如图3所示那样,在气体供给管150a上连接有气体供给管集合部140a。在气体供给管集合部140a上连接有第一气体(处理气体)供给管113a、吹扫气体供给管133a、第二气体(处理气体)供给管123a。
(第一气体供给部)
在第一气体供给部中设置有第一气体供给管113a、mfc115a、阀116a。此外,也可以构成为,与第一气体供给管113a连接的第一气体供给源113包含在第一气体供给部中。另外,在处理气体的原料为液体或固体的情况下,可以设置汽化器180。
(第二气体供给部)
在第二气体供给部中设置有第二气体供给管123a、mfc125a、阀126a。此外,也可以构成为,与第二气体供给管123a连接的第二气体供给源123包含在第二气体供给部中。
此外,还可以构成为,设置远程等离子体单元(rpu)124来使第二气体活化。
(吹扫气体供给部)
在吹扫气体供给部中设置有吹扫气体供给管133a、mfc135a、阀136a。此外,也可以构成为,与吹扫气体供给管133a连接的吹扫气体供给源133包含在吹扫气体供给部中。
在此,构成第一气体供给部、第二气体供给部、吹扫气体供给部各自的mfc、阀、(汽化器)、(rpu)构成为能够与控制器260之间进行收发,且分别收发以下信息,mfc:流量设定信息、阀:开度信息、(汽化器:汽化量)、(rpu:电力)。
(控制部)
如图1~图4所示那样,衬底处理系统1000、腔室100具有对衬底处理系统1000、和衬底处理装置100的各部分的动作进行控制的控制器260。
在图5中示出控制器260的概要。作为控制部(控制装置)的控制器260构成为计算机,该计算机具有cpu(centralprocessingunit:中央处理单元)260a、ram(randomaccessmemory:随机存取存储器)260b、存储装置260c、i/o端口260d。ram260b、存储装置260c、i/o端口260d构成为经由内部总线260e而能够与cpu260a进行数据交换。成为以下结构:能够在控制器260上连接例如构成为触摸面板等的输入输出装置261、外部存储装置262、收发部285等。输入输出装置261还包含对衬底处理装置100的状态进行报告的作为报告部的显示画面264。
存储装置260c由例如闪存、hdd(harddiskdrive:硬盘驱动)等构成。在存储装置260c内以能够读出的方式保存有对衬底处理装置的动作进行控制的控制程序、记述了后述衬底处理的步骤和/或条件等的工艺配方、在设定对晶片200的处理中使用的工艺配方为止的过程中生成的运算数据和/或处理数据等。此外,工艺配方是使控制器260执行后述的衬底处理工序中的各步骤并组合成能够得到规定结果的配方,作为程序发挥作用。以下,也将该工艺配方和控制程序等简单地总称为程序。此外,在本说明书中使用了程序这一术语的情况下,具有仅包含工艺配方单方的情况、仅包含控制程序单方的情况、或者包含该双方的情况。另外,ram260b构成为临时保持由cpu260a读出的程序、运算数据、处理数据等数据的存储器区域(工作区域)。
i/o端口260d与闸阀1290,1330,1350,1490、升降部218、加热器213、压力调整器227,228,1620、真空泵223(223a,223b,223c,223d),1630、匹配器251、高频电源252、mfc115(115a,115b,115c,115d),125(125a,125b,125c,125d),135(135a,135b,135c,135d),1530、阀116(116a,116b,116c,116d),126(126a,126b,126c,126d),136(136a,136b,136c,136d),1540、(rpu124、汽化器180、)偏压调整部257、真空搬送机械手1700、大气搬送机械手1220等连接。另外,也可以还连接于阻抗计254等。
作为运算部的cpu260a构成为,读出来自存储装置260c的控制程序并执行,并且根据来自输入输出装置261的操作指令的输入等而从存储装置260c读出工艺配方。另外,构成为,对从收发部285输入的设定值与存储在存储装置260c中的工艺配方和控制数据进行比较、运算,能够计算出运算数据。此外,构成为能够根据运算数据执行对应的处理数据(工艺配方)的决定处理等。而且,cpu260a构成为以遵循所读出的工艺配方的内容的方式控制闸阀1490的开闭动作、升降部218的升降动作、向加热器213的电力供给动作、压力调整器227,228,1620的压力调整动作、真空泵223的接通断开控制、基于mfc115,125,135,1530的气体流量控制动作、rpu124,144,154的气体的活化动作、基于阀116,126,136,1540的气体的接通断开控制、匹配器251的电力的匹配动作、高频电源252的电力控制、偏压调整部257的控制动作、基于阻抗计254测定到的测定数据进行的匹配器251的匹配动作、高频电源252的电力控制动作等。在进行各结构部件的控制时,cpu260a内的收发部通过接收、发送遵循了工艺配方的内容的控制信息来进行控制。
此外,控制器260不限于构成为专用计算机的情况,也可以构成为通用计算机。例如,能够通过以下方式构成本实施方式的控制器260:准备保存有上述程序的外部存储装置(例如,磁带、软盘或硬盘等磁盘、cd或dvd等光盘、mo等光磁盘、usb存储器或存储卡等半导体存储器)262,使用该外部存储装置262来向通用计算机安装程序等。另外,用于向计算机供给程序的方法不限于经由外部存储装置262提供的情况。例如,也可以使用收发部285或网络263(因特网、专用回线)等通信装置,不经由外部存储装置262地提供程序。此外,存储装置260c和外部存储装置262构成为计算机可读取的记录介质。以下,也将它们简单地总称为记录介质。此外,在本说明书中,在使用了记录介质这一术语的情况下,存在仅包含存储装置260c单方的情况、仅包含外部存储装置262单方的情况、或者包含该双方的情况。
(2)衬底处理工序
接下来,作为半导体器件(半导体装置)的制造工序的一个工序,以在衬底上成膜出绝缘膜的工序为例,参照图6、图7、图8、图9对上述衬底处理系统1000、衬底处理装置(腔室)100的动作及各部分的评估流程、顺序进行说明。另外,在此,作为绝缘膜而成膜出例如作为氮化膜的氮化硅(sin)膜。此外,该制造工序的一个工序在上述衬底处理系统1000、腔室100中进行。再此外,在以下说明中各部分的动作由控制器260控制。
此外,本说明书中使用“衬底”这一术语的情况也与使用“晶片”这一术语的情况相同,在该情况下,在以上说明中可以将“晶片”置换为“衬底”来考虑。
以下说明衬底处理工序。
(处理装置设定工序s300)
在衬底处理时,首先,在控制器260中进行在各腔室100中进行的工艺配方的设定。例如,将记录在存储装置260c中的数据读入到ram260b,经由i/o端口对各部分设定设定值,由此来进行工艺配方的设定。此外,也可以从经由网络263而连接的上位装置500发送工艺配方来设定。在设定各部分的动作后,进行制造工序s200。
在制造工序中,按照工艺配方,控制第一气体供给部来向处理室201供给第一气体,并且控制排气系统来对处理室201进行排气,从而对晶片200进行处理。此外,在此,也可以是,控制第二气体供给部,使第二气体与第一气体同时存在于处理空间来进行cvd处理、或者交替地供给第一气体和第二气体来进行循环处理。另外,在将第二气体处理为等离子体状态的情况下,可以通过使用rpu124、或向第一电极244供给高频电力来在处理室201内生成等离子体。
作为膜处理方法的具体例的循环处理可以考虑以下的方法。例如,作为第一气体使用二氯氢硅(sih2cl2,dichlorosilane:dcs)气体,作为第二气体使用氨(nh3)气。在第一工序中向晶片200供给dcs气体,在第二工序中向晶片200供给nh3气体。在第一工序与第二工序之间,作为吹扫工序而供给n2气体并且将处理室201的环境气体排出。通过执行将该第一工序、吹扫工序、第二工序执行多次的循环处理,在晶片200上形成氮化硅(sin)膜。
如以上那样进行制造工序s200。在制造工序s200之后,进行获取构成装置的各部分的数据的装置数据获取工序s302。
(装置数据获取工序s302)
各部分的数据(装置数据)经由信号线被发送到控制器260。控制器260通过作为数据接收部的i/o端口260c来接收各部分的数据,并记录到ram260b和存储装置260d中的某一方或双方。此外,也可以构成为,此处接收的数据经由网络263发送到上位装置500。
(评估数据生成工序s303)
在获取装置数据后,进行第一评估数据的生成。首先,从保存在存储装置260c中的各工序(工艺配方)所对应的各部分的评估系数表(图7)读出与各测定值对应的评估系数a1~a6或b1~b6。在此,评估系数表与各工序对应地设定。此外,评估系数的设定对每个工序不同。在图7中对测定值1~测定值6例示了两个模式,但不限于此。在此,工序a是气体流动会对成膜结果带来影响的工序,对测定值2(气体流量)和测定值3(处理室压力)赋予权重。工序b是等离子体有助于成膜结果的工序,构成为对测定值4(高频电力)、测定值5(行波电力)、测定值6(反射波电力)赋予权重。另外,在此,对从保存在存储装置260c中的评估系数表读出评估系数的步骤进行了记述,但不限于此,也可以构成为从上位装置500经由网络263、收发部285而将评估系数读出到ram260b和/或存储装置260c中。从上位装置500发送来的评估系数例如保存在表y1~y6中。
在读取后,如图8所示那样,基于各部分的测定值和评估系数进行评估。此外,测定值基于从基点b向正向或负向的差而计算出,并分别保存在数据表x1~x6中。基于保存在x1~x6中的测定值数据和评估系数而计算出对各测定值的评估数据。对工序a的评估数据分别保存在a1~a6中。对工序b的评估数据分别保存在b1~b6中。该评估针对每个腔室100进行,并将评估数据的综合点数作为综合评估数据而保存到图9所示的表中。例如,腔室100a(ch1)的综合评估数据保存在cha中。在保存了分别与腔室ch1~ch8对应的综合评估数据之后,进行配方判定工序s305。
(判定工序s304)
此外,在此也可以进行判定工序s304。在判定工序s304中,进行第一评估数据的蓄存。即,反复执行多次制造工序s200、装置数据获取工序s302和评估数据生成工序s303,以蓄存规定数量的评估数据。通过蓄存评估数据,能够进行统计管理。作为统计管理,例如有spc(statisticalprocesscontrol:统计过程控制)、cp(processcapability:过程能力)。
(配方判定工序s305)
在评估数据生成工序s303和判定工序s304中的某一方或双方之后,进行配方判定工序s305。如图9所示那样,根据综合点数按每个腔室判定可执行的配方。例如,如果综合评估为80点以上,则判定为能够选择配方a,b,c。如果综合评估为60点以上,则判定为能够选择配方a,b。如果综合评估为50点以上,则判定为能够选择配方a。如果综合评估不足50点,则判定为能够选择维护。经判定的配方数据保存在与各腔室对应的可选择配方表cha1~chh1中。
另外,如图9所示那样,按每个pm判定可执行的配方。此处的判定是判定为能够执行在pm具有的腔室中可选择的配方的共同项。在无共同项的情况下,判定为能够执行处理停止和/或维护。另外,也可以是,即使在pm具有的腔室之一能够选择维护的情况下,作为pm的可选择配方而判定为能够选择维护。通过像这样判定,能够使pm所具有的多个腔室中的处理品质平均化。经判定的配方保存到与各pm对应的可选择配方(pm)表pma~pmd中。
另外,也可以如图9所示那样构成为,基于各腔室100的可选择配方和/或各pm中的可选择配方数据,判定在衬底处理系统1000中可执行的配方。例如,如图9所示那样,判定为可在pm1、pm2、pm3中共同地执行配方a。
(配方项目报告工序s306)
配方判定工序之后,控制器260将保存在各表中的可选择的配方数据发送到输入输出装置261。在输入输出装置261中,例如如图9所示那样使各腔室、各pm中可选择的配方显示在作为报告部的显示画面264上,由此向衬底处理系统1000的使用者报告。另外,也可以从收发部285经由网络263等而将可选择的配方数据发送到(报告给)上位装置500。
以上,具体说明了本发明公开的一个实施方式,但本发明公开不限于上述实施方式,在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。
上述中,记述了从在存储装置260c中记录的评估系数表读取评估系数、从上位装置500输入评估系数的情况,但不限于此,也可以构成为根据评估数据来变更评估系数。
另外,以在输入输出装置261中组入有作为报告部的显示画面264为例进行了说明,但不限于此,也可以使报告部为与输入输出装置261相独立的部件。例如,可以使报告部为相对于输入输出装置独立的显示器。
(评估系数变更工序s400)
在图10中示出了获取了多个评估数据的情况下生成的评估数据表的例子。图10是记录有在反复执行了工序a的情况下生成的第一评估数据的表。另外,也可以输入从上位装置500输入来的第二评估数据。
也可以构成为,从该图10所示的评估数据表中选择多个任意的评估数据,对评估数据进行比较,由此来变更评估系数。
(评估数据选择工序s401)
以图11和图12为例来说明评估系数变更工序s400。如图11所示那样,首先进行评估数据选择工序s401。
在此,如图12所示,记述了以下例子:基于工序a1的评估数据和从上位装置发送来的第二评估数据进行运算,来变更评估系数。
(评估数据比较工序s402)
在评估数据比较工序s402中,例如运算出作为第一评估数据的工序a1的评估数据与第二评估数据之差值,并记录到ram260b和/或存储装置206c等中。在此,差值数据保存在表z1~z6中。之后,进行判定工序s403。
(判定工序s403)
在判定工序s403中,例如进行第一评估数据与第二评估数据之间的差值为正还是为负的判定。在差值为正的情况下,进行评估系数变更工序a(s404),而在差值为负的情况下,进行评估系数变更工序b(s405)。
(评估系数变更工序a:s404)
在评估系数变更工序a中,例如进行使已设定在ram260b和/或存储装置260c等中的第一评估系数增大的运算,从而计算出第二评估系数。第二评估系数保存在表a1-2~a6-2中。
(评估系数变更工序b:s405)
在评估系数变更工序b中,例如,进行使已设定在am260b和/或存储装置260c等中的第一评估系数减小的运算,从而设定第二评估系数。
此外,在此,构成为通过第一评估数据与第二评估数据之间的差值为正还是为负来判定,但不限于此。例如,也可以构成为,判定评估数据的差值的最大值和最小值,并改变最大值和最小值中的一方或者双方的评估系数。在从上位装置500发送来的第二评估数据为最佳数据的情况下,基于最小值来变更评估系数,从而容易使装置的状态接近得到最佳数据的装置状态。另外,通过基于最大值变更评估系数,能够使装置的状态远离得到最差数据的装置状态,最差数据是与最佳数据差异最大的数据。
另外,在上述中记述了交替地供给第一气体和第二气体来成膜的方法,但也能够适用于其他方法。例如,使第一气体和第二气体的供给定时重叠那样的方法。
另外,在上述中记述了供给2种气体来处理的方法,但也可以是使用了1种气体的处理。
此外,在上述中记述了成膜处理,但也能够适用于其他处理。例如,有使用了等离子体的扩散处理、氧化处理、氮化处理、氮氧化处理、还原处理、氧化还原处理、蚀刻处理、加热处理等。例如,在仅使用反应气体对衬底表面和/或衬底中形成的膜进行等离子体氧化处理、等离子体氮化处理时也能够适用本发明。还能够适用于仅使用了反应气体的等离子体退火处理。也可以将这些处理作为第一处理,然后进行上述的第二处理。
此外,在上述中记述了半导体器件的制造工序,但本实施方式的发明也能够适用于半导体器件的制造工序以外的工序。例如,有液晶装置的制造工序、太阳能电池的制造工序、发光器件的制造工序、玻璃衬底的处理工序、陶瓷衬底的处理工序、导电性衬底的处理工序等衬底处理。
再此外,在上述中例示了作为原料气体使用含硅气体、作为反应气体使用含氮气体来形成氮化硅膜的例子,但也能够适用于使用了其他气体的成膜中。例如,有含氧膜、含氮膜、含碳膜、含硼膜、含金属膜和含有这些元素中的多个元素的膜等。另外,作为这些膜,例如有alo膜、zro膜、hfo膜、hfalo膜、zralo膜、sic膜、sicn膜、sibn膜、tin膜、tic膜、tialc膜等。
另外,在上述中例示了在一个处理室中处理一张衬底的装置结构,但不限于此,也可以是沿水平方向或垂直方向排列有多张衬底的装置。