説明

基板処理装置

【課題】 レシピ選択ミスがなく決められたレシピを実行できると共に、基板処理における様々な運用に柔軟に対応できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】 表示画面1に表示されたレシピスタートボタンを選択して押下する。レシピスタートボタンの押下情報が表示画面1からコマンド監視タスク4へ送信される。次に、コマンド監視タスク4が関連テーブル3を検索してボタン名3aのレシピスタートボタンに関連付けられたレシピファイル名3bのレシピファイルNo.4を抽出する。これにより、実行レシピファイルはレシピファイルNo.4である情報が関連テーブル3からコマンド監視タスク4へ送信される。コマンド監視タスク5は、レシピファイルデータベース2からレシピファイルNo.4を読み込む。読み込んだレシピファイルNo.4をコマンド監視タスク4からレシピ実行タスク5へ渡し、レシピ実行タスク5がレシピファイルNo.4のレシピを実行する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ウェハなどの半導体基板を処理する基板処理装置に関し、特に、オペレータがコマンド実行ボタンを用いてあらかじめ決められたレシピを間違えることなく簡単に実行することができるコントローラを備えた基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般的に、半導体基板の処理を実行する順序で一連のイベントが並んだレシピを実行する基板処理装置においては、半導体基板の処理の内容によってレシピがレシピファイルとしてコントローラに記憶されている。このような基板処理装置では、オペレータが所望のレシピを実行するまでの操作手順は次のようになっている。
【0003】
第1の手順でコマンド実行ボタンを押す。コマンド実行ボタンとして、例えば、レシピの実行を開始するための「レシピスタート」ボタンを押す。「レシピスタート」ボタンを押すと、図7に示すようなレシピファイル名の一覧画面が表示される。第2の手順で、コントローラに記憶されているレシピファイル名を一覧表示したレシピファイル一覧画面の中から実行したいレシピファイル名を選択する。例えば、図7に示すレシピファイル名の一覧画面において、『SCTest012.dat PM1プロセスレシピ 04/12/09 15:40:04』というレシピファイル名を選択する。
【0004】
第3の手順でレシピ実行ボタンを押す。すなわち、図8に示すようなレシピファイルの実行画面において「スタート」ボタンを押すと、実行したいレシピファイルが立ち上がる。このように実行したいレシピファイルをその都度選択できるという機能は、プロセスの立ち上げ時など少しずつ条件を変えたりしながら基板処理装置を動かしたい場合には極めて便利な機能である。
【0005】
また、プロセスレシピや制御テーブルをファイルに編集してデータベースに保存した後に、そのデータベースのファイルを一覧画面で表示できるようにすると共に、所望のレシピファイル名の項目を検索できるようにする機能を備えたコントローラを有する半導体製造装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2004−311553号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記のようなレシピ実行の操作手順において所望のプロセスが立ち上がってしまえば、基板処理装置は毎回同じレシピを実行することが多いので、実用上は上記のようにレシピ実行アクションの度にレシピファイルを選択できる機能を備える必要ない。言い換えれば、毎回同じレシピを実行するのにも関わらず、多くのレシピファイル名が表示されるレシピファイル一覧の中から所望のレシピファイル名を選択しなければならないため、レシピファイル名の選択ミスなどを引き起こしやすくなる。その結果、所望するレシピファイル名とは異なったレシピファイル名を選択してしまって、不良な半導体製品を作る原因ともなる。
【0007】
一方、操作画面上に最初から動作機能を定義した「装置動作」ボタンを持つコントローラも存在する。このようなコントローラでは、操作部に配置された「装置動作」ボタンを押すことにより、あらかじめコントローラのシーケンスとして作りこまれている動作を行うことができる。このような機能ではレシピファイルを選択する操作を行わなくてもよいので、操作が簡単になるので前述のような操作ミスが生じる危険性は少なくなる。しかしながら、「装置動作」ボタンに定義されているシーケンスは、コントローラに作りこまれているものしか実行することができないため、基板処理装置のいろいろな使用方法に柔軟に対応できないという欠点がある。
【0008】
すなわち、従来の基板処理装置におけるコントローラは、大きく分けて次のような2つの問題点がある。1つ目の問題点は、レシピファイル名選択方式では、同じレシピを実行するときにも多くのレシピファイル名が表示されるレシピファイル名一覧の中から所定のレシピファイル名を選択しなければならないため、操作が面倒であると共にレシピファイル名の選択ミスを発生させる危険性がある。2つ目の問題点は、装置動作ボタン方式では、あらかじめコントローラに作りこまれたシーケンスしか実行することができないため、基板処理装置における操作上のフレキシビリティーに欠ける。
【0009】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な操作でレシピ選択ミスがなく決められたレシピを実行することができると共に、基板処理における様々な運用に柔軟に対応することができるコントローラを備えた基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上述した課題を解決するため、本発明に係る基板処理装置は、操作画面からのオペレータによる操作に基づき、基板に所望の処理を実行する基板処理装置であって、前記操作画面に表示された任意のコマンド実行ボタンと複数のレシピファイルの内の少なくとも一つのレシピファイルとの関連付けを行う関連付け手段と、コマンド実行ボタンが選択された際、前記関連付け手段により前記選択されたコマンド実行ボタンと関連付けられたレシピファイルを実行する手段と、前記画面に表示された編集ボタンの選択に基づき、前記コマンド実行ボタンとレシピファイルの関連付けを前記画面上で編集することができる編集手段とを有する。
【0011】
このような構成によれば、基板処理装置のコントローラが、基板処理装置の動作を示すレシピファイルを格納するレシピファイルデータベース、及び操作画面に配置されたコマンド実行ボタンと該当するレシピファイルとを関連付ける関連付け手段(関連テーブル)を備えていて、オペレータが操作画面上で所望のコマンド実行ボタンを押下すると、編集手段(コマンド監視タスク)が、押下されたコマンド実行ボタンに関連付けられたレシピファイルを関連付け手段(関連テーブル)から検索する。そして、レシピファイル実行手段(レシピ実行タスク)が、検索されたレシピファイルに対応するレシピを直ちに実行する。編集手段(コマンド監視タスク)は、コマンド実行ボタンとレシピファイルとの関連付けを登録して編集する機能も備えている。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る基板処理装置のコントローラによれば、オペレータが動作機能の定義されたコマンド実行ボタンを押下するだけで所望のレシピを実行することができるので、オペレータの操作が簡便になってコントローラの操作性が一段と向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明における基板処理装置の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0014】
図1は、本発明の基板処理装置に適用されるコントローラの構成を示すブロック図である。図1に示すコントローラは、オペレータが操作を行う表示画面(操作画面)1と、レシピファイルを格納するレシピファイルデータベース2と、表示画面1に表示された任意のコマンド実行ボタンと複数のレシピファイルの内の少なくとも一つのレシピファイルとの関連付けを行う関連テーブル(関連付け手段)3と、関連テーブル3によって関連付けられたコマンド実行ボタンとレシピファイルとを表示画面1の上で編集し、選択されたコマンド実行ボタンに基づいて該当するレシピファイルの実行指示を行うコマンド監視タスク(編集手段)4と、コマンド実行ボタンが選択された際に、コマンド監視タスク4からの実行指示に基づいて、選択されたコマンド実行ボタンに関連付けられたレシピファイルを実行するレシピ実行タスク(レシピファイル実行手段)5とによって構成されている。
【0015】
表示画面1は、オペレータが操作するHMI(Human Machine Interface)であって、基板処理装置の状態を表示したり、基板処理装置を動作させるレシピコマンドボタンなどが表示されている。レシピファイルデータベース2は、基板処理装置を動作させる一連のイベントを処理実行順に並べたレシピファイルが記憶されているデータベースである。
【0016】
関連テーブル3は、ボタン名3aに表示されたレシピコマンドボタン(コマンド実行ボタン)と、実行されるレシピファイル名3bとを関連付けたデータを表している。
【0017】
なお、図1の例では、便宜上、関連テーブル3のデータは、テーブル形式のデータ構造として説明するが、ボタン名3aのレシピコマンドボタンとレシピファイル名3bを関連付けるデータであれば、そのデータ構造はどのようなものであっても構わない。
【0018】
例えば、ボタン名3aのレシピコマンドボタンをプロパティ(属性)を持つデータ構造とし、このプロパティの項目としてレシピファイル名3bを登録することで、ボタン名3aのレシピコマンドボタンとレシピファイル名3bを関連付けるようにしてもよい。
【0019】
本実施の形態に係る基板処理装置のコントローラでは、ボタン名3aのレシピコマンドボタンとレシピファイル名3bを関連付けるデータをオペレータが編集できる機能を持っている。
【0020】
コマンド監視タスク4は、表示画面1に表示されているレシピコマンドボタンが押されたときに、いずれのレシピを実行させるかを判断してレシピファイルを読み込むためのタスクである。レシピ実行タスク5は、レシピファイルに書かれているイベントを実際に実行するタスクである。
【0021】
次に、図1に示す基板処理装置のコントローラにおいて、オペレータが、表示画面1に表示されたボタン名3aの各レシピコマンドボタン(リセット、アボード、アイドル、レシピスタート、及びエンドのいずれか)を押した場合のレシピ実行処理順序について説明する。
【0022】
図2は、図1に示す基板処理装置のコントローラにおいてレシピスタートボタンが押されたときの動作を示すフロー図である。また、図3は、図2の動作フローに続いて、関連テーブルから所望のレシピファイル名が検索されて抽出されたときの動作を示すフロー図である。さらに、図4は、図3の動作フローに続いて、抽出されたレシピファイル名を読み込むときの動作を示すフロー図である。また、図5は、図4の動作フローに続いて、読み込まれたレシピファイル名に基づいてレシピが実行されるときの動作を示すフロー図である。
【0023】
したがって、図2〜図5を用いて、コントローラがレシピを実行するときの処理順序を説明する。まず、第1の手順において、オペレータが表示画面1に表示されたボタン名3aの中から「レシピスタート」ボタンを選択して押下する。これによって、図2に示すように、「レシピスタート」ボタンが押されたことを示す情報が表示画面1からコマンド監視タスク4へ送信される。
【0024】
次に、第2の手順において、コマンド監視タスク4が関連テーブル3を検索して、ボタン名3aの「レシピスタート」ボタンに関連付けられているレシピファイル名3bのレシピファイルNo.4を抽出する。これによって、図3に示すように、実行するレシピファイル名はレシピファイルNo.4であるという情報が関連テーブル3からコマンド監視タスク4へ送信される。
【0025】
次に、第3の手順において、コマンド監視タスク4は、レシピファイルデータベース2からレシピファイル名としてレシピファイルNo.4を読み込む。これによって、図4に示すように、レシピファイルNo.4のレシピデータがレシピファイルデータベース2からコマンド監視タスク4に読み込まれる。
【0026】
次に、第4の手順において、図5に示すように、読み込んだレシピデータであるレシピファイルNo.4をコマンド監視タスク4からレシピ実行タスク5へ渡し、
レシピ実行タスク5がレシピファイルNo.4に関するレシピを実行する。
【0027】
また、本発明における基板処理装置のコントローラでは、オペレータが関連テーブル3のデータを編集することができる。例えば、オペレータがコントローラの表示画面1にあるコマンドボタンの中から編集ボタンを選択して押下することにより、図6に示すような関連テーブルの編集画面に入ることができる。
【0028】
図6は、本発明における基板処理装置のコントローラに表示される関連テーブルの編集画面の一例を示す図である。図6に示す関連テーブル3の編集画面におけるボタン名3aは、コントローラの表示画面1のHMIに表示されているコマンドボタンを表している。レシピファイル名3bは、ボタン名3aの一覧から該当するボタンを押下したときに実行されるレシピファイル名3bを定義することができる。オペレータが、図6に示すような関連テーブル3のデータを任意に編集することにより、レシピコマンドボタンを押したときに実行されるレシピを柔軟に変更することができる。
【0029】
次に、関連テーブル編集画面の具体的な使用方法について説明する。例えば、基板処理装置において大気圧から真空排気するまでの一連のイベントを記述したレシピを作成し、関連テーブル3のボタン名3aからレシピファイル名3bを「アイドル」ボタンに定義すれば、その後はレシピ実行の度にレシピファイル名3bの一覧の中からレシピファイルを選択しなくても、表示画面1の「アイドル」ボタンを押すだけで、簡単に大気圧から真空排気するレシピを実行することができる。
【0030】
また、ある基板処理装置においてTa期間ではウェハのA膜を処理し、Tb期間ではウェハのB膜を処理するとした場合、A膜を処理するTa期間は、「レシピスタート」ボタンにA膜を処理するプロセスのレシピファイル名3bとしてレシピファイルNo.4を定義しておけば、オペレータは「レシピスタート」ボタンを
押すだけでA膜の処理を行うことができる。
【0031】
次に、B膜を処理するTb期間になれば、オペレータが関連テーブル3を編集し、「レシピスタート」ボタンにB膜を処理するプロセスレシピ名を定義すれば、オペレータは、今までの操作方法と同様に「レシピスタート」ボタンを押すだけでB膜の処理を行うことができる。
【0032】
なお、関連テーブル3を編集する操作は、処理する膜種を切り替える段取りの中で1回行えばよい。これにより、毎回レシピを実行する度にレシピファイル名3bの一覧の中から所望のレシピファイル名を選択するとき、間違ったレシピを選択して製品不良を作ってしまうような危険を防止することができる。また、さらに操作の柔軟性を持たせるために、この関連テーブル3に設定されたボタン名称を表示画面に表示されるボタン名3aとしてもよい。これにより、適宜にボタンの名称を変えることができるので、オペレータに分かりやすい操作ボタンを提供することができる。
【0033】
以上を要約すると、本実施の形態におけるコントローラは、基板処理装置の動作を示すレシピファイルを格納するレシピファイルデータベース2と、表示画面1の操作部に配置されたレシピコマンドボタン(コマンド実行ボタン)と、レシピコマンドボタンとレシピファイルとを関連付ける関連テーブル3のデータを備え、オペレータがレシピコマンドボタンを押すと、コントローラが関連テーブル3から、押下されたレシピコマンドボタンに関連付けられたレシピファイルを検索し、検索されたレシピファイルに対応するレシピを実行する機能を備えている。
【0034】
さらに、本実施の形態におけるコントローラは、オペレータがレシピコマンドボタンとレシピファイルとの関連付けを登録して編集することができる機能も備えている。
【0035】
次に、本発明に適用される基板処理装置の具体的な実施例について説明する。図9は本発明に適用される基板処理装置の構成図である。本発明の基板処理装置においては、ウェハなどの基板を搬送するキャリヤとしてはFOUP(Front Opening Unified Pod、以下、ポッドという。)が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図9の図面配置を基準とする。すなわち、図9に示されている紙面に対して、前は紙面の下方、後ろは紙面の上方、左右は紙面の左右とする。
【0036】
図9に示すように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力(負圧)に耐え得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を備えており、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には負圧下でウェハ200を移載する第一のウェハ移載機112が設置されている。第一のウェハ移載機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。
【0037】
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。
【0038】
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にはウェハ200を移載する第二のウェハ移載機124が設置されている。第二のウェハ移載機124は、第二の搬送室121に設置されたエレベータ(図示せず)によって昇降されるように構成されていると共に、リニアアクチュエータ(図示せず)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。
【0039】
また、図9に示すように、第二の搬送室121の左側にはノッチまたはオリフラ合わせ装置106が設置されている。さらに、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(図示せず)が設置されている。
【0040】
また、図9に示すように、第二の搬送室121の筐体125の前側には、ウェハ200を第二の搬送室121に対して搬入搬出するためのウェハ搬入搬出口134と、ポッドオープナ108が設置されている。ウェハ搬入搬出口134を挟んでポッドオープナ108と反対側、すなわち筐体125の外側にはIOステージ105が設置されている。ポッドオープナ108は、ポッド100のキャップを開閉すると共にウェハ搬入搬出口134を閉塞可能なクロージャ(図示せず)と、クロージャを駆動する駆動機構(図示せず)とを備えており、IOステージ105に載置されたポッド100のキャップを開閉することにより、ポッド100に対するウェハ200の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、IOステージ105に対して、供給及び排出されるようになっている。
【0041】
また、図9に示すように、筐体101の六枚の側壁のうち後ろ側(背面側)に位置する二枚の側壁には、ウェハに所望の処理を行う第一の処理炉202と、第二の処理炉137とがゲートバルブ130、131を介して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ォール式の処理炉によって構成されている。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、第一のクーリングユニット138と、第二のクーリングユニット139とがそれぞれ連結されており、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ウェハ200を冷却するように構成されている。
【0042】
次に、上記のような構成をもつ基板処理装置を使用した処理工程について説明する。未処理のウェハ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へ工程内搬送装置によって搬送されてくる。図9に示すように、搬送されてきたポッド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のキャップがポッドオープナ108によって取り外され、ポッド100のウェハ出し入れ口が開放される。
【0043】
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ェハ移載機124は、ポッド100からウェハ200をピックアップして予備室122に搬入し、ウェハ200を基板置き台140に移載する。この移載作業中には、予備室122の第一の搬送室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内の負圧は維持されている。ポッド100に収納された所定枚数、例えば25枚のウェハ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内が排気装置(図示せず)によって負圧に排気される。
【0044】
予備室122内があらかじめ設定された圧力値となると、ゲートバルブ244が開かれ、予備室122と第一の搬送室103とが連通される。続いて、第一の搬送室103の第一のウェハ移載機112は基板置き台140からウェハ200をピックアップして第一の搬送室103に搬入する。ゲートバルブ244が閉じられた後、ゲートバルブ130が開かれ、第一の搬送室103と第一の処理炉202とが連通される。続いて第一のウェハ移載機112は、ウェハ200を第一の搬送室103から第一の処理炉202に搬入して、第一の処理炉202内の支持具に移載する。ゲートバルブ130が閉じられた後、第一の処理炉202内に処理ガスが供給され、ウェハ200に所望の処理が施される。
【0045】
第一の処理炉202でウェハ200に対する処理が完了すると、ゲートバルブ130が開かれ、処理済みのウェハ200は第一のウェハ移載機112によって第一の搬送室103に搬出される。搬出後、ゲートバルブ130は閉じられる。
【0046】
第一のウェハ移載機112は第一の処理炉202から搬出したウェハ200を第一のクーリングユニット138へ搬送し、処理済みのウェハは冷却される。第一のクーリングユニット138に処理済みウェハ200を搬送すると、第一のウェハ移載機112は予備室122の基板置き台140にあらかじめ準備されたウェハ200を前述した作動と同様に、第一の処理炉202に搬送し、第一の処理炉202内でウェハ200に所望の処理が施される。
【0047】
第一のクーリングユニット138においてあらかじめ設定された冷却時間が経過すると、冷却済みのウェハ200は第一のウェハ移載機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。
【0048】
冷却済みのウェハ200が第一のクーリングユニット138から第一の搬送室103に搬出された後にゲートバルブ127が開かれる。第1のウェハ移載機112は第一のクーリングユニット138から搬出したウェハ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。
【0049】
以上の作動が繰り返されることにより、予備室122内に搬入された所定枚数、例えば25枚のウェハ200が順次処理されて行く。予備室122内に搬入された全てのウェハ200に対する処理が終了し、全ての処理済みウェハ200が予備室123に収納され、予備室123がゲートバルブ127によって閉じられると、予備室123内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。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、IOステージ105に載置された空のポッド100のキャップがポッドオープナ108によって開かれる。
【0050】
続いて、第二の搬送室121の第二のウェハ移載機124は基板置き台141からウェハ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のウェハ搬入搬出口134を通してポッド100に収納して行く。25枚の処理済みウェハ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て行く。
【0051】
以上の作動は第一の処理炉202及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及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。
【0052】
また、第一の処理炉202と第二の処理炉137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で別の処理を行う場合、例えば第一の処理炉202でウェハ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でウェハ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。
【0053】
次に、本発明の実施の形態で好適に用いられる処理炉の具体的な実施例について説明する。図10は本発明の基板処理装置に適用される処理炉の構成図である。なお、本実施の形態で好適に用いられる基板処理装置は、メインコントローラとしての主制御部280を備え、この主制御部280により基板処理装置及び処理炉を構成する各部の動作などが制御される。また、主制御部280は、主制御部280に支配される温度検出部281、駆動制御部282、加熱制御部283、ガス制御部284から主に構成されている。
【0054】
処理炉はその全体が符号202で示される。例示の態様においては、処理炉202は、半導体ウェハ等の基板200(以下、ウェハという。)の様々な処理工程を実行するのに適した枚葉式の処理炉である。なお、この処理炉202は、特にウェハ200の熱処理に適している。こうした熱処理の例としては、半導体デバイスの処理における、ウェハ200の熱アニール、ホウ素−リンから成るガラスの熱リフロー、高温酸化膜、低温酸化膜、高温窒化膜、ドープポリシリコン、ノンドープポリシリコン、シリコンエピタキシャル、タングステン金属、又はケイ化タングステン等の薄膜を形成するための化学蒸着が挙げられる。
【0055】
処理炉202は、複数の上側ランプ207及び下側ランプ223から成るヒータアッセンブリを含む。このヒータアッセンブリは、基板温度がほぼ均一になるように放射熱をウェハ200に供給する。好ましい形態においては、ヒータアッセンブリは、放射ピーク0.95ミクロンで照射し、複数の加熱ゾーンを形成して、ウェハ200の中心部より多くの熱を基板周辺部に加える集中的加熱プロファイルを提供する一連のタングステン−ハロゲン直線ランプ207,223等の加熱要素を含む。
【0056】
上側ランプ207及び下側ランプ223にはそれぞれ電極224が接続され、各ランプに電力を供給すると共に各ランプ207、223の加熱具合は加熱制御部283にて制御されている。
【0057】
また、上側ランプ207及び下側ランプ223のそれぞれのランプは、石英管286にてそれぞれ覆われており、更に石英管286はOリング等の気密部材により、チャンバ本体227に対して気密に固定されている。また、石英管286と各ランプ207、223との間の空間には、駆動制御部282にて制御される空冷ガス用ブロア285から空冷ガスが供給され、ランプの外側の温度上昇を抑え、所定の温度に保っている。
【0058】
チャンバ本体227は様々な金属材料から形成することができる。例えば、幾つかのアプリケーションではアルミニウムが適しており、他のアプリケーションではステンレス鋼が適している。材料の選択は、アニールや化学蒸着等の処理に用いられる化学物質の種類、及び選択された金属に対するこれら化学物質の反応性に左右される。通常、チャンバ本体227のチャンバ壁は、本技術分野で周知の循環式冷水フローシステムにより華氏約45〜47度まで水冷される。
【0059】
ウェハ200は、ウェハ200の外周に設けられる均熱リング289(例えば、炭化ケイ素で被覆したグラファイト、クォーツ、純炭化ケイ素、アルミナ、ジルコニア、アルミニウム、又は鋼等の好適な材料から成る)と共に、支持ピン279(例えば、石英から成る)にて保持される。
【0060】
また、均熱リング289の外周側には、均熱リング289の上面を覆うように、ドーナッツ形の平板形状である遮光プレート217(例えば、炭化ケイ素から成る)がチャンバ本体227にて支持されている。
【0061】
また、支持ピン279は、駆動制御部282にて制御される駆動機構267にて回転可能とされる。なお、回転速度は、個々の処理に応じて適切な速度に設定されるが、5〜60rpm程度であることが好ましい。
【0062】
処理炉202は、チャンバ本体227、チャンバ蓋226及びチャンバ底228から成るチャンバ225を有し、チャンバ225にて囲われた空間にて処理室201を形成している。
【0063】
チャンバ蓋226にはガス供給管232が貫通して設けられ、処理室201に処理ガス230を供給し得るようになっている。ガス供給管232は、開閉バルブ243、流量制御手段であるマスフローコントローラ(以下、MFCという。)241を介し、ガスA、ガスBのガス源に接続されている。ここで使用されるガスは、アルゴンや窒素等の不活性ガスや水素、六フッ化タングステン等の所望のガスが用いられる。
【0064】
また、開閉バルブ243及びMFC241は、ガス制御部284にて制御され、ガスの供給、停止及びガスの流量が制御される。なお、ガス供給管232から供給された処理ガス230は処理室201内にてウェハ200への所望の処理に用いられ、残余ガスはチャンバ本体227に設けられた排気口であるガス排気口235から図示しない真空ポンプ等からなる排気装置を介し、処理室外へ排出される。
【0065】
チャンバ本体227の排気口235と反対側にはゲートバルブ244によって開閉されるウェハ搬入搬出口247が設けられ、ウェハ200を処理室201に搬入搬出し得るように構成されている。
【0066】
処理炉202は、様々な製造工程においてウェハ200の放射率(エミシビティ)を測定し、その温度を計算するための非接触式の放射率測定装置(放射率測定手段)をも含む。この放射率測定手段は、主として放射率測定用プローブ260、放射率測定用リファレンスランプ(参照光)265、温度検出部281、プローブ260と温度検出部281とを結ぶ光ファイバー通信ケーブルを含む。このケーブルはサファイア製の光ファイバー通信ケーブルから成ることが好ましい。
【0067】
プローブ260はプローブ回転機構274により回転自在に設けられ、プローブ260の先端をウェハ200または参照光であるリファレンスランプ265の方向に方向付けることが可能となっている。また、プローブ260は光ファイバ通信ケーブルとスリップ結合にて結合されているので、前述したようにプローブ260が回転しても接続状態は維持される。
【0068】
すなわち、プローブ回転機構274は放射率測定用プローブ260を回転させ、これによりプローブ260の先端がほぼ上側(すなわち放射率測定用リファレンスランプ265側)に向けられる第1ポジションと、プローブ260の先端がほぼ下側(すなわちウェハ200側)に向けられる第2ポジションとの間でプローブ260の向きを変えることができるように構成されている。従って、プローブ260の先端は、プローブ260の回転軸に対し直角方向に向けられていることが好ましい。このようにして、プローブ260はリファレンスランプ265から放射された光子の密度とウェハ200から反射された光子の密度を検知することができる。
【0069】
リファレンスランプ265は、ウェハ200における光の透過率が最小となる波長、好ましくは0.95ミクロンの波長の光を放射する白色光源から成ることが望ましい。上述の放射率測定手段は、リファレンスランプ265からの放射とウェハ200からの放射を比較することにより、ウェハ200の温度を測定する。
【0070】
ヒータアッセンブリと放射率測定用プローブ260との間には、遮光プレート217、均熱リング289及びウェハ200が設けられているので、ヒータアッセンブリによる放射率測定用プローブ260の読み取り誤差の影響を抑制できる。
【0071】
次に、上述の構成に係る処理炉202を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程としてウェハ200に処理を施す方法について説明する。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は主制御部280により制御される。
【0072】
仕切弁であるゲートバルブ244を開放し、チャンバ本体227に設けられたウェハ搬入搬出口247を通ってウェハ(基板)200を処理室201内に搬入する。搬入されたウェハ200は駆動機構(昇降手段)267により上昇されたウェハ突上ピン266上に載置される。その後、駆動機構267によりウェハ突上ピン266を下降させて、ウェハ200を支持ピン279に載置する。ウェハ200を支持ピン279上に載置後、駆動機構(回転手段)267により処理中に支持ピン279とウェハ200を回転させる。
【0073】
ウェハ200の放射率の測定時には、プローブ260の先端はウェハ200の真上のリファレンスランプ265に向くように回転し(第1ポジション)、リファレンスランプ265が点灯する。そして、プローブ260はリファレンスランプ265からの入射光子密度を測定する。リファレンスランプ265が点灯している間、プローブ260は第1ポジションから第2ポジションへと回転し、回転している間にリファレンスランプ265の真下のウェハ200に向く。このポジションにおいて、プローブ260はウェハ200のデバイス面(ウェハ200の表面)の反射光子密度を測定する。
【0074】
続いて、リファレンスランプ265が消灯される。プローブ260の先端がウェハ200に直接向いている間、プローブ260は、加熱されたウェハ200からの放射光子を測定する。プランクの法則によれば、特定の表面に放出されたエネルギーは表面温度の四乗に関係する。その比例定数はシュテファン・ボルツマン定数と表面放射率との積から成る。従って、非接触法における表面温度の決定時には、表面放射率を使用するのが望ましい。
【0075】
次の式(1)を用いてウェハ200のデバイス面の全半球反射率を計算し、引き続き、式(2)を用いてキルヒホッフの法則により放射率が得られる。
ウェハ反射率=反射光強度/入射光強度 (1)
放射率=(1−ウェハ反射率) (2)
【0076】
一旦ウェハの放射率が得られると、プランクの式からウェハ温度が得られる。この技法は、ウェハが高温であって、且つこのような適用において上記計算の実行前に基本熱放射が減算される場合にも用いられる。プローブ260は、第2ポジション即ちウェハ200に向けられるポジションに留まって、リファレンスランプ265の点灯時には常に放射率データを提供し続けることが好ましい。
【0077】
ウェハ200は回転しているので、プローブ260は、その回転中にウェハ200のデバイス面から反射される光子密度を測定し、基板にリトグラフされるであろう変化するデバイス構造の平均表面トポロジーからの反射を測定する。また、放射率測定は薄膜蒸着過程を含む処理サイクルに亘って行われるので、放射率の瞬時の変化がモニターされ、温度補正が動的且つ連続的に行われる。
【0078】
処理炉202は更に温度検出装置(温度検出手段)である複数の温度測定用プローブ261を含む。これらのプローブ261はチャンバ蓋226に固定され、すべての処理条件においてウェハ200のデバイス面から放射される光子密度を常に測定する。プローブ261によって測定された光子密度に基づき温度検出部281にてウェハ温度に算出され、主制御部280にて設定温度と比較される。
【0079】
主制御部280は、比較の結果、あらゆる偏差を計算し、加熱制御部283を介してヒータアッセンブリ内の加熱装置(加熱手段)である上側ランプ207、下側ランプ223の複数のゾーンへの電力供給量を制御する。好ましくは、ウェハ200の異なる部分の温度を測定するために位置決めされた3個のプローブ261を含む。これによって処理サイクル中の温度の均一性が確保される。
【0080】
なお、温度測定用プローブ261にて算出されたウェハ温度は、放射率測定用プローブ260にて算出されたウェハ温度と比較され、補正されることでより正確なウェハ温度の検出を可能としている。
【0081】
そして、所望の処理ガス230をガス供給管232から処理室201内に供給しつつ、ガス排気口235から排出してウェハ200に所望の処理を施す。
【0082】
ウェハ200の処理後、ウェハ200は、複数の突上げピン266により支持ピン279から持ち上げられ、処理炉202内でウェハ200を自動的にアンローディングできるようにするためにウェハ200の下に空間を形成する。突上げピン266は駆動制御部282の制御のもと、駆動機構267によって上下する。
【0083】
本実施の形態によれば以下の効果を奏する。
(1)オペレータが動作機能の定義されたコマンド実行ボタンを押下するだけで所望のレシピを実行することができるので、オペレータの操作が簡便になってコントローラの操作性が一段と向上する。
(2)また、関連付け手段(関連テーブル)に実行したいレシピを1回設定すれば、その後の操作は、そのコマンド実行ボタンを押せば設定されたレシピを実行することができる。したがって、レシピ実行の度にレシピファイル名を選択する従来の方式に比べて、レシピ選択ミスなどのオペレータミスを防止することができる。
(3)また、本発明に係る基板処理装置のコントローラによれば、期間によって使用するレシピが異なる場合でも、同じレシピ実行ボタンにレシピファイル名を再定義すればよいので、オペレータからは処理するレシピが変わったことを意識させずに操作を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【0084】
【図1】本発明の基板処理装置に適用されるコントローラの内部構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す基板処理装置のコントローラにおいてレシピスタートボタンが押されたときの動作を示すフロー図である。
【図3】図2の動作フローに続いて、関連テーブルから所望のレシピファイル名が検索されて抽出されたときの動作を示すフロー図である。
【図4】図3の動作フローに続いて、抽出されたレシピファイル名を読み込むときの動作を示すフロー図である。
【図5】図4の動作フローに続いて、読み込まれたレシピファイル名に基づいてレシピが実行されるときの動作を示すフロー図である。
【図6】本発明における基板処理装置のコントローラに表示される関連テーブルの編集画面の一例を示す図である。
【図7】一般的な基板処理装置のコントローラに表示されるレシピファイル名の一覧画面を示す図である。
【図8】図7の画面によって選択されたレシピファイルの実行画面を示す図である。
【図9】本発明に適用される基板処理装置の構成図である。
【図10】本発明の基板処理装置に適用される処理炉の構成図である。
【符号の説明】
【0085】
1…表示画面(操作画面)、2…レシピファイルデータベース、3…関連テーブル(関連付け手段)、3a…ボタン名、3b…レシピファイル名、4…コマンド監視タスク(編集手段)、5…レシピ実行タスク(レシピファイル実行手段)、100…ポッド、101、125…筐体、103…第一の搬送室、105…IOステージ、106…オリフラ合わせ装置、108…ポッドオープナ、112…第一のウェハ移載機、115…エレベータ、121…第二の搬送室、122…搬入用の予備室、123…搬出用の予備室、124…第二のウェハ移載機、127、128、129、130、131、244…ゲートバルブ、134…ウェハ搬入搬出口、137…第二の処理炉、138…第一のクーリングユニット、139…第二のクーリングユニット、140…搬入室用の基板置き台、141…搬出室用の基板置き台、200…ウェハ、201…処理室、202…第一の処理炉、207…上側ランプ、217…遮光プレート、223…下側ランプ、224…電極、225…チャンバ、226…チャンバ蓋、227…チャンバ本体、228…チャンバ底、230…処理ガス、232…ガス供給管、235…ガス排気口、241…マスフローコントローラ、243…バルブ、244…ゲートバルブ、247…ウェハ搬入搬出口、260…放射率測定用プローブ、261…温度測定用プローブ、265…放射率測定用リファレンスランプ、266…ウェハ突上ピン、267…駆動機構、274…プローブ回転機構、280…主制御部、281…温度検出部、282…駆動制御部、283…加熱制御部、284…ガス制御部、285…空冷ガス用ブロア、286…石英管

【特許請求の範囲】
【請求項1】
操作画面からのオペレータによる操作に基づき、基板に所望の処理を実行する基板処理装置であって、
前記操作画面に表示された任意のコマンド実行ボタンと複数のレシピファイルの内の少なくとも一つのレシピファイルとの関連付けを行う関連付け手段と、
コマンド実行ボタンが選択された際、前記関連付け手段により前記選択されたコマンド実行ボタンと関連付けられたレシピファイルを実行する手段と、
前記画面に表示された編集ボタンの選択に基づき、前記コマンド実行ボタンとレシピファイルの関連付けを前記画面上で編集することができる編集手段と、
を有した基板処理装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2007−88336(P2007−88336A)
【公開日】平成19年4月5日(2007.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−277400(P2005−277400)
【出願日】平成17年9月26日(2005.9.26)
【出願人】(000001122)株式会社日立国際電気 (5,007)
【Fターム(参考)】