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技術 熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラム

出願人 東京エレクトロン株式会社
発明者 竹永裕一笠井隆人
出願日 2015年1月23日 (6年3ヶ月経過) 出願番号 2015-011678
公開日 2016年7月28日 (4年9ヶ月経過) 公開番号 2016-136598
状態 特許登録済
技術分野 CVD 拡散 気相成長(金属層を除く) アニール 絶縁膜の形成 半導体装置の製造処理一般
主要キーワード 変化モデル カルマンフィルター 電力コントローラ 熱モデル 単管構造 熱処理システム 推奨設定 プロセス性能
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

熱処理結果の精度低下を防止することができる熱処理システム熱処理方法、及び、プログラムを提供する。

解決手段

熱処理装置1は、複数枚半導体ウエハWおよびモニタウエハを収容した反応管2を加熱するヒータ部10により半導体ウエハWを熱処理する。熱処理装置1の制御部50は、反応管2に収容されたモニタウエハの位置が妥当であるか否かを判別する判別手段と、判別手段により反応管2に収容されたモニタウエハの位置が妥当でないと判別されると、モニタウエハの位置が妥当でない旨の情報を表示手段に表示させて警告する警告手段とを備えている。

概要

背景

半導体装置の製造工程では、多数枚の被処理体、例えば、半導体ウエハ成膜処理酸化処理あるいは拡散処理などを一括して行うバッチ式熱処理システムが用いられている。バッチ式の熱処理システムでは、効率的に半導体ウエハを処理することが可能であるが、多数枚の半導体ウエハの熱処理均一性を確保することは困難である。

このような問題を解決するため、例えば、特許文献1には、ヒータ室内に取り込まれる外気の温度が一定になるように外気の温度を自動的に調整する熱処理装置が提案されている。

概要

熱処理結果の精度低下を防止することができる熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラムを提供する。熱処理装置1は、複数枚の半導体ウエハWおよびモニタウエハを収容した反応管2を加熱するヒータ部10により半導体ウエハWを熱処理する。熱処理装置1の制御部50は、反応管2に収容されたモニタウエハの位置が妥当であるか否かを判別する判別手段と、判別手段により反応管2に収容されたモニタウエハの位置が妥当でないと判別されると、モニタウエハの位置が妥当でない旨の情報を表示手段に表示させて警告する警告手段とを備えている。

目的

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、熱処理結果の精度低下を防止することができる熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラムを提供する

効果

実績

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請求項1

複数枚被処理体およびモニタ被処理体を収容した処理室を加熱する加熱手段により前記被処理体を熱処理する熱処理システムであって、前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当であるか否かを判別する判別手段と、前記判別手段により前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当でないと判別されると、前記モニタ被処理体の位置が妥当でない旨の情報を表示手段に表示させて警告する警告手段と、を備える、ことを特徴とする熱処理システム。

請求項2

前記判別手段により前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当でないと判別されると、プロセス性能生産性の高いモニタ被処理体の位置に関する推奨レイアウト情報を作成し、該作成した推奨レイアウト情報を前記表示手段に表示させる推奨レイアウト情報作成手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項1に記載の熱処理システム。

請求項3

前記加熱手段は、前記処理室内を区分けした複数のゾーン毎加熱可能であり、前記判別手段は、前記被処理体および前記モニタ被処理体を収容する収容部の高さ情報と、前記モニタ被処理体の収容位置と、前記複数のゾーンとに基づいて、前記モニタ被処理体が1枚も存在しないゾーンがあるか否かを判別し、前記モニタ被処理体が1枚も存在しないゾーンがあるときには前記モニタ被処理体の位置が妥当でないと判別する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の熱処理システム。

請求項4

前記加熱手段は、前記処理室内を区分けした複数のゾーン毎に加熱可能であり、前記ゾーンの温度変化と、前記モニタ被処理体の温度変化との関係を示す熱処理変化モデルを記憶する熱処理変化モデル記憶手段をさらに備え、前記判別手段は、前記熱処理変化モデル記憶手段に記憶された熱処理変化モデルに基づいて、各ゾーンにおいて前記モニタ被処理体の温度変化を算出し、算出した温度変化が閾値以上であるか否かを判別し、全てのゾーンにおいて算出した温度変化が閾値以上であるとき、前記モニタ被処理体の位置が妥当であると判別する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の熱処理システム。

請求項5

前記熱処理は成膜処理である、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の熱処理システム。

請求項6

複数枚の被処理体およびモニタ被処理体を収容した処理室を加熱する加熱手段により前記被処理体を熱処理する熱処理方法であって、前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当であるか否かを判別する判別工程と、前記判別工程により前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当でないと判別されると、前記モニタ被処理体の位置が妥当でない旨の情報を表示手段に表示させて警告する警告工程と、を備える、ことを特徴とする熱処理方法。

請求項7

複数枚の被処理体およびモニタ被処理体を収容した処理室を加熱して前記被処理体を熱処理する熱処理システムとして機能させるプログラムであって、コンピュータを、前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当であるか否かを判別する判別手段、前記判別手段により前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当でないと判別されると、前記モニタ被処理体の位置が妥当でない旨の情報を表示手段に表示させて警告する警告手段、として機能させる、ことを特徴とするプログラム。

技術分野

0001

本発明は、半導体ウエハ等の被処理体熱処理する熱処理システム熱処理方法、及び、プログラムに関し、特に、被処理体を多数枚一括して熱処理するバッチ式の熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラムに関する。

背景技術

0002

半導体装置の製造工程では、多数枚の被処理体、例えば、半導体ウエハの成膜処理酸化処理あるいは拡散処理などを一括して行うバッチ式の熱処理システムが用いられている。バッチ式の熱処理システムでは、効率的に半導体ウエハを処理することが可能であるが、多数枚の半導体ウエハの熱処理の均一性を確保することは困難である。

0003

このような問題を解決するため、例えば、特許文献1には、ヒータ室内に取り込まれる外気の温度が一定になるように外気の温度を自動的に調整する熱処理装置が提案されている。

先行技術

0004

特開2005−183596号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、近年、精度向上のため、調整手段(ゾーン)の数を増やした熱処理システムが提案されている。しかし、このような処理システムでは、ゾーンの数と制御対象(例えば、モニタウエハ)との数とが異なることから、モニタウエハの移載枚数や移載位置が不適切な状態、例えば、モニタウエハが存在しないゾーンが生じてしまうと、かえって熱処理結果の精度低下を招いてしまうという問題がある。

0006

本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであり、熱処理結果の精度低下を防止することができる熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラム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

0007

上記目的を達成するため、本発明の第1の観点にかかる熱処理システムは、
複数枚の被処理体およびモニタ被処理体を収容した処理室を加熱する加熱手段により前記被処理体を熱処理する熱処理システムであって、
前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当であるか否かを判別する判別手段と、
前記判別手段により前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当でないと判別されると、前記モニタ被処理体の位置が妥当でない旨の情報を表示手段に表示させて警告する警告手段と、
を備える、ことを特徴とする。

0008

前記判別手段により前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当でないと判別されると、プロセス性能生産性の高いモニタ被処理体の位置に関する推奨レイアウト情報を作成し、該作成した推奨レイアウト情報を前記表示手段に表示させる推奨レイアウト情報作成手段をさらに備えることが好ましい。

0009

前記加熱手段は、前記処理室内を区分けした複数のゾーン毎加熱可能であり、
前記判別手段は、前記被処理体および前記モニタ被処理体を収容する収容部の高さ情報と、前記モニタ被処理体の収容位置と、前記複数のゾーンとに基づいて、前記モニタ被処理体が1枚も存在しないゾーンがあるか否かを判別し、前記モニタ被処理体が1枚も存在しないゾーンがあるときには前記モニタ被処理体の位置が妥当でないと判別してもよい。

0010

前記加熱手段は、前記処理室内を区分けした複数のゾーン毎に加熱可能であり、
前記ゾーンの温度変化と、前記モニタ被処理体の温度変化との関係を示す熱処理変化モデルを記憶する熱処理変化モデル記憶手段をさらに備え、
前記判別手段は、前記熱処理変化モデル記憶手段に記憶された熱処理変化モデルに基づいて、各ゾーンにおいて前記モニタ被処理体の温度変化を算出し、算出した温度変化が閾値以上であるか否かを判別し、全てのゾーンにおいて算出した温度変化が閾値以上であるとき、前記モニタ被処理体の位置が妥当であると判別してもよい。
前記熱処理は、例えば、成膜処理である。

0011

本発明の第2の観点にかかる熱処理方法は、
複数枚の被処理体およびモニタ被処理体を収容した処理室を加熱する加熱手段により前記被処理体を熱処理する熱処理方法であって、
前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当であるか否かを判別する判別工程と、
前記判別工程により前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当でないと判別されると、前記モニタ被処理体の位置が妥当でない旨の情報を表示手段に表示させて警告する警告工程と、
を備える、ことを特徴とする。

0012

本発明の第3の観点にかかるプログラムは、
複数枚の被処理体およびモニタ被処理体を収容した処理室を加熱して前記被処理体を熱処理する熱処理システムとして機能させるプログラムであって、
コンピュータを、
前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当であるか否かを判別する判別手段、
前記判別手段により前記処理室内に収容されたモニタ被処理体の位置が妥当でないと判別されると、前記モニタ被処理体の位置が妥当でない旨の情報を表示手段に表示させて警告する警告手段、
として機能させる、ことを特徴とする。

発明の効果

0013

本発明によれば、熱処理結果の精度低下を防止することができる熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラムを提供することができる。

図面の簡単な説明

0014

本発明の実施の形態に係る熱処理装置の構造を示す図である。
反応管内のゾーンを示す図である。
図1の制御部の構成例を示す図である。
本発明の実施の形態に係る熱処理方法を説明するためのフローチャートである。
判断処理を説明するためのフローチャートである。
エリアを説明するための図である。
モニタウエハの位置情報による診断を説明するための図である。
他の実施の形態の判断処理を説明するためのフローチャートである。
温度センサとモニタウエハの影響度を説明するための図である。

実施例

0015

以下、本発明の熱処理システム、熱処理方法、及び、プログラムを、図1に示すバッチ式の縦型の熱処理装置に適用した場合を例に本実施の形態を説明する。また、本実施の形態では、成膜用ガスとして、ジクロロシラン(SiH2Cl2)と一酸化二窒素(N2O)とを用いて、半導体ウエハにSiO2膜を形成する場合を例に本発明を説明する。

0016

図1に示すように、本実施の形態の熱処理装置1は、略円筒状で有天井反応管2を備えている。反応管2は、その長手方向が垂直方向に向くように配置されている。反応管2は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。

0017

反応管2の下側には、略円筒状のマニホールド3が設けられている。マニホールド3は、その上端が反応管2の下端と気密に接合されている。マニホールド3には、反応管2内のガス排気するための排気管4が気密に接続されている。排気管4には、バルブ真空ポンプなどからなる圧力調整部5が設けられており、反応管2内を所望の圧力(真空度)に調整する。

0018

マニホールド3(反応管2)の下方には、蓋体6が配置されている。蓋体6は、ボートエレベータ7により上下動可能に構成され、ボートエレベータ7により蓋体6が上昇するとマニホールド3(反応管2)の下方側(炉口部分)が閉鎖され、ボートエレベータ7により蓋体6が下降すると反応管2の下方側(炉口部分)が開口されるように配置されている。

0019

蓋体6の上部には、保温筒断熱体)8を介して、ウエハボート9が設けられている。ウエハボート9は、被処理体、例えば、半導体ウエハWを収容(保持)するウエハ保持具であり、本実施の形態では、半導体ウエハWが垂直方向に所定の間隔をおいて複数枚、例えば、150枚収容可能に構成されている。そして、ウエハボート9に半導体ウエハWを収容し、ボートエレベータ7により蓋体6を上昇させることにより、半導体ウエハWが反応管2内にロードされる。

0020

反応管2の周囲には、反応管2を取り囲むように、例えば、抵抗発熱体からなるヒータ部10が設けられている。このヒータ部10により反応管2の内部が所定の温度に加熱され、この結果、半導体ウエハWが所定の温度に加熱される。ヒータ部10は、例えば、7段に配置されたヒータ11a〜11gから構成され、ヒータ11a〜11gには、それぞれ電力コントローラ12a〜12gが接続されている。このため、この電力コントローラ12a〜12gにそれぞれ独立して電力を供給することにより、ヒータ11a〜11gをそれぞれ独立に所望の温度に加熱することができる。このように、反応管2内は、このヒータ11a〜11gにより、図2に示すような7つのゾーンに区分されている。例えば、反応管2内のTOP(ZONE1)を加熱する場合には、電力コントローラ12aを制御してヒータ11aを所望の温度に加熱する。反応管2内のCENTERCTR(ZONE4))を加熱する場合には、電力コントローラ12dを制御してヒータ11dを所望の温度に加熱する。反応管2内のBOTTOM(BTM(ZONE7))を加熱する場合には、電力コントローラ12gを制御してヒータ11gを所望の温度に加熱する。また、反応管2の各ゾーンには、温度センサ13(13a〜13g)が配置されている。温度センサ13a〜13gは、配置されたゾーンの温度を測定する。

0021

また、マニホールド3には、反応管2内に処理ガスを供給する複数の処理ガス供給管が設けられている。なお、図1では、マニホールド3に処理ガスを供給する3つの処理ガス供給管21〜23を図示している。処理ガス供給管21は、マニホールド3の側方からウエハボート9の上部付近(ZONE1)まで延びるように形成されている。処理ガス供給管22は、マニホールド3の側方からウエハボート9の中央付近(ZONE4)まで延びるように形成されている。処理ガス供給管23は、マニホールド3の側方からウエハボート9の下部付近(ZONE7)まで延びるように形成されている。

0022

各処理ガス供給管21〜23には、それぞれ、流量調整部24〜26が設けられている。流量調整部24〜26は、処理ガス供給管21〜23内を流れる処理ガスの流量を調整するためのマスフローコントローラMFC)などから構成されている。このため、処理ガス供給管21〜23から供給される処理ガスは、流量調整部24〜26により所望の流量に調整されて、それぞれ反応管2内に供給される。

0023

また、熱処理装置1は、反応管2内のガス流量、圧力、処理雰囲気の温度といった処理パラメータを制御するための制御部(コントローラ)50を備えている。制御部50は、流量調整部24〜26、圧力調整部5、ヒータ11a〜11gの電力コントローラ12a〜12g等に制御信号を出力する。図3に制御部50の構成を示す。

0024

図3に示すように、制御部50は、モデル記憶部51と、レシピ記憶部52と、ROM(Read Only Memory)53と、RAM(Random Access Memory)54と、I/O(Input/Output Port)ポート55と、CPU56(Central Processing Unit)と、これらを相互に接続するバス57と、から構成されている。

0025

モデル記憶部51には、形成されるSiO2膜の膜厚変化と半導体ウエハWの温度との関係を示すプロセスモデル、および、半導体ウエハWの温度と温度センサ13a〜13gにより計測された温度との関係を示す熱モデルが記憶されている。プロセスモデルは、所定ZONEの半導体ウエハWの温度を1℃上げたとき、半導体ウエハWに形成されるSiO2膜の膜厚がどれだけ変化するかを示している。熱モデルは、所定ZONEの温度センサ13の温度が1℃上がったとき、各ZONEの半導体ウエハWの温度がどれだけ変化するかを示している。

0026

なお、これらのモデルは、プロセス条件や装置の状態によってデフォルト数値が最適でない場合も考えられることから、ソフトウエア拡張カルマンフィルターなどを付加して学習機能を搭載することにより、モデルの学習を行うものであってもよい。このカルマンフィルターによる学習機能については、例えば、米国特許第5 ,991,525号公報などに開示されている手法を利用することができる。

0027

また、モデル記憶部51には、装置図面情報が記憶されている。装置図面情報は、温度センサ13a〜13g(各ゾーン)の高さ情報、ウエハボート9内の半導体ウエハWまたはモニタウエハを収容する各収納部(スロット)の高さ情報などが記憶されている。

0028

レシピ記憶部52には、この熱処理装置1で実行される成膜処理の種類に応じて、制御手順を定めるプロセス用レシピが記憶されている。プロセス用レシピは、ユーザが実際に行う処理(プロセス)毎に用意されるレシピであり、反応管2への半導体ウエハWのロードから、処理済みの半導体ウエハWをアンロードするまでの温度、時間、ガス流量等を規定する。具体的には、各部の温度の変化、反応管2内の圧力変化、ガスの供給の開始及び停止のタイミング、供給量などを規定する。

0029

ROM53は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリハードディスクなどから構成され、CPU56の動作プログラムなどを記憶する記録媒体である。
RAM54は、CPU56のワークエリアなどとして機能する。

0030

I/Oポート55は、温度、圧力、ガスの流量に関する測定信号をCPU56に供給すると共に、CPU56が出力する制御信号を各部(圧力調整部5、ヒータ11a〜11gの電力コントローラ12a〜12g、流量調整部24〜26等)へ出力する。また、I/Oポート55には、操作者が熱処理装置1を操作する操作パネル58が接続されている。

0031

CPU56は、制御部50の中枢を構成し、ROM53に記憶された動作プログラムを実行し、操作パネル58らの指示に従って、レシピ記憶部52に記憶されているプロセス用レシピに沿って、熱処理装置1の動作を制御する。また、CPU56は、操作者が移載したモニタウエハの位置の妥当性を判断する。
バス57は、各部の間で情報を伝達する。

0032

次に、以上のように構成された熱処理装置1を用い、操作者が移載したモニタウエハの位置妥当性の判断を含む、熱処理方法について説明する。なお、モニタウエハの位置妥当性の判断については種々の方法を用いることが可能であるが、本例では、モニタウエハの位置情報に基づいて、モニタウエハの位置の妥当性を判断する場合を例に説明する。図4は、本発明の熱処理方法(熱処理)を説明するためのフローチャートである。

0033

まず、操作者は、操作パネル58を操作して、調整処理で実行するプロセス種別等の必要な情報を入力する。具体的には、操作者は、熱処理で実施する熱処理装置と、プロセス種類、本例では、ジクロロシランと一酸化二窒素(N2O)とのSiO2膜の成膜(DCS−HTO)とを選択するとともに、ターゲットとなるSiO2膜の膜厚を、例えば、ゾーンごとに入力する。また、操作者は、操作パネル58を操作して、モニタウエハの収納位置を指定する。本例では、モニタウエハの収納位置の指定は、モニタウエハの収納位置に関する情報であるレイアウト情報編集することにより行う。

0034

制御部50(CPU56)は、プロセス種別等の必要な情報が入力されると、レイアウト情報が編集されたか否かを判別する(ステップS1)。CPU56は、レイアウト情報が編集されたと判別すると(ステップS1;Yes)、モニタウエハの位置妥当性の判断する判断処理を実行する(ステップS2)。以下、判断処理について説明する。図5は、判断処理を説明するためのフローチャートである。

0035

まず、CPU56は、モデル記憶部51に記憶された装置図面情報の収納部の高さ情報と、指定されたモニタウエハの収納位置とから、モニタウエハの高さ情報を特定する(ステップS21)。次に、CPU56は、モデル記憶部51に記憶された装置図面情報の温度センサ13a〜13gの高さ情報から各ゾーンの高さ情報を特定する(ステップS22)。例えば、図6に示すように、隣接する温度センサ13aと温度センサ13bの中間値を閾値として、ゾーン1の高さ情報を特定する。

0036

続いて、CPU56は、モニタウエハの位置が妥当であるか否かを判断する。すなわち、CPU56は、モニタウエハが1枚も存在しないゾーンがあるか否かを判別する(ステップS23)。例えば、図7(a)に示すように、各ゾーンに少なくとも1枚のモニタウエハMWが存在している場合、CPU56は、モニタウエハMWの位置が妥当であると判別し(ステップS23:Yes)、この判断処理を終了する。

0037

例えば、図7(b)に示すように、少なくとも1枚のモニタウエハMWが存在していないゾーンがある場合、CPU56は、モニタウエハMWの位置が妥当でないと判別し(ステップS23:No)、プロセス性能、生産性の高いモニタウエハMWの位置(例えば、モニタウエハの移載時間が最も短くなる位置)に関する情報である推奨レイアウト情報を作成し(ステップS24)、この判断処理を終了する。

0038

次に、CPU56は、ステップS2の判断処理において、モニタウエハの位置が妥当であると判断したか否かを判別する(ステップS3)。CPU56は、ステップS2の判断処理において、モニタウエハの位置が妥当であると判断した場合には(ステップS3:Yes)、ステップS5に進む。

0039

CPU56は、ステップS2の判断処理において、モニタウエハの位置が妥当でないと判断した場合には(ステップS3:No)、操作パネル58に「モニタウエハの位置が妥当でない」旨の警告メッセージ、その理由、および、ステップS24で作成した推奨レイアウト情報を表示させる(ステップS4)。

0040

また、CPU56は、操作パネル58に、再度編集を行う「再編集」、編集した条件で実行する「編集設定で実行」、および、表示された推奨レイアウト情報で実行する「推奨設定を採用」を表示し(ステップS5)、操作者にいずれの操作を実行するかを選択させる。操作者は、操作パネル58を操作して、「再編集」、「編集設定で実行」、および、「推奨設定を採用」の中から希望する操作を選択する。

0041

次に、CPU56は、「再編集」、「編集設定で実行」、および、「推奨設定を採用」の中からどれが選択されたかを判別する(ステップS6)。CPU56は、「再編集」が選択されたと判別すると(ステップS6:再編集)、ステップS1に戻る。これにより、操作者は、操作パネル58を操作して、モニタウエハの収納位置を指定することができる。

0042

CPU56は、「推奨設定を採用」が選択されたかを判別すると(ステップS6:推奨設定を採用)、推奨レイアウト情報をプロセス用レシピに保存する(ステップS7)。また、CPU56は、「編集設定で実行」が選択されたかを判別すると(ステップS6:編集設定で実行)、操作者が指定したモニタウエハの収納位置(レイアウト)をプロセス用レシピに保存する(ステップS8)。そして、CPU56は、ステップS7、または、ステップS8で保存したプロセス用レシピの条件で成膜処理を実行する(ステップS9)。

0043

具体的には、CPU56は、ボートエレベータ7(蓋体6)を降下させ、少なくとも各ZONEに半導体ウエハW(モニタウエハ)を搭載したウエハボート9を蓋体6上に配置する。次に、CPU56は、ボートエレベータ7(蓋体6)を上昇して、ウエハボート9(半導体ウエハW)を反応管2内にロードする。そして、CPU56は、保存したプロセス条件が記載されたプロセス用レシピに従って、圧力調整部5、ヒータ11a〜11gの電力コントローラ12a〜12g、流量調整部24〜26等を制御して、半導体ウエハWにSiO2膜を成膜する。

0044

CPU56は、成膜処理が終了すると、成膜されたSiO2膜の膜厚を測定する(ステップS10)。例えば、CPU56は、ボートエレベータ7(蓋体6)を降下させ、SiO2膜が成膜された半導体ウエハWをアンロードし、半導体ウエハWを、例えば、図示しない測定装置に搬送し、半導体ウエハWに成膜されたSiO2膜の膜厚を測定させる。測定装置では、半導体ウエハWに成膜されたSiO2膜の膜厚を測定すると、例えば、測定したSiO2膜の膜厚データを熱処理装置1(CPU56)に送信する。CPU56は、測定されたSiO2膜の膜厚データを受信することにより、成膜されたSiO2膜の膜厚を特定する。なお、操作者が操作パネル58を操作して、測定結果を入力してもよい。

0045

CPU56は、成膜されたSiO2膜の膜厚が測定されると、測定された膜厚が許容範囲内か否かを判別する(ステップS11)。許容範囲内とは、入力された目標膜厚から許容可能な所定の範囲内に含まれていることをいい、例えば、入力された目標膜厚から±1%以内の場合をいう。CPU56は、測定した膜厚が許容範囲内であると判別すると(ステップS11;Yes)、この処理を終了する。

0046

CPU56は、測定した膜厚が許容範囲内でないと判別すると(ステップS11;No)、モデル記憶部51に記憶されたプロセスモデルおよび熱モデルに基づいて、成膜される膜厚が最も目標膜厚に近づく温度(最適温度)を算出し、算出した最適温度をプロセス用レシピに保存(ステップS12)した後、ステップS9に戻る。なお、最適温度の算出は、この最適化計算に限定されるものではなく、例えば、マニュアルで調整してもよい。これにより、操作者は、操作パネル58を操作して、許容範囲内の膜厚を成膜可能なモニタウエハの収納位置を指定することができる。

0047

以上説明したように、本実施の形態によれば、モニタウエハの位置が妥当であるか否かを判断し、モニタウエハの位置が妥当でないと判断した場合には、操作パネル58に警告メッセージ、および、その理由を表示しているので、モニタウエハの移載枚数や移載位置が不適切であることに起因する熱処理結果の精度低下を防止することができる。

0048

また、本実施の形態によれば、モニタウエハの位置が妥当でないと判断した場合には、推奨レイアウト情報を作成し、操作パネル58に推奨レイアウト情報を表示しているので、モニタウエハの移載枚数や移載位置を容易に修正することができる。

0049

なお、本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な他の実施の形態について説明する。

0050

上記実施の形態では、各ゾーンの高さ情報の特定において、隣接する温度センサ13の中間値を閾値として、各ゾーンの高さ情報を特定した場合を例に本発明を説明したが、例えば、隣接する温度センサ13間を任意の割合で分割してもよく、間隔の中間値を閾値としなくてもよい。また、各エリアが重なり合っていてもよく、各エリア間空白の領域があってもよい。

0051

上記実施の形態では、モニタウエハの位置妥当性について、モニタウエハの位置情報に基づいて、モニタウエハの位置の妥当性を判断する場合を例に本発明を説明したが、例えば、温度センサ13とモニタウエハの影響度の大きさにより診断してもよい。

0052

温度センサ13とモニタウエハの影響度は、例えば、温度センサ13の温度が1℃上がったとき、各モニタウエハの温度の変化量(影響度)の最大値が閾値以上か否かにより判断してもよい。図8に他の実施の形態の判断処理を説明するためのフローチャートを示す。

0053

まず、CPU56は、モデル記憶部51に記憶された熱モデルと、指定されたモニタウエハの収納位置(例えば、スロット番号5、31、57、83、109)とから、温度センサ13の温度が1℃上がったとき、各モニタウエハの温度の変化量を算定する(ステップS31)。

0054

次に、CPU56は、ゾーン毎のモニタウエハの温度の変化量の最大値が閾値以上であるか否かを判別する(ステップS32)。例えば、図9(a)に示すように、全てのゾーンのモニタウエハの温度の変化量の最大値が閾値以上である場合、CPU56は、モニタウエハの位置が妥当であると判別し(ステップS32:Yes)、この判断処理を終了する。一方、図9(b)に示すように、ゾーン1のモニタウエハの温度の変化量の最大値が閾値以上ではない場合、CPU56は、モニタウエハの位置が妥当でないと判別し(ステップS32:No)、推奨レイアウト情報を作成し(ステップS33)、この判断処理を終了する。このように、温度センサ13とモニタウエハの影響度の大きさによってもモニタウエハの位置妥当性を判断することができる。

0055

上記実施の形態では、ジクロロシランと一酸化二窒素とを用いてSiO2膜を形成する場合を例に本発明を説明したが、例えば、ジクロロシランとアンモニア(NH3)とを用いたSiN膜の成膜にも本発明を適用可能である。

0056

上記実施の形態では、SiO2膜を形成する場合を例に本発明を説明したが、処理の種類は任意であり、他種類の膜を形成するCVD(Chemical Vapor Deposition)装置、酸化装置などの様々なバッチ式の熱処理装置に適用可能である。

0057

上記実施の形態では、ヒータの段数(ゾーンの数)が7段の場合を例に本発明を説明したが、6段以下であっても、8段以上であってもよい。また。各ゾーンから抽出する半導体ウエハWの数などは任意に設定可能である。

0058

上記実施の形態では、単管構造バッチ式熱処理装置の場合を例に本発明を説明したが、例えば、反応管2が内管外管とから構成された二重管構造のバッチ式縦型熱処理装置に本発明を適用することも可能である。また、本発明は、半導体ウエハの処理に限定されるものではなく、例えば、FPD(Flat Panel Display)基板ガラス基板、PDP(Liquid Crystal Display)基板などの処理にも適用可能である。

0059

本発明の実施の形態にかかる制御部50は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体(フレキシブルディスクCD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)など)から当該プログラムをインストールすることにより、上述の処理を実行する制御部50を構成することができる。

0060

そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線通信ネットワーク通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板(BBS:Bulletin Board System)に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、OS(Operating System)の制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、上述の処理を実行することができる。

0061

本発明は半導体ウエハ等の被処理体を熱処理する熱処理システムに有用である。

0062

1熱処理装置
2反応管
3マニホールド
6蓋体
9ウエハボート
10ヒータ部
11a〜11g ヒータ
12a〜12g電力コントローラ
21〜23処理ガス供給管
24〜26流量調整部
50 制御部
51モデル記憶部
52レシピ記憶部
53 ROM
54 RAM
56 CPU
W 半導体ウエハ

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