JP2019021654A - 半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム - Google Patents

半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】処理室の状態を容易に把握することが可能な技術の提供を目的とする。【解決手段】上記課題を解決するために、第一の処理室と他の処理室とを有するモジュールに基板を搬送する搬送工程と、前記基板の種類及び枚数に応じたレシピプログラムを読み出すレシピ読み出し工程と、前記レシピプログラムに応じて前記基板を処理する基板処理工程とを有し、前記基板処理工程では、前記第一の処理室の状態を示す第一のデータと他の処理室の状態を示す他のデータとをそれぞれ検出すると共に、前記第一のデータと予め取得された第一の基準データとの比較、及び前記他のデータと予め取得された他の基準データとの比較を、表示画面に表示する技術を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、半導体装置の製造方法、基板処理装置およびプログラムに関する。
基板処理装置は、生産効率を上げるために、複数の基板をまとめて処理するタイプの装置が存在する。例えば、一つの処理室中に複数の基板を円周状に配置するタイプが存在する（特許文献１）。
ここでは、処理室にガスを供給して基板上に膜を形成する等して基板が処理される。処理する際は、予め設定された条件でガスを供給する。
特開２００１−２５０７８０
基板処理装置では、歩留まりの向上が求められる。従って、基板の面内において、一定の品質を維持するよう処理される。更には、複数の基板それぞれにおいても再現性を高くして一定の品質を維持するよう処理される。
このように一定の品質を維持するには、基板が処理される処理室の状態を一定の範囲にすることが望ましい。そのためには、より正確な処理室の状態を把握することが求められる。
そこで本発明は、処理室の状態を容易に把握することが可能な技術の提供を目的とする。
上記課題を解決するために、第一の処理室と他の処理室とを有するモジュールに基板を搬送する搬送工程と、前記基板の種類及び枚数に応じたレシピプログラムを読み出すレシピ読み出し工程と、前記レシピプログラムに応じて前記基板を処理する基板処理工程とを有し、前記基板処理工程では、前記第一の処理室の状態を示す第一のデータと他の処理室の状態を示す他のデータとをそれぞれ検出すると共に、前記第一のデータと予め取得された第一の基準データとの比較、及び前記他のデータと予め取得された他の基準データとの比較を、表示画面に表示する技術を提供する。
本発明に係る技術によれば、処理状態を容易に把握することが可能な技術を提供することができる。
本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。 本実施形態に係る基板処理装置を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る基板の処理状態を示す説明図である。 本実施形態に係る基板処理装置の状態遷移を説明する説明図である。 本実施形態に係る表示画面を説明する説明図である。 本実施形態に係る表示画面を説明する説明図である。 本実施形態に係る表示画面を説明する説明図である。 本実施形態に係るテーブルを説明する説明図である。
（１）基板処理装置の構成
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概要構成を、図１から図７を用いて説明する。図１は本実施形態に係る基板処理装置の構成例を説明する説明図である。図２はモジュールの横断面図である。図３、図４はモジュールを上方から見た図であり、各構成を説明する説明図である。図５、図６はモジュールにガスを供給するガス供給部の説明図である。図７はコントローラを説明する説明図である。
（基板処理装置）
本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概要構成を、図１用いて説明する。
本発明が適用される基板処理装置１００は基板としての製品ウエハ（Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｗａｆｅｒ）ＰＷ（以下ＰＷと呼ぶ。）を処理するもので、ＩＯステージ１１０、大気搬送室１２０、ロードロック室１３０、真空搬送室１４０、モジュール２００で主に構成される。ＰＷは、例えば既に回路等が形成されている製品用のＰＷである。
（大気搬送室・ＩＯステージ）
基板処理装置１００の手前には、ＩＯステージ（ロードポート）１１０が設置されている。ＩＯステージ１１０上には複数のポッド１１１が搭載されている。ポッド１１１はシリコン（Ｓｉ）基板などのＰＷを搬送するキャリアとして用いられる。ポッド１１１内には、複数のＰＷを多段に水平姿勢で支持する支持部が設けられている。
ＩＯステージ１１０は大気搬送室１２０に隣接する。大気搬送室１２０は、ＩＯステージ１１０と異なる面に、後述するロードロック室１３０が連結される。大気搬送室１２０内にはＰＷを移載する大気搬送ロボット１２２が設置されている。待機搬送ロボット１２２は、ロードロック室１３０とポッド１１１の間でＰＷを搬送する。
（ロードロック室）
ロードロック室１３０は大気搬送室１２０に隣接する。ロードロック室１３０を構成する筐体１３１が有する面のうち、大気搬送室１２０と異なる面には、後述する真空搬送室１４０が配置される。
ロードロック室１３０内にはＰＷを載置する載置面１３５を少なくとも二つ有する。例えば、一方の載置面１３５は処理済のＰＷを載置し、他方の載置面１３５は未処理のＰＷを載置するよう構成される。
（真空搬送室）
基板処理装置１００は、負圧下でＰＷが搬送される搬送空間となる搬送室としての真空搬送室（トランスファモジュール）１４０を備えている。真空搬送室１４０には、ロードロック室１３０、ＰＷを処理するモジュール２００（モジュール２００ａから２００ｂ）、複数のダミーウエハ（Ｄｕｍｍｙ Ｗａｆｅｒ）ＤＷ（以下ＤＷと呼ぶ。）が格納されるＤＷ格納室１５０が連結されている。真空搬送室１４０の略中央部には、負圧下でＰＷを移載（搬送）する搬送部としての真空搬送ロボット１７０が設置されている。
真空搬送ロボット１７０は、エレベータおよびフランジによって真空搬送室１４０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。真空搬送ロボット１７０のアームは、軸を中心とした回転や延伸が可能である。回転や延伸を行うことで、モジュール２００内外にＰＷを搬送したり、ＤＷ格納室１５０内外にダミーウエハＤＷを搬送したりする。更には、後述するコントローラ２８０の指示に応じて、モジュール２００にＰＷやＤＷを搬送可能とする。
（ＤＷ格納室）
ＤＷ格納室１５０は複数のＤＷを格納する。ＤＷは、ＰＷと異なり、実際の半導体デバイスの製品にならないウエハである。モジュール２００において一括で処理可能な最大ウエハ枚数が複数枚（図１においては４枚）であるのに対して、処理するＰＷがその最大ウエハ枚数に満たない場合（例えば３枚）に、足りない分を補うべく、ＤＷを用いる。
例えば最大ウエハ枚数が４枚であるのに対して、ＰＷが３枚である場合、基板を載置する載置部に３枚のＰＷをモジュール２００中の載置部に載置すると共に、１枚のＤＷを残りの載置部に載置する。このようにすることで、ＰＷを４枚載置した場合の処理条件に近づける、あるいはウエハ載置面上に余計なガスを付着させないなどの利点がある。
なお、ＤＷには、パターンが形成されたものとパターンが形成されていないものが存在する。パターンが形成されたＤＷの表面積は、パターンが形成されていないＤＷの表面積に比べて、ＰＷの表面積に近い。したがって、ＰＷを処理する際パターンが形成されたＤＷを用いることで、処理室の状態を、ＰＷを４枚載置した状態に近づけることができる。このように処理室の再現性を高くすることで、ＰＷ間の処理品質を一定の範囲に留めることができる。「ＤＷを用いるか否か」や、ＤＷを用いる場合において「パターンが形成されたＤＷを用いるかパターンが形成されていないＤＷを用いるか」は、ＰＷで形成する膜種や品質、更には生産コスト等に応じて適宜選択する。
ところで、ＤＷは様々なプロセスに用いられるため、常にＰＷの表面積と同じになることはない。また、ＤＷはＰＷよりも低コストで生産されるためＰＷに比べ表面積が少なくなることが多い。したがって、パターンが形成されたＤＷを用いたとしても、ＰＷとＤＷではガスの消化量が異なるので、ＤＷを用いただけでは全処理室の処理状態を一定にすることは困難である。このような問題があるので、パターンが形成されたＤＷであっても、後述するように各処理室の状態を検出することが望ましい。
（モジュール）
モジュール２００は複数設けられてもよい。例えば、図１のように二つ設けてもよい。ここでは説明の便宜上、一方をモジュール２００ａと呼び、他方をモジュール２００ｂと呼ぶ。
モジュール２００の詳細を図２から図６を用いて説明する。図２に記載のように、モジュール２００は、容器２０２を備えている。容器２０２は、例えば横断面が角形であり扁平な密閉容器として構成されている。また、容器２０２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）やステンレス（ＳＵＳ）などの金属材料により構成されている。容器２０２内には、シリコンウエハ等のＰＷを処理する処理室２０１と、ＰＷを処理室２０１に搬送する際にＰＷが通過する搬送室２０６とが形成されている。処理室２０１は、後述するシャワーヘッド２３０、基板載置部２１０等で構成される。また、搬送空間２０６は回転トレー２２２と容器２０２の底部２０４とで構成される。
容器２０２の側面には、ゲートバルブ２０８に隣接した基板搬入出口２０５が設けられており、ＰＷは基板搬入出口２０５を介して真空搬送室１４０との間を移動する。底部２０４には、リフトピン２０７が複数設けられている。更には、後述する複数の排気管２６２（２６２ａから２６２ｄ）それぞれと連通する複数の排気孔２６１（２６１ａから２６１ｄ）が設けられている。
処理室２０１には、ＰＷやＤＷを支持する基板載置部２１０が配される。基板載置部２１０は複数設けられる。複数の基板載置部２１０の配置について、図３を用いて説明する。図３はモジュール２００であって、特に回転トレー２２２付近を上方から見た図である。図３では真空搬送ロボット１７０の先端が記載されており、真空搬送ロボット１７０は、ＰＷを容器２０２の内外に移載する。なお、Ｂ−Ｂ’における縦断面図が図２に相当する。
基板載置部２１０の一構成である基板載置台２１２は複数設けられる。ここでは、例えば４個設けられる。具体的には、基板搬入出口２０５と対向する位置から時計回りに基板載置台２１２ａ、基板載置台２１２ｂ、基板載置台２１２ｃ、基板載置台２１２ｄが配置される。容器２０２に搬入されたＰＷは、基板載置台２１２ａ、基板載置台２１２ｂ、基板載置台２１２ｃ、基板載置台２１２ｄの順に移動される。
基板載置部２１０は、それぞれＰＷを載置する基板載置面２１１（基板載置面２１１ａから基板載置面２１１ｄ）と、基板載置面２１１を表面に持つ基板載置台２１２（基板載置台２１２ａから基板載置台２１２ｄ）、加熱源としてのヒータ２１３（２１３ａから２１３ｄ）、基板載置台２１２を支持するシャフト２１７（２１７ａから２１７ｄ）を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通する貫通孔が、リフトピン２０７と対応する位置にそれぞれ設けられている。
ヒータ２１３（２１３ａから２１３ｄ）にはヒータ制御部２１６（２１６ａから２１６ｄ）が接続され、ヒータ制御部２１６は、ヒータ２１３への通電具合を制御することによって温度を調整する。
ヒータ２１３の近傍には、温度センサ２１５が設けられる。温度センサ２１５（２１５ａから２１５ｄ）には配線２４１（２４１ａから２４１ｄ）を介して温度モニタ部２４２（２４２ａから２４２ｄ）が接続される。温度モニタ部２４２は、温度センサ２１５が検出した温度情報を後述するコントローラ２８０に送信する。ヒータ制御部２１６、温度モニタ部２４２はコントローラ２８０に電気的に接続される。
それぞれの基板載置台２１２（基板載置台２１２ａから２１２ｄ）は、シャフト２１７（シャフト２１７ａから２１７ｄ）によって支持される。シャフト２１７は、容器２０２の底部２０４を貫通しており、さらに容器２０２の外部でそれぞれ対応する昇降部２１８（昇降部２１８ａから２１８ｄ）に接続されている。シャフト２１７は容器２０２と絶縁されている。
昇降部２１８はシャフト２１７および基板載置台２１２を昇降させることが可能である。なお、それぞれのシャフト２１７下端部の周囲はベローズ２１９により覆われており、これにより容器２０２内は気密に保持されている。
ＰＷを搬送する際には、基板載置面２１１、回転トレー２２２が基板搬入出口２０５に対向する位置となるよう、基板載置台２１２を下降させる。ＰＷを処理する際には、図２で示されるように、ＰＷが処理空間２０９内の処理位置となるまで基板載置台２１２を上昇させる。
容器２０２の蓋部２０３であって、それぞれの基板載置面２１１と対向する位置には、ガス分散機構としてのシャワーヘッド２３０（２３０ａから２３０ｄ）がそれぞれ設けられている。上方から見ると、図４に記載のように、複数のシャワーヘッド２３０が配される。シャワーヘッド２３０は、絶縁リング２３２（２３２ａから２３２ｄ）を介して蓋２０３に支持される。絶縁リング２３２によってシャワーヘッド２３０と容器２０２は絶縁される。それぞれのシャワーヘッド２３０（２３０ａから２３０ｄ）の蓋には第一ガス導入孔２３１（２３１ａから２３１ｄ）、第二ガス導入孔２３３（２３３ａから２３３ｄ）が設けられる。それぞれの第一ガス導入孔２３１は後述する共通ガス供給管３１１と連通される。それぞれの第二ガス導入孔２３３は後述する共通ガス供給管３４１と連通される。なお、図４におけるＡ−Ａ’線における縦断面図が図２に相当する。
各シャワーヘッド２３０と各基板載置面２１１の間の空間を処理空間２０９と呼ぶ。本実施形態においては、シャワーヘッド２３０ａと基板載置面２１１ａの間の空間を処理空間２０９ａと呼ぶ。シャワーヘッド２３０ｂと基板載置面２１１ｂの間の空間を処理空間２０９ｂと呼ぶ。シャワーヘッド２３０ｃと基板載置面２１１ｃの間の空間を処理空間２０９ｃと呼ぶ。シャワーヘッド２３０ｄと基板載置面２１１ｄの間の空間を処理空間２０９ｄと呼ぶ。
また、処理空間２０９を構成する構造を処理室２０１と呼ぶ。本実施形態においては、処理空間２０９ａを構成し、少なくともシャワーヘッド２３０ａと基板載置面２１１ａを有する構造を処理室２０１ａと呼ぶ。処理空間２０９ｂを構成し、少なくともシャワーヘッド２３０ｂと基板載置面２１１ｂを有する構造を処理室２０１ｂと呼ぶ。処理空間２０９ｃを構成し、少なくともシャワーヘッド２３０ｃと基板載置面２１１ｃを有する構造を処理室２０１ｃと呼ぶ。処理空間２０９ｄを構成し、少なくともシャワーヘッド２３０ｄと基板載置面２１１ｄを有する構造を処理室２０１ｄと呼ぶ。処理室２０１ａから２０１ｄの間は連通されている。
なお、ここでは、処理室２０１は少なくともシャワーヘッド２３０ａと基板載置面２１１ａを有すると記載したが、ＰＷを処理する処理空間２０９を構成する構造であればよく、装置構造によっては、シャワーヘッド２３０構造等にこだわらないことは言うまでもない。
各基板載置部２１０は、図３に記載のように、基板回転部２２０の軸２２１を中心に配置される。軸２２１上には、回転トレー２２２が設けられる。また、軸２２１は容器２０２の底部２０４を貫通するよう構成され、容器２０２の外側であって、回転トレーと異なる側には回転昇降部２２３が設けられる。回転昇降部２２３は、軸２２１を昇降させたり、回転させたりする。回転昇降部２２３によって、各基板載置部２１０から独立した昇降が可能となる。軸２２１の下端の周囲であって、容器２０２の外側には、ベローズ２２６が設けられる。回転方向は、例えば図３における矢印２２５の方向（時計回り方向）に回転される。軸２２１、回転トレー２２２、回転昇降部２２３をまとめて基板回転部と呼ぶ。なお、基板回転部２２０は基板搬送部とも呼ぶ。
回転トレー２２２は例えば円状に構成される。回転トレー２２２の外周端には、少なくとも基板載置面２１１と同程度の径を有する穴部２２４（２２４ａから２２４ｄ）が、基板載置部２１０と同数設けられる。更に、回転トレー２２２は、穴部２２４の内側に向かって突き出た爪を複数有する。爪はＰＷやＤＷの裏面を支持するよう構成される。本実施形態において、ＰＷやＤＷを穴部２２４に載置するとは、爪に載置されることを示す。
軸２２１が上昇することで、基板載置面２１１よりも高い位置に回転トレー２２２が位置され、このとき基板載置面２１１上に載置されたＰＷやＤＷが爪によりピックアップされる。更に、軸２２１が回転することで、回転トレー２２２が回転され、ピックアップされたＰＷやＤＷが次の基板載置面２１１上に移動される。例えば、基板載置面２１１ｂに載置されていたＰＷやＤＷは、基板載置面２１１ｃ上に移動される。その後、軸２２１を下降させ回転トレー２２２を下降させる。この時、穴部２２４が基板載置面２１１よりも下方に位置するまで下降させ、基板載置面２１１上にＰＷやＤＷを載置する。
（排気系）
容器２０２の雰囲気を排気する排気系２６０を説明する。排気系２６０は、それぞれの処理空間２０９（２０９ａから２０９ｄ）に対応するように設けられている。例えば、処理空間２０９ａは排気系２６０ａ、処理空間２０９ｂは排気系２６０ｂ、処理空間２０９ｃは排気系２６０ｃ、処理空間２０９ｄは排気系２６０ｄが対応する。
排気系２６０は、排気孔２６１（２６１ａから２６１ｄ）と連通する排気管２６２（２６２ａから２６２ｄ）を有し、更には排気管２６２に設けられたＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２６６（２６６ａから２６６ｄ）を有する。ＡＰＣ２６６は開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、コントローラ２８０からの指示に応じて排気管２６２のコンダクタンスを調整する。また、排気管２６２においてＡＰＣ２６６の上流側にはバルブ２６７（２６７ａから２６７ｄ）が設けられる。バルブ２６７の下流には、排気管２６２の圧力を計測する圧力モニタ部２６８（２６８ａから２６８ｄ）が設けられる。
圧力モニタ部２６８は、排気管２６２の圧力を監視するものである。排気管２６２と処理空間２０９が連通していることから、間接的に処理空間２０９（２０９ａから２０９ｄ）の圧力を監視している。圧力モニタ部２６８はコントローラ２８０と電気的に接続され、検出した圧力データをコントローラ２８０に送信する。
排気管２６２とバルブ２６７、ＡＰＣ２６６をまとめて排気系２６０と呼ぶ。
更には、排気管２６２、圧力モニタ部２６８、バルブ２６７、ＡＰＣ２６６をまとめて排気部と呼ぶ。排気管２６２の下流にはＤＰ（Ｄｒｙ Ｐｕｍｐ。ドライポンプ）２６９が設けられる。ＤＰ２６９は、排気管２６２を介して処理室２０１の雰囲気を排気する。図２においてはＤＰ２６９を排気系２６０ごとに設けたが、それに限るものではなく、各排気系に共通させてもよい。
（ガス供給部）
（第一ガス供給部３１０）
続いて、図５を用いて第一ガス供給部３１０を説明する。ここでは各ガス導入孔２３１に接続される第一処理ガス供給部３１０を説明する。
ガス導入孔２３１（２３１ａから２３１ｄ）と共通ガス供給管３１１が連通するよう、シャワーヘッド２３０（２３０ａから２３０ｄ）は、分配管３１２（３１２ａから３１２ｄ）介して、共通ガス供給管３１１に接続される。分配管３１２には、上流から流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３１３（３１３ａから３１３ｄ）、バルブ３１４（３１４ａから３１４ｄ）が設けられる。各処理室へのガス供給量は、バルブ３１４、マスフローコントローラ３１３を用いて調整される。共通ガス供給管３１１には、第一ガス供給管３２１、第二ガス供給管３３１が接続されている。
第一ガス供給管３２１には、上流方向から順に、第一ガス源３２２、ＭＦＣ３２３、及び開閉弁であるバルブ３２４が設けられている。
第一ガス源３２２は第一元素を含有する第一ガス（「第一元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。第一元素含有ガスは、原料ガス、すなわち、処理ガスの一つである。ここで、第一元素は、シリコン（Ｓｉ）である。すなわち、第一元素含有ガスは、シリコン含有ガスである。具体的には、シリコン含有ガスとして、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２。ＤＣＳとも呼ぶ）やヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６。ＨＣＤＳとも呼ぶ。）ガスが用いられる。
主に、第一ガス供給管３２１、ＭＦＣ３２３、バルブ３２４により、第一ガス供給系３２０（シリコン含有ガス供給系ともいう）が構成される。
第二ガス供給管３３１には、上流方向から順に、第二ガス源３３２、ＭＦＣ３３３、及びバルブ３３４が設けられている。第二ガス源３３２は不活性ガス源である。不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。
主に、第二ガス供給管３３１、ＭＦＣ３３３、バルブ３３４により、第二ガス供給系３３０が構成される。
第二ガス供給系３３０から供給される不活性ガスは、基板処理工程では、容器２０２やシャワーヘッド２３０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。
共通ガス供給管３１１、分配管３１２、第一ガス供給系、第二ガス供給系のいずれか、もしくはその組み合わせを第一ガス供給部３１０と呼ぶ。
（第二ガス供給部３４０）
続いて、図６を用いて第二ガス供給部３４０を説明する。ここでは各ガス導入孔２３３に接続される第二ガス供給部３４０を説明する。
ガス導入孔２３３（２３３ａから２３３ｄ）と共通ガス供給管３４１が連通するよう、シャワーヘッド２３０（２３０ａから２３０ｄ）は、分配管３４２（３４２ａから３４２ｄ）を介して、共通ガス供給管３４１に接続される。分配管３４２には、上流からＭＦＣ３４３（３４３ａから３４３ｄ）、バルブ３４４（３４４ａから３４４ｄ）が設けられる。分配管３４２（３４２ａから３４２ｄ）には、ＭＦＣ３４３（３４３ａから３４３ｄ）とバルブ３４４（３４４ａから３４４ｄ）が設けられる。各処理室２０１へのガス供給量は、バルブ３４４、ＭＦＣ３４３を用いて調整される。共通ガス供給管３４１には、第三ガス供給管３５１、第四ガス供給管３６１が接続されている。
それぞれの分配管３４２には、更にプラズマ生成部３４５（３４５ａから３４５ｄ）が設けられる。プラズマ生成部３４５はリモートプラズマ部とも呼び、分配管３４２を通過するガスをプラズマ状態とする。それぞれのプラズマ生成部３４５には、後述する配線や電源が電気的に接続される。
第三ガス供給管３５１には、上流方向から順に、第三ガス源３５２、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）３５３、及びバルブ３５４が設けられている。
第三ガス源３５２は第二元素含有ガス源である。第二元素含有ガスは、第一元素と異なる第二元素を含有する。第二元素は、例えば、窒素（Ｎ）である。本実施形態では、第二元素含有ガスは、例えば窒素含有ガスである。具体的には、窒素含有ガスとして、アンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。
主に、第三ガス供給管３５１、ＭＦＣ３５３、バルブ３５４により、第三ガス供給系３５０が構成される。
第四ガス供給管３６１には、上流方向から順に、第四ガス源３６２、ＭＦＣ３６３、及びバルブ３６４が設けられている。第四ガス源３６２は不活性ガス源である。不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスである。
主に、第四ガス供給管３６１、ＭＦＣ３６３、バルブ３６４により、第四ガス供給系３６０が構成される。第四ガス供給系３６０から供給される不活性ガスは、基板処理工程では、容器２０２やシャワーヘッド２３０内に留まったガスをパージするパージガスとして作用する。
なお、共通ガス供給管３４１、分配管３４２、第三ガス供給系、第四ガス供給系のいずれか、もしくはその組み合わせを第二ガス供給部３４０と呼ぶ。また、第四ガス源３６２は、前述の第二ガス源３３２と共通させてもよい。また、第二ガス供給部３４０には、マスフローコントローラ３４３、バルブ３４４、プラズマ生成部３４５を含めてもよい。
（プラズマ制御部）
続いてプラズマ制御部３７０を説明する。
プラズマ制御部３７０（３７０ａから３７０ｄ）はそれぞれのプラズマ生成部３４５（３４５ａから３４５ｄ）に電気的に接続され、プラズマ生成部３４５を制御する。
続いて、各プラズマ制御部３７０の具体的構成について説明する。
各プラズマ制御部３７０は、配線３７１（３７１ａから３７１ｄ）を有し、配線３７１には高周波電源３７２（３７２ａから３７２ｄ）、整合器３７３（３７３ａから３７３ｄ）が設けられる。高周波電源３７２の一端はアースに接続される。高周波電源３７２からプラズマ生成部３４５に電力を供給することで、分配管３４２を通過するガスをプラズマ状態とする。
整合器３７３とプラズマ生成部３４５の間には、プラズマモニタ部３７４（３７４ａから３７４ｄ）が設けられる。プラズマモニタ部３７４は、例えばプラズマ生成部３４５に電力を供給した際の反射波を検出し、プラズマの生成状態を監視する。更には検出したデータをコントローラ２８０に供給する。コントローラ２８０は、反射波がゼロに近ければシャワーヘッド中に所望のプラズマが生成されたと判断される。
主に配線３７１（３７１ａから３７１ｄ）、高周波電源３７２（３７２ａから３７２ｄ）、プラズマモニタ部３７４（３７４ａから３７４ｄ）をまとめてプラズマ制御部３７０（３７０ａから３７０ｄ）と呼ぶ。
なお、本実施形態においては、温度モニタ部２４２、圧力モニタ部２６８、プラズマモニタ部３７４のいずれか、もしくはその組み合わせを処理室状態モニタ部と呼び、処理室状態モニタ部で検出されたデータを、処理室データとも呼ぶ。
（コントローラ）
基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。
コントローラ２８０の概略を図７に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶部としての記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｆを介して、ＣＰＵ２８０ａとデータ交換可能なように構成されている。基板処理装置１００内のデータの送受信は、ＣＰＵ２８０ａの一つの機能でもある送受信指示部２８０ｅの指示により行われる。
また、ＣＰＵ２８０ａは各モニタ部で検出したデータと他のデータを比較する機能を有する。更には、それらのデータを後述する表示装置２８４に表示する機能を有する。他のデータとは、予め記憶装置２８０ｃに記録された制御値の初期値や、各モニタ部で検出した最も良いデータ等である。他の基板処理装置のデータ、他のモジュールのデータであってもよい。ＣＰＵ２８０ａは各モニタ部で検出したデータと他のデータとを比較し、それらのデータがマッチングするよう、ヒータやバルブ等を制御してもよい。
コントローラ２８０には、例えばキーボード等として構成された入力装置２８１や、外部記憶装置２８２が接続可能に構成されている。更に、上位装置２７０にネットワークを介して接続される受信部２８３が設けられる。受信部２８３は、上位装置２７０からポッド１１１に格納されたＰＷの処理情報等を受信することが可能である。処理情報とは、例えばＰＷに形成された膜やパターン等の情報である。
表示装置２８４には、各モニタ部で検出されたデータ等が表示される。なお、本実施形態においては入力装置２８１と別の部品として説明したが、それに限るものではない。例えば入力装置がタッチパネル等表示画面を兼ねるものであれば、入力装置２８１と表示装置２８４とを一つの部品としてもよい。
記憶装置２８０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２８０ｃ内には、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピやそれを実現するために基板処理装置の動作を制御する制御プログラムとしてのレシピプログラム、後述するテーブル等が読み出し可能に格納されている。なお、レシピプログラムは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来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、このレシピプログラムや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、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、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａ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。
記憶装置２８０ｃには、各モニタ部で検出されたデータが記録されるモニタデータテーブルが記憶されている。テーブルには、装置据付け時等に設定した初期値等が記録されている。モニタデータは、例えばプラズマモニタ部３７４、圧力モニタ部２６８、温度モニタ部２４２のいずれかで検出したデータである。それぞれのモニタデータはリアルタイムに書き込まれ、時間の経過と共にデータが蓄積される。モニタリングされたデータは表示装置２８４に表示される。表示される際は、ユーザが装置の状態を直感的に把握できるよう、モニタ部で検出したデータと基準データとを同じ画面上に表示する。ここでいう基準データとは、例えば初期値や他のモジュール、他の工程のデータである。基準データの詳細は後述する。
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、各ゲートバルブ２０８、モジュールに設けられた昇降機構２１８、各圧力調整器、各ポンプ、温度モニタ部２４２、プラズマモニタ部３７４、圧力モニタ部２６８、アーム１７０等、基板処理装置１００の各構成に接続されている。
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからレシピプログラムを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２８０ａは、読み出されたレシピプログラムの内容に沿うように、ゲートバルブ２０８の開閉動作、ロボット１７０の動作、昇降機構２１８、２２３の昇降動作、温度モニタ部２４２、プラズマモニタ部３７４、圧力モニタ部２６８の動作、各ポンプのオンオフ制御、マスフローコントローラの流量調整動作、バルブ等を制御可能に構成されている。
なお、コントローラ２８０は、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）２８２を用いてコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２８０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置２８２を介して供給する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８２を介さずにプログラムを供給するようにしても良い。なお、記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
（基板処理方法）
続いて、基板処理方法について説明する。ここでは、図８に記載のように、ＰＷ上に膜１０２を形成する。膜１０２は、例えばシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）である。膜１０２は、１０２（１）から１０２（ｎ）（ｎ＝２、・・・、ｎ）で構成される。
後述するように、例えば、ＰＷの膜１０２（１）は処理空間２０９ａで、膜１０２（２）は処理空間２０９ｂで、膜１０２（３）は処理空間２０９ｃで、膜１０２（４）は処理空間２０９ｄで形成される。
続いて、図９を用いて、ＰＷ、ＤＷ、各処理空間２０９、次から説明する各工程との関連について説明する。ここでは、図８において、ｎ＝４とし、層数を４として説明する。即ち、ＰＷには膜２０１（１）から２０１（４）が形成される例を説明する。
図９は、１ロット処理について説明している。縦軸は処理空間２０９ａから２０９ｄを表し、横軸は後述する処理工程Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９を表す。処理工程における（ ）は、処理工程Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９を繰り返した数ｑを示す。ｑは１ロット辺りのウエハ枚数によって任意に設定される。
ＰＷにおける（ ）は、１ロット中のウプロダクトウエハＰＷの処理枚数を示す。例えば、ＰＷ（１）は一枚目のプロダクトウエハＰＷであり、ＰＷ（ｍ）はｍ枚目のプロダクトウエハＰＷである。ＤＷはダミーウエハＤＷを示す。
また、図の下方に記されているように、網掛けと各穴部２２４はリンクされている。更に、各網掛け上には、ウエハの種類を記載している。例えば、Ｓ２０７（１）では、処理空間２０９ａにＰＷ（３）が載置された穴部２２４ｃが配され、処理される。同様に、処理空間２０９ｂにＰＷ（２）が載置された穴部２２４ｄが配され、処理される。
図９では、Ｓ２０１等ウエハが移動する工程を省略し、ＰＷやＤＷにガスを供給する工程のみを説明している。Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９では、膜の形成と並行して、各モニタ部が処理室２０１の状態を検出し、検出されたデータはモニタデータテーブルに記録される。
次に、基板処理方法における各工程の具体的内容について説明する。
（Ｓ２０１）
ここでは、ＰＷを搬入する基板移動工程Ｓ２０１を説明する。真空搬送ロボット１７０は基板搬入出口２０５から処理室２０１内に進入し、ＰＷを回転トレー２２０の穴部２２４に載置する。本工程では、第一の製品ウエハであるＰＷ（１）を基板搬入出口２０５に隣接する穴部２２４ａに載置する。なお、本実施形態においてはＰＷ（１）を最初に搬入する処理室２０１を第一の処理室とも呼ぶ。また、それ以外の処理室を他の処理室とも呼ぶ。
ＰＷ（１）を載置後、回転トレー２２０を下降させる。このとき、回転トレー２２０表面よりも高い位置まで、各基板載置面２１１を相対的に上昇させる。この動作によってＰＷ（１）は基板載置面２１１ａ上に載置される。ＰＷ（１）を基板載置面２１１ａ上に載置したら、ゲートバルブ２０８を閉じて容器２０２内を密閉する。このようにしてＰＷ（１）を処理空間２０９ａに移動する。なお、図９のＳ２０３（１）に記載のように、ＰＷがモジュールの最大処理枚数より少ない場合は、基板載置面２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄにガスを付着させないようにする。例えば、図９のＳ２０３（１）のように穴部２２４ｂ、穴部２２４ｃ、穴部２２４ｄにＤＷを載置してもよい。あるいは、ＰＷ（１）を処理する間、基板載置面２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄに向けて不活性ガスを供給し、処理室Ｓ２０１ａ（処理空間２０９ａ）からガスが侵入しないようにする。
ＰＷを各基板載置台２１２の上に載置する際は、各ヒータ２１３に電力を供給し、ＰＷの表面が所定の温度となるよう制御される。ＰＷの温度は、例えば室温以上８００℃以下であり、好ましくは、室温以上であって７００℃以下である。この際、ヒータ２１３の温度は、温度センサ２１５により検出された温度情報に基づいてコントローラ２８０が制御値を抽出し、温度制御部２１６によってヒータ２１３への通電具合を制御することによって調整される。
（Ｓ２０２）
ここではレシピ読み出し工程を説明する。コントローラ２８０は、基板の種類及び枚数に応じたレシピプログラムを記憶装置２８０ｃから読み出す。具体的には、ＤＷを用いない場合はＳ２０３（１）でＤＷレスのレシピプログラムを読み出す。ＤＷを用いる場合は、ＤＷ用レシピを読み出す。
ここに記載の枚数とは、Ｓ２０３（１）で処理するＰＷの枚数や一ロットあたりのＰＷの処理枚数を指す。例えばＳ２０３（１）で処理するＰＷの枚数の場合、図９のＳ２０３（１）のように一枚のＰＷ処理から開始する場合や、あるいはＳ２０３（１）にて二枚のＰＷ処理に置き換えた場合であり、２枚のＰＷ処理から開始する場合である。それぞれの場合でレシピプログラムを選択する。なお、ＰＷの枚数は、上位装置２７０から受信したＰＷの情報とモジュール２００の最大処理枚数の情報から、ＣＰＵ２８０ａが判断する。
なお、基板載置工程Ｓ２０１にて各ヒータ２１３を制御しているが、この制御は本工程で読み出したレシピに基づいて制御してもよい。また、説明の便宜上、基板移動工程Ｓ２０１の後にＳ２０２を説明したが、それに限るものではなく、Ｓ２０２の後にＳ２０１を行ったり、あるいは同時に行っても良い。
（Ｓ２０３）
基板処理工程を説明する。ここでは、Ｓ２０２で読み出したレシピプログラムによって各部品が制御され、ＰＷ（１）上に膜１０２（１）を形成する。処理空間２０９ａに移動したＰＷ（１）が所定の温度に維持されたら、処理空間２０９ａに第一ガス、第二ガスを供給し、他の処理空間２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄに第一ガス、第二ガスを供給しないよう第一ガス供給部３１０、第二ガス供給部３４０を制御する。第二ガス供給部３４０から供給される第二ガス、例えばＮＨ３ガスをプラズマ状態とする場合は、プラズマ生成部３４５を起動した状態でＮＨ３ガスを供給する。第一ガスと第二ガスは処理室２０１ａ内で反応し、ＰＷ（１）上に膜１０２（１）が形成される。
ＤＷを用いない場合、ＰＷが存在しない処理室２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄに不活性ガスを供給してガスカーテンを形成し、処理室２０１ａに供給されたガスが基板載置面２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄに供給されないよう制御する。
ＤＷを用いる場合、基板載置面２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄにＤＷが載置された状態で、処理室２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄに不活性ガスを供給する。
図９のＳ２０３（２）のように、全ての処理空間２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄにＰＷが存在する場合は、「ＰＷが処理空間２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄに存在する。」ことに対応したレシピプログラムを読み出す。このレシピプログラムに基づいて、各処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄに処理ガスを供給して、膜１０２を形成する。なお、このときのレシピプログラムはＤＷレスレシピであってもよいし、ＤＷ用レシピであってもよい。
基板処理工程Ｓ２０３の間、処理室モニタ部は各処理室２０１の状態をモニタする。例えば、圧力モニタ部２６８ａは処理室２０１ａの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｂは処理室２０１ｂの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｃは処理室２０１ｃの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｄは処理室２０１ｄの圧力を検出する。検出されたデータは、記憶装置２８０ｃに記憶されると共に、表示装置２８４に表示される。
（Ｓ２０４）
ここではＰＷ（１）を移動すると共にＰＷ（２）を搬入する基板移動工程について説明する。所定時間経過し、ＰＷ（１）上に膜１０２（１）が形成されたら、第一ガス、第二ガスの供給を停止する。その後、回転トレー２２２を上昇させて基板載置面２１１ａからＰＷ（１）を離間させる。離間させた後、穴部２２４ａが基板載置面２１１ｂ上に移動するよう、回転トレー２２２を時計回り方向に９０度回転させる。回転が完了すると、基板載置面２１１ｂ上に穴部２２４ａが配され、基板載置面２１１ａ上に穴部２２４ｄが配される。回転が完了したら、ゲートバルブ２０８を開放し、ＰＷ（２）を穴部２２４ｄに載置する。ＤＷを用いた場合は、穴部２２４ｄに載置されたＤＷとＰＷ（２）を交換する。
各ＰＷを載置後、各基板載置面２１１を相対的に上昇させ、穴部２２４ａのＰＷ（１）を基板載置面２１１ｂに載置し、穴部２２４ｄのＰＷ（２）を基板載置面２１１ａに載置する。即ち、ＰＷ（１）は処理空間２０９ｂに、ＰＷ（２）は処理空間２０９ａ移動される。なお、ＤＷが存在する場合は、ＤＷも回転方向下流側の処理空間２０９に移動する。
（Ｓ２０５）
ここでは、処理空間２０９ａでＰＷ（２）を、処理空間２０９ｂでＰＷ（１）を処理する基板処理工程について説明する。
（処理空間２０９ａ、２０９ｂでの処理）
処理空間２０９ａでは、Ｓ２０２における処理空間２０９ａと同様の処理を行い、ＰＷ（２）上に膜１０２（１）を形成する。また、処理空間２０９ｂでは、空間２０９ａと同様にガスが供給され、ＰＷ（１）に形成された膜１０２（１）上に膜１０２（２）を形成する。
（処理空間２０９ｃ、２０９ｄでの処理）
ＤＷを用いない場合、ＰＷが存在しない処理室２０１ｃ、２０１ｄに不活性ガスを供給してガスカーテンを形成し、処理室２０１ａ、２０１ｂに供給されたガスが基板載置面２１１ｃ、２１１ｄに供給されないよう制御する。
ＤＷを用いる場合、基板載置面２１１ｃ、２１１ｄにＤＷが載置された状態で、処理室２０１ｃ、２０１ｄに不活性ガスを供給する。
図９Ｓ２０５（２）のように、全ての処理空間２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄにＰＷが存在する場合は、各処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄに処理ガスを供給して、膜１０２を形成する。
基板処理工程Ｓ２０５の間、処理室モニタ部は各処理室２０１の状態をモニタする。例えば、圧力モニタ部２６８ａは処理室２０１ａの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｂは処理室２０１ｂの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｃは処理室２０１ｃの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｄは処理室２０１ｄの圧力を検出する。検出されたデータは、記憶装置２８０ｃに記憶されると共に、表示装置２８４に表示される。
（Ｓ２０６）
ここではＰＷ（１）、ＰＷ（２）を移動すると共に、ＰＷ（３）を搬入する基板移動
工程Ｓ２０６について説明する。所定時間経過し、ＰＷ（１）に膜１０２（２）が形成され、ＰＷ（２）に膜１０２（１）が形成されたら、処理ガスの供給を停止する。その後、回転トレー２２２を上昇させて基板載置面２１１ａ、基板載置面２１１ｂから基板を離間させ、Ｓ２０３と同様の方法でＰＷ（１）を基板載置面２１１ｃ上に載置し、ＰＷ（２）を基板載置面２１１ｂに載置する。更には、ＰＷ（３）を搬入して穴部２２４ｃに載置し、他のＰＷと同様、基板載置面２１１ａ上にＰＷ（３）を載置する。ＤＷを用いた場合は、穴部２２４ｃに載置されたＤＷとＰＷ（３）を交換する。
（Ｓ２０７）
ここでは、ＰＷが存在する処理空間２０９ａ、処理空間２０９ｂ、処理空間２０９ｃで基板を処理する基板処理工程Ｓ２０７について説明する。
（処理空間２０９ａ、処理空間２０９ｂ、処理空間２０９ｃでの処理）
処理空間２０９ａでは、Ｓ２０２と同様の処理を行い、ＰＷ（３）上に膜１０２（１）を形成する。処理空間２０９ａでは、Ｓ２０２における処理空間２０９ａと同様の処理を行い、ＰＷ（３）上に膜１０２（１）を形成する。処理空間２０９ｂでは、処理空間２０９ａと同様にガスが供給され、ＰＷ（２）に形成された膜１０２（１）上に膜１０２（２）を形成する。処理空間２０９ｃでは、処理空間２０９ａと同様にガスが供給され、ＰＷ（１）に形成された膜１０２（２）上に膜１０２（３）を形成する。
（処理空間２０９ｄでの処理）
ＤＷを用いない場合、ＰＷが存在しない処理室２０１ｄに不活性ガスを供給してガスカーテンを形成し、処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃに供給されたガスが基板載置面２１１ｄに供給されないよう制御する。
ＤＷを用いる場合、基板載置面２１１ｄにＤＷが載置された状態で、処理室２０１ｄに不活性ガスを供給する。
図９Ｓ２０７（２）のように、全ての処理空間２０９ａ、２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄにＰＷが存在する場合は、各処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄに処理ガスを供給して、膜１０２を形成する。
基板処理工程Ｓ２０７の間、処理室モニタ部は各処理室２０１の状態をモニタする。例えば、圧力モニタ部２６８ａは処理室２０１ａの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｂは処理室２０１ｂの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｃは処理室２０１ｃの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｄは処理室２０１ｄの圧力を検出する。検出されたデータは、記憶装置２８０ｃに記憶されると共に、表示装置２８４に表示される。
（Ｓ２０８）
ここではＰＷ（１）、ＰＷ（２）、ＰＷ（３）を移動すると共に、ＰＷ（４）を搬入する基板移動工程Ｓ２０８について説明する。
所定時間経過し、ＰＷ（１）に膜１０２（３）が形成され、ＰＷ（２）に膜１０２（２）が形成され、ＰＷ（３）に膜１０２（１）が形成されたら、処理ガスの供給を停止する。その後、回転トレー２２２を上昇させて基板載置面２１１ａ、基板載置面２１１ｂ、基板載置面２１１ｃから基板を離間させ、Ｓ２０３、Ｓ２０５と同様の方法でＰＷ（１）を基板載置面２１１ｄ上に載置し、ＰＷ（２）を基板載置面２１１ｃに載置し、ＰＷ（３）を基板載置面２１１ｂに載置する。更には、ＰＷ（４）を搬入して穴部２２４ｂに載置し、他のＰＷ同様、基板載置面２１１ａ上にＰＷ（４）を載置する。ＤＷを用いた場合は、穴部２２４ｂに載置されたＤＷとＰＷ（４）を交換する。
（Ｓ２０９）
ここでは、ＰＷが存在する処理室２０１ａ、処理室２０１ｂ、処理室２０１ｃ、処理室２０１ｄで基板を処理する基板処理工程Ｓ２０９について説明する。
（処理空間２０９ａ、処理空間２０９ｂ、処理空間２０９ｃ、処理空間２０９ｄでの処理）
処理空間２０９ａでは、Ｓ２０２と同様の処理を行い、ＰＷ（４）上に膜１０２（１）を形成する。処理空間２０９ｂでは、Ｓ２０２における処理空間２０９ａと同様の処理を行い、ＰＷ（３）上に膜１０２（２）を形成する。処理空間２０９ｃでは、処理空間２０９ａと同様にガスが供給され、ＰＷ（２）に形成された膜１０２（２）上に膜１０２（３）を形成する。処理空間２０９ｄでは、処理空間２０９ａと同様にガスが供給され、ＰＷ（１）に形成された膜１０２（３）上に膜１０２（４）を形成する。
基板処理工程Ｓ２０９の間、処理室モニタ部は各処理室２０１の状態をモニタする。例えば、圧力モニタ部２６８ａは処理室２０１ａの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｂは処理室２０１ｂの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｃは処理室２０１ｃの圧力を検出し、圧力モニタ部２６８ｄは処理室２０１ｄの圧力を検出する。検出されたデータは、記憶装置２８０ｃに記憶されると共に、表示装置２８４に表示される。
（Ｓ２１０）
ここではＰＷ（１）、ＰＷ（２）、ＰＷ（３）、ＰＷ（４）を移動すると共に、処理済みのＰＷ（１）と新たに処理するＰＷ（５）を入れ替える工程Ｓ２０９について説明する。
膜形成が終了したら、回転トレー２２２を相対的に上昇させて各ＰＷを基板載置面２１１から離間させると共に、９０度回転させる。ＰＷが基板載置面１００ａ上に移動したら、ゲートバルブ２０８を開放し、ＰＷ（１）を未処理状態のＰＷ（５）と置き換える。以下、所定枚数の基板処理が完了するまでＳ２０２からＳ２０９の処理を繰り返す。
続いて、処理工程Ｓ２０３、Ｓ２０５、Ｓ２０７、Ｓ２０９において、処理室データを検出する理由を説明する。本実施形態のようなウエハを公転させる装置において基板処理の再現性を高くするためには、各工程における処理空間２０９ａから２０９ｄそれぞれを一定の状態とすることが望ましい。ここでいう状態とは、例えば処理空間２０９の圧力分布である。
図２に記載のように、処理空間２０９を構成する処理室２０１は、基板載置台２１０を中心に非対称である。具体的には、例えば処理室２０１ｂにおいては、装置２００の外周側に排気系２６０ｂが設けられ、中心側に回転トレー２２０の中心面が設けられる。更にその他の処理室２０１ａ、２０１ｃ、２０１ｄとの間は連通されている。従い、処理室２０１ｂにおいては、容器２０２の外周方向と中心方向とでガスの流れ方が異なる。
また、処理室２０１ａに隣接する基板搬入出口２０５がガスの流れに影響を及ぼすため、処理室２０１ａは他の処理室である処理室２０１ｂから２０１ｄと比べてガスの流れ方が異なる。
このような構造であるので、排気系２６０ｂはもちろん、他の排気系である排気系２６０ａ、２６０ｃ、２６０ｄそれぞれを調整して、処理室２０１ｂの圧力分布が均一となるよう整える。他の処理室２０１ａ、２０１ｃ、２０１ｄも同様に、それぞれの処理室に対応した排気系はもちろん、他の排気系も含めて圧力分布が調整される。
また、ＤＷを用いた場合、前述のようにＤＷはＰＷに比べて表面積が少ないので、ＰＷに比べてガスの消費量が少ない。従って、全ての処理空間２０９に同量の処理ガスを供給した場合、ＤＷが配された処理空間２０９では余剰のガスが発生する。
それを回避すべく、上記のようにＤＷが配された処理空間２０９に不活性ガスを供給する方法が考えられる。しかしながら、不活性ガスが隣接する処理空間２０９に侵入することが懸念される。例えば、処理空間２０９ｃに不活性ガスを供給した場合、処理空間２０９ｂにも侵入することが考えられる。この場合、処理空間２０９ｂに配されたＰＷの面内のうち、処理空間２０９ｃ側のガス供給量が少なくなり、その結果基板面内の処理均一性を維持できなくなる恐れがある。
そこで、ＤＷが配された処理空間２０９にも処理ガスを供給する方法が考えられる。しかしながら、前述のように余剰ガスによってパーティクルが発生し、それが他の処理空間２０９に移動することが考えられる。それを抑制すべく、ＤＷが存在する処理室２０１へのガスの供給量をＰＷが存在する処理室よりも少なくしたり、ＤＷが存在する処理室に対応する排気系の排気量を他の処理室よりも多くしたりするよう、各排気系２６０を制御する。
このように、ＰＷやＤＷを処理する際は、処理空間２０９ごとにガス供給量や排気量を制御してバランスを整えるよう制御する。したがって、高い再現性を維持するためには、それらの再現性が高くなるよう監視する必要がある。
そこで本実施形態においては、処理室２０１ごとに状態を検出している。その検出された処理室データを、予め記録された基準データと共に表示装置２８４に表示することで、どの処理室で再現性がとれていないかを容易に把握することが可能となる。なお、基準データは、モジュール２００内で一度に処理するＰＷやＤＷの枚数、求める品質等に応じて様々である。
ここで、図１０に表示装置２８４の表示画面の一例を記す。表示画面では、Ｓ２０５における処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄの処理室データを表示している。図１０における処理室の状態とは、例えば圧力モニタ部２６８で検出した圧力データである。表示では、縦軸を圧力、横軸を時間とし、実線を検出したデータ、点線を基準値としている。基準値は、例えば初期設定値を実行した場合の圧力データや、そのモジュール２００において最も品質の良い膜を形成した際の圧力データである。
図１０のαを見ると、Ｓ２０５において処理室２０１ａでデータの乖離があることがわかる。即ち、処理室２０１ａで問題が発生していることがわかる。データの乖離が閾値以上である場合、このモジュール２００では歩留まりが低下すると判断して、装置を停止してメンテナンスを行う。
ところでメンテナンスを行うにしても、メンテナンス時間を短くするために、問題を容易に特定できることが望ましい。図１０では処理室２０１ａで乖離が発生していることから、処理室２０１ａに関連する供給/排気パラメータの設定エラーや、排気系２６０ａの詰まり等が考えられる。本実施形態においては、各処理室２０１の状態を表示できるので、どの処理室２０１に問題が発生したのかを容易に特定できる。仮に処理室２０１ごとに判断ができない場合、一度装置を停止してすべての処理室を確認する、その処理室に関連する様々な部品を確認するなどして問題の原因を突き詰める必要があり、その場合メンテナンス時間が大幅に増加する。したがって生産性が著しく低下する。
特に本装置形態においては、全てのシャワーヘッド２３０ａから２３０ｄ、処理室２０１ａから２０１ｄ、排気系２６０ａから２６０ｄ等が問題となる可能性があり、その中から問題を特定するには非常に手間がかかる。これに対して本実施形態のように、処理室２０１ごとに処理室状態を表示させることで、ユーザは問題特定に時間をかけることなく、早い対策が可能となる。
なお、ここではＳ２０５の圧力データを比較表示する例を示したが、それに限るものではなく、他の工程での比較や、他の処理室状態の比較でもよい。
次に、基準データについて説明する。
基準データは、上記実施例では初期値を例にして説明したが、それに限るものではない。例えば基準データは、それぞれのモジュール２００に関連するデータのうち最も高品質のデータ、他のモジュールのデータ、他の基板処理装置のデータであっても良い。
基準データが、モジュール２００で検出されたデータのうち、最も品質の高い基板処理工程Ｓ１０７のデータの場合、乖離があれば高品質な処理ではないと判断される。この場合、基準データに近づけるよう各部品を制御することで、品質の高い半導体装置を再現性良く製造することができる。従って、高品質な半導体装置の製造歩留まりを高くすることができる。
他のモジュールで検出されたデータや他の基板処理装置で検出されたデータが基準データである場合、乖離があれば各モジュールに個体差があると判断される。この場合、基準データに近づけるよう部品を制御することで、モジュールや基板処理装置間で個体差を有したとしてもウエハＷの処理状態を近づけることができる。従って歩留まりの高い処理を実現できる。
基準データは、ＰＷが処理室２０１の数よりも少ない場合を想定しても良い。例えばＰＷが一枚の場合である。その例を、図１１を用いて説明する。図１１は、図９に記載のＳ２０３（ｑ＋１）のようにＰＷが１枚の状態を示す。なお、図９ではＤＷを用いた例を説明したが、図１１においてはＤＷを用いない例を示す。ここでは、処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃの基板載置面２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃにガスが付着しないよう、圧力を低くしている。処理室２０１ｄではＰＷに膜を形成可能なよう、圧力を高くしている。基準データとしては、「ＰＷが処理室２０１ｄのみに存在し、且つＤＷが存在しない。」データを読み出して表示させる。なお、ここではＰＷを一枚としたが、モジュールの最大処理枚数よりも少なく枚数であっても良く、その場合その枚数用の基準データを読み出す。
また、図１１のケースに対して、図９のＳ２０３（ｑ＋１）のようにＤＷを用いてもよい。この場合、図１２のように、基準データとして「ＰＷが処理室２０１ｄのみに存在し、ＤＷが処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃに存在する。」データを読み出して表示させる。図１２のケースではＤＷを用いているので、基板載置面２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃにガスが付着することを考慮する必要がない。したがって、処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃの圧力をＰＷが存在する処理室２０１ｄに近づけてもよい。このようにすると、処理室２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ間の圧力差が少なくなるので、図１１のケースに比べ、モジュール全体の圧力を調整する時間を短くすることができる。
次に、図１３を用いて、蓄積されたデータの応用方法について説明する。上表がモジュール２００ａ、下表がモジュール２００ｂに関する。各表において、縦軸はモジュール２００内で一度に処理するＰＷの枚数を示す。横軸は、ＤＷ有無、データ比較結果であるデータの乖離有無を示す。ＤＷ有無においては、◎はＤＷ有を示し、○はＤＷ無を示す。また、データの乖離有無では、◆は基準データと乖離があった場合を示し、◇は乖離が無い場合を示す。なお、乖離があった場合とは、閾値以上の乖離があった場合を示し、乖離が無い場合とは閾値よりも乖離が少ないことを示す。
このように処理室データを記録することで、モジュールで１枚のみ処理する場合や２枚処理する場合等で、適切なモジュールを判断できる。例えば、一枚処理を想定すると、モジュール２００ａでは、ＤＷ有り、ＤＷ無し両方のデータ比較結果で乖離が存在する。一方モジュール２００ｂでは、ＤＷ有り、ＤＷ無しそれぞれにおけるデータ比較結果で乖離が発生していない。即ち、一枚処理ではモジュール２００ａよりもモジュール２００ｂで処理することが望ましいことがわかる。従って、一枚処理を行う場合、この情報に基づいてモジュール２００ｂにＰＷを移動させる。例えば、コントローラ２８０は受信したロットのウエハ情報から一枚処理が発生するか否かを判断し、一枚処理が発生しそうであればそれらのウエハ群をモジュール２００ｂに移動して処理するよう、各部品を制御する。
図１３に記載のテーブルは、処理プロセス毎に設けてもよい。例えば、一つのプロセスではプラズマ生成部を用いるのに対して、他のプロセスではプラズマ生成部を用いない場合である。この場合、プラズマ生成部を用いるプロセスと用いないプロセスとではデータ比較結果が異なる可能性があるので、プロセス毎にこのテーブルを設けることが望ましい。
１００ 基板処理装置
２００ モジュール
２４２ 温度モニタ部
２６８ 圧力モニタ部
２８０ コントローラ
３７４ プラズマモニタ部
ＰＷ 製品ウエハ
ＤＷ ダミーウエハ

Claims (12)

  1. 第一の処理室と他の処理室とを有するモジュールに基板を搬送する搬送工程と、
    前記基板の種類及び枚数に応じたレシピプログラムを読み出すレシピ読み出し工程と、
    前記レシピプログラムに応じて前記基板を処理する基板処理工程とを有し、
    前記基板処理工程では、前記第一の処理室の状態を示す第一のデータと他の処理室の状態を示す他のデータとをそれぞれ検出すると共に、前記第一のデータと予め取得された第一の基準データとの比較、及び前記他のデータと予め取得された他の基準データとの比較を、表示画面に表示する
    半導体装置の製造方法。
  2. 前記基板の種類は製品基板であり、
    前記基板処理工程では、
    前記製品基板の枚数が前記モジュールの最大処理枚数より少ない場合、
    前記基準データとして、前記製品基板が前記モジュールの最大処理枚数より少ない場合に対応した基準データを表示する
    請求項１記載の半導体装置の製造方法。
  3. 前記基板の種類は製品基板及びダミー基板であり、
    前記基板移動工程では、
    前記製品基板が前記モジュールの最大処理枚数より少ない場合、前記製品基板との合計が前記最大処理枚数となるよう前記ダミー基板を準備すると共に、前記製品基板と前記ダミー基板を前記処理室に搬入し、
    前記基板処理工程では、
    前記基準データとして、前記製品基板の枚数と前記ダミー基板の枚数に対応した基準データを表示する
    請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記モジュールは複数設けられ、
    更にロットのウエハ情報を受信する工程とを有し、
    前記第一のデータと予め取得された第一の基準データとの比較結果、前記他のデータと予め取得された他の基準データとの比較結果、及びロットのウエハ情報に応じて、前記製品基板の搬送先のモジュールを設定する請求項１から請求項３のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記処理室のそれぞれはヒータを有し、前記処理室の状態とは前記ヒータの近傍で検出した温度情報である請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記処理室のそれぞれにはプラズマ生成部が設けられ、前記処理室の状態とはプラズマ生成の状態である請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 前記処理室のそれぞれには圧力検出部が設けられ、前記処理室の状態とは前記処理室の圧力状態である請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 前記基準データは他の基板処理工程のデータである請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 前記基準データは、処理後の製品基板の品質が最も高い基板処理工程のデータである請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 前記基準データは、あらかじめ記憶された制御値である請求項１から４のうち、いずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
  11. 第一の処理室と他の処理室とを有するモジュールと、
    前記モジュールに設けられ、それぞれで基板を処理する複数の処理室と、
    前記基板の種類及び枚数に応じたレシピプログラム及び、予め取得された第一の基準データと他の基準データが記憶された記憶部と、
    前記処理室の状態を検出する処理室状態モニタ部と、
    前記基板の種類及び枚数に応じたレシピプログラムを読み出すレシピ読み出して前記レシピプログラムに応じて前記基板を処理すると共に、前記処理室状態モニタ部が前記第一の処理室の状態を示す第一のデータと他の処理室の状態を示す他のデータとをそれぞれ検出し、更に前記第一のデータと予め取得された第一の基準データとの比較、及び前記他のデータと予め取得された他の基準データとの比較を表示画面に表示するよう制御する制御部と
    を有する基板処理装置。
  12. 第一の処理室と他の処理室とを有するモジュールに基板を搬送し、
    前記基板の種類及び枚数に応じたレシピプログラムを読み出すレシピ読み出し、
    前記レシピプログラムに応じて前記基板を処理し、
    前記基板を処理する際には、前記第一の処理室の状態を示す第一のデータと他の処理室の状態を示す他のデータとをそれぞれ検出すると共に、前記第一のデータと予め取得された第一の基準データとの比較、及び前記他のデータと予め取得された他の基準データとの比較を、表示画面に表示する
    よう基板処理装置に実行させるプログラム。



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