JPWO2020059070A1 - Substrate processing equipment, semiconductor equipment manufacturing methods and programs - Google Patents
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Abstract
ガスを供給する手順とガスをパージする手順とを少なくとも含むプロセスレシピを実行して基板を処理する主制御部と、主制御部から送信される装置データを収集する制御部と、を備える構成であって、制御部は、プロセスレシピの実行中に、該装置データのうち、ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときに、配管圧力に対する飽和温度を算出し、飽和温度と配管温度との差分を外れ値として計算し、ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値を抽出し、所定の期間内における、蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値の個数である外れ個数と、外れ値の最大値である最大外れ値と、を主制御部に出力するように構成されている。 A configuration including a main control unit that executes a process recipe including at least a procedure for supplying gas and a procedure for purging gas to process a substrate, and a control unit that collects device data transmitted from the main control unit. Therefore, during the execution of the process recipe, the control unit collects the pipe temperature and the pipe pressure for the part to be monitored in the pipe that becomes the gas flow path in the device data, and determines the pipe temperature or the pipe pressure. When any of the values changes, the saturation temperature with respect to the pipe pressure is calculated, the difference between the saturation temperature and the pipe temperature is calculated as an outlier, and the liquefaction region of the vapor pressure curve determined according to the gas raw material. The main control unit extracts the deviation values corresponding to the above, and determines the number of deviations corresponding to the liquefaction region of the vapor pressure curve and the maximum deviation value which is the maximum value of the deviation values within a predetermined period. It is configured to output to.
Description
本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to a substrate processing apparatus, a method for manufacturing a semiconductor apparatus, and a program.
半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置として、液体原料を気化させた原料ガスを用いて、半導体ウエハ等の基板に成膜処理等の所定処理を行うものがある。例えば、特許文献1には、気化器(タンク)と処理室(もしくは処理炉)の間に配管ヒータを設け、原料を気化する装置が記載されている。また、例えば、特許文献2には、気化器(タンク)と処理室(もしくは処理炉)の間にミストフィルタを設け、原料を気化する装置が記載されている。
As a substrate processing device used in the manufacturing process of a semiconductor device, there is a substrate processing device that performs a predetermined process such as a film forming process on a substrate such as a semiconductor wafer by using a raw material gas obtained by vaporizing a liquid raw material. For example,
上述のように気化させたガスを用いる場合、そのガスの流路となる配管部分において、例えば、配管内が加圧状態になると、該ガスの原料に応じた蒸気圧曲線の液化状態側に遷移してしまい、気化させたガスが再液化してしまう可能性がある。このように、気化させたガスが再び液化してしまうと、パーティクル発生による成膜異常や装置停止等のトラブルを招くおそれがある。 When the gas vaporized as described above is used, in the pipe portion that becomes the flow path of the gas, for example, when the inside of the pipe is in a pressurized state, the vapor pressure curve shifts to the liquefied state side according to the raw material of the gas. There is a possibility that the vaporized gas will be reliquefied. If the vaporized gas is liquefied again in this way, there is a risk of causing troubles such as film formation abnormality due to particle generation and equipment stoppage.
本開示は、配管内におけるガスの液化を迅速かつ的確に察知して、ガスの液化に起因するトラブル発生を未然に回避し得るようにする技術の提供を目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a technique for quickly and accurately detecting gas liquefaction in a pipe and avoiding troubles caused by gas liquefaction.
本開示の一態様によれば、
ガスを供給する手順とガスをパージする手順とを少なくとも含むプロセスレシピを実行して基板を処理する主制御部と、主制御部から送信される装置データを収集する制御部と、を備える構成であって、制御部は、プロセスレシピの実行中に、該装置データのうち、ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときに、配管圧力に対する飽和温度を算出し、飽和温度と配管温度との差分を外れ値として計算し、ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値を抽出し、所定の期間内における、蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値の個数である外れ個数と、外れ値の最大値である最大外れ値と、を主制御部に出力するように構成されている、
技術が提供される。According to one aspect of the present disclosure
A configuration including a main control unit that executes a process recipe including at least a procedure for supplying gas and a procedure for purging gas to process a substrate, and a control unit that collects device data transmitted from the main control unit. Therefore, during the execution of the process recipe, the control unit collects the pipe temperature and the pipe pressure for the part to be monitored in the pipe that becomes the gas flow path in the device data, and determines the pipe temperature or the pipe pressure. When any of the values changes, the saturation temperature with respect to the pipe pressure is calculated, the difference between the saturation temperature and the pipe temperature is calculated as an outlier, and the liquefaction region of the vapor pressure curve determined according to the gas raw material. The main control unit extracts the deviation values corresponding to the above, and determines the number of deviations corresponding to the liquefaction region of the vapor pressure curve and the maximum deviation value which is the maximum value of the deviation values within a predetermined period. Is configured to output to,
Technology is provided.
本開示に係る技術によれば、配管内におけるガスの液化を迅速かつ的確に察知して、ガスの液化に起因するトラブル発生を未然に回避することが可能になる。 According to the technique according to the present disclosure, it is possible to quickly and accurately detect the liquefaction of gas in the pipe and avoid the occurrence of troubles due to the liquefaction of gas.
<一実施形態>
以下、本開示の一実施形態について図1から図12を参照しながら説明する。<One Embodiment>
Hereinafter, one embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 12.
(1)基板処理装置の構成
まず、一実施形態に係る基板処理装置の構成例について、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。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。(1) Configuration of Substrate Processing Device First, a configuration example of the substrate processing device according to the embodiment will be described with reference to the drawings. However, in the following description, the same components may be designated by the same reference numerals and repeated description may be omitted. In addition, in order to clarify the explanation, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual embodiment, but this is just an example, and the interpretation of the present invention is used. It is not limited.
(基板処理装置の概要)
図1および図2に示すように、本開示が適用される基板処理装置(以後、単に装置ともいう)1は筐体2を備え、該筐体2の正面壁3の下部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部4が開設され、該開口部4は正面メンテナンス扉5によって開閉される。(Outline of board processing equipment)
As shown in FIGS. 1 and 2, the substrate processing apparatus (hereinafter, also simply referred to as an apparatus) 1 to which the present disclosure is applied includes a
筐体2の正面壁3にはポッド搬入搬出口6が筐体2の内外を連通する様に開設されており、ポッド搬入搬出口6はフロントシャッタ7によって開閉され、ポッド搬入搬出口6の正面前方側にはロードポート8が設置されており、該ロードポート8は載置されたポッド9を位置合せする様に構成されている。該ポッド9は密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によってロードポート8上に搬入され、また、該ロードポート8上から搬出される様になっている。
A pod carry-in / carry-out
筐体2内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚11が設置されており、該回転式ポッド棚11は複数個のポッド9を格納する様に構成されている。回転式ポッド棚11は垂直に立設されて間欠回転される支柱12と、該支柱12に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板13とを備えており、該棚板13は前記ポッド9を複数個宛載置した状態で格納する様に構成されている。回転式ポッド棚11の下方には、ポッドオープナ14が設けられ、該ポッドオープナ14はポッド9を載置し、又該ポッド9の蓋を開閉可能な構成を有している。
A
ロードポート8と回転式ポッド棚11、ポッドオープナ14との間には、ポッド搬送機構15が設置されており、該ポッド搬送機構15は、ポッド9を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、ロードポート8、回転式ポッド棚11、ポッドオープナ14との間でポッド9を搬送する様に構成されている。
A
筐体2内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体16が後端に亘って設けられている。該サブ筐体16の正面壁17にはウエハ(以後、基板ともいう)18をサブ筐体16内に対して搬入搬出する為のウエハ搬入搬出口19が一対、垂直方向に上下2段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口19に対してポッドオープナ14がそれぞれ設けられている。
A
ポッドオープナ14はポッド9を載置する載置台21と、ポッド9の蓋を開閉する開閉機構22とを備えている。ポッドオープナ14は載置台21に載置されたポッド9の蓋を開閉機構22によって開閉することにより、ポッド9のウエハ出入口を開閉する様に構成されている。
The
サブ筐体16はポッド搬送機構15や回転式ポッド棚11が配設されている空間(ポッド搬送空間)から気密となっている移載室23を構成している。該移載室23の前側領域にはウエハ移載機構24が設置されており、該基板移載機構24は、基板18を載置する所要枚数(図示では5枚)のウエハ載置プレート25を具備し、該ウエハ載置プレート25は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。基板移載機構24はボート26に対して基板18を装填および払出しする様に構成されている。
The
移載室23の後側領域には、ボート26を収容して待機させる待機部27が構成され、該待機部27の上方には縦型の処理炉28が設けられている。該処理炉28は内部に処理室(反応室)29を形成し、該処理室29の下端部は炉口部となっており、該炉口部は炉口シャッタ31により開閉される様になっている。
In the rear region of the
筐体2の右側端部とサブ筐体16の待機部27の右側端部との間にはボート26を昇降させる為の昇降機構としてのボートエレベータ32が設置されている。該ボートエレベータ32の昇降台に連結されたアーム33には蓋体としてのシールキャップ34が水平に取付けられており、該蓋体34はボート26を垂直に支持し、該ボート26を処理室29に装入した状態で炉口部を気密に閉塞可能となっている。
A
ボート26は、複数枚(例えば、50枚〜125枚程度)の基板18をその中心に揃えて水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。
The
ボートエレベータ32側と対向した位置にはクリーンユニット35が配設され、該クリーンユニット35は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア36を供給する様供給ファンおよび防塵フィルタで構成されている。
A
次に、基板処理装置1の作動について説明する。
ポッド9がロードポート8に供給されると、ポッド搬入搬出口6がフロントシャッタ7によって開放される。ロードポート8上のポッド9はポッド搬送装置15によって筐体2の内部へポッド搬入搬出口6を通して搬入され、回転式ポッド棚11の指定された棚板13へ載置される。ポッド9は回転式ポッド棚11で一時的に保管された後、ポッド搬送装置15により棚板13からいずれか一方のポッドオープナ14に搬送されて載置台21に移載されるか、若しくはロードポート8から直接載置台21に移載される。Next, the operation of the
When the pod 9 is supplied to the load port 8, the pod carry-in / carry-out
この際、ウエハ搬入搬出口19は開閉機構22によって閉じられ、移載室23はクリーンエア36が流通され、充満している。移載室23にはクリーンエア36として窒素ガスが充満されるため、移載室23の酸素濃度は、筐体2の内部の酸素濃度よりも低い。
At this time, the wafer loading /
載置台21に載置されたポッド9はその開口側端面がサブ筐体16の正面壁17に於けるウエハ搬入搬出口19の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が開閉機構22によって取外され、ウエハ出入口が開放される。
The opening side end face of the pod 9 mounted on the mounting table 21 is pressed against the opening edge of the wafer loading /
ポッド9がポッドオープナ14によって開放されると、基板18はポッド9から基板移載機構24によって取出され、ノッチ合せ装置(図示せず)に移送され、該ノッチ合せ装置にて基板18を整合した後、基板移載機構24は基板18を移載室23の後方にある待機部27へ搬入し、ボート26に装填(チャージング)する。
When the pod 9 was opened by the
ボート26に基板18を受渡した基板移載機構24はポッド9に戻り、次の基板18をボート26に装填する。一方(上端又は下段)のポッドオープナ14に於ける基板移載機構24により基板18のボート26への装填作業中に、他方(下段又は上段)のポッドオープナ14には回転式ポッド棚11から別のポッド9がポッド搬送装置15によって搬送されて移載され、他方のポッドオープナ14によるポッド9の開放作業が同時進行される。
The
予め指定された枚数の基板18がボート26に装填されると炉口シャッタ31によって閉じられていた処理炉28の炉口部が炉口シャッタ31によって開放される。続いて、ボート26はボートエレベータ32によって上昇され、処理室29に搬入(ローディング)される。
When a predetermined number of
ローディング後は、シールキャップ34によって炉口部が気密に閉塞される。なお、本実施の形態において、このタイミングで(ローディング後)、処理室29が不活性ガスに置換されるパージ工程(プリパージ工程)を有する。
After loading, the
処理室29が所望の圧力(真空度)となる様に、真空ポンプなどのガス排気機構(図示せず)によって真空排気される。また、処理室29が所望の温度分布となる様にヒータ駆動部(図示せず)によって所定温度迄加熱される。また、ガス供給機構(図示せず)により、所定の流量に制御された処理ガスが供給され、処理ガスが処理室29を流通する過程で、基板18の表面と接触し、基板18の表面上に所定の処理が実施される。更に、反応後の処理ガスは、ガス排気機構により処理室29から排気される。
The
予め設定された処理時間が経過すると、ガス供給機構により不活性ガス供給源(図示せず)から不活性ガスが供給され、処理室29が不活性ガスに置換されると共に、処理室29の圧力が常圧に復帰される(アフターパージ工程)。そして、ボートエレベータ32によりシールキャップ34を介してボート26が降下される。
When the preset processing time elapses, the gas supply mechanism supplies the inert gas from the inert gas supply source (not shown), the
処理後の基板18の搬出については、上記説明と逆の手順で、基板18およびポッド9は筐体2の外部へ払出される。未処理の基板18が、更に前記ボート26に装填され、基板18の処理が繰返される。
Regarding the removal of the
(制御システムの機能構成)
図3に示すように、制御システム200は、主制御部としての主コントローラ201と、搬送制御部としての搬送系コントローラ211と、処理制御部としてのプロセス系コントローラ212と、データ監視を行う制御部としての装置管理コントローラ215と、を備えている。装置管理コントローラ215は、装置データDDの監視により、装置1の状態を監視する機能を有している。本実施形態では、制御システム200は、装置1内に収容されている。(Functional configuration of control system)
As shown in FIG. 3, the
ここで、装置データDDとは、装置1が基板18を処理するときの処理温度、処理圧力、処理ガスの流量など基板処理に関するデータ(以後、制御パラメータともいう)や、製造した製品基板の品質(例えば、成膜した膜厚、および該膜厚の累積値など)に関するデータや、装置1の構成部品(石英反応管、ヒータ、バルブ、マスフローコントローラ(以後、MFCと略す)等)に関する部品データ(例えば、設定値、実測値)など、基板処理装置1が基板18を処理する際に各構成部品を動作させることにより発生するデータである。
Here, the device data DD refers to data related to board processing (hereinafter, also referred to as a control parameter) such as the processing temperature, processing pressure, and flow rate of the processing gas when the
なお、レシピ実行中に収集されるデータは、プロセスデータと称することがある。例えば、レシピ開始から終了までの特定間隔(例えば、1秒など)データとしての生波形データやレシピ内の各ステップの統計量データ等のプロセスデータも装置データDDに含む。統計量データには、最大値、最小値、平均値等が含まれる。また、レシピが実行されていない時(例えば、装置に基板が投入されていないアイドル時)の色々な装置イベントを示すイベントデータ(例えば、メンテナンス履歴を示すデータ)も装置データDDに含まれる。 The data collected during recipe execution may be referred to as process data. For example, the device data DD also includes process data such as raw waveform data as specific interval (for example, 1 second) data from the start to the end of the recipe and statistic data of each step in the recipe. The statistic data includes a maximum value, a minimum value, an average value, and the like. In addition, event data (for example, data indicating maintenance history) indicating various device events when the recipe is not executed (for example, when the substrate is not inserted in the device is idle) is also included in the device data DD.
主コントローラ201は、搬送系コントローラ211およびプロセス系コントローラ212と電気的に接続されているため、各装置データDDの送受信や各ファイルのダウンロードおよびアップロード等が可能な構成となっている。
Since the
主コントローラ201には、外部記憶装置としての記録媒体(例えばUSBキー等)が挿脱されるポートが設けられている。主コントローラ201には、このポートに対応するOSがインストールされている。また、主コントローラ201には、外部の上位コンピュータ300や管理装置310が、通信ネットワークLAN2を介して接続される。このため、基板処理装置1がクリーンルーム内に設置されている場合であっても、上位コンピュータ300や管理装置310がクリーンルーム外の事務所等に配置されることが可能である。
The
装置管理コントローラ215は、主コントローラ201とLAN回線で接続され、少なくとも主コントローラ201から装置データDDを収集するように構成されている。なお、装置管理コントローラ215については、後で詳しく説明する。
The
搬送系コントローラ211は、主に回転式ポッド棚11、ボートエレベータ32、ポッド搬送装置15、基板移載機構24、ボート26および回転機構(図示せず)により構成される基板搬送系211Aに接続されている。搬送系コントローラ211は、回転式ポッド棚11、ボートエレベータ32、ポッド搬送装置15、基板移載機構24、ボート26および回転機構(図示せず)の搬送動作をそれぞれ制御するように構成されている。特に、搬送系コントローラ211は、ボートエレベータ32、ポッド搬送装置15、基板移載機構24の搬送動作をそれぞれ制御するように構成されている。
The
プロセス系コントローラ212は、温度コントローラ212a、圧力コントローラ212b、ガス流量コントローラ212c、シーケンサ212dを備えている。これら温度コントローラ212a、圧力コントローラ212b、ガス流量コントローラ212c、シーケンサ212dは、サブコントローラを構成し、プロセス系コントローラ212と電気的に接続されているため、各装置データDDの送受信や各ファイルのダウンロードおよびアップロード等が可能となっている。なお、プロセス系コントローラ212とサブコントローラは、別体で図示されているが、一体構成でも構わない。
The
温度コントローラ212aには、主にヒータおよび温度センサ等により構成される加熱機構212Aが接続されている。温度コントローラ212aは、処理炉28のヒータの温度を制御することで処理炉28内の温度を調節するように構成されている。なお、温度コントローラ212aは、サイリスタのスイッチング(オンオフ)制御を行い、ヒータ素線に供給する電力を制御するように構成されている。
圧力コントローラ212bには、主に圧力センサ、圧力バルブとしてのAPCバルブおよび真空ポンプにより構成されるガス排気機構212Bが接続されている。圧力コントローラ212bは、圧力センサにより検知された圧力値に基づいて、処理室29の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、APCバルブの開度および真空ポンプのスイッチング(オンオフ)を制御するように構成されている。
ガス流量コントローラ212cは、流量制御器としてMFCにより構成される。
シーケンサ212dは、処理ガス供給管やパージガス供給管からのガスの供給や停止を、バルブ212Dを開閉させることにより制御するように構成されている。A
A
The gas
The
このような構成のプロセス系コントローラ212は、処理室29に供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるように、MFC212c、バルブ212Dを制御するように構成されている。
The
なお、本実施形態にかかる主コントローラ201、搬送系コントローラ211、プロセス系コントローラ212、装置管理コントローラ215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(USBキーなど)から当該プログラムをインストールすることにより、所定の処理を実行する各コントローラを構成することができる。
The
(主コントローラの構成)
次に、主制御部としての主コントローラ201の構成を、図4を参照しながら説明する。
主コントローラ201は、主コント制御部220、主コント記憶部としてのハードディスク222、各種情報を表示する表示部と、操作者からの各種指示を受け付ける入力部と、を含む操作表示部227、装置1内外と通信する主コント通信部としての送受信モジュール228とを含むように構成される。主コント制御部220は、処理部としてのCPU(中央処理装置)224や、一時記憶部としてのメモリ(RAM、ROM等)226を含み、時計機能(図示せず)を備えたコンピュータとして構成されている。(Main controller configuration)
Next, the configuration of the
The
ハードディスク222には、基板の処理条件および処理手順が定義されたレシピ等の各レシピファイル、これら各レシピファイルを実行させるための制御プログラムファイル、レシピを実行するためのパラメータが定義されたパラメータファイル、また、エラー処理プログラムファイルおよびエラー処理のパラメータファイルの他、プロセスパラメータを入力する入力画面を含む各種画面ファイル、各種アイコンファイル等(いずれも図示せず)が格納されている。
On the
また、操作表示部227の操作画面には、図3に示す、基板搬送系211Aや基板処理系(加熱機構212A、ガス排気機構212Bおよびガス供給系212C)への動作指示を入力したりする入力部としての各操作ボタンを設けることも可能である。
Further, on the operation screen of the
操作表示部227には、装置1を操作するための操作画面が表示されるように構成されている。操作表示部227は、操作画面を介して基板処理装置1内で生成される装置データDDに基づいた情報を操作画面に表示する。操作表示部227の操作画面は、例えば液晶を用いたタッチパネルである。操作表示部227は、操作画面からの作業者の入力データ(入力指示)を受け付け、入力データを主コントローラ201に送信する。また、操作表示部227は、メモリ(RAM)226等に展開されたレシピ、若しくはハードディスク222に格納された複数のレシピのうち任意の基板処理レシピ(以後、プロセスレシピともいう)を実行させる指示(制御指示)を受け付け、主コント制御部220に送信する。
The
主コント通信部228には、スイッチングハブ等が接続されており、主コントローラ201が、ネットワークを介して、外部のコンピュータ300や装置1内の他のコントローラ(211、212、215)等と、データの送信および受信を行うように構成されている。
A switching hub or the like is connected to the main controller communication unit 228, and the
また、主コントローラ201は、図示しないネットワークを介して外部の上位コンピュータ300、例えば、ホストコンピュータに対して装置1の状態など装置データDDを送信する。なお、装置1の基板処理動作は、主コント記憶部222に記憶されている各レシピファイル、各パラメータファイル等に基づいて、制御システム200により制御される。
Further, the
なお、装置管理コントローラ215のハードウエア構成は、上述の主コントローラ201と同様な構成である。また、装置管理コントローラ215は、主コントローラ201と同様に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。
The hardware configuration of the
(装置管理コントローラの構成)
次に、制御部としての装置管理コントローラ215の構成を、図5および図6を参照しながら説明する。(Device management controller configuration)
Next, the configuration of the
装置管理コントローラ215は、主コントローラ201とLAN回線で接続され、主コントローラ201から装置データDDを収集し、蓄積した装置データDDを加工しグラフ化して、操作表示部227に表示することが可能である。また、装置管理コントローラ215は、装置状態監視機能を有し、装置1内外から収集した装置データDDを利用して、装置1の稼働状態を診断し、その診断結果を出力するように構成されている。
The
図5に示すように、装置管理コントローラ215は、主コントローラ201との間で装置データDDの送受信を行う通信部215a、画面表示部215b、画面表示制御部215c、各種データを記憶する記憶部215d、および、装置状態監視部215eを備えている。
As shown in FIG. 5, the
画面表示部215bは、装置管理コントローラ215の機能を表示するように構成されている。また、画面表示部215bの代わりに、主コントローラ201の操作表示部227を用いて表示するよう構成してもよく、あるいは、操作端末等で代替してもよい。
The
画面表示制御部215cは、各種データ(例えば装置データDD)を画面表示用のデータに加工して、画面表示部215bまたは操作表示部227に表示させるよう制御する。なお、本実施形態では、画面表示部215bではなく、操作表示部227に表示させるよう構成されている。
The screen
記憶部215dは、プロセスレシピが実行されている間、主コントローラ201からあらゆる装置データDDが蓄積され、かつ、プロセスレシピが実行されていない間もイベントデータ等の装置データDDが蓄積され、装置1のデータベースとして機能する。また、装置管理コントローラ215で実行される各種プログラムが記憶部215dに格納されており、例えば、装置管理コントローラ215の起動とともに装置状態監視プログラムやデータ解析プログラム等が実行される。なお、該プログラムに利用される監視コンテンツないし診断条件定義データも、記憶部215dに格納してもよい。
The
装置状態監視部215eは、装置状態監視プログラムをメモリ(例えば記憶部215d)内に有し、装置状態監視機能を実行する。図6に示すように、装置状態監視部215eは、条件判定部311、蓄積部313、検索部314および診断部315を備えている。
The device
条件判定部311は、診断部315が処理を行うべきタイミングとなったか否かを判定する制御を行う。具体的には、条件判定部311は、所定の条件を満足したときに、診断部315が処理を行うべきタイミングになったと判定する。所定の条件については、詳細を後述する。
The
蓄積部313は、通信部215aを介して供給されるあらゆる装置データDDを、記憶部215dへ蓄積する制御を行う。記憶部215dに蓄積させる装置データDDには、少なくとも、詳細を後述する監視対象の部位についての配管温度および配管圧力のデータが含まれている。また、蓄積部313は、診断部315が生成する各種データ(例えば詳細を後述する外れ値等)を、記憶部215dへ蓄積する制御を行う。
The
検索部314は、記憶部215dに格納された種々の装置データDDの内、診断部315での処理対象となる装置データDD(特に、配管温度および配管圧力のデータ)を検索し、診断部315へ供給する制御を行う。また、検索部314は、必要に応じて診断部315が生成した各種データ(例えば詳細を後述する外れ値等)を検索し、診断部315へ供給する制御を行う。
The
診断部315は、条件判定部311から処理を行うべき旨が通知されると、診断を開始する。そして、診断部315は、診断の結果である診断データを、通信部215aを介して主コントローラ201へ通知する。
The
具体的には、主コントローラ201へ通知する診断データを生成するために、診断部315は、検索部314から処理対象の装置データDDとして配管温度および配管圧力のデータを受け取り、その配管圧力に基づき飽和温度を算出して、受け取った配管温度と算出した飽和温度との差分を外れ値として計算するように構成されている。そして、診断部315は、計算した外れ値を記憶部215dに蓄積させつつ、所定の期間内における外れ値の最大値を最大外れ値として取得するとともに、その所定の期間内で蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値の個数を外れ個数として取得するように構成されている。これら最大外れ値および外れ個数は、ソフトセンサ値として出力されて主コントローラ201に通知される。
Specifically, in order to generate the diagnostic data to be notified to the
また、診断部315は、最大外れ値および外れ個数を取得し、これらのうち少なくとも一つを所定の閾値と比較して、閾値を超えた場合にアラームを発生させて主コントローラ201に通知するように構成してもよい。
Further, the
ここで、縦軸を温度、横軸を圧力で示される蒸気圧曲線は、気化されたガスの原料により予め決められている曲線である。この曲線の左側が液化領域であり、曲線の右側が気化領域である。本明細書では、この蒸気圧曲線上にある温度や圧力は、それぞれ飽和温度、飽和圧力と称し、本実施形態における飽和温度は、圧力(本実施形態では配管圧力)により決定される温度と定義する。 Here, the vapor pressure curve in which the vertical axis represents temperature and the horizontal axis represents pressure is a curve predetermined by the raw material of the vaporized gas. The left side of this curve is the liquefaction region, and the right side of the curve is the vaporization region. In the present specification, the temperature and pressure on this vapor pressure curve are referred to as saturation temperature and saturation pressure, respectively, and the saturation temperature in this embodiment is defined as a temperature determined by pressure (pipe pressure in this embodiment). do.
(2)基板処理方法の手順
次に、所定の処理工程を有する基板処理方法について説明する。ここで、所定の処理工程は、半導体デバイスの製造工程の一工程である基板処理工程(ここでは成膜工程)である。(2) Procedure of Substrate Processing Method Next, a substrate processing method having a predetermined processing step will be described. Here, the predetermined processing step is a substrate processing step (here, a film forming step) which is one step of a semiconductor device manufacturing process.
基板処理工程の実施にあたって、まず、プロセスレシピが、プロセス系コントローラ212内のRAM等のメモリに展開される。そして、主コントローラ201からプロセス系コントローラ212や搬送系コントローラ211へ動作指示が与えられる。また、基板処理工程は、搬入工程と、成膜工程と、搬出工程と、を少なくとも有する。
In carrying out the substrate processing process, first, the process recipe is expanded into a memory such as RAM in the
(移載工程)
主コントローラ201からは、搬送系コントローラ211に対して、基板移載機構24の駆動指示が発せられる。そして、搬送系コントローラ211からの指示に従いつつ、基板移載機構24は載置台としての授受ステージ21上のポッド9からボート26への基板18の移載処理を開始する。この移載処理は、予定された全ての基板18のボート26への装填(ウエハチャージ)が完了するまで行われる。(Transfer process)
The
(搬入工程)
所定枚数の基板18がボート26に装填されると、ボート26は、搬送系コントローラ211からの指示に従って動作するボートエレベータ32によって上昇されて、処理炉28内に形成される処理室29に装入(ボートロード)される。ボート26が完全に装入されると、ボートエレベータ32のシールキャップ34は、処理炉28のマニホールドの下端を気密に閉塞する。(Bring-in process)
When a predetermined number of
(成膜工程)
次に、処理室29は、圧力制御部212bからの指示に従いつつ、所定の成膜圧力(真空度)となるように、真空ポンプなどの真空排気装置によって真空排気される。また処理室29は、温度制御部212aからの指示に従いつつ、所定の温度となるようにヒータによって加熱される。続いて、搬送系コントローラ211からの指示に従いつつ、回転機構によるボート26および基板18の回転を開始する。そして、所定の圧力、所定の温度に維持された状態で、ボート26に保持された複数枚の基板18に所定のガス(例えば、液体原料を気化させた原料ガス)を供給して、基板18に所定の処理(例えば成膜処理)がなされる。なお、次の搬出工程前に、処理温度(所定の温度)から温度を降下させる場合がある。(Film formation process)
Next, the
(搬出工程)
ボート26に載置された基板18に対する成膜工程が完了すると、搬送系コントローラ211からの指示に従いつつ、その後、回転機構によるボート26および基板18の回転を停止させ、ボートエレベータ32によりシールキャップ34を下降させてマニホールドの下端を開口させるとともに、処理済の基板18を保持したボート26を処理炉28の外部に搬出(ボートアンロード)する。(Delivery process)
When the film forming process on the
(回収工程)
そして、処理済の基板18を保持したボート26は、クリーンユニット35から吹出されるクリーンエア36によって極めて効果的に冷却される。そして、例えば150℃以下に冷却されると、ボート26から処理済の基板18を脱装(ウエハディスチャージ)してポッド9に移載した後に、新たな未処理基板18のボート26への移載が行われる。(Recovery process)
Then, the
(3)装置状態の監視処理
次に、基板処理工程を実施する過程で装置管理コントローラ215が行う装置状態の監視処理について説明する。(3) Device status monitoring process Next, the device status monitoring process performed by the
(監視処理の概要)
成膜工程においては、図7に示すように、プロセス系コントローラ212がバルブ212Dを開状態にすると、所定種類のガスがMFC212cによって流量調整された状態で、そのガスの流路となる配管212Eを通じて、基板18が搬入された処理室(反応室)29に供給される。供給されるガスとしては、例えば、液体原料を気化させた原料ガスである第一元素含有ガスがある。ただし、その他にも、例えば、反応ガスまたは改質ガスである第二元素含有ガス、パージガスとして作用する不活性ガス等が、反応室29に供給され得る。(Overview of monitoring process)
In the film forming process, as shown in FIG. 7, when the
監視対象となる部位としての配管212Eには、予め監視対象となる部位における装置データの変動を検出する検出器が設定されており、図7では、監視対象に設定された部位(配管212E)に温度センサTG1および圧力センサPG1が配されている。なお、監視対象の部位として複数箇所が設定されている場合には、それぞれに温度センサTG1および圧力センサPG1が配置される。監視対象の部位は、バルブ212Dの上流側または下流側のいずれであってもよい。したがって、監視対象の部位の前後(すなわち、前側または後側の少なくとも一方)には、バルブ212Dが位置することになる。
A detector that detects fluctuations in device data in the part to be monitored is set in advance in the
温度センサTG1は、配管212E内を流れるガスの温度の実測値を監視対象の部位についての配管温度として検出するように構成されている。圧力センサPG1は、配管212E内におけるガスの圧力の実測値を監視対象の部位についての配管圧力として検出するように構成されている。したがって、監視対象の部位においては、同一のガスについての配管温度および配管圧力を同一タイミングで検出することが可能となる。温度センサTG1による検出結果である配管温度および圧力センサPG1による検出結果である配管圧力は、装置データDDとして主コントローラ201に出力される。
The temperature sensor TG1 is configured to detect the measured value of the temperature of the gas flowing in the
ところで、配管212E内を流れる原料ガスとして、HCD(ヘキサクロロジシラン)等の液体材料を加熱して気化させたガスを、反応室29へと送り込むことがある。その場合に、例えば、配管212E内が加圧状態になると、この気化させたガスの温度が該ガスの原料(HCD)により決められている蒸気圧曲線の液化状態側に遷移して、この気化させたガスが再液化してしまう可能性がある。この液化したガスが反応室29に送り込まれ基板18上に付着すると、ボール状のパーティクルを形成してしまうことが知られている。つまり、気化させたガスが再び液化してしまうと、パーティクル発生による成膜異常や装置停止等のトラブルを招くおそれがある。
By the way, as the raw material gas flowing in the
このようなガスの液化に起因するトラブル発生を未然に回避するためには、配管212E内におけるガスの液化状態を迅速かつ的確に察知することが重要である。ガスの液化状態を迅速かつ的確に察知できれば、ガスの液化に起因する装置異常状態について早めに対処することが可能となり、その結果として、成膜異常や装置停止等のトラブル発生による保守の負担を軽減させることが可能となる。
In order to avoid the occurrence of troubles caused by such gas liquefaction, it is important to quickly and accurately detect the gas liquefaction state in the
本実施形態においては、配管212Eに配置された温度センサTG1および圧力センサPG1からの装置データDD(すなわち、監視対象の部位についての配管温度および配管圧力)を用いつつ、装置管理コントローラ215が以下に説明する処理を行う。
In the present embodiment, the
(ソフトセンサ値の算出処理)
装置管理コントローラ215は、図8に示すように、ソフトセンサ値を算出する処理を行う。まず、ソフトセンサ値としての最大外れ値TOutおよび外れ個数FCountについて、診断部315がそれぞれを初期値としての「0」に設定する(S101)。(Calculation processing of soft sensor value)
As shown in FIG. 8, the
その一方で、装置管理コントローラ215では、プロセスレシピの実行中に通信部215aを介して主コントローラ201から供給される装置データDDを、蓄積部313が記憶部215dに蓄積させる。記憶部215dが蓄積する装置データDDには、温度センサTG1の検出結果である配管温度および圧力センサPG1の検出結果である配管圧力が含まれる。装置管理コントローラ215による配管温度および配管圧力の収集は、所定の周期(例えば0.1秒毎)で行う。
On the other hand, in the
そして、装置管理コントローラ215では、収集される配管温度および配管圧力について、条件判定部311が監視を行う。監視対象となるのは、配管212E(複数の部位が設定されている場合はそれぞれの部位毎)の配管温度および配管圧力である。監視タイミングは、配管212Eの前後に設けられるバルブ212Dが開状態となった後の一定期間である。条件判定部311は、バルブ212Dが開状態であり、かつ、開状態となった後の一定期間で配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときに、収集条件を満足したと判定する(S102)。条件判定部311は、監視対象となる配管温度および配管圧力に変化がなければ(変化がないと判定すると)、次の周期まで待つ(S103)。
Then, in the
S102において収集条件を満足したと条件判定部311が判定したら、装置管理コントローラ215では、診断部315が(S104)以下に説明する演算処理を行う。
When the
(S104)診断部315は、まず、収集条件を満足した、すなわち配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときの、配管212Eを流れるガスの飽和温度TTHを算出する。(S104) First, the
温度と蒸気圧との関係は、以下のアントワン式によって規定される。 The relationship between temperature and vapor pressure is defined by the following Antoine equation.
ここで、A,B,Cは物質毎に決まる定数(アントワン定数)、Pは蒸気圧、Tは温度である。 Here, A, B, and C are constants (Antoine constants) determined for each substance, P is vapor pressure, and T is temperature.
本実施形態においては、下記の観点で、上記の式を変形して使用する。
(1)指数計算の処理コストを低減するため、入力を圧力とし、飽和温度求める。
(2)圧力は、理論値との乖離調整や絶対圧・蒸気圧変換のためのゲタを履かせる必要があるため、調整用の定数Dを用意する。
このような観点に基づく変形によって、下記のような飽和温度TTHを導出する式が得られる。In the present embodiment, the above equation is modified and used from the following viewpoints.
(1) In order to reduce the processing cost of exponential calculation, the input is pressure and the saturation temperature is obtained.
(2) Since it is necessary to put on a geta for adjusting the deviation from the theoretical value and converting the absolute pressure / vapor pressure, the constant D for adjustment is prepared.
By the deformation based on such a viewpoint, the following equation for deriving the saturation temperature T TH can be obtained.
ここで、TTHは飽和温度、A,Bはアントワン定数、Cはアントワン定数と温度の調整値の和、Dは圧力の調整値、Pは監視対象の部位の配管圧力である。Here, T TH is the saturation temperature, A and B are the Antoine constants, C is the sum of the Antoine constants and the temperature adjustment values, D is the pressure adjustment value, and P is the piping pressure of the part to be monitored.
つまり、診断部315は、配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときに、そのときの配管圧力に基づき、上記の式を用いて監視対象の部位を流れるガスの飽和温度TTHを算出する。That is, when the value of either the pipe temperature or the pipe pressure changes, the
飽和温度TTHを算出したら、続いて、診断部315は、算出した飽和温度TTHと、配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したとき配管温度との差分を、飽和温度TTHからの外れ値TDiffとして計算する。After calculating the saturation temperature T TH , the
診断部315は、その外れ値TDiffがマイナスであるか否か、すなわち外れ値TDiffがガスの液化条件に合致するものであるか否かを判断する(S105)。具体的には、取得した外れ値TDiffが蒸気圧曲線(図9)における液化領域に該当するか否かを判断する。そして、液化領域に該当する外れ値TDiffについては、液化条件に合致していると判断する。なお、液化条件に合致していなければ、監視対象となる配管温度および配管圧力を、次の周期まで待つ(S103)。The
(S106)取得した外れ値TDiffが液化条件に合致していると、診断部315は、蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値TDiffの個数の計数結果である外れ個数FCountについて、「+1」の加算を行う。診断部315は、蒸気圧曲線の液化側に変化のあった配管温度を抽出し、カウントする。(S106) When the acquired outlier T Diff matches the liquefaction condition, the
また、診断部315は、取得した外れ値TDiffが設定済の最大外れ値TOutよりも大きいか否か、すなわち最大外れ値TOutを超える外れが生じているか否かを判断する(S107)。そして、最大外れ値TOutを超えていれば、その最大外れ値TOutを取得した外れ値TDiffで更新する(S108)。つまり、取得した外れ値TDiffの最大値を最大外れ値TOutとする。なお、最大外れ値TOutを超えていなければ、監視対象となる配管温度および配管圧力を、次の周期まで待つ(S103)。Further, the
以上のような演算処理を、診断部315は、バルブ212Dが開状態となった後の一定期間(すなわち、所定の期間)が経過するまで(S109)、各周期で得た配管温度および配管圧力毎に(S110)、繰り返し行う。
The
そして、バルブ212Dの開状態後の一定期間(所定の期間)が経過したら、診断部315は、その所定の期間内における、蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値TDiff(すなわち、該蒸気圧曲線によって規定される液化条件に合致する外れ値TDiff)の個数である外れ個数FCountと、外れ値TDiffの最大値である最大外れ値TOutとを、ソフトセンサ値として出力する(S111)。ソフトセンサ値の出力先は、主コントローラ201である。Then, after a certain period (predetermined period) elapses after the
ここで、具体的な監視例を図9に示す。図9に示す監視例では、所定の期間内に取得した複数の外れ値TDiffのうち(図中における黒丸印参照)、3回分の外れ値TDiffが蒸気圧曲線の液化領域に突入している。これら3回分の外れ値TDiffは、所定圧力における蒸気圧曲線(飽和温度)からの差分が、それぞれ10℃、50℃、30℃となっている。このような場合に、診断部315は、最大外れ値TOut=50℃、外れ個数FCount=3として、ソフトセンサ値の出力を行う。Here, a specific monitoring example is shown in FIG. In the monitoring example shown in FIG. 9, out of a plurality of outliers T Diffs acquired within a predetermined period (see the black circles in the figure), three outliers T Diffs rush into the liquefied region of the vapor pressure curve. There is. The differences from the vapor pressure curve (saturation temperature) at a predetermined pressure are 10 ° C., 50 ° C., and 30 ° C., respectively, for the outliers T Diff for these three times. In such a case, the
(ソフトセンサ値の運用)
このように、最大外れ値TOutおよび外れ個数FCountをソフトセンサ値として出力すれば、そのソフトセンサ値について、以下に説明するように、目的に応じて使い分けて運用することが可能となる。(Operation of soft sensor value)
By outputting the maximum outlier T Out and the number of outliers F Count as soft sensor values in this way, the soft sensor values can be used properly according to the purpose as described below.
例えば、最大外れ値TOutによれば、蒸気圧曲線からの実測温度の離れ距離を指標として数値化しているため、突発的に液化したような状態の変化を捉えることが可能である。また、監視対象の部位を流れるガスは、瞬間的に理論的な液化状態となっても、実際には直ちにボールパーティクルとして現れないことが多い。そこで、外れ個数FCountについて、例えば、その累積値を管理指標とすることで、パーティクルとして現れる可能性が高い再液化の状況を捉えることが可能である。For example, according to the maximum outlier T Out , since the distance from the measured temperature from the vapor pressure curve is quantified as an index, it is possible to capture a change in a state as if it were suddenly liquefied. In addition, the gas flowing through the monitored portion often does not appear as ball particles immediately even if it is momentarily in a theoretical liquefied state. Therefore, for the number of outliers F Count , for example, by using the cumulative value as a management index, it is possible to grasp the state of reliquefaction that is likely to appear as particles.
また、例えば、液化領域に該当する外れ値TDiffが連続して発生した回数を外れ連続回数としてソフトセンサ値の一つに加えることができる。監視対象の装置データが連続して変化し、いずれの装置データの実測値と飽和温度Tthの差がマイナスになり、明らかに気化されたガスの再液化現象が起きている場合に、累積値の閾値よりも前であっても異常(配管温度の低下エラー)の発生を検知することができる。Further, for example, the number of consecutive outliers T Diff corresponding to the liquefied region can be added to one of the soft sensor values as the number of consecutive outliers. Cumulative value when the device data to be monitored changes continuously, the difference between the measured value of any device data and the saturation temperature T th becomes negative, and a reliquefaction phenomenon of the vaporized gas occurs. It is possible to detect the occurrence of an abnormality (an error in lowering the pipe temperature) even before the threshold value of.
(アントワン定数の選定)
ところで、ソフトセンサ値の出力に必要となる飽和温度TTHの算出は、上述したように、A,B,C,Dのパラメータ(定数)を用いる。これらのうち、少なくともA,B,Cは、物質による定数であり、成膜に用いる液体原料が異なる場合は原料に応じた値に変更する必要がある。また、A,B,C,Dについては、配管表面と配管内の温度差や圧力、ゲージ圧か絶対圧であるか等の条件の違いにより、必要に応じて修正を行わなければならないこともあり得る。(Selection of Antoine constant)
By the way, as described above, the parameters (constants) of A, B, C, and D are used for the calculation of the saturation temperature T TH required for the output of the soft sensor value. Of these, at least A, B, and C are constants depending on the substance, and when the liquid raw materials used for film formation are different, it is necessary to change the values according to the raw materials. In addition, A, B, C, and D may have to be corrected as necessary due to differences in conditions such as the temperature difference and pressure between the pipe surface and the pipe, and whether it is gauge pressure or absolute pressure. could be.
このことから、装置管理コントローラ215は、監視対象の部位を流れるガスの原料に応じて、少なくとも定数A,B,Cについて、好ましくは定数A,B,C,Dの全てについて、選定し得るように構成されている。また、装置管理コントローラ215は、監視対象の部位の設定箇所に応じて、定数A,B,C,Dを選定し得るものであってもよい。
From this, the
具体的には、定数A,B,C,Dについて、監視対象の部位毎に選定し得るようにする。これを実現するために、装置管理コントローラ215は、図10に示すように、アントワン定数管理テーブルと、監視対象の部位毎の条件設定テーブルと、を用意しておく。アントワン定数管理テーブルは、原料毎のアントワン定数値をテーブル形式で保持するもので、例えば、予め記憶部215dに記憶保持させておく。
Specifically, the constants A, B, C, and D can be selected for each part to be monitored. In order to realize this, the
そして、ソフトセンサ値の算出開始に際して、装置管理コントローラ215は、アントワン定数管理テーブルおよび監視対象の部位毎の条件設定テーブルを画面表示して、監視対象の部位毎に適用する定数A,B,C,Dをアントワン定数管理テーブルの中から選定させ、選定された定数A,B,C,Dを監視対象の部位毎の条件設定テーブルにおける該当箇所に設定する。このようにして設定されたテーブル上の条件を参照しつつ、装置管理コントローラ215は、ソフトセンサ値の算出を行うことになる。
Then, at the start of calculation of the soft sensor value, the
このようにすれば、監視対象の部位毎に、その部位を流れるガスの原料に応じて、定数A,B,C,Dを適切に選定することが可能となる。 In this way, the constants A, B, C, and D can be appropriately selected for each part to be monitored according to the raw material of the gas flowing through the part.
なお、ここでは、アントワン定数を例に挙げたが、温度補正自体または圧力補正自体を別の理論化学式に基づいて決定することができるようにしてもよい。 Although the Antoine constant is taken as an example here, the temperature correction itself or the pressure correction itself may be determined based on another theoretical chemical formula.
(監視アクション処理)
装置管理コントローラ215がソフトセンサ値を算出して出力すると、そのソフトセンサ値を利用して、以下に説明する監視アクション処理を行うことが可能となる。(Monitoring action processing)
When the
監視アクション処理としては、大別すると、アラーム通知処理と、自動メンテナンスレシピ実行処理と、がある。 The monitoring action processing is roughly divided into an alarm notification processing and an automatic maintenance recipe execution processing.
(アラーム通知処理)
装置管理コントローラ215は、ソフトセンサ値を算出すると、そのソフトセンサ値を構成する外れ個数FCountと最大外れ値TOutのうちのいずれか一つを所定の閾値と比較して、監視対象の部位となった配管内におけるガスの液化状態を判定する。そして、閾値を超えた場合、配管内のガスが液化しているおそれがあることから、アラームを発生させて、そのことを報知する。(Alarm notification processing)
When the
例えば、装置管理コントローラ215は、突発的に液化したような状態の変化を捉えることが可能な最大外れ値TOutを閾値管理し、閾値を超える最大外れ値TOutとなった場合に、配管内のガスが液化しているおそれがあると判定する。そして、装置管理コントローラ215は、主コントローラ201に対するアラーム発生を行う。これを受けて、主コントローラ201が操作表示部227を通じてアラーム出力を行うことで、操作者等は、装置1の状況確認を行うことができ、必要に応じてメンテナンスを行う等の所定のエラー処理を行うことが可能となる。なお、アラームの具体的な態様については、特に限定されるものではない。For example, if the
閾値管理は、外れ個数FCountについて行ってもよい。その場合には、例えば、外れ個数FCountの累積値を管理し、その累積値が閾値(一定量)を超えたら、アラーム出力を行うようにする、このようにすれば、パーティクルとして現れる可能性が高い再液化の状況に関して、適切に対応することが可能となる。Threshold management may be performed for the number of outliers F Count . In that case, for example, the cumulative value of the number of outliers F Count is managed, and when the cumulative value exceeds the threshold value (a certain amount), an alarm is output. In this way, it may appear as particles. It is possible to respond appropriately to the situation of high reliquefaction.
(自動メンテナンスレシピ実行処理)
装置管理コントローラ215から出力されるソフトセンサ値を受け取ると、主コントローラ201は、そのソフトセンサ値に含まれる外れ個数FCountを用いて、以下のような処理を行う。(Automatic maintenance recipe execution process)
Upon receiving the soft sensor value output from the
主コントローラ201では、例えば、図11および図12に示すようなアクション定義テーブルを予め記憶保持している。アクション定義テーブルは、監視対象の部位と、その部位についてのソフトセンサ値(特に外れ個数FCount)と、その部位に対して行うべきアクションを指定するレシピと、を互いにリンク(関連付け)させるものである。The
そして、装置管理コントローラ215から監視対象の部位毎の外れ個数FCountを含むソフトセンサ値を受け取ると、主コントローラ201は、アクション定義テーブルにおける外れ個数FCountの累積値に、通知された外れ個数FCountを加算する。累積値を更新したら、主コントローラ201は、その更新後の累積値を、アクション定義テーブルに登録された閾値と比較する。 Then, when the soft sensor value including the number of deviations F Count for each part to be monitored is received from the
図11に示す例では、累積値が998個だったところ、その状態で該当箇所につき新たに外れ個数FCountが3個である旨が通知されたので、その+3個分を加算して、累積値に3を加算して、外れ個数を1001個に更新した状態を表している。また、累積値が増えたことにより、アクション定義テーブルに登録された閾値である1000個を超えてしまった状態を表している。In the example shown in FIG. 11, when the cumulative value was 998, it was notified that the number of out-of-orders F Count was 3 for the corresponding part in that state. It represents a state in which 3 is added to the value and the number of deviations is updated to 1001. In addition, due to the increase in the cumulative value, it represents a state in which the threshold value of 1000 registered in the action definition table has been exceeded.
このように、ある監視対象の部位について、外れ個数FCountの累積値が閾値を上回ったときに、主コントローラ201は、現在実行中のプロセスレシピの終了後に、その部位に対して、アクション定義テーブルに登録されたメンテナンスレシピを実行させる。In this way, when the cumulative value of the number of outliers F Count exceeds the threshold value for a certain monitored part, the
具体的には、図12に示すように、例えば、監視対象の部位の一つであるタンク出口において、外れ個数FCountの累積値が閾値を上回ると、主コントローラ201は、その部位におけるガスの液化が検出されたと判定し、その場合に行うべきアクションを規定するメンテナンスレシピとして、アクション定義テーブルに登録されたクリーニングレシピを実行するように構成されている。そして、主コントローラ201は、クリーニングレシピの実行により、監視対象の部位の一つであるタンク出口に対して、例えば、N2ガス等の不活性ガスを流し、液化状態の原料(HCD等)を除去するように構成されている。なお、行うべきアクションを規定するメンテナンスレシピは、上述したようなクリーニングレシピに限定されるものではなく、予めアクション定義テーブルに登録されているものであれば、例えば部品(ポンプ)交換、保守レシピ実行等といったメンテナンス(他のアクション)を行わせるものであってもよい。Specifically, as shown in FIG. 12, for example, at the tank outlet, which is one of the parts to be monitored, when the cumulative value of the number of detached F Count exceeds the threshold value, the
このようなアクションを行えば、外れ個数FCountの累積値が閾値を超えた場合であっても、基板18にボールパーティクルを付着させないように、自動的にアクション定義テーブルに登録されたメンテナンスレシピを実行させることが可能となる。By performing such an action, even if the cumulative value of the number of outliers F Count exceeds the threshold value, the maintenance recipe automatically registered in the action definition table is automatically created so that the ball particles do not adhere to the
アクションを行った後、主コントローラ201は、そのアクションを行った部位についてのアクション定義テーブルの累積値をゼロリセットする。つまり、主コントローラ201は、メンテナンスレシピの実行後、アクション定義テーブルにおける該当の累積値を初期化する。これにより、再びガスが液化し得る状況になった場合であっても、これに適切に対応することが可能となる。
After performing the action, the
なお、ここでは、外れ個数FCountについての管理の具体例として累積値を利用する場合を説明したが、これに限定されることはなく、以下のような態様の管理を行ってもよい。例えば、上述したように累積値で管理するのではなく、1回でも外れ個数FCountが発生した場合に、アクション定義テーブルで規定されるアクションを実行するようにしてもよい。また、例えば、液化領域に該当する外れ値TDiffが連続して発生した回数を連続回数としてアクション定義テーブルに保持しておき、その連続回数の累積値のみが増加し続けた場合に、アクション定義テーブルで規定されるアクションを実行するようにしてもよい。Although the case where the cumulative value is used as a specific example of the management of the number of outliers F Count has been described here, the case is not limited to this, and the following modes of management may be performed. For example, instead of managing by the cumulative value as described above, when the number of outliers F Count occurs even once, the action specified in the action definition table may be executed. Further, for example, when the number of consecutive outliers T Diff corresponding to the liquefied region is stored in the action definition table as the continuous number and only the cumulative value of the continuous number continues to increase, the action definition You may want to perform the actions specified in the table.
また、外れ個数FCountの累積値が閾値(一定量)を超えるとメンテナンスレシピを実行させる場合を説明したが、例えば、主コントローラ201は、累積値が一定量を超えた場合に装置データDD(監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を含む)の装置管理コントローラ215への出力を行うようにしてもよい。Further, the case where the maintenance recipe is executed when the cumulative value of the number of deviations F Count exceeds the threshold value (constant amount) has been described. The output of (including the pipe temperature and the pipe pressure for the part to be monitored) to the
(4)本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果が得られる。(4) Effects of the present embodiment According to the present embodiment, one or more of the following effects can be obtained.
本実施形態によれば、ボールパーティクル等のパーティクルを発生させる要因である配管内の異常を定量的に表現し、その数値の急激な変化や累積値を監視することで、基板処理装置における目に見えない異常状態を検出することを可能にする。 According to this embodiment, an abnormality in a pipe, which is a factor for generating particles such as ball particles, is quantitatively expressed, and by monitoring a sudden change in the numerical value and a cumulative value, the eyes in the substrate processing apparatus are observed. Allows detection of invisible abnormal conditions.
そのため、配管内が液化することにより、反応室29内に液化した原料が流れ込むことによるパーティクルの発生を捉えることができ、パーティクルが多く付着した基板18を後工程に流出させてしまうのを未然に防ぐことができる。
Therefore, when the inside of the pipe is liquefied, it is possible to capture the generation of particles due to the liquefied raw material flowing into the
つまり、本実施形態によれば、配管内におけるガスの液化状態を迅速かつ的確に察知して、ガスの液化に起因するトラブル発生を未然に回避することが可能になる。 That is, according to the present embodiment, it is possible to quickly and accurately detect the liquefied state of the gas in the pipe and avoid the occurrence of troubles due to the liquefied gas.
<他の実施形態>
以上、本発明の一実施形態およびその変形例について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態または変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。<Other embodiments>
Although one embodiment of the present invention and its modifications have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments or modifications, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. ..
上述の実施形態または変形例では、主に、半導体製造工程で用いられる基板処理装置および半導体装置の製造方法について説明したが、本発明がこれらに限定されることはなく、例えば、液晶表示(LCD)装置のようなガラス基板を処理する基板処理装置およびその製造方法にも適用可能である。 In the above-described embodiment or modification, mainly the substrate processing apparatus used in the semiconductor manufacturing process and the manufacturing method of the semiconductor apparatus have been described, but the present invention is not limited thereto, and for example, a liquid crystal display (LCD). ) It is also applicable to a substrate processing apparatus for processing a glass substrate such as an apparatus and a method for manufacturing the same.
また、成膜工程については、液体原料を気化した状態で処理炉28内の処理室(反応室)29に供給して基板(ウエハ)18の面上への成膜を行うものであればよく、成膜する膜種が特に限定されることはない。
Further, as for the film forming step, it is sufficient that the liquid raw material is vaporized and supplied to the processing chamber (reaction chamber) 29 in the
また、成膜工程で行う成膜処理には、例えば、CVD(chemical vapordeposition)、PVD(Physical Vapor Deposition)、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理等を含む。 Further, the film forming process performed in the film forming step includes, for example, CVD (chemical vapor deposition), PVD (Physical Vapor Deposition), a process of forming an oxide film and a nitride film, a process of forming a film containing a metal, and the like.
また、上述の実施形態または変形例では、成膜処理を行う基板処理装置および半導体装置の製造方法について説明したが、本発明がこれらに限定されることはなく、例えば、他の基板処理装置(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装置等)にも適用できる。 Further, in the above-described embodiment or modification, a method for manufacturing a substrate processing apparatus and a semiconductor apparatus for performing a film forming process has been described, but the present invention is not limited thereto, and for example, another substrate processing apparatus ( It can also be applied to exposure equipment, lithography equipment, coating equipment, CVD equipment using plasma, etc.).
1…基板処理装置、18…基板(ウエハ)、29…処理室(反応室)、200…制御システム、201…主コントローラ、212c…ガス流量コントローラ(MFC)、212D…バルブ、215…装置管理コントローラ、DD…装置データ、PG1…圧力センサ、TG1…温度センサ 1 ... Substrate processing device, 18 ... Substrate (wafer), 29 ... Processing chamber (reaction chamber), 200 ... Control system, 201 ... Main controller, 212c ... Gas flow controller (MFC), 212D ... Valve, 215 ... Device management controller , DD ... device data, PG1 ... pressure sensor, TG1 ... temperature sensor
Claims (14)
前記主制御部から送信される装置データを収集する制御部と、
を備える基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記プロセスレシピの実行中に、前記装置データのうち、前記ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、前記配管温度または前記配管圧力のいずれかの値が変化したときに、
前記配管圧力に対する飽和温度を算出し、前記飽和温度と前記配管温度との差分を外れ値として計算し、
前記ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値を抽出し、
所定の期間内における、前記蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値の個数である外れ個数と、前記外れ値の最大値である最大外れ値と、を前記主制御部に出力するように構成されている、
基板処理装置。A main control unit that processes a substrate by executing a process recipe including at least a procedure for supplying gas and a procedure for purging the gas.
A control unit that collects device data transmitted from the main control unit, and
It is a substrate processing apparatus equipped with
The control unit
During the execution of the process recipe, either the pipe temperature or the pipe pressure is collected while collecting the pipe temperature and the pipe pressure for the part to be monitored in the pipe serving as the gas flow path in the device data. When the value changes
The saturation temperature with respect to the pipe pressure is calculated, and the difference between the saturation temperature and the pipe temperature is calculated as an outlier.
The outliers corresponding to the liquefied region of the vapor pressure curve determined according to the raw material of the gas are extracted.
Within a predetermined period, the number of outliers corresponding to the liquefied region of the vapor pressure curve, the number of outliers, and the maximum outlier, which is the maximum value of the outliers, are output to the main control unit. It is configured,
Board processing equipment.
請求項1に記載の基板処理装置。The control unit is configured to compare at least one of the number of outliers and the maximum outlier with a predetermined threshold value, generate an alarm when the threshold value is exceeded, and perform a predetermined error processing. Yes,
The substrate processing apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の基板処理装置。The control unit is configured to calculate the outliers when the valves provided before and after the monitored portion are in the open state.
The substrate processing apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の基板処理装置。
The substrate processing apparatus according to claim 1.
請求項1に記載の基板処理装置。The control unit is configured to output the maximum outlier and the number of outliers as soft sensor values to the main control unit.
The substrate processing apparatus according to claim 1.
請求項5に記載の基板処理装置。The main control unit acquires the soft sensor value including the maximum outlier and the number of outliers from the control unit, manages the cumulative value of the number of outliers, and when the cumulative value exceeds a certain amount. It is configured to output the pipe temperature and the pipe pressure to the control unit.
The substrate processing apparatus according to claim 5.
請求項6に記載の基板処理装置。The main control unit is configured to execute a maintenance recipe when the cumulative value of the number of deviations exceeds a certain amount according to an action definition table stored in advance.
The substrate processing apparatus according to claim 6.
前記主制御部は、予め記憶保持されているアクション定義テーブルにおける前記外れ個数の累積値に、通知された前記外れ個数を加算するように構成されている、
請求項1に記載の基板処理装置。The control unit is configured to notify the main control unit of the number of deviations for each part to be monitored.
The main control unit is configured to add the notified number of deviations to the cumulative value of the number of deviations in the action definition table stored in advance.
The substrate processing apparatus according to claim 1.
請求項8に記載の基板処理装置。The main control unit compares the threshold value registered in advance in the action definition table with the cumulative value of the number of deviations, and when the cumulative value exceeds the threshold value, the action is performed after the recipe currently being executed is completed. It is configured to execute the maintenance recipe registered in the definition table,
The substrate processing apparatus according to claim 8.
請求項9に記載の基板処理装置。The main control unit is configured to initialize the cumulative value after executing the maintenance recipe.
The substrate processing apparatus according to claim 9.
請求項1に記載の基板処理装置。The substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the control unit is configured to extract a condition in which the difference between the piping temperature and the saturation temperature becomes negative.
請求項4に記載の基板処理装置。The control unit is configured to set constants A, B, and C according to the raw material of the gas.
The substrate processing apparatus according to claim 4.
前記基板処理工程では、
前記プロセスレシピを実行中に、前記ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、前記配管温度または前記配管圧力のいずれかの値が変化したときに、前記配管圧力に対する飽和温度を算出する工程と、
前記飽和温度と前記配管温度との差分を外れ値として計算する工程と、
前記前記ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値を抽出する工程と、
所定の期間内における、前記蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値の個数である外れ個数と、前記外れ値の最大値である最大外れ値と、を出力する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。A method of manufacturing a semiconductor device having a substrate processing step of processing a substrate by executing a process recipe including at least a procedure of supplying gas and a procedure of purging the gas.
In the substrate processing step,
When the value of either the pipe temperature or the pipe pressure changes while collecting the pipe temperature and the pipe pressure for the part to be monitored in the pipe serving as the gas flow path during the execution of the process recipe. , The step of calculating the saturation temperature with respect to the piping pressure, and
The step of calculating the difference between the saturation temperature and the piping temperature as an outlier, and
A step of extracting the outlier corresponding to the liquefied region of the vapor pressure curve determined according to the raw material of the gas, and
A step of outputting the number of outliers, which is the number of outliers corresponding to the liquefied region of the vapor pressure curve, and the maximum outlier, which is the maximum value of the outliers, within a predetermined period.
A method for manufacturing a semiconductor device having.
前記ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、前記配管温度または前記配管圧力のいずれかの値が変化したときに、前記配管圧力に対する飽和温度を算出する手順と、
前記飽和温度と前記配管温度との差分を外れ値として計算する手順と、
前記前記ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値を抽出する手順と、
所定の期間内における、前記蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値の個数である外れ個数と、前記外れ値の最大値である最大外れ値と、を出力する手順と、
をコンピュータを介して基板処理装置に実行させるプログラム。A procedure for processing a substrate by executing a process recipe including at least a procedure for supplying gas and a procedure for purging the gas, and a procedure for processing the substrate.
While collecting the pipe temperature and the pipe pressure for the part to be monitored in the pipe serving as the gas flow path, when either the pipe temperature or the pipe pressure value changes, the saturation temperature with respect to the pipe pressure is set. Procedure to calculate and
The procedure for calculating the difference between the saturation temperature and the piping temperature as an outlier, and
A procedure for extracting the outliers corresponding to the liquefied region of the vapor pressure curve determined according to the raw material of the gas, and
A procedure for outputting the number of outliers, which is the number of outliers corresponding to the liquefied region of the vapor pressure curve, and the maximum outlier, which is the maximum value of the outliers, within a predetermined period.
Is a program that causes the board processing equipment to execute via a computer.
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