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控制裝置、基板處理系統、基板處理方法以及存儲介質與流程

文檔序號:11212469閱讀:1385來源:國知局
控制裝置、基板處理系統、基板處理方法以及存儲介質與流程

本申請主張2016年03月28日申請的日本申請特愿第2016-063220號的優先權,并在此引用該公開的全部內容。

本公開涉及控制裝置、基板處理系統、基板處理方法以及存儲介質。



背景技術:

在半導體裝置的制造中,在半導體晶圓(晶圓)等基板上形成具有規定的特性的膜的情況下,預先計算能夠得到具有規定的特性的膜的最佳成膜條件,利用計算出的最佳成膜條件來在基板上進行成膜。在計算最佳成膜條件的情況下,需要與半導體制造裝置、半導體工藝相關的知識、經驗,有時無法容易地計算最佳成膜條件。

以往,作為計算最佳成膜條件的系統,已知一種操作者僅輸入目標膜厚就由控制部計算接近目標膜厚的最佳溫度的熱處理系統(例如,參照日本特開2013-207256號)



技術實現要素:

本公開的一個方式所涉及的控制裝置是一種對在基板上形成第一膜之后形成第二膜來形成層疊膜的基板處理裝置的動作進行控制的控制裝置,其具有:制程存儲部,其存儲成膜條件,該成膜條件包括形成所述第一膜的第一成膜條件和形成所述第二膜的第二成膜條件;模型存儲部,其存儲工藝模型,該工藝模型包括表示所述第一成膜條件對所述第一膜的特性產生的影響的第一工藝模型和表示所述第二成膜條件對所述第二膜的特性產生的影響的第二工藝模型;以及控制部,其基于包括利用所述制程存儲部中存儲的所述第一成膜條件和所述第二成膜條件形成的所述第一膜和所述第二膜的所述層疊膜的特性的測定值和所述模型存儲部中存儲的所述第二工藝模型來調整所述第二成膜條件,基于利用所述第一成膜條件和調整后的所述第二成膜條件形成所述層疊膜的情況下的預測的所述層疊膜的特性的預測值來判定是否要調整所述第一成膜條件。

上述簡述僅用于說明,在任何方式中均不是企圖限制本發明。除了上述說明方式、實施例以及特征以外,通過參照附圖和以下的詳細說明也能夠明確追加的方式、實施例以及特征。

附圖說明

圖1是表示本實施方式的基板處理裝置的一例的概要結構圖。

圖2是表示本實施方式的控制裝置的一例的概要結構圖。

圖3是用于說明本實施方式的基板處理系統的動作的一例的流程圖

圖4是用于說明層疊膜的預測膜厚與層疊膜的目標膜厚的關系的圖。

圖5是用于說明計算d-poly膜的目標膜厚的方法的圖。

具體實施方式

在以下的詳細說明中,參照形成說明書的一部分的所附附圖。詳細說明、附圖以及權利要求所記載的說明的實施例并非企圖限制本發明。能夠不脫離此處示出的本公開的思想或范圍地使用其它實施例或進行其它變形。

在半導體裝置的制造中,有時在同一處理容器內以使成膜氣體的種類等成膜條件不同的方式來進行連續成膜,由此在基板上形成將多個膜層疊而成的層疊膜。在這種層疊膜中,例如構成層疊膜的各個膜的折射率的差異小,因此難以在層疊后的狀態下測定各個膜的膜厚。

在這種層疊膜中計算最佳成膜條件的情況下,首先在基板上形成第一膜,使用所形成的第一膜的特性的測定值來調整第一膜的成膜條件。接著,在第一膜上形成第二膜,使用所形成的層疊膜的特性的測定值來調整第二膜的成膜條件。這樣,調整層疊膜的成膜條件的過程復雜,因此難以容易地調整層疊膜的成膜條件。

另外,在未充分地進行第一膜的成膜條件的調整就在第一膜上形成了第二膜的情況下,有時無論怎樣調整第二膜的成膜條件都無法獲得具有作為目標的規定的特性的層疊膜。另外,在形成層疊膜之前判斷將第一膜的成膜條件預先調整至獲得何種程度的特性才好并非易事。

因此,一方面,本公開的目的在于提供一種能夠容易地調整層疊膜的成膜條件的控制裝置。

為了實現上述目的,本公開的一個方式所涉及的控制裝置是一種對在基板上形成第一膜之后形成第二膜來形成層疊膜的基板處理裝置的動作進行控制的控制裝置,其具有:制程存儲部,其存儲成膜條件,該成膜條件包括形成所述第一膜的第一成膜條件和形成所述第二膜的第二成膜條件;模型存儲部,其存儲工藝模型,該工藝模型包括表示所述第一成膜條件對所述第一膜的特性產生的影響的第一工藝模型和表示所述第二成膜條件對所述第二膜的特性產生的影響的第二工藝模型;以及控制部,其基于包括利用所述制程存儲部中存儲的所述第一成膜條件和所述第二成膜條件形成的所述第一膜和所述第二膜的所述層疊膜的特性的測定值和所述模型存儲部中存儲的所述第二工藝模型來調整所述第二成膜條件,基于利用所述第一成膜條件和調整后的所述第二成膜條件形成所述層疊膜的情況下的預測的所述層疊膜的特性的預測值來判定是否要調整所述第一成膜條件。

在上述控制裝置中,在所述層疊膜的特性的預測值不滿足作為目標的所述層疊膜的特性的情況下,所述控制部判定為要調整所述第一成膜條件。

在上述控制裝置中,所述控制部在判定為要調整所述第一成膜條件的情況下,通知需要調整所述第一成膜條件。

在上述控制裝置中,所述控制部在判定為要調整所述第一成膜條件的情況下,基于包括利用所述制程存儲部中存儲的所述第一成膜條件和所述第二成膜條件形成的所述第一膜和所述第二膜的所述層疊膜的特性的測定值和所述模型存儲部中存儲的所述第一工藝模型來調整所述第一成膜條件,使得所述層疊膜的特性的預測值與所述層疊膜的特性的目標值一致。

在上述控制裝置中,所述控制部在判定為要調整所述第一成膜條件的情況下,控制所述基板處理裝置的動作,使得利用調整后的所述第一成膜條件和調整后的所述第二成膜條件來形成所述層疊膜。

在上述控制裝置中,所述層疊膜是在所述基板處理裝置中連續地形成的膜。

在上述控制裝置中,所述第一膜和所述第二膜是包含同一元素的膜。

在上述控制裝置中,所述層疊膜的特性是膜厚。

在上述控制裝置中,所述層疊膜的特性是雜質濃度。

本公開的一個方式所涉及的基板處理系統具有:基板處理裝置,其在基板上形成第一膜之后形成第二膜來形成層疊膜;以及控制裝置,其控制所述基板處理裝置的動作,其中,所述控制裝置具有:制程存儲部,其存儲成膜條件,該成膜條件包括形成所述第一膜的第一成膜條件和形成所述第二膜的第二成膜條件;模型存儲部,其存儲工藝模型,該工藝模型包括表示所述第一成膜條件對所述第一膜的特性產生的影響的第一工藝模型和表示所述第二成膜條件對所述第二膜的特性產生的影響的第二工藝模型;以及控制部,其基于包括利用所述制程存儲部中存儲的所述第一成膜條件和所述第二成膜條件形成的所述第一膜和所述第二膜的所述層疊膜的特性的測定值和所述模型存儲部中存儲的所述第二工藝模型來調整所述第二成膜條件,基于利用所述第一成膜條件和調整后的所述第二成膜條件形成所述層疊膜的情況下的預測的所述層疊膜的特性的預測值來判定是否要調整所述第一成膜條件。

本公開的一個方式所涉及的基板處理方法包括以下工序:成膜工序,包括在基板上利用第一成膜條件形成第一膜的第一成膜工序和利用第二成膜條件在所述第一膜上形成第二膜的第二成膜工序;測定工序,測定在所述成膜工序中形成的包括所述第一膜和所述第二膜的層疊膜的特性;調整工序,基于在所述測定工序中測定出的所述層疊膜的特性的測定值和表示所述第二成膜條件對所述第二膜的特性產生的影響的第二工藝模型來調整所述第二成膜條件;以及判定工序,基于利用所述第一成膜條件和在所述調整工序中調整后的所述第二成膜條件形成所述層疊膜的情況下的預測的所述層疊膜的特性的預測值來判定是否要調整所述第一成膜條件。

在上述基板處理方法中,所述成膜工序包括對所述第一膜進行規定的處理的處理工序,在所述第一成膜工序之后且所述第二成膜工序之前進行所述處理工序。

在上述基板處理方法中,所述規定的處理包括對所述第一膜進行蝕刻的蝕刻處理。

本公開的一個方式所涉及的存儲介質存儲使計算機執行上述基板處理方法的程序。

根據公開的控制裝置,能夠容易地調整層疊膜的成膜條件。

下面,參照附圖來說明用于實施本公開的方式。此外,在本說明書和附圖中,通過對實質上相同的結構附加相同的附圖標記來省略重復的說明。

(基板處理裝置)

對本實施方式的基板處理裝置進行說明。本實施方式的基板處理裝置是如下一種間歇式的裝置:能夠將以在垂直方向上隔開規定的間隔的方式保持有多片作為基板的一例的半導體晶圓(以下稱為“晶圓”)的基板保持器具收容在處理容器中,并針對多片晶圓同時形成膜。

圖1是表示本實施方式的基板處理裝置的一例的概要結構圖。

如圖1所示,基板處理裝置具有長邊方向是垂直方向的大致圓筒形的處理容器4。處理容器4具有具備圓筒體的內筒6和外筒8的雙層管構造,其中,該外筒8同心地配置在內筒6的外側且具有頂棚。內筒6和外筒8例如由石英等耐熱性材料形成。

內筒6和外筒8的下端部利用由不銹鋼等形成的岐管10來保持。岐管10例如被固定于未圖示的底板。此外,岐管10與內筒6和外筒8一起形成大致圓筒形的內部空間,因此認為該岐管10形成了處理容器4的一部分。即,處理容器4具備例如由石英等耐熱性材料形成的內筒6和外筒8以及由不銹鋼等形成的岐管10,岐管10以從下方保持內筒6和外筒8的方式設置在處理容器4的側面下部。

岐管10具有向處理容器4內導入用于成膜處理的成膜氣體、添加氣體等處理氣體、用于吹掃處理的吹掃氣體等各種氣體的氣體導入部20。在圖1中示出了設置一個氣體導入部20的方式,但并不限定于此,也可以根據所使用的氣體的種類等來設置多個氣體導入部20。

作為處理氣體的種類,并未特別地限定,能夠根據要形成的膜的種類等來適當選擇。例如在形成添加了磷(p)的多晶硅膜(以下稱為“d-poly膜”)的情況下,作為成膜氣體能夠使用甲硅烷氣體(sih4氣體)、作為添加氣體能夠使用磷化氫氣體(ph3氣體)。另外,例如在形成非晶硅膜(以下稱為“a-si膜”。)的情況下,作為成膜氣體能夠使用sih4氣體。

作為吹掃氣體的種類,并未特別地限定,例如能夠使用氮(n2)氣等惰性氣體。

用于向處理容器4內導入各種氣體的導入配管22連接于氣體導入部20。此外,在導入配管22中插入設置有用于調整氣體流量的質量流量控制器等流量調整部24、未圖示的閥等。

另外,岐管10具有將處理容器4內排氣的氣體排放部30。氣體排放部30連接有排氣配管36,該排氣配管36包括能夠對處理容器4內進行減壓控制的真空泵32、開度可變閥34等。

在岐管10的下端部形成有爐口40,在爐口40處設置有例如由不銹鋼等形成的圓盤狀的蓋體42。蓋體42被設置為能夠利用例如作為晶舟升降機發揮功能的升降機構44進行升降,且構成為能夠氣密性地密封爐口40。

在蓋體42上例如設置有石英制的保溫筒46。在保溫筒46上例如載置有石英制的晶舟48,例如將50片到175片左右的晶圓w以水平狀態且以規定的間隔多級地保持在該石英制的晶舟48上。

通過利用升降機構44使蓋體42上升來向處理容器4內裝載(搬入)晶舟48,并對晶舟48內保持的晶圓w進行各種成膜處理。在進行了各種成膜處理之后利用升降機構44使蓋體42下降,由此晶舟48從處理容器4內被卸載(搬出)到下方的裝載區域。

在處理容器4的外周側設置有能夠將處理容器4加熱控制為規定的溫度的例如圓筒形狀的加熱器60。

加熱器60被分割為多個區帶,從鉛垂方向上側朝向下側設置有加熱器60a~60g。加熱器60a~60g構成為能夠分別利用電力控制設備62a~62g來獨立地控制發熱量。另外,在內筒6的內壁和/或外筒8的外壁與加熱器60a~60g相對應地設置有未圖示的溫度傳感器。以下,將設置有加熱器60a~60g的區帶分別稱為區帶1~7。此外,在圖1中示出了加熱器60被分割為七個區帶的方式,但并不限定于此,例如從鉛垂方向上側朝向下側既可以被分割為六個以下的區帶,也可以被分割為八個以上的區帶。另外,加熱器60還可以不被分割為多個區帶。

晶舟48上載置的多片晶圓w構成一個批次,以一個批次為單位進行各種成膜處理。另外,優選的是,晶舟48上載置的晶圓w中的至少一片以上的晶圓是監測晶圓。另外,監測晶圓優選與分割出的加熱器60a~60g各加熱器對應地配置。

另外,本實施方式的基板處理裝置具有用于控制裝置整體的動作的計算機等控制裝置100。控制裝置100通過有線或無線等通信方式與主計算機連接,基板處理裝置構成了基板處理系統。

(控制裝置)

基于圖2來說明本實施方式的控制裝置100。圖2是表示本實施方式的控制裝置的一例的概要結構圖。

如圖2所示,控制裝置100具有模型存儲部102、制程存儲部104、rom106、ram108、i/o端口110、cpu112以及將它們互相連接的總線114。

在模型存儲部102中例如存儲有工藝模型、熱模型。

工藝模型是表示膜厚等成膜條件對成膜結果產生的影響的模型,例如能夠列舉溫度-膜厚模型、時間-膜厚模型、壓力-膜厚模型、氣體流量-膜厚模型。溫度-膜厚模型是表示晶圓w的溫度對所形成的膜的膜厚產生的影響的模型。時間-膜厚模型是表示成膜時間對所形成的膜的膜厚產生的影響的模型。壓力-膜厚模型是表示處理容器4內的壓力對所形成的膜的膜厚產生的影響的模型。氣體流量-膜厚模型是表示成膜氣體的流量對所形成的膜的膜厚產生的影響的模型。

另外,作為其它工藝模型,例如能夠列舉表示晶圓w的溫度、成膜時間、處理容器4內的壓力、成膜氣體的流量等成膜條件對所形成的膜的雜質濃度、薄層電阻、反射率等膜質產生的影響的模型。

按膜的種類來準備工藝模型。

此外,在模型存儲部102中既可以存儲有上述工藝模型中的一部分,也可以存儲有全部工藝模型。

除了上述工藝模型以外,模型存儲部102還存儲有熱模型。

熱模型是表示晶圓w的溫度與加熱器60的設定溫度的關系的模型,是在決定加熱器60的設定溫度以使晶圓w的溫度成為根據溫度-膜厚模型等工藝模型計算出的晶圓w的溫度時所參照的模型。

另外,關于這些模型,還考慮根據成膜條件、基板處理裝置的狀態不同而默認(既定)值并非最佳的情況,因此也可以對軟件附加擴展卡爾曼濾波器等來裝載學習功能,由此進行模型的學習。

在制程存儲部104中存儲有根據由基板處理裝置進行的成膜處理的種類來決定控制過程的工藝用制程。工藝用制程是操作人員(操作者)按實際進行的每個成膜處理而準備的制程。工藝用制程例如規定從向基板處理裝置搬入晶圓w起到搬出已處理完的晶圓w為止的溫度變化、壓力變化、各種氣體的供給的開始和停止的定時、各種氣體的供給量等成膜條件。

rom106是由eeprom(electricallyerasableprogrammablerom:電擦除可編程只讀存儲器)、快閃存儲器、硬盤等構成,用于存儲cpu112的動作程序等的存儲介質。

ram108作為cpu112的工作區等來發揮功能。

i/o端口110將與溫度、壓力、氣體流量等成膜條件有關的測定信號供給到cpu112。另外,i/o端口110將由cpu112輸出的控制信號輸出到各部(電力控制設備62、開度可變閥34的未圖示的控制器、流量調整部24等)。另外,i/o端口110處連接有用于操作者操作基板處理裝置的操作面板116。

cpu112執行rom106中存儲的動作程序,按照來自操作面板116的指示并按照制程存儲部104中存儲的工藝用制程來控制基板處理裝置的動作。

另外,cpu112基于模型存儲部102中存儲的工藝模型來計算最佳成膜條件。此時,利用線性計劃法、二次計劃法等優化算法,并基于讀出的工藝用制程中存儲的規定的膜厚、膜質、蝕刻量等來計算滿足晶圓w的面內均勻性、晶圓w間的面間均勻性那樣的成膜條件。

另外,cpu112基于模型存儲部102中存儲的熱模型來決定加熱器60的設定溫度,以使晶圓w的溫度成為根據工藝模型計算出的晶圓w的溫度。

總線114在各部之間傳遞信息。

另外,在半導體裝置的制造中存在以下情況:在同一處理容器內以使成膜氣體的種類等成膜條件不同的方式來進行連續成膜,由此在晶圓w上形成將多個膜層疊而成的層疊膜。在這種層疊膜中,構成層疊膜的各個膜的特性(例如,折射率)的差異小,因此難以在層疊后的狀態下測定各個膜的特性(例如,膜厚)。

例如,在第一膜上形成包含與第一膜相同的元素的第二膜而得到的層疊膜的情況下,第一膜的特性與第二膜的特性間的差異小。因此,難以在層疊后的狀態下分開地測定第一膜的特性和第二膜的特性。

另外,例如在形成第一膜后進行了蝕刻處理等規定的處理之后,利用與形成第一膜的條件相同的條件在被處理后的第一膜上形成第二膜而得到的層疊膜的情況下,第一膜的特性與第二膜的特性沒有差異。因此,難以在層疊后的狀態下分開地測定第一膜的特性和第二膜的特性。

在這種層疊膜中計算最佳成膜條件的情況下,首先在基板上形成第一膜,使用所形成的第一膜的特性的測定值來調整第一膜的成膜條件(以下稱為“第一成膜條件”)。接著,在第一膜上形成第二膜,使用所形成的層疊膜的特性的測定值來調整第二膜的成膜條件(以下稱為“第二成膜條件”)。這樣,調整層疊膜的成膜條件的過程復雜,調整層疊膜的成膜條件并非易事。

另外,在未充分地進行第一膜的成膜條件的調整就在第一膜上形成了第二膜的情況下,有時無論怎樣調整第二膜的成膜條件都無法獲得具有作為目標的規定的特性的層疊膜。另外,在形成層疊膜之前判斷將第一膜的成膜條件預先調整至獲得何種程度的特性才好并非易事。

因此,在本實施方式中,控制裝置100首先基于在第一膜上形成第二膜而得到的層疊膜的特性的測定值和模型存儲部102中存儲的表示第二成膜條件對第二膜的特性產生的影響的工藝模型來調整第二成膜條件。接著,控制裝置100基于利用調整后的第二成膜條件形成層疊膜的情況下預測的層疊膜的特性的預測值來判定是否要調整第一成膜條件。由此,即使是與半導體制造裝置、半導體工藝相關的知識、經驗少的操作者,也能夠容易地調整層疊膜的成膜條件。

接著,對本實施方式的控制裝置100的動作(調整處理)進行說明。以下,列舉在晶圓w上形成d-poly膜之后形成a-si膜來形成層疊膜的情況為例來進行說明。d-poly膜是第一膜的一例,a-si膜是第二膜的一例。

圖3是用于說明本實施方式的基板處理系統的動作的一例的流程圖。

本實施方式的調整處理既可以在進行成膜處理之前的安裝階段進行,也可以與成膜處理同時進行。另外,在調整處理中,操作者對操作面板116進行操作來按每個區帶選擇工藝類型(例如,d-poly膜與a-si膜的層疊膜的形成),并且按每個區帶輸入要形成的層疊膜的膜厚的目標值(目標膜厚)。

當被輸入工藝類型等必要的信息并接收到開始指令時,cpu112從制程存儲部104讀出與被輸入的工藝類型對應的工藝用制程(步驟s1)。

接著,在晶圓w上形成d-poly膜與a-si膜的層疊膜(步驟s2:成膜工序)。具體地說,cpu112使蓋體42下降,至少將在各區帶內裝載有晶圓w的晶舟48配置在蓋體42上。接著,cpu112使蓋體42上升來將晶舟48搬入處理容器4內。接著,cpu112按照從制程存儲部104讀出的工藝用制程來控制流量調整部24、開度可變閥34、電力控制設備62a~62g等,從而在晶圓w上形成按d-poly膜、a-si膜的順序層疊而成的層疊膜。向晶圓w供給sih4氣體和ph3氣體的混合氣體,并利用氣相化學反應使膜層疊,由此形成d-poly膜。向形成有d-poly膜的晶圓w供給sih4氣體,并利用氣相化學反應使膜層疊,由此形成a-si膜。此外,也可以在形成d-poly膜之后對d-poly膜進行蝕刻處理等規定的處理,之后形成a-si膜。

在形成層疊膜之后,cpu112使蓋體42下降并搬出形成有層疊膜的晶圓w。主計算機使被搬出的晶圓w輸送到未圖示的膜厚測定器,來測定層疊膜的膜厚(步驟s3:測定工序)。當測定出層疊膜的膜厚時,膜厚測定器將測定出的膜厚經由主計算機發送到cpu112。此外,操作者也可以對操作面板116進行操作來輸入由膜厚測定器測定出的膜厚。

當cpu112接收到所測定出的層疊膜的膜厚時(步驟s4),cpu112判定層疊膜的膜厚是否為層疊膜的目標膜厚的允許范圍內的膜厚(步驟s5)。允許范圍內是指包含在根據已輸入的層疊膜的目標膜厚能夠允許的規定的范圍內,例如是指在已輸入的層疊膜的目標膜厚的±1%以內的情況。

cpu112在步驟s5中判定為層疊膜的膜厚是層疊膜的目標膜厚的允許范圍內的膜厚的情況下,結束調整處理。cpu112在步驟s5中判定為層疊膜的膜厚不是層疊膜的目標膜厚的允許范圍內的膜厚的情況下,執行a-si膜的制程優化計算(步驟s6:調整工序)。在制程優化計算中,基于在步驟s4中接收到的層疊膜的膜厚和模型存儲部102中存儲的表示a-si膜的成膜條件對a-si膜的特性產生的影響的工藝模型來優化晶圓w的溫度、成膜時間等a-si膜的成膜條件。此時,利用線性計劃法、二次計劃法等優化算法來計算層疊膜的膜厚成為目標膜厚那樣的各區帶內的晶圓w的溫度、成膜時間等a-si膜的成膜條件。另外,基于模型存儲部102中存儲的熱模型來計算加熱器60a~60g的設定溫度,以使晶圓w的溫度成為根據表示a-si膜的成膜條件對a-si膜的特性產生的影響的工藝模型計算出的晶圓w的溫度。另外,在a-si膜的制程優化計算中,更為優選的是至少測定一次d-poly膜單體的膜厚,掌握測定出的d-poly膜單體的膜厚的狀態來用于計算。此外,a-si膜的成膜條件是第二成膜條件的一例,表示a-si膜的成膜條件對a-si膜的特性產生的影響的工藝模型是第二工藝模型的一例。

接著,cpu112判定利用制程存儲部104中存儲的d-poly膜的成膜條件和在步驟s6中計算出的a-si膜的成膜條件來形成層疊膜的情況下預測的膜厚(以下稱為“預測膜厚”)是否為層疊膜的目標膜厚的允許范圍內的膜厚(步驟s7:判定工序)。此時,在針對多片晶圓w計算出層疊膜的預測膜厚的情況下,能夠基于至少一片晶圓w上的層疊膜的預測膜厚是否為層疊膜的目標膜厚的允許范圍內的膜厚來進行判定。另外,也可以基于多片晶圓w上的層疊膜的預測膜厚的偏差(面間均勻性)是否為層疊膜的目標膜厚的允許范圍內的膜厚來進行判定。此外,d-poly膜的成膜條件是第一成膜條件的一例。

圖4是用于說明層疊膜的預測膜厚與層疊膜的目標膜厚的關系的圖。在圖4中示出了每個區帶的層疊膜的預測膜厚與層疊膜的目標膜厚的關系,圖4中用粗虛線表示層疊膜的預測膜厚,用細虛線表示層疊膜的目標膜厚。

在圖4的例子中,在所有區帶(區帶1~7)中,層疊膜的預測膜厚均不是層疊膜的目標膜厚(100nm)的允許范圍(±1nm)內的膜厚,因此cpu112判定為層疊膜的預測膜厚不是層疊膜的目標膜厚的允許范圍內的膜厚。

另一方面,與圖4的例子不同,在cpu112在步驟s7中判定為層疊膜的預測膜厚是目標膜厚的允許范圍內的膜厚的情況下,更新在步驟s1中讀出的工藝用制程(步驟s8)。具體地說,cpu112將在步驟s1中讀出的工藝用制程的a-si膜的成膜條件更新為在步驟s6中計算出的成膜條件。在更新工藝用制程之后,返回到步驟s2。關于工藝用制程的更新,既可以覆蓋現有的工藝用制程,也可以制作與現有的工藝用制程不同的新的工藝用制程。

cpu112在步驟s7中判定為層疊膜的預測膜厚不是目標膜厚的允許范圍內的膜厚的情況下,通知需要調整d-poly膜的成膜條件(步驟s9)。例如,cpu112在操作面板116上顯示需要調整d-poly膜的成膜條件的內容。

接著,cpu112計算在執行d-poly膜的制程優化計算時使用的d-poly膜的目標膜厚(步驟s10)。在d-poly膜的目標膜厚的計算中,計算d-poly膜的目標膜厚以使層疊膜的預測膜厚與層疊膜的目標膜厚一致。具體地說,能夠基于下述式(1)和式(2)來計算d-poly膜的目標膜厚。

(d-poly膜的目標膜厚)=(d-poly膜的膜厚的測定值)+(膜厚調整量)(1)

(膜厚調整量)=(層疊膜的目標膜厚)-(層疊膜的預測膜厚)(2)

圖5是用于說明計算d-poly膜的目標膜厚的方法的圖。在圖5中示出了每個區帶的層疊膜的預測膜厚、層疊膜的目標膜厚、d-poly膜的膜厚的測定值以及d-poly膜的目標膜厚。圖5中用粗虛線表示層疊膜的預測膜厚,用細虛線表示層疊膜的目標膜厚,用細實線表示d-poly膜的膜厚的測定值,用細虛線表示d-poly膜的目標膜厚。

如圖5所示,例如區帶1內的層疊膜的預測膜厚(102nm)為比層疊膜的目標膜厚(100nm)厚2nm的膜厚。即,基于式(2),膜厚調整量為-2nm。由此,能夠基于式(1)對d-poly膜的膜厚的測定值(86nm)加上膜厚調整量(-2nm)來計算出d-poly膜的目標膜厚為84nm。

接著,cpu112執行d-poly膜的制程優化計算(步驟s11)。在制程優化計算中,基于在步驟s4中接收到的層疊膜的膜厚和模型存儲部102中存儲的表示d-poly膜的成膜條件對成膜結果產生的影響的工藝模型來優化d-poly膜的成膜條件。此時,利用線性計劃法、二次計劃法等優化算法來計算d-poly膜的膜厚為在步驟s10中計算出的d-poly膜的目標膜厚那樣的各區帶內的晶圓w的溫度、成膜時間等d-poly膜的成膜條件。此外,在調整處理之前利用制程存儲部104中存儲的d-poly膜的成膜條件來形成d-poly膜(單膜)并測定所形成的d-poly膜的膜厚的情況下,也可以使用d-poly膜的膜厚來替代在步驟s4中接收到的層疊膜的膜厚。此外,表示d-poly膜的成膜條件對成膜結果產生的影響的工藝模型是第一工藝模型的一例。

接著,cpu112更新在步驟s1中讀出的工藝用制程(步驟s8)。具體地說,cpu112將在步驟s1中讀出的工藝用制程的d-poly膜的成膜條件更新為在步驟s11中計算出的d-poly膜的成膜條件。另外,cpu112將在步驟s1中讀出的工藝用制程的a-si膜的成膜條件更新為在步驟s6中計算出的a-si膜的成膜條件。在更新工藝用制程之后,返回到步驟s2。關于工藝用制程的更新,既可以覆蓋現有的工藝用制程,也可以制作與現有的工藝用制程不同的新的工藝用制程。

根據以上內容,能夠調整層疊膜的成膜條件。此外,該調整處理是一例,例如在cpu112在步驟s7中判定為層疊膜的預測膜厚不是目標膜厚的允許范圍內的膜厚的情況下,也可以不進行步驟s9就進行步驟s10和步驟s11。另外,例如在cpu112在步驟s7中判定為層疊膜的預測膜厚不是目標膜厚的允許范圍內的膜厚的情況下,也可以僅在步驟s9中通知需要調整d-poly膜的成膜條件。在該情況下,也可以中斷處理,直到由操作者進行繼續處理的操作為止。

如以上所說明過的那樣,在本實施方式中,控制裝置100首先基于在d-poly膜上形成a-si膜而得到的層疊膜的特性的測定值和模型存儲部102中存儲的表示a-si膜的成膜條件對a-si膜的特性產生的影響的工藝模型來調整a-si膜的成膜條件。接著,控制裝置100基于利用調整后的a-si膜的成膜條件來形成層疊膜的情況下預測的層疊膜的特性的預測值來判定是否要調整d-poly膜的成膜條件。由此,即使是與半導體制造裝置、半導體工藝相關的知識、經驗少的操作者,也能夠容易地調整層疊膜的成膜條件。另外,能夠縮短直到計算出層疊膜的最佳成膜條件為止所需要的時間。

以上,通過上述實施方式說明了控制裝置、基板處理系統、基板處理方法以及存儲介質,但本公開并不限定于上述實施方式,在本公開的范圍內能夠進行各種變形和改良。

在本實施方式中,列舉利用sih4氣體和ph3氣體的混合氣體來形成添加了磷的多晶硅膜的情況為例進行了說明,但成膜氣體并不限定于sih4氣體,例如也可以是乙硅烷氣體(si2h6氣體)。另外,所添加的雜質并不限定于磷,例如也可以是硼(b)。

另外,在本實施方式中,列舉利用sih4氣體來形成a-si膜的情況為例進行了說明,但成膜氣體并不限定于sih4氣體,也可以是能夠形成a-si膜的其它成膜氣體。

另外,在本實施方式中,列舉形成d-poly膜與a-si膜的層疊膜的情況為例進行了說明,但層疊膜并不限定于此。作為層疊膜,優選為難以在層疊后的狀態下測定各個膜的特性的膜,例如能夠列舉由包含同一元素的膜形成的層疊膜。具體地說,層疊膜既可以是成膜條件不同的兩個多晶硅膜,也可以是成膜條件不同的兩個a-si膜。另外,形成層疊膜的方法未被特別地限定,例如既可以是化學氣相沉積(cvd:chemicalvapordeposition),也可以是原子層沉積(ald:atomiclayerdeposition)。

另外,在本實施方式中,列舉由兩個膜形成的層疊膜為例進行了說明,但層疊膜并不限定于此。作為層疊膜,也可以是由三個以上的膜形成的膜。

另外,在本實施方式中,列舉通過制程優化計算來調整加熱器60的設定溫度和成膜時間的情況為例進行了說明,但也可以僅調整加熱器60的設定溫度,或僅調整成膜時間。另外,還可以調整從其它成膜條件例如成膜氣體的流量、成膜氣體的供給時間、處理容器4內的壓力、吹掃氣體的供給時間、晶舟48的轉數(轉速)中選擇的一個成膜條件。還可以同時調整從這些成膜條件中選擇的多個成膜條件。

另外,在本實施方式中,列舉形成具有規定的膜厚的層疊膜的情況為例進行了說明,但層疊膜的特性并不限定于此,例如也可以是層疊膜的雜質濃度、薄層電阻、反射率、蝕刻耐性等其它特性。在該情況下,使用表示晶圓w的溫度、成膜時間、處理容器4內的壓力、成膜氣體的流量等成膜條件對所形成的膜的雜質濃度、薄層電阻、反射率等膜質產生的影響的工藝模型即可。

另外,在本實施方式中,列舉由晶舟上載置的多片晶圓w構成一個批次,以一個批次為單位進行成膜處理的間歇式的裝置為例進行了說明,但并不限定于此。例如也可以是對保持件上載置的多片晶圓w統一進行成膜處理的半間歇式的裝置,還可以是一片一片地進行成膜處理的單片式的裝置。

另外,在本實施方式中,列舉由控制基板處理裝置的動作的控制裝置100進行調整處理的情況為例進行了說明,但并不限定于此,例如也可以由對多個裝置進行統一管理的控制裝置(群控制器)、主計算機來進行調整處理。

根據上述內容,本公開的各種實施例是為了說明而被記載的,另外,能夠理解的是,能夠不脫離本公開的范圍和思想地進行各種變形。因而,在此公開的各種實施例并非用于限制由各權利要求指定的本質的范圍和思想。

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