JP6316703B2 - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板処理装置および基板処理方法に関する。

従来、半導体ウェハやガラス基板などの基板を処理する処理ユニットを複数備える基板処理装置では、各処理ユニットの動作状況を定期的に検査することが行われている。

たとえば、特許文献１には、エッチング液の流量や温度などを監視することにより、各処理ユニットの動作状況に異常がないかを判定する技術が開示されている。この特許文献１に記載の技術では、処理ユニットの動作状況に異常が検出された場合に、データベースを検索して勤務中のオペレータを特定し、特定したオペレータに対し、異常内容などを含んだ情報を電子メールで通知することとしている。

特開２００５−０６４２１４号公報

しかしながら、上述した従来技術では、改善作業を行うオペレータが現場へ駆けつけるまでに時間がかかってしまうと、改善作業に遅れが生じることとなり、改善作業が遅れた分だけ処理ユニットの復旧が遅れて、その間処理ユニットが使えず基板処理装置の稼働率が低下するおそれがある。

特に、近年では、工場の無人化が進んでおり、オペレータが現場へ駆けつけるまでの時間が長くなってきている。このため、オペレータの不在による処理ユニットの復旧の遅れをいかにして抑えるかが課題の一つとなっている。

なお、基板処理装置では、特許文献１に記載の検査方法以外の検査方法として、処理ユニットに対して検査用のモニタウェハを搬入して一連の基板処理を実行させた後、処理後のモニタウェハの表面を外部の測定器を用いて調べることにより、処理ユニットの動作状況を検査することが行われる場合もある。上述した課題は、このような検査を行う場合においても同様に生じ得る。

実施形態の一態様は、処理ユニットに異常が検出された場合の稼働率の低下を抑えることのできる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、処理ユニットと、制御部とを備える。処理ユニットは、基板を処理する。制御部は、処理ユニットに対して基板処理を実行させる。また、制御部は、基板処理後に基板表面測定によって検出された異常の内容を含む異常検出情報に基づいて、異常が検出された処理ユニットに対して改善処理を実行させる。また、改善処理は、異常の内容と改善処理を対応付けた改善処理情報から特定される。

実施形態の一態様によれば、処理ユニットに異常が検出された場合のスループットの低下を抑えることができる。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、処理ユニットの概略構成を示す図である。 図３は、検査処理の概要説明図である。 図４は、処理ユニットの具体的構成の一例を示す図である。 図５は、処理ユニットが実行する一連の基板処理の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、改善処理情報の一例を示す図である。 図７は、検査処理において制御部が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。 図８は、検査処理において制御部が実行する処理手順の他の一例を示すフローチャートである。 図９は、第２の実施形態に係る検査処理の概要説明図である。 図１０は、第２の実施形態に係る検査処理において制御部が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置および基板処理方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

（第１の実施形態）
＜１．基板処理システムの概略構成＞
図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して予め設定された基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

＜２．処理ユニットの概略構成＞
次に、処理ユニット１６の構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。

処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

＜３．検査処理の概要＞
ところで、基板処理システム１では、各処理ユニット１６に製品ウェハを処理させる前に、各処理ユニット１６の動作状況を検査する検査処理が定期的に行われる。この検査処理の概要について図３を参照して説明する。図３は、検査処理の概要説明図である。なお、図３では、モニタウェハの流れを実線の矢印で、データの流れを破線の矢印でそれぞれ示している。

なお、ここでは、モニタウェハを用いて検査処理を行う場合の例を示すが、検査処理は、モニタウェハではなく、製品ウェハを用いて行われてもよい。また、ここでは、検査処理が定期的に行われる場合の例を示すが、検査処理は、定期的にではなく、たとえば処理ユニットのメンテナンス後など不定期に行われてもよい。

図３に示すように、基板処理システム１が設置される工場１００内には、基板処理システム１や制御装置４の他に、測定器５が設置される。測定器５は、ウェハＷの表面（被処理面）の状態を測定する装置である。たとえば、測定器５は、ウェハＷの表面に付着したパーティクル数を検出するパーティクルカウンタ５０１や、ウェハＷ上に形成された膜の膜厚を測定する膜厚測定装置５０２などである。なお、図３にはパーティクルカウンタ５０１と膜厚測定装置５０２を示したが、工場１００内には、測定項目に応じて複数の測定器５が設置されてもよい。

また、工場１００の外部には、ホスト端末６が設置される。ホスト端末６は、たとえばＰＣ（Personal Computer）であり、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）やインターネットといったネットワークを介して測定器５および制御装置４に接続される。

検査処理では、まず、検査用のモニタウェハを各処理ユニット１６に搬入し（Ｓ０１）、各処理ユニット１６に対して一連の基板処理を実行させる。つづいて、処理後のモニタウェハを基板処理システム１から搬出して、測定器５へ搬入する（Ｓ０２）。測定器５は、処理後のモニタウェハに対し、パーティクル測定や膜厚測定などの表面測定を行い、その測定結果をネットワークを介してホスト端末６へ送信する（Ｓ０３）。

つづいて、ホスト端末６は、測定器５から測定結果を取得すると、取得した測定結果に基づき、各処理ユニット１６の動作状況の良否を判定する。本実施形態においてホスト端末６は、膜厚測定の測定結果に基づいてエッチング処理の良否を判定し、パーティクル測定の測定結果に基づいてパーティクル増加数の良否を判定するものとする。

検査処理に用いられるモニタウェハは、たとえば酸化膜等の膜を予め決められた膜厚で形成するとともに、予め決められた数のパーティクルを付着させたウェハである。ホスト端末６は、一連の基板処理後のモニタウェハの膜厚の測定結果と膜厚の初期値とを比較することで、エッチング量が規定の範囲内であるか否かを判定する。そして、エッチング量が規定の範囲を超えている場合、ホスト端末６は、その処理ユニット１６のエッチング処理に異常が生じていると判定する。

また、ホスト端末６は、基板処理後のモニタウェハのパーティクル数の測定結果とパーティクル数の初期値とを比較することで、パーティクルの増加数が規定の範囲内であるか否かを判定する。そして、パーティクルの増加数が規定の範囲を超えている場合、ホスト端末６は、その処理ユニット１６においてパーティクルが発生していると判定する。なお、ここでは、各処理ユニット１６の動作状況の良否判定をホスト端末６が行うこととしたが、良否判定は、測定器５が行ってもよい。また、ここでは、エッチング処理の良否とパーティクル増加数の良否とを判定することとしたが、いずれか一方のみを判定することとしてもよい。

つづいて、ホスト端末６は、良否判定の結果、いずれかの処理ユニット１６において異常が検出された場合、異常が検出された処理ユニット１６の識別子（ユニットＩＤ）と、検出された異常の内容を示す識別子（異常ＩＤ）とを含む異常検出情報を生成して制御装置４へ送信する（Ｓ０４）。

そして、制御装置４は、異常検出情報を取得すると、取得した異常検出情報に含まれるユニットＩＤを参照することによって異常が検出された処理ユニット１６を特定し、特定した処理ユニット１６をモニタモードへ移行させる（Ｓ０５）。

ここで、モニタモードとは、製品ウェハに対する一連の基板処理の実行を禁止するモードである。このように、異常が検出された処理ユニット１６をモニタモードへ移行させることで、製品ウェハの処理不良を未然に防止することができる。

なお、本実施形態では、検査処理の結果、異常が検出された処理ユニット１６をモニタモードへ移行することとするが、これに限らず、検査処理を開始する前に、処理ユニット１６をモニタモードへ移行してもよい。この場合には、検査処理の結果、異常が検出された処理ユニット１６についてはモニタモードを維持し、異常が検出されなかった正常な処理ユニット１６についてはモニタモードを解除すればよい。

ここで、従来においては、異常が検出された処理ユニットをモニタモードへ移行させた後、オペレータが現場へ駆けつけて改善作業を行い、その後、処理ユニットに対して検査処理を再度実施して異常が検出されなかった場合に、モニタモードを解除していた。

しかしながら、この方法では、オペレータが現場へ駆けつけるまでに時間がかかってしまうと、改善作業に遅れが生じることとなり、改善作業が遅れた分だけ処理ユニットの復旧が遅れて、基板処理装置の稼働率が低下するおそれがある。特に、近年では、工場の無人化が進んでおり、オペレータが現場へ駆けつけるまでの時間が長くなってきているため、オペレータの不在による稼働率の低下をいかにして抑えるかが課題の一つとなっている。

そこで、本実施形態に係る基板処理システム１では、異常が検出された処理ユニット１６をモニタモードへ移行させた後、ホスト端末６から取得した異常検出情報に基づき、異常の内容に応じた改善処理を処理ユニット１６に対して実行させることとした（Ｓ０６）。これにより、オペレータの有無によらず改善処理を実行することができるため、基板処理システム１の稼働率の低下を抑えることができる。

なお、改善処理は、記憶部１９に記憶された改善処理情報１９１に従って実行される。改善処理情報１９１や改善処理の具体的な内容については後述する。

＜４．処理ユニットの具体的構成および基板処理の内容＞
次に、本実施形態に係る処理ユニット１６の具体的な構成の一例について図４を参照して説明する。図４は、処理ユニット１６の具体的構成の一例を示す図である。

図４に示すように、基板保持機構３０が備える保持部３１の上面には、ウェハＷを側面から保持するチャック３１１が設けられる。ウェハＷは、かかるチャック３１１によって保持部３１の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。

また、処理流体供給部４０は、ノズル４１と、ノズル４１を水平に支持するアーム４２と、アーム４２を旋回および昇降させる旋回昇降機構４３とを備える。ノズル４１は、バルブ６１を介してＨＦ供給源７１に接続される。また、ノズル４１は、バルブ６２を介してＤＩＷ供給源７２に接続される。処理流体供給部４０は、ＨＦ供給源７１から供給されるＨＦまたはＤＩＷ供給源７２から供給されるＤＩＷを、ノズル４１から基板保持機構３０に保持されたウェハＷに対して供給する。

なお、ＨＦはフッ酸であり、一連の基板処理において用いられるエッチング液の一例である。また、ＤＩＷは常温（２３〜２５度程度）の純水であり、一連の基板処理において用いられるリンス液の一例である。また、ＤＩＷは、後述するチャック洗浄、ノズル洗浄、カップ洗浄およびチャンバ洗浄において用いられる洗浄液の一例でもある。

また、処理ユニット１６は、チャンバ２０内にノズルバス８０とチャンバ洗浄部９０とをさらに備える。ノズルバス８０は、ノズル洗浄部の一例であり、ノズル４１を洗浄するノズル洗浄処理に用いられる。具体的には、ノズルバス８０には、バルブ６３を介してＤＩＷ供給源７３が接続されており、ＤＩＷ供給源７３から供給されるＤＩＷをノズル４１へ向けて吐出することによりノズル４１を洗浄する。ノズル４１の洗浄に使用された洗浄水は、排出路８１を通って外部へ排出される。

また、ノズルバス８０は、ダミーディスペンス部の一例でもある。すなわち、ノズルバス８０では、ノズル４１のダミーディスペンス処理も行われる。ダミーディスペンス処理とは、たとえば処理液の劣化を防止するために、ウェハＷに処理液を吐出していない待機中にノズル４１から処理液を適宜吐出させる処理である。ノズル４１から吐出された処理液は、排出路８１を通って外部へ排出される。

ここでは、ノズルバス８０がノズル洗浄部およびダミーディスペンス部の一例であり、ノズル洗浄処理およびダミーディスペンス処理の両方がノズルバス８０において行われる場合の例を示したが、処理ユニット１６は、ノズル洗浄部とダミーディスペンス部とをそれぞれ備えていてもよい。

チャンバ洗浄部９０は、チャンバ２０の内壁を洗浄するチャンバ洗浄処理に用いられる。チャンバ洗浄部９０は、ノズル９１と、ノズル９１を水平に支持するアーム９２と、アーム９２を旋回および昇降させる旋回昇降機構９３とを備える。ノズル９１は、バルブ６４を介してＤＩＷ供給源７４に接続される。かかるチャンバ洗浄部９０は、ＤＩＷ供給源７４から供給されるＤＩＷをノズル９１からチャンバ２０の内壁へ向けて吐出することで、チャンバ２０を洗浄する。

つづいて、処理ユニット１６が実行する一連の基板処理の一例について図５を参照して説明する。図５は、処理ユニット１６が実行する一連の基板処理の処理手順を示すフローチャートである。

なお、処理ユニット１６による一連の基板処理は、制御装置４が備える制御部１８によって制御される。制御部１８は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部１９に記憶された図示しないプログラムを読み出して実行することによって処理ユニット１６に一連の基板処理を実行させる。なお、制御部１８は、プログラムを用いずにハードウェアのみで構成されてもよい。

図５に示すように、処理ユニット１６では、まず、ウェハＷの搬入処理が行われる（ステップＳ１０１）。かかる搬入処理では、基板搬送装置１７（図１参照）が保持部３１の図示しない支持ピン上にウェハＷを載置した後、チャック３１１がウェハＷを保持する。

つづいて、処理ユニット１６では、エッチング処理が行われる（ステップＳ１０２）。かかるエッチング処理では、まず、駆動部３３が保持部３１を回転させることにより、保持部３１に保持されたウェハＷを予め設定された回転数で回転させる。つづいて、処理流体供給部４０のノズル４１がウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ６１が予め設定された時間開放されることによって、ＨＦ供給源７１から供給されるＨＦがノズル４１からウェハＷの表面（被処理面）へ供給される。ウェハＷへ供給されたＨＦは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの表面の全面に広がる。これにより、ウェハＷの表面に形成された膜がＨＦによってエッチングされる。

つづいて、処理ユニット１６では、ウェハＷの表面をＤＩＷですすぐリンス処理が行われる（ステップＳ１０３）。かかるリンス処理では、バルブ６２が所定時間開放されることによって、ＤＩＷ供給源７２から供給されるＤＩＷがノズル４１からウェハＷの表面へ供給され、ウェハＷに残存するＨＦが洗い流される。つづいて、処理ユニット１６では、乾燥処理が行われる（ステップＳ１０４）。かかる乾燥処理では、ウェハＷの回転速度を増速させることによってウェハＷ上のＤＩＷを振り切ってウェハＷを乾燥させる。

なお、ステップＳ１０３およびステップＳ１０４の処理は、基板洗浄処理の一例である。ここでは、リンス処理の後、乾燥処理を行うこととしたが、リンス処理の後、ウェハＷ上のＤＩＷをＩＰＡ（イソプロピルアルコール）に置換する置換処理を行ったうえで、乾燥処理を行ってもよい。

つづいて、処理ユニット１６では、搬出処理が行われる（ステップＳ１０５）。かかる搬出処理では、駆動部３３によるウェハＷの回転が停止した後、ウェハＷが基板搬送装置１７（図１参照）によって処理ユニット１６から搬出される。かかる搬出処理が完了すると、１枚のウェハＷについての一連の基板処理が完了する。

なお、検査処理では、モニタウェハに対して図５に示す一連の基板処理が実行されることとなる。

＜５．改善処理情報の内容＞
次に、記憶部１９に記憶される改善処理情報１９１の一例について図６を参照して説明する。図６は、改善処理情報１９１の一例を示す図である。

改善処理情報１９１は、検査処理によって検出される異常の内容と、実行すべき改善処理の内容とを対応付けた情報である。具体的には、図６に示すように、改善処理情報１９１には、「異常内容」項目と「改善処理」項目とが格納される。

「異常内容」項目には、「種別」項目と、「レベル」項目とが含まれる。「種別」項目は、「パーティクル発生」や「エッチング不良」などの異常の種別を示す情報が格納される項目である。また、「レベル」項目は、「Ｌｖ１」や「Ｌｖ２」など、種別ごとの異常の程度を示す情報が格納される項目である。たとえば、「パーティクル発生」の「Ｌｖ１」は、一連の基板処理後のモニタウェハのパーティクル増加数が「１〜５０個」であることを示す情報であり、「パーティクル発生」の「Ｌｖ２」は、一連の基板処理後のモニタウェハのパーティクル増加数が「５１〜１００個」であることを示す情報である。また、「エッチング不良」についても同様に、規定範囲からのずれ量が少ないものから順に「Ｌｖ１」、「Ｌｖ２」のように細分化される。

一方、「改善処理」項目は、処理ユニット１６に実行させるべき改善処理の内容を示す情報が格納される項目である。たとえば、「改善処理」項目には、「異常内容」項目における「パーティクル発生」の「Ｌｖ１」と対応付けて、「チャック洗浄」が格納され、「エッチング不良」の「Ｌｖ１」と対応付けて、「ダミーディスペンス（Ｌｖ１）」が格納される。

なお、「異常内容」項目は、異常検出情報に含まれる異常ＩＤに対応するものであり、実際には、異常ＩＤと同一のＩＤが格納される。また、「改善処理」項目にも、実際には、改善処理の内容を示す識別子（改善処理ＩＤ）が格納される。

＜６．検査処理における制御部の具体的動作＞
次に、検査処理における制御部１８の具体的動作について図７を参照して説明する。図７は、検査処理において制御部１８が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

図７に示すように、制御部１８は、ホスト端末６から異常検出情報を取得したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。この処理において、異常検出情報を取得したと判定した場合（ステップＳ２０１，Ｙｅｓ）、制御部１８は、取得した異常検出情報に含まれるユニットＩＤに対応する処理ユニット１６をモニタモードへ移行させる（ステップＳ２０２）。なお、制御部１８は、ステップＳ２０２の処理を行った後、処理ユニット１６をモニタモードへ移行させた旨の通知をホスト端末６に対して出力してもよい。

このように、制御部１８は、ホスト端末６から異常検出情報を取得したか否かによって、該当する処理ユニット１６の使用可否を判定する。そして、制御部１８は、異常検出情報を取得した場合に、該当する処理ユニット１６を使用不可と判定してモニタモードへ移行させる。なお、これに限らず、制御部１８は、取得した異常検出情報の内容に応じて処理ユニット１６の使用可否を判定するようにしてもよい。

つづいて、制御部１８は、異常が検出された処理ユニット１６に対し、検出された異常の内容に対応する改善処理の実行を指示する（ステップＳ２０３）。具体的には、制御部１８は、改善処理情報１９１を参照して、異常検出情報に含まれる異常ＩＤに対応する改善処理ＩＤを特定し、特定した改善処理ＩＤに対応する改善処理を処理ユニット１６に実行させる。

たとえば、異常ＩＤが、「パーティクル発生」の「Ｌｖ１」を示す場合、制御部１８は、対応する改善処理として「チャック洗浄」の改善処理ＩＤを改善処理情報１９１より特定する。そして、制御部１８は、特定した改善処理ＩＤに対応する「チャック洗浄」を該当する処理ユニット１６に実行させる。「チャック洗浄」は、基板保持機構３０が備えるチャック３１１（図４参照）に対し、ＤＩＷ供給源７２から供給されるＤＩＷをノズル４１から吐出することにより、チャック３１１に付着した汚れを除去する処理である。

また、異常ＩＤが、「パーティクル発生」の「Ｌｖ２」を示す場合、制御部１８は、対応する改善処理として「チャック洗浄＋ノズル洗浄」を該当する処理ユニット１６に実行させる。「チャック洗浄＋ノズル洗浄」は、上述した「チャック洗浄」に加えて「ノズル洗浄」を実行する処理である。「ノズル洗浄」は、ノズルバス８０を用いてノズル４１を洗浄することにより、ノズル４１に付着した汚れを除去する処理である。

また、異常ＩＤが、「パーティクル発生」の「Ｌｖ３」を示す場合、制御部１８は、対応する改善処理として「チャック洗浄＋ノズル洗浄＋カップ洗浄」を該当する処理ユニット１６に実行させる。「チャック洗浄＋ノズル洗浄＋カップ洗浄」は、上述した「チャック洗浄」および「ノズル洗浄」に加えて「カップ洗浄」を実行する処理である。「カップ洗浄」は、回収カップ５０に対し、ＤＩＷ供給源７２から供給されるＤＩＷをノズル４１から吐出することにより、回収カップ５０に付着した汚れを除去する処理である。

また、異常ＩＤが、「パーティクル発生」の「Ｌｖ４」を示す場合、制御部１８は、対応する改善処理として「チャック洗浄＋ノズル洗浄＋カップ洗浄＋チャンバ洗浄」を該当する処理ユニット１６に実行させる。「チャック洗浄＋ノズル洗浄＋カップ洗浄＋チャンバ洗浄」は、上述した「チャック洗浄」、「ノズル洗浄」および「カップ洗浄」に加えて「チャンバ洗浄」を実行する処理である。「チャンバ洗浄」は、チャンバ洗浄部９０のノズル９１からチャンバ２０の内壁へ向けてＤＩＷを吐出することにより、チャンバ２０の内壁に付着した汚れを除去する処理である。

また、異常ＩＤが、「エッチング不良」の「Ｌｖ１」を示す場合、制御部１８は、対応する改善処理として「ダミーディスペンス（Ｌｖ１）」を該当する処理ユニット１６に実行させる。また、異常ＩＤが、「エッチング不良」の「Ｌｖ２」を示す場合、制御部１８は、対応する改善処理として「ダミーディスペンス（Ｌｖ２）」を該当する処理ユニット１６に実行させる。「ダミーディスペンス（Ｌｖ１）」は、ダミーディスペンス処理を時間Ｔ１だけ実行する処理であり、「ダミーディスペンス（Ｌｖ２）」は、上述したダミーディスペンス処理を時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２だけ実行する処理である。言い換えれば、「ダミーディスペンス（Ｌｖ２）」は、「ダミーディスペンス（Ｌｖ１）」よりも多くの処理液をノズル４１から吐出させる処理である。

このように、基板処理システム１では、異常の種別に応じて改善処理の内容を異ならせるとともに、同一種別の異常でも、そのレベルごとに改善処理の内容を異ならせることとした。具体的には、異常のレベルが高くなるほど、改善処理として実行させる処理の種類を増やしたり、単一の処理であっても処理時間を長くしたりすることとした。これにより、異常のレベルに応じた最適な改善処理を処理ユニット１６に実行させることができる。

なお、図６に示す改善処理情報１９１は、あくまでも一例であり、改善処理の内容や各処理の組合せは、図示のものに限定されない。

つづいて、上述した改善処理を終えると、制御部１８は、ホスト端末６に対して再検査要求を出力する（ステップＳ２０４）。再検査要求は、改善処理を実行させた処理ユニット１６のユニットＩＤを含み、この処理ユニット１６に対して検査処理の再実施を要求する旨の通知である。このように、ホスト端末６に対して再検査要求を出力することで、検査処理が再度実施されるまでの時間を可及的に短くすることができる。ステップＳ２０４の処理を終えた場合、あるいは、ステップＳ２０１において異常検出情報を取得しない場合（ステップＳ２０１，Ｎｏ）、制御部１８は、検査処理における一連の処理手順を終える。

なお、その後の測定器５による再検査の結果、処理ユニット１６に再び異常が検出された場合、制御部１８は、かかる処理ユニット１６に対し、再検査の結果に基づいて再度改善処理を行ってもよい。この場合、制御部１８は、改善処理のリトライ回数が予め設定された閾値（たとえば、３回）を超えた場合には、改善処理に代えてオペレータへの報知処理を行ってもよい。報知処理は、たとえば、異常が検出された処理ユニット１６のユニットＩＤと、異常の内容を示す異常ＩＤとを含んだ異常検出情報をオペレータに対して電子メールで通知する処理や、基板処理システム１に設けられたディスプレイに上記異常検出情報の内容を表示する処理などである。

また、ここでは、処理ユニット１６に異常が検出された場合に、異常が検出された処理ユニット１６に対して必ず改善処理を実施させることとしたが、制御部１８は、検出された異常のレベルが予め設定されたレベル以上である場合には、処理ユニット１６に改善処理を実行させることなくオペレータへの報知処理を行ってもよい。

図８は、検査処理において制御部１８が実行する処理手順の他の一例を示すフローチャートである。なお、図８に示すステップＳ３０１〜Ｓ３０３は、図７に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３の処理と同様であるため、説明を省略する。

図８に示すように、制御部１８は、改善処理の実行を指示した後（ステップＳ３０３）、改善処理を実行した処理ユニット１６のモニタモードを解除する処理を行ってもよい（ステップＳ３０４）。これにより、処理ユニット１６は、製品ウェハを処理可能な状態となるため、基板処理システム１の稼働率の低下をさらに抑えることができる。

なお、制御部１８は、図７に示す処理手順（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）を実行するモードと、図８に示す処理手順（ステップＳ３０１〜Ｓ３０４）を実行するモードとを設定により変更可能としてもよい。

上述してきたように、第１の実施形態に係る基板処理システム１（「基板処理装置」の一例に相当）は、処理ユニット１６と、制御部１８とを備える。処理ユニット１６は、ウェハＷを処理する。制御部１８は、処理ユニット１６に対して一連の基板処理を実行させる。また、制御部１８は、処理ユニット１６によって一連の基板処理が施されたモニタウェハに対して実施される表面測定によって検出された異常の内容に基づいて処理ユニット１６の使用可否を判定し、使用不可と判定した場合に、異常が検出された処理ユニット１６に対し、検出された異常の内容に対応する改善処理を実行させる。

したがって、第１の実施形態に係る基板処理システム１によれば、処理ユニット１６に異常が検出された場合の稼働率の低下を抑えることができる。

（第２の実施形態）
ところで、上述した第１の実施形態では、測定器５が基板処理システム１の外部に設けられる場合の例について説明したが、測定器５は、基板処理システム１に一体的に組み込まれてもよい。第２の実施形態では、基板処理システム１に測定器５を組み込んだ場合の検査処理の内容について説明する。

図９は、第２の実施形態に係る検査処理の概要説明図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図９に示すように、第２の実施形態に係る基板処理システム１Ａは、測定器５を内蔵する。測定器５は、たとえば基板処理システム１Ａの処理ステーション３（図１参照）に配置される。また、第２の実施形態に係る制御装置４Ａは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）やインターネットといったネットワークを介して測定器５に接続される。

第２の実施形態に係る検査処理では、まず、検査用のモニタウェハを各処理ユニット１６に搬入し、各処理ユニット１６に対して一連の基板処理を実行させる（Ｓ３１）。つづいて、一連の基板処理後のモニタウェハを処理ユニット１６から搬出して、測定器５へ搬入する（Ｓ３２）。測定器５は、一連の基板処理後のモニタウェハに対し、パーティクル測定や膜厚測定などの表面測定を行い、その測定結果を制御装置４Ａへ送信する（Ｓ３３）。

つづいて、制御装置４Ａの制御部１８Ａは、測定器５から測定結果を取得すると、取得した測定結果に基づき、各処理ユニット１６の動作状況の良否を判定する。なお、この良否判定は、測定器５が行ってもよい。

つづいて、制御部１８Ａは、判定の結果、いずれかの処理ユニット１６において異常が検出された場合、異常が検出された処理ユニット１６のユニットＩＤと、検出された異常の内容を示す異常ＩＤとを含む異常検出情報を生成する。そして、制御部１８Ａは、生成した異常検出情報に基づき、該当する処理ユニット１６をモニタモードへ移行させたうえで（Ｓ３４）、第１の実施形態において上述した改善処理を処理ユニット１６に実施させる（Ｓ３５）。

次に、第２の実施形態に係る検査処理における制御部１８Ａの具体的動作について図１０を参照して説明する。図１０は、第２の実施形態に係る検査処理において制御部１８Ａが実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。

図１０に示すように、制御部１８Ａは、測定器５から測定結果を取得すると（ステップＳ４０１）、いずれかの処理ユニット１６において異常が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４０２）。そして、制御部１８Ａは、いずれかの処理ユニット１６において異常が検出された場合（ステップＳ４０２，Ｙｅｓ）、異常が検出された処理ユニット１６を使用不可と判定し、異常が検出された処理ユニット１６のユニットＩＤと、異常の内容を示す異常ＩＤとを含んだ異常検出情報を生成する（ステップＳ４０３）。

つづいて、制御部１８Ａは、異常検出情報に含まれるユニットＩＤに対応する処理ユニット１６をモニタモードへ移行させたうえで（ステップＳ４０４）、該当する処理ユニット１６に対して改善処理の実行を指示する（ステップＳ４０５）。なお、ステップＳ４０４およびステップＳ４０５の処理は、図７に示すステップＳ２０２およびステップＳ２０３の処理と同一である。

つづいて、制御部１８Ａは、改善処理が完了した後、改善処理を実行させた処理ユニット１６について検査処理を再度実行する（ステップＳ４０６）。具体的には、制御部１８Ａは、改善処理を実行させた処理ユニット１６に対してモニタウェハを搬入して、一連の基板処理を実行させる。つづいて、制御部１８Ａは、処理ユニット１６からモニタウェハを搬出して測定器５へ搬入し、測定器５に対してモニタウェハの表面測定を行わせる。

つづいて、制御部１８Ａは、測定器５から測定結果を取得し（ステップＳ４０７）、再検査処理を行ったいずれかの処理ユニット１６において異常が検出されたか否かを判定する（ステップＳ４０８）。そして、制御部１８Ａは、異常が検出されなかった処理ユニット１６については（ステップＳ４０８，Ｎｏ）、モニタモードを解除する処理を行い（ステップＳ４０９）、異常が検出された処理ユニット１６が存在する場合には（ステップＳ４０８，Ｙｅｓ）、報知処理を行う（ステップＳ４１０）。制御部１８Ａは、報知処理として、たとえば、異常が検出された処理ユニット１６のユニットＩＤと、異常の内容を示す異常ＩＤとを含んだ異常検出情報をオペレータに対して電子メールで通知する処理や、基板処理システム１Ａに設けられたディスプレイに上記異常検出情報の内容を表示する処理などを行う。

ステップＳ４０９またはステップＳ４１０の処理を終えたとき、あるいは、ステップＳ４０２において全ての処理ユニット１６に異常が検出されない場合（ステップＳ４０２，Ｎｏ）、制御部１８Ａは、第２の実施形態に係る検査処理における一連の処理手順を終える。

このように、第２の実施形態に係る基板処理システム１Ａでは、測定器５を内蔵し、異常検出情報の生成や再検査処理あるいはモニタモード解除処理などをホスト端末６によらず実行することとした。このため、第２の実施形態に係る基板処理システム１Ａによれば、処理ユニット１６に異常が検出された場合の稼働率の低下をさらに抑えることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 基板処理システム
２ 搬入出ステーション
３ 処理ステーション
４ 制御装置
５ 測定器
６ ホスト端末
１６ 処理ユニット
１８ 制御部
１９ 記憶部
２０ チャンバ
３０ 基板保持機構
４０ 処理流体供給部
４１ ノズル
５０ 回収カップ
７１ ＨＦ供給源
７２〜７４ ＤＩＷ供給源
８０ ノズルバス
９０ チャンバ洗浄部
１００ 工場
１９１ 改善処理情報
３１１ チャック

Claims (14)

1. それぞれ基板を処理する複数の処理ユニットと、
   前記複数の処理ユニットに対してそれぞれ基板処理を実行させる制御部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記基板処理後の基板に対して実施される基板表面測定によって検出された異常の内容を示す異常ＩＤと、当該基板を処理した前記処理ユニットのユニットＩＤとを含む異常検出情報を取得した場合に、異常ＩＤと実行すべき改善処理の内容とを対応付けた改善処理情報に基づき、前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットに対し、前記異常検出情報に含まれる前記異常ＩＤに対応付けられた内容の前記改善処理を実行させること
   を特徴とする基板処理装置。
2. 前記改善処理情報は、
   前記異常の内容として、異常の程度を示す情報を異常の種別ごとに含み、各種別における異常の程度ごとに、実行すべき前記改善処理の内容が対応付けられること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記改善処理情報を記憶する記憶部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記異常検出情報をネットワークを介して取得すること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記改善処理情報を記憶する記憶部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記異常検出情報をネットワークを介して取得し、
   前記異常の内容を基に、前記処理ユニットが使用出来るか出来ないかを判断し、
   前記処理ユニットの使用が出来ないと判断した際に、前記記憶部に記憶された前記改善処理情報に基づき、前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットに対し、前記異常検出情報に含まれる前記異常ＩＤに対応付けられた内容の前記改善処理を実行させることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記制御部は、
   前記改善処理の実行後、前記改善処理を実行した前記処理ユニットに対して前記基板処理を再度実行させること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
6. 前記制御部は、
   前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットを、製品基板に対する前記基板処理の実行を禁止するモニタモードへ移行させ、当該処理ユニットに対して前記改善処理を実行させた後、当該処理ユニットの前記モニタモードを解除すること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
7. 前記制御部は、
   前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットを、製品基板に対する前記基板処理の実行を禁止するモニタモードへ移行させ、当該処理ユニットに対して前記改善処理を実行させた後、当該処理ユニットに対して前記基板処理を再度実行させ、当該処理ユニットの使用が出来ると判断した際に、当該処理ユニットの前記モニタモードを解除すること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の基板処理装置。
8. 前記基板表面測定を実施する測定器
   を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
9. 前記処理ユニットは、
   前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、
   予め設定された処理液を吐出するノズルと
   を備え、
   前記制御部は、
   前記異常の内容が、パーティクルの発生である場合に、前記改善処理として、前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットに対し、前記ノズルから前記基板保持機構へ向けて洗浄液を吐出して前記基板保持機構を洗浄する処理を実行させること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
10. 前記処理ユニットは、
    前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、
    予め設定された処理液を吐出するノズルと、
    前記ノズルを洗浄するノズル洗浄部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記異常の内容が、パーティクルの発生である場合に、前記改善処理として、前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットに対し、前記ノズル洗浄部を用いて前記ノズルを洗浄する処理を実行させること
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
11. 前記処理ユニットは、
    前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、
    予め設定された処理液を吐出するノズルと
    前記基板保持機構に保持された基板の周囲を囲み、前記基板から飛散する処理液を回収する回収カップと
    を備え、
    前記制御部は、
    前記異常の内容が、パーティクルの発生である場合に、前記改善処理として、前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットに対し、前記ノズルから前記回収カップへ向けて洗浄液を吐出して前記回収カップを洗浄する処理を実行させること
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
12. 前記処理ユニットは、
    前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、
    予め設定された処理液を吐出するノズルと
    前記基板保持機構および前記ノズルを収容するチャンバと
    を備え、
    前記制御部は、
    前記異常の内容が、パーティクルの発生である場合に、前記改善処理として、前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットに対し、前記ノズルから前記チャンバの内壁へ向けて洗浄液を吐出して前記チャンバの内壁を洗浄する処理を実行させること
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
13. 前記処理ユニットは、
    前記基板を保持して回転させる基板保持機構と、
    エッチング液を吐出するノズルと、
    前記ノズルから吐出されるエッチング液を受けて排出するダミーディスペンス部と
    を備え、
    前記制御部は、
    前記異常の内容が、エッチング不良である場合に、前記改善処理として、前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットに対し、前記ノズルから前記ダミーディスペンス部へ前記エッチング液を吐出するダミーディスペンス処理を実行させること
    を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
14. それぞれ基板を処理する複数の処理ユニットと、前記複数の処理ユニットに対してそれぞれ基板処理を実行させる制御部とを備えた基板処理装置における基板処理方法であって、
    前記処理ユニットにて基板処理を行う基板処理工程と、
    前記基板処理工程後の基板に対して実施される基板表面測定によって検出された異常の内容を示す異常ＩＤと、当該基板を処理した前記処理ユニットのユニットＩＤとを含む異常検出情報を取得した場合に、異常ＩＤと実行すべき改善処理の内容とを対応付けた改善処理情報に基づき、前記異常検出情報に含まれる前記ユニットＩＤによって特定される前記処理ユニットに対し、前記異常検出情報に含まれる前記異常ＩＤに対応付けられた内容の前記改善処理を実行させる改善処理工程と
    を含むことを特徴とする基板処理方法。

Images