專利名稱：溫度異常檢測(cè)方法及半導(dǎo)體制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造半導(dǎo)體裝置時(shí)的溫度異常檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，為了制造半導(dǎo)體裝置的光刻步驟，由下述步驟構(gòu)成在晶片表面涂敷抗蝕劑形成厚度均勻的抗蝕膜的抗蝕劑涂敷步驟；為了使抗蝕膜中的殘留溶劑蒸發(fā)提高光化學(xué)反應(yīng)的前烘烤步驟；對(duì)晶片上的抗蝕膜燒上元件圖案的曝光步驟；為了使抗蝕膜的曝光部溶出的顯影步驟；以及為了強(qiáng)化抗蝕圖案的后烘烤(postbake)步驟。
在上述前烘烤及后烘烤等加熱處理中，由于到該處理結(jié)束為止的熱過(guò)程很重要，因此即使將一旦加熱處理的不良品再次進(jìn)行加熱處理，也很難使其成為良品。所以，為了排除被處理的晶片之間的熱過(guò)程的不均等性，提出了早期將在光刻步驟中使用的加熱處理裝置的溫度異常檢測(cè)出來(lái)的方法。
在使用在光刻步驟中的加熱處理裝置的以往的溫度異常檢測(cè)方法及分類方法中，如專利文獻(xiàn)1所示，通過(guò)預(yù)先對(duì)從設(shè)置在該裝置的熱板(熱平板)上的溫度傳感器輸出的溫度數(shù)據(jù)值設(shè)定所規(guī)定的閾值，來(lái)判定該溫度數(shù)據(jù)的峰值等的異常，進(jìn)行溫度異常的檢測(cè)。
以下，參照附圖，對(duì)專利文獻(xiàn)1所示的、在光刻步驟中的加熱處理時(shí)的溫度異常檢測(cè)方法及分類方法的一個(gè)例子加以說(shuō)明。
圖8為示出了以往的加熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖8所示，在加熱處理裝置的大約中央處，設(shè)置有熱平板201，作為用于將晶片200進(jìn)行加熱處理的處理板。熱平板201，例如，被設(shè)置在直徑比晶片200大一些的圓形保持板202的表面上。并且，在保持板202的背面一側(cè)，例如，設(shè)置有與保持板202緊貼在一起的與保持板202的形狀幾乎相同的發(fā)熱元件203。發(fā)熱元件203，由因電流流動(dòng)而發(fā)熱的電阻體構(gòu)成。在發(fā)熱元件203流動(dòng)的電流，由作為控制機(jī)構(gòu)的溫度控制部250控制，藉此方法來(lái)控制熱平板201的溫度(加熱溫度)。
在熱平板201、保持板202及發(fā)熱元件203的多處，設(shè)置有貫穿孔204。在這些貫穿孔204中，分別設(shè)置有多個(gè)用于晶片200的交接的支撐針(pin)205。這些支撐針205，與設(shè)置在保持板202下方的結(jié)合構(gòu)件206成為一體。并且，結(jié)合構(gòu)件206，連接在升降機(jī)構(gòu)207上，結(jié)合構(gòu)件206因升降機(jī)構(gòu)207的升降動(dòng)作而上下移動(dòng)。因此，各支撐針205，在各貫穿孔204中上下移動(dòng)，從熱平板201的表面伸出或者隱沒(méi)。在支撐針205從熱平板201的表面伸出的狀態(tài)下，在圖8所示的加熱處理裝置和晶片搬送裝置(省略圖示)之間進(jìn)行晶片200的交接。在從該搬送裝置接到晶片200后，支撐針205下降，隱沒(méi)在貫穿孔204內(nèi)。這樣一來(lái)，晶片200就被設(shè)置在熱平板201的正上方。然后，進(jìn)行晶片200的加熱處理。
這里，為了在加熱處理裝置內(nèi)較好地進(jìn)行晶片200的加熱處理，將晶片200裝載在溫度分布偏差較小的熱平板201上所規(guī)定的晶片裝載位置上(具體地說(shuō)，除了熱平板201的邊緣部之外的部分的上側(cè)區(qū)域)。
具體地說(shuō)，為了使熱平板201和晶片200不直接接觸，換句話說(shuō)，為了將晶片200保持為與熱平板201僅隔有所規(guī)定的間隔，在相當(dāng)于晶片裝載位置外周部的熱平板201上的多處(例如，6個(gè)地方)設(shè)置有近接墊(proximity sheet)211，并且，在相當(dāng)于晶片裝載位置的中央的熱平板201上的規(guī)定地方設(shè)置有近接針(proximity pin)212。
并且，在晶片裝載位置外周部設(shè)置的多個(gè)近接墊211分別延伸到晶片裝載位置外側(cè)的熱平板201上，在各近接墊211的該延伸部分上，分別設(shè)置有引導(dǎo)晶片用的引導(dǎo)物213。也就是說(shuō)，在圖8所示的加熱處理裝置中，在熱平板201上設(shè)置有圍繞晶片裝載位置的6個(gè)引導(dǎo)物213。
并且，在保持板202的背面一側(cè)，設(shè)置有貫穿發(fā)熱元件203且到達(dá)保持板202的規(guī)定深度的多個(gè)有底孔208。這些有底孔208，被設(shè)置在晶片裝載位置的中央、及離該中央具有所規(guī)定的距離的位置上(例如，晶片裝載位置外周部的附近)。在各有底孔208的底部(在有底孔208內(nèi)，與熱平板201最近的位置)，設(shè)置有用于測(cè)定熱平板201的溫度的例如熱電偶等溫度傳感器209。由該溫度傳感器209檢測(cè)出的結(jié)果(熱平板201的溫度數(shù)據(jù))被傳送到溫度控制部250，在溫度控制部250中，根據(jù)該檢測(cè)出的結(jié)果對(duì)作為發(fā)熱機(jī)構(gòu)的發(fā)熱元件203進(jìn)行電流的控制。
以下，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的以往的半導(dǎo)體制造裝置中的溫度異常檢測(cè)方法及分類方法加以說(shuō)明。
首先，如果被搬送到處理板(熱平板201)上的晶片(晶片200)，例如被搬到引導(dǎo)構(gòu)件(引導(dǎo)物213)上，從晶片裝載位置錯(cuò)開的話，則晶片中的與搬到引導(dǎo)構(gòu)件上的部分相反的一側(cè)的端部和處理板表面接觸，而晶片中的該端部以外的大部分處于從處理板上懸空的狀態(tài)。但是，在對(duì)晶片進(jìn)行加熱處理的處理板中，如果晶片被裝載在該處理板上所規(guī)定的晶片裝載位置上的話，則晶片從處理板吸收熱，造成處理板溫度暫時(shí)地下降。然而，如上所述，當(dāng)晶片被裝載成從處理板上懸空的狀態(tài)時(shí)，與晶片被準(zhǔn)確地裝載在所規(guī)定的晶片裝載位置時(shí)相比，將晶片裝載在處理板上時(shí)的處理板溫度下降的幅度較小。在專利文獻(xiàn)1所示的方法中，著眼于這一點(diǎn)，通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)出將晶片裝載在處理板上時(shí)處理板的溫度變化，在該檢測(cè)出的溫度變化沒(méi)有超過(guò)或等于所規(guī)定的溫度變化時(shí)，認(rèn)為發(fā)生了異常。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-306825號(hào)公報(bào)如上所述，在制造半導(dǎo)體裝置時(shí)的以往的溫度異常檢測(cè)方法中，通過(guò)將規(guī)定的閾值作為界線條件，評(píng)價(jià)將晶片裝載在熱平板上時(shí)熱平板溫度變化的峰值，來(lái)判斷熱平板上的晶片裝載狀態(tài)是正常還是異常。但是，當(dāng)希望進(jìn)行更高精度的加熱處理裝置的異常檢測(cè)時(shí)，僅象以往技術(shù)那樣，對(duì)熱平板溫度變化的峰值設(shè)定閾值是不夠的。也就是說(shuō)，在專利文獻(xiàn)1所示的方法中，存在這樣的問(wèn)題不能進(jìn)行高精度的加熱處理裝置的異常檢測(cè)，難以嚴(yán)密地管理該裝置。

發(fā)明內(nèi)容
如上所鑒，本發(fā)明的目的在于能夠高精度地檢測(cè)制造半導(dǎo)體裝置時(shí)的溫度異常。
為了達(dá)到上述目的，本案發(fā)明者們?cè)谶M(jìn)行了種種研究探討后，得到了這樣的啟發(fā)通過(guò)對(duì)如裝載晶片時(shí)的熱平板溫度那樣的、具有傾斜度的過(guò)渡變化的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)，在每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)設(shè)定管理范圍，且評(píng)價(jià)該溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)是否在所設(shè)定的管理范圍內(nèi)，來(lái)進(jìn)行加熱處理裝置等半導(dǎo)體制造裝置的異常判定及分類。
具體地說(shuō)，本發(fā)明所涉及的溫度異常檢測(cè)方法，是檢測(cè)半導(dǎo)體制造裝置中的溫度異常的方法，該半導(dǎo)體制造裝置至少包括在表面上方裝載被處理體且將該被裝載的被處理體加熱的熱平板，在控制上述熱平板溫度的同時(shí)取得該溫度的溫度控制部，根據(jù)處理程序進(jìn)行整個(gè)裝置的控制的本體控制部，和在上述熱平板上使上述被處理體升降的升降機(jī)構(gòu)。該溫度異常檢測(cè)方法，包括將通過(guò)上述溫度控制部取得的上述熱平板的溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在上述半導(dǎo)體制造裝置的存儲(chǔ)部的存儲(chǔ)步驟；在控制上述升降機(jī)構(gòu)的同時(shí)，將上述被處理體的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)傳送到上述存儲(chǔ)部的升降控制步驟；根據(jù)存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的溫度數(shù)據(jù)、從上述本體控制部取得的處理程序數(shù)據(jù)、和被傳送到上述存儲(chǔ)部的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)，算出與具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)相符的管理范圍的管理范圍算出步驟；以及利用在上述管理范圍算出步驟中算出的管理范圍，來(lái)檢測(cè)上述半導(dǎo)體制造裝置中的溫度異常的步驟。
在本發(fā)明的溫度異常檢測(cè)方法中，最好上述管理范圍算出步驟，包括使用通過(guò)在對(duì)其它被處理體預(yù)先進(jìn)行的熱處理中所存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的上述熱平板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理而獲得的值，算出上述管理范圍的步驟。
本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體制造裝置，包括在表面上方裝載被處理體且將該被裝載的被處理體加熱的熱平板；在控制上述熱平板的溫度的同時(shí)取得該溫度的溫度控制部；根據(jù)處理程序進(jìn)行整個(gè)裝置的控制的本體控制部；存儲(chǔ)通過(guò)上述溫度控制部取得的上述熱平板的溫度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部；在上述熱平板上使上述被處理體升降的升降機(jī)構(gòu)；在控制上述升降機(jī)構(gòu)的同時(shí)，將上述被處理體的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)傳送到上述存儲(chǔ)部的升降控制部；根據(jù)存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的溫度數(shù)據(jù)、從上述本體控制部取得的處理程序數(shù)據(jù)、和被傳送到上述存儲(chǔ)部的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)，算出與具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)相符的管理范圍的管理范圍算出部；以及利用通過(guò)上述管理范圍算出部算出的管理范圍，來(lái)檢測(cè)裝置異常的異常檢測(cè)部。
在本發(fā)明的半導(dǎo)體制造裝置中，最好上述管理范圍算出部，使用通過(guò)在對(duì)其它被處理體預(yù)先進(jìn)行的熱處理中所存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的上述熱平板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理而獲得的值，算出上述管理范圍。
(發(fā)明的效果)依據(jù)本發(fā)明，根據(jù)熱平板的溫度數(shù)據(jù)、處理程序數(shù)據(jù)和被處理體的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)，算出與具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)相符的管理范圍，具體地說(shuō)，算出與將被處理體設(shè)置在熱平板上方時(shí)的熱平板溫度變化相符的管理范圍，利用該管理范圍檢測(cè)裝置異常。因此，能夠詳細(xì)地評(píng)價(jià)當(dāng)將被處理體裝載在熱平板上方時(shí)由溫度控制部檢測(cè)出的熱平板的溫度變化，是否與參照溫度數(shù)據(jù)(例如，過(guò)去所測(cè)定的溫度數(shù)據(jù))的變動(dòng)不同。并且，當(dāng)檢測(cè)出的熱平板的溫度變化與參照溫度數(shù)據(jù)的變動(dòng)不同時(shí)，例如，當(dāng)在參照溫度數(shù)據(jù)的變動(dòng)中所看到的變化，在檢測(cè)出的熱平板溫度數(shù)據(jù)中看不到時(shí)，能夠認(rèn)為發(fā)生了裝置異常，例如，發(fā)生了被搬送到熱平板上的被處理體沒(méi)有被準(zhǔn)確地裝載在規(guī)定的晶片裝載位置上的異常。因此，與以往的技術(shù)那樣，僅通過(guò)對(duì)熱平板溫度變化的峰值設(shè)定閾值來(lái)進(jìn)行異常檢測(cè)的情況相比，通過(guò)以單位時(shí)間為單位，對(duì)具有傾斜度的過(guò)渡變化的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)設(shè)定管理范圍，能夠進(jìn)行高精度的半導(dǎo)體制造裝置的溫度異常的檢測(cè)、判定或者分類。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為示出了本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體制造裝置(加熱處理裝置)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
圖2為示出了本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體制造裝置中的晶片加熱處理情況的圖，具體地說(shuō)，為示出了與晶片加熱處理時(shí)間相對(duì)應(yīng)的熱平板溫度變化的圖。
圖3為示出了本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體制造裝置中的晶片加熱處理情況的圖，具體地說(shuō)，為示出了與晶片加熱處理時(shí)間相對(duì)應(yīng)的熱平板溫度變化的圖。
圖4為示出了本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體制造裝置中的晶片加熱處理情況的圖，具體地說(shuō)，為示出了與晶片加熱處理時(shí)間相對(duì)應(yīng)的熱平板溫度變化的圖。
圖5為示出了本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體制造裝置中在裝載晶片時(shí)發(fā)生了異常情況的圖。
圖6為示出了本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體制造裝置中在裝載晶片時(shí)發(fā)生了異常的情況下，與晶片加熱處理時(shí)間相對(duì)應(yīng)的熱平板溫度變化的圖。
圖7為由本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體制造裝置的異常檢測(cè)部進(jìn)行的、加熱處理時(shí)的異常檢測(cè)方法的流程圖。
圖8為示出了以往的加熱處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。
(符號(hào)的說(shuō)明)100、800-晶片；101-熱平板；102-保持板；103一發(fā)熱元件；104-貫穿孔；105-支撐針；106-結(jié)合構(gòu)件；107-升降機(jī)構(gòu)；108-有底孔；109-溫度傳感器；111-近接墊；112-近接針；113-引導(dǎo)物；150-溫度控制部；151-存儲(chǔ)部；152-本體控制部；153-升降控制部；154-管理范圍算出部；155-異常檢測(cè)部；301、901-熱平板溫度；402、902-經(jīng)過(guò)時(shí)間的曲線(plot)；703、903-管理范圍。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施例所涉及的溫度異常檢測(cè)方法及半導(dǎo)體制造裝置加以說(shuō)明。
圖1為示出了本實(shí)施例所涉及的半導(dǎo)體制造裝置(具體地說(shuō)，加熱處理裝置)的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，在加熱處理裝置的大約中央位置，設(shè)置有熱平板101，作為用于對(duì)被處理體即晶片100進(jìn)行加熱處理的處理板。將熱平板101設(shè)置在直徑例如比晶片100大一些的圓形保持板102的表面上。并且，在保持板102的背面一側(cè)，例如，設(shè)置有與保持板102緊貼在一起的與保持板102的形狀幾乎相同的發(fā)熱元件103。發(fā)熱元件103，例如，由因電流流動(dòng)而發(fā)熱的電阻體構(gòu)成。在發(fā)熱元件103流動(dòng)的電流，由作為控制機(jī)構(gòu)的溫度控制部150控制，藉此方法來(lái)控制熱平板101的溫度(加熱溫度)。
在熱平板101、保持板102及發(fā)熱元件103的多處，設(shè)置有貫穿孔104。在這些貫穿孔104中，分別設(shè)置有多個(gè)用于晶片100的交接的支撐針(pin)105。這些支撐針105，與設(shè)置在保持板102下方的結(jié)合構(gòu)件106成為一體。并且，結(jié)合構(gòu)件106，連接在升降機(jī)構(gòu)107上，結(jié)合構(gòu)件106因升降機(jī)構(gòu)107的升降動(dòng)作而上下移動(dòng)。因此，各支撐針105，在各貫穿孔104中上下移動(dòng)，從熱平板101的表面伸出或者隱沒(méi)。在支撐針105從熱平板101的表面伸出的狀態(tài)下，在圖1所示的加熱處理裝置和晶片搬送裝置(省略圖示)之間進(jìn)行晶片100的交接。在從該搬送裝置接到晶片100后，支撐針105下降，隱沒(méi)在貫穿孔104內(nèi)。這樣一來(lái)，晶片100就被設(shè)置在熱平板101的正上方。然后，進(jìn)行晶片100的加熱處理。
這里，為了在本實(shí)施例的加熱處理裝置內(nèi)較好地進(jìn)行晶片100的加熱處理，將晶片100裝載在溫度分布偏差較小的熱平板101上的所規(guī)定的晶片裝載位置上(在熱平板101的邊緣部之外的部分的上側(cè)區(qū)域)。
具體地說(shuō)，為了使熱平板101和晶片100不直接接觸，換句話說(shuō)，為了將晶片100保持為與熱平板101間隔有僅規(guī)定的間隔，在相當(dāng)于晶片裝載位置外周部的熱平板101上的多處(例如，6個(gè)地方)設(shè)置有近接墊(proximity sheet)111，并且，在相當(dāng)于晶片裝載位置的中央的熱平板101上的所規(guī)定的地方設(shè)置有近接針(proximity pin)112。
并且，在晶片裝載位置的外周部設(shè)置的多個(gè)近接墊111，分別延長(zhǎng)到晶片裝載位置外側(cè)的熱平板101上，在各近接墊111的該延長(zhǎng)部分上，分別設(shè)置有引導(dǎo)晶片用的引導(dǎo)物113。也就是說(shuō)，在圖1所示的加熱處理裝置中，在熱平板101上設(shè)置有圍繞晶片裝載位置的6個(gè)引導(dǎo)物113。
并且，在保持板102的背面一側(cè)，設(shè)置有貫穿發(fā)熱元件103且到達(dá)保持板102的規(guī)定深度的多個(gè)有底孔108。這些有底孔108，被設(shè)置在晶片裝載位置的中央、及離該中央具有規(guī)定距離的位置上(例如，晶片裝載位置外周部的附近)。在各有底孔108的底部(在有底孔108內(nèi)，與熱平板101最近的位置)，設(shè)置有用于測(cè)定熱平板101的溫度的例如熱電偶等溫度傳感器109。由該溫度傳感器109檢測(cè)出的結(jié)果(熱平板101的溫度數(shù)據(jù))被傳送到溫度控制部150，在溫度控制部150中，根據(jù)該檢測(cè)出的結(jié)果對(duì)作為發(fā)熱機(jī)構(gòu)的發(fā)熱元件103進(jìn)行電流的控制。
并且，本實(shí)施例的加熱處理裝置，作為其特征，除了上述各構(gòu)成要素之外，還包括將由溫度控制部150取得的熱平板101的溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)的存儲(chǔ)部151；根據(jù)處理程序進(jìn)行整個(gè)裝置的控制的本體控制部152；在控制升降機(jī)構(gòu)107的同時(shí)，將晶片100的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)部151的升降控制部153；以處理程序?yàn)閱挝?，算出與具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)相符的管理范圍的管理范圍算出部154；和利用由管理范圍算出部154算出的管理范圍，來(lái)檢測(cè)加熱處理裝置的異常的異常檢測(cè)部155。這里，管理范圍算出部154，根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部151的溫度數(shù)據(jù)、從本體控制部152取得的處理程序數(shù)據(jù)、和被傳送到存儲(chǔ)部151的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)，算出上述管理范圍。
另外，在本實(shí)施例中，例如，可以用由中央處理器、存儲(chǔ)器、鍵盤等輸入器以及顯示器等顯示裝置構(gòu)成的計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制部150、存儲(chǔ)部151、本體控制部152、升降控制部153、管理范圍算出部154及異常檢測(cè)部155。并且，可以用專用的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制部150、本體控制部152、升降控制部153、管理范圍算出部154及異常檢測(cè)部155。
以下，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造裝置中的晶片加熱處理的情況加以說(shuō)明。
圖2為示出了與晶片加熱處理時(shí)間相對(duì)應(yīng)的熱平板溫度變化的圖。首先，當(dāng)將低溫的晶片100裝載在被高溫保持的熱平板101上時(shí)，如圖2的區(qū)域311所示，熱平板溫度301因熱擴(kuò)散而暫時(shí)地急劇下降。之后，如圖2的區(qū)域312所示，在例如通過(guò)PID(Proportional Integral Difference)控制等使熱平板溫度301、也就是晶片100的溫度上升到所設(shè)定的溫度后，如圖2的區(qū)域313所示，在穩(wěn)定的溫度狀態(tài)下進(jìn)行晶片100的熱處理。也就是說(shuō)，在將晶片100設(shè)置在熱平板101上開始熱處理之后不久，熱平板溫度301(晶片溫度)，不斷地呈傾斜狀態(tài)變化。因此，如以往技術(shù)那樣，僅對(duì)熱平板溫度301變化的峰值單純地設(shè)定閾值(上限值或者下限值)，難以充分地檢測(cè)出溫度異常。
因此，在本實(shí)施例中，如圖2的區(qū)域311及區(qū)域312所示，為了算出用以適當(dāng)?shù)毓芾聿粩嘧兓臒崞桨鍦囟?01的管理范圍，根據(jù)過(guò)去的熱平板溫度數(shù)據(jù)(例如，通過(guò)使用本實(shí)施例的加熱處理裝置，對(duì)與晶片100一樣的其它多個(gè)晶片預(yù)先進(jìn)行熱處理而獲得的熱平板溫度數(shù)據(jù))的歷時(shí)變化，事先將該變化的情況量子化，將量子化后的數(shù)據(jù)作為參照溫度數(shù)據(jù)。并且，為了保存上述過(guò)去的熱平板溫度數(shù)據(jù)，將由溫度控制部150取得的熱平板溫度數(shù)據(jù)保存在存儲(chǔ)部151中。
另外，使熱平板溫度數(shù)據(jù)(以下，也將其簡(jiǎn)單地稱為溫度數(shù)據(jù))存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部151的頻率，也就是存儲(chǔ)部151從溫度控制部150收集溫度數(shù)據(jù)的取樣頻率是越高越好，以下，使溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部151的取樣頻率為1Hz(每秒)加以說(shuō)明。
并且，圖1所示的存儲(chǔ)部151，在從溫度控制部150取得溫度數(shù)據(jù)的同時(shí)，從控制整個(gè)裝置的本體控制部152取得包含對(duì)被處理體即晶片100進(jìn)行處理時(shí)所用的程序名稱及熱平板設(shè)定溫度等的處理程序信息。并且，存儲(chǔ)部151，對(duì)溫度數(shù)據(jù)和處理程序信息(程序名稱及熱平板設(shè)定溫度等)的相關(guān)關(guān)系起名，進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的管理。
并且，圖1所示的存儲(chǔ)部151，在從溫度控制部150取得溫度數(shù)據(jù)的同時(shí)，從升降控制部153取得使被處理體即晶片100進(jìn)行升降動(dòng)作的時(shí)刻信息。這是為了取得將晶片100裝載在熱平板101上的時(shí)刻。該升降動(dòng)作的時(shí)刻信息，例如，是根據(jù)升降動(dòng)作的啟動(dòng)信息取得的。并且，在取得該升降動(dòng)作的啟動(dòng)信息時(shí)，可以用邏輯數(shù)據(jù)、ON/OFF信號(hào)、或者升降動(dòng)作的命令信號(hào)或命令通訊中的任意一種?；蛘?，可以有效地利用在熱處理中使用的將惰性氣體噴出時(shí)的閥的開閉信號(hào)，來(lái)代替升降動(dòng)作的時(shí)刻。此時(shí)，也與上述升降動(dòng)作的啟動(dòng)信息的取得方法一樣，當(dāng)取得將惰性氣體噴出時(shí)的閥的開閉動(dòng)作的啟動(dòng)信息時(shí)，可以用邏輯數(shù)據(jù)、ON/OFF信號(hào)、或者開閉動(dòng)作的命令信號(hào)或命令通訊中的任意一種。
如上所述，將由溫度控制部150取得的溫度數(shù)據(jù)、從本體控制部152取得的處理程序信息、以及從升降控制部153取得的升降動(dòng)作時(shí)刻信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部151中。并且，根據(jù)這些被存儲(chǔ)的信息，在管理范圍算出部154中，對(duì)圖2的區(qū)域311及區(qū)域312所示的具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)(熱平板溫度)算出管理范圍。
圖3為示出了與晶片加熱處理時(shí)間相對(duì)應(yīng)的熱平板溫度變化的圖。另外，圖3為在圖2所示的坐標(biāo)圖中加上將晶片100裝載在熱平板101上后的經(jīng)過(guò)時(shí)間的曲線402的圖。圖3的橫軸所示的熱處理時(shí)間，被分為兩個(gè)階段，它們是將晶片100搬送到本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造裝置為止的階段411、和將晶片100裝載在熱平板101上對(duì)晶片100進(jìn)行加熱處理的階段412。階段411和階段412的區(qū)劃，例如，是根據(jù)從上述升降控制部153取得的升降動(dòng)作時(shí)刻信息進(jìn)行的。
在將晶片100裝載在熱平板101上后的經(jīng)過(guò)時(shí)間的曲線402中，在將晶片100裝載在熱平板101上的時(shí)刻，將經(jīng)過(guò)時(shí)間的值設(shè)為0。并且，然后，圖3的橫軸所示的熱處理時(shí)間每經(jīng)過(guò)1秒、2秒、…，該經(jīng)過(guò)時(shí)間(右側(cè)縱軸)的值就與1秒、2秒、…成正比地增加。
圖4為示出了與晶片加熱處理時(shí)間相對(duì)應(yīng)的熱平板溫度變化的圖。另外，圖4是在圖3所示的坐標(biāo)圖中加上由管理范圍算出部154算出的管理范圍703的圖。
如圖4所示，得知由于熱平板溫度301在管理范圍703內(nèi)，因此熱平板溫度301是正常的。
另外，在本實(shí)施例中，以經(jīng)過(guò)時(shí)間的曲線402的各取樣時(shí)間為單位設(shè)定管理范圍703，在這一點(diǎn)上，管理范圍703與對(duì)熱平板溫度301變化的峰值所設(shè)定的以往技術(shù)的「閾值」是完全不同的。并且，管理范圍703的上限值，例如，是μ+3σ〔μ在經(jīng)過(guò)時(shí)間的曲線402的各取樣時(shí)間中的參照溫度數(shù)據(jù)(例如，在對(duì)于多個(gè)晶片預(yù)先進(jìn)行的熱處理中所測(cè)定的溫度數(shù)據(jù))的平均值，σ在經(jīng)過(guò)時(shí)間的曲線402的各取樣時(shí)間中的參照溫度數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以下相同〕，管理范圍703的下限值，例如，是μ-3σ。
如上所述，在本實(shí)施例中，對(duì)于具有傾斜度的過(guò)渡變化的熱平板溫度301，也能夠恰當(dāng)?shù)卦O(shè)定管理范圍703，在利用該管理范圍703的異常檢測(cè)部155中，對(duì)由圖1所示的溫度控制部150取得的溫度數(shù)據(jù)是正常還是異常進(jìn)行判定。
另外，在本實(shí)施例中，很方便地使用了μ+3σ及μ-3σ分別作為管理范圍703的上限值及下限值。但是，管理范圍703的設(shè)定方法，并不限定于此，例如，能夠在考慮到過(guò)程的狀態(tài)和加熱處理裝置的硬件穩(wěn)定性等情況下，任意地設(shè)定管理范圍703的上限值及下限值。并且，可以對(duì)經(jīng)過(guò)時(shí)間的曲線402的各取樣時(shí)間設(shè)定多個(gè)管理范圍(例如，將μ+2σ及μ-2σ分別設(shè)為上限值及下限值的注意管理范圍，及將μ+3σ及μ-3σ分別設(shè)為上限值及下限值的警告管理范圍)。
圖5為示出了在圖1所示的本實(shí)施例的半導(dǎo)體制造裝置中在裝載晶片時(shí)產(chǎn)生異常情況的圖。另外，在圖5中，由于對(duì)與圖1一樣的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注一樣的符號(hào)，因此省略說(shuō)明。并且，在圖5中，簡(jiǎn)要地示出了圖1所示的一部分結(jié)構(gòu)要素。
如圖5所示，例如，由于搬送臂(省略圖示)的誤動(dòng)作等，當(dāng)被處理體即晶片800(區(qū)別于圖1的被正常裝載的晶片100)被搬到引導(dǎo)物113上時(shí)，晶片800不能被正常地設(shè)置在所規(guī)定的晶片裝載位置上。
圖6為示出了當(dāng)產(chǎn)生了圖5所示的晶片裝載異常時(shí)，與晶片加熱處理時(shí)間相對(duì)應(yīng)的熱平板溫度變化的圖。另外，在圖6中，曲線902與圖3的曲線402一樣，示出了將晶片800裝載在熱平板101上后的經(jīng)過(guò)時(shí)間。并且，管理范圍903與圖4的管理范圍703一樣，以經(jīng)過(guò)時(shí)間的曲線902的各取樣時(shí)間為單位，由管理范圍算出部154來(lái)設(shè)定。
如圖6所示，當(dāng)晶片800沒(méi)有被正常地裝載在熱平板101上時(shí)，與圖2的熱平板溫度301的變動(dòng)不同，看不出熱平板溫度901的暫時(shí)下降。其結(jié)果，造成熱平板溫度901沒(méi)有在管理范圍903內(nèi)，在圖1所示的異常檢測(cè)部155中，判定熱平板溫度901異常。
另外，在本實(shí)施例中，由于將溫度數(shù)據(jù)的取樣頻率設(shè)定成1Hz(每秒)，因此必然對(duì)每秒的溫度數(shù)據(jù)的曲線設(shè)定有管理范圍的上限值及下限值。但是，管理范圍的設(shè)定方法，并不限定于此。具體地說(shuō)，當(dāng)需要靈敏度更高的異常檢測(cè)時(shí)，通過(guò)將溫度數(shù)據(jù)的取樣頻率設(shè)定得更高(例如，通過(guò)將其設(shè)定為10Hz)，能夠以更短的單位時(shí)間為單位對(duì)溫度數(shù)據(jù)的曲線〔當(dāng)取樣頻率(數(shù)據(jù)取得頻率)為10Hz時(shí)，在每0.1秒中的溫度數(shù)據(jù)的曲線〕設(shè)定管理范圍的上限值及下限值。
以下，對(duì)由圖1所示的異常檢測(cè)部155所進(jìn)行的、加熱處理時(shí)的異常檢測(cè)方法加以說(shuō)明。
圖7為異常檢測(cè)部155中的加熱處理時(shí)的異常檢測(cè)的流程圖。這里，將為了收集溫度數(shù)據(jù)的取樣頻率設(shè)為1Hz。
首先，在步驟S000中，異常檢測(cè)部155，從本體控制部152取得進(jìn)行處理的晶片100的程序名稱，進(jìn)行處理程序的確認(rèn)。
其次，在步驟S001中，在將晶片100搬送到熱平板101附近，其次，將晶片100裝載在熱平板101上后，在該時(shí)刻，在步驟S002中，異常檢測(cè)部155，將熱處理經(jīng)過(guò)時(shí)間t設(shè)定為t＝0。該晶片裝載時(shí)刻信息，例如，是根據(jù)來(lái)自升降控制部153的晶片100的下降信號(hào)取得的。
當(dāng)收集溫度數(shù)據(jù)的取樣頻率為1Hz時(shí)，接著，在步驟S003中，異常檢測(cè)部155，從溫度控制部150取得t＝1(秒)時(shí)的熱平板溫度的數(shù)據(jù)T(1)，同時(shí)，例如，從保持在異常檢測(cè)部155內(nèi)部的數(shù)據(jù)表中檢索且取得t＝1(秒)時(shí)的管理范圍的上限值及下限值〔以下，稱為上限管理值(例如，μ1+3σ1)及下限管理值(例如，μ1-3σ1)〕。另外，在通過(guò)異常檢測(cè)部155開始進(jìn)行異常檢測(cè)步驟前，將由管理范圍算出部154以各取樣時(shí)間為單位算出的管理范圍數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在上述數(shù)據(jù)表中。
其次，在步驟S004中，異常檢測(cè)部155，進(jìn)行從溫度控制部150取得的「t＝1(秒)時(shí)的溫度數(shù)據(jù)T(1)」是否在從上述數(shù)據(jù)表中取得的「t＝1(秒)時(shí)的上限管理值及下限管理值」的管理范圍(規(guī)定范圍)內(nèi)的判定。這里，當(dāng)溫度數(shù)據(jù)在規(guī)定范圍外時(shí)，異常檢測(cè)部155具有發(fā)送警報(bào)的功能。
其次，在步驟S005中，異常檢測(cè)部155，從溫度控制部150取得t＝2(秒)時(shí)的熱平板溫度的數(shù)據(jù)T(2)，同時(shí)，從上述數(shù)據(jù)表中檢索且取得t＝2(秒)時(shí)的上限管理值(例如，μ2+3σ2)及下限管理值(例如，μ2-3σ2)。
其次，在步驟S006中，異常檢測(cè)部155，進(jìn)行從溫度控制部150取得的「t＝2(秒)時(shí)的溫度數(shù)據(jù)T(2)」是否在從上述數(shù)據(jù)表中取得的「t＝2(秒)時(shí)的上限管理值及下限管理值」的規(guī)定范圍內(nèi)的判定，當(dāng)該溫度數(shù)據(jù)在規(guī)定范圍外時(shí)，發(fā)送警報(bào)。
其次，在步驟S007以后的步驟中，異常檢測(cè)部155，對(duì)t＝3(秒)以后的溫度數(shù)據(jù)，反復(fù)進(jìn)行與步驟S003～S006一樣的處理，直到晶片100的加熱處理結(jié)束為止。
另外，如上所述，雖然，當(dāng)判定熱平板溫度的數(shù)據(jù)在規(guī)定范圍外時(shí)，異常檢測(cè)部155具有發(fā)送警報(bào)的功能，但是，對(duì)該發(fā)送警報(bào)的時(shí)刻并不作特別地限定。也就是說(shuō)，可以以進(jìn)行溫度異常判定的時(shí)刻為單位，每當(dāng)溫度數(shù)據(jù)在規(guī)定范圍外時(shí)，就立刻發(fā)送警報(bào)，或者，也可以當(dāng)只在一次判定時(shí)刻中，溫度數(shù)據(jù)在規(guī)定范圍外時(shí)不發(fā)送警報(bào)，例如，只在連續(xù)3次的判定時(shí)刻中，溫度數(shù)據(jù)在規(guī)定范圍外時(shí)發(fā)送警報(bào)。
如上所述，依據(jù)本實(shí)施例，根據(jù)熱平板101的溫度數(shù)據(jù)、處理程序數(shù)據(jù)和被處理體即晶片100的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)，來(lái)算出與具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)相符的管理范圍，具體地說(shuō)，來(lái)算出與將晶片100裝載在熱平板101上時(shí)的熱平板101的溫度變化相符的管理范圍，利用該管理范圍檢測(cè)裝置異常。因此，能夠更詳細(xì)地評(píng)價(jià)將晶片100裝載在熱平板101上時(shí)由溫度控制部150檢測(cè)出的熱平板101的溫度變化，是否與參照溫度數(shù)據(jù)(例如，過(guò)去所測(cè)定的溫度數(shù)據(jù))的變動(dòng)不同。并且，當(dāng)檢測(cè)出的熱平板101的溫度變化與參照溫度數(shù)據(jù)的變動(dòng)不同時(shí)，例如，當(dāng)在參照溫度數(shù)據(jù)的變動(dòng)中所看到的變化，在檢測(cè)出的熱平板溫度數(shù)據(jù)中看不到時(shí)，能夠認(rèn)為發(fā)生了裝置異常，例如發(fā)生了搬送到熱平板101上的晶片100沒(méi)有被準(zhǔn)確地裝載在所規(guī)定的晶片裝載位置上的異常。所以，與如以往技術(shù)那樣，僅通過(guò)對(duì)熱平板溫度變化的峰值設(shè)定閾值來(lái)進(jìn)行異常檢測(cè)的情況相比，通過(guò)以單位時(shí)間為單位對(duì)具有傾斜度的過(guò)渡變化的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)設(shè)定管理范圍，能夠進(jìn)行高精度的半導(dǎo)體制造裝置中的溫度異常的檢測(cè)、判定或者分類。
另外，在本實(shí)施例中，以在抗蝕劑的前烘烤或者后烘烤等中使用的熱平板的溫度異常的檢測(cè)為對(duì)象進(jìn)行了說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不限定于此，也能夠應(yīng)用在例如RTP(Rapid Thermal Process)裝置中的加熱時(shí)燈溫度的異常檢測(cè)、或者CVD(Chemical Vapor Deposition)裝置中的晶片裝載位置異常的檢測(cè)等處。
(實(shí)用性)本發(fā)明涉及制造半導(dǎo)體裝置時(shí)的溫度異常的檢測(cè)方法，例如，在將其使用在光刻工序中所用的熱平板溫度管理等時(shí)，能夠獲得可高精度地進(jìn)行溫度異常的檢測(cè)、判定或者分類的效果，非常有用。
權(quán)利要求
1.一種溫度異常檢測(cè)方法，其特征在于是檢測(cè)半導(dǎo)體制造裝置中的溫度異常的方法，該半導(dǎo)體制造裝置至少包括在表面上方裝載被處理體且將該被裝載的被處理體加熱的熱平板，在控制上述熱平板溫度的同時(shí)取得該溫度的溫度控制部，根據(jù)處理程序進(jìn)行整個(gè)裝置的控制的本體控制部，和在上述熱平板上使上述被處理體升降的升降機(jī)構(gòu)；包括將通過(guò)上述溫度控制部取得的上述熱平板的溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在上述半導(dǎo)體制造裝置的存儲(chǔ)部的存儲(chǔ)步驟，在控制上述升降機(jī)構(gòu)的同時(shí)將上述被處理體的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)傳送到上述存儲(chǔ)部的升降控制步驟，根據(jù)存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的溫度數(shù)據(jù)、從上述本體控制部取得的處理程序數(shù)據(jù)、和被傳送到上述存儲(chǔ)部的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)，算出與具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)相符的管理范圍的管理范圍算出步驟，以及利用在上述管理范圍算出步驟中算出的管理范圍，來(lái)檢測(cè)上述半導(dǎo)體制造裝置中的溫度異常的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫度異常檢測(cè)方法，其特征在于上述管理范圍算出步驟，包括使用通過(guò)在對(duì)其它被處理體預(yù)先進(jìn)行的熱處理中所存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的上述熱平板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理而獲得的值，算出上述管理范圍的步驟。
3.一種半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于包括在表面上方裝載被處理體且將該被裝載的被處理體加熱的熱平板；在控制上述熱平板溫度的同時(shí)取得該溫度的溫度控制部；根據(jù)處理程序進(jìn)行整個(gè)裝置的控制的本體控制部；存儲(chǔ)通過(guò)上述溫度控制部取得的上述熱平板的溫度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部；在上述熱平板上使上述被處理體升降的升降機(jī)構(gòu)；在控制上述升降機(jī)構(gòu)的同時(shí)，將上述被處理體的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)傳送到上述存儲(chǔ)部的升降控制部；根據(jù)存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的溫度數(shù)據(jù)、從上述本體控制部取得的處理程序數(shù)據(jù)、和被傳送到上述存儲(chǔ)部的升降時(shí)刻數(shù)據(jù)，算出與具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)相符的管理范圍的管理范圍算出部；以及利用通過(guò)上述管理范圍算出部算出的管理范圍，來(lái)檢測(cè)裝置異常的異常檢測(cè)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于上述管理范圍算出部，使用通過(guò)在對(duì)其它被處理體預(yù)先進(jìn)行的熱處理中所存儲(chǔ)在上述存儲(chǔ)部的上述熱平板的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理而獲得的值，算出上述管理范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種溫度異常檢測(cè)方法及半導(dǎo)體制造裝置。本發(fā)明的目的在于能夠高精度地檢測(cè)制造半導(dǎo)體裝置時(shí)的溫度異常。半導(dǎo)體制造裝置，包括加熱晶片100的熱平板101；控制熱平板101的溫度的溫度控制部150；根據(jù)處理程序進(jìn)行整個(gè)裝置的控制的本體控制部152；存儲(chǔ)熱平板101的溫度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)部151；在熱平板101上使晶片100升降的升降機(jī)構(gòu)107；在控制升降結(jié)構(gòu)107的同時(shí)，將升降時(shí)刻數(shù)據(jù)傳送到存儲(chǔ)部151的升降控制部153；根據(jù)溫度數(shù)據(jù)、處理程序數(shù)據(jù)和升降時(shí)序數(shù)據(jù)，算出與具有傾斜度的過(guò)渡狀態(tài)的溫度數(shù)據(jù)變動(dòng)相符的管理范圍的管理范圍算出部154；以及利用通過(guò)管理范圍算出部154算出的管理范圍，檢測(cè)裝置異常的異常檢測(cè)部155。
文檔編號(hào)H01L21/66GK1702849SQ200510072628
公開日2005年11月30日 申請(qǐng)日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月26日
發(fā)明者佐藤直昭 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社