温度校正信息计算装置及方法、半导体制造装置、程序与流程

1.本发明涉及温度校正信息计算装置、半导体制造装置、程序和温度校正信息计算方法。


背景技术：

2.在半导体的制造工艺中，例如，使用实施半导体晶片的成膜处理等的热处理系统。在热处理系统中，根据与处理对应的处理方案，决定设定温度、压力、气体流量等半导体制造装置所控制的处理条件。半导体制造装置反复实施热处理时在半导体晶片例如成膜，但在半导体制造装置的内壁面附着有附着物。该附着物的累积膜厚变厚时，即使半导体制造装置在遵循处理方案的设定温度下进行控制，炉内温度也会下降，不能在半导体晶片以所希望的膜厚成膜。
3.于是，已知有按照累积膜厚对设定温度进行校正的热处理系统(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，公开了生成将累积膜厚与设定温度的校正量相关联的温度校正信息的技术。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开2008-218558号公报。


技术实现要素：

7.发明要解决的问题
8.本发明提供能够容易地调节对被处理体进行的热处理的设定温度的技术。
9.用于解决问题的技术手段
10.本发明为一种半导体制造装置的温度校正信息计算装置，其中，所述半导体制造装置通过以根据在半导体制造装置的内壁累积的累积膜厚而校正了的设定温度对被处理体进行热处理，来进行成膜，所述温度校正信息计算装置包括：模型存储部，其存储用于生成温度校正信息的模型，其中所述温度校正信息是将所述累积膜厚与温度校正值相关联的信息；学习判断部，其在获得了热处理的成膜结果的情况下，判断是否进行所述模型的更新；模型学习部，其在所述学习判断部判断为进行所述模型的更新的情况下，基于对所述被处理体的所述成膜结果来更新所述模型；和温度校正信息生成部，其使用所述模型学习部所更新了的所述模型来生成所述温度校正信息，并根据所述温度校正信息校正所述设定温度。
11.发明效果
12.能够提供可容易地调节对被处理体进行的热处理的设定温度的技术。
附图说明
13.图1是热处理系统的概要结构图的一个例子。
14.图2是半导体制造装置的概要剖面图的一个例子。
15.图3是被划分出的分区的一个例子。
16.图4是控制部的结构图的一个例子。
17.图5是温度校正信息计算装置的硬件结构图的一个例子。
18.图6是将温度校正信息计算装置所具有的功能结构分为框状进行说明的功能框图的一个例子。
19.图7是温度校正表的一个例子。
20.图8是示意性地说明存储于模型存储部中的模型的图的一个例子。
21.图9是使用温度校正表进行与累积膜厚相应的温度校正而实施了成膜处理的情况的成膜结果的一个例子。
22.图10是用于说明温度校正表的生成方法的流程图的一个例子。
23.图11是说明累积膜厚数据和在半导体晶片上成膜的监视膜厚的图的一个例子。
24.图12是说明模型与温度校正表的关系的图的一个例子。
25.图13是说明计算出的模型与温度校正表不相适的情况的图的一个例子。
26.图14是说明没有改善的成膜结果的图的一个例子。
27.图15是说明学习功能的开启和关闭的判断方法的图的一个例子。
28.图16是表示学习判断部切换模型的学习功能的开启和关闭的流程的流程图的一个例子。
29.图17是说明利用学习判断部进行的模型的学习功能的开启和关闭的判断方法的流程图的一个例子。
30.图18是列举了模型的学习功能的开启和关闭的判断的具体内容的图的一个例子。
31.图19是说明通过模型的学习功能的开启和关闭的自动切换而可预见的效果的图的一个例子。
32.附图标记说明
33.1热处理系统
34.2半导体制造装置
35.4温度校正信息计算装置
36.61获取部
37.62温度校正信息生成部
38.63模型学习部
39.64学习判断部
具体实施方式
40.以下，参照所附的附图，对本发明的非限定性的例示的实施方式进行说明。作为用于实施本发明的方式的一个例子，参照附图对热处理系统和热处理系统实施的温度校正信息计算方法进行说明。
41.[对累积膜厚的温度校正的概要]
[0042]
热处理系统使用温度校正表来校正处理方案中设定的设定温度，温度校正表利用后述的模型生成。而且，热处理系统具有学习成膜结果来更新模型的功能。但是，作为用户
并不容易判断是要开启还是关闭模型的学习功能。
[0043]
本实施方式的热处理系统能够考虑外部干扰的有无、模型的精度，自动地切换模型的学习功能的开启和关闭。以下，对详情进行说明。
[0044]
[包含半导体制造装置的热处理系统的整体结构]
[0045]
图1是表示热处理系统的概要结构图的一个例子。如图1所示，本实施方式的热处理系统1具有多个半导体制造装置2(在图1中为21～2n)、主控计算机3、温度校正信息计算装置4和将它们彼此连接的网络5、6。此外，热处理系统1例如包括测量装置60，其测量由半导体制造装置2处理了的被处理体(以下，称为半导体晶片)的状态(膜的状态等)。
[0046]
在半导体制造装置2中，可以包含与处理相应的各种装置。例如，有进行在半导体晶片形成薄膜的处理的成膜装置、进行将半导体晶片的表面区域氧化的氧化处理的氧化装置、进行使杂质在半导体晶片的表面区域扩散(掺杂)的处理的扩散装置等。以下，作为半导体制造装置的一个例子，以图2所示的批次式的纵型热处理装置的情况为例进行说明。此外，在本实施方式中，作为对半导体晶片的处理，以成膜处理为例进行说明。
[0047]
图2是半导体制造装置2的概要剖面图的一个例子。如图2所示，半导体制造装置2具有大致圆筒状的反应腔11。反应腔11以其长边方向朝向垂直方向的方式配置。反应腔11由耐热和耐腐蚀性优异的材料例如石英形成。
[0048]
在反应腔11的上侧，气密地连接有用于将反应腔11内的气体排气的排气管12。在排气管12设置有由阀、真空泵等构成的压力调节部13，将反应腔11内调节为所希望的压力(真空度)。
[0049]
在反应腔11的下侧设置有大致圆筒状的复式接头14。复式接头14其上端与反应腔11的下端气密地接合。
[0050]
在复式接头14(反应腔11)的下方配置有盖体15。盖体15构成为利用晶舟升降器16而能够上下移动。以利用晶舟升降器16而盖体15上升时复式接头14(反应腔11)的下方侧(炉口部分)被封闭，利用晶舟升降器16而盖体15下降时反应腔11的下方侧(炉口部分)开口的方式配置。
[0051]
在盖体15的上部，隔着保温筒(隔热体)17设置有晶舟18。晶舟18是收纳(保持)被处理体例如半导体晶片w的晶片保持具，在本实施方式中，构成为能够将半导体晶片w在垂直方向上隔开规定的间隔收纳多个例如150个。而且，在晶舟18收纳半导体晶片w，利用晶舟升降器16使盖体15上升，由此半导体晶片w被装载到反应腔11内。
[0052]
在反应腔11的周围，以包围反应腔11的方式，设置有例如由电阻发热体构成的加热部19。利用该加热部19将反应腔11的内部加热至规定的温度，其结果是，半导体晶片w被加热至规定的温度。
[0053]
加热部19例如具有被配置成5层的加热器191～195，对各加热器191～195利用功率控制器196～200分别独立地供给功率，能够独立地控制。像这样，反应腔11内被加热器191～195如图3所示分为5个分区(分区1～5)。分区的划分方式不限于5个，为2个以上即可，也可以不划分分区。
[0054]
另外，在复式接头14设置有对反应腔11内供给气体的多个气体供给管。在本实施方式中，设置有3个气体供给管20～22。对各气体供给管20～22，分别经由用于调节气体流量的由质量流量控制器(mfc)等构成的流量调节部23～25，供给成膜用的原料气体和载气。
[0055]
在反应腔11的内壁，未图示的5个温度传感器(热电偶)在垂直方向上排成一排地配置。该温度传感器由石英的管等覆盖以防止半导体晶片w的金属污染，分别配置于图3所示的各分区。
[0056]
半导体制造装置2包括用于控制反应腔11内的处理气氛的温度、气体流量、压力这样的处理参数的控制部50。控制部50取入未图示的温度传感器、压力传感器等的输出信号，对加热器191～195的功率控制器196～200、压力调节部13、流量调节部23～25输出控制信号。
[0057]
[控制部的硬件结构例]
[0058]
图4是表示控制部50的结构例的图。控制部50包括方案存储部51、rom52、ram53、i/o端口54、cpu55、通信部56和将它们彼此连接的总线57。
[0059]
在方案存储部51中，根据该半导体制造装置2中执行的成膜处理的种类，存储有规定控制流程的处理方案。处理方案是操作者(operator)按实际进行的每个处理(process)准备的处理信息。处理方案规定从半导体晶片w向反应腔11的装载至将已处理的半导体晶片w卸载为止的各部的温度的变化、反应腔11内的压力变化、气体供给的开始和停止的时机及供给量等。根据该处理方案，能够确定其热处理的设定膜厚、装置各部的设定温度。此外，在通常的批次式热处理装置的情况下，对所有半导体晶片w准备1个处理方案，但在本实施方式中，按图3所示的每个分区准备预先决定的处理方案，以使得半导体晶片w的处理结果均匀。
[0060]
另外，该处理方案中包含最优值计算方案，该最优值计算方案将装置各部的设定温度基于温度校正表校正为最优温度(最优值)，将该已校正的温度作为设定温度。因此，在半导体制造装置2基于最优值计算方案实施热处理的情况下，计算分区1～5的设定温度的最优值，最优值成为设定温度。
[0061]
因此，设定温度的校正由半导体制造装置2进行，但也可以将温度校正信息计算装置4基于温度校正表校正设定温度的处理方案提供给半导体制造装置2。此外，设定温度的校正由哪个装置进行都可以，只要最终半导体制造装置2能够在已校正的设定温度下执行处理方案即可。
[0062]
rom52是由eeprom、闪存、硬盘等构成的用于存储cpu55的动作程序等的存储介质。
[0063]
ram53作为cpu55的工作区域等发挥功能。在ram53中，例如存储半导体制造装置2中的处理执行次数。利用该处理执行次数和存储于方案存储部51的设定膜厚，能够确定在半导体制造装置2的装置内部附着的附着物的累积膜厚。
[0064]
i/o端口54将与温度、压力、气体的流量有关的测量信号供给到cpu55，并且将cpu55输出的控制信号向各部(功率控制器196～200、流量调节部23～25、压力调节部13)输出。此外，在i/o端口54连接有供操作员操作半导体制造装置2的操作面板58。
[0065]
cpu55构成控制部50的中枢，执行存储于rom52中的动作程序，根据来自操作面板58的指示，按照存储于方案存储部51中的处理方案，控制半导体制造装置2的动作。
[0066]
通信部56进行半导体制造装置2与主控计算机3和温度校正信息计算装置4之间的经由lan5、6的通信。总线57在各部之间传递信息。
[0067]
主控计算机3是管理各半导体制造装置2的整体的装置，执行对各半导体制造装置2指示的热处理的执行等的处理。主控计算机3采用具有公知的结构的计算机，省略图示。
[0068]
[温度校正信息计算装置的硬件结构例]
[0069]
图5是表示温度校正信息计算装置4的硬件结构图的一个例子。温度校正信息计算装置4执行生成与累积膜厚(成膜次数)相应的温度校正表的处理，以使得在各半导体制造装置2中降低在累积膜厚的影响下产生的炉内温度与设定温度的差。此外，温度校正信息计算装置4根据成膜结果对用于温度校正表的生成的模型进行更新。关于模型，在后文说明详情。
[0070]
温度校正信息计算装置4具有cpu(central processing unit：中央处理单元)501、rom(read only memory：只读存储器)502和ram(random access memory：随机存取存储器)503。cpu501、rom502和ram503形成所谓的计算机。此外，温度校正信息计算装置具有辅助存储装置504、操作装置505、显示装置506、i/f(interface：接口)装置507和驱动装置508。此外，温度校正信息计算装置4的各硬件经由总线509彼此连接。
[0071]
cpu501执行安装到辅助存储装置504的各种程序。
[0072]
rom502是非易失性存储器，作为主存储装置发挥功能。rom502保存cpu501执行安装于辅助存储装置504的各种程序所需的各种程序、数据等。
[0073]
ram503是dram(dynamic random access memory：动态随机存取存储器)、sram(static random access memory：静态随机存取存储器)等易失性存储器，作为主存储装置发挥功能。ram503提供由cpu501执行安装于辅助存储装置504的各种程序时被展开的作业区域。
[0074]
辅助存储装置504是保存各种程序的非易失性的大容量存储装置。辅助存储装置504也可以是hdd(hard disk drive：硬盘驱动器)或者ssd(solid state drive：固态驱动器)等非易失性的大容量存储介质。
[0075]
操作装置505是管理者对温度校正信息计算装置4输入各种指示时使用的输入装置。显示装置506是显示温度校正信息计算装置4的内部信息和从外部获取到的信息的显示装置。
[0076]
i/f装置507是与lan6连接，用于与半导体制造装置2的控制部50通信的连接装置。i/f装置507也与测量装置60、主控计算机3通信。
[0077]
驱动装置508是用于放置存储介质的装置。存储介质中包含如cd-rom、软盘、磁光盘等以光、电或磁的方式记录信息的介质。此外，存储介质中也可以包含如rom、闪存等以电的方式记录信息的半导体存储器等。
[0078]
另外，安装于辅助存储装置504的各种程序，例如，所配置的存储介质被放置在驱动装置508，记录于该存储介质的各种程序由驱动装置508读出而被安装。或者，也可以为安装于辅助存储装置504的各种程序从规定的服务器被下载而安装。
[0079]
[关于温度校正信息计算装置的功能]
[0080]
下面，参照图6，对温度校正信息计算装置4具有的信息及其功能结构进行说明。图6是将温度校正信息计算装置4具有的功能结构分为框状来进行说明的功能框图的一个例子。
[0081]
温度校正信息计算装置4具有获取部61、温度校正信息生成部62、模型学习部63和学习判断部64。温度校正信息计算装置4具有的这些功能是通过图5所示的cpu501执行从辅助存储装置504展开到ram503的程序来实现的功能或者结构。
[0082]
获取部61获取与由半导体制造装置2的控制部50基于处理方案执行的半导体晶片w的热处理工艺相关的日志信息。此外，获取部61能够从测量装置60获取被监视的半导体晶片w的监视膜厚等。根据日志信息可知半导体制造装置2中的处理执行次数，因此利用该处理执行次数和存储于处理方案的设定膜厚，能够确定附着于半导体制造装置2的装置内部的附着物的累积膜厚。
[0083]
温度校正信息生成部62对于日志信息中包含的设定温度与测量装置60测量出的监视膜厚的关系，使用后述的模型来生成温度校正表。
[0084]
模型学习部63更新存储于模型存储部72中的模型。模型的更新是指，基于成膜结果和目标膜厚，改变为更正确地表示半导体制造装置2中的设定温度与膜厚的关系的模型。在该含义中，更新也称为学习，在本实施方式中有时也称为学习。
[0085]
学习判断部64基于成膜结果等判断模型的更新是否合适，模型学习部63对更新(开启)或不更新(关闭)模型进行切换。
[0086]
另外，温度校正信息计算装置4具有在ram503、辅助存储装置504形成的存储部70。存储部70具有温度校正表存储部71和模型存储部72。
[0087]
图7是温度校正表的一个例子。温度校正表表示按每个半导体制造装置2内部的温度(设定温度)，附着于装置内部的附着物的累积膜厚与温度校正量的关系。在图7的温度校正表中，半导体制造装置2内部的温度被设定为规定温度，在装置内部附着有规定的累积膜厚的附着物时的温度校正值按每个分区来规定。
[0088]
以图7为例，在处理方案执行前的初始状态下在半导体晶片形成有tk1[nm]的膜厚。tk1例如为100[nm]，但根据处理方案的不同而不同。处理方案包含6次成膜处理。该6次成膜处理为1个循环的热处理。通过1次成膜处理形成决定的膜厚δtk。如tk2＝tk1 δtk、tk3＝tk2 δtk、
……
、这样累积膜厚变厚，在第6次获得tk6 δtk的膜厚。此外，1个循环的热处理所具有的成膜处理的次数可以为任意次，通过1次成膜处理形成的膜厚根据处理方案的不同而不同。
[0089]
在半导体制造装置2校正分区1的设定温度的情况下，例如累积膜厚为tk2[nm]的状态下，将“处理方案的设定温度 0.1”℃作为已校正的设定温度来计算。
[0090]
另外，温度校正表是将用于校正设定温度的温度校正值存储而得到的信息的一个例子，温度校正值的存储形式不限于数据表和表格形式。例如，温度校正表可以为函数形式、图表形式。
[0091]
另外，在设定温度和累积膜厚与温度校正表中规定的值不同的情况下，能够通过半导体制造装置2进行插值来应对。
[0092]
图8是示意性地说明存储于模型存储部72的模型的图。模型按每个设定温度准备，但图8中表示任意的设定温度的模型。
[0093]
在图8的(a)的模型中，按分区规定了设定温度变动1℃时的半导体晶片w的温度的变动量。即，由于反应腔11的温度分布等，半导体晶片的温度有时不与设定温度完全相同。利用图8的(a)的模型，计算设定温度变动1℃时的实际的半导体晶片w的温度。图8的(a)的模型表示按分区使温度 1℃时的各隙缝的温度变化量。即，使某一分区的温度变化时其他分区的温度也变化。利用图8的(a)的模型计算出的该温度在图8的(b)的模型进行参照时使用。
[0094]
在图8的(b)的模型中，按分区规定了温度变动1℃时的膜厚的变动量。半在导体晶片w形成与热处理中的实际的半导体晶片w的温度(使气体种类、压力等其他参数一定)和热处理时间相应的膜厚。根据各种研究发现，图8的(b)的模型表示实际的半导体晶片w的温度与膜厚的对应关系。例如，在分区1中，温度变动1℃时(该温度在图8的(a)中已校正)的膜厚的变动量为a[nm]。
[0095]
对使用图8的(b)的模型的分区1的温度校正表的生成例进行说明。温度校正表的生成中使用例如以下那样的评价函数。
[0096]
评价函数j＝f(与目标膜厚的残差，表示温度与膜厚的变化量的模型，温度变化量)将加热器功率不饱和、不超过用户指定的温度限制范围作为限制条件，在限制范围内将使得评价函数j变得最小的温度变化量的组合取最优值。温度校正表的生成方法的详情在后文说明。
[0097]
因此，在生成温度校正表时参照图8的2个模型，所以有望尽可能正确。因此，温度校正信息计算装置4具有学习模型的功能。模型学习部63基于监视膜厚与目标膜厚的差来更新(学习)模型。作为一个方式，有这样的方式，即：作为成膜结果的监视膜厚与目标膜厚的差越大，则使图8的(a)的模型中温度变动1℃时的半导体晶片w的温度的变动量越大，使图8的(b)的模型中温度变动1℃时的膜厚的变动量越大。
[0098]
更详细而言，模型学习部63将监视膜厚与目标膜厚之差应用于扩展卡尔曼滤波器等，来更新2个模型。模型的更新方法不是本技术的特征部分，因此省略详情。以下，没有特别提及的话，模型包含图8的2个模型。
[0099]
[与累积膜厚相应的温度校正功能的概要]
[0100]
图9是对使用温度校正表进行与累积膜厚相应的温度校正而实施了成膜处理的情况的成膜结果的一个例子进行说明的图。
[0101]
(1)首先，在没有温度校正表的状态下，实施利用半导体制造装置2的热处理。在图9中，对应“校正温度前”的热处理。将“校正温度前”的热处理称为初次热处理(包含6次成膜处理)。通过1次成膜处理形成的膜厚为δtk[nm]。半导体制造装置2为了得到处理方案中设定的膜厚(例如tk6 δtk[nm])的成膜，分为任意次实施成膜处理。图9的(a)表示通过初次热处理的成膜处理得到的成膜结果。
[0102]
在图9的(a)中，横轴为累积膜厚，纵轴为监视膜厚。监视膜厚中δtk偏离于中心。在图9的(a)中1个循环具有6次成膜处理。对由6次成膜处理累积的累积膜厚，示出了通过1次成膜处理形成的监视膜厚。此外，图9的(a)的多个图表为晶舟18中的上下方向的位置不同的半导体晶片w的监视膜厚。即，根据反应腔11内的高度的不同而气体浓度不同，因此预先抽取不同高度的半导体晶片w以用于监视。要测量监视膜厚的半导体晶片w是代表各分区的半导体晶片w。
[0103]
成膜处理的次数越增多，半导体制造装置的内壁面的累积膜厚也逐渐增大。累积膜厚变厚时，即使在相同处理温度下进行控制，炉内温度也会下降，不能在半导体晶片w形成所希望的膜厚的薄膜。在图9的(a)中，存在累积膜厚变得越厚，温度校正前的监视膜厚逐渐变厚的倾向。
[0104]
(2)温度校正信息生成部62在日志信息中包含的设定温度与从测量装置60获取到的监视膜厚的关系中使用图8的模型，生成图9的(b)所示的温度校正表。将刚刚实施初次热
处理之后的温度校正表的生成称为第1次的计算处理。
[0105]
在图9的(b)中与“计算”对应的处理是温度校正表的生成。其中，在生成温度校正表之后的第2次以后的计算中包含模型的更新。在初次热处理中未进行温度校正(得不到适当的监视膜厚的可能性高)，因此在第1次的计算处理中，不进行模型的更新。
[0106]
(3)使用温度校正表，实施利用半导体制造装置2的热处理。在图9中，对应“校正温度后”的热处理。图9的(c)表示通过利用温度校正表校正了设定温度的成膜处理得到的成膜结果。在图9的(c)中，即使累积膜厚变厚，通过温度的校正，也得到监视膜厚稳定的倾向。
[0107]
模型学习部63能够使用(3)的监视膜厚进行模型的更新。是否进行模型的更新，根据目标膜厚与成膜结果之差较大的情况(如后述那样不满足基准的情况)和外部干扰与模型的精度来判断。因此，在第2次以后的计算处理中，有时也进行模型的更新。
[0108]
[温度校正表的生成]
[0109]
图10是用于说明温度校正表的生成方法的流程图。
[0110]
首先，温度校正信息生成部62根据获取部61获取到的日志信息，如图11的(a)所示，将累积膜厚数据和在半导体晶片w上成膜的监视膜厚相关联地进行抽取(s101)。
[0111]
接着，温度校正信息生成部62将该相关联地抽取出的累积膜厚数据和膜厚数据(累积膜厚数据－膜厚数据)如图11的(a)的膜厚变动所示变换为“累积膜厚数据－膜厚变动数据”(s102)。
[0112]
接着，温度校正信息生成部62根据日志信息抽取成膜处理的处理温度、处理时间数据(s103)。
[0113]
接着，温度校正信息生成部62使用模型，将累积膜厚数据－膜厚变动数据变换为累积膜厚数据－晶片温度变动数据(s104)。例如，本实施方式的成膜处理中的晶片温度变动如图11的(a)的温度变动所示，当晶片的温度下降1℃时，膜厚变薄1nm。
[0114]
接着，温度校正信息生成部62如上所述通过利用评价函数j的最优化来生成温度校正信息(温度校正表)(s105)。温度校正表是将图11的(b)的图表变换成数据表而得到的表。
[0115]
如以上那样生成温度校正表。此外，与是否生成模型(学习开启/关闭)无关，每次都生成温度校正表。即，无论学习开启/关闭中的哪一者，温度校正表都成为与计算前不同的值。在不更新模型的情况(学习关闭)下，使用与初始的模型最接近的成膜的结果( 处理日志)重新计算温度校正表。在更新模型的情况(学习开启)下，使用与已更新的模型最接近的成膜的结果( 处理日志)重新计算温度校正表。
[0116]
[模型与温度校正表的关系]
[0117]
图12是说明模型与温度校正表的关系的图。
[0118]
(i)在预先准备了初始的模型的状态下，温度校正信息生成部62使用模型和初次热处理的成膜结果，生成温度校正表。
[0119]
(ii)另外，模型学习部63在第2次以后的计算处理中(基于利用温度校正表校正了设定温度的状态下得到的成膜结果对模型进行更新的处理)，使用成膜结果对模型本身进行更新。
[0120]
(iii)在生成了温度校正表的情况下，温度校正信息生成部62能够使用模型和成膜结果，对温度校正表进行更新。
[0121]
像这样，利用成膜结果对模型和温度校正表进行更新，因此即使累积膜厚变厚也能够得到接近目标膜厚的膜厚。
[0122]
[模型和温度校正表的更新带来的劣势]
[0123]
模型和温度校正表的学习功能能够由半导体制造装置2的用户任意地开启或关闭。但是，在以下那样的情况下计算出的模型与温度校正表有时不相适，用户难以判断是开启还是关闭学习功能。
[0124]
图13是对计算出的模型与温度校正表不相适的情况进行说明的图。首先，作为前提，温度校正表的温度校正值其值较小(基本小于0.5℃)，因此当存在累积膜厚以外的外部干扰(膜厚变动原因)的情况下，存在不能正确地施展学习功能的可能性。即，可能会发生相比于与累积膜厚相应的温度校正值，由外部干扰导致的温度校正值较大的状况。
[0125]
图13的(a)表示在存在外部干扰和累积膜厚这两者的影响的状态下实施了热处理时的成膜结果。以该成膜结果为基础，温度校正信息生成部62使用模型生成了温度校正表。该情况下，在得到的温度校正表中不仅有累积膜厚，还有抑制外部干扰的影响的温度校正值(图13的(b))。温度校正信息生成部62将所生成的温度校正表发送到控制部50，控制部50根据所生成的温度校正表来计算(校正)设定温度。
[0126]
接着，半导体制造装置2基于利用温度校正表进行了校正的设定温度实施了热处理，但在该时刻使外部干扰消失。该情况下，半导体制造装置2应当以仅由累积膜厚引起的温度校正值进行成膜，但温度校正表中也包含抑制外部干扰的影响的温度校正值，因此不能得到所希望的成膜结果(图13的(c))。
[0127]
模型学习部63基于图13的(c)的成膜结果学习模型，但会将外部干扰消失导致的成膜结果的偏差作为模型的偏差而错误地进行了学习。即，模型学习部63基于图13的(c)的成膜结果来学习模型是不适宜的。假如模型学习部63基于图13的(c)的成膜结果学习模型，则温度校正表也可能变得不合适。
[0128]
为了抑制该劣势，温度校正信息计算装置4原则上关闭模型的学习功能即可。关闭模型的学习功能是指，模型保持初始状态，基于初次热处理的成膜结果重新生成温度校正表。学习被关闭的情况下，不更新模型，但重新生成温度校正表。
[0129]
但是，在使用精度较低的模型的温度校正表中，存在成膜结果没有改善的情况。
[0130]
图14是表示没有改善的成膜结果的一个例子的图。为了方便说明，将目标膜厚设为100[nm]。在没有温度校正表的状态下(初次热处理)，膜厚比目标膜厚薄(90[nm])。温度校正信息计算装置4利用该成膜结果生成温度校正表(第1次的计算处理)，实施成膜后，膜厚比目标膜厚厚(120[nm])。接着，半导体制造装置2利用根据相同模型生成的温度校正表实施成膜后，膜厚比目标膜厚薄(80[nm])。
[0131]
如图14所示，当不更新精度较低的模型时，相对于目标膜厚，每次实施热处理时，可能得到过厚或过薄的成膜结果，即使使用由精度较低的模型生成的温度校正表也有可能难以稳定地成膜。
[0132]
[学习功能的自动切换]
[0133]
于是，本实施方式的温度校正信息计算装置4如以下所述，控制模型的学习功能的开启和关闭。
[0134]
·
学习功能的默认设定设为关闭(温度校正表的重新计算)。
[0135]
·
在第2次以后的计算处理中，温度校正信息计算装置4自动地判断学习功能的开启和关闭。
[0136]
图15是对学习功能的开启和关闭的判断方法的一个例子进行说明的图。学习判断部64使用以下的2个基准(i,ii)，来判断是否更新模型。
[0137]
i.能够推测出受到外部干扰
→
关闭
[0138]
作为是否受到外部干扰的判断的一个例子，有根据成膜结果来推测的方法。例如，在膜厚的面内分布较大地变化的情况下，存在成膜处理受到外部干扰的可能性。在图15的(a)中，示出了半导体晶片w的中央的膜厚变厚的例子。
[0139]
另外，有根据其他原因来推测的方法。例如，在热处理之前进行热电偶等温度传感器等硬件的更换等的情况下，存在温度传感器的个体差异对被测量的温度造成影响的可能性。
[0140]
ii.能够推测出没有外部干扰，模型的精度较低
→
开启
[0141]
半导体制造装置2利用温度校正表进行温度校正而实施了成膜处理，但在监视膜厚与目标膜厚相差较大的情况下能够推测出如果没有模型的学习则没有改善的预期。
[0142]
在图15的(b)的例子中，与图14同样，半导体制造装置2利用温度校正表进行温度校正而实施了成膜处理，但相对于目标膜厚，每次实施热处理(循环)时，得到过厚或过薄的成膜结果。该情况下，能够推测出如果没有模型的学习则没有改善的预期(模型的精度较低)。
[0143]
[模型的学习功能的开启和关闭的切换]
[0144]
图16是表示学习判断部64切换模型的学习功能的开启和关闭的流程的流程图。图16的处理接着初次热处理而被执行。
[0145]
当初次热处理(最初的1个循环)结束时，测量装置60测量作为监视对象的半导体晶片w的监视膜厚。学习判断部64判断监视膜厚相对于目标膜厚是否满足基准(s1)。基准是指，按每个累积膜厚，监视膜厚与目标膜厚的差在阈值以内。在满足基准的情况下，不需要温度校正表，因此图16的处理结束。
[0146]
在不满足基准的情况下，温度校正信息生成部62利用初始状态的模型和成膜结果生成温度校正表(s2)。这样，当成膜结果不满足基准时，自动地生成温度校正表。模型的学习功能关闭，因此不更新模型。
[0147]
半导体制造装置2使用温度校正表实施第2循环的热处理(s3)。
[0148]
当第2循环的热处理结束时，测量装置60测量作为监视对象的半导体晶片w的监视膜厚。学习判断部64判断监视膜厚相对于目标膜厚是否满足基准(s4)。步骤s2～s4对应于第1次的计算处理。
[0149]
在满足基准的情况下，判断为步骤s2中生成的温度校正表合适，因此图16的处理结束。
[0150]
在不满足基准的情况下，学习判断部64判断是开启模型的学习功能，还是保持关闭(s5)。步骤s5的详情在图17中说明。
[0151]
在模型的学习功能关闭的情况下，温度校正信息生成部62基于当前的模型(例如初始状态的模型)和步骤s3或s7的成膜结果重新生成温度校正表。在模型的学习功能开启的情况下，模型学习部63学习(更新)模型，温度校正信息生成部62使用学习的模型和步骤
s3或s7的成膜结果对温度校正表进行更新(s6)。
[0152]
以后，同样地，半导体制造装置2反复执行热处理，判断是否满足基准(s7、s8)。在不满足基准的情况下，从步骤s5起执行，因此学习判断部64能够判断是否开启模型的学习功能。
[0153]
图17是说明利用学习判断部64进行的模型的学习功能的开启和关闭的判断方法的流程图。此外，图18是列举了模型的学习功能的开启和关闭的判断的具体内容的图。
[0154]
学习判断部64判断是否存在处理以外的外部干扰(s11)。如图18的(a)所示，处理以外的外部干扰是指，“进行了无需确认处理结果而当然对处理结果有影响的(人为的)操作等”。根据处理结果推测的外部干扰是指“处理方案、装置的硬件条件等外观上的条件没有特别异常，但根据实际的成膜结果预测受到某种(非有意的)外部干扰的状态”。例如列举以下情况。
[0155]
a)在热处理之前有温度传感器的更换等硬件的更换。
[0156]
日志信息中包含温度传感器的识别信息等硬件的信息，学习判断部64根据这些硬件的识别信息的变化能够检测出硬件的更换。硬件的个体差异可能对温度控制造成影响，成膜结果可能不适合于模型的更新。
[0157]
b)用户关于设定温度进行处理方案的编辑而实施了热处理。
[0158]
更准确而言，用户不仅对温度，还对气体流量、成膜时间等关于成膜的参数进行编辑，即便是参数中之一，在实施热处理的情况下也为处理之外的外部干扰。即，在热处理a
→
温度校正表计算(计算)/更新
→
处理方案的参数编辑
→
热处理b
→
模型更新
→
温度校正表计算(计算)的流程中，热处理a和热处理b中最初的成膜的条件不同(在热处理b之前改变了处理方案的成膜条件)的状态下进行学习时，虽然本来是因成膜条件的不同导致膜厚发生偏差，但以为是因模型的偏差导致膜厚发生偏差，而错误地进行了模型的学习。
[0159]
日志信息中包含设定温度等，因此过去的计算历史的数据与日志信息不一致时，判断为进行了方案的编辑的用户对处理方案进行了编辑的情况下，成膜结果中包含用户设定的温度的影响，因此不适合于模型的更新。
[0160]
c)监视位置被改变了。
[0161]
用户能够设定监视膜厚的半导体晶片w的位置(晶舟18的哪个半导体晶片w的膜厚受到测量装置的监视)。膜厚被监视的晶舟18的隙缝编号记录在日志信息中。当监视位置改变时，成膜结果中包含监视位置的差异，可能不适合于模型的更新。
[0162]
d)从上次的模型的更新至本次的热处理实施为止经过了半年等规定以上的时间。
[0163]
日志信息中记录了热处理的执行日期和时间。从模型的更新至热处理实施为止的时间较长时，存在半导体制造装置2的状态变化的可能性，因此可能成膜结果不适合于模型的更新。
[0164]
e)仿真晶片的表面状态(是否有涂层)不一致。
[0165]
利用未图示的管理装置管理各半导体晶片w的历史，可知半导体晶片w的初始状态不同。生成模型时的半导体晶片的表面状态与本次的成膜处理中的半导体晶片的表面状态不同的情况下，成膜结果也变化，因此可能成膜结果不适合于模型的更新。
[0166]
f)顶板加热器、冷却风扇的倍率(输出)极端地变高。
[0167]
顶板加热器、冷却风扇的倍率也包含在日志信息中。已知当加热器、冷却风扇的输
出极端地变化时，对成膜结果造成影响，因此可能成膜结果不适合于模型的更新。
[0168]
在存在处理以外的外部干扰的情况下，不应学习模型，因此学习判断部64判断为要关闭模型的学习功能(s16)。即，温度校正信息生成部62重新生成温度校正表。此外，删除已生成的温度校正表，或者对其采用不使用的处理。
[0169]
在不存在处理以外的外部干扰的情况下，学习判断部64判断成膜结果(处理结果)中是否存在外部干扰(s12)。如图18的(b)所示，成膜结果的外部干扰是指以下情况。
[0170]
g)半导体晶片w的膜厚的面内分布、半导体晶片间的均匀性有极端的变化。
[0171]
半导体晶片w的膜厚的面内分布、作为监视对象的半导体晶片w的膜厚由测量装置60测量。该情况下，存在温度以外的因素造成影响的可能性，因此可能成膜结果不适合于模型的更新。
[0172]
h)在膜厚测量时有测量噪声(异常点)。
[0173]
测量噪声(异常点)是指，测量到成膜中不会产生或者基本不产生的膜厚。该情况下，判断为监视膜厚的可靠性不足，因此可能成膜结果不适合于模型的更新。
[0174]
在成膜结果中存在外部干扰的情况下，不应学习模型，因此学习判断部64判断为要关闭模型的学习功能(s16)。即，温度校正信息生成部62重新生成温度校正表。此外，删除已生成的温度校正表，或者对其采用不使用的处理。
[0175]
在成膜结果中不存在外部干扰的情况下，学习判断部64判断为模型的精度不足(s13)。如图18的(c)所示，模型的精度不足是指如以下那样的情况。
[0176]
i)在计算温度校正表的前后，成膜结果发生了恶化。
[0177]
例如，在图16的处理中，根据初次热处理的成膜结果，通过计算对温度校正表进行了最优化后的热处理(s3)的成膜结果发生了恶化的情况下，在进行s5的判断的时机将学习关闭。无论是否学习，在模型的精度较低的情况下，即使使用通过计算进行了最优化的温度校正表，有时该成膜结果也不接近目标膜厚。在该情况下，需要更新(学习)模型。
[0178]
另外，这样的现象在模型生成时的条件(温度、压力等)与实际实施热处理时的条件存在差异的情况下，或者模型生成时的数据不足的情况下可能发生。
[0179]
在模型的精度不足的情况下，要更新模型，因此学习判断部64开启模型的学习功能(s15)。该情况下，利用学习后的模型更新温度校正表。
[0180]
在模型的精度足够的情况下，不需要更新模型，因此学习判断部64关闭模型的学习功能(s14)。即，温度校正信息生成部62重新生成温度校正表。此外，删除已生成的温度校正表，或者对其采用不使用的处理。
[0181]
另外，与现有技术同样，无论利用学习判断部64进行的模型的学习的判断结果如何，用户都能够将模型的学习功能设定为开启或关闭(s17)。
[0182]
[通过模型的学习功能的开启和关闭的自动切换而可预见的效果]
[0183]
图19是对通过模型的学习功能的开启和关闭的自动切换而可预见的效果进行说明的图。
[0184]
1.首先，在虽然有外部干扰但模型的学习开启的情况下，学习判断部64能够自动地将学习控制为关闭。由此，能够防止温度校正信息计算装置4进行错误的学习而计算不相适的温度校正表。
[0185]
2.另外，在虽然模型的精度较差但模型的学习关闭的情况下，学习判断部64能够
自动地将学习控制为开启。由此，能够防止温度校正信息计算装置4利用带来不收束于目标膜厚的成膜结果的模型计算温度校正表。
[0186]
3.另外，由于这些效果，温度校正信息计算装置4能够减少第2次以后的热处理等容易变得无效的热处理的次数。其结果是，本发明能够降低执行的热处理的循环次数的减少、调节所需的时间、监视晶片的消耗量。即，本发明能够降低热处理中的温度的调节所耗费的成本。
[0187]
[主要的效果]
[0188]
如以上所述，本实施方式的热处理系统能够自动地切换模型的学习功能的开启和关闭，因此能够降低用户进行复杂判断的必要性。此外，自动地切换模型的学习功能的开启和关闭，因此能够容易地调节对半导体晶片进行的热处理的设定温度。
[0189]
[其他]
[0190]
在本实施方式中，图1所示的温度校正信息计算装置4进行模型的学习、温度校正表的生成，但半导体制造装置2也可以具有温度校正信息计算装置4的功能。
[0191]
另外，温度校正信息计算装置4也可以为与网络连接的服务器。半导体制造装置2能够与温度校正信息计算装置4通信，获取温度校正表。温度校正信息计算装置4可以存在于本机端也可以存在于云端。
[0192]
另外，图1的热处理系统1为一个例子，根据用途、目的的不同有各种各样的系统结构例，这是不言自明的。如图1的主控计算机3、半导体制造装置2、测量装置60和温度校正信息计算装置4的这样装置的区分是一个例子。
[0193]
例如热处理系统1可以为使主控计算机3、半导体制造装置2、测量装置60和温度校正信息计算装置4中的至少2者一体化的结构，或者进一步被分割的结构等各种各样的结构。例如温度校正信息计算装置4可以按各半导体制造装置2准备。
[0194]
本说明书中公开的半导体制造装置2不限于批次处理装置，也能够应用于对基片逐一进行处理的单片装置或者半批次装置中的任一者。
[0195]
本说明书中公开的半导体制造装置实施的基片处理不仅为成膜处理，也可以应用于实施对半导体晶片的表面区域进行氧化的氧化处理的氧化装置、实施使杂质在半导体晶片的表面区域扩散(掺杂)的处理的扩散装置、退火装置、蚀刻装置等。
[0196]
本说明书中公开的半导体制造装置2也可以为使用等离子体对基片进行处理的装置。