异常检测装置的制作方法

1.本发明涉及一种异常检测装置，它检测利用热处理装置进行热处理的半导体晶圆等薄板状精密电子衬底(以下，简称为“衬底”)的处理异常。


背景技术：

2.关于检测进行热处理的衬底的处理异常的异常检测装置，专利文献1进行了公开。专利文献1中记载了这样的装置：通过在半导体晶圆的冷却期间内测定半导体晶圆的上表面及/或下表面的温度，来检测半导体晶圆的破损。该装置根据所推定的冷却模型参数的值与从半导体晶圆的温度测定数据获取的值的差，达成对半导体晶圆破损的检测。
3.[背景技术文献]
[0004]
[专利文献]
[0005]
[专利文献1]日本专利特表2018-536284号公报


技术实现要素：

[0006]
[发明要解决的问题]
[0007]
如专利文献1所记载的装置，就在比较模型参数的值与实测值的差之后，根据该差是否处于阈值范围内来进行异常检测的装置而言，难以检测变化微小的处理异常。例如，难以检测用来对衬底进行加热的热源中的一个灯的输出下降。
[0008]
相对于此，也尝试了开发一种通过比较与灯的输出相关的基准值与实测值来进行异常检测的装置。然而，即使是这种装置，也难以谋求对衬底温度的几度的变化或灯输出的百分之几的变化与噪声的区分。
[0009]
本发明是鉴于所述问题而完成的，其目的在于提供一种能够检测微小的处理异常，并通过检测出微小的处理异常来预测装置整体的故障的异常检测装置。
[0010]
[解决问题的技术手段]
[0011]
为了解决所述问题，技术方案1的发明是一种异常检测装置，其特征在于，检测利用热处理装置进行热处理的衬底的处理异常，且具备：温度计，测定热处理中的所述衬底的温度；处理信息获取部，获取与所述温度计所测得的温度具有关联的多个处理信息；以及检测部，将所述衬底的热处理分为多个阶段，基于所述温度及所述处理信息，针对所述多个阶段的每一个制作多个学习模型，并基于该多个学习模型检测所述衬底的处理异常。
[0012]
另外，根据技术方案1的发明的异常检测装置，技术方案2的发明的特征在于，所述热处理装置具备：腔室，收容所述衬底；预加热部，对收容在所述腔室内的所述衬底照射光而将所述衬底预加热；以及主加热部，对所述衬底照射光而使所述衬底达到处理温度；且所述多个处理信息包含选自由所述腔室内的石英零件的温度、所述腔室的壁面的温度、供给到所述预加热部的电力、来自所述预加热部的光的强度、及向所述腔室的内部供给的处理气体量所组成的群中的2个以上的参数。
[0013]
另外，根据技术方案2的异常检测装置，技术方案3的发明的特征在于，所述多个阶
段至少包含：利用所述预加热部使所述衬底升温的阶段；利用所述预加热部将所述衬底的温度维持为固定的阶段；以及在利用所述预加热部及所述主加热部所进行的加热结束后使所述衬底降温的阶段。
[0014]
另外，根据技术方案1至3中任一项的异常检测装置，技术方案4的发明的特征在于，所述检测部针对所述多个阶段的每一个比较根据所述学习模型求出的预测值和与所述多个处理信息相关的实测值，而检测处理异常。
[0015]
另外，根据技术方案4的异常检测装置，技术方案5的发明的特征在于，当所述实测值与根据所述学习模型求出的所述预测值的偏差超过指定的阈值时，所述检测部判定为处理异常。
[0016]
另外，根据技术方案5的异常检测装置，技术方案6的发明的特征在于，还具备在所述检测部检测出处理异常时发出警报的警示部。
[0017]
[发明效果]
[0018]
根据技术方案1、技术方案2、技术方案4、及技术方案5所记载的发明，由于是基于针对多个阶段的每一个所制作的多个学习模型来检测衬底的处理异常，所以能够检测微小的处理异常，并通过检测出微小的处理异常来预测装置整体的故障。
[0019]
根据技术方案3所记载的发明，由于分为利用预加热部的具有特征的阶段，所以能够针对每个具有特征的阶段制作学习模型。
[0020]
根据技术方案6所记载的发明，由于具备在检测出处理异常时发出警报的警示部，所以能够顺利地进行装置的操作者对处理异常的检测。
附图说明
[0021]
图1是概略性地表示第1实施方式相关的热处理装置的构成的剖视图。
[0022]
图2是表示保持部的整体外观的立体图。
[0023]
图3是基座的俯视图。
[0024]
图4是基座的剖视图。
[0025]
图5是移载机构的俯视图。
[0026]
图6是移载机构的侧视图。
[0027]
图7是表示卤素加热部中的多个卤素灯的配置的俯视图。
[0028]
图8是概略性地表示包含异常检测装置的热处理装置的电气构成的功能模块图。
[0029]
图9是表示制作第1实施方式的学习模型时所利用的阶段的表。
[0030]
图10是表示利用异常检测装置所进行的学习模型制作的处理顺序的流程图。
[0031]
图11是表示利用异常检测装置所进行的处理异常的检测顺序的流程图。
[0032]
图12是表示制作第2实施方式的学习模型时所利用的阶段的表。
具体实施方式
[0033]
以下，参照随附图式对实施方式进行说明。在以下实施方式中，为了对技术进行说明，还示出了详细的特征等，但它们是例示，而并非都是实施方式能够实施所必需的特征。
[0034]
此外，附图是概略性地表示的图，为了方便说明，会在附图中适当地省略构成、或简化构成。另外，不同的附图中分别示出的构成等的大小及位置的相互关系不一定是准确
记载，能够适当变更。另外，在并非剖视图的俯视图等附图中，也存在为了便于理解实施方式的内容而标注影线的情况。
[0035]
另外，在以下所示的说明中，对相同的构成要素标注相同的符号来图示，它们的名称与功能也相同。因此，有时为了避免重复会省略对它们的详细说明。
[0036]
另外，在以下所记载的说明中，将某一构成要素记载为“具备”、“包含”或“具有”等时，只要未作特别说明，这些记载方式就不是将其它构成要素的存在排除在外的排他性表达。
[0037]
另外，在以下所记载的说明中，即使存在使用“第1”或“第2”等序数的情况，这些用语也只是为了便于理解实施方式的内容而权宜使用，并不限定于这些序数能够形成的顺序等。
[0038]
另外，以下所记载的说明中，表示相对或绝对的位置关系的表达、例如“在一方向上”、“沿着一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或“同轴”等，只要未作特别说明，则包括：严密地表示其位置关系的情况、及在公差范围内或在能获得相同程度的功能的范围内角度或距离位移的情况。
[0039]
另外，在以下所记载的说明中，表示是相等的状态的表达、例如“相同”、“相等”、“均一”或“均质”等，只要未作特别说明，则包括：表示是严密相等的状态的情况、及在公差范围内或在能获得相同程度的功能的范围内产生差异的情况。
[0040]
另外，在以下所记载的说明中，即使存在使用“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“底”、“正”或“背”等意指特定位置或特定方向的用语的情况，这些用语也只是为了使实施方式的内容便于理解而权宜使用，与实际实施时的位置或方向无关。
[0041]
另外，在以下所记载的说明中，当记载为
“…
的上表面”或
“…
的下表面”等时，除了目标构成要素的上表面本身或下表面本身以外，还包含在目标构成要素的上表面或下表面形成有其它构成要素的状态。即，例如当记载为“设置在甲的上表面的乙”时，并不妨碍在甲与乙之间介存其它构成要素“丙”。
[0042]
《第1实施方式》
[0043]
以下，对第1实施方式的热处理装置的异常检测装置进行说明。
[0044]
《热处理装置160的构成》
[0045]
图1是概略性地表示第1实施方式的热处理装置160的构成的剖视图。
[0046]
如图1所例示，本实施方式的热处理装置160是通过对作为衬底的圆板形状的半导体晶圆w进行光照射，而对该半导体晶圆w进行加热的装置。
[0047]
成为处理对象的半导体晶圆w的尺寸并无特别限定，例如为φ300mm或φ450mm(在本实施方式中为φ300mm)。
[0048]
热处理装置160具备：腔室161，收容半导体晶圆w；闪光加热部5，内置作为主加热部的多个闪光灯fl；以及卤素加热部4，内置作为预加热部的多个卤素灯hl。在腔室161的上侧设置着闪光加热部5，并且在下侧设置着卤素加热部4。进而，热处理装置160具备控制部3，该控制部3控制设置在卤素加热部4、闪光加热部5及腔室161的各动作机构而执行半导体晶圆w的热处理。此外，在本实施方式中，控制部3中包含检测热处理装置160的异常的异常检测装置2。此外，在本实施方式中，卤素加热部4具备多个卤素灯hl，但也可以代替卤素灯hl而具备电弧灯或发光二极管(light emitting diode，即led)。通过上述构成，半导体晶
圆w在收容在腔室内的状态下被加热。
[0049]
多个闪光灯fl通过照射闪光而对半导体晶圆w进行加热。另外，多个卤素灯hl对半导体晶圆w连续地进行加热。
[0050]
另外，热处理装置160在腔室161的内部具备：保持部7，将半导体晶圆w保持为水平姿势；以及移载机构10，在保持部7与装置外部之间进行半导体晶圆w的交接。
[0051]
腔室161在腔室壳体(腔室侧部61)的上表面安装石英制上侧腔室窗63而封闭。
[0052]
构成腔室161的顶壁的上侧腔室窗63是由石英形成的圆板形状部件，作为使从闪光加热部5出射的光透射到腔室161内的石英窗发挥功能。
[0053]
另外，构成腔室161的底板部的下侧腔室窗64也是由石英形成的圆板形状部件，作为使来自卤素加热部4的光透射到腔室161内的石英窗发挥功能。
[0054]
另外，在腔室侧部61的内侧壁面的上部安装着反射环68，在下部安装着反射环69。反射环68及反射环69均形成为圆环状。
[0055]
上侧的反射环68通过从腔室侧部61的上侧嵌入而安装。另一方面，下侧的反射环69通过从腔室侧部61的下侧嵌入并利用省略图示的螺钉进行固定而安装。即，反射环68及反射环69均装卸自由地安装在腔室侧部61。
[0056]
将由腔室161的内侧空间，即上侧腔室窗63、腔室壳体(腔室侧部61)、反射环68包围的空间规定为热处理空间65。
[0057]
通过在腔室侧部61安装反射环68及反射环69，而在腔室161的内壁面形成凹部62。即，形成由腔室侧部61的内壁面中未安装反射环68及反射环69的中央部分、反射环68的下端面、及反射环69的上端面包围的凹部62。
[0058]
凹部62沿着水平方向呈圆环状地形成在腔室161的内壁面，围绕保持半导体晶圆w的保持部7。腔室侧部61、反射环68及反射环69由强度及耐热性优异的金属材料(例如，不锈钢)形成。
[0059]
另外，在腔室壳体(腔室侧部61)形成设置着用于相对于腔室161进行半导体晶圆w的搬入及搬出的搬送开口部(炉口)66。搬送开口部66能够通过闸阀162而开闭。搬送开口部66与凹部62的外周面连通连接。
[0060]
因此，当闸阀162将搬送开口部66打开时，能够进行半导体晶圆w从搬送开口部66通过凹部62向热处理空间65的搬入、及半导体晶圆w从热处理空间65的搬出。另外，当闸阀162将搬送开口部66封闭时，腔室161内的热处理空间65成为密闭空间。
[0061]
另外，在腔室侧部61的外壁面的设置着贯通孔61a、61b的各部位，分别安装着上部辐射温度计25与下部辐射温度计20。贯通孔61a是用于将从保持于下述基座74的半导体晶圆w的上表面辐射的红外光引导到上部辐射温度计25的圆筒状孔。另外，贯通孔61b是用于将从保持于下述基座74的半导体晶圆w的下表面辐射的红外光引导到下部辐射温度计20的圆筒状孔。贯通孔61a、61b以其贯通方向的轴与保持于基座74的半导体晶圆w的主面相交的方式，相对于水平方向倾斜地设置。在贯通孔61a的面向热处理空间65的侧的端部，安装着使上部辐射温度计25能够测定的波长区域的红外光透过的包含氟化钙材料的透明窗26。另外，在贯通孔61b的面向热处理空间65的侧的端部，安装着使下部辐射温度计20能够测定的波长区域的红外光透过的包含氟化钡材料的透明窗21。
[0062]
上部辐射温度计25设置在保持于基座74的半导体晶圆w的斜上方，接收从该半导
体晶圆w的上表面辐射的红外光而测定上表面的温度。上部辐射温度计25所具备的红外线传感器29以能够应对在被照射闪光的瞬间半导体晶圆w的上表面的急剧的温度变化的方式具备insb(锑化铟)的光学元件。
[0063]
另一方面，下部辐射温度计20设置在保持于基座74的半导体晶圆w的斜下方，接收从该半导体晶圆w的下表面辐射的红外光而测定下表面的温度。在下部辐射温度计20具备红外线传感器24，测定半导体晶圆w的下表面的温度。另外，在腔室161内设置温度传感器91、92、93、94、95。关于各温度传感器91、92、93、94、95，温度传感器91对基座74进行测定，温度传感器92对上侧腔室窗63进行测定，温度传感器93对下侧腔室窗64进行测定，温度传感器94对腔室161内的环境进行测定，温度传感器95对腔室161的壁面进行测定。
[0064]
另外，在腔室161的内壁上部形成设置着向热处理空间65供给处理气体的气体供给孔81。气体供给孔81形成设置在比凹部62更靠上侧位置，也可以设置在反射环68。气体供给孔81经由呈圆环状形成在腔室161的侧壁内部的缓冲空间82而连通连接于气体供给管83。
[0065]
气体供给管83连接于处理气体供给源85。另外，在气体供给管83的路径中途介插着阀84。将阀84打开后，从处理气体供给源85向缓冲空间82输送处理气体。此外，在阀84的下游侧连接着流量计98，流量计98测定通过阀84的处理气体的流量。
[0066]
流入到缓冲空间82的处理气体是以在流体阻力比气体供给孔81小的缓冲空间82内扩散的方式流动，而从气体供给孔81向热处理空间65内供给。作为处理气体，可以使用氮气(n2)等惰性气体、或氢气(h2)、氨气(nh3)等反应性气体(在本实施方式中为氮气)。
[0067]
另一方面，在腔室161的内壁下部形成设置着将热处理空间65内的气体排出的气体排气孔86。气体排气孔86形成设置在比凹部62更靠下侧的位置，也可以设置在反射环69。气体排气孔86经由呈圆环状形成在腔室161的侧壁内部的缓冲空间87而连通连接于气体排气管88。气体排气管88连接于排气机构190。另外，在气体排气管88的路径中途介插着阀89。将阀89打开后，热处理空间65的气体从气体排气孔86经过缓冲空间87向气体排气管88排出。
[0068]
此外，气体供给孔81及气体排气孔86也可以沿着腔室161的周向设置有多个，也可以为狭缝状。另外，处理气体供给源85及排气机构190可以是设置在热处理装置160的机构，也可以是设置热处理装置160的工厂设施。
[0069]
另外，在搬送开口部66的前端也连接着将热处理空间65内的气体排出的气体排气管191。气体排气管191经由阀192连接于排气机构190。通过打开阀192，经由搬送开口部66排出腔室161内的气体。
[0070]
图2是表示保持部7的整体外观的立体图。保持部7具备基台环71、连结部72及基座74而构成。基台环71、连结部72及基座74均由石英形成。即，保持部7的整体由石英形成。
[0071]
基台环71是圆环形状缺失一部分而成的圆弧形状的石英部件。该缺失部分是为了防止下述移载机构10的移载臂11与基台环71干涉而设置。基台环71通过载置在凹部62的底面，而支撑在腔室161的壁面(参照图1)。在基台环71的上表面沿着该圆环形状的周向竖立设置着多个连结部72(在本实施方式中为4个)。连结部72也是石英部件，通过熔接而固着于基台环71。
[0072]
基座74通过设置在基台环71的4个连结部72而从下侧被支撑。图3是基座74的俯视
图。另外，图4是基座74的剖视图。
[0073]
基座74具备保持板75、导引环76及多个支撑销77。保持板75是由石英形成的大致圆形的平板状部件。保持板75的直径大于半导体晶圆w的直径。即，保持板75具有比半导体晶圆w大的平面尺寸。
[0074]
在保持板75的上表面周缘部设置着导引环76。导引环76是具有比半导体晶圆w的直径大的内径的圆环形状的部件。例如，在半导体晶圆w的直径为φ300mm的情况下，导引环76的内径为φ320mm。
[0075]
导引环76的内周被设为如从保持板75朝向上方扩展般的倾斜面。导引环76由与保持板75相同的石英形成。
[0076]
导引环76可以熔接在保持板75的上表面，也可以通过另行加工的销等固定在保持板75。或者，也可以将保持板75与导引环76加工成一体的部件。
[0077]
保持板75的上表面中比导引环76更靠内侧的区域被设为保持半导体晶圆w的平面状的保持面75a。在保持板75的保持面75a设置着多个支撑销77。在本实施方式中，沿着与保持面75a的外周圆(导引环76的内周圆)为同心圆的圆周上每隔30
°
呈环状竖立设置着合计12个支撑销77。
[0078]
配置着12个支撑销77的圆的直径(对向的支撑销77之间的距离)小于半导体晶圆w的直径，如果半导体晶圆w的直径为φ300mm，则为φ210mm～φ280mm。支撑销77设置有3根以上。各个支撑销77由石英形成。
[0079]
多个支撑销77可以通过熔接设置在保持板75的上表面，也可以与保持板75一体地加工。
[0080]
返回图2，竖立设置在基台环71的4个连结部72与基座74的保持板75的周缘部通过熔接而固着。即，基座74与基台环71通过连结部72而固定地连结。通过此种保持部7的基台环71支撑在腔室161的壁面，将保持部7安装在腔室161。在保持部7安装在腔室161的状态下，基座74的保持板75成为水平姿势(法线与铅直方向一致的姿势)。即，保持板75的保持面75a成为水平面。
[0081]
搬入到腔室161的半导体晶圆w以水平姿势载置于被安装在腔室161的保持部7的基座74的上侧而被保持。此时，半导体晶圆w被竖立设置在保持板75上的12个支撑销77支撑，而从下侧被支撑在基座74。更严密来说，12个支撑销77的上端部与半导体晶圆w的下表面(背面)接触而支撑该半导体晶圆w。
[0082]
12个支撑销77的高度(从支撑销77的上端到保持板75的保持面75a的距离)均一，因此能够利用12个支撑销77将半导体晶圆w支撑为水平姿势。
[0083]
另外，半导体晶圆w通过多个支撑销77从保持板75的保持面75a隔开指定的间隔被支撑。导引环76的厚度比支撑销77的高度大。因此，被多个支撑销77支撑的半导体晶圆w的水平方向的位置偏移是通过导引环76来防止的。
[0084]
另外，如图2及图3所示，在基座74的保持板75，上下贯通地形成着开口部78。开口部78是为了使下部辐射温度计20接收从半导体晶圆w的下表面(背面)辐射的辐射光(红外光)而设置。即，下部辐射温度计20经由开口部78及腔室壳体(腔室侧部61)的透明窗21(安装在贯通孔61b)接收从半导体晶圆w的下表面(背面)辐射的光而测定该半导体晶圆w的温度。
[0085]
进而，在基座74的保持板75，穿设着供下述移载机构10的顶起销12为了交接半导体晶圆w而贯通的4个贯通孔79。
[0086]
图5是移载机构10的俯视图。另外，图6是移载机构10的侧视图。移载机构10具备2条移载臂11。移载臂11是如沿着大致圆环状的凹部62般的圆弧形状。
[0087]
在各移载臂11竖立设置着2根顶起销12。移载臂11及顶起销12由石英形成。各移载臂11能够通过水平移动机构13而旋动。水平移动机构13使一对移载臂11在移载动作位置(图5的实线位置)与退避位置(图5的双点划线位置)之间水平移动，该移载动作位置是相对于保持部7进行半导体晶圆w的移载，该退避位置是在俯视下不与保持在保持部7的半导体晶圆w重叠。
[0088]
作为水平移动机构13，可以通过个别的马达分别使各移载臂11旋动，也可以使用连杆机构通过1个马达使一对移载臂11连动地旋动。
[0089]
另外，一对移载臂11通过升降机构14而与水平移动机构13一起升降移动。如果升降机构14使一对移载臂11在移载动作位置上升，则合计4根顶起销12通过穿设于基座74的贯通孔79(参照图2及图3)，顶起销12的上端从基座74的上表面突出。另一方面，升降机构14使一对移载臂11在移载动作位置下降而使顶起销12从贯通孔79拔出，当水平移动机构13以将一对移载臂11打开的方式移动时，各移载臂11移动到退避位置。
[0090]
一对移载臂11的退避位置是保持部7的基台环71的正上方。基台环71载置在凹部62的底面，因此移载臂11的退避位置成为凹部62的内侧。此外，在设置着移载机构10的驱动部(水平移动机构13及升降机构14)的部位附近也设置着省略图示的排气机构，且构成为将移载机构10的驱动部周边的气体排出到腔室161的外部。
[0091]
返回图1，设置在腔室161上方的闪光加热部5在壳体51的内侧具备包含多根(在本实施方式中为30根)氙气闪光灯fl的光源、与以覆盖该光源上方的方式设置的反射器52而构成。
[0092]
另外，在闪光加热部5的壳体51的底部安装着灯光辐射窗53。构成闪光加热部5的底板部的灯光辐射窗53是由石英形成的板状石英窗。通过将闪光加热部5设置在腔室161的上方，灯光辐射窗53与上侧腔室窗63相对向。闪光灯fl从腔室161的上方经由灯光辐射窗53及上侧腔室窗63对热处理空间65照射闪光。在灯光辐射窗53安装着光量传感器96，通过光量传感器96检测从闪光灯fl照射的光量。
[0093]
多个闪光灯fl分别为具有长条的圆筒形状的棒状灯，以各自的长度方向沿着保持在保持部7的半导体晶圆w的主面(表面)(即沿着水平方向)相互平行的方式排列成平面状。因此，通过闪光灯fl的排列形成的平面也是水平面。
[0094]
闪光灯fl具备内部封入有氙气且两端部配设着与电容器连接的阳极及阴极的棒状玻璃管(放电管)、及附设在该玻璃管的外周面上的触发电极。
[0095]
由于氙气为电绝缘体，所以即使在电容器中蓄积着电荷，在通常状态下玻璃管内也不会通电。然而，当对触发电极施加高电压而破坏绝缘时，蓄积在电容器中的电力瞬间流到玻璃管内，这时通过氙气的原子或分子的激发而发光。
[0096]
在这种闪光灯fl中，由于预先蓄积在电容器中的静电能量被转换成0.1毫秒至100毫秒的极短的光脉冲，所以与像卤素灯hl那样的连续点亮的光源相比，具有能够照射极强的光的特征。即，闪光灯fl是在小于1秒的极短时间内瞬间发光的脉冲发光灯。闪光灯fl的
发光时间能够通过对闪光灯fl进行电力供给的灯电源的线圈常数来调整。
[0097]
另外，反射器52是以在多个闪光灯fl的上方覆盖它们全部的方式设置。反射器52的基本功能是将从多个闪光灯fl出射的闪光向热处理空间65侧反射。反射器52由铝合金板形成，其上表面(面向闪光灯fl的侧的面)通过喷砂处理实施了粗面化加工。
[0098]
设置在腔室161下方的卤素加热部4在壳体41的内侧内置着多根(在本实施方式中为40根)卤素灯hl。卤素加热部4利用多个卤素灯hl从腔室161的下方经由下侧腔室窗64向热处理空间65进行光照射而对半导体晶圆w进行加热。在壳体41的上部安装着光量传感器97，利用光量传感器97检测从卤素灯hl照射的光量。
[0099]
图7是表示卤素加热部4中的多个卤素灯hl的配置的俯视图。40根卤素灯hl分上下2段配置。在靠近保持部7的上段配设着20根卤素灯hl，并且在比上段更远离保持部7的下段也配设着20根卤素灯hl。
[0100]
各卤素灯hl是具有长条的圆筒形状的棒状灯。在上段及下段，20根卤素灯hl均以各自的长度方向沿着保持在保持部7的半导体晶圆w的主面(表面)(即沿着水平方向)相互平行的方式排列。因此，在上段及下段，通过卤素灯hl的排列而形成的平面均为水平面。
[0101]
另外，如图7所示，在上段及下段，都是相比于与保持在保持部7的半导体晶圆w的中央部对向的区域，与周缘部对向的区域中的卤素灯hl的配设密度更高。即，在上段及下段，都是相比于灯排列的中央部，周缘部的卤素灯hl的配设间距更短。因此，在利用来自卤素加热部4的光照射进行加热时，能够对容易发生温度下降的半导体晶圆w的周缘部进行更多光量的照射。
[0102]
另外，如图1所示，通过从电力供给部49对多个卤素灯hl各自施加电压，该卤素灯hl发光。电力供给部49按照控制部3的控制，个别地调整供给到多个卤素灯hl各自的电力。即，电力供给部49能够个别地调整被配置在卤素加热部4中的多个卤素灯hl各自的发光强度。
[0103]
另外，包含上段的卤素灯hl的灯群与包含下段的卤素灯hl的灯群以呈格子状交叉的方式排列。即，以配置在上段的20根卤素灯hl的长度方向与配置在下段的20根卤素灯hl的长度方向相互正交的方式配设有合计40根卤素灯hl。
[0104]
卤素灯hl是通过对配设在玻璃管内部的灯丝通电而使灯丝白炽化从而发光的灯丝方式的光源。在玻璃管的内部，封入有向氮气或氩气等惰性气体中导入微量的卤素元素(碘、溴等)所得的气体。通过导入卤素元素，能够抑制灯丝折损，并且将灯丝的温度设定为高温。
[0105]
因此，卤素灯hl与通常的白炽灯泡相比，具有寿命长且能够连续地照射强光的特性。即，卤素灯hl是连续发光至少1秒以上的连续点亮灯。另外，由于卤素灯hl为棒状灯，所以寿命长，通过将卤素灯hl沿着水平方向配置，向上方的半导体晶圆w的辐射效率优异。另外，在卤素加热部4的壳体41内，也在2段卤素灯hl的下侧设置着反射器43(图1)。反射器43将从多个卤素灯hl出射的光向热处理空间65侧反射。
[0106]
另外，热处理装置160为了防止在半导体晶圆w的热处理时因从卤素灯hl及闪光灯fl产生的热能而导致卤素加热部4、闪光加热部5及腔室161的温度过度上升，而具备各种冷却用构造。例如，在腔室161的壁体设置着水冷管(省略图示)。另外，卤素加热部4及闪光加热部5设为在内部形成气流来散热的空冷构造。另外，还向上侧腔室窗63与灯光辐射窗53的
间隙供给空气，将闪光加热部5及上侧腔室窗63冷却。
[0107]
接下来，对热处理装置160中的处理动作进行说明。以下所说明的半导体晶圆w的处理顺序是通过控制部3控制热处理装置160的各动作机构来进行的。
[0108]
首先，在半导体晶圆w的处理之前将用于供气的阀84打开，并且将排气用阀89打开，开始对腔室161内进行供气及排气。将阀84打开后，从气体供给孔81向热处理空间65供给氮气。另外，将阀89打开后，从气体排气孔86排出腔室161内的气体。由此，从腔室161内的热处理空间65的上部供给的氮气流向下方，从热处理空间65的下部排出。
[0109]
另外，通过将阀192打开，也从搬送开口部66排出腔室161内的气体。进而，通过省略图示的排气机构，移载机构10的驱动部周边的气体也被排出。此外，在热处理装置160中的半导体晶圆w的热处理时，将氮气连续地供给到热处理空间65，氮气的供给量可以根据处理步骤而适当变更。
[0110]
接着，将闸阀162打开后将搬送开口部66打开，利用装置外部的搬送机器人经由搬送开口部66将成为处理对象的半导体晶圆w搬入到腔室161内的热处理空间65。这时，有伴随半导体晶圆w的搬入而将装置外部的气体卷入的担忧，但由于持续向腔室161供给氮气，所以氮气从搬送开口部66流出，能够将这种外部气体的卷入限制在最小限度。
[0111]
由搬送机器人搬入的半导体晶圆w进入到保持部7的正上方位置后停止。然后，移载机构10的一对移载臂11从退避位置水平移动到移载动作位置后上升，由此，顶起销12通过贯通孔79从基座74的保持板75的上表面突出而接收半导体晶圆w。此时，顶起销12上升到比支撑销77的上端更靠上方。
[0112]
在将半导体晶圆w载置在顶起销12后，搬送机器人从热处理空间65退出，利用闸阀162将搬送开口部66封闭。然后，一对移载臂11下降，由此，半导体晶圆w从移载机构10被交付到保持部7的基座74，以水平姿势从下方被保持。半导体晶圆w由竖立设置在保持板75上的多个支撑销77支撑而保持在基座74。另外，半导体晶圆w以作为被处理面的正面为上表面保持在保持部7。由多个支撑销77支撑的半导体晶圆w的背面(与正面相反一侧的主面)与保持板75的保持面75a之间形成指定的间隔。下降到基座74下方的一对移载臂11通过水平移动机构13退避到退避位置、即凹部62的内侧。
[0113]
半导体晶圆w被由石英形成的保持部7的基座74从下方保持为水平姿势，然后，卤素加热部4的40根卤素灯hl同时点亮而开始预加热(辅助加热)。从卤素灯hl出射的卤素光透过由石英形成的下侧腔室窗64及基座74照射到半导体晶圆w的下表面。通过接收来自卤素灯hl的光照射，半导体晶圆w被预加热而温度上升。此外，移载机构10的移载臂11退避到凹部62的内侧，因此不会妨碍利用卤素灯hl所进行的加热。
[0114]
通过来自卤素灯hl的光照射而升温的半导体晶圆w的温度是利用下部辐射温度计20来测定的。所测得的半导体晶圆w的温度被传递到控制部3。控制部3一边监视通过来自卤素灯hl的光照射而升温的半导体晶圆w的温度是否达到指定的预加热温度t1(参照图9)，一边控制卤素灯hl的输出。即，控制部3基于下部辐射温度计20的测定值，对卤素灯hl的输出进行反馈控制，以使半导体晶圆w的温度达到预加热温度t1。
[0115]
在半导体晶圆w的温度达到预加热温度t1之后，控制部3将半导体晶圆w暂时维持在该预加热温度t1。具体来说，在下部辐射温度计20所测得的半导体晶圆w的温度达到预加热温度t1的时点，控制部3调整卤素灯hl的输出，将半导体晶圆w的温度维持在大致预加热
温度t1。
[0116]
通过这种利用卤素灯hl进行的预加热，将半导体晶圆w整体均匀地升温到预加热温度t1。在利用卤素灯hl所进行的预加热的阶段，有更容易发生散热的半导体晶圆w的周缘部的温度比中央部低的倾向，但关于卤素加热部4中的卤素灯hl的配设密度，则是相比于与半导体晶圆w的中央部对向的区域，与周缘部对向的区域更高。因此，照射到容易发生散热的半导体晶圆w的周缘部的光量变多，能够使预加热阶段中的半导体晶圆w的面内温度分布均匀。
[0117]
在半导体晶圆w的温度达到预加热温度t1后经过指定时间的时点，闪光加热部5的闪光灯fl对保持在基座74的半导体晶圆w的表面进行闪光照射。此时，从闪光灯fl辐射的闪光的一部分直接射向腔室161内，另一部分暂时被反射器52反射后射向腔室161内，通过这些闪光的照射进行半导体晶圆w的闪光加热。
[0118]
闪光加热是通过来自闪光灯fl的闪光(flash light)照射来进行的，因此能够使半导体晶圆w的表面温度在短时间内上升。即，从闪光灯fl照射的闪光是预先蓄积在电容器中的静电能量被转换成极短的光脉冲所得的照射时间为0.1毫秒以上100毫秒以下左右的极短的强闪光。然后，通过来自闪光灯fl的闪光照射被闪光加热的半导体晶圆w的表面温度瞬间上升到1000℃以上的处理温度后，迅速下降。
[0119]
闪光加热处理结束之后，在经过指定时间后将卤素灯hl熄灭。由此，半导体晶圆w从预加热温度t1迅速降温。降温中的半导体晶圆w的温度由下部辐射温度计20进行测定，其测定结果被传输到控制部3。控制部3监视与下部辐射温度计20的测定结果相比，半导体晶圆w的温度是否下降到指定温度。然后，半导体晶圆w的温度下降到指定温度以下后，移载机构10的一对移载臂11再次从退避位置水平移动到移载动作位置后上升，由此，顶起销12从基座74的上表面突出而从基座74接收热处理后的半导体晶圆w。接着，将通过闸阀162封闭的搬送开口部66打开，利用装置外部的搬送机器人将载置在顶起销12上的半导体晶圆w从腔室161搬出，半导体晶圆w的加热处理完成。
[0120]
《异常检测装置2的构成》
[0121]
图8是概略性地表示包含异常检测装置2的热处理装置160的电气构成的功能模块图。热处理装置160包含控制部3、输入部15及显示部16。控制部3包含cpu(central processing unit，中央处理器)等运算处理装置。另外，控制部3包含异常检测装置2。控制部3例如控制闪光加热部5或卤素加热部4。输入部15包含键盘、指向装置及触控面板等输入设备。进而，输入部15包含用来与主机进行通信的通信模块。显示部16例如包含液晶显示器，在控制部3的控制下显示各种信息。
[0122]
通过由控制部3的cpu执行指定的处理程序，而使热处理装置160中的处理得以进行。例如，控制部3控制卤素加热部4或闪光加热部5而将半导体晶圆w热处理到所设定的温度。另外，控制部3包含存储部31、运算部32及警示部33。存储部31包含固态存储设备及硬盘等存储装置。运算部32具备在下文中详细说明的关系信息分析部32a、学习模型制作部32b及检测部32c。学习模型制作部32b、检测部32c及警示部33包含在异常检测装置2中。关系信息分析部32a、学习模型制作部32b、检测部32c、及警示部33是通过由控制部3的cpu执行指定的处理程序而实现的功能处理部。关于关系信息分析部32a、学习模型制作部32b、检测部32c、及警示部33的处理内容，将在下文中进一步叙述。
[0123]
再次返回图1，上部辐射温度计25具备测定半导体晶圆w的上表面(正面)的温度的红外线传感器29。红外线传感器29将响应所接收的光而产生的检测信号传输到控制部3，在控制部3中算出半导体晶圆w的上表面的温度。同样地，下部辐射温度计20具备测定半导体晶圆w的下表面(背面)的温度的红外线传感器24。红外线传感器24将响应所接收的光而产生的检测信号传输到控制部3，在控制部3中算出半导体晶圆w的下表面的温度。
[0124]
热处理装置160的控制部3除了获取半导体晶圆w的温度以外，还获取与半导体晶圆w的温度具有关联的多个处理信息。作为该处理信息的例子，有腔室161内的石英零件的温度(例如，基座74的温度、上侧腔室窗63的温度、下侧腔室窗64的温度)、腔室161的壁面温度、供给到卤素加热部4(或各卤素灯hl)的电量、从卤素加热部4(或各卤素灯hl)照射的光量、向腔室161的内部供给的处理气体量、及从闪光加热部5(或各闪光灯fl)照射的光量。
[0125]
这些处理信息是由作为处理信息获取部90的各传感器s1～s9获取的。例如，基座74的温度是由温度传感器91(图1)(图8中的传感器s1)获取的，上侧腔室窗63的温度是由温度传感器92(图1)(图8中的传感器s2)获取的，下侧腔室窗64的温度是由温度传感器93(图1)(图8中的传感器s3)获取的，腔室161内的环境温度是由温度传感器94(图1)(图8中的传感器s4)获取的，腔室161的壁面温度是由温度传感器95(图1)(图8中的传感器s5)获取的。另外，供给到卤素加热部4(或各卤素灯hl)的电量是由与电力供给部49连接的电流计49a(图1)(图8中的传感器s6)获取的，从卤素加热部4(或各卤素灯hl)照射的光量是由光量传感器97(图1)(图8中的传感器s7)获取的，向腔室161的内部供给的处理气体量是由与气体供给管83连接的流量计98(图1)(图8中的传感器s8)获取的，从闪光加热部5(或各闪光灯fl)照射的光量是由光量传感器96(图1)(图8中的传感器s9)获取的。该信息也能够用作用于制作学习模型的处理信息。此外，作为处理信息获取部90的各传感器s1～s9所获得的处理信息优选包含从上文所述选择的2个以上的参数。另外，作为处理信息，只要为与半导体晶圆w的温度具有关联的信息，就可以采用其它信息，也可以将所述传感器s1～s9所得的处理信息除外。
[0126]
是否为与半导体晶圆w的温度具有关联的处理信息，是由分析半导体晶圆w的温度与处理信息的关联性的关系信息分析部32a来进行分析。关系信息分析部32a判断从各传感器获取的信息与半导体晶圆w的温度有无关联或关联的高低。在关系信息分析部32a中，被判断为与半导体晶圆w的温度关联较高的信息在学习模型制作部32b中被用作处理信息。另一方面，被判断为与半导体晶圆w的温度无关联或关联较小的处理信息也可以从学习模型制作部32b的处理信息去除。
[0127]
在本实施方式中，学习模型制作部32b制作表示半导体晶圆w的温度与处理信息获取部90(各传感器)所获得的实测值(各传感器的输出值)之间的关系的学习模型。制作学习模型时，首先，基于半导体晶圆w的温度及从所述2个以上的各传感器获得的实测值，获取表示半导体晶圆w的温度与各实测值的关系的学习数据。然后，使用所获取的学习数据，将各实测值的加权系数等最佳化。以此方式，制作学习模型。
[0128]
图9是表示在制作本实施方式的学习模型时所利用的阶段的表。此外，图9中，横轴表示时间，一纵轴(左侧(表中的实线所表示的数据))表示温度，另一纵轴(右侧(表中的虚线所表示的数据))表示热处理阶段。
[0129]
在本实施方式中，制作学习模型时，学习模型制作部32b将半导体晶圆w的热处理
分为多个阶段而进行学习模型的制作。多个阶段优选至少包含：利用卤素加热部4使半导体晶圆w的温度升高的阶段；利用卤素加热部4将半导体晶圆w的温度维持为固定的阶段；以及在利用卤素加热部4及闪光加热部5所进行的加热结束后使半导体晶圆w的温度下降的阶段。原因在于，这些热处理阶段在半导体晶圆w的品质管理中被认为是特征性阶段。此外，图9中示出了半导体晶圆w的下表面的温度，在本实施方式中，通过关系信息分析部32a采用与半导体晶圆w的下表面的温度具有关联的处理信息。
[0130]
本实施方式中，在图9中分为虚线所示的各热处理阶段。在本实施方式中，根据来自卤素加热部4的光的强度差异来进行区分。本实施方式的热处理阶段被分为7个区间。详细来说，在图9中，被分为t0～t1的区间(热处理阶段f1)、t1～t2的区间(热处理阶段f2)、t2～t3的区间(热处理阶段f3)、t3～t4的区间(热处理阶段f4)、t4～t5的区间(热处理阶段f5)、t5～t6的区间(热处理阶段f6)、t6～t7的区间(热处理阶段f7)。在这些各热处理阶段中，所设定的来自卤素加热部4的光的强度不同。即，从电力供给部49供给到卤素加热部4的电量(电流计49a的指示值)不同。学习模型制作部32b针对如上所述的多个阶段的每一个制作学习模型。此外，如上所述的阶段的划分因热处理配方而异。
[0131]
检测部32c基于学习模型制作部32b所制作的多个学习模型，检测半导体晶圆w的处理异常。更具体来说，检测部32c基于处理信息获取部90(各传感器)所获得的实测值与使用学习模型所算出的预测值的差量，检测半导体晶圆w的处理异常。检测部32c针对多个阶段的每一个比较根据学习模型求出的预测值和与多个处理信息相关的实测值，检测处理异常。此时，计算处理信息获取部90(各传感器)所获得的实测值与使用学习模型所算出的预测值的差量的大小作为异常度。异常度和半导体晶圆w的温度与处理信息的关联的大小相关。在关联大的情况下，即使差量小，也判断为异常度高，在关联小的情况下，即使差量大，也判断为异常度低。
[0132]
如上所述，在检测部32c中，检测半导体晶圆w的温度与处理信息获取部90(各传感器)所获得的实测值的关联性的变化。由此，检测热处理装置160的故障迹象。另外，当所述实测值与根据学习模型所求出的预测值的偏差超过指定的阈值时，检测部32c判定为处理异常。
[0133]
警示部33在检测部32c检测出如上所述的处理异常时发出警报。警示部33使显示部16显示告警，表明有故障或故障迹象。
[0134]
《异常检测装置2的学习模型制作流程》
[0135]
以下，对异常检测装置2中的热处理装置160的学习模型制作及处理异常检测的流程进行说明。
[0136]
图10是表示利用异常检测装置2所进行的学习模型制作的处理顺序的流程图。另外，图11是表示利用异常检测装置2所进行的处理异常的检测顺序的流程图。
[0137]
如图10所示，为了利用异常检测装置2制作学习模型，首先，测定成为教学数据的半导体晶圆w的温度(步骤st1)。温度的测定是针对多个半导体晶圆w进行的。其次，与温度的测定同样地，利用设置在热处理装置160的各传感器(处理信息获取部90)获取成为教学数据的各处理信息(步骤st2)。各处理信息的获取也是在多个半导体晶圆w的处理中进行的。
[0138]
在步骤st1及步骤st2中，将所获取的作为教学数据的温度数据及各处理信息按照
图9所示的每个热处理阶段加以区分后，存储到存储部31中(步骤st3)。其次，学习模型制作部32b基于温度及各处理信息，针对所述各热处理阶段f1～f7的每一个制作学习模型。制作按照每个热处理阶段所区分的温度数据的学习模型，并且制作按照每个热处理阶段所区分的各处理信息的学习模型(步骤st4)。
[0139]
本实施方式的异常检测装置2能够如上所述制作按照每个热处理阶段加以区分的学习模型，并针对每个热处理阶段比较预测值与实测值。此外，在半导体晶圆w的热处理中，考虑在特征不同的各热处理阶段内，构筑不同的半导体晶圆w的温度与其它处理信息的关联性。在这种条件之中，如果能掌握因热处理阶段而异的关联性，则能够检测热处理中的微小变化。因此，根据本实施方式的异常检测装置2，能够检测通过以往技术难以检测的变化微小的处理异常。例如，能够检测用于对衬底进行加热的热源中的一个灯的输出的下降。另外，也能够实现衬底温度的几度变化或灯输出的百分之几的变化与噪声的区分。基于以上，根据本实施方式的异常检测装置2，与针对半导体晶圆w的整个热处理制作学习模型的情况相比，能够检测微小的处理异常，并通过检测出微小的处理异常来预测装置整体的故障。
[0140]
接下来，为了利用异常检测装置2检测处理异常，首先，测定要被处理的半导体晶圆w的温度(步骤st11)。其次，利用各传感器(处理信息获取部90)获取各处理信息(步骤st12)。
[0141]
将在步骤st11及步骤st12中获取的半导体晶圆w的温度数据及各处理信息按照图9所示的每个热处理阶段(热处理阶段f1～f7)加以区分后，存储到存储部31中(步骤st13)。存储部31所存储的温度数据及各处理信息作为实际测量的实测值被用于以下处理中。
[0142]
接着，利用运算部32计算关于半导体晶圆w的温度或各处理信息的学习模型的预测值(步骤st14)。将以此方式算出的预测值与所述步骤st13中所存储的实测值进行比较(步骤st15)。即，异常检测装置2针对多个处理信息的每一个，且针对多个热处理阶段的每一个(热处理阶段f1～f7)，将根据学习模型求出的预测值和与多个处理信息相关的实测值进行比较。
[0143]
判断在步骤st15中比较过的预测值与实测值的差量是否为预先设定的阈值以上(步骤st16)。阈值是针对每个处理信息进行设定的，进一步针对每个阶段进行设定。该阈值也可以在制作学习模型时算出。当在步骤st16中判断为预测值与实测值的差量小于阈值时，判断为无处理异常(步骤st17)。当判断为无处理异常时，进行下一个半导体晶圆w的处理。
[0144]
另一方面，当在步骤st16中判断为预测值与实测值的差量为阈值以上时，判断为存在处理异常(步骤st18)。存在处理异常的判断是在任一处理信息、任一热处理阶段为阈值以上的情况下进行的。当在任一处理信息、任一热处理阶段中为阈值以上时，判断为温度与该处理信息的关联被破坏。而且，也同时评价关联破坏的大小。此处，破坏的大小是根据在关系信息分析部32a中算出的学习模型的有效相关系数与实测值中的相关系数的比率来进行评价的。因此，当利用学习模型所得的有效相关系数的值低时(低关联的处理信息时)，存在即使实测值中的相关系数发生变化也不判断为异常的情况。
[0145]
当在步骤st18中判断为存在处理异常时，利用异常检测装置2的警示部33来警示告警(步骤st19)。也可以是，破坏的大小越大，则警示越强的告警。另外，当在多个处理信息中，多个热处理阶段中，连续地判断为处理异常时，也警示较强的告警。关于告警的警示，例
如警示部33使显示部16显示存在故障或故障迹象的主旨。也可以伴随这种警示，停止半导体晶圆w的处理。
[0146]
异常检测装置2如上所述，针对多个阶段的每一个比较根据学习模型求出的预测值和与多个处理信息相关的实测值，检测处理异常。
[0147]
《第2实施方式》
[0148]
接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。第2实施方式的热处理装置260的构成及半导体晶圆w的处理顺序与第1实施方式相同。在第2实施方式中，如图8所示，具有与第1实施方式相同的电气构成。控制部203包含存储部31、运算部232及警示部33。运算部232具备关系信息分析部32a、学习模型制作部232b及检测部32c。学习模型制作部232b、检测部32c、及警示部33包含在异常检测装置202中。
[0149]
图12是表示制作第2实施方式的学习模型时所利用的阶段的表。此外，在图12中，横轴表示时间，纵轴(左侧(表中的实线所示的数据))表示温度。
[0150]
在第2实施方式中，制作学习模型时，学习模型制作部232b将半导体晶圆w的热处理分为多个阶段并进行学习模型的制作。在第2实施方式中，分为在图12中按照t11～t14所示的时间加以区分的各热处理阶段。
[0151]
第1实施方式的热处理阶段根据来自卤素加热部4的光的每种强度加以区分，但第2实施方式的热处理阶段是根据半导体晶圆w的下表面的每个温度范围来加以区分。在第2实施方式中，根据来自卤素加热部4的光的强度差异加以区分。第2实施方式的热处理阶段被分为4个区间。详细来说，在图12中，分为t10～t11的区间(热处理阶段f11)、t11～t12的区间(热处理阶段f12)、t12～t13的区间(热处理阶段f13)、t13～t14的区间(热处理阶段f14)。在这些各热处理阶段中，下部辐射温度计20所测得的温度范围不同。例如，热处理阶段f11是从利用卤素加热部4所进行的加热开始到半导体晶圆w的温度开始上升为止的区间，热处理阶段f12是利用卤素加热部4使半导体晶圆w上升到预加热温度t1的区间(利用卤素加热部4升温的区间)，热处理阶段f13是通过利用卤素加热部4所进行的加热将半导体晶圆w固定地维持在预加热温度t1的区间，热处理阶段f14是在闪光加热部5的加热结束后通过卤素加热部4的输出下降而使半导体晶圆w的温度下降的区间(在利用卤素加热部4及闪光加热部5所进行的加热结束后使半导体晶圆w降温的区间)。
[0152]
在第2实施方式中，将所获取的半导体晶圆w的温度数据及各处理信息按照图12所示的每个热处理阶段(热处理阶段f11～f14)加以区分后，存储到存储部31中。而且，第2实施方式的异常检测装置202针对多个处理信息的每一个且针对多个热处理阶段的每一个(热处理阶段f11～f14)，将根据学习模型求出的预测值和与多个处理信息相关的实测值进行比较。
[0153]
《关于通过以上所记载的实施方式产生的效果》
[0154]
接下来，示出通过以上所记载的实施方式所产生的效果的例子。此外，在以下说明中，基于以上所记载的实施方式所例示的具体构成，记载该效果，但也可以在产生相同效果的范围内，与本案说明书所例示的其它具体构成替换。
[0155]
另外，该替换也可以跨及多个实施方式进行。即，也可以是将不同实施方式所例示的各个构成加以组合，而产生相同效果的情况。
[0156]
根据以上所记载的实施方式的异常检测装置2(202)，是检测利用热处理装置160
进行热处理的半导体晶圆w的处理异常的异常检测装置2(202)。异常检测装置2(202)具备：下部辐射温度计20，测定热处理中的半导体晶圆w的温度；处理信息获取部90(各传感器)，获取与下部辐射温度计20所测得的温度具有关联的多个处理信息；以及检测部32c，将半导体晶圆w的热处理分为多个阶段(热处理阶段f1～f7或热处理阶段f11～f14)，基于温度及处理信息，针对多个阶段(热处理阶段f1～f7或热处理阶段f11～f14)的每一个制作多个学习模型，基于该多个学习模型检测半导体晶圆w的处理异常。
[0157]
根据这种构成，能够基于针对多个阶段(热处理阶段f1～f7或热处理阶段f11～f14)的每一个制作的多个学习模型，检测半导体晶圆w的处理异常。因此，与通过不分多个阶段而制作的学习模型检测异常的情况相比，也能够检测微小的处理异常，并通过检测出微小的处理异常来预测热处理装置160(260)整体的故障。
[0158]
另外，热处理装置160(260)具备：腔室161，收容半导体晶圆w；卤素加热部4，对收容在腔室161内的半导体晶圆w照射光而对半导体晶圆w进行预加热；以及闪光加热部5，对半导体晶圆w照射光而使半导体晶圆w达到处理温度。另外，多个处理信息包含选自由腔室161内的石英零件的温度(例如，基座74的温度、上侧腔室窗63、下侧腔室窗64)、腔室的壁面温度、供给到卤素加热部4的电力、来自卤素加热部4的光的强度、及向腔室161的内部供给的处理气体量所组成的群中的2个以上的参数。
[0159]
根据这种构成，多个处理信息中包含被认为与半导体晶圆w的温度关联大的2个以上的参数，因此处理异常的检测精度提高。
[0160]
另外，多个阶段(热处理阶段)至少包含：利用卤素加热部4升温的阶段(第2实施方式中的热处理阶段f12)、利用卤素加热部4将温度维持为固定的阶段(第2实施方式中的热处理阶段f13)、以及在利用卤素加热部4及闪光加热部5所进行的加热结束后使半导体晶圆w降温的阶段(第2实施方式中的热处理阶段f14)。
[0161]
根据这种构成，针对在半导体晶圆w的品质管理中被认为是特征性阶段的热处理阶段的每一个，制作学习模型，因此处理异常的检测精度提高。
[0162]
另外，检测部32c针对多个阶段(热处理阶段f1～f7或热处理阶段f11～f14)的每一个，对根据学习模型求出的预测值和与多个处理信息(例如，腔室161内的石英零件的温度、腔室的壁面温度、供给到卤素加热部4的电力、来自卤素加热部4的光的强度、及向腔室161的内部供给的处理气体量)相关的实测值进行比较，检测处理异常。
[0163]
根据这种构成，根据半导体晶圆w的温度与处理信息的关联的大小，判断异常度的大小。因此，处理异常的检测精度提高。
[0164]
另外，当实测值与根据学习模型求出的预测值的偏差超过指定的阈值时，检测部32c判定为处理异常。
[0165]
另外，还具备当检测部32c检测出处理异常时发出告警(警报)的警示部33。
[0166]
根据这种构成，能够顺利地进行热处理装置160(260)的操作者对处理异常的检测。
[0167]
《关于以上所记载的实施方式的变化例》
[0168]
在以上所记载的实施方式中，存在针对各个构成要素的材质、材料、尺寸、形状、相对配置关系或实施条件等也进行记载的情况，但它们在所有态样中是一例，并不限于本案说明书所记载者。
[0169]
因此，在本案说明书所公开的技术范围内假定未例示的无数的变化例及均等物。例如，包含使至少1个构成要素变化的情况、追加至少1个构成要素的情况或省略至少1个构成要素的情况，进一步包含抽取至少1个实施方式中的至少1个构成要素并与其它实施方式的构成要素组合的情况。
[0170]
在所述实施方式中，设为运算部32(232)具备关系信息分析部32a及学习模型制作部32b(232b)的构成，但并不限定于此。也可以使运算部32(232)不具备关系信息分析部32a，取而代之地，将预先分析出的(或所设定的)半导体晶圆w的温度与处理信息的关联性存储到存储部31中。另外，也可以使运算部32(232)不具备学习模型制作部32b，取而代之地，将预先制作的学习模型存储在存储部31中。而且，也可以设为基于该存储的学习模型，由运算部32(232)计算预测值的构成。
[0171]
同样地，在所述实施方式中，设为异常检测装置2(202)具备学习模型制作部32b(232b)的构成，但并不限定于此。也可以使异常检测装置2(202)不具备学习模型制作部32b(232b)，取而代之地，将预先制作的学习模型存储到存储部31中。而且，也可以设为基于该存储的学习模型，由异常检测装置2(202)检测半导体晶圆w的处理异常的构成。
[0172]
另外，在所述实施方式中，设为运算部32(232)(异常检测装置2(202))具备检测部32c的构成，但并不限定于此。也可以设为运算部32(232)(异常检测装置2(202))不具备检测部32c，而是使热处理装置160(260)及能够远程访问的云端具备检测部32c的功能的构成。在该情况下，也可以设为将处理信息获取部90(各传感器)所获得的实测值及下部辐射温度计20(或/及上部辐射温度计25)的测定值发送到云端，在云端进行运算后由控制部3(203)接收处理异常的结果的构成。此外，在该情况下，也可以设为将处理信息获取部90(各传感器)所获得的实测值及下部辐射温度计20(或/及上部辐射温度计25)的测定值存储到云端的构成。另外，也可以设为使云端具备控制部3(203)的全部功能的构成。进而，并不限于云端，也可以是具备能够以有线或无线方式访问热处理装置160(与热处理装置160进行收发)的检测部32c的功能的构成。
[0173]
另外，在所述实施方式中，将与下部辐射温度计20所测得的半导体晶圆w的温度具有关联的多个处理信息用于学习模型的制作，但并不限定于这种处理信息。也可以将与上部辐射温度计25所测得的半导体晶圆w的上表面的温度具有关联的多个处理信息用于学习模型的制作。在该情况下，基于半导体晶圆w的上表面的温度及处理信息制作学习模型。因此，与其它期间相比，热处理装置160(260)的状态稳定，在被认为噪声的影响也较小的期间(例如热炼(soak)时)内，也能够进行半导体晶圆w的处理异常的检测。
[0174]
另外，也可以将与下部辐射温度计20及上部辐射温度计25所测得的半导体晶圆w的下表面及上表面各自的温度具有关联的多个处理信息用于学习模型的制作。
[0175]
另外，在以上所记载的实施方式中，当未特别指定而记载材料名等时，只要不产生矛盾，则在该材料中包含其它添加物，例如包含合金等。
[0176]
[符号的说明]
[0177]
2，202：异常检测装置
[0178]
3，203：控制部
[0179]
4：卤素加热部
[0180]
5：闪光加热部
[0181]
6：腔室
[0182]
7：保持部
[0183]
10：移载机构
[0184]
11：移载臂
[0185]
12：顶起销
[0186]
13：水平移动机构
[0187]
14：升降机构
[0188]
15：输入部
[0189]
16：显示部
[0190]
20：下部辐射温度计
[0191]
21，26：透明窗
[0192]
24，29：红外线传感器
[0193]
25：上部辐射温度计
[0194]
31：存储部
[0195]
32，232：运算部
[0196]
32a：关系信息分析部
[0197]
32b，232b：学习模型制作部
[0198]
32c：检测部
[0199]
33：警示部
[0200]
41，51：壳体
[0201]
43，52：反射器
[0202]
49：电力供给部
[0203]
49a：电流计
[0204]
53：灯光辐射窗
[0205]
61：腔室侧部
[0206]
61a，61b：贯通孔
[0207]
62：凹部
[0208]
63：上侧腔室窗
[0209]
64：下侧腔室窗
[0210]
65：热处理空间
[0211]
66：搬送开口部
[0212]
68，69：反射环
[0213]
71：基台环
[0214]
72：连结部
[0215]
74：基座
[0216]
75：保持板
[0217]
75a：保持面
[0218]
76：导引环
[0219]
77：支撑销
[0220]
78：开口部
[0221]
79：贯通孔
[0222]
81：气体供给孔
[0223]
82，87：缓冲空间
[0224]
83：气体供给管
[0225]
84，89，192：阀
[0226]
85：处理气体供给源
[0227]
86：气体排气孔
[0228]
88，191：气体排气管
[0229]
90：处理信息获取部
[0230]
91，92，93，94，95：温度传感器
[0231]
96，97：光量传感器
[0232]
98：流量计
[0233]
160，260：热处理装置
[0234]
161：腔室
[0235]
162：闸阀
[0236]
190：排气机构
[0237]
f1，f2，f3，f4，f5，f6，f7，f11，f12，f13，f14：热处理阶段
[0238]
s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7，s8，s9：传感器
[0239]
t1：预加热温度
[0240]
w：半导体晶圆。

技术特征：
1.一种异常检测装置，检测利用热处理装置进行热处理的衬底的处理异常，且具备：温度计，测定热处理中的所述衬底的温度；处理信息获取部，获取与所述温度计所测得的温度具有关联的多个处理信息；以及检测部，将所述衬底的热处理分为多个阶段，基于所述温度及所述处理信息，针对所述多个阶段的每一个制作多个学习模型，基于该多个学习模型检测所述衬底的处理异常。2.根据权利要求1所述的异常检测装置，其中所述热处理装置具备：腔室，收容所述衬底；预加热部，对收容在所述腔室内的所述衬底照射光而将所述衬底预加热；以及主加热部，对所述衬底照射光而使所述衬底达到处理温度；且所述多个处理信息包含选自由所述腔室内的石英零件的温度、所述腔室的壁面的温度、供给到所述预加热部的电力、来自所述预加热部的光的强度、及向所述腔室的内部供给的处理气体量所组成的群中的2个以上的参数。3.根据权利要求2所述的异常检测装置，其中所述多个阶段至少包含：利用所述预加热部使所述衬底升温的阶段、利用所述预加热部将所述衬底的温度维持为固定的阶段、以及在利用所述预加热部及所述主加热部所进行的加热结束后使所述衬底降温的阶段。4.根据权利要求1至3中任一项所述的异常检测装置，其中所述检测部针对所述多个阶段的每一个，比较根据所述学习模型求出的预测值和与所述多个处理信息相关的实测值，而检测处理异常。5.根据权利要求4所述的异常检测装置，其中当所述实测值与根据所述学习模型求出的所述预测值的偏差超过指定的阈值时，所述检测部判定为处理异常。6.根据权利要求5所述的异常检测装置，其还具备在所述检测部检测出处理异常时发出警报的警示部。

技术总结
本发明提供一种异常检测装置，能够检测出微小的处理异常，并通过检测出微小的处理异常来预测装置整体的故障。本发明是检测利用热处理装置(160)进行热处理的半导体晶圆(W)的处理异常的异常检测装置(2)。异常检测装置(2)具备：下部辐射温度计(20)，测定热处理中的半导体晶圆(W)的温度；处理信息获取部(90)(各传感器)，获取与下部辐射温度计(20)所测得的温度具有关联的多个处理信息；以及检测部(32c)，将半导体晶圆(W)的热处理分为多个阶段(热处理阶段(F1)～(F7))，基于温度及处理信息，针对多个阶段(热处理阶段(F1)～(F7))的每一个制作多个学习模型，并基于该多个学习模型检测半导体晶圆(W)的处理异常。体晶圆(W)的处理异常。体晶圆(W)的处理异常。


技术研发人员：上野智宏
受保护的技术使用者：株式会社斯库林集团
技术研发日：2023.02.09
技术公布日：2023/9/25