WO2014123028A1 - クリーニング方法 - Google Patents

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WO2014123028A1
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守田　修
森　真一朗
亀田　賢治
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株式会社日立国際電気
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Definitions

  • the present invention relates to recipe control in a substrate processing apparatus, and more particularly, to a technique for performing maintenance by executing a maintenance recipe.
  • the substrate processing apparatus is configured to supply a processing gas into the reaction furnace and process the substrate held by the substrate holder while the substrate holder holding the substrates in multiple stages is loaded in the reaction furnace.
  • a batch type configured.
  • Patent Document 1 describes that a maintenance information screen is displayed on an operation screen. Thereby, the maintenance time of the components constituting the substrate processing apparatus can be determined based on the number of times each component is used and the processing time.
  • the step time for supplying the cleaning gas is set by the calculated time obtained by previously calculating the time when the cleaning is completed. Therefore, it is not possible to determine whether or not the cleaning is finished.
  • the film formation process is repeated, a by-product is generated. If this by-product is left unattended, it remains attached to each component constituting the apparatus and adversely affects film formation. Gas cleaning is done at.
  • the end of cleaning is determined based on the phenomenon that the temperature rises due to reaction heat during cleaning. That is, a method of determining the end of cleaning is performed by setting a predetermined temperature before cleaning as a threshold value, comparing this threshold value with a predetermined actual measurement value (temperature), and determining whether or not the state before cleaning is settled. It was. However, this method has a large error, and the end of cleaning cannot be properly determined.
  • the present invention provides a technique capable of controlling a signal indicating the concentration of a predetermined gas generated by a cleaning gas so as to be within a predetermined range.
  • a cleaning method including a cleaning step of supplying and discharging a cleaning gas to remove deposits adhering to components constituting the apparatus.
  • a cleaning method in which a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by a reaction with the cleaning gas is controlled so as to be within a predetermined upper and lower limit range for a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less. Is done.
  • a semiconductor includes a process of supplying a processing gas to process a substrate, and a cleaning process of supplying and discharging a cleaning gas to remove deposits attached to components constituting the apparatus.
  • An apparatus manufacturing method wherein in the cleaning step, a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas reaches a predetermined upper limit or lower and then reaches a predetermined upper and lower limit.
  • a method for manufacturing a semiconductor device that is controlled so as to be within a range of values for a predetermined period.
  • a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing gas, a cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas, and an exhaust for discharging the processing gas or the cleaning gas.
  • a predetermined portion generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas so as to remove the deposit adhered to the components constituting the apparatus by controlling the cleaning unit, the cleaning gas supply unit, and the discharge unit.
  • a cleaning control unit that discharges a predetermined amount of gas, and the cleaning control unit includes a predetermined period within a range of a predetermined upper and lower limit value after the signal indicating the concentration of the predetermined gas reaches a predetermined upper limit value or less.
  • a substrate processing apparatus is provided for controlling to be accommodated.
  • a computer-readable recording medium having recorded thereon a cleaning end determination program for cleaning a component constituting the apparatus, wherein a cleaning gas is supplied and discharged to the component.
  • a range of a predetermined upper and lower limit value after a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the adhered substance and the cleaning gas reaches a predetermined upper limit value or less after a procedure for removing the attached adhering substance.
  • a cleaning end determination program having a procedure for controlling to fit within a predetermined period is recorded.
  • a cleaning end determination method for supplying and discharging a cleaning gas to clean a component constituting the apparatus, the deposit attached to the component, the cleaning gas, An end determination method is provided for determining whether or not a signal indicating the concentration of a predetermined gas generated by the reaction falls within a predetermined upper and lower limit value within a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less.
  • the method includes a step of processing a substrate by supplying a processing gas, and a cleaning step of removing deposits attached to components constituting the apparatus by supplying and discharging a cleaning gas.
  • a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas reaches a predetermined upper limit value or less and reaches a predetermined upper limit.
  • a semiconductor device manufacturing method for determining whether or not a predetermined period is within a lower limit value range is provided.
  • a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing gas, a cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas, and an exhaust for discharging the processing gas or the cleaning gas.
  • a predetermined portion generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas so as to remove the deposit adhered to the components constituting the apparatus by controlling the cleaning unit, the cleaning gas supply unit, and the discharge unit.
  • a cleaning control unit that discharges the gas, and the discharge unit includes a measurement unit that measures the concentration of the predetermined gas, and the cleaning control unit outputs a signal indicating the concentration of the predetermined gas.
  • a substrate processing apparatus that is obtained by a measurement unit, and determines whether or not the obtained signal falls within a predetermined upper and lower limit value range for a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less. It is.
  • a computer-readable recording medium having recorded thereon a cleaning end determination program for cleaning a component constituting the apparatus, wherein a cleaning gas is supplied and discharged to the component.
  • a procedure for determining whether or not a predetermined period falls within a predetermined upper and lower limit value range, and a computer-readable recording medium recording a cleaning end determination program.
  • the signal indicating the concentration of the predetermined gas generated by the cleaning gas can be controlled so as to be within the predetermined range, the processing result of the substrate to be produced next is stabilized, Quality is maintained.
  • FIG. 1 and 2 show a vertical substrate processing apparatus as an example of the substrate processing apparatus.
  • a semiconductor wafer made of silicon or the like is shown.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a housing 2, and a front maintenance port 4 serving as an opening provided for maintenance can be opened at a lower portion of the front wall 3 of the housing 2. Opened and closed by the maintenance door 5.
  • a pod loading / unloading port 6 is opened on the front wall 3 of the housing 2 so as to communicate with the inside and outside of the housing 2, and the pod loading / unloading port 6 is a front shutter (loading / unloading opening / closing mechanism) 7.
  • a load port (substrate transfer container delivery table) 8 is installed in front of the front side of the pod loading / unloading port 6, and the load port 8 is configured to align the placed pod 9. Has been.
  • the pod 9 is a hermetically sealed substrate transfer container, and is loaded into the load port 8 by an in-process transfer device (not shown) and unloaded from the load port 8.
  • a rotary pod shelf (substrate transfer container storage shelf) 11 is installed at an upper portion of the housing 2 at a substantially central portion in the front-rear direction.
  • the rotary pod shelf 11 includes a plurality of pods 9. It is configured to store.
  • the rotary pod shelf 11 is a vertically-supported support column 12 that is intermittently rotated, and a plurality of shelf plates (substrate transfer container placement) that are radially supported by the support column 12 at the upper, middle, and lower positions.
  • the shelf 13 is configured to store the pod 9 in a state where a plurality of the pods 9 are mounted.
  • a pod opener (substrate transfer container lid opening / closing mechanism) 14 is provided below the rotary pod shelf 11.
  • the pod opener 14 can mount the pod 9 and can open and close the lid of the pod 9. It has a configuration.
  • a pod transfer mechanism (container transfer mechanism) 15 is installed between the load port 8 and the rotary pod shelf 11 and the pod opener 14, and the pod transfer mechanism 15 holds the pod 9.
  • the pod 9 can be moved between the load port 8, the rotary pod shelf 11, and the pod opener 14.
  • a sub-housing 16 is provided over the rear end of the lower portion of the housing 2 at a substantially central portion in the front-rear direction.
  • a pair of wafer loading / unloading ports (substrate loading / unloading ports) 19 for loading / unloading wafers (substrates) 18 into / from the sub-casing 16 are arranged on the front wall 17 of the sub-casing 16 vertically and vertically.
  • the pod openers 14 are provided to the upper and lower wafer loading / unloading ports 19, 19, respectively.
  • the pod opener 14 includes a mounting table 21 on which the pod 9 is mounted and an opening / closing mechanism 22 that opens and closes the lid of the pod 9.
  • the pod opener 14 is configured to open and close the wafer doorway of the pod 9 by opening and closing the lid of the pod 9 mounted on the mounting table 21 by the opening and closing mechanism 22.
  • the sub casing 16 constitutes a transfer chamber 23 that is airtight from a space (pod transport space) in which the pod transport mechanism 15 and the rotary pod shelf 11 are disposed.
  • a wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 24 is installed in the front region of the transfer chamber 23, and the wafer transfer mechanism 24 has a required number of wafers 18 (five in the drawing).
  • a wafer mounting plate 25 is provided, and the wafer mounting plate 25 can move in the horizontal direction, rotate in the horizontal direction, and move up and down.
  • the wafer transfer mechanism 24 is configured to load and unload the wafer 18 with respect to a boat (substrate holder) 26.
  • a standby unit 27 that accommodates and waits for the boat 26 is configured, and a vertical processing furnace 28 is provided above the standby unit 27.
  • the processing furnace 28 has a processing chamber 29 formed therein, the lower end portion of the processing chamber 29 is a furnace port portion, and the furnace port portion is opened and closed by a furnace port shutter (furnace port opening / closing mechanism) 31. It has become.
  • a boat elevator (substrate holder lifting mechanism) 32 for raising and lowering the boat 26 is installed between the right end of the casing 2 and the right end of the standby section 27 of the sub casing 16.
  • a seal cap 34 serving as a lid is horizontally attached to an arm 33 connected to a lifting platform of the boat elevator 32.
  • the seal cap 34 supports the boat 26 vertically, and the boat 26 is treated as described above.
  • the furnace port portion can be hermetically closed while being charged in the chamber 29.
  • the boat 26 is configured to hold a plurality of (for example, about 50 to 125) wafers 18 in a horizontal posture with the wafers 18 aligned in the center.
  • a clean unit 35 is disposed at a position opposite to the boat elevator 32 side, and the clean unit 35 includes a supply fan and a dust filter so as to supply a clean atmosphere or clean air 36 which is an inert gas. ing. Between the wafer transfer mechanism 24 and the clean unit 35, a notch alignment device (not shown) is installed as a substrate alignment device for aligning the circumferential position of the wafer 18.
  • the clean air 36 blown out from the clean unit 35 is circulated through a notch aligner (not shown), the wafer transfer mechanism 24, and the boat 26, and is then sucked in by a duct (not shown), 2 is exhausted to the outside, or is blown out into the transfer chamber 23 by the clean unit 35.
  • the pod loading / unloading port 6 When the pod 9 is supplied to the load port 8, the pod loading / unloading port 6 is opened by the front shutter 7.
  • the pod 9 on the load port 8 is loaded into the housing 2 by the pod transfer device 15 through the pod loading / unloading port 6 and placed on the designated shelf plate 13 of the rotary pod rack 11. Is done.
  • the pod 9 is temporarily stored in the rotary pod shelf 11, and is then transferred from the shelf plate 13 to one of the pod openers 14 by the pod transfer device 15 and transferred to the mounting table 21. Alternatively, it is transferred directly from the load port 8 to the mounting table 21.
  • the wafer loading / unloading port 19 is closed by the opening / closing mechanism 22, and the clean air 36 is circulated and filled in the transfer chamber 23.
  • the oxygen concentration is set to 20 ppm or less, which is much lower than the oxygen concentration inside the housing 2 (atmosphere). ing.
  • the opening side end surface of the pod 9 placed on the mounting table 21 is pressed against the opening edge of the wafer loading / unloading port 19 in the front wall 17 of the sub casing 16 and the lid is opened and closed. It is removed by the mechanism 22 and the wafer entrance is opened.
  • the wafer 18 is taken out from the pod 9 by the wafer transfer mechanism 24 and transferred to a notch aligning device (not shown). After aligning 18, the wafer transfer mechanism 24 loads the wafer 18 into the standby section 27 located behind the transfer chamber 23 and charges (charges) the boat 26.
  • the wafer transfer mechanism 24 that has transferred the wafer 18 to the boat 26 returns to the pod 9 and loads the next wafer 18 into the boat 26.
  • the other (lower or upper) pod opener 14 has the rotary pod shelf. 11 and another pod 9 is transferred and transferred by the pod transfer device 15, and the opening operation of the pod 9 by the other pod opener 14 is simultaneously performed.
  • the furnace port portion of the processing furnace 28 closed by the furnace port shutter 31 is opened by the furnace port shutter 31. Subsequently, the boat 26 is raised by the boat elevator 32 and loaded into the processing chamber 29.
  • the furnace port After loading, the furnace port is hermetically closed by the seal cap 34.
  • the processing chamber 29 has a purge process (pre-purge process) in which it is replaced with an inert gas.
  • the process chamber 29 is evacuated by a gas evacuation mechanism (not shown) so as to have a desired pressure (degree of vacuum).
  • the processing chamber 29 is heated to a predetermined temperature by a heater driving unit (not shown) so as to have a desired temperature distribution.
  • a process gas controlled to a predetermined flow rate is supplied by a gas supply mechanism (not shown), and the process gas is in contact with the surface of the wafer 18 in the process of flowing through the process chamber 29. Predetermined processing is performed on the top. Further, the processed gas after the reaction is exhausted from the processing chamber 29 by the gas exhaust mechanism.
  • an inert gas is supplied from an inert gas supply source (not shown) by the gas supply mechanism, the processing chamber 29 is replaced with an inert gas, and the processing chamber The pressure of 29 is returned to normal pressure (after purge process). Then, the boat 26 is lowered by the boat elevator 32 through the seal cap 34.
  • the wafer 18 and the pod 9 are paid out to the outside of the casing 2 in the reverse order of the above description. Unprocessed wafers 18 are further loaded into the boat 26, and batch processing of the wafers 18 is repeated.
  • the processing furnace 28, a pod transport mechanism 15 which is a mechanism for transporting at least a substrate, a wafer transfer mechanism 24, a transport mechanism including a boat elevator 32, a gas supply mechanism for supplying a processing gas or the like to the processing furnace 28, the processing furnace 28, a gas exhaust mechanism for exhausting the interior of the heater 28, a heater drive unit for heating the processing furnace 28 to a predetermined temperature, and the process furnace 28, the transport mechanism, the gas supply mechanism, the gas exhaust mechanism, and the heater drive unit, respectively.
  • the control device 240 that performs this will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
  • the device controller 240 as a control device includes a main controller 201, a switching hub 215 connected to the main controller 201, a display control unit 216 connected to the main controller 201, and a switching hub 215.
  • a transport system controller 211 and a process system controller 212 are electrically connected to the main controller 201 via a switching hub 215 via a LAN (Local Area Network) such as 100BASE-T.
  • LAN Local Area Network
  • the main controller 201 is provided with a port 213 as a mounting portion to which a USB memory or the like as a recording medium as an external storage device is inserted and removed.
  • An OS corresponding to the port 213 is installed in the main controller 201.
  • the main controller 201 is connected to an external host computer (not shown) via, for example, a communication network. For this reason, even if the substrate processing apparatus 1 is installed in a clean room, the host computer can be placed in an office or the like outside the clean room.
  • the display control unit 216 is connected to a display device 218 as a display unit by, for example, a video cable.
  • the display device 218 is a liquid crystal display panel, for example.
  • the display device 218 is configured to display each operation screen for operating the substrate processing apparatus 1.
  • the display device 218 has a screen for confirming the state of the substrate transport system 211A and the substrate processing system, and the operation screen includes a substrate transport system 211A and a substrate processing system (heating mechanism 212A, gas exhaust mechanism 212B, and It is also possible to provide each operation button (also referred to as a system command button or PM command button) as an input unit for inputting an operation instruction to the gas supply system 212C).
  • each operation button also referred to as a system command button or PM command button
  • the display control unit 216 causes the display device 218 to display information generated in the substrate processing apparatus 100 via the operation screen. Further, the information displayed on the display device 218 is output to a device such as a USB memory inserted in the main controller 201.
  • the display control unit 216 receives worker input data (input instruction) from the operation screen displayed on the display device 218 and transmits the input data to the main controller 201.
  • the display control unit 216 instructs to execute an arbitrary substrate processing recipe (also referred to as a process recipe) among a plurality of recipes developed in a memory (RAM), which will be described later, or a storage unit, which will be described later. Control instruction) is received and transmitted to the main controller 201.
  • the display control unit 216, the input unit, and the display device 218 may be configured by a touch panel. Further, the sub display control unit 217 and the sub display device 219 have the same configuration as the display control unit 216 and the display device 218.
  • the display control unit 16 and the sub display control unit 17 are described separately from the main controller 201, but may be included in the main controller 201.
  • a configuration including at least the main controller 201, the display control unit 216, and the display device 218 is referred to as an operation unit
  • a configuration including at least the main controller 201, the sub display control unit 217, and the sub display device 219 is referred to as a sub operation unit. There is a case.
  • the transfer system controller 211 mainly includes a rotary pod shelf 11, a boat elevator 32, a pod transfer device (substrate container transfer device) 15, a wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 24, a boat 26, and a rotation mechanism (not shown).
  • the transfer system controller 211 includes a rotary pod shelf 11, a boat elevator 32, a pod transfer device (substrate container transfer device) 15, a wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 24, a boat 26, and a rotation mechanism (not shown). Are configured to control the respective transport operations.
  • the process system controller 212 includes a temperature controller 212a, a pressure controller 212b, a gas supply flow rate controller 212c, a sequencer 212d, and a concentration detector 252.
  • the temperature controller 212a, pressure controller 212b, gas supply flow rate controller 212c, sequencer 212d, and concentration detector 252 constitute a sub-controller and are electrically connected to the process system controller 212. Download and upload are possible.
  • the process system controller 212 and the sub-controller are illustrated as separate bodies, but may be integrated.
  • a heating mechanism 212A mainly composed of a heater and a temperature sensor is connected to the temperature controller 212a.
  • the temperature controller 212 a is configured to adjust the temperature in the processing furnace 28 by controlling the temperature of the heater of the processing furnace 28.
  • the temperature controller 212a is configured to perform switching control of the thyristor and control power supplied to the heater element wire.
  • the pressure controller 212b is connected to a pressure sensor, a gas exhaust mechanism 212B configured by an APC (Auto Pressure Control) valve as a pressure valve and a vacuum pump.
  • the pressure controller 212b switches the opening of the APC valve and the vacuum pump (on / off) so that the pressure in the processing chamber 29 becomes a desired pressure at a desired timing based on the pressure value detected by the pressure sensor. Is configured to control.
  • the gas flow rate controller 212c is configured by an MFC (Mass Flow Controller).
  • the sequencer 212d is configured to control the supply and stop of gas from the processing gas supply pipe and the purge gas supply pipe by opening and closing the valve 212D. Further, the process system controller 212 controls the gas flow rate controller 212c (MFC) and the sequencer 212d (valve 212D) so that the flow rate of the gas supplied into the processing chamber 29 becomes a desired flow rate at a desired timing. It is configured as follows.
  • the concentration detector 252 is configured to detect the concentration of the reaction gas generated during gas cleaning.
  • the process system controller 212 is configured to acquire a signal detected by the concentration detector 252 and determine the end of cleaning based on the behavior of the gas concentration obtained from the acquired signal.
  • the concentration detector 252 uses, for example, a non-dispersive infrared analyzer (NDIR (Non-Dispensive InfraRed)) or Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)) in exhaust gas. It is a concentration detector capable of detecting a predetermined gas from The predetermined gas is silicon tetrafluoride (SiF 4 ) in the embodiment of the present invention.
  • the main controller 201, the transport system controller 211, and the process system controller 212 according to the embodiment of the present invention can be realized using a normal computer system, not a dedicated system.
  • each controller that executes a predetermined process is configured by installing the program from a recording medium (flexible disk, CD-ROM, USB, etc.) that stores the program for executing the above-described process in a general-purpose computer. can do.
  • And means for supplying these programs is arbitrary.
  • it may be supplied via a communication line, a communication network, a communication system, or the like.
  • the program may be posted on a bulletin board of a communication network and provided by being superimposed on a carrier wave via the network.
  • a predetermined process can be executed by starting the program thus provided and executing it in the same manner as other application programs under the control of the OS.
  • FIG. 4 is a block configuration diagram of the main controller 201 included in the apparatus controller 240 as a control apparatus of the substrate processing apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • a main controller 201 as a main control unit includes a CPU (Central Processing Unit) 224 as a processing unit, a memory (RAM, ROM, etc.) 226 as a temporary storage unit, a hard disk (HDD) 222 as a storage unit, and a communication unit.
  • the computer includes a transmission / reception module 228 and a time unit (not shown) having a clock function.
  • the hard disk 222 includes recipe files such as recipes in which processing conditions and processing procedures are defined, control program files for executing these recipe files, parameter files for setting processing conditions and processing procedures, and errors.
  • recipe files such as recipes in which processing conditions and processing procedures are defined
  • control program files for executing these recipe files
  • parameter files for setting processing conditions and processing procedures
  • errors In addition to the processing program file and the error processing parameter file, various screen files, various icon files, and the like (all not shown) are stored.
  • the transmission / reception module 228 of the main controller 201 is connected to a display control unit 216, a switching hub 215, and the like, and the main controller 201 is configured to transmit and receive data with an external computer or the like via a network. ing.
  • the main controller 201 includes a control unit 220 including at least a CPU 224 and a memory 226, a communication unit 228 that transmits and receives data to and from an external computer via a network, and a hard disk drive.
  • a configuration including a display device such as a liquid crystal display and a user interface (UI) device 218 including a pointing device such as a keyboard and a mouse may be used.
  • the control unit 220 may further include a communication unit 228.
  • the main controller 201 transmits the status of the substrate processing apparatus main body 111 to an external host device or the like via a network (not shown).
  • the substrate processing apparatus main body 111 is, for example, a vertical apparatus that performs oxidation, diffusion processing, CVD processing, and the like on a substrate.
  • the substrate processing apparatus main body 111 is controlled by the apparatus controller 240 based on, for example, an operation recipe and control parameters stored in the storage unit 222.
  • FIG. 5 shows details of the process system controller 212. Although not shown, the transport controller 211 has the same configuration.
  • the process system controller 212 includes a CPU 236 as a processing unit, a temporary storage unit including at least a ROM (read-only memory) 250 and a RAM (random-access memory) 251, a temperature At least an I / O communication unit 255 that performs I / O communication with the control unit 212a, the MFC 212c, the pressure control unit 212b, the sequencer 212d, the concentration detector 252, and the like.
  • the CPU 236 sends control data (control instruction) for processing the substrate to the temperature control unit 212a or the like based on a recipe created or edited on the operation screen of the display device 218 and stored in the RAM 251 or the like. Output.
  • the ROM 250 or RAM 251 stores a sequence program, a plurality of recipes, input data (input instruction) input from the display device 218 as an operation unit, recipe commands, history data at the time of recipe execution, and the like. As described above, the ROM 250 or the RAM 251 is also used as a storage unit that stores a recipe describing a procedure for processing a substrate.
  • the input instruction is made from an operation screen displayed on the display device 218, a sub-operation screen displayed on the sub-display device 219, or an operation screen displayed on an external display device. Examples of the input instruction include an instruction to execute a recipe and an instruction to set the operation authority of each user. However, the input instruction is not limited thereto.
  • the process system controller 212 may include a storage unit (not shown) realized by a hard disk drive (HDD) or the like. In this case, the storage unit is similar to the data stored in the RAM 251. Data may be stored.
  • the temperature control unit 212a controls the temperature in the processing furnace 28 by a heater provided on the outer periphery of the processing furnace 28 described above.
  • An MFC (mass flow controller) 212 c as a gas control unit is provided in the gas piping of the processing furnace 28 and controls the supply amount of the reaction gas and the like supplied into the processing furnace 28.
  • the sequencer 212d controls supply and stop of a predetermined gas by opening and closing a valve 212D provided in the processing gas supply pipe and the purge gas supply pipe. Further, the process system controller 212 controls the gas flow rate controller 212c (MFC) and the sequencer 212d (valve 212D) so that the flow rate of the gas supplied into the processing chamber 29 becomes a desired flow rate at a desired timing. It is configured.
  • the pressure control unit 212 b controls the pressure in the processing furnace 28 by controlling the opening degree of the APC valve 242 based on the output value of the pressure sensor 246 provided in the exhaust pipe of the processing furnace 28.
  • the concentration detector 252 includes an NDIR 252a as an infrared sensor that detects a predetermined reaction gas when the inside of the reaction furnace 28 is cleaned, and a control unit 252b that detects a signal from the NDIR 252a. At least composed.
  • the concentration detector 252 measures a predetermined gas concentration generated when the cleaning recipe of the maintenance recipe is executed and the inside of the processing furnace 28 is cleaned by the NDIR 252a as an infrared sensor, and a signal is obtained from the measured gas concentration. It is detected by the control unit 252b.
  • the control unit 252b transmits the detected signal to the process system controller 212 as a cleaning process end determination signal.
  • the process system controller 212 is configured to make a cleaning end determination from the behavior of the determination signal.
  • the NDIR 252a and the control unit 252b may be integrated.
  • the concentration detector 252 may be simply referred to as NDIR252.
  • the operation authority of the user is set for each file type. For example, regarding a process recipe among various recipe files, if the operation authority for the process recipe is set to be editable, the registered user can refer to and edit the process recipe (file). Similarly, for the sub-recipe and the maintenance recipe, the operation authority for each recipe file of the user (operator) is set.
  • the user who is registered with the authority editable can refer to and edit the data related to the sub-recipe and the maintenance recipe on the operation screen.
  • the transmission / reception processing unit (not shown) of the process system controller 212 is connected via the switching hub 215. ) And stored in the ROM 250.
  • the storage unit 222 it is stored in the storage unit 222.
  • each file including the process recipe may be stored in the storage unit 222.
  • data similar to the data stored in the ROM 250 and the RAM 251 may be stored.
  • the CPU 236 stores the input data in the RAM 251 and finalizes setting inputs such as recipes stored in the ROM 250 and user (operator) operation authority for the recipes. Further, the CPU 236 activates a control program, and, for example, calls and executes recipe commands stored in the RAM 251 in accordance with the control program, so that steps are sequentially executed, and the temperature control unit via the I / O communication unit 255 is executed. Control instructions for processing the substrate are transmitted to 212a, the flow rate control unit 212c, and the pressure control unit 212b.
  • the sub-controller such as the temperature control unit 212a is configured based on each control component from the process system controller 212 (heater, temperature sensor 263, pressure valve 242, pressure sensor 246, and valve 212D). Etc.). Thereby, the process of the wafer 18 mentioned above is performed.
  • the substrate processing apparatus 1 is configured such that the cleaning recipe among the maintenance recipes is executed according to the control program in the same manner as the process recipe. Further, during execution of the cleaning recipe, the sub-recipe is called and executed by a predetermined command. The setting of the cleaning recipe and the sub recipe on the operation screen will be described later.
  • a substrate processing recipe (process recipe) corresponding to the substrate processing to be performed is read from, for example, the ROM 250 as a temporary storage unit, and is expanded in a memory such as the RAM 251 in the main controller 201. Is done. Then, if necessary, an operation instruction is given from the main controller 201 to the process system controller 212 and the transport system controller 211.
  • the substrate processing process carried out in this way is roughly divided into a transfer process, a carry-in process, a film forming process, a boat transfer process, and a carry-out process.
  • the main controller 41 issues a drive instruction for the wafer transfer mechanism 24 to the transfer system controller 110. Then, while following the instruction from the transfer system controller 110, the wafer transfer mechanism 24 starts the transfer process of the wafer 18 from the pod 9 on the transfer stage 21 as a mounting table to the boat 26. This transfer process is performed until all the scheduled loading of wafers 18 into the boat 26 (wafer charge) is completed.
  • the inside of the processing chamber 29 is evacuated by a vacuum evacuation device so as to have a predetermined film formation pressure (degree of vacuum) while following an instruction from the pressure controller 212b.
  • the pressure in the processing chamber 29 is measured by the pressure sensor 246, and the pressure adjusting device is feedback-controlled based on the measured pressure information.
  • the inside of the processing chamber 29 is heated by a heater so as to reach a predetermined temperature while following an instruction from the temperature control unit 212a.
  • the power supply to the heater is feedback controlled based on temperature information detected by the temperature sensor 263 as a temperature detector so that the temperature in the processing chamber 29 becomes a predetermined temperature (film formation temperature).
  • the rotation of the boat 26 and the wafer 18 by the rotation mechanism is started while following instructions from the transfer system controller 211.
  • the supply of the silicon-containing gas into the processing chamber 29 is started while the inside of the processing chamber 29 is maintained at a predetermined film forming temperature and a predetermined film forming pressure.
  • the N 2 gas supplied into the processing chamber 29 functions as a dilution gas for diluting a film forming gas (for example, SiH 2 Cl 2 gas) or as a carrier gas that promotes diffusion into the processing chamber 101.
  • a film forming gas for example, SiH 2 Cl 2 gas
  • the concentration and diffusion rate of the film forming gas SiH 2 Cl 2 gas
  • the film forming gas (SiH 2 Cl 2 gas) supplied into the processing chamber 29 comes into contact with the surface of the wafer 18 when passing through the processing chamber 29. At this time, a thin film, that is, a silicon film (hereinafter also simply referred to as an Si film) is deposited (deposited) on the surface of the wafer 18.
  • a silicon film hereinafter also simply referred to as an Si film
  • the valve is closed and the supply of the film forming gas (SiH 2 Cl 2 gas) into the processing chamber 29 is stopped. .
  • the inside of the processing chamber 29 is purged by exhausting the inside of the processing chamber 29 while continuing the supply of N 2 gas into the processing chamber 29.
  • the opening degree of the pressure valve 242 as a pressure adjusting unit is adjusted to return the pressure in the processing chamber 29 to normal pressure. Further, energization of the heater is stopped, and the temperature in the processing chamber 29 is lowered to a predetermined temperature (wafer carry-out temperature).
  • the pressure valve 242 may be an APC valve.
  • the boat 26 holding the processed wafer 18 is extremely effectively cooled by the clean air 36 blown out from the clean unit 35.
  • the processed wafer 18 is removed from the boat 26 (wafer discharge) and transferred to the pod 9, and a new unprocessed wafer 18 is transferred to the boat 26. Is done.
  • the substrate processing apparatus 1 can form a silicon film on the wafer 18 with high throughput.
  • dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) gas is exemplified as the silicon-containing gas.
  • the present invention is not limited to the embodiment, and for example, monochlorosilane (SiH 3 Cl, abbreviation: MCS), hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6).
  • the film forming process described above is intended to form a film on the wafer 18, but actually, other than the wafer 18, for example, in a reaction tube or a boat 26 constituting the processing chamber 29. In contrast, a film is formed. If the formed film is deposited thickly, the applied stress increases and cracks occur, and foreign matter (particles) may be generated in the processing chamber 29. Therefore, the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment maintains the inside of the processing chamber 29 and the like when the thickness of the film deposited in the processing chamber 29 and the like reaches a predetermined thickness by repeating the film forming process described above. As a maintenance process for (maintenance), a cleaning process as described below is performed.
  • the cleaning process is performed when the thickness of the deposit (accumulated thin film) in the processing chamber 29 reaches a predetermined thickness before the deposit is peeled off or dropped. Is started. Whether or not the accumulated film thickness has reached a predetermined thickness is determined by, for example, using the accumulated film thickness value accumulated in the processing chamber 29 formed by the process tube as the reaction tube, for example, the processing chamber 29 for the film forming process. It is conceivable to make a determination based on the estimated film thickness estimated from the number of times of use and the usage time.
  • the main controller 201 reads a maintenance recipe for cleaning to be performed instead of a process recipe, for example, from the temporary storage unit 206 and develops it in a memory such as a RAM in the main controller 201. Then, if necessary, an operation instruction is given from the main controller 201 to the process system controller 212 and the transport system controller 211. As a result, the cleaning process is performed.
  • the lower end opening of the manifold is hermetically closed by the furnace port shutter 31.
  • the processing chamber 29 is evacuated by a vacuum evacuation device so as to have a predetermined cleaning pressure (degree of vacuum), and is heated by a heater so that the processing chamber 29 has a predetermined cleaning temperature.
  • the cleaning gas is supplied into the processing chamber 29 while the processing chamber 29 is maintained at a predetermined cleaning temperature and a predetermined cleaning pressure.
  • the F 2 gas supplied into the processing chamber 29 rises in the processing chamber 29, flows out from the upper end opening of the inner tube into the cylindrical space, flows down in the cylindrical space, and is exhausted from the exhaust pipe. .
  • the F 2 gas passes through the processing chamber 29, it comes into contact with the silicon film accumulated in the processing chamber 29 and removes the silicon film and the like by a thermochemical reaction. That is, the heated and activated F 2 gas becomes an etching species, and the silicon film accumulated in the processing chamber 29 is removed by etching.
  • the supply of F 2 gas into the processing chamber 29 is stopped.
  • determination of completion of removal of the silicon film that is, determination of completion of cleaning (cleaning end determination step) will be described later.
  • fluorine (F 2 ) gas is exemplified as the cleaning gas
  • the present invention is not limited to this, and examples thereof include hydrogen fluoride (HF) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, and nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas.
  • HF hydrogen fluoride
  • ClF 3 chlorine trifluoride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • a halogen-containing gas containing halogen such as fluorine (F) or chlorine (Cl) may be used, or a combination thereof may be used.
  • N 2 gas may be supplied as a dilution gas for diluting the cleaning gas (for example, F 2 gas) or as a carrier gas for promoting diffusion into the processing chamber 29.
  • the supply flow rate of N 2 gas can control the concentration and diffusion rate of F 2 gas.
  • Nitrogen monoxide (NO) gas may be supplied as an additive gas to be added to the cleaning gas (eg, F 2 gas). Such an additive gas is used to improve the etching rate by the cleaning gas.
  • oxygen (O 2 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas, or the like is used as the additive gas.
  • FIG. 6A is an example of a maintenance information display screen of the substrate processing apparatus in the present embodiment.
  • the item number, maintenance name, maintenance item, current value, first set value, second set value, unit, and maintenance process are displayed as items (items). .
  • the item number is a button (icon) and is configured to shift to a maintenance setting screen shown in FIG.
  • the maintenance name is configured to be appropriately assigned.
  • the maintenance item is configured so that a non-operation time can be set in addition to the film thickness value.
  • the first set value is a threshold value for designating the cleaning cycle. When the current value reaches the first set value, a predetermined maintenance process is performed.
  • the second set value is a maintenance limit value. When the current value reaches the maintenance limit value, it is determined that the restoration process for maintenance (recovery to a state where the substrate process can be performed) is impossible, and the apparatus is immediately stopped.
  • the maintenance process is set when the current value reaches the first set value. Then, when a predetermined item number (button) is selected and pressed, the maintenance item setting screen of FIG. 6B is popped up on the maintenance information display screen of FIG. 6A. The The maintenance information display screen shown in FIG. 6A may be switched to the maintenance item setting screen shown in FIG. 6B. Further, the maintenance item setting screen shown in FIG. 6B is displayed for each item number.
  • the maintenance item setting screen of FIG. 6B shows a screen when item number (button) No. 18 (No. 18) is pressed on the maintenance information display screen of FIG. 6A.
  • item number button
  • No. 18 No. 18
  • the table number corresponding to the item number of FIG.
  • four items of maintenance item information, current value information, scheduling start value information, and maintenance limit value information are displayed so as to be settable on the screen.
  • the maintenance item setting screen is displayed corresponding to each item displayed in FIG.
  • the maintenance item information is configured such that the maintenance name can be arbitrarily changed.
  • a recipe film thickness value (step designation) is set as the current maintenance item.
  • the current value information is configured such that the current value (monitor value) can be changed.
  • the first setting value is changed, the maintenance process is changed when the current value (monitor value) reaches the first setting value, and the current value (monitor value) is the first value. It is possible to set whether or not to generate an alarm when the set value is reached.
  • the current first set value is 20000 nm (20 ⁇ m), and is appropriately corrected depending on the type of film and application.
  • a predetermined maintenance recipe is executed.
  • the maintenance limit value information as the second set value is configured such that only the second set value can be changed.
  • a process (maintenance process) when the second set value is reached is set.
  • job execution prohibition is set. For example, when the current recipe is finished, the next recipe cannot be executed.
  • the current second set value is 25000 nm (25 ⁇ m), and is appropriately modified depending on the film type, application, and the like, similar to the first set value. If this second set value is exceeded, execution of all recipes including the maintenance recipe is prohibited, maintenance work such as replacement of the boat 26 is performed, and the inside of the processing furnace 28 is opened to the atmosphere.
  • the operation on the maintenance item setting screen shown in FIG. For example, when a maintenance name cell (displayed as LV1-Check in the figure) of maintenance item information is selected, the selected cell becomes valid and can be input manually. Alternatively, when the maintenance name cell is selected, a predetermined input screen or a predetermined selection screen is displayed.
  • a maintenance name cell displayed as LV1-Check in the figure
  • the maintenance name is edited by manually inputting a predetermined maintenance name directly into the cell or by selecting a maintenance name displayed in the cell on a predetermined input screen or a predetermined selection screen.
  • the maintenance processing cell display of maintenance job automatic start in the figure
  • the alarm occurrence presence / absence cell display of no alarm in the figure
  • a predetermined numerical value input screen is displayed, and cells can be edited by inputting a predetermined numerical value on the numerical value input screen.
  • a scheduling start value cell (indicated by 200 in the figure) as the first set value of the scheduling start value information
  • a maintenance limit value cell indicated by 250 in the figure
  • the cell can be edited by inputting a predetermined numerical value on the numerical value input screen.
  • FIG. 7 is an example of a step setting screen for setting the steps of the process recipe.
  • the current value is calculated using the step time of the step specified on the step setting screen.
  • the etching in step 2 is configured to be calculated.
  • FIG. 8 is an example of a recipe setting screen for setting a maintenance recipe.
  • the recipe setting screen is configured to set a cleaning recipe that is a maintenance recipe to be executed at least when the current value reaches the scheduling start value as the first setting value.
  • the cleaning recipe is automatically executed when the predetermined current value (cumulative film thickness value) reaches a predetermined threshold value (first set value).
  • a predetermined threshold value first set value
  • FIG. 9 is an example of a command setting screen for setting a sub-recipe for executing the cleaning process.
  • This command setting screen shows the settings related to the detection signal for detecting the end of cleaning (display of the end detection item in the figure), the specification of maintenance items used in the cleaning cycle, and the calculation constant for automatic end point determination.
  • Settings display of command specifications in the figure
  • settings of error processing when automatic end point determination is not possible can be set on the screen.
  • Items (items) for acquiring a detection signal for determining the end of cleaning include control parameters including temperature, gas, and pressure, and parameter types including spare parameters such as AUX (Auxiliary) (the end detection port type in the figure). Display) and a number indicating the detection signal (display of the end point detection port in the figure).
  • AUX auxiliary
  • a detection signal from the concentration detector 252 that detects the concentration of a predetermined gas using the infrared sensor 252a is designated.
  • the above-mentioned command specification includes a maintenance item (indicated by a film thickness maintenance item No. (number) in the figure) and a maximum cycle number calculation coefficient.
  • a maintenance item indicated by a film thickness maintenance item No. (number) in the figure
  • a maximum cycle number calculation coefficient Is used as a calculation constant.
  • This coefficient is used for calculating the minimum number of cycles. Further, a maximum cycle number calculation coefficient is set as another calculation constant. This coefficient is used to calculate the maximum number of cycles.
  • an operation is set when the maximum number of cycles is reached (indicated in the figure when the maximum number of cycles has been reached). In FIG. 9, it is specified that the next substrate processing is prohibited (next JOB is stopped). The minimum cycle number and the maximum cycle number will be described later.
  • FIG. 10 is a sub-recipe setting screen for setting the parameters of the sub-recipe executed by the command set in FIG.
  • this setting screen an estimated film thickness that can be removed by executing at least one cleaning process (sub-recipe) is set.
  • control parameters such as a predetermined cleaning gas flow rate, temperature, and pressure are set in the same manner as the settings in each step of the process recipe.
  • the sub-recipe is configured such that each step can be set so as to execute at least gas cleaning (etching process) and gas exhaust (exhaust process).
  • the gas cleaning process conditions are fluorine (F 2 ) gas 2 slm, additive gas 8 slm, dilution gas (N 2 ) gas 1 slm, pressure 6000 Pa, temperature 300 ° C. as a cleaning gas, and then slow exhaust ( S.P) is 666 (Pa / S), 50 (seconds), and main exhaust (MP) is 10 (seconds) with the valve fully open.
  • F 2 fluorine
  • N 2 dilution gas
  • MP main exhaust
  • the screen configuration is the same as the configuration of each step of the process recipe.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the designation of the cleaning end determination signal. Since the cleaning end determination is performed by execution control of the sub-recipe, it is configured to be set in a command designation field on the recipe in order to execute this sub-recipe. When the command designation field is selected, a command selection screen is displayed. The display format may be a switching display or a pop-up screen display. Then, on the command selection screen, when a command to be used for end determination is selected (sub-recipe button is pressed), and a detail button is pressed, a setting screen for setting details of the selected command is displayed.
  • a stable upper limit value a stable lower limit value
  • the number of stable cycles can be set.
  • Predetermined numerical values are set for the stability upper limit value and the stability lower limit value, and 0 is basically designated as the stability lower limit value.
  • the stable cycle number is a numerical value used to calculate the maximum cycle number.
  • the cleaning process according to the present embodiment capable of appropriately performing the cleaning end determination can be realized.
  • the cleaning recipe is executed by giving an operation instruction from the main controller 201 to the process system controller 212 and the transport system controller 211.
  • FIG. 12A is a diagram for explaining an outline of a cleaning recipe and its flow in the present embodiment.
  • FIG. 12B is a flowchart showing a sub-recipe called by the cleaning recipe.
  • the sub-recipe is substantially configured to execute the cleaning process, and the process of removing the accumulated film thickness is repeatedly performed by repeatedly executing the sub-recipe until the cleaning is completed. It has become.
  • the cleaning recipe includes a boat loading step and a boat down step.
  • the present invention is not limited to this mode, and at least a cleaning processing step is sufficient.
  • an end point detection determination signal transmitted from the concentration detector 252 can be acquired during execution of a sub-recipe described later, and therefore it is preferable that there is an NDIR zero point adjustment step.
  • an end point detection determination signal transmitted from the concentration detector 252 is acquired. Since it is good, it may be omitted.
  • the cleaning recipe includes at least a boat loading step, a pressure adjusting step, an NDIR zero point adjusting step, a cleaning step, and a boat down step.
  • the sub-recipe is repeatedly executed a plurality of times (N times).
  • the sub-recipe may be configured to include at least a gas cleaning (etching process) process and an exhaust process.
  • FIG. 12B shows a sub-recipe execution control flow.
  • the process system controller 212 repeatedly calls and executes the sub-recipe until the minimum number of loops (minimum number of cycles) is reached at a predetermined step set by the command.
  • acquisition of the signal value for end point detection determination transmitted from the density detector 252 is started together with the execution of the sub-recipe.
  • the signal value for end point detection determination transmitted from the concentration detector 252 is set to the preset stability lower limit value after the end of the sub-recipe. Check within the stability upper limit range. If the signal value for end detection determination does not reach the predetermined threshold value (stability upper limit value) or less, the sub-recipe is executed again and monitoring of this signal value is continued. However, when the value does not reach the predetermined threshold value (the upper limit of stability) or less, an error may be returned from the sub-recipe to the cleaning recipe, and the cleaning recipe may be terminated.
  • the signal value for end detection determination has reached a predetermined threshold value (stability upper limit) or less, while executing the sub-recipe (from the start to the end of the sub-recipe) If the maximum value and the minimum value of the signal value are within the range between the stability lower limit value and the stability upper limit value, the number of continuous stable cycles and the number of executions (total number of loops) are calculated.
  • the sub-recipe is re-executed.
  • the number of sub-recipe executions exceeds the maximum number of loops (maximum number of cycles)
  • an alarm indicating that the end point cannot be detected is generated, the sub-recipe is terminated, and the process returns to the cleaning recipe.
  • the sub-recipe is terminated and the process returns to the cleaning recipe.
  • the number of sub-recipe executions exceeds the maximum number of loops (maximum number of cycles)
  • an alarm indicating that the end point cannot be detected is generated, the sub-recipe is terminated, and the process returns to the cleaning recipe.
  • the process system controller 212 moves to the next step of the cleaning recipe and executes it. Then, the process system controller 212 executes the steps and ends the cleaning recipe.
  • the cleaning recipe ends abnormally, and the next recipe cannot be executed.
  • FIG. 12B it may be configured to arbitrarily specify the execution of the next recipe.
  • a function as a cleaning end determination program for cleaning the component parts constituting the apparatus can be realized by controlling the execution of the sub-recipe.
  • the cleaning gas is supplied and discharged to remove the deposits adhering to the components, and a predetermined generated by the reaction between the deposits and the cleaning gas.
  • the signal indicating the gas concentration the signal for end detection determination in the present embodiment
  • the range of the predetermined upper and lower limit values the present embodiment
  • the range can be controlled so as to be within a predetermined period within the range of the stability upper limit value and the lower limit stability value.
  • FIG. 13 may be configured to be displayed on the operation screen of the display device 218.
  • FIG. 13 is a time-series graph of detection signals detected by the concentration detector 252 set in advance to detect the end of cleaning.
  • the numerical value above the waveform indicates the number of times the cleaning process is executed, and is substantially the number of times the sub-recipe is executed. That is, in the present embodiment, the sub-recipe is executed nine times.
  • One peak of the waveform represents from the start to the end of the sub-recipe.
  • the number of cleaning processing executions is displayed to enhance understanding, but the actual display device 210 may not display it. Since the end point detection has been completed before the maximum number of cycles (10 times), this indicates that the cleaning end determination has been performed normally.
  • the minimum number of cycles is the film thickness that can be removed when the sub-recipe is executed once from the cumulative film thickness (the numerical value indicated by the current value among the maintenance items shown in FIG. 6A) (sub-recipe setting in FIG. 10). It is a numerical value obtained by dividing (the numerical value set on the film thickness value shown on the screen).
  • the maximum number of cycles is a value obtained by multiplying the minimum number of cycles by a calculation constant (the value of the maximum number of cycles calculation coefficient set in advance in FIG. 9) and adding the value of the number of stable cycles set in advance in FIG.
  • the minimum number of cycles and the maximum number of cycles are configured so that this sub-recipe is automatically calculated at the start of execution.
  • the detection signal (end detection determination signal) transmitted from the concentration detector 252 is less than or equal to a predetermined value (the stable upper limit value according to the present embodiment).
  • a predetermined value the stable upper limit value according to the present embodiment.
  • the stability upper limit value is still exceeded at the sixth time, it is not added to the number of stable cycles.
  • the condition added to the number of stable cycles is that the maximum value and the minimum value of the detection signal during execution of the sub-recipe are within the range of the stable upper limit value and the stable lower limit value, respectively.
  • the minimum number of cleaning processing execution times is obtained by dividing the cumulative value in the cleaning recipe from the current value (cumulative film thickness value) of the target maintenance item. Calculation is possible. Further, in the cleaning end determination, the maximum cleaning processing execution count considering the chattering (vibration) phenomenon of the detection signal is determined to be the stable state (the state before cleaning) when it continuously falls within the stable upper and lower limit values. It can be calculated by adding a value obtained by multiplying the execution count to the minimum cleaning execution count by a predetermined constant.
  • whether or not the end detection determination signal is in the stable state may be determined after the sub-recipe is executed a predetermined number of times.
  • the end detection determination signal falls within a predetermined upper and lower limit value range (the stable upper limit value and lower limit stable value range in the present embodiment) for a predetermined period.
  • the predetermined period is a time obtained by multiplying the execution time per sub-recipe by the number of times.
  • the present invention can be applied not only to the cleaning process but also to end conditions in other processes such as a cycle purge process and a deactivation process described later.
  • the cleaning end point determination method using the signal value acquired from the concentration detector 252 in the present embodiment is effective when employed in a deactivation process described later.
  • the Si-based compound adhering to the pump from the exhaust system from the processing furnace 28 may be explosive when exposed to the atmosphere, maintenance is performed after changing the composition by flowing a cleaning gas or the like.
  • changing the composition is called deactivation. Therefore, for periodic deactivation operation, it is necessary to have specifications that allow the cleaning gas to flow and operate according to the situation. Even in such a case, when a cleaning gas is supplied to change the composition of the Si-based compound, the technique for determining an appropriate end time based on the behavior of the predetermined gas concentration in the present embodiment is useful. .
  • the substrate processing apparatus 1 described above is a batch type vertical apparatus
  • at least one nozzle nozzle for supplying a film forming gas
  • the cleaning recipe in such a form has a cleaning step in the furnace and a step in which the nozzle is cleaned because the removal conditions differ between the cumulative film thickness in the furnace and the cumulative film thickness in the nozzle.
  • the cleaning process by the sub-recipe in the present embodiment can be executed in both the in-furnace cleaning step and the in-nozzle cleaning step.
  • the cleaning inside the nozzle can be removed by supplying a cleaning gas for a predetermined time
  • the conventional cleaning method is executed for the cleaning inside the nozzle, and the cleaning by the sub-recipe in the present embodiment is performed in the cleaning step in the furnace.
  • the substrate processing apparatus 1B includes a substantially cylindrical reaction tube 302 whose longitudinal direction is directed in the vertical direction.
  • the reaction tube 302 is made of a material excellent in heat resistance and corrosion resistance, for example, quartz.
  • the exhaust system includes an exhaust pipe and a bypass pipe 320 described later.
  • the exhaust pipe is connected to an exhaust pipe provided with a pressure adjustment mechanism such as a pressure valve 242 as a main valve, a valve 309, and a pump 310, and the pressure adjustment mechanism allows the inside of the reaction tube 302 to have a desired pressure ( The degree of vacuum) is controlled.
  • a manifold 303 is disposed below the reaction tube 302. Further, the seal cap 34 is raised by a boat elevator (not shown), and the manifold 309 disposed on the lower side (furnace port portion) of the reaction tube 302 is closed by the seal cap 34.
  • the boat 26 is placed on the seal cap 34.
  • the boat 26 is made of, for example, quartz.
  • the boat 26 is rotated by a rotation mechanism (not shown).
  • a heater made of a resistance heating element is provided so as to surround the reaction tube 302.
  • the inside of the reaction tube 302 is heated to a predetermined temperature by this heater.
  • a processing gas introduction tube for introducing a film forming gas into the reaction tube 302 is inserted into the side surface near the lower end of the reaction tube 302.
  • the processing gas introduction pipe is connected to a processing gas supply source (not shown) via a mass flow controller (MFC) (not shown).
  • MFC mass flow controller
  • a film forming gas for example, when a silicon nitride film is formed on the wafer 18, there is a mixed gas of dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) and ammonia (NH 3 ). Any cleaning gas may be used as long as it can remove deposits attached to the inside of the substrate processing apparatus 1.
  • a mixed gas of fluorine (F 2 ) and nitrogen (N 2 ) is used as the cleaning gas. Supply.
  • a plurality of processing gas introduction pipes are inserted depending on the type of gas introduced into the reaction tube 302.
  • a film formation gas introduction tube for introducing a film formation gas into the reaction tube 302 and a cleaning gas introduction tube for introducing a cleaning gas into the reaction tube 302 are provided at the lower end of the reaction tube 302.
  • the manifold 303 is inserted.
  • a purge gas supply pipe is inserted into the manifold 303 at the lower end of the reaction pipe 302.
  • the purge gas supply pipe is connected to a purge gas supply source (not shown) via an MFC (not shown), and a desired amount of purge gas is supplied into the reaction tube 302.
  • a supply pipe for introducing the film forming gas and the cleaning gas may be shared.
  • the manifold 303 and the exhaust pipe are connected in an airtight manner.
  • a pressure valve 242 as a main valve, a valve 309, and a pump 310 are interposed in the exhaust pipe from the upstream side.
  • the pressure in the reaction tube 302 and the exhaust pipe is controlled to a predetermined pressure by adjusting the opening of the main valve 242.
  • the pump 310 exhausts the gas in the reaction tube 302 through the exhaust pipe, and adjusts the pressure in the reaction tube 302, the exhaust pipe 305, and the exhaust pipe in cooperation with the main valve 242.
  • a bypass pipe 320 is provided in the exhaust pipe.
  • the bypass pipe 320 has one end connected to the exhaust pipe on the upstream side of the main valve 242 and the other end connected to the exhaust pipe on the downstream side of the main valve 242 so as to straddle the main valve 242.
  • the diameter of the bypass pipe 320 is set such that the exhaust flow rate (exhaust flow area) is smaller than that of the exhaust pipe.
  • a valve 305, a pressure sensor 306, a concentration detector 252 including an infrared sensor, a needle valve 307, and a valve 308 are interposed.
  • the opening degree of the needle valve 307 is adjusted in advance so that the pressure difference between both ends of the needle valve 307 becomes a predetermined value.
  • a cleaning method for the substrate processing apparatus 1 will be described by taking as an example the case of removing silicon nitride adhering to the inside of the substrate processing apparatus 1 by forming a silicon nitride film on the wafer 18.
  • a film forming process in which silicon nitride adheres to the inside of the substrate processing apparatus 1 will also be described.
  • the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus 1 is controlled by the apparatus controller 240.
  • a silicon (Si) -containing gas such as dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) or hexachlorodisilane (Si 2 Cl 6 ) as a processing gas is supplied from a processing gas introduction pipe 17 (not shown) to a predetermined amount, for example, 0.1 liter /
  • a reactive gas for depositing a nitrogen compound on a substrate by reacting with a silicon (Si) -containing gas for example, a predetermined amount of a nitrogen-containing gas such as ammonia (NH 3 ), for example, 1 liter / min. It introduces into the reaction tube 302.
  • the dichlorosilane and ammonia introduced into the reaction tube 302 undergo a thermal decomposition reaction due to heat in the reaction tube 302, and a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is deposited on the surface of the wafer 18.
  • These film forming gases may be cyclically supplied to form a film.
  • a silicon nitride film (Si 3 N 4 film) is formed on the surface of the wafer 18 (film formation process).
  • a heater brings the inside of the reaction tube 302 to a predetermined temperature, for example, 300 ° C., and a predetermined amount of nitrogen is supplied from the purge gas supply tube into the reaction tube 302 to keep the pressure in the reaction tube 302 constant. Return to pressure. Finally, the seal cap 34 is lowered by a boat elevator (not shown) to unload (unload process).
  • the film to be deposited on the substrate is a silicon nitride film in this embodiment, but needless to say, it may be a silicon film.
  • the silicon nitride generated by the film forming process is not only on the surface of the wafer 18 but also inside the apparatus, for example, the inner wall of the reaction tube 302, the boat 26, the manifold 303, and the exhaust. It also accumulates (adheres) to piping. For this reason, after performing the film forming process a predetermined number of times, the cleaning method (etching process) of the substrate processing apparatus 1 of the present invention is executed.
  • Etching conditions include: temperature: less than 400 ° C., preferably 200 ° C.
  • the temperature in the reaction tube 302 in the gas cleaning process is 300 ° C.
  • the flow rate of F 2 gas is 2.0 slm.
  • the flow rate of NO gas is 1.0 slm
  • the pressure in the reaction tube 302 is 6000 Pa.
  • Fluorine (F 2 ) gas as a cleaning gas and nitrogen monoxide (NO) gas as an additive gas are mixed and introduced into the reaction tube 302, and silicon nitride (Si 3 N 4) attached to the reaction tube 302 and the like. ) Is removed (cleaned).
  • the concentration of silicon tetrafluoride (SiF 4 ) contained in the gas discharged from the reaction tube 302 is measured by the concentration detector 252, and the cleaning end point (based on the concentration of SiF 4 ( End point).
  • the inside of the reaction tube 302 is maintained at a predetermined load temperature, for example, 300 ° C. by a heater. Further, after supplying a predetermined amount of nitrogen from the purge gas supply pipe into the reaction pipe 302, the boat 26 in which the wafers 18 are not accommodated is placed on the seal cap 34, and the seal cap 34 is raised by a boat elevator (not shown), The boat 26 is loaded into the reaction tube 302 (loading process).
  • a predetermined load temperature for example, 300 ° C.
  • a cleaning gas is introduced into the reaction tube 302 from a processing gas introduction tube (not shown).
  • a predetermined amount of fluorine (F 2 ) for example, 2 liter / min
  • a predetermined amount of nitrogen monoxide (NO) for example, 1 liter / min
  • a predetermined amount of nitrogen as a diluent gas A cleaning gas consisting of 8 liters / min is introduced into the reaction tube 302.
  • the introduced cleaning gas is heated in the reaction tube 302, and the fluorine in the cleaning gas is activated, that is, has a large number of free atoms having reactivity.
  • the activated fluorine is brought into contact with the silicon nitride adhering to the inner wall of the reaction tube 302 (Si 3 N 4), silicon nitride adhering to the reaction tube 302 and the like (Si 3 N 4) is a cleaning gas ( Reacts with F 2 ).
  • a product (SiF 4 ) resulting from this reaction is discharged from the reaction tube 302 to the outside of the apparatus through an exhaust pipe or the like. As a result, silicon nitride adhering to the inside of the substrate processing apparatus 1 is removed (cleaning process).
  • the concentration detector 252 includes a bypass pipe 320 serving as a collection unit that collects at least a part of the gas discharged from the reaction tube 302, and a predetermined gas included in at least a part of the gas collected by the collection unit. You may comprise so that it may have the extraction part which extracts.
  • the concentration detector 252 measures the concentration of a predetermined gas contained in the gas discharged from the reaction tube 302, in this embodiment, silicon tetrafluoride (SiF 4 ), and uses this measurement result.
  • the cleaning gas is introduced into the reaction tube 302 to start cleaning of silicon nitride adhering to the reaction tube 302 and the like, and the valve 305 is opened and discharged from the reaction tube 302.
  • Part of the gas is introduced from the exhaust pipe into the bypass pipe 320 (concentration detector 252).
  • the gas (particularly, SiF 4 gas) discharged from the reaction tube 302 is supplied into the cell of the infrared sensor, and the concentration of silicon tetrafluoride (SiF 4 ) is measured by the concentration detector 252.
  • the substrate processing apparatus 1 can be appropriately cleaned by determining the end point of the cleaning process based on the detection signal detected from the concentration detector 252. Further, it is possible to remove deposits attached to members inside the apparatus in an appropriate cleaning time. Further, damage to members inside the apparatus such as the reaction tube 302 can be reduced, and generation of particles can be suppressed. In addition, the amount of cleaning gas used can be reduced.
  • the cleaning step it is preferable to heat the cell window of the infrared sensor to at least 150 ° C. by the infrared sensor heater.
  • the infrared sensor heater By heating the cell window to at least 150 ° C., the by-product powder discharged from the reaction tube 302 can be prevented from adhering to the cell window.
  • the introduction of the cleaning gas from the processing gas introduction pipe is stopped. Then, a predetermined amount of nitrogen is supplied into the reaction tube 302 from the purge gas supply tube, and the pump 322 is driven to discharge the gas in the reaction tube 302 while controlling the opening degree of the main valve 242 (purge process).
  • the substrate processing apparatus 1 since the end point of the cleaning process is determined using the detection signal detected by the concentration detector 252, the substrate processing apparatus 1? It can be cleaned properly. Further, since cleaning can be performed in an appropriate cleaning time, damage to members (components) inside the apparatus such as the reaction tube 302 can be reduced, and generation of particles can be suppressed. Furthermore, the amount of cleaning gas used can be reduced.
  • the concentration detector 252 since only infrared light in the infrared wavelength band absorbed by silicon tetrafluoride contained in the gas discharged from the reaction tube 302 is incident on the concentration detector 252, the concentration The detector 252 only needs to measure the concentration of silicon tetrafluoride, and the configuration can be simplified.
  • the present invention has been described by taking as an example the case where the bypass pipe 320 is provided in the exhaust pipe and the concentration detector 252 having an infrared sensor is interposed in the bypass pipe 320.
  • a concentration detector 252 having an infrared sensor may be provided in the exhaust pipe without providing the bypass pipe 320.
  • the measurement unit for measuring the gas concentration may be various sensors in addition to the infrared sensor.
  • the Si-based compound in the processing furnace 28 is completely changed to SiF 4 by the cleaning gas (in short, the cleaning is completed), there is a possibility that the Si-based compound adheres to the exhaust system. If the cleaning gas cannot be flowed directly to the exhaust system, the cleaning gas can only be supplied through the processing furnace 28, so that the quartz member in the processing furnace 28 is over-etched and causes particles. On the other hand, if the composition change process (deactivation process) with the cleaning gas is insufficient, the Si compound may explode. Therefore, the exhaust system piping may be exposed to the atmosphere during maintenance, which is very dangerous.
  • a concentration detector 252 is disposed on the exhaust pipe on the exhaust side of the main pump 310.
  • the concentration detector 252 constitutes a sensor unit 252a for measuring the concentration, and a control unit 252b that calculates and outputs the concentration from the result measured by the infrared sensor.
  • the concentration detector 252 is a non-dispersive infrared analyzer (NDIR (Non-Dispensive InfraRed)), and detects the concentration of a predetermined gas from the exhaust gas (the gas flowing in the exhaust pipe on the exhaust side). It is a detector.
  • the concentration detector 252 in this embodiment measures the concentration of silicon tetrafluoride (SiF 4 ). Then, 4-20 mA is output to the I / O communication unit 255 as the density output.
  • the concentration detector detects silicon tetrafluoride (SiF 4 ) generated by the deactivation process, and is used for determining whether or not the Si-based compound composition change process is completed. can do.
  • the cleaning process not only the predetermined gas contained in the gas discharged from the processing furnace 28 but also the Si-based compound and the cleaning gas (F) adhered to the exhaust system and the pump 310 from the processing furnace 28. 2 )
  • the concentration of silicon tetrafluoride (SiF 4 ) produced by the reaction with 2 ) is measured by the concentration detector 252, and by using this measurement result, silicon tetrafluoride is not contained in the exhaust system gas. If it is determined that the deactivation process of the Si compound is completed, the end of the cleaning process can be determined.
  • the present invention has been described by taking as an example the case of containing nitrogen gas as a diluent gas, but the diluent gas may not be included.
  • the diluent gas is preferably an inert gas, and in addition to nitrogen gas, for example, helium gas (He), neon gas (Ne), and argon gas (Ar) can be applied.
  • Example 1 and Example 2 the present invention has been described by taking an example in which the concentration of silicon tetrafluoride contained in the exhaust gas is continuously measured in the cleaning process, but for example, every few minutes, You may measure intermittently. In this case, it is preferable that the measurement interval is shortened as cleaning progresses.
  • a plurality of concentration detectors 252 may be provided in the exhaust pipe. With this configuration, even if the film type is silicon dioxide, the concentration of silicon tetrafluoride (SiF 4 ) is measured with one infrared sensor, and the concentration of HF with the other one. By measuring this, it is possible to appropriately detect the end of the cleaning process.
  • the present invention has been described by taking as an example the case where at least one member inside the apparatus is formed of quartz, but may be formed of, for example, silicon carbide (SiC). .
  • the deposits adhered to the inside of the device include silicon nitride, silicon dioxide, titanium nitride, tungsten, polysilicon, aluminum oxide, hafnium oxide, hafnium silicate, or hafnium nitride silicate.
  • examples of the predetermined gas include silicon tetrafluoride, silicon tetrachloride, nitrogen trifluoride, titanium tetrachloride, titanium tetrafluoride, tungsten tetrafluoride, tungsten hexafluoride, aluminum tetrafluoride, There is hafnium tetrachloride or hafnium tetrafluoride. And these by-products.
  • the deposit adhered to the inside of the heat treatment apparatus 1 is silicon dioxide (SiO 2 )
  • a gas containing hydrogen fluoride, a gas containing fluorine and hydrogen fluoride, hydrogen fluoride and ammonia are used as the cleaning gas.
  • a gas containing can be used.
  • the gas to be measured is preferably silicon tetrafluoride (SiF 4 ).
  • the gas to be measured is preferably the following gas depending on the type of film formed on the object to be processed.
  • the gas to be measured is silicon tetrafluoride (SiF 4 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), or three Nitrogen fluoride (NF 3 ) is preferred.
  • the gas to be measured is titanium tetrachloride (TiCl 4 ), titanium tetrafluoride (TiF 4 ), or nitrogen trifluoride (NF 3 ). Is preferred.
  • the gas to be measured is preferably tungsten tetrafluoride (WF 4 ).
  • the gas to be measured is preferably silicon tetrafluoride (SiF 4 ) or tungsten hexafluoride (WF 6 ).
  • silicon dioxide SiO 2
  • TEOS Si (C 2 H 5 O) 4
  • silicon dioxide, carbon, hydrogen, oxygen, or the like is present inside the heat treatment apparatus 1.
  • a gas containing hydrogen fluoride (HF) and ammonia (NH 3 ) is used as a cleaning gas, and an infrared sensor is provided by using, for example, ethanol (C 2 H 5 OH) as a measurement gas.
  • ethanol C 2 H 5 OH
  • a gas to be measured is, for example, aluminum tetrafluoride ( AlF 4 ), hafnium tetrachloride (HfCl 4 ), or hafnium tetrafluoride (HfF 4 ).
  • the configuration of the processing furnace 28 according to the present invention is configured as a batch-type apparatus that processes a large number of wafers 18, but is not limited to this, and the number of wafers 18 that are processed one by one.
  • the present invention may be applied to a style device.
  • the substrate to be processed is a semiconductor wafer substrate
  • the present invention is not limited to this, and a glass substrate such as an LCD (Liquid Crystal Display) device is used.
  • the present invention can also be suitably applied to a substrate processing apparatus for processing.
  • the present invention is not limited to this. That is, the other film formation process may be a process for forming an oxide film or a nitride film, or a process for forming a film containing a metal. Further, the specific contents of the substrate processing are not questioned, and the present invention is not limited to other substrate processing apparatuses such as an oxidation processing apparatus, a nitriding processing apparatus, an exposure apparatus, a coating apparatus, and a CVD apparatus using plasma. The present invention can also be suitably applied to a substrate processing apparatus.
  • a cleaning method including a cleaning process of supplying and discharging cleaning gas and removing deposits adhering to the components constituting the apparatus, wherein the cleaning process includes: A signal indicating the concentration of a predetermined gas generated by the reaction between the deposit and the cleaning gas is controlled so as to be within a predetermined upper and lower limit value for a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less. A cleaning method is provided.
  • the cleaning gas is fluorine (F 2 ) gas, hydrogen fluoride (HF) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas or the like
  • F 2 fluorine
  • HF hydrogen fluoride
  • ClF 3 chlorine trifluoride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • a halogen-containing gas containing a halogen such as F) or chlorine (Cl) may be used, and the cleaning method according to Supplementary Note 1, which is a combination thereof, is provided.
  • the deposit attached to the component is silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium nitride (TiN), tungsten (W), polysilicon (Poly-Si) ), Aluminum oxide (AlO), hafnium oxide (HfO), hafnium silicate, or nitrided hafnium silicate is provided.
  • the predetermined gas includes, for example, silicon tetrafluoride (SiF 4 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), nitrogen trifluoride (NF 3 ), titanium tetrachloride (TiCl 4 ), Titanium tetrafluoride (TiF 4 ), tungsten tetrafluoride (WF 4 ), tungsten hexafluoride (WF 6 ), aluminum tetrafluoride (AlF 4 ), hafnium tetrachloride (HfCl 4 ), hafnium tetrafluoride (HfF) 4 ), and the cleaning method according to appendix 1, wherein at least one of these by-products is selected.
  • SiF 4 silicon tetrafluoride
  • SiCl 4 silicon tetrachloride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • TiCl 4 titanium tetrachloride
  • TiF 4 Titanium tetraflu
  • a process for supplying a processing gas to process a substrate, and a cleaning for supplying and discharging a cleaning gas to remove deposits attached to components constituting the apparatus A method of manufacturing a semiconductor device having a step, wherein, in the cleaning step, after a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas reaches a predetermined upper limit value or less, Provided is a method of manufacturing a semiconductor device that is controlled so as to be within a predetermined upper and lower limit range for a predetermined period.
  • the cleaning gas is fluorine (F 2 ) gas, hydrogen fluoride (HF) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas or the like.
  • the deposits attached to the component parts are silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium nitride (TiN), tungsten (W), polysilicon (Poly) -Si), aluminum oxide (AlO), hafnium oxide (HfO), hafnium silicate, or a method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 5, wherein at least one selected from hafnium silicate is provided.
  • the predetermined gas includes, for example, silicon tetrafluoride (SiF 4 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), nitrogen trifluoride (NF 3 ), titanium tetrachloride (TiCl 4).
  • a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing gas, the cleaning gas supplying unit supplying a cleaning gas, and the processing gas or the cleaning gas By the reaction of the deposit and the cleaning gas so as to remove the deposit adhering to the components constituting the apparatus by controlling the discharge section for discharging the gas, the cleaning gas supply section and the discharge section.
  • a cleaning control unit that discharges the generated predetermined gas, and the cleaning control unit has a predetermined upper and lower limit range after the signal indicating the concentration of the predetermined gas reaches a predetermined upper limit value or less.
  • a substrate processing apparatus for controlling to be within a predetermined period.
  • the apparatus further includes a measurement unit for measuring the concentration of the predetermined gas, and the discharge unit is connected to a discharge path connected to a processing chamber for processing the substrate, and is interposed in the discharge path.
  • the substrate processing apparatus of Supplementary Note 9 is provided, wherein the measurement unit is interposed in the discharge path upstream of the pump.
  • the apparatus further includes a measuring unit for measuring the concentration of the predetermined gas, and the discharge unit is connected to a discharge path connected to a processing chamber for processing the substrate, and is interposed in the discharge path.
  • the substrate processing apparatus according to appendix 9, wherein the measurement unit is interposed in the discharge path downstream from the pump.
  • the predetermined gas includes, for example, silicon tetrafluoride (SiF 4 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), nitrogen trifluoride (NF 3 ), titanium tetrachloride (TiCl 4 ), Titanium tetrafluoride (TiF 4 ), tungsten tetrafluoride (WF 4 ), tungsten hexafluoride (WF 6 ), aluminum tetrafluoride (AlF 4 ), hafnium tetrachloride (HfCl 4 ), hafnium tetrafluoride (HfF) 4 ) and the substrate processing apparatus according to any one of appendix 9 to appendix 11, wherein at least one of these by-products and the like is selected.
  • silicon tetrafluoride SiF 4
  • SiCl 4 silicon tetrachloride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • TiCl 4 titanium tetrachloride
  • the measuring unit collects at least a part of the gas discharged from the processing chamber, and the predetermined gas contained in at least a part of the gas collected by the sampling unit.
  • the substrate processing apparatus according to supplementary note 10 or supplementary note 11 having an extraction unit for extraction is provided.
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 10 or Supplementary Note 11, wherein a plurality of the measurement units are provided in the discharge path, is provided.
  • a storage unit that stores at least a recipe (cleaning recipe) for removing deposits attached to the components constituting the apparatus and the recipe stored in the storage unit are executed.
  • the cleaning step in which the cleaning process is executed in the cleaning recipe, the sub-recipe having the gas cleaning process until the signal indicating the concentration of the predetermined gas reaches a predetermined upper limit value or less.
  • the substrate processing apparatus according to appendix 9 that is executed at least repeatedly is provided.
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 15, wherein the number of times the sub-recipe is executed is a number between a first predetermined number of times (minimum cycle number) and a second predetermined number of times (maximum cycle number). .
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 15, wherein the first predetermined number of times is a value obtained by dividing a current accumulated film thickness value by a film thickness value that can be removed when the sub-recipe is executed once. Is done.
  • the substrate processing apparatus of supplementary note 16 is provided which notifies an alarm that the end point cannot be detected when the number of executions exceeds the second predetermined number (the maximum number of cycles) after the execution of the sub-recipe.
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 9 or Supplementary Note 15, wherein the component is a component constituting the processing furnace 28 (or the processing chamber 29) is provided.
  • the substrate processing apparatus of Supplementary Note 19 wherein the component is a reaction tube 302 is provided.
  • a computer-readable recording medium on which a cleaning end determination program for cleaning components constituting the apparatus is recorded, and a cleaning gas is supplied and discharged. After the signal indicating the concentration of the predetermined gas generated by the reaction between the deposit and the cleaning gas reaches a predetermined upper limit value or less after the procedure for removing the deposit adhering to the component reaches a predetermined upper limit, There is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a cleaning end determination program having a procedure for controlling to be within a range of a lower limit value for a predetermined period.
  • a cleaning end determination method for supplying / exhausting a cleaning gas to clean a component constituting the apparatus, the deposit being attached to the component
  • An end determination method for determining whether a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by the reaction with the cleaning gas falls within a predetermined upper and lower limit value within a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less. Is provided.
  • the cleaning gas is fluorine (F 2 ) gas, hydrogen fluoride (HF) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas, or other fluorine (
  • F 2 fluorine
  • HF hydrogen fluoride
  • ClF 3 chlorine trifluoride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • a halogen-containing gas containing a halogen such as F) or chlorine (Cl) may be used, and the cleaning end determination method according to Supplementary Note 22 which is a combination of these is provided.
  • the deposit attached to the component is silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium nitride (TiN), tungsten (W), polysilicon (Poly-Si) ), At least one selected from aluminum oxide (AlO), hafnium oxide (HfO), hafnium silicate, or nitrided hafnium silicate is provided.
  • the predetermined gas includes, for example, silicon tetrafluoride (SiF 4 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), nitrogen trifluoride (NF 3 ), titanium tetrachloride (TiCl 4 ), Titanium tetrafluoride (TiF 4 ), tungsten tetrafluoride (WF 4 ), tungsten hexafluoride (WF 6 ), aluminum tetrafluoride (AlF 4 ), hafnium tetrachloride (HfCl 4 ), hafnium tetrafluoride (HfF) 4 ) and the cleaning end determination method according to appendix 22, wherein at least one of these by-products is selected.
  • a process of supplying a processing gas to process a substrate and a cleaning gas are supplied and discharged to remove deposits attached to the components constituting the apparatus.
  • a method of manufacturing a semiconductor device having a cleaning process wherein a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas reaches a predetermined upper limit value or less in the cleaning process.
  • the cleaning gas is fluorine (F 2 ) gas, hydrogen fluoride (HF) gas, chlorine trifluoride (ClF 3 ) gas, nitrogen trifluoride (NF 3 ) gas, or other fluorine (
  • F 2 fluorine
  • HF hydrogen fluoride
  • ClF 3 chlorine trifluoride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • the deposit attached to the component is silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (SiO 2 ), titanium nitride (TiN), tungsten (W), polysilicon (Poly-Si) ), Aluminum oxide (AlO), hafnium oxide (HfO), hafnium silicate, or nitrided hafnium silicate is provided.
  • the predetermined gas includes, for example, silicon tetrafluoride (SiF 4 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), nitrogen trifluoride (NF 3 ), titanium tetrachloride (TiCl 4 ), Titanium tetrafluoride (TiF 4 ), tungsten tetrafluoride (WF 4 ), tungsten hexafluoride (WF 6 ), aluminum tetrafluoride (AlF 4 ), hafnium tetrachloride (HfCl 4 ), hafnium tetrafluoride (HfF) 4 ), and a method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 26, wherein at least one of these by-products and the like is selected.
  • silicon tetrafluoride SiF 4
  • SiCl 4 silicon tetrachloride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • TiCl 4 titanium tetrachloride
  • a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing gas, a cleaning gas supply unit for supplying a cleaning gas, a discharge unit for discharging the processing gas or the cleaning gas, and the cleaning gas supply Control for discharging a predetermined gas generated by the reaction between the deposit and the cleaning gas so as to remove the deposit adhering to the components constituting the apparatus by controlling the unit and the discharge unit
  • the discharge unit has a measurement unit for measuring the concentration of the predetermined gas, and the cleaning control unit acquires a signal indicating the concentration of the predetermined gas by the measurement unit,
  • a substrate processing apparatus for determining whether or not an acquired signal falls within a predetermined upper and lower limit value range for a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less.
  • the discharge unit includes a discharge path connected to a processing chamber for processing the substrate, and a pump interposed in the discharge path, and the measurement unit is upstream of the pump.
  • the substrate processing apparatus of supplementary note 30 interposed in the said discharge path is provided.
  • the discharge unit includes a discharge path connected to a processing chamber for processing the substrate, and a pump interposed in the discharge path, and the measurement unit is downstream of the pump.
  • the substrate processing apparatus of supplementary note 30 interposed in the said discharge path is provided.
  • the predetermined gas includes, for example, silicon tetrafluoride (SiF 4 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), nitrogen trifluoride (NF 3 ), titanium tetrachloride (TiCl 4 ), Titanium tetrafluoride (TiF 4 ), tungsten tetrafluoride (WF 4 ), tungsten hexafluoride (WF 6 ), aluminum tetrafluoride (AlF 4 ), hafnium tetrachloride (HfCl 4 ), hafnium tetrafluoride (HfF) 4 ), and the substrate processing apparatus according to any one of appendix 30 to appendix 32 in which at least one of these by-products and the like is selected.
  • silicon tetrafluoride SiF 4
  • SiCl 4 silicon tetrachloride
  • NF 3 nitrogen trifluoride
  • TiCl 4 titanium tetrachloride
  • the measuring unit collects at least a part of the gas discharged from the processing chamber, and the predetermined gas contained in at least a part of the gas collected by the sampling unit.
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 31 or Supplementary Note 32 having an extraction unit for extraction is provided.
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 31 or Supplementary Note 32 provided with a plurality of the measurement units in the discharge path is provided.
  • a storage unit that stores at least a recipe (cleaning recipe) for removing deposits attached to the components constituting the apparatus and the recipe stored in the storage unit are executed.
  • the cleaning recipe in which the cleaning process is performed in the cleaning recipe, the sub-recipe having at least the gas cleaning process is executed at least a predetermined number of times.
  • the sub-recipe further includes an evacuation process, and the sub-recipe is executed to implement cyclic cleaning in which the cleaning process and the evacuation process are repeated in time series.
  • An apparatus is provided.
  • the predetermined number of times is a numerical value (number of times) obtained by dividing a current accumulated film thickness value by a film thickness value that can be removed when the sub-recipe is executed once. Provided.
  • the predetermined number of times is a first predetermined number of times (minimum cycle number), and the sub-recipe includes the first predetermined number of times (minimum cycle number) and a second predetermined number of times (maximum cycle number).
  • the substrate processing apparatus according to attachment 38 which is executed a number of times during
  • Appendix 40 Preferably, after the predetermined number of times, the substrate processing according to Appendix 38 for confirming whether a maximum value and a minimum value of a signal acquired during execution of the sub-recipe are within the range of the predetermined upper and lower limit values.
  • An apparatus is provided.
  • a cleaning end determination is a normal determination when the third predetermined number of times (the number of stable cycles) is reached continuously between a predetermined number of times (minimum cycle number) and the second predetermined number of times (maximum cycle number).
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 41 or Supplementary Note 42 is provided, which executes the next step of the cleaning recipe after the completion of the cleaning, and terminates the cleaning recipe.
  • the substrate processing apparatus according to Supplementary Note 30 or Supplementary Note 36 is provided, wherein the component is a component constituting the processing chamber.
  • the substrate processing apparatus of Supplementary Note 19 wherein the component is a reaction tube 302 is provided.
  • a computer-readable recording medium on which a cleaning completion determination program for cleaning components constituting the apparatus is recorded.
  • a procedure for removing deposits attached to the component, a procedure for measuring a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposits and the cleaning gas, and a signal indicating the concentration are a predetermined upper limit value.
  • a computer readable recording medium having recorded thereon a cleaning end determination program having a procedure for determining whether or not a predetermined period falls within a predetermined upper and lower limit value range is provided.
  • a cleaning end determination method for supplying and discharging a cleaning gas to clean a processing chamber for processing a substrate, which is generated by a reaction between a deposit adhered to an inner wall of the processing chamber and the cleaning gas.
  • An end determination method is provided for determining whether or not a signal indicating the concentration of a predetermined gas falls within a predetermined upper and lower limit value within a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less.
  • a process of supplying a processing gas to process a substrate and a deposit attached to an inner wall of a processing chamber in which a cleaning gas is supplied and discharged to process the substrate A method of manufacturing a semiconductor device having a cleaning step for removing, wherein in the cleaning step, a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas falls below a predetermined upper limit value.
  • a semiconductor device manufacturing method for determining whether or not a predetermined period is within a predetermined upper and lower limit value range after arrival is provided.
  • a substrate processing apparatus including at least a processing chamber for supplying a processing gas to process a substrate, the cleaning gas supplying unit supplying a cleaning gas into the processing chamber, and the exhaust gas discharged from the processing chamber
  • the deposits and the cleaning are controlled so as to remove deposits adhered to the inner wall of the processing chamber by controlling a discharge unit for discharging the processing gas or the cleaning gas, the cleaning gas supply unit, and the discharge unit.
  • a cleaning control unit that discharges a predetermined gas generated by the reaction with the gas, the discharge unit including a measurement unit that measures a concentration of the predetermined gas, and the cleaning control unit includes the predetermined control unit.
  • a signal indicating the concentration of the gas is acquired by the measurement unit, and after the acquired signal reaches a predetermined upper limit value or less, it falls within a predetermined upper and lower limit value range for a predetermined period. Determining a substrate processing apparatus whether Luke is provided.
  • a computer-readable recording medium recording a cleaning end determination program having a procedure for determining whether or not a predetermined period falls within a value range.
  • Appendix 51 A method for determining the end of cleaning by supplying and discharging a cleaning gas to clean the reaction tube, and a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposit attached to the reaction tube and the cleaning gas An end determination method is provided for determining whether or not a signal indicating the value falls within a predetermined upper and lower limit value range for a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less.
  • a process of supplying a processing gas into a reaction tube to process a substrate, and a cleaning gas is supplied and discharged to remove deposits attached to the reaction tube.
  • a method of manufacturing a semiconductor device having a cleaning process wherein a signal indicating a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas reaches a predetermined upper limit value or less in the cleaning process.
  • a cleaning control unit that discharges the generated predetermined gas, and the discharge unit includes a measurement unit that measures the concentration of the predetermined gas, and the cleaning control unit controls the concentration of the predetermined gas.
  • a signal to be obtained is acquired by the measurement unit, and it is determined whether or not the acquired signal falls within a predetermined upper and lower limit value within a predetermined period after reaching the predetermined upper limit value or less. Plate processing apparatus is provided.
  • a computer-readable recording medium recording a cleaning completion determination program for cleaning a reaction tube, the procedure of supplying and discharging cleaning gas to remove the deposits attached to the reaction tube, A procedure for measuring the concentration of a predetermined gas generated by the reaction between the deposit and the cleaning gas, and a signal indicating the concentration reaches a predetermined upper limit value or less within a predetermined upper and lower limit value after the concentration signal reaches a predetermined upper limit value or less.
  • a computer-readable recording medium having recorded thereon a cleaning end determination program having a procedure for determining whether or not a period is satisfied.
  • An end determination method is provided for determining whether or not a signal indicating the concentration of the generated gas reaches a predetermined upper limit value or less and stays within a predetermined upper and lower limit range for a predetermined period.
  • a process of supplying a processing gas to a reaction furnace heated to a predetermined temperature to process a substrate, a supply and discharge of a cleaning gas A method of manufacturing a semiconductor device having a cleaning process for removing deposits adhering to constituent components, wherein a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposits and the cleaning gas is determined in the cleaning process.
  • a semiconductor device manufacturing method for determining whether or not a signal to be shown falls within a predetermined upper and lower limit value range for a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less is provided.
  • a substrate processing apparatus for supplying a processing gas into a reaction furnace to process a substrate, a heating unit for heating the reaction furnace to a predetermined temperature, and supplying a cleaning gas into the reaction furnace
  • a cleaning gas supply unit, a discharge unit that discharges the processing gas or the cleaning gas discharged from the reaction furnace, and the cleaning gas supply unit and the discharge unit are controlled to constitute components constituting the reaction furnace.
  • a cleaning control unit that discharges a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas so as to remove the attached deposit, and the discharge unit has a concentration of the predetermined gas.
  • the cleaning control unit acquires a signal indicating the concentration of the predetermined gas by the measurement unit, and the acquired signal reaches a predetermined upper limit value or less. Determines a substrate processing apparatus whether falls a predetermined period within the predetermined upper and lower limit values are provided.
  • a computer-readable recording medium recording a cleaning end determination program for cleaning the inside of a reaction furnace heated to a predetermined temperature, and configured to supply and discharge cleaning gas to constitute the reaction furnace
  • the procedure for removing deposits adhering to parts, the procedure for measuring the concentration of a predetermined gas generated by the reaction between the deposits and the cleaning gas, and the signal indicating the concentration fall below a predetermined upper limit value.
  • a procedure for determining whether or not a predetermined period of time falls within a predetermined upper and lower limit value range and a computer-readable recording medium recording a cleaning end determination program.
  • a cleaning end determination method in which a cleaning gas is supplied to an exhaust pipe and deactivated, and a predetermined gas generated by a reaction between the deposit attached to the exhaust pipe and the cleaning gas An end determination method is provided for determining whether or not the signal indicating the concentration falls within a predetermined upper and lower limit value within a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less.
  • a semiconductor device having a process of supplying a processing gas to process a substrate, and a cleaning process of supplying a cleaning gas to an exhaust pipe to deactivate the substrate.
  • the signal indicating the concentration of the predetermined gas generated by the reaction between the deposit adhered to the exhaust pipe and the cleaning gas reaches a predetermined upper limit value, and then reaches a predetermined level.
  • a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing gas into a reaction tube, the cleaning gas supplying unit supplying cleaning gas into the reaction tube or the exhaust pipe, and the discharge unit provided with the exhaust pipe And controlling the cleaning gas supply unit and the discharge unit to discharge a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas so as to remove the deposit adhered to the exhaust pipe.
  • a cleaning control unit, and the discharge unit includes a measurement unit that measures the concentration of the predetermined gas, and the cleaning control unit acquires a signal indicating the concentration of the predetermined gas by the measurement unit. Then, a substrate processing apparatus is provided for determining whether or not the acquired signal falls within a predetermined upper and lower limit value range for a predetermined period after reaching a predetermined upper limit value or less.
  • a computer-readable recording medium recording a cleaning end judgment program for deactivating the inside of an exhaust pipe, wherein a cleaning gas is supplied to the exhaust pipe and attached to the exhaust pipe.
  • a procedure for removing the deposit a procedure for measuring a concentration of a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas, and a signal indicating the concentration reaches a predetermined upper limit value or less, And a procedure for determining whether or not a predetermined period is within a range of upper and lower limits, and a computer-readable recording medium recording a cleaning end determination program.
  • a cleaning end determination method for removing deposits adhering to a reaction tube, wherein a cleaning gas is supplied into the reaction tube to clean the reaction tube.
  • a signal indicating the concentration of a predetermined gas contained in the gas discharged from the reaction tube is measured, and the signal indicating the concentration converges within a predetermined upper and lower limit range after reaching a predetermined threshold value.
  • a method for determining the end of cleaning is provided.
  • a semiconductor device including a step of supplying a processing gas into a reaction tube to form a film on a substrate, and a cleaning step of removing deposits attached to the reaction tube.
  • a cleaning gas is supplied into the reaction tube to clean the reaction tube, and a signal indicating a concentration of a predetermined gas contained in the gas discharged from the reaction tube is a predetermined value.
  • a semiconductor device manufacturing method for determining whether or not the threshold value has converged within a predetermined upper and lower limit range after reaching the threshold value is provided.
  • a substrate processing apparatus for processing a substrate by supplying a processing gas into a reaction tube, the cleaning gas supplying unit supplying a cleaning gas into the reaction tube; Controlling the discharge portion for discharging the processing gas or the cleaning gas discharged from the reaction tube, the cleaning gas supply portion and the discharge portion, so as to remove deposits attached to the reaction tube,
  • a cleaning control unit that discharges a predetermined gas generated by a reaction between the deposit and the cleaning gas, and the discharge unit includes a measurement unit that measures the concentration of the predetermined gas, and The control unit acquires a signal indicating the concentration of the predetermined gas by the measurement unit, and the acquired signal converges within a predetermined upper and lower limit value range after reaching a predetermined threshold value. Determining a substrate processing apparatus whether it has are provided.
  • a computer-readable recording medium recording a cleaning end determination program for removing deposits attached to a reaction tube, the cleaning gas being contained in the reaction tube. And a procedure for cleaning the reaction tube, a procedure for measuring the concentration of a predetermined gas contained in the gas discharged from the reaction tube, and a signal indicating the concentration reaches a predetermined threshold, And a computer-readable recording medium having recorded thereon an end determination program.
  • the present invention is preferably applied to a substrate processing apparatus that provides a technique related to maintenance.

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Abstract

　本発明は、クリーニングガスにより生成される所定のガスの濃度を示す信号を所定の範囲内に収まるように制御することが可能な技術を提供するものである。　本発明は、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有するクリーニング方法であって、このクリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御されるクリーニング方法を提供するものである。

Description

[規則37.2に基づきISAが決定した発明の名称]　クリーニング方法
本発明は、基板処理装置におけるレシピ制御に係り、特に、メンテナンス用レシピを実行してメンテナンスする技術に関するものである。
基板処理装置には、基板を多段に保持する基板保持具を反応炉内に装入した状態で、反応炉内に処理ガスを供給して、基板保持具が保持する基板に対する処理を行うように構成されたバッチ式のものがある。例えば、特許文献１によれば、操作画面上に保守情報画面を表示することが記載されている。これにより、基板処理装置を構成する部品のメンテナンス時期を各構成部品の使用回数や処理時間で判断することができる。
従来、基板処理装置では、保守時期に達した各構成部品は新品と交換していたため、装置を停止させていた。しかしながら、近年、装置稼働率の向上及び工場内のオートメーション化などの背景から、極力装置を停止させないような装置運用が求められてきている。縦型のバッチ式基板処理装置においても、このような背景から、メンテナンス用レシピを実行することにより、所定のクリーニングガスを供給して反応炉内を構成する部材(反応管や基板保持具等)に付着している副生成物を除去している。例えば、特許文献２によれば、反応管内にクリーニングガスを供給して、前記反応管内壁等に付着した付着物を除去することが開示されている。また、特許文献３によれば、枚葉式の基板処理装置において、処理室内に堆積している堆積膜が閾値に達したらメンテナンス用レシピを実行して累積した堆積膜を除去している。
ところで、クリーニングガスを供給するステップ時間は、予めクリーニングが終了する時間を計算により算出し、その算出した時間で設定されている。よって、クリーニングが終了しているか否かの判定はできていない。一方、成膜処理が繰り返し行われると、副生成物が発生し、この副生成物が放置されると装置を構成する各構成部品に付着したままとなり、成膜に悪影響を及ぼすため、一定周期でガスクリーニングが行われている。
　従来、クリーニングの終了判定は、クリーニング時に反応熱により温度上昇が生じる現象を利用している。即ち、クリーニング前の所定の温度を閾値として設け、この閾値と所定の実測値(温度)とを比較し、クリーニング前の状態に落ち着いたかを判断することによりクリーニングの終了を判定する方法が行われていた。しかしながら、この方法では、誤差が大きくクリーニングの終了判定が適切にできていなかった。
特許第３３００８１６号公報 特許第４５４１７３９号公報 特許第３８５４１５７号公報
　本発明は斯かる実情に鑑み、クリーニングガスにより生成される所定のガスの濃度を示す信号を所定の範囲内収まるように制御することが可能な技術を提供するものである。
　本発明の一態様によれば、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有するクリーニング方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御されるクリーニング方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御される半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、装置を構成する構成部品に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、　前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御する基板処理装置が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記構成部品に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。　
本発明の更に他の態様によれば、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニングの終了判定方法であって、前記構成部品に付着した付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する終了判定方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する半導体装置の製造方法が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、装置を構成する構成部品に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、前記排出部は、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、　前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号を前記測定部により取得し、該取得した信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する基板処理装置が提供される。
本発明の更に他の態様によれば、装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記構成部品に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する手順と、前記濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。
　本発明によれば、クリーニングガスにより生成される所定のガスの濃度を示す信号を所定の範囲内収まるように制御が行えるので、次に生産される基板の処理結果が安定することにより、基板の品質が維持される。
本発明の基板処理装置を示す斜視図である。 本発明の基板処理装置を示す側断面図である。 本発明の基板処理装置における装置コントローラの構成を示す図である。 本発明の基板処理装置における主コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の基板処理装置におけるプロセス系コントローラの構成を示す図である。 (ａ)本発明の一実施形態における保守情報一覧画面の図示例である。(ｂ)本発明の一実施形態におけるメンテナンス項目設定画面の図示例である。 本発明の一実施形態におけるプロセスレシピのステップを設定するステップ設定画面の図示例である。 本発明の一実施形態におけるメンテナンス用レシピを設定するレシピ設定画面の図示例である。 本発明の一実施形態におけるクリーニング処理を実行するサブレシピのコマンド設定画面の図示例である。 本発明の一実施形態におけるサブレシピ設定画面の図示例である。 本発明の一実施形態におけるクリーニング終了判定の詳細設定を説明するための図である。 （ａ）本願発明におけるクリーニングレシピの概要とそのフローを説明する図である。（ｂ）クリーニングレシピが呼び出すサブレシピのフローチャートを示す図である。 本発明の一実施形態におけるクリーニング終了判定信号の挙動を説明するための図示例である。 本発明の基板処理装置における一実施形態の詳細(実施例１)を示す図である。 本発明の基板処理装置における他の実施形態の詳細(実施例２)を示す図である。
　以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
　先ず、図１、図２に於いて、本発明が実施される基板処理装置について説明する。
　図１、図２は基板処理装置の一例として縦型の基板処理装置を示している。尚、該基板処理装置に於いて処理される基板は、一例としてシリコン等から成る半導体ウェーハが示されている。
　基板処理装置１は筐体２を備え、該筐体２の正面壁３の下部にはメンテナンス可能な様に設けられた開口部としての正面メンテナンス口４が開設され、該正面メンテナンス口４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。
　前記筐体２の前記正面壁３にはポッド搬入搬出口６が前記筐体２の内外を連通する様に開設されており、前記ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ（搬入搬出口開閉機構）７によって開閉され、前記ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート（基板搬送容器受渡し台）８が設置されており、該ロードポート８は載置されたポッド９を位置合せする様に構成されている。
　該ポッド９は密閉式の基板搬送容器であり、図示しない工程内搬送装置によって前記ロードポート８上に搬入され、又、該ロードポート８上から搬出される様になっている。
　前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける上部には、回転式ポッド棚（基板搬送容器格納棚）１１が設置されており、該回転式ポッド棚１１は複数個のポッド９を格納する様に構成されている。
　前記回転式ポッド棚１１は垂直に立設されて間欠回転される支柱１２と、該支柱１２に上中下段の各位置に於いて放射状に支持された複数段の棚板（基板搬送容器載置棚）１３とを備えており、該棚板１３は前記ポッド９を複数個宛載置した状態で格納する様に構成されている。
　前記回転式ポッド棚１１の下方には、ポッドオープナ（基板搬送容器蓋体開閉機構）１４が設けられ、該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置し、又該ポッド９の蓋を開閉可能な構成を有している。
　前記ロードポート８と前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間には、ポッド搬送機構（容器搬送機構）１５が設置されており、該ポッド搬送機構１５は、前記ポッド９を保持して昇降可能、水平方向に進退可能となっており、前記ロードポート８、前記回転式ポッド棚１１、前記ポッドオープナ１４との間で前記ポッド９を搬送する様に構成されている。
　前記筐体２内の前後方向の略中央部に於ける下部には、サブ筐体１６が後端に亘って設けられている。該サブ筐体１６の正面壁１７にはウェーハ（基板）１８を前記サブ筐体１６内に対して搬入搬出する為のウェーハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１９が一対、垂直方向に上下２段に並べられて開設されており、上下段のウェーハ搬入搬出口１９，１９に対して前記ポッドオープナ１４がそれぞれ設けられている。
　該ポッドオープナ１４は前記ポッド９を載置する載置台２１と、前記ポッド９の蓋を開閉する開閉機構２２とを備えている。前記ポッドオープナ１４は前記載置台２１に載置された前記ポッド９の蓋を前記開閉機構２２によって開閉することにより、前記ポッド９のウェーハ出入口を開閉する様に構成されている。
　前記サブ筐体１６は前記ポッド搬送機構１５や前記回転式ポッド棚１１が配設されている空間（ポッド搬送空間）から気密となっている移載室２３を構成している。該移載室２３の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）２４が設置されており、該ウェーハ移載機構２４は、ウェーハ１８を載置する所要枚数（図示では５枚）のウェーハ載置プレート２５を具備し、該ウェーハ載置プレート２５は水平方向に直動可能、水平方向に回転可能、又昇降可能となっている。前記ウェーハ移載機構２４はボート（基板保持体）２６に対してウェーハ１８を装填及び払出しする様に構成されている。
　前記移載室２３の後側領域には、前記ボート２６を収容して待機させる待機部２７が構成され、該待機部２７の上方には縦型の処理炉２８が設けられている。該処理炉２８は内部に処理室２９を形成し、該処理室２９の下端部は炉口部となっており、該炉口部は炉口シャッタ（炉口開閉機構）３１により開閉される様になっている。
　前記筐体２の右側端部と前記サブ筐体１６の前記待機部２７の右側端部との間には前記ボート２６を昇降させる為のボートエレベータ（基板保持具昇降機構）３２が設置されている。該ボートエレベータ３２の昇降台に連結されたアーム３３には蓋体としてのシールキャップ３４が水平に取付けられており、該シールキャップ３４は前記ボート２６を垂直に支持し、該ボート２６を前記処理室２９に装入した状態で前記炉口部を気密に閉塞可能となっている。
　前記ボート２６は、複数枚（例えば、５０枚～１２５枚程度）のウェーハ１８をその中心に揃えて水平姿勢で多段に保持する様に構成されている。
　前記ボートエレベータ３２側と対向した位置にはクリーンユニット３５が配設され、該クリーンユニット３５は、清浄化した雰囲気若しくは不活性ガスであるクリーンエア３６を供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されている。前記ウェーハ移載機構２４と前記クリーンユニット３５との間には、ウェーハ１８の円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合せ装置（図示せず）が設置されている。
　前記クリーンユニット３５から吹出された前記クリーンエア３６は、ノッチ合せ装置（図示せず）及び前記ウェーハ移載機構２４、前記ボート２６に流通された後に、図示しないダクトにより吸込まれて、前記筐体２の外部に排気がなされるか、若しくは前記クリーンユニット３５によって前記移載室２３内に吹出されるように構成されている。
　次に、前記基板処理装置１の作動について説明する。
　前記ポッド９が前記ロードポート８に供給されると、前記ポッド搬入搬出口６が前記フロントシャッタ７によって開放される。前記ロードポート８上の前記ポッド９は前記ポッド搬送装置１５によって前記筐体２の内部へ前記ポッド搬入搬出口６を通して搬入され、前記回転式ポッド棚１１の指定された前記棚板１３へ載置される。前記ポッド９は前記回転式ポッド棚１１で一時的に保管された後、前記ポッド搬送装置１５により前記棚板１３からいずれか一方のポッドオープナ１４に搬送されて前記載置台２１に移載されるか、若しくは前記ロードポート８から直接前記載置台２１に移載される。
　この際、前記ウェーハ搬入搬出口１９は前記開閉機構２２によって閉じられており、前記移載室２３には前記クリーンエア３６が流通され、充満している。例えば、前記移載室２３には前記クリーンエア３６として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、前記筐体２の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遙かに低く設定されている。
　前記載置台２１に載置された前記ポッド９はその開口側端面が前記サブ筐体１６の前記正面壁１７に於ける前記ウェーハ搬入搬出口１９の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が前記開閉機構２２によって取外され、ウェーハ出入口が開放される。
　前記ポッド９が前記ポッドオープナ１４によって開放されると、ウェーハ１８は前記ポッド９から前記ウェーハ移載機構２４によって取出され、ノッチ合せ装置（図示せず）に移送され、該ノッチ合せ装置にてウェーハ１８を整合した後、前記ウェーハ移載機構２４はウェーハ１８を前記移載室２３の後方にある前記待機部２７へ搬入し、前記ボート２６に装填（チャージング）する。
　該ボート２６にウェーハ１８を受渡した前記ウェーハ移載機構２４は前記ポッド９に戻り、次のウェーハ１８を前記ボート２６に装填する。
　一方（上端又は下段）のポッドオープナ１４に於ける前記ウェーハ移載機構２４によりウェーハ１８の前記ボート２６への装填作業中に、他方（下段又は上段）のポッドオープナ１４には前記回転式ポッド棚１１から別のポッド９が前記ポッド搬送装置１５によって搬送されて移載され、前記他方のポッドオープナ１４によるポッド９の開放作業が同時進行される。
　予め指定された枚数のウェーハ１８が前記ボート２６に装填されると前記炉口シャッタ３１によって閉じられていた前記処理炉２８の炉口部が前記炉口シャッタ３１によって開放される。続いて、前記ボート２６は前記ボートエレベータ３２によって上昇され、前記処理室２９に搬入（ローディング）される。
　ローディング後は、前記シールキャップ３４によって炉口部が気密に閉塞される。尚、本実施の形態において、このタイミングで(ローディング後)、前記処理室２９が不活性ガスに置換されるパージ工程(プリパージ工程)を有する。
　前記処理室２９が所望の圧力（真空度）となる様にガス排気機構（図示せず）によって真空排気される。又、前記処理室２９が所望の温度分布となる様にヒータ駆動部（図示せず）によって所定温度迄加熱される。
　又、ガス供給機構（図示せず）により、所定の流量に制御された処理ガスが供給され、処理ガスが前記処理室２９を流通する過程で、ウェーハ１８の表面と接触し、ウェーハ１８の表面上に所定の処理が実施される。更に、反応後の処理ガスは、前記ガス排気機構により前記処理室２９から排気される。
　予め設定された処理時間が経過すると、前記ガス供給機構により不活性ガス供給源（図示せず）から不活性ガスが供給され、前記処理室２９が不活性ガスに置換されると共に、前記処理室２９の圧力が常圧に復帰される(アフターパージ工程)。そして、前記ボートエレベータ３２により前記シールキャップ３４を介して前記ボート２６が降下される。
　処理後のウェーハ１８の搬出については、上記説明と逆の手順で、ウェーハ１８及びポッド９は前記筐体２の外部へ払出される。未処理のウェーハ１８が、更に前記ボート２６に装填され、ウェーハ１８のバッチ処理が繰返される。
　前記処理炉２８、少なくとも基板を搬送する機構であるポッド搬送機構１５、ウェーハ移載機構２４、ボートエレベータ３２を含む搬送機構、前記処理炉２８に処理ガス等を供給するガス供給機構、前記処理炉２８内を排気するガス排気機構、前記処理炉２８を所定温度に加熱するヒータ駆動部、及び前記処理炉２８、前記搬送機構、前記ガス供給機構、前記ガス排気機構、前記ヒータ駆動部をそれぞれ制御する制御装置２４０について、図３、図４を参照して説明する。
　次に、図３を参照して、主制御部としての主コントローラ２０１を中心とした制御装置２４０の構成について説明する。図３に示すように、制御装置としての装置コントローラ２４０は、主コントローラ２０１と、主コントローラ２０１に接続されるスイッチングハブ２１５と、主コントローラ２０１に接続される表示制御部２１６と、スイッチングハブ２１５を介して主コントローラ２０１に接続される副表示部としての副表示制御部２１７と、搬送制御部としての搬送系コントローラ２１１と、処理制御部としてのプロセス系コントローラ２１２と、を備えている。主コントローラ２０１には、スイッチングハブ２１５を介して例えば１００ＢＡＳＥ－Ｔ等のＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）により搬送系コントローラ２１１及びプロセス系コントローラ２１２が電気的に接続されている。
　主コントローラ２０１には、外部記憶装置としての記録媒体であるＵＳＢメモリ等が挿脱される装着部としてのポート２１３が設けられている。主コントローラ２０１には、ポート２１３に対応するＯＳがインストールされている。また、主コントローラ２０１は、図示しない外部の上位コンピュータと、例えば通信ネットワークを介して接続される。このため、基板処理装置１がクリーンルーム内に設置されている場合であっても上位コンピュータがクリーンルーム外の事務所等に配置されることが可能である。
　表示制御部２１６は、例えばビデオケーブルにより表示部としての表示装置２１８に接続されている。表示装置２１８は、例えば液晶表示パネルである。表示装置２１８には基板処理装置１を操作するための各操作画面が表示されるように構成されている。表示装置２１８は、基板搬送系２１１Ａや基板処理系の状態を確認するための画面を有し、また、操作画面には、基板搬送系２１１Ａや基板処理系（加熱機構２１２Ａ、ガス排気機構２１２Ｂ及びガス供給系２１２Ｃ）への動作指示を入力したりする入力部としての各操作ボタン（システムコマンドボタン、又はＰＭコマンドボタンともいう）を設けることも可能である。表示制御部２１６は、操作画面を介して基板処理装置１００内で生成される情報を表示装置２１８に表示させる。また、表示装置２１８に表示された情報を主コントローラ２０１に挿入されたＵＳＢメモリなどのデバイスに出力させる。表示制御部２１６は、表示装置２１８に表示される操作画面からの作業者の入力データ（入力指示）を受け付け、入力データを主コントローラ２０１に送信する。また、表示制御部２１６は、後述のメモリ(ＲＡＭ)等に展開されたレシピ若しくは後述する記憶部に格納された複数のレシピのうち任意の基板処理レシピ（プロセスレシピともいう）を実行させる指示（制御指示）を受け付け、主コントローラ２０１に送信するようになっている。なお、表示制御部２１６及び入力部と表示装置２１８はタッチパネルにより構成されていてもよい。又、副表示制御部２１７及び副表示装置２１９も上記表示制御部２１６及び表示装置２１８と同様な構成である。ここで、表示制御部１６と副表示制御部１７は主コントローラ２０１と別体で記載されているが、主コントローラ２０１に含む構成でもよい。以後、主コントローラ２０１と、表示制御部２１６と、表示装置２１８を少なくとも含む構成を操作部、主コントローラ２０１と、副表示制御部２１７と、副表示装置２１９を少なくとも含む構成を副操作部と記載する場合がある。
　搬送系コントローラ２１１は、主に回転式ポッド棚１１，ボートエレベータ３２、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１５、ウェーハ移載機構（基板移載機構）２４、ボート２６及び回転機構(図示せず)により構成される基板搬送系２１１Ａに接続されている。搬送系コントローラ２１１は、回転式ポッド棚１１，ボートエレベータ３２、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１５、ウェーハ移載機構（基板移載機構）２４、ボート２６及び回転機構(図示せず)の搬送動作をそれぞれ制御するように構成されている。
プロセス系コントローラ２１２は、温度コントローラ２１２ａ、圧力コントローラ２１２ｂ及びガス供給流量コントローラ２１２ｃ、シーケンサ２１２ｄ、濃度検出器２５２を備えている。温度コントローラ２１２ａ、圧力コントローラ２１２ｂ及びガス供給流量コントローラ２１２ｃ、シーケンサ２１２ｄ、濃度検出器２５２はサブコントローラを構成し、プロセス系コントローラ２１２と電気的に接続されているため、各データの送受信や各ファイルのダウンロード及びアップロード等が可能となっている。尚、プロセス系コントローラ２１２とサブコントローラは、別体で図示されているが、一体構成でも構わない。
　温度コントローラ２１２ａには、主にヒータ及び温度センサにより構成される加熱機構２１２Ａが接続されている。温度コントローラ２１２ａは、処理炉２８のヒータの温度を制御することで処理炉２８内の温度を調節するように構成されている。なお、温度コントローラ２１２ａは、サイリスタのスイッチング制御を行い、ヒータ素線に供給する電力を制御するように構成されている。
　圧力コントローラ２１２ｂには、圧力センサと、圧力バルブとしてのＡＰＣ (Ａｕｔｏ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌ) バルブ及び真空ポンプにより構成されるガス排気機構２１２Ｂが接続されている。圧力コントローラ２１２ｂは、圧力センサにより検知された圧力値に基づいて、処理室２９内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、ＡＰＣバルブの開度及び真空ポンプのスイッチング(オンオフ)を制御するように構成されている。
　ガス流量コントローラ２１２ｃは、ＭＦＣ(Ｍａｓｓ　Ｆｌｏｗ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ)により構成される。シーケンサ２１２ｄは、処理ガス供給管，パージガス供給管からのガスの供給や停止を、バルブ２１２Ｄを開閉させることにより制御するように構成されている。また、プロセス系コントローラ２１２は、処理室２９内に供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるように、ガス流量コントローラ２１２ｃ（ＭＦＣ）、及びシーケンサ２１２ｄ(バルブ２１２Ｄ)を制御するように構成されている。
濃度検出器２５２は、ガスクリーニング時に生成される反応ガスの濃度を検知するように構成されている。そして、プロセス系コントローラ２１２は、この濃度検出器２５２が検知する信号を取得し、取得した信号から得られるガス濃度の挙動によりクリーニングの終了判定を行うように構成されている。ここで、濃度検出器２５２は、例えば、非分散型赤外線分析計（ＮＤＩＲ(Ｎｏｎ-Ｄｉｓｐｅｎｓｉｖｅ　ＩｎｆｒａＲｅｄ)）または、フーリエ変換赤外分光法(ＦＴＩＲ(Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ))を利用して、排ガス中から所定のガスを検出することが可能な濃度検出器である。尚、所定のガスは、本発明の実施の形態においては、四フッ化ケイ素(ＳｉＦ４)である。
尚、本発明の実施の形態にかかる主コントローラ２０１、搬送系コントローラ２１１、プロセス系コントローラ２１２は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体(フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＵＳＢなど)から当該プログラムをインストールすることにより、所定の処理を実行する各コントローラを構成することができる。
　そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板に当該プログラムを掲示し、これをネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、所定の処理を実行することができる。
　次に、主コントローラ１４のブロック構成を、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置１００の制御装置としての装置コントローラ２４０が備える主コントローラ２０１のブロック構成図である。
主制御部としての主コントローラ２０１は、処理部としてのＣＰＵ(中央処理装置)２２４、一時記憶部としてのメモリ(ＲＡＭ、ＲＯＭ等)２２６、記憶部としてのハードディスク(ＨＤＤ)２２２、通信部としての送受信モジュール２２８、時計機能を有する時刻部(図示せず)を備えたコンピュータとして構成されている。
ハードディスク２２２には、処理条件及び処理手順が定義されたレシピ等の各レシピファイル、これら各レシピファイルを実行させるための制御プログラムファイル、処理条件及び処理手順を設定するためのパラメータファイル、また、エラー処理のプログラムファイル及びエラー処理のパラメータファイルの他、各種画面ファイル、各種アイコンファイル等(いずれも図示せず)が格納されている。なお、主コントローラ２０１の送受信モジュール２２８には、表示制御部２１６及びスイッチングハブ２１５等が接続され、主コントローラ２０１は、ネットワークを介して外部のコンピュータ等とデータの送信及び受信を行うように構成されている。
また、図４に示すように、主コントローラ２０１は、ＣＰＵ２２４及びメモリ２２６などを少なくとも含む制御部２２０と、ネットワークを介して外部のコンピュータなどとデータの送信及び受信を行う通信部２２８と、ハードディスクドライブなどの記憶部２２２の他、液晶ディスプレイなどの表示装置並びにキーボード及びマウス等のポインティングデバイスを含むユーザインタフェース(ＵＩ)装置２１８を含む構成でも構わない。また、制御部２２０は、更に通信部２２８を含む構成としても良い。
　また、主コントローラ２０１は、図示しないネットワークを介して外部のホスト装置等に対して基板処理装置本体１１１の状態などを送信する。基板処理装置本体１１１は、例えば基板に酸化並びに拡散処理及びＣＶＤ処理などを行なう縦型の装置である。尚、基板処理装置本体１１１は、例えば記憶部２２２記憶されている運転レシピ、制御パラメータ等に基づいて、装置コントローラ２４０により制御される。
図５には、プロセス系コントローラ２１２の詳細が記載されている。また、図示しないが搬送系コントローラ２１１も同様な構成である。
図５に示されるように、プロセス系コントローラ２１２は、処理部としてのＣＰＵ２３６を有するとともに、ＲＯＭ(read-only memory)２５０、及びＲＡＭ(random-access memory)２５１を少なくとも含む一時記憶部と、温度制御部２１２ａ、ＭＦＣ２１２ｃ、圧力制御部２１２ｂ、シーケンサ２１２ｄ及び濃度検出器２５２等とのＩ／Ｏ通信を行なうＩ／Ｏ通信部２５５を少なくとも有する。ＣＰＵ２３６は、例えば、表示装置２１８の操作画面等で作成又は編集され、ＲＡＭ２５１等に記憶されているレシピに基づいて、基板を処理するための制御データ(制御指示)を温度制御部２１２ａ等に対して出力する。
　ＲＯＭ２５０又はＲＡＭ２５１には、シーケンスプログラム、複数のレシピや操作部としての表示装置２１８等から入力される入力データ(入力指示)、レシピのコマンド及びレシピ実行時の履歴データ等が格納される。このように、ＲＯＭ２５０又はＲＡＭ２５１は基板を処理する手順が記載されているレシピを記憶する記憶部としても用いられる。入力指示は、表示装置２１８に表示される操作画面から、副表示装置２１９に表示される副操作画面から、又は外部の表示装置に表示される操作画面からなされる。また、入力指示は、レシピを実行させる指示のほか、各ユーザの操作権限を設定する指示などがその一例として挙げられるが、これに限定されない。尚、プロセス系コントローラ２１２には、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)等により実現される記憶部(不図示)が含まれてもよく、この場合、該記憶部には、ＲＡＭ２５１に格納されるデータと同様のデータが格納されるようにしても良い。
　温度制御部２１２ａは、上述した処理炉２８の外周部に設けられたヒータにより処理炉２８内の温度を制御する。ガス制御部としてのＭＦＣ(マスフローコントローラ)２１２ｃは、処理炉２８のガス配管に設けられ、処理炉２８内に供給する反応ガス等の供給量を制御する。シーケンサ２１２ｄは、処理ガス供給管，パージガス供給管に設けられたバルブ２１２Ｄを開閉させることにより、所定のガスの供給や停止を制御する。また、プロセス系コントローラ２１２は、処理室２９内に供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるように、ガス流量コントローラ２１２ｃ(ＭＦＣ)、シーケンサ２１２ｄ(バルブ２１２Ｄ)を制御するように構成されている。一方、圧力制御部２１２ｂは、処理炉２８の排気配管に設けられた圧力センサ２４６の出力値に基づいてＡＰＣバルブ２４２の開度を制御することにより処理炉２８内の圧力を制御する。
本実施の形態において、濃度検出器２５２は、反応炉２８内のクリーニングを実行したときの所定の反応ガスを検知する赤外センサとしてのＮＤＩＲ２５２ａと、このＮＤＩＲ２５２ａからの信号を検出する制御ユニット２５２ｂにより少なくとも構成される。
濃度検出器２５２は、メンテナンス用レシピのうちクリーニングレシピが実行して処理炉２８内をクリーニングしたときに発生する所定のガス濃度を赤外線センサとしてのＮＤＩＲ２５２ａにより測定し、測定されたガス濃度から信号を制御ユニット２５２ｂにより検出する。制御ユニット２５２ｂは、この検出された信号をクリーニング処理終了判定信号としてプロセス系コントローラ２１２へ送信する。プロセス系コントローラ２１２は、この判定信号の挙動からクリーニング終了判定を行うように構成されている。尚、ＮＤＩＲ２５２ａと制御ユニット２５２ｂは一体構造でも良いのは言うまでもない。以後、本実施の形態において、濃度検出器２５２を単にＮＤＩＲ２５２と記載する場合がある。
　本実施形態における基板処理装置１においては、ファイルの種類毎に、ユーザ(作業者)の操作権限が設定される。例えば、種々のレシピファイルのうちプロセスレシピについていえば、プロセスレシピに対する操作権限が編集可能に設定された場合、登録されたユーザは、プロセスレシピ(ファイル)の参照、編集を行なうことができる。また、サブレシピ及びメンテナンス用レシピについても同様にユーザ(作業者)の各レシピファイルに対する操作権限が設定される。ここで、権限が編集可で登録されたユーザは、サブレシピ及びメンテナンス用レシピに関するデータについて、操作画面上で参照及び編集を行うことができる。
　例えば、プロセスレシピは、表示部としての表示装置２１８の操作画面上でユーザの操作により作成または編集して保存されると、スイッチングハブ２１５を介してプロセス系コントローラ２１２の送受信処理部(図示せず)に送信され、ＲＯＭ２５０に格納される。若しくは、記憶部２２２に格納される。この場合、プロセスレシピを含む各ファイルが、記憶部２２２に格納しても良い。また、ＲＯＭ２５０及びＲＡＭ２５１に格納されるデータと同様のデータが格納しても良いのは言うまでもない。
　そして、表示装置２１８の操作画面を介して入力部により、レシピを設定する為のデータや該レシピに対するユーザ(作業者)の操作権限等のデータ(入力データ)が入力されると、該入力データ(入力指示)は、一時記憶部としてのメモリ２２６に格納されると共に表示制御部２１６を介して操作画面に表示される。さらにスイッチングハブ２１５を介してプロセス系コントローラ２１２の送受信処理部に送信される。
ＣＰＵ２３６は、該入力データをＲＡＭ２５１に格納し、例えばＲＯＭ２５０に格納されたレシピや該レシピに対するユーザ（作業者）の操作権限等の設定入力を確定させる。また、ＣＰＵ２３６は、制御プログラムを起動し、該制御プログラムに従って、例えばＲＡＭ２５１に格納されたレシピのコマンドを呼び込み実行することで、ステップが逐次実行され、Ｉ／Ｏ通信部２５５を介して温度制御部２１２ａ、流量制御部２１２ｃ、圧力制御部２１２ｂに対して基板を処理するための制御指示を送信する。
このように、温度制御部２１２ａ等のサブコントローラは、プロセス系コントローラ２１２からの制御指示に基づいて基板処理装置１の各構成部品（ヒータ、温度センサ２６３、圧力バルブ２４２、圧力センサ２４６及びバルブ２１２Ｄ等）の制御を行なう。これにより、上述したウェーハ１８の処理が行われる。
　本実施形態に係る基板処理装置１においては、メンテナンス用レシピのうちクリーニングレシピがプロセスレシピと同様に、上記制御プログラムに従って実行されるように構成される。また、クリーニングレシピの実行中に、サブレシピが所定のコマンドにより呼び込まれ実行されるように構成される。これらクリーニングレシピ及びサブレシピの操作画面上での設定に関しては後述する。
　(基板処理方法)先ず、本実施形態に係る基板処理装置１を用いて実施する基板処理方法について説明する。ここでは、半導体デバイスの製造工程の一工程である基板処理工程を実施する場合を例に挙げる。
　基板処理工程の実施にあたって、先ず、実施すべき基板処理に対応する基板処理レシピ(プロセスレシピ)が、例えば、一時記憶部としてのＲＯＭ２５０から読み出され、主コントローラ２０１内のＲＡＭ２５１等のメモリに展開される。そして、必要に応じて、主コントローラ２０１からプロセス系コントローラ２１２や搬送系コントローラ２１１へ動作指示が与えられる。このようにして実施される基板処理工程は、大別すると、移載工程と、搬入工程と、成膜工程と、ボート移送工程と、搬出工程とを有する。
（移載工程）　主コントローラ４１からは、搬送系コントローラ１１０に対して、ウェーハ移載機構２４の駆動指示が発せられる。そして、搬送系コントローラ１１０からの指示に従いつつ、ウェーハ移載機構２４は載置台としての授受ステージ２１上のポッド９からボート２６へのウェーハ１８の移載処理を開始する。この移載処理は、予定された全てのウェーハ１８のボート２６への装填(ウエハチャージ)が完了するまで行われる。
（搬入工程）　指定枚数のウェーハ１８がボート２６に装填されると、ボート２６は、搬送系コントローラ１１０からの指示に従って動作するボートエレベータ３２によって上昇されて、処理炉２８のインナーチューブ内に形成される処理室２９に装入(ボートロード)される。ボート２６が完全に装入されると、ボートエレベータ３２のシールキャップ３４は、処理炉２８のマニホールドの下端を気密に閉塞する。
（成膜工程）　その後は、処理室２９内は、圧力制御部２１２ｂからの指示に従いつつ、所定の成膜圧力(真空度)となるように真空排気装置によって真空排気される。この際、処理室２９内の圧力は圧力センサ２４６で測定され、この測定された圧力情報に基づき圧力調整装置がフィードバック制御される。また、処理室２９内は、温度制御部２１２ａからの指示に従いつつ、所定の温度となるようにヒータによって加熱される。この際、処理室２９内の温度が所定の温度(成膜温度)となるように、温度検出器としての温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータへの通電具合がフィードバック制御される。続いて、搬送系コントローラ２１１からの指示に従いつつ、回転機構によるボート２６及びウェーハ１８の回転を開始する。
　例えば、処理室２９内が所定の成膜温度、所定の成膜圧力に維持された状態で、シリコン含有ガスの処理室２９内への供給が開始される。このとき、処理室２９内へ供給されるＮ２ガスは、成膜ガス(例えば、ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス)を希釈する希釈ガスとして、或いは処理室１０１内への拡散を促すキャリアガスとして機能する。Ｎ２ガスの供給流量を制御することで、成膜ガス(ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス)の濃度や拡散速度を制御することができる。
　処理室２９内に供給された成膜ガス(ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス)は、処理室２９内を通過する際にウェーハ１８の表面と接触する。この際、ウェーハ１８表面上に薄膜、すなわちシリコン膜（以下、単にＳｉ膜とも呼ぶ）が堆積（デポジション）される。予め設定された処理時間が経過し、所定の膜厚のシリコン膜が成膜されたら、バルブが閉じられ、処理室２９内への成膜ガス(ＳｉＨ２Ｃｌ２ガス)の供給が停止される。
　そして、処理室２９内へのＮ２ガスの供給を継続しつつ、処理室２９内を排気することで、処理室２９内をパージする。処理室２９内の雰囲気がＮ２ガスに置換されたら、圧力調整部としての圧力バルブ２４２の開度を調整して処理室２９内の圧力を常圧に復帰させる。また、ヒータへの通電を停止し、処理室２９内の温度を所定の温度(ウエハ搬出温度)に降温させる。尚、圧力バルブ２４２はＡＰＣバルブであっても良い。
（搬出工程）　ボート２６に対する成膜工程が完了すると、搬送系コントローラ２１１からの指示に従いつつ、その後、回転機構によるボート２６及びウェーハ１８の回転を停止させ、ボートエレベータ３２によりシールキャップ３４を下降させてマニホールドの下端を開口させるとともに、処理済のウェーハ１８を保持したボート２６を処理炉２８の外部に搬出(ボートアンロード)する。
　そして、処理済のウェーハ１８を保持したボート２６は、クリーンユニット３５から吹出されるクリーンエア３６によって極めて効果的に冷却される。そして、例えば１５０℃以下に冷却されると、ボート２６から処理済のウェーハ１８を脱装(ウエハディスチャージ)してポッド９に移載した後に、新たな未処理ウェーハ１８のボート２６への移載が行われる。
　以上のような各工程を繰り返すことで、本実施形態に係る基板処理装置１は、ウェーハ１８上へのシリコン膜の形成を、高スループットで行うことができる。
　また例えば、シリコン含有ガスとしてジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガスを例示したが、本発明は係る形態に限らず、例えば、モノクロロシラン（ＳｉＨ３Ｃｌ、略称：ＭＣＳ）、ヘキサクロロジシラン（Ｓｉ２Ｃｌ６、略称：ＨＣＤＳ）、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４、略称：ＳＴＣ）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３、略称：ＴＣＳ）等の他のクロロシラン系や、トリシラン（Ｓｉ３Ｈ８、略称：ＴＳ）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６、略称：ＤＳ）、モノシラン（ＳｉＨ４、略称：ＭＳ）等の無機原料や、アミノシラン系のテトラキスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］４、略称：４ＤＭＡＳ）、トリスジメチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（ＣＨ３）２］３Ｈ、略称：３ＤＭＡＳ）、ビスジエチルアミノシラン（Ｓｉ［Ｎ（Ｃ２Ｈ５）２］２Ｈ２、略称：２ＤＥＡＳ）、ビスターシャリーブチルアミノシラン（ＳｉＨ２［ＮＨ（Ｃ４Ｈ９）］２、略称：ＢＴＢＡＳ）などの有機原料を用いることができる。
(基板処理装置の保守方法)　上述した成膜工程は、ウェーハ１８上への膜形成を目的とするが、実際には、ウェーハ１８以外、例えば処理室２９を構成する反応管やボート２６等に対しても膜が形成されてしまう。形成された膜が厚く堆積すると、加わる応力が増大して割れが生じ、処理室２９内に異物(パーティクル)を発生させることがある。そこで、本実施形態に係る基板処理装置１は、上述の成膜工程を繰り返すことで処理室２９内等に堆積した膜の厚さが所定の厚さに到達したら、処理室２９内等を保守(メンテナンス)するための保守工程として、以下に述べるようなクリーニング工程を実施する。
（クリーニング工程）　クリーニング工程は、処理室２９内等に付着した堆積物(累積した薄膜)の厚さが、堆積物に剥離・落下が生じる前の所定の厚さに達した時点で、その実施が開始される。累積膜厚が所定厚さに達したか否かは、例えば、反応管としてのプロセスチューブによって形成される処理室２９内に累積された累積膜厚値、例えば処理室２９を成膜工程に使用した使用回数や使用時間等から類推される膜厚推定値に基づいて判断することが考えられる。
つまり、プロセスチューブ等の累積膜厚値、使用回数、使用時間から選択される少なくとも一つの設定パラメータを用いて、その設定パラメータを所定閾値と比較することにより、メンテナンス時期であるか否かが主コントローラ２０１によって判定される。メンテナンス時期と判定されると、実行中のプロセスレシピはそのまま正常終了させるように構成されるが、次にバッチ処理するためのプロセスレシピは実行されないように構成される。
　クリーニング工程の実施にあたって、主コントローラ２０１では、プロセスレシピではなく実施すべきクリーニングのためのメンテナンス用レシピが、例えば、一時記憶部２０６から読み出され、主コントローラ２０１内のＲＡＭ等のメモリに展開される。そして、必要に応じて、主コントローラ２０１からプロセス系コントローラ２１２や搬送系コントローラ２１１へ動作指示が与えられる。これにより、クリーニング工程が実施されることになる。
　クリーニング工程を実施する場合は、例えば炉口シャッタ３１により、マニホールドの下端開口を気密に閉塞しておく。そして、処理室２９内が所定のクリーニング圧力(真空度)となるように真空排気装置によって真空排気するとともに、処理室２９内が所定のクリーニング温度となるようにヒータによって加熱する。その後は、処理室２９内が所定のクリーニング温度、所定のクリーニング圧力に維持された状態で、クリーニングガスを処理室２９内へ供給する。
　処理室２９内に供給されたＦ２ガスは、処理室２９内を上昇し、インナーチューブの上端開口から筒状空間内に流出し、筒状空間内を流下した後、排気管から排気される。Ｆ２ガスは、処理室２９内を通過する際に、処理室２９内に累積したシリコン膜等と接触し、熱化学反応によりシリコン膜等を除去する。すなわち、加熱されて活性化したＦ２ガスはエッチング種となり、処理室２９内に累積したシリコン膜等をエッチングして除去する。シリコン膜等の除去が完了したら、処理室２９内へのＦ２ガスの供給を停止する。ここで、シリコン膜の除去の完了の判定、つまり、クリーニング終了の判定(クリーニング終了判定工程)に関しては後述する。
例えば、クリーニングガスとしてフッ素(Ｆ２)ガスを例示したが、これに限らず、例えば、フッ化水素(ＨＦ)ガス、三フッ化塩素(ＣｌＦ３)ガス、三フッ化窒素(ＮＦ３)ガス等のフッ素(Ｆ)や塩素(Ｃｌ)等のハロゲンを含むハロゲン含有ガスを用いても良く、またこれらを組み合わせて用いても良い。
　このとき、クリーニングガス(例えば、Ｆ２ガス)を希釈する希釈ガスとして、或いは処理室２９内への拡散を促すキャリアガスとして、Ｎ２ガスを供給しても良い。これにより、Ｎ２ガスの供給流量を制御することで、Ｆ２ガスの濃度や拡散速度を制御することができる。
　また、クリーニングガス(例えば、Ｆ２ガス)に添加する添加ガスとして、一酸化窒素(ＮＯ)ガスを供給しても良い。このような、添加ガスは、クリーニングガスによるエッチング速度を向上させるために用いられる。その他、酸素(Ｏ２)ガス、水素(Ｈ２)ガス等が添加ガスとして用いられる。
（メンテナンス用レシピ実行制御）次に、図６～図８により、本実施の形態におけるクリーニングレシピの設定から実行までを説明する。まず、図６(ａ)は、本実施形態における基板処理装置の保守情報表示画面の図示例である。図６(ａ)の保守情報表示画面には、項目番号、メンテナンス名称、メンテナンス項目、現在値、第一設定値、第二設定値、単位、メンテナンス処理がそれぞれ項目(アイテム)として表示されている。
項目番号は、ボタン(アイコン)となっていて、押下されると、後述する図６(ｂ)のメンテナンス設定画面へ移行するように構成されている。メンテナンス名称は適宜付けられるように構成されている。メンテナンス項目は、膜厚値の他、非稼動時間なども設定できるように構成されている。第一設定値はクリーニング周期を指定する閾値である。現在値がこの第一設定値に到達すると、所定のメンテナンス処理が行われるように構成されている。第二設定値はメンテナンス限界値である。現在値がこのメンテナンス限界値に到達したとき、メンテナンスでの復旧処理(基板処理を行える状態への回復)が不可能な状態にあると判定され、即座に装置停止されるよう構成されている。
メンテナンス処理は、現在値が第一設定値に到達したときのメンテナンス処理が設定される。そして、項目番号(ボタン)の所定の番号が選択され、押下されると、図６(ａ)の保守情報表示画面上に図６(ｂ)のメンテナンス項目設定画面がポップアップ表示されるよう構成される。尚、図６(ａ)の保守情報表示画面から図６(ｂ)のメンテナンス項目設定画面に切替表示するように構成しても良い。また、項目番号毎に図６(ｂ)のメンテナンス項目設定画面が表示されるように構成されている。
図６(ｂ)のメンテナンス項目設定画面は、図６(ａ)の保守情報表示画面上で項目番号(ボタン)の１８番(No.１８)が押下された場合の画面を示す。先ず、図６(ｂ)のメンテナンス項目設定画面は、図６(ａ)の項目番号に相当するテーブル番号に数字で１８と表示される。図６(ｂ)のメンテナンス項目設定画面では、メンテナンス項目情報、現在値情報、スケジューリング開始値情報、メンテナンスリミット値情報の４項目が画面上で設定可能なように表示され、図６(ｂ)のメンテナンス項目設定画面は、図６(ａ)で表示される項目のそれぞれに対応して表示されている。
具体的には、メンテナンス項目情報は、メンテナンス名称を任意に変更可能に構成されている。また、現在のメンテナンス項目としてレシピ膜厚値(ステップ指定)が設定されている。次に、現在値情報は、現在値(モニタ値)を変更可能に構成されている。
第一設定値としてのスケジューリング開始値情報では、第一設定値の変更、現在値(モニタ値)が第一設定値に到達したときのメンテナンス処理の変更、及び現在値(モニタ値)が第一設定値に到達したにアラームを発生するか否かの設定が可能に構成されている。尚、現在の第一設定値は、２００００ｎｍ(２０μｍ)であり、膜種や用途などによって適宜修正される。ここで、第一設定値を超えた場合、所定のメンテナンス用レシピが実行される。
第二設定値としてのメンテナンスリミット値情報では、第二設定値の変更のみが可能に構成されている。また、第二設定値に到達したときの処理(メンテナンス処理)が設定されている。この図６(ｂ)では、ジョブ実行禁止が設定されており、例えば、現在のレシピを終了したときに、次のレシピを実行することができないように構成されている。
ここで、現在の第二設定値は、２５０００ｎｍ(２５μｍ)であり、第一設定値と同様に膜種や用途などによって適宜修正される。尚、この第二設定値を超えた場合、メンテナンス用レシピを含む全てのレシピ実行が禁止され、ボート２６交換等の保守作業が行われ、処理炉２８内が大気開放される。
　図６(ｂ)に示すメンテナンス項目設定画面上の操作について説明する。例えば、メンテナンス項目情報のメンテナンス名称のセル(図にはＬＶ１-Ｃｈｅｃｋの表示)が選択されると、選択されたセルが有効となり、手入力で入力可能に構成される。若しくは、このメンテナンス名称セルが選択されると、所定の入力画面または所定の選択画面が表示されるように構成される。
そして、セルに直接所定のメンテナンス名称を手入力するか、所定の入力画面または所定の選択画面上でセルに表示されるメンテナンス名称が選択されることにより、メンテナンス名称の編集を行う。同様に、スケジューリング開始値情報のメンテナンス処理セル(図にはメンテナンスジョブ自動スタートの表示)及びアラーム発生有無セル(図にはアラーム無しの表示)の編集が行われる。
次に、現在値情報は、現在値変更(ボタン)が押下されると、所定の数値入力画面が表示され、その数値入力画面上で所定の数値を入力することにより、セルの編集が可能である。また、スケジューリング開始値情報の第一設定値としてのスケジューリング開始値セル(図には２００の表示)、または、メンテナンスリミット値情報の第二設定値としてのメンテナンスリミット値セル(図には２５０の表示)の編集についても、それぞれ同様に、各セルが選択されると、所定の数値入力画面が表示され、その数値入力画面上で所定の数値を入力することにより、セルの編集が可能である。
そして、メンテナンス項目情報、現在値情報、スケジューリング開始値情報、メンテナンスリミット値情報のそれぞれの情報について編集が終了すると、ＯＫボタンを押下して更新を確立すると共に、図６(ａ)の保守情報表示画面に戻る。また、キャンセルボタンが押下されると、図６(ｂ)に示すメンテナンス項目設定画面上での編集作業が破棄されて、図６(ａ)の保守情報表示画面に戻る。
図７は、プロセスレシピのステップを設定するステップ設定画面の図示例である。このステップ設定画面で指定されたステップのステップ時間を利用して現在値が計算されるように構成されている。図７では、ステップ２でのエッチングが計算されるように構成されている。
図８は、メンテナンス用レシピを設定するレシピ設定画面の図示例である。このレシピ設定画面では、少なくとも現在値が第一設定値としてのスケジューリング開始値に到達した際、実行されるメンテナンス用レシピであるクリーニングレシピが設定されるように構成されている。
そして、図６から図８までの設定画面における各設定が終了すると、所定の現在値(累積膜厚値)が所定の閾値(第一設定値)に到達したら自動的にクリーニングレシピが実行されるように構成される。更に、図９以降で説明する設定を行うことで、本発明におけるクリーニング終了判定が実現されるように構成されている。
（サブレシピ実行設定）　図９は、クリーニング処理を実行するサブレシピを設定するコマンド設定画面の図示例である。このコマンド設定画面は、クリーニング終了判定を検知するための検出信号に関する設定(図には終点検知アイテムの表示)と、クリーニング周期に利用しているメンテナンス項目の指定及び自動終点判定のための計算定数の設定(図にはコマンド仕様の表示)と、自動終点判定不可時のエラー処理の設定(図にはエラー処理の表示)と、がそれぞれ画面上で設定可能なように構成されている。
クリーニング終了判定用の検出信号を取得するための項目(アイテム)は、温度、ガス、圧力を含む制御パラメータ、及びＡＵＸ(Ａｕｘｉｌｉａｒｙ)等の予備パラメータを含むパラメータ種別(図には終点検知ポート種別の表示)及び検出信号を示す番号(図には終点検知ポートの表示)により設定される。この検出信号は、赤外センサ２５２ａを用いた所定ガスの濃度を検出する濃度検出器２５２からの検出信号が指定される。
次に、上述のコマンド仕様は、メンテナンス項目(図には膜厚メンテナンス項目No.(番号)の表示)と、最大サイクル数算出係数を含む。ここで、メンテナンス項目には、前述した図６(ａ)の保守情報表示画面の項目番号及びメンテナンス項目が設定されており、この項目番号及びメンテナンス項目に相当する累積膜厚値(図６(ａ)の保守情報表示画面の現在値)が計算定数として利用される。
この係数は、最小サイクル回数の算出に用いられる。また、他の計算定数として最大サイクル数算出係数が設定される。この係数は、最大サイクル回数の算出に用いられる。次に、終点判定不可時のエラー処理は、最大サイクル回数に到達した時(図には最大サイクル回数到達時の表示)の動作が設定される。図９には、次の基板処理が禁止(次ＪＯＢ停止)されるように指定されている。尚、最小サイクル回数及び最大サイクル回数については後述する。
図１０は、図９で設定したコマンドにより実行されるサブレシピのパラメータを設定するサブレシピ設定画面である。この設定画面では、少なくとも１回のクリーニング処理(サブレシピ)実行で除去できる推定膜厚量が設定されるように構成されている。
具体的には、マイナスの値を入力することで除去することが示される。ここで設定された膜厚値(マイナスの値)は、最小サイクル回数の算出に用いられる。尚、最小サイクル回数については後述する。また、図示しないが図１０において、所定のクリーニングガス流量、温度、圧力等の制御パラメータがプロセスレシピの各ステップでの設定と同様に設定される。本実施の形態においては、サブレシピは、少なくともガスクリーニング(エッチング処理)及びガス排気(排気工程)を実行するよう各ステップが設定可能に構成されている。
一例を示すと、ガスクリーニング処理条件は、クリーニングガスとしてフッ素(Ｆ２)ガス２ｓｌｍ、添加ガス８ｓｌｍ、希釈ガス(Ｎ２) ガス１ｓｌｍ、圧力６０００Ｐａ、温度３００℃であり、この後、スロー排気(Ｓ．Ｐ)が６６６(Ｐａ/Ｓ)で５０(秒)及びメイン排気(Ｍ．Ｐ)がバルブフルオープンの状態で１０(秒)行われる。尚、図１０に示されるように画面構成もプロセスレシピの各ステップの構成と同様である。
図１１は、クリーニング終了判定信号の指定を説明するための図である。クリーニングの終了判定はサブレシピの実行制御により実施されるので、このサブレシピを実行するために、レシピ上のコマンド指定欄で設定されるように構成される。尚、コマンド指定欄を選択されると、コマンド選択画面が表示される。表示形式は、切替表示でもポップアップ画面表示でも構わない。そして、コマンド選択画面にて、終了判定で使用するコマンドを選択(サブレシピボタンを押下)し、詳細ボタンを押下すると、選択したコマンドの詳細を設定するための設定画面が表示される。
この設定画面では、終点検知を行う項目(アイテム)と安定上限値、安定下限値、安定サイクル回数が表示される。ここで、安定上限値、安定下限値、安定サイクル回数がそれぞれ設定可能に構成されている。安定上限値及び安定下限値はそれぞれ所定の数値が設定され、安定下限値は、基本的には０が指定される。また、安定サイクル回数は、最大サイクル回数を算出するのに使用される数値である。
上述のように、図９から図１１までのそれぞれの設定画面での詳細設定が終了されると、クリーニングの終了判定を適切に行うことが可能な本実施の形態におけるクリーニング処理が実現可能となる。尚、クリーニングレシピもプロセスレシピと同様に、主コントローラ２０１からプロセス系コントローラ２１２や搬送系コントローラ２１１に動作指示が与えられ、実施される。
（サブレシピ実行制御）次に、図１２を用いて、図６から図１１までのそれぞれの画面で設定された内容に応じて実行される本実施の形態におけるクリーニングレシピを実行するためのフローチャートについて説明する。図１２（ａ）は、本実施の形態におけるクリーニングレシピの概要とそのフローを説明する図である。また、図１２（ｂ）は、クリーニングレシピが呼び出すサブレシピのフローチャートを示す図である。
尚、本実施の形態において、実質的にサブレシピがクリーニング処理を実行するように構成され、クリーニングが終了されるまでサブレシピを繰り返し実行することにより累積膜厚を除去する処理が繰り返し行われるようになっている。また、クリーニングレシピが、ボートロードステップ及びボートダウンステップを有するが、この形態に限定されず、少なくともクリーニング処理ステップがあればよい。更に、本実施の形態のように、後述するサブレシピを実行中に、濃度検出器２５２から送信される終点検知判定用の信号を取得できるので、ＮＤＩＲゼロ点調整ステップがあるのが好ましい。但し、ＮＤＩＲゼロ点調整ステップは、例えば、後述する所定回数としての最小ループ回数(最小サイクル回数)サブレシピを実行した後、濃度検出器２５２から送信される終点検知判定用の信号を取得すればよいため、省略しても構わない。
図１２（ａ）に示すように、クリーニングレシピは、ボートロードステップと、圧力調整ステップと、ＮＤＩＲゼロ点調整ステップと、クリーニングステップと、ボートダウンステップと、を少なくとも含む構成となっている。そしてクリーニングステップでは、サブレシピを複数回(Ｎ回)繰り返し実行させるように構成されている。また、サブレシピは、ガスクリーニング(エッチング処理)工程と、排気工程とを少なくとも含む構成であればよい。
図１２（ｂ）は、サブレシピの実行制御フローを示す。先ず、プロセス系コントローラ２１２は、クリーニングレシピを実行中に、コマンド設定されている所定のステップにて、最小ループ回数(最小サイクル回数)に到達するまで繰り返しサブレシピを呼び出し、実行させる。尚、濃度検出器２５２から送信される終点検知判定用の信号値の取得が、サブレシピ実行と共に開始される。
サブレシピの実行回数が、最小ループ回数(最小サイクル回数)に到達すると、濃度検出器２５２から送信される終点検知判定用の信号値が、サブレシピの終了後、予め設定された安定下限値と安定上限値の範囲内を確認する。尚、この終了検知判定用の信号値が、所定の閾値(安定上限値)以下に到達していない場合は、再度サブレシピが実行されて、この信号値の監視を継続する。但し、所定の閾値(安定上限値)以下に到達していない場合、エラーとしてサブレシピからクリーニングレシピに戻り、クリーニングレシピを終了させるようにしてもよい。
そして、この終了検知判定用の信号値が、所定の閾値(安定上限値)以下に到達しているのを確認後、サブレシピを実行している間(サブレシピの開始から終了までの間)、前記信号値の最大値及び最小値が前記安定下限値と前記安定上限値の範囲内であれば、連続安定サイクル数及び実行回数(総ループ回数)を算出する。
そして、連続安定数が安定サイクル数以下で、サブレシピの実行回数(総ループ回数)が最大ループ回数(最大サイクル回数)以下であれば、サブレシピを再実行する。一方、サブレシピの実行回数(総ループ回数)が最大ループ回数(最大サイクル回数)を超えていれば、終点検知不可のアラームを発生して、サブレシピを終了して、クリーニングレシピに戻る。
また、連続安定数が安定サイクル数以上で、サブレシピの実行回数(総ループ回数)が最大ループ回数(最大サイクル回数)以下であれば、サブレシピを終了してクリーニングレシピに戻る。一方、サブレシピの実行回数(総ループ回数)が最大ループ回数(最大サイクル回数)を超えていれば、終点検知不可のアラームを発生して、サブレシピを終了して、クリーニングレシピに戻る。
次に、クリーニングレシピに戻ると、プロセス系コントローラ２１２は、クリーニングレシピの次のステップに移行して実行する。そして、プロセス系コントローラ２１２は、ステップを実行し、クリーニングレシピを終了させる。
ここで、サブレシピにおける終点判定不可アラームが発生していた場合、クリーニングレシピは異常終了となり、次レシピの実行が不可となる。但し、図１２(ｂ)に示すように次レシピの実行に関して任意に指定させるように構成しても良い。
このように、本実施の形態では、クリーニングレシピを実行する際、サブレシピを実行制御することにより、装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムとしての機能を実現できる。また、このサブレシピを実行制御することにより、クリーニングガスを給排して、前記構成部品に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号(本実施の形態における終了検知判定用の信号)が、所定の閾値(本実施の形態における安定上限値)に到達後、所定の上下限値の範囲(本実施の形態における安定上限値と下限安定値の範囲)内に所定期間収まるように制御することができる。
図１３を用いて、本願発明におけるクリーニング終了判定について説明する。尚、図１３は、表示装置２１８の操作画面上に表示するように構成しても良い。
図１３は、クリーニング終了を検出するために予め設定された濃度検出器２５２が検出した検出信号の時系列グラフである。波形の上にある数値は、クリーニング処理実行回数を示し、実質的に、サブレシピの実行回数である。つまり、本実施形態においては、サブレシピが９回実行されたことを示している。波形の一つの山がサブレシピの開始から終了までを表している。
ここで、図１３では理解を高めるためにクリーニング処理実行回数を表示しているが、実際の表示装置２１０では、表示していなくても良い。尚、最大サイクル回数(１０回)前に終点検知が終了しているので、正常にクリーニング終了判定が行われたことを示している。
最小サイクル回数は、累積膜厚(図６(ａ)で示されるメンテナンス項目のうち、現在値で示される数値)からサブレシピを１回実行したときに除去できる膜厚(図１０のサブレシピ設定画面上で示される膜厚値に設定した数値)を割った数値である。最大サイクル回数は、最小サイクル回数に計算定数(図９で予め設定された最大サイクル数算出係数の値)をかけて、予め図１１で設定した安定サイクル回数の値を加えた数値である。これら、最小サイクル回数及び最大サイクル回数は、本サブレシピが実行開始時に自動的に計算されるように構成されている。
最小サイクル回数分、サブレシピが繰返し実行された後、濃度検出器２５２から送信される検出信号(終了検知判定用の信号)が所定の値(本実施の形態によれば安定上限値)以下に安定しているかの確認が行われる。つまり、本実施の形態によれば、検出信号の値が安定上限値と安定下限値の範囲内に収まったら、次の回数から終点判定される。図１３では、サブレシピが５回終了した時点から実行されているのが分かるので、最小サイクル回数が５であるのが分かる。
また、図１３より、６回目ではまだ安定上限値を超えているので、安定サイクル回数に加算されない。安定サイクル回数に加算される条件は、サブレシピを実行中の検出信号の最大値と最小値がそれぞれ安定上限値と安定下限値の範囲内に収まっていることである。
図１３では、７回目から９回目までサブレシピ実行中の検出信号の値が安定上限値と安定下限値の範囲内に収まっているので、安定サイクル回数は３ということが分かる。安定サイクル回数に到達する前に最大サイクル回数に到達した場合、終点検知が不可能と判定(異常判定)して、予め設定されたエラー処理が行われる。
このように、本実施の形態において、クリーニング用のメンテナンスレシピを実行するにあたり、最小のクリーニング処理実行回数は、対象メンテナンス項目の現在値(累積膜厚値)からクリーニングレシピ内累積値を割ることにより算出が可能である。更に、クリーニングの終了判定において、検出信号のチャタリング(振動)現象を考慮した最大クリーニング処理実行回数は、連続して安定上下限値内に収まると安定状態(クリーニング前の状態)と判断する終了判断実行回数に最小クリーニング実行回数に所定の定数を掛け算した値を加えることにより、算出することができる。
従って、最低限のクリーニング処理実行回数を確実に実行し、無限に終了条件を待つこと無く、有限処理実行回数で終了できる機能を実現することができる。また、クリーニング終了判定が正常判定か異常判定かにより、次に実行する基板処理の停止を指定することができるので、クリーニングが異常終了したまま、次の基板処理を実行することがなく、成膜変動の影響を抑制することができる。
尚、本実施形態によれば、終了検知判定用の信号が安定状態になっているかどうか判定は、所定回数、サブレシピを実行した後でもよい。この場合、サブレシピの実行回数が所定回数到達後、終了検知判定用の信号が、所定の上下限値の範囲(本実施の形態における安定上限値と下限安定値の範囲)内に所定期間収まるように制御される。この場合、所定期間は、サブレシピの１回当たりの実行時間に回数を掛け合わせた時間である。
＜本実施形態における効果＞　本実施形態によれば、次の(１)乃至(５)のうち一つ以上の効果を奏する。
　(１)従来のクリーニングレシピの場合、計算された時間を実行するのみなので、本当にクリーニングできているのかどうかの判定ができない。よって、長い時間を指定すれば、生産性が悪化し、短い時間を指定すれば、クリーニング自体が正常に実行されたか不明で、次の生産に悪影響を与える可能性があったが、本実施の形態におけるクリーニング処理の終了を自動判定できる仕組みによれば、次生産の成膜が安定する。
(２)従来のクリーニングでは、クリーニング完了を意味する所定の信号で終了判定した場合、この所定の信号のふらつきに対して対処できず、条件成立したら終了判定と判断されるため、クリーニング不十分の状態で次の生産を実行してしまうことがあったが、本実施の形態におけるクリーニング処理の終了を自動判定できる仕組みによれば、クリーニング判定条件に冗長性のある設定を設けることができるので、クリーニング処理時間の最適化が可能となり、結果として、生産性の向上が図れる。
(３)従来は、クリーニング周期の変更するたびにクリーニング用メンテナンスレシピの再調整が必要となり、クリーニングレシピも連動して修正する必要がある。このため、修正ミスや修正忘れがあると正しくクリーニングされないという問題があったが、本実施の形態におけるクリーニング処理の終了を自動判定できる仕組みによれば、クリーニング周期の変更に対して影響範囲を極力小さくすることができ、クリーニング周期変更時の修正項目の削減による修正ミスでのロットアウトを回避することができる。
(４)クリーニング処理に限らず、サイクルパージ処理、後述する失活処理などの他の処理での終了条件に応用できる。
(５)本実施の形態における濃度検出器２５２から取得される信号値を利用したクリーニングの終点判定方法は、後述する失活処理に採用された場合に有効である。ここで、処理炉２８から排気系からポンプ内に付着したＳｉ系化合物は、大気に暴露されると爆発の懸念があるため、クリーニングガス等を流し組成を変えてから、メンテナンス等を行っているが、その組成を変えることを失活という。よって、定期的な失活運用のために、場合に応じたクリーニングガスの流し方、運用をできる仕様が必要である。このような場合であっても、Ｓｉ系化合物の組成を変更させるためにクリーニングガスを流す際に、本実施の形態における所定のガス濃度の挙動により適切な終了時期を判定する技術は有用である。
＜本発明の変形例＞　　例えば、上述した基板処理装置１がバッチ式の縦型装置の場合、少なくとも１本のノズル(成膜用ガスを供給するノズル)を炉内に設けられている場合がある。このような形態におけるクリーニングレシピは、炉内の累積膜厚とノズル内の累積膜厚では、除去する条件が異なるため、炉内をクリーニングステップとノズル内をクリーニングするステップとがある。この場合、炉内クリーニングステップとノズル内クリーニングステップの両方に、本実施の形態におけるサブレシピによるクリーニング処理を実行するように構成できる。
また、ノズル内クリーニングは所定の時間クリーニングガスを供給する程度で除去することができるので、ノズル内クリーニングは従来通りのクリーニング方法を実行し、炉内クリーニングステップに本実施の形態におけるサブレシピによるクリーニング処理を実行するように構成できる。
＜実施例１＞　次に、本発明の具体的な一実施形態について図１４を用いて説明する。
　図１４ に示すように、基板処理装置１ は、長手方向が垂直方向に向けられた略円筒状の反応管３０２を備えている。反応管３０２は、耐熱及び耐腐食性に優れた材料、例えば、石英により形成されている。
反応管３０２の上端には、上端側に向かって縮径するように略円錐状に形成された頂部が設けられている。排気系は、排気配管と後述するバイパス管３２０とで構成されている。排気配管には、メインバルブとしての圧力バルブ２４２、バルブ３０９、ポンプ３１０などの圧力調整機構が配設された排気配管が接続されており、この圧力調整機構により反応管３０２内が所望の圧力（真空度）に制御される。
　反応管３０２の下方には、マニホールド３０３が配置されている。また、図示しないボートエレベータによりシールキャップ３４が上昇されて、反応管３０２の下方側（炉口部分）に配置されたマニホールド３０９がシールキャップ３４により閉鎖されている。
　ボート２６は、シールキャップ３４上に載置されている。ボート２６は、例えば、石英により形成されている。図示しない回転機構によりボート２６が回転する。反応管３０２の周囲には、反応管３０２を取り囲むように、例えば、抵抗発熱体からなるヒータが設けられている。このヒータにより反応管３０２の内部が所定の温度に加熱される。
　反応管３０２の下端近傍の側面には、反応管３０２内に成膜ガスを導入する図示しない処理ガス導入管が挿通されている。処理ガス導入管は、図示しないマスフローコントローラ(ＭＦＣ)を介して、図示しない処理ガス供給源に接続されている。成膜用ガスとしては、例えば、ウェーハ１８上に窒化珪素膜を形成する場合には、ジクロロシラン(ＳｉＨ２Ｃｌ２)とアンモニア(ＮＨ３)との混合ガスがある。クリーニング用ガスは、基板処理装置１の内部に付着した付着物を除去可能なものであればよく、例えば、本実施の形態では、フッ素(Ｆ２)と窒素(Ｎ２)との混合ガスを供給する。
尚、図１４では処理ガス導入管を図示していないが、反応管３０２内に導入するガスの種類に応じ、複数本の処理ガス導入管が挿通されている。具体的には、反応管３０２内に成膜用ガスを導入する成膜用ガス導入管と、反応管３０２内にクリーニング用ガスを導入するクリーニング用ガス導入管とが、反応管３０２の下端のマニホールド３０３に挿通されている。また、反応管３０２の下端のマニホールド３０３には、パージガス供給管が挿通されている。パージガス供給管には、図示しないＭＦＣを介して図示しないパージガス供給源に接続されており、所望量のパージガスが反応管３０２内に供給される。尚、成膜用ガスとクリーニング用ガスを導入する供給管を共用しても良い。
　マニホールド３０３と排気配管が気密に接続されている。排気配管には、その上流側から、メインバルブとしての圧力バルブ２４２と、バルブ３０９と、ポンプ３１０と、が介設されている。
　メインバルブ２４２の開度を調整して、反応管３０２内及び排気配管内の圧力を所定の圧力に制御される。ポンプ３１０は、排気配管を介して反応管３０２内のガスを排気するとともに、メインバルブ２４２との協働により反応管３０２内、排気管３０５及び排気配管内の圧力を調整する。
　また、排気配管には、バイパス管３２０が設けられている。バイパス管３２０は、メインバルブ２４２を跨ぐように、一端がメインバルブ２４２の上流側の排気配管に接続され、他端がメインバルブ２４２の下流側の排気配管に接続されている。このバイパス管３２０の径は、その排気流量(排気流量面積)が排気配管よりも小さくなるように設定されている。バイパス管３２０には、その上流側から、バルブ３０５と、圧力センサ３０６と、赤外センサを含む濃度検出器２５２と、ニードルバルブ３０７と、バルブ３０８と、が介設されている。
　バルブ３０５を開放することにより、排気配管を流れるガスの一部がバイパス管３２０に流れる。ニードルバルブ３０７は、ニードルバルブ３０７の両端の圧力差が予め定められた値となるように、その開度が予め調整されている。
　次に、基板処理装置１の洗浄方法について説明する。本実施の形態では、ウェーハ１８上に窒化珪素膜を形成することにより基板処理装置１の内部に付着した窒化珪素を除去する場合を例に、基板処理装置１の洗浄方法について説明する。なお、本実施の形態では、基板処理装置１の内部に窒化珪素が付着する成膜処理についても説明する。また、以下の説明において、基板処理装置１を構成する各部の動作は、装置コントローラ２４０により制御されている。
　処理室２９を構成する反応管３０２内が所定の圧力及び温度で安定すると、パージガス供給管からの窒素の供給を停止する。そして、図示しない処理ガス導入管１７から処理ガスとしてのジクロロシラン(ＳｉＨ２Ｃｌ２)またはヘキサクロロジシラン(Ｓｉ２Ｃｌ６)等のシリコン(Ｓｉ)含有ガスを所定量、例えば、０．１ リットル／ ｍｉｎ、そして、シリコン(Ｓｉ)含有ガスと反応させて窒素化合物を基板に堆積させるための反応ガスとして、例えば、アンモニア(ＮＨ３)等の窒素含有ガスを所定量、例えば、１リットル／ｍｉｎを反応管３０２内に導入する。
　反応管３０２ 内に導入されたジクロロシラン及びアンモニアは、反応管３０２内の熱により熱分解反応が起こり、ウェーハ１８の表面に窒化珪素膜(Ｓｉ３Ｎ４)が堆積される。尚、これら成膜用ガスは、サイクリックに供給して成膜しても良い。これにより、ウェーハ１８の表面に窒化珪素膜(Ｓｉ３Ｎ４膜)が形成される(成膜工程)。
　ウェーハ１８の表面に所定厚の窒化珪素膜が形成されると、図示しない処理ガス導入管からのジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）及びアンモニア(ＮＨ３)の供給を停止する。そして、パージガス供給管から反応管３０２内に窒素を所定量供給するとともに、メインバルブ２４２の開度を制御しつつ、ポンプ３１０を駆動させて反応管３０２内のガスを排出する（パージ工程）。なお、反応管３０２内のガスを確実に排出するために、窒素の供給及び反応管３０２内のガスの排出を複数回繰り返すサイクルパージを行うことが好ましい。
　そして、図示しないヒータにより、反応管３０２内を、所定の温度、例えば、３００℃にするとともに、パージガス供給管から反応管３０２内に窒素を所定量供給して、反応管３０２内の圧力を常圧に戻す。最後に、図示しないボートエレベータによりシールキャップ３４を下降させることにより、アンロードする（アンロード工程）。
　尚、基板に堆積させるための膜は、本実施例においては、窒化珪素膜としたが、ケイ素膜であっても良いのはいうまでも無い。
　以上のような成膜処理を複数回行うと、成膜処理によって生成される窒化珪素が、ウェーハ１８の表面だけでなく、装置内部、例えば、反応管３０２の内壁、ボート２６、マニホールド３０３、排気配管等にも堆積(付着)する。このため、成膜処理を所定回数行った後、本発明の基板処理装置１のクリーニング方法(エッチング処理)を実行する。エッチング条件としては、　温度：４００℃未満、好ましくは２００℃～３５０℃、　圧力：１３３０Ｐａ（１０Ｔｏｒｒ）～１０１３００Ｐａ（大気圧）、好ましくは１３３００Ｐａ（１００Ｔｏｒｒ）以上５３３２０Ｐａ（４００Ｔｏｒｒ）、　Ｆ２ガス供給流量：０．５～５ｓｌｍ、　ＮＯガス供給流量：０．５～５ｓｌｍ、　Ｎ２ガス供給流量：１～２０ｓｌｍ、　ＮＯガス／Ｆ２ガス流量比：０．５～２、が例示され、それぞれのエッチング条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することで、薄膜を含む堆積物のエッチングがなされる。本実施の形態の基板処理装置１の洗浄方法において、処理条件の一例として、ガスクリーニング工程(薄膜のエッチング工程)での反応管３０２内の温度を３００℃、Ｆ２ガスの流量を２．０ｓｌｍ、ＮＯガスの流量を１．０ｓｌｍ、反応管３０２内の圧力を６０００Ｐａとしている。クリーニング用ガスとしてのフッ素(Ｆ２)ガスと添加ガスとして一酸化窒素(ＮＯ)ガスを混合させて、反応管３０２内に導入して、反応管３０２等に付着した窒化珪素(Ｓｉ３Ｎ４)の除去(クリーニング)を行う。また、このクリーニングにおいては、反応管３０２内から排出されたガスに含まれる四フッ化珪素(ＳｉＦ４)の濃度を濃度検出器２５２により測定し、このＳｉＦ４の濃度に基づいてクリーニングの終点(エンドポイント)を決定する。
　まず、ヒータにより反応管３０２内を所定のロード温度、例えば、３００℃に維持する。また、パージガス供給管から反応管３０２内に窒素を所定量供給した後、ウェーハ１８が収容されていないボート２６をシールキャップ３４上に載置し、図示しないボートエレベータによりシールキャップ３４を上昇させ、ボート２６を反応管３０２内にロードする(ロード工程)。
　反応管３０２内が所定の圧力及び温度で安定すると、パージガス供給管からの窒素の供給を停止する。そして、図示しない処理ガス導入管からクリーニング用ガスを反応管３０２内に導入する。本実施の形態では、フッ素(Ｆ２)を所定量、例えば、２リットル／ｍｉｎと、一酸化窒素(ＮＯ)を所定量、例えば、１リットル／ｍｉｎと、希釈ガスとしての窒素を所定量、８リットル／ｍｉｎと、からなるクリーニング用ガスを反応管３０２内に導入する。
　導入されたクリーニング用ガスは反応管３０２内で加熱され、クリーニング用ガス中のフッ素が活性化、すなわち、反応性を有するフリーな原子を多数有した状態になる。この活性化されたフッ素が反応管３０２の内壁等に付着した窒化珪素(Ｓｉ３Ｎ４)に接触することにより、反応管３０２等に付着した窒化珪素(Ｓｉ３Ｎ４)がクリーニング用ガス(Ｆ２)と反応する。
　この反応による生成物(ＳｉＦ４)が反応管３０２内から排気配管等を介して装置外部に排出される。この結果、基板処理装置１の内部に付着した窒化珪素が除去される（クリーニング工程）。
　ここで、濃度検出器２５２は、反応管３０２から排出されるガスの少なくとも一部を採取する採取部としてのバイパス管３２０と、前記採取部で採取したガスの少なくとも一部に含まれる所定のガスを抽出する抽出部を有するように構成してもよい。クリーニング工程においては、反応管３０２内から排出されたガスに含まれる所定のガス、本実施の形態では四フッ化珪素(ＳｉＦ４)の濃度を濃度検出器２５２により測定し、この測定結果を利用して、反応管３０２内から排出されたガス中に四フッ化珪素が含まれなくなると判断されると、反応管３０２等に付着した窒化珪素が除去されたものとして、クリーニング工程の終点(エンドポイント)を決定する。尚、終点判定の詳細については既に述べた通りであるため省略する。
　このように、クリーニング工程では、クリーニング用ガスを反応管３０２内に導入し、反応管３０２等に付着した窒化珪素のクリーニングを開始するとともに、バルブ３０５を開放して反応管３０２内から排出されたガスの一部を排気配管からバイパス管３２０(濃度検出器２５２）に導入する。これにより、反応管３０２内から排出されたガス(特に、ＳｉＦ４ガス)が赤外センサのセル内に供給され、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)の濃度が濃度検出器２５２により測定される。そして、濃度検出器２５２から検出される検出信号により、クリーニング工程の終点(エンドポイント)を決定することにより、基板処理装置１を適切なクリーニングをすることができる。また、適切なクリーニング時間で装置内部の部材に付着した付着物を除去することができる。また、反応管３０２等の装置内部の部材が受けるダメージを低減することができ、パーティクルの発生を抑制することができる。また、クリーニングガスの使用量を抑えることができる。
　クリーニング工程においては、赤外センサ用ヒータにより赤外センサのセル窓を少なくとも１５０℃に加熱することが好ましい。セル窓を少なくとも１５０℃に加熱することにより、反応管３０２内から排出された副生成物のパウダーがセル窓に付着することを防止できる。この結果、副生成物のパウダーの付着によるセル窓の透過率の低下を防止することができ、濃度検出器２５２の性能の低下を防止することができる。
　基板処理装置１の内部に付着した窒化珪素が除去されると、処理ガス導入管からのクリーニング用ガスの導入を停止する。そして、パージガス供給管から反応管３０２内に窒素を所定量供給するとともに、メインバルブ２４２の開度を制御しつつ、ポンプ３２２を駆動させて反応管３０２内のガスを排出する(パージ工程)。
　そして、パージガス供給管から反応管３０２内に窒素を所定量供給するとともに、メインバルブ２４２の開度を制御しつつ、ポンプ３２２を駆動させて、反応管３０２内の圧力を常圧に戻す。最後に、図示しないボートエレベータによりシールキャップ３４を下降させることにより、アンロードする(アンロード工程)。
　以上説明したように、本発明の一実施形態によれば、濃度検出器２５２により検出した検出信号を利用して、クリーニング工程の終点(エンドポイント)を決定しているので、基板処理装置１ を適切にクリーニングすることができる。また、適切な洗浄時間でクリーニングすることができるので、反応管３０２等の装置内部の部材(構成部品)が受けるダメージを低減することができ、パーティクルの発生を抑制することができる。更に、クリーニングガスの使用量を抑えることができる。
　本発明の一実施形態によれば、反応管３０２内から排出されたガスに含まれる四フッ化珪素により吸収される赤外線の波長帯域の赤外光のみを濃度検出器２５２に入射するので、濃度検出器２５２は、四フッ化珪素の濃度のみを測定すればよく、その構成を簡単にすることができる。
　また、上記実施形態では、排気配管にバイパス管３２０を設け、このバイパス管３２０に赤外センサを有する濃度検出器２５２が介設されている場合を例に本発明を説明したが、反応管３０２内から排出された排ガスに含まれる所定のガスの濃度を測定できればよく、例えば、バイパス管３２０を設けずに、排気配管に赤外センサを有する濃度検出器２５２を介設してもよい。また、ガスの濃度を測定する測定部は赤外センサの他、各種のセンサであってもよい。
＜実施例２＞　次に、本発明の具体的な他の実施形態について図１５を用いて説明する。
　反応管３０２から排気系及びポンプ３１０内に付着したＳｉ系化合物は、大気に急激に暴露されると爆発の懸念があるため、所定のクリーニングガス等を流し組成を変えてから、メンテナンス等を行う必要がある。図１５において、クリーニングガスとしてＦ２ガスを供給することにより、上記Ｓｉ系化合物と反応させて、ＳｉＦ４を発生させている。
尚、処理炉２８内のＳｉ系化合物がクリーニングガスにより全てＳｉＦ４へ組成変更された後(要するに、クリーニング終了)でも、排気系には、Ｓｉ系化合物が付着している可能性がある。もし、排気系へ直接クリーニングガスを流すことができなければ、処理炉２８を介してクリーニングガスを供給するしかないため、処理炉２８内の石英部材がオーバエッチングとなり、パーティクルの原因となる。一方、クリーニングガスによる組成変更処理(失活処理)が不十分であれば、Ｓｉ系化合物の爆発の恐れがある。よって、メンテナンス時に排気系の配管を大気に晒す場合があるので非常に危険である。
　よって、本実施の形態において、図１５に示すように、メンテナンス用レシピが実行されると、ガス供給管から反応炉(Ｒｅａｃｔｏｒ)２８を介さずに圧力バルブ(ＭａｉｎＶａｌｖｅ)２４２の排気側に直接クリーニングガスを供給するようになっている。
　図１５では、メインポンプ(Ｍａｉｎ　Ｐｕｍｐ)３１０の排気側の排気配管に濃度検出器２５２が配置されている。濃度検出器２５２は、濃度を測定するためのセンサユニット２５２ａと、この赤外センサが測定した結果から濃度を算出して出力する制御ユニット２５２ｂとを構成する。ここで、濃度検出器２５２は、非分散型赤外線分析計（ＮＤＩＲ(Ｎｏｎ-Ｄｉｓｐｅｎｓｉｖｅ　ＩｎｆｒａＲｅｄ)）であり、排ガス(排気側の排気配管中に流れるガス)中から所定のガスの濃度を検出する濃度検出器である。本実施の形態における濃度検出器２５２は、四フッ化珪素（ＳｉＦ４）の濃度を測定する。そして、濃度出力として４-20ｍＡがＩ/Ｏ通信部２５５へ出力される。
　このように、図１５では、濃度検出器により、失活処理により発生された四フッ化珪素(ＳｉＦ４)を検出することにより、Ｓｉ系化合物の組成変更処理が終了したかどうかの判定に利用することができる。
　本実施の形態では、クリーニング工程において、処理炉２８内から排出されたガスに含まれる所定のガスだけでなく、処理炉２８から排気系及びポンプ３１０内に付着したＳｉ系化合物とクリーニングガス(Ｆ２)との反応により生成された四フッ化珪素(ＳｉＦ４)の濃度を濃度検出器２５２により測定し、この測定結果を利用して、排気系のガス中に四フッ化珪素が含まれなくなると判断されると、Ｓｉ系化合物の失活処理が終了したものとして、クリーニング工程の終了を決定することができる。
　上記実施例１及び実施例２では、希釈ガスとしての窒素ガスを含む場合を例に本発明を説明したが、希釈ガスを含まなくてもよい。希釈ガスとしては、不活性ガスであることが好ましく、窒素ガスの他に、例えば、ヘリウムガス(Ｈｅ)、ネオンガス(Ｎｅ)、アルゴンガス(Ａｒ)が適用できる。
　上記実施例１及び実施例２では、クリーニング工程において、排ガスに含まれる四フッ化珪素の濃度を連続的に測定した場合を例に本発明を説明したが、例えば、数分毎のように、断続的に測定してもよい。この場合、クリーニングが進むにつれて測定間隔が短くなるようにすることが好ましい。また、排気配管に濃度検出器２５２を複数設けてもよい。このように構成すれば、膜種が、二酸化ケイ素の場合であっても、１個の赤外センサで、四フッ化珪素（ＳｉＦ４）の濃度を測定し、他の１個でＨＦの濃度を測定することで、クリーニング工程の終了判定を適切に検出できる。
　上記実施例１及び実施例２では、装置内部の部材が少なくとも一つは石英により形成されている場合を例に本発明を説明したが、例えば、炭化珪素(ＳｉＣ)により形成されていてもよい。
＜本発明の他の実施形態＞前記装置内部に付着した付着物としては、窒化珪素、二酸化珪素、窒化チタン、タングステン、ポリシリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、または、窒化ハフニウムシリケートがある。この場合、前記所定のガスとしては、例えば、四フッ化珪素、四塩化珪素、三フッ化窒素、四塩化チタン、四フッ化チタン、四フッ化タングステン、六フッ化タングステン、四フッ化アルミニウム、四塩化ハフニウム、または、四フッ化ハフニウムがある。及びこれらの副生成物等となる。
　例えば、熱処理装置１の内部に付着した付着物が二酸化珪素（ＳｉＯ２）の場合には、クリーニングガスとして、フッ化水素を含むガス、フッ素とフッ化水素とを含むガス、フッ化水素とアンモニアを含むガスなどを用いることができる。この場合、測定するガスは、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)とすることが好ましい。
　また、クリーニングガスとして、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）を用いる場合、測定するガスは、被処理体に形成する膜の種類に応じて、次のようなガスとすることが好ましい。被処理体に窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）膜や酸化珪素（ＳｉＯ）膜を形成する場合、測定するガスは、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)、四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、または、三フッ化窒素（ＮＦ３）とすることが好ましい。被処理体に窒化チタン（ＴｉＮ）膜を形成する場合、測定するガスは、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、四フッ化チタン（ＴｉＦ４）、または、三フッ化窒素（ＮＦ３）とすることが好ましい。被処理体にタングステン（Ｗ）膜を形成する場合、測定するガスは、四フッ化タングステン（ＷＦ４）とすることが好ましい。被処理体にタングステンシリコン酸化(ＷＳｉＯ２)膜を形成する場合、測定するガスは、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)、または、六フッ化タングステン（ＷＦ６）とすることが好ましい。
　ＴＥＯＳ（Ｓｉ（Ｃ２Ｈ５Ｏ）４）を用いて、ウェーハ１８の表面に二酸化珪素（ＳｉＯ２）を形成する場合、熱処理装置１の内部には、二酸化珪素や、炭素，水素， 酸素等からなる副生成物が付着する。クリーニングガスとして、例えば、フッ化水素（ＨＦ）とアンモニア（ＮＨ３）とを含むガスを用い、測定するガスとして、例えば、エタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）とすることにより、赤外センサを有する濃度検出器３２７，４２７による検出信号を用いたクリーニングの終点(エンドポイント)を判定することができる。
　また、基板処理装置１の内部に付着した付着物が酸化アルミニウム(ＡｌＯ)、酸化ハフニウム(ＨｆＯ)、ハフニウムシリケート、または、窒化ハフニウムシリケートの場合、測定するガスとしては、例えば、四フッ化アルミニウム（ＡｌＦ４）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、または、四フッ化ハフニウム（ＨｆＦ４）がある。
　また、例えば上述したように、本発明に係る処理炉２８の構成では、ウェーハ１８を多数処理するバッチ式装置として構成されているが、これに限らず、ウェーハ１８を１枚毎に処理する枚様式装置に本発明を適用してもよい。
　例えば、上述した実施形態では、処理対象となる基板が半導体ウェーハ基板である場合を例にあげたが、本発明はこれに限定されることなく、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）装置等のガラス基板を処理する基板処理装置にも好適に適用できる。
　また例えば、上述した実施形態では、本発明がこれに限定されることはない。すなわち、その他成膜処理としては、酸化膜、窒化膜を形成する処理、金属を含む膜を形成する処理であってもよい。また、基板処理の具体的内容は不問であり、さらに、本発明は、他の基板処理装置、例えば酸化処理装置、窒化処理装置、露光装置、塗布装置、プラズマを利用したＣＶＤ装置等の他の基板処理装置にも好適に適用できる。
　次に、本発明の好ましい態様を付記する。
　［付記１］本発明の一態様によれば、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有するクリーニング方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御されるクリーニング方法が提供される。
　［付記２］好ましくは、前記クリーニングガスは、フッ素(Ｆ２)ガス、フッ化水素(ＨＦ)ガス、三フッ化塩素(ＣｌＦ３)ガス、三フッ化窒素(ＮＦ３)ガス等のフッ素(Ｆ)や塩素(Ｃｌ)等のハロゲンを含むハロゲン含有ガスを用いても良く、またこれらを組み合わせである付記１のクリーニング方法が提供される。
　［付記３］好ましくは、前記構成部品に付着した付着物は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ-Ｓｉ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、ハフニウムシリケート、または、窒化ハフニウムシリケートから少なくとも一つが選択される付記１のクリーニング方法が提供される。
　［付記４］好ましくは、前記所定のガスとしては、例えば、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)、四塩化珪素(ＳｉＣｌ４)、三フッ化窒素(ＮＦ３)、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、四フッ化チタン（ＴｉＦ４）、四フッ化タングステン（ＷＦ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、四フッ化アルミニウム（ＡｌＦ４）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四フッ化ハフニウム（ＨｆＦ４）、及びこれらの副生成物等から少なくとも一つが選択される付記１のクリーニング方法が提供される。
　［付記５］本発明の他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御される半導体装置の製造方法が提供される。
　［付記６］更に好ましくは、前記クリーニングガスは、フッ素(Ｆ２)ガス、フッ化水素(ＨＦ)ガス、三フッ化塩素(ＣｌＦ３)ガス、三フッ化窒素(ＮＦ３)ガス等のフッ素(Ｆ)や塩素(Ｃｌ)等のハロゲンを含むハロゲン含有ガス、または、これらの組み合わせである付記５の半導体装置の製造方法が提供される。
　［付記７］更に、好ましくは、前記構成部品に付着した付着物は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ-Ｓｉ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、ハフニウムシリケート、または、窒化ハフニウムシリケートから少なくとも一つが選択される付記５の半導体装置の製造方法が提供される。
　［付記８］更に、好ましくは、前記所定のガスとしては、例えば、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)、四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、三フッ化窒素(ＮＦ３)、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、四フッ化チタン（ＴｉＦ４）、四フッ化タングステン（ＷＦ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、四フッ化アルミニウム（ＡｌＦ４）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四フッ化ハフニウム（ＨｆＦ４）、及びこれらの副生成物等から少なくとも一つが選択される付記５の半導体装置の製造方法が提供される。
　［付記９］本発明の更に他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、装置を構成する構成部品に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、　前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御する基板処理装置が提供される。
　［付記１０］好ましくは、更に、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、前記排出部は、前記基板を処理する処理室に接続された排出路と、当該排出路に介設されたポンプとを備え、前記測定部は、前記ポンプより上流側の前記排出路に介設されている付記９の基板処理装置が提供される。
　［付記１１］好ましくは、更に、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、前記排出部は、前記基板を処理する処理室に接続された排出路と、当該排出路に介設されたポンプとを備え、前記測定部は、前記ポンプより下流側の前記排出路に介設されている付記９の基板処理装置が提供される。
　［付記１２］好ましくは、前記所定のガスとしては、例えば、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)、四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、三フッ化窒素(ＮＦ３)、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、四フッ化チタン（ＴｉＦ４）、四フッ化タングステン（ＷＦ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、四フッ化アルミニウム（ＡｌＦ４）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四フッ化ハフニウム（ＨｆＦ４）、及びこれらの副生成物等から少なくとも一つが選択される付記９乃至付記１１にいずれか一つに記載の基板処理装置が提供される。
［付記１３］　好ましくは、前記測定部は、前記処理室から排出されるガスの少なくとも一部を採取する採取部と、前記採取部で採取したガスの少なくとも一部に含まれる前記所定のガスを抽出する抽出部を有する付記１０または付記１１に記載の基板処理装置が提供される。
［付記１４］　好ましくは、前記測定部は、前記排出路に複数設けられる付記１０または付記１１に記載の基板処理装置が提供される。
［付記１５］　好ましくは、更に、装置を構成する構成部品に付着された付着物を除去するためのレシピ(クリーニングレシピ)を少なくとも記憶する記憶部と、前記記憶部に格納された前記レシピを実行する実行部と、を有し、前記クリーニングレシピにおいて、クリーニング処理を実行するクリーニングステップでは、ガスクリーニング工程を有するサブレシピが、所定のガスの濃度を示す信号が所定の上限値以下に到達するまで、少なくとも繰り返し実行される付記９の基板処理装置が提供される。
［付記１６］好ましくは、前記サブレシピの実行回数は、第１所定回数(最小サイクル回数)と第２所定回数(最大サイクル回数)の間の回数である付記１５の基板処理装置が提供される。
［付記１７］好ましくは、前記第１所定回数は、現在の累積膜厚値から前記サブレシピを１回実行したときに除去できる膜厚値を割った数値である付記１５の基板処理装置が提供される。
［付記１８］好ましくは、前記サブレシピの実行後、前記実行回数が前記第２所定回数(最大サイクル回数)を超えた場合、終点検知不可のアラームを通知する付記１６の基板処理装置が提供される。
　［付記１９］好ましくは、前記構成部品は、処理炉２８(若しくは処理室２９)を構成する部品である付記９または付記１５に記載の基板処理装置が提供される。
　［付記２０］好ましくは、前記構成部品は、反応管３０２である付記１９の基板処理装置が提供される。
　［付記２１］本発明の更に他の態様によれば、装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記構成部品に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。
　［付記２２］本発明の更に他の態様によれば、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニングの終了判定方法であって、前記構成部品に付着した付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する終了判定方法が提供される。
　［付記２３］好ましくは、前記クリーニングガスは、フッ素(Ｆ２)ガス、フッ化水素(ＨＦ)ガス、三フッ化塩素(ＣｌＦ３)ガス、三フッ化窒素(ＮＦ３)ガス等のフッ素(Ｆ)や塩素(Ｃｌ)等のハロゲンを含むハロゲン含有ガスを用いても良く、またこれらを組み合わせである付記２２のクリーニングの終了判定方法が提供される。
　［付記２４］好ましくは、前記構成部品に付着した付着物は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ-Ｓｉ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、ハフニウムシリケート、または、窒化ハフニウムシリケートから少なくとも一つが選択される付記２２のクリーニングの終了判定方法が提供される。
　［付記２５］好ましくは、前記所定のガスとしては、例えば、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)、四塩化珪素(ＳｉＣｌ４)、三フッ化窒素(ＮＦ３)、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、四フッ化チタン（ＴｉＦ４）、四フッ化タングステン（ＷＦ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、四フッ化アルミニウム（ＡｌＦ４）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四フッ化ハフニウム（ＨｆＦ４）、及びこれらの副生成物等から少なくとも一つが選択される付記２２のクリーニングの終了判定方法が提供される。
　［付記２６］本発明の更に他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する半導体装置の製造方法が提供される。
　［付記２７］好ましくは、前記クリーニングガスは、フッ素(Ｆ２)ガス、フッ化水素(ＨＦ)ガス、三フッ化塩素(ＣｌＦ３)ガス、三フッ化窒素(ＮＦ３)ガス等のフッ素(Ｆ)や塩素(Ｃｌ)等のハロゲンを含むハロゲン含有ガスを用いても良く、またこれらを組み合わせである付記２６の半導体装置の製造方法が提供される。
　［付記２８］好ましくは、前記構成部品に付着した付着物は、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化チタン（ＴｉＮ）、タングステン（Ｗ）、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ-Ｓｉ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ）、ハフニウムシリケート、または、窒化ハフニウムシリケートから少なくとも一つが選択される付記２６の半導体装置の製造方法が提供される。
　［付記２９］好ましくは、前記所定のガスとしては、例えば、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)、四塩化珪素(ＳｉＣｌ４)、三フッ化窒素(ＮＦ３)、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、四フッ化チタン（ＴｉＦ４）、四フッ化タングステン（ＷＦ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、四フッ化アルミニウム（ＡｌＦ４）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四フッ化ハフニウム（ＨｆＦ４）、及びこれらの副生成物等から少なくとも一つが選択される付記２６の半導体装置の製造方法が提供される。
［付記３０］処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、装置を構成する構成部品に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、前記排出部は、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号を前記測定部により取得し、該取得した信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する基板処理装置が提供される。
　［付記３１］好ましくは、前記排出部は、前記基板を処理する処理室に接続された排出路と、当該排出路に介設されたポンプとを備え、前記測定部は、前記ポンプより上流側の前記排出路に介設されている付記３０の基板処理装置が提供される。
　［付記３２］好ましくは、前記排出部は、前記基板を処理する処理室に接続された排出路と、当該排出路に介設されたポンプとを備え、前記測定部は、前記ポンプより下流側の前記排出路に介設されている付記３０の基板処理装置が提供される。
　［付記３３］好ましくは、前記所定のガスとしては、例えば、四フッ化珪素(ＳｉＦ４)、四塩化珪素（ＳｉＣｌ４）、三フッ化窒素(ＮＦ３)、四塩化チタン（ＴｉＣｌ４）、四フッ化チタン（ＴｉＦ４）、四フッ化タングステン（ＷＦ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、四フッ化アルミニウム（ＡｌＦ４）、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ４）、四フッ化ハフニウム（ＨｆＦ４）、及びこれらの副生成物等から少なくとも一つが選択される付記３０乃至付記３２にいずれか一つに記載の基板処理装置が提供される。
［付記３４］　好ましくは、前記測定部は、前記処理室から排出されるガスの少なくとも一部を採取する採取部と、前記採取部で採取したガスの少なくとも一部に含まれる前記所定のガスを抽出する抽出部を有する付記３１または付記３２に記載の基板処理装置が提供される。
［付記３５］　好ましくは、前記測定部は、前記排出路に複数設けられる付記３１または付記３２に記載の基板処理装置が提供される。
［付記３６］　好ましくは、更に、装置を構成する構成部品に付着された付着物を除去するためのレシピ(クリーニングレシピ)を少なくとも記憶する記憶部と、前記記憶部に格納された前記レシピを実行する実行部と、を有し、前記クリーニングレシピにおいて、クリーニング処理を実行するクリーニングステップでは、ガスクリーニング工程を少なくとも有するサブレシピが、少なくとも所定回数実行される付記３０の基板処理装置が提供される。
［付記３７］好ましくは、前記サブレシピは、更に排気工程を有し、前記サブレシピが実行されることにより、クリーニング工程と排気工程を時系列に繰り返すサイクリッククリーニングを実現する付記３６の基板処理装置が提供される。
［付記３８］好ましくは、前記所定回数は、現在の累積膜厚値から前記サブレシピを１回実行したときに除去できる膜厚値を割った数値(回数)である付記３０の基板処理装置が提供される。
［付記３９］好ましくは、前記所定回数は、第１所定回数(最小サイクル回数)であって、前記サブレシピは、前記第１所定回数(最小サイクル回数)と第２所定回数(最大サイクル回数)の間の回数実行される付記３８の基板処理装置が提供される。
［付記４０］好ましくは、前記所定回数後、前記サブレシピを実行中に取得した信号の最大値及び最小値が、前記所定の上下限値の範囲内に収まるかを確認する付記３８の基板処理装置が提供される。
　［付記４１］好ましくは、前記所定回数後、前記サブレシピを実行中に取得した信号の最大値及び最小値を監視し、前記所定の上下限値の範囲内に収まった回数が、前記第１所定回数(最小サイクル回数)と前記第２所定回数(最大サイクル回数)の間に連続して第３所定回数(安定サイクル回数)に達したら、クリーニング終了判定を正常判定とする付記３８の基板処理装置が提供される。
［付記４２］好ましくは、前記サブレシピの実行回数が前記第２所定回数(最大サイクル回数)を超えた場合、クリーニング終了判定が異常判定として終点検知不可のアラームを通知する付記３９または付記４１の基板処理装置が提供される。
［付記４３］好ましくは、前記クリーニング終了判定後、前記クリーニングレシピの次のステップを実行し、前記クリーニングレシピを終了させる付記４１または付記４２に記載の基板処理装置が提供される。
［付記４４］好ましくは、前記構成部品は、前記処理室を構成する部品である付記３０または付記３６に記載の基板処理装置が提供される。
［付記４５］好ましくは、前記構成部品は、反応管３０２である付記１９の基板処理装置が提供される。
　［付記４６］　本発明の更に他の態様によれば、装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記構成部品に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する手順と、前記濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。
［付記４７］クリーニングガスを給排して、基板を処理する処理室内をクリーニングするクリーニングの終了判定方法であって、前記処理室の内壁に付着した付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する終了判定方法が提供される。
［付記４８］本発明の更に他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、基板を処理する処理室の内壁に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する半導体装置の製造方法が提供される。
［付記４９］処理ガスを供給して基板を処理する処理室を少なくとも備えた基板処理装置であって、前記処理室内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記処理室内から排出される前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、前記処理室の内壁に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、前記排出部は、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号を前記測定部により取得し、該取得した信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する基板処理装置が提供される。
［付記５０］基板を処理する処理室内をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記処理室の内壁に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する手順と、前記濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。
［付記５１］クリーニングガスを給排して、反応管をクリーニングするクリーニングの終了判定方法であって、前記反応管に付着した付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する終了判定方法が提供される。
［付記５２］本発明の更に他の態様によれば、反応管内に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、前記反応管に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する半導体装置の製造方法が提供される。
［付記５３］反応管内に処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、前記反応管内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記反応管内から排出された前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、前記反応管に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、前記排出部は、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号を前記測定部により取得し、該取得した信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する基板処理装置が提供される。
［付記５４］反応管をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記反応管に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する手順と、前記濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。
［付記５５］クリーニングガスを給排して、所定の温度に加熱された反応炉内をクリーニングするクリーニングの終了判定方法であって、前記反応管に付着した付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する終了判定方法が提供される。
［付記５６］本発明の更に他の態様によれば、所定の温度に加熱された反応炉に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、前記反応炉を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する半導体装置の製造方法が提供される。
［付記５７］反応炉内に処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、前記反応炉内を所定の温度に加熱する加熱部と、前記反応炉内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記反応炉内から排出された前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、反応炉を構成する構成部品に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、前記排出部は、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号を前記測定部により取得し、該取得した信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する基板処理装置が提供される。
［付記５８］所定の温度に加熱された反応炉内をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記反応炉を構成する構成部品に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する手順と、前記濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。
［付記５９］クリーニングガスを排気配管に供給して、失活処理するクリーニングの終了判定方法であって、前記排気配管に付着した付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する終了判定方法が提供される。
［付記６０］本発明の更に他の態様によれば、処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを排気配管に供給して、失活処理するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記排気配管に付着した付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する半導体装置の製造方法が提供される。
［付記６１］反応管内に処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、前記反応管内又は排気配管にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記排気配管を設けた排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、前記排気配管に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、前記排出部は、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号を前記測定部により取得し、該取得した信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する基板処理装置が提供される。
［付記５４］排気配管内を失活処理するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを前記排気配管に供給して、前記排気配管に付着した付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する手順と、前記濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。
　［付記５５］本発明の更に他の態様によれば、反応管に付着した付着物を除去するクリーニングの終了判定方法であって、前記反応管内にクリーニングガスを供給して、前記反応管をクリーニングする際、前記反応管から排出されるガスに含まれる所定のガスの濃度を示す信号を測定し、前記濃度を示す信号が、所定の閾値に到達後、所定の上下限値の範囲内に収束しているか否かを判定するクリーニングの終了判定方法が提供される。
　［付記５６］本発明の他の態様によれば、反応管内に処理ガスを供給して基板に膜を形成する工程と、前記反応管に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記反応管内にクリーニングガスを供給して、前記反応管をクリーニングするクリーニング工程では、前記反応管から排出されたガスに含まれる所定のガスの濃度を示す信号が、所定の閾値に到達後、所定の上下限値の範囲内に収束しているか否かを判定する半導体装置の製造方法が提供される。
　［付記５７］本発明の更に他の態様によれば、反応管内に処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、前記反応管内にクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記反応管内から排出された前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、前記反応管に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、前記排出部は、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号を前記測定部により取得し、該取得した信号が、所定の閾値に到達後、所定の上下限値の範囲内に収束しているか否かを判定する基板処理装置が提供される。
　［付記５８］本発明の更に他の態様によれば、反応管に付着した付着物を除去するクリーニングの終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、前記反応管内にクリーニングガスを供給して、反応管をクリーニングする手順と、前記反応管内から排出されたガスに含まれる所定のガスの濃度を測定する手順と、前記濃度を示す信号が、所定の閾値に到達後、所定の上下限値の範囲内に収束しているか否かを判定する手順と、を有する終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体が提供される。
尚、この出願は、２０１３年２月５日に出願された日本出願特願２０１３－０２０６７０を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
本発明は、メンテナンス(保守)に関する技術を提供する基板処理装置に好適に適用される。
  　　　１　　　　　　　基板処理装置  　　　１８　　　　　　ウェーハ 

Claims (8)

  1. クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有するクリーニング方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御されるクリーニング方法。
  2. 処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御される半導体装置の製造方法。
  3. 処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、装置を構成する構成部品に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、　前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御する基板処理装置。
  4. 装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記構成部品に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるように制御する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
  5. クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニングの終了判定方法であって、前記構成部品に付着した付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する終了判定方法。
  6. 処理ガスを供給して基板を処理する工程と、クリーニングガスを給排して、装置を構成する構成部品に付着した付着物を除去するクリーニング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記クリーニング工程では、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する半導体装置の製造方法。
  7. 処理ガスを供給して基板を処理する基板処理装置であって、クリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、前記処理ガス又は前記クリーニングガスを排出する排出部と、前記クリーニングガス供給部及び前記排出部を制御して、装置を構成する構成部品に付着された付着物を除去するように、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスを排出するクリーニング制御部と、を備え、前記排出部は、前記所定のガスの濃度を測定する測定部を有し、　前記クリーニング制御部は、前記所定のガスの濃度を示す信号を前記測定部により取得し、該取得した信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する基板処理装置。 
  8. 装置を構成する構成部品をクリーニングするクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体であって、クリーニングガスを給排して、前記構成部品に付着した付着物を除去する手順と、前記付着物と前記クリーニングガスとの反応により生成される所定のガスの濃度を測定する手順と、前記濃度を示す信号が、所定の上限値以下に到達後、所定の上下限値の範囲内に所定期間収まるか否かを判定する手順と、を有するクリーニング終了判定プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。 
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