特許 6961834 基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6961834

(24)【登録日】2021年10月15日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20211025BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20211025BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20211025BHJP

   C23C 16/52 20060101ALI20211025BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/31 B

   H01L21/316 X

   H01L21/318 B

   C23C16/52

   C23C16/455

【請求項の数】13

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2020-547536(P2020-547536)

(86)(22)【出願日】2018年9月20日

(86)【国際出願番号】JP2018034764

(87)【国際公開番号】WO2020059070

(87)【国際公開日】20200326

【審査請求日】2020年12月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】318009126

【氏名又は名称】株式会社ＫＯＫＵＳＡＩ ＥＬＥＣＴＲＩＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100091362

【弁理士】

【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

(72)【発明者】

【氏名】山本 一良

(72)【発明者】

【氏名】林原 秀元

(72)【発明者】

【氏名】屋敷 佳代子

(72)【発明者】

【氏名】福田 満

(72)【発明者】

【氏名】南 嘉一郎

(72)【発明者】

【氏名】吉野 昭仁

(72)【発明者】

【氏名】浅井 一秀

【審査官】 長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３５７３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１６６９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２９５９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２０７７６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１８８４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４８１８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０６３４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１９４９５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３１６

Ｈ０１Ｌ ２１／３１８

Ｃ２３Ｃ １６／５２

Ｃ２３Ｃ １６／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスを供給する手順と前記ガスをパージする手順とを少なくとも含むプロセスレシピを実行して基板を処理する主制御部と、
前記主制御部から送信される装置データを収集する制御部と、
を備える基板処理装置であって、
前記制御部は、
前記プロセスレシピの実行中に、前記装置データのうち、前記ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、前記配管温度または前記配管圧力のいずれかの値が変化したときに、
前記配管圧力に対する飽和温度を算出し、前記飽和温度と前記配管温度との差分を外れ値として計算し、
前記ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値を抽出し、
所定の期間内における、前記蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値の個数である外れ個数と、前記外れ値の最大値である最大外れ値と、を前記主制御部に出力後、
前記外れ個数および前記最大外れ値のうち少なくとも一つを所定の閾値と比較して、前記閾値を超えた場合にアラームを発生させて所定のエラー処理を行うように構成されている、
基板処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記監視対象の部位の前後に設けられるバルブが開状態であれば、前記外れ値の計算を行うように構成されている、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記飽和温度の算出を、以下の式により行うように構成されている、
請求項１に記載の基板処理装置。

【数3】

ここで、Ｔ_THは前記飽和温度、Ａ，Ｂはアントワン定数、Ｃはアントワン定数と温度の調整値の和、Ｄは圧力の調整値、Ｐは前記配管圧力である。

【請求項4】

前記制御部は、前記最大外れ値と、前記外れ個数とを、ソフトセンサ値として前記主制御部に出力するよう構成されている、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記主制御部は、前記最大外れ値および前記外れ個数を含む前記ソフトセンサ値を前記制御部から取得して、前記外れ個数の累積値を管理し、前記累積値が一定量を超えた場合に前記配管温度および前記配管圧力の前記制御部への出力を行うように構成されている、
請求項４に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記主制御部は、予め記憶保持されているアクション定義テーブルに従い、前記外れ個数の累積値が一定量を超えた場合に、メンテナンスレシピを実行するように構成されている、
請求項５に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記監視対象の部位毎に、前記外れ個数を前記主制御部に通知するように構成されており、
前記主制御部は、予め記憶保持されているアクション定義テーブルにおける前記外れ個数の累積値に、通知された前記外れ個数を加算するように構成されている、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記主制御部は、前記アクション定義テーブルに予め登録された閾値と前記外れ個数の累積値を比較し、前記閾値よりも前記累積値が上回ったときに、現在実行中のレシピの終了後に前記アクション定義テーブルに登録されたメンテナンスレシピを実行するよう構成されている、
請求項７に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記主制御部は、前記メンテナンスレシピの実行後、前記累積値を初期化するように構成されている、
請求項８に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記配管温度と前記飽和温度の差がマイナスになる条件を抽出するように構成されている
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記制御部は、前記ガスの原料に応じて、定数Ａ，Ｂ，Ｃを設定するように構成されている、
請求項３に記載の基板処理装置。

【請求項12】

ガスを供給する手順と前記ガスをパージする手順とを少なくとも含むプロセスレシピを実行して基板を処理する基板処理工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記基板処理工程では、
前記プロセスレシピを実行中に、前記ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、前記配管温度または前記配管圧力のいずれかの値が変化したときに、前記配管圧力に対する飽和温度を算出する工程と、
前記飽和温度と前記配管温度との差分を外れ値として計算する工程と、
前記ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値を抽出する工程と、
所定の期間内における、前記蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値の個数である外れ個数と、前記外れ値の最大値である最大外れ値と、を出力する工程と、
前記外れ個数および前記最大外れ値のうち少なくとも一つを所定の閾値と比較して、前記閾値を超えた場合にアラームを発生させて所定のエラー処理を行う工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項13】

ガスを供給する手順と前記ガスをパージする手順とを少なくとも含むプロセスレシピを実行して基板を処理する手順と、
前記ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、前記配管温度または前記配管圧力のいずれかの値が変化したときに、前記配管圧力に対する飽和温度を算出する手順と、
前記飽和温度と前記配管温度との差分を外れ値として計算する手順と、
前記ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値を抽出する手順と、
所定の期間内における、前記蒸気圧曲線の液化領域に該当する前記外れ値の個数である外れ個数と、前記外れ値の最大値である最大外れ値と、を出力する手順と、
前記外れ個数および前記最大外れ値のうち少なくとも一つを所定の閾値と比較して、前記閾値を超えた場合にアラームを発生させて所定のエラー処理を行う手順と、
をコンピュータを介して基板処理装置に実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理装置、半導体装置の製造方法およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程で用いられる基板処理装置として、液体原料を気化させた原料ガスを用いて、半導体ウエハ等の基板に成膜処理等の所定処理を行うものがある。例えば、特許文献１には、気化器（タンク）と処理室（もしくは処理炉）の間に配管ヒータを設け、原料を気化する装置が記載されている。また、例えば、特許文献２には、気化器（タンク）と処理室（もしくは処理炉）の間にミストフィルタを設け、原料を気化する装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７−０７６７８１号公報

【特許文献2】特開２０１３−２３２６２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のように気化させたガスを用いる場合、そのガスの流路となる配管部分において、例えば、配管内が加圧状態になると、該ガスの原料に応じた蒸気圧曲線の液化状態側に遷移してしまい、気化させたガスが再液化してしまう可能性がある。このように、気化させたガスが再び液化してしまうと、パーティクル発生による成膜異常や装置停止等のトラブルを招くおそれがある。

【0005】

本開示は、配管内におけるガスの液化を迅速かつ的確に察知して、ガスの液化に起因するトラブル発生を未然に回避し得るようにする技術の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、
ガスを供給する手順とガスをパージする手順とを少なくとも含むプロセスレシピを実行して基板を処理する主制御部と、主制御部から送信される装置データを収集する制御部と、を備える構成であって、制御部は、プロセスレシピの実行中に、該装置データのうち、ガスの流路となる配管における監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を収集しつつ、配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときに、配管圧力に対する飽和温度を算出し、飽和温度と配管温度との差分を外れ値として計算し、ガスの原料に応じて決められている蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値を抽出し、所定の期間内における、蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値の個数である外れ個数と、外れ値の最大値である最大外れ値と、を主制御部に出力するように構成されている、
技術が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る技術によれば、配管内におけるガスの液化を迅速かつ的確に察知して、ガスの液化に起因するトラブル発生を未然に回避することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に好適に用いられる基板処理装置を示す斜視図である。

【図2】一実施形態に好適に用いられる基板処理装置を示す側断面図である。

【図3】一実施形態に好適に用いられる制御システムの機能構成を示す図である。

【図4】一実施形態に好適に用いられる主コントローラの機能構成を示す図である。

【図5】一実施形態に好適に用いられる装置管理コントローラの機能構成を示す図である。

【図6】一実施形態に好適に用いられる装置状態監視部の機能構成を示す図である。

【図7】一実施形態に好適に用いられる基板処理部（監視対象となる部位を含む）の機能構成を示す図である。

【図8】一実施形態に好適に用いられるソフトセンサ値算出処理の手順を示すフローチャートである。

【図9】一実施形態に好適に用いられる蒸気圧曲線の一具体例を示す説明図である。

【図10】一実施形態に好適に用いられるアントワン定数管理テーブルおよび監視対象の部位毎の条件設定テーブルを示す説明図である。

【図11】一実施形態に好適に用いられるアクション定義テーブルを示す説明図（その１）である。

【図12】一実施形態に好適に用いられるアクション定義テーブルを示す説明図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜一実施形態＞
以下、本開示の一実施形態について図１から図１２を参照しながら説明する。

【0010】

（１）基板処理装置の構成
まず、一実施形態に係る基板処理装置の構成例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。なお、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0011】

（基板処理装置の概要）
図１および図２に示すように、本開示が適用される基板処理装置（以後、単に装置ともいう）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４が開設され、該開口部４は正面メンテナンス扉５によって開閉される。

【0012】

筐体２の正面壁３にはポッド搬入搬出口６が筐体２の内外を連通する様に開設されており、ポッド搬入搬出口６はフロントシャッタ７によって開閉され、ポッド搬入搬出口６の正面前方側にはロードポート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ロードポート８上に搬入され、また、該ロードポート８上から搬出される様になっている。

【0013】

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。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。回転式ポッド棚１１の下方には、ポッドオープナ１４が設けられ、該ポッドオープナ１４はポッド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。

【0014】

ロードポート８と回転式ポッド棚１１、ポッドオープナ１４との間には、ポッド搬送機構１５が設置されており、該ポッド搬送機構１５は、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、ロードポート８、回転式ポッド棚１１、ポッドオープナ１４との間でポッド９を搬送する様に構成されている。

【0015】

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にはウエハ（以後、基板ともいう）１８をサブ筐体１６内に対して搬入搬出する為のウエハ搬入搬出口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、上下段のウエハ搬入搬出口１９に対してポッドオープナ１４がそれぞれ設けられている。

【0016】

ポッドオープナ１４はポッド９を載置する載置台２１と、ポッド９の蓋を開閉する開閉機構２２とを備えている。ポッドオープナ１４は載置台２１に載置されたポッド９の蓋を開閉機構２２によって開閉することにより、ポッド９のウエハ出入口を開閉する様に構成されている。

【0017】

サブ筐体１６はポッド搬送機構１５や回転式ポッド棚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の前側領域にはウエハ移載機構２４が設置されており、該基板移載機構２４は、基板１８を載置する所要枚数（図示では５枚）のウエハ載置プレート２５を具備し、該ウエハ載置プレート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。基板移載機構２４はボート２６に対して基板１８を装填および払出しする様に構成されている。

【0018】

移載室２３の後側領域には、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（反応室）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３１により開閉される様になっている。

【0019】

筐体２の右側端部とサブ筐体１６の待機部２７の右側端部との間にはボート２６を昇降させる為の昇降機構としてのボートエレベータ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、該蓋体３４はボート２６を垂直に支持し、該ボート２６を処理室２９に装入した状態で炉口部を気密に閉塞可能となっている。

【0020】

ボート２６は、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）の基板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。

【0021】

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および防塵フィルタで構成されている。

【0022】

次に、基板処理装置１の作動について説明する。
ポッド９がロードポート８に供給されると、ポッド搬入搬出口６がフロントシャッタ７によって開放される。ロードポート８上のポッド９はポッド搬送装置１５によって筐体２の内部へポッド搬入搬出口６を通して搬入され、回転式ポッド棚１１の指定された棚板１３へ載置される。ポッド９は回転式ポッド棚１１で一時的に保管された後、ポッド搬送装置１５により棚板１３からいずれか一方のポッドオープナ１４に搬送されて載置台２１に移載されるか、若しくはロードポート８から直接載置台２１に移載される。

【0023】

この際、ウエハ搬入搬出口１９は開閉機構２２によって閉じられ、移載室２３はクリーンエア３６が流通され、充満している。移載室２３にはクリーンエア３６として窒素ガスが充満されるため、移載室２３の酸素濃度は、筐体２の内部の酸素濃度よりも低い。

【0024】

載置台２１に載置されたポッド９はその開口側端面がサブ筐体１６の正面壁１７に於けるウエハ搬入搬出口１９の開口縁辺部に押付けられると共に、蓋が開閉機構２２によって取外され、ウエハ出入口が開放される。

【0025】

ポッド９がポッドオープナ１４によって開放されると、基板１８はポッド９から基板移載機構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基板１８を整合した後、基板移載機構２４は基板１８を移載室２３の後方にある待機部２７へ搬入し、ボート２６に装填（チャージング）する。

【0026】

ボート２６に基板１８を受渡した基板移載機構２４はポッド９に戻り、次の基板１８をボート２６に装填する。一方（上端又は下段）のポッドオープナ１４に於ける基板移載機構２４により基板１８のボート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には回転式ポッド棚１１から別のポッド９がポッド搬送装置１５によって搬送されて移載され、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。

【0027】

予め指定された枚数の基板１８がボート２６に装填されると炉口シャッタ３１によって閉じられていた処理炉２８の炉口部が炉口シャッタ３１によって開放される。続いて、ボート２６はボートエレベータ３２によって上昇され、処理室２９に搬入（ローディング）される。

【0028】

ローディング後は、シールキャップ３４によって炉口部が気密に閉塞される。なお、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）、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。

【0029】

処理室２９が所望の圧力（真空度）となる様に、真空ポンプなどのガス排気機構（図示せず）によって真空排気される。また、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。また、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、処理ガスが処理室２９を流通する過程で、基板１８の表面と接触し、基板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、ガス排気機構により処理室２９から排気される。

【0030】

予め設定された処理時間が経過すると、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、処理室２９が不活性ガスに置換されると共に、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、ボートエレベータ３２によりシールキャップ３４を介してボート２６が降下される。

【0031】

処理後の基板１８の搬出については、上記説明と逆の手順で、基板１８およびポッド９は筐体２の外部へ払出される。未処理の基板１８が、更に前記ボート２６に装填され、基板１８の処理が繰返される。

【0032】

（制御システムの機能構成）
図３に示すように、制御システム２００は、主制御部としての主コントローラ２０１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、データ監視を行う制御部としての装置管理コントローラ２１５と、を備えている。装置管理コントローラ２１５は、装置データＤＤの監視により、装置１の状態を監視する機能を有している。本実施形態では、制御システム２００は、装置１内に収容されている。

【0033】

ここで、装置データＤＤとは、装置１が基板１８を処理するときの処理温度、処理圧力、処理ガスの流量など基板処理に関するデータ（以後、制御パラメータともいう）や、製造した製品基板の品質（例えば、成膜した膜厚、および該膜厚の累積値など）に関するデータや、装置１の構成部品（石英反応管、ヒータ、バルブ、マスフローコントローラ（以後、ＭＦＣと略す）等）に関する部品データ（例えば、設定値、実測値）など、基板処理装置１が基板１８を処理する際に各構成部品を動作させることにより発生するデータである。

【0034】

なお、レシピ実行中に収集されるデータは、プロセスデータと称することがある。例えば、レシピ開始から終了までの特定間隔（例えば、１秒など）データとしての生波形データやレシピ内の各ステップの統計量データ等のプロセスデータも装置データＤＤに含む。統計量データには、最大値、最小値、平均値等が含まれる。また、レシピが実行されていない時（例えば、装置に基板が投入されていないアイドル時）の色々な装置イベントを示すイベントデータ（例えば、メンテナンス履歴を示すデータ）も装置データＤＤに含まれる。

【0035】

主コントローラ２０１は、搬送系コントローラ２１１および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、各装置データＤＤの送受信や各ファイルのダウンロードおよびアップロード等が可能な構成となっている。

【0036】

主コントローラ２０１には、外部記憶装置としての記録媒体（例えばＵＳＢキー等）が挿脱されるポートが設けられている。主コントローラ２０１には、このポートに対応するＯＳがインストールされている。また、主コントローラ２０１には、外部の上位コンピュータ３００や管理装置３１０が、通信ネットワークＬＡＮ２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３００や管理装置３１０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。

【0037】

装置管理コントローラ２１５は、主コントローラ２０１とＬＡＮ回線で接続され、少なくとも主コントローラ２０１から装置データＤＤを収集するように構成されている。なお、装置管理コントローラ２１５については、後で詳しく説明する。

【0038】

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１５、基板移載機構２４、ボート２６および回転機構（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１５、基板移載機構２４、ボート２６および回転機構（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。特に、搬送系コントローラ２１１は、ボートエレベータ３２、ポッド搬送装置１５、基板移載機構２４の搬送動作をそれぞれ制御するように構成されている。

【0039】

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、ガス流量コントローラ２１２ｃ、シーケンサ２１２ｄを備えている。これら温度コントローラ２１２ａ、圧力コントローラ２１２ｂ、ガス流量コントローラ２１２ｃ、シーケンサ２１２ｄ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、各装置データＤＤの送受信や各ファイルのダウンロードおよびアップロード等が可能となっている。なお、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。

【0040】

温度コントローラ２１２ａには、主にヒータおよび温度センサ等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（オンオフ）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、主に圧力センサ、圧力バルブとしてのＡＰＣバルブおよ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バルブの開度およ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、流量制御器としてＭＦＣにより構成される。
シーケンサ２１２ｄは、処理ガス供給管や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。

【0041】

このような構成のプロセス系コントローラ２１２は、処理室２９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、ＭＦＣ２１２ｃ、バルブ２１２Ｄを制御するように構成されている。

【0042】

なお、本実施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、装置管理コントローラ２１５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（ＵＳＢキーなど）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。

【0043】

（主コントローラの構成）
次に、主制御部としての主コントローラ２０１の構成を、図４を参照しながら説明する。
主コントローラ２０１は、主コント制御部２２０、主コント記憶部としてのハードディスク２２２、各種情報を表示する表示部と、操作者からの各種指示を受け付ける入力部と、を含む操作表示部２２７、装置１内外と通信する主コント通信部としての送受信モジュール２２８とを含むように構成される。主コント制御部２２０は、処理部としてのＣＰＵ（中央処理装置）２２４や、一時記憶部としてのメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ等）２２６を含み、時計機能（図示せず）を備えたコンピュータとして構成されている。

【0044】

ハードディスク２２２には、基板の処理条件およ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、レシピを実行するためのパラメータが定義されたパラメータファイル、また、エラー処理プログラムファイルおよびエラー処理のパラメータファイルの他、プロセスパラメータを入力する入力画面を含む各種画面ファイル、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。

【0045】

また、操作表示部２２７の操作画面には、図３に示す、基板搬送系２１１Ａや基板処理系（加熱機構２１２Ａ、ガス排気機構２１２Ｂおよびガス供給系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を設けることも可能である。

【0046】

操作表示部２２７には、装置１を操作するための操作画面が表示されるように構成されている。操作表示部２２７は、操作画面を介して基板処理装置１内で生成される装置データＤＤに基づいた情報を操作画面に表示する。操作表示部２２７の操作画面は、例えば液晶を用いたタッチパネルである。操作表示部２２７は、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、操作表示部２２７は、メモリ（ＲＡＭ）２２６等に展開されたレシピ、若しくはハードディスク２２２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（以後、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、主コント制御部２２０に送信する。

【0047】

主コント通信部２２８には、スイッチングハブ等が接続されており、主コントローラ２０１が、ネットワークを介して、外部のコンピュータ３００や装置１内の他のコントローラ（２１１、２１２、２１５）等と、データの送信および受信を行うように構成されている。

【0048】

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上位コンピュータ３００、例えば、ホストコンピュータに対して装置１の状態など装置データＤＤを送信する。なお、装置１の基板処理動作は、主コント記憶部２２２に記憶されている各レシピファイル、各パラメータファイル等に基づいて、制御システム２００により制御される。

【0049】

なお、装置管理コントローラ２１５のハードウエア構成は、上述の主コントローラ２０１と同様な構成である。また、装置管理コントローラ２１５は、主コントローラ２０１と同様に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。

【0050】

（装置管理コントローラの構成）
次に、制御部としての装置管理コントローラ２１５の構成を、図５および図６を参照しながら説明する。

【0051】

装置管理コントローラ２１５は、主コントローラ２０１とＬＡＮ回線で接続され、主コントローラ２０１から装置データＤＤを収集し、蓄積した装置データＤＤを加工しグラフ化して、操作表示部２２７に表示することが可能である。また、装置管理コントローラ２１５は、装置状態監視機能を有し、装置１内外から収集した装置データＤＤを利用して、装置１の稼働状態を診断し、その診断結果を出力するように構成されている。

【0052】

図５に示すように、装置管理コントローラ２１５は、主コントローラ２０１との間で装置データＤＤの送受信を行う通信部２１５ａ、画面表示部２１５ｂ、画面表示制御部２１５ｃ、各種データを記憶する記憶部２１５ｄ、および、装置状態監視部２１５ｅを備えている。

【0053】

画面表示部２１５ｂは、装置管理コントローラ２１５の機能を表示するように構成されている。また、画面表示部２１５ｂの代わりに、主コントローラ２０１の操作表示部２２７を用いて表示するよう構成してもよく、あるいは、操作端末等で代替してもよい。

【0054】

画面表示制御部２１５ｃは、各種データ（例えば装置データＤＤ）を画面表示用のデータに加工して、画面表示部２１５ｂまたは操作表示部２２７に表示させるよう制御する。なお、本実施形態では、画面表示部２１５ｂではなく、操作表示部２２７に表示させるよう構成されている。

【0055】

記憶部２１５ｄは、プロセスレシピが実行されている間、主コントローラ２０１からあらゆる装置データＤＤが蓄積され、かつ、プロセスレシピが実行されていない間もイベントデータ等の装置データＤＤが蓄積され、装置１のデータベースとして機能する。また、装置管理コントローラ２１５で実行される各種プログラムが記憶部２１５ｄに格納されており、例えば、装置管理コントローラ２１５の起動とともに装置状態監視プログラムやデータ解析プログラム等が実行される。なお、該プログラムに利用される監視コンテンツないし診断条件定義データも、記憶部２１５ｄに格納してもよい。

【0056】

装置状態監視部２１５ｅは、装置状態監視プログラムをメモリ（例えば記憶部２１５ｄ）内に有し、装置状態監視機能を実行する。図６に示すように、装置状態監視部２１５ｅは、条件判定部３１１、蓄積部３１３、検索部３１４および診断部３１５を備えている。

【0057】

条件判定部３１１は、診断部３１５が処理を行うべきタイミングとなったか否かを判定する制御を行う。具体的には、条件判定部３１１は、所定の条件を満足したときに、診断部３１５が処理を行うべきタイミングになったと判定する。所定の条件については、詳細を後述する。

【0058】

蓄積部３１３は、通信部２１５ａを介して供給されるあらゆる装置データＤＤを、記憶部２１５ｄへ蓄積する制御を行う。記憶部２１５ｄに蓄積させる装置データＤＤには、少なくとも、詳細を後述する監視対象の部位についての配管温度および配管圧力のデータが含まれている。また、蓄積部３１３は、診断部３１５が生成する各種データ（例えば詳細を後述する外れ値等）を、記憶部２１５ｄへ蓄積する制御を行う。

【0059】

検索部３１４は、記憶部２１５ｄに格納された種々の装置データＤＤの内、診断部３１５での処理対象となる装置データＤＤ（特に、配管温度および配管圧力のデータ）を検索し、診断部３１５へ供給する制御を行う。また、検索部３１４は、必要に応じて診断部３１５が生成した各種データ（例えば詳細を後述する外れ値等）を検索し、診断部３１５へ供給する制御を行う。

【0060】

診断部３１５は、条件判定部３１１から処理を行うべき旨が通知されると、診断を開始する。そして、診断部３１５は、診断の結果である診断データを、通信部２１５ａを介して主コントローラ２０１へ通知する。

【0061】

具体的には、主コントローラ２０１へ通知する診断データを生成するために、診断部３１５は、検索部３１４から処理対象の装置データＤＤとして配管温度および配管圧力のデータを受け取り、その配管圧力に基づき飽和温度を算出して、受け取った配管温度と算出した飽和温度との差分を外れ値として計算するように構成されている。そして、診断部３１５は、計算した外れ値を記憶部２１５ｄに蓄積させつつ、所定の期間内における外れ値の最大値を最大外れ値として取得するとともに、その所定の期間内で蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値の個数を外れ個数として取得するように構成されている。これら最大外れ値および外れ個数は、ソフトセンサ値として出力されて主コントローラ２０１に通知される。

【0062】

また、診断部３１５は、最大外れ値および外れ個数を取得し、これらのうち少なくとも一つを所定の閾値と比較して、閾値を超えた場合にアラームを発生させて主コントローラ２０１に通知するように構成してもよい。

【0063】

ここで、縦軸を温度、横軸を圧力で示される蒸気圧曲線は、気化されたガスの原料により予め決められている曲線である。この曲線の左側が液化領域であり、曲線の右側が気化領域である。本明細書では、この蒸気圧曲線上にある温度や圧力は、それぞれ飽和温度、飽和圧力と称し、本実施形態における飽和温度は、圧力（本実施形態では配管圧力）により決定される温度と定義する。

【0064】

（２）基板処理方法の手順
次に、所定の処理工程を有する基板処理方法について説明する。ここで、所定の処理工程は、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（ここでは成膜工程）である。

【0065】

基板処理工程の実施にあたって、まず、プロセスレシピが、プロセス系コントローラ２１２内のＲＡＭ等のメモリに展開される。そして、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。また、基板処理工程は、搬入工程と、成膜工程と、搬出工程と、を少なくとも有する。

【0066】

（移載工程）
主コントローラ２０１からは、搬送系コントローラ２１１に対して、基板移載機構２４の駆動指示が発せられる。そして、搬送系コントローラ２１１からの指示に従いつつ、基板移載機構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への基板１８の移載処理を開始する。この移載処理は、予定された全ての基板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。

【0067】

（搬入工程）
所定枚数の基板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２１１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。

【0068】

（成膜工程）
次に、処理室２９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、真空ポンプなどの真空排気装置によって真空排気される。また処理室２９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。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および基板１８の回転を開始する。そして、所定の圧力、所定の温度に維持された状態で、ボート２６に保持された複数枚の基板１８に所定のガス（例えば、液体原料を気化させた原料ガス）を供給して、基板１８に所定の処理（例えば成膜処理）がなされる。なお、次の搬出工程前に、処理温度（所定の温度）から温度を降下させる場合がある。

【0069】

（搬出工程）
ボート２６に載置された基板１８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および基板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、処理済の基板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。

【0070】

（回収工程）
そして、処理済の基板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から処理済の基板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、新たな未処理基板１８のボート２６への移載が行われる。

【0071】

（３）装置状態の監視処理
次に、基板処理工程を実施する過程で装置管理コントローラ２１５が行う装置状態の監視処理について説明する。

【0072】

（監視処理の概要）
成膜工程においては、図７に示すように、プロセス系コントローラ２１２がバルブ２１２Ｄを開状態にすると、所定種類のガスがＭＦＣ２１２ｃによって流量調整された状態で、そのガスの流路となる配管２１２Ｅを通じて、基板１８が搬入された処理室（反応室）２９に供給される。供給されるガスとしては、例えば、液体原料を気化させた原料ガスである第一元素含有ガスがある。ただし、その他にも、例えば、反応ガスまたは改質ガスである第二元素含有ガス、パージガスとして作用する不活性ガス等が、反応室２９に供給され得る。

【0073】

監視対象となる部位としての配管２１２Ｅには、予め監視対象となる部位における装置データの変動を検出する検出器が設定されており、図７では、監視対象に設定された部位（配管２１２Ｅ）に温度センサＴＧ１および圧力センサＰＧ１が配されている。なお、監視対象の部位として複数箇所が設定されている場合には、それぞれに温度センサＴＧ１および圧力センサＰＧ１が配置される。監視対象の部位は、バルブ２１２Ｄの上流側または下流側のいずれであってもよい。したがって、監視対象の部位の前後（すなわち、前側または後側の少なくとも一方）には、バルブ２１２Ｄが位置することになる。

【0074】

温度センサＴＧ１は、配管２１２Ｅ内を流れるガスの温度の実測値を監視対象の部位についての配管温度として検出するように構成されている。圧力センサＰＧ１は、配管２１２Ｅ内におけるガスの圧力の実測値を監視対象の部位についての配管圧力として検出するように構成されている。したがって、監視対象の部位においては、同一のガスについての配管温度および配管圧力を同一タイミングで検出することが可能となる。温度センサＴＧ１による検出結果である配管温度および圧力センサＰＧ１による検出結果である配管圧力は、装置データＤＤとして主コントローラ２０１に出力される。

【0075】

ところで、配管２１２Ｅ内を流れる原料ガスとして、ＨＣＤ（ヘキサクロロジシラン)等の液体材料を加熱して気化させたガスを、反応室２９へと送り込むことがある。その場合に、例えば、配管２１２Ｅ内が加圧状態になると、この気化させたガスの温度が該ガスの原料(ＨＣＤ)により決められている蒸気圧曲線の液化状態側に遷移して、この気化させたガスが再液化してしまう可能性がある。この液化したガスが反応室２９に送り込まれ基板１８上に付着すると、ボール状のパーティクルを形成してしまうことが知られている。つまり、気化させたガスが再び液化してしまうと、パーティクル発生による成膜異常や装置停止等のトラブルを招くおそれがある。

【0076】

このようなガスの液化に起因するトラブル発生を未然に回避するためには、配管２１２Ｅ内におけるガスの液化状態を迅速かつ的確に察知することが重要である。ガスの液化状態を迅速かつ的確に察知できれば、ガスの液化に起因する装置異常状態について早めに対処することが可能となり、その結果として、成膜異常や装置停止等のトラブル発生による保守の負担を軽減させることが可能となる。

【0077】

本実施形態においては、配管２１２Ｅに配置された温度センサＴＧ１および圧力センサＰＧ１からの装置データＤＤ（すなわち、監視対象の部位についての配管温度および配管圧力）を用いつつ、装置管理コントローラ２１５が以下に説明する処理を行う。

【0078】

（ソフトセンサ値の算出処理）
装置管理コントローラ２１５は、図８に示すように、ソフトセンサ値を算出する処理を行う。まず、ソフトセンサ値としての最大外れ値Ｔ_Outおよび外れ個数Ｆ_Countについて、診断部３１５がそれぞれを初期値としての「０」に設定する（Ｓ１０１）。

【0079】

その一方で、装置管理コントローラ２１５では、プロセスレシピの実行中に通信部２１５ａを介して主コントローラ２０１から供給される装置データＤＤを、蓄積部３１３が記憶部２１５ｄに蓄積させる。記憶部２１５ｄが蓄積する装置データＤＤには、温度センサＴＧ１の検出結果である配管温度および圧力センサＰＧ１の検出結果である配管圧力が含まれる。装置管理コントローラ２１５による配管温度および配管圧力の収集は、所定の周期（例えば０．１秒毎）で行う。

【0080】

そして、装置管理コントローラ２１５では、収集される配管温度および配管圧力について、条件判定部３１１が監視を行う。監視対象となるのは、配管２１２Ｅ（複数の部位が設定されている場合はそれぞれの部位毎）の配管温度および配管圧力である。監視タイミングは、配管２１２Ｅの前後に設けられるバルブ２１２Ｄが開状態となった後の一定期間である。条件判定部３１１は、バルブ２１２Ｄが開状態であり、かつ、開状態となった後の一定期間で配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときに、収集条件を満足したと判定する（Ｓ１０２）。条件判定部３１１は、監視対象となる配管温度および配管圧力に変化がなければ（変化がないと判定すると）、次の周期まで待つ（Ｓ１０３）。

【0081】

Ｓ１０２において収集条件を満足したと条件判定部３１１が判定したら、装置管理コントローラ２１５では、診断部３１５が（Ｓ１０４）以下に説明する演算処理を行う。

【0082】

（Ｓ１０４）診断部３１５は、まず、収集条件を満足した、すなわち配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときの、配管２１２Ｅを流れるガスの飽和温度Ｔ_THを算出する。

【0083】

温度と蒸気圧との関係は、以下のアントワン式によって規定される。

【0084】

【数1】

【0085】

ここで、Ａ，Ｂ，Ｃは物質毎に決まる定数（アントワン定数）、Ｐは蒸気圧、Ｔは温度である。

【0086】

本実施形態においては、下記の観点で、上記の式を変形して使用する。
（１）指数計算の処理コストを低減するため、入力を圧力とし、飽和温度求める。
（２）圧力は、理論値との乖離調整や絶対圧・蒸気圧変換のためのゲタを履かせる必要があるため、調整用の定数Ｄを用意する。
このような観点に基づく変形によって、下記のような飽和温度Ｔ_THを導出する式が得られる。

【0087】

【数2】

【0088】

ここで、Ｔ_THは飽和温度、Ａ，Ｂはアントワン定数、Ｃはアントワン定数と温度の調整値の和、Ｄは圧力の調整値、Ｐは監視対象の部位の配管圧力である。

【0089】

つまり、診断部３１５は、配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したときに、そのときの配管圧力に基づき、上記の式を用いて監視対象の部位を流れるガスの飽和温度Ｔ_THを算出する。

【0090】

飽和温度Ｔ_THを算出したら、続いて、診断部３１５は、算出した飽和温度Ｔ_THと、配管温度または配管圧力のいずれかの値が変化したとき配管温度との差分を、飽和温度Ｔ_THからの外れ値Ｔ_Diffとして計算する。

【0091】

診断部３１５は、その外れ値Ｔ_Diffがマイナスであるか否か、すなわち外れ値Ｔ_Diffがガスの液化条件に合致するものであるか否かを判断する（Ｓ１０５）。具体的には、取得した外れ値Ｔ_Diffが蒸気圧曲線（図９）における液化領域に該当するか否かを判断する。そして、液化領域に該当する外れ値Ｔ_Diffについては、液化条件に合致していると判断する。なお、液化条件に合致していなければ、監視対象となる配管温度および配管圧力を、次の周期まで待つ（Ｓ１０３）。

【0092】

（Ｓ１０６）取得した外れ値Ｔ_Diffが液化条件に合致していると、診断部３１５は、蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値Ｔ_Diffの個数の計数結果である外れ個数Ｆ_Countについて、「＋１」の加算を行う。診断部３１５は、蒸気圧曲線の液化側に変化のあった配管温度を抽出し、カウントする。

【0093】

また、診断部３１５は、取得した外れ値Ｔ_Diffが設定済の最大外れ値Ｔ_Outよりも大きいか否か、すなわち最大外れ値Ｔ_Outを超える外れが生じているか否かを判断する（Ｓ１０７）。そして、最大外れ値Ｔ_Outを超えていれば、その最大外れ値Ｔ_Outを取得した外れ値Ｔ_Diffで更新する（Ｓ１０８）。つまり、取得した外れ値Ｔ_Diffの最大値を最大外れ値Ｔ_Outとする。なお、最大外れ値Ｔ_Outを超えていなければ、監視対象となる配管温度および配管圧力を、次の周期まで待つ（Ｓ１０３）。

【0094】

以上のような演算処理を、診断部３１５は、バルブ２１２Ｄが開状態となった後の一定期間（すなわち、所定の期間）が経過するまで（Ｓ１０９）、各周期で得た配管温度および配管圧力毎に（Ｓ１１０）、繰り返し行う。

【0095】

そして、バルブ２１２Ｄの開状態後の一定期間（所定の期間）が経過したら、診断部３１５は、その所定の期間内における、蒸気圧曲線の液化領域に該当する外れ値Ｔ_Diff（すなわち、該蒸気圧曲線によって規定される液化条件に合致する外れ値Ｔ_Diff）の個数である外れ個数Ｆ_Countと、外れ値Ｔ_Diffの最大値である最大外れ値Ｔ_Outとを、ソフトセンサ値として出力する（Ｓ１１１）。ソフトセンサ値の出力先は、主コントローラ２０１である。

【0096】

ここで、具体的な監視例を図９に示す。図９に示す監視例では、所定の期間内に取得した複数の外れ値Ｔ_Diffのうち（図中における黒丸印参照）、３回分の外れ値Ｔ_Diffが蒸気圧曲線の液化領域に突入している。これら３回分の外れ値Ｔ_Diffは、所定圧力における蒸気圧曲線（飽和温度）からの差分が、それぞれ１０℃、５０℃、３０℃となっている。このような場合に、診断部３１５は、最大外れ値Ｔ_Out＝５０℃、外れ個数Ｆ_Count＝３として、ソフトセンサ値の出力を行う。

【0097】

（ソフトセンサ値の運用）
このように、最大外れ値Ｔ_Outおよび外れ個数Ｆ_Countをソフトセンサ値として出力すれば、そのソフトセンサ値について、以下に説明するように、目的に応じて使い分けて運用することが可能となる。

【0098】

例えば、最大外れ値Ｔ_Outによれば、蒸気圧曲線からの実測温度の離れ距離を指標として数値化しているため、突発的に液化したような状態の変化を捉えることが可能である。また、監視対象の部位を流れるガスは、瞬間的に理論的な液化状態となっても、実際には直ちにボールパーティクルとして現れないことが多い。そこで、外れ個数Ｆ_Countについて、例えば、その累積値を管理指標とすることで、パーティクルとして現れる可能性が高い再液化の状況を捉えることが可能である。

【0099】

また、例えば、液化領域に該当する外れ値Ｔ_Diffが連続して発生した回数を外れ連続回数としてソフトセンサ値の一つに加えることができる。監視対象の装置データが連続して変化し、いずれの装置データの実測値と飽和温度Ｔ_thの差がマイナスになり、明らかに気化されたガスの再液化現象が起きている場合に、累積値の閾値よりも前であっても異常（配管温度の低下エラー）の発生を検知することができる。

【0100】

（アントワン定数の選定）
ところで、ソフトセンサ値の出力に必要となる飽和温度Ｔ_THの算出は、上述したように、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのパラメータ（定数）を用いる。これらのうち、少なくともＡ，Ｂ，Ｃは、物質による定数であり、成膜に用いる液体原料が異なる場合は原料に応じた値に変更する必要がある。また、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについては、配管表面と配管内の温度差や圧力、ゲージ圧か絶対圧であるか等の条件の違いにより、必要に応じて修正を行わなければならないこともあり得る。

【0101】

このことから、装置管理コントローラ２１５は、監視対象の部位を流れるガスの原料に応じて、少なくとも定数Ａ，Ｂ，Ｃについて、好ましくは定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの全てについて、選定し得るように構成されている。また、装置管理コントローラ２１５は、監視対象の部位の設定箇所に応じて、定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを選定し得るものであってもよい。

【0102】

具体的には、定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、監視対象の部位毎に選定し得るようにする。これを実現するために、装置管理コントローラ２１５は、図１０に示すように、アントワン定数管理テーブルと、監視対象の部位毎の条件設定テーブルと、を用意しておく。アントワン定数管理テーブルは、原料毎のアントワン定数値をテーブル形式で保持するもので、例えば、予め記憶部２１５ｄに記憶保持させておく。

【0103】

そして、ソフトセンサ値の算出開始に際して、装置管理コントローラ２１５は、アントワン定数管理テーブルおよび監視対象の部位毎の条件設定テーブルを画面表示して、監視対象の部位毎に適用する定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄをアントワン定数管理テーブルの中から選定させ、選定された定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを監視対象の部位毎の条件設定テーブルにおける該当箇所に設定する。このようにして設定されたテーブル上の条件を参照しつつ、装置管理コントローラ２１５は、ソフトセンサ値の算出を行うことになる。

【0104】

このようにすれば、監視対象の部位毎に、その部位を流れるガスの原料に応じて、定数Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを適切に選定することが可能となる。

【0105】

なお、ここでは、アントワン定数を例に挙げたが、温度補正自体または圧力補正自体を別の理論化学式に基づいて決定することができるようにしてもよい。

【0106】

（監視アクション処理）
装置管理コントローラ２１５がソフトセンサ値を算出して出力すると、そのソフトセンサ値を利用して、以下に説明する監視アクション処理を行うことが可能となる。

【0107】

監視アクション処理としては、大別すると、アラーム通知処理と、自動メンテナンスレシピ実行処理と、がある。

【0108】

（アラーム通知処理）
装置管理コントローラ２１５は、ソフトセンサ値を算出すると、そのソフトセンサ値を構成する外れ個数Ｆ_Countと最大外れ値Ｔ_Outのうちのいずれか一つを所定の閾値と比較して、監視対象の部位となった配管内におけるガスの液化状態を判定する。そして、閾値を超えた場合、配管内のガスが液化しているおそれがあることから、アラームを発生させて、そのことを報知する。

【0109】

例えば、装置管理コントローラ２１５は、突発的に液化したような状態の変化を捉えることが可能な最大外れ値Ｔ_Outを閾値管理し、閾値を超える最大外れ値Ｔ_Outとなった場合に、配管内のガスが液化しているおそれがあると判定する。そして、装置管理コントローラ２１５は、主コントローラ２０１に対するアラーム発生を行う。これを受けて、主コントローラ２０１が操作表示部２２７を通じてアラーム出力を行うことで、操作者等は、装置１の状況確認を行うことができ、必要に応じてメンテナンスを行う等の所定のエラー処理を行うことが可能となる。なお、アラームの具体的な態様については、特に限定されるものではない。

【0110】

閾値管理は、外れ個数Ｆ_Countについて行ってもよい。その場合には、例えば、外れ個数Ｆ_Countの累積値を管理し、その累積値が閾値（一定量）を超えたら、アラーム出力を行うようにする、このようにすれば、パーティクルとして現れる可能性が高い再液化の状況に関して、適切に対応することが可能となる。

【0111】

（自動メンテナンスレシピ実行処理）
装置管理コントローラ２１５から出力されるソフトセンサ値を受け取ると、主コントローラ２０１は、そのソフトセンサ値に含まれる外れ個数Ｆ_Countを用いて、以下のような処理を行う。

【0112】

主コントローラ２０１では、例えば、図１１および図１２に示すようなアクション定義テーブルを予め記憶保持している。アクション定義テーブルは、監視対象の部位と、その部位についてのソフトセンサ値（特に外れ個数Ｆ_Count）と、その部位に対して行うべきアクションを指定するレシピと、を互いにリンク（関連付け）させるものである。

【0113】

そして、装置管理コントローラ２１５から監視対象の部位毎の外れ個数Ｆ_Countを含むソフトセンサ値を受け取ると、主コントローラ２０１は、アクション定義テーブルにおける外れ個数Ｆ_Countの累積値に、通知された外れ個数Ｆ_Countを加算する。累積値を更新したら、主コントローラ２０１は、その更新後の累積値を、アクション定義テーブルに登録された閾値と比較する。

【0114】

図１１に示す例では、累積値が９９８個だったところ、その状態で該当箇所につき新たに外れ個数Ｆ_Countが３個である旨が通知されたので、その＋３個分を加算して、累積値に３を加算して、外れ個数を１００１個に更新した状態を表している。また、累積値が増えたことにより、アクション定義テーブルに登録された閾値である１０００個を超えてしまった状態を表している。

【0115】

このように、ある監視対象の部位について、外れ個数Ｆ_Countの累積値が閾値を上回ったときに、主コントローラ２０１は、現在実行中のプロセスレシピの終了後に、その部位に対して、アクション定義テーブルに登録されたメンテナンスレシピを実行させる。

【0116】

具体的には、図１２に示すように、例えば、監視対象の部位の一つであるタンク出口において、外れ個数Ｆ_Countの累積値が閾値を上回ると、主コントローラ２０１は、その部位におけるガスの液化が検出されたと判定し、その場合に行うべきアクションを規定するメンテナンスレシピとして、アクション定義テーブルに登録されたクリーニングレシピを実行するように構成されている。そして、主コントローラ２０１は、クリーニングレシピの実行により、監視対象の部位の一つであるタンク出口に対して、例えば、Ｎ_２ガス等の不活性ガスを流し、液化状態の原料（ＨＣＤ等）を除去するように構成されている。なお、行うべきアクションを規定するメンテナンスレシピは、上述したようなクリーニングレシピに限定されるものではなく、予めアクション定義テーブルに登録されているものであれば、例えば部品（ポンプ）交換、保守レシピ実行等といったメンテナンス（他のアクション）を行わせるものであってもよい。

【0117】

このようなアクションを行えば、外れ個数Ｆ_Countの累積値が閾値を超えた場合であっても、基板１８にボールパーティクルを付着させないように、自動的にアクション定義テーブルに登録されたメンテナンスレシピを実行させることが可能となる。

【0118】

アクションを行った後、主コントローラ２０１は、そのアクションを行った部位についてのアクション定義テーブルの累積値をゼロリセットする。つまり、主コントローラ２０１は、メンテナンスレシピの実行後、アクション定義テーブルにおける該当の累積値を初期化する。これにより、再びガスが液化し得る状況になった場合であっても、これに適切に対応することが可能となる。

【0119】

なお、ここでは、外れ個数Ｆ_Countについての管理の具体例として累積値を利用する場合を説明したが、これに限定されることはなく、以下のような態様の管理を行ってもよい。例えば、上述したように累積値で管理するのではなく、１回でも外れ個数Ｆ_Countが発生した場合に、アクション定義テーブルで規定されるアクションを実行するようにしてもよい。また、例えば、液化領域に該当する外れ値Ｔ_Diffが連続して発生した回数を連続回数としてアクション定義テーブルに保持しておき、その連続回数の累積値のみが増加し続けた場合に、アクション定義テーブルで規定されるアクションを実行するようにしてもよい。

【0120】

また、外れ個数Ｆ_Countの累積値が閾値（一定量）を超えるとメンテナンスレシピを実行させる場合を説明したが、例えば、主コントローラ２０１は、累積値が一定量を超えた場合に装置データＤＤ（監視対象の部位についての配管温度および配管圧力を含む）の装置管理コントローラ２１５への出力を行うようにしてもよい。

【0121】

（４）本実施形態による効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。

【0122】

本実施形態によれば、ボールパーティクル等のパーティクルを発生させる要因である配管内の異常を定量的に表現し、その数値の急激な変化や累積値を監視することで、基板処理装置における目に見えない異常状態を検出することを可能にする。

【0123】

そのため、配管内が液化することにより、反応室２９内に液化した原料が流れ込むことによるパーティクルの発生を捉えることができ、パーティクルが多く付着した基板１８を後工程に流出させてしまうのを未然に防ぐことができる。

【0124】

つまり、本実施形態によれば、配管内におけるガスの液化状態を迅速かつ的確に察知して、ガスの液化に起因するトラブル発生を未然に回避することが可能になる。

【0125】

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態およびその変形例について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態または変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

【0126】

上述の実施形態または変形例では、主に、半導体製造工程で用いられる基板処理装置および半導体装置の製造方法について説明したが、本発明がこれらに限定されることはなく、例えば、液晶表示（ＬＣＤ）装置のようなガラス基板を処理する基板処理装置およびその製造方法にも適用可能である。

【0127】

また、成膜工程については、液体原料を気化した状態で処理炉２８内の処理室（反応室）２９に供給して基板（ウエハ）１８の面上への成膜を行うものであればよく、成膜する膜種が特に限定されることはない。

【0128】

また、成膜工程で行う成膜処理には、例えば、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、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等を含む。

【0129】

また、上述の実施形態または変形例では、成膜処理を行う基板処理装置および半導体装置の製造方法について説明したが、本発明がこれらに限定されることはなく、例えば、他の基板処理装置（露光装置、リソグラフィ装置、塗布装置、プラズマを利用したＣＶＤ装置等）にも適用できる。

【符号の説明】

【0130】

１…基板処理装置、１８…基板（ウエハ）、２９…処理室（反応室）、２００…制御システム、２０１…主コントローラ、２１２ｃ…ガス流量コントローラ（ＭＦＣ）、２１２Ｄ…バルブ、２１５…装置管理コントローラ、ＤＤ…装置データ、ＰＧ１…圧力センサ、ＴＧ１…温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】