特許 7158443 基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム、および、基板処理方法

(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】

(24)【登録日】2022-10-13

(45)【発行日】2022-10-21

(54)【発明の名称】基板処理装置、半導体装置の製造方法、プログラム、および、基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 16/44 20060101AFI20221014BHJP

   H01L 21/31 20060101ALI20221014BHJP

   C23C 16/52 20060101ALI20221014BHJP

   C23C 16/54 20060101ALI20221014BHJP

【ＦＩ】

C23C16/44 J

H01L21/31 B

C23C16/52

C23C16/54

【請求項の数】 24

(21)【出願番号】P 2020156802

(22)【出願日】2020-09-17

(65)【公開番号】P2022050285

(43)【公開日】2022-03-30

【審査請求日】2021-03-19

(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】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】竹林 基成

(72)【発明者】

【氏名】中條 博史

【審査官】▲高▼橋 真由

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２５１８６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３４８６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

Ｈ０１Ｌ ２１／２６－２１／２６８

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／３２２－２１／３２６

Ｈ０１Ｌ ２１／４２－２１／４２８

Ｈ０１Ｌ ２１／４７７－２１／４７９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を収容する反応容器と、
前記反応容器内の雰囲気を排気する排気管と、
前記基板に原料ガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部に連通し、前記原料ガスを前記反応容器に供給する複数の配管で構成されるガス供給管と、前記複数の配管の間に設けられる複数のバルブと、前記複数のバルブの間であって、前記複数の配管のそれぞれに少なくとも１つ以上設けられた複数の圧力測定部と、を有する流量調整ユニットと、
前記圧力測定部の測定結果の内、少なくとも１つ以上の圧力を基に、前記配管の閉塞レベルを判定可能に構成された制御部と、
を有する基板処理装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、対処プログラムを実行するように前記流量調整ユニットを制御可能に構成される、請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記対処プログラムが複数記録された記憶部を有し、
前記制御部は、前記複数の対処プログラムから、前記閉塞レベルに対応する対処プログラムを選択して実行可能に構成される、
請求項２に記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記制御部に接続された表示部を有し、
前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、前記表示部に前記対処プログラムに関する情報を表示可能に構成される、
請求項２又は３に記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記流量調整ユニットは、前記圧力測定部に対応し、前記ガス供給管を加熱する複数のガス管加熱部を有し、
前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、前記ガス管加熱部の温度を制御可能に構成される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記複数の圧力測定部の内、閉塞していると判定した圧力測定部を含む前記ガス供給管の下流側に位置するガス管加熱部の温度を上昇させるよう前記ガス管加熱部を制御可能に構成される、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記流量調整ユニットは、前記圧力測定部に対応し、前記ガス供給管を加熱する複数のガス管加熱部を有し、
前記制御部は、前記ガス管加熱部の温度を上昇させる際に、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部に対応するガス管加熱部の温度と、それよりも下流側に配置されたガス管加熱部の温度を略一定の温度に上昇させるように前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記流量調整ユニットは、前記圧力測定部に対応し、前記ガス供給管を加熱する複数のガス管加熱部を有し、
前記制御部は、前記ガス管加熱部の温度を上昇させる際に、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部に対応するガス管加熱部から、前記ガス供給管の下流に向かって、加熱温度を上昇させる様に前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記ガス管加熱部の温度を上昇させる際に、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部よりも下流側に位置するバルブをフルオープンにするよう前記複数のバルブを制御可能に構成される、
請求項6乃至8のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記流量調整ユニットは、前記ガス供給管内を排気する排気部を有し、
前記制御部は、前記ガス供給管を加熱している間、前記ガス供給管内を排気するよう前記排気部を制御可能に構成される、
請求項５乃至９のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記流量調整ユニットは、前記ガス供給管内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を有し、
前記制御部は、前記ガス供給管を加熱している間、前記ガス供給管内に前記不活性ガスの供給と前記ガス供給管内の排気を繰り返すように前記不活性ガス供給部と前記排気部とを制御可能に構成される、
請求項１０に記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記制御部に接続された表示部を有し、
前記制御部は、前記ガス供給管の内、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部が設けられた部分の配管を交換する旨の情報を前記表示部と上位装置の少なくとも１つに報知可能に構成される、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記流量調整ユニットは、前記ガス供給管内を排気する排気部を有し、
前記制御部は、前記複数の配管の内、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部が属する前記配管の上流側の配管と下流側の配管を排気するよう前記排気部を制御可能に構成される、
請求項5または１２に記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記流量調整ユニットは、前記ガス供給管内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を有し、
前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部が属する前記配管の上流側の配管と下流側の配管に前記不活性ガスを供給するよう前記不活性ガス供給部を制御可能に構成される、
請求項５、１２，１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記流量調整ユニットは、前記ガス供給管内を排気する排気部を有し、
前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部が属する前記配管の上流側の配管と下流側の配管の排気と不活性ガス供給とを交互に行わせる様に前記排気部と前記不活性ガス供給部とを制御可能に構成される、
請求項１４に記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記流量調整ユニットは、前記圧力測定部に対応し、前記ガス供給管を加熱する複数のガス管加熱部を有し、
前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部が属する前記配管の上流側と下流側に設けられたガス管加熱部の温度を維持しつつ、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部が属する配管に設けられたガス管加熱部の温度を低下させるよう前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項17】

前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、前記閉塞レベルを判定した圧力測定部が属する配管に設けられたガス管加熱部の温度は、前記ガス供給管内の排気と前記ガス供給管内への不活性ガスの供給処理が終わった後、低下させるよう前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、
請求項１６に記載の基板処理装置。

【請求項18】

前記流量調整ユニットは、前記圧力測定部に対応し、前記ガス供給管を加熱する複数のガス管加熱部を有し、
前記制御部は、前記複数のガス管加熱部の内、交換する部分の圧力測定部が属する配管側の温度を、他の部分の温度よりも低くなるように前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、
請求項１に記載の基板処理装置。

【請求項19】

前記制御部は、前記交換する部分の配管の位置を前記表示部に報知する、
請求項１２に記載の基板処理装置。

【請求項20】

前記流量調整ユニットは、塩素含有ガスを検知するガス検知器を少なくとも１つ以上有し、
前記制御部は、前記配管を交換する際に、前記検知器が測定した値によって、アラームを報知するよう前記表示部を制御可能に構成される、
請求項１９に記載の基板処理装置。

【請求項21】

前記制御部は、前記交換する部分の配管が交換されたことを検出後、前記流量調整ユニットの状態復旧処理を実行させる様に、前記流量調整ユニットを制御可能に構成される、
請求項１２に記載の基板処理装置。

【請求項22】

基板を収容する反応容器と、前記基板に原料ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に連通し、前記原料ガスを前記反応容器に供給する複数の配管で構成されるガス供給管と、前記複数の配管の間に設けられる複数のバルブと、前記複数のバルブの間であって、前記複数の配管のそれぞれに少なくとも１つ以上設けられた複数の圧力測定部と、を有する流量調整ユニットと、を有する基板処理装置の前記圧力測定部の測定結果の内、少なくとも１つ以上の圧力を基に、前記ガス供給管の閉塞レベルを判定する工程と、
前記閉塞レベルに基づいて、前記ガス供給管の閉塞を解消させる工程と、
前記反応容器内へ前記基板を搬入する工程と、
前記流量調整ユニットの前記ガス供給管から前記ガス供給部を介して前記基板に前記原料ガスを供給する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。

【請求項23】

基板を収容する反応容器と、前記基板に原料ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に連通し、前記原料ガスを前記反応容器に供給する複数の配管で構成されるガス供給管と、前記複数の配管の間に設けられる複数のバルブと、前記複数のバルブの間であって、前記複数の配管のそれぞれに少なくとも１つ以上設けられた複数の圧力測定部と、を有する流量調整ユニットと、を有する基板処理装置の前記圧力測定部の測定結果の内、少なくとも１つ以上の圧力を基に、前記ガス供給管の閉塞レベルを判定する手順と、
前記閉塞レベルに基づいて、前記ガス供給管の閉塞を解消させる手順と、
前記反応容器内へ前記基板を搬入する手順と、
前記流量調整ユニットの前記ガス供給管から前記ガス供給部を介して前記基板に前記原料ガスを供給する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。

【請求項24】

基板を収容する反応容器と、前記基板に原料ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に連通し、前記原料ガスを前記反応容器に供給する複数の配管で構成されるガス供給管と、前記複数の配管の間に設けられる複数のバルブと、前記複数のバルブの間であって、前記複数の配管のそれぞれに少なくとも１つ以上設けられた複数の圧力測定部と、を有する流量調整ユニットと、を有する基板処理装置の前記圧力測定部の測定結果の内、少なくとも１つ以上の圧力を基に、前記ガス供給管の閉塞レベルを判定する工程と、
前記閉塞レベルに基づいて、前記ガス供給管の閉塞を解消させる工程と、
前記反応容器内へ前記基板を搬入する工程と、
前記流量調整ユニットの前記ガス供給管から前記ガス供給部を介して前記基板に前記原料ガスを供給する工程と、
を有する基板処理方法。

【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】

基板上に膜を形成する基板処理装置において、ガス配管内に液体又は固体が堆積し、配管やバルブ等が詰まり、定期的にメンテナンスが必要であることが知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１３－８９７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ガス供給管は、ヒータなどによって加熱し、ガス供給管に原料が固体化して付着しない様に構成されている。しかしながら、ガス供給管に原料が固体化して付着し、ガス供給管が閉塞される場合がある。この場合、ガス供給管のどの部分で閉塞されているかの閉塞箇所の特定を行うことになる。どこで閉塞しているか特定できない様な場合には、ガス供給管の内、閉塞が考えられるガス供給管を交換する交換作業が必要となる。閉塞箇所の特定や交換作業の時間が長くなると、ガス供給管の閉塞を解消するための解消時間が長くなり、基板処理装置の停止時間（ダウンタイム）が長くなり、結果的に、基板処理装置の製造スループットが低下する。

【0005】

本開示の課題は、ガス供給管の閉塞の解消時間を短縮し、基板処理装置の製造スループットを向上させる技術を提供することにある。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。

【0007】

すなわち、反応室内の基板に処理ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に接続されたガス供給管と、前記ガス供給管に設けられる複数のバルブと、前記複数のバルブの間に設けられた複数の圧力測定部と、を有するガス供給システムと、前記圧力測定部の測定結果の内、少なくとも１つ以上の圧力を基に、前記ガス供給管の閉塞レベルを判定可能に構成された制御部と、を有する技術が提供される。

【発明の効果】

【0008】

上記技術によれば、ガス供給管の閉塞の解消時間を短縮し、基板処理装置の製造スループットを向上させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は本開示の一実施形態で好適に用いられる基板処理装置の斜透視図である。

【図2】図２は図１におけるＡ－Ａ線概略横断面図である。

【図3】図３は本開示の一実施形態における基板処理装置のコントローラの概略構成図であり、コントローラの制御系をブロック図で示す図である。

【図4】図４は本開示の一実施形態における基板処理工程を示す図である。

【図5】図５は図４の基板処理工程におけるＭｏ含有膜形成工程を示す図である。

【図6】図６は本開示の一実施形態で好適に用いられる原料供給ユニットおよび流量制御ユニットを示す図である。

【図7】図７は比較例に係るガス供給システムの構成例を示す図である。

【図8】図８は記憶装置に格納されたテーブルであり、閉塞レベルと対処プログラムとのテーブルを示す図である。

【図9】図９はコントローラの入出力装置（表示部）の表示状態を説明する図である。

【図10】図１０は図６の加熱部ＨＴＰの構成例を説明する図である。

【図11】図１１は図１０の１つのサブ加熱部の構成を説明する図である。

【図12】図１２はガス管加熱部の温度制御の例を説明する図である。

【図13】図１３はガス管加熱部の温度制御の他の例を説明する図である。

【図14】図１４はガス管加熱部の温度制御のさらに他の例を説明する図である。

【図15】図１５はコントローラの入出力装置（表示部）の表示状態を説明する図である。

【図16】図１６はガス管加熱部（ＨＴＰ２、ＨＴＰ４）の低温部分を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について、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、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。

【0011】

（実施態様）
（１）基板処理装置の構成
基板処理装置１０は、加熱手段（加熱機構、加熱系）としてのヒータ２０７が設けられた処理炉２０２を備える。ヒータ２０７は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース（図示せず）に支持されることにより垂直に据え付けられている。

【0012】

ヒータ２０７の内側には、ヒータ２０７と同心円状に反応容器（処理容器）を構成するアウタチューブ２０３が配設されている。アウタチューブ２０３は、例えば石英（ＳｉＯ2）、炭化シリコン（ＳｉＣ）などの耐熱性材料で構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。アウタチューブ２０３の下方には、アウタチューブ２０３と同心円状に、マニホールド（インレットフランジ）２０９が配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス（ＳＵＳ）などの金属で構成され、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９の上端部と、アウタチューブ２０３との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。マニホールド２０９がヒータベースに支持されることにより、アウタチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となる。

【0013】

アウタチューブ２０３の内側には、反応容器を構成するインナチューブ２０４が配設されている。インナチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ₂）、炭化シリコン（ＳｉＣ）などの耐熱性材料で構成され、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。主に、アウタチューブ２０３と、インナチューブ２０４と、マニホールド２０９とにより処理容器（反応容器）が構成されている。処理容器の筒中空部（インナチューブ２０４の内側）には処理室（反応室）２０１が形成されている。

【0014】

処理室２０１は、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で鉛直方向に多段に配列した状態で収容可能に構成されている。

【0015】

処理室２０１内には、ノズル４１０，４２０がマニホールド２０９の側壁及びインナチューブ２０４を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０には、ガス供給管３１０，３２０が、それぞれ接続されている。ただし、本実施形態の処理炉２０２は上述の形態に限定されない。

【0016】

ガス供給管３１０，３２０には上流側から順に流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）３１２，３２２がそれぞれ設けられている。また、ガス供給管３１０，３２０には、開閉弁であるバルブ３１４，３２４がそれぞれ設けられている。ガス供給管３１０，３２０のバルブ３１４，３２４の下流側には、不活性ガスを供給するガス供給管５１０，５２０がそれぞれ接続されている。ガス供給管５１０，５２０には、上流側から順に、流量制御器（流量制御部）であるＭＦＣ５１２，５２２及び開閉弁であるバルブ５１４，５２４がそれぞれ設けられている。

【0017】

ガス供給管３１０，３２０の先端部にはノズル４１０，４２０がそれぞれ連結接続されている。ノズル４１０，４２０は、Ｌ字型のノズルとして構成されており、その水平部はマニホールド２０９の側壁及びインナチューブ２０４を貫通するように設けられている。ノズル４１０，４２０の垂直部は、インナチューブ２０４の径方向外向きに突出し、かつ鉛直方向に延在するように形成されているチャンネル形状（溝形状）の予備室２０１ａの内部に設けられており、予備室２０１ａ内にてインナチューブ２０４の内壁に沿って上方（ウエハ２００の配列方向上方）に向かって設けられている。

【0018】

ノズル４１０，４２０は、処理室２０１の下部領域から処理室２０１の上部領域まで延在するように設けられており、ウエハ２００と対向する位置にそれぞれ複数のガス供給孔４１０ａ，４２０ａが設けられている。これにより、ノズル４１０，４２０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａからそれぞれウエハ２００に処理ガスを供給する。このガス供給孔４１０ａ，４２０ａは、インナチューブ２０４の下部から上部にわたって複数設けられ、それぞれ同一の開口面積を有し、さらに同一の開口ピッチで設けられている。ただし、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａは上述の形態に限定されない。例えば、インナチューブ２０４の下部から上部に向かって開口面積を徐々に大きくしてもよい。これにより、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａから供給されるガスの流量をより均一化することが可能となる。

【0019】

ノズル４１０，４２０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａは、後述するボート２１７の下部から上部までの高さの位置に複数設けられている。そのため、ノズル４１０，４２０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａから処理室２０１内に供給された処理ガスは、ボート２１７の下部から上部までに収容されたウエハ２００の全域に供給される。ノズル４１０，４２０は、処理室２０１の下部領域から上部領域まで延在するように設けられていればよいが、ボート２１７の天井付近まで延在するように設けられていることが好ましい。

【0020】

ガス供給管３１０からは、処理ガスとして、原料ガスが、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４、ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給される。原料ガスとしては、モリブデン（Ｍｏ）と酸素（Ｏ）を含むモリブデン（Ｍｏ）含有ガスを用いることができる。Ｍｏ含有ガスとしては、例えば二酸化二塩化モリブデン（ＭｏＯ₂Ｃｌ₂）ガスや、四塩化酸化モリブデン（ＭｏＯＣｌ_４）を用いることができる。なお、この原料は、常温常圧で、固体の状態の原料である。

【0021】

ガス供給管３２０からは、処理ガスとして、還元ガスが、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４、ノズル４２０を介して処理室２０１内に供給される。還元ガスとしては、例えば水素（Ｈ）含有ガスである水素（Ｈ₂）ガスを用いることができる。

【0022】

ガス供給管５１０，５２０からは、不活性ガスとして、希ガスである例えばアルゴン（Ａｒ）ガスが、それぞれＭＦＣ５１２，５２２、バルブ５１４，５２４、ノズル４１０，４２０を介して処理室２０１内に供給される。以下、不活性ガスとしてＡｒガスを用いる例について説明するが、不活性ガスとしては、Ａｒガス以外に、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスを用いてもよい。

【0023】

主に、ガス供給管３１０，３２０、ＭＦＣ３１２，３２２、バルブ３１４，３２４、ノズル４１０，４２０により処理ガス供給系が構成されるが、ノズル４１０，４２０のみを処理ガス供給系と考えてもよい。処理ガス供給系は単にガス供給系と称してもよい。ガス供給管３１０からＭｏ含有ガスを流す場合、主に、ガス供給管３１０、ＭＦＣ３１２、バルブ３１４によりＭｏ含有ガス供給系が構成されるが、ノズル４１０をＭｏ含有ガス供給系に含めて考えてもよい。また、ガス供給管３２０から還元ガスを流す場合、主に、ガス供給管３２０、ＭＦＣ３２２、バルブ３２４により還元ガス供給系が構成されるが、ノズル４２０を還元ガス供給系に含めて考えてもよい。また、主に、ガス供給管５１０，５２０、ＭＦＣ５１２，５２２、バルブ５１４，５２４により不活性ガス供給系が構成される。不活性ガス供給系は希ガス供給系と称してもよい。

【0024】

本実施形態におけるガス供給の方法は、インナチューブ２０４の内壁と、複数枚のウエハ２００の端部とで定義される円環状の縦長の空間内の予備室２０１ａ内に配置したノズル４１０，４２０を経由してガスを搬送している。そして、ノズル４１０，４２０のウエハと対向する位置に設けられた複数のガス供給孔４１０ａ，４２０ａからインナチューブ２０４内にガスを噴出させている。より詳細には、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａ、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａにより、ウエハ２００の表面と平行方向に向かって処理ガス等を噴出させている。

【0025】

排気孔（排気口）２０４ａは、インナチューブ２０４の側壁であってノズル４１０，４２０に対向した位置に形成された貫通孔であり、例えば、鉛直方向に細長く開設されたスリット状の貫通孔である。ノズル４１０，４２０のガス供給孔４１０ａ，４２０ａから処理室２０１内に供給され、ウエハ２００の表面上を流れたガスは、排気孔２０４ａを介してインナチューブ２０４とアウタチューブ２０３との間に形成された隙間からなる排気路２０６内に流れる。そして、排気路２０６内へと流れたガスは、排気管２３１内に流れ、処理炉２０２外へと排出される。

【0026】

排気孔２０４ａは、複数のウエハ２００と対向する位置に設けられており、ガス供給孔４１０ａ，４２０ａから処理室２０１内のウエハ２００の近傍に供給されたガスは、水平方向に向かって流れた後、排気孔２０４ａを介して排気路２０６内へと流れる。排気孔２０４ａはスリット状の貫通孔として構成される場合に限らず、複数個の孔により構成されていてもよい。

【0027】

マニホールド２０９には、処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１には、上流側から順に、処理室２０１内の圧力を検出する圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサ２４５，ＡＰＣ（Ａｕｔｏ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ２４３，真空排気装置としての真空ポンプ２４６が接続されている。ＡＰＣバルブ２４３は、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁を開閉することで、処理室２０１内の真空排気及び真空排気停止を行うことができ、更に、真空ポンプ２４６を作動させた状態で弁開度を調節することで、処理室２０１内の圧力を調整することができる。主に、排気孔２０４ａ，排気路２０６，排気管２３１，ＡＰＣバルブ２４３及び圧力センサ２４５により、排気系が構成される。真空ポンプ２４６を排気系に含めて考えてもよい。

【0028】

マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な炉口蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９は、マニホールド２０９の下端に鉛直方向下側から当接されるように構成されている。シールキャップ２１９は、例えばＳＵＳ等の金属で構成され、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面には、マニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられている。シールキャップ２１９における処理室２０１の反対側には、ウエハ２００を収容するボート２１７を回転させる回転機構２６７が設置されている。回転機構２６７の回転軸２５５は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７に接続されている。回転機構２６７は、ボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は、アウタチューブ２０３の外部に垂直に設置された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって鉛直方向に昇降されるように構成されている。ボートエレベータ１１５は、シールキャップ２１９を昇降させることで、ボート２１７を処理室２０１内外に搬入及び搬出することが可能なように構成されている。ボートエレベータ１１５は、ボート２１７及びボート２１７に収容されたウエハ２００を、処理室２０１内外に搬送する搬送装置（搬送系）として構成されている。

【0029】

一次納品基板支持具としてのボート２１７は、複数枚、例えば２５～２００枚のウエハ２００を、水平姿勢で、かつ、互いに中心を揃えた状態で鉛直方向に間隔を空けて配列させるように構成されている。ボート２１７は、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成される。ボート２１７の下部には、例えば石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成される断熱板２１８が水平姿勢で多段（図示せず）に支持されている。この構成により、ヒータ２０７からの熱がシールキャップ２１９側に伝わりにくくなっている。ただし、本実施形態は上述の形態に限定されない。例えば、ボート２１７の下部に断熱板２１８を設けずに、石英やＳｉＣ等の耐熱性材料で構成される筒状の部材として構成された断熱筒を設けてもよい。

【0030】

図２に示すように、インナチューブ２０４内には温度検出器としての温度センサ２６３が設置されており、温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０７への通電量を調整することで、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように構成されている。温度センサ２６３は、ノズル４１０，４２０と同様にＬ字型に構成されており、インナチューブ２０４の内壁に沿って設けられている。

【0031】

図３に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ１２１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２１ａ，ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１２１ｂ，記憶装置１２１ｃ，Ｉ／Ｏポート１２１ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ１２１ｂ，記憶装置１２１ｃ，Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、内部バスを介して、ＣＰＵ１２１ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ１２１には、例えばタッチパネル付の液晶表示装置等の表示部として構成された入出力装置１２２が接続されている。

【0032】

記憶装置１２１ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置１２１ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラム、後述する半導体装置の製造方法の手順や条件などが記載されたプロセスレシピなどが、読み出し可能に格納されている。プロセスレシピは、後述する半導体装置の製造方法における各工程（各ステップ）をコントローラ１２１に実行させ、所定の結果を得ることができるように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピ、制御プログラム等を総称して、単に、プログラムともいう。本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、プロセスレシピ及び制御プログラムの組み合わせを含む場合がある。ＲＡＭ１２１ｂは、ＣＰＵ１２１ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。

【0033】

Ｉ／Ｏポート１２１ｄは、上述のＭＦＣ３１２，３２２，５１２，５２２、バルブ３１４，３２４，５１４，５２４、圧力センサ２４５、ＡＰＣバルブ２４３、真空ポンプ２４６、ヒータ２０７、温度センサ２６３、回転機構２６７、ボートエレベータ１１５、後述の加熱部ＨＴＰ，ＬＴＰ、バルブＡＶ０５，ＡＶ０６，ＡＶ０８，ＡＶ０９，ＡＶ１０、圧力センサＰ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５、ガス検知器Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５等に接続可能に構成されている。なお、ここで接続とは、物理的に接続されていることを意味するだけでなく、直接または間接的に電気信号・情報等を通信可能に構成されていることも意味する。

【0034】

ＣＰＵ１２１ａは、記憶装置１２１ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置１２２からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置１２１ｃからレシピ等を読み出すように構成されている。ＣＰＵ１２１ａは、読み出したレシピの内容に沿うように、ＭＦＣ３１２，３２２，５１２，５２２による各種ガスの流量調整動作、バルブ３１４，３２４，５１４，５２４の開閉動作、ＡＰＣバルブ２４３の開閉動作及びＡＰＣバルブ２４３による圧力センサ２４５に基づく圧力調整動作、温度センサ２６３に基づくヒータ２０７の温度調整動作、真空ポンプ２４６の起動及び停止、回転機構２６７によるボート２１７の回転及び回転速度調節動作、ボートエレベータ１１５によるボート２１７の昇降動作、ボート２１７へのウエハ２００の収容動作、加熱部ＨＴＰ，ＬＴＰによるガス供給管３１０の加熱制御、等を制御するように構成されている。

【0035】

コントローラ１２１は、外部記憶装置（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリやメモリカード等の半導体メモリ）１２３に格納された上述のプログラムを、コンピュータにインストールすることにより構成することができる。記憶装置１２１ｃや外部記憶装置１２３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成されている。以下、これらを総称して、単に、記録媒体ともいう。本明細書において記録媒体は、記憶装置１２１ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置１２３単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。コンピュータへのプログラムの提供は、外部記憶装置１２３を用いず、インターネットや専用回線等の通信手段を用いて行ってもよい。

【0036】

（２）基板処理工程
半導体装置（デバイス）の製造工程の一工程として、ウエハ２００上に、例えば３ＤＮＡＮＤのコントロールゲート電極として用いられるモリブデン（Ｍｏ）を含有するＭｏ含有膜を形成する工程の一例について、図４および図５を用いて説明する。図４は、本開示の一実施形態における基板処理工程を示す図である。図５は、図４の基板処理工程におけるＭｏ含有膜形成工程を示す図である。Ｍｏ含有膜を形成する工程は、上述した基板処理装置１０の処理炉２０２を用いて実行される。以下の説明において、基板処理装置１０を構成する各部の動作はコントローラ１２１により制御される。

【0037】

本実施形態による基板処理工程（半導体装置の製造工程）では、
（ａ）ウエハ２００を処理容器内である処理室２０１に収容する工程と、
（ｂ）ウエハ２００を所定の温度に調整する工程と、
（ｃ）ウエハ２００に対してＭｏ含有ガスを供給する工程と、
（ｄ）ウエハ２００に対して還元ガスを第１の時間供給する工程と、
（ｅ）（ｂ）の後、（ｃ）と（ｄ）とを１回以上行うことにより、ウエハ２００上にＭｏ含有膜を形成する工程と、を有する。

【0038】

本明細書において「ウエハ」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのもの」を意味する場合や、「ウエハとその表面に形成された所定の層や膜等との積層体」を意味する場合がある。本明細書において「ウエハの表面」という言葉を用いた場合は、「ウエハそのものの表面」を意味する場合や、「ウエハ上に形成された所定の層や膜等の表面」を意味する場合がある。本明細書において「基板」という言葉を用いた場合も、「ウエハ」という言葉を用いた場合と同義である。

【0039】

（ウエハ搬入）
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を支持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて、処理室２０１内に搬入（ボートロード）され、処理容器に収容される。この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０を介してアウタチューブ２０３の下端開口を閉塞した状態となる。

【0040】

（圧力調整および温度調整）
処理室２０１内、すなわち、ウエハ２００が存在する空間が所望の圧力（真空度）となるように真空ポンプ２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力情報に基づき、ＡＰＣバルブ２４３がフィードバック制御される（圧力調整）。真空ポンプ２４６は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は常時作動させた状態を維持する。

【0041】

また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０７によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように、温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０７への通電量がフィードバック制御される（温度調整）。ヒータ２０７による処理室２０１内の加熱は、少なくともウエハ２００に対する処理が完了するまでの間は継続して行われるが、後述するＭｏ含有膜形成工程が終了するまでの間は、ヒータ２０７の温度は、ウエハ２００の温度が、所定の温度である４００℃以上５５０℃以下の範囲内の温度となるような温度に調整して行われる。

【0042】

［Ｍｏ含有膜形成工程］
（Ｍｏ含有ガス供給、ステップＳ１１）
バルブ３１４を開き、ガス供給管３１０内に原料ガスであるＭｏ含有ガスを流す。Ｍｏ含有ガスは、ＭＦＣ３１２により流量調整され、ノズル４１０のガス供給孔４１０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ウエハ２００に対してＭｏ含有ガスが供給される。このとき同時にバルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内にＡｒガス等の不活性ガスを流す。ガス供給管５１０内を流れたＡｒガスは、ＭＦＣ５１２により流量調整され、Ｍｏ含有ガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ノズル４２０内へのＭｏ含有ガスの侵入を防止するために、バルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内にＡｒガスを流す。Ａｒガスは、ガス供給管３２０、ノズル４２０を介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。なお、Ｍｏ含有ガスは、例えば、Ｍｏと酸素（Ｏ）を含むガスである。Ｍｏ含有ガスとしては、具体的には、ＭｏＯ_２Ｃｌ_２やＭｏＯＣｌ_４等がある。

【0043】

このときＡＰＣバルブ２４３を調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１～３９９０Ｐａの範囲内の圧力であって、例えば１０００Ｐａとする。ＭＦＣ３１２で制御するＭｏ含有ガスの供給流量は、例えば０．１～１．０ｓｌｍ、好ましくは０．１～０．３ｓｌｍの範囲内の流量とする。ＭＦＣ５１２，５２２で制御するＡｒガスの供給流量は、それぞれ例えば０．１～２０ｓｌｍの範囲内の流量とする。なお、本開示における「１～３９９０Ｐａ」のような数値範囲の表記は、下限値および上限値がその範囲に含まれていることを意味する。よって、例えば、「１～３９９０Ｐａ」とは、「１Ｐａ以上３９９０Ｐａ以下」を意味する。他の数値範囲についても同様である。

【0044】

このとき処理室２０１内に流しているガスはＭｏ含有ガスとＡｒガスのみである。Ｍｏ含有ガスの供給により、ウエハ２００（表面の下地膜）上にＭｏ含有層が形成される。なお、Ｍｏ含有ガスとして、上述のガスを用いた場合、Ｍｏ含有層は、ＣｌやＯを含むＭｏ層であってもよいし、ＭｏＯ₂Ｃｌ₂（又はＭｏＯＣｌ_４）の吸着層であってもよいし、それらの両方を含んでいてもよい。

【0045】

（残留ガス除去、ステップＳ１２）
Ｍｏ含有ガスの供給を開始してから所定時間経過後であって例えば３６秒後に、ガス供給管３１０のバルブ３１４を閉じて、Ｍｏ含有ガスの供給を停止する。つまり、Ｍｏ含有ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、例えば３６秒とする。このとき排気管２３１のＡＰＣバルブ２４３は開いたままとして、真空ポンプ２４６により処理室２０１内を真空排気し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＭｏ含有層形成に寄与した後のＭｏ含有ガスを処理室２０１内から排除する。すなわち、処理室２０１内をパージする。このときバルブ５１４，５２４は開いたままとして、Ａｒガスの処理室２０１内への供給を維持する。Ａｒガスはパージガスとして作用し、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＭｏ含有層形成に寄与した後のＭｏ含有ガスを処理室２０１内から排除する効果を高めることができる。

【0046】

（還元ガス供給、ステップＳ１３）
処理室２０１内の残留ガスを除去した後、バルブ３２４を開き、ガス供給管３２０内に、還元ガスを流す。還元ガスは、ＭＦＣ３２２により流量調整され、ノズル４２０のガス供給孔４２０ａから処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このときウエハ２００に対して、還元ガスが供給される。このとき同時にバルブ５２４を開き、ガス供給管５２０内にＡｒガスを流す。ガス供給管５２０内を流れたＡｒガスは、ＭＦＣ５２２により流量調整される。Ａｒガスは還元ガスと一緒に処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。このとき、ノズル４１０内への還元ガスの侵入を防止するために、バルブ５１４を開き、ガス供給管５１０内にＡｒガスを流す。Ａｒガスは、ガス供給管３１０、ノズル４１０を介して処理室２０１内に供給され、排気管２３１から排気される。

【0047】

このときＡＰＣバルブ２４３を調整して、処理室２０１内の圧力を、例えば１～３９９０Ｐａの範囲内の圧力であって、例えば２０００Ｐａとする。ＭＦＣ３２２で制御する還元ガスの供給流量は、例えば１～５０ｓｌｍ、好ましくは１５～３０ｓｌｍの範囲内の流量とする。ＭＦＣ５１２，５２２で制御するＡｒガスの供給流量は、それぞれ例えば０．１～３０ｓｌｍの範囲内の流量とする。このとき還元ガスをウエハ２００に対して供給する時間は、１０分以上３０分以下の範囲内の時間であって、例えば２０分とする。還元ガスをウエハ２００に対して供給する時間を１０分以上とすることによりウエハ２００に吸着したＭｏ含有ガスを還元することができ、３０分以下とすることによりスループットを向上させ、生産性を確保することができる。

【0048】

このとき処理室２０１内に流しているガスは、還元ガスとＡｒガスのみである。還元ガスは、ステップＳ１１でウエハ２００上に形成されたＭｏ含有層の少なくとも一部と置換反応する。すなわち、Ｍｏ含有層中のＯや塩素（Ｃｌ）が、還元ガスと反応し、Ｍｏ層から脱離して、水蒸気（Ｈ₂Ｏ）、塩化水素（ＨＣｌ）、塩素（Ｃｌ₂）、等の反応副生成物として処理室２０１内から排出される。そして、ウエハ２００上にＭｏを含みＣｌとＯを実質的に含まないＭｏ含有層が形成される。ここで、還元ガスとして、水素（Ｈ_２）ガス，ホスフィン（ＰＨ_３）ガス、モノシラン（ＳｉＨ_４）ガス、ボラン（ＢＨ_３）ガス、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６）ガス等を用いることができる。

【0049】

（残留ガス除去、ステップＳ１４）
Ｍｏ含有層を形成した後、バルブ３２４を閉じて、還元ガスの供給を停止する。そして、上述したステップＳ１２と同様の処理手順により、処理室２０１内に残留する未反応もしくはＭｏ含有層の形成に寄与した後の還元ガスや反応副生成物を処理室２０１内から排除する。すなわち、処理室２０１内をパージする。

【0050】

（所定回数実施）
上記したステップＳ１１～ステップＳ１４を順に行うサイクルを少なくとも１回以上（所定回数（ｎ回））行うことにより、ウエハ２００上に、所定の厚さのＭｏ含有膜を形成する。上述のサイクルは、複数回繰り返すのが好ましい。

【0051】

（アフターパージおよび大気圧復帰）
ガス供給管５１０，５２０のそれぞれからＡｒガスを処理室２０１内へ供給し、排気管２３１から排気する。Ａｒガスはパージガスとして作用し、これにより処理室２０１内が不活性ガスでパージされ、処理室２０１内に残留するガスや反応副生成物が処理室２０１内から除去される（アフターパージ）。その後、処理室２０１内の雰囲気が不活性ガスに置換され（不活性ガス置換）、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される（大気圧復帰）。

【0052】

（ウエハ搬出）
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、アウタチューブ２０３の下端が開口される。そして、処理済ウエハ２００がボート２１７に支持された状態でアウタチューブ２０３の下端からアウタチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンロード）される。その後、処理済のウエハ２００は、ボート２１７より取り出される（ウエハディスチャージ）。

【0053】

（３）ガス供給システム
次に、図６を用いて、Ｍｏ含有ガスを処理室２０１内のノズル（ガス供給部）４１０へ供給するガス供給システムの構成例を説明する。図６は、本開示の一実施形態で好適に用いられるガス供給システムの構成例を示す図である。ガス供給システムＧＳＳは、図６に示す様に、原料供給ユニット１３０および流量制御ユニット１４０により構成されている。原料供給ユニット１３０はＭｏ含有ガスを生成する生成部であり、流量制御ユニット１４０は原料供給ユニット１３０から供給されたＭｏ含有ガスの流量を制御して、処理室２０１内のノズル（ガス供給部）４１０へ供給する。

【0054】

原料供給ユニット１３０は、固体原料１３２が充填されている原料容器１３１と、原料容器１３１を加熱するヒータ１３３と、複数のバルブＡＶ０５、ＡＶ０６、ＡＶ０８、ＡＶ０９、ＡＶ１０と、複数のガス供給管３１０ｄ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０ｅ、３１０ｆと、圧力検出器（圧力検出部）としての圧力センサＰ２と、点線で示す加熱部ＨＴＰと、を含む。

【0055】

バルブＡＶ１０はガス供給管３１０ｄとガス供給管３１０eとの間に設けられる。バルブＡＶ０９はガス供給管３１０ｄとガス供給管３１０ｃとの間に設けられる。バルブＡＶ０８はガス供給管３１０ｆとガス供給管３１０ｃとの間に設けられる。バルブＡＶ０５はガス供給管３１０ｃとガス供給管３１０ｂとの間に設けられる。バルブＡＶ０６はガス供給管３１０ｃに設けられ、バルブＡＶ０６はガス供給管３１０ｃの排気を可能にする排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ１）に接続される。圧力センサＰ２はガス供給管３１０ｃに設けられ、ガス供給管３１０ｃの圧力を測定可能である。

【0056】

加熱部ＨＴＰは、点線で示す様に、複数のバルブＡＶ０５、ＡＶ０６、ＡＶ０８、ＡＶ０９と、複数のガス供給管３１０ｃ、３１０ｂ、３１０ｆと、を加熱することができる。複数のバルブＡＶ０５、ＡＶ０６、ＡＶ０８、ＡＶ０９、ＡＶ１０の開閉状態は、コントローラ１２１によって制御されるように構成されている。また、圧力センサＰ２の圧力計測値は、コントローラ１２１へ供給されるように構成されている。加熱部ＨＴＰの加熱状態は、コントローラ１２１によって制御されるように構成されている。ここで、加熱部ＨＴＰの加熱温度の下限は、原料の気化温度等を基に設定され、加熱温度の上限は、固体原料の特性が変化しない温度や各部の耐熱温度を基に設定されうる。固体原料として、ＭｏＯ_２Ｃｌ_２を用いる場合は、例えば、５０℃～２５０℃の温度範囲の温度に設定される。好ましくは、１００℃～２００℃の温度範囲に設定される。ここで、固体原料の特性が変化しない温度とは、例えば、固体原料が分解しない温度である。また、各部とは、バルブＡＶ０５，ＡＶ０６，ＡＶ０８，ＡＶ０９と、複数のガス供給管３１０ｃ，３１０ｂ，３１０ｆ、等である。

【0057】

固体原料１３２は、金属含有原料または遷移金属含有原料であり、この例では、Ｍｏ含有原料を用いることができる。原料容器１３１をヒータ１３３で加熱し、窒素（Ｎ_２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガス等の不活性ガスをガス供給管３１０ｆへ供給し、開状態のバルブＡＶ０８およびガス供給管３１０ｅを介して原料容器１３１に供給して、原料容器１３１を不活性ガスで撹拌することでＭｏ含有ガスを発生させることができる。発生したＭｏ含有ガスは、ガス供給管３１０ｆ、開状態のバルブＡＶ０８を介してガス供給管３１０ｃへ供給することができる。ガス供給管３１０ｃへ供給されたＭｏ含有ガスは、開状態のバルブＡＶ０５を介してガス供給管３１０ｂへ供給される。

【0058】

流量制御ユニット１４０は、複数のバルブＡＶ０４、ＡＶ０３、３１４、ＡＶ０１、ＡＶ１１と、ＭＦＣ３１２と、複数のガス供給管３１０ｂ、３１０ａ、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋと、複数の圧力センサＰ５、Ｐ４、Ｐ３と、加熱部ＨＴＰと、を含む。

【0059】

バルブＡＶ０４はガス供給管３１０ｂとガス供給管３１０ａとの間に設けられ、ガス供給管３１０ｂには圧力センサＰ５が設けられ、ガス管３１０ａには圧力センサＰ４が設けられている。バルブＡＶ０３はガス供給管３１０ａとガス供給管３１０との間に設けられ、ＭＦＣ３１２はガス供給管３１０とガス供給管３１０ｉとの間に設けられる。バルブ３１４はガス供給管３１０ｉとガス供給管３１０ｊとの間に設けられ、ガス供給管３１０ｊには圧力センサＰ３が設けられている。バルブＡＶ０１はガス供給管３１０ｊとガス供給管３１０ｋとの間に設けられ、バルブＡＶ１１はガス供給管３１０ｊに設けられ、バルブＡＶ１１はガス供給管３１０ｊの排気を可能にする排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ２）に接続される。圧力センサＰ５、Ｐ４、Ｐ３は、ガス供給管３１０ｂ、３１０ａ、３１０ｊの圧力をそれぞれ測定可能である。

【0060】

加熱部ＨＴＰは、点線で示す様に、複数のバルブＡＶ０４、ＡＶ０３、３１４、ＡＶ０１、ＡＶ１１と、ＭＦＣ３１２と、複数のガス供給管３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋと、を加熱することができる。

【0061】

複数のバルブＡＶ０４、ＡＶ０３、３１４、ＡＶ０１、ＡＶ１１の開閉状態は、コントローラ１２１によって制御されるように構成されている。また、圧力センサＰ５、Ｐ４、Ｐ３の圧力計測値は、コントローラ１２１へ供給されるように構成されている。加熱部ＨＴＰの加熱状態は、コントローラ１２１によって制御されるように構成されている。

【0062】

例えば、ガス供給管３１０ｂの途中の箇所Ａでモリブデン（Ｍｏ）が固体化して付着し、ガス供給管３１０ｂに閉塞が発生した場合を検討する。圧力センサＰ５、Ｐ４、Ｐ３により、各ガス供給管３１０ｂ、３１０ａ、３１０ｊの圧力値の変化はコントローラ１２１によって確認することができる。そのため、閉塞箇所Ａでの閉塞した状況は、圧力センサＰ５の測定したガス供給管３０１ｂの圧力値の変化によって確認可能である。そのため、閉塞した箇所Ａを含むバルブＡＶ０４とバルブＡＶ０５の間のガス供給管３０１ｂが交換対象であり、少ないガス供給管の交換範囲とすることができる。

【0063】

図７は、比較例に係るガス供給システムの構成例を示す図である。図７が図６と異なる点は、図７のガス供給システムＧＳＳｒにおいて、圧力センサＰ５、Ｐ４、Ｐ３、バルブＡＶ１１が削除されている点である。図７のその他の構成は、図６と同じであるので、重複する説明は省略する。

【0064】

ガス供給管３１０ｂの途中の箇所Ａでモリブデン（Ｍｏ）が固体化して付着し、ガス供給管３１０ｂに閉塞が発生した場合を検討する。ガス供給管３１０ｂの箇所Ａに閉塞が起きると、バルブＡＶ０１、３１４、ＡＶ０３、ＡＶ０４、ＡＶ０５、ＡＶ０８を開状態とし、ＭＦＣ３１２により流量制御を行っても、Ｍｏ含有ガスが閉塞箇所Ａから処理室２０１に流れず、基板処理が実施できない状態となってしまう。

【0065】

この場合、基板処理の不成立やＭＦＣ３１２の流量異常検知機能により、ガス供給管内の閉塞が考えられ閉塞箇所の特定を行うことになる。閉塞箇所ＡはバルブＡＶ０１、３１４、ＡＶ０３、ＡＶ０４、ＡＶ０５、ＡＶ０８の開閉情報と圧力センサＰ１、Ｐ２の数値変化で特定するが、ガス供給管３１０ｂ、３１０ａ、３１０ｊには圧力センサが設けられていないため、ガス供給管３１０ｂ、３１０ａ、３１０ｊの圧力値の変化を確認することができない。圧力値の変化を確認できないガス供給管は、ガス供給管のどこで閉塞しているか特定できない。したがって、バルブＡＶ０５からノズル２０１の前までの範囲にあるガス供給管（３０１ｂ、３１０ａ、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）までの交換が必要となってしまうことになる。

【0066】

閉塞箇所が特定できなければ、閉塞が考えられるガス供給管の経路全てを交換することになり、多大な費用と労力が必要となる。したがって、閉塞箇所の特定や交換作業の時間が長くなり、ガス供給管の閉塞を解消するための解消時間が長くなる。このため、基板処理装置の停止時間（ダウンタイム）が長くなり、結果的に、基板処理装置の製造スループットが低下する。

【0067】

一方、図６では、圧力センサ２４５、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の計測した圧力計測値は基板処理装置１０のコントローラ１２１にて数値の変化を計測、チェックできるので、ガス供給管の閉塞の解消時間を短縮し、基板処理装置の製造スループットを向上させる技術を提供することにある。

【0068】

（４）ガス供給管の閉塞レベルの判定
図６では、ガス供給管３１０ｂに閉塞が発生した場合に、閉塞箇所Ａを含むガス供給管３１０ｂを交換することにより、ガス供給管の閉塞を解決する方法を説明したが、これに限定されるものではなく、ガス供給管の閉塞レベルを判定することにより、適切な閉塞の解消の対応策を選択して行うことも可能である。すなわち、圧力センサ２４５、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の計測した圧力計測値は基板処理装置１０のコントローラ１２１にて数値の変化を計測、チェックできるので、コントローラ１２１の記憶装置１２１ｃ内に、閉塞レベルを判定する閉塞レベル判定プログラムを格納し、制御部としてコントローラ１２１に閉塞レベル判定プログラムを実行させ、センサ２４５、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の計測した圧力計測値に基づいて閉塞レベルを判定させることができる。閉塞レベル判定プログラムによる閉塞レベルの判定では、図８に示す様に、３つの閉塞レベル１、２、３を判定可能にすることができる。閉塞レベルの判定は、具体的には、計測された圧力が、所定範囲から外れているか否かで判定される。ここで、所定範囲は、閉塞レベル毎に設定されている。所定範囲から、高い圧力が測定された場合は、その高い圧力が測定された圧力センサよりも下流側で閉塞が発生していることが判別できる。また、所定範囲よりも低い圧力が測定された場合は、その低い圧力が測定された圧力センサよりも上流側で閉塞が発生していることが判別できる。

【0069】

図８は、記憶装置に格納されたテーブルであり、閉塞レベルと対処プログラムとのテーブルを示す図である。コントローラ１２１の記憶装置１２１ｃ内には、閉塞レベルごとの対処プログラムも、コントローラ１２１が読み出し、および、実行可能に格納されている。図８に示すテーブルの一例では、閉塞レベル１の対処プログラムＰAはアラームの報知を指示するプログラムとされ、閉塞レベル２の対処プログラムＰＢはガス供給管の加熱を指示するプログラムとされ、閉塞レベル３の対処プログラムＰＣはガス供給管の交換準備を指示するプログラムとされている。閉塞レベル判定プログラムによる閉塞レベルの判定結果が閉塞レベル１の時は、対処プログラムＰＡが選択されて実行される。閉塞レベル判定プログラムによる閉塞レベルの判定結果が閉塞レベル２の時は、対処プログラムＰＢが選択されて実行される。閉塞レベル判定プログラムによる閉塞レベルの判定結果が閉塞レベル３の時は、対処プログラムＰＣが選択されて実行される。

【0070】

閉塞レベル、および、プログラム概要は、たとえば、以下の意味を有するように構成することができる。

【0071】

１）閉塞レベル１：軽度の閉塞。
プログラムＰＡのプログラム概要：「もうすぐで閉塞する可能性がある。」旨のアラームメッセージをコントローラ１２１の入出力装置（表示部）１２２と上位装置（HOST装置）の少なくともいずれか一方、または、両方に報知する。

【0072】

２）閉塞レベル２：中度の閉塞。ガス供給管は完全に閉塞しておらず、適切な対処を行えば、ガス供給管の交換無しで、ガス供給管の圧力を復帰させることができる閉塞を意味する。
プログラムＰＢのプログラム概要：閉塞レベルの判定された圧力センサ以降（下流側）のガス供給管の加熱部ＨＴＰの温度を上昇させる。

【0073】

３）閉塞レベル３：重度の閉塞。ガス供給管が完全に閉塞して、ガス供給管の交換を必要とする状態を意味する。
プログラムＰＣのプログラム概要：ガス供給管の交換を必要とするので、以下のサブ対処プログラムの少なくとも１つ以上を実行可能に構成することができる。
Ｃ１）供給管交換の準備プログラム
Ｃ２）交換サポートプログラム
Ｃ３）交換後実行の復帰動作プログラム
このプログラムＣ１，Ｃ２，Ｃ３については後述する。

【0074】

この様に、ガス配管内の閉塞レベルを判定することにより、適切な閉塞解消対応を選択して行うことが可能となり、基板処理装置のダウンタイムを低減することができる。即ち、基板処理装置１０による生産スループットを向上させることができる。

【0075】

対処プログラムは、報知、圧力復帰処理等を行わせるプログラムである。ここで、圧力復帰処理とは、閉塞を解消させる処理を意味する。対処プログラム（たとえば、閉塞レベル３のプログラムＰＣ）では、複数の処理（３つのサブ対処プログラムＣ１，Ｃ２，Ｃ３）を行っても良い。ガス供給管内の圧力は、所定値、ピンポイントの圧力でも良いし、所定の圧力範囲内の圧力でも良い。また、閉塞レベル１，２，３に応じて、対応する対処プログラムＰＡ、ＰＢ、ＰＣを実行することにより、基板処理装置１０のダウンタイムを低減することができる。

【0076】

また、対処プログラムを複数用意しておき、閉塞レベルに対応する対処プログラムを予め設定しておくことで、閉塞レベル判定から、対処プログラム設定までの作業者の検討負荷や、作業者のレベルによる、対処プログラムの選択ミスを低減することができる。これらの低減により、基板処理装置１０のダウンタイムを低減することができる。

【0077】

図９は、コントローラの入出力装置（表示部）の表示状態を説明する図である。コントローラ１２１が閉塞レベル判定プログラムを実行し、閉塞レベルの判定を行うと、図９に示す様に、たとえば、コントローラ１２１の入出力装置（表示部）１２２には、判定された閉塞レベルと、判定された閉塞レベルによって選択された対処プログラムと、を表示させることができる。図9では、一例として、判定された閉塞レベルとして閉塞レベル１と、対処プログラムＰＡ（アラーム報知）とが入出力装置（表示部）１２２に表示された状態が描かれている。

【0078】

この様に、対処プログラムを入出力装置（表示部）１２２に表示させることにより、作業者が実行前および実行中の対処プログラムを把握することが可能となる。

【0079】

（加熱部ＨＴＰの構成例）
図１０は、図６の加熱部ＨＴＰの構成例を説明する図である。図１１は、図１０の１つのサブ加熱部の構成を説明する図である。加熱部ＨＴＰは、ガス供給管３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋのおのおのに対応する様に設けられた複数のサブ加熱部ＨＴＰ１～ＨＴＰ８を含むように構成されている。図１０には、加熱部ＨＴＰによって加熱可能とされているバルブＡＶ０５、ＡＶ０６、ＡＶ０８、ＡＶ０９、ＡＶ０４、ＡＶ０３、３１４、ＡＶ０１、ＡＶ１１、および、ＭＦＣ３１２は、図面の簡素化のため、省略されている。サブ加熱部ＨＴＰ１～ＨＴＰ８のおのおのは、図１１に示す様に、複数の発熱素子ＨＴ１～ＨＴｎを含むように構成され、発熱素子ＨＴ１～ＨＴｎのおのおのは、コントローラ１２１によってその温度が制御可能に構成されている。コントローラ１２１は、発熱素子ＨＴ１～ＨＴｎのおのおのに供給する電流量を制御して、発熱素子ＨＴ１～ＨＴｎの発熱量を制御する。図１１において、各発熱素子ＨＴ１～ＨＴｎを次のように温度制御することが可能である。
温度制御１：各発熱素子ＨＴ１～ＨＴｎの電流量を一定とする。これにより、対応するサブ加熱部の温度をサブ加熱部の全域において一定の所望の温度とすることができる。
温度制御２：各発熱素子ＨＴ１～ＨＴｎの電流量のおのおのを発熱素子ＨＴ１から発熱素子ＨＴｎに向かって徐々に多くするように個別に制御する。これにより、対応するサブ加熱部の温度を徐々に所望の第１温度から、第１温度と異なる所望の第２温度となる様に制御できる。
温度制御３：各発熱素子ＨＴ１～ＨＴｎの電流量の内、所望の１または複数の発熱素子の電流量が、他の残りの発熱素子の電流量と比較して、少なくなる様に個別に制御する。これにより、たとえば、対応するサブ加熱部において、一部分の領域が低温とされ、残りの部分の領域が高温となる様に制御できる。

【0080】

図１０において、たとえば、閉塞箇所Ａがガス供給管３１０ｃに発生した場合を想定する。この場合、この明細書では、閉塞箇所Ａから見てノズル４１０の側を「下流側」と定義し、閉塞箇所Ａから見て原料容器１３１の側は「上流側」と定義こととする。

【0081】

（ガス管加熱部の温度制御）
対処プログラムとして、プログラムＰＢが選択された場合のガス管加熱部ＨＴＰの温度制御について以下説明する。

【0082】

閉塞箇所Ａがガス供給管３１０ｃに発生した場合、コントローラ１２１は、閉塞レベルに応じて、ガス管加熱部ＨＴＰのサブ加熱部ＨＴＰ１～ＨＴＰ８の温度を制御可能に構成されている。より具体的には、コントローラ１２１は、複数の圧力センサＰ２，Ｐ５，Ｐ４，Ｐ３の内、閉塞していると判定した圧力センサ（Ｐ５）を含むガス供給管（３１０ｂ）のガス管加熱部ＨＴＰ３およびガス供給管（３１０ｂ）の下流側に位置するすべてのガス管加熱部（ＨＴＰ４－ＨＴＰ８）の温度を上昇させるようガス管加熱部ＨＴＰの温度を制御可能に構成される。

【0083】

この様な温度制御により、閉塞しているゾーンのガス供給管（３１０ｂ）と、それよりも下流側のゾーンのガス供給管（３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）の温度を上昇させることにより、新たな固化の発生を抑制することができる。

【0084】

図１２は、ガス管加熱部の温度制御の例を説明する図である。図１２には、ガス供給管の温度と閉塞判定位置との関係が示されており、縦軸はガス供給管の温度であり、横軸は原料容器１３１からノズル４１０の間のガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）を示している。閉塞判定位置は、この例では、閉塞箇所Ａであり、ガス供給管（３１０ｂ）の区間（ゾーン）としている。

【0085】

図１２の例では、閉塞箇所Ａ以降の全ての区間で、閉塞箇所Ａからノズル４１０側に向かってガス供給管（３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）を略一定の温度Ｔ１に上昇させる様に、ガス管加熱部ＨＴＰの温度がコントローラ１２１により制御される。一定の温度Ｔ１は、例えば、ノズル４１０が設けられる処理室２０１の最大温度に上昇させる。

【0086】

図１２において、点線で示す温度制御（ノズル４１０が設けられる処理室２０１側に向かうにつれ上昇させる）は次に示す理由により行われている。ガス管加熱部ＨＴＰの温度制御上、温度がふらつくことがある。温度低下のオーバーシュート発生により、固体化して付着したモリブデン（Ｍｏ）の気化温度以下になってしまうことを抑制する必要がある。例えば、基板２００の処理中は、Ｍｏ含有ガスなどの原料ガスが大量に流れるため、ガス供給管の温度が低下する。この時に、ガス管加熱部ＨＴＰの温度制御が間に合わず、ガス供給管の温度が一時的に低下し気化温度に近づき、そして、さらに、気化温度よりも低い温度になる場合がある。このため、気化温度よりも高い温度となる様に高めの温度に設定するのがよい。また、固体原料１３２の場合、一度気化したガス（たとえば、Ｍｏ含有ガス）が、その加熱された温度よりも低くなった時に、固体に戻る性質がある。各バルブや、流量制御部（マスフローコントローラ３１２、オリフィス等）の前（上流側）では、ガス供給管内の圧力が高い状態となっている。特に、流量制御部（マスフローコントローラ３１２）の上流側は、ガス供給管内の圧力が高い状態になる。このように、圧力が上昇した場合、原料の蒸気圧の関係から、固化が発生し易い環境となってしまうため、ガス供給管内の圧力上昇に合わせて、点線で示すように、温度を段階的（徐々）に上げる様に温度制御するのが良い。なお、図１２～図１４の点線で示す温度帯は、例えば、固体原料として、Ｍｏ含有原料を用いる場合は、１２０℃～１７０℃の温度帯である。原料容器１３１付近は１２０℃に設定され、ＭＦＣ３１２付近は１５０℃に設定される。ガス供給管３１０ｋ付近は、１７０℃に設定される。この様な温度設定とすることで、原料の固化の発生を抑制することができる。

【0087】

図１２に示す様に、ガス管加熱部ＨＴＰの温度を制御して、閉塞しているゾーン（ここでは、ガス供給管３１０ｂのゾーン）と、それよりも下流側のゾーン（ここでは、ガス供給管３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋの各ゾーン）のガス供給管の温度を略一定の温度Ｔ１に上昇させることにより、新たな固化の発生を抑制することができる。昇温させる際に、一定の温度Ｔ１（例えば、処理室２０１側に一番近い側の温度）に昇温させることにより、ガス供給管の温度履歴の変化を抑制することができる。例えば、処理室２０１側に一番近い側は、温度変化が少なく、処理室２０１側に一番近い側の温度履歴の変化を抑制できる。これにより、処理室２０１側に一番近い側のガス供給管（３１０ｋ）内の雰囲気の変化を抑制することができる。基板２００に供給される処理ガス（Ｍｏ含有原料）の状態が変化しないので、対処プログラムＰＢの実行前と実行後とで、基板２００に形成されるＭｏ膜の特性が変化することが無い。

【0088】

一方、処理室２０１側に一番近い側のガス供給管内の雰囲気が変化することで、対処プログラムＰＢを実行する前と実行した後で、基板２００に供給される処理ガス（Ｍｏ含有ガス）の状態が変化してしまい、対処プログラムＰＢの実行前と実行後とで、基板２００に形成されるＭｏ膜の特性が変化する可能性がある。ここで、膜特性とは、膜厚、抵抗率、組成比、結晶性、ラフネス、等を意味する。

【0089】

図１３は、ガス管加熱部の温度制御の他の例を説明する図である。図１３には、図１２と同様に、ガス供給管の温度と閉塞判定位置との関係が示されており、縦軸はガス供給管の温度であり、横軸は原料容器１３１からノズル４１０の間のガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）を示している。閉塞判定位置は、この例では、閉塞箇所Ａであり、ガス供給管（３１０ｂ）の区間（ゾーン）としている。

【0090】

図１３では、閉塞箇所Ａからノズル４１０側に向かってガス供給管（３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）の温度を徐々に上昇させるように、ガス管加熱部ＨＴＰの温度がコントローラ１２１により制御される温度制御の例を示している。

【0091】

ガス供給管（３１０ｂ）の下流側に向かって、ガス供給管の加熱温度を上昇させる様に構成することで、ガス供給管（３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内での、たとえば、モリブデン（Ｍｏ）原料の再固化の発生を抑制させることができる。この温度制御により、一時的に、ガス供給管の温度が低下しても、たとえば、モリブデン（Ｍｏ）原料の再固化する温度に陥ることを抑制することができる。

【0092】

図１４は、ガス管加熱部の温度制御のさらに他の例を説明する図である。図１４には、図１２と同様に、ガス供給管の温度と閉塞判定位置との関係が示されており、縦軸はガス供給管の温度であり、横軸は原料容器１３１からノズル４１０の間のガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）を示している。閉塞判定位置は、この例では、閉塞箇所Ａであり、ガス供給管（３１０ｂ）の区間（ゾーン）としている。

【0093】

図１４では、閉塞箇所Ａからノズル４１０側に向かってガス供給管（３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）の温度を段階的に上昇させるように、ガス管加熱部ＨＴＰの温度がコントローラ１２１により制御される温度制御の例を示している。これにより、図１３に示した温度制御と同様な効果を得ることができる。

【0094】

プログラムＰＢが選択された場合において、ガス管加熱部ＨＴＰの温度を上昇させる際には、閉塞判定した圧力測定部（圧力センサＰ５）よりも下流側に位置する複数のバルブ（ＡＶ０４、ＡＶ０３，３１４、ＡＶ０１）をフルオープン（全開状態）にするよう複数のバルブの開閉制御をコントローラ１２１により行うのが好ましい。これにより、閉塞判定位置Ａの領域部分にあった、固化した原料が、各バルブ（ＡＶ０４、ＡＶ０３，３１４、ＡＶ０１）の内部の部分で再固化することを抑制することができる。各バルブ（ＡＶ０４、ＡＶ０３，３１４、ＡＶ０１）がフルオープンで無い場合、各バルブ（ＡＶ０４、ＡＶ０３，３１４、ＡＶ０１）の前のガス供給管内の圧力が上昇する可能性がある。圧力上昇した場合、蒸気圧の関係から、気化した原料が再固化してしまう可能性が有る。複数のバルブ（ＡＶ０４、ＡＶ０３，３１４、ＡＶ０１）をフルオープンにとして、ガス供給管内の圧力が上昇しない環境にすることで、気化した原料が再固化することを抑制できる。

【0095】

図６に示すように、ガス供給システムＧＳＳは、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内を、バルブＡＶ１１を介して排気する排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ２）を有している。コントローラ１２１は、図１２～図１４で説明した様にガス供給管を加熱している間、バルブＡＶ１１を開状態として、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内を排気するよう排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ２）を制御可能に構成されている。

【0096】

これにより、ガス供給管内を排気し、ガス供給管内の圧力を下げることにより、固化した原料が気化し易い状態とすることができ、ガス供給管内における固化した原料による閉塞を解消させる時間を短縮させることができる。つまり、蒸気圧の関係から、ガス供給管内の圧力が低い方が、固化した原料は気化し易い状態となる。

【0097】

図６に示すように、ガス供給システムＧＳＳは、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部（３１０ｄ、ＡＶ０９）を有している。不活性ガスは窒素（Ｎ_２）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガスなどであり、不活性ガス供給部（３１０ｄ、ＡＶ０９）は、ガス供給管３１０ｄとＶＡバルブＡＶ０９とから構成される。ＶＡバルブＡＶ０９を開状態として、ガス供給管３１０ｄから不活性ガスをガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内に供給する。

【0098】

コントローラ１２１は、図１２～図１４で説明した様にガス供給管を加熱している間、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内への不活性ガスの供給とガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内の排気とを繰り返すように、不活性ガス供給部（３１０ｄ、ＡＶ０９）と排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ１、Ｅｘｈａｕｓｔ２）とを制御可能に構成されている。

【0099】

これにより、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内に、不活性ガスの供給状態と真空排気の状態を交互に行わせることにより、圧力の低い雰囲気に不活性ガスが勢い良く流れる。これにより、不活性ガスの勢いにより、固化した原料を排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ１、Ｅｘｈａｕｓｔ２）側に飛ばすことができる。

【0100】

（供給管交換の準備プログラムＣ１）
次に、対処プログラムとして、ガス供給管の交換が選択された場合の供給管交換の準備プログラムＣ１について説明する。

【0101】

図１５は、コントローラの入出力装置（表示部）の表示状態を説明する図である。コントローラ１２１は、入出力装置（表示部）１２２に、コントローラ１２１が閉塞レベル判定プログラムを実行し、閉塞レベル３の判定を行うと、判定された閉塞レベル３と、判定された閉塞レベルによって選択された対処プログラムＰＣと、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内の閉塞判定した圧力センサＰ５と、閉塞判定した圧力センサＰ５が設けられたガス供給管３１０ｂを交換対象ガス供給管として表示することができる。コントローラ１２１は、ガス供給管を交換する旨の情報を、入出力装置（表示部）１２２と上位装置（ＨＯＳＴ装置）の少なくともいずれか一方、または、両方に報知することが可能である。また、図６に示すガス供給システムＧＳＳの様な配管模式図を、表示部に表示させて、交換対象のガス供給管３１０やバルブ、圧力センサ、等の色を変更させる等して報知しても良い。

【0102】

図６に示す様に、ガス供給システムＧＳＳは、ガス供給管内を排気する排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ１、Ｅｘｈａｕｓｔ２）を有している。コントローラ１２１は、複数のガス供給管（（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）の内、前記閉塞判定した圧力センサＰ５が属するガス供給管３１０ｂの上流側のガス供給管３１０ｃと下流側のガス供給管（３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ）を排気するように、排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ１、Ｅｘｈａｕｓｔ２）を制御可能に構成されている。

【0103】

この様に、交換対象ガス供給管の上流側のガス供給管内と下流側のガス供給管内に存在する処理ガス（Ｍｏ含有ガス）を排気しておくことで、ガス供給管交換時の処理ガス漏れを抑制することができる。

【0104】

また、図６に示す様に、ガス供給システムＧＳＳは、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部（３１０ｄ、ＡＶ０９）を有している。コントローラ１２１は、閉塞判定した圧力センサＰ５が属するガス供給管３１０ｂの上流側のガス供給管３１０ｃと下流側のガス供給管（３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ）とに不活性ガスを供給するよう不活性ガス供給部（３１０ｄ、ＡＶ０９）を制御可能に構成されている。この様に、上流側のガス供給管３１０ｃと下流側のガス供給管（３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ）と不活性ガスを供給することによって、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内の残留ガスの押し出し、および、ガス置換が可能になる。

【0105】

また、コントローラ１２１は、閉塞判定した圧力センサＰ５が属するガス供給管３１０ｂの上流側のガス供給管３１０ｃと下流側のガス供給管（３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ）の排気と不活性ガス供給（３１０ｄ、ＡＶ０９）とを交互に行わせる様に、排気部（Ｅｘｈａｕｓｔ１、Ｅｘｈａｕｓｔ２）と不活性ガス供給部とを制御可能に構成されている。この様に、不活性ガス供給と排気とを交互に実行することで、ガス供給管（３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ）内の残留ガスを低減することができる。

【0106】

また、コントローラ１２１は、閉塞判定した圧力センサＰ５が属するガス供給管３１０ｂの上流側と下流側に設けられたサブガス管加熱部（ＨＴＰ２、ＨＴＰ４－ＨＴＰ７）の温度を維持しつつ、閉塞判定した圧力センサＰ５が属するガス供給管３１０ｂに設けられたサブガス管加熱部ＨＴＰ３の温度を低下させるよう、複数のサブガス管加熱部（ＨＴＰ１－ＨＴＰ８）を制御可能に構成されている。この様に、交換対象では無い上流側のガス供給管３１０ｃと下流側のガス供給管（３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ）の温度を維持しつつ、交換対象のガス供給管３１０ｂの温度を低下させることで、交換時の作業容易性を向上させることができる。

【0107】

また、コントローラ１２１は、閉塞判定した圧力センサＰ５が属するガス供給管３１０ｂに設けられたサブガス管加熱部ＨＴＰ３の温度は、ガス供給管内の排気とガス供給管内への不活性ガスの供給の処理が終わった後、低下させるよう、複数のサブガス管加熱部（ＨＴＰ１－ＨＴＰ８）を制御可能に構成されている。この様に、交換対象のガス供給管３１０ｂを加熱した状態で、ガス供給管の排気および不活性ガス供給を行うことにより、ガス供給管内に残留する原料（固体）を除去することができる。また、ガス供給管内を不活性ガス雰囲気とした状態で、交換対象のガス供給管３１０ｂの温度を低下させることにより、ガス供給管３１０ｂの温度の自然冷却時間を短縮させることができる。

【0108】

また、コントローラ１２１は、閉塞判定した圧力センサＰ５が属するガス供給管３１０ｂの上流側のガス供給管３１０ｃと下流側のガス供給管（３１０a）に設けられたガス管加熱部（ＨＴＰ２、ＨＴＰ４）の内、閉塞判定した圧力センサＰ５が属するガス供給管３１０ｂ側の部分の温度が、ガス管加熱部（ＨＴＰ２、ＨＴＰ４）の他の部分の温度よりも低くなるように、複数のサブガス管加熱部（ＨＴＰ１－ＨＴＰ８）を制御可能に構成されている。

【0109】

図１６は、ガス管加熱部（ＨＴＰ２、ＨＴＰ４）の低温部分を説明する図である。図１６において、ガス供給管３１０ｃはガス管加熱部ＨＴＰ２により加熱可能とされており、ガス供給管３１０ａはガス管加熱部ＨＴＰ４により加熱可能とされている。ここで、ガス管加熱部ＨＴＰ２のガス供給管３１０ｂ側の部分ＬＴＰ２の温度が、ガス管加熱部ＨＴＰ２の他の部分の温度よりも低くなるように、制御される。同様に、ガス管加熱部ＨＴＰ４のガス供給管３１０ｂ側の部分ＬＴＰ１の温度が、ガス管加熱部ＨＴＰ４の他の部分の温度よりも低くなるように、制御される。

【0110】

ガス管加熱部（ＨＴＰ２、ＨＴＰ４）において、交換対象範囲のガス供給管３１０ｂに近い部分（ＬＴＰ２、ＬＴＰ１）側の温度を下げることにより、ガス供給管３１０ｂの交換作業の容易性を向上させることができる。つまり、交換対象範囲のガス供給管３１０ｂに近い部分（ＬＴＰ２、ＬＴＰ１）の温度が熱いままでは、交換作業自体が難しい。また、交換対象範囲のガス供給管３１０ｂに近い部分（ＬＴＰ２、ＬＴＰ１）に原料（固体）が残留している場合において、原料（固体）と大気との反応性を低減させることができる。

【0111】

（交換サポートプログラムＣ２）
次に、対処プログラムとして、配管交換が選択された場合の、実際の交換作業の交換サポートプログラムＣ２について説明する。

【0112】

コントローラ１２１は、入出力装置（表示部）１２２に、交換する部分のガス供給管３１０ｂの位置に報知（表示）することができる。これにより、ガス供給管３１０ｂの交換作業時の作業ミスを低減することができる。また、交換作業を行っていることを、作業員以外の他の人員へ明確化することができる。これは、一般的に、基板処理装置１０のガス供給管の配管場所は、基板処理装置１０の背面側に配置されている場合が多く、基板処理装置１０の前面側からは、作業中であること自体が分かりにくい状態となっているからである。

【0113】

ガス供給システムＧＳＳは、塩素含有ガスを検知するガス検知器Ｍを少なくとも１つ以上有し、コントローラ１２１は、ガス供給管３１０ｂを交換する際に、ガス検知器が測定した値によって、アラームを報知するよう入出力装置（表示部）１２２を制御可能に構成しても良い。図６では、ガス検知器Ｍ２，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５の様に４つ設けた例を示している。好適には、配管の接続箇所や、バルブ接続箇所の付近に設けられる。

【0114】

これにより、配管内に上述のＭｏ含有ガスが残留していた場合、Ｍｏ含有ガスと、空気中のＨ_２Ｏ(水)とが、反応し、塩素含有ガスとして、塩化水素（ＨＣｌ）を生じる恐れがある。ＨＣｌがガス検知器で検出された場合、入出力装置（表示部）１２２にアラームを報知することで、ＨＣｌの発生状況を作業者に知らせることができる。

【0115】

（交換後実行の復帰動作プログラムＣ３）
次に、対処プログラムとして、配管交換が選択され、配管交換作業後に実行される復帰動作プログラムＣ３について説明する。

【0116】

コントローラ１２１は、交換対象のガス供給管３１０ｂが交換されたことを検出した後、ガス供給システムＧＳＳの状態復旧処理を実行させる様に、ガス供給システムＧＳＳを制御可能に構成されている。ガス供給システムＧＳＳの状態復旧処理を行うことで、ガス供給管の交換前と、ガス供給管の交換後のガスの流れ特性の差異を低減することができる。

【0117】

ガス供給システムＧＳＳの状態復旧処理は、以下Ｓ１～Ｓ５を順に実施することで行われる。なお、この状態復旧処理に、以下のＳ６も含めても良い。

【0118】

Ｓ１：交換後のガス供給管全体のリークチェック
Ｓ２：ガス供給管全体のガス置換（大気排気⇒N2置換）
Ｓ３：ガス供給管全体の温度復帰動作
Ｓ４：Ｍｏ含有ガスの供給
Ｓ５：流量チェック（閉塞前の流量と交換前の流量との差異チェック）
・ＭＦＣ３１２の流量をチェック
・圧力センサＰ２－Ｐ５，２４５の圧力測定値をチェック
・閉塞前後の圧力と閉塞前後の流量の関係を比較
Ｓ６：上記Ｓ１～Ｓ５の結果を、ガス供給管の交換履歴として、記憶部１２１ｃに記録する。

【0119】

以下、本開示の特徴点を付記する。

【0120】

（付記１）
基板を収容する反応容器と、
前記反応容器内の雰囲気を排気する排気管と、
前記基板に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部に連通し、前記処理ガスを供給するガス供給管と、前記ガス供給管に設けられる複数のバルブと、前記複数のバルブの間に設けられた複数の圧力測定部と、を有するガス供給システムと、
前記圧力測定部の測定結果の内、少なくとも１つ以上の圧力を基に、前記ガス供給管の閉塞レベルを判定可能に構成された制御部と、
を有する基板処理装置。

【0121】

（付記２）
前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、対処プログラムを実行するように前記ガス供給システムを制御可能に構成される、付記１に記載の基板処理装置。

【0122】

（付記３）
前記対処プログラムが複数記録された記憶部を有し、
前記制御部は、前記複数の対処プログラムから、前記閉塞レベルに対応する対処プログラムを選択して実行可能に構成される、付記２に記載の基板処理装置。

【0123】

（付記４）
前記制御部に接続された表示部を有し、
前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、前記表示部に前記対処プログラムに関する情報を表示可能に構成される、付記２または３に記載の基板処理装置。

【0124】

（付記５）
前記ガス供給システムは、前記圧力測定部に対応し、前記ガス供給管を加熱する複数のガス管加熱部を有し、
前記制御部は、前記閉塞レベルに応じて、前記ガス管加熱部の温度を制御可能に構成される、付記１乃至４のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0125】

（付記６）
前記制御部は、前記複数の圧力測定部の内、閉塞していると判定した圧力測定部を含む前記ガス供給管の下流側に位置するガス管加熱部の温度を上昇させるよう前記ガス管加熱部を制御可能に構成される、付記１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0126】

（付記７）
前記制御部は、前記ガス管加熱部の温度を上昇させる際に、前記閉塞判定した圧力測定部に対応するガス管加熱部の温度と、それよりも下流側に配置されたガス管加熱部の温度を略一定の温度に上昇させるように前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、付記１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0127】

（付記８）
前記制御部は、前記ガス管加熱部の温度を上昇させる際に、前記閉塞判定した圧力測定部に対応するガス管加熱部から、ガス管の下流に向かって、加熱温度を上昇させる様に前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、付記１乃至５のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0128】

（付記９）
前記制御部は、前記ガス管加熱部の温度を上昇させる際に、前記閉塞判定した圧力測定部よりも下流側に位置するバルブをフルオープンにするよう前記複数のバルブを制御可能に構成される、付記6乃至8のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0129】

（付記１０）
前記ガス供給システムは、前記ガス供給管内を排気する排気部を有し、
前記制御部は、前記ガス供給管を加熱している間、前記ガス供給管内を排気するよう前記排気部を制御可能に構成される、付記５乃至９のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0130】

（付記１１）
前記ガス供給システムは、前記ガス供給管内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を有し、
前記制御部は、前記ガス供給管を加熱している間、前記ガス供給管内に前記不活性ガスの供給と前記ガス管内の排気を繰り返すように前記不活性ガス供給部と前記排気部とを制御可能に構成される、付記１０に記載の基板処理装置。

【0131】

（付記１２）
前記制御部は、前記ガス供給管の内、前記閉塞判定した圧力測定部が設けられた部分の配管を交換する旨の情報を前記表示部と上位装置の少なくとも１つに報知可能に構成される、付記2乃至5のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0132】

（付記１３）
前記ガス供給システムは、前記ガス供給管内を排気する排気部を有し、
前記制御部は、前記複数のガス供給管の内、前記閉塞判定した圧力測定部が属する前記ガス管の上流側のガス管と下流側のガス管を排気するよう前記排気部を制御可能に構成される、付記5または１２に記載の基板処理装置。

【0133】

（付記１４）
前記ガス供給システムは、前記ガス供給管内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部を有し、
前記制御部は、前記閉塞判定した圧力測定部が属する前記ガス管の上流側のガス管と下流側のガス管に前記不活性ガスを供給するよう前記不活性ガス供給部を制御可能に構成される、付記５、１２，１３のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0134】

（付記１５）
前記制御部は、前記閉塞判定した圧力測定部が属する前記ガス管の上流側のガス管と下流側のガス管の排気と不活性ガス供給とを交互に行わせる様に前記排気部と前記不活性ガス供給部とを制御可能に構成される、付記１４に記載の基板処理装置。

【0135】

（付記１６）
前記制御部は、前記閉塞判定した圧力測定部が属する前記ガス管の上流側と下流側に設けられたガス管加熱部の温度を維持しつつ、前記閉塞判定した圧力測定部が属するガス管に設けられたガス管加熱部の温度を低下させるよう前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、付記１２または１３に記載の基板処理装置。

【0136】

（付記１７）
前記制御部は、前記閉塞判定した圧力測定部が属するガス管に設けられたガス管加熱部の温度は、前記ガス管内の排気と前記ガス管内への不活性ガスの供給処理が終わった後、低下させるよう前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、付記１６に記載の基板処理装置。

【0137】

（付記１８）
前記制御部は、前記上流側と前記下流側に設けられたガス管加熱部の内、前記閉塞判定した圧力測定部が属するガス管側の温度を、他の部分の温度よりも低くなるように前記複数のガス管加熱部を制御可能に構成される、付記１２、１６、１７のいずれか一項に記載の基板処理装置。

【0138】

（付記１９）
前記制御部は、前記交換する部分の配管の位置を前記表示部に報知する、付記１２に記載の基板処理装置。

【0139】

（付記２０）
前記ガス供給システムは、塩素含有ガスを検知するガス検知器を少なくとも１つ以上有し、
前記制御部は、前記配管を交換する際に、前記検知器が測定した値によって、アラームを報知するよう前記表示部を制御可能に構成される、付記１９に記載の基板処理装置。

【0140】

（付記２１）
前記制御部は、前記交換対象の配管が交換されたことを検出後、前記ガス供給システムの状態復旧処理を実行させる様に、前記ガス供給システムを制御可能に構成される、付記１２に記載の基板処理装置。

【0141】

（付記２２）
基板を収容する反応容器と、前記反応容器内の雰囲気を排気する排気管と、前記基板に処理ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に接続されたガス供給管と前記ガス供給管に設けられる複数のバルブと前記複数のバルブの間に設けられた複数の圧力測定部とを有するガス供給システムと、を有する基板処理装置の前記圧力測定部の測定結果の内、少なくとも１つ以上の圧力を基に、前記ガス供給管の閉塞レベルを判定する工程と、
前記閉塞レベルに基づいて、前記ガス供給管の閉塞を解消させる工程と、
前記処理室内へ前記基板を搬入する工程と、
前記ガス供給システムの前記ガス供給管から前記ガス供給部を介して前記基板に前記処理ガスを供給する工程と、を有する半導体装置の製造方法。

【0142】

（付記２３）
基板を収容する反応容器と、前記反応容器内の雰囲気を排気する排気管と、前記基板に処理ガスを供給するガス供給部と、前記ガス供給部に接続されたガス供給管と前記ガス供給管に設けられる複数のバルブと前記複数のバルブの間に設けられた複数の圧力測定部とを有するガス供給システムと、を有する基板処理装置の前記圧力測定部の測定結果の内、少なくとも１つ以上の圧力を基に、前記ガス供給管の閉塞レベルを判定する手順と、
前記閉塞レベルに基づいて、前記ガス供給管の閉塞を解消させる手順と、
前記処理室内へ前記基板を搬入する手順と、
前記ガス供給システムの前記ガス供給管から前記ガス供給部を介して前記基板に前記処理ガスを供給する手順と、
をコンピュータによって前記基板処理装置に実行させるプログラム。

【0143】

以上、本開示者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本開示は、上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。

【0144】

例えば、本開示では、基板処理装置として、基板を複数枚処理可能な縦型装置を例に説明したが、本開示の技術は、基板を一枚ずつ処理する枚葉型の装置に適用することも可能である。枚葉型装置の場合、ガス供給部はシャワーヘッドで構成すれば良い。

【0145】

また、本開示では、固体原料として、Ｍｏを含む原料を例に説明したが、Ｍｏに限るものでは、無く、アルミニウム（Ａｌ）,チタニウム（Ｔｉ），ジルコニウム（Ｚｒ），ハフニウム（Ｈｆ），ルテニウム（Ｒｕ）、等の少なくともいずれかと、ハロゲン元素を含む固体原料等を用いることができる。

【符号の説明】

【0146】

１０：基板処理装置
１２１：コントローラ
２００：ウエハ（基板）
２０１：処理室
３１０ｆ、３１０ｃ、３１０ｂ、３１０a、３１０、３１０ｉ、３１０ｊ、３１０ｋ：ガス供給管
ＡＶ０５、ＡＶ０６、ＡＶ０８、ＡＶ０９、ＡＶ０４、ＡＶ０３、３１４、ＡＶ０１、ＡＶ１１、ＡＶ１０：バルブ
２４５、Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５：圧力センサ
ＧＳＳ：ガス供給システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】