(57)【要約】【課題】  基板処理に直接的に又は間接的に使用される液体、気体又は固体等の物質を、必要な時に必要な量だけ供給可能にし、供給設備や輸送設備の小型化を実現することができる半導体製造装置、半導体製造システム及び基板処理方法を提供する。【解決手段】  半導体製造装置１及び半導体製造システムは、バッファユニット４を備えている。バッファユニット４は、外部供給源２０から供給される、基板処理に必要な物質を一時的に貯留し、この貯留された物質を処理室２に供給可能である。物質の供給制御は制御ユニット６、ＬＡＮ１３を通してＣＩＭにより行われている。【選択図】      図１
2006332700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理に必要な物質を供給する外部供給源に接続された半導体製造装置であって、
基板処理を行う処理室と、
前記外部供給源から供給された物質を貯留し、この貯留された物質を前記処理室に供給するバッファユニットと、
前記外部供給源の物質の供給制御、前記処理室の可動制御、前記バッファユニットの供給制御並びに貯留制御、及び前記基板処理に関する情報の出力制御を総合的に行うコンピュータ総合生産システムと、
前記基板処理に関する情報の出力に基づいて、前記バッファユニット内における物質の温度、圧力若しくは成分濃度、又はそれらの任意を組み合わせた物質の状態を制御する制御ユニット
とを備えることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記コンピュータ総合生産システムが算出した前記バッファユニットに貯留されるべき物質の定量情報の出力に基づいて、前記制御ユニットが前記物質の状態を制御することを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記バッファユニットに貯留された物質の温度、圧力若しくは成分濃度、又はそれらの任意を組み合わせた物質の状態を測定する測定ユニットを更に備え、
前記制御ユニットが、前記測定ユニットの測定結果に基づいて、前記バッファユニットに貯留された物質の状態を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記バッファユニットは、前記処理室内部において処理で使用する少なくとも２種類以上の物質を同時に貯留し、この貯留された２種類以上の物質を前記処理室内部に供給可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記制御ユニットが、貯留された物質を前記バッファユニット内において反応させ、この反応物質の前記バッファユニット内における貯留状態を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記処理室内部から外部に排出される排出物質を再生し、この再生された物質を前記処理室内部又は装置内部に供給する第２のバッファユニットをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項７】
基板処理に必要な物質を供給する外部供給源と、
前記基板処理を行う処理室を少なくとも備えた半導体製造装置と、
前記外部供給源から物質が供給され、この供給された物質を貯留し、この貯留された物質を前記処理室内部又は半導体製造装置内部に供給可能なバッファユニットと、
前記外部供給源からバッファユニットへの物質の供給及び前記バッファユニットから前記処理室内部又は半導体製造装置内部への物質の供給、及び、前記バッファユニット内における物質の温度、圧力若しくは成分濃度、又はそれらの任意を組み合わせた物質の状態を制御する制御ユニットと、
前記外部供給源の物質の供給制御、前記処理室の可動制御、前記バッファユニットの供給制御並びに貯留制御、及び前記制御ユニットが前記物質の状態を制御するために必要とする前記基板処理に関する情報の出力制御を総合的に行うコンピュータ総合生産システム
とを備えたことを特徴とする半導体製造システム。
【請求項８】
前記コンピュータ統合生産システムは、
基板処理の稼働スケジュール及び製造スケジュールを少なくとも管理する記録管理データベースをさらに備え、
前記管理データベースに記録された稼働スケジュールと製造スケジュールとに基づき、前記外部供給源からバッファユニットを通して半導体製造装置に供給される物質の供給速度、供給順位の少なくともいずれかを制御することを特徴とする請求項７に記載の半導体製造システム。
【請求項９】
コンピュータ総合生産システムから出力された基板処理に関する情報に基づいて算出される少なくとも１回以上の基板処理に必要な定量の物質を外部供給源からバッファユニットに貯留させる工程と、
前記基板処理に関する情報に基づき前記バッファユニット内における物質の温度、圧力若しくは成分濃度、又はそれらの任意を組み合わせた物質の状態を制御する工程と、
前記バッファユニットに貯留された定量の物質を基板処理を行う処理室内部又は前記処理室を備えた半導体製造装置内部に供給する工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
前記バッファユニットに貯留された物質の温度、圧力若しくは成分濃度、又はそれらの任意を組み合わせた状態を測定し、測定結果に基づき前記バッファユニット内における物質の状態を更に制御する工程を備えたことを特徴とする請求項９に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置、半導体製造システム及び基板処理方法に関する。特に、本発明は、基板処理を行う処理室内部に処理に必要な物質を供給する供給系を備えた半導体製造装置、供給系並びに半導体製造装置を少なくとも備えて構築される半導体製造システム、及び半導体製造装置並びに半導体製造システムを用いた基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置においては、半導体製造プロセスの工程に応じて、様々な材料ガス、薬液、溶媒等が使用されている。これら材料ガス、薬液、溶媒等は、一般には半導体生産工場に隣接したシリンダーキャビネット、ガス生成器、薬液や溶媒の貯蔵タンク、イオン交換器等の精製器等を備えた供給設備から、半導体生産工場内に設置されたガス配管又は薬液配管を通して、半導体製造装置に供給されている。供給設備は、半導体生産工場内において使用される材料ガス、薬液、溶媒等の消費速度に対して、過不足なく対応できるような規模で構築されている。
【０００３】
また、供給設備自体の供給能力だけでなく、供給設備から半導体製造装置に材料ガス等を輸送する手段としての配管の内径寸法等も、消費速度に対して過不足が生じないような設計がなされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述の半導体製造装置並びにこのような半導体製造装置を備えた半導体生産工場等の半導体製造システムにおいては、以下の点について配慮がなされていなかった。
【０００５】
半導体製造装置においては、材料ガス、薬液、溶媒等は、常時、同じ速度で消費されていない。例えば、バッチ処理方式において複数枚の半導体ウェハに低圧化学気相蒸着法（ＬＰＣＶＤ：low pressure chemical vapor deposition）による多結晶シリコン膜を成膜するＬＰＣＶＤ装置は、多結晶シリコン膜を成膜している時だけ、材料ガスとしてのモノシランガスを必要としている。ＬＰＣＶＤ装置が稼働中であっても処理室（チャンバ）内部の真空排気作業、処理室内部の棚状のポートへの半導体ウェハのロード作業、ポートからの半導体ウェハのアンロード作業等においては、材料ガスは消費されていない。供給設備の供給能力や輸送設備である配管の輸送能力は、消費している時の材料ガスの消費流量を規準に設計されている。従って、半導体生産工場にＬＰＣＶＤ装置を例えば１０台設置すれば、これらすべてのＬＰＣＶＤ装置が同時に稼働しても充分に材料ガスを供給できるような供給設備及び輸送設備が必要になる。
【０００６】
また、ＬＰＣＶＤ装置には、モノシランガス等の材料ガスだけが供給されているのではなく、処理室の温度調節に使用される加熱ヒータやポンプを冷却するための冷却水が供給されている。材料ガスの消費流量と同様に、例えば加熱ヒータが加熱されている時には大量の冷却水が必要であるが、加熱されていない時には冷却水の水量は少なくともよい。
【０００７】
同様に、ＬＰＣＶＤ装置には処理室内部を洗浄するための洗浄ガスが供給されている。この洗浄ガスは、処理室内部の洗浄を行う時には必要であるが、それ以外には必要ではない。
【０００８】
さらに、近年、生産効率の向上を目的として、半導体ウェハサイズが大型化の傾向にある。このような半導体ウェハサイズの大型化に対応して、半導体製造装置例えばＬＰＣＶＤ装置の処理室は大型化されており、消費される材料ガスや薬液の使用量は増大している。結果的に、材料ガスや薬液を充分に供給することができるような大型の供給設備や輸送設備が必要になる。また、このような供給設備や輸送設備の大型化には莫大な投資が必要である。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたものである。従って、本発明の目的は、基板処理に直接的に又は間接的に使用される気体、液体又は固体等の物質を、必要な時に必要な量だけ供給可能にし、供給設備や輸送設備の小型化を実現することができる半導体製造装置を提供することである。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、供給設備や輸送設備の小型化を実現することができる半導体製造システムを提供することである。
【００１１】
さらに、本発明の目的は、供給効率や輸送効率を向上することができる基板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本願発明の態様によれば、基板処理に必要な物質を供給する外部供給源に接続された半導体製造装置であって、基板処理を行う処理室と、外部供給源から供給された物質を貯留し、この貯留された物質を処理室に供給するバッファユニットと、外部供給源の物質の供給制御、処理室の可動制御、バッファユニットの供給制御並びに貯留制御、及び基板処理に関する情報の出力制御を総合的に行うコンピュータ総合生産システムと、基板処理に関する情報の出力に基づいて、バッファユニット内における物質の温度、圧力若しくは成分濃度、又はそれらの任意を組み合わせた物質の状態を制御する制御ユニットとを備える半導体製造装置が提供される。
【００１３】
本願発明の他の態様によれば、基板処理に必要な物質を供給する外部供給源と、基板処理を行う処理室を少なくとも備えた半導体製造装置と、外部供給源から物質が供給され、この供給された物質を貯留し、この貯留された物質を処理室内部又は半導体製造装置内部に供給可能なバッファユニットと、外部供給源からバッファユニットへの物質の供給及びバッファユニットから処理室内部又は半導体製造装置内部への物質の供給、及び、バッファユニット内における物質の温度、圧力若しくは成分濃度、又はそれらの任意を組み合わせた物質の状態を制御する制御ユニットと、外部供給源の物質の供給制御、処理室の可動制御、バッファユニットの供給制御並びに貯留制御、及び制御ユニットが物質の状態を制御するために必要とする基板処理に関する情報の出力制御を総合的に行うコンピュータ総合生産システムとを備えた半導体製造システムが提供される。
【００１４】
本願発明の他の態様によれば、コンピュータ総合生産システムから出力された基板処理に関する情報に基づいて算出される少なくとも１回以上の基板処理に必要な定量の物質を外部供給源からバッファユニットに貯留させる工程と、基板処理に関する情報に基づきバッファユニット内における物質の温度、圧力若しくは成分濃度、又はそれらの任意を組み合わせた物質の状態を制御する工程と、バッファユニットに貯留された定量の物質を基板処理を行う処理室内部又は処理室を備えた半導体製造装置内部に供給する工程とを備えた基板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、基板処理に直接的に又は間接的に使用される液体、気体又は固体等の物質を、必要な時に必要な量だけ供給可能にし、供給設備や輸送設備の小型化を実現することができる半導体製造装置を提供することができる。
【００１６】
さらに、本発明によれば、供給設備や輸送設備の小型化を実現することができる半導体製造システムを提供することができる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、供給効率や輸送効率を向上することができる基板処理方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る半導体製造装置、半導体製造システム及び基板処理方法を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００１９】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態は、半導体製造装置としてＬＰＣＶＤ装置を用い、この半導体製造装置、この半導体製造装置により構築される半導体製造システム、及びこれらを使用した基板処理方法に本発明を適用したものである。
【００２０】
［半導体製造装置及び半導体製造システムの基本構造］
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１は、モノシランガスを材料ガスとして使用し、半導体ウェハ表面に多結晶シリコン膜を成膜するＬＰＣＶＤ装置である。すなわち、半導体製造装置１は、基板処理を行う処理室２と、処理室２内部又はこの装置内部において処理に必要な物質が外部供給源２０から供給され、この供給された物質を貯留し、この貯留された物質を処理室２内部又は装置内部に供給可能なバッファユニット４とを少なくとも備えている。
【００２１】
ここで、本発明の第１の実施の形態において、「基板処理」とは、IV族元素若しくはIII-V族元素を主体に形成された半導体ウェハ、液晶表示装置等に使用されるガラス基板、配線基板等に使用される絶縁性基板等の基板に、導電膜若しくは絶縁膜等の薄膜を成膜する処理、エッチング処理等の処理を行うという意味で使用されている。「基板処理に必要な物質」とは、基板処理に直接的に使用される材料ガス等の気体、又は薬液若しくは溶媒等の液体、又は粉体若しくは粒体等を含む固体、又は基板処理に間接的に使用される洗浄ガス等の気体、冷却水等の液体等の物質が少なくとも含まれる。「外部供給源」とは、半導体製造装置１の外部に配設された物質の供給源という意味で使用されている。
【００２２】
半導体製造装置１は、バッファユニット４内部の物質の状態を制御する制御ユニット６と、バッファユニット４内部の物質の状態を測定する測定ユニット５とをさらに備えている。
【００２３】
半導体製造装置１は、半導体生産工場、一般的にはクリーンルーム１００内部の階上（Ｆａｂ階）１０１に配設されている。半導体製造装置１の処理室２は、高純度石英により形成された反応管２０１と、符号は付けないが、この反応管２０１内部に配設され半導体ウェハ等の基板を保持する棚状のポートを備えている。反応管２０１の周囲には温度調節を行う加熱ヒータ２０２が設置されている。
【００２４】
本発明の第１の実施の形態に係るバッファユニット４は、半導体製造装置１に内蔵された内蔵型である。バッファユニット４は、外部供給源２０と処理室２との間に配設され、少なくとも１回又はそれ以上の処理で使用する定量の物質を貯留し、この貯留された定量の物質を処理室２内部又は半導体製造装置１の内部に供給可能である。ここで、「物質の貯留」とは、外部供給源２０から連続的又は断続的に供給される物質を一旦一時的に保管するという意味で使用される。物質に対する耐腐食性、耐圧性、生産性等を考慮し、バッファユニット４には、石英、金属等の材料により形成され、適度な内容積を有するタンクを実用的に使用することができる。
【００２５】
外部供給源２０は、モノシランガスシリンダ２１と、窒素ガス発生器２２と、弗素ガス発生器２３とを備えている。モノシランガスシリンダ２１及び窒素ガス発生器２２はクリーンルーム１００外部に設置されている。モノシランガスシリンダ２１は材料ガスとしてのモノシランガスの供給源である。モノシランガスはエアオペレーションバルブ７０２を通してバッファユニット４に供給されている。窒素ガス発生器２２は窒素ガスの供給源である。窒素ガスは、バッファユニット４と処理室２内部とを浄化し、さらに反応時の希釈ガスとして、又は処理室２内部の圧力を１×１０5Ｐａに復帰させるために使用されている。この窒素ガスはエアオペレーションバルブ７０３を通してバッファユニット４に供給されている。弗素ガス発生器２３はクリーンルーム１００の階下（Ｓｕｂ−Ｆａｂ階）１０２に設置されている。弗素ガス発生器２３は処理室２の内壁、又はその他の内蔵された石英やシリコンカーバイド製の部品の表面に付着されたシリコン膜をエッチングして除去する洗浄ガスの供給源である。この弗素ガスはエアオペレーションバルブ７０１を通してバッファユニット４に供給されている。
【００２６】
バッファユニット４と処理室２との間はエアオペレーションバルブ８０１により区切られ、バッファユニット４に貯留された物質つまりモノシランガス、窒素ガス又は弗素ガスはエアオペレーションバルブ８０１を通して処理室２内部に供給することができる。
【００２７】
半導体製造装置１の測定ユニット５は、バッファユニット４に接続されており、例えば圧力ゲージにより構成されている。この測定ユニット５はバッファユニット４内部の充填圧力（物質の状態）を測定する。
【００２８】
バッファユニット４から処理室２に供給された物質、例えばモノシランガスは、処理室２内部において加熱ヒータ２０２により加熱され、ＬＰＣＶＤ反応により半導体ウェハ表面に多結晶シリコン膜を成膜させる。一方、弗素ガスは、エッチング反応により処理室２内壁を洗浄する。ＬＰＣＶＤ反応又はエッチング反応の後の、処理室２内部の反応生成ガス及び未反応ガスは、ゲートバルブ８０２を通して真空排気ポンプ３０により排気される。
【００２９】
ゲートバルブ８０２は、その開閉度によって流体のコンダクタンスを調節することができ、処理室２内部の圧力調整機能と遮断機能とを併せ持っている。真空排気ポンプ３０は、クリーンルーム１００の階下１０２に設置されている。真空排気ポンプ３０により排気された排気ガスは、除害装置３１において安全に処理された後、クリーンルーム１００内の階下１０２に設置された排気ダクト３２に排出される。
【００３０】
半導体製造装置１の制御ユニット６は、加熱ヒータ２０２、測定ユニット５、エアオペレーションバルブ７０１〜７０３、８０１及びゲートバルブ８０２を制御し、半導体製造装置１の動作自体を制御することができる。制御ユニット６は、コンピュータ統合生産システムのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）１３を通して、ＬＰＣＶＤ工程のレシピの実行管理を行う製品管理データベース１０、半導体製造装置１の動作管理を行う装置管理データベース１１、工場内統合バッファコントローラ１２にそれぞれ接続されている。処理室２の図示しない圧力計や加熱ヒータ２０２の出力、すなわち処理室２内部の圧力（炉内圧力）や温度（炉内温度）等の測定値は制御ユニット６に出力される。制御ユニット６は、これらレシピ等の成膜情報を、ローカルエリアネットワーク１３を経由して製品管理データベース１０に出力するようになっている。
【００３１】
このように本発明の第１の実施の形態においては、基板処理に必要な物質を供給する外部供給源２０と、基板処理を行う処理室２を少なくとも備えた半導体製造装置１と、外部供給源２０から物質が供給され、この供給された物質を貯留し、この貯留された物質を処理室２内部又は半導体製造装置１内部に供給可能なバッファユニット４と、外部供給源２０からバッファユニット４への物質の供給及びバッファユニット４から処理室２内部又は半導体製造装置１内部への物質の供給を制御する制御ユニット６とを備え、半導体製造システムを構築している。
【００３２】
［半導体製造装置及び半導体製造システムの動作並びに基板処理方法］
次に、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１及び半導体製造システムの動作並びに基板処理方法を、前述のようにＬＰＣＶＤ法に基づき半導体ウェハ表面に多結晶シリコン膜を成膜する場合について説明する。
【００３３】
（１）まず、半導体製造装置１に未処理の半導体ウェハが搬送される前に、コンピュータ統合生産システムの製品管理データベース１０からローカルエリアネットワーク１３を経由して半導体製造装置１の制御ユニット６に、ＬＰＣＶＤ工程の例えば以下のレシピが情報として入力される。
【００３４】
ａ．多結晶シリコン膜の成膜膜厚：１００ｎｍ
ｂ．成膜温度：６２０℃
ｃ．モノシランガスの流量：１００ｓｃｃｍ
ｄ．成膜圧力：２６．６Ｐａ
ｅ．成膜時間：１０分
この多結晶シリコン膜の成膜に使用されるモノシランガスの総量は以下の式で表される。
【００３５】
１００ｓｃｃｍ×１０分間＝１０００ｓｃｃ（気体の標準状態下において１０００ｃｍ3の体積）ここで、半導体製造装置１のバッファユニット４の内容積は例えば１０００ｓ
ｃｃに設定されている。
【００３６】
（２）制御ユニット６に入力された情報に基づき、制御ユニット６は、ゲートバルブ８０２を一旦開き、真空排気ポンプ３０によって処理室２内部を充分に低い圧力まで排気させる。
【００３７】
（３）この後、制御ユニット６は、ゲートバルブ８０２を閉め、エアオペレーションバルブ７０２を開き、モノシランガスシリンダ２１からバッファユニット４にモノシランガスが供給される。バッファユニット４内部に１０００ｓｃｃのモノシランガスが充填された後、制御ユニット６がエアオペレーションバルブ７０２を閉めることにより、バッファユニット４が封じられ、バッファユニット４内部にモノシランガスを貯留する（一時的に保管する）ことができる。
【００３８】
バッファユニット４へのモノシランガスの充填制御方法の代表例を図２乃至図４を用いて説明する。
【００３９】
図２に示す第１の充填制御方法は、物質の圧力調整により充填を制御する方法である。すなわち、外部供給源２０のモノシランガスシリンダ２１とバッファユニット４との間において、エアオペレーションバルブ７０２の前段（又は後段）に、制御ユニット６の指示に従って自動的に所定の圧力調節を行うことができる圧力調節器７１０を備え、この圧力調節器７１０によりバッファユニット４への物質の充填量を制御することができる。圧力調節器７１０には例えば減圧弁を実用的に使用することができる。減圧弁によりモノシランガスの圧力が２６．６Ｐａに保持されることで、バッファユニット４に貯留されたモノシランガスの充填量を１０００ｓｃｃに秤量することができる。
【００４０】
図３に示す第２の充填制御方法は、物質の流量と時間とにより充填を制御する方法である。すなわち、外部供給源２０のモノシランガスシリンダ２１とバッファユニット４との間において、エアオペレーションバルブ７０２の前段（又は後段）に、マスフローコントローラ７１１を備え、このマスフローコントローラ７１１によりバッファユニット４への物質の充填量を制御することができる。例えば、２ｓｌｍの流量一定で３０秒間、モノシランガスをバッファユニット４に充填することにより、バッファユニット４には１０００ｓｃｃのモノシランガスを充填することができる。ここで、マスフローコントローラ７１１に代えて、安価なマスフローメータを用い、このマスフローメータの出力の積算値から１０００ｓｃｃの充填量を制御する方法を使用することもできる。
【００４１】
図４に示す第３の充填制御方法は、バッファユニット４に取り付けられた測定ユニット５の圧力測定の出力に基づき、充填を制御する方法である。すなわち、測定ユニット５の圧力測定値が所定の圧力に達した時にエアオペレーションバルブ７０２を閉め、バッファユニット４内部の充填量を制御することができる。この時、充填圧力の上昇が速い場合には、エアオペレーションバルブ７０２の前段にコンダクタンス制御器７１２を備え、測定ユニット５の圧力測定値からフィードバックして充填圧力を制御することが好ましい。コンダクタンス制御器７１２には、流体のコンダクタンスを落とすオリフィス、開度調整によりコンダクタンスを調節できるピエゾバルブ等を実用的に使用することができる。
【００４２】
上記第１乃至第３の充填制御方法においては、モノシランガスシリンダ２１から複数の半導体製造装置１に分岐する供給分岐点前段の上流側に、圧力調節器７１０、マスフローコントローラ７１１又はコンダクタンス制御器７１２を配設することにより、比較的高価なこれら機器を複数の半導体製造装置１で共有することができる。
【００４３】
図２に示す第１の充填制御方法又は図４に示す第３の充填制御方法は、図３に示す第２の充填制御方法のようにマスフローコントローラ７１１（又はマスフローメータ）による流量測定を行っていないので、充填流量を精密に制御するには温度及び圧力を気体の標準状態とする必要がある。バッファユニット４内部の物質の状態、例えば温度の調整又は測定を行うことにより、圧力設定値を補正することができる。本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムにおいては、製品（例えば半導体装置）の用途、製品が要求されるスペック、製品コスト等のバランスを考慮して、第１乃至第３の充填制御方法のいずれか１つの最適な方法、又は複数を組み合わせた方法を適宜使用することができる。
【００４４】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムにおいては、前述のようにバッファユニット４を備えているので、実際の多結晶シリコン膜の成膜時間に関係なく、成膜時間よりも短時間でモノシランガスをバッファユニット４に供給し貯留することができる。すなわち、半導体製造装置１と外部供給源２０との間が実効的に繋がる時間を短縮することができる。また、処理室２内部において実際に成膜が開始される前に、バッファユニット４にモノシランガスを貯留しておくことにより、万が一、半導体製造システム（半導体生産工場）の事故や故障、人為的ミスによるモノシランガスの供給停止や減少等のアクシデントが発生しても、多結晶シリコン膜の成膜に及ぼす影響を格段に減少することができ、安定した多結晶シリコン膜の成膜を実現することができる。結果的に、供給効率や輸送効率を向上することができる。
【００４５】
一方、逆に、多結晶シリコン膜の成膜時間よりも長時間でモノシランガスをバッファユニット４に供給し貯留することができる。すなわち、半導体製造システムの供給設備や輸送設備の小型化、例えば供給管径の縮小化を実現することができる。この結果、供給設備や輸送設備に要する設備費用を大幅に削減することができる。
【００４６】
（４）バッファユニット４にモノシランガスを充填し貯留した後、又並行して処理室２内部に半導体ウェハを搬入（搬送）し処理室２内部の大気を排気した後、多結晶シリコン膜の成膜準備が進められる。ここでは、加熱ヒータ２０２により処理室２内部の温度が６２０℃に調節され、又ゲートバルブ８０２を開き真空排気ポンプ３０により処理室２内部の圧力が２６．６Ｐａに調節される。
【００４７】
ここで、処理室２内部において、半導体ウェハ表面に多結晶シリコン膜を成膜する際に、図５に示すように、エアオペレーションバルブ８０１と処理室２との間つまりバッファユニット４の下流側にマスフローコントローラ８１１を配設し、このマスフローコントローラ８１１によりバッファユニット４から処理室２へのモノシランガスの流量制御を行うことが可能である。
【００４８】
また、図６に示すように、バッファユニット４の下流側にコンダクタンス制御器８１２を配設し、エアオペレーションバルブ８０１とコンダクタンス制御器８１２とを併用することにより、図５に示すマスフローコントローラ８１１を用いることなくバッファユニット４から処理室２へのモノシランガスの流量制御を行うことができる。コンダクタンス制御器８１２には、コンダクタンスを開閉度によって調整する機能を有するオリフィス、コンダクタンスを調節できるピエゾバルブ等を実用的に使用することができる。コンダクタンス制御器８１２は、例えばバッファユニット４に取り付けられた測定ユニット５の出力値（例えば圧力値）が一定に減少する、ここでは１×１０5Ｐａの圧力のモノシランを１０分間で使い切るので１×１０4Ｐａ／ｍｉｎの割合で減少するように調節することにより、モノシランガスの流量制御を実現することができる。
【００４９】
このように、多結晶シリコン膜の成膜時にモノシランガスの流量を制御することにより、成膜で使用されるモノシランガスの量、１０００ｓｃｃを製造工程の先の段階において正確に測定する必要がなくなる。
【００５０】
（５）１００ｓｃｃｍ、１０分間の条件下において、多結晶シリコン膜の成膜を行う。ここで、成膜後、バッファユニット４内部に残ったモノシランガスは、図１に示すように、処理室２を通さずに、バルブ８０３の開閉により導通、不通が制御されるバイパスライン８０４を通して真空排気ポンプ３０に排気することができる。また、バッファユニット４内部に残ったモノシランガスは、次回の成膜分として貯留することもできる。
【００５１】
（６）真空排気ポンプ３０により排気された未処理のモノシランガス等は除害装置３１において安全に処理され、この後、排気ダクト３２に排気される。
【００５２】
そして、これら一連の基板処理工程が終了した段階において、ＬＰＣＶＤ法に基づく、半導体ウェハ表面への多結晶シリコン膜の成膜プロセスが終了する。
【００５３】
［バッチ方式への応用］
ここで、処理室２に複数枚の半導体ウェハ例えば１００枚〜２００枚の半導体ウェハを載置し、これら半導体ウェハ表面上に一度に多結晶シリコン膜の成膜を行うバッチ処理方式を採用する半導体製造装置（ＬＰＣＶＤ装置）１に本発明を適用した場合を説明する。
【００５４】
バッチ処理方式の半導体製造装置１においては、まず縦型の処理室（縦型ＬＰＣＶＤ炉）２内部に、所定間隔例えば５ｍｍ間隔で縦方向に半導体ウェハが積載される。この後、処理室２内部を反応温度例えば６２０℃まで加熱して安定させた後、処理室２内部にマスフローコントローラ等により流量制御された状態のモノシランガスが供給される。ただし、処理室２内部に供給されたモノシランガスは上流側において消費され、かつ反応生成ガスが発生するために、下流側においてモノシランガス濃度が相対的に薄くなり、成膜反応が鈍化する。具体的には、モノシランガスは、下記の反応式に示すように、成膜反応及び気相反応により消費され、シリレンガス（ＳｉＨ2）や水素ガス（Ｈ2）が発生するために、下流側においてモノシランガス（ＳｉＨ4）の分圧が減少し、成膜速度が低下する。
【００５５】
ＳｉＨ4  →ＳｉＨ2＋Ｈ2  （気相反応）
ＳｉＨ4  →Ｓｉ＋２Ｈ2   （成膜反応）
ＳｉＨ2  →Ｓｉ＋Ｈ2     （成膜反応）
従って、半導体ウェハを多数積み重ねた処理室２内部に次々と所定流量、例えば１００ｓｃｃｍの流量においてモノシランガスを供給した場合、下流側に積載した半導体ウェハは上記理由から成膜速度が遅くなる。積載した上下の半導体ウェハ間の隙間（寸法）は一般的に半導体ウェハの半径（寸法）に比べて小さく、ここでは５ｍｍに設定されているので、モノシランガスはこのような狭い隙間の空間において半導体ウェハの周縁部から中心に向かって拡散により供給される。すなわち、半導体ウェハ単位で観察すれば、半導体ウェハ周縁部が上流側であり、中心部が下流側になる。この結果、半導体ウェハ周縁部の多結晶シリコン膜の成膜速度は中心部の成膜速度に比べて速くなり、半導体ウェハ中心部の多結晶シリコン膜の成膜膜厚は薄くなる。
【００５６】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムにおいては、バッファユニット４を備え、このバッファユニット４から、図５に示すようなマスフローコントローラ８１１を利用して、又は図６に示すようなコンダクタンス制御バルブ８１２を利用して成膜時のモノシランガスの流量を制御しているので、成膜膜厚の均一性を得ることができる。また、バッファユニット４を備えているので、図７に示すように、全くモノシランガスの流量を管理しなくても、処理室２に供給したモノシランガスの総量で、成膜に使用するモノシランガスの供給量を制御することが可能であるので、同様に成膜膜厚の均一性が得ることができる。
【００５７】
図８には図７に示すガス供給系を使用した場合のＬＰＣＶＤ法のシーケンスを示す。
【００５８】
（１）まず最初に、基板処理つまり半導体ウェハ表面に多結晶シリコン膜を成膜するのに必要なモノシランガスが、外部供給源２０のモノシランガスシリンダ２１からバッファユニット４に供給される。バッファユニット４はこのモノシランガスを一時的に貯留する（Ｓ８０）。この貯留に際しては、モノシランガスの量を秤量し、モノシランガスの貯留量が制御されるようになっている。
【００５９】
本発明の第１の実施の形態においては、前述のようにバッファユニット４を備えて、モノシランガスが必要な時と供給する時との時間差を埋めることにより、供給能力を過剰にせず、供給設備や輸送設備に要するコストを削減することができる。さらに、モノシランガスの供給量を流量により制御するのではなく、モノシランガスの総量により制御することで、迅速なモノシランガスの供給、固体材料や液体材料の気化制御、化学反応による中間前駆体の供給等が可能になる。
【００６０】
（２）ゲートバルブ８０２を開き、処理室２内部を真空排気ポンプ３０によって充分に排気する（Ｓ８１）。
【００６１】
（３）処理室２内部の圧力を例えば０．１３３Ｐａまで下げた状態において、真空排気ポンプ３０に繋がるゲートバルブ８０２を完全に閉じ、処理室２内部を真空状態において密封する（Ｓ８２）。
【００６２】
（４）処理室２とバッファユニット４との間を繋ぐエアオペレーションバルブ８０１を全開にし、目標とする成膜に必要な量のモノシランガスを数秒以内に処理室２内部に充填させる（Ｓ８３）。この結果、前述のように、積載した上下半導体ウェハ間の隙間の狭い空間においても、迅速にモノシランガスを充満させることができ、モノシランガスの反応速度に対して充分に速い速度において、モノシランガスを隅々まで拡散させることができる。すなわち、モノシランガスの拡散律速に起因する成膜膜厚の不均一性を減少することができ、膜厚均一性に優れた多結晶シリコン膜を成膜することができる。
【００６３】
ここで、図９に半導体ウェハ近傍におけるモノシランガス濃度と時間との関係を示す。図１０には半導体ウェハ表面上における多結晶シリコン膜の成膜レートと成膜膜厚と成膜時間との関係を示す。図７に示す供給系を利用する場合は、マスフローコントローラ等によりモノシランガスの供給流量を制御する成膜の場合とは異なり、図９に示すように成膜時間の増加とともにモノシランガス濃度が減少するので、図１０に示すように時間変化に対する多結晶シリコン膜の成膜レートが一定にならない。目標とする膜厚つまり狙い膜厚は成膜レートのデータから積分することにより求め、この狙い膜厚から成膜時間を決定することができる。図１０に示すように、成膜開始直後の成膜レートは速いが、時間経過とともに成膜レートは次第に遅くなり安定化する。狙い膜厚に要する成膜時間は成膜開始から短く、狙い膜厚付近の成膜レートは遅く安定している。従って、多結晶シリコン膜は、短い成膜時間により成膜することができ、かつ膜厚のばらつきを小さくできるので、精密な膜厚制御が行える。
【００６４】
（５）図１０に示す狙い膜厚を得ることができるまで、多結晶シリコン膜の成膜を行う（Ｓ８４）。
【００６５】
（６）狙い膜厚に達する成膜時間の経過後、ゲートバルブ８０２を全開にし、処理室２内部のモノシランガスの未反応ガス等を真空排気ポンプにより処理室２外部に排気し、成膜処理を終了させる（Ｓ８５）。
【００６６】
［ドープドシリコン膜の成膜への応用］
本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムは、前述のノンドープ多結晶シリコン膜の成膜法だけに限定されるものではなく、砒素（Ａｓ）、硼素（Ｂ）、燐（Ｐ）等のドナー若しくはアクセプタとして使用される不純物、シリコンと同一のIV族元素であるゲルマニウム（Ｇｅ）等の不純物を成膜中にドーピングさせるドープド多結晶シリコン膜（又は単結晶シリコン膜）の成膜法にも適用することができる。
【００６７】
図示しないが、このドープド多結晶シリコン膜の成膜を行うには、半導体製造装置１又は半導体製造システム１に、モノシランガスを貯留するバッファユニット４と同様な別の不純物導入用バッファユニットを並列的に備える。この不純物導入用バッファユニットにアルシン（ＡｓＨ3）、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）、ホスフィン（ＰＨ3）、ゲルマン（ＧｅＨ4）等のドーピング物質となるソースガスを貯留し、モノシランガスの供給手順と同様に、不純物導入用バッファユニットに貯留されたソースガスを処理室２内部に供給することにより、簡易にドープド多結晶シリコン膜を成膜することができる。
【００６８】
また、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムにおいては、モノシランガスを貯留するバッファユニット４を兼用し、バッファユニット４内部にモノシランガスと上記ソースガス（アルシン等）とを混合して貯留することができる。１つのバッファユニット４内部にモノシランガスとソースガスとを混合させた状態において貯留することにより、処理室２内部にこれらのガスを供給する前段において、バッファユニット４内部の混合ガスのドーパント濃度を均一化することができる。
【００６９】
この場合、測定ユニット５に質量分析器、赤外線吸収分光器等の測定器をさらに備え、これらの測定器からバッファユニット４内部に貯留された混合ガスの分析結果を制御ユニット６を通してコンピュータ統合生産システムに出力することができる。この出力結果に基づき、ドープド多結晶シリコン膜の成膜前に混合ガスの各成分濃度を正確に検出することができ、エアオペレーションバルブ７０２等の流量制御により、モノシランガス、ソースガスのそれぞれのバッファユニット４への充填濃度を容易に制御することができる。
【００７０】
また、圧力計だけを備えた測定ユニット５であっても、モノシランガス、ソースガスのそれぞれを順次貯留する際の圧力増加分を圧力計により測定することによって、混合ガスの混合比を簡易に算出することができる。
【００７１】
なお、バッファユニット４内部への混合ガスの貯留方法に関係なく、ドープド多結晶シリコン膜の成膜方法は、ノンドープド多結晶シリコン膜の成膜方法と基本的には同一である。
【００７２】
［絶縁膜の成膜への応用：液体ソース］
本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムは、前述のノンドープ及びドープド多結晶シリコン膜の成膜法だけに限定されるものではなく、絶縁膜の成膜法にも適用することができる。ここでは、ＬＰＣＶＤ法によるタンタルオキサイド膜の成膜法に本発明を適用した例を説明する。
【００７３】
図１１に示すように、半導体製造システムの外部供給源２０には、常圧及び常温状態において液体であるペンタエトキシタンタル（ＰＥＴ）を貯蔵する液体貯蔵容器２５が配設されている。このペンタエトキシタンタルは、重量計測器２５１による重量計測、液面位置センサ２５２による液面位置の計測、液体秤量器２５３による秤量計測、液体マスフローコントローラ２５４による流体制御の少なくともいずれか１つによって、基板処理に必要な量だけバッファユニット４に供給される。
【００７４】
半導体製造装置１のバッファユニット４には、温度調節を行う加熱ヒータ及び温度調節機構４０をさらに備えている。バッファユニット４内部に供給されたペンタエトキシタンタルは、加熱ヒータ及び温度調節機構４０により熱反応が生じない状態において気化され、液体から気体へ変化するとともに、気体の状態においてバッファユニット４内部に貯留される。
【００７５】
バッファユニット４に貯留されたペンタエトキシタンタルは処理室２内部に供給され、モノシランガスによる多結晶シリコン膜の成膜法と同様に、ＬＰＣＶＤ法によるタンタルオキサイド膜を成膜することができる。
【００７６】
このように、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムにおいては、バッファユニット４を備えているので、常圧及び常温状態において液体である物質（ＰＥＴ）の気相ＬＰＣＶＤ反応に対して、気化器の能力等に起因する物質の供給不足等が生じることなく、タンタルオキサイド膜の成膜に必要な量のソースガスを供給することができる。
【００７７】
［金属膜の成膜への応用：固体ソース、液体ソース］
本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムは、金属膜（白金属膜）の成膜法にも適用することができる。ここでは、ＬＰＣＶＤ法によるルテニウム膜の成膜法に本発明を適用した例を説明する。
【００７８】
図１２に示すように、半導体製造システムの外部供給源２０には、常圧及び常温状態において粉体状、顆粒状又はペレット状の固体であるルテニウムシクロペンタン（Ｒｕ（Ｃｐ）2）を貯蔵する固体貯蔵容器２６が配設されている。このルテニウムシクロペンタンは、重量計測器２６１による重量計測、重量秤量器２６３による秤量計測、粉体数、顆粒数又はペレット数をカウントするカウンタ２６４の少なくともいずれか１つによって、基板処理に必要な量だけバッファユニット４に供給される。
【００７９】
半導体製造装置１のバッファユニット４には、図１１に示す半導体製造装置１と同様に、温度調節を行う加熱ヒータ及び温度調節機構４０を備えている。バッファユニット４内部に供給されたルテニウムシクロペンタンは、加熱ヒータ及び温度調節機構４０により気化され、固体から気体へ変化するとともに、気体の状態においてバッファユニット４内部に貯留される。
【００８０】
バッファユニット４に貯留されたルテニウムシクロペンタンは処理室２内部に供給され、モノシランガスによる多結晶シリコン膜の成膜法と同様に、ＬＰＣＶＤ法によるルテニウム膜を成膜することができる。
【００８１】
このように、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムにおいては、バッファユニット４を備えているので、常圧状態及び常温状態において固体である物質（Ｒｕ（Ｃｐ）2）の気相ＬＰＣＶＤ反応に対して、気化器の能力等に起因する物質の供給不足等が生じることなく、ルテニウム膜の成膜に必要な量のソースガスを供給することができる。
【００８２】
なお、ルテニウム膜の成膜法においては、常圧状態及び常温状態において液体であるルテニウムエチルシクロペンタン（Ｒｕ（ＥｔＣｐ）2）を使用することができる。この場合には、図１１に示す半導体製造装置１又は半導体製造システムと同等のものを使用して、ルテニウム膜を成膜することができる。
【００８３】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１に内蔵していたバッファユニット４を、外付けの半導体製造装置として構成した例を説明するものである。
【００８４】
図１３に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る半導体製造システムには、処理室２を有する半導体製造装置１とは別に、外付けの半導体製造装置１Ａが配設されている。半導体製造装置１Ａは、基板処理に必要な物質が外部供給源２０から供給され、この供給された物質を貯留し、この貯留された物質を外部すなわち半導体製造装置１の処理室２に供給可能なバッファユニット４を備えている。
【００８５】
さらに、半導体製造装置１Ａは、バッファユニット４内部の物質の状態を制御する制御ユニット６Ａと、バッファユニット４内部の物質の状態を測定する測定ユニット５とを備えている。さらに、半導体製造装置１Ａは、外部供給源２０のモノシランガスシリンダ２１からのモノシランガスの供給を制御するエアオペレーションバルブ７０２と、窒素ガス発生器２２からの窒素ガスの供給を制御するエアオペレーションバルブ７０３と、弗素ガス発生器２３からの弗素ガスの供給を制御するエアオペレーションバルブ７０１と、バッファユニット４から半導体製造装置１の処理室２への物質の供給を制御するエアオペレーションバルブ８０１とを備えている。これらのエアオペレーションバルブ７０１〜７０３、８０１は、バッファユニット４の制御に専用的に配設された制御ユニット６Ａにより制御されている。制御ユニット６Ａ自体は、ローカルエリアネットワーク１３に接続され、コンピュータ統合生産システムにより管理され、制御されている。
【００８６】
半導体製造装置１の構造は、半導体製造装置１Ａを構築するバッファユニット４、測定ユニット５、エアオペレーションバルブ７０１〜７０３及び８０１を除き、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１の構造と基本的には同一である。なお、半導体製造装置１の制御ユニット６は、半導体製造装置１Ａにおいてバッファユニット４の制御を行う制御ユニット６Ａが専用に配設されているので、本来のＬＰＣＶＤ法による成膜制御に必要な制御、例えば加熱ヒータ２０２の温度制御、ゲートバルブ８０２の開閉制御等を行うようになっている。
【００８７】
このように本発明の第２の実施の形態に係る半導体製造装置１Ａは、少なくともバッファユニット４を備え、実際に成膜を行う半導体製造装置１の外付け装置として配設されている。従って、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１及び半導体製造システムにより得られる効果と同様の効果が得られるとともに、半導体製造装置１自体の小型化を実現することができる。さらに、バッファユニット４を備えた半導体製造装置１Ａは、汎用性を備え、他の半導体製造装置、例えばスパッタリング装置、エッチング装置、洗浄装置等への装着を自由に行える。
【００８８】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１及び半導体製造システムにおいて、半導体製造装置１の処理室２の反応管２０１内壁の洗浄方法に、本発明を適用した例を説明するものである。
【００８９】
［基本的な洗浄方法］
本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１の反応管２０１内部においては前例に従えばＬＰＣＶＤ法により多結晶シリコン膜が成膜されているので、ここでは反応管２０１内壁に付着したシリコン膜の洗浄方法を説明する。なお、ここでは、図１を用いて説明を行う。また、半導体ウェハにシリコン膜を成膜する処理は直接的な基板処理であるが、反応管２０１内壁に付着したシリコン膜の洗浄処理は、半導体ウェハにシリコン膜を成膜する処理に必要とされる間接的な基板処理である。
【００９０】
（１）まず最初に、図１に示すコンピュータ統合生産システムの装置管理データベース１１からローカルエリアネットワーク１３を通して半導体製造装置１の制御ユニット６に、洗浄情報が出力される。「洗浄情報」とは、半導体製造装置１の処理室２の反応管２０１内壁に付着したシリコン膜の除去に必要なエッチング条件等の情報を少なくとも含む情報である。例えば、反応管２０１内壁に付着したシリコン膜の膜厚が１００ｎｍの場合、洗浄（エッチング）により剥離するシリコン膜の膜厚は１００ｎｍである。このシリコン膜の剥離には、例えば３００℃の温度及び１．３３３×１０3Ｐａの圧力の環境下において、１０００ｓｃｃｍの流量の弗素ガスを５分間流し続けるエッチングが必要である。弗素ガスの総量は５０００ｓｃｃ（＝１０００ｓｃｃｍ×５分間）になる。
【００９１】
（２）本発明の第３の実施の形態に係る半導体製造装置１においては、処理室２の洗浄を行うために、バッファユニット４の内容積が５０００ｓｃｃに設定されている。上記洗浄情報に基づき、制御ユニット６はエアオペレーションバルブ８０１を開き、バッファユニット４内部は真空排気ポンプ３０により充分低い圧力まで排気される。
【００９２】
（３）この後、制御ユニット６は、エアオペレーションバルブ８０１を閉め、エアオペレーションバルブ７０１を開くことにより、外部供給源２０の弗素ガス発生器２３からバッファユニット４内部に弗素ガスが供給される。
【００９３】
（４）上記のように、バッファユニット４の内容積に相当する５０００ｓｃｃ（気体の標準状態において５０００ｃｍ3の体積である。）の弗素ガスが充填された後、制御ユニット６によりエアオペレーションバルブ７０１を閉めることにより、バッファユニット４に弗素ガスが貯留される。
【００９４】
ここで、弗素ガス発生器２３がＫＦと２ＨＦとの電気分解反応、又はＫＦと６ＨＦとの熱分解化学反応により弗素ガスを生成し、弗素ガスの生成量が１００ｓｃｃｍ／ｍｉｎである場合、処理室２内部の洗浄に必要とされる１０００ｓｃｃｍの弗素ガス流量を得るには、約１０倍の規模の弗素ガス発生器２３が必要になる。ところが、このような弗素ガス流量が必要な時間は洗浄時の約５分間であり、それ以外は必要でない。
【００９５】
本発明の第３の実施の形態に係る半導体製造装置１においては、バッファユニット４を備え、例えば洗浄開始前、５０分前からバッファユニット４内部に弗素ガスの貯留を開始することにより、１００ｓｃｃｍの供給能力しかない弗素ガス発生器２３であっても１０００ｓｃｃｍの弗素ガスを必要とする洗浄に対応する
ことができる。
【００９６】
バッファユニット４内部への貯留は、前段プロセスの多結晶シリコン膜の成膜終了後の、バッファユニット４内部のモノシランガスが排出された直後から開始することができる。さらに、反応管２０１の浄化時間、常圧復帰時間、半導体ウェハの取り出し時間、洗浄のための真空排気時間、熱安定時間等の洗浄準備時間内に、重複させてバッファユニット４に弗素ガスを貯留させることができるので、実効的に洗浄時間が長くなることはない。
【００９７】
さらに、本発明の第３の実施の形態に係る半導体製造装置１又は半導体製造システムにおいては、モノシランガスの貯留専用にバッファユニット４を使用し、このバッファユニット４に対して別途専用の洗浄用バッファユニットを備え、この洗浄用バッファユニットに弗素ガスを貯留するようにしてもよい。この場合、洗浄用バッファユニットは、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１のように内蔵させてもよいし、又本発明の第２の実施の形態に係る半導体製造装置１Ａのように外付け半導体製造装置として構築してもよい。
【００９８】
（５）そして、バッファユニット４に貯留された弗素ガスを処理室２内部に供給し、処理室２内部の洗浄が行われる。
【００９９】
一般的に、半導体製造装置１及び半導体製造システムにおいては、多結晶シリコン膜の成膜頻度に比べて、処理室２内部の洗浄頻度が少ないので、弗素ガス発生器２３の供給能力をさらに縮小することができる。すなわち、外部供給源２０の供給設備や輸送設備を縮小化することができ、又供給設備や輸送設備に必要とされる設備投資を最小限に抑えることができる。
【０１００】
本発明の第３の実施の形態に係る半導体製造装置１及び半導体製造システムにおいて、処理室２内部の洗浄方法（エッチング方法）は、基本的には、本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１及び半導体製造システムの多結晶シリコン膜の成膜方法と同様である。特に、洗浄方法においては、洗浄終了時点（エッチング終了時点）を、反応管２０１内部の温度上昇の終端検出、排気ガスの分析等、リアルタイムでモニターリングすることができる。従って、マスフローコントローラ８１１、コンダクタンス制御器８１２等による流量制御を使用しないで、ガス供給量の総量によって制御する、前述の図７に示す半導体製造システムには、事前にエッチング速度の時間変化を測定する必要がないので、非常に有用である。
【０１０１】
［第１の変形例］
図１４に示すように、本発明の第３の実施の形態の第１の変形例に係る半導体製造装置１及び半導体製造システムは、半導体製造装置１の処理室２と真空排気ポンプ３０との間に並列的に回収用バッファユニット（第２のバッファユニット）３５を備えている。回収用バッファユニット３５は、上流側の処理室２に３方向バルブ８０５を通して供給側を接続し、下流側の真空排気ポンプ３０にバルブ８０６を通して排気側を接続するとともに、上流側のバッファユニット４にリターンバルブ８０７を通して接続されている。
【０１０２】
すなわち、回収用バッファユニット３５は、処理室２から排気された弗素ガス（洗浄ガス）を回収しかつ貯留し、この貯留された弗素ガスをバッファユニット４に供給するようになっている。バッファユニット４に貯留された弗素ガスは次回の処理室２内部の洗浄に再度使用することができるので、洗浄ガスの利用効率を高めることができ、洗浄費用の削減、省エネルギ化を実現することができる。
【０１０３】
なお、回収用バッファユニット３５は、半導体製造装置１に内蔵されていても、外付けされていても、どちらでも構わない。
【０１０４】
［第２の変形例］
図１５に示すように、本発明の第３の実施の形態の第２の変形例に係る半導体製造システムは、真空排気ポンプ３０と除害装置３１との間に排気ガス一時待避用バッファユニット３６を備えている。すなわち、排気ガス一時待避用バッファユニット３６は、上流側の真空排気ポンプ３０に３方向バルブ８０８、排気ガス圧縮用コンプレッサ３７のそれぞれを通して供給側を接続し、かつ押出し用の窒素ガスを供給するためにバルブ８１０を通して窒素ガス発生器２２に接続している。さらに、排気ガス一時待避用バッファユニット３６は、下流側の除害装置３１にリターンバルブ８０９を通して排気側を接続している。
【０１０５】
本発明の第３の実施の形態の第２の変形例に係る半導体製造システムにおいては、半導体製造装置１における成膜処理、洗浄処理等に使用される材料ガス、洗浄ガス等の物質に限定されるものではなく、バッファユニット４と同様の機能を排気ガスの供給経路に配設したことに特徴がある。すなわち、除害装置３１の前段に排気ガス一時待避用バッファユニット３６を備えたことにより、除害装置３１の処理能力を上回る排気ガスが排出された場合に、この排気ガスの流量を調節することができる。通常、有害ガスの排気中しか除害装置３１は実効的に稼働していないが、排気ガス一時待避用バッファユニット３６を備えたことにより、複数台の半導体製造装置１（図示していない。）からの排気ガスを１台の除害装置３１により処理することができる。
【０１０６】
つまり、排気ガス一時待避用バッファユニット３６は、複数台の半導体製造装置１から同時に排気ガスが排出され、処理能力を越える場合には一時的に排気ガスを貯留し、処理能力を越えない範囲において除害装置３１に徐々に排気ガスを排出すことができる。１台の半導体製造装置１から除害装置３１の処理能力を越えるような排気ガスが排出された場合も、排気ガス一時待避用バッファユニット３６は同様に機能する。
【０１０７】
従って、除害装置３１の規模を縮小することができ、又除害装置３１の設置台数を削減することができる。結果的に、半導体製造システムの供給設備や輸送設備の小型化を実現することができる。さらに、半導体製造システムの供給設備や輸送設備に必要な設備投資を減少することができる。
【０１０８】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態は、本発明の第３の実施の形態に係る半導体製造システムにおいて、複数台の半導体製造装置の処理室の反応管内壁の洗浄方法に、本発明を適用した例を説明するものである。
【０１０９】
［半導体製造装置及び半導体製造システムの基本構造］
図１６に示すように、本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造システムは、複数台の半導体製造装置１（１）、１（２）、１（３）と、この複数台の半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれに物質を供給する外部供給源２０と、外部供給源２０から供給される物質を複数台の半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれに分配供給する半導体製造装置１Ｂと、複数台の半導体製造装置１（１）〜１（３）及び１Ｂの管理制御を行うコンピュータ統合生産システムサーバ（ＣＩＭサーバ）１４とを少なくとも備えて構築されている。
【０１１０】
半導体製造装置１（１）は、基本的には本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置１（図１参照。）と同様であり、基板処理を行う処理室２と、処理室２内部又はこの装置内部において処理に必要な物質が外部供給源２０から供給され、この供給された物質を貯留し、この貯留された物質を処理室２内部又は装置内部に供給可能なバッファユニット４（１）とを少なくとも備えている。さらに、半導体製造装置１は、バッファユニット４（１）内部の物質の状態を制御する制御ユニット６（１）と、図示しないがバッファユニット４（１）内部の物質の状態を測定する測定ユニット５とを備えている。制御ユニット６（１）は、ローカルエリアネットワーク（半導体製造システム内ＬＡＮ）１３を通してコンピュータ統合生産システムのコンピュータ統合生産システムサーバ１４に接続されている。
【０１１１】
半導体製造装置１（１）と同様に、半導体製造装置１（２）は、図示しない処理室２及び測定ユニット５と、バッファユニット４（２）と、制御ユニット６（２）とを少なくとも備えている。半導体製造装置１（３）は、図示しない処理室２及び測定ユニット５と、バッファユニット４（３）と、制御ユニット６（３）とを少なくとも備えている。なお、ここでは、説明を簡略化するために、３台の半導体製造装置１（１）〜１（３）を備えた半導体製造システムについて説明するが、本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造システムは、この台数に限定されるものではなく、２台又は４台以上の半導体製造装置を備えていてもよい。
【０１１２】
半導体製造装置１Ｂは、基本的には本発明の第２の実施の形態に係る半導体製造装置１Ａ（図１３参照。）と類似しており、処理室２を備えていないバッファ機能専用の装置である。すなわち、半導体製造装置１Ｂは、基板処理に必要な物質が外部供給源２０から供給され、この供給された物質を貯留し、この貯留された物質を外部に供給可能なバッファユニット４Ｂを備え、さらに配分バルブ７２１、７２２及び７２３と、この配分バルブ７２１〜７２３の開閉制御を行う制御ユニット６Ｂとを備えている。
【０１１３】
本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造システムにおいては、半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれの処理室２の洗浄方法を説明するので、バッファユニット４Ｂは処理室２内部の洗浄ガスとして使用される、外部供給源２０の弗素ガス発生器２３に接続されている。すなわち、バッファユニット４Ｂは半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれに供給する弗素ガスを一時的に貯留するようになっている。
【０１１４】
配分バルブ７２１はバッファユニット４Ｂと半導体製造装置１（１）との間に配設され、配分バルブ７２１の開閉は制御ユニット６Ｂにより制御されている。配分バルブ７２２はバッファユニット４Ｂと半導体製造装置１（２）との間に配設され、配分バルブ７２２の開閉は制御ユニット６Ｂにより制御されている。同様に、配分バルブ７２３はバッファユニット４Ｂと半導体製造装置１（３）との間に配設され、配分バルブ７２３の開閉は制御ユニット６Ｂにより制御されている。制御ユニット６Ｂはローカルエリアネットワーク１３を通してコンピュータ統合生産システムサーバ１４に接続されている。
【０１１５】
コンピュータ統合生産システムサーバ１４は、未処理の半導体ウェハの各ロットの工程順の情報、各ロットの種類の情報、製造ラインにおいて他のロットに対する製造の優先順位を緊急度としてクラス分けした情報等の情報が格納されている。これらの情報により、どのロットが、どの半導体製造装置１（１）〜１（３）において、いつ処理されるかという製造スケジュールをコンピュータ統合生産システムサーバ１４により管理することができる。
【０１１６】
また、コンピュータ統合生産システムサーバ１４においては、半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれの処理室２の、現在の累積膜厚を算出することができる。さらに、コンピュータ統合生産システムサーバ１４は、成膜膜厚の時系列若しくは成膜ダストの時系列、過去の洗浄後の成膜膜厚若しくは成膜ダストの時系列の推移等の情報に基づき、洗浄が奨励されている膜厚を、人為的に又は自動的に計算し予測できる。そして、コンピュータ統合生産システムサーバ１４は、このような計算結果、予測結果、又は現在の待機ロットの情報や将来の製造スケジュールの情報に基づき、何時、処理室２の洗浄を実行するかのスケジュールを作成する機能を備えている。
【０１１７】
［半導体製造装置及び半導体製造システムの動作並びに基板処理方法］
本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造装置及び半導体製造システムを使用した洗浄方法を簡単に説明する。
【０１１８】
（１）まず最初に、半導体製造システムにおいて、最初に洗浄工程が必要とされる、すなわち最初に弗素ガスを使用する半導体製造装置１（１）、１（２）又は１（３）の洗浄スケジュールが、コンピュータ統合生産システムサーバ１４により作成される。ここでの説明において、最初に半導体製造装置１（１）の処理室２に洗浄工程が必要であると仮定する。
【０１１９】
（２）コンピュータ統合生産システムサーバ１４は、上記洗浄スケジュールに基づき、ローカルエリアネットワーク１３を通して半導体製造装置１（１）の制御ユニット６（１）に制御情報を出力し、エアオペレーションバルブ７０１を開く。同時に、コンピュータ統合生産システムサーバ１４は、半導体製造装置１（２）の制御ユニット６（２）及び半導体製造装置１（３）の制御ユニット６（３）に制御情報を出力し、双方のエアオペレーションバルブ７０１を閉める。
【０１２０】
（３）一方、半導体製造装置１Ｂにおいては、外部供給源２０の弗素ガス発生器２３からバッファユニット４Ｂに洗浄ガスとしての弗素ガスが供給され、バッファユニット４Ｂにおいて弗素ガスが貯留される。
【０１２１】
（４）コンピュータ統合生産システムサーバ１４は、半導体製造装置１Ｂの制御ユニット６Ｂを通して配分バルブ７２１を開き、それ以外の配分バルブ７２２及び７２３を閉める。これにより、半導体製造装置１Ｂのバッファユニット４Ｂに貯留されていた弗素ガスは半導体製造装置１（１）のバッファユニット４（１）に供給され貯留される。バッファユニット４（１）においては、半導体製造装置１（１）の処理室２の累積成膜膜厚の情報に基づきコンピュータ統合生産システムサーバ１４により算出された、洗浄量に必要な量の弗素ガスが貯留される。例えば、前述の図２に示す圧力調整器７１０、図３に示すマスフローコントローラ７１１又は図４に示すコンダクタンス制御器７１２を使用することにより、弗素ガスの貯留量を簡易に測定し制御することができる。バッファユニット４（１）に所定量の弗素ガスが貯留されると、その結果は制御ユニット６（１）からローカルエリアネットワーク１３を通してコンピュータ統合生産システムサーバ１４に出力される。
【０１２２】
（５）コンピュータ統合生産システムサーバ１４は、次の洗浄工程の優先順位に従い、同様の手順により、半導体製造装置１（２）のバッファユニット４（２）及び半導体製造装置１（３）のバッファユニット４（３）に弗素ガスの供給を開始する。この結果、バッファユニット４（２）及び４（３）には、洗浄に必要な量の弗素ガスを貯留することができる。
【０１２３】
（６）半導体製造装置１（１）のバッファユニット４（１）、半導体製造装置１（２）のバッファユニット４（２）及び半導体製造装置１（３）のバッファユニット４（３）のすべてに弗素ガスが貯留された後、いずれのバッファユニット４（１）〜４（３）に貯留された弗素ガスも未使用の場合には、弗素ガス発生器２３から供給される弗素ガスを半導体製造装置１Ｂのバッファユニット４Ｂに加圧限界まで貯留する。さらに、バッファユニット４（１）〜４（３）に貯留された弗素ガスの未使用状態が続く場合には、コンピュータ統合生産システムサーバ１４からの制御指令に基づき、弗素ガス発生器２３の稼働を停止させ、弗素ガスの生成を停止させる。
【０１２４】
（７）半導体製造装置１（１）においては、バッファユニット４（１）に貯留された弗素ガスに基づき、処理室２内部の洗浄が行われる。同様に、半導体製造装置１（２）においては、バッファユニット４（２）に貯留された弗素ガスに基づき、処理室２内部の洗浄が行われ、半導体製造装置１（３）においては、バッファユニット４（３）に貯留された弗素ガスに基づき、処理室２内部の洗浄が行われる。
【０１２５】
このように本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造システムにおいては、複数台の半導体製造装置４（１）〜４（３）に共有の、バッファユニット４Ｂを有する半導体製造装置１Ｂを備えたことにより、外部供給源２０の弗素ガス発生器２３を有効に利用することができる。すなわち、弗素ガス発生器２３の設備規模、弗素ガスの輸送設備の規模、設備費用、メンテナンス等のリソースを削減することができる。
【０１２６】
さらに、本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造システムにおいては、バッファユニット４Ｂを有する半導体製造装置１Ｂを備えたことにより、バッファ機能を内蔵する半導体製造装置４（１）〜４（３）以外の、バッファ機能を内蔵していない半導体製造装置にも対応させることができる。例えば、コンピュータ統合生産システムサーバ１４からの制御情報に基づき、半導体製造装置１Ｂの配分バルブ７２１、７２２又は７２３と、バッファ機能を内蔵していない半導体製造装置の処理室に通じるバルブとを連動して開くことにより、あたかもバッファ機能を内蔵していない半導体製造装置においてバッファユニット４が存在するように機能させることができる。
【０１２７】
なお、本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造システムにおいては、外部供給源２０の外付けとしてバッファユニット４Ｂを有する半導体製造装置１Ｂを配設しているが、半導体製造装置１Ｂは外部供給源２０に内蔵させることもできる。
【０１２８】
［変形例］
本発明の第４の実施の形態の変形例に係る半導体製造システムは、図１７に示すように、複数台の半導体製造装置１（１）、１（２）、１（３）と、この複数台の半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれに物質を供給する外部供給源２０と、外部供給源２０から供給される物質を複数台の半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれに分配供給する半導体製造装置１Ｃと、複数台の半導体製造装置１（１）〜１（３）及び１Ｃの管理制御を行うコンピュータ統合生産システムサーバ１４とを少なくとも備えて構築されている。
【０１２９】
半導体製造装置１（１）は、基本的には本発明の第２の実施の形態に係る半導体製造装置１（図１３参照。）と同様であり、基板処理を行う処理室２と、この処理室２を制御する制御ユニット６（１）とを少なくとも備えている。制御ユニット６（１）は、ローカルエリアネットワーク１３を通してコンピュータ統合生産システムのコンピュータ統合生産システムサーバ１４に接続されている。つまり、半導体製造装置１（１）は、前述の本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造装置１（１）とは異なり、バッファユニット４（１）を内蔵していない。
【０１３０】
半導体製造装置１（１）と同様に、半導体製造装置１（２）は、処理室２と、制御ユニット６（２）とを少なくとも備えている。半導体製造装置１（３）は、処理室２と、制御ユニット６（３）とを少なくとも備えている。なお、ここでは、説明を簡略化するために、３台の半導体製造装置１（１）〜１（３）を備えた半導体製造システムについて説明するが、本発明の第４の実施の形態の変形例に係る半導体製造システムは、この台数に限定されるものではなく、２台又は４台以上の半導体製造装置を備えていてもよい。
【０１３１】
半導体製造装置１Ｃは、基本的には本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造装置１Ｂ（図１６参照。）と類似しており、処理室２を備えていないバッファ機能専用の装置である。すなわち、半導体製造装置１Ｃは、基板処理に必要な物質が外部供給源２０から供給され、この供給された物質を貯留し、この貯留された物質を外部（次段のサブバッファユニット４Ｃ１〜４Ｃ３）に供給可能なメインバッファユニット４Ｃと、メインバッファユニット４Ｃから供給された物質を貯留し、この貯留された物質を外部（半導体製造装置１（１）〜１（３））に供給可能なサブバッファユニット４Ｃ１〜４Ｃ３とを少なくとも備えている。
【０１３２】
さらに、半導体製造装置１Ｃは、メインバッファユニット４Ｃからサブバッファユニット４Ｃ１〜４Ｃ３のそれぞれに物質を配分する配分バルブ７２１、７２２及び７２３と、サブバッファユニット４Ｃ１〜４Ｃ３のそれぞれから半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれに物質を供給するエアオペレーションバルブ７２５、７２６及び７２７と、配分バルブ７２１〜７２３及びエアオペレーションバルブ７２５〜７２７の開閉を制御する制御ユニット６Ｃとを備えている。制御ユニット６Ｃはローカルエリアネットワーク１３を通してコンピュータ統合生産システムサーバ１４に接続されている。
【０１３３】
本発明の第４の実施の形態の変形例に係る半導体製造システムにおいては、半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれの処理室２の洗浄方法を説明するので、メインバッファユニット４Ｃは処理室２内部の洗浄ガスとして使用される、外部供給源２０の弗素ガス発生器２３に接続されている。すなわち、半導体製造装置１Ｃにおいて、メインバッファユニット４Ｃは弗素ガス発生器２３からの弗素ガスを一時的に貯留し、この弗素ガスは配分バルブ７２１〜７２３を通してサブバッファユニット４Ｃ１〜４Ｃ３のそれぞれに供給され一時的に貯留される。さらに、サブバッファユニット４Ｃ１〜４Ｃ３のそれぞれに貯留された弗素ガスは、エアオペレーションバルブ７２５〜７２７のそれぞれを通して半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれに供給されるようになっている。基本的には、半導体製造装置１Ｃは、半導体製造装置１（１）〜１（３）のそれぞれの外付けとして使用されるバッファユニットを、サブバッファユニット４Ｃ１〜４Ｃ３として集合させ内蔵させた構造である。
【０１３４】
このような本発明の第４の実施の形態の変形例に係る半導体製造システムにおいては、前述の本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造システムと同様の動作により同様の効果を得ることができる。
【０１３５】
なお、本発明の第４の実施の形態の変形例に係る半導体製造システムにおいては、外部供給源２０の外付けとしてメインバッファユニット４Ｃ及びサブバッファユニット４Ｃ１〜４Ｃ３を有する半導体製造装置１Ｃを配設しているが、半導体製造装置１Ｃは外部供給源２０に内蔵させることもできる。
【０１３６】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態は、半導体ウェハ洗浄装置（半導体製造装置）、及び洗浄液リサイクル機能を備えた半導体ウェハ洗浄システム（半導体製造システム）に本発明を適用した例を説明するものである。
【０１３７】
［半導体製造装置及び半導体製造システムの基本構造］
図１８に示すように、本発明の第５の実施の形態に係る半導体製造システム（半導体ウェハ洗浄システム）は、基板洗浄処理を行う半導体製造装置１（４）、１（５）及び１（６）と、洗浄水として使用される物質を供給する一次供給管９０と、半導体製造装置１（４）〜１（６）から排出される物質を濃縮し精製する濃縮／精製装置９５と、一次供給管９０又は濃縮／精製装置９５から供給される物質を貯留し、貯留された物質を外部に供給するバッファユニット４Ｄを有する半導体製造装置１Ｄ、バッファユニット４Ｅを有する半導体製造装置１Ｅ及びバッファユニット４Ｆを有する半導体製造装置１Ｆとを少なくとも備えて構築されている。
【０１３８】
半導体製造装置１（４）は、その詳細な構造を図示していないが、本発明の第５の実施の形態において、１枚の半導体ウェハを洗浄する枚葉処理方式の半導体ウェハ洗浄装置である。同様に、詳細な構造を図示していないが、半導体製造装置１（５）及び１（６）は、複数枚の半導体ウェハを同時に洗浄するバッチ処理方式の半導体ウェハ洗浄装置である。
【０１３９】
一次供給管９０は、クリーンルーム１００内に配管され、半導体製造装置１（４）〜１（６）のそれぞれに半導体ウェハの洗浄物質である弗化水素（ＨＦ）水溶液を並列的に供給する。この弗化水素水溶液の供給は制御バルブ７３１により制御され、制御バルブ７３１の開閉制御はローカルエリアネットワーク１３を通してコンピュータ統合生産システムの装置管理データベース１１により行われている。
【０１４０】
半導体製造装置１（４）〜１（６）において半導体ウェハの洗浄に使用された弗化水素水溶液は排水管９１を通して濃縮／精製装置９５に排出される。一次供給管９０から供給された弗化水素水溶液の一部は半導体製造装置１（４）〜１（６）において半導体ウェハの洗浄で（シリコン酸化膜のエッチング反応で）消費され、残りの一部は消費されずに純水等で希薄されて排水管９１により排水される。この排水された弗化水素水溶液は、濃縮／精製装置９５において、弗化水素成分だけを抽出し精製される。精製された弗化水素水溶液は、リターン配管９４を通して半導体製造装置１Ｄ〜１Ｆに供給され、再利用される。再利用されない排水物は排水管（工場酸排水管）９３に排出される。
【０１４１】
半導体製造装置１Ｄのバッファユニット４Ｄは、一次供給配管９０から制御バルブ７３１を通して供給される弗化水素水溶液、濃縮／精製装置９５からリターン配管９４、制御バルブ７３２のそれぞれを通して供給される（再利用された）弗化水素水溶液のそれぞれを貯留し、この貯留された弗化水素水溶液を半導体製造装置１（４）に供給するようになっている。制御バルブ７３２の開閉制御は、ローカルエリアネットワーク１３を通してコンピュータ統合生産システムに接続された制御ユニット６Ｄにより行われている。
【０１４２】
同様に、半導体製造装置１Ｅのバッファユニット４Ｅは、一次供給配管９０から制御バルブ７３１を通して供給される弗化水素水溶液、濃縮／精製装置９５からリターン配管９４、制御バルブ７３２のそれぞれを通して供給される弗化水素水溶液のそれぞれを貯留し、この貯留された弗化水素水溶液を半導体製造装置１（５）に供給するようになっている。制御バルブ７３２の開閉制御は制御ユニット６Ｅにより行われている。半導体製造装置１Ｆのバッファユニット４Ｆは、一次供給配管９０から制御バルブ７３１を通して供給される弗化水素水溶液、濃縮／精製装置９５からリターン配管９４、制御バルブ７３２のそれぞれを通して供給される弗化水素水溶液のそれぞれを貯留し、この貯留された弗化水素水溶液を半導体製造装置１（６）に供給するようになっている。制御バルブ７３２の開閉制御は制御ユニット６Ｆにより行われている。
【０１４３】
［半導体製造装置及び半導体製造システムの動作並びに基板処理方法］
本発明の第５の実施の形態に係る半導体製造装置（半導体ウェハ洗浄装置）１（４）〜１（６）、バッファ機能を有する半導体製造装置１Ｄ〜１Ｆ及び半導体製造システムの動作を簡単に説明する。
【０１４４】
（１）まず、基本的動作として、半導体製造装置１（４）〜１（６）のそれぞれにおいて、半導体ウェハの洗浄に必要な弗化水素水溶液が一次供給管９０から制御バルブ７３１を通して半導体製造装置１Ｄのバッファユニット４Ｄ、半導体製造装置１Ｅのバッファユニット４Ｅ、半導体製造装置１Ｆのバッファユニット４Ｆにそれぞれ供給され貯留される。
【０１４５】
バッファユニット４Ｄに貯留された弗化水素水溶液は半導体製造装置１（４）において半導体ウェハの洗浄処理に使用される。同様に、バッファユニット４Ｅに貯留された弗化水素水溶液は半導体製造装置１（５）において半導体ウェハの洗浄処理に使用され、バッファユニット４Ｆに貯留された弗化水素水溶液は半導体製造装置１（６）において半導体ウェハの洗浄処理に使用される。
【０１４６】
（２）前述の本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造システムと同様に、コンピュータ統合生産システムサーバ１４（図示していない。）において半導体製造装置１（４）〜１（６）のそれぞれに必要な弗化水素水溶液の配分量（配分の優先順位）が算出される。この算出結果に基づき、ローカルエリアネットワーク１３を通して制御バルブ７３１、７３２の開閉が制御され、例えば半導体製造装置１（４）に優先的に弗化水素水溶液が供給されるようになっている。
【０１４７】
（３）半導体ウェハの洗浄処理に際して特に純度の高い弗化水素水溶液が必要な場合には、一次供給配管９０からバッファユニット４を通して半導体製造装置１に優先的に弗化水素水溶液が供給される。特に純度の高い弗化水素水溶液が必要でない場合には、濃宿／精製装置９５から供給される、再利用の弗化水素水溶液が優先的に使用される。
【０１４８】
（４）また、半導体ウェハの洗浄処理に際して、基本的には濃宿／精製装置９５から供給される、再利用の弗化水素水溶液が優先的に使用され、この再利用の弗化水素水溶液の循環が不足する場合に、一次供給配管９０からバッファユニット４を通して半導体製造装置１に弗化水素水溶液を補給することができる。
【０１４９】
このように本発明の第５の実施の形態に係る半導体製造システム（半導体ウェハ洗浄システム）においては、一次供給配管９０から供給される弗化水素水溶液と濃縮／精製装置９５から再利用として供給される弗化水素水溶液とを貯留するバッファユニット４Ｄ〜４Ｆを備え、システム全体をコンピュータ統合生産システムにより管理制御することにより、例えば半導体ウェハの洗浄処理時間、半導体ウェハの搬送時間を利用してバッファユニット４Ｄ〜４Ｆに弗化水素水溶液を貯留することができる。従って、実質的な洗浄処理速度を低下させることなく、しかも半導体製造システムの設備規模や輸送規模を縮小することができる。特に、濃縮／精製装置９５を含む再生処理システムを備えた場合には設備規模や輸送規模が大型化し易いが、本発明の第５の実施の形態に係る半導体製造システムにおいては、バッファユニット４Ｄ〜４Ｆを備えているので、前述のように小型化を実現することができる。
【０１５０】
なお、本発明の第５の実施の形態に係る半導体製造装置及び半導体製造システムにおいては、半導体ウェハの洗浄に限定されるものではなく、ガラス基板の洗浄、絶縁基板の洗浄等、洗浄システムに広く適用することができる。また、本発明の第５の実施の形態に係る半導体製造装置１Ｄ〜１Ｆは、半導体製造装置１（４）〜１（６）の外付け装置として構成されているが、半導体製造装置１（４）〜１（６）に内蔵させてもよい。
【０１５１】
（その他の実施の形態）
本発明は上記複数の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１５２】
例えば、上記第１の実施の形態乃至第２の実施の形態に係る半導体装置はＬＰＣＶＤ装置であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、ＬＰＣＶＤ装置以外のＣＶＤ装置（例えば、常圧ＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置）、スパッタリング装置、エピタキシャル成長装置等の半導体製造装置に適用することができる。さらに、本発明においては、単一種類の半導体製造装置が配設される場合だけに限定されるものではなく、成膜装置、エッチング装置、洗浄装置等の半導体製造装置が複数種類混在した半導体製造システム並びに基板処理方法に適用することができる。
【０１５３】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置及び半導体製造システムのブロック構成図である。
【図２】図１に示す半導体製造システムにおいてバッファユニットへの物質の第１の充填制御方法を説明するブロック構成図である。
【図３】図１に示す半導体製造システムにおいてバッファユニットへの物質の第２の充填制御方法を説明するブロック構成図である。
【図４】図１に示す半導体製造システムにおいてバッファユニットへの物質の第３の充填制御方法を説明するブロック構成図である。
【図５】図１に示す半導体製造システムにおいてバッファユニットから処理室への物質の第１の充填制御方法を説明するブロック構成図である。
【図６】図１に示す半導体製造システムにおいてバッファユニットから処理室への物質の第２の充填制御方法を説明するブロック構成図である。
【図７】図１に示す半導体製造システムにおいてバッファユニットから処理室への物質の第３の充填制御方法を説明するブロック構成図である。
【図８】図７に示す半導体製造システムのシーケンスを示す図である。
【図９】図７に示す半導体製造システムにおいて、半導体ウェハ近傍におけるモノシランガス濃度と時間との関係を示す図である。
【図１０】図７に示す半導体製造システムにおいて、半導体ウェハ表面上における多結晶シリコン膜の成膜レートと成膜膜厚と成膜時間との関係を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置又は半導体製造システムにおいてバッファユニットへの液体ソースの充填制御方法を説明するブロック構成図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る半導体製造装置又は半導体製造システムにおいてバッファユニットへの固体ソースの充填制御方法を説明するブロック構成図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る半導体製造装置及び半導体製造システムのブロック構成図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態の第１の変形例に係る半導体製造装置及び半導体製造システムのブロック構成図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態の第２の変形例に係る半導体製造システムのブロック構成図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る半導体製造装置及び半導体製造システムのブロック構成図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態の変形例に係る半導体製造装置及び半導体製造システムのブロック構成図である。
【図１８】本発明の第５の実施の形態に係る半導体製造装置及び半導体製造システムのブロック構成図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１、１（１）〜１（６）、１Ａ〜１Ｆ  半導体製造装置
２  処理室
２０  外部供給源
２１  モノシランガスシリンダ
２２  窒素ガス発生器
２３  弗素ガス発生器
２５  液体貯蔵容器
２０２  加熱ヒータ
４、４（１）〜４（３）、４Ｂ、４Ｄ〜４Ｆ  バッファユニット
４Ｃ  メインバッファユニット
４Ｃ１〜４Ｃ３  サブバッファユニット
５  測定ユニット
６、６（１）〜６（３）、６Ｄ〜６Ｆ  制御ユニット
７０１〜７０３、７２５〜７２７、８０１  エアオペレーションバルブ
７１０  圧力調節器
７１１、８１１  マスフローコントローラ
７１２、８１２  コンダクタンス制御器
７２１〜７２３  配分バルブ
８０２  ゲートバルブ
８０４  バイパスライン
８０５、８０８  ３方向バルブ
８０７、８０９  リターンバルブ
１０  製品管理データベース
１１  装置管理データベース
１２  工場内統合バッファコントローラ
１３  ローカルエリアネットワーク
３０  真空排気ポンプ
３１  除害装置
３２  排気ダクト
３５  回収用バッファユニット
３６  排気ガス一時待避用バッファユニット
３７  排気ガス圧縮用コンプレッサ
９０  一次供給配管
９３  排水管
９５  濃縮／精製装置
１００  クリーンルーム
１０１  階上
１０２  階下
【図１】
2006332700.tif 000003
【図２】
2006332700.tif 000004
【図３】
2006332700.tif 000005
【図４】
2006332700.tif 000006
【図５】
2006332700.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006332700.tif 000009
【図８】
2006332700.tif 000010
【図９】
2006332700.tif 000011
【図１０】
2006332700.tif 000012
【図１１】
2006332700.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2006332700.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2006332700.tif 000018
【図１７】
2006332700.tif 000019
【図１８】
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