JP2007271090A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高濃度の処理ガスを使用する場合であっても、処理ガスの濃度を正確に計測できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】この基板処理装置１は、濃度計測部６０においてサンプルガスと窒素ガスとを混合することによりサンプルガスを希釈し、希釈後のサンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの濃度を計測する。そして、計測された濃度値（Ｃ０）とサンプルガスおよび希釈ガスの流量に基づいて得られる希釈率の逆数（１／Ｐ）とを乗算することにより、希釈前のサンプルガスに含まれるＩＰＡガスの濃度（Ｃ０）をＣ０＝Ｃ１×（１／Ｐ）として算出する。このため、高濃度のＩＰＡガスを使用する場合であっても、ＩＰＡガスの濃度を正確に計測できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、キャリアガスとともに処理室内に供給される処理ガスにより、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス基板等の基板に対して乾燥処理等の処理を行う基板処理装置に関する。

従来より、基板の製造工程においては、基板の周囲に処理ガスを供給することにより基板を処理する基板処理装置が知られている。例えば、洗浄処理後の基板の周囲にＩＰＡ（イソプロピルアルコール）ガスを供給することにより、基板の乾燥処理を行う基板処理装置が知られている。ＩＰＡガス等の処理ガスは、窒素ガス等の不活性ガスをキャリアガスとして処理室内へ送給される。

このような基板処理装置では、処理ガスの濃度により基板に対する乾燥処理等の処理効果が大きく異なる。このため、基板の周囲に供給されるガスに含まれる処理ガスの濃度を正確に計測することが必要となる。従来の基板処理装置では、処理室内に濃度計を設置して処理ガスの濃度を計測するか、基板の周囲に供給されるガスの一部を採取して処理ガスの濃度を計測していた。従来の基板処理装置において処理ガスの濃度を計測する技術については、例えば特許文献１に開示されている。

特開平９−１９０９９７号公報

ＩＰＡガスにより基板の乾燥処理を行うときには、基板の表面にウォーターマーク等の乾燥不良を発生させないために、基板の乾燥処理を迅速に進行させることが望ましい。このため、近年の基板処理装置では、処理室内に極めて高濃度のＩＰＡガスを供給する場合がある。このように、高濃度の処理ガスを使用する場合、処理ガスの濃度が濃度計の計測可能範囲を超えてしまうことにより、処理ガスの濃度を正確に計測できない場合があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、高濃度の処理ガスを使用する場合であっても、処理ガスの濃度を正確に計測できる基板処理装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、処理ガスにより基板を処理する基板処理装置であって、基板を内部に収容する処理室と、前記処理室へキャリアガスとともに処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記処理ガス供給部から前記処理室へ供給されるガスの一部をサンプルガスとして採取する採取部と、サンプルガスを希釈するための希釈ガスを供給する希釈ガス供給部と、前記採取部により採取されたサンプルガスと、前記希釈ガス供給部により供給された希釈ガスとを混合してサンプルガスを希釈する希釈部と、前記希釈部により希釈されたサンプルガス中に含まれる処理ガスの濃度を計測する濃度計と、前記採取部から前記希釈部への配管を流れる希釈前のサンプルガスの流量または前記希釈部からの配管を流れる希釈後のサンプルガスの流量を計測する第１流量計と、前記希釈ガス供給部から前記希釈部への配管を流れる希釈ガスの流量を計測する第２流量計と、前記濃度計、前記第１流量計、および前記第２流量計の各計測値に基づき、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を算出する算出部と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記算出部は、前記濃度計の計測値と、前記第１流量計および前記第２流量計の計測値に基づいて得られる希釈率の逆数とを乗算することにより、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を算出することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記採取部から前記希釈部への配管を流れるサンプルガスの流量を調整する希釈前サンプルガス用の流量調整部を更に備えることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記希釈部から前記濃度計への配管を流れるサンプルガスの流量を調整する希釈後サンプルガス用の流量調整部を更に備えることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記希釈ガス供給部から前記希釈部への配管を流れる希釈ガスの流量を調整する希釈ガス用の流量調整部を更に備えることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記採取部から前記希釈部への配管を流れるサンプルガスを温調するサンプルガス用の温調部を更に備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記希釈ガス供給部から前記希釈部への配管を流れる希釈ガスを温調する希釈ガス用の温調部を更に備えることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の基板処理装置であって、前記濃度計、前記第１流量計、および前記第２流量計を含むガス配管系を収容する収容器と、前記希釈ガス用の温調部により温調された希釈ガスを前記収容器内に噴出する噴出部と、を更に備えることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記希釈ガス供給部は、キャリアガスを希釈ガスとして供給することを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記採取部は、前記処理ガス供給部から供給されるガスの一部をサンプルガスとして採取する第１の状態と、前記処理室内のガスの一部をサンプルガスとして採取する第２の状態とに、切り替え可能であることを特徴とする。

請求項１〜１０に記載の発明によれば、基板処理装置は、採取部により採取されたサンプルガスと、希釈ガス供給部により供給された希釈ガスとを混合してサンプルガスを希釈する希釈部と、希釈部により希釈されたサンプルガス中に含まれる処理ガスの濃度を計測する濃度計と、採取部から希釈部への配管を流れる希釈前のサンプルガスの流量または希釈部からの配管を流れる希釈後のサンプルガスの流量を計測する第１流量計と、希釈ガス供給部から希釈部への配管を流れる希釈ガスの流量を計測する第２流量計と、濃度計、第１流量計、および第２流量計の各計測値に基づき、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を算出する算出部と、を備える。このため、サンプルガスを希釈した上で濃度計測を行い、その計測値とサンプルガスおよび希釈ガスの流量とに基づいて、希釈前の処理ガスの濃度を算出できる。したがって、高濃度の処理ガスを使用する場合であっても処理ガスの濃度を正確に計測できる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、算出部は、濃度計の計測値と、第１流量計および第２流量計の計測値に基づいて得られる希釈率の逆数とを乗算することにより、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を算出する。このため、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を、簡易かつ正確に算出できる。

特に、請求項３に記載の発明によれば、基板処理装置は、採取部から希釈部への配管を流れるサンプルガスの流量を調整する希釈前サンプルガス用の流量調整部を更に備える。このため、第１流量計の計測値が安定し、処理ガスの濃度をより正確に算出できる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、基板処理装置は、希釈部から濃度計への配管を流れるサンプルガスの流量を調整する希釈後サンプルガス用の流量調整部を更に備える。このため、第１流量計の計測値が安定し、処理ガスの濃度をより正確に算出できる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、基板処理装置は、希釈ガス供給部から希釈部への配管を流れる希釈ガスの流量を調整する希釈ガス用の流量調整部を更に備える。このため、第２流量計の計測値が安定し、処理ガスの濃度をより正確に算出できる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、基板処理装置は、採取部から希釈部への配管を流れるサンプルガスを温調するサンプルガス用の温調部を更に備える。このため、送給経路におけるサンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれる処理ガスの凝縮が抑制される。したがって、処理ガスの濃度をより正確に算出できる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、基板処理装置は、希釈ガス供給部から希釈部への配管を流れる希釈ガスを温調する希釈ガス用の温調部を更に備える。このため、希釈時におけるサンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれる処理ガスの凝縮が抑制される。したがって、処理ガスの濃度をより正確に算出できる。

特に、請求項８に記載の発明によれば、基板処理装置は、濃度計、第１流量計、および第２流量計を含むガス配管系を収容する収容器と、希釈ガス用の温調部により温調された希釈ガスを収容器内に噴出する噴出部と、を更に備える。このため、収容器内に含まれるガス配管系の全体においてサンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれる処理ガスの凝縮が抑制される。したがって、処理ガスの濃度をより正確に算出できる。

特に、請求項９に記載の発明によれば、希釈ガス供給部は、キャリアガスを希釈ガスとして供給する。このため、サンプルガス中に含まれるガスの種類を増やすことなく、サンプルガスを正確に希釈できる。また、同一のガス供給源からキャリアガスと希釈ガスとを供給できるため、基板処理装置の構成が簡易化する。

特に、請求項１０に記載の発明によれば、処理ガス供給部から供給されるガスの一部をサンプルガスとして採取する第１の状態と、処理室内のガスの一部をサンプルガスとして採取する第２の状態とに、切り替え可能である。このため、基板処理装置は、処理ガス供給部から供給されるガスに含まれる処理ガスの濃度を計測したい場合と、処理室内のガスに含まれる処理ガスの濃度を計測したい場合の、いずれにも対応できる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．基板処理装置の構成および基板処理動作＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板処理装置１の構成を示したブロック図である。この基板処理装置１は、複数枚の基板Ｗ（以下、単に基板Ｗという）を一括して純水中に浸漬することにより基板Ｗの洗浄処理を行った後、純水から引き上げた基板Ｗの周囲にＩＰＡガスを供給することにより基板Ｗの乾燥処理を行うための装置である。図１に示したように、基板処理装置１は、主として処理室１０と、窒素ガス供給源２０と、第１配管部３０と、ＩＰＡガス発生部４０と、第２配管部５０と、濃度計測部６０と、制御部８０とを備えている。

処理室１０は、基板Ｗの洗浄処理と乾燥処理とを行うための処理空間を内部に有する筐体である。処理室１０の内部には、処理槽１１と、リフタ１２と、ＩＰＡガス吐出部１３とが配置されている。処理槽１１は、基板Ｗを洗浄するための純水を貯留する容器である。処理槽１１には図示しない純水供給部や排液部が接続されている。処理槽１１に貯留された純水中に基板Ｗが浸漬されると、基板Ｗの表面に付着したパーティクル等の汚染物が純水により基板の表面から除去される。

リフタ１２は、処理室１０の内部において基板Ｗを上下に搬送するための搬送機構である。リフタ１２は、水平方向に３本の保持棒１２ａを備えており、基板Ｗは各保持棒１２ａに刻設された複数の保持溝上に起立姿勢で保持される。また、リフタ１２は、サーボモータやタイミングベルト等を有する駆動部（図示省略）を備えている。駆動部を動作させると、基板Ｗを保持したリフタ１２は昇降移動し、基板Ｗは処理槽１１内の浸漬位置と、処理槽１１上方の引き上げ位置との間で搬送される。

ＩＰＡガス吐出部１３は、２本の吐出管１３ａを備えている。２本の吐出管１３ａは、処理槽１１の上方位置においてそれぞれ基板Ｗの列に沿って配置されており、各吐出管１３ａには複数の吐出口１３ｂが形成されている。また、各吐出管１３ａには、後述する第２配管部５０の配管５２と連通する配管１３ｃが接続されている。このため、第２配管部５０から送給されるＩＰＡガスは、配管１３ｃを経由して吐出管１３ａへ導入され、各吐出口１３ｂから処理室１０内へ吐出される。また、処理室１０内のガスに含まれるＩＰＡガスの濃度を計測するときには、処理室１０内のガスの一部が吐出口１３ｂから吐出管１３ａへ取り込まれ、取り込まれたガスが配管１３ｃを経由して第２配管部５０の配管５２へ導出される。すなわち、ＩＰＡガス吐出部１３は、処理室１０内のガスの一部をサンプルガスとして採取する機能を有している。

第１配管部３０は、複数の配管３１〜３３を有し、窒素ガス供給源２０から供給される窒素ガスを、ＩＰＡガス発生部４０と濃度計測部６０とに送給する。配管３１は、上流側の端部が窒素ガス供給源２０に接続されており、下流側の端部が配管３２と配管３３とに分岐している。配管３２の経路途中には、上流側から開閉弁３４、マスフローコントローラ３５、およびヒータ３６が介挿されており、配管３２の下流側は、ＩＰＡガス発生部４０に接続されている。このため、開閉弁３４を開放すると、窒素ガス供給源２０から配管３１，３２を介してＩＰＡガス発生部４０へ窒素ガスが送給される。マスフローコントローラ３５は、配管３２内を流れる窒素ガスの流量を調整する機能を有する。また、ヒータ３６を動作させると、配管３２内を流れる窒素ガスが加熱される。一方、配管３３の経路途中には、上流側から開閉弁３７およびヒータ３８が介挿されており、配管３３の下流側は、濃度計測部６０に接続されている。このため、開閉弁３７を開放すると、窒素ガス供給源２０から配管３１，３３を介して濃度計測部６０へ窒素ガスが送給される。また、ヒータ３８を動作させると、配管３３内を流れる窒素ガスが加熱される。

ＩＰＡガス発生部４０は、液体のＩＰＡを貯留するためのタンク４１と、タンク４１の底部に取り付けられたヒータ４２とを備えている。ヒータ４２を動作させると、タンク４１内に貯留された液体のＩＰＡが加熱され、液体のＩＰＡが気化することによりＩＰＡガスが発生する。タンク４１内に発生したＩＰＡガスは、第１配管部３０の配管３１，３２から送給される窒素ガスをキャリアガスとして利用し、窒素ガスとともに第２配管部５０へ送出される。

第２配管部５０は、複数の配管５１〜５３を有し、ＩＰＡガス発生部４０から処理室１０へのＩＰＡガスの送給経路として機能するとともに、ＩＰＡガス発生部４０または処理室１０から濃度計測部６０へのサンプルガスの送給経路として機能する。配管５１は、上流側の端部がＩＰＡガス発生部４０に接続されており、配管５１の経路途中には上流側からヒータ５４と開閉弁５５とが介挿されている。また、配管５１の下流側の端部は、配管５２と配管５３とに分岐している。配管５２の経路途中には開閉弁５６が介挿されており、配管５２の下流側は、処理室１０内の配管１３ｃに接続されている。このため、開閉弁５５および開閉弁５６を開放すると、ＩＰＡガス発生部４０から配管５１，５２を介して処理室１０内へ、窒素ガスとともにＩＰＡガスが送給される。また、ヒータ５４を動作させると、配管５１内を流れる窒素ガスおよびＩＰＡガスが加熱される。一方、配管５３の経路途中には、上流側から開閉弁５７とヒータ５８とが介挿されており、配管５３の下流側は、濃度計測部６０に接続されている。このため、開閉弁５５および開閉弁５７を開放すると、ＩＰＡガス発生部４０から供給されるガスの一部が、配管５１，５３を介して、サンプルガスとして濃度計測部６０へ送給される。また、開閉弁５５を閉鎖するとともに開閉弁５６および開閉弁５７を開放すると、ＩＰＡガス吐出部１３から採取された処理室１０内のガスが、配管５２および配管５３を通って濃度計測部６０へ送給される。また、ヒータ５８を動作させると、配管５３内を流れるサンプルガスが加熱される。

濃度計測部６０は、配管５３から送給されるサンプルガスを希釈し、希釈後のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を計測するための計測部である。濃度計測部６０は、収容器６１と、収容器６１の内部に構成された配管６２〜６４とを有している。配管６２は、上流側の端部が第１配管部３０の配管３３と接続されており、配管６２の経路途中には、上流側から可変流量弁６５と流量計６６とが介挿されている。また、配管６２の下流側は、合流点６７において配管６３と合流する。このため、第１配管部３０の配管３１，３２から希釈ガスとして送給された窒素ガスは、配管６２を経由して合流点６７へ導入される。可変流量弁６５は、配管６２内を流れる窒素ガスの流量を調整する機能を有し、流量計６６は、配管６２内を流れる窒素ガスの流量を計測する機能を有する。また、配管６２の経路途中の可変流量弁６５の上流位置には、配管６２内の窒素ガスの一部を噴出する噴出部６８が設けられている。このため、ヒータ３８により加熱された窒素ガスの一部は、噴出部６８から収容器６１の内部空間へ向けて噴出され、収容器６１内全体の温度低下が防止される。噴出部６８には、窒素ガスの噴出量を調整するための可変流量弁６８ａが取り付けられている。

一方、配管６３は、上流側の端部が第２配管部５０の配管５３と接続されており、配管６３の経路途中には、上流側から可変流量弁６９と流量計７０とが介挿されている。また、配管６３の下流側は、合流点６７において配管６２と合流する。このため、第２配管部５０の配管５２，５３から送給されたサンプルガスは、配管６３を経由して合流点６７へ導入される。合流点６７においては、配管６３から導入されたサンプルガスと、配管６２から導入された窒素ガスとが混合され、サンプルガスが希釈される。可変流量弁６９は、配管６３内を流れるサンプルガスの流量を調整する機能を有し、流量計７０は、配管６３内を流れるサンプルガスの流量を計測する機能を有する。

配管６４は、上流側の端部が合流点６７に接続されており、配管６４の経路途中には、上流側から可変流量弁７１、流量計７２、および濃度計７３が介挿されている。また、配管６４の下流側の端部は、収容器６１の外部の排気ラインに接続されている。このため、合流点６７において希釈されたサンプルガスは、配管６４を通って排気ラインへ排出される。可変流量弁７１は、配管６４内を流れるサンプルガスの流量を調整する機能を有し、流量計７２は、配管６４内を流れるサンプルガスの流量を計測する機能を有する。また、濃度計７３は、配管６４内を流れるサンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの濃度を計測する機能を有する。

制御部８０は、上記の流量計６６，７０，７２および濃度計７３と電気的に接続されており、これらの計測値を取得する。また、制御部８０は、上記のリフタ１２、開閉弁３４，３７，５５，５６，５７、マスフローコントローラ３５、ヒータ３６，３８，４２，５４，５８、可変流量弁６５，６８ａ，６９，７２と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。制御部８０は、ＣＰＵやメモリを備えたコンピュータにより構成され、所定のプログラムに基づいてＣＰＵが動作することにより、上記の制御を行う。また、制御部８０には、液晶ディスプレイやＣＲＴにより構成される表示部８１が接続されている。制御部８０は、流量計６５，７０，７１および濃度計７３から取得した計測値に基づいて所定の計算処理（後述するステップＳ２３〜Ｓ２４，Ｓ３３〜Ｓ３４）を行い、算出された濃度値を表示部８１に表示する。

図２は、このような基板処理装置１における基板処理の流れを示したフローチャートである。基板処理装置１において基板Ｗを処理するときには、まず、処理室１０内に基板Ｗが搬入され、処理室１０内に待機するリフタ１２に基板Ｗが載置される（ステップＳ１１）。基板処理装置１は、基板Ｗを保持したリフタ１２を降下させることにより、処理槽１１内に貯留された純水中に基板Ｗを浸漬する（ステップＳ１２）。基板Ｗの表面に付着したパーティクル等の汚染物は、純水により除去され、基板Ｗの表面が洗浄される。所定時間の浸漬処理が終了すると、基板処理装置１は、リフタ１２を上昇させて、基板Ｗを処理槽１１の上方へ引き上げる（ステップＳ１３）。そして、基板処理装置１は、開閉弁３４，５５，５６を開放するとともにＩＰＡガス発生部４０のヒータ４２を動作させ、窒素ガスとともにＩＰＡガスを処理室１０内に供給する（ステップＳ１４）。この際、基板処理装置１は、第１配管部３０のヒータ３６と第２配管部５０のヒータ５４とを動作させ、供給途中のＩＰＡガスが温度低下により凝縮してしまうことを防止する。処理室１０内に供給されたＩＰＡガスは、吐出管１３ａの吐出口１３ｂから基板Ｗへ向けて吐出される。ＩＰＡガスは、基板Ｗの表面に凝縮して基板Ｗの表面に付着した純水と置換する。そして、基板Ｗの表面からＩＰＡの液滴が気化することにより、基板Ｗの表面が乾燥される。基板Ｗの乾燥処理が終了すると、基板Ｗは処理室１０の外部へ搬出され（ステップＳ１５）、基板処理装置１における基板Ｗの処理が終了する。

＜２．濃度計測処理（処理室内のガスをサンプルガスとする場合）＞
続いて、上記の基板処理装置１において、処理室１０内のガスをサンプルガスとしてＩＰＡガスの濃度を計測するときの処理について、図３のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、基板処理装置１は、開閉弁５５を閉鎖するとともに、開閉弁３７，５６，５７を開放する。これにより、処理室１０内のガスの採取と希釈ガスの供給とが開始される（ステップＳ２１）。処理室１０内のガスの一部は、サンプルガスとして吐出管１３ａへ取り込まれ、配管１３ｃ，５２，５３，６３を経由して、合流点６７へ送給される。また、希釈ガスとなる窒素ガスは、窒素ガス供給源２０から配管３１，３３，６２を経由して合流点６７へ送給される。これにより、サンプルガスと窒素ガスとが合流点６７において混合され、サンプルガスが希釈される。そして、希釈後のサンプルガスは、配管６４を通って排気ラインへ排出される。

このとき、基板処理装置１は、ヒータ５８を動作させ、配管５３内のサンプルガスを加熱する。これにより、サンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの凝縮が抑制される。また、基板処理装置１は、ヒータ３８を動作させ、配管３３内の窒素ガスを加熱する。これにより、希釈時におけるサンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの凝縮が抑制される。更に、ヒータ３８によって加熱された窒素ガスの一部は、噴出部６８から収容器６１の内部に噴出される。このため、収容器６１の内部に含まれる配管系の全体においてサンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの凝縮が抑制される。

次に、基板処理装置１は、流量計６６，７０，７２、および濃度計７３の計測値を取得する（ステップＳ２２）。配管６２内を流れる希釈ガスの流量は、流量計６６により計測され、その計測値は制御部８０へ送信される。基板処理装置１は、可変流量弁６５の開度を調節して希釈ガスの流量を調整し、流量計６６の計測結果を安定させる。これにより、後続の算出処理の正確性が向上する。また、希釈前のサンプルガスの流量は、流量計７０により計測され、その計測値は制御部８０へ送信される。基板処理装置１は、可変流量弁６５の開度を調節してサンプルガスの流量を調整し、流量計７０の計測結果を安定させる。これにより、後続の算出処理の正確性が向上する。また、希釈後のサンプルガスの流量は、流量計７２により計測され、その計測値は制御部８０へ送信される。基板処理装置１は、可変流量弁７１の開度を調節してサンプルガスの流量を調整し、流量計７２の計測結果を安定させる。これにより、後続の算出処理の正確性が向上する。更に、希釈後のサンプルガスに含まれるＩＰＡガスの濃度は、濃度計７３により計測され、その計測値は制御部８０へ送信される。

続いて、基板処理装置１は、取得した各計測結果に基づいてサンプルガスの希釈率を算出する（ステップＳ２３）。希釈率は、図４および図５に示したように、２通りの計算式によって算出することができ、いずれの計算式を利用してもよい。図４の計算式によると、流量計７０の計測値（Ｒ１）と流量計６６の計測値（Ｒ２）とを利用して、サンプルガスの希釈率（Ｐ）をＰ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）として算出する。また、図５の計算式によると、流量計６５の計測値（Ｒ２）と流量計７２の計測値（Ｒ３）とを利用して、サンプルガスの希釈率（Ｐ）をＰ＝（Ｒ３−Ｒ２）／Ｒ３として算出する。

その後、制御部８０は、濃度計７３の計測値（Ｃ１）と上記の希釈率の逆数（１／Ｐ）とを乗算し、希釈前のサンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの濃度（Ｃ０）をＣ０＝Ｃ１×（１／Ｐ）として算出する（ステップＳ２４）。そして、基板処理装置１は、算出されたＩＰＡガスの濃度（Ｃ０）を表示部８１に表示する（ステップＳ２５）。

＜３．濃度計測処理（処理室へ供給されるガスをサンプルガスとする場合）＞
次に、上記の基板処理装置１において、ＩＰＡガス発生部４０から処理室１０へ供給されるガスをサンプルガスとしてＩＰＡガスの濃度を計測するときの処理について、図６のフローチャートを参照しつつ説明する。まず、基板処理装置１は、開閉弁３７，５５，５７を開放する。これにより、ＩＰＡガス発生部４０から供給されるガスの採取と希釈ガスの供給とが開始される（ステップＳ３１）。ＩＰＡガス発生部４０から処理室１０へ供給されるガスの一部はサンプルガスとして配管５３へ導入され、配管５３および配管６３を経由して、合流点６７へ送給される。また、希釈ガスとなる窒素ガスは、窒素ガス供給源２０から配管３１，３３，６２を経由して合流点６７へ送給される。これにより、サンプルガスと窒素ガスとが合流点６７において混合され、サンプルガスが希釈される。そして、希釈後のサンプルガスは、配管６４を通って排気ラインへ排出される。

このとき、基板処理装置１は、ヒータ５８を動作させ、配管５３内のサンプルガスを加熱する。これにより、サンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの凝縮が抑制される。また、基板処理装置１は、ヒータ３８を動作させ、配管３３内の窒素ガスを加熱する。これにより、希釈時におけるサンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの凝縮が抑制される。更に、ヒータ３８によって加熱された窒素ガスの一部は、噴出部６８から収容器６１の内部に噴出される。このため、収容器６１の内部に含まれる配管系の全体においてサンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの凝縮が抑制される。

次に、基板処理装置１は、流量計６６，７０，７２、および濃度計７３の計測値を取得する（ステップＳ３２）。配管６２内を流れる希釈ガスの流量は、流量計６６により計測され、その計測値は制御部８０へ送信される。基板処理装置１は、可変流量弁６５の開度を調節して希釈ガスの流量を調整し、流量計６６の計測結果を安定させる。これにより、後続の算出処理の正確性が向上する。また、希釈前のサンプルガスの流量は、流量計７０により計測され、その計測値は制御部８０へ送信される。基板処理装置１は、可変流量弁６５の開度を調節してサンプルガスの流量を調整し、流量計６５の計測結果を安定させる。これにより、後続の算出処理の正確性が向上する。また、希釈後のサンプルガスの流量は、流量計７２により計測され、その計測値は制御部８０へ送信される。基板処理装置１は、可変流量弁７１の開度を調節してサンプルガスの流量を調整し、流量計７２の計測結果を安定させる。これにより、後続の算出処理の正確性が向上する。更に、希釈後のサンプルガスに含まれるＩＰＡガスの濃度は、濃度計７３により計測され、その計測値は制御部８０へ送信される。

続いて、基板処理装置１は、取得した各計測結果に基づいてサンプルガスの希釈率を算出する（ステップＳ３３）。希釈率は、図４および図５に示したように、２通りの計算式によって算出することができ、いずれの計算式を利用してもよい。図４の計算式によると、流量計７０の計測値（Ｒ１）と流量計６６の計測値（Ｒ２）とを利用して、サンプルガスの希釈率（Ｐ）をＰ＝Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）として算出する。また、図５の計算式によると、流量計６５の計測値（Ｒ２）と流量計７２の計測値（Ｒ３）とを利用して、サンプルガスの希釈率（Ｐ）をＰ＝（Ｒ３−Ｒ２）／Ｒ３として算出する。

その後、制御部８０は、濃度計７３の計測値（Ｃ１）と上記の希釈率の逆数（１／Ｐ）とを乗算し、希釈前のサンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの濃度（Ｃ０）をＣ０＝Ｃ１×（１／Ｐ）として算出する（ステップＳ２４）。そして、基板処理装置１は、算出されたＩＰＡガスの濃度（Ｃ０）を表示部８１に表示する（ステップＳ２５）。

＜４．まとめ＞
以上のように、この基板処理装置１は、サンプルガスと希釈ガスとを混合することによりサンプルガスを希釈し、希釈後のサンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの濃度を計測する。そして、計測された濃度値とサンプルガスおよび希釈ガスの流量とに基づいて希釈前のサンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの濃度を算出する。このため、高濃度のＩＰＡガスを使用する場合であっても、ＩＰＡガスの濃度を正確に計測できる。

特に、この基板処理装置１は、濃度計７３の計測値と流量計６６，７０，７２の計測値に基づいて得られる希釈率の逆数とを乗算することにより、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を算出する。このため、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を、簡易かつ正確に算出できる。

また、この基板処理装置１は、配管６２内を流れる窒素ガスの流量を調整する可変流量弁６５と、配管６３内を流れるサンプルガスの流量を調整する可変流量弁６９と、配管６４内を流れるサンプルガスの流量を調整する可変流量弁７１とを備える。このため、流量計６６，７０，７２の各計測値が安定し、ＩＰＡガスの濃度をより正確に算出できる。

また、この基板処理装置１は、配管３３内を流れる窒素ガスを温調するヒータ３８と、配管５３内を流れるサンプルガスを温調するヒータ５８とを備える。このため、サンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの凝縮が抑制される。したがって、ＩＰＡガスの濃度をより正確に算出できる。

また、この基板処理装置１は、流量計６６，７０，７２や濃度計７３を含む配管系を収容する収容器６１と、温調された窒素ガスを収容器６１内に噴出する噴出部６８とを備える。このため、収容器６１内に含まれる配管系の全体においてサンプルガスの温度低下が防止され、サンプルガス中に含まれるＩＰＡガスの凝縮が抑制される。したがって、ＩＰＡガスの濃度をより正確に算出できる。

また、この基板処理装置１は、キャリアガスである窒素ガスを希釈ガスとして使用している。このため、サンプルガス中に含まれるガスの種類を増やすことなく、サンプルガスを正確に希釈できる。また、同一の窒素ガス供給源２０からキャリアガスと希釈ガスとを供給できるため、基板処理装置１の構成が簡易化する。

また、この基板処理装置１は、開閉弁５５〜５７の開閉を切り替えることにより、処理室１０内のガスをサンプルガスとする状態と、ＩＰＡガス発生部４０から供給されるガスをサンプルガスとする状態とに、切り替え可能となっている。このため、処理室１０内のガスに含まれるＩＰＡガスの濃度を計測したい場合と、処理室１０へ供給されるガスに含まれるＩＰＡガスの濃度を計測したい場合との、いずれにも対応できる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の基板処理装置１では、処理室１０内のガスの一部を採取するためにＩＰＡガス吐出部１３を利用したが、処理室１０内のガスを採取するためのガス吸引部を別途設けてもよい。また、上記の基板処理装置１は、希釈前のサンプルガスの流量を計測する流量計７０と希釈後のサンプルガスの流量を計測する流量計７２とを有していたが、これらの流量計のうち少なくとも１つを有していればよい。

また、上記の基板処理装置１は、処理室１０内において洗浄処理と乾燥処理とを行う装置であったが、処理室１０内において乾燥処理のみを行うものであってもよい。また、本発明の基板処理装置は、ＩＰＡガス以外の処理ガスを使用して乾燥処理とは異なる処理を行うものであってもよい。また、上記の基板処理装置１は、複数枚の基板Ｗを一括して処理するものであったが、基板Ｗを１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置であってもよい。

本発明の一実施形態に係る基板処理装置の構成を示したブロック図である。 基板処理装置における基板処理の流れを示したフローチャートである。 処理室内のガスをサンプルガスとする濃度計測処理の流れを示したフローチャートである。 計測結果に基づいて実行される計算処理の内容を示した図である。 計測結果に基づいて実行される計算処理の内容を示した図である。 ＩＰＡガス発生部から送給されるガスをサンプルガスとする濃度計測処理の流れを示したフローチャートである。

符号の説明

１ 基板処理装置
１０ 処理室
１１ 処理槽
１２ リフタ
２０ 窒素ガス供給源
３０ 第１配管部
３４，３７，５５，５６，５７ 開閉弁
３６，３８，５４，５８ ヒータ
４０ ＩＰＡガス発生部
５０ 第２配管部
６０ 濃度計測部
６１ 収容器
６５，６９，７１ 可変流量弁
６６，７０，７２ 流量計
６７ 合流点
６８ 噴出部
７３ 濃度計
８０ 制御部
８１ 表示部
Ｗ 基板

Claims (10)

1. 処理ガスにより基板を処理する基板処理装置であって、
   基板を内部に収容する処理室と、
   前記処理室へキャリアガスとともに処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
   前記処理ガス供給部から前記処理室へ供給されるガスの一部をサンプルガスとして採取する採取部と、
   サンプルガスを希釈するための希釈ガスを供給する希釈ガス供給部と、
   前記採取部により採取されたサンプルガスと、前記希釈ガス供給部により供給された希釈ガスとを混合してサンプルガスを希釈する希釈部と、
   前記希釈部により希釈されたサンプルガス中に含まれる処理ガスの濃度を計測する濃度計と、
   前記採取部から前記希釈部への配管を流れる希釈前のサンプルガスの流量または前記希釈部からの配管を流れる希釈後のサンプルガスの流量を計測する第１流量計と、
   前記希釈ガス供給部から前記希釈部への配管を流れる希釈ガスの流量を計測する第２流量計と、
   前記濃度計、前記第１流量計、および前記第２流量計の各計測値に基づき、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を算出する算出部と、
   を備えることを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   前記算出部は、前記濃度計の計測値と、前記第１流量計および前記第２流量計の計測値に基づいて得られる希釈率の逆数とを乗算することにより、希釈前のサンプルガスに含まれる処理ガスの濃度を算出することを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記採取部から前記希釈部への配管を流れるサンプルガスの流量を調整する希釈前サンプルガス用の流量調整部を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記希釈部から前記濃度計への配管を流れるサンプルガスの流量を調整する希釈後サンプルガス用の流量調整部を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記希釈ガス供給部から前記希釈部への配管を流れる希釈ガスの流量を調整する希釈ガス用の流量調整部を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記採取部から前記希釈部への配管を流れるサンプルガスを温調するサンプルガス用の温調部を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記希釈ガス供給部から前記希釈部への配管を流れる希釈ガスを温調する希釈ガス用の温調部を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項７に記載の基板処理装置であって、
   前記濃度計、前記第１流量計、および前記第２流量計を含むガス配管系を収容する収容器と、
   前記希釈ガス用の温調部により温調された希釈ガスを前記収容器内に噴出する噴出部と、
   を更に備えることを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項１から請求項７までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記希釈ガス供給部は、キャリアガスを希釈ガスとして供給することを特徴とする基板処理装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
    前記採取部は、前記処理ガス供給部から供給されるガスの一部をサンプルガスとして採取する第１の状態と、前記処理室内のガスの一部をサンプルガスとして採取する第２の状態とに、切り替え可能であることを特徴とする基板処理装置。

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