JP2016149495A - 基板処理システムおよび同システムにおける排気量調節方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基準排気量で排気される共通排気管から複数の個別排気管が分岐するとともに各個別排気管に処理空間内で基板に対して複数の処理を実行する処理手段を接続することで、複数の処理空間を排気しながら各処理空間で基板の処理を行う基板処理システムにおいて、各処理空間からの排気量を適切に調節して過剰な排気を防止しつつ基板を安定して処理する。【解決手段】各個別排気管に設けられて処理空間からの個別排気量を調節する、複数の排気量調節部と、共通排気管から分岐する大気開放管に設けられて大気開放管を介して共通排気管に吸気される外気量を調節する外気量調節部と、各処理手段における基板に対する処理の内容に応じて各排気量調節部を制御して複数の個別排気量を調節するとともに、複数の個別排気量の総量を基準排気量から差し引いた差分量の外気が共通排気管に吸気されるように外気量調節部を制御する制御手段とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、処理空間内で基板に対して複数の処理を実行可能な処理手段を複数設け、各処理空間から共通排気管に排気しながら各処理空間で基板に対する処理を施す基板処理システムにおいて排気量を適正化する排気量調節技術に関するものである。なお、当該基板には、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光電磁気ディスク用基板などの各種基板が含まれる。

半導体装置や液晶表示装置などの電子部品を製造するために、処理空間内で基板に対して複数の処理を実行可能な処理手段が用いられることがある。例えば特許文献１に記載された処理ユニット（処理手段）では、基板の搬入処理、薬液による薬液処理、リンス液によるリンス処理、ＩＰＡ（isopropyl alcohol：イソプロピルアルコール）液による置換処理、乾燥処理および基板の搬出処理などが１つの処理空間内で、この順番で実行される。なお、上記処理空間は排気管と接続されており、当該排気管に介挿された排気調整機構によって処理空間からの排気量を調整可能に構成されている。

特許第５１７３５０２号

特許文献１では、処理効率を高めるために、上記処理ユニットが複数台設けられており、各処理ユニットでは独立して一連の処理が基板に対して実行される。また、処理ユニット毎に、上記したように排気管および排気調整機構が設けられている。そして、特許文献１への記載はないものの、各排気管は排気装置や工場の排気用力などにより排気される共通排気管から分岐したものであり、各排気調整機構により処理空間からの排気量を上記一連の処理を行っている間、一定に調節している。より具体的には、処理ユニットで実行される複数の処理のうち薬液処理やリンス処理では処理空間からの排気量を高めて処理中に発生するミストが基板に付着するのを防止する必要がある。そこで、上記一連の処理中、排気調整機構は薬液処理およびリンス処理に適合する排気量に調節し、当該排気量を維持している。その結果、少ない排気量で良好に行うことができる処理、例えば搬入処理や搬出処理についても、薬液処理時と同じ排気量で排気され、過剰な排気処理によりエネルギーロスが生じている。

ここで、処理内容に応じて排気量を変更させると、過剰な排気処理が抑制されるが、各処理空間は排気管を介して共通排気管に接続されているため、次のような問題が生じることがある。例えば複数の処理ユニットのうちの一の処理ユニットにおいて処理内容の変更に応じて当該処理ユニットの処理空間からの排気量を変化させると、その排気量変化の影響が他の処理ユニットの処理空間に及ぶことがある。その結果、当該他の処理空間で行われている処理が適正に行われず、基板に対する処理を安定して行うことが難しかった。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基準排気量で排気される共通排気管から複数の個別排気管が分岐するとともに各個別排気管に処理空間内で基板に対して複数の処理を実行する処理手段を接続することで、複数の処理空間を排気しながら各処理空間で基板の処理を行う基板処理システムにおいて、各処理空間からの排気量を適切に調節して過剰な排気を防止しつつ基板を安定して処理することが可能な排気量調節技術を提供することを目的とする。

この発明の一態様は、基準排気量で排気される共通排気管から複数の個別排気管が分岐するとともに各個別排気管に処理空間内で基板に対して複数の処理を実行する処理手段を接続することで、各処理空間を排気しながら各処理空間で基板の処理を行う基板処理システムであって、各個別排気管に設けられて処理空間からの個別排気量を調節する、複数の排気量調節部と、共通排気管から分岐する大気開放管に設けられて大気開放管を介して共通排気管に吸気される外気量を調節する外気量調節部と、各処理手段における基板に対する処理の内容に応じて各排気量調節部を制御して複数の個別排気量を調節するとともに、複数の個別排気量の総量を基準排気量から差し引いた差分量の外気が共通排気管に吸気されるように外気量調節部を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。

また、この発明の他の態様は、基準排気量で排気される共通排気管から複数の個別排気管が分岐するとともに各個別排気管に処理空間内で基板に対して複数の処理を実行する処理手段を接続することで、各処理空間を排気しながら各処理空間で基板の処理を行う基板処理システムにおける排気量調節方法であって、各処理手段における基板に対する処理の内容に応じて各個別排気量を設定する第１工程と、第１工程により設定された個別排気量の総量を演算する第２工程と、第２工程で演算された総量を基準排気量から差し引くことで差分量を演算する第３工程と、第３工程で演算された差分量に相当する外気を共通排気管に吸気させる第４工程とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、複数の処理手段が設けられている。各処理手段では、複数の処理を実行する処理空間が設けられ、共通排気管から分岐する個別排気管によって排気される。また、個別排気管には、排気量調節部が設けられ、処理空間から排気される個別排気量を調節可能となっており、処理空間における基板に対する処理の内容に応じて個別排気量が設定される。このため、少量の排気あるいは排気を伴わないで処理を行うことが可能なときには個別排気量を抑制し、基板処理システム全体で必要となる排気量、つまり個別排気量の総量（以下「排気総量」という）を抑制することができる。その結果、基板処理システムのランニングコストを抑制することができる。

また、上記のように処理の内容に応じて個別排気量を変更すると、排気総量の変動は免れず、基準排気量から大きく下回ることがある。この状態のまま各処理手段により処理を行うと、上記した悪影響が発生することがある。しかしながら、本発明では、基準排気量から排気総量を差し引いた差分量だけ外気が共通排気管に吸気される。これによって、排気総量の変化が打ち消されて共通排気管における流量変動が抑制される。その結果、複数の処理手段を有する基板処理システムにおける排気総量を削減しつつ、一の処理手段における排気量の変化による影響が他の処理手段や共通排気管に接続される他の装置に及ぶのを防止することができる。

本発明にかかる基板処理システムの第１実施形態である基板処理装置を配置した工場レイアウトの一例を示す図である。 基板処理装置の側面図である。 基板処理装置の構成を模式的に示す図である。 基板処理装置に装備される処理ユニットの構成を示す図である。 図２に示す基板処理装置における排気量調節処理を示すフローチャートである。 排気量調節処理の内容を模式的に示す図である。 本発明にかかる基板処理システムの第２実施形態である基板処理装置の構成を示す図である。 本発明にかかる基板処理システムの第３実施形態である基板処理装置の構成を示す図である。 本発明にかかる基板処理システムの第４実施形態の構成を示す図である。

図１Ａは本発明にかかる基板処理システムの第１実施形態である基板処理装置を配置した工場レイアウトの一例を示す図である。図１Ｂは基板処理装置の側面図である。図２は基板処理装置の構成を模式的に示す図である。図３は基板処理装置に装備される処理ユニットの構成を示す図である。ここでは、まず工場レイアウトについて図１Ａを参照しつつ説明し、それに続いて基板処理装置および処理ユニットの構成について説明する。

図１Ａに示すように、工場の排気用力により排気される１次共通排気管１Ｃに沿って２台の基板処理装置１Ａ、１Ｂが隣接して配置されている。この１次共通排気管１Ｃから分岐して２本の２次共通排気管１Ｄ、１Ｅがそれぞれ基板処理装置１Ａ、１Ｂに向けて延設されている。これらの２次共通排気管１Ｄ、１Ｅはそれぞれ基板処理装置１Ａ、１Ｂの共通排気管として機能するものであり、次に説明する基板処理装置１Ａ、１Ｂの各処理ユニットを排気するために設けられている。

本実施形態では、基板処理装置１Ａ、１Ｂは同一構成を有しており、半導体ウエハ等の円盤状の基板Ｗに対して処理液や処理ガスなどにより複数の処理を施すための処理手段としての処理ユニットを複数備えている。もちろん、基板処理装置１Ａ、１Ｂが互いに異なる構成を有していてもよいが、少なくとも一方の基板処理装置は複数の処理を実行可能となっている。

本実施形態で用いられている基板処理装置１Ａ、１Ｂの各々は、基板Ｗに対して処理を施す基板処理部ＰＰと、この基板処理部ＰＰに結合されたインデクサ部ＩＤと、処理流体（液体または気体）の供給／排出のための構成を収容した処理流体ボックス１１、１２とを備えている。

インデクサ部ＩＤは、基板Ｗを収容するためのカセットＣ（複数の基板Ｗを密閉した状態で収容するＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）ポッド、ＯＣ（Open Cassette）など）を複数個保持することができるカセット保持部２１と、このカセット保持部２１に保持されたカセットＣにアクセスして、未処理の基板ＷをカセットＣから取り出したり、処理済の基板をカセットＣに収納したりするためのインデクサロボット２２とを備えている。

各カセットＣには、複数枚の基板Ｗが「ロット」という一単位で収容されている。複数枚の基板Ｗはロット単位で種々の基板処理装置の間に搬送され、各基板処理装置でロットを構成する各基板Ｗに対して同一種類の処理が施される。各カセットＣは、複数枚の基板Ｗを微小な間隔をあけて上下方向に積層して保持するための複数段の棚（図示省略）を備えており、各段の棚に１枚ずつ基板Ｗを保持することができるようになっている。各段の棚は、基板Ｗの下面の周縁部に接触し、基板Ｗを下方から保持する構成となっており、基板Ｗは表面（パターン形成面）を上方に向け、裏面を下方に向けたほぼ水平な姿勢でカセットＣに収容されている。

基板処理部ＰＰは、平面視においてほぼ中央に配置された基板搬送ロボット（基板搬送装置）１３と、この基板搬送ロボット１３が取付けられたフレーム３０とを有している。このフレーム３０には、図１Ａに示すように、水平方向に複数個（この実施形態では４個）の処理ユニット４１Ａ〜４４Ａが基板搬送ロボット１３を取り囲むように搭載されている。この実施形態では、処理ユニット４１Ａ〜４４Ａとして例えば半導体ウエハのようなほぼ円形の基板Ｗに対して所定の処理を施す処理ユニットがフレーム３０に搭載されている。また、図１Ｂに示すように、各処理ユニットの下段にはそれぞれもう１つの処理ユニットが設置されている。すなわち、処理ユニット４１Ａ〜４４Ａの下段に、処理ユニット４１Ｂ〜４４Ｂがそれぞれ設けられており、上下２段の積層構造が採用されている。

基板搬送ロボット１３は、インデクサロボット２２から未処理の基板Ｗを受け取ることができ、かつ処理済の基板Ｗをインデクサロボット２２に受け渡すことができる。より具体的には、例えば、基板搬送ロボット１３は、当該基板処理部ＰＰのフレーム３０に固定された基台部と、この基台部に対して昇降可能に取付けられた昇降ベースと、この昇降ベースに対して鉛直軸回りの回転が可能であるように取付けられた回転ベースと、この回転ベースに取付けられた一対のハンドとを備えている。一対の基板保持ハンドは、それぞれ、上記回転ベースの回転軸線に対して近接／離間する方向に進退可能に構成されている。このような構成により、基板搬送ロボット１３は、インデクサロボット２２および処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂのいずれかに対して基板保持ハンドを向け、その状態で基板保持ハンドを進退させることができ、これによって、基板Ｗの受け渡しを行うことができる。

インデクサロボット２２は、装置全体を制御する制御ユニット２００により指定されたカセットＣから未処理の基板Ｗを取り出して基板搬送ロボット１３に受け渡すとともに、基板搬送ロボット１３から処理済の基板Ｗを受け取ってカセットＣに収容する。処理済の基板Ｗは、当該基板Ｗが未処理の状態のときに収容されていたカセットＣに収容されてもよい。また、未処理の基板Ｗを収容するカセットＣと処理済の基板Ｗを収容するカセットＣとを分けておいて、未処理の状態のときに収容されていたカセットＣとは別のカセットＣに処理済の基板Ｗが収容されるように構成してもよい。

次に、上記した基板処理装置１Ａ、１Ｂに搭載される処理ユニットの構成について説明する。なお、図１Ａおよび図１Ｂに示す基板処理装置１Ａ、１Ｂでは、８個の処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂが搭載されているが、これらの処理ユニットはいずれも以下に説明する処理ユニット１００と同一の構造とすることができる。

処理ユニット１００は、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面に付着している不要物を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の処理ユニットである。より具体的には、基板表面に対してフッ酸などの薬液による薬液処理および純水やＤＩＷ（脱イオン水：deionized water）などのリンス液によるリンス処理を施した後に、基板Ｗを乾燥させる装置である。

この処理ユニット１００では、図３に示すように、処理チャンバー１０２の天井部分にファンフィルタユニット（ＦＦＵ）１０４が配置されている。このファンフィルタユニット１０４はファン１０４ａおよびフィルタ１０４ｂを有している。ファンフィルタユニット１０４では、装置周辺のクリーンエアがファン１０４ａによってフィルタ１０４ｂに向けて送られて当該フィルタ１０４ｂで清浄された後に処理チャンバー１０２の中央空間に送り込まれる。この実施形態では、ファン１０４ａはファン調整機構（図示省略）に接続されており、制御ユニット２００の動作制御部２０１からの動作指令に応じてファン調整機構がファン１０４ａを駆動制御することによりファンフィルタユニット１０４から処理チャンバー１０２の中央空間への気体供給量を制御可能となっている。

処理チャンバー１０２の中央空間にはスピンチャック１０６が配置されている。このスピンチャック１０６は基板表面を上方に向けた状態で基板Ｗを略水平姿勢に保持して回転させるものである。また、このスピンチャック１０６では、回転支軸１０８がモータを含むチャック回転機構１１０の回転軸に連結されており、チャック回転機構１１０の駆動によりスピンチャック１０６が回転軸（鉛直軸）周りに回転可能となっている。これら回転支軸１０８およびチャック回転機構１１０は、円筒状のケーシング１１４内に収容されている。また、回転支軸１０８の上端部には、円盤状のスピンベース１１６が一体的にネジなどの締結部品によって連結されている。したがって、動作制御部２０１からの動作指令に応じてチャック回転機構１１０を駆動させることによりスピンベース１１６が回転軸回りに回転する。また、動作制御部２０１はチャック回転機構１１０を制御してスピンベース１１６の回転速度を調整する。

スピンベース１１６の周縁部付近には、基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１２０が立設されている。チャックピン１２０は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、スピンベース１１６の周縁部に沿って等角度間隔で配置されている。チャックピン１２０のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部とを備えている。また、各チャックピン１２０は、基板保持部が基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部が基板Ｗの外周端面から離れる解放状態との間を切り替え可能に構成されている。

スピンベース１１６に対して基板Ｗが受渡しされる際には、複数個のチャックピン１２０を解放状態とし、後述する薬液処理などを基板Ｗに対して行う際には、複数個のチャックピン１２０を押圧状態とする。このように押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１２０は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１１６から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。これにより、基板Ｗはその表面を上方に向け、裏面を下方に向けた状態で支持される。なお、基板保持機構としてはチャックピン１２０に限らず、基板裏面を吸引して基板Ｗを支持する真空チャックを用いてもよい。

スピンチャック１０６により保持された基板Ｗの上方位置には、２種類のノズルアーム１２２、１２４が水平面内で揺動自在に設けられている。一方のノズルアーム１２２の先端部に薬液供給ノズル１２６とリンス液供給ノズル１２８が取り付けられている。また、他方のノズルアーム１２４の先端部に窒素ガス供給ノズル（図示省略）が取り付けられている。

これら３つのノズルのうち薬液供給ノズル１２６は動作制御部２０１からの指令に応じてフッ酸またはＢＨＦ（Buffered Hydrofluoric acid：バッファードフッ酸）などの基板洗浄に適した薬液を基板Ｗに向けて吐出して薬液処理を実行する。また、リンス液供給ノズル１２８は動作制御部２０１からの指令に応じて薬液処理された基板Ｗに向けてリンス液を吐出させてリンス処理を実行する。なお、これらのノズル１２６、１２８が取り付けられたノズルアーム１２２にはノズルアーム移動機構（図示省略）が接続されており、動作制御部２０１からの動作指令に応じてノズルアーム移動機構が作動することで、基板Ｗの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間でノズル１２６、１２８は移動可能となっている。さらに、吐出領域においても、ノズルアーム移動機構によりノズル１２６、１２８は基板表面の中央部上方と周縁部上方との間を往復移動可能となっている。

また、もう一方のノズルアーム１２４に取り付けられた窒素ガス供給ノズル（図示省略）は動作制御部２０１からの指令に応じて窒素ガスを基板Ｗに向けて吐出する。そして、ノズルアーム１２４にはノズルアーム移動機構（図示省略）が接続されており、動作制御部２０１からの動作指令に応じてノズルアーム移動機構が駆動されることで、基板Ｗの表面上方の吐出領域と吐出領域から側方に退避した待機位置との間で窒素ガス供給ノズルは移動可能となっている。

なお、この実施形態では、回転支軸１０８は中空管構造を有しており、回転支軸１０８の内部空間に配置されたノズルの上端部に形成されたノズル孔（図示省略）からリンス液を基板裏面に向けて吐出することが可能となっている。

ケーシング１１４の周囲には、受け部材１４６が固定的に取り付けられている。この受け部材１４６には、円筒状の仕切り部材が３個立設されている。そして、これらの仕切り部材とケーシング１１４の組み合わせにより３つの空間が排液槽１４８ａ〜１４８ｃとして形成されている。また、これらの排液槽１４８ａ〜１４８ｃの上方にはスプラッシュガード（カップ）１５０がスピンチャック１０６に水平姿勢で保持されている基板Ｗの周囲を包囲するようにスピンチャック１０６の回転軸に沿って昇降自在に設けられている。このスプラッシュガード１５０は回転軸に対して略回転対称な形状を有しており、スピンチャック１０６と同心円状に径方向内側から外側に向かって配置された２つのガードを備えている。そして、ガード昇降機構１５２の駆動によりスプラッシュガード１５０を段階的に昇降させることで、回転する基板Ｗから飛散する薬液やリンス液などを分別して排液させることが可能となっている。

また、排液槽１４８ａには、図２および図３に示すように個別排気管３０１の一方端が接続されている。この個別排気管３０１は共通排気管から分岐したものであり、当該個別排気管３０１を介して排液槽１４８ａおよび処理空間１６２を排気可能となっている。この処理空間１６２とは、スプラッシュガード１５０がスピンチャック１０６に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むことで形成される空間内で基板表面と接した空間であり、当該処理空間１６２で未処理基板Ｗの搬入処理、薬液処理、リンス処理、乾燥処理および処理済基板Ｗの搬出処理がこの順序で実行される。

さらに実施形態では、ダンパーなどで構成される排気量調節器４０１が個別排気管３０１に介挿されており、動作制御部２０１からの指令に応じて排気量調節器４０１が処理空間１６２からの排気量（以下「個別排気量」という）を調節可能となっている。ここでは、処理ユニット１００での排気構造について説明したが、基板処理装置１Ａ、１Ｂ全体では、図２に示すような排気構造が採用されている。なお、基板処理装置１Ａ、１Ｂのいずれにおいても排気構造は同一であるため、以下においては、基板処理装置１Ａの排気構造について図１および図２を参照しつつ説明する。

基板処理装置１Ａでは、図１および図２に示すように、共通排気管１Ｄの一部が装置内部に引き込まれている。すなわち、共通排気管１Ｄの一方端部は基板処理装置１Ａ、１Ｂを設置した工場の排気用力（図示省略）に共通排気管１Ｃを介して接続され、予め設定された基準排気量ＥＳで排気されている。この共通排気管１Ｄの他方端部は基板処理装置１Ａの内部に延設され、当該他方端部から８本の個別排気管３０１と１本の大気開放管３０２とが分岐して設けられている。なお、共通排気管１Ｄの他方端は閉じられており、次に説明するように、各個別排気管３０１を介して処理空間１６２からの排気が行われるとともに、大気開放管３０２を介して外気の吸い込みが行われる。

共通排気管１Ｄから分岐する８本の個別排気管３０１はそれぞれ処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂに接続されている。また、各個別排気管３０１には、上記したように排気量調節器４０１が設けられて各処理ユニットからの個別排気量を相互に独立して制御可能となっている。なお、本明細書では、処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂから個別排気管３０１を介して共通排気管１Ｄに排気される排気経路をそれぞれチャンネル「ＣＨ１」、「ＣＨ２」、…、「ＣＨ８」と称するとともに、チャンネルＣＨ１、ＣＨ２、…、ＣＨ８での個別排気量をそれぞれ「Ｅ１」、「Ｅ２」、…、「Ｅ８」と称する。

また、共通排気管１Ｄから分岐する大気開放管３０２は、個別排気管３０１が分岐している領域と共通排気管１Ｄの一方端部との間の位置から分岐している。つまり、大気開放管３０２は、個別排気管３０１よりも共通排気管１Ｄの一方端部に近い位置に設けられている。大気開放管３０２は共通排気管１Ｄから分岐して基板処理部ＰＰの内部空間に延びており、その先端部分は開放されて外気を共通排気管１Ｄに吸気可能となっている。また、大気開放管３０２には、排気量調節器４０１と同様にダンパーなどで構成される外気量調節器５０１が設けられて大気開放管３０２を介して共通排気管１Ｄに取り込まれる外気量（以下「外気取込量」という）を制御可能となっている。

このような排気構造を有する基板処理装置１Ａ、１Ｂを制御するために、制御ユニット２００は、図２に示すように、上記動作制御部２０１のほかに演算処理部２０２およびレシピ記憶部２０３などを有している。演算処理部２０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリなどを有するコンピュータを主体とするものであり、予めハードディスクなどの外部記憶部に記憶されているプログラムにしたがって排気総量演算機能および差分量演算機能を果たす。また、レシピ記憶部２０３は各処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂで基板Ｗに対して実行する複数のステップの動作順序および各ステップに対応する動作条件などの各種情報（つまり、基板Ｗの処理に関連する処理情報）を規定したレシピを記憶している。そして、制御ユニット２００は上記プログラムにしたがって装置各部を制御して未処理基板Ｗの搬入処理、基板Ｗに対する薬液処理、リンス処理および乾燥処理、ならびに処理済基板Ｗの搬出処理を実行する。また、これら一連の処理と並行して制御ユニット２００は上記プログラムにしたがって排気量調節器４０１および外気量調節器５０１の開度を制御して図４に示す排気量調節処理を実行する。

図４は図２に示す基板処理装置における排気量調節処理を示すフローチャートである。また、図５は排気量調節処理の内容を模式的に示す図である。ここでは、基板処理装置１Ａの動作について説明するが、基板処理装置１Ｂについても以下の通りである。

基板処理装置１Ａに対して電源が投入されると、演算処理部２０２は装置各部の初期化を行うとともに排気量調節処理に必要なデータの初期化を行う（ステップＳ１）。本実施形態では、上記データとして「外気取込量」および各チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８の「個別排気量」を記憶しており、この初期化処理によって全チャンネルＣＨ１〜ＣＨ８の「個別排気量」をゼロにリセットするとともに、「外気取込量」を基準排気量ＥＳに設定する。これにより基板処理装置１Ａ側から共通排気管１Ｄに流れ込む流量（＝各個別排気量＋外気取込量）と、工場の排気用力による共通排気管１Ｄの排気量（基準排気量ＥＳ）とが一致する。

次のステップＳ２では、演算処理部２０２はオペレータから指定されたレシピをレシピ記憶部２０３から読み出し、当該レシピにしたがって装置各部を動作制御部２０１を介して制御する。例えば初期化直後においては、１枚目の未処理基板Ｗがインデクサロボット２２によりカセットＣから取り出され、さらに基板搬送ロボット１３によって処理ユニット４１Ａに搬入される（搬入処理）。そして、搬入完了に続いて動作制御部２０１が動作指令を処理ユニット４１Ａの各部に与えて薬液処理、リンス処理、乾燥処理をこの順序で行っていく。また、これらの処理を受けた処理済基板Ｗは基板搬送ロボット１３によって処理ユニット４１Ａから搬出され、インデクサロボット２２を介してカセットＣに戻される。

また、このような一連の処理を行っている間、図５（ａ）の最上段のグラフに示すように、演算処理部２０２は処理ユニット４１Ａにおける処理内容に応じて排気量調節器４０１を制御して個別排気量Ｅ１（図２）を変化させている。これは以下の理由からである。薬液やリンス液などの処理液を用いる処理ではミストが基板Ｗに付着するのを防止するために個別排気量Ｅ１を高める必要がある。その一方で、それらが問題とならない処理では個別排気量Ｅ１をゼロあるいは低く抑えることができ、これによって処理ユニット４１Ａにおいて排気に要するエネルギーを低減させることができる。そこで、本実施形態では、処理ユニットでの処理内容が変化する毎にレシピに含まれる基板Ｗの回転数、処理液の種類、処理液の供給流量などの動作条件に基づいて個別排気量の適正値を求めている。そして、処理ユニット４１Ａに設けられる排気量調節器４０１を制御してチャンネルＣＨ１の個別排気量Ｅ１を上記適正値に変化させる。なお、図５に示すチャンネルＣＨ１の個別排気量Ｅ１の変化パターンは発明理解を容易にするために簡素化したものであり、実際の処理に対応するものではない。また、ここでは処理ユニット４１Ａについて説明したが、その他の処理ユニット４２Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂにおいても同様である。なお、本実施形態では、処理ユニットとインデクサロボット２２との間での基板Ｗの搬送は１枚ずつ行う必要があるため、図５（ａ）に示すように基板Ｗの搬送に相当する時間だけずらして同様の処理が繰り返されている。

このように各処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂでは、処理内容に応じて個別排気量を変化させているため、図５（ｂ）に示すように、各処理ユニットの処理空間１６２から排気される個別排気量の総量、つまり排気総量（＝Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋Ｅ４＋Ｅ５＋Ｅ６＋Ｅ７＋Ｅ８）は大きく変化する。特に、処理開始段階（例えばタイミングＴ１）では、排気総量が基準排気量ＥＳから大きく下回っており、共通排気管１Ｄにおける流量バランスが保たれていない。また、例えば図５中のタイミングＴ２で処理ユニット４１Ａにおける処理の移行に伴ってチャンネルＣＨ１の個別排気量Ｅ１が増加し、その結果、排気総量が急激に増加する。このような場合、排気総量の変化により共通排気管１Ｄにおける流量バランスが崩れ、その影響が処理ユニット４１Ａ以外の処理ユニットに及んで基板処理に悪影響を与えるおそれがある。また、例えば図５中のタイミングＴ３で排気総量が減少するように切り替わる場合も同様である。

そこで、本実施形態では、ステップＳ３〜Ｓ７の排気調節処理を実行することで共通排気管１Ｄにおける流量バランスを一定に保っている。すなわち、ステップＳ３で処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂのいずれかで処理の移行があると判定されるまで個別排気量Ｅ１〜Ｅ８および外気取込量Ｇ（図２参照）を維持させる。一方、ステップＳ３でＹＥＳと判定されると、演算処理部２０２は動作制御部２０１を介して処理の移行があった処理ユニットにおいて移行後の処理に適合する個別排気量を求める。つまり、処理の移行毎に個別排気量の見直しを行い、個別排気量の変更が必要な場合には、演算処理部２０２は当該処理ユニットの排気量調節器４０１を作動させて開度を調整し、個別排気量を移行後の処理に適合する値に変化させる（ステップＳ４）。

そして、演算処理部２０２はレシピに含まれる基板Ｗの回転数などの動作条件に基づいて処理以降後の排気総量を算出し（ステップＳ５）、基準排気量ＥＳから算出された排気総量を差し引いて差分量ΔＥを求める（ステップＳ６）。この差分量ΔＥは共通排気管１Ｄでの流量のアンバランス量を示しており、基準排気量ＥＳに比べて排気総量が不足している流量を意味している。そこで、演算処理部２０２は動作制御部２０１を介して外気量調節器５０１を作動させて開度を調整し、図５（ｃ）に示すように、外気取込量Ｇを差分量ΔＥに変更する（ステップＳ７）。これによって、図５（ｄ）に示すように、各処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂにおいて個別排気量を調節したとしても、それに追従して外気取込量Ｇを増減させ、
（排気総量）＋（外気取込量Ｇ）＝基準排気量ＥＳ
を成立させて共通排気管１Ｄにおける流量バランスを一定に保っている。

上記したステップＳ２〜Ｓ７の動作は、予め計画されている全基板Ｗについて一連の処理が施される、つまりステップＳ８で「ＹＥＳ」と判定されるまで繰り返して行われる（ステップＳ８）。一方、ステップＳ８で「ＹＥＳ」と判定されると、終了する。

以上のように、第１実施形態によれば、図５（ａ）に示すように、処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂでは処理内容に応じてチャンネルＣＨ１〜ＣＨ８の個別排気量Ｅ１〜Ｅ８をそれぞれ独立して変化させているため、処理内容にかかわらず各処理ユニットからの排気量を一定に調節していた従来技術に比べて排気量を削減することができる。また、このような従来技術では処理ユニットの数が増えるにしたがって排気総量も多くなる（図５（ｂ）中の符号ＥＴ）。これに対し、本実施形態では、上記したように排気処理が不要あるいは必要性が低い処理では、個別排気量をゼロあるいは低く抑えているため、排気総量の最大値（なお、本実施形態では、図５（ｂ）、（ｄ）に示すように基準排気量ＥＳと同じ値に設定している）は従来技術の排気総量ＥＴよりも大幅に削減することができる。

また、第１実施形態では、処理内容に応じてチャンネルＣＨ１〜ＣＨ８の個別排気量Ｅ１〜Ｅ８をそれぞれ独立して変化させるため、排気総量がゼロから基準排気量ＥＳの間で変化するが、その変化に対応して外気が大気開放管３０２を介して共通排気管１Ｄに送り込まれ、図５（ｄ）に示すように個別排気管３０１および大気開放管３０２を介して共通排気管１Ｄに流れ込む流体の流量は基準排気量ＥＳと同じ値となっている。したがって、処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂのうちの一の処理ユニットで個別排気量を変化させたとしても、その影響が他の処理ユニットに及ぶことはない。そのため、各処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂにおいて種々の処理を基板Ｗに対して安定して行うことができ、基板処理装置１Ａにおいて優れた品質で基板Ｗを製造することができる。

さらに、共通排気管１Ｄにおいて流量バランスが崩れると、その影響は共通排気管１Ｃを介して共通排気管１Ｅにも及び、共通排気管１Ｅでの基準排気量が変動する。その結果、共通排気管１Ｅに接続される基板処理装置１Ｂでは、処理を安定して行うことが難しくなる。しかしながら、本実施形態では、上記したように共通排気管１Ｄにおける流量バランスは一定に維持されていることから、上記問題は発生せず、基板処理装置１Ｂにおいても安定して種々の処理を基板Ｗに対して安定して行うことができ、基板処理装置１Ｂにおいても優れた品質で基板Ｗを製造することができる。

図６は本発明にかかる基板処理システムの第２実施形態である基板処理装置の構成を示す図である。第１実施形態（図２）では、上記したようにレシピに含まれる基板Ｗの回転数などに基づいて各個別排気量Ｅ１〜Ｅ８の最適値、ならびにそれらの最適値に適合する外気取込量Ｇを演算により求めている。そして、個別排気量Ｅ１〜Ｅ８を最適値とするための動作指令を動作制御部２０１から各排気量調節器４０１に与えるとともに外気取込量Ｇが上記最適値に適合するための動作指令を動作制御部２０１から外気量調節器５０１に与えている。つまり、第１実施形態では、いわゆるフィードフォワード制御を行っている。これに対し、第２実施形態では、各排気量調節器４０１にセンサ６０１を設け、各センサ６０１により検出される個別排気量Ｅ１〜Ｅ８に関連する個別排気情報に求め、それらの個別排気情報に基づいて排気量調節器４０１および外気量調節器５０１をフィードバック制御している。

より詳しくは図６に示すように、個別排気管３０１毎に上記センサ６０１として圧力センサが設けられ、個別排気管３０１の内部の圧力を検出し、検出結果を圧力情報として制御ユニット２００に与えている。また、制御ユニット２００には、流量変換部２０４が設けられ、個別排気管３０１毎にセンサ６０１からの圧力情報を制御ユニット２００の流量変換部２０４によって流量情報に変換し、これを個別排気量として取得している。そして、取得した個別排気量とレシピから求められる最適値との偏差分だけ排気量調節器４０１に与える動作指令を補正して個別排気量Ｅ１〜Ｅ８を高精度に調節するとともに、当該調節に対応して外気量調節器５０１に与える動作指令を補正して外気取込量Ｇを調節している。なお、その他の構成および動作は第１実施形態と同一である。したがって、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。

以上のように、第２実施形態はフィードバック制御によって個別排気量Ｅ１〜Ｅ８および外気取込量Ｇを調節しているため、以下の作用効果が得られる、つまり、
（１）処理内容に応じてチャンネルＣＨ１〜ＣＨ８の個別排気量Ｅ１〜Ｅ８をそれぞれ独立して変化させることで排気総量が削減される、
（２）外気取込量Ｇを変化させることで共通排気管１Ｄにおける流量バランスを維持して処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂにおける処理の安定性が向上する、
（３）上記共通排気管１Ｄにおける流量バランスを維持することによって個別排気量Ｅ１〜Ｅ８の独立変化による影響が他の基板処理装置１Ｂも及ぶのを防止する、
などの作用効果が、第２実施形態において得られる。

図７は本発明にかかる基板処理システムの第３実施形態である基板処理装置の構成を示す図である。この第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、大気開放管３０２が共通排気管１Ｄから分岐する分岐位置と共通排気管１Ｄの一方端部との間の位置に圧力センサ６０２が設けられて圧力センサ６０２により共通排気管１Ｄの一方端部の内部の圧力に関する圧力情報を検出している点と、制御ユニット２００に流量変換部２０４を追加し、圧力センサ６０２で検出された圧力情報を流量変換部２０４によって流量情報に変換し、これを基準排気量ＥＳとして実測している点である。なお、その他の構成は基本的に第１実施形態と同一であるため、同一符号を付して構成説明を省略する。

上記したように第１実施形態では基準排気量ＥＳは予め設定された固定値を用いているのに対し、第３実施形態では基準排気量ＥＳを実測している。このため、第３実施形態によれば、共通排気管１Ｄからの基準排気量ＥＳが変動したとしても、変動後の基準排気量ＥＳを的確に取得することができる。そして、こうして取得された基準排気量ＥＳに基づいて外気取込量Ｇを決定しているため、基準排気量ＥＳの変動にかかわらず共通排気管１Ｄにおける流量バランスを維持することができる。その結果、処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂのうちの一の処理ユニットで個別排気量を変化させたとしても、その影響が他の処理ユニットに及ぶことはなく、各処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂにおいて種々の処理を基板Ｗに対してより一層安定して行うことができる。

なお、圧力センサ６０２の検出結果に基づく基準排気量ＥＳが排気総量の最大値を下回る場合には、基板処理装置１Ａによる各種の処理を停止するとともに、その旨を基板処理装置１Ａに装備されるディスプレイ（図示省略）を表示してオペレータに報知させてもよい。これによって、製品不良の発生を未然に防止するとともに、基準排気量ＥＳが大幅に低下して基板Ｗに対して各種の処理を良好に行うことが難しいことをオペレータに周知させることができる。

上記したように、第１実施形態ないし第３実施形態においては、処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂが本発明の「処理手段」の一例に相当し、各処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂで実行される「未処理基板Ｗの搬入処理」、「薬液処理」、「リンス処理」、「乾燥処理」および「処理済基板Ｗの搬出処理」が本発明の「複数の処理」に相当している。また、制御ユニット２００が本発明の「制御手段」の一例に相当している。また、排気量調節器４０１および外気量調節器５０１がそれぞれ本発明の「排気量調節部」および「外気量調節部」の一例に相当している。さらに、上記処理ユニット４１Ａ〜４４Ａ、４１Ｂ〜４４Ｂおよび制御ユニット２００を含む基板処理装置１Ａ、１Ｂが本発明の「基板処理システム」の一例に相当している。なお、基板処理装置１Ａ、１Ｂにおける処理ユニットの個数は上記「８個」に限定されるものではなく２以上であれば任意であり、また処理の組み合わせについても、上記組み合わせに限定されるものではなく、任意である。また、基板処理装置１Ａ、１Ｂが同一構成であることは本発明の必須事項ではなく、両者が互いに異なる構成を有していてもよい。また、第１実施形態においては、ステップＳ２、Ｓ４が本発明の「第１工程」の一例に相当し、ステップＳ５〜Ｓ７がそれぞれ本発明の「第２工程」、「第３工程」および「第４工程」の一例に相当している。

また、第２実施形態においては、圧力センサ６０１が本発明の「個別排気量検出部」および「個別圧力センサ」の一例に相当している。

また、第３実施形態では、圧力センサ６０２が本発明の「基準排気量検出部」の一例に相当している。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では図５（ｂ）、（ｄ）に示すように基準排気量ＥＳは排気総量の最大値と同じ値に設定されているが、基準排気量ＥＳは排気総量の最大値よりも大きな値を設定してもよい。この場合、差分量ΔＥはゼロよりも大きく、その結果、外気取込量Ｇは常にゼロよりも大きな値となる。

また、上記第１実施形態ないし第３実施形態では、処理ユニットで実行される処理が移行する毎に当該処理ユニットの個別排気量を見直し、必要に応じて個別排気量を変化させている。しかしながら、個別排気量の見直しタイミングは処理の移行に限定されるものではなく、例えば基板Ｗの回転数を変化させるタイミングで行ってもよい。その理由は以下のとおりである。基板Ｗの回転数が増大するにしたがって処理中にミストが発生し易くなり、これによる影響を抑制するためには個別排気量を高めるのが望ましい。一方で、基板Ｗの回転数が低くなる、あるいは基板Ｗが静止すると、上記問題は発生せず、個別排気量を抑えて排気量の削減を図るのが望ましい。このような技術的背景から基板Ｗの回転数に応じて個別排気量を変更するのが好適である。

また、第１実施形態で実行されるフィードフォワード制御と第２実施形態で実行されるフィードバック制御とを組み合わせてもよく、これによって安定性をさらに高めることができる。

さらに、第３実施形態では、基準排気量の検出処理を第１実施形態に組み込んでいるが、第２実施形態に組み込んでもよいし、上記したように第１実施形態と第２実施形態を組み合わせたものに対し、基準排気量の検出処理を組み合わせてもよい。

また、上記第１実施形態ないし第３実施形態では、基板処理装置１Ａ、１Ｂにおいて大気開放管３０２および外気量調節器５０１を設けているが、図８に示すように、共通排気管１Ｃから大気開放管３０２を分岐させるとともに当該大気開放管３０２に外気量調節器５０１を設けてもよい。そして、基板処理装置１Ａから排気管１Ｄを介して排気される排気量ＥＡと、基板処理装置１Ｂから排気管１Ｅを介して排気される排気量ＥＢとの合算値、つまり排気総量を共通排気管１Ｃの基準排気量ＥＳから差し引いた差分量を外気取込量Ｇとし、共通排気管１Ｃに吸気されるように構成してもよい。この場合、基板処理装置１Ｂ、１Ｂが本発明の「処理手段」の一例に相当し、排気管１Ｄ、１Ｅが本発明の「個別排気管」の一例に相当し、図８に図示される構成全部を含むシステムが本発明の「基板処理システム」の一例に相当しており、第１実施形態ないし第３実施形態と同様の作用効果が得られる。

この発明は、処理空間内で基板に対して複数の処理を実行可能な処理手段を複数設け、各処理空間から共通排気管に排気しながら各処理空間で基板に対する処理を施す基板処理システム全般について適用することができる。

１Ａ，１Ｂ…基板処理装置
１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…共通排気管
１６２…処理空間
２００…制御ユニット
２０２…演算処理部
２０３…レシピ記憶部
２０４…流量変換部
３０１…個別排気管
３０２…大気開放管
４０１…排気量調節器
５０１…外気量調節器
６０１…センサ
６０２…圧力センサ
Ｅ１〜Ｅ８、ＥＡ、ＥＢ…個別排気量
ＥＳ…基準排気量
ΔＥ…差分量
Ｇ…外気取込量
Ｗ…基板

Claims (6)

1. 基準排気量で排気される共通排気管から複数の個別排気管が分岐するとともに各個別排気管に処理空間内で基板に対して複数の処理を実行する処理手段を接続することで、各処理空間を排気しながら各処理空間で基板の処理を行う基板処理システムであって、
   各個別排気管に設けられて前記処理空間からの個別排気量を調節する、複数の排気量調節部と、
   前記共通排気管から分岐する大気開放管に設けられて前記大気開放管を介して前記共通排気管に吸気される外気量を調節する外気量調節部と、
   各処理手段における前記基板に対する処理の内容に応じて各排気量調節部を制御して前記複数の個別排気量を調節するとともに、前記複数の個別排気量の総量を前記基準排気量から差し引いた差分量の外気が前記共通排気管に吸気されるように前記外気量調節部を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする基板処理システム。
2. 請求項１に記載の基板処理システムであって、
   前記制御手段は、基板の処理に関連する処理情報を規定したレシピを記憶するレシピ記憶部と、前記レシピ記憶部に記憶されるレシピに基づいて前記複数の個別排気量を特定するとともに特定された複数の個別排気量と前記基準排気量から前記差分量を演算する演算処理部とを有する基板処理システム。
3. 請求項１に記載の基板処理システムであって、
   各個別排気管に設けられて個別排気量を検出する、複数の個別排気量検出部をさらに備え、
   前記制御手段は、各個別排気量検出部で検出される個別排気量と前記基準排気量から前記差分量を演算する演算処理部とを有する基板処理システム。
4. 請求項３に記載の基板処理システムであって、
   各個別排気量検出部は前記排気量調節部と前記共通排気管との間で前記個別排気管の内部の圧力を計測する個別圧力センサであり、
   前記制御手段は、各個別圧力センサにより計測された圧力に関連する圧力情報を流量に変換することで、前記複数の個別排気量を求める基板処理システム。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の基板処理システムであって、
   前記基準排気量を検出する基準排気量検出部をさらに備え、
   前記制御手段は、前記基準排気量検出部で検出される基準排気量から前記複数の個別排気量の総量を差し引いて前記差分量を求める基板処理システム。
6. 基準排気量で排気される共通排気管から複数の個別排気管が分岐するとともに各個別排気管に処理空間内で基板に対して複数の処理を実行する処理手段を接続することで、各処理空間を排気しながら各処理空間で基板の処理を行う基板処理システムにおける排気量調節方法であって、
   各処理手段における基板に対する処理の内容に応じて各個別排気量を設定する第１工程と、
   前記第１工程により設定された個別排気量の総量を演算する第２工程と、
   前記第２工程で演算された総量を前記基準排気量から差し引くことで差分量を演算する第３工程と、
   前記第３工程で演算された差分量に相当する外気を前記共通排気管に吸気させる第４工程と
   を備えることを特徴とする基板処理システムにおける排気量調節方法。

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