JP4790470B2 - Substrate processing equipment - Google Patents
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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。 The present invention relates to a substrate processing apparatus that performs a process such as a drying process on a substrate such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a liquid crystal display device, or a glass substrate for a PDP by a processing gas supplied into a processing chamber together with a carrier gas.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a substrate manufacturing process, a substrate processing apparatus that processes a substrate by supplying a processing gas around the substrate is known. For example, a substrate processing apparatus is known that performs a drying process on a substrate by supplying an IPA (isopropyl alcohol) gas around the substrate after the cleaning process. A processing gas such as IPA gas is fed into the processing chamber using an inert gas such as nitrogen gas as a carrier gas.
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。
In such a substrate processing apparatus, processing effects such as a drying process on the substrate vary greatly depending on the concentration of the processing gas. For this reason, it is necessary to accurately measure the concentration of the processing gas contained in the gas supplied around the substrate. In the conventional substrate processing apparatus, a concentration meter is installed in the processing chamber to measure the concentration of the processing gas, or a part of the gas supplied to the periphery of the substrate is collected to measure the concentration of the processing gas. A technique for measuring the concentration of a processing gas in a conventional substrate processing apparatus is disclosed in
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。 When performing the drying process of the substrate with the IPA gas, it is desirable to rapidly advance the drying process of the substrate so as not to cause a drying defect such as a watermark on the surface of the substrate. For this reason, in recent substrate processing apparatuses, an IPA gas having a very high concentration may be supplied into the processing chamber. As described above, when a high-concentration processing gas is used, the concentration of the processing gas may not be accurately measured because the processing gas concentration exceeds the measurable range of the concentration meter.
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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of accurately measuring the concentration of a processing gas even when a high concentration processing gas is used. .
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。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
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。
The invention according to claim 2 is the substrate processing apparatus according to
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。 A third aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to the first or second aspect, wherein the flow rate of the sample gas flowing through the pipe from the sampling unit to the dilution unit is adjusted. A flow rate adjusting unit is further provided.
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。
The invention according to claim 4 is the substrate processing apparatus according to any one of
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。
The invention according to claim 5 is the substrate processing apparatus according to any one of
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。
The invention according to claim 6 is the substrate processing apparatus according to any one of
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。 A seventh aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects, wherein the dilution gas for adjusting the temperature of the dilution gas flowing through the pipe from the dilution gas supply unit to the dilution unit is controlled. A temperature control unit for gas is further provided.
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。 The invention according to claim 8 is the substrate processing apparatus according to claim 7, wherein a container that houses a gas piping system including the concentration meter, the first flow meter, and the second flow meter; And a jetting unit for jetting the dilution gas temperature-controlled by the temperature control unit for the dilution gas into the container.
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。
The invention according to claim 9 is the substrate processing apparatus according to any one of
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。 A tenth aspect of the present invention is the substrate processing apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the sampling unit uses a part of the gas supplied from the processing gas supply unit as a sample gas. And a second state in which a part of the gas in the processing chamber is sampled as a sample gas.
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。 According to invention of Claim 1-10, the substrate processing apparatus is a dilution part which mixes the sample gas extract | collected by the extraction | collection part, and the dilution gas supplied by the dilution gas supply part, and dilutes a sample gas And a concentration meter that measures the concentration of the processing gas contained in the sample gas diluted by the dilution unit, and the flow rate of the sample gas before dilution flowing through the pipe from the collection unit to the dilution unit or the pipe from the dilution unit A first flow meter that measures the flow rate of the diluted sample gas, a second flow meter that measures the flow rate of the dilution gas flowing through the pipe from the dilution gas supply unit to the dilution unit, a concentration meter, a first flow meter, and A calculation unit that calculates the concentration of the processing gas contained in the sample gas before dilution based on each measurement value of the second flow meter. For this reason, the concentration is measured after the sample gas is diluted, and the concentration of the processing gas before dilution can be calculated based on the measured value and the flow rates of the sample gas and the dilution gas. Accordingly, the concentration of the processing gas can be accurately measured even when a high concentration processing gas is used.
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。 In particular, according to the invention described in claim 2, the calculation unit multiplies the measurement value of the concentration meter by the reciprocal of the dilution rate obtained based on the measurement values of the first flow meter and the second flow meter. Thus, the concentration of the processing gas contained in the sample gas before dilution is calculated. For this reason, the concentration of the processing gas contained in the sample gas before dilution can be calculated easily and accurately.
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。 In particular, according to the invention described in claim 3, the substrate processing apparatus further includes a flow rate adjusting unit for the pre-dilution sample gas that adjusts the flow rate of the sample gas flowing through the pipe from the collection unit to the dilution unit. For this reason, the measured value of the first flow meter is stabilized, and the concentration of the processing gas can be calculated more accurately.
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。 In particular, according to the invention described in claim 4, the substrate processing apparatus further includes a flow rate adjusting unit for the diluted sample gas that adjusts the flow rate of the sample gas flowing through the pipe from the dilution unit to the concentration meter. For this reason, the measured value of the first flow meter is stabilized, and the concentration of the processing gas can be calculated more accurately.
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。 In particular, according to the fifth aspect of the present invention, the substrate processing apparatus further includes a dilution gas flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of the dilution gas flowing through the pipe from the dilution gas supply unit to the dilution unit. For this reason, the measured value of the second flow meter is stabilized, and the concentration of the processing gas can be calculated more accurately.
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。 In particular, according to the invention described in claim 6, the substrate processing apparatus further includes a temperature adjusting unit for the sample gas for adjusting the temperature of the sample gas flowing through the pipe from the collection unit to the dilution unit. For this reason, the temperature fall of the sample gas in a supply path | route is prevented, and condensation of the process gas contained in sample gas is suppressed. Therefore, the concentration of the processing gas can be calculated more accurately.
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。 In particular, according to the seventh aspect of the present invention, the substrate processing apparatus further includes a dilution gas temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the dilution gas flowing through the pipe from the dilution gas supply unit to the dilution unit. For this reason, the temperature fall of the sample gas at the time of dilution is prevented, and condensation of the processing gas contained in the sample gas is suppressed. Therefore, the concentration of the processing gas can be calculated more accurately.
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。 In particular, according to the invention described in claim 8, the substrate processing apparatus includes a container for housing a gas piping system including a concentration meter, a first flow meter, and a second flow meter, and a temperature control unit for dilution gas. And a jetting part for jetting the dilution gas whose temperature is controlled by the above into the container. For this reason, the temperature fall of sample gas is prevented in the whole gas piping system contained in a container, and condensation of processing gas contained in sample gas is controlled. Therefore, the concentration of the processing gas can be calculated more accurately.
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。 Particularly, according to the invention described in claim 9, the dilution gas supply unit supplies the carrier gas as the dilution gas. For this reason, it is possible to accurately dilute the sample gas without increasing the types of gases contained in the sample gas. Further, since the carrier gas and the dilution gas can be supplied from the same gas supply source, the configuration of the substrate processing apparatus is simplified.
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。
In particular, according to the invention described in
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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<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。
<1. Configuration of substrate processing apparatus and substrate processing operation>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
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。
The
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。
The lifter 12 is a transport mechanism for transporting the substrate W up and down in the
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。
The IPA
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。
The
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。
The IPA gas generator 40 includes a
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。
The
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。
The
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。
On the other hand, the upstream end of the pipe 63 is connected to the
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。
The upstream end of the
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。
The
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。
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of substrate processing in such a
<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。
<2. Concentration measurement processing (when the gas in the processing chamber is the sample gas)>
Subsequently, in the
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。
At this time, the
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。
Next, the
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。
Subsequently, the
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)。
Thereafter, the
<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。
<3. Concentration measurement processing (when the gas supplied to the processing chamber is the sample gas)>
Next, in the
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。
At this time, the
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。
Next, the
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。
Subsequently, the
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)。
Thereafter, the
<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。
<4. Summary>
As described above, the
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。
In particular, the
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。
In addition, the
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。
The
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。
In addition, the
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。
Further, the
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。
Further, the
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。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said example. For example, in the
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。
In addition, the
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
DESCRIPTION OF
Claims (10)
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。 A substrate processing apparatus for processing a substrate with a processing gas,
A processing chamber for accommodating the substrate therein;
A processing gas supply unit for supplying a processing gas together with a carrier gas to the processing chamber;
A sampling unit for sampling a part of the gas supplied from the processing gas supply unit to the processing chamber as a sample gas;
A dilution gas supply unit for supplying a dilution gas for diluting the sample gas;
A dilution unit for diluting the sample gas by mixing the sample gas collected by the collection unit and the dilution gas supplied by the dilution gas supply unit;
A concentration meter that measures the concentration of the processing gas contained in the sample gas diluted by the dilution section;
A first flow meter for measuring a flow rate of the sample gas before dilution flowing through the pipe from the sampling unit to the dilution unit or a flow rate of the sample gas after dilution flowing through the pipe from the dilution unit;
A second flow meter for measuring a flow rate of the dilution gas flowing through a pipe from the dilution gas supply unit to the dilution unit;
Based on the measured values of the concentration meter, the first flow meter, and the second flow meter, a calculation unit that calculates the concentration of the processing gas contained in the sample gas before dilution;
A substrate processing apparatus comprising:
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。 The substrate processing apparatus according to claim 1,
The calculation unit includes the sample value before dilution by multiplying the measured value of the concentration meter by the reciprocal of the dilution rate obtained based on the measured values of the first flow meter and the second flow meter. A substrate processing apparatus for calculating a concentration of a processing gas to be obtained.
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。 The substrate processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein
The substrate processing apparatus further comprising a flow rate adjusting unit for the pre-dilution sample gas that adjusts the flow rate of the sample gas flowing through the pipe from the collection unit to the dilution unit.
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。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein
A substrate processing apparatus, further comprising: a flow rate adjusting unit for the diluted sample gas that adjusts a flow rate of the sample gas flowing through a pipe from the dilution unit to the concentration meter.
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。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
A substrate processing apparatus, further comprising a dilution gas flow rate adjusting unit for adjusting a flow rate of the dilution gas flowing through a pipe from the dilution gas supply unit to the dilution unit.
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。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein
A substrate processing apparatus, further comprising a temperature control unit for sample gas that controls the temperature of the sample gas flowing through the pipe from the collection unit to the dilution unit.
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。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 6,
A substrate processing apparatus, further comprising a dilution gas temperature adjusting unit for adjusting the temperature of the dilution gas flowing through a pipe from the dilution gas supply unit to the dilution unit.
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。 The substrate processing apparatus according to claim 7,
A container containing a gas piping system including the concentration meter, the first flow meter, and the second flow meter;
An ejection part for ejecting the dilution gas temperature-controlled by the temperature adjustment part for the dilution gas into the container;
A substrate processing apparatus further comprising:
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。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 7,
The dilution gas supply unit supplies a carrier gas as a dilution gas.
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。 A substrate processing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein
The sampling unit is in a first state where a part of the gas supplied from the processing gas supply unit is sampled as a sample gas, and in a second state where a part of the gas in the processing chamber is sampled as a sample gas A substrate processing apparatus characterized by being switchable.
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