JP6369398B2 - 流量測定装置、及び処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、被処理体に対する処理が行われる処理部から排出された気体の流量を測定する技術に関する。

半導体装置の製造工程においては、被処理体である半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という）に塗布液を供給して塗布膜を形成したり、処理液を供給してウエハの表面の処理を行ったりする液処理や、ウエハの表面に形成された塗布膜に対して加熱や紫外線の照射による処理を行う熱処理、紫外線処理など、各種の処理が行われる。このとき、液体から発生したミストや塗布膜から放出された成分をウエハの周囲から除去するため、処理が実行される処理部内の気体は排気路を介して外部へと排出される。

ウエハへのミストの再付着を防ぎ、また安定した雰囲気中でウエハの加熱や紫外線照射を行うためには、処理部から排出される気体の排出量を正確に把握し、当該排出量を適正な値に保つ必要がある。
従来、処理部から排出された気体の流量は、排気路の途中に設けられた絞りの前後の圧力差に基づいて流量を測定する差圧式の流量計などを用いて把握していた。

しかしながら、これらミストや塗布膜からの放出成分は、液体分の蒸発や、温度低下に伴う固化などにより、排気路を構成する配管の内壁面に付着するおそれがある。特に、これらの付着物が前述の流量測定用の絞りを詰まらせると、気体の排出量を正確に把握することができなくなるばかりでなく、処理部内を排気する能力までも低下してしまうおそれもある。

このような課題を解決するため、例えば特許文献１には、熱処理装置から排出された気体が流れる排気管を、当該気体に含まれる昇華物の昇華温度以上に加熱するヒータと、このヒータの上流側、及び下流側の温度を測定する温度センサとを設け、ヒータの前後における気体の温度差に基づいて気体の流量を求める技術が記載されている。

特許５０４１００９号公報：請求項１、段落００１９〜００２０、図３

特許文献１に記載の技術によれば、排気管に絞りを設けなくても熱処理装置から排出された気体の流量を測定することができるばかりでなく、排気管に対する昇華物の付着による流量測定誤差も発生しにくい。
一方で、排気管内を流れる流体中には反応性のミストが含まれる場合がある。この点、ヒータを用いた流量計では、ミストの反応が進行することを避けるためにヒータの温度制約が大きく、正確な流量測定を行うにあたっての障害となる。

本発明の目的は、処理部から排出される気体の流量を幅広い範囲で正確に測定することが可能な流量測定装置、及びこの流量測定装置を備えた処理装置を提供することにある。

本発明の流量測定装置は、被処理体に対する処理が行われる処理部から排出され、排気路を流れる気体の流量を測定する流量測定装置において、
前記排気路を流れる気体の流れと交差するように配置される受風面を備え、この受風面を介して気体から受ける力に応じて状態が変化する受風部材と、
前記受風部材の状態の変化量を検出し、当該変化量に応じた信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部から出力された信号に基づき、前記排気路を流れる気体の流量を算出する流量算出部と、を備え、
前記受風部材は、この受風部材に働く重力方向と交差する方向へ向けて伸びる支軸によって、当該支軸回りに回転自在に支持され、前記センサ部は、前記受風部材の状態の変化量として、前記処理部から気体が排出されていないときのホームポジションからの前記支軸回りの受風部材の回転角を検出することと、
前記処理部から排出される気体には、受風面に付着する付着物となる物質が含まれ、前記受風面への付着物の付着により、当該受風面側の重量が増大したことに起因する前記ホームポジションからの支軸回りの受風部材の回転角を、前記処理部から気体が排出されていない期間中にセンサ部から取得して、当該受風部材への付着物の付着を検出する付着物検出部を備えたことと、を特徴とする。

前記流量測定装置は、下記の構成を備えていてもよい。
（ａ）前記センサ部は、前記受風部材、または受風部材と一体に回転する前記支軸に取り付けられた加速度センサであること。
（ｂ）前記受風部材の周囲に、当該受風部材の表面から離れるに連れて次第に温度が低くなる温度勾配を形成して付着物の付着を抑制するために、受風部材の加熱を行う受風部材加熱機構が設けられていること。
（ｃ）前記受風部材に付着した付着物が除去される温度まで、当該受風部材を加熱するための受風部材加熱機構が設けられていること。
（ｄ）（ｃ）において、前記受風部材の温度を計測する受風部材温度計測部と、前記受風部材加熱機構により、予め設定された付着確認温度となるまで前記受風部材を加熱している期間中に、前記受風部材温度計測部により計測した受風部材の温度の経時変化プロファイルに基づいて、付着物の除去の要否を判断する判断部を備えたこと。

（ｅ）前記処理部から排出される気体には、前記排気路を構成する配管の内壁面に付着する付着物となる物質が含まれ、前記配管の内壁面から離れるに連れて次第に温度が低くなる温度勾配を形成して付着物の付着を抑制するために、前記受風部材が配置されている領域の配管の加熱を行う配管加熱機構が設けられていること。
（ｆ）前記処理部から排出される気体には、前記を構成する配管の内壁面に付着する付着物となる物質が含まれ、前記受風部材が配置されている領域の配管には、内壁面に付着した付着物が除去される温度まで、当該配管を加熱するための配管加熱機構が設けられていること。
（ｇ）（ｆ）において前記配管加熱機構により加熱されている領域の配管の温度を計測する配管温度計測部と、前記配管加熱機構により、予め設定された付着確認温度となるまで前記配管を加熱している期間中に、前記配管温度計測部により計測した配管の温度の経時変化プロファイルに基づいて、付着物の除去の要否を判断する判断部を備えたこと。

また、他の発明に係る処理装置は、被処理体に対する処理を行う処理部と、
前記処理部から排気路へ排出される気体の流量を調節する排気量調節部と、
上述のいずれかの流量測定装置と、
前記排気量調節部を操作し、前記排気路へ排出される気体の流量を調節する制御部と、を備えたことを特徴とする。

前記処理装置は、下記の構成を備えていてもよい。
（ｈ）前記処理部と排気量調節部との組が複数けられ、
前記流量測定装置の受風部材は、前記複数の処理部から排出された気体が合流する合流排気路に設けられ、
前記制御部は、被処理体の処理を実行している処理部の数から予測される予測排気流量と、前記流量算出部にて算出された気体の流量との差に基づいて、いずれかの排気量調節部における排気量調節の異常を検出すること。
（ｉ）以下の（１）〜（３）より選択された少なくとも１つの種類の処理部を備えたこと。
（１）被処理体を鉛直軸周りに回転自在に保持する保持機構と、前記保持機構に保持され被処理体の表面に液体を供給する液体供給機構と、前記保持部の周囲を囲むように配置され、回転する被処理体から振り切られた液体を受け止め、液体と気体とを分離して排出するカップ体と、を備えた液処理部。
（２）表面に塗布膜が形成された被処理体を加熱する加熱機構を備えた加熱処理部。
（３）表面に塗布膜が形成された被処理体に紫外線を照射する紫外線照射機構を備えた紫外線処理部。

本発明は、気体から受ける力に応じて変化する受風部材の状態の変化量に基づいて気体の流量を算出することにより、被処理体に対する処理が行われる処理部から排出される気体の流量を幅広い範囲で正確に測定することができる。

本発明の流量測定部が設けられた排気管の一部破断斜視図である。 前記排気管の縦断正面図である。 前記排気管の縦断側面図である。 前記流量測定部に設けられた受風板の外観図である。 前記受風板の作用説明図である。 気体の風速と受風板の回転角との関係を示す説明図である。 受風板の加熱による付着物の原因物質の付着抑制作用を示す説明図である。 受風板の加熱による付着物の除去作用を示す説明図である。 受風板の加熱時の温度の経時変化プロファイルを示す説明図である。 付着物が付着した受風板の側面図である。 垂直方向に伸びる排気管に設けた流量測定部の縦断側面図である。 前記受風板の変形例を示す縦断正面図である。 第２の実施の形態に係る流量測定部を備えた排気管の縦断側面図である。 本発明の流量測定装置が設けられる塗布、現像装置の横断平面図である。 前記塗布、現像装置の縦断側面図である。 前記塗布、現像装置の外観斜視図である。 前記塗布、現像装置に設けられている液処理モジュールの横断平面図である。 前記液処理モジュールの排気系統の構成図である。 前記塗布、現像装置に設けられている熱処理モジュールの排気系統の構成図である。 前記塗布、現像装置全体の排気系統の構成図である。 前記流量測定部を用いて計測した指示風速と、実風速との関係を示す相関図である。

（流量測定装置）
初めに、本発明の流量測定装置の構成例及び受風部材を用いて気体の流量を測定する原理について図１〜図１３を参照しながら説明する。
図１〜図３は、本例の受風部材である受風板２１を備えた排気管（配管）３の一部破断斜視図、当該排気管３を気体の流れ方向の上流側から見た縦断正面図、及び前記流れ方向と直交する方向から見た縦断側面図である。また図４は受風板２１の外観図である。

図１〜図３に示す例においては、重力方向と直交する水平方向に向けて配置された排気管３内を流れる気体の流量を測定する場合を示している。また、本発明の流量測定装置のうち、排気管３に設けられている気体の流量の測定機構を流量測定部２と呼ぶ。
流量測定部２には受風板２１が設けられている。受風板２１は細長い薄板として構成され、その上方側の前面には、受風板２１と直交するように配置された棒状の支軸２２が固定ネジ２２１によって取り付けられている。受風板２１の詳細な構成については後述する。

排気管３の上面には台座部２５１が設けられ、この台座部２５１の上面には、支軸２２を回転自在に保持する２つの軸受部２３が互いに対向するように配置されている。上面側から見たとき、２つの軸受部２３は、図１、図３に白抜きの矢印で示した気体の流れ方向と直交する方向へ向けて支軸２２が配置されるように、軸受面を互いに対向させている。

支軸２２は、２つの軸受部２３によって水平に、且つ水平な軸周りに回転自在に支持されている。支軸２２に保持された受風板２１は、排気管３の上面側に形成された開口部３３を介して排気管３内に挿入されている。図２に示すように、細長い薄板である受風板２１は、上流側から見て、直径方向に排気管３を縦断するように、気体の排気路３０を成す排気管３内に挿入されている。

ここで既述のように固定ネジ２２１によって受風板２１が支軸２２に取り付けられていることにより、受風板２１は支軸２２と一体となって回転することができる。なお、例えば受風板２１側に形成された貫通口に支軸２２を挿入して、当該支軸２２を軸受部２３に固定支持し、支軸２２の周りに受風板２１が回転自在な構成を採用してもよい。

排気管３内に挿入された受風板２１は、薄板の一方側の面（図４（ａ）に示した面の裏側の面、図４（ｂ）に示す右側の面）を、上流側に向け、当該面が気体の流れ方向と交差する方向（上下方向）に延伸されるように配置されている。排気管３内を流れる気体は、前記薄板の一方側の面（受風面２１０）に当たり、受風板２１は気体から受ける力によって支軸２２周りに回転する（図３の破線）。

本例の流量測定装置は、排気管３内を気体が流れていない状態における受風板２１の位置（ホームポジション）からの支軸２２周りの受風板２１の回転角を、気体の流量に応じて変化する受風板２１の状態の変化量として検出する。
なお、受風板２１を挿入する開口部３３が形成されている台座部２５１（排気管３の上面側と一体となっている）には、受風板２１から見て下流側の下面に、支軸２２周りに回転する受風板２１との干渉を避けるための傾斜面状の切り欠き部３３１が形成されている。

前記受風板２１には、排気管３の上面側に突出した領域であって、支軸２２の取り付け位置よりも上方側に傾斜センサ２４が取り付けられている。傾斜センサ２４は、支軸２２周りの受風板２１の回転角を検出するセンサ部である。図３、図４に示すように、傾斜センサ２４は基板２４２にセンサ本体２４１を配置した構成となっており、この基板２４２が受風板２１の一方側の板面（本例では、受風面２１０の反対側の面）に取り付けられている。

センサ本体２４１は、支軸２２周りの受風板２１の回転角を検出することができれば、静電容量式やピエゾ抵抗式など、どのような検出原理を利用したものであってよい。本例では受風板２１に加わる力が釣り合って静止状態となっている期間中においても受風板２１の傾きを検出することが可能な静電容量式のものを採用した場合について説明する。

傾斜センサ２４は、図４（ｂ）中の傾斜センサ２４の近傍位置に併記した小文字のｘ−ｙ軸方向の傾きを検出する２軸式の加速度センサとして構成されている。同図では、重力加速度ｇの作用方向と反対向きの方向をｙ方向、ｙ方向と直交し、傾斜センサ２４から見て受風板２１へ向かう方向をｘ方向としている。傾斜センサ２４は、これらｘ−ｙ軸の各方向に対する傾斜センサ２４の傾き、即ち傾斜センサ２４が取り付けられている受風板２１の傾き（支軸２２周りの受風板２１の回転角）を検出する。

図３に示すように、傾斜センサ２４（センサ本体２４１）は、ｘ軸方向、ｙ軸方向に対する傾きの大きさを電圧値として検出する電圧計２４３ａ、２４３ｂに接続されている。各電圧計２４３ａ、２４３ｂは、検出した電圧値を制御部８に向けて出力し、制御部８は傾斜センサ２４の傾きと電圧値との対応関係に基づいて受風板２１の回転角を検出する。そして、この回転角に基づいて、排気管３内を流れる気体の流量が算出されるが、その詳細な内容については、後段で説明する。

ここで、受風板２１の回転角を検出する手法は、傾斜センサ２４を用いる場合に限定されない。例えば、レーザー変位計により、受風板２１の回転に伴う所定の位置からの受風板２１の移動距離を検出してもよい。また、軸受部２３にロータリーエンコーダを設け、受風板２１と一体となって回転する支軸２２の回転角を検出してもよい。

図１〜図３に示すように、排気管３の上面側に突出した受風板２１の上部側部分、受風板２１を支持する支軸２２や軸受部２３は、カバー２５によって覆われている。このカバー２５内には清浄空気や窒素ガスなどを供給して排気管３内の圧力よりも高い圧力雰囲気に維持し、排気路３０内を流れる気体に含まれるミストや付着物となる成分などの進入を抑える構成としてもよい。

次に、図４（ａ）、（ｂ）を参照しながら受風板２１の詳細な構成について説明する。
受風板２１は、耐熱性、耐薬品性の高い樹脂、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）樹脂により構成されている。受風板２１は、排気管３内を気体が流れていないときに、支軸２２に保持された状態にて重力方向に対する回転角θがゼロとなるように重心の位置が調整されている。本例では、傾斜センサ２４を取り付けた重量とバランスする量だけ当該傾斜センサ２４の取り付けた面（受風面２１０の反対側の面）が軽くなるように、当該面に凹部２１４を形成することにより重心位置の調整が行われている。

また、排気管３内に挿入されている領域の受風板２１の表面は、シート状の受風板ヒータ２１１によって覆われている。図４（ａ）に示すように受風板ヒータ２１１は、給電部２１３に接続され、給電部２１３から供給される電力を増減することにより受風板２１の温度を調節することができる。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、受風板２１には、熱電対などからなる温度センサ２１２が設けられ、温度センサ２１２にて検出された受風板２１の温度に基づき、制御部８により給電部２１３からの供給電力の調節が行われる。受風板ヒータ２１１及び給電部２１３は、受風部材加熱機構を構成し、温度センサ２１２は受風部材温度計測部に相当している。

受風板ヒータ２１１による受風板２１の加熱は、受風板２１の表面への付着物の付着抑制、受風板２１に付着した付着物の除去、受風板２１に付着物が付着したことの検出の目的で行われるが、その詳細は作用説明にて述べる。

受風板ヒータ２１１は、受風板２１を覆うシート状に構成する場合に限らず、ニクロム線などの線状の抵抗発熱体を受風板２１の全面に巻きつけるようにパターニングする構成としてもよい。
さらに、受風板ヒータ２１１で覆われた受風板２１の表面は、ミストなど受風板２１への付着物となる原因物質の付着を抑制するため、異物が付着しにくい特性を持つフッ素樹脂などによってコーティングされている。

さらに図１〜図２に示すように、流量測定部２が設けられている領域の排気管３には、受風板２１が挿入されている位置から見て、気体の流れ方向の上流側、及び下流側の数ｃｍ〜数十ｃｍの範囲に亘って、排気管ヒータ３１が設けられている。排気管ヒータ３１は、例えばシート状ヒータを排気管３の外面に巻き付け、またはニクロム線などの線状の抵抗発熱体を排気管３の外面にパターニングした構成となっている。図３に示すように排気管ヒータ３１は、給電部３４に接続され、給電部３４から供給される電力を増減することにより排気管３の管壁の温度を調節することができる。図２に示すように、排気管ヒータ３１が設けられている領域の排気管３の壁面には、熱電対などからなる温度センサ３２が設けられ、温度センサ３２にて検出された排気管３の管壁の温度に基づき、制御部８により給電部３４からの供給電力の調節が行われる。排気管ヒータ３１及び給電部３４は、配管加熱機構を構成し、温度センサ３２は配管温度計測部に相当している。

本例の排気管ヒータ３１による排気管３の管壁の加熱についても、受風板２１の場合と同様に、排気管３の内壁面への付着物の付着抑制、排気管３の内壁に付着した付着物の除去、排気管３の内壁への付着物の付着検出の目的で行われるが、その詳細については受風板２１側の加熱の作用説明と併せて述べる。

以上に説明した構成を備えた流量測定部２は、制御部８と共に本例の流量測定装置を構成している。制御部８は、コンピュータとして構成され、不図示のプログラム格納部を有している。プログラム格納部には、傾斜センサ２４にて検出した受風板２１の回転角に基づいて、排気管３を流れる気体の流量を算出する流量算出部としての機能や、当該流量測定装置が組み込まれた処理装置にて、前記気体の流量の算出結果に基づいて処理部から排出される気体の流量を調節する機能を実現するための例えばソフトウェアからなるプログラムが格納されている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。

次いで、流量測定部２を利用して、排気管３を流れる気体の流量を算出する手法について図５を参照しながら説明する。
排気管３に挿入された受風板２１が、風速ｖ［ｍ／ｓ］で排気管３内を流れる気体からの力を受けて、支軸２２周りの回転角がθとなる位置まで移動した状態のとき、受風板２１に対して働く力のバランスについて考える。

受風板２１の受風面２１０の面積をＳ［ｍ^２］としたとき、受風板２１に働く力（風荷重Ｆ_Ｗ）は、受風面２１０に加わる風圧Ｐ_Ｗ［Ｎ／ｍ^２］と、受風面２１０の面積との積で表すことができる。さらに、気体の密度ρ_Ａ［ｋｇ／ｍ^３］、気体の風速ｖ［ｍ／ｓ］、受風板２１の断面形状に基づいて決定される風量係数Ｃ_ｄ［−］を用いて風圧Ｐ_Ｗを表現すると、下記（１）式が得られる。

図５に示すように気体の流れ方向に風荷重Ｆ_Ｗが加わっているとき、支軸２２周りに受風板２１を回転させようとする力Ｆ_Ｗｕは、前記風荷重Ｆ_Ｗの受風板２１の受風面２１０と垂直な方向に働く成分である。従って、Ｆ_Ｗｕは下記（２）式で表される。

また、受風板２１が支軸２２周りの回転角θの位置でバランスしているとき、前記（２）式で表される力Ｆ_Ｗｕと、受風板２１に働く重力における受風面２１０と垂直な方向に働く成分であり、下記（３）式で表されるＦ_ｇｄとが釣り合っている。（３）式において、ｍは受風板２１の質量［ｋｇ］、ｇは重力加速度［ｍ／ｓ^２］）である。

そこで、（２）、（３）式よりＦ_Ｗｕ＝Ｆ_ｇｄとおいて、気体の風速ｖについて解くと、下記（４）式が得られる。

排気路３０の断面積Ａ［ｍ^２］は既知であるので、気体の流量Ｑ［ｍ^３／ｓ］は以下の（５）式により算出できる。

本例の制御部８においては、（４）、（５）式に基づいて気体の流量を算出するための各種定数が不図示のメモリなどに予め記憶されている。これらの定数と、傾斜センサ２４より取得した受風板２１の回転角とに基づいて気体の流量を算出することができる。

図６は、排気管３内を流れる気体の風速と、気体からの力を受けて支軸２２周りに回転する受風板２１の回転角との関係の一例を示している。受風板２１の設計においては、排気管３内を流れる気体の設計上の風速範囲などを考慮し、例えば回転角に対する風速（流量）の測定感度が高くなる範囲（図６中に破線で囲まれた領域）にて流量測定が行われるように受風板２１の設計変数（受風面２１０の面積Ｓや風量係数Ｃ_ｄに影響を及ぼす受風板２１の断面積形状）を決定するとよい。
制御部８は、不図示のメモリなどに図６に示す回転角と風速との対応関係、または風速に基づいて算出した回転角と気体の風量との対応関係を記憶しておき、傾斜センサ２４から取得した受風板２１の回転角と、上記対応関係とを利用して排気管３内を流れる気体の流量を算出してもよい。

次に、受風板２１や排気管３に設けられた受風板ヒータ２１１、排気管ヒータ３１の作用について説明する。受風板ヒータ２１１及び排気管ヒータ３１は、設けられている領域が異なる点を除いて互いの機能は共通しているので、図７〜図９では受風板ヒータ２１１を例に挙げて作用説明を行う。

図７は、受風板ヒータ２１１を利用した付着物の抑制作用を模式的に示している。例えば液処理部にて発生したミストや熱処理部、紫外線処理部にて塗布膜から放出された成分などは、気体と共に各処理部から排出される。これらの物質が流量測定部２を通過する際に受風板２１に衝突すると、受風板２１の表面に付着し、付着物となるおそれがある。受風板２１に付着物が付着した状態を放置すると、既述の（４）式における受風板２１の質量ｍの値が変化してしまい、気体の流量を正しく測定できなくなってしまう。そこで、図７に示すように、付着物の原因物質Ｐが気体の流れに乗って受風板２１に向かって流れてくるとき、受風板ヒータ２１１によって受風板２１を気体の温度よりも高い温度に加熱する。

この結果、受風板２１の表面の近傍には、受風板２１の表面から離れるに連れて次第に温度が低くなる温度勾配が形成される。このような温度勾配を形成することにより、図７中に破線で示すように、当該温度勾配に沿って受風板２１の表面側から、当該表面より遠ざかる方向へ向けて流れる対流を形成することができる。そして、気体の流れに乗って原因物質Ｐが受風板２１の表面近傍に搬送されてきた場合でも、前記対流の流れによって原因物質Ｐを押し戻し、受風板２１の表面に付着することを抑制することができる。

受風板ヒータ２１１により、排気管３内を流れる気体の温度よりも高い温度に受風板２１を加熱すれば、上述の作用を得ることはできる。例えば、液処理部から２０〜３０℃の範囲内の温度の気体が排出されるとき、気体中に含まれるミストが反応性のものではないとき受風板２１の加熱温度は５０〜６０℃、ミストが反応性のものであるときは、前記加熱温度は３０〜３５℃の範囲内の温度に設定される。また、熱処理部、紫外線処理部から８０〜１５０℃の範囲内の温度の気体が排出されるとき、受風板２１の加熱温度は１００〜１８０℃の範囲内の温度に設定される。

図８は、受風板２１に付着した付着物を除去する作用を模式的に示している。図８（ａ）に示すように受風板２１に既述の原因物質Ｐが付着して付着物Ｐ’となったとする。このとき、当該付着物Ｐ’が気化（固体から直接、気体になる物質においては昇華）し、または付着物Ｐ’が分解する温度まで受風板２１を加熱することにより、受風板２１の表面に付着した付着物Ｐ’を除去して、清浄な状態に復帰させることができる（図８（ｂ））。

付着物Ｐ’の除去を行う際の受風板２１の加熱温度は、付着物Ｐ’を構成する物質の気化温度や昇華温度にもよるが、例えば６０〜８０℃の範囲内の温度に設定される。
図７、図８を用いて説明した複数の目的に、受風板ヒータ２１１を使い分ける手法として、通常時においては原因物質Ｐの付着を抑制する温度まで受風板２１を加熱した状態としておき（図７）、付着物Ｐ’の付着量が予め設定した量を超えたとき、加熱温度を除去温度まで上昇させる（図８）場合が考えられる。

図９、図１０は、受風板２１への付着物Ｐ’の付着を検出する２種類の手法を示している。
図９は、受風板ヒータ２１１による加熱温度をステップ的に変化させたときに温度センサ２１２にて検出される受風板２１の温度の経時変化プロファイルを利用する手法を示している。

図９の例において付着物Ｐ’の付着量の検出動作は、予め設定された時間間隔や、処理部側にて所定枚数のウエハＷの処理が実行されたタイミング、処理部からの排気を停止しているタイミングなどに行われる。図９（ａ）に示すように、時刻ｔ１において、受風板ヒータ２１１の設定温度をＴ１（例えば図７に示した原因物質Ｐの付着を抑制する温度でもよいし、常温であってもよい）から、付着物の確認を行う際の温度Ｔ２（付着物確認温度）までステップ的に変化させる。そして、時刻ｔ１から所定時間経過した後の時刻ｔ２にて、受風板ヒータ２１１の設定温度をＴ２からＴ１にステップ的に戻す。付着物確認温度Ｔ２は、受風板２１に付着した付着物Ｐ’を除去する際の温度よりも低い温度であってよい。

このとき、受風板２１の熱容量が小さく、且つ、受風板２１に付着物Ｐが殆ど付着していない清浄な状態が維持されている場合には、温度センサ２１２にて検出される受風板２１の温度は、図９（ｂ）に示すように、受風板ヒータ２１１における設定温度の変更に迅速に追随する。この結果、時刻ｔ２における受風板２１の到達温度Ｔ２’は、付着物確認温度Ｔ２に近い温度となる。

一方で、受風板２１に多くの付着物Ｐ’が付着している場合には、当該付着物Ｐ’を含む受風板２１の熱容量が増大し、図９（ｃ）に示すように、温度センサ２１２にて検出される受風板２１の温度上昇が遅くなる。このため、時刻ｔ２における受風板２１の到達温度Ｔ２’’が、清浄時の到達温度Ｔ２’よりも低くなる場合がある。そこで、図９（ａ）に示す設定温度の変更を行った結果、時刻ｔ２における温度センサ２１２の検出温度が到達温度Ｔ２’’まで低下したら、受風板２１に対して付着物Ｐ’が付着していると判断する。そして、受風板ヒータ２１１により、受風板２１の昇温を行い、前記付着物Ｐ’の除去を実行する。

付着物Ｐ’の付着判断においては、予め設定した時刻ｔ２における受風板２１の到達温度（温度センサ２１２の検出温度）に替えて、受風板２１の温度が予め設定した到達温度Ｔ２’に到達するまでの到達時間にしきい値を定めておき、当該到達時間がしきい値を超えた場合に付着物Ｐ’の除去を実行してもよい。
受風板２１を加熱したときの温度の経時変化プロファイルに基づいて付着物Ｐ’の付着を検出し、付着物Ｐ’の除去操作の要否を判断する動作は、制御部８によって行われる。この観点において制御部８は、付着物Ｐ’の除去の要否判断を行う判断部に相当している。

次いで図１０は、受風板２１の回転角を利用して受風板２１に対する付着物Ｐ’の付着を検出する手法を示している。排気管３内を流れる気体は、受風面２１０側から受風板２１を押し上げ、支軸２２周りに受風板２１を回転させる。従って、当該気体中に含まれる原因物質Ｐは、主として受風面２１０に衝突して当該受風面２１０に付着物Ｐ’を形成する。

このように、受風面２１０側に付着した付着物Ｐ’の量が増えていくと、付着物Ｐ’に働く重力の影響を受け、受風板２１の重心位置が移動する。この結果、図１０に示すように、排気管３内の流れを停止した状態においても、付着物Ｐ’が殆ど付着していない面側、即ち受風面２１０の反対の面側へ向けて、回転角θ_０だけ受風板２１が回転する。

そこで、例えば処理部から気体の排出が行われていないタイミングにて、傾斜センサ２４を用いて受風板２１の回転角θ_０を検出し、制御部８は、この回転角θ_０が予め定めたしきい値を超えた場合に付着物Ｐ’の除去を実行してもよい。当該回転角θ_０に基づいて付着物Ｐ’の付着を判断（検出）する制御部８は、本例の付着物検出部として機能している。

以上、受風板ヒータ２１１を用いて、付着物Ｐ’となる原因物質Ｐの受風板２１への付着を抑制する手法、受風板２１に付着した付着物Ｐ’を除去する手法、受風板２１に対する付着物Ｐ’の付着を検出する手法について説明した。但し、受風板ヒータ２１１は、これらの全ての機能を実施可能に構成することは必須でなく、一部の機能を選択して実施することが可能であってもよい。
例えば、受風板ヒータ２１１により、受風板２１を原因物質Ｐの付着を抑制する温度まで加熱しておき、図９や図１０を用いて説明した手法にて付着物Ｐ’の付着を検出したら、流量測定部２を分解して受風板２１の清掃を行ってもよい。

また、排気管３に設けられた排気管ヒータ３１についても、付着物Ｐ’となる原因物質Ｐの排気管３の内壁面への付着を抑制する機能、排気管３の内壁面に付着した付着物Ｐ’を除去する機能、排気管３の内壁面に対する付着物Ｐ’の付着を検出する機能を備えている。但し、その作用については、図７〜図９を用いて説明した受風板２１側の例と同様なので、再度の説明を省略する。

また、図１０に示した手法にて受風板２１に対する付着物Ｐ’の付着が検出された場合には、併せて排気管３側の付着物Ｐ’の除去操作を行うとよい。
排気管３の内壁面に付着物Ｐ’が付着していない状態を維持することにより、排気路３０の断面積Ａを一定に保ち、（５）式に基づく気体の流量Ｑの算出を正確に行うことができる。

以上に説明した本実施の形態に係る流量測定装置によれば以下の効果がある。気体から受ける力を受けて支軸２２周りに回転する受風板２１の回転量に基づいて排気管３内を流れる気体の流量を算出することにより、ウエハＷに対する処理が行われる処理部から排出される気体の流量を幅広い範囲で正確に測定することができる。

ここで受風板２１の回転角に基づいて排気管３を流れる気体の流量を求める手法は、図１〜図３などに示した例の如く、水平方向に向けて配置された排気管３に適用する場合に限定されない。排気管３が伸びる方向は垂直方向であってもよいし、斜め上、または斜め下方向であってもよい。
例えば図１１に示す流量測定部２ａは、垂直方向下方側から上方側へ向けて気体が流れるように配置された排気管３に設けられている。当該排気管３を流れる気体の流量についても、気体から受風板２１が受ける力と、受風板２１に働く重力との釣り合いに応じて決定される受風板２１の回転角θに基づいて算出することができる。従って、傾斜センサ２４を用いて当該回転角を検出することにより、排気管３内を上昇する気体の流量を測定することができる。なお、図１１中に示すストッパー２６は、排気管３内を気体が流れていない状態にて、受風板２１がホームポジション（同図中、実線で示してある）に位置するよう受風板２１を支える部材である。
また、以下の説明に用いる各図において、既述の図１〜図１０に示したものと共通の構成要素には、これらの図に用いたものと共通の符号が付してある。

さらに、受風板２１の形状や排気管３内の配置位置、支軸２２を支持する位置などについても図１〜４に示した例に限定されない。例えば図１２に示す流量測定部２ｂは、排気管３内を横断するように配置された支軸２２から、横方向に幅広の受風面２１０を持つ受風板２１ａを垂下させた例を示している。本例では、支軸２２は受風板２１ａと一体となって回転し、排気管３の左右の側壁面に設けた軸受部２３から突出した支軸２２上に傾斜センサ２４が固定配置されている。受風板２１ａの回転角は、当該受風板２１ａと共に回転する、支軸２２の回転角に基づいて検出される。

次いで図１３に示す第２の実施の形態に係る流量測定部２ｃにおいては、受風板２１の回転角の代わりに、気体の力を受けて弾性変形する受風板２１ａの変形量が当該受風板２１ａの状態の変化量として検出される。
図１３に示す受風板２１ａの一面側、本例では受風面２１０の反対側の面には、受風板２１ａの変形量を検出するセンサ部として、公知のひずみゲージや圧電素子からなり、受風板２１ａと一体となって変形する歪みセンサ２７が設けられている。

図１３に示すように、排気管３内を流れる気体の力を受けて受風板２１ａが湾曲すると、当該歪みセンサ２７はその変形量に応じた信号を出力する。例えばひずみゲージでは抵抗の変化が発生し、また圧電素子では起電力が発生し、これらの変化が電圧計２４３にて電圧の変化として検出される。なお、図１３の電圧計２４３には、ひずみゲージからなる歪みセンサ２７に電力を供給する給電部や、圧電素子からなる歪みセンサ２７にて発生した起電力を増幅する増幅回路などが含まれている。また、形状の変化が継時的に発生している期間中だけ起電力が発生する圧電素子を歪みセンサ２７として用いる場合には、電圧計２４３にて検出された電圧の経時変化を積分して、受風板２１の変形量を特定するとよい。

ここで、図６に示した排気管３内の気体の風速と受風板２１の回転角との関係と同様に、本例においても気体の風速と、歪みセンサ２７を用いて検出した受風板２１の変形量との関係を予め取得しておく。そして、歪みセンサ２７より取得した受風板２１の変形量に基づいて、気体の風速を特定し、（５）式より気体の流量を求める。また、歪みセンサ２７の変形量と気体の流量との関係を予め取得しておき、受風板２１の変形量に基づいて気体の流量を直接、算出してもよい。

（塗布、現像装置）
以上、図１〜図１３を参照しながら本実施の形態の流量測定装置の構成例及び受風板２１の状態の変化量に基づく気体の流量の算出法について説明した。次いで、ウエハＷの処理部を備える処理装置に当該流量測定装置を適用した例について説明する。
以下、図１４〜図２０を用いて説明する例は、処理部として、ウエハＷに対して塗布膜の原料となる塗布液などの供給を行う液処理部４ａ〜４ｄと、塗布膜などが形成されたウエハＷの熱処理を行う熱処理部５ａ〜５ｃとを備える塗布、現像装置１に対して、本発明の流量測定装置を設置した場合を示している。

図１４〜図１６は、塗布、現像装置１の構成の一例を示す。これらの図は、塗布、現像装置１の平面図、概略縦断側面図、及び外観斜視図である。塗布、現像装置１は、キャリアブロックＤ１と、処理ブロックＤ２と、インターフェイスブロックＤ３と、を直線状に接続して構成されている。インターフェイスブロックＤ３にはさらに露光装置Ｄ４が接続されている。以降の説明ではブロックＤ１〜Ｄ３の配列方向を前後方向とする。
キャリアブロックＤ１は、キャリアＣを塗布、現像装置１に対して接続、離脱させる載置台１７１と、キャリアＣの蓋の開閉を行う開閉部１７２と、開閉部１７２を介してキャリアＣからウエハＷを搬送する移載機構１７３とを備えている。

図１５に示すように、処理ブロックＤ２は、ウエハＷに液処理を行う第１〜第６の単位ブロックＥ１〜Ｅ６が下からこの順に積層されている。説明の便宜上ウエハＷに下層側の反射防止膜を形成する処理を「ＢＣＴ」、ウエハＷにレジスト膜を形成する処理を「ＣＯＴ」、露光後のウエハＷにレジストパターンを形成するための処理を「ＤＥＶ」と夫々表現する場合がある。図１５、図１６に示すように、本例ではＢＣＴ層Ｅ１、Ｅ２、ＣＯＴ層Ｅ３、Ｅ４、ＤＥＶ層Ｅ５、Ｅ６が下方側から２層ずつ積み上げられている。名称が同じ単位ブロックにおいては互いに並行してウエハＷが搬送され、共通の処理が行われる。

ここでは図１４を参照しながら、単位ブロックＥ１〜Ｅ６のうち代表してＣＯＴ層Ｅ３の構成を説明する。キャリアブロックＤ１からインターフェイスブロックＤ３へ向かう搬送領域１７４の左右の一方側には棚ユニットＵが前後方向に複数配置され、他方側にはレジスト塗布モジュール１２Ａ、保護膜形成モジュールＩＴＣが前後方向に並べて設けられている。レジスト塗布モジュール１２Ａは、ウエハＷにレジスト液を供給してレジスト膜を形成する。保護膜形成モジュールＩＴＣは、レジスト膜上に所定の塗布液を供給し、当該レジスト膜を保護する保護膜を形成する。棚ユニットＵは、加熱モジュール５を構成し、後述の熱処理部５ａ〜５ｃを備える。前記搬送領域１７４には、ウエハＷの搬送機構である搬送アームＦ３が設けられている。

ＣＯＴ層Ｅ４はＣＯＴ層Ｅ３と同様に構成されており、レジスト塗布モジュールとして、１２Ａの代わりに１２Ｂが設けられている。他の単位ブロックＥ１、Ｅ２、Ｅ５及びＥ６は、ウエハＷに供給する液体が異なることを除き、単位ブロックＥ３、Ｅ４と同様に構成される。単位ブロックＥ１、Ｅ２は、レジスト塗布モジュール１２Ａ、１２Ｂの代わりに、反射防止膜の原料となる塗布液の供給を行う反射防止膜形成モジュールを備え、単位ブロックＥ５、Ｅ６は、レジスト膜の現像を行う現像液の供給を行う現像モジュールを備える。図１５では各単位ブロックＥ１〜Ｅ６の搬送アームはＦ１〜Ｆ６として示している。

処理ブロックＤ２におけるキャリアブロックＤ１側には、各単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ１と、タワーＴ１に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構である受け渡しアーム１７５とが設けられている。タワーＴ１は互いに積層された複数のモジュールにより構成されており、単位ブロックＥ１〜Ｅ６の各高さに設けられるモジュールは、当該単位ブロックＥ１〜Ｅ６の各搬送アームＦ１〜Ｆ６との間でウエハＷを受け渡す。これらのモジュールとしては、各単位ブロックの高さ位置に設けられた受け渡しモジュールＴＲＳ、ウエハＷの温度調整を行う温調モジュール、複数枚のウエハＷを一時的に保管するバッファモジュール、及びウエハＷの表面を疎水化する疎水化処理モジュールなどが含まれている。説明を簡素化するために、前記疎水化処理モジュール、温調モジュール、前記バッファモジュールについての図示は省略している。

インターフェイスブロックＤ３は、単位ブロックＥ１〜Ｅ６に跨って上下に伸びるタワーＴ２、Ｔ３、Ｔ４を備えており、タワーＴ２とタワーＴ３に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構であるインターフェイスアーム１７６と、タワーＴ２とタワーＴ４に対してウエハＷの受け渡しを行うための昇降自在な受け渡し機構であるインターフェイスアーム１７７と、タワーＴ２と露光装置Ｄ４の間でウエハＷの受け渡しを行うためのインターフェイスアーム１７８とが設けられている。

タワーＴ２は、受け渡しモジュールＴＲＳ、露光処理前の複数枚のウエハＷを格納して滞留させるバッファモジュール、露光処理後の複数枚のウエハＷを格納するバッファモジュール、及びウエハＷの温度調整を行う温調モジュールなどが互いに積層されて構成されているが、ここでは、バッファモジュール及び温調モジュールの図示は省略する。なお、タワーＴ３、Ｔ４にも夫々モジュールが設けられているが、ここでは説明を省略する。

この塗布、現像装置１及び露光装置Ｄ４からなるシステムの通常の処理動作が行われる際のウエハＷの搬送経路について説明する。ウエハＷは、キャリアＣから移載機構１７３により、処理ブロックＤ２におけるタワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳ０に搬送される。ウエハＷは、この受け渡しモジュールＴＲＳ０から、単位ブロックＥ１、Ｅ２に振り分けられて搬送される。例えばウエハＷを単位ブロックＥ１に受け渡す場合には、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳのうち、単位ブロックＥ１に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ１（搬送アームＦ１によりウエハＷの受け渡しが可能な受け渡しモジュール）に対して、前記ＴＲＳ０からウエハＷが受け渡される。またウエハＷを単位ブロックＥ２に受け渡す場合には、タワーＴ１の受け渡しモジュールＴＲＳのうち、単位ブロックＥ２に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ２に対して、前記ＴＲＳ０からウエハＷが受け渡される。これらのウエハＷの受け渡しは、受け渡しアーム１７５により行われる。

このように振り分けられたウエハＷは、ＴＲＳ１（ＴＲＳ２）→反射防止膜形成モジュール→加熱モジュール５→ＴＲＳ１（ＴＲＳ２）の順に搬送され、続いて受け渡しアーム１７５により単位ブロックＥ３に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ３と、単位ブロックＥ４に対応する受け渡しモジュールＴＲＳ４とに振り分けられる。

ＴＲＳ３、ＴＲＳ４に振り分けられたウエハＷは、ＴＲＳ３（ＴＲＳ４）→レジスト塗布モジュール１２Ａまたは１２Ｂ→加熱モジュール５→保護膜形成モジュールＩＴＣ→加熱モジュール５→タワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳの順で搬送される。然る後、このウエハＷは、インターフェイスアーム１７６、１７８により、タワーＴ３を介して露光装置Ｄ４へ搬入される。露光後のウエハＷは、インターフェイスアーム１７７によりタワーＴ２、Ｔ４間を搬送されて、単位ブロックＥ５、Ｅ６に対応するタワーＴ２の受け渡しモジュールＴＲＳ５、ＴＲＳ６に夫々搬送される。然る後、加熱モジュール５→現像モジュール→加熱モジュール５→受け渡しモジュールＴＲＳに搬送された後、移載機構１７３を介してキャリアＣに戻される。
当該塗布、現像装置１における各機器の動作制御についても既述の制御部８により実行される。

（液処理モジュール）
以上に概要を説明した塗布、現像装置１において、ＢＣＴ層Ｅ１、Ｅ２の反射防止膜形成モジュール、ＣＯＴ層Ｅ３、Ｅ４のレジスト塗布モジュール１２Ａ、１２Ｂ及び保護膜形成モジュールＩＴＣ、ＤＥＶ層Ｅ５、Ｅ６の現像モジュールは、既述のように、ウエハＷに供給する液体が異なることを除き同様の液処理モジュール４として構成されている。

以下、図１７、図１８を参照しながら液処理モジュール４に共通の構成について説明する。各液処理モジュール４内には、複数個、この例では４個の液処理部４ａ〜４ｄが横方向（図１４に示した塗布、現像装置１の前後方向）に配列され、共通の筐体４０内に収容されている。これら液処理部４ａ〜４ｄは互いに同様に構成されている。

図１８に示すように液処理部４ａ〜４ｄはスピンチャック（保持機構）４２を備え、筐体４０に形成された搬入出口４３を介して進入してきた搬送アームＦ１〜Ｆ６によってスピンチャック４２上にウエハＷが載置される。スピンチャック４２はウエハＷの裏面側中央部を吸引吸着して水平に保持する。このスピンチャック４２は、ウエハＷを保持した状態で駆動機構４２１により回転及び昇降自在に構成されている。このスピンチャック４２に保持されたウエハＷの周縁外側には、このウエハＷを囲むようにして上部側が開口するカップ体４１が設けられている。

回転するウエハＷに供給された液体は、カップ体４１に受け止められ、その底部側に設けられた不図示の排液口から排出される。また、カップ体４１の底部には、排液口へ排出される液体が流れ込まないように、カップ体４１の底面から突出した位置に開口する排気口４５３を介して個別排気路４５が接続されている。

図１７に示すように、４個の液処理部４ａ〜４ｄに対しては、スピンチャック４２上のウエハＷに液体を供給するための共通の液ノズル（液体供給機構）４４が設けられている。液ノズル４４の先端側には、液体が吐出される吐出口を備えた不図示のノズル部が形成されている。液ノズル４４は、移動機構４４１により上下（Ｚ’方向）に昇降自在、及び液処理部４ａ〜４ｄの並び方向（Ｙ’方向）に沿って設けられたガイドレール４４２上を移動自在に構成されている。また、液体の供給を行っていないとき、液ノズル４４は、液処理モジュール４の一端側に設けられた待機領域４４３にて待機している。

そして、ウエハＷに対して液体の供給を行うときは、処理対象のウエハＷを保持した液処理部４ａ〜４ｄまで液ノズル４４を移動させ、ウエハＷの回転中心の上方側にノズル部を位置させて液体を吐出する。

さらに筐体４０の天井部には、不図示のフィルタユニットが設けられ、筐体４０の床面側に不図示の排気部が設けられていることにより、当該筐体４０内には、天井部側から床面側へ向けて流れる清浄空気のダウンフローが形成されている。
当該ダウンフローの一部は、各カップ体４１に取り込まれ、既述の排気口４５３を介して個別排気路４５に排気される。この個別排気路４５には排気量調節部４５１が介設されており、排気量調節部４５１の内部には、液処理部４ａ〜４ｄより排出される気体の排出量の調節を実行するダンパ４５２が設けられている。

さらに図１８に示すように各液処理部４ａ〜４ｄの個別排気路４５は、排気量調節部４５１の下流側にて共通のモジュール排気路３ａに接続されている。当該モジュール排気路３ａは、図１〜図３などに示した排気管３に相当すると共に、各液処理部４ａ〜４ｄから排出された気体が合流する合流排気路を構成している。そして、このモジュール排気路３ａに対する各個別排気路４５の接続位置よりも下流側には、既述の流量測定部２である液処理部側流量測定部２Ａが設けられている。

上述の液処理部側流量測定部２Ａは、図１８に例示したＣＯＴ層Ｅ３、Ｅ４、ＢＣＴ層Ｅ２を含むすべての単位ブロックＥ１〜Ｅ６に設けられた各モジュール排気路３ａの下流側位置に配置されると共に、これらモジュール排気路３ａは、集合排気路３５ａを介して工場排気３６に接続されている。

このように各モジュール排気路３ａが共通の工場排気３６に接続された単位ブロックＥ１〜Ｅ６の液処理モジュール４において、各液処理部４ａ〜４ｄの排気量は、制御部８からの制御信号に基づいて排気量調節部４５１のダンパ４５２の開度を切り替えることにより調節される。
そして、各単位ブロックＥ１〜Ｅ６に設けられている液処理モジュール４では、これら複数の液処理部４ａ〜４ｄに対して共通の液処理部側流量測定部２Ａを用いて気体の流量の測定を行っている。

上述の構成を備える液処理モジュール４において、液処理部４ａ〜４ｄにてウエハＷに対する液体の供給が行われている期間中は、ダンパ４５２の開度を大きくして当該液処理部４ａ〜４ｄの個別排気路４５からの排気量を「高排気量Ｅ_Ｈ」に調節するものとする。一方で、液体の供給が行われていない液処理部４ａ〜４ｄでは、ダンパ４５２の開度を小さくしてその排気量を「低排気量Ｅ_Ｌ」に調節するものとする。

従って、ｎ個の液処理部４ａ〜４ｄにて、ウエハＷに対する液体の供給を実行している場合には、制御部８は処理を実行している液処理部４ａ〜４ｄの数に基づいて、モジュール排気路３ａにおける予測排気量Ｑ_Ｅを下記（６）式に基づいて算出できる。
Ｑ_Ｅ＝ｎＥ_Ｈ＋（４−ｎ）Ｅ_Ｌ …（６）

例えば全ての液処理部４ａ〜４ｄがアイドリング状態にある期間中（ｎ＝０）、液処理部側流量測定部２Ａにて測定された実排気量Ｑが「Ｑ＞４Ｅ_Ｌ」であった場合には、いずれかのダンパ４５２にて開度調節異常が発生していることが把握できる。
一方で、１台の液処理部４ａ〜４ｄのみでウエハＷに対する液体の供給が行われている期間中（ｎ＝１）、液処理部側流量測定部２Ａにて測定された実排気量Ｑが「Ｑ＜Ｅ_Ｈ＋３Ｅ_Ｌ」である場合には、当該液体の供給が行われている液処理部４ａ〜４ｄの個別排気路４５などで詰まりなどが発生し、排気量低下が発生していることが把握できる。これらダンパ４５２にて開度調節異常や個別排気路４５にて排気量低下が発生していることの判断は、制御部８にて行われる。また、前記実排気量Ｑが予測排気量Ｑ_Ｅからずれている場合に、このずれが解消される方向に、ずれの原因となっているダンパ４５２の開度を調節してもよい。

以上に説明した各液処理モジュール４から排出される気体の流量を測定する手法は、熱処理モジュール５側にも採用されている。以下、図１９を参照しながら熱処理モジュール５側の構成に簡単に説明しておく。
（熱処理モジュール）
例えば図１９は、塗布膜であるレジスト膜が表面に形成されたウエハＷの加熱処理を行う複数の熱処理部５ａ〜５ｃが設けられた熱処理モジュール５（棚ユニットＵ）における気体の排気系統を示している。

熱処理部５ａ〜５ｃは偏平な角形の筐体５１１を備えており、筐体５１１の側壁に設けられ、ウエハＷの搬入出が行われる搬送口は、シャッタ５１２により開閉される。筐体５１１内には搬送口側から見て手前側の位置と、その奥手側に配置された熱板５４の上方位置との間でウエハＷを搬送する冷却プレート５２が設けられている。加熱機構である熱板５４を挟んで対向するように配置されたガス吐出部５５１と排気部５５２との間には、熱板５４上に載置されたウエハＷと、当該ウエハＷと対向するように設けられた天板５３との間の空間に、例えば窒素ガスなどの不活性ガスの一方向流が形成される。

上述の構成により、冷却プレート５２によって搬送され熱板５４上に載置されたウエハＷは、熱板５４によって加熱され、各種塗布膜の加熱処理が行われる。この加熱処理に伴い、塗布膜から放出された成分は、不活性ガスの一方向流に乗って個別排気路５６から排出される。

熱処理モジュール５側の個別排気路５６にも排気量調節部５６１が介設され、この排気量調節部５６１の内部には、熱処理部５ａ〜５ｃより排出される気体の排出量の調節を実行するダンパ５６２が設けられている。

さらに各熱処理部５ａ〜５ｃの個別排気路５６は、排気量調節部５６１の下流側にて共通のモジュール排気路３ｂに接続されている。当該モジュール排気路３ｂは、図１〜図３などに示した排気管３に相当すると共に、各熱処理部５ａ〜５ｃから排出された気体が合流する合流排気路を構成している。そして、このモジュール排気路３ｂに対する個別排気路５６の接続位置よりも下流側には、既述の流量測定部２である熱処理部側流量測定部２Ｂが設けられている。

ＢＣＴ層Ｅ１、Ｅ２、ＣＯＴ層Ｅ３、Ｅ４、ＤＥＶ層Ｅ５、Ｅ６の各モジュール排気路３ｂの下流側位置にも熱処理部側流量測定部２Ｂが配置されると共に、これらモジュール排気路３ｂは、集合排気路３５ｂを介して工場排気３６に接続されている。
従って、単位ブロックＥ１〜Ｅ６の熱処理モジュール５においても、各モジュール排気路３ｂは共通の工場排気３６に接続されているので、各熱処理部５ａ〜５ｃの排気量は、制御部８からの制御信号に基づいて、排気量調節部５６１のダンパ５６２の開度を切り替えることにより調節される点は、既述の液処理モジュール４と同様である。

このように、熱処理部５ａ〜５ｃの個別排気路５６からの排気量が高排気量Ｅ_Ｈと低排気量Ｅ_Ｌとの間で切り替えられるとき、制御部８はウエハＷの処理を実行している熱処理部５ａ〜５ｃの数に基づいて、予測排気量Ｑ_Ｅを算出することができる。この予測排気量と、熱処理部側流量測定部２Ｂにて測定された実排気量Ｑとの比較により、ダンパ５６２における開度調節異常や個別排気路５６における排気量低下の発生を把握可能な点や、実排気量Ｑと予測排気量Ｑ_Ｅとのずれ量を解消する方向に、ずれの原因となっているダンパ５６２の開度を調節してもよい点についても液処理モジュール４側の例と同様である。
なお、ｍ個の熱処理部５ａ〜５ｃが設けられている熱処理モジュール５においては、既述の（６）式は以下の（６）’に修正される。
Ｑ_Ｅ＝ｎＥ_Ｈ＋（ｍ−ｎ）Ｅ_Ｌ …（６）’

図２０は、図１８、図１９に示した集合排気路３５ａ、３５ｂに、流量測定部２からなる集合排気路流量測定部２Ｃを更に設けた例を示している。液処理部側流量測定部２Ａ、熱処理部側流量測定部２Ｂにて実施される、各単位ブロックＥ１〜Ｅ６の液処理モジュール４側、熱処理モジュール５側より排出される気体の排出量の測定と合わせて、集合排気路３５ａ、３５ｂを流れる気体の流量測定を行えば、各単位ブロックＥ１〜Ｅ６間での総合的な排気バランスの調節も行うことができる。

さらに各液処理部４ａ〜４ｄにおいて、既述の高排気量Ｅ_Ｈは２．６〜３．０ｍ^３／ｍｉｎ程度であり、例えば４個の液処理部４ａ〜４ｄを備える液処理モジュール４からの排気量は最大で８．０〜１０．０ｍ^３／ｍｉｎ程度となる。また、各熱処理部５ａ〜５ｃにおいて、高排気量Ｅ_Ｈは７０Ｌ／ｍｉｎ程度であり、例えば図１４に示した棚ユニットＵ（熱処理モジュール５）に７個の熱処理部５ａ〜５ｃが配置されていたとき、熱処理モジュール５からの排気量は最大で２００Ｌ／ｍｉｎ程度となる。

このため、各モジュール排気路３ａ、３ｂや集合排気路３５ａ、３５ｂに設けられる流量計は、幅広い流量範囲にて正確な流量測定を実行可能であることが要請される。
これに対して従来の超音波流量計は、高排気量領域（排気管３内の風速が高くなる領域）となるほど流量測定が困難になることが知られている。一方で図２０に示した各流量測定部２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、後述の実施例にも示すように、予め把握した流量測定範囲に基づいて適切な形状や重量を有する受風板２１を選択することによって、高排気量領域を含む幅広い流量範囲で正確な流量測定を行うことができる。

以上、図１７〜図２０を用いて説明した実施の形態では、複数の液処理部４ａ〜４ｄ、熱処理部５ａ〜５ｃ間で流量測定部２Ａ、２Ｂを共有する例について説明した。これに対して、液処理部４ａ〜４ｄ、熱処理部５ａ〜５ｃの個別排気路４５、５６の全てに流量測定部２を設け、個別の処理部からの気体の排出量を測定し、さらには、その測定結果に基づいて各ダンパ４５２、５６２の開度調節を行ってもよいことは勿論である。

さらに、流量測定部２の適用対象は、塗布、現像装置に設けられている液処理部４ａ〜４ｄ、熱処理部５ａ〜５ｃに限定されるものではない。例えば、酸性やアルカリ性の洗浄液を用いてウエハＷの洗浄処理を行う液処理部４ａから排出される気体の流量について、流量測定部２を利用した測定を行ってもよい。また、当該流量測定部２を用い、表面に塗布膜が形成されたウエハＷに対し、紫外線ランプなどからなる紫外線照射機構を用いて紫外線を照射することにより、塗布膜の特性を変化させる紫外線処理部から排出される気体の流量の測定を行ってもよいことは勿論である。

図１〜図４に示した構成の流量測定部２を備える流量測定装置を用いて排気管３を流れる気体の流量測定を行った。
Ａ．実験条件
模擬の排気路３０を構成する排気管３の下流端に、開度調節可能なバルブと、排気管３内の排気を行う送風ファンとをこの順で設置し、バルブの上流側に図１〜図４に示した構成の流量測定部２と、検証用の羽根車式の流速計とを設けた。送風ファンを稼働させバルブの開度を増減することにより排気管３内を流れる気体の流量を調節しながら、傾斜センサ２４にて流量測定部２の傾き（ｘ軸方向、ｙ軸方向）を検出した結果に基づいて風速（指示風速）を算出すると共に、検証用の流速計による風速（実風速）測定を行った。

Ｂ．実験結果
検証用の流速計による実風速の測定結果と、流量測定部２の傾きに基づいて算出した指示風速との対応関係を図２１に示す。図２１の横軸は、実風速の測定結果を示し、縦軸は指示風速の値を示している。図中、傾斜センサ２４のｘ軸方向の出力に基づいて算出した指示風速は、バツ印（×）でプロットし、ｙ軸方向の出力に基づいて算出した指示風速は、白抜きの四角（□）でプロットしてある。また、実風速と指示風速とが一致した場合の参照ラインを破線で併記してある。

図２１に示した結果によれば、ｘ軸方向出力に基づく指示風速は、およそ０．７５〜７ｍ／ｓの広い範囲で、実風速との間に線形的な対応関係を示している。一方、ｙ軸方向出力に基づく指示風速についても、およそ１．２５〜７ｍ／ｓの広い範囲で、実風速との間に線形的な対応関係を示している。これらの領域では、実風速との対応関係に基づいて、風速の算出式の校正することにより、精度の高い風速測定（即ち、気体の流量測定）を行うことが可能であると言える。

一方で、小流量領域（ｘ軸方向出力では０．７５ｍ／ｓ未満、ｙ軸方向出力では１．２５ｍ／ｓ未満）や、大流量領域（７ｍ／ｓを超える風速）では、有効な指示風速が得られなかった。これは、傾斜センサ２４による傾斜の検出限界や、受風板２１の可動角度の限界に基づくものと考えられる。
従って、流量測定部２を用いて気体の流量を測定するにあたっては、受風板２１の形状や重量などに応じて有効な流量測定範囲を予め把握しておき、排気管３を流れる気体の設計上の流量範囲などに基づいて、適切な受風板２１を選択することが重要であることが分かる。

Ｗ ウエハ
１ 塗布、現像装置
２、２ａ、２ｂ
流量測定部
２１ 受風板
２１０ 受風面
２１１ 受風板ヒータ
２１２ 温度センサ
２２ 支軸
２４ 傾斜センサ
２７ 歪みセンサ
３ 排気管
３１ 排気管ヒータ
３２ 温度センサ
４ａ〜４ｄ 液処理部
４５ 個別排気路
４５１ 排気量調節部
５ａ〜５ｃ 熱処理部
５６ 個別排気路
５６１ 排気量調節部
８ 制御部

Claims (11)

1. 被処理体に対する処理が行われる処理部から排出され、排気路を流れる気体の流量を測定する流量測定装置において、
   前記排気路を流れる気体の流れと交差するように配置される受風面を備え、この受風面を介して気体から受ける力に応じて状態が変化する受風部材と、
   前記受風部材の状態の変化量を検出し、当該変化量に応じた信号を出力するセンサ部と、
   前記センサ部から出力された信号に基づき、前記排気路を流れる気体の流量を算出する流量算出部と、を備え、
   前記受風部材は、この受風部材に働く重力方向と交差する方向へ向けて伸びる支軸によって、当該支軸回りに回転自在に支持され、前記センサ部は、前記受風部材の状態の変化量として、前記処理部から気体が排出されていないときのホームポジションからの前記支軸回りの受風部材の回転角を検出することと、
   前記処理部から排出される気体には、受風面に付着する付着物となる物質が含まれ、前記受風面への付着物の付着により、当該受風面側の重量が増大したことに起因する前記ホームポジションからの支軸回りの受風部材の回転角を、前記処理部から気体が排出されていない期間中にセンサ部から取得して、当該受風部材への付着物の付着を検出する付着物検出部を備えたことと、を特徴とする流量測定装置。
2. 前記センサ部は、前記受風部材、または受風部材と一体に回転する前記支軸に取り付けられた加速度センサであることを特徴とする請求項１に記載の流量測定装置。
3. 前記受風部材の周囲に、当該受風部材の表面から離れるに連れて次第に温度が低くなる温度勾配を形成して付着物の付着を抑制するために、受風部材の加熱を行う受風部材加熱機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流量測定装置。
4. 前記受風部材に付着した付着物が除去される温度まで、当該受風部材を加熱するための受風部材加熱機構が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の流量測定装置。
5. 前記受風部材の温度を計測する受風部材温度計測部と、
   前記受風部材加熱機構により、予め設定された付着確認温度となるまで前記受風部材を加熱している期間中に、前記受風部材温度計測部により計測した受風部材の温度の経時変化プロファイルに基づいて、付着物の除去の要否を判断する判断部を備えたことを特徴とする請求項４に記載の流量測定装置。
6. 前記処理部から排出される気体には、前記排気路を構成する配管の内壁面に付着する付着物となる物質が含まれ、
   前記配管の内壁面から離れるに連れて次第に温度が低くなる温度勾配を形成して付着物の付着を抑制するために、前記受風部材が配置されている領域の配管の加熱を行う配管加熱機構が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の流量測定装置。
7. 前記処理部から排出される気体には、前記を構成する配管の内壁面に付着する付着物となる物質が含まれ、
   前記受風部材が配置されている領域の配管には、内壁面に付着した付着物が除去される温度まで、当該配管を加熱するための配管加熱機構が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載の流量測定装置。
8. 前記配管加熱機構により加熱されている領域の配管の温度を計測する配管温度計測部と、
   前記配管加熱機構により、予め設定された付着確認温度となるまで前記配管を加熱している期間中に、前記配管温度計測部により計測した配管の温度の経時変化プロファイルに基づいて、付着物の除去の要否を判断する判断部を備えたことを特徴とする請求項７に記載の流量測定装置。
9. 被処理体に対する処理を行う処理部と、
   前記処理部から排気路へ排出される気体の流量を調節する排気量調節部と、
   請求項１ないし８のいずれか一つに記載の流量測定装置と、
   前記排気量調節部を操作し、前記排気路へ排出される気体の流量を調節する制御部と、を備えたことを特徴とする処理装置。
10. 前記処理部と排気量調節部との組が複数けられ、
    前記流量測定装置の受風部材は、前記複数の処理部から排出された気体が合流する合流排気路に設けられ、
    前記制御部は、被処理体の処理を実行している処理部の数から予測される予測排気流量と、前記流量算出部にて算出された気体の流量との差に基づいて、いずれかの排気量調節部における排気量調節の異常を検出することを特徴とする請求項９に記載の処理装置。
11. 以下の（１）〜（３）より選択された少なくとも１つの種類の処理部を備えたことを特徴とする請求項９または１０に記載の処理装置。
    （１）被処理体を鉛直軸周りに回転自在に保持する保持機構と、前記保持機構に保持され被処理体の表面に液体を供給する液体供給機構と、前記保持部の周囲を囲むように配置され、回転する被処理体から振り切られた液体を受け止め、液体と気体とを分離して排出するカップ体と、を備えた液処理部。
    （２）表面に塗布膜が形成された被処理体を加熱する加熱機構を備えた加熱処理部。
    （３）表面に塗布膜が形成された被処理体に紫外線を照射する紫外線照射機構を備えた紫外線処理部。

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