JP6675955B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、基板処理装置に関する。

従来、フレーム内で水平方向に並べて配置され、処理液を用いてそれぞれ基板を処理する複数の処理ユニットと、処理ユニットへ処理液を供給する供給部とを備えた基板処理装置が知られている。

かかる基板処理装置においては、処理液の給液用主配管が、処理ユニットの並び方向に沿って水平に、処理ユニットを収容するフレームの上を通されている（たとえば、特許文献１参照）。

なお、特許文献１に開示の装置では、装置のフットプリントが増加するのを抑制しつつより高いスループットを得るために、処理ユニットを多段に積層したレイアウトを採用している。

特開２０１２−１４２４０４号公報

しかしながら、上述した従来技術には、処理ユニットを積層しつつも装置の高さを抑えるという点で更なる改善の余地がある。

具体的には、上述のように処理ユニットを積層することは、省スペース化を図りつつスループットを向上させるうえで有効ではあるが、積層数を増やせば装置の高さは増してしまう。また、装置の設置場所や、装置の搬送手段における都合から、装置の高さに制約がかかる場合がある。このため、処理ユニットを積層しつつも装置の高さはできるだけ抑えたいという要求がある。

実施形態の一態様は、処理ユニットを積層しつつも装置の高さを抑えることができる基板処理装置を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る基板処理装置は、複数の処理部と、処理流体供給ラインと、フレーム構造体とを備える。複数の処理部は、水平方向に並べて配置され、処理流体を用いて基板を処理する。処理流体供給ラインは、複数の処理部の下方に水平に配置された水平配管、および、水平配管から分岐して処理部のそれぞれへ接続される分岐管とを有する。フレーム構造体は、複数の柱部および複数の梁部を有し、柱部および梁部によって形成される収容空間に複数の処理部および処理流体供給ラインを収容する。また、梁部は、複数の処理部の並び方向と平行に配置された第１梁部および第２梁部を含む。また、水平配管は、第１梁部および第２梁部の間であって、第１梁部の上面と下面の間に配置され、さらに複数の処理部に渡って配置される。

実施形態の一態様によれば、処理ユニットを積層しつつも装置の高さを抑えることができる。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。 図２は、処理ユニットの概略構成を示す図である。 図３は、基板処理システムが備える処理液供給系の概略構成を示す図である。 図４は、処理ユニットの排気経路を示す図である。 図５Ａは、フレーム構造体の概略構成を示す図（その１）である。 図５Ｂは、フレーム構造体の概略構成を示す図（その２）である。 図５Ｃは、フレーム構造体の概略構成を示す図（その３）である。 図５Ｄは、フレーム構造体の概略構成を示す図（その４）である。 図６Ａは、処理ステーションの模式正面図である。 図６Ｂは、処理ステーションの模式平面図である。 図６Ｃは、処理ユニットの模式正面図である。 図６Ｄは、処理ユニットの模式平面図である。 図７Ａは、処理流体の供給ラインを示す処理ステーションの模式正面図である。 図７Ｂは、図７Ａに示すＡ−Ａ’線略断面図である。 図７Ｃは、図７Ｂに示すＭ２部の拡大図である。 図７Ｄは、第２排気管と筐体との接続部を示す模式斜視図である。 図７Ｅは、図７Ｂに示すＢ−Ｂ’線略断面図である。 図７Ｆは、図７Ｅに示すＭ３部の拡大図である。 図７Ｇは、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路を示す処理ステーションの模式正面図である。 図８は、排気切替ユニットの構成を示す図である。 図９は、基板処理システムにおいて実行される基板処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板処理装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る基板処理システムの概略構成を示す図である。以下では、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。

図１に示すように、基板処理システム１は、搬入出ステーション２と、処理ステーション３とを備える。搬入出ステーション２と処理ステーション３とは隣接して設けられる。

搬入出ステーション２は、キャリア載置部１１と、搬送部１２とを備える。キャリア載置部１１には、複数枚の基板、本実施形態では半導体ウェハ（以下ウェハＷ）を水平状態で収容する複数のキャリアＣが載置される。

搬送部１２は、キャリア載置部１１に隣接して設けられ、内部に基板搬送装置１３と、受渡部１４とを備える。基板搬送装置１３は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１３は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いてキャリアＣと受渡部１４との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ステーション３は、搬送部１２に隣接して設けられる。処理ステーション３は、搬送部１５と、複数の処理ユニット１６とを備える。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５の両側に並べて設けられる。

搬送部１５は、内部に基板搬送装置１７を備える。基板搬送装置１７は、ウェハＷを保持するウェハ保持機構を備える。また、基板搬送装置１７は、水平方向および鉛直方向への移動ならびに鉛直軸を中心とする旋回が可能であり、ウェハ保持機構を用いて受渡部１４と処理ユニット１６との間でウェハＷの搬送を行う。

処理ユニット１６は、基板搬送装置１７によって搬送されるウェハＷに対して所定の基板処理を行う。

また、基板処理システム１は、制御装置４を備える。制御装置４は、たとえばコンピュータであり、制御部１８と記憶部１９とを備える。記憶部１９には、基板処理システム１において実行される各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部１８は、記憶部１９に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板処理システム１の動作を制御する。

なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御装置４の記憶部１９にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。

上記のように構成された基板処理システム１では、まず、搬入出ステーション２の基板搬送装置１３が、キャリア載置部１１に載置されたキャリアＣからウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを受渡部１４に載置する。受渡部１４に載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置１７によって受渡部１４から取り出されて、処理ユニット１６へ搬入される。

処理ユニット１６へ搬入されたウェハＷは、処理ユニット１６によって処理された後、基板搬送装置１７によって処理ユニット１６から搬出されて、受渡部１４に載置される。そして、受渡部１４に載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置１３によってキャリア載置部１１のキャリアＣへ戻される。

次に、処理ユニット１６の構成について図２を参照して説明する。図２は、処理ユニット１６の概略構成を示す図である。

図２に示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、基板保持機構３０と、処理流体供給部４０と、回収カップ５０とを備える。

チャンバ２０は、基板保持機構３０と処理流体供給部４０と回収カップ５０とを収容する。チャンバ２０の天井部には、ＦＦＵ（Fan Filter Unit）２１が設けられる。ＦＦＵ２１は、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

基板保持機構３０は、保持部３１と、支柱部３２と、駆動部３３とを備える。保持部３１は、ウェハＷを水平に保持する。支柱部３２は、鉛直方向に延在する部材であり、基端部が駆動部３３によって回転可能に支持され、先端部において保持部３１を水平に支持する。駆動部３３は、支柱部３２を鉛直軸まわりに回転させる。かかる基板保持機構３０は、駆動部３３を用いて支柱部３２を回転させることによって支柱部３２に支持された保持部３１を回転させ、これにより、保持部３１に保持されたウェハＷを回転させる。

処理流体供給部４０は、ウェハＷに対して処理流体を供給する。処理流体供給部４０は、処理流体供給源７０に接続される。

回収カップ５０は、保持部３１を取り囲むように配置され、保持部３１の回転によってウェハＷから飛散する処理液を捕集する。回収カップ５０の底部には、排液口５１が形成されており、回収カップ５０によって捕集された処理液は、かかる排液口５１から処理ユニット１６の外部へ排出される。また、回収カップ５０の底部には、ＦＦＵ２１から供給される気体を処理ユニット１６の外部へ排出する排気口５２が形成される。

次に、基板処理システム１が備える処理液供給系の概略構成について図３を参照して説明する。図３は、基板処理システム１が備える処理液供給系の概略構成を示す図である。

図３に示すように、基板処理システム１が備える処理液供給系は、複数の処理ユニット１６に処理液を供給する処理流体供給源７０を有している。

処理流体供給源７０は、処理液を貯留するタンク１０２と、タンク１０２から出てタンク１０２に戻る循環ライン１０４とを有している。循環ライン１０４にはポンプ１０６が設けられている。ポンプ１０６は、タンク１０２から出て循環ライン１０４を通りタンク１０２に戻る循環流を形成する。ポンプ１０６の下流側において循環ライン１０４には、処理液に含まれるパーティクル等の汚染物質を除去するフィルタ１０８が設けられている。必要に応じて、循環ライン１０４に補機類（例えばヒータ等）をさらに設けてもよい。

循環ライン１０４に設定された接続領域１１０に、１つまたは複数の分岐ライン１１２が接続されている。各分岐ライン１１２は、循環ライン１０４を流れる処理液を対応する処理ユニット１６に供給する。各分岐ライン１１２には、必要に応じて、流量制御弁等の流量調整機構、フィルタ等を設けることができる。

基板処理システム１は、タンク１０２に、処理液または処理液構成成分を補充するタンク液補充部１１６を有している。タンク１０２には、タンク１０２内の処理液を廃棄するためのドレン部１１８が設けられている。

次に、処理ユニット１６の排気経路について図４を参照して説明する。図４は、処理ユニット１６の排気経路を示す図である。なお、図４では、処理ユニット１６の排気経路を説明するために必要な構成要素を主に示しており、一般的な構成要素についての記載を適宜省略している。

まず、本実施形態に係る処理ユニット１６の構成について説明する。図４に示すように、処理ユニット１６が備える処理流体供給部４０は、ノズル４１と、このノズル４１に一端が接続される配管４２とを備える。配管４２の他端は複数に分岐しており、分岐した各端部には、それぞれアルカリ系処理液供給源７１、酸系処理液供給源７２、有機系処理液供給源７３およびＤＩＷ供給源７４が接続される。また、各供給源７１〜７４とノズル４１との間には、バルブ７５〜７８が設けられる。

かかる処理流体供給部４０は、各供給源７１〜７４から供給されるアルカリ系処理液、酸系処理液、有機系処理液およびＤＩＷ（純水）をノズル４１からウェハＷの表面（被処理面）に対して供給する。

本実施形態では、アルカリ系処理液としてＳＣ１（アンモニア、過酸化水素および水の混合液）、酸系処理液としてＨＦ（フッ酸）、有機系処理液としてＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が用いられるものとする。なお、酸系処理液、アルカリ系処理液および有機系処理液は、これらに限定されない。

また、本実施形態では、アルカリ系処理液、酸系処理液、有機系処理液およびＤＩＷが１つのノズル４１から供給されるものとするが、処理流体供給部４０は、各処理液に対応する複数のノズルを備えていてもよい。

ここで、ＳＣ１使用時に処理ユニット１６から排出されるアルカリ系排気と、ＨＦ使用時に処理ユニット１６から排出される酸系排気と、ＩＰＡ使用時に処理ユニット１６から排出される有機系排気とは、たとえば排気管の汚染防止等の面から個別に排出することが好ましい。このため、本実施形態に係る基板処理システム１では、アルカリ系排気、酸系排気および有機系排気ごとに排気経路が設けられる。

かかる排気経路の構成について説明する。基板処理システム１の処理ステーション３は、処理ユニット１６の排気経路として、主排気管１２０と、第１排気管２００と、排気切替ユニット３００とを備える。

主排気管１２０は、複数の個別排気管１２１〜１２３を備える。個別排気管１２１は、アルカリ系排気が流れる排気管であり、個別排気管１２２は、酸系排気が流れる排気管であり、個別排気管１２３は、有機系排気が流れる排気管である。これら個別排気管１２１〜１２３には、排気機構１５１〜１５３がそれぞれ設けられる。排気機構１５１〜１５３としては、ポンプ等の吸気装置を用いることができる。

本実施形態に係る個別排気管１２１〜１２３は、少なくとも一部が処理ユニット１６よりも上方に配置される。個別排気管１２１〜１２３の具体的な配置については後述する。

第１排気管２００は、処理ユニット１６からの排気を主排気管１２０へ導く配管である。かかる第１排気管２００は、処理ユニット１６の排気口５２に一端側が接続され、他端が、後述する排気切替ユニット３００を介して、主排気管１２０の処理ユニット１６よりも上方に配置される部分に接続される。

第１排気管２００は、処理ユニット１６の排気口５２から水平に延びる水平部２０１と、水平部２０１の下流側に設けられ、上方に向かって鉛直に延びる上昇部２０２とを備える。また、上昇部２０２の最下位置には、第１排気管２００内の液体を外部へ排出するドレン部２５０が設けられる。

排気切替ユニット３００は、第１排気管２００の上昇部２０２に接続され、処理ユニット１６からの排気の流出先を個別排気管１２１〜１２３のいずれかに切り替える。主排気管１２０と同様、かかる排気切替ユニット３００も処理ユニット１６よりも上方に配置される。

処理ユニット１６の排気経路は上記のように構成されており、処理ユニット１６からの排気は、第１排気管２００および排気切替ユニット３００を介して個別排気管１２１〜１２３のいずれかに流出する。

ここで、本実施形態に係る基板処理システム１では、上述したように、主排気管１２０の少なくとも一部と排気切替ユニット３００とが処理ユニット１６よりも上方に配置され、第１排気管２００の他端側が、排気切替ユニット３００を介して、主排気管１２０の処理ユニット１６よりも上方に配置される部分に接続される。これにより、処理ユニット１６からの排気は、第１排気管２００の上昇部２０２を上昇した後、排気切替ユニット３００から主排気管１２０へ流出することとなる。

また、ここでは図示していないが、本実施形態では、各供給源７１〜７４やバルブ７５〜７８等、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路をさらに設けることとした。かかる排気経路は、後述する第２排気管５００や第３排気管６００（後に示す図７Ｇ等参照）を用いて形成され、主排気管１２０を利用して排気されるように排気切替ユニット３００へ接続される。これにより、処理流体の供給ラインまわりにおける処理流体の漏れ等に備えた排気を行うことができる。

以下、上述した主排気管１２０、第１排気管２００および排気切替ユニット３００の配置を含めた処理ステーション３のより具体的な構成について、図５Ａ以降を参照して順次説明する。

まず、処理ステーション３は、複数の柱部４０１と複数の梁部４０２とを有するフレーム構造体４００を備えており、柱部４０１と梁部４０２とによって形成される収容空間に、複数の処理ユニット１６が収容される。複数の処理ユニット１６は、搬送部１５（図１参照）の延在方向、すなわちＸ軸方向に沿って並列に配置され、かつ、多段に積層される。

ここで、本実施形態に係るフレーム構造体４００の概略構成について図５Ａ〜図５Ｄを参照して説明しておく。図５Ａ〜図５Ｄは、フレーム構造体４００の概略構成を示す図（その１）〜（その４）である。

なお、図５Ａは、フレーム構造体４００の模式斜視図、図５Ｂは、対向する１組の第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２をＹＺ平面で切断した場合の断面図、図５Ｃは、対向する第１柱部４０１−１の組および第２柱部４０１−２の組をＸＹ平面で切断した場合の断面図、図５Ｄは、図５Ｃに示すＭ１部の拡大図となっている。

図５Ａに示すように、フレーム構造体４００の柱部４０１は、Ｘ軸負方向側の端部に垂直に設けられる第１柱部４０１−１と、Ｘ軸正方向側の端部に垂直に設けられる第２柱部４０１−２とを少なくとも含む。

また、フレーム構造体４００の梁部４０２は、処理ユニット１６の並び方向、すなわちＸ軸方向に沿って水平かつ多段に設けられ、処理ユニット１６のＹ軸負方向側に配置される第１梁部４０２−１と、かかる第１梁部４０２−１と平行に、処理ユニット１６のＹ軸正方向側に配置される第２梁部４０２−２とを含む。

なお、柱部４０１または梁部４０２には、角パイプやプロファイル材といった角材を用いることが好ましい。角材を用いることにより、それぞれの対向面間などに、部材（たとえば配管など）の収納可能領域を形成しやすくすることができる。

そして、図５Ａに示すように、フレーム構造体４００は基本的に、第１柱部４０１−１、第２柱部４０１−２および複数の第１梁部４０２−１からなる構造体と、第１柱部４０１−１、第２柱部４０１−２および複数の第２梁部４０２−２からなる構造体とが組み合わされて、収容空間が形成される。

ただし、本実施形態では、図５Ａ中に二点鎖線で示すように、フレーム構造体４００に対し、幅方向に渡した梁を極力設けない構造とした。本実施形態では、対向する１組の第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２は、図５Ｂに示すように、それぞれの下面が板材４０３によって連結される。

これにより、図５Ｂに示すように、第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２の対向面間であり、かつ、第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２の高さｈを有する収容可能領域Ｒ１を、図５Ｃに示すように並び方向全体に渡って形成することができる。

また、上述のように板材４０３により第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２が連結されることによって、図５Ｄに示すように、たとえば第２柱部４０１−２の組の対向面間であり、かつ、第２柱部４０１−２の幅ｗを有する収容可能領域Ｒ２を、第２柱部４０１−２の延在方向に沿って形成することができる。

本実施形態では、これら収容可能領域Ｒ１，Ｒ２を活用しつつ、処理ユニット１６をはじめとする処理ステーション３の各種構成要素をフレーム構造体４００の収容空間に収容することによって、装置全体の省スペース化を図ることとした。その具体例について以下、順次説明する。

図６Ａは、処理ステーション３の模式正面図である。また、図６Ｂは、同模式平面図である。なお、ここで言う正面図とは、処理ステーション３をメンテナンス領域側からＹ軸正方向に視た場合の図であり、平面図とは、処理ステーション３をＺ軸負方向に視た場合の図である。また、メンテナンス領域側とは、処理ステーション３の外側から処理ユニット１６の並びに臨む側である。

図６Ａに示すように、本実施形態では、処理ユニット１６はたとえば上下２段に積層される。以下では、上下２段に積層される処理ユニット１６のうち、上段に配置される処理ユニット１６を「処理ユニット１６Ｕ」と記載し、下段に配置される処理ユニット１６を「処理ユニット１６Ｌ」と記載する場合がある。

なお、本実施形態では、処理ユニット１６が上下２段に積層される場合の例を示すが、処理ユニット１６の積層数は２段に限定されない。また、本実施形態では、５台の処理ユニット１６が並列に配置される場合の例を示すが、並列に配置される処理ユニット１６の台数は５台に限定されない。

主排気管１２０が有する個別排気管１２１〜１２３は、図６Ｂに示すように、フレーム構造体４００の上部に配置される。また、個別排気管１２１〜１２３の上部には、図６Ａに示すように、各処理ユニット１６に対応する複数の排気切替ユニット３００が配置される。また、これら主排気管１２０および排気切替ユニット３００は、筐体３０１へ収容され、フレーム構造体４００から区画される。なお、筐体３０１は、外気が取り込み可能となるように、外部空間とは連通している。

また、図６Ａに示すように、主排気管１２０は、最上段に配置される処理ユニット１６Ｕよりも上方に配置され、かつ、上段側の処理ユニット１６Ｕおよび下段側の処理ユニット１６Ｌのそれぞれに対応する第１排気管２００Ｕ，２００Ｌが排気切替ユニット３００Ｕ，３００Ｌを介して接続される。

このように、本実施形態では、上段側の処理ユニット１６Ｕと、下段側の処理ユニット１６Ｌとで、主排気管１２０を共用している。このため、上段側の処理ユニット１６Ｕと下段側の処理ユニット１６Ｌとで、それぞれ主排気管１２０を設けた場合と比べ、基板処理システム１の製造コストを低く抑えることができる。また、処理ステーション３の高さが嵩むのを抑え、省スペース化を図ることができる。

なお、図６Ｂに示すように、基板処理システム１は、搬送部１５よりもＹ軸負方向側に配置される処理ユニット１６に対応する主排気管１２０と、搬送部１５よりもＹ軸正方向側に配置される処理ユニット１６に対応する主排気管１２０とを備える。各主排気管１２０は、対応する処理ユニット１６が配置される領域の上方にそれぞれ配置される。

ここで、複数の第１排気管２００のうち、上段の処理ユニット１６Ｕに接続される第１排気管２００Ｕと、下段の処理ユニット１６Ｌに接続される第１排気管２００Ｌとは、処理ユニット１６Ｕ，１６Ｌの一部の裏側に並べて配置される。

たとえば図６Ａおよび図６Ｂに示すように、第１排気管２００Ｕ，２００Ｌは、処理ユニット１６Ｕ，１６Ｌの一部の裏側に、搬送部１５に近い方から順に、第１排気管２００Ｌ、第１排気管２００Ｕが配置される。なお、ここに言う処理ユニット１６Ｕ，１６Ｌの一部は、後述するＦＦＵ２１の取込部２１ａ（後に示す図６Ｄ参照）に相当する。

また、複数の排気切替ユニット３００のうち、上段の処理ユニット１６Ｕに対応する排気切替ユニット３００Ｕと、下段の処理ユニット１６Ｌに対応する排気切替ユニット３００Ｌとは、処理ユニット１６の並び方向に沿って交互に配置される。

そして、排気切替ユニット３００Ｕと排気切替ユニット３００Ｌとは、同一の構造を有し、かつ、互いに向かい合わせに配置される。具体的には、図６Ａに示すように、処理ステーション３をＹ軸正方向に視た場合に、上段の処理ユニット１６Ｕに対応する排気切替ユニット３００Ｕと、下段の処理ユニット１６Ｌに対応する排気切替ユニット３００Ｌとは、これらの処理ユニット１６Ｕ，１６Ｌに接続される第１排気管２００Ｕ，２００Ｌを中心線ｘとして線対称に配置される。

このように、本実施形態では、上段の処理ユニット１６Ｕに接続される第１排気管２００Ｕと、下段の処理ユニット１６Ｌに接続される第１排気管２００Ｌとが、処理ユニット１６Ｕ，１６Ｌの一部の裏側に並べて配置される。また、上段の処理ユニット１６Ｕに対応する排気切替ユニット３００Ｕと、下段の処理ユニット１６Ｌに対応する排気切替ユニット３００Ｌとが、これら第１排気管２００Ｕ，２００Ｌを中心線ｘとして線対称となるように向かい合わせて配置される。

このような配置とすることにより、上段と下段とで、第１排気管２００Ｕ，２００Ｌや排気切替ユニット３００Ｕ，３００Ｌを共通化させることが容易となる。なお、排気切替ユニット３００Ｕと排気切替ユニット３００Ｌとは、必ずしも向かい合わせに配置されなくともよい。

また、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、処理ステーション３は、第２排気管５００を備える。第２排気管５００は、上述したように処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路のうち、垂直方向の経路を構成する。

第２排気管５００は、図６Ａおよび図６Ｂに示すように、上述の収容可能領域Ｒ２（図５Ｄ参照）に対応する、第１柱部４０１−１の組の対向面間、または、第２柱部４０１−２の組の対向面間に配置される。これにより、収容可能領域Ｒ２を活用した排気経路の形成を行うことができ、装置全体の省スペース化に資することができる。

また、ここでは図示していない第３排気管６００は、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路のうち、水平方向の経路を構成する。第３排気管６００は、上述の収容可能領域Ｒ１（図５Ｂ参照）に対応する、第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２の対向面間に配置される。これにより、収容可能領域Ｒ１を活用した排気経路の形成を行うことができ、装置全体の省スペース化に資することができる。第２排気管５００および第３排気管６００の詳細については、図７Ａ以降を参照した説明で後述する。

なお、第２排気管５００および第３排気管６００によって形成される排気経路の排気口５０１ａは、図６Ａに示すように、排気切替ユニット３００を収容する筐体３０１へ接続される。

次に、処理ユニット１６のより具体的な構成について、図６Ｃおよび図６Ｄを参照して説明する。図６Ｃは、処理ユニット１６の模式正面図である。また、図６Ｄは、処理ユニット１６の模式平面図である。

図６Ｃに示すように、処理ユニット１６は、チャンバ２０と、ＦＦＵ２１とを備える。ＦＦＵ２１は、取込部２１ａと、給気部２１ｂとを備える。取込部２１ａは、外気を取り込むユニットであり、チャンバ２０の側方に配置されるとともに、積層して配置された処理ユニット１６間でチャンバ２０の同一側面に配置される。そして、取込部２１ａは、図６Ｄに示すように、メンテナンス領域側から外気を取り込んでフィルタ等により外気を清浄空気へと清浄化しつつ、給気部２１ｂへ送り込む。なお、図６Ｄに示すように、取込部２１ａは、給気部２１ｂに対し、搬送部１５側に空きスペースが形成されるように配置される。

給気部２１ｂは、図６Ｃおよび図６Ｄに示すように、チャンバ２０の上方に配置されてチャンバ２０側が開口されるとともに、側方において取込部２１ａに接続されてかかる取込部２１ａと連通するように設けられる。そして、給気部２１ｂは、取込部２１ａから送り込まれた清浄空気によって、チャンバ２０内にダウンフローを形成する。

このように、複数の処理ユニット１６のそれぞれに、個別の外気の取込部２１ａをチャンバ２０の一方側の側方に設けることによって、処理ユニット１６を積層した場合に高さが嵩むのを抑えることができる。すなわち、より省スペース化を図ることができる。

また、このように、複数の処理ユニット１６のそれぞれに、外気の取込部２１ａを設けることによって、処理ユニット１６ごとにダウンフローを調整することができる。すなわち、複数の処理ユニット１６それぞれにおけるウェハＷの処理品質を均等に保つのに資することができる。

また、上述した第１排気管２００Ｕ，２００Ｌは、図６Ｃおよび図６Ｄに示すように、取込部２１ａの背後であり、かつ、チャンバ２０の側方である、上述の空きスペースに配置される。すなわち、処理ユニット１６の側方であって、取込部２１ａが配置された側面とは異なる位置に設けられている搬送部１５に対し、かかる搬送部１５に近い側から順に、第１排気管２００Ｌ、第１排気管２００Ｕ、取込部２１ａが配置される。このように、第１排気管２００Ｕ，２００Ｌは、チャンバ２０に対して、取込部２１ａと同一側面に配置され、チャンバ２０の側面を上下に伸延している。これにより、処理ユニット１６に個別に取込部２１ａを設けつつも、第１排気管２００Ｕ，２００Ｌにより、処理ユニット１６の占有スペースが嵩むのを防止することができる。すなわち、装置全体の省スペース化に資することができる。

また、図６Ｃに示すように、チャンバ２０の下部には、電装品ボックス２２が配置される。電装品ボックス２２は、電装品が収容される容器であり、たとえば駆動部３３（図２参照）等が収容される。取込部２１ａの下部には、ガスボックス２３が配置される。ガスボックス２３は、後述する低露点ガスの供給ラインを構成する部品が収容される容器である。

また、電装品ボックス２２およびガスボックス２３の下部には、バルブボックス２４が配置される。バルブボックス２４は、処理流体の供給ラインを構成する部品が収容される容器であり、たとえばバルブ７５〜７８（図４参照）等を含む通流制御部、フィルタ、流量計等が収容される。また、バルブボックス２４の下部には、上述した第３排気管６００が連通するように接続される。

次に、かかる第３排気管６００および上述の第２排気管５００を含む、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路の構成について、図７Ａ〜図７Ｇを参照して説明する。

図７Ａは、処理流体の供給ラインを示す処理ステーション３の模式正面図である。図７Ｂは、図７Ａに示すＡ−Ａ’線略断面図である。図７Ｃは、図７Ｂに示すＭ２部の拡大図である。図７Ｄは、第２排気管５００と筐体３０１との接続部を示す模式斜視図である。

図７Ｅは、図７Ｂに示すＢ−Ｂ’線略断面図である。図７Ｆは、図７Ｅに示すＭ３部の拡大図である。図７Ｇは、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路を示す処理ステーション３の模式正面図である。

まず、図７Ａに示すように、フレーム構造体４００の余剰スペース４１０に、処理流体供給源７０が配置されているものとする。

処理流体の供給ラインは、図７Ａ中に太い矢印で示すように、たとえば処理流体供給源７０から垂直に第１柱部４０１−１の背後を通り、中途で分岐して、水平に処理ユニット１６Ｕ，１６Ｌそれぞれの下方の第１梁部４０２−１の背後を通るように形成される。そして、さらに、第２柱部４０１−２の背後を垂直に通りつつ合流し、水平に最下段の第１梁部４０２−１の背後を通って処理流体供給源７０へ戻るように形成される。

なお、ここに言う「背後」とは、上述した「対向面間」に対応する。また、このように形成される供給ラインは、上述した循環ライン１０４（図３参照）に相当する。

まず、第１柱部４０１−１または第２柱部４０１−２の背後を垂直に通る循環ライン１０４は、上述の収容可能領域Ｒ２に配置された、図７Ｂに示す第２排気管５００の中を通るように形成される。第２排気管５００は、チャンバ２０に対して、取込部２１ａが配置された側面と反対側の側方、または、取込部２１ａの側方を通るように配置される。

具体的には、図７Ｃに示すように、第２排気管５００が、第１柱部４０１−１の組の対向面間、または、第２柱部４０１−２の組の対向面間に配置され、その中を循環ライン１０４を形成する垂直配管１０４Ｖが通るように配置される。したがって、第２排気管５００は、垂直配管１０４Ｖを収容する筐体に相当する。

垂直配管１０４Ｖは、第２排気管５００内に並設された複数の垂直方向の配管群であって、その各々は個別に、各供給源７１〜７４から供給されるアルカリ系処理液、酸系処理液、有機系処理液およびＤＩＷ（純水）を通す。

そして、図７Ｄに示すように、第２排気管５００はその上端部において、接続管５０１によって、排気切替ユニット３００の筐体３０１の下面部３０１ａに排気口５０１ａが開口して設けられるように接続される。

また、第１梁部４０２−１の背後を水平に通る循環ライン１０４は、図７Ｅに示す処理ユニット１６Ｕ，１６Ｌそれぞれの下方の、上述の収容可能領域Ｒ１を通るように配置される。

具体的には、図７Ｆに示すように、第３排気管６００が、第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２の対向面間に配置され、その中を循環ライン１０４を形成する水平配管１０４Ｈが通るように配置される。したがって、第３排気管６００は、水平配管１０４Ｈを収容する筐体に相当する。

水平配管１０４Ｈは、第３排気管６００内に並設された複数の水平方向の配管群であって、その各々は垂直配管１０４Ｖと同様、個別に、各供給源７１〜７４から供給される各処理流体を通す。

また、第３排気管６００は、上述の接続領域１１０（図３参照）においてバルブボックス２４と連通するように接続されており、そこから分岐ライン１１２がバルブボックス２４へ向けて分岐するように設けられている。分岐ライン１１２に対しては、上述のように通流制御部、フィルタ、流量計等が必要に応じて設けられ、バルブボックス２４内に収容される。また、第３排気管６００はその両端部において、第２排気管５００と接続される。

なお、図７Ｆに示すように、本実施形態では、高さｈを有する第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２の対向面間に、複数の処理ユニット１６に渡る水平配管１０４Ｈを配置することとしたので、処理ユニット１６が積層されることで装置全体の高さが嵩むのを抑えることができる。したがって、装置全体の省スペース化に資することができる。

このように構成された第２排気管５００および第３排気管６００によって、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気する排気経路が形成される。具体的には、図７Ｇに示すように、垂直配管１０４Ｖを収容する第２排気管５００、水平配管１０４Ｈを収容する第３排気管６００、および、かかる第３排気管６００に対し分岐ライン１１２を介して連通するバルブボックス２４は、連なって言わば一つの筐体を形成しており、かかる筐体内において処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を共有していると言える（図７Ｇ中の塗りつぶされた部分参照）。

したがって、排気切替ユニット３００の筐体３０１へ接続された排気口５０１ａを介して、排気切替ユニット３００がかかる雰囲気を引くことによって、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気を排気することができる。

次に、かかる排気切替ユニット３００の構成について図８を参照して説明する。図８は、排気切替ユニット３００の構成を示す図である。

図８に示すように、排気切替ユニット３００は、排気導入部３１０と、複数の切替機構３２０＿１〜３２０＿３と、外気導入部３３０と、複数の流出部３４０とを備える。また、排気切替ユニット３００は、外気取込管３５０と、差圧ポート３６０と、排気流量調整部３７０とを備える。切替機構３２０＿１〜３２０＿３は、本体部３２１を備える。本体部３２１は、両端が閉塞された円筒状の内部空間を有し、その内周面には、排気導入部３１０に連通する排気取込口３２２と、外気導入部３３０に連通する外気取込口３２３と、流出部３４０に連通する流出口３２４とが形成される。

本体部３２１の内部空間には、本体部３２１の内周面に沿って摺動可能な弁体３２５が設けられている。弁体３２５は、切替機構３２０＿１〜３２０＿３の外部に設けられた駆動部（図示略）によって駆動される。かかる駆動部は、制御部１８によって制御される。

本体部３２１の内周面に形成される排気取込口３２２、外気取込口３２３および流出口３２４のうち、排気取込口３２２および外気取込口３２３のいずれか一方は、弁体３２５によって塞がれた状態となっている。言い換えれば、排気取込口３２２および外気取込口３２３のいずれか一方のみが流出口３２４に連通した状態となっている。切替機構３２０＿１〜３２０＿３は、弁体３２５を本体部３２１の内周面に沿って摺動させることにより、流出口３２４と連通する開口を排気取込口３２２から外気取込口３２３へ、または、外気取込口３２３から排気取込口３２２へ切り替える。すなわち、排気導入部３１０と流出部３４０とが連通した状態と、外気導入部３３０と流出部３４０とが連通した状態とを切り替える。

外気導入部３３０は、切替機構３２０＿１〜３２０＿３に接続されており、外気を内部に取り込んで切替機構３２０＿１〜３２０＿３へ供給する。

次に、処理ユニット１６からの排気の流出先を個別排気管１２１〜１２３の間で切り替える場合の動作について説明する。

たとえば、図８には、アルカリ系排気を個別排気管１２１へ流す場合の例を示している。この場合、排気切替ユニット３００は、切替機構３２０＿１の排気取込口３２２が排気導入部３１０と連通し、残りの切替機構３２０＿２，３２０＿３の外気取込口３２３が外気導入部３３０と連通した状態となっている。

このように、切替機構３２０＿１が排気導入部３１０に連通している間、残りの切替機構３２０＿２，３２０＿３は外気導入部３３０に連通した状態となっている。これにより、個別排気管１２１にアルカリ系排気が流入し、残りの個別排気管１２２，１２３には外気が流入することとなる。なお、このとき、かかる外気には、排気口５０１ａを介して引き込まれた、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気があわせて含まれている。

つづいて、排気の流出先を個別排気管１２１から個別排気管１２２へ切り替える場合について考える。この場合、制御部１８は、切替機構３２０＿１，３２０＿２の駆動部３２６を制御することにより、切替機構３２０＿２の排気取込口３２２を排気導入部３１０に連通させ、残りの切替機構３２０＿１，３２０＿３の外気取込口３２３を外気導入部３３０に連通させる。これにより、個別排気管１２２に酸系排気が流入し、残りの個別排気管１２１，１２３には外気が流入することとなる。また、このとき、かかる外気には、排気口５０１ａを介して引き込まれた、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気があわせて含まれている。

このように、本実施形態に係る基板処理システム１では、個別排気管１２１〜１２３のいずれか一つに処理ユニット１６からの排気が流入する間、残りの個別排気管１２１〜１２３には外気が流入する。したがって、排気切替の前後において、各個別排気管１２１〜１２３に流入する気体の流量は大きく変動することがない。したがって、流量の変動に伴う処理ユニット１６の圧力変動を抑えることができる。

また、本実施形態に係る基板処理システム１では、切替機構３２０＿１〜３２０＿３が備える外気取込口３２３の前段に、各外気取込口３２３に連通する外気導入部３３０を設けることで、排気切替中における処理ユニット１６の圧力変動も抑えることができる。

次に、酸系排気が流れる個別排気管１２２から有機系排気が流れる個別排気管１２３へ排気の流出先を切り替える場合について考える。この場合、制御部１８は、切替機構３２０＿２，３２０＿３の駆動部３２６を制御することにより、切替機構３２０＿３の排気取込口３２２を排気導入部３１０に連通させ、残りの切替機構３２０＿１，３２０＿２の外気取込口３２３を外気導入部３３０に連通させる。これにより、個別排気管１２３に有機系排気が流入する間、残りの個別排気管１２１，１２２には外気が流入することとなる。また、このとき、かかる外気には、排気口５０１ａを介して引き込まれた、処理流体の供給ラインまわりの雰囲気があわせて含まれている。

ここで、たとえば後述するリンス処理から乾燥処理への移行に際し、処理ユニット１６で使用される処理液の種類を有機系処理液であるＩＰＡに切り替える場合、制御部１８は、ＦＦＵ２１を制御することにより、処理ユニット１６へ給気する気体の種類を、たとえば清浄空気から、清浄空気よりも湿度または酸素濃度が低いＣＤＡ（Clean Dry Air）等の低露点ガスへ変更する。

次に、本実施形態に係る基板処理システム１において実行される基板処理の一例について図９を参照して説明する。図９は、基板処理システム１において実行される基板処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。

なお、図９に示す一連の基板処理は、制御部１８が処理ユニット１６および排気切替ユニット３００等を制御することによって実行される。制御部１８は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部１９に記憶された図示しないプログラムに従って処理ユニット１６および排気切替ユニット３００等を制御する。

図９に示すように、処理ユニット１６では、まず、第１薬液処理が行われる（ステップＳ１０１）。かかる第１薬液処理では、まず、駆動部３３が保持部３１を回転させることにより、保持部３１に保持されたウェハＷを所定の回転数で回転させる。つづいて、処理流体供給部４０のノズル４１がウェハＷの中央上方に位置する。その後、バルブ７５が所定時間開放されることによって、アルカリ系処理液供給源７１から供給されるＳＣ１がノズル４１からウェハＷの被処理面へ供給される。ウェハＷへ供給されたＳＣ１は、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの被処理面の全面に広がる。これにより、ウェハＷの被処理面がＳＣ１によって処理される。

かかる第１薬液処理が行われる間、処理ユニット１６からの排気であるアルカリ系排気は、第１排気管２００から排気切替ユニット３００の切替機構３２０＿１を通って個別排気管１２１へ排出される。また、排気口５０１ａから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、個別排気管１２２，１２３へ排出される。

つづいて、処理ユニット１６では、ウェハＷの被処理面をＤＩＷですすぐ第１リンス処理が行われる（ステップＳ１０２）。かかる第１リンス処理では、バルブ７８が所定時間開放されることによって、ＤＩＷ供給源７４から供給されるＤＩＷがノズル４１からウェハＷの被処理面へ供給され、ウェハＷに残存するＳＣ１が洗い流される。この第１リンス処理が行われる間、処理ユニット１６からの排気は、たとえば個別排気管１２１へ排出される。また、排気口５０１ａから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、たとえば個別排気管１２２，１２３へ排出される。

つづいて、処理ユニット１６では、第２薬液処理が行われる（ステップＳ１０３）。かかる第２薬液処理では、バルブ７６が所定時間開放されることによって、酸系処理液供給源７２から供給されるＨＦがノズル４１からウェハＷの被処理面へ供給される。ウェハＷへ供給されたＨＦは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの被処理面の全面に広がる。これにより、ウェハＷの被処理面がＨＦによって処理される。

制御部１８は、かかる第２薬液処理が開始される前に、排気切替ユニット３００を制御することにより、排気の流出先を個別排気管１２１から個別排気管１２２へ切り替える。これにより、第２薬液処理が行われる間、処理ユニット１６からの排気である酸系排気は、第１排気管２００から排気切替ユニット３００の切替機構３２０＿２を通って個別排気管１２２へ排出される。また、排気口５０１ａから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、個別排気管１２１，１２３へ排出される。

つづいて、処理ユニット１６では、ウェハＷの被処理面をＤＩＷですすぐ第２リンス処理が行われる（ステップＳ１０４）。かかる第２リンス処理では、バルブ７８が所定時間開放されることによって、ＤＩＷ供給源７４から供給されるＤＩＷがノズル４１からウェハＷの被処理面へ供給され、ウェハＷに残存するＨＦが洗い流される。この第２リンス処理が行われる間、処理ユニット１６からの排気は、たとえば個別排気管１２２へ排出される。また、排気口５０１ａから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、たとえば個別排気管１２１，１２３へ排出される。

つづいて、処理ユニット１６では、乾燥処理が行われる（ステップＳ１０５）。かかる乾燥処理では、バルブ７７が所定時間開放されることによって、有機系処理液供給源７３から供給されるＩＰＡがノズル４１からウェハＷの被処理面へ供給される。ウェハＷへ供給されたＩＰＡは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの被処理面の全面に広がる。これにより、ウェハＷの被処理面に残存するＤＩＷが、ＤＩＷよりも揮発性の高いＩＰＡに置換される。その後、処理ユニット１６では、ウェハＷの回転速度を増速させることによってウェハＷ上のＩＰＡを振り切ってウェハＷを乾燥させる。

制御部１８は、乾燥処理が開始される前に、排気切替ユニット３００を制御することにより、排気の流出先を個別排気管１２２から個別排気管１２３へ切り替える。これにより、乾燥処理が行われる間、処理ユニット１６からの排気である有機排気は、第１排気管２００から排気切替ユニット３００の切替機構３２０＿３を通って個別排気管１２３へ排出される。また、排気口５０１ａから流入する処理流体の供給ラインまわりの雰囲気は、外気として取り込まれ、個別排気管１２１，１２２へ排出される。

また、制御部１８は、乾燥処理が開始される前に、ＦＦＵ２１から給気される気体の種類を、清浄空気から低露点ガスへ切り替える。このとき、制御部１８は、取込部２１ａに取り込まれる外気を外部へ排気する。これにより、処理ユニット１６へ給気する気体の種類を変更した場合でも、処理ユニット１６の圧力変動を抑えることができる。

その後、処理ユニット１６では、駆動部３３によるウェハＷの回転が停止した後、ウェハＷが基板搬送装置１７（図１参照）によって処理ユニット１６から搬出される。これにより、１枚のウェハＷについての一連の基板処理が完了する。

上述してきたように、本実施形態に係る基板処理システム１（「基板処理装置」の一例に相当）は、複数の処理ユニット１６（「処理部」の一例に相当）と、循環ライン１０４（「処理流体供給ライン」の一例に相当）と、フレーム構造体４００とを備える。

複数の処理ユニット１６は、水平方向に並べて配置され、処理流体を用いてウェハＷ（「基板」の一例に相当）を処理する。循環ライン１０４は、複数の処理ユニット１６の下方に水平に配置された水平配管１０４Ｈ、および、水平配管１０４Ｈから分岐して処理ユニット１６のそれぞれへ接続される分岐ライン１１２（「分岐管」の一例に相当）とを有する。

フレーム構造体４００は、複数の柱部４０１および複数の梁部４０２を有し、柱部４０１および梁部４０２によって形成される収容空間に複数の処理ユニット１６および循環ライン１０４を収容する。

また、梁部４０２は、複数の処理ユニット１６の並び方向と平行に配置された第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２を含む。また、水平配管１０４Ｈは、第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２の間であって、第１梁部４０２−１の上面と下面の間に配置され、さらに複数の処理ユニット１６に渡って配置される。

したがって、本実施形態に係る基板処理システム１によれば、処理ユニット１６を積層しつつも装置の高さを抑えることができる。

なお、上述した実施形態では、水平配管１０４Ｈが、第１梁部４０２−１および第２梁部４０２−２の対向面間に収まるように配置された例を示したが（たとえば図７Ｆ参照）、かかる対向面間に完全に収まらなくともよい。すなわち、水平配管１０４Ｈの少なくとも一部が、かかる対向面間に含まれていればよい。

同様に、上述した実施形態では、垂直配管１０４Ｖが、第１柱部４０１−１の組の対向面間、または、第２柱部４０１−２の組の対向面間に収まるように配置された例を示したが（たとえば図７Ｃ参照）、かかる対向面間に完全に収まらなくともよい。すなわち、垂直配管１０４Ｖの少なくとも一部が、かかる対向面間に含まれていればよい。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 基板処理システム
１６ 処理ユニット
１０４ 循環ライン
１０４Ｈ 水平配管
１１２ 分岐ライン
４００ フレーム構造体
４０１ 柱部
４０２ 梁部
４０２−１ 第１梁部
４０２−２ 第２梁部

Claims (6)

1. 水平方向に並べて配置され、処理流体を用いて基板を処理する複数の処理部と、
   前記複数の処理部の下方に水平に配置された水平配管、および、該水平配管から分岐して前記処理部のそれぞれへ接続される分岐管を有する処理流体供給ラインと、
   複数の柱部および複数の梁部を有し、該柱部および該梁部によって形成される収容空間に前記複数の処理部および前記処理流体供給ラインを収容するフレーム構造体と
   を備え、
   前記梁部は、
   前記複数の処理部の並び方向と平行に配置された第１梁部および第２梁部を含み、
   前記水平配管は、
   前記第１梁部および前記第２梁部の間であって、前記第１梁部の上面と下面の間に配置され、さらに前記複数の処理部に渡って配置されること
   を特徴とする基板処理装置。
2. 前記水平方向に並べて配置された前記複数の処理部は少なくとも上下２段に設けられ、
   前記処理流体供給ラインは、
   上段側の前記複数の処理部および下段側の前記複数の処理部それぞれの前記水平配管を接続する垂直配管を含み、
   前記柱部は、
   前記第１梁部および前記第２梁部の一端側に垂直に設けられる第１柱部の組と、前記第１梁部および前記第２梁部の他端側に垂直に設けられる第２柱部の組とを含み、
   前記垂直配管は、
   前記第１柱部の組の対向面間、または、前記第２柱部の組の対向面間に配置されること
   を特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記第１梁部および前記第２梁部それぞれの下面を連結する板材
   をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記梁部は、角材であること
   を特徴とする請求項１、２または３に記載の基板処理装置。
5. 前記水平配管を収容する筐体
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板処理装置。
6. 前記分岐管に設けられ、前記処理流体の通流を制御する通流制御部
   をさらに備え、
   前記通流制御部は、前記筐体に収容されること
   を特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。

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