JP7203545B2 - 基板処理装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板処理装置に関する。
従来、半導体デバイスの製造では、半導体基板（以下、単に「基板」という。）に対して、様々な種類の処理流体を利用して処理を行う基板処理装置が用いられている。また、特許文献１では、基板処理装置から排出される排気の導出先を、処理流体の種類に応じて、３つの排気処理装置の間で切り替える排気切替装置が開示されている。特許文献１では、基板処理装置はクリーンルームに設置され、排気切替装置は、サブファブと呼ばれる、クリーンルームの階下スペースに設置される。排気切替装置を設けることにより、環境負荷の低減が可能となる。なお、特許文献２では、複数の処理室に対応する排気切換ユニットを多段状態に組み込んで構成した排気切換装置が開示されており、排気切換装置にキャスタを取り付けて移動可能とすることや、排気切換装置を設置場所の床面にボルトで固定することが記載されている。
特開２０１６－７２４８０号公報 国際公開第ＷＯ２０１４／１０３５２３号
ところで、特許文献１に記載のように、排気切替装置をサブファブに配置する場合、基板処理装置の処理部から排気切替装置まで連続する排気管の長さが長くなるため、排気管における圧力損失が大きくなってしまう。排気切替装置を処理部の側方に配置して、排気管を短くすることも考えられるが、基板処理装置の全体のフットプリントが大きくなってしまう。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、排気管における圧力損失を低減するとともに、基板処理装置のフットプリントを小さくすることを目的としている。
請求項１に記載の発明は、基板処理装置であって、それぞれが複数種類の処理流体を基板に供給可能であり、上下方向に配列された複数の処理部と、前記複数の処理部から上方に向かうとともに、前記複数の処理部からの排気がそれぞれ流入する複数の排気管と、前記複数の処理部よりも上方に配置され、前記複数種類の処理流体を分類した２以上の流体区分にそれぞれ対応する２以上の集合管と、それぞれが一の排気管の上端部に設けられるとともに、前記上端部を前記２以上の集合管に接続し、前記排気管を流れる排気の流路を前記２以上の集合管の間で切り替える複数の流路切替部と、前記複数の処理部において用いられる処理流体に応じて前記複数の流路切替部を制御する制御部とを備え、各排気管が、処理部から上方に延びる第１排気経路と、前記第１排気経路の上端から前記上下方向に略垂直な方向に延びる部位を有し、流路切替部に接続される第２排気経路とを備え、前記複数の排気管における複数の第１排気経路の上端が互いに近接して配置され、前記複数の第１排気経路の長さが互いに相違し、前記複数の排気管における複数の第２排気経路の長さが互いに相違し、前記複数の排気管に含まれる２つの排気管の各組合せにおいて、一方の排気管における前記第１排気経路の長さが他方の排気管における前記第１排気経路よりも長く、前記一方の排気管における前記第２排気経路の長さが前記他方の排気管における前記第２排気経路よりも短い。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記２以上の集合管が、前記上下方向において前記複数の処理部と重なる。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の基板処理装置であって、前記複数の処理部を支持する支持フレームをさらに備え、前記２以上の集合管が、前記支持フレームに対して固定される。
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記２以上の集合管が、前記上下方向に略垂直な長手方向に延びており、前記基板処理装置が、前記複数の処理部、前記複数の排気管および前記複数の流路切替部の集合を積層ユニットとして、前記積層ユニットと同様の構成を有するとともに、前記積層ユニットに対して前記長手方向に位置するもう１つの積層ユニットをさらに備える。
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、各処理部が、前記上下方向に延びる長孔を介して、前記上下方向に延びる排気管と接続される。
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記複数の排気管内に所定の液体をそれぞれ噴出する複数の液体噴出部と、前記複数の排気管の下端部から下方に向かう複数の排液管とをさらに備える。
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記複数の排気管にそれぞれ設けられる複数の圧力調整部をさらに備え、各圧力調整部が、排気管内の圧力を測定する圧力センサと、前記圧力センサの測定値に基づいて前記排気管内を流れる前記排気の流量を調整する流量調整機構とを備える。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の基板処理装置であって、前記各圧力調整部が、処理部の排気口に隣接する領域に配置される。
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、それぞれが前記２以上の集合管に接続されるとともに、前記複数の流路切替部に対応する複数の外気導入部をさらに備え、各流路切替部に対応する外気導入部が、前記各流路切替部により前記排気の流路として選択された集合管を除く集合管に外気を導入する。
請求項１０に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、それぞれが前記２以上の集合管に接続されるとともに、前記複数の流路切替部に対応する複数の外気導入部をさらに備え、前記２以上の集合管が、前記上下方向に積層された状態で、前記上下方向において前記複数の処理部と重なり、前記２以上の集合管の一方の側方に前記複数の流路切替部が接続され、前記２以上の集合管の他方の側方に前記複数の外気導入部が接続される。
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０に記載の基板処理装置であって、各外気導入部が、前記２以上の集合管に連通する外気導入口の開口面積を変更するシャッタを有する。
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、前記複数の処理部よりも上方に設けられるファンフィルタユニットをさらに備え、前記２以上の集合管が、前記上下方向に積層された状態で、前記上下方向において前記複数の処理部と重なることにより、前記ファンフィルタユニットにおける空気の取り入れが、前記２以上の集合管により妨げられない。
本発明によれば、排気管における圧力損失を低減するとともに、基板処理装置のフットプリントを小さくすることができる。
基板処理装置の外観を示す図である。 基板処理装置を示す平面図である。 積層ユニットを示す図である。 第２排気経路を示す平面図である。 流路切替部および外気導入部の内部構成を示す図である。 排気管の下端部近傍の内部構成を示す図である。 集合管群に接続される複数の積層ユニットを示す図である。 複数の集合管の他の配列を示す図である。
図１は、本発明の一の実施の形態に係る基板処理装置１の外観を示す図である。基板処理装置１は、後述する処理部３１において基板９を１枚ずつ処理する枚葉式の装置である。図１では、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向として示している。典型的には、Ｚ方向は上下方向（鉛直方向）であり、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向である。
図２は、（＋Ｚ）側から（－Ｚ）方向を向いて見た基板処理装置１を示す平面図である。図１および図２に示すように、基板処理装置１は、制御部１０と、支持フレーム２０と、容器載置部２１と、インデクサロボット２２と、センタロボット２３と、複数の積層ユニット３と、複数の集合管群６とを備える。制御部１０は、基板処理装置１の全体制御を担う。
図２に示すように、容器載置部２１は、基板処理装置１の（－Ｙ）側の端部に設けられ、複数の容器載置台２１１を有する。複数の容器載置台２１１はＸ方向に並ぶ。各容器載置台２１１には、複数の基板９を収納する収納容器Ｃが載置される。収納容器Ｃは、複数の基板９を多段に収納するキャリアである。インデクサロボット２２は、容器載置部２１の近傍に配置される。インデクサロボット２２は、収納容器Ｃから未処理の基板９を搬出するとともに、処理済みの基板９を収納容器Ｃ内に搬入する。また、インデクサロボット２２は、センタロボット２３との間で基板９を受け渡す。センタロボット２３は、インデクサロボット２２の（＋Ｙ）側において、Ｘ方向のほぼ中央に配置される。センタロボット２３は、インデクサロボット２２から受け取った未処理の基板９を後述の処理部３１内に搬入する。また、センタロボット２３は、処理部３１から処理済みの基板９を搬出して、当該基板９をインデクサロボット２２に渡す。
複数の積層ユニット３は、センタロボット２３の周囲に配置される。図２の例では、センタロボット２３の（＋Ｘ）側において２つの積層ユニット３がＹ方向に並び、センタロボット２３の（－Ｘ）側において２つの積層ユニット３がＹ方向に並ぶ。図１に示すように、各積層ユニット３は、複数の処理部３１を含む。複数の処理部３１は、上下方向に配列される。本実施の形態では、各積層ユニット３は３個の処理部３１を有する。各積層ユニット３における処理部３１の個数は、２であってもよく、４以上であってもよい。支持フレーム２０は、基板処理装置１の主たる構成を支持する支持体である。図１では、支持フレーム２０の一部を太い破線で示している。複数の積層ユニット３の処理部３１は、ボルト等により支持フレーム２０に取り付けられ、支持フレーム２０により支持される。
図１および図２では、各処理部３１における処理チャンバの外形を破線の矩形で示している。処理部３１では、処理チャンバの内部に、基板保持部、ノズル部等が設けられる。処理部３１では、基板保持部に保持される基板９に対して、ノズル部を介して複数種類の処理流体を供給可能である。処理流体が、液体である場合、例えば、基板保持部を回転する基板回転部、および、基板保持部の周囲を囲むカップ部がさらに設けられ、回転する基板９上に供給された処理流体はカップ部により受けられて回収される。また、処理チャンバの上方には、ファンフィルタユニット（ＦＦＵ）が設けられており、処理チャンバ内において下方に向かう気流が形成される。処理部３１において利用される処理流体は、複数の流体区分に分類される。本実施の形態では、複数の流体区分は、酸性薬液、アルカリ性薬液および有機溶剤を含む。処理流体は、気体であってもよい。
酸性薬液は、例えば、ＤＨＦ（希フッ酸）、ＳＣ２（塩酸過酸化水素水）、ＢＨＦ（Buffered HF）、硫酸、ＳＰＭ（硫酸過酸化水素水）、フッ硝酸（フッ酸と硝酸との混合液）等である。アルカリ性薬液は、例えば、ＳＣ１（アンモニア過酸化水素水）、アンモニア水、フッ化アンモニウム溶液、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等である。有機溶剤は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、メタノール、エタノール、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、アセトン等である。有機溶剤は混合液であってもよく、例えば、ＩＰＡとアセトンの混合液、ＩＰＡとメタノールの混合液等である。
図２に示すように、基板処理装置１では、酸性薬液供給ユニット８１、アルカリ性薬液供給ユニット８２および有機溶剤供給ユニット８３も設けられる。酸性薬液供給ユニット８１、アルカリ性薬液供給ユニット８２および有機溶剤供給ユニット８３は、複数の積層ユニット３の（＋Ｙ）側に配置される。酸性薬液供給ユニット８１は、酸性薬液を貯溜するとともに、処理部３１のノズル部に酸性薬液を供給する。アルカリ性薬液供給ユニット８２は、アルカリ性薬液を貯溜するとともに、処理部３１のノズル部にアルカリ性薬液を供給する。有機溶剤供給ユニット８３は、有機溶剤を貯溜するとともに、処理部３１のノズル部に有機溶剤を供給する。
複数の集合管群６は、複数の積層ユニット３の上方に配置される。図１に示すように、各集合管群６は、複数の集合管６１ａ，６１ｂ，６１ｃを備える。各集合管群６に含まれる複数の集合管６１ａ～６１ｃは、上下方向に積層された状態で、上下方向に略垂直な方向（図１中のＹ方向であり、以下、「長手方向」という。）に延びる。本実施の形態では、長手方向に垂直な集合管６１ａ～６１ｃの断面形状は、矩形である（後述の図３参照）。集合管６１ａ～６１ｃの断面形状は、他の形状であってもよい。複数の集合管６１ａ～６１ｃは、図示省略の部材を介して支持フレーム２０に対して固定される。
図１および図２の例では、２つの集合管群６が設けられ、各集合管群６が３個の集合管６１ａ～６１ｃを含む。また、各集合管群６は、長手方向に並ぶ２つの積層ユニット３の上方に配置され、当該２つの積層ユニット３に含まれる各処理部３１は、後述の排気管４等を介して当該集合管群６の３個の集合管６１ａ～６１ｃに接続される。当該集合管群６の３個の集合管６１ａ～６１ｃは、当該２つの積層ユニット３に含まれる複数の処理部３１と上下方向に重なる。すなわち、図２のように基板処理装置１を平面視した場合に、当該３個の集合管６１ａ～６１ｃは、当該複数の処理部３１と重なる。基板処理装置１では、センタロボット２３の上方においてファンフィルタユニット（ＦＦＵ）が設けられるが、上下方向において、複数の集合管６１ａ～６１ｃが複数の処理部３１と重なることにより、ファンフィルタユニットにおける空気の取り入れが、集合管６１ａ～６１ｃにより妨げられることが防止される。
各集合管群６に含まれる複数の集合管６１ａ～６１ｃは、既述の複数の流体区分にそれぞれ対応する。本実施の形態では、上下方向に積層される複数の集合管６１ａ～６１ｃのうち、最も上側の集合管６１ａは、酸性薬液に対応する。すなわち、処理部３１内において酸性薬液を利用する際に、処理部３１から排出される気体（以下、「酸性排気」という。）の排出ラインとして、最も上側の集合管６１ａが利用される。酸性排気は、例えば酸性薬液から発生する気体およびミストを含む。同様に、処理部３１内においてアルカリ性薬液を利用する際に、処理部３１から排出される気体（以下、「アルカリ性排気」という。）の排出ラインとして、最も下側の集合管６１ｃが利用される。アルカリ性排気は、例えばアルカリ性薬液から発生する気体およびミストを含む。また、処理部３１内において有機溶剤を利用する際に、処理部３１から排出される気体（以下、「有機排気」という。）の排出ラインとして、中央の集合管６１ｂが利用される。有機排気は、例えば有機溶剤から発生する気体およびミストを含む。
図２に示すように、複数の集合管６１ａ～６１ｃの（＋Ｙ）側の端部は、排気ユニット６２に接続される。排気ユニット６２では、上下方向に延びる複数の排気路が設けられており、複数の集合管６１ａ～６１ｃは、複数の排気路の上端にそれぞれ接続される。各排気路の下端は、工場配管に接続される。工場配管は、およそ一定の圧力に減圧されている。酸性排気、アルカリ性排気および有機排気は、工場配管を介して個別の排気処理設備へと導かれ、適切に処理される。工場配管の配置によっては、各集合管６１ａ～６１ｃが、当該集合管６１ａ～６１ｃから上方に延びる排気路を介して、工場配管に接続されてもよい。
図３は、（－Ｙ）側から（＋Ｙ）方向を向いて見た積層ユニット３を示す図である。各積層ユニット３は、複数の処理部３１に加えて、複数の排気管４と、複数の流路切替部５と、複数の外気導入部７とをさらに備える。複数の排気管４は、複数の処理部３１にそれぞれ接続される。各排気管４は、処理部３１から排出される酸性排気、アルカリ性排気および有機排気（以下、「排気」と総称する。）が流入する流路である。なお、処理部３１で利用される処理液（酸性薬液、アルカリ性薬液および有機溶剤を含む。）は、図示省略の排液ラインを介して排出される。
図３に示すように、各排気管４は、第１排気経路４１と、第２排気経路４２とを備える。第１排気経路４１は上下方向に延びており、第１排気経路４１の下端４１１は、処理部３１に接続される。第１排気経路４１の下端４１１は、排気管４の下端部であり、以下、「下端部４１１」という。排気管４の下端部４１１近傍には、後述の圧力調整部４６等（図６参照）が設けられる。第１排気経路４１の上端４１２は、当該処理部３１よりも上方に位置する。第１排気経路４１の上端４１２には、第２排気経路４２が接続される。
既述のように、各積層ユニット３において、複数の処理部３１は上下方向に積層されており、当該複数の処理部３１に接続される複数の第１排気経路４１では、上下方向における下端部４１１の位置が互いに相違する。一方、当該複数の第１排気経路４１では、上下方向における上端４１２の位置が互いに同じである。したがって、複数の第１排気経路４１の長さは互いに相違する。当該複数の第１排気経路４１のうち、最も下側に配置される処理部３１に接続する第１排気経路４１の長さが最大となり、最も上側に配置される処理部３１に接続する第１排気経路４１の長さが最小となる。上下方向に３個の処理部３１が積層される図３の例では、下段の処理部３１に接続する第１排気経路４１の長さが、中段の処理部３１に接続する第１排気経路４１よりも長く、中段の処理部３１に接続する第１排気経路４１の長さが、上段の処理部３１に接続する第１排気経路４１よりも長い。
また、各積層ユニット３では、第１排気経路４１の下端部４１１の、処理部３１に対する相対位置が、複数の第１排気経路４１において同じである。具体的には、処理部３１におけるＹ方向を向く側面において、Ｘ方向の端部に下端部４１１が取り付けられる。また、複数の第１排気経路４１における上端４１２が互いに近接しつつＸ方向に並ぶように、中段の処理部３１に接続する第１排気経路４１、および、下段の処理部３１に接続する第１排気経路４１では、上下方向に対して傾斜した方向に延びる部位が設けられる。
図４は、図３中の（＋Ｘ）側の積層ユニット３における複数の第２排気経路４２を示す平面図である。各第２排気経路４２は、第１接続端部４２１と、第２接続端部４２２とを備える。第１接続端部４２１および第２接続端部４２２は、第２排気経路４２の両端部である。
複数の第２排気経路４２の第１接続端部４２１は、Ｘ方向に並んでおり、複数の第１接続端部４２１には、複数の第１排気経路４１の上端４１２がそれぞれ接続される。図３および図４に示すように、最も（－Ｘ）側の第１接続端部４２１には、上段の処理部３１に接続する第１排気経路４１の上端４１２が接続され、当該第１接続端部４２１は、当該第１排気経路４１を介して上段の処理部３１に接続する。このように、最も（－Ｘ）側の第１接続端部４２１、および、当該第１接続端部４２１を有する第２排気経路４２は、上段の処理部３１に対応する。同様に、当該第１接続端部４２１の（＋Ｘ）側に隣接する第１接続端部４２１には、中段の処理部３１に接続する第１排気経路４１の上端４１２が接続され、当該第１接続端部４２１、および、当該第１接続端部４２１を有する第２排気経路４２は、中段の処理部３１に対応する。また、最も（＋Ｘ）側の第１接続端部４２１には、下段の処理部３１に接続する第１排気経路４１の上端４１２が接続され、当該第１接続端部４２１、および、当該第１接続端部４２１を有する第２排気経路４２は、下段の処理部３１に対応する。
複数の第２排気経路４２の第２接続端部４２２は、集合管６１ａ～６１ｃの長手方向（Ｙ方向）に沿って並んでおり、複数の第２接続端部４２２には、複数の流路切替部５がそれぞれ接続される。第１接続端部４２１が最も（＋Ｘ）側に配置される第２排気経路４２、すなわち、下段の処理部３１に対応する第２排気経路４２では、第１接続端部４２１から第２接続端部４２２までの経路はＸ方向のみに延びる。他の２つの第２排気経路４２、すなわち、中段の処理部３１に対応する第２排気経路４２、および、上段の処理部３１に対応する第２排気経路４２では、第１接続端部４２１から第２接続端部４２２までの経路が、Ｙ方向に延びる部位と、Ｘ方向に延びる部位とを有し、Ｌ字状である。複数の第２排気経路４２における上記経路の長さは、互いに相違する。具体的には、上段の処理部３１に対応する第２排気経路４２の長さが、中段の処理部３１に対応する第２排気経路４２よりも長く、中段の処理部３１に対応する第２排気経路４２の長さが、下段の処理部３１に対応する第２排気経路４２よりも長い。なお、図４の第２排気経路４２の形状は一例に過ぎず、第２排気経路４２は、第１排気経路４１の上端から上下方向に略垂直な方向に延びる部位を有する他の形状であってもよい。
既述のように、各積層ユニット３に含まれる複数の排気管４では、複数の第１排気経路４１のうち、上段の処理部３１に対応する第１排気経路４１の長さが最小であり、下段の処理部３１に対応する第１排気経路４１の長さが最大である。また、複数の第２排気経路４２のうち、上段の処理部３１に対応する第２排気経路４２の長さが最大であり、下段の処理部３１に対応する第２排気経路４２の長さが最小である。したがって、複数の排気管４に含まれる２つの排気管４の各組合せでは、一方の排気管４における第１排気経路４１の長さが他方の排気管４における第１排気経路４１よりも長く、当該一方の排気管４における第２排気経路４２の長さが当該他方の排気管４における第２排気経路４２よりも短くなる。なお、基板処理装置１の設計によっては、２つの排気管４の各組合せにおける上記関係が成立しなくてもよい。
図５は、流路切替部５および外気導入部７の内部構成を模式的に示す図である。図５では、後述の圧力調整部４６も図示している。既述のように、流路切替部５は、排気管４の上端部である第２排気経路４２（図４参照）に取り付けられており、排気管４を介して１つの処理部３１に接続される。流路切替部５は、分岐管５１と、複数の排気開閉弁５３ａ，５３ｂ，５３ｃとを備える。分岐管５１の一端は、排気管４に接続される。分岐管５１の他端は、複数の分岐路５２ａ，５２ｂ，５２ｃに分岐しており、複数の分岐路５２ａ～５２ｃが、集合管群６の複数の集合管６１ａ～６１ｃにそれぞれ接続される。このように、流路切替部５は、排気管４の上端部を複数の集合管６１ａ～６１ｃに接続する。
本実施の形態では、分岐路５２ａは、酸性排気用の集合管６１ａに接続され、分岐路５２ｂは、有機排気用の集合管６１ｂに接続され、分岐路５２ｃは、アルカリ性排気用の集合管６１ｃに接続される。複数の分岐路５２ａ～５２ｃの内部には、複数の排気開閉弁５３ａ～５３ｃがそれぞれ設けられる。排気開閉弁５３ａ～５３ｃは、例えばバタフライ弁である。排気開閉弁５３ａ～５３ｃは、他の種類の弁であってもよい。各排気開閉弁５３ａ～５３ｃは、エアシリンダまたはモータ等のアクチュエータ（図示省略）に接続されており、排気開閉弁５３ａ～５３ｃにより、分岐路５２ａ～５２ｃの流路が開閉可能である。
外気導入部７は、集合管群６を挟んで各流路切替部５に対向する位置に配置され、複数の集合管６１ａ～６１ｃに接続される。外気導入部７は、分岐管７１と、複数の外気開閉弁７３ａ，７３ｂ，７３ｃと、シャッタ７９とを備える。分岐管７１の一端は、外気導入口７１１として開口している。後述するように、外気導入口７１１は、分岐管７１を介して複数の集合管６１ａ～６１ｃに連通する。外気導入口７１１には、シャッタ７９が設けられる。シャッタ７９は、例えば、２つの板状部材７９１を備え、２つの板状部材７９１は、外気導入口７１１の開口面に沿って移動可能である。シャッタ７９では、２つの板状部材７９１の位置を変更することにより、外気導入口７１１の開口面積を変更することが可能である。
分岐管７１の他端は、複数の分岐路７２ａ，７２ｂ，７２ｃに分岐しており、複数の分岐路７２ａ～７２ｃが、集合管群６の複数の集合管６１ａ～６１ｃにそれぞれ接続される。すなわち、分岐路７２ａは、酸性排気用の集合管６１ａに接続され、分岐路７２ｂは、有機排気用の集合管６１ｂに接続され、分岐路７２ｃは、アルカリ性排気用の集合管６１ｃに接続される。複数の分岐路７２ａ～７２ｃの内部には、複数の外気開閉弁７３ａ～７３ｃがそれぞれ設けられる。外気開閉弁７３ａ～７３ｃは、例えばバタフライ弁である。外気開閉弁７３ａ～７３ｃは、他の種類の弁であってもよい。各外気開閉弁７３ａ～７３ｃは、エアシリンダまたはモータ等のアクチュエータ（図示省略）に接続されており、外気開閉弁７３ａ～７３ｃにより、分岐路７２ａ～７２ｃの流路が開閉可能である。
基板処理装置１では、各処理部３１において用いられる処理流体に応じて、当該処理部３１に対応する流路切替部５および外気導入部７が制御部１０により制御される。具体的には、各流路切替部５が接続された処理部３１内において酸性薬液を利用する際には、分岐路５２ａ内の排気開閉弁５３ａが開かれ、他の排気開閉弁５３ｂ，５３ｃが閉じられる。これにより、当該処理部３１からの酸性排気が、酸性排気用の集合管６１ａに導かれ、他の集合管６１ｂ，６１ｃには導かれない。このとき、外気導入部７の分岐路７２ａ内の外気開閉弁７３ａが閉じられ、他の外気開閉弁７３ｂ，７３ｃが開かれる。これにより、有機排気用の集合管６１ｂ、および、アルカリ性排気用の集合管６１ｃに、外気が分岐路７２ｂ，７２ｃを介して導かれる。
また、当該処理部３１内において有機溶剤を利用する際には、分岐路５２ｂ内の排気開閉弁５３ｂが開かれ、他の排気開閉弁５３ａ，５３ｃが閉じられる。これにより、当該処理部３１からの有機排気が、有機排気用の集合管６１ｂに導かれ、他の集合管６１ａ，６１ｃには導かれない。このとき、外気導入部７の分岐路７２ｂ内の外気開閉弁７３ｂが閉じられ、他の外気開閉弁７３ａ，７３ｃが開かれる。これにより、酸性排気用の集合管６１ａ、および、アルカリ性排気用の集合管６１ｃに、外気が分岐路７２ａ，７２ｃを介して導かれる。
さらに、当該処理部３１内においてアルカリ性薬液を利用する際には、分岐路５２ｃ内の排気開閉弁５３ｃが開かれ、他の排気開閉弁５３ａ，５３ｂが閉じられる。これにより、当該処理部３１からのアルカリ性排気が、アルカリ性排気用の集合管６１ｃに導かれ、他の集合管６１ａ，６１ｂには導かれない。このとき、外気導入部７の分岐路７２ｃ内の外気開閉弁７３ｃが閉じられ、他の外気開閉弁７３ａ，７３ｂが開かれる。これにより、酸性排気用の集合管６１ａ、および、有機排気用の集合管６１ｂに、外気が分岐路７２ａ，７２ｂを介して導かれる。
以上のように、各流路切替部５では、排気管４を流れる排気の流路が、複数の集合管６１ａ～６１ｃの間で切り替えられる。また、当該流路切替部５に対応する外気導入部７では、当該流路切替部５により排気の流路として選択された集合管を除く集合管に外気が導入される。各外気導入部７では、各集合管６１ａ～６１ｃへの外気の導入流量が、当該集合管６１ａ～６１ｃのみに排気を導入する場合の排気の流量と近似するように、外気導入口７１１の開口面積がシャッタ７９を用いて予め調整される。これにより、各集合管６１ａ～６１ｃに流入する気体の流量を、常時ほぼ一定に保つことが可能となり、集合管６１ａ～６１ｃにおける圧力変動が抑制される。
図６は、排気管４の下端部４１１近傍の内部構成を示す図である。処理部３１の処理チャンバにおいて、Ｙ方向を向く面には、上下方向に延びる長孔３１１が形成される。上下方向に延びる排気管４の下端部４１１にも、上下方向に延びる長孔４１３が形成される。処理部３１の長孔３１１と排気管４の長孔４１３とが重なるように、排気管４が処理部３１に取り付けられる。このように、長孔３１１，４１３を介して処理部３１と排気管４とが接続されることにより、処理部３１と排気管４との接続部における流路面積を大きくして、圧力損失を小さくすることが可能である。
基板処理装置１は、複数の圧力調整部４６と、複数の液体噴出部４７と、複数の排液管４８をさらに備える。圧力調整部４６および排液管４８は、各排気管４の下端部４１１、すなわち、処理部３１の排気口（長孔３１１）に隣接する領域に配置される。液体噴出部４７は、各処理部３１内の長孔３１１近傍に設けられる。圧力調整部４６は、圧力センサ４６１と、流量調整機構４６２とを備える。流量調整機構４６２は、ダンパ４６３と、開度調整部４６４とを備える。ダンパ４６３は、長孔４１３よりも上方において排気管４内に設けられる。開度調整部４６４は、例えばモータを有し、ダンパ４６３の開度を変更する。圧力センサ４６１は、排気管４内において長孔４１３の近傍に設けられ、排気管４内の圧力を測定する。圧力センサ４６１の測定値は、制御部１０に入力される。制御部１０では、圧力センサ４６１の測定値が所定値で一定となるように、開度調整部４６４を用いてダンパ４６３の開度が調整される。このように、流量調整機構４６２により、圧力センサ４６１の測定値に基づいて排気管４内を流れる排気の流量が調整される。
排液管４８は、排気管４の下端部４１１から下方に向かう。排液管４８は、工場配管を介して排液処理設備に接続される。既述のように、液体噴出部４７は、処理部３１内において長孔３１１近傍に設けられる。液体噴出部４７は、排気管４内に所定の液体を噴出するノズル部である。本実施の形態では、純水が液体噴出部４７から噴出される。これにより、薬液等から生成するとともに、排気に含まれる微小な結晶等が、噴出された純水に捕捉され、純水と共に排液管４８を介して排液処理設備に排出される。このように、排気に含まれる微小な結晶等が、液体噴出部４７からの純水により排気から分離される。液体噴出部４７では、純水以外の液体が利用されてもよい。
図７は、１つの集合管群６に接続される複数の積層ユニット３を模式的に示す図である。図７では、集合管群６の複数の集合管６１ａ～６１ｃを太い実線で示している。図１および図７に示すように、一の積層ユニット３に含まれる各処理部３１が、排気管４および流路切替部５を介して複数の集合管６１ａ～６１ｃに接続される。また、当該一の積層ユニット３に対して、集合管６１ａ～６１ｃの長手方向（Ｙ方向）に他の積層ユニット３が位置しており、当該他の積層ユニット３に含まれる各処理部３１が、排気管４および流路切替部５を介して複数の集合管６１ａ～６１ｃに接続される。このようにして、各集合管群６の複数の集合管６１ａ～６１ｃには、互いに同様の構成を有する複数の積層ユニット３が接続される。
本実施の形態では、排気管４に設けられる既述の圧力調整部４６と同様の構造を有する圧力調整部６３が、図７に示すように各集合管６１ａ～６１ｃに設けられる。これにより、工場配管の圧力が、当該工場配管に接続されている他の装置の影響等により変動する場合であっても、当該工場配管を介して減圧されている集合管６１ａ～６１ｃ内の圧力（圧力調整部６３よりも積層ユニット３側の圧力）が、変動することが抑制される。
また、既述のように、各流路切替部５に対して外気導入部７（図７では、図示を省略している。）が設けられており、流路切替部５により排気の流路として選択されていない集合管にも、外気導入部７により外気が導入される。これにより、各集合管６１ａ～６１ｃに流入する気体の流量を、ほぼ一定に保つことが可能となり、集合管６１ａ～６１ｃ内の圧力が、当該集合管６１ａ～６１ｃに接続される複数の処理部３１における処理の内容に依存して変動することが抑制される。さらに、各排気管４において圧力調整部４６が設けられることにより、集合管６１ａ～６１ｃ内の圧力の変動の抑制と相俟って、処理部３１の排気口である長孔３１１近傍における圧力を、常時ほぼ一定に保つことが可能となる。その結果、各処理部３１において圧力の条件を時間的に一定にするとともに、複数の処理部３１の間においても圧力の条件を一定にすることが可能となる。
ところで、特開２０１６－７２４８０号公報（上記特許文献１）の装置のように、各処理部に対する排気切替装置をサブファブに配置する場合、処理部から排気切替装置まで連続する排気管の長さが長くなるため、排気管における圧力損失が大きくなってしまう。また、排気切替装置の配置によっては、複数の排気管において長さや経路が異なり、当該複数の排気管に接続される複数の処理部において圧力の条件がばらつく場合もある。この場合、複数の処理部における処理結果に大きな差が生じてしまう。排気切替装置を処理部の側方に配置して、排気管を短くすることも考えられるが、基板処理装置の全体のフットプリントが大きくなってしまう。また、処理部の個数を増加する場合には、必要となる排気切替装置の個数も増加するため、基板処理装置の全体のフットプリントはさらに大きくなる（排気切替装置をサブファブに配置する場合も同様）。
これに対し、基板処理装置１では、上下方向に配列される複数の処理部３１よりも上方に、複数の集合管６１ａ～６１ｃが配置される。また、複数の排気管４が、複数の処理部３１から上方に向かうように取り付けられる。そして、各排気管４の上端部に流路切替部５が設けられ、当該排気管４を流れる排気の流路が複数の集合管６１ａ～６１ｃの間で切り替えられる。このように、流路切替部５を処理部３１の近傍に配置することにより、排気切替装置をサブファブに配置する場合に比べて、排気管４を短くすることができ、排気管４における圧力損失を低減することが可能となる。また、複数の処理部３１における圧力の条件のばらつきを低減し、複数の処理部３１における処理結果に差が生じることを抑制することができる。
基板処理装置１では、複数の集合管６１ａ～６１ｃ、および、複数の流路切替部５を上部（天井部）に配置することにより、排気切替装置を処理部の側方に配置する場合に比べて、基板処理装置１のフットプリントを小さくすることができる。また、処理部の個数を増加する場合でも、フットプリントの増大を抑制することができる。さらに、集合管６１ａ～６１ｃおよび流路切替部５が、他の構成により覆われない設計が容易となり、この場合、集合管６１ａ～６１ｃおよび流路切替部５のメンテナンス等も容易に行うことが可能となる。図１の基板処理装置１では、集合管６１ａ～６１ｃも、処理部３１と同様に支持フレーム２０に対して固定されており、集合管６１ａ～６１ｃ、流路切替部５および処理部３１を一体的に設けた構造が実現される。
各排気管４では、処理部３１から上方に延びる第１排気経路４１と、第１排気経路４１の上端に接続される第２排気経路４２とが設けられる。第２排気経路４２は、第１排気経路４１の上端から上下方向に略垂直な方向に延びる部位を有し、流路切替部５に接続される。各積層ユニット３の複数の排気管４に含まれる２つの排気管４の各組合せでは、一方の排気管４における第１排気経路４１の長さが他方の排気管４における第１排気経路４１よりも長く、当該一方の排気管４における第２排気経路４２の長さが当該他方の排気管４における第２排気経路４２よりも短い。これにより、同じ積層ユニット３に含まれる複数の排気管４において、圧力損失の差を小さくすることができる。
基板処理装置１では、排気管４内に所定の液体を噴出する液体噴出部４７と、排気管４の下端部４１１から下方に向かう排液管４８とがさらに設けられる。これにより、排気に含まれる微小な結晶等が、液体噴出部４７から噴出された液体に捕捉され、当該液体と共に排液管４８を介して排液処理設備に排出される。これにより、当該結晶等が排気管４等の内面に付着して、圧力損失が増大することを抑制することができる。
ここで、仮に、処理部３１から下方に向かう排気管を設ける場合には、液体噴出部４７から噴出された液体が当該排気管内を移動して下方へと向かう。この場合、当該排気管の途中に、当該液体を回収する回収タンクが設けられる。このような構造では、当該回収タンク内の液体の量により、処理部３１の排気口近傍における圧力が変動してしまう。これに対し、基板処理装置１では、処理部３１から上方に向かう排気管４が設けられることにより、上記構造のように回収タンク内の液体の量に依存する圧力変動が生じることが防止される。
上記基板処理装置１では様々な変形が可能である。
上記実施の形態では、各集合管群６における複数の集合管６１ａ～６１ｃが上下方向に配列されるが、図８に示すように、複数の集合管６１ａ～６１ｃが、長手方向および上下方向に垂直な方向（Ｘ方向）に配列されてもよい。この場合も、上下方向において、複数の集合管６１ａ～６１ｃが複数の処理部３１と重なることにより、センタロボット２３（図２参照）の上方に設けられるファンフィルタユニットにおける空気の取り入れが、集合管６１ａ～６１ｃにより妨げられることが防止される。
また、各集合管群６において、２つの集合管のみが設けられてもよい。この場合、一例では、一方の集合管は酸性排気用であり、他方の集合管はアルカリ性排気用である。他の例では、一方の集合管は酸性排気用であり、他方の集合管は有機排気用である。また、各集合管群６において、４個以上の集合管が設けられてもよく、この場合、処理部３１において供給可能な複数種類の処理流体が、４以上の流体区分に分類される。以上のように、基板処理装置１では、複数種類の処理流体を分類した２以上の流体区分にそれぞれ対応する２以上の集合管が設けられていればよい。なお、各流路切替部５の排気開閉弁の個数、および、各外気導入部７の外気開閉弁の個数は、上記２以上の集合管と同じである。
各排気管４に設けられる図６の圧力調整部４６では、ダンパ４６３の開度を変更することにより、排気管４内を流れる排気の流量が調整されるが、例えば、送風ファンを流量調整機構として用いて圧力調整部４６が実現されてもよい。この場合、圧力センサ４６１の測定値に基づいて送風ファンの回転数を変更することにより、排気管４内を流れる排気の流量が調整される。各集合管６１ａ～６１ｃに設けられる圧力調整部６３（図７参照）においても同様に送風ファンが用いられてもよい。
図５の外気導入部７において、複数の分岐路７２ａ～７２ｃ（分岐管７１）に代えて、互いに独立した複数の管が設けられてもよい。この場合に、当該複数の管における、複数の集合管６１ａ～６１ｃとは反対側の端部に複数の外気導入口７１１がそれぞれ設けられ、各外気導入口７１１にシャッタ７９が取り付けられてもよい。これにより、外気の導入流量を集合管６１ａ～６１ｃ毎に精度よく調整することが可能となる。
基板処理装置１の設計によっては、各積層ユニット３において外気導入部７が省略されてもよい。積層ユニット３は、複数の処理部３１、複数の排気管４および複数の流路切替部５の集合を少なくとも含んでいればよい。
基板処理装置１において処理が行われる基板は半導体基板には限定されず、ガラス基板や他の基板であってもよい。
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
１ 基板処理装置
３ 積層ユニット
４ 排気管
５ 流路切替部
７ 外気導入部
９ 基板
１０ 制御部
２０ 支持フレーム
３１ 処理部
４１ 第１排気経路
４２ 第２排気経路
４６ 圧力調整部
４７ 液体噴出部
４８ 排液管
５３ａ～５３ｃ 排気開閉弁
６１ａ～６１ｃ 集合管
７３ａ～７３ｃ 外気開閉弁
７９ シャッタ
３１１ （処理部の）長孔
４１１ （排気管の）下端部
４１２ （第１排気経路の）上端
４６１ 圧力センサ
４６２ 流量調整機構
７１１ 外気導入口

Claims (12)

  1. 基板処理装置であって、
    それぞれが複数種類の処理流体を基板に供給可能であり、上下方向に配列された複数の処理部と、
    前記複数の処理部から上方に向かうとともに、前記複数の処理部からの排気がそれぞれ流入する複数の排気管と、
    前記複数の処理部よりも上方に配置され、前記複数種類の処理流体を分類した２以上の流体区分にそれぞれ対応する２以上の集合管と、
    それぞれが一の排気管の上端部に設けられるとともに、前記上端部を前記２以上の集合管に接続し、前記排気管を流れる排気の流路を前記２以上の集合管の間で切り替える複数の流路切替部と、
    前記複数の処理部において用いられる処理流体に応じて前記複数の流路切替部を制御する制御部と、
    を備え、
    各排気管が、
    処理部から上方に延びる第１排気経路と、
    前記第１排気経路の上端から前記上下方向に略垂直な方向に延びる部位を有し、流路切替部に接続される第２排気経路と、
    を備え、
    前記複数の排気管における複数の第１排気経路の上端が互いに近接して配置され、前記複数の第１排気経路の長さが互いに相違し、
    前記複数の排気管における複数の第２排気経路の長さが互いに相違し、
    前記複数の排気管に含まれる２つの排気管の各組合せにおいて、一方の排気管における前記第１排気経路の長さが他方の排気管における前記第１排気経路よりも長く、前記一方の排気管における前記第２排気経路の長さが前記他方の排気管における前記第２排気経路よりも短いことを特徴とする基板処理装置。
  2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
    前記２以上の集合管が、前記上下方向において前記複数の処理部と重なることを特徴とする基板処理装置。
  3. 請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
    前記複数の処理部を支持する支持フレームをさらに備え、
    前記２以上の集合管が、前記支持フレームに対して固定されることを特徴とする基板処理装置。
  4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
    前記２以上の集合管が、前記上下方向に略垂直な長手方向に延びており、
    前記基板処理装置が、前記複数の処理部、前記複数の排気管および前記複数の流路切替部の集合を積層ユニットとして、前記積層ユニットと同様の構成を有するとともに、前記積層ユニットに対して前記長手方向に位置するもう１つの積層ユニットをさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
    各処理部が、前記上下方向に延びる長孔を介して、前記上下方向に延びる排気管と接続されることを特徴とする基板処理装置。
  6. 請求項１ないし５のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
    前記複数の排気管内に所定の液体をそれぞれ噴出する複数の液体噴出部と、
    前記複数の排気管の下端部から下方に向かう複数の排液管と、
    をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
  7. 請求項１ないし６のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
    前記複数の排気管にそれぞれ設けられる複数の圧力調整部をさらに備え、
    各圧力調整部が、
    排気管内の圧力を測定する圧力センサと、
    前記圧力センサの測定値に基づいて前記排気管内を流れる前記排気の流量を調整する流量調整機構と、
    を備えることを特徴とする基板処理装置。
  8. 請求項７に記載の基板処理装置であって、
    前記各圧力調整部が、処理部の排気口に隣接する領域に配置されることを特徴とする基板処理装置。
  9. 請求項１ないし８のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
    それぞれが前記２以上の集合管に接続されるとともに、前記複数の流路切替部に対応する複数の外気導入部をさらに備え、
    各流路切替部に対応する外気導入部が、前記各流路切替部により前記排気の流路として選択された集合管を除く集合管に外気を導入することを特徴とする基板処理装置。
  10. 請求項１ないし８のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
    それぞれが前記２以上の集合管に接続されるとともに、前記複数の流路切替部に対応する複数の外気導入部をさらに備え、
    前記２以上の集合管が、前記上下方向に積層された状態で、前記上下方向において前記複数の処理部と重なり、
    前記２以上の集合管の一方の側方に前記複数の流路切替部が接続され、前記２以上の集合管の他方の側方に前記複数の外気導入部が接続されることを特徴とする基板処理装置。
  11. 請求項９または１０に記載の基板処理装置であって、
    各外気導入部が、前記２以上の集合管に連通する外気導入口の開口面積を変更するシャッタを有することを特徴とする基板処理装置。
  12. 請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の基板処理装置であって、
    前記複数の処理部よりも上方に設けられるファンフィルタユニットをさらに備え、
    前記２以上の集合管が、前記上下方向に積層された状態で、前記上下方向において前記複数の処理部と重なることにより、前記ファンフィルタユニットにおける空気の取り入れが、前記２以上の集合管により妨げられないことを特徴とする基板処理装置。
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