JP7358044B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板の周囲の雰囲気を調節する機能を有する基板処理装置に関する。

半導体装置の製造のために、半導体ウエハ等の基板に様々な処理が施される。ある一つの処理を行う場合、基板は、ＦＯＵＰ等の基板搬送容器内に収容された状態で、基板処理装置に搬入される。次いで、基板は、基板搬送容器から基板搬送装置により取り出されて処理チャンバ内に搬入されてそこで処理が施され、その後、基板搬送装置により処理チャンバから取り出されて元の基板搬送容器に搬入される。

酸素を比較的多く含有するクリーンルーム内の大気雰囲気によって、基板の表面に問題となるレベルの酸化が生じることがある。これを防止するため、基板搬送容器から搬出された後に再び基板搬送容器に戻されるまでに基板が通過する領域の少なくとも一部分を、低酸素濃度ガス雰囲気にすることが行われている（例えば特許文献１を参照）。

基板搬送容器から搬出された後に再び基板搬送容器に戻されるまでに基板が通過する全領域を低酸素濃度ガス雰囲気にすることが求められる場合もある。この場合、多量の低酸素濃度ガスを基板処理装置の内部に流通させる必要があり、多大な工場用力を消費することになってしまう。

特開２００１－１０２３７４号公報

本発明は、基板処理装置内の空間の雰囲気調整を確実に行いつつ、雰囲気調整用のガスの使用量を削減することを目的としている。

本発明の一実施形態によれば、基板を収容した基板搬送容器が載置される容器搬出入部と、前記基板に処理を施す処理ユニットと、前記容器搬出入部と前記処理ユニットとの間で基板が搬送される搬送空間と、前記搬送空間内において、前記容器搬出入部と前記処理ユニットとの間で、前記基板を搬送する基板搬送機構と、前記処理ユニットに雰囲気調整ガスを供給するための第１ガス供給路と、前記処理ユニットから前記雰囲気調整ガスを排出するための第１ガス排出路と、前記搬送空間に接続され、前記搬送空間から流出した前記雰囲気調整ガスを前記搬送空間に戻す循環路と、前記搬送空間と前記循環路とから構成された循環系に前記雰囲気調整ガスを供給するための第２ガス供給路と、前記循環系から前記雰囲気調整ガスを排出するための第２ガス排出路と、を備えた基板処理装置が提供される。

上記本発明の実施形態によれば、搬送空間の雰囲気調整のための雰囲気調整ガスが循環させられて繰り返し利用されるため、雰囲気調整ガスの使用量を削減することができ、基板処理装置のランニングコスト及び工場用力への負担を低減することができる。

第１実施形態に係る基板処理システムの概略平面図である。 図１のII-II線に沿った基板処理システム概略断面図である。 図１のIII-III線に沿った基板処理システム概略断面図である。 処理ユニットの概略縦断面図である 第１実施形態に係る基板処理システムの概略配管系統図である。 第２実施形態に係る基板処理システムの概略配管系統図である。 第３実施形態に係る基板処理システムの概略配管系統図を含む概略断面図であって、図２と同様の位置で切断した基板処理システム概略断面図である。

以下に添付図面を参照して本発明による基板処理装置の一実施形態としての基板処理システムについて説明する。図１は、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、搬入出部２と、第１搬送部３と、インターフェイス部（接続部）４と、処理部５と、を有する。第１搬送部３と、インターフェイス部４と処理部５は、基板処理システム１の全体を覆うハウジング内に収容されている。

搬入出部２は、容器載置部２０を有し、この容器載置部２０上には複数の基板搬送容器Ｃ（以下、単に「容器Ｃ」と称する）を載置することができる。容器Ｃは、例えば、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）と呼ばれる方式のキャリアである。容器Ｃ内には、複数枚の基板Ｗ（例えば半導体ウエハ）が、水平姿勢で鉛直方向に等間隔に収納されている。容器載置部２０に載置された容器Ｃの外面は、この基板処理システム１が設置されているクリーンルーム内の雰囲気に晒される。

第１搬送部３の前面パネル３１（図１及び図２を参照）には、複数のドアが設けられている。各ドアには、容器Ｃの蓋（図示せず）の解錠機構及び蓋吸着機構が設けられており、容器載置部２０に載置された容器Ｃの蓋を取り外すことができる。容器Ｃの蓋が取り外されると、容器Ｃの内部空間は、第１搬送部３の内部空間（後述の第１搬送空間３３）と連通する。このとき、容器Ｃの開口部の周縁と第１搬送部３の前面パネル３１とが密接しているので、クリーンルーム内の雰囲気が容器Ｃの内部に侵入しない。基板Ｗを収納した容器Ｃがこの基板処理システム１に搬入されてくるとき、容器Ｃ内は窒素ガス雰囲気とされて密閉されている。この段落に記載したことは、半導体製造装置の技術分野において周知であり、図面には示さない。

第１搬送部３内には、第１基板搬送装置３２が設けられている。インターフェイス部４には、２つの受け渡しユニット４Ａ，４Ｂが設けられている。各受け渡しユニット４Ａ，４Ｂは、複数枚の基板Ｗを水平姿勢で鉛直方向に間隔を空けて保持することができる。第１基板搬送装置３２は、容器載置部２０に載置されて蓋が取り外された容器Ｃから基板Ｗを取り出し、２つの受け渡しユニット４Ａ，４Ｂのいずれか一方に搬入する。第１搬送部３の内部空間３３は、第１搬送空間３３とも呼ばれる。なお、本明細書において「搬送空間」とは、基板搬送装置により基板Ｗが搬送される空間を意味する。

処理部５は、上側部分５Ａ及び下側部分５Ｂを有する。上側部分５Ａと下側部分５Ｂの構成は互いにほぼ同一であるので、本明細書においては多くの場合、上側部分５Ａについてのみ説明することとする。上側部分５Ａの左右方向（Ｙ方向）中央部には、前後方向（Ｘ方向）に延びる第２搬送空間５０Ａが形成されている。第２搬送空間５０Ａ内には第２基板搬送装置５１Ａが設けられている。第２搬送空間５０Ａの左右両脇には、それぞれ複数の処理ユニット６０Ａが設けられている。第２基板搬送装置５１Ａは、上側の受け渡しユニット４Ａと、上側部分５Ａにある複数の処理ユニット６０Ａとの間で基板を搬送することができる。

図４に示すように、処理ユニット６０Ａは、ユニットケーシング（チャンバ）６１と、ユニットケーシング６１内に配置された処理機構６２とを有している。図示された実施形態では、処理機構６２は、基板Ｗを水平姿勢で保持して鉛直軸線回りに回転させるスピンチャック６３（基板保持回転機構）と、基板Ｗに処理流体（薬液、リンス液、二流体等）を供給するノズル６４と、基板Ｗの周囲を囲むカップ体６５と、を有している。

処理ユニット６０Ａは、ユニットケーシング６１の内部空間（処理空間）、特に基板Ｗの上方の空間に雰囲気調整ガス、本例では窒素ガスを供給する窒素ガス供給部６６を有している。窒素ガス供給部６６はファンフィルタユニットとして構成されていてもよく、この場合、処理空間に雰囲気調整ガスのダウンフローが形成される。

カップ体６５には、カップ体６５の内部の雰囲気を吸引するための排気路６７と、基板Ｗから飛散した処理流体をカップ体６５から排出するための排液路６８とが接続されている。排液路６８は、半導体製造工場の廃液ラインに接続されている。排気路６７からは、ユニットケーシング６１の内部空間を満たすガスと、ノズル６４から基板Ｗに供給された処理流体とを含む混合流体が排出される。

処理ユニット６０には、ユニットケーシング６１の内部空間にパージガスとしての空気（ここでは濾過されたクリーンルーム内の空気であるクリーンエア）を供給するための空気供給口６９（ユニット通気路）が設けられている。

ユニットケーシング６１の第２搬送空間５０Ａに面した側面には、基板Ｗを保持した第２基板搬送装置５１のアームが通ることができる開口７０が設けられている。開口７０にはシャッタ７１が設けられている。シャッタ７１は、第２基板搬送装置５１が処理ユニット６０Ａに基板Ｗを搬出入するときに開く。シャッタ７１は、処理ユニット６０Ａ内で基板Ｗの処理が実行される時に閉じ、処理ユニット６０Ａの内部空間と搬送空間５０Ａとを隔離する。シャッタ７１は、ゲートバルブのような構成を有していてもよい。

処理ユニット６０Ａのシャッタ７１と反対側の側面には、処理ユニット６０Ａの各種構成部品をメンテナンスするときに開かれるメンテナンスドア７２が設けられている。メンテナンスドア７２には、キーシリンダ７３及び電磁ロック７４が設けられている。作業者が操作キーをキーシリンダ７３に差し込み回転させることにより、処理ユニット６０Ａの状態をメンテナンスモードと処理モードとの間で切り替えることができる。

各処理ユニット６０Ａには、ユニットケーシング６１の内部空間の酸素濃度を検出するための酸素濃度センサＳ４（図５参照）が設けられている。

処理部５の下側部分５Ｂにある処理ユニット６０Ｂも、処理ユニット６０Ａと同様の構成を有している。

図３及び図４に示すように、処理部５の上側部分５Ａの上部には、上側部分５Ａにある各処理ユニット６０Ａの窒素ガス供給部６６に雰囲気調整ガスとしての窒素ガスを供給するための、窒素ガス供給ダクト７６Ａが設けられている。各処理ユニット６０Ａの窒素ガス供給部６６と窒素ガス供給ダクト７６Ａとの間には開閉弁６６Ｖが設けられている。また、処理部５の上側部分５Ａの上部には、上側部分５Ａにある各処理ユニット６０Ａの空気供給口(通気路)６９にパージガスである空気を供給するための、空気供給ダクト７８Ａが設けられている。各処理ユニット６０Ａの空気供給口６９と空気供給ダクト７８Ａとの間には開閉弁６９Ｖが設けられている。処理部５の上側部分５Ａには、処理ユニット６０Ａの排気路６７から排出されるガスまたは混合流体が流入する、排気ダクト７９Ａが設けられている。

処理部５の下側部分５Ｂにも、上側部分５Ａと同様の形態で、窒素ガス供給ダクト７６Ｂ、空気供給ダクト７８Ｂ及び排気ダクト７９Ｂが設けられている。

排気ダクト７９Ａ及び排気ダクト７９Ｂは、処理部５のハウジングの床パネルの高さ位置まで延びている。

第１搬送部３の内部空間つまり第１搬送空間３３を囲むパネルのうちの天井パネルには、第１搬送空間３３内に雰囲気調整ガスのダウンフロー（Ｚ負方向に流れる）を形成するファンフィルタユニット３４が設けられている。第１搬送空間３３を囲むパネルのうちの床パネルには、第１搬送空間３３から雰囲気調整ガスを排出するための排気口３５が設けられている。図２に示すように、排気口３５に第１搬送空間３３からの排気を促進するための吸引ファン３５ａを設けてもよい。

第１搬送空間３３を囲むパネルのうちの床パネルには、第１基板搬送装置３２の表面及び内部のダスト、パーティクル等を排出するために第１搬送空間３３から第１基板搬送装置３２内に取り込まれる雰囲気調整ガスを排出するための排気口３６が設けられている。図２に示すように、排気口３６に排気を促進するための吸引ファン３６ａを設けてもよい。

図１に示すように、第１搬送空間３３を囲むパネルのうちの左側または右側の側面パネルには、メンテナンスドア３７が設けられている。メンテナンスドア３７を開くことにより、作業者が第１搬送空間３３に入って第１基板搬送装置３２のメンテナンス等の作業を行うことができる。

メンテナンスドア３７には、キーシリンダ３８及び電磁ロック３９が設けられている。作業者が操作キーをキーシリンダ３８に差し込み回転させることにより、第１搬送空間３３及び第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂの状態をメンテナンスモードと処理モードとの間で切り替えることができる。

図２に示すように、インターフェイス部４の受け渡しユニット４Ａの上方には、ファンフィルタユニット４１Ａが設けられている。ファンフィルタユニット４１Ａは、第２搬送空間５０Ａを囲むパネルのうちのインターフェイス部４側の側面パネルに形成された開口を介して、第２搬送空間５０Ａ内に雰囲気調整ガスを概ね水平方向に吹き出す。これにより、第２搬送空間５０Ａ内をＸ正方向に流れる雰囲気調整ガスのサイドフローが形成される。

第２搬送空間５０Ａを囲むパネルのうちのインターフェイス部４と反対側の側面パネルには、第２搬送空間５０Ａから雰囲気調整ガスを排出するための排気口５３Ａが設けられている。第２搬送空間５０Ａから雰囲気調整ガスの排出を促進するためのファン５４Ａを、排気口５３Ａの近傍に設けてもよい。上側の第２搬送空間５０Ａの排気口５３Ａと下側の第２搬送空間５０Ｂの排気口５３は一つの排気ダクト５５に接続されている。

図１及び図２に示すように、第２搬送空間５０Ａ、５０Ｂのインターフェイス部４と反対側の端部には、メンテナンスドア５６Ａ，５６Ｂがそれぞれ設けられている。メンテナンスドア５６Ａを開くことにより、作業者が第２搬送空間５０Ａに入って、第２基板搬送装置５１Ａのメンテナンス等を行うことができる。メンテナンスドア５６Ａには電磁ロック５７が設けられている。メンテナンスドア５６Ｂは、メンテナンスドア５６Ａと同様の構成及び機能を有する。

第２基板搬送装置５１Ａにも、当該第２基板搬送装置５１Ａの表面及び内部のダスト、パーティクル等を排出するために、第２搬送空間５０Ａ内から雰囲気調整ガスが取り込まれる。この雰囲気調整ガスを第２基板搬送装置５１Ａから排出するための排気ダクト５８Ａが、インターフェイス部４の内部を通って、この基板処理システム１のハウジングの床パネルの下方まで延びている。

上記の点に関して、第２基板搬送装置５１Ｂ及び第２搬送空間５０Ｂは、第２基板搬送装置５１Ａ及び第２搬送空間５０Ａと同一であり、同様の排気ダクト５８Ｂを有する。排気ダクト５８Ａ、５８Ｂの下流端に、排気を促進するための吸引ファン５６を設けてもよい。

第１搬送空間３３は、インターフェイス部４の上側の受け渡しユニット４Ａの内部空間を介して上側の第２搬送空間５０Ａと常時連通しており、かつ、インターフェイス部４の下側の受け渡しユニット４Ｂの内部空間を介して下側の第２搬送空間５０Ｂと常時連通している。つまり、第１搬送空間３３、第２搬送空間５０Ａ及び第２搬送空間５０Ｂは連続した一つの搬送空間を形成すると見なすことができる。この連続した一つの搬送空間は、基板処理システム１の通常運転時には、基板処理システム１が設置されているクリーンルーム内の雰囲気から常時隔離されている。なお、第１搬送部３の前面パネル３１の開口部が開くときも、開口部には容器Ｃが装着されているため、クリーンルーム内の雰囲気が上記搬送空間（３３，５０Ａ，５０Ｂ）に侵入することはない。上側の第２搬送空間５０Ａと下側の第２搬送空間５０Ｂとは、直接連通しておらず、第１搬送空間３３を介して連通している。

基板処理システム１の通常運転時には、各処理ユニット６０Ａの内部空間は第２搬送空間５０Ａから隔離されており、また、各処理ユニット６０Ｂの内部空間は第２搬送空間５０Ｂから隔離されている（基板の搬出入のためシャッタ７１が開いている時を除く）。また、基板処理システム１の通常運転時には、各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂの内部空間は、基板処理システム１が設置されているクリーンルーム内の雰囲気から隔離されている。

次に、第１搬送空間３３、第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂ及び処理ユニット６０に雰囲気調整ガスを供給するガス供給／循環系について説明する。

本明細書において、雰囲気調整ガスとは、当該雰囲気調整ガスを空間に供給することにより当該空間の雰囲気をクリーンルーム内の清浄空気雰囲気（クリーンエア雰囲気）と異ならせることができる任意のガスを意味している。雰囲気調整ガスは、例えば不活性ガス、具体的には窒素ガスである。窒素ガスを搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂまたは処理ユニット６０の内部空間に供給することにより、これらの内部空間を、クリーンルーム内の清浄空気よりも酸素濃度が低く、かつ、湿度が低い雰囲気にすることができる。雰囲気調整ガスは、窒素ガス以外の不活性ガスであってもよく、クリーンルーム内のクリーンエアよりも低湿度のドライエア、あるいは、二酸化炭素ガスなどであってもよい。

図５に示すように、基板処理システム１のガス供給／循環系は、ガス供給排出機構８０を有している。ガス供給排出機構８０内に設けられた内部管路８０Ｌの下流端には、ガス供給管路８１が接続されている。ガス供給管路８１は、第１，第２及び第３分岐供給管路８１１，８１２，８１３に分岐する。第１分岐供給管路８１１は、ファンフィルタユニット３４に接続されている。第２分岐供給管路８１２はファンフィルタユニット４１Ａに接続されている。第３分岐供給管路８１３はファンフィルタユニット４１Ｂに接続されている。

第１搬送空間３３の排気口３５には、第１分岐排気管路８２１が接続されている。第１基板搬送装置３２の排気口３６には、第２分岐排気管路８２２が接続されている。上側の第２搬送空間５０Ａの排気口５３Ａ及び下側の第２搬送空間５０Ｂの排気口５３Ｂに連なる排気ダクト５５には、第３分岐排気管路８２３が接続されている。第２基板搬送装置５１Ａ，５１Ｂの排気ダクト５８Ａ，５８Ｂには、第４分岐排気管路８２４が接続されている。第１～第４分岐排気管路８２１～８２４は合流して排気管路８２となり、ガス供給排出機構８０内の内部管路８０Ｌの上流端に接続されている。

内部管路８０Ｌ、ガス供給管路８１、第１～第３分岐供給管路８１１～８１３、第１～第４分岐排気管路８２１～８２４、排気管路８２により循環路が形成され、この循環路と搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂとにより雰囲気調整ガスが循環する循環系が形成される。

第１，第２及び第３分岐供給管路８１１，８１２，８１３、並びに第１～第４分岐排気管路８２１～８２４の一部に、ダンパ（図示せず）を設けてもよい。これにより、各搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂ内を流れるガス流量のバランス、各搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂの内圧のバランスなどを調節することができる。ガス流量及び内圧のバランスは、各搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂに付設されたファンフィルタユニット３４，４１Ａ，４１Ｂのファンの回転数を調整することによっても、調整することもできる。つまり、上記の図示しないダンパ及びファンは、圧力調整機器として機能する。

第２搬送空間５０Ａ（５０Ｂ）の圧力は、当該第２搬送空間５０Ａ（５０Ｂ）に面している処理ユニット６０Ａ（６０Ｂ）の圧力よりやや高くすることが好ましい。こうすることにより処理ユニット６０Ａ（６０Ｂ）から第２搬送空間５０Ａ（５０Ｂ）にケミカルが流入することにより第２搬送空間５０Ａ（５０Ｂ）が汚染されることを防止することができる。

ガス供給排出機構８０の内部管路８０Ｌに、窒素ガス供給源８０１（Ｎ２）に接続された窒素ガス供給管８０１ａ及びクリーンエア供給源８０２（ＡＩＲ）に接続されたエア供給管（循環系通気路）８０２ａが接続されている。窒素ガス供給源８０１は、半導体製造工場に設けられた工場用力として提供される。クリーンエア供給源８０２は、半導体製造工場に設けられた工場用力として提供されるものであってもよいし、クリーンルーム内に開口するクリーンエアの吸込口であってもよい。窒素ガス供給管８０１ａ及びエア供給管８０２ａにはそれぞれ開閉弁８０１ｂ、８０２ｂが接続されている。

ガス供給排出機構８０は、内部管路８０Ｌに介設されたブロア８０３を有しており、ブロア８０３に流入したガスを、圧力を高めて下流側に送り出すことができる。ガス供給排出機構８０の内部管路８０Ｌには、工場排気系に接続された排気管８０４が接続されている。排気管８０４には、ダンパ８０４ａが設けられている。

上述した内部管路８０Ｌ、ガス供給管路８１、排気管路８２（これら管路８１，８２から分岐する分岐管路を含む）並びに、ガス供給排出機構８０及び上述した搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂにより、雰囲気調整ガス（あるいはパージガスとしてのクリーンエア）が循環する循環系が構成される。

処理ユニット６０Ａ，６０Ｂには、上記循環系から独立した系により雰囲気調整ガス（あるいはパージガスとしてのクリーンエア）が供給される。窒素ガス供給ダクト７６Ａ，７６Ｂに窒素ガス供給源８０１が接続され、空気供給ダクト７８Ａ、７８Ｂにクリーンエア供給源８０２が接続され、窒素ガス及びクリーンエアを各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂに分配することができる。

図４及び図５に示すように、各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂには、各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂに付設された開閉弁６６Ｖ、６９Ｖにより、雰囲気調整ガスまたはクリーンエアを択一的に供給することができる。各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂの排気路６７は、排気ダクト７９Ａ、７９Ｂに接続されており、各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂ内にあるガスを、排気路６７及び排気ダクト７９Ａ、７９Ｂを介して工場排気系に排出することができる。

基板処理システム１は、制御装置１００を備える。制御装置１００は、たとえばコンピュータであり、制御部１０１と記憶部１０２とを備える。記憶部１０２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１０１は、記憶部１０２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１００の記憶部１０２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。

以下に、基板処理システム１の動作について説明する。

基板処理システム１では、まず、容器載置部２０上に載置された容器Ｃから、第１基板搬送装置３２が基板Ｗを取り出し、基板Ｗを受け渡しユニット４Ａ（または４Ｂ）に載置する。第２基板搬送装置５１Ａ（または５１Ｂ）が基板Ｗを処理ユニット６０Ａ（または６０Ｂ）に搬入し、処理ユニット６０Ａ（または６０Ｂ）内で基板Ｗに所定の液処理が施される。処理済みの基板Ｗは、第２基板搬送装置５１Ａ（または５１Ｂ）により、処理ユニット６０Ａ（または６０Ｂ）から搬出され、受け渡しユニット４Ａ（または４Ｂ）に載置される。その後、第１基板搬送装置３２が、受け渡しユニット４Ａ（または４Ｂ）に載置された基板Ｗを元の容器Ｃに戻す。

基板処理システム１の立ち上げの際には、開閉弁８０１ｂが開かれて窒素ガス供給源８０１から窒素ガスがガス供給排出機構８０に供給され、ガス供給排出機構８０はブロア８０３により窒素ガスをガス供給管路８１に送り出す。これにより、ファンフィルタユニット３４により第１搬送空間３３に窒素ガスのダウンフローが形成されるとともに、ファンフィルタユニット４１Ａ，４１Ｂにより第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂに窒素ガスのサイドフローが形成される。窒素ガスの供給前に搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂに存在していた空気は窒素ガスにより追い出され、第１～第４分岐排気管路８２１～８２４及び排気管路８２を介してガス供給排出機構８０に流入する。ガス供給排出機構８０に流入した空気は、排気管８０４を介して工場排気系に排出される。これにより、搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂ並びにガス供給管路８１及び排気管路８２等から構成される循環系内に存在していた空気が、窒素ガスに置換される。なお、この置換を効率良く行うため、ガス供給排出機構８０の内部管路８０Ｌの部分８０５（図５参照）に、窒素ガス供給源８０１から供給される窒素ガスが排気管路８２側に逆流することを防止する逆止弁、あるいは開閉弁を設けてもよい（図示せず）。

循環系内の雰囲気が窒素ガスに置換された後も、ブロア８０３は引き続き駆動され、上述した循環系内を窒素ガスが流れる。このように窒素ガスを循環させた場合には、搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂに供給する窒素ガスを使い捨てにした場合と比較して、窒素ガスの使用量を大幅に削減することができる。

なお、基板処理システム１の周囲に多量の窒素ガスがリークすると、人体に危険が及ぶおそれがあるため、基板処理システム１の周囲に酸素濃度センサを設けて、基板処理システム１の周囲の酸素濃度を監視してもよい。

一方、各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂにおいても、開閉弁６９Ｖが閉じた状態で開閉弁６６Ｖが開かれ、これにより各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂに窒素ガス供給源８０１から窒素ガスが供給され、各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂ内の空気が、窒素ガスに置換される。

循環系及び各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂ内が窒素ガス雰囲気に置換されたら、上述した容器Ｃからの基板Ｗの搬送及び処理を行うことができる。窒素ガス雰囲気への置換の完了は、第１搬送空間３３内に設けた酸素濃度センサＳ１、第２搬送空間５０Ａ内に設けた酸素濃度センサＳ２、第２搬送空間５０Ａ内に設けた酸素濃度センサＳ３、各処理ユニット６０Ａ，６０Ｂ内に設けた酸素濃度センサＳ４により確認することができる。

なお、循環系内を確実に窒素ガスが循環していることを確認するために、第１～第３分岐供給管路８１１～８１３及び第１～第４分岐排気管路８２１～８２４のうちの少なくともいくつかに圧力計を設けてもよい。

メンテナンスのため、搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂ内に作業者またはオペレータが立ち入る場合には、低酸素濃度の気体を吸入することにより人体に害が生じ無いように、搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂ内の酸素濃度が適切な値になっていなければならない。

作業者が操作キー（図示せず）によりキーシリンダ３８を操作することにより、第１搬送空間３３及び第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂの状態をメンテナンスモードに移行させると、全ての基板搬送装置（第１基板搬送装置３２、第２基板搬送装置５１Ａ、５１Ｂ）の動作が停止する。また、開閉弁８０１ｂが閉じられるとともに開閉弁８０２ｂが開かれ、これにより、パージガスとしてのクリーンエアの供給源８０２からガス供給排出機構８０の内部管路８０Ｌにクリーンエアが供給されるとともに、排気管８０４からガスが排出される。これにより循環系に存在していた窒素ガスがクリーンエアに置換される。酸素濃度センサＳ１～Ｓ３により検出された酸素濃度が人体に安全な酸素濃度、例えば１９．５％以上となったことが検出されると、各メンテナンスドア３７，５６Ａ，５６Ｂのロック機構である電磁ロック３９，５７が解除される。これにより、作業者はメンテナンスドア３７，５６Ａ，５６Ｂを開いて搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂ内に入ることができるようになる。この電磁ロック３９，５７の施錠／解錠制御は独立した安全装置により行ってもよいし、制御部１００に設けられた安全装置機能により行ってもよい。

なおこの場合、処理ユニット６０Ａ，６０Ｂ内は窒素ガス雰囲気のまま維持してもよい。

複数ある処理ユニット６０Ａ，６０Ｂの一部、例えば一つの処理ユニット６０Ａをメンテナンスしたいときには、その処理ユニット６０Ａのメンテナンスドア７２に設けられたキーシリンダ７３を操作し、その処理ユニット６０Ａの状態をメンテナンスモードにする。すると、その処理ユニット６０Ａはそのときの状態のまま停止する。開閉弁６６Ｖが閉じられるとともに開閉弁６９Ｖが開かれ、これにより、また、処理ユニット６０Ａ内への窒素ガスの供給が停止され、かつ、クリーンエアの供給が開始される。酸素濃度センサＳ４によりその処理ユニット６０Ａ内の酸素濃度が人体に安全な酸素濃度になったことが検出されると、その処理ユニット６０Ａの電磁ロック７４が解除され、メンテナンスドア７２を開くことができるようになる。この電磁ロック７４の施錠／解錠制御は独立した安全装置により行ってもよいし、制御部１００に設けられた安全装置機能により行ってもよい。

複数ある処理ユニット６０Ａ，６０Ｂの一部のみのメンテナンスドア７２を開く操作は、搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂ内における基板Ｗの搬送を継続したまま行うことができる。

上記実施形態によれば、雰囲気調整のために搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂに供給した窒素ガスを再利用することにより、窒素ガスの消費量を削減し、基板処理システムのメンテナンスコストを低減することができる。

また、上記実施形態によれば、メンテナンスドアの開閉許可を検出した酸素濃度に基づいて行っているため、作業者の安全を確保することができる。

なお、上記実施形態では、ファンフィルタユニット３４，４１Ａ，４１Ｂを介して第１搬送空間３３、上側の第２搬送空間５０Ａ及び下側の第２搬送空間５０Ｂに雰囲気調整ガスを供給していたが、これには限定されない。例えば、ガス供給排出機構８０が、搬送空間３３，５０Ａ，５０Ｂ内に必要な雰囲気調整ガスの流れを形成するに十分な駆動力（風量、風圧）を有しているのならば、ファンフィルタユニット３４，４１Ａ，４１Ｂに代えてファンを有しないフィルタユニットを用いてもよい。

また、上記実施形態（以下、区別のため「第１実施形態」とも呼ぶ）では、基板処理システム１に設けられた全ての搬送空間（３３，５０Ａ，５０Ｂ）と、これらの搬送空間に接続された管路（８１，８２，８０Ｌ，８１１，８１２，８２１，８２２，８２３，８２４）が単一の循環系を形成していたが、これには限定されない。例えば、図６に示した第２実施形態のように、上記の単一の循環系から、第１搬送空間３３と、第１搬送空間３３に接続された管路８１Ｎ，８２Ｎ，８１１とから構成される循環系（以下、「第１循環系」と呼ぶ）を分離してもよい。この場合、第１循環系専用のガス供給排出機構８０Ｎが設けられる。ガス供給排出機構８０Ｎの構成は、図６の右側に示したガス供給排出機構８０の構成と同じでよい。この場合、第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂと、第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂに接続された管路（８１，８２，８０Ｌ，８１２，８２３，８２４）と、ガス供給排出機構８０とから、基板処理システム１の第２循環系が構成されることになる。図６に示した第２実施形態において、第１実施形態に設けられた構成要素と同一構成要素には、同一符号を付けて重複説明は省略する。

図６に示す第２実施施形態には、下記の利点がある。基板処理システム１の循環系を第１循環系と第２循環系とに分割して一つの循環系当たりのガス流量を減少させることにより、ガス流路（ダクト、管など）の最大断面積を小さくすることができる。これにより、基板処理システム１の全体のサイズの増大を防止または抑制することができる。図５に示したような単一の循環系を用いた場合には、時間当たりのガス循環流量（単位は例えばｍ^３／min）を十分に大きく維持しつつ圧力損失を低減するため、例えばガス供給管路８１の断面積をかなり大きくする必要がある。

また、処理ユニット６０Ａ（６０Ｂ）のシャッタ７１が開いたときに、第２搬送空間５０Ａ（５０Ｂ）は、処理ユニット６０Ａ（６０Ｂ）の内部空間と連通する。このため、処理ユニット６０Ａ（６０Ｂ）の内部の雰囲気（例えばケミカル雰囲気）が第２搬送空間５０Ａ（５０Ｂ）内に流出し、第２搬送空間５０Ａ（５０Ｂ）を汚染するおそれがある。第２搬送空間５０Ａ（５０Ｂ）の雰囲気中のケミカル濃度を所定の閾値以下に抑える要求がある場合には、既存の雰囲気の排気管８０４を介した排出量及び窒素ガス供給源８０１からの新たな雰囲気調整ガスの供給量を高くしなければならない。一方で、第１搬送空間３３は、外部から侵入してくる物質により汚染される可能性は低い。このため、第１循環系からのガスの排出量及び第１循環系への新たな窒素ガスの供給量を低く抑えることができる。つまり、要求条件次第では、基板処理システム１が単一の循環系を有する場合と比較して、窒素ガスの供給量を低く抑えることが可能となる。また、要求条件次第では、基板処理システム１が単一の循環系を有する場合と比較して、ファン、ブロア類（３４，３５ａ，３６ａ，５４Ａ，５４Ｂ，５６）の消費電力を削減することも可能となる。

また、第１搬送空間３３と第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂとを別々の循環系（第１循環系、第２循環系）を用いて雰囲気調整することにより、両搬送空間を別々の雰囲気に調整することができる。例えば第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂだけを特に低酸素濃度にしたい等の要求にも柔軟に対応することができる。

第２実施形態と同様に第１搬送空間と第２搬送空間とを別々の循環系（第１循環系、第２循環系）を用いて雰囲気調整する他の実施形態（第３実施形態）について、図７を参照して説明する。図７に示した第３実施形態において、第１及び第２実施形態に設けられた構成要素と同一構成要素には、同一符号を付けて重複説明は省略する。

第３実施形態では、第１及び第２実施形態では上下に仕切られていた２つの空間（第２搬送空間５０Ａ，５０Ｂ）に分割されていた搬送空間が、単一の空間５０Ｃ（第２搬送空間５０Ｃ）からなる。第２搬送空間５０Ｃは、全ての処理ユニット１６に面している。第２搬送空間５０Ｃ内には、全ての処理ユニット１６との間で基板Ｗの受け渡しを行うことができる単一の第２基板搬送装置５１Ｃが設けられている。第３実施形態において、第１搬送空間３３及びその中の第１基板搬送装置３２の構成は、先に説明した第１及び第２実施形態と同じでよい。第３実施形態では、第１搬送空間３３と第２搬送空間５０Ｃとの間に一つの受け渡しユニット４Ｃが設けられている。第１搬送空間３３と第２搬送空間５０Ｃとの間に、未処理基板専用の受け渡しユニットと、処理済み基板専用の受け渡しユニットが設けられていてもよい。

図７に示す第３実施形態の第１循環系は、図６に示した第２実施形態の第１循環系に対して以下の点が異なる。ガス供給排出機構８０Ｎから出発してガス供給排出機構８０に戻る循環ライン（管路８１Ｎ，８１１，８２１，８２Ｎ）から、分岐路８１１Ｂが分岐し、再び循環ラインに戻るようになっている。分岐路８１１Ｂには、受け渡しユニット４Ｃが介設されている。受け渡しユニット４Ｃの天井部には、ファンフィルタユニット３４Ｂ１が設けられている。受け渡しユニット４Ｃの底床部には、吸引ファン３４Ｂ２が設けられている。ファンフィルタユニット３４Ｂ１は、分岐路８１１Ｂから流入してきた雰囲気調整ガスを濾過した後に、受け渡しユニット４Ｃの内部空間に下向きに吹き出す。吸引ファン３４Ｂ２は、受け渡しユニット４Ｃの内部空間の雰囲気を吸引し、分岐路８１１Ｂに送り出す。つまり、ファンフィルタユニット３４Ｂ１及び吸引ファン３４Ｂ２により、分岐路８１１Ｂを流れるガスが駆動されることになる。

図７に示す第３実施形態の第２循環系は、図６に示した第２実施形態の第２循環系に対して以下の点が異なる。第２搬送空間５０Ｃ内には、サイドフローではなく、ダウンフローが形成されるようになっている。つまり、基板処理システム１のハウジングのうちの第２搬送空間５０Ｃを区画する部分（複数のパネルからなる）の天井部に、ファンフィルタユニット４１Ｃが設けられ、底床部には、吸引ファン５４Ｃが設けられている。ファンフィルタユニット４１Ｃは、第２循環系の循環ライン（管路８１２）から流入してきた雰囲気調整ガスを濾過した後に、第２搬送空間５０Ｃに下向きに吹き出す。吸引ファン５４Ｃは、第２搬送空間５０Ｃの雰囲気を吸引し、第２循環系の循環ライン（管路８２３）に送り出す。つまり、ファンフィルタユニット４１Ｃ及び吸引ファン５４Ｃにより、第２循環系を構成する管路（８１，８１２，８２３，８２等）を流れるガスが駆動されることになる。

上記の第３実施形態によれば、第２実施形態と概ね同様の利点が得られる。

なお、第１搬送空間３３、第２搬送空間５０Ｃ、及び受け渡しユニット４Ｃの内部空間の各々の内圧は、各空間にガスを押し込む力（例えばファンフィルタユニット３４，３４Ｂ１，４１Ｃの回転数により変化する）と、各空間からガスを吸引する力（例えば吸引ファン３５ａ，３４Ｂ２，５４Ｃの回転数により変化する）のバランスを調節することによって、制御することができる。受け渡しユニット４Ｃの内部空間内の圧力を、第１搬送空間３３内の圧力よりも高く、かつ、第２搬送空間５０Ｃ内の圧力よりも高く設定することが好ましい。受け渡しユニット４Ｃは、容器Ｃから取り出されてから容器Ｃに戻されるまでの間、基板Ｗが最も長時間滞留する可能性が高い場所である。第２搬送空間５０Ｃ内の圧力を最も高くすることにより、受け渡しユニット４Ｃに置かれた基板Ｗにダスト等の浮遊物質が付着する可能性を大幅に低減することができる。

なお、第１～第３実施形態の全てにおいて、ファンフィルタユニット、吸引ファン等が循環系内に循環流を形成するのに十分なガスの駆動力を発生させることができるならば、ガス供給排出機構８０内のブロア８０３を省略することも可能である。

本明細書に開示された全ての実施形態において、互いに接続された第１搬送空間（３３）、第２搬送空間（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）及び受け渡しユニット（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）の内部空間を一つの搬送空間と見なすことができる。またこの場合、第１搬送空間を上記搬送空間のうちの第１搬送エリア（３３）、第２搬送空間を上記搬送空間のうちの第２搬送エリア（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）、受け渡しユニット（４Ａ，４Ｂ，４Ｃ）の内部空間を上記搬送空間のうちの連絡エリア、つまり、第１搬送エリア（３３）と第２搬送エリア（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）とを連絡するエリア、と見なすことができる。また、基板処理システム１に設けられた循環路のうち、第１搬送エリア（３３）に接続されてそれ自体が循環路を成す部分を第１循環路部分、第２搬送エリア（５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ）接続されてそれ自体が循環路を成す部分を第２循環路部分と見なすことができる。

雰囲気調整ガスは、窒素ガス以外の不活性ガスであってもよく、クリーンルーム内のクリーンエアよりも低湿度のドライエア、あるいは、二酸化炭素ガスなどであってもよい。

ガス供給排出機構８０は、基板処理システム１のハウジングの内部に設けられてもよいし、外部に設置されてもよい。

上記実施形態においては、処理ユニット６０は、ノズル６４とカップ体６５を備えた液処理ユニットであったが、これに限らず、処理ユニット６０は、例えば超臨界流体を用いて基板の乾燥処理を行う乾燥処理ユニット、あるいは表面改質処理を行う表面処理ユニットであってもよい。

基板処理システム１において処理される基板Ｗは、半導体ウエハに限定されず、ガラス基板、セラミック基板等、半導体装置を製造するための様々な種類の基板であってよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

Ｗ 基板
Ｃ 基板搬送容器
２ 容器搬出入部
６０Ａ，６０Ｂ 処理ユニット
３３，５０Ａ，５０Ｂ，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 搬送空間
３３ 第１搬送エリア
５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 第２搬送エリア
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 連絡エリア（受け渡しユニット）
３２，５１Ａ，５１Ｂ 基板搬送機構（基板搬送装置）
３２ 第１基板搬送装置
５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ 第２基板搬送装置
７６Ａ，７６Ｂ，６６ 第１ガス供給路
６７、７９Ａ，７９Ｂ 第１ガス排出路（排気路）
８１，８２，８０Ｌ，８１１～８１３，８２１～８２４ 循環路
８０１ａ 第２ガス供給路
８０４ 第２ガス排出路
３７，５６Ａ，５６Ｂ，７２ メンテナンスドア
８０２ａ 循環系通気路
６９ ユニット通気路
３９，５７，７４，ロック機構
Ｓ１～Ｓ４ 酸素濃度センサ
１００ 制御部（安全装置）

Claims (10)

1. 基板を収容した基板搬送容器が載置される容器搬出入部と、
   前記基板に処理を施す処理ユニットと、
   前記容器搬出入部と前記処理ユニットとの間で基板が搬送される搬送空間と、
   前記搬送空間内において、前記容器搬出入部と前記処理ユニットとの間で、前記基板を搬送する基板搬送機構と、
   前記処理ユニットに雰囲気調整ガスを供給するための第１ガス供給路と、
   前記処理ユニットから前記雰囲気調整ガスを排出するための第１ガス排出路と、
   前記搬送空間に接続され、前記搬送空間から流出した前記雰囲気調整ガスを前記搬送空間に戻す循環路と、
   前記搬送空間と前記循環路とから構成された循環系に前記雰囲気調整ガスを供給するための第２ガス供給路と、
   前記循環系から前記雰囲気調整ガスを排出するための第２ガス排出路と、
   を備えた基板処理装置であって、
   前記搬送空間は、前記容器搬出入部に面した第１搬送エリアと、前記処理ユニットに面した第２搬送エリアと、前記第１搬送エリアと前記第２搬送エリアとを連通させる連絡エリアと、を有し、
   前記基板搬送機構は、前記第１搬送エリアに設けられた第１基板搬送装置と、前記第２搬送エリアに設けられた第２基板搬送装置と、を有し、
   前記循環路は、前記第１搬送エリアに接続され、前記第１搬送エリアから流出した前記雰囲気調整ガスを前記第１搬送エリアに戻す第１循環路部分と、前記第２搬送エリアに接続され、前記第２搬送エリアから流出した前記雰囲気調整ガスを前記第２搬送エリアに戻す第２循環路部分と、を有し、
   前記連絡エリアに、基板を一時的に保持することができる受け渡しユニットが設けられ、前記第１基板搬送装置は、前記受け渡しユニットとの間で基板の受け渡しが可能であり、前記第２基板搬送装置は、前記受け渡しユニットとの間で基板の受け渡しが可能であり、これにより、前記連絡エリアにおいて、前記受け渡しユニットを介して前記第１基板搬送装置と前記第２基板搬送装置との間で基板の受け渡しが可能であり、
   前記循環系に設けられ、前記搬送空間内の圧力を調節する圧力調節機器をさらに備え、前記圧力調節機器は、前記搬送空間の前記連絡エリア内の圧力が、前記第１搬送エリア内の圧力よりも高く、かつ前記第２搬送エリア内の圧力よりも高く維持されるよう動作する、基板処理装置。
2. 前記圧力調節機器は、前記第２搬送エリア内の圧力が前記処理ユニット内の圧力よりも高く維持されるように動作する、請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記圧力調節機器はファンまたはダンパを含む、請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記雰囲気調整ガスは空気よりも酸素濃度が低いガスである、請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記処理ユニットの内部の空間の雰囲気を前記雰囲気調整ガスから空気雰囲気に置換するために前記処理ユニットに空気を導入するユニット通気路をさらに備えた、請求項４に記載の基板処理装置。
6. 前記処理ユニットはメンテナンスドアを有し、前記メンテナンスドアを開くことにより、前記処理ユニットの内部の空間が前記基板処理装置の周囲の雰囲気に開放される、請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記処理ユニットの内部の空間の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、
   前記メンテナンスドアに付設されたロック機構と、
   前記酸素濃度センサにより検出された酸素濃度が予め定められた閾値より高い場合に前記ロック機構の解錠を許可する安全装置と、
   をさらに備えた請求項６に記載の基板処理装置。
8. 前記循環系の雰囲気を前記雰囲気調整ガスから空気雰囲気に置換するために前記循環系に空気を導入する循環系通気路をさらに備えた、請求項２に記載の基板処理装置。
9. 前記搬送空間にアクセスするためのメンテナンスドアを有し、前記メンテナンスドアを開くことにより、前記搬送空間の内部の空間が前記基板処理装置の周囲の雰囲気に開放される、請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記搬送空間の内部の空間の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、
    前記メンテナンスドアに付設されたロック機構と、
    前記酸素濃度センサにより検出された酸素濃度が予め定められた閾値より高い場合にの み前記ロック機構の解錠を許可する安全装置と、
    をさらに備えた請求項９に記載の基板処理装置。