KR100905262B1 - Substrate Processing Apparatus and Manufacturing Method for a Semiconductor Device - Google Patents
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Abstract
대기실 내의 질소 가스 순환과 클린 에어의 한쪽 방향의 흐름을 양립시킨다.The nitrogen gas circulation in the waiting room is compatible with the flow in one direction of the clean air.
기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리실과, 상기 기판을 보지하고 상기 처리실에 반입하는 기판 보지구와, 상기 처리실의 하방에 설치되고 상기 기판 보지구가 상기 처리실로의 반입을 대기하는 대기실과, 상기 대기실의 측방에 설치되고 상기 대기실에 불활성 가스 내지 산소 함유 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 공급부에 대향하는 상기 대기실 측방에게 설치되고 상기 대기실로부터 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 배기하는 가스 배출부와, 상기 가스 배출부에 접속되고 상기 가스 배출부 내의 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 배출하는 제1 가스 배출로와, 상기 가스 배출부의 측방에서 접속되고 상기 가스 배출부 내의 상기 산소 함유 가스를 배출하는 제2 가스 배출로와, 상기 제2 가스 배출로를 개폐하는 게이트 밸브를 구비하고 있다.The substrate processing apparatus includes a processing chamber for processing a substrate, a substrate holding port for holding the substrate and carrying it into the processing chamber, a waiting chamber provided below the processing chamber and waiting for the substrate holding port to be carried into the processing chamber, A gas supply part provided on the side of the waiting room and supplying an inert gas to an oxygen containing gas to the waiting room, and a gas discharge part provided to the side of the waiting room opposite to the gas supply part and exhausting the inert gas to the oxygen containing gas from the waiting room; And a first gas discharge path connected to the gas discharge part and discharging the inert gas to the oxygen-containing gas in the gas discharge part, and connected to the side of the gas discharge part and in the gas discharge part. A second gas discharge path for discharging gas, and opening and closing the second gas discharge path It is equipped with a seat valve.
기판 처리장치, 불활성 가스, 클린 에어, 배기 Substrate Processing Equipment, Inert Gas, Clean Air, Exhaust
Description
본 발명은, 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the manufacturing method of a substrate processing apparatus and a semiconductor device.
특히, 자연 산화막의 발생을 억제 내지 억제하는 기술에 관한 것이다.In particular, it is related with the technique which suppresses or suppresses generation | occurrence | production of a natural oxide film.
예를 들면, 반도체 집적회로 장치(이하, IC라고 한다)의 제조 방법에 있어서, 반도체소자를 포함한 반도체 집적회로가 들어가는 반도체 웨이퍼(wafer, 이하 웨이퍼라고 한다)에 열처리(thermal treatment)를 하는 열처리 장치(furnace)에 이용하기에 유효한 것에 관한 것이다.For example, in a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device (hereinafter referred to as IC), a heat treatment apparatus for performing heat treatment on a semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) containing a semiconductor integrated circuit including a semiconductor element. It is about what is valid for use in furnace.
IC의 제조 방법에 있어서, 웨이퍼에 절연막이나 금속막 및 반도체막 등의 CVD막을 형성하거나 불순물을 확산하거나 하는 열처리 공정에는, 열처리 장치가 널리 사용되어 있다.In the IC manufacturing method, a heat treatment apparatus is widely used in the heat treatment step of forming an CVD film such as an insulating film, a metal film, and a semiconductor film on a wafer or diffusing impurities.
종래의 열처리 장치는, 복수 매의 웨이퍼를 보트(boat)로 보지하면서 배치(batch) 처리하는 처리실과, 보트가 처리실로 반출입 전후에 대기하는 대기실과, 대기실에 청정 분위기를 공급하는 필터(filter) 및 송풍기로부터 구성되는 클린 유니트(clean unit)와, 대기실에 필터에 대향하도록 설치되고 보트를 대기실과 처리 실 사이에 승강시키는 보트 엘리베이터를 구비하고 있다.Conventional heat treatment apparatuses include a processing chamber for batch processing while holding a plurality of wafers in a boat, a waiting chamber in which the boat waits before and after entering and exiting the processing chamber, and a filter for supplying a clean atmosphere to the waiting chamber. And a clean unit composed of a blower, and a boat elevator provided in the waiting room so as to face the filter and lifting and lowering the boat between the waiting room and the processing room.
일반적으로, 보트 엘리베이터의 구동장치인 모터가 대기실로부터 격리된 모터 설치실에 설치되어 있다.In general, a motor that is a driving device of a boat elevator is provided in a motor installation chamber that is isolated from a waiting room.
그리고, 종래의 이들 열처리 장치로서는, 불활성 가스로서의 질소 가스를 클린 유니트로부터 대기실로 불어내어 순환시킴으로써, 자연 산화막이 웨이퍼에 대기 중의 산소(O2)에 의해 형성되는 것을 방지하도록 구성한 것이 있다.(특허 문헌 1; 일본특허공개공보 제2004-l19888호 공보)In the conventional heat treatment apparatuses, nitrogen gas serving as an inert gas is blown from the clean unit into the air chamber and circulated to prevent natural oxide film from being formed on the wafer by oxygen (O 2 ) in the air.
질소 가스를 클린 유니트로부터 대기실로 불어내어 순환시킴으로써, 자연 산화막이 웨이퍼에 대기 중의 산소에 의해 형성되는 것을 방지하도록 구성된 열처리 장치에 있어서는, 대기실 내의 산소 농도를 수 ppm 이하로 유지할 필요가 있다.In the heat treatment apparatus configured to prevent nitrogen gas from being formed by atmospheric oxygen on the wafer by blowing nitrogen gas from the clean unit into the waiting chamber, it is necessary to maintain the oxygen concentration in the waiting chamber at several ppm or less.
그 때문에, 대기실 내를 질소 가스에 의해 양압(陽壓) 상태로 유지함으로써, 대기실 내로의 대기의 유입을 방지하고 있다. 즉, 대기실을 형성하는 광체(筐體)의 밀폐 성능을 높게 설정한 다음, 광체의 틈새 등으로부터 누설되는 질소 가스 유량 이상의 질소 가스를 대기실에 공급하고 있다.Therefore, inflow of the atmosphere into the waiting chamber is prevented by maintaining the inside of the waiting chamber in a positive pressure state with nitrogen gas. That is, after setting the sealing performance of the housing | casing which forms a waiting room high, nitrogen gas more than the nitrogen gas flow rate leaking from the clearance of a housing | casing, etc. is supplied to a waiting room.
따라서, 질소 가스 분위기에서 열처리 공정을 실시하는 것을 상정한 열처리 장치에 있어서는, 대기실 내를 배기하기 위한 배기 덕트는 그다지 큰 사이즈일 필요가 없다.Therefore, in the heat treatment apparatus assuming that the heat treatment step is performed in a nitrogen gas atmosphere, the exhaust duct for exhausting the inside of the waiting room does not have to be a very large size.
즉, 이 경우에는, 다음 식의 관계를 유지하면 된다.That is, in this case, what is necessary is just to maintain the relationship of the following formula.
대기실 내로의 유입 분위기량=추가 질소 가스 공급량+(대기실 내 순환 분위기)Inflow atmosphere amount into the waiting room = additional nitrogen gas supply + (circulation atmosphere in the waiting room)
대기실 내로부터의 배출 분위기량=대기실 내로부터의 누설량 등+(대기실 내 순환 분위기)Discharge amount from the waiting room = leakage from the waiting room, etc. + (circulation atmosphere in the waiting room)
대기실 내로의 유입 분위기량≥대기실 내로부터의 배출 분위기량Quantity of inflow atmosphere into the waiting room ≥ amount of discharge atmosphere from the waiting room
한편, 자연 산화막의 억제가 불필요한 경우[예를 들면, 자연 산화막이 발생하지 않는 막종(膜種)에 대한 열처리 공정의 경우]에 있어서는, 순환하지 않는 한 쪽 방향의 흐름을 대기실 내에 대기 분위기[산소 함유 가스인 공기, 이하, 클린 에어(clean air)라고 하는 경우가 있다]에 의해 창출하는 것이, 열영향의 관점 등에서 바람직하다.On the other hand, in the case where the suppression of the natural oxide film is unnecessary (for example, in the case of the heat treatment process for the film species in which the natural oxide film does not occur), the flow in one direction is not allowed to circulate in the air atmosphere [oxygen]. It is preferable to generate | occur | produce by air which is a gas containing, and hereafter, it may be called clean air from a viewpoint of a thermal effect.
이 경우에는, 단순하게 다음 식을 만족하도록 설정하면 된다.In this case, what is necessary is just to set so that the following formula may be satisfied.
대기실 내로의 유입 분위기량=대기실로부터의 배출 분위기량Quantity of inflow atmosphere into waiting room = quantity of discharge atmosphere from waiting room
이 경우에는, 보트에 대하여 수평으로 흐르도록, 클린 에어를 대기실의 한 측면으로부터 대향하는 측면을 향해 불어내어, 파티클(particle)이나 유기물이 대기실 내에 고이거나 체류(滯留)가 발생하는 현상을 방지하는 것이 바람직하다.In this case, the clean air is blown from one side of the waiting room to the opposite side so as to flow horizontally with respect to the boat so as to prevent particles or organic matter from accumulating or remaining in the waiting room. It is preferable.
즉, 대기실 내를 청정한 분위기로 하기 위해서는, 대기실 내를 배기하기 위한 배기 덕트는, 충분히 큰 사이즈가 필요하게 된다.That is, in order to make the inside of a waiting room a clean atmosphere, the exhaust duct for exhausting the inside of a waiting room needs large size enough.
이상 양쪽의 요청을 동일한 열처리 장치에서 실현하는 것이 요망되고 있다.It is desired to realize both of the above requests in the same heat treatment apparatus.
그러나, 대기실 내 분위기의 순환을 상정한 밀폐성이 높은 광체는, 충분한 배기 성능을 확보하고 있지 않는 것이 현실이다.However, it is a reality that the high sealing body which assumed circulation of the atmosphere in a waiting room does not ensure sufficient exhaust performance.
충분한 배기를 확보하려고, 배기 덕트의 사이즈를 크게 설계하는 경우에는, 열처리 장치의 풋프린트(footprint)를 악화시킨다고 하는 문제점을 초래한다.In the case of designing a large size of the exhaust duct in order to secure sufficient exhaust, there is a problem of worsening the footprint of the heat treatment apparatus.
본 발명의 목적은, 대기실 내 분위기의 순환과 한쪽 방향의 흐름이 양립 가능한 기판 처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a semiconductor device manufacturing method in which the circulation of the atmosphere in the waiting room and the flow in one direction are compatible.
상기 한 과제를 해결하기 위한 수단은 다음과 같다.Means for solving the above problems are as follows.
기판을 처리하는 처리실과, A processing chamber for processing a substrate,
상기 기판을 보지하여 상기 처리실에 반입하는 기판 보지구와,A substrate holding tool holding the substrate and carrying it into the processing chamber;
상기 처리실의 하부에 설치되고, 상기 기판 보지구가 대기하는 대기실과, A waiting chamber provided at a lower portion of the processing chamber and waiting for the substrate holding tool;
상기 대기실의 측방에 설치되고 상기 대기실에 불활성 가스 내지 산소 함유 가스를 공급하는 가스 공급부와, A gas supply unit provided at a side of the waiting chamber and supplying an inert gas to an oxygen-containing gas to the waiting chamber;
상기 대기실의 상기 가스 공급부에 대향하는 측방에 설치되고 상기 대기실로부터 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 배기하는 가스 배출부와, A gas discharge part provided on a side facing the gas supply part of the waiting room and exhausting the inert gas to the oxygen-containing gas from the waiting room;
상기 가스 배출부에 접속되고, 상기 가스 배출부 내의 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 배출하는 제1 가스 배출로와, A first gas discharge passage connected to the gas discharge unit and configured to discharge the inert gas to the oxygen-containing gas in the gas discharge unit;
상기 가스 배출부의 측방에서로 접속되고, 상기 가스 배출부 내의 상기 산소 함유 가스를 배출하는 제2 가스 배출로와, A second gas discharge passage connected to the side of the gas discharge portion to discharge the oxygen-containing gas in the gas discharge portion;
상기 제2 가스 배출로를 개폐하는 게이트 밸브를 구비하고 있는 기판 처리 장치.The substrate processing apparatus provided with the gate valve which opens and closes a said 2nd gas discharge path.
상기 수단에 있어서, 가스 공급부로부터 불활성 가스를 대기실에 공급하고, 대기실의 가스 공급부에 대향하는 측방에 설치된 가스 배출부로부터 대기실 내의 불활성 가스를 배기하고, 가스 배출부에 접속된 제1 가스 배출로로부터 제1 가스 배출부 내의 불활성 가스를 배출함으로써, 불활성 가스를 대기실 내에 순환시킬 수가 있다.In the above means, the inert gas is supplied from the gas supply unit to the waiting room, the inert gas in the waiting room is exhausted from the gas discharge unit provided on the side opposite to the gas supply unit of the waiting room, and the first gas discharge path connected to the gas discharge unit is provided. By discharging the inert gas in the first gas discharge unit, the inert gas can be circulated in the air chamber.
한편, 가스 공급부로부터 산소 함유 가스를 대기실에 공급하여, 대기실의 가스 공급부에 대향하는 측방에 설치된 가스 배출부로부터 대기실 내의 산소 함유 가 스를 배기하고, 가스 배출부의 측방에 접속된 제2 가스 배출로를 게이트 밸브에 의해 열고, 가스 배출부의 측방에 접속된 제2 가스 배출로에 의해 가스 배출부 내의 산소 함유 가스를 배출함으로써, 산소 함유 가스의 한쪽 방향의 흐름을 대기실 내에 형성시킬 수가 있다.On the other hand, the oxygen-containing gas is supplied from the gas supply unit to the waiting chamber, the oxygen-containing gas in the waiting chamber is exhausted from the gas discharge section provided on the side facing the gas supply section of the waiting chamber, and the second gas discharge path connected to the side of the gas discharge section is provided. Is opened by the gate valve and the oxygen-containing gas in the gas discharge portion is discharged by the second gas discharge passage connected to the side of the gas discharge portion, whereby a flow in one direction of the oxygen-containing gas can be formed in the waiting room.
이하, 본 발명의 하나의 실시 형태를 도면에 입각해서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described based on drawing.
본 실시 형태에 있어서, 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 열처리 장치(10)로서 도 1~도 4에 나타난 바와 같이 구성되어 있다.In this embodiment, the substrate processing apparatus which concerns on this invention is comprised as the
그런데, 기판으로서의 웨이퍼를 수용해 반송하기 위한 캐리어(반송 치구)로서는, 오픈 카세트와 FOUP(front opening unified pod, 이하, 포드라고 한다)가 있다. 오픈 카세트는 실질적으로 입방체인 상자 형상으로 형성되어 있고, 서로 대향하는 한 쌍의 면이 개구되어 있다. 포드는 실질적으로 입방체의 상자 형상으로 형성되어 있고, 하나의 면이 개구되고, 상기 개구면에 캡(cap)이 탈착 자재하게 장착되어 있다.By the way, as a carrier (transfer jig) for accommodating and conveying the wafer as a board | substrate, there are an open cassette and a front opening unified pod (hereinafter, called a pod). The open cassette is formed in a box shape that is substantially cubic, and a pair of faces facing each other is opened. The pod is formed in a substantially rectangular box shape, and one surface is opened, and a cap is attached to the opening surface in a removable material.
웨이퍼의 캐리어로서 포드가 사용되는 경우에는, 주위의 분위기에 파티클 등이 존재하고 있다고 하더라도 웨이퍼의 청정도(클린도)를 유지할 수가 있다. 웨이퍼가 밀폐된 상태로 반송되기 때문이다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 웨이퍼(1)의 캐리어로서는 포드(2)가 사용되고 있다.When a pod is used as the carrier of the wafer, the cleanliness (cleanness) of the wafer can be maintained even if particles or the like exist in the surrounding atmosphere. This is because the wafer is conveyed in a sealed state. Therefore, in this embodiment, the
본 실시 형태와 관련되는 열처리 장치(10)는, 광체(11)를 구비하고 있다. 광체(11)는 대기압 정도의 기밀성능을 발휘하는 기밀 구조로 구축되어 있다. 광 체(11)는 기판 보지구가 처리실로의 반입에 대하여 대기하는 대기실(12)을 구성하고 있다.The
광체(11)는 프레임 및 패널을 조합해 구축되어 있다. 이들 패널끼리 맞닿는 면 사이 또는 중첩된 면 사이 등에는, 누설의 원인이 되는 극히 미세한 틈이 형성될 가능성이 있다.The housing 11 is constructed by combining a frame and a panel. There is a possibility that an extremely minute gap that causes leakage may be formed between the surfaces where the panels abut each other, or between the overlapped surfaces.
광체(11)의 정면벽에는 부착판(13)이 당접(當接)되어 체결(締結)되어 있다. 이 광체(11)와 부착판(13)의 당접면은, 누설의 원인이 되는 극히 미세한 틈을 형성할 가능성이 있다.The
부착판(13)에는 웨이퍼(1)을 로딩(loading) 및 언로딩(unloading)(반입 반출)하기 위한 포트(이하, 웨이퍼 로딩 포트라고 한다)(14)가, 상하로 한 쌍 개설되어 있다. 웨이퍼 로딩 포트(14), (14)에 대응하는 위치에는, 포드(2)의 캡(3)(도 1 참조)을 착탈하여 포드(2)를 개폐하는 포드오프너(pod opener)(15)가 설치되어 있다.In the
광체(11)의 배면벽에는 유지보수구(16)가 개설되고 있으며, 유지보수구(16)에는 유지보수문(17)이 개폐 가능하도록 부탁되어 있다. 유지보수구(16)의 개구 연변부(緣邊部)의 광체(11)의 배면과 유지보수문(17)과의 당접면은, 누설의 원인이 되는 극히 미세한 틈을 형성할 가능성이 있다.The
대기실(12)의 앞측 공간에는 엘리베이터(18)가 설치되어 있다. 엘리베이터(18)는 웨이퍼 이재 장치(wafer transfer equipment)(18A)를 승강시킨다. 웨이퍼 이재 장치(18A)는 엘리베이터(이하, 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터라고 하는 경우가 있다)(18)에 의해 승강됨으로써, 웨이퍼 로딩 포트(14)와 보트(21)와의 사이에서 웨이퍼(1)를 반송한다. 이 반송에 의해, 웨이퍼 이재 장치(18A)는 웨이퍼(1)를 포드(2) 및 보트(21)로 주고받는다.An
대기실(12)의 후측 공간에는 보트 엘리베이터(19)가 수직으로 설치되어 있다. 보트 엘리베이터(19)는 씰 캡(seal cap)(20)을 수직 방향으로 승강시킨다.A
씰 캡(20)은 원반 형상으로 형성되어 있고, 씰 캡(20)의 중심 선상에는 기판 보지구로서의 보트(21)가 수직으로 입각(立脚)되어 있다.The
보트(21)은 다수 매의 웨이퍼(1)를, 중심을 맞추어 수평으로 배치한 상태로 보지한다.The
광체(11)의 후단부에 있어서 상부에는 히터 유니트(22)가 동심원으로 배치되어 있고, 히터 유니트(22)는 광체(11)에 지지되어 있다.At the rear end of the housing 11, the
히터 유니트(22) 내에는 아우터 튜브(23) 및 이너 튜브(24)가 동심원으로 설치되어 있다. 아우터 튜브(23)는 석영 또는 탄화 실리콘 등의 내열성 재료로 형성되어 있고, 내경이 이너 튜브(24)의 외경보다 크고 상단이 폐색되고 하단이 개구한 원통 형상으로 형성되어 있다.The
이너 튜브(24)는 석영 또는 탄화 실리콘 등의 내열성 재료로 형성되어 있고, 상단 및 하단이 개구한 원통 형상으로 형성되어 있다.The
이너 튜브(24)의 원통 중공(中空)부에는, 보트(21)를 수납할 수 있는 처리실(25)이 형성되어 있다.In the cylindrical hollow part of the
아우터 튜브(23)의 하방에는, 아우터 튜브(23)와 동심원상으로 매니폴드(26) 가 배설(配設)되어 있다. 매니폴드(26)는 스테인리스 등으로 형성되어 있고, 상단 및 하단이 개구한 원통상으로 형성되어 있다. 매니폴드(26)는 아우터 튜브(23)와 이너 튜브(24)와 계합(係合)함으로써, 이들을 지지한다.Below the
매니폴드(26)의 하단부 개구(노구)는 셔터(27)에 의해 개폐된다.The lower end opening (furnace) of the manifold 26 is opened and closed by the
매니폴드(26)의 측벽부에는 배기관(28)이 아우터 튜브(23)와 이너 튜브(24)사이의 공간에 연통(連通)하도록 접속되어 있다. 배기관(28)은 처리실(25)을 배기한다.The
씰 캡(20)에는 가스 도입부로서의 가스 공급관(29)이, 처리실(25) 내에 연통 가능하게 접속되어 있다.The
광체(11)에는 대기실(12)에 불활성 가스로서의 질소 가스(30)를 순환시키는 순환로(31)로 구성된 순환 덕트(32)가, 도 1~도 4에 나타나고 있는 것과 같이 부설되어 있다.In the housing 11, a
순환 덕트(32)는 흡입구(33)를 갖는 흡입측 덕트부(34)를 구비하고 있으며, 흡입측 덕트(34)는 질소 가스(30) 내지 클린 에어(산소 함유 가스)(40)를 배기하는 가스 배출부를 구성하고 있다. 흡입측 덕트부(34)는 흡입구(33)를, 보트 엘리베이터(19)의 암(arm)(19d) 및 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(18)의 암 승강 이동 범위에 개설되어 있다.The
대기실(12)로부터의 가스 배출부로서의 흡입측 덕트부(34)는, 대기실(12)에 있어서 한 쪽 측면인 우측면에 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(18) 및 보트 엘리베이터(19)를 이재실로부터 격리하도록(다만, 양쪽의 암이 가동하는 부분은 연통하고 있다) 실질적으로 전체 면에 걸쳐서 수직으로 연재(延在)하도록 부설되어 있다.The suction
흡입측 덕트부(34)의 하단부에 있어서 전단에는 메인 연락 덕트부(35)의 흡입측 단이 접속되어 있고, 메인 연락 덕트부(35)는 대기실(12)의 외부에 있어서 포드오프너(15)의 하방을 가로지르도록 수평으로 부설되어 있다. 메인 연락 덕트부(35)의 대기실(12)에 면하는 측벽에는 흡입구(36)가 가로로 길고 크게 개설되어 있다.At the lower end of the suction
흡입측 덕트부(34)의 하단부에 있어서 실질적으로 중앙 위치에는, 서브 연락 덕트부(37)의 흡입 측단이 접속되어 있고, 서브 연락 덕트부(37)는 대기실(12) 내의 저면 상에서 좌우 방향으로 가로지르도록 부설되어 있다.The suction side end of the sub
메인 연락 덕트부(35) 및 서브 연락 덕트부(37)의 각 취출측 단에는, 취출측 덕트부(39)의 하단부가 각각 접속되어 있고, 취출측 덕트부(39)에는 분출구(38)가 실질적으로 전면에 걸쳐서 크게 개설되어 있다. 취출측 덕트부(39)는 대기실(12)에 있어서 흡입측 덕트부(34)의 반대측인 좌측면에 수직으로 부설되어 있다.The lower end part of the blowout
취출측 덕트부(39)의 분출구(38)에는, 클린 유니트(41)가 세워져 있다. 클린 유니트(41)는 질소 가스(30) 및 클린 에어(40)를 공급하는 가스 공급 수단으로서의 가스 공급부를 구성하고 있다.The
클린 유니트(41)는, 파티클을 포집(捕集)하는 필터(42)와 청정화한 질소 가스(30) 및 클린 에어(40)를 송풍하는 복수의 송풍기(43)를 구비하고 있다. 클린 유니트(41)는, 필터(42)는 대기실(12)에 노출하고, 또한, 송풍기(43)군의 하류측이 되도록 구성되어 있다.The
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 취출측 덕트부(39)의 클린 유니트(41)보다 상류측에는, 클린 에어를 공급하는 클린 에어 공급관(44)이 접속되어 있고, 클린 에어 공급관(44)에는 개폐변으로서의 댐퍼(45)가 개설(介設)되어 있다.As shown in FIG. 2, the clean
또한, 취출측 덕트부(39)에는 질소 가스 공급관(46)이 접속되어 있고, 질소 가스 공급관(46)은 순환로(31)에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급로를 구성하고 있다. 질소 가스 공급관(46)에는 유량 제어변으로서의 댐퍼(47)가 개설되어 있다.Moreover, the nitrogen
도 2에 나타나 있는 바와 같이, 취출측 덕트부(39)의 하단부에는 냉각기(48)가 전후방향으로 연재하도록 부설되어 있다. 냉각기(48)는 메인 연락 덕트부(35) 및 서브 연락 덕트부(37)로부터 취출측 덕트부(39)로 회수된 분위기[질소 가스(30)]를 냉각한다.As shown in FIG. 2, the cooler 48 is provided in the lower end part of the blowout
본 실시 형태에 있어서, 냉각기(48)는 수냉식 열교환기에 의해 구성되어 있다.In the present embodiment, the cooler 48 is configured by a water-cooled heat exchanger.
냉각기(48)의 하류 측에는 유량 제어 밸브로서의 댐퍼(57)가 개설되어 있고, 댐퍼(57)는 메인 연락 덕트부(35) 및 서브 연락 덕트부(37)로부터 취출측 덕트부(39)의 클린 유니트(41)의 상류측으로 순환시키는 순환로(31)를 개폐한다.A
도 3 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 흡입측 덕트부(34)의 후단부는, 가스 배출부의 측방에서 접속된 배출로(제2 가스 배출로)(49)를 형성하고 있다.As shown in FIG.3 and FIG.4, the rear end of the suction
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 배출로(49)의 상단에는 배출 덕트(50)가 접속되어 있고, 배출 덕트(50)의 하류측 단부에는 메인 배출로(51)가 형성되어 있다.As shown in FIG. 4, the
배출 덕트(50)의 하류단에는, 덕트가 다시 접속되어 있다. 이 덕트는 열처리 장치(10) 주변부의 가스를 클린 룸으로 배출시키지 않고, 모두 공장 등의 배기 처리계로 배출시킨다.The duct is connected again to the downstream end of the
메인 배출로(51)에는 개폐변으로서의 댐퍼(52)가 개설되어 있다.The
메인 배출로(51)에는 댐퍼(52)를 우회한 바이패스로(53)가 접속되어 있다. 바이패스로(53)의 유량은 메인 배출로(51)의 유량보다 적게 되도록 설정되어 있다.The
바이패스로(53)에 유량계 또는 니들변(needle valve) 등의 유량 조정 장치를 설치함으로써, 바이패스로(53)의 유량을 조정할 수 있도록 구성해도 된다.By providing a flow rate adjusting device such as a flow meter or a needle valve in the
도 2~도 4에 나타나 있는 바와 같이, 보트 엘리베이터(19)는, 수직으로 입각되고 회전 자재로 지승(支承)된 이송 나사축(19a)과, 이송 나사축(19a)을 정역 회전시키는 모터(19b)와, 이송 나사축(19a)에 물려 정역 회전에 따라 승강하는 승강대(19c)와, 승강대(19c)에 지지되고 선단부에 보트(21)가 씰 캡(20)을 통해 설치된 암(19d)을 구비하고 있다.2 to 4, the
도 3 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(18)는, 수직으로 입각되어 회전 자재로 지승된 이송 나사축(18a)과, 이송 나사축(18a)을 정역 회전시키는 모터(18b)와, 이송 나사축(18a)에 물려 정역 회전에 따라 승강하는 승강대(18c)와, 승강대(18c)에 지지되고 웨이퍼 이재 장치(18A)가 설치된 암(18d)을 구비하고 있다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the wafer
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 흡입측 덕트부(34)의 바로 위에는 모터 설치실(54)이 설치되어 있다. 모터 설치실(54)에는 보트 엘리베이터(19)의 모터(19b) 와, 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(18)의 모터(18b)가 설치되어 있다. 모터 설치실(54)은 모터(19b)와 모터(18b)의 체적보다 충분히 큰 용적을 갖는 직방체의 상자 모양으로 형성되어 있다.As shown in FIG. 4, the
모터 설치실(54)과, 대기실(12)을 막는 격벽(55)에는, 연통구(56)가 형성되어 있다. 연통구(56)는 모터 설치실(54) 내와 흡입측 덕트부(34)의 내부를 연통시킨다.The
모터 설치실(54)의 배출 덕트(50)와의 인접 부위에는 배출구(58)가 형성되어 있다.A
모터 설치실(54), 연통구(56), 배출구(58) 및 배출 덕트(50)는, 가스 배출부의 상방측에서 접속된 제1 가스 배출로(59)를 구성하고 있다.The
도 3 및 도 4에 나타나 있는 바와 같이, 광체(11)의 배면에 있어서 배출로(49)에 인접하는 부위에는, 가스 배관 등이 부설되는 유틸리티 박스(60)가 연설되어 있다.As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
유틸리티 박스(60)는 내부에 가스 공급 유니트 및 배기계 등을 구비하고 있다. 가스 공급 유니트는 가스 공급관(29)에 가스를 공급하기 위한 밸브, 유량계 등을 구비한 가스 공급부를 구성하고 있다. 배기계는, 배기관으로부터 가스를 배기하기 위한 밸브, 압력계 등을 구비하고 있다.The
또한, 웨이퍼가 놓여지는 분위기인 대기실(12) 내의 클린도에 비해, 유틸리티 박스(60) 내는, 웨이퍼가 놓여지지 않기 때문에, 높은 클린도는 요구되지 않는다. 그 때문에, 광체(11)에 비해 훨씬 밀폐성이 낮게 구성되어 있다.In addition, since the wafer is not placed in the
유틸리티 박스(60)와 배출로(49)의 격벽에는, 배출로(49) 내의 클린 에어(40)를 배출하는 배출구(61)가 복수개(본 실시 형태에서는 2개), 상하 방향으로 배치되어 형성되어 있고, 각 배출구(61)는 개폐 수단으로서의 게이트 밸브(62)에 의해 각각 개폐된다.On the partition walls of the
흡입측 덕트부(34)와 배출로(49)의 격벽(63)에는, 흡입측 덕트부(34) 내의 클린 에어(40)를 배출로(49)에 배출하는 배출구(64)가 복수개(본 실시 형태에서는 3), 상하 방향으로 배치되어 형성되어 있다. 각 배출구(64)에는 배기 팬(65)이 각각 설치되어 있다. 각 배기 팬(65)은 클린 에어(40)를 배출로(49)에 배기시키는 강제 가스 배기 수단으로서의 강제 가스 배기부를 구성하고 있다.In the
배출구(61)와 배출구(64)는 개구 면적이 연통구(56)보다 크게 되도록 각각 형성되어 있다.The
즉, 제1 가스 배출로에 비해, 제2 가스 배출로의 유로 면적은 크게 형성되어 있다.That is, compared with the 1st gas discharge path, the flow path area of a 2nd gas discharge path is formed large.
배출로(49)와 배출 덕트(50)의 접속 부위는 칸막이 판(67)에 의해 막혀 있고, 칸막이 판(67)은 제1 가스 배출로(59)와 제2 가스 배출로(49)를 차단하고 있다.The connection part of the
칸막이 판(67)을 설치하지 않고 배출로(49)위에 배기 덕트(50)를 놓아, 배출로(49)와 배기 덕트(50)를 막아도 된다.The
도 4에 나타나 있는 바와 같이, 열처리 장치(10)는 배기 팬(65) 및 게이트 밸브(62)를 제어하는 제어 수단으로서의 컨트롤러(70)를 구비하고 있다. 컨트롤 러(70)는 통신 배선(71)을 경유하여 게이트 밸브(62) 및 배기 팬(65)을 제어한다.As shown in FIG. 4, the
즉, 컨트롤러(70)는, 클린 유니트(41)로부터 대기실(12)에 질소 가스(30)가 공급될 때에는, 게이트 밸브(62)에 의해 배출구(61)를 닫도록 제어한다. 또한, 컨트롤러(70)는, 클린 유니트(41)로부터 대기실(12)에 클린 에어(40)가 공급될 때에는, 게이트 밸브(62)에 의해 배출구(61)를 열도록 제어하거나, 또는, 배기 팬(65)을 작동시킴과 동시에, 게이트 밸브(62)에 의해 배출구(61)를 열도록 제어한다.That is, the
컨트롤러(70)는 배기 팬(65) 및 게이트 밸브(62) 이외에, 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터(18), 보트 엘리베이터(19), 웨이퍼 이재 장치(18A), 포드 오프너(15) 등의 반송부를 제어하거나, 히터 유니트(22) 등의 가열부를 제어하거나, 송풍기(43), 댐퍼(45), (47), (52), (57) 등을 제어하거나, 처리실(25)로의 가스의 공급, 배기, 압력 등을 제어한다. 즉, 컨트롤러(70)는 통신 배선(71)을 경유하여 열처리 장치(10) 전체를 제어한다.In addition to the
다음에, 상기 구성과 관련되는 열처리 장치의 작용을 설명한다.Next, the operation of the heat treatment apparatus according to the above configuration will be described.
도 1~도 3에 나타나 있는 바와 같이, 웨이퍼 반입 단계에서는, 포드 오프너(15)의 재치대(載置臺)에 이재된 포드(2)는, 포드 오프너(15)에 의해 캡(3)(도 1 참조)을 제거함으로써 개방된다.1 to 3, in the wafer loading step, the
포드오프너(15)에 의해 포드(2)가 개방되면, 포드(2)에 수납된 복수 매의 웨이퍼(1)는 웨이퍼 이재 장치(18A)에 의해 보트(21)에 이재되어 장전(charging)된다.When the
미리 지정된 매수의 웨이퍼(1)가 장전되면, 보트(21)는 보트 엘리베이터(19) 에 의해 상승됨으로써, 처리실(25)에 반입(boat loading)된다.When the predetermined number of
보트(21)가 상한까지 도달하면, 보트(21)를 보지한 씰 캡(20)의 상면의 주변부가 매니폴드(26)의 하면에 씰 상태로 당접하기 때문에, 처리실(25)은 기밀로 닫혀진 상태가 된다.When the
처리실(25)이 기밀로 닫혀진 상태에서, 소정의 진공도로 배기관(28)에 의해 배기됨과 동시에, 히터 유니트(22)에 의해 소정의 온도로 가열된다.In the state in which the
뒤이어, 소정의 처리 가스가 가스 공급관(29)으로부터 처리실(25)에 공급된다.Subsequently, a predetermined processing gas is supplied from the
이에 따라, 웨이퍼(1)에 소망하는 열처리가 이루어진다(열처리 단계).As a result, a desired heat treatment is performed on the wafer 1 (heat treatment step).
이 웨이퍼 반입 단계에 앞서, 대기실(12) 및 순환로(31)는 질소 가스(30) 분위기로 치환해 놓는다. 그 후, 웨이퍼 반입 단계 및 열처리 중에, 질소 가스(30) 중 대부분이 순환로(31)에 의해 대기실(12)로 순환된다.Prior to this wafer loading step, the waiting
즉, 질소 가스 공급관(46)으로부터 순환로(31)에 공급된 질소 가스(30) 중 대부분, 예를 들면, 질소 가스 공급관(46)으로부터 순환로(31)에 공급된 질소 가스(30)량의 약 80%는, 도 2에 나타나 있는 바와 같이, 순환 덕트(32)에 있어서 취출측 덕트부(39)에 세워진 클린 유니트(41)로부터 대기실(12)에 불어내고, 순환로(31)의 일부인 대기실(12)을 유통하여 흡입구(33)로부터 흡입측 덕트부(34)로 빨려 들여간다.That is, most of the
흡입측 덕트부(34)에 빨려 들여간 질소 가스(30)는, 메인 연락 덕트부(35) 및 서브 연락 덕트부(37)를 경유하여 취출측 덕트부(39)로 되돌아오고, 클린 유니 트(41)로부터 대기실(12)에 다시 불어낸다.
이 후, 질소 가스(30)는 이상과 같은 흐름을 반복함으로써, 대기실(12)과 순환로(31)를 순환한다.Thereafter, the
한편, 대기실(12) 및 흡입측 덕트부(34)로부터 연통구(56)를 경유하여 모터 설치실(54)에 흐른 소량[예를 들면, 질소 가스 공급관(46)으로부터 순환로(31)에 공급된 질소 가스(30)량의 약 15%]의 질소 가스(30)는, 배출구(58) 및 배출 덕트(50)를 경유하여, 바이패스로(53)를 흘러 배출된다.On the other hand, a small amount (for example, supplied to the
또한, 미량[예를 들면, 질소 가스 공급관(46)으로부터 순환로(31)에 공급된 질소 가스(30)량의 약 5%]의 질소 가스(30)는, 광체(11)나 광체(11)와 부착판(13)의 당접면이나 광체(11)와 유지보수문(17)과의 당접면 등의 틈새로부터 광체(11) 밖으로 배출된다.In addition, the
이 때, 바이패스로(53) 및 광체(11) 등의 틈새로부터 배출되는 질소 가스(30)의 유량분에 상당하는 질소 가스(30)의 유량이, 질소 가스 공급관(46)으로부터 보급된다.At this time, the flow rate of the
이 질소 가스(30)의 순환 단계에 있어서는, 메인 배출로(51)의 댐퍼(52) 및 클린 에어 공급관(44)의 댐퍼(45)는 닫혀지고, 질소 가스 공급관(46)의 댐퍼(47) 및 순환로(31)에 있는 댐퍼(57)는 열려 있다.In the
따라서, 미리 설정된 처리 시간이 경과하면, 보트(21)가 보트 엘리베이터(19)에 의해 하강됨으로써, 처리가 완료된 웨이퍼(1)를 보지한 보트(21)가 대기실(12)에 있어서 원래의 대기 위치로 반출(boat unloading)된다.Therefore, when the predetermined processing time elapses, the
보트(21)가 처리실(25)로부터 반출되면, 처리실(25)은 셔터(27)에 의해 닫혀진다.When the
처리가 완료된 웨이퍼(1)를 보지한 보트(21)가 반출될 때(boat unloading step 때), 댐퍼(52)가 열린다. 이에 따라, 대기실(12) 및 순환로(31)의 대부분의 질소 가스(30), 예를 들면, 질소 가스 공급관(46)으로부터 순환로(31)에 공급된 질소 가스량의 약 95%가, 연통구(56)를 경유하여 모터 설치실(54)로 흐른다. 모터 설치실(54)에 흐른 질소 가스(30)는, 배출구(58) 및 배출 덕트(50)을 경유하여, 메인 배출로(51) 및 바이패스로(53)에 의해 배출된다.When the
또한, 미량[예를 들면, 질소 가스 공급관(46)으로부터 순환로(31)에 공급된 질소 가스량의 약 5%]의 질소 가스(30)는, 광체(11)나 광체(11)와 부착판(13)과의 당접면이나 광체(11)와 유지보수문(17)과의 당접면 등의 틈새로부터 광체(11) 밖으로 배출된다. 이 때, 메인 배출로(51) 및 바이패스로(53) 및 광체(11) 등의 틈새로부터 배출되는 질소 가스(30)의 유량분에 상당하는 질소 가스(30)의 유량이, 질소 가스 공급관(46)으로부터 보급된다.In addition, the
즉, 질소 가스 공급관(46)에 의해 순환로(31)에 공급된 질소 가스(30)는, 취출측 덕트부(39)에 세워진 클린 유니트(41)로부터 대기실(12)에 불어내어, 대기실(12)를 유통하여 흡입측 덕트부(34)의 흡입구(33)를 통해 연통구(56)를 경유하여 모터 설치실(54)로 흐르고, 그 후, 배출구(58) 및 배출 덕트(50)를 경유하여, 메인 배출로(51) 및 바이패스로(53) 및 광체(11) 등의 틈새에 의해 배출된다.That is, the
대기실(12)을 유통하는 동안에, 질소 가스(30)는 열처리 되어 고온이 된 웨 이퍼(1)군 및 이를 보지한 보트(21)에 접촉하여 열교환을 함으로써, 이들을 냉각시킨다.During the circulation of the waiting
이 때, 질소 가스(30)는 질소 가스 공급관(46)에 의해 공급된 직후의 차가운 신선한 질소 가스(30)로서, 웨이퍼(1)군 및 보트(21)를 높은 열교환 효율로서 냉각할 수가 있다.At this time, the
또한, 웨이퍼(1)군 및 보트(21)를 냉각하여 온도가 상승한 대부분의 질소 가스(30)는, 연통구(56)를 경유하여 모터 설치실(54)에 흐르고, 그 후에, 배출구(58) 및 배출 덕트(50)를 경유하여, 메인 배출로(51) 및 바이패스로(53)에 의해 순환로(31)로부터 즉시 배출된다. 이에 따라, 순환로(31)에 개설된 클린 유니트(41)를 온도가 상승한 질소 가스(30)가 통과하지 않게 되기 때문에, 온도가 상승한 질소 가스(30)가 클린 유니트(41)를 온도 상승시키는 일은 없다.Moreover,
따라서, 클린 유니트(41)로부터 유기 오염물질이 발생하는 일은 없다.Therefore, organic pollutants are not generated from the
또한, 고온이 된 웨이퍼(1)에 접촉하는 것은 불활성 가스인 질소 가스(30)이기 때문에, 웨이퍼(1)의 표면에 자연 산화막이 생성되는 일은 없다.In addition, since it is
이 보트 언로드 단계에 있어서는, 메인 배출로(51)의 댐퍼(52) 및 질소 가스 공급관(46)의 댐퍼(47)는 열려 있고, 클린 에어 공급관(44)의 댐퍼(45) 및 순환로(31)에 있는 댐퍼(57)는 닫혀진다.In this boat unloading step, the
순환로(31)의 온도 상승이 적은 온도 범위에서는, 온도가 상승한 질소 가스(30)의 일부를 순환로(31)로 순환시켜도 된다.In the temperature range where the temperature rise of the
대기실(12)에 반출된 보트(21)의 처리가 완료된 웨이퍼(1)는, 보트(21)로부 터 웨이퍼 이재 장치(18A)에 의해 픽업되고, 빈 포드(2)에 수납된다. 빈 포드(2)는 웨이퍼 로딩 포트(14)에 미리 반송되고 캡(3)이 분리되어 개방되어 있다. The
포드(2)가 처리가 완료된 웨이퍼(1)에 의해 채워지면, 포드(2)는 포드 오프너(15)에 의해 캡(3)이 장착되고 닫힌다. 그 후에, 포드(2)는 웨이퍼 로딩 포트(14)로부터 다른 장소로 이송된다.When the
이후, 전술한 작용이 반복됨으로써, 웨이퍼(1)가 열처리 장치(10)에 의해 배치처리 되어 간다.Thereafter, the above-described operation is repeated, whereby the
그런데, 대기실(12)에 공급되는 질소 가스(30)의 유량이 일정하고, 대기실(12)로부터 배기되는 질소 가스(30)의 배기량이, 대기실(12)에 공급되는 질소 가스(30)의 유량과 같은 양인 경우에는, 대기실(12)의 분위기(질소 가스)가 누설하면, 대기실(12) 내의 압력이 저하한다.By the way, the flow volume of the
대기실(12) 내의 압력이 저하하면, 대기실(12)의 외부 분위기(대기)가 대기실(12) 내에 유입하기 쉽게 되기 때문에, 대기실(12) 내의 산소 농도가 상승한다. 그 결과, 산소 농도의 관리가 곤란하게 된다.When the pressure in the waiting
본 실시 형태에 있어서는, 다음과 같이 하여 대기실(12) 내의 압력이 저하하는 현상을 방지하고 있다.In this embodiment, the phenomenon in which the pressure in the
웨이퍼 반입 단계 및 열처리 중인 질소 가스를 순환로(31)에서 순환시키는 단계에서는, 질소 가스 공급관(46)으로부터 바이패스로(53) 및 광체(11) 등의 틈새에서 배출되는 배기량과 같은 양의 질소 가스(30)을 공급한다. 배출로(49)에 의해 질소 가스(30)를 배출할 때에, 댐퍼(52)에 의해 메인 배출로(51)를 닫아, 바이패스 로(53)를 통해 질소 가스(30)를 배출한다.In the wafer loading step and the step of circulating the nitrogen gas under heat treatment in the
대기실(12)내의 압력의 저하를 방지함으로써, 대기실(12)의 외부 분위기가 대기실(12) 내에 유입하는 것을 방지할 수가 있으므로, 본 실시 형태에 의하면, 산소 농도를 일정하게 유지할 수가 있다.By preventing the pressure in the waiting
웨이퍼 반입 단계 및 열처리 중인 질소 가스를 순환로(31)에서 순환시키는 단계에서도, 바이패스로(53)에 의해 배기함으로써, 대기실(12) 내의 고임이나 체류를 방지할 수가 있다. 따라서, 자연 산화막을 방지할 뿐만 아니라, 파티클이나 유기물이 대기실(12) 내에 체류하는 것을 방지할 수가 있다.Even in the wafer loading step and the step of circulating the nitrogen gas under heat treatment in the
그런데, 자연 산화막의 억제가 불필요한 경우에 있어서는, 순환하지 않는 한쪽 방향의 흐름을 대기실 내에 클린 에어(40)에 의해 창출하는 것이, 열 영향의 관점 등에서 바람직하다.By the way, when suppression of a natural oxide film is unnecessary, it is preferable from the viewpoint of a thermal influence etc. to create the flow of one direction which does not circulate by the
이 경우에는, 클린 유니트(41)로부터 클린 에어(40)를 보트(21)에 대하여 수평으로 흐르도록 불기내어, 파티클이나 유기물이 대기실(12) 내에 고이거나 체류가 발생하는 현상을 방지하는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable to blow the
대기실(12) 내에 고임이나 체류가 발생하지 않도록 클린 에어(40)가 한쪽 방향의 흐름을 형성하기 위해서는, 대유량의 클린 에어(40)를 대기실(12) 내에 유통시킬 필요가 있다.In order for the
따라서, 본 실시 형태와 관련되는 열처리 장치(10)에 있어서는, 그러한 경우에는, 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 컨트롤러(70)는, 배기 팬(65)을 작동시킴과 동시에, 게이트 밸브(62)를 작동시켜 배출구(61)를 연다.Therefore, in the
댐퍼(45)가 열려 클린 에어 공급관(44)로부터 취출측 덕트부(39)에 공급된 클린 에어(도 2 참조)는, 클린 유니트(41)를 통해 청정화되고, 클린 에어(40)가 되어 대기실(12)에 수평으로 불어내고, 대기실(12) 내를 수평인 한쪽 방향으로 흘려 흡입측 덕트부(34)의 흡입구(33)를 통해 흡입측 덕트부(34) 내에 빨려 들어간다.The damper 45 is opened, and the clean air (see FIG. 2) supplied from the clean
흡입측 덕트부(34) 내에 빨려 들여간 클린 에어(40)는, 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 복수의 배출구(64)를 통하여 배출로(49)로 복수의 배기 팬(65)의 배기력으로 강제적으로 수평으로 배출된다. 배출로(49) 내에 배출된 클린 에어(40)는, 복수의 배출구(61)로부터 유틸리티 박스(60) 내에 수평으로 배출된다.As shown in FIG. 5, the
이 대기실(12) 내에 있어서 클린 에어(40)의 수평 한쪽 방향의 흐름은, 복수의 배기 팬(65)의 배기력에 의해 충분히 높아지므로, 대유량이며 또한 층류(層流) 상태가 됨으로써, 보트(21) 상의 웨이퍼(1)군은 극히 효과적으로 냉각된다.In the waiting
그러면서도, 배기 팬(65)이나 배출구(64) 및 배출구(61)가 상하 방향으로 복수 설치되어 있음으로써, 클린 에어(40)를 상하 방향으로 균일하게 배출시킬 수 있기 때문에, 대기실(12) 내에 있어서 클린 에어(40)의 수평 한쪽 방향의 흐름도 상하 방향에 대하여 균일하게 형성시킬 수가 있다. 따라서, 보트(21) 상의 웨이퍼(1)군을 상하 방향에 걸쳐 균등하게 냉각할 수가 있다.In addition, since a plurality of
또한, 일단, 유틸리티 박스(60)에 배출함으로써, 클린 에어의 유속이 떨어진다. 그 때문에, 열처리 장치(10) 주변의 클린 룸의 분위기를 어지럽히고, 파티클을 말아올리거나 하는 일이 없다. 또한, 유틸리티 박스(60)의 밀폐성이 나쁜 탓에, 클린 룸에 대량으로 가스가 누설하더라도, 클린 에어(40)등으로 질식 등 인체에 악영 향을 미치는 일은 없다.In addition, by discharging to the
대기실(12) 내를 질소 가스(30)에 의해 충전한 경우와 달리, 클린 에어(40)를 대기실(12)에 수평 한쪽 방향으로 흘린 경우에는, 배기 팬(65)의 배출구(64) 및 유틸리티 박스(60)의 배출구(61)로부터 수평으로 배기함으로써, 보트(21) 상의 웨이퍼(1)군의 열을 재빠르게 빼앗을 수 있다. 그러나, 이 때에 과양압(過陽壓)이 되면, 대기실(12) 내의 온도가 상승하기 쉽게 되어, 열을 빼앗기 어렵게 됨과 동시에, 웨이퍼(1)가 산화되는 위험이 있다.Unlike the case where the inside of the
본 실시 형태에 있어서는, 배기 팬(65)에 의해 클린 에어(40)를 강제적으로 배기함으로써, 대기실(12) 내가 과양압이 되는 것을 방지할 수가 있으므로, 그와 같은 폐해가 발생하는 것을 미연에 방지할 수가 있다.In the present embodiment, by forcibly evacuating the
흡입측 덕트부(34) 상측의 모터 설치실(54)에 제1 가스 배출로(59)가 설치되어 있기 때문에, 모터 설치실(54)에 열이 고이는 것을 방지할 수가 있다.Since the 1st
상기 실시 형태에 따르면, 다음의 효과를 얻을 수 있다.According to the said embodiment, the following effects can be acquired.
1) 클린 유니트로부터 질소 가스를 대기실에 공급하고, 흡입측 덕트부로부터 대기실 내의 질소 가스를 배기하고, 흡입측 덕트부에 상방측에서 접속한 제1 가스 배출로로부터 흡입측 덕트부 내의 질소 가스를 배출함으로써, 질소 가스를 대기실 내에 순환시킬 수가 있어, 대기실 내에 배치된 산화하기 쉬운 웨이퍼라도, 자연 산화막의 발생을 확실히 방지할 수가 있다.1) Nitrogen gas is supplied from the clean unit to the waiting room, nitrogen gas in the waiting room is exhausted from the suction side duct part, and nitrogen gas in the suction side duct part is discharged from the first gas discharge path connected to the suction side duct part from above. By discharging, nitrogen gas can be circulated in the air chamber, and even a wafer which is easily oxidized in the air chamber can be reliably prevented from generating a natural oxide film.
2) 클린 유니트로부터 클린 에어를 대기실에 공급하고, 흡입측 덕트부로부터 대기실 내의 클린 에어를 배기하여, 흡입측 덕트부의 측방에 접속된 배출로의 배출 구를 열고, 그 배출로에 의해 흡입측 덕트부 내의 클린 에어를 배출함으로써, 대기실 내에 클린 에어의 수평 한쪽 방향의 흐름을 층류 상태로 형성시킬 수가 있으므로, 대기실 내에 고임이나 체류가 발생하는 것을 방지할 수가 있다.2) Clean air is supplied from the clean unit to the waiting room, the clean air in the waiting room is exhausted from the suction side duct part, the outlet of the discharge path connected to the side of the suction side duct part is opened, and the suction side duct is opened by the discharge path. By discharging the clean air in the part, it is possible to form a flow in the horizontal direction of the clean air in the laminar flow state in the waiting chamber, and thus it is possible to prevent the pooling and retention in the waiting chamber.
3) 상기 2)에 따라, 어느 정도 두께의 자연 산화막이 형성되더라도 장해가 되지 않는 열처리 등에 있어서는, 질소 가스 등의 불활성 가스의 사용을 억제 내지 억지할 수가 있으므로, 운영비를 절감 할 수 있다.3) According to 2) above, in the heat treatment that does not interfere even if a natural oxide film having a certain thickness is formed, the use of an inert gas such as nitrogen gas can be suppressed or inhibited, thereby reducing operating costs.
4) 상기 1) 및 2)에 따라, 동일한 열처리 장치에 있어서 질소 가스 순환과 클린 에어의 한쪽 방향 흐름을 양립시킬 수 있다.4) According to 1) and 2) above, in the same heat treatment apparatus, the nitrogen gas circulation and the one-way flow of clean air can be made compatible.
5) 상기 4)에 있어서, 배기 덕트의 사이즈를 증대하지 않아도 되기 때문에, 열처리 장치의 풋프린트의 증가를 회피할 수 있다.5) Since the size of the exhaust duct does not have to be increased in 4) above, an increase in the footprint of the heat treatment apparatus can be avoided.
6) 배기 팬이나 배출구를 상하 방향으로 복수 설치함으로써, 클린 에어를 상하 방향으로 균일하게 배출시킬 수가 있으므로, 대기실 내에 있어서의 클린 에어의 수평 한쪽 방향의 흐름도 상하 방향에 있어서 균일하게 형성시킬 수가 있고, 보트 상의 웨이퍼 군을 상하 방향에 걸쳐 균등하게 냉각할 수 있다.6) By providing a plurality of exhaust fans and outlets in the up and down direction, the clean air can be discharged uniformly in the up and down direction, so that the flow chart in the horizontal one direction of the clean air in the waiting room can be formed uniformly in the up and down direction, The wafer group on the boat can be cooled evenly over the vertical direction.
7) 가스 배출부의 측방에서 접속된 제2 가스 배출로에 제2 가스 배출로를 개폐하는 게이트 밸브가 설치되어 있으므로, 게이트 밸브에 의하여 제2 가스 배출로를 열어, 제2 가스 배출로로부터 클린 에어를 대량 배출할 수가 있고, 또한, 게이트 밸브에 의해 제2 가스 배출로를 닫아, 불활성 가스를 순환시키거나 제1 배출로에 배출할 수 있다. 즉, 주로 불활성 가스를 배출하는 제1 가스 배출로와, 주로 산소 함유 가스를 배출하는 제2 가스 배출로를 개별적으로 설치할 수 있다.7) Since the gate valve which opens and closes a 2nd gas discharge path is provided in the 2nd gas discharge path connected from the side of a gas discharge part, a 2nd gas discharge path is opened by a gate valve, and clean air is discharged from a 2nd gas discharge path. Can be discharged in large quantities, and the second gas discharge passage can be closed by the gate valve to circulate the inert gas or discharge the discharge to the first discharge passage. That is, the first gas discharge path mainly discharging the inert gas and the second gas discharge path mainly discharging the oxygen-containing gas can be provided separately.
8) 유틸리티 박스를 배출로(49)에 연설하면, 새롭게 배기 덕트를 설치할 필요가 없어, 열처리 장치의 풋프린트의 증가를 회피할 수 있다.8) If the utility box is addressed to the
본 발명은 상기 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경이 가능한 것은 말할 나위도 없다.This invention is not limited to the said embodiment, Needless to say that a various change is possible in the range which does not deviate from the summary.
예를 들면, 배기 팬(65) 및 배출구(64)는 3개씩 설치하는데 그치지 않고, 1개 또는 2개 또는 4개 이상 설치해도 된다.For example, the
또한, 배기 팬 등의 강제 가스 배기부는 생략해도 된다.In addition, you may abbreviate | omit forced gas exhaust parts, such as an exhaust fan.
도 6은, 세로로 긴 배출로(49) 주변의 게이트 밸브(62)의 개폐 구동장치와 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와 배출구(64) 및 팬(65) 위치의 상세를 나타내는 도이다.FIG. 6 is a view showing details of the opening / closing drive and discharge
도 6에 있어서는, 3개의 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와, 2개의 배출구(64) 및 팬(65)과 같이 각각 수를 다르게 하고, 또한, 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와, 배출구(64) 및 팬(65)의 설치 높이를 달리하여 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와 배출구(64) 및 팬(65)을 각기 상하 방향으로 엇갈리게 배치시키고 있다.In Fig. 6, the number of
또한, 게이트 밸브(62)를 개폐시키는 개폐 구동부로서의 실린더 장치(62A)가 복수의 배출구(64) 사이에 설치되어 있다. 이 실린더 장치(62A)의 작동에 의하여, 게이트 밸브(62)는 배출구(61)에 대하여 수직 방향으로 정면으로 향한 채 평행이동함으로써, 배출구(61)를 개폐한다. 실린더 장치(62A)는 게이트 밸브(62)의 중심에서 접속되고 있기 때문에, 실린더 장치(62A)의 추진력을 게이트 밸브(62) 전역으로 균등하게 전하기 쉽다.In addition, a
실린더 장치(62A)는 컨트롤러(70)에 의해, 통신 배선(71)을 경유하여 제어된다.The
이와 같이 복수의 배출구(64)의 사이에 실린더 장치(62A)를 설치함으로써, 게이트 밸브(62)의 작동을 원활하게 하고, 또한, 실린더 장치(62A)의 설치를 용이하게 할 수 있다.By providing the
또한, 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와 2개의 배출구(64) 및 팬(65)의 수를 달리하고, 또한, 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와, 배출구(64) 및 팬(65)의 설치 높이를 달리하여 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와 배출구(64) 및 팬(65)을 각기 상하 방향으로 엇갈리도록 배치함으로써, 세로로 긴 배출로(49)에서 게이트 밸브(62)를 용이하게 설치하여, 열거나 닫거나 할 수 있다. 따라서, 배출구(64)로부터 배출되는 클린 에어를 게이트 밸브(62)로부터 적극 피하여 배출시킬 수가 있다.In addition, the number of the
배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와 2개의 배출구(64) 및 팬(65)의 수가 각각 1개씩이라도, 2개 이상의 같은 갯수라도, 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와, 배출구(64) 및 팬(65)의 설치 높이를 엇갈리게 하여, 배출구(61) 및 게이트 밸브(62)와 배출구(64) 및 팬(65)을 각기 상하 방향으로 서로 엇갈리도록 배치시켜도 된다. 이 경우에는, 공간의 유효성 및 배출 효율이 상술한 형태보다 약간 뒤떨어진다.Even if the number of the
클린 에어는 유틸리티 박스 내에 배기시키도록 구성하는데 국한되지 않는다.Clean air is not limited to being configured to exhaust into a utility box.
유틸리티 박스(60)는 배출로(49)의 측방에만 연설시키도록 설명했으나, 이에 한정하지 않고, 예를 들면 유틸리티 박스(60)의 상단을 배출 덕트(50)의 측방으로까지 이동시키고, 유틸리티 박스(60)의 높이를 높게 해도 된다.The
클린 유니트에 설치하는 필터는, 파티클을 제거하고, 청정화하는 타입이면 된다. 바람직하게는, 파티클을 제거하는 타입과 유기물을 제거하는 타입과의 양쪽을 설치하도록 하는 것이 좋다.The filter installed in the clean unit may be a type in which particles are removed and cleaned. Preferably, it is good to provide both a type for removing particles and a type for removing organic matter.
불활성 가스로서는, 질소 가스를 사용하는데 국한하지 않는다.As an inert gas, it is not limited to using nitrogen gas.
제1 가스 배출로(59) 및 제2 가스 배출로(49)의 운용 방법은, 상기 실시 형태에 국한하지 아니하고, 적절히 선택할 수 있다.The operation method of the 1st
예를 들면, 어느 정도의 두께의 자연 산화막이 형성되더라도 장해가 되지 않는 열처리 공정(프로세스)에 있어서, 웨이퍼 군에 있어서 강제 냉각이 필요하지 않는 웨이퍼 챠징 단계(웨이퍼 반입 단계)이나 열처리 단계 중에는, 질소 가스 순환 단계로서, 제1 가스 배출로(59)로부터 질소 가스를 배출시키고, 보트 언로딩 단계에서는 클린 에어(40)를 사용하여 제2 가스 배출로(49)로부터 배출시키도록 변환해도 된다.For example, in a heat treatment step (process) in which a natural oxide film having a certain thickness is formed, which does not interfere, during a wafer charging step (wafer loading step) or a heat treatment step that does not require forced cooling in the wafer group, nitrogen As the gas circulation step, the nitrogen gas may be discharged from the first
또한, 웨이퍼 군에 강제 냉각이 필요한 보트 언로딩 단계에 있어서, 질소 가스의 유통에 더하여, 클린 에어를 유통시켜도 무방하다.In addition, in the boat unloading step requiring forced cooling of the wafer group, clean air may be distributed in addition to the distribution of nitrogen gas.
또한, 웨이퍼 군에 강제 냉각이 필요하지 않은 보트 언로딩 단계에 있어서 댐퍼(52)를 열지 않고, 바이패스로(53) 및 광체(11) 등의 틈새로부터 배출되는 질소 가스의 유량분에 상당하는 질소 가스(30)의 유량을 질소 가스 공급관(46)으로부터 보급하도록 해도 된다.In addition, in the boat unloading step in which forced cooling is not required for the wafer group, the flow rate of the nitrogen gas discharged from the gaps of the
상기 실시 형태에서는 배치식 종형 열처리 장치의 경우에 대해 설명했으나, 본 발명은 이에 국한하지 않고, 배치식 종형 확산 장치 등의 기판 처리 장치 전반 에 적용할 수 있다.In the above embodiment, the case of the batch type vertical heat treatment apparatus has been described, but the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to the entire substrate processing apparatus such as the batch type vertical diffusion apparatus.
한편, 가스 배출부의 상방측에서 접속되고, 상기 가스 배출부 내의 질소 가스 내지 클린 에어를 배출하는 제1 가스 배출로는, 상방측에 설치된 편이 대기실이나 가스 배출부의 상방측으로부터 우선적으로 배출할 수가 있어, 열처리 장치의 콤팩트화에 기여하게 된다. 그러나, 이것은, 예를 들면, 제1 가스 배출로를 가스 배출부 하방측에 설치하는 것을 방해하지는 않는다. On the other hand, the first gas discharge path which is connected from the upper side of the gas discharge part and discharges the nitrogen gas or the clean air in the gas discharge part can be preferentially discharged from the upper side of the waiting room or the gas discharge part. This contributes to the compactness of the heat treatment apparatus. However, this does not prevent, for example, installing the first gas discharge passage below the gas discharge portion.
도 7 및 도 8은, 대기실 내로의 가스 공급 시퀀스(sequence), 질소 가스와 클린 에어의 공급량, 댐퍼(57), 댐퍼(52), 게이트 밸브(62)의 개폐 타이밍을, 대기실 내의 산소 농도, 대기실 내의 분위기 온도, 대기실을 형성하는 광체 상면(上面)의 온도, 각 단계에 대응해 동작시키는 운용 방법의 변형예를 나타내는 시권스 플로차트(flow chart)이다.7 and 8 show the gas supply sequence into the waiting room, the supply amount of nitrogen gas and clean air, the opening and closing timing of the
전회(前回)의 배치(1 배치째) 때 발생한 열 등의 배출을 금회(今回)의 배치(2 배치째)의 열처리 단계 중에 촉진하기 위해, 도 7에 나타낸 운용 방법에 있어서는, 2 배치째의 보트 반입 단계 직후에, 게이트 밸브(62) 및 댐퍼(52)를 열고, 동시에, 댐퍼(57)를 닫고, 클린 에어(40)를 대기실(12)에 공급한다.In the operation method shown in FIG. 7, in order to promote discharge | emission of heat etc. which generate | occur | produced at the last batch (1st batch) during the heat treatment step of this batch (2nd batch), in the operation method shown in FIG. Immediately after the boat loading step, the
다음에, 열처리 단계의 도중에, 게이트 밸브(62)를 닫음과 동시에, 댐퍼(57)를 열고, 댐퍼(52)를 계속 열어놓아, 매분 800리터의 질소 가스를 대기실(12)에 공급하고, 대기실(12) 내의 산소 농도를 저농도 상태(약 20ppm)로 되돌린다.Next, in the middle of the heat treatment step, the
다음에, 댐퍼(52)를 닫고, 질소 가스를 계속 공급한다.Next, the
그런데, 열처리 단계 후에 웨이퍼를, 예를 들면 700℃과 같은 고온으로 대기 실(12)에 반출했을 경우에는, 냉각기(48)를 통과하기 전에 회수되는 분위기는 60℃나 되고, 냉각기(48)의 통과 후의 분위기는 40℃가 된다.By the way, when the wafer is carried out to the
예를 들면, 냉각기(48)에 흘리는 냉각수의 온도를 20~25℃로 하여 열교환하고 있는 경우에는, 열교환을 제대로 할 수 없기 때문에, 1 배치(1회째의 처리)의 단계 중, 특히, 처리가 완료된 웨이퍼의 보트 반출 단계에 있어서, 대기실(12)을 형성하는 광체(11), 대기실(12) 내의 질소 가스(30)에 열이 축적된다.For example, when the heat exchange is performed at a temperature of 20 to 25 ° C. of the cooling water flowing to the cooler 48, heat exchange cannot be performed properly, and therefore, particularly during the step of the first batch (the first treatment), In the boat unloading step of the completed wafer, heat is accumulated in the housing 11 and the
특히, 수차례 배치(여러 차례의 처리)를 반복하면, 대기실(12)의 내벽, 질소 가스(30)에 대한 열의 축적은 증가하고 만다. 이에 따라, 대기실(12) 부근에 설치된 케이블, 엘리베이터, 전장품 등으로부터 유기물이 발생하거나 필터가 열에 열화(劣化)하거나, 필터 부분의 씰 링으로부터 유기물이 발생하거나 한다.In particular, if the arrangement (multiple processes) is repeated several times, the accumulation of heat to the inner wall of the waiting
이를 해소하기 위해, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 2배치째의 열처리 단계 중에, 질소 가스(30)의 가스 공급량보다 많은 유량으로 클린 에어(40)를 공급하고, 게이트 밸브(62)를 열어 수평 방향으로부터 배출한다.In order to solve this, as shown in FIG. 7, during the second heat treatment step, the
이에 따라, 클린 에어(40)가 대유량이 되더라도 대기실(12)에 고임이 발생하지 않고, 열을 배출할 수가 있어, 대기실(12)를 신속하게 냉각할 수 있다.Thereby, even if the
또한, 클린 에어(40)는 질소 가스(30)와 달리, 예를 들면, 클린 룸 내의 에어를 이용할 수가 있으므로, 대유량으로 하기 쉽고, 그러면서도, 운영비를 저감할 수 있다. In addition, since the
바람직하게는, 배기 팬(65)을 작동시키면서 배출하면, 제2 가스 배출로인 배출로(49)로부터 클린 에어(40)를 효과적으로 배출할 수 있다.Preferably, by discharging while operating the
도 7에 나타나 있는 바와 같이, 질소 가스(30) 사용 시의 신규 질소 가스의 유입분이 매분 800리터라고 가정하더라도, 순환로(31)에 흐르는 질소 가스(30)의 유량은, 매분 약 20000리터로서, 상대량이 현저하게 다르다. 그 때문에, 순환 질소 가스 온도 약 40℃보다도 신규 질소 가스의 온도가 20~25℃로 낮아도, 대기실(12)의 순환 분위기는, 실질적으로 40℃로 유지된다.As shown in FIG. 7, even if the inflow of fresh nitrogen gas when the
즉, 1 배치째의 보트 반출 단계로부터 2 배치째의 열처리 단계에 있어서도, 약 35℃ 정도 밖에는 내려가지 않는다. 또한, 대기실(12)을 형성하는 광체(11)의 상면 패널은, 실질적으로 60℃ 정도 밖에 내려가지 않는다.That is, in the heat treatment step of the second batch from the boat unloading step of the first batch, only about 35 deg. In addition, the upper panel of the housing 11 forming the waiting
그러나, 도 7에 나타나 있는 바와 같이, 2 배치째의 열처리 단계 중에 질소 가스(30)의 공급량보다 많은 유량(매분 약 20000리터 매분)으로 클린 에어(40)를 공급함과 동시에, 게이트 밸브(62)를 열고, 클린 에어(40)를 수평 방향으로부터 배출함으로써, 광체(11)에 축적된 열을 단시간에서 제거하면서, 대기실(12)의 분위기를 실온까지 내릴 수가 있다.However, as shown in FIG. 7, the
또한, 열처리 단계 중에, 클린 에어를 질소 가스에 치환하고 있으므로, 웨이퍼에 자연 산화막을 형성시키는 것과 같은 일은 없다.In addition, since clean air is replaced with nitrogen gas during the heat treatment step, there is no such thing as forming a natural oxide film on the wafer.
도 8에 나타난 제2 변형예는, 도 7의 제1 변형예의 밸브의 동작에 더해, 각 배치의 웨이퍼 냉각 단계의 열확산을 저감하는 운용 방법이다.The second modification shown in FIG. 8 is an operation method for reducing the thermal diffusion in the wafer cooling step of each batch in addition to the operation of the valve of the first modification of FIG. 7.
도 8에 나타나 있는 바와 같이, 웨이퍼 냉각 단계에 있어서, 컨트롤러(70)는 질소 가스(30)의 공급 유량을, 매분 400리터로부터 매분 800리터로 증가시킴과 동시에, 댐퍼(52)를 연다.As shown in FIG. 8, in the wafer cooling step, the
이와 같이 제어함으로써, 제1 변형예인 밸브 작동에 의한 냉각 단계의 이전에, 보트 반출 단계시에 발생한 열, 파티클을 제1 가스 배출로(59)로부터 배출할 수 있다. 그 때문에, 2 배치째의 열처리 단계에 있어서, 광체(11)에 축적된 열을 더욱 단시간에 제거하면서, 대기실(12)의 분위기를 실온까지 내릴 수가 있다.By controlling in this way, before the cooling step by valve operation which is a 1st modified example, the heat and particle which were generated at the time of the boat carrying out step can be discharged | emitted from the 1st
제1 변형예 및 제2 변형예에 있어서는, 2 배치째인 열처리 단계에서의 대유량 클린 에어 공급에 의한 대기실 냉각에 대해 설명했으나, 그에 국한되지 않는다. 예를 들면, 3 배치째 이후에도 마찬가지로 열처리 단계 중에 대유량 클린 에어 공급에 의한 대기실의 냉각을 실시해도 된다. 바람직하게는 1 배치마다 실시하면 효율이 좋다.In the first and second modifications, the cooling of the waiting room by the large flow rate clean air supply in the heat treatment step in the second batch has been described, but is not limited thereto. For example, after the third batch, the waiting chamber may be cooled by a large flow rate of clean air during the heat treatment step. Preferably, it is efficient if performed every 1 batch.
바람직한 실시의 형태를 부기한다.Preferred embodiment is added.
(1) 기판을 처리하는 처리실과, (1) a processing chamber for processing a substrate,
상기 기판을 보지하고 상기 처리실에 반입하는 기판 보지구와,A substrate holding tool for holding the substrate and bringing it into the processing chamber;
상기 처리실의 하방에 설치되고, 상기 기판 보지구가 대기하는 대기실과, A waiting room provided below the processing chamber and waiting for the substrate holding tool;
상기 대기실의 측방에 설치되고, 상기 대기실에 불활성 가스 내지 산소 함유 가스를 공급하는 가스 공급부와, A gas supply unit provided at a side of the waiting chamber and supplying an inert gas to an oxygen-containing gas to the waiting chamber;
상기 가스 공급부에 대향하는 상기 대기실 측방에게 설치되고, 상기 대기실로부터 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 배기하는 가스 배출부와,A gas discharge part provided on the side of the waiting chamber facing the gas supply part and exhausting the inert gas to the oxygen-containing gas from the waiting chamber;
상기 가스 배출부에 접속되고, 상기 가스 배출부 내의 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 배출하는 제1 가스 배출로와, A first gas discharge passage connected to the gas discharge unit and configured to discharge the inert gas to the oxygen-containing gas in the gas discharge unit;
상기 가스 배출부의 측방에 접속되고, 상기 가스 배출부 내의 상기 산소 함 유 가스를 배출하는 제2 가스 배출로와, A second gas discharge passage connected to the side of the gas discharge portion and configured to discharge the oxygen-containing gas in the gas discharge portion;
상기 제2 가스 배출로를 개폐하는 게이트 밸브를 구비하고 있는 기판 처리 장치.The substrate processing apparatus provided with the gate valve which opens and closes a said 2nd gas discharge path.
(2) 상기 제2 가스 배출로에 가스를 배출시키는 강제 가스 배기부가 복수 개 구비되어 있고, 상기 복수 개의 강제 가스 배기부 사이에 상기 게이트 밸브의 개폐 구동부가 설치되어 있는 상기(1)의 기판 처리 장치.(2) The substrate processing of (1), wherein a plurality of forced gas exhaust units for discharging gas are provided in the second gas discharge path, and an opening / closing drive unit of the gate valve is provided between the plurality of forced gas exhaust units. Device.
(3) 상기 가스 공급부의 상류측에 설치되고, 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 공급하는 가스 공급로를 구비하고 있는 상기(1)의 기판 처리 장치.(3) The substrate processing apparatus of said (1) provided in the upstream of the said gas supply part, and provided with the gas supply path which supplies the said inert gas-the said oxygen containing gas.
(4) 상기 게이트 밸브를 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 컨트롤러는,(4) a controller for controlling the gate valve, wherein the controller
제1 가스 공급로로부터 상기 대기실에 상기 불활성 가스가 공급할 때에는, 상기 게이트 밸브에 의해 상기 제2 가스 배출로를 닫고, When the inert gas is supplied from the first gas supply path to the waiting chamber, the second gas discharge path is closed by the gate valve,
제2 가스 공급로로부터 상기 대기실에 상기 산소 함유 가스가 공급될 때에는, 상기 게이트 밸브에 의해 상기 제2 가스 배출로를 열도록 제어하는 상기(1)의 기판 처리 장치.The substrate processing apparatus of said (1) which controls so that the said 2nd gas discharge path may be opened by the said gate valve, when the said oxygen containing gas is supplied from the 2nd gas supply path to the said waiting room.
(5) 상기 컨트롤러는, 상기 제1 가스 공급로로부터 상기 대기실에 공급되는 불활성 가스의 공급량보다, 상기 제2 가스 공급로로부터 상기 대기실에 공급되는 상기 산소 함유 가스의 공급량이 많아지도록 제어하는 상기(4)의 기판 처리 장치.(5) The controller controls the supply amount of the oxygen-containing gas supplied from the second gas supply path to the waiting chamber to be larger than the supply amount of the inert gas supplied from the first gas supply passage to the waiting chamber ( 4) substrate processing apparatus.
(6) 상기 제2 가스 배출로의 상하 방향으로 복수의 배출구가 설치되고, 상기 복수의 배출구를 각각 개폐하도록, 상기 게이트 밸브가 상하 방향으로 복수 개 설치되어 있는 상기(1)의 기판 처리 장치.(6) The substrate processing apparatus of the above (1), wherein a plurality of discharge ports are provided in the vertical direction of the second gas discharge path, and a plurality of the gate valves are provided in the vertical direction so as to open and close the plurality of discharge ports, respectively.
(7) 상기 강제 가스 배기부가, 상기 게이트 밸브와는 서로 다른 위치에서 상하 방향으로 복수 개 설치되어 있는 상기(6)의 기판 처리 장치.(7) The substrate processing apparatus according to (6), wherein the forced gas exhaust unit is provided in plural in the vertical direction at a position different from the gate valve.
(8) 상기 강제 가스 배기부 및 상기 게이트 밸브를 제어하는 컨트롤러를 구비하고, 상기 컨트롤러는, 제1 가스 공급로로부터 상기 대기실에 상기 불활성 가스가 공급될 때에는, 상기 게이트 밸브에 의해 상기 제2 가스 배출로를 닫고, (8) A controller for controlling the forced gas exhaust unit and the gate valve, wherein the controller is configured to supply the second gas by the gate valve when the inert gas is supplied from the first gas supply path to the waiting chamber. Close the exhaust path,
제2 가스 공급로로부터 상기 대기실에 상기 산소 함유 가스가 공급될 때에는, 상기 강제 가스 배기부를 작동시킴과 동시에, 상기 게이트 밸브에 의하여 상기 제2 가스 배출로를 열도록 제어하는 상기(2)의 기판 처리 장치.When the oxygen-containing gas is supplied from the second gas supply path to the waiting chamber, the substrate of (2) which operates the forced gas exhaust part and controls the gate gas valve to open the second gas discharge path. Processing unit.
(9) 상기 제1 가스 배출로는, 상기 가스 배출부의 상방측에 접속되어 있는 상기(1)의 기판 처리 장치.(9) The substrate processing apparatus of (1), wherein the first gas discharge path is connected to an upper side of the gas discharge part.
(10) 기판을 처리하는 처리실과,(10) a processing chamber for processing the substrate,
상기 기판을 보지하고 상기 처리실에 반입하는 기판 보지구와,A substrate holding tool for holding the substrate and bringing it into the processing chamber;
상기 기판 보지구가 대기하는 대기실과, A waiting room in which the substrate holding tool is waiting;
상기 대기실의 측방에 설치되고 상기 대기실에 적어도 산소 함유 가스를 공급하는 가스 공급부와, A gas supply unit provided at a side of the waiting chamber and supplying at least an oxygen-containing gas to the waiting chamber;
상기 가스 공급부에 대향하는 상기 대기실 측방에 설치되고, 상기 대기실로부터 적어도 상기 산소 함유 가스를 배기하는 가스 배출부와, A gas discharge part provided on the side of the waiting room facing the gas supply part and exhausting at least the oxygen-containing gas from the waiting room;
상기 가스 배출부의 측방에 접속되고, 상기 가스 배출부 내의 상기 산소 함유 가스를 배출하는 가스 배출로와, A gas discharge path connected to the side of the gas discharge part and configured to discharge the oxygen-containing gas in the gas discharge part;
상기 가스 배출로를 개폐하는 게이트 밸브를 구비하고 있는 기판 처리 장치.The substrate processing apparatus provided with the gate valve which opens and closes the said gas discharge path.
(11) 상기 가스 배출로에 가스를 배출시키는 강제 가스 배기부가 복수 설치되어 있고, 상기 복수의 강제 가스 배기부 사이에 상기 게이트 밸브의 개폐 구동부가 설치되어 있는 상기(10)의 기판 처리 장치.(11) The substrate processing apparatus according to the above (10), wherein a plurality of forced gas exhaust units for discharging gas are provided in the gas discharge path, and an opening / closing drive unit of the gate valve is provided between the plurality of forced gas exhaust units.
(12) 상기(1)의 기판 처리 장치를 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서,(12) In the method of manufacturing a semiconductor device using the substrate processing apparatus of (1),
상기 기판을 상기 기판 보지구로 보지하면서 상기 처리실에서 처리하는 단계와, Processing the substrate in the processing chamber while holding the substrate as the substrate holding tool;
상기 처리실로부터 상기 대기실에 처리가 완료된 기판을 보지하면서 상기 기판 보지구를 반출하는 단계와, Carrying out the substrate holding tool from the processing chamber while holding the processed substrate in the waiting chamber;
상기 가스 공급부로부터 상기 대기실에 산소 함유 가스를 공급하면서, 상기 가스 배출부를 통해, 상기 게이트 밸브를 열고, 상기 제2 가스 배출로로부터 상기 대기실의 상기 산소 함유 가스를 배출하는 단계를 적어도 구비하고 있는 반도체 장치의 제조 방법.And at least a step of opening the gate valve and discharging the oxygen-containing gas in the waiting chamber from the second gas discharge path while supplying an oxygen-containing gas from the gas supply section to the waiting chamber. Method of manufacturing the device.
(13) 상기 산소 함유 가스를 배출하는 단계는, 상기 기판을 반출하는 단계 내의 일정기간 내인 상기(12)의 반도체 장치의 제조 방법.(13) The method of manufacturing the semiconductor device of (12), wherein the discharging of the oxygen-containing gas is within a predetermined period in the discharging of the substrate.
(14) 상기 (10)의 기판 처리 장치를 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 있어서,(14) In the method of manufacturing a semiconductor device using the substrate processing apparatus of (10),
상기 기판을 상기 기판 보지구로 보지하면서 상기 처리실에서 처리하는 단계와, Processing the substrate in the processing chamber while holding the substrate as the substrate holding tool;
상기 처리실로부터 상기 대기실에 처리가 완료된 기판을 보지하면서 상기 기 판 보지구를 반출하는 단계와,Carrying out the substrate holding tool from the processing chamber while holding the processed substrate in the waiting chamber;
상기 가스 공급부로부터 상기 대기실에 산소 함유 가스를 공급하면서, 상기 가스 배출부를 통해, 상기 게이트 밸브를 열고, 상기 제2 가스 배출로로부터 상기 대기실의 상기 산소 함유 가스를 배출하는 단계를 적어도 구비하고 있는 반도체 장치의 제조 방법.And at least a step of opening the gate valve and discharging the oxygen-containing gas in the waiting chamber from the second gas discharge path while supplying an oxygen-containing gas from the gas supply section to the waiting chamber. Method of manufacturing the device.
(15) 상기 산소 함유 가스를 배출하는 단계는, 상기 기판을 반출하는 단계 내의 일정기간 내인 상기(14)의 반도체 장치의 제조 방법.(15) The method of manufacturing the semiconductor device according to the above (14), wherein the discharging of the oxygen-containing gas is within a predetermined period within the discharging of the substrate.
(16) 기판을 기판 보지구로 보지하면서 처리실에서 처리하는 단계와, (16) processing the substrate in a processing chamber while holding the substrate as a substrate holding tool;
상기 처리실로부터 대기실에 처리가 완료된 기판을 보지하면서 상기 기판 보지구를 반출하는 단계와, Carrying out the substrate holding port from the processing chamber while holding the processed substrate in the waiting chamber;
상기 기판 보지구를 반출하는 단계 내의 적어도 일정기간에 있어서, 상기 대기실의 측방에 설치된 가스 공급부로부터 상기 대기실에 산소 함유 가스를 공급하면서, 상기 가스 공급부에 대향하는 상기 대기실 측방에 설치된 가스 배출부를 통해, 게이트 밸브에 의해 열린 상기 가스 배출부의 측방에서 접속된 가스 배출로로부터 상기 대기실의 상기 산소 함유 가스를 배출하는 단계를 적어도 구비하고 있는 반도체 장치의 제조 방법.In at least a predetermined period in the step of carrying out the substrate holding port, while supplying an oxygen-containing gas to the waiting chamber from a gas supply section provided on the side of the waiting chamber, through a gas discharge section provided on the side of the waiting chamber opposite to the gas supply section, And discharging said oxygen-containing gas in said waiting chamber from a gas discharge passage connected to the side of said gas discharge portion opened by a gate valve.
(17) 대기실의 측방에 설치된 가스 공급부로부터 상기 대기실에 불활성 가스 내지 산소 함유 가스를 공급하는 단계와, (17) supplying an inert gas or an oxygen-containing gas to the waiting chamber from a gas supply unit provided on the side of the waiting chamber;
상기 대기실에서 기판을 보지하는 기판 보지구를 처리실에 반입하기 전에 대기시키는 단계와, Waiting the substrate holding tool holding the substrate in the waiting room before bringing it into the processing chamber;
상기 대기 단계 내의 적어도 일정기간에 있어서, 상기 가스 공급부에 대향하는 상기 대기실 측방에 설치된 가스 배출부로부터 상기 대기실의 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 배기하는 단계와, Exhausting the inert gas to the oxygen-containing gas in the waiting chamber from at least a certain period of time in the waiting step from a gas discharge section provided on the side of the waiting chamber facing the gas supply section;
상기 가스 배출부에서 접속된 제1 가스 배출로로부터 상기 가스 배출부 내의 상기 불활성 가스 내지 상기 산소 함유 가스를 배출하는 단계와, Discharging the inert gas to the oxygen-containing gas in the gas discharge part from a first gas discharge path connected at the gas discharge part;
상기 가스 배출부의 측방에서 접속된 제2 가스 배출로를 게이트 밸브에 의해 열고, 상기 가스 배출부 내의 상기 산소 함유 가스를 배출하는 단계와, Opening a second gas discharge passage connected to the side of the gas discharge portion by a gate valve, and discharging the oxygen-containing gas in the gas discharge portion;
상기 제2 가스 배출로를 상기 게이트 밸브에 의해 닫는 단계와, Closing the second gas discharge passage by the gate valve;
상기 대기실로부터 상기 처리실에 상기 기판을 보지하는 상기 기판 보지구를 반입하는 단계와, Bringing in the substrate holding tool holding the substrate from the waiting chamber to the processing chamber;
상기 기판을 상기 처리실에서 처리하는 단계를 구비하고 있는 반도체 장치의 제조 방법.And manufacturing the substrate in the processing chamber.
도 1은 본 발명의 하나의 실시 형태인 열처리 장치를 나타내는 측면 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The side cross section which shows the heat processing apparatus which is one Embodiment of this invention.
도 2는 일부 절단 정면도.2 is a partial cutaway front view.
도 3은 대기실을 나타내는 평면 단면도.3 is a plan sectional view of the waiting room.
도 4는 도 3의 IV-IV 선에 따른 측면 단면도.4 is a side cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3.
도 5는 클린 에어의 한쪽 방향 흐름을 대기실 내에 형성하는 단계를 나타내는 도 4에 해당하는 측면 단면도.FIG. 5 is a side cross-sectional view corresponding to FIG. 4 showing a step of forming a directional flow of clean air in the waiting room; FIG.
도 6은 배출로 주변 부분의 상세를 나타내는 측면 단면도.6 is a side cross-sectional view showing details of a portion around the discharge path.
도 7은 밸브 운용 방법의 제1 변형예를 나타내는 시퀀스 플로차트.7 is a sequence flowchart showing a first modification of the valve operation method.
도 8은 밸브 운용 방법의 제2 변형예를 나타내는 시퀀스 플로차트.8 is a sequence flowchart showing a second modification of the valve operation method.
<부호의 설명><Description of the code>
1 : 웨이퍼(기판) 2 : 포드(웨이퍼 캐리어)1 wafer (substrate) 2 pod (wafer carrier)
3 : 캡 10 : 열처리 장치(기판 처리 장치)3: cap 10: heat treatment apparatus (substrate processing apparatus)
11 : 광체 12 : 대기실11: ore 12: waiting room
13 : 부착판 14 : 웨이퍼 로딩 포트13: attachment plate 14: wafer loading port
15 : 포드 오프너 16 : 유지보수구15: Ford Opener 16: Maintenance Hole
17 : 유지보수문 18 : 웨이퍼 이재 장치 엘리베이터17: maintenance door 18: wafer transfer device elevator
18a : 이송 나사축 18b : 모터(구동장치)18a:
18c : 승강대 18d : 암18c:
18A : 웨이퍼 이재 장치 19 : 보트 엘리베이터18A: Wafer Transfer Device 19: Boat Elevator
19a : 이송 나사축 19b : 모터(구동장치)19a: feed
19c : 승강대 19d : 암19c:
20 : 씰 캡 21 : 보트(기판 보지대)20: seal cap 21: boat (board support base)
22 : 히터 유니트 23 : 아우터 튜브22: heater unit 23: outer tube
24 : 이너 튜브 25 : 처리실24: inner tube 25: processing chamber
26 : 매니폴드 27 : 셔터26: manifold 27: shutter
28 : 배기관 29 : 가스 공급관28: exhaust pipe 29: gas supply pipe
30 : 질소 가스(불활성 가스) 31 : 순환로30: nitrogen gas (inert gas) 31: circulation path
32 : 순환 덕트 33 : 흡입구32: circulation duct 33: suction port
34 : 흡입측 덕트부 35 : 메인 연락 덕트부34: suction side duct part 35: main contact duct part
36 : 흡입구 37 : 서브 연락 덕트부36: suction port 37: sub contact duct
38 : 취출구 39 : 취출측 덕트부38: outlet 39: outlet side duct part
40 : 클린 에어(산소 함유 가스) 41 : 클린 유니트(가스 공급 수단)40: clean air (oxygen-containing gas) 41: clean unit (gas supply means)
42 : 필터 43 : 송풍기42: filter 43: blower
44 : 클린 에어 공급관(클린 에어 공급로)44: clean air supply pipe (clean air supply passage)
45 : 댐퍼 45: damper
46 : 질소 가스 공급관(불활성 가스 공급로)46: nitrogen gas supply pipe (inert gas supply passage)
47 : 댐퍼 48 : 냉각기47: damper 48: cooler
49 : 배출로(제2 가스 배출로)49: discharge path (second gas discharge path)
50 : 배출 덕트 51 : 메인 배출로50: discharge duct 51: main discharge path
52 : 댐퍼(개폐변) 53 : 바이패스로52: damper (opening and closing side) 53: bypass
54 : 모터 설치실 55 : 격벽54
56 : 연통구 57 : 댐퍼56: communication port 57: damper
58 : 배출구 59 : 제1 가스 배출로58: discharge port 59: the first gas discharge path
60 : 유틸리티 박스 61 : 배출구60: utility box 61: outlet
62 : 게이트 밸브(개폐 수단)62: gate valve (opening and closing means)
62A : 실린더 장치 63 : 격벽62A: Cylinder Device 63: Bulkhead
64 : 배출구 65 : 배기 팬64: exhaust port 65: exhaust fan
67 : 칸막이 판 70 : 컨트롤러(제어 수단)67
71 : 통신 배선.71: communication wiring.
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