KR101544989B1 - 가열 처리 장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판의 표면에 도포막이 형성된 기판을 열판에 재치하여 가열 처리하는 가열 처리 장치에서, 배기 유량의 변동 허용 범위를 작게 설정했을 경우에도 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있고, 배기 유량을 안정시키고 또한 보수 관리 비용의 저감을 양립시킬 수 있는 가열 처리 장치를 제공한다. 열판(70)을 수납하는 처리 용기(70b)와, 처리 용기(70b)와 처리 용기(70b) 내의 분위기를 배기하는 배기계를 접속하는 배기 유로(72)와, 배기 유로(72)의 도중에 설치된 도입구(76)를 거쳐 배기 유로(72) 내로 대기를 도입하는 대기 도입로(73)와, 대기 도입로(73) 상에 설치된 유량계(74)를 가진다. 대기 도입로(73)의 배기 유량(Q2)을 계측함으로써, 처리 용기(70b) 내로부터의 배기 유량(Q1)을 추측한다.

Description

가열 처리 장치{HEATING PRCESSING APPARATUS}
본 발명은 기판을 가열 처리하는 가열 처리 장치 및 가열 처리 장치의 세정 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조 프로세스에서의 포토리소그래피 공정에서는 반도체 기판(이하, 반도체 기판을 간단히 ‘웨이퍼’ 또는 ‘기판’이라고 함)의 표면에 도포된, 예를 들면 레지스트, BARC(Bottom Anti-Reflective Coating), SOG(Spin On Glass) 등의 각종의 약액에 포함되는 용제를 증발시키기 위한 가열 처리(프리베이킹), 패턴의 노광 후에 웨이퍼 상의 레지스트막의 화학 반응을 촉진시키기 위한 가열 처리(포스트 익스포져 베이킹), 현상 처리 후의 가열 처리(포스트 베이킹) 등의 다양한 가열 처리가 행해지고 있다.
상술한 가열 처리는 통상적으로 열판을 구비한 오븐 등의 가열 처리 장치에서 원하는 열처리 온도로 유지된 열판 상에 웨이퍼를 재치함으로써 행해지고 있다.
이러한 가열 처리 장치에서는 증발한 용제를 배기하기 위하여 배기 덕트를 개재하여 공장 내의 배기계에 접속하고, 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 경우가 있다.
그런데, 웨이퍼 표면에 도포된 상기 각종의 약액 중에는 가열 처리 온도에서 웨이퍼 표면으로부터 기화(승화)하여 기체로서 배기되는 성분이 있다. 기체로서 배기되는 약액 중의 성분 중에는 배기계에 접속되는 배기 덕트 등의 배기 유로의 도중에 냉각되어 고체화(승화)되어 배기 유로의 배관의 내부에 부착되는 경우가 있다. 배기 유로의 내부에 부착되는 부착물이 축적되면, 배기 유로의 배관의 내부가 막혀 필요한 배기 유량을 확보할 수 없게 된다. 이 때문에, 가열 처리 장치의 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 배기 유량을 검지하는 경우 또는 배기 유로의 배관의 내부에 부착되는 부착물을 세정 제거하는 메인터넌스 공정을 행하는 경우가 있다.
예를 들면, 가열 처리부로부터 배기되는 배기 유량을 검지하는 약액 도포 장치로서, 약액 도포 처리부의 배기 풍속을 피드백 제어하는 배기 풍속 센서와, 배기 풍속 센서의 감도를 보정하기 위한 배기 배관 계통을 가지는 약액 도포 장치가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한, 예를 들면 반도체 프로세스용의 장치에 사용되는 배기 시스템에서, 배기 덕트의 반도체 프로세스 장치와 접속되어 있는 상류측의 부분을 가열하여 배기 덕트 내에 약품의 결정이 부착되는 것을 방지하는 가열 수단과, 냉각 수단에 의해 냉각된 배기 덕트 내에 부착되는 약품의 결정을 제거하고 배기 덕트를 세정하기 위하여 액체를 배기 덕트 내로 분출하는 세정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 배기 시스템이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
일본특허공개공보 평4-184914호 일본특허공개공보 평8-107097호
그런데, 상기한 가열 처리 장치에서 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 배기 유량을 검지할 경우 또는 배기 유로의 배관의 내부에 부착되는 부착물을 제거하여 배관의 내부를 세정하는 메인터넌스 공정을 행할 경우, 다음과 같은 문제가 있다.
가열 처리 장치에서는 배기 유로 상에 배기 유량을 검지하는 유량계를 설치하는 경우가 있다. 유량계로서, 배기 유로의 도중에 유로를 좁게 한 부분을 형성하고, 그 부분의 전후에서의 차압을 측정하여 유량을 결정하는 경우가 있다. 유로를 좁게 한 부분은 다른 부분보다 빨리 유로가 막히기 쉬워, 이른바 막힘 부분이 되는 경우가 있다. 이 때, 배기 유로의 도중의 일부분에서도 막히게 되면 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 배기 유량을 확보할 수 없는 경우가 있다. 따라서, 유로를 좁게 한 부분만 막혔을 경우에도, 가열 처리 장치의 운전을 정지하고 배기 유로의 배관의 내부에 부착된 부착물을 제거하여 배관의 내부를 세정하는 메인터넌스 공정을 행해야 하므로, 메인터넌스 주기가 짧아지는 경우가 있다.
이러한 가열 처리 장치를 운전할 경우, 사용자가 사용의 목적에 따라 메인터넌스 주기를 결정하는 경우가 있다. 그러나, 메인터넌스 주기를 길게 하는 것과, 실제의 막힘 부분의 발생에 대응하여 세정을 행하는 것은 트레이드 오프의 관계에 있다. 예를 들면, 배기 유량의 변동 허용 범위를 크게 할 경우, 정기적인 메인터넌스 공정의 주기를 예측하고, 예측한 주기마다 막힘 부분의 세정을 실시하는 경우가 있다. 이 경우에는 비교적 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있지만, 실제의 막힘 부분의 발생에 대응하여 메인터넌스 공정을 행할 수 없는 경우가 있다. 한편, 배기 유량의 변동 허용 범위를 작게 할 경우, 배기 유량의 값을 감시하고, 배기 덕트에 막힘 부분이 발생할 때마다 막힘 부분의 세정을 실시하는 경우가 있다. 이 경우에는 실제의 막힘 부분의 발생에 대응하여 메인터넌스 공정을 행할 수 있지만, 메인터넌스 주기가 짧아지는 경우가 있다.
또한, 사용하는 약액의 종류를 변경하여 약액의 승화하는 성분이 변경되었을 경우에는 막힘 부분이 발생하는 빈도가 변동되는 경우가 있지만, 약액에 대응하여 메인터넌스 주기를 결정하는 것이 곤란한 경우가 있다. 이러한 경우, 정말로 필요한 주기보다 짧게 설정한 주기에 따라 메인터넌스를 행하기 때문에, 보수 관리 비용이 증대하는 경우가 있다.
본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 배기 유량의 변동 허용 범위를 작게 설정했을 경우에도 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있어, 배기 유량을 안정시키고 또한 보수 관리 비용의 저감을 양립할 수 있는 가열 처리 장치를 제공한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는, 다음에 서술하는 각 수단을 강구한 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명은 기판의 표면에 도포막이 형성된 기판을 열판에 재치하여 가열 처리하는 가열 처리 장치에 있어서, 상기 열판을 수납하는 처리 용기와, 상기 처리 용기와 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 배기계를 접속하는 배기 유로와, 상기 배기 유로의 도중에 설치된 도입구를 거쳐 상기 배기 유로 내로 대기를 도입하는 대기 도입로와, 상기 대기 도입로 상에 설치된 유량계를 가지고, 상기 대기 도입로의 배기 유량을 계측함으로써 상기 처리 용기 내로부터의 배기 유량을 추측하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 가열 처리하기 위한 기판을 수납하는 처리 용기와, 상기 처리 용기와 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 배기계를 접속시키는 배기 유로와, 상기 배기 유로 내로 대기(大氣)를 도입하는 대기 도입로를 구비한 가열 처리 장치의 세정 방법에 있어서, 상기 대기 도입로의 배기 유량을 계측하는 계측 단계와, 상기 대기 도입로의 배기 유량에 기초하여 상기 배기 유로 내의 세정이 필요한지의 여부를 판정하는 판정 단계와, 상기 판정 결과, 상기 배기 유로 내의 세정이 필요하다고 판정된 경우, 상기 배기 유로 내의 세정을 행하는 세정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 가열 처리 장치에서 배기 유량의 변동 허용 범위를 작게 설정한 경우에도 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있어, 배기 유량을 안정시키고 또한 보수 관리 비용의 저감을 양립할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치를 구비하는 레지스트 도포 현상 처리 시스템을 도시한 개략 평면도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치를 구비하는 레지스트 도포 현상 처리 시스템의 개략 정면도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치를 구비하는 레지스트 도포 현상 처리 시스템의 개략 배면도이다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치의 배기 시스템을 도시한 개략 단면도이다.
도 5는 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치를 도시한 개략 단면도이다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치에서의 배기 유량의 감시 방법의 각 공정의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치의 운전의 계속에 수반하여 배기 유로 내에 부착물이 서서히 부착되어 처리 용기 내로부터의 배기 유량이 저하하는 모습을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 8은 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치의 운전의 계속에 수반하여 배기 유로 내에 부착물이 서서히 부착되어 처리 용기 내로부터의 배기 유량이 저하하는 모습을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 9는 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치의 운전의 계속에 수반하여 배기 유로 내에 부착물이 서서히 부착되어 처리 용기 내로부터의 배기 유량이 저하하는 모습을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 10은 비교예로서 유량계가 배기 유로 상에 설치되는 가열 처리 장치의 운전의 계속에 수반하여 배기 유로에 부착물이 서서히 부착되어 처리 용기 내로부터의 배기 유량이 저하되는 상태를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 11은 비교예로서 유량계가 배기 유로 상에 설치되는 가열 처리 장치의 운전의 계속에 수반하여 배기 유로에 부착물이 서서히 부착되어 처리 용기 내로부터의 배기 유량이 저하되는 상태를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 12는 제 2 실시예에 따른 가열 처리 장치를 도시한 개략 단면도이다.
도 13은 제 2 실시예에 따른 가열 처리 장치의 메인터넌스 공정의 각 공정의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
도 14는 제 2 실시예의 제 1 변형예에 따른 가열 처리 장치를 도시한 개략 단면도이다.
도 15는 제 2 실시예의 제 2 변형예에 따른 가열 처리 장치를 도시한 개략 단면도이다.
이어서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도면과 함께 설명한다.
(제 1 실시예)
먼저, 도 1 내지 도 11을 참조하여 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치에 대하여 설명한다.
먼저, 본 실시예에 따른 가열 처리 장치를 레지스트 도포 현상 처리 시스템에서의 가열 처리 장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 가열 처리 장치를 구비하는 레지스트 도포 현상 처리 시스템을 도시한 개략 평면도, 도 2는 레지스트 도포 현상 처리 시스템의 개략 정면도, 도 3은 레지스트 도포 현상 처리 시스템의 개략 배면도이다.
레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)은, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들면 25 매의 웨이퍼(W)를 카세트 단위로 외부로부터 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)에 대하여 반입출시키고, 카세트(C)에 대하여 웨이퍼(W)를 반입출시키는 카세트 스테이션(2)과, 이 카세트 스테이션(2)에 인접하여 설치되고 도포 현상 공정 중에 매엽식으로 소정의 처리를 실시하는 각종 처리 유닛을 다단 배치하여 이루어지는 처리 스테이션(3)과, 이 처리 스테이션(3)에 인접하여 설치되어 있는 노광 장치(도시하지 않음)와의 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 하는 인터페이스부(4)를 일체로 접속시킨 구성을 가지고 있다.
카세트 스테이션(2)은 카세트 재치대(5) 상의 소정의 위치에 복수의 카세트(C)를 수평의 X 방향으로 일렬로 재치 가능하게 되어 있다. 또한, 카세트 스테이션(2)에는 반송로(6) 상을 X 방향을 따라 이동 가능한 웨이퍼 반송 암(7)이 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 암(7)은 카세트(C)에 수용된 웨이퍼(W)의 웨이퍼 배열 방향(Z 방향 : 연직 방향)으로도 이동 가능하며, X 방향으로 배열된 각 카세트(C) 내의 웨이퍼(W)에 대하여 선택적으로 액세스할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 웨이퍼 반송 암(7)은 Z 축을 중심으로 하여 θ 방향으로 회전 가능하게 구성되어 있고, 후술하는 바와 같이 처리 스테이션(3)측의 제 3 처리 유닛군(G3))에 속하는 트랜지션 장치(TRS)(31)에 대해서도 액세스할 수 있도록 구성되어 있다.
처리 스테이션(3)은 복수의 처리 유닛이 다단으로 배치된, 예를 들면 5 개의 처리 유닛군(G1 ~ G5)을 구비하고 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 처리 스테이션(3)의 정면측에는 카세트 스테이션(2)측으로부터 제 1 처리 유닛군(G1), 제 2 처리 유닛군(G2)이 차례로 배치되어 있다. 또한, 처리 스테이션(3)의 배면측에는 카세트 스테이션(2)측으로부터 제 3 처리 유닛군(G3), 제 4 처리 유닛군(G4) 및 제 5 처리 유닛군(G5)이 차례로 배치되어 있다. 제 3 처리 유닛군(G3)과 제 4 처리 유닛군(G4)의 사이에는 제 1 반송 기구(110)가 설치되어 있다. 제 1 반송 기구(110)는 제 1 처리 유닛군(G1), 제 3 처리 유닛군(G3) 및 제 4 처리 유닛군(G4)에 선택적으로 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송하도록 구성되어 있다. 제 4 처리 유닛군(G4)과 제 5 처리 유닛군(G5)의 사이에는 제 2 반송 기구(120)가 설치되어 있다. 제 2 반송 기구(120)는 제 2 처리 유닛군(G2), 제 4 처리 유닛군(G4) 및 제 5 처리 유닛군(G5)에 선택적으로 액세스하여 웨이퍼(W)를 반송하도록 구성되어 있다.
제 1 처리 유닛군(G1)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)로 소정의 처리액을 공급하여 처리를 행하는 액처리 유닛, 예를 들면 웨이퍼(W)에 레지스트액을 도포하는 레지스트 도포 유닛(COT)(10, 11, 12), 노광 시의 광의 반사를 방지하기 위한 반사 방지막을 형성하는 바텀 코팅 유닛(BARC)(13, 14)이 아래로부터 차례로 5 단으로 적층되어 있다. 제 2 처리 유닛군(G2)에는 액처리 유닛, 예를 들면 웨이퍼(W)에 현상 처리를 실시하는 현상 처리 유닛(DEV)(20 ~ 24)이 아래로부터 차례로 5 단으로 적층되어 있다. 또한, 제 1 처리 유닛군(G1) 및 제 2 처리 유닛군(G2)의 최하단에는 각 처리 유닛군(G1 및 G2) 내의 상기 액처리 유닛으로 각종 처리액을 공급하기 위한 케미컬실(CHM)(25, 26)이 각각 설치되어 있다.
한편, 제 3 처리 유닛군(G3)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 아래로부터 차례로 온도 조절 유닛(TCP)(30), 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 트랜지션 장치(TRS)(31) 및 정밀도가 높은 온도 관리 하에서 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 열처리 유닛(ULHP)(32 ~ 38)이 9 단으로 적층되어 있다.
제 4 처리 유닛군(G4)에서는, 예를 들면 고정밀도 온도 조절 유닛(CPL)(40), 레지스트 도포 처리 후의 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 프리베이킹 유닛(PAB)(41 ~ 44) 및 현상 처리 후의 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 포스트베이킹 유닛(POST)(45 ~ 49)이 아래로부터 차례로 10 단으로 적층되어 있다.
제 5 처리 유닛군(G5)에서는 웨이퍼(W)를 열처리하는 복수의 열처리 유닛, 예를 들면 고정밀도 온도 조절 유닛(CPL)(50 ~ 53), 노광 후의 웨이퍼(W)를 가열 처리하는 포스트 익스포져 베이킹 유닛(PEB)(54 ~ 59)이 아래로부터 차례로 10 단으로 적층되어 있다.
또한, 제 1 반송 기구(110)의 X 방향 정방향측에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 처리 유닛이 배치되어 있고, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 소수화(疎水化) 처리하기 위한 어드히젼 유닛(AD)(60, 61), 웨이퍼(W)를 가열하는 가열 유닛(HP)(62, 63)이 아래로부터 차례로 4 단으로 적층되어 있다. 또한, 제 2 반송 기구(120)의 배면측에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 예를 들면 웨이퍼(W)의 엣지부만을 선택적으로 노광하는 주변 노광 유닛(WEE)(64)이 배치되어 있다.
인터페이스부(4)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 처리 스테이션(3)측으로부터 차례로 제 1 인터페이스부(100)와 제 2 인터페이스부(101)를 구비하고 있다. 제 1 인터페이스부(100)에는 웨이퍼 반송 암(102)이 제 5 처리 유닛군(G5)에 대응하는 위치에 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 암(102)의 X 방향의 양측에는, 예를 들면 버퍼 카세트(103(도 1의 배면측), 104(도 1의 정면측))가 각각 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 암(102)은 제 5 처리 유닛군(G5) 내의 열처리 장치와 버퍼 카세트(103, 104)에 대하여 액세스할 수 있다. 제 2 인터페이스부(101)에는 X 방향을 향하여 설치된 반송로(105) 상을 이동하는 웨이퍼 반송 암(106)이 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 암(106)은 Z 방향으로 이동 가능하고 또한 θ 방향으로 회전 가능하며, 버퍼 카세트(104)와, 제 2 인터페이스부(101)에 인접한 도시하지 않은 노광 장치에 대하여 액세스할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 처리 스테이션(3) 내의 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 암(102), 버퍼 카세트(104), 웨이퍼 반송 암(106)을 거쳐 노광 장치로 반송될 수 있고, 또한 노광 처리가 종료된 웨이퍼(W)는 웨이퍼 반송 암(106), 버퍼 카세트(104), 웨이퍼 반송 암(102)을 거쳐 처리 스테이션(3) 내로 반송될 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하여 가열 처리 장치의 배기 시스템에 대하여 설명한다. 도 4는 본 실시예에 따른 가열 처리 장치의 배기 시스템을 도시한 개략 단면도이다. 여기서는, 예로서 제 5 처리 유닛군(G5)에 포함되는 포스트 익스포져 베이킹 유닛(PEB)인 열처리 장치(54 ~ 59) 내의 가열 처리 장치에 대하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 열처리 장치(54 ~ 59)는 폐쇄 가능한 하우징(67)을 각각 가지고 있다. 하우징(67)은 후술하는 가열 처리 장치인 열판(70)과 냉각판(71)을 수용한다. 또한, 제 5 처리 유닛군(G5)의 배면측의 단부(端部) 부근에는 주배기구(65)가 각각 설치되어 있다. 열처리 장치(54 ~ 59) 내의 가열 처리 장치인 후술하는 열판(70)을 수납하는 처리 용기(70b)는 후술하는 배기 유로(72)에 의해 주배기구(65)에 접속되어 있다. 또한, 배기 유로(72)와는 별도로, 열처리 장치(54 ~ 59)의 하우징(67) 내부도 도시하지 않은 배기 유로에 의해 주배기구(65)에 접속되어도 좋다. 또한, 주배기구(65)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 배기계(예를 들면, 공장 배기계)에 접속된 배기 덕트(66)와 각각 연통하고 있다. 따라서, 각 열처리 장치(54 ~ 59) 내의 가열 처리 장치 내의 분위기는 배기 유로(72), 주배기구(65), 배기 덕트(66)를 거쳐 공장 배기계에 의해 배기된다.
이어서, 도 5를 참조하여 가열 처리 장치에 대하여 설명한다. 도 5는 본 실시예에 따른 가열 처리 장치를 도시한 개략 단면도이다.
가열 처리 장치는 열판(70), 처리 용기(70b), 배기 유로(72), 대기 도입로(73), 유량계(74), 감시부(75)를 가진다. 가열 처리 장치는 기판의 표면에 도포막이 형성된 기판을 가열 처리한다.
열판(70)은 레지스트, BARC, SOG 등의 각 약액이 도포된 웨이퍼(W)를 재치하고, 소정 온도 예를 들면 130℃로 가열한다. 열판(70)의 상부와 하부에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 예를 들면 상하 이동 가능한 덮개체(70a)와, 덮개체(70a)의 하방에 위치하고 당해 덮개체(70a)와 일체가 되어 열판(70)과 함께 작용하며 처리 용기(70b)를 형성하는 서포트 링(70c)이 설치되어 있다.
서포트 링(70c)은, 예를 들면 상면이 개구된 대략 원통 형상의 형태를 가지고 있고, 서포트 링(70c)의 내측에 열판(70)이 수용되어 있다. 열판(70)은 예를 들면 두께가 있는 원반 형상을 가지고, 열판(70) 내에는 예를 들면 히터(70d)가 내장되어 있다. 이 히터(70d)에 의해 열판(70)은 소정의 가열 온도, 예를 들면 130℃로 온도 상승될 수 있다.
열판(70)의 중앙 부근에는 복수, 예를 들면 3 개의 관통홀(70e)이 형성되어 있다. 각 관통홀(70e)에는 승강 구동 기구(70f)에 의해 승강하는 지지 핀(70g)이 각각 관통 및 삽입 가능하게 형성되어 있다. 이 지지 핀(70g)에 의해 열판(70) 상에서 웨이퍼(W)를 승강시키고, 열판(70)과 도 4에 도시한 냉각판(71) 사이에서 웨이퍼(W)의 전달을 행할 수 있다.
덮개체(70a)는 하면이 개구된 대략 원통 형상의 형태를 가지고 있다. 덮개체(70a)의 상면 중앙부에는 개구부(70h)가 형성되어 있고, 처리 용기(70b)와 배기계를 접속시키는 배기 유로(72)가 개구부(70h)와 접속한다. 또한, 덮개체(70a)에는 도시하지 않은 기체 공급구가 형성되어, 불활성 가스, 예를 들면 질소(N2) 가스가 도시하지 않은 기체 공급구로부터 도입되고, 열판(70) 상의 웨이퍼(W)를 향하여 N2 가스가 방사 형상으로 토출되도록 해도 좋다. 이와 같이 방사 형상으로 N2 가스를 토출시킴으로써, 가열에 의해 발생된 촉매 등의 확산에 의한 웨이퍼(W)로의 부착을 방지할 수 있다.
또한, 덮개체(70a)는 도시하지 않은 승강 가능한 암에 지지되어 있고, 소정의 타이밍에 상하 이동하여 서포트 링(70c)과 일체가 되어 처리 용기(70b)를 형성하거나 그 처리 용기(70b)를 개방할 수 있도록 구성되어 있다.
배기 유로(72)는 처리 용기(70b)와 처리 용기(70b) 내의 분위기를 배기하는 배기계(공장 배기계)를 접속시킨다. 구체적으로는, 처리 용기(70b)의 덮개체(70a)에 형성된 개구부(70h)와 배기계를 접속시키도록 설치된다. 개구부(70h)와 접속하는 배기 유로(72)는 도 4를 이용하여 상술한 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)에 포함되는 각 장치의 배기 유로(72)와 마찬가지로, 주배기구(65)에서 배기 덕트(66)에 접속된다. 처리 용기(70b)의 개구부(70h)와 배기 덕트(66)를 접속시키는 배기 유로(72)의 도중에는 도입구(76)가 설치되어 있고, 도입구(76)를 거쳐 배기 유로(72) 내에 외부로부터 대기(大氣)를 도입하는 대기 도입로(73)가 형성되어 있다. 대기 도입로(73)는 일단(一端)이 대기로부터의 대기 도입구(77)로 되어 있고, 타단이 배기 유로(72)의 도입구(76)로 되어 있다.
상술한 바와 같이, 열판(70)에서 가열 처리되는 웨이퍼(W)에는 레지스트, BARC, SOG 등의 각 약액이 도포되어 있다. 웨이퍼(W)가 가열 처리될 때에, 상기 각 약액에 포함되는 성분이 기화(승화)하여 처리 용기(70b) 내로부터 배기 유로(72)를 통과하여 배기계에 의해 배기된다.
또한, 본 실시예에 따른 배기계는 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부에 설치된 공장 배기계에 상당한다. 그러나, 배기계는 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 내부에 독자적으로 설치되어도 좋다. 또한, 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 내부 또는 외부에서 가열 처리 장치에 대응하여 단독으로 설치되어도 좋다.
대기 도입로(73) 상에는 유량계(74)가 설치되어 있다. 유량계(74)는 대기 도입로(73)의 대기 도입구(77)로부터 배기 유로(72)에 형성된 도입구(76)를 향하여 배기되는 배기 유량(후술하는 Q2)을 계측한다. 유량계(74)는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들면 벤투리 유량계, 또는 차압식 유량계(오리피스 유량계)를 이용할 수 있다. 벤투리 유량계를 이용할 경우에는, 도 5에 도시한 바와 같이, 대기 도입로(73)의 도중의 직경이 가늘게 좁아져 이 직경이 가는 부분의 대기 도입구(77)측과 배기 유로(72)의 도입구(76)측의 사이에서의 압력차를 계측한다. 또한, 차압식 유량계(오리피스 유량계)를 이용하는 경우에도 대기 도입로(73)의 도중에 플레이트 형상의 오리피스(조리개 기구)가 설치되고, 오리피스의 대기 도입구(77)측과 배기 유로(72)의 도입구(76)측과의 사이에서의 압력 차이를 계측한다.
단, 유량계의 방식은 벤투리 유량계 또는 차압식 유량계(오리피스 유량계)에 한정되지 않고, 그 외에 플로트형 유량계, 층류형 유량계, 열선식 유량계, 카르만 소용돌이 유량계, 터빈 유량계, 초음파 유량계 등의 각종의 유량계를 이용할 수 있다.
도입구(76)를 통해 대기 도입로(73)가 접속된 배기 유로(72)는 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1) 내의 배기 덕트(66)에 접속된다. 또한, 도포 현상 처리 시스템(1)의 배기 덕트(66)는 공장 배기계에 접속되어, 공장 배기계에 포함되는 도시하지 않은 배기 장치에 의해 배기된다. 또한, 점선(I)으로 둘러싸인 영역을 본 발명에 따른 가열 처리 장치라고 정의한다.
여기서, 공장 배기계가 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 배기 덕트(66)를 배기시키는 배기 유량을 QT로 한다. 또한, 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 배기 덕트(66)의 주배기구(65)와 접속하는 가열 처리 장치의 배기 유로(72)가, 주배기구(65) 부근에서의 배기 유로(72)를 배기시키는 배기 유량을 Q0으로 한다. 또한, 배기 유로(72)가 대기 도입로(73)와 접속하는 도입구(76)와 처리 용기(70b)와의 사이의 배기 유로(72)의 배기 유량, 즉 배기계가 처리 용기(70b) 내로부터 배기시키는 배기 유량을 Q1로 한다. 또한, 배기 유로(72)가 대기 도입로(73)와 접속하는 도입구(76)와 대기 도입구(77)와의 사이의 대기 도입로(73)의 배기 유량, 즉 배기계가 대기 도입로(73)를 배기시키는 배기 유량을 Q2로 한다. 그러면, Q0 = Q1 ＋ Q2이고 Q0 < QT이다. 여기서, 공장 배기계의 배기 능력, 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 배기 덕트(66)의 덕트 직경, 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1) 내의 가열 처리 장치 그 외의 각종 장치의 배기 유로(72)의 직경, 각각의 배기 유로(72)의 도중에 설치된 도시하지 않은 배기 유량 조정 댐퍼의 개방도를 조절함으로써, Q0 << QT로 할 수 있다. 이 경우, 레지스트 도포 현상 시스템(1) 내의 다른 장치 상태에 그다지 의존하지 않고, Q1과 Q2의 합(Q0)을 대략 일정하게, 예를 들어 미리 설정된 범위 내에서 유지되도록 할 수 있다.
감시부(75)는 감시부 본체(75a), 경보 출력부(75b)를 가진다. 감시부(75)는 대기 도입로(73)의 배기 유량(Q2)에 기초하여 처리 용기(70b) 내로부터의 배기 유량을 감시한다. 또한, 감시부(75)는 유량계(74)가 대기 도입로(73)의 배기 유량(Q2)을 계측함으로써, 처리 용기(70b) 내로부터의 배기 유량(Q1)을 추측하는 기능을 가져도 좋다. 이 경우, Q0으로부터 Q2를 뺌으로써 Q1을 추측할 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하여 가열 처리 장치의 운전 시에서의 유량계에 의한 배기 유량의 감시 방법에 대하여 설명한다. 도 6은 본 실시예에 따른 가열 처리 장치에서의 배기 유량의 감시 방법의 각 공정의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
본 실시예에 따른 배기 유량의 감시 방법은 Q2를 계측하는 공정(단계(S11)), Q2를 감시부(75)로 보내는 공정(단계(S12)), Q0으로부터 Q2를 뺌으로써 Q1을 추측하는 공정(단계(S13)), Q2가 상한 기준치보다 큰지를 판정하는 공정(단계(S14)) 및 경보를 출력하는 공정(단계(S15))을 포함한다.
가열 처리 장치의 운전을 개시한 후 최초로 단계(S11)를 행한다. 단계(S11)에서는 유량계(74)에 의해 대기 도입로(73)의 배기 유량을 계측한다.
이어서, 단계(S12)를 행한다. 단계(S12)에서는 계측된 대기 도입로(73)의 배기 유량(Q2)의 계측치를 감시부(75)로 보낸다.
이어서, 단계(S13)를 행한다. 단계(S13)에서는, 예를 들면 상술한 방법에 의해 처리 용기(70b) 내로부터의 배기 유량(Q1)과, 대기 도입로(73)의 배기 유량(Q2)과의 합(Q0(= Q1 ＋ Q2))이 대략 일정해지도록 해 두고, Q0으로부터 Q2의 계측치를 뺌으로써 Q1을 산출하여 Q1을 추측한다.
이어서, 단계(S14)를 행한다. 단계(S14)에서는 미리 Q2의 상한 기준치(QALM)를 정해 두고, 소정의 상한 기준치(QALM)와 Q2의 계측치와의 대소 관계를 판정한다. 구체적으로는, Q2가 QALM보다 큰지를 판정하고, Q2가 QALM보다 작은 경우에는 다시 단계(S11)로 돌아가서 단계(S11)부터 단계(S14)의 공정을 반복한다. 한편, Q2가 QALM보다 큰 경우에는 단계(S15)로 진행한다.
또한, 단계(S14)에서는 미리 Q1의 하한 기준치(QALM’)를 정해 두고, 소정의 하한 기준치(QALM’)와 Q1의 추측치와의 대소 관계를 판정해도 좋다. 이 경우, 구체적으로는 Q1이 QALM’보다 작은지를 판정하고, Q1이 QALM’보다 큰 경우에는 다시 단계(S11)로 돌아간다. 한편, Q1이 QALM’보다 작은 경우에는 단계(S15)로 진행한다.
단계(S15)에서는 Q2가 QALM보다 큰 경우 또는 Q1이 QALM’보다 작은 경우, 처리 용기(70b) 내로부터의 배기 유량(Q1)이 저하한 것이 되기 때문에, 경보를 출력한다. 감시부(75)의 경보 출력부(75b)가 경보를 출력하고, 가열 처리 장치의 운전을 정지하고 메인터넌스 공정으로 진행한다. 메인터넌스 공정에서는 배기 유로(72)에 부착된 부착물을 제거하고, 배기 유로(72)의 세정을 행한다. 배기 유로(72)의 세정이 종료된 후, 가열 처리 장치의 운전을 재개한다.
이어서, 도 7 내지 도 11을 참조하여 본 실시예에 따른 가열 처리 장치에서 배기 유량의 변동 허용 범위를 작게 설정한 경우에도 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있어, 배기 유량을 안정시킬 수 있는 것에 대하여 설명한다.
도 7 내지 도 9는 본 실시예에 따른 가열 처리 장치의 운전의 계속에 수반하여 배기 유로 내에 부착물이 서서히 부착되어 처리 용기 내로부터의 배기 유량이 저하되는 모습을 모식적으로 도시한 도면이다. 도 10 및 도 11은 비교예로서 유량계가 배기 유로 상에 설치되는 가열 처리 장치의 운전의 계속에 수반하여 배기 유로에 부착물이 서서히 부착되어 처리 용기 내로부터의 배기 유량이 저하되는 상태를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 7은 배기 유로(72)의 메인터넌스 공정을 행한 후, 아직 거의 운전하지 않아 배기 유로(72) 내에 거의 부착물(78)이 부착되어 있지 않은 상태를 도시한다. 이 때의 Q1을 QN1로 하고, Q2를 QN2로 한다. QN1은 Q1의 변동 허용 범위 내의 최대 부근의 값이다. QN2는 Q2의 변동 허용 범위 내의 최소 부근의 값이다. 이 때는, 유량계(74)로부터 감시부(75)로 보내지는 Q2의 값은 QN2이며, QN2 < QALM(QN1 > QALM’)이기 때문에, 감시부(75)는 경보를 출력하지 않는다.
도 8은 도 7과 비교하여, 메인터넌스 공정을 행한 후, 조금 운전을 행하여 배기 유로(72) 내에 약간 부착물(78)이 부착되어 있는 상태를 도시한다. 이 때의 Q1을 QS1로 하고, Q2를 QS2로 한다. QS1은 Q1의 변동 허용 범위 내의 중심 부근의 값이다. QS2는 Q2의 변동 허용 범위 내의 중심 부근의 값이다. 처리 용기(70b)와 배기 유로(72)에 대기 도입로(73)가 접속하는 도입구(76)와의 사이의 배기 유로(72)에는 배관의 내벽의 온도에 의존하지만 처리 용기(70b)측으로 갈수록 많이 부착되고, 배기계측으로 갈수록 거의 부착되지 않는다. 이 때도, 유량계(74)로부터 감시부(75)로 보내지는 Q2의 값은 QS2이고, QS2 < QALM(QS1 > QALM’)이기 때문에, 감시부(75)는 경보를 출력하지 않는다. 또한, 대기 도입로(73) 및 유량계(74)에는 처리 용기(70b)로부터의 배기가 유입되지 않기 때문에, 부착물은 부착되지 않는다. 또한, 도입구(76)에서 배기 유로(72)에는 대기 도입구(77)로부터의 대기가 대기 도입로(73)를 통과하여 유입된다. 따라서, 도입구(76) 부근에서의 배기 유로(72)에는 상시 대기로부터의 에어가 분출되기 때문에, 승화물 등을 포함한 부착물은 부착되지 않는다. 또한, 도입구(76)보다 배기계측인 배기 유로(72)에는 처리 용기(70b)로부터의 배기와 함께 상술한 대기 도입로(73)로부터의 대기가 유입되기 때문에, 부착물이 부착되지 않는다.
도 9는 도 8과 비교하여, 더욱 운전을 행하여 배기 유로(72) 내에 많은 부착물(78)이 부착되어 있는 상태를 도시한다. 이 때의 Q1을 QA1로 하고, Q2를 QA2로 한다. QA1은 Q1의 변동 허용 범위 내의 최소 부근의 값이다. QA2는 Q2의 변동 허용 범위 내의 최대 부근의 값이다. 이 때는, 유량계(74)로부터 감시부(75)로 보내지는 Q2의 값은 QA2이며, QA2 > QALM(QA1 < QALM’)가 되기 때문에, 감시부(75)는 처리 용기(70b) 내로부터의 배기 유량이 저하되었다고 판단하고 경보를 출력한다. 또한, 처리 용기(70b)와 배기 유로(72)에 대기 도입로(73)가 접속하는 도입구(76)와의 사이의 배기 유로(72) 내에는 많은 부착물(78)이 부착되어 있지만, 대기 도입로(73) 및 유량계(74)에는 부착물은 거의 부착되어 있지 않다. 또한, 도 8과 마찬가지로, 도입구(76) 부근에서의 배기 유로(72) 및 도입구(76)보다 배기계측의 배기 유로(72)에는 부착물이 부착되지 않는다.
한편, 비교예로서 도 10 및 도 11을 참조하여, 배기 유로의 도중에 도입구가 형성되지 않고 도입구를 개재하여 대기 도입로도 접속되지 않고, 유량계가 배기 유로 상에 설치되는 경우를 생각한다. 도 10 및 도 11에서, 배기 유로를 172, 유량계를 174, 감시부를 175, 감시부 본체를 175a, 경보 출력부를 175b, 부착물을 178로 한다.
도 10은 배기 유로(172)의 메인터넌스 처리를 행한 후, 아직 거의 운전하지 않아 배기 유로(172) 내에 거의 부착물이 부착되어 있지 않은 상태를 도시한다. 이 때의 배기 유로(172)의 배기 유량을 QRN으로 한다. 이 때는, 유량계(174)로부터 감시부(175)로 보내지는 값(QRN)과 소정의 하한 기준치(QALM)와의 대소 관계가 판정되어 QRN > QALM이기 때문에, 감시부(175)는 경보를 출력하지 않는다. 또한, 유량계(174)에는 부착물은 부착되어 있지 않다.
도 11은 도 10과 비교하여, 메인터넌스 공정을 행한 후, 조금 운전을 행하여 배기 유로(172) 내에 약간 부착물(178)이 부착되어 있는 상태를 도시한다. 이 때의 배기 유로(172)의 배기 유량을 QRA로 한다. 이 때는, 유량계(174)로부터 감시부(175)로 보내지는 값(QRA)과 소정의 기준치(QALM)와의 대소 관계가 판정되어 QRA < QALM이기 때문에, 감시부(175)는 경보를 출력한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 유량계(174)의 부근에서의 배기 유로(172)의 직경이 가늘게 좁아진 부분에서는 원래 좁은 유로가 거의 막혀 있지만, 처리 용기(70b)와 유량계(174)의 사이의 배기 유로(172) 내에는 아직 그다지 부착물(178)이 부착되어 있지 않다. 따라서, 배기 유로(172)에 부착물(178)이 아직 그다지 부착되어 있지 않음에도 불구하고, 유량계(174) 부분에서의 부착물의 제거 및 세정을 행해야 하므로, 메인터넌스 주기를 길게 할 수 없다.
한편, 본 실시예에 따른 가열 처리 장치에서는 유로가 가늘게 좁아진 유량계를 처리 용기 내로부터의 배기가 통과하지 않아, 유량계 부근에서 부착물이 부착되지 않는다. 또한, 유량계에 의한 유량의 감시폭(상술한 Q1의 변동 허용 범위)을 결정하는 메인터넌스 주기는 유량계의 좁은 부분에 부착물이 부착되어 배관이 막힐 때까지의 운전 시간이 아니라, 배기 유로(72)의 배관의 내부에 부착물이 부착되어 배관이 막힐 때까지의 운전 시간에 의해 결정된다. 또한, 배기 유로(72)의 직경은 유량계의 직경보다 굵게 할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서의 메인터넌스 주기는 비교예에서의 가열 처리 장치에서의 메인터넌스 주기보다 길게 할 수 있어, 배기 유량의 변동 허용 범위를 작게 설정한 경우에도 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 운전 시간을 동일하게 했을 경우에서의 배기 유량의 변동 범위가 작기 때문에, 배기 유량을 안정시킬 수 있다.
여기서, 배기 유로(72)의 직경을 크게 할수록 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다. 그러나, 적정량의 배기의 유속으로 대기 도입로(73)의 유량 감시를 행하기 때문에, 배기 유로(72)의 직경은 어느 정도까지 좁히는 것이 바람직하다.
구체적으로, Q0을 30 L/min로 할 경우에는 배기 유로(72)의 직경을 15 ~ 25 mmφ로 하고, 유량계(74)의 유로가 좁은 부분의 직경을 10 ~ 15 mmφ로 할 수 있다. 또한, Q0을 5 L/min로 할 경우에는 배기 유로(72)의 직경을 3 / 8 인치φ로 하고, 유량계(74)의 유로가 좁은 부분의 직경을 2 mmφ로 할 수 있다.
또한, Q0을 30 L/min로 할 경우에는, QN1 = 20 L/min(QN2 = 10 L/min), QA1 = 14 L/min(QA2 = 16 L/min), QALM = 15 L/min(QALM’ = 15 L/min)로 할 수 있다.
(제 2 실시예)
이어서, 도 12 및 도 13을 참조하여 제 2 실시예에 따른 가열 처리 장치에 대하여 설명한다.
먼저, 도 12를 참조하여 가열 처리 장치에 대하여 설명한다. 도 12는 본 실시예에 따른 가열 처리 장치를 도시한 개략 단면도이다. 또한, 이하의 설명에서는 먼저 설명한 부분에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 경우가 있다(이하의 변형예에 대해서도 동일함).
본 실시예에 따른 가열 처리 장치는 배기 유로 내에 부착된 부착물을 제거하고 배기 유로 내를 세정하기 위한 가온부(加溫部), 블로우 가스 공급부를 가지고, 포집부(捕集部)가 설치되어 있다는 점에서, 제 1 실시예에 따른 가열 처리 장치와 상이하다.
본 실시예에 따른 가열 처리 장치도 레지스트 도포 현상 처리 시스템에서의 가열 처리 장치에 적용할 수 있다는 점에서 제 1 실시예와 동일하다. 또한, 열판(70), 처리 용기(70b), 대기 도입로(73), 유량계(74), 감시부(75)에 대해서는 제 1 실시예와 동일하다.
한편, 본 실시예에서는 배기 유로(72a) 상에 가온부(81), 블로우 가스 공급부(82)를 가지고, 가온부(81)보다 배기계측에 포집부(83)가 설치되어 있다.
가온부(81)는 처리 용기(70b)와 도입구(76)의 사이에 설치되고, 배기 유로(72a)의 배관의 내부에 부착물이 쉽게 부착되지 않도록 하기 위하여 배기 유로(72a)의 배관을 가온한다. 또한, 가온부(81)는 배기 유로(72a)의 배관의 내부에 부착물이 부착된 경우에, 이 부착물을 가온하여 기화시킬 수도 있다.
가온부(81)는 처리 용기(70b)와 배기 유로(72a)에 대기 도입로(73)가 접속되는 도입구(76)와의 사이의 배기 유로(72a) 상에 설치된다. 배기 유로(72a)의 배관의 내부에 부착물이 쉽게 부착되지 않도록 할 수 있으면 되고, 가온하는 방식은 한정되지 않는다. 예를 들면, 배기 유로(72a)의 배관의 내부 또는 외부에 설치된 히터 등의 가열 기구를 구비하고, 내부 또는 외부로부터 배관을 가열해도 좋다. 또는, 처리 용기(70b)로부터 배기 유로(72a)의 배관에 열을 전도하기 위한 열 기구 등을 설치하고 열판(70)이 발생시키는 열을 이용해도 좋다.
열판(70)이 발생시키는 열을 이용할 경우에는 그 열을 효율적으로 이용하기 위하여 배기 유로(72a)를 내관(72b)과 외관(72c)으로 이루어지는 이중관 구조를 가지도록 구성하고, 처리 용기(70b) 내의 분위기를 내관(72b)을 거쳐 배기하고, 내관(72b) 또는 외관(72c)에 처리 용기(70b)로부터의 열 기구를 장착하여 외관(72c)과 내관(72b)을 보온하도록 해도 좋다. 또한, 내관(72b)과 외관(72c)의 사이를 진공 단열 구조로 해도 좋고, 이에 따라 더욱 내관(72b)을 가온시키는 가온 효과를 높일 수 있다. 도 12에서는 외관(72c)이 내관(72b)을 가온 및 보온하는 구성을 나타내기 위하여, 외관(72c)이 가온부(81)를 겸하고 있다. 또한, 가온부(81)는 배기 유로(72a) 상의 도입구(76)보다 배기계측에 설치되어도 좋다.
가온부(81)를 설치함으로써, 배기 유로(72a)의 배관 내에 부착물이 쉽게 부착되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다.
블로우 가스 공급부(82)는 블로우 가스를 배기 유로(72a) 내로 분출하는 블로우 가스 노즐(82a), 블로우 가스 노즐로 블로우 가스를 공급하는 블로우 가스 공급원(82b)을 가진다. 블로우 가스 노즐(82a)은 가온부(81)가 설치된 부분에서의 배기 유로(72a)의 내부 또는 가온부(81)보다 처리 용기(70b)측의 부분에서의 배기 유로(72a)의 내부로 블로우 가스를 공급하도록 설치된다. 블로우 가스 노즐(82a)은 블로우 가스를 배기 유로(72a)의 배관의 내부로 공급하고, 가온부(81)에 의해 가온되어 기화된 부착물을 블로우 세정한다.
블로우 가스로서 N2 가스 등의 불활성 가스를 이용할 수 있다. 또한, 기화된 부착물을 배기 유로(72a)의 배관의 내벽에 재차 부착시키지 않기 위하여, 블로우 가스 공급원(82b)에 가열 기구를 설치하고 블로우 가스를 가온하고 나서 공급해도 좋다. 블로우 가스 공급부(82)를 설치함으로써, 배기 유로(72a)의 배관의 내부의 부착물이 블로우 세정된다. 또한, 배기 중의 부착물의 성분이 블로우 가스에 의해 희석되기 때문에, 배기 유로(72a) 내에 재부착하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다.
포집부(83)는 가온부(81)보다 배기계측에 설치되고, 배기 중의 성분을 냉각 고체화하여 포집하는, 이른바 냉각 트랩이다. 포집부(83)는 배기 유로(72a) 상의 가온부(81)보다 배기계측에 설치되어 있어도 좋고, 가열 처리 장치의 외부, 나아가서는 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부로서 배기계에 포함되도록 설치되어 있어도 좋다. 포집부(83)는, 도 12에 도시한 바와 같이 적층하여 설치된 포집판(83a)을 가지고, 포집판(83a) 자체 혹은 포집판(83a)과는 별도로 설치된 냉각 가스 공급부(84) 등에 의해 처리 용기(70b) 내로부터의 배기를 냉각시키고, 냉각된 배기 중의 고체화 성분을 냉각한다. 냉각된 배기 중의 고체화 성분은 포집판(83a) 또는 포집부(83)의 내벽에 고체화되어 재부착함으로써 포집된다.
포집판(83a) 자체에 의해 통과되는 기체를 냉각시키는 경우에는 포집판(83a)에 냉각 소자를 설치하고 냉각 소자로부터의 전도 냉각에 의해 포집판(83a)을 냉각한다. 냉각 소자로서, 예를 들면 펠티어 소자(peltier device) 등을 이용할 수 있다.
냉각 가스에 의해 통과되는 기체를 냉각시키는 경우에는 포집부(83)에 냉각 가스 공급부(84)를 설치하고 냉각된 냉각 가스를 포집부(83) 내로 공급한다. 냉각 가스 공급부(84)는 냉각 가스를 포집부(83) 내로 분출하는 냉각 가스 노즐(84a), 냉각 가스 노즐(84a)로 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급원(84b)을 가진다.
포집부(83)를 설치함으로써, 가온부(81)로 배기 유로(72a) 내의 부착물을 기화하고, 블로우 가스 공급부(82)에 의해 블로우 세정된 배기 유로(72a) 내로부터 배기되는 부착물의 성분은 가열 처리 장치의 외부측, 즉 공장 배기계 등의 배기계 측으로 배출되지 않는다. 따라서, 가열 처리 장치의 외부측, 즉 배기계측의 배기 덕트 등의 배관 내에 부착되지 않도록 할 수 있다.
본 실시예에서는 가온부(81), 블로우 가스 공급부(82), 포집부(83)를 유량계(74) 및 감시부(75)와 조합하여 이용함으로써, 메인터넌스 공정을 자동화하여 행할 수 있다. 이하, 도 13을 참조하여 본 실시예에 따른 메인터넌스 공정에 대하여 설명한다. 도 13은 본 실시예에 따른 가열 처리 장치의 메인터넌스 공정의 각 공정의 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
본 실시예에 따른 메인터넌스 공정은 블로우 가스를 공급하는 공정(단계(S21)), Q2를 계측하는 공정(단계(S22)), Q2를 감시부(75)로 보내는 공정(단계(S23)), Q0으로부터 Q2를 뺌으로써 Q1을 추측하는 공정(단계(S24)), Q2가 하한 기준치보다 작은지를 판정하는 공정(단계(S25)) 및 경보의 출력을 정지하는 공정(단계(S26))을 포함한다.
또한, 본 실시예에 따른 메인터넌스 방법을 행하기 전의 통상의 배기 유량의 감시 방법은 제 1 실시예에서 도 6을 이용하여 설명한 방법과 동일하게 하여 행할 수 있다.
경보를 출력하고 가열 처리 장치의 운전을 정지한 후, 최초로 단계(S21)를 행한다. 단계(S21)에서는 배기 유로(72a)를 가온한 상태로 부착물을 블로우 세정하기 위한 블로우 가스를 배기 유로(72a)의 배관의 내부로 공급한다.
이어서 단계(S22)를 행한다. 단계(S22)에서는 유량계(74)에 의해 대기 도입로(73)의 배기 유량을 계측한다.
이어서 단계(S23)를 행한다. 단계(S23)에서는 계측된 대기 도입로(73)의 배기 유량(Q2)의 계측치를 감시부(75)로 보낸다.
이어서 단계(S24)를 행한다. 단계(S24)에서는, 예를 들면 제 1 실시예에서 설명한 방법에 의해 처리 용기(70b) 내로부터의 배기 유량(Q1)과 대기 도입로(73)의 배기 유량(Q2)과의 합(Q0(=Q1＋Q2))이 대략 일정해지도록 해 두고, Q0으로부터 Q2의 계측치를 뺌으로써 Q1을 산출하여 Q1을 추측한다.
이어서 단계(S25)를 행한다. 단계(S25)에서는 미리 Q2의 하한 기준치(QSTD)를 결정해 두고, 소정의 하한 기준치(QSTD)와 Q2의 계측치와의 대소 관계를 판정한다. 구체적으로는, Q2가 QSTD보다 작은지를 판정하여, Q2가 QSTD보다 큰 경우에는 재차 단계(S22)로 돌아가서 단계(S22)로부터 단계(S25)의 공정을 반복한다. 한편, Q2가 QSTD보다 작은 경우에는 단계(S26)로 진행한다.
또한, 단계(S25)에서는 미리 Q1의 상한 기준치(QSTD’)를 결정해 두고, 소정의 상한 기준치(QSTD′)와 Q1의 추측치와의 대소 관계를 판정해도 좋다. 이 경우, 구체적으로는, Q1이 QSTD′보다 큰지를 판정하고, Q1이 QSTD′보다 작은 경우에는 재차 단계(S22)로 돌아간다. 한편, Q1이 QSTD′보다 큰 경우에는 단계(S26)로 진행한다.
단계(S26)에서는 Q2가 QSTD보다 작은 경우 또는 Q1이 QSTD′보다 큰 경우에는 처리 용기(70b) 내로부터의 배기 유량이 정상적으로 돌아온 것이라고 판단하고, 경보의 출력을 정지한다. 감시부(75)의 경보 출력부(75b)로부터의 경보의 출력을 정지하고, 가열 처리 장치의 운전을 재개하여, 제 1 실시예에서 도 6을 이용하여 설명한 통상의 배기 유량의 감시 방법을 행한다.
또한, 상술한 메인터넌스 공정은 경보를 출력하고 가열 처리 장치를 정지한 후에 행하는 경우에 한정되지 않고, 예를 들면 경보를 출력하는 Q2의 상한 기준치(QALM)보다 작은 참조치(QREF)를 미리 결정해 두고, 통상의 배기 유량의 감시 방법을 행하면서 Q2가 QREF보다 크다고 판정되었을 경우에, 가열 처리 장치를 운전하면서 메인터넌스 공정을 동시에 행해도 좋다. 또한, 배기 유로(72a)의 세정을 행하는 메인터넌스 공정과 상이한 다른 세정 더미 공정(세정 더미 시퀀스)을 준비해 두고, 가열 처리 장치의 열판(70)에서 기판을 처리 중인 경우에는 다른 세정 더미 시퀀스와 동기화하여 메인터넌스 공정을 행해도 좋다.
이상, 본 실시예에 따르면, 통상의 배기 유량의 감시 방법을 행하고, 추가로 배기 유량의 배관 내에 부착된 부착물의 세정을 행하는 메인터넌스 공정을 자동으로 행할 수 있기 때문에, 실질적인 메인터넌스 주기를 증대시킬 수 있다.
(제 2 실시예의 제 1 변형예)
이어서, 도 14를 참조하여 제 2 실시예의 제 1 변형예에 따른 가열 처리 장치에 대하여 설명한다. 도 14는 본 변형예에 따른 가열 처리 장치를 도시한 개략 단면도이다.
본 변형예에 따른 가열 처리 장치는 포집부를 가지지 않는다는 점에서 제 2 실시예에 따른 가열 처리 장치와 상이하다.
본 변형예에 따른 가열 처리 장치도 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)에서의 가열 처리 장치에 적용할 수 있다는 점에서 제 2 실시예와 동일하다. 또한, 열판(70), 처리 용기(70b), 대기 도입로(73), 유량계(74), 감시부(75), 가온부(81), 블로우 가스 공급부(82)에 대해서는 제 2 실시예와 동일하다.
한편, 본 변형예에서는 포집부가 설치되지 않기 때문에, 블로우 가스 공급부(82)에 의해 블로우 세정되고, 배기 유로(72a) 내로부터 배기되는 부착물의 성분은 포집부에 의해 포집되지 않는다. 이 경우, 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부에 설치된 스크러버 등의 제외 장치에 의해 부착물을 제거해도 좋다.
또한, 본 변형예에서는 가온부에 의해 배기 유로의 배관의 내부에 부착물이 쉽게 부착되지 않도록 할 수 있고, 블로우 가스 공급부에 의해 배기 유로 내의 부착물을 블로우 세정한 성분은 그 부근에서 재부착되지 않고 배기된다. 따라서, 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다.
(제 2 실시예의 제 2 변형예)
이어서, 도 15를 참조하여 제 2 실시예의 제 2 변형예에 따른 가열 처리 장치에 대하여 설명한다. 도 15는 본 변형예에 따른 가열 처리 장치를 도시한 개략 단면도이다.
본 변형예에 따른 가열 처리 장치는 블로우 가스 공급부 및 포집부를 가지지 않는다는 점에서 제 2 실시예에 따른 가열 처리 장치와 상이하다.
본 변형예에 따른 가열 처리 장치도 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)에서의 가열 처리 장치에 적용할 수 있다는 점에서 제 2 실시예와 동일하다. 또한, 열판(70), 처리 용기(70b), 대기 도입로(73), 유량계(74), 감시부(75), 가온부(81)에 대해서는 제 2 실시예와 동일하다.
한편, 본 변형예에서는 배기 유로(72a) 상에 블로우 가스 공급부를 가지지 않고, 배기 덕트(66)의 공장 배기계측에 포집부가 설치되지 않기 때문에, 배기 유로(72a) 내의 부착물의 성분은 블로우 가스 공급부에 의한 블로우 세정은 되지 않고, 그 후 배기 유로(72a) 내를 배기될 때에 포집부에 의해 포집되지 않는다.
그러나, 제 2 실시예의 제 1 변형예와 마찬가지로, 레지스트 도포 현상 처리 시스템(1)의 외부에 설치된 스크러버 등의 제외 장치에 의해 부착물의 성분을 제거할 수 있다면, 포집부를 설치하지 않아도 좋다. 또한, Q1과 Q2의 합(Q0)을 크게 할 수 있다면, 블로우 세정을 하지 않아도 가온부에 의해 기화된 부착물의 성분은 배기 유로 내에서 재부착되지 않고 배기계에 배기될 수 있다. 따라서, 본 변형예에서도 메인터넌스 주기를 길게 할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 기술했지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시예에 한정되지 않고, 특허 청구의 범위 내에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변형·변경이 가능하다.
또한, 본 발명은 도포막 형성 장치 또는 레지스트 도포 현상 처리 장치뿐만 아니라, 기판 세정 장치, 성막 장치, 에칭 장치 그 외의 각종 장치에 적용하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은 반도체 기판, 글라스 기판, 그 외의 각종 기판을 반송하는 공정을 포함한 장치에 적용하는 것이 가능하다.
65 : 주배기구
66 : 배기 덕트
70 : 열판
70b : 처리 용기
72, 72a, 172 : 배기 유로
73 : 대기 도입로
74, 174 : 유량계
75, 175 : 감시부
76 : 도입구
77 : 대기 도입구
81 : 가온부
82 : 블로우 가스 공급부
83 : 포집부
84 : 냉각 가스 공급부

Claims (18)

  1. 기판의 표면에 도포막이 형성된 기판을 열판에 재치하여 가열 처리하는 가열 처리 장치에 있어서,
    상기 열판을 수납하는 처리 용기와,
    상기 처리 용기와 상기 처리 용기 내의 분위기를 배기하는 배기계를 접속시키는 배기 유로와,
    상기 배기 유로의 도중에 설치된 도입구를 통해 상기 배기 유로 내로 대기를 도입하는 대기 도입로와,
    상기 대기 도입로 상에 설치된 유량계
    를 가지고,
    상기 유량계에 의해 상기 대기 도입로로부터 상기 배기 유로 내로 도입되는 대기의 유량을 계측함으로써 상기 처리 용기 내로부터의 배기 유량을 추측하는 것을 특징으로 하는 가열 처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 용기 내로부터의 배기 유량과 상기 대기 도입로로부터 상기 배기 유로 내로 도입되는 대기의 유량과의 합이 미리 설정된 범위 내에서 유지되는 것을 특징으로 하는 가열 처리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 대기 도입로로부터 상기 배기 유로 내로 도입되는 대기의 유량에 기초하여 상기 처리 용기 내로부터의 배기 유량을 감시하는 감시부를 가지고,
    상기 감시부는, 상기 유량계가 계측한 유량치와 상한 기준치의 대소 관계를 판정하고, 상기 유량치가 상기 상한 기준치보다 큰 경우에 경보를 출력하는 것을 특징으로 하는 가열 처리 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 유로의 내부에 부착된 부착물을 블로우 세정하기 위한 블로우 가스를 상기 배기 유로의 내부로 공급하는 블로우 가스 공급부를 더 가지는 가열 처리 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 처리 용기와 상기 도입구의 사이에 설치되고, 상기 배기 유로를 가온(加溫)하는 가온부를 더 가지는 가열 처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가온부는, 상기 열판이 발생시키는 열을 이용하는 것을 특징으로 하는 가열 처리 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가온부의 근방에서, 상기 배기 유로는 이중관 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 가열 처리 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 가온부보다 상기 배기계측에, 상기 처리 용기 내로부터의 배기 가스를 냉각시키고 배기 가스 중의 고체화 성분을 포집하는 포집부가 설치된 것을 특징으로 하는 가열 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    냉각된 가스를 상기 포집부의 내부로 공급하는 것을 특징으로 하는 가열 처리 장치.
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