KR101575406B1 - 기판 처리 장치, 퍼지 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 - Google Patents

기판 처리 장치, 퍼지 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체 Download PDF

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가부시키가이샤 히다치 고쿠사이 덴키
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Abstract

본 발명은 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시킨다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는, 기판을 처리하는 처리 용기와, 상기 기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 실행하는 제1 퍼지부와, 상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 실행하는 제2 퍼지부를 포함한다.

Description

기판 처리 장치, 퍼지 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, PURGING APPARATUS, METHOD OF MANUFACTURING SEMICONDUCTOR DEVICE, AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 기판 처리 장치, 퍼지 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 관한 것이다.
대규모 집적 회로(Large Scale Integrated Circuit: 이하 LSI) 등의 반도체 장치를 제조하는 처리 장치에서는, 처리하는 기판으로의 자연 산화막의 형성을 억제하기 위해, 처리 장치 내의 산소 농도나, 처리 장치에 반송되는 포드 내의 산소 농도를 저감시키는 것이 행해지고 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2011-61156호 공보
그러나, 이와 같은 구성의 처리 장치에서는, 최신의 미세화 기술이 요구하는, 자연 산화막의 형성을 억제하면서 반도체 장치의 품질을 향상시키는 것이나, 제조 스루풋을 향상시키는 것이 곤란하였다.
본 발명은, 자연 산화막의 형성을 억제하면서 반도체 장치의 품질을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시키는 것이 가능한 기판 처리 장치, 퍼지 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태에 의하면, 기판을 처리하는 처리 용기와, 상기 기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 실행하는 제1 퍼지부와, 상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 실행하는 제2 퍼지부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 실행하는 제1 퍼지부와, 상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 실행하는 제2 퍼지부를 포함하는 퍼지 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 제1 퍼지부에서 실행하는 제1 퍼지 공정과, 상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 제2 퍼지부로 반송하는 공정과, 상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 제2 퍼지부에서 실행하는 제2 퍼지 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 형태에 의하면, 기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 제1 퍼지부에서 실행하는 제1 퍼지 수순과, 상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 제2 퍼지부로 반송하는 수순과, 상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 제2 퍼지부에서 실행하는 제2 퍼지 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치, 퍼지 장치, 반도체 장치의 제조 방법 및 기록 매체에 의하면, 반도체 장치의 제조 품질이나 반도체 장치의 특성을 향상시킴과 함께, 제조 스루풋을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 기판 처리 장치의 사측 투시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 측면 투시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 장치가 구비하는 처리 용기의 종단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 주 적재부의 구성예를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 부 적재부의 구성예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 형태에서 적절하게 사용되는 기판 처리 장치의 컨트롤러의 개략 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 수용기의 반입 공정을 나타내는 흐름도.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 수용기의 반출 공정을 나타내는 흐름도.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 수용기 내의 산소 농도의 추이예를 도시하는 도면으로, (a)는, 제1 퍼지의 포드 내의 산소 농도 추이예를 도시하는 도면이고, (b)는 제2 퍼지의 포드 내의 산소 농도 추이예를 도시하는 도면.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 나타내는 흐름도.
도 11은 본 발명의 다른 형태에 따른 기판 수용기의 반송 공정을 나타내는 흐름도.
도 12는 본 발명의 다른 형태에 따른 기판 수용기의 반송 공정을 나타내는 흐름도.
도 13은 본 발명의 다른 형태에 따른 기판 수용기의 반송 공정을 나타내는 흐름도.
도 14는 본 발명의 다른 형태에 따른 기판 수용기의 반송 공정을 나타내는 흐름도.
도 15는 본 발명의 다른 형태에 따른 기판 수용기의 반송 공정을 나타내는 흐름도.
도 16은 본 발명의 다른 형태에 따른 포드 오프너의 평면 단면도.
본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
(기판 처리 장치의 구성)
우선, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)의 구성에 대해, 주로 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. 도 1은 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)의 사측 투시도이다. 도 2는 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)의 측면 투시도이다. 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)에서는, 반도체 장치나 반도체 소자를 제조하는 공정 중, 기판에 막을 형성하는 공정이나, 막을 개질하는 공정 등이 행해진다. 여기서, 반도체 장치는, 상술한 LSI와 같은 집적 회로, 마이크로프로세서, 반도체 메모리 등이다. 또한, 반도체 소자는, 다이오드, 트랜지스터, 사이리스터 등이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)는, 내압 용기로서 구성된 하우징(111)을 구비하고 있다. 하우징(111)의 정면벽(111a)의 정면 전방에는, 유지 보수 가능하도록 형성된 개구부로서의 정면 유지 보수구(103)가 형성되어 있다. 정면 유지 보수구(103)에는, 정면 유지 보수구(103)를 개폐하는 정면 유지 보수 도어(104)가 설치되어 있다.
기판으로서의 웨이퍼(200)를 하우징(111) 내외로 반송하기 위해서는, 복수의 웨이퍼(200)를 수납하는 웨이퍼 캐리어(기판 수용기)로서의 포드(110)가 사용된다. 웨이퍼 캐리어로서는, 예를 들어 FOUP(front opening unified pod)가 사용된다. 하우징(111)의 정면벽(111a)에는, 포드 반입 반출구(기판 수용기 반입 반출구)(112)가, 하우징(111) 내외를 연통하도록 개설되어 있다. 포드 반입 반출구(112)는, 프론트 셔터(기판 수용기 반입 반출구 개폐 기구)(113)에 의해 개폐되도록 구성되어 있다. 포드 반입 반출구(112)의 정면 하방측에는, 로드 포트(기판 수용기 전달대)(114)가 설치되어 있다. 포드(110)는, 공정 내 반송 장치에 의해 반송되어, 로드 포트(114) 상에 적재되고 위치 정렬되도록 구성되어 있다. 또한, 웨이퍼(200)는 실리콘(Si) 등으로 구성되어 있다. 웨이퍼(200) 상에는, 반도체 장치를 구성하는 금속 배선이나 전극으로서의 금속막이 형성되고, 금속막 상으로의 자연 산화막의 형성이 문제되고 있다. 또한, 웨이퍼(200)에 형성되는 반도체 장치의 구조는, 복잡하게 구성되어 있는 경우가 있다. 이러한 반도체 장치의 제조 중의 기판에는, 표면적이 크게 되어 있는 경우가 있다. 예를 들어, 고종횡비의 요철이 형성되어 있다. 이러한 복잡한 구조나 표면적이 크게 되어 있는 기판에서는, 국소적으로 자연 산화막이 형성되어 버리는 문제가 있다. 또한, 웨이퍼의 대형화에 의한 표면적의 증대에 따라, 국소적으로 자연 산화막이 형성되어 버리는 것도 생각할 수 있다.
발명자들은, 이러한 웨이퍼(200)로의 자연 산화막의 형성을 억제하면서, 반도체 장치의 품질을 향상시키는 처리를 행하면서, 제조 스루풋을 향상시키기 위해서는, 후술하는 산소 농도를 저하시키는 기술이 필요한 것을 발견하였다.
(기판 수용기 반송실)
하우징(111) 내이며 로드 포트(114)의 후방에는, 포드(110)의 반송 공간으로 되는 기판 수용기 반송실(150)이 구성되어 있다.
(기판 수용기 반송 장치)
하우징(111) 내에 있어서의 로드 포트(114)의 근방에는, 포드 반송 장치(기판 수용기 반송 장치)(118)가 설치되어 있다. 하우징(111) 내의 포드 반송 장치(118)의 더욱 안 쪽, 하우징(111) 내의 전후 방향의 대략 중앙부에 있어서의 상방에는 회전식 포드 선반(기판 수용기 적재 선반)(105)이 설치되어 있다.
포드 반송 장치(118)는, 포드(110)를 보유 지지한 채 승강 가능한 포드 엘리베이터(기판 수용기 승강 기구)(118a)와, 반송 기구로서의 포드 반송 기구(기판 수용기 반송 기구)(118b)로 구성되어 있다. 포드 반송 장치(118)는, 포드 엘리베이터(118a)와 포드 반송 기구(118b)의 연속 동작에 의해, 로드 포트(114)와, 후술하는 회전식 포드 선반(105)과, 포드 오프너(121) 사이에서, 포드(110)를 서로 반송하도록 구성되어 있다.
(제1 퍼지부)
하우징(111) 내이며, 로드 포트(114)의 근방, 예를 들어 상방에는, 포드(110) 내의 분위기를 퍼지하여, 포드(110) 내의 산소 농도를 소정 관리값 이하로 하는, 제1 퍼지부(주 적재부)로서의 주 치환 선반(160)이 설치되어 있다. 여기서 퍼지는, 후술하는 바와 같이 포드(110) 내의 산소 농도를 내리는 것을 말한다. 주 치환 선반(160)에는, 도 4에 도시하는 주 퍼지 포트가 설치되어 있다. 주 퍼지 포트에는, 주 가스 공급구(410)와, 주 가스 배기구(420)가 형성되어 있다. 주 가스 공급구(410)에는, 가스 공급관(411)이 접속되어 있다. 가스 공급관(411)에는, 주 유량 제어 장치(412)가 설치되어, 후술하는 컨트롤러(280)에 의해 유량이 제어되도록 구성되어 있다. 주 유량 제어 장치(412)는, 밸브(도시하지 않음)와 매스 플로우 컨트롤러(도시하지 않음) 중 어느 하나 혹은 양쪽으로 구성되어 있다. 주 가스 배기구에는, 가스 배기관(421)이 접속되어 있다. 또한, 가스 배기관(421)에 주 배기 밸브(422)를 설치하여, 가스 배기량을 조정할 수 있도록 구성해도 된다. 또한, 가스 배기관(421)에, 포드(110) 내 또는 포드(110)로부터의 배기 가스 중의 산소 농도를 검출하는 산소 농도계(423)를 설치해도 된다. 또한, 포드(110) 내 또는 포드(110)로부터의 배기 가스 중의 습도를 검출하는 노점계(424)를 설치해도 된다.
(제2 퍼지부)
하우징(111) 내이며, 기판 수용기 반송실(150)의 후방에는, 제2 퍼지부(부 적재부)로서의 부 치환 선반(포드 선반)(105)이 설치되어 있다. 포드 선반(105)에는, 복수매의 선반판(117)(기판 수용기 적재대)이 설치되어, 복수개의 포드(110)가 보관되도록 구성되어 있다. 또한, 복수의 선반판에는 각각 부 퍼지 포트가 설치되어 있고, 포드(110) 내를 퍼지(가스 치환)함으로써, 포드(110) 내의 산소 농도를 소정 관리값 이하로 할 수 있게 되어 있다. 또한, 포드 선반(105)은 회전식으로 구성해도 된다. 회전식의 포드 선반(105)에서는, 복수매의 선반판(117)에 더하여, 수직으로 세워 설치되어 수평면 내에서 간헐 회전되는 지주(116)가 설치되어 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 부 퍼지 포트에는, 부 가스 공급구(510)와, 부 가스 배기구(520)가 형성되어 있다. 부 가스 공급구(510)에는, 가스 공급관(511)이 설치되어 있다. 가스 공급관(511)에는 부 유량 제어 장치(512)가 설치되어, 후술하는 컨트롤러(280)로 유량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 부 유량 제어 장치(512)는, 밸브(도시하지 않음)와 매스 플로우 컨트롤러(도시하지 않음) 중 어느 하나 혹은 양쪽으로 구성되어 있다. 부 가스 배기구에는, 가스 배기관(521)이 설치되어 있다. 가스 배기관(521)에는, 부 배기 밸브(522)를 설치하여 배기량을 조정할 수 있도록 구성해도 된다. 또한, 가스 배기관(521)에, 포드(110) 내 또는 배기 가스 중의 산소 농도를 검출하는 산소 농도계(523)를 설치해도 된다. 또한, 포드(110) 내 또는 배기 가스 중의 습도를 검출하는 노점계(524)를 설치해도 된다. 상기한 제1 퍼지부와 제2 퍼지부에 의해, 기판 처리 장치(100)에 적합한 퍼지 장치가 구성된다.
(소정 관리값)
산소 농도의 소정 관리값으로서, 제1 관리값과 제2 관리값이 설정되어 있다. 제1 관리값과 제2 관리값 데이터는 후술하는 기록 매체에 기록되고, 후술하는 CPU(280a)에서의 산출 결과에 의해 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 제1 관리값과 제2 관리값은, 입력 장치(281)로부터 입력되는 데이터로 설정할 수 있도록 구성되어 있다. 바람직하게는, 제1 관리값은, 제2 관리값보다도 낮게 설정되어 있다. 보다 바람직하게는, 제1 관리값은 600ppm이며, 제2 관리값은 600ppm 이상 1000ppm 이하이다. 주 적재부에서는, 제1 관리값 이하로 되도록 퍼지되고, 부 적재부에서는, 제2 관리값 이하로 되도록 퍼지된다(이하, 제1 관리값 이하로 퍼지하는 것을 제1 퍼지, 제2 관리값 이하로 하는 것을 제2 퍼지라 칭한다).
또한, 제1 퍼지할 때에는, 주 퍼지 포트로부터 포드(110) 내에 제1 유량으로 불활성 가스가 공급된다. 또한 제2 퍼지할 때에는 부 퍼지 포트로부터 포드(110) 내에 제2 유량으로 불활성 가스가 공급된다. 여기서 제1 유량은, 20slm 내지 100slm이고, 예를 들어 50slm이다. 제2 유량은, 0.5slm 내지 20slm이고, 예를 들어 5slm이다.
(포드 내의 산소 농도 조정 방법)
포드(110) 내의 산소 농도의 조정에서는, 상술한 산소 농도계(423, 523)를 사용하여 포드(110) 내의 산소 농도 또는 배기 가스 중의 산소 농도를 검출하고, 검출한 산소 농도값에 기초하여 피드백 제어해도 된다. 또한, 사전에, 불활성 가스의 공급량과 공급 시간과 포드(110) 내의 산소 농도의 관계를 구해 두고, 이들의 관계에 기초하여, 불활성 가스의 공급량과 공급 시간의 설정에 의해 조정할 수 있도록 해도 된다.
하우징(111) 내의 하부에는, 서브 하우징(119)이, 하우징(111) 내의 전후 방향의 대략 중앙부로부터 후단에 걸쳐 설치되어 있다. 서브 하우징(119)의 정면벽(119a)에는, 웨이퍼(200)를 서브 하우징(119) 내외로 반송하는 한 쌍의 웨이퍼 반입 반출구(기판 반입 반출구)(120)가, 수직 방향으로 상하 2단으로 배열되어 형성되어 있다. 상하단의 웨이퍼 반입 반출구(120) 각각에는 포드 오프너(기판 수용기 개폐부)(121)가 설치되어 있다.
각 포드 오프너(121)는, 포드(110)를 적재하는 한 쌍의 적재대(122)와, 포드(110)의 캡(덮개)을 착탈하는 캡 착탈 기구(덮개 착탈 기구)(123)를 구비하고 있다. 포드 오프너(121)는, 적재대(122) 상에 적재된 포드(110)의 캡을 캡 착탈 기구(123)에 의해 착탈함으로써, 포드(110)의 웨이퍼 출납구를 개폐하도록 구성되어 있다.
서브 하우징(119) 내에는, 포드 반송 장치(118)나 회전식 포드 선반(105) 등이 설치된 공간으로부터 유체적으로 격리된 기판 반송실로서의 반송실(124)이 구성되어 있다. 반송실(124)의 전방측 영역에는 웨이퍼 반송 기구(기판 반송 기구)(125)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(125)는, 웨이퍼(200)를 수평 방향으로 회전 또는 직동 가능한 웨이퍼 반송 장치(기판 반송 장치)(125a)와, 웨이퍼 반송 장치(125a)를 승강시키는 웨이퍼 반송 장치 엘리베이터(기판 반송 장치 승강 기구)(125b)(도 1 참조)로 구성되어 있다. 웨이퍼 반송 장치 엘리베이터(125b)는, 서브 하우징(119)의 반송실(124) 전방 영역 우측 단부와 하우징(111) 우측 단부 사이에 설치되어 있다(도 1 참조). 웨이퍼 반송 장치(125a)는, 웨이퍼(200)의 적재부로서의 트위저(기판 보유 지지체)(125c)를 구비하고 있다. 이들 웨이퍼 반송 장치 엘리베이터(125b) 및 웨이퍼 반송 장치(125a)의 연속 동작에 의해, 웨이퍼(200)를 보트(기판 보유 지지구)(217)에 대하여 장전(차징) 및 탈장(디스차징)하도록 구성되어 있다.
반송실(124)의 후방측 영역에는, 보트(217)를 수용하여 대기시키는 대기부(126)가 구성되어 있다. 대기부(126)의 상방에는, 웨이퍼(200)를 처리하는 처리 용기(202)가 설치되어 있다. 처리 용기(202)의 하단부는, 노구 셔터(노구 개폐 기구)(147)에 의해 개폐되도록 구성되어 있다. 또한, 처리 용기(202)의 구성에 대해서는 후술한다.
서브 하우징(119)의 대기부(126)의 우측 단부와 하우징(111)의 우측 단부 사이에는, 보트(217)를 승강시키기 위한 보트 엘리베이터(기판 보유 지지구 승강 기구)(115)가 설치되어 있다(도 1 참조). 보트 엘리베이터(115)의 승강대에는, 연결구로서의 아암(128)이 연결되어 있다. 아암(128)에는, 노구 덮개로서의 시일 캡(219)이 수평하게 고정되어 있다. 시일 캡(219)은, 보트(217)를 수직으로 지지하여, 처리 용기(202)의 하단부를 폐색 가능하도록 구성되어 있다.
보트(217)는, 복수매(예를 들어, 50매 내지 125매 정도)의 웨이퍼(200)를, 그 중심을 맞추어 수직 방향으로 정렬시킨 상태에서 각각 수평하게 보유 지지하도록 구성되어 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 반송실(124)의 웨이퍼 반송 장치 엘리베이터(125b)측 및 보트 엘리베이터(115)측과 반대측인 좌측 단부에는, 청정화된 분위기 혹은 불활성 가스인 클린 에어를 공급하도록 공급 팬 및 방진 필터로 구성된 클린 유닛(134)이 설치되어 있다. 클린 유닛(134)으로부터 분출된 클린 에어(133)는, 노치 맞춤 장치, 웨이퍼 반송 장치(125a), 대기부(126)에 있는 보트(217)의 주위를 유통시킨 후, 덕트에 의해 흡입되어 하우징(111)의 외부로 배기되거나, 혹은 클린 유닛(134)의 흡입측인 1차측(공급측)으로까지 순환되어 클린 유닛(134)에 의해 반송실(124) 내로 다시 분출되도록 구성되어 있다.
(처리 용기의 구성)
계속해서, 본 실시 형태에 따른 처리 용기(202)의 구성에 대해서, 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)가 구비하는 처리 용기(202)의 종단면도이다.
(처리 용기)
도 3에 도시한 바와 같이, 처리 용기(202)는 반응관(203)을 구비하고 있다. 반응관(203)은, 예를 들어 석영(SiO2) 또는 탄화 실리콘(SiC) 등의 내열성 재료로 이루어지고, 상단 및 하단이 개구된 원통 형상으로 형성되어 있다. 반응관(203)의 통 중공부에는, 기판으로서의 웨이퍼(200)를 처리하는 처리실(201)이 형성되어 있다. 처리실(201)은, 웨이퍼(200)를 보유 지지하는 보트(217)를 수용 가능하도록 구성되어 있다.
기판 보유 지지구로서의 보트(217)는, 복수매의 웨이퍼(200)를 수평 자세이면서 또한 서로 중심을 맞춘 상태에서 정렬시켜 다단으로 보유 지지하도록 구성되어 있다. 보트(217)는, 예를 들어 석영 또는 탄화규소 중 어느 하나, 혹은 석영 및 탄화규소 등의 내열성 재료로 이루어진다. 보트(217)의 하부에는, 예를 들어 석영 또는 탄화규소 중 어느 하나, 혹은 석영 및 탄화규소 등의 내열성 재료로 이루어지는 단열체(216)가 설치되어 있어, 후술하는 히터(207)로부터의 열이 시일 캡(219)측으로 전해지기 어려워지도록 구성되어 있다.
반응관(203)의 하방에는, 반응관(203)의 하단 개구를 기밀하게 폐색 가능한 노구 덮개로서의 시일 캡(219)이 설치되어 있다. 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 하단에 수직 방향 하측으로부터 접촉되도록 되어 있다. 시일 캡(219)은, 예를 들어 스테인리스 등의 금속으로 이루어지고, 원판 형상으로 형성되어 있다. 시일 캡(219)의 상면에는, 반응관(203)의 하단과 접촉하는 시일 부재로서의 O링이 설치되어 있다. 상술한 바와 같이, 시일 캡(219)은, 반응관(203)의 외부에 수직으로 설비된 승강 기구로서의 보트 엘리베이터(115)에 의해, 수직 방향으로 승강되도록 구성되어 있다. 시일 캡(219)을 승강시킴으로써, 보트(217)를 처리실(201) 내외로 반송하는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
시일 캡(219)의 중심부 부근이며 처리실(201)과 반대측에는, 보트(217)를 회전시키는 회전 기구(254)가 설치되어 있다. 회전 기구(254)의 회전축은, 시일 캡(219)을 관통하여 보트(217)를 하방으로부터 지지하고 있다. 회전 기구(254)는, 보트(217)를 회전시킴으로써 웨이퍼(200)를 회전시키는 것이 가능하도록 구성되어 있다.
회전 기구(254) 및 보트 엘리베이터(115)에는, 반송 제어부(275)가 전기적으로 접속되어 있다. 반송 제어부(275)는, 회전 기구(254) 및 보트 엘리베이터(115)가 원하는 타이밍에 원하는 동작을 하도록, 이들을 제어하도록 구성되어 있다. 또한, 반송 제어부(275)는 상술한 포드 엘리베이터(118a), 포드 반송 기구(118b), 포드 오프너(121), 웨이퍼 반송 장치(125a), 웨이퍼 반송 장치 엘리베이터(125b) 등에도 전기적으로 접속되고, 이들 구성 각 부가 원하는 타이밍에 원하는 동작을 하도록, 이들을 제어하도록 구성되어 있다. 주로, 보트 엘리베이터(115), 회전 기구(253), 포드 엘리베이터(118a), 포드 반송 기구(118b), 포드 오프너(121), 웨이퍼 반송 장치(125a), 웨이퍼 반송 장치 엘리베이터(125b)에 의해, 본 실시 형태에 따른 반송계가 구성된다.
반응관(203)의 외측에는, 반응관(203)의 측벽면을 둘러싸도록, 반응관(203) 내의 웨이퍼(200)를 가열하는 가열부로서의 히터(207)가 설치되어 있다. 히터(207)는 원통 형상이며, 보유 지지판으로서의 히터 베이스에 지지됨으로써 수직으로 고정되어 있다.
반응관(203) 내에는, 온도 검출기로서, 예를 들어 열전대 등의 온도 센서(225)가 설치되어 있다. 히터(207) 및 온도 센서(225)에는, 온도 제어부(274)가 전기적으로 접속되어 있다. 온도 제어부(274)는, 온도 센서(225)에 의해 검출된 온도 정보에 기초하여, 처리실(201) 내의 온도가 원하는 타이밍에 원하는 온도 분포로 되도록, 히터(207)로의 공급 전력을 조정하도록 구성되어 있다.
반응관(203)과 히터(207) 사이에는, 처리 가스 공급 노즐(220)이 설치되어 있다. 처리 가스 공급 노즐(220)은, 반응관(203)의 외벽의 측부를 따르도록 배치되어 있다. 처리 가스 공급 노즐(220)의 상단(하류단)은, 반응관(203)의 정상부(상술한 반응관(203)의 상단에 형성된 개구)에 기밀하게 설치되어 있다. 반응관(203)의 상단 개구에 위치하는 처리 가스 공급 노즐(220)에는, 처리 가스 공급 구멍이 복수 형성되어 있다.
처리 가스 공급 노즐(220)의 상류단에는, 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급관(221)의 하류단이 접속되어 있다. 처리 가스 공급관(221)에는, 상류측부터 순서대로 처리 가스 공급원(222), 유량 제어기로서의 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(223), 개폐 밸브로서의 밸브(224)가 접속되어 있다.
MFC(223)에는, 가스 유량 제어부(276)가 전기적으로 접속되어 있다. 가스 유량 제어부(276)는, 처리실(201) 내에 공급하는 가스의 유량이 원하는 타이밍에 원하는 유량으로 되도록, MFC(223)를 제어하도록 구성되어 있다.
주로, 처리 가스 공급관(221), MFC(223) 및 밸브(224)에 의해, 처리 가스 공급계가 구성된다. 또한, 처리 가스 공급 노즐(220)이나 처리 가스 공급원(222)을 처리 가스 공급계에 포함하여 생각해도 된다.
반응관(203)에는, 반응관(203)(처리실(201)) 내의 분위기를 배기하는 배기관(231)의 상류단이 접속되어 있다. 배기관(231)에는, 상류측부터 순서대로 처리실(201) 내의 압력을 검출하는 압력 검출기(압력 검출부)로서의 압력 센서(232), 압력 조정 장치로서의, 예를 들어 APC(Auto Pressure Contoroller) 밸브(233) 및 진공 배기 장치로서의 진공 펌프(234)가 설치되어 있다. 또한, APC 밸브(233)는, 밸브를 개폐하여 반응관(203) 내의 진공 배기·진공 배기 정지를 할 수 있고, 또한 밸브 개방도를 조정하여 반응관(203) 내의 압력 조정을 하는 것이 가능한 개폐 밸브이다.
APC 밸브(233) 및 압력 센서(232)에는, 압력 제어부(277)가 전기적으로 접속되어 있다. 압력 제어부(277)는, 압력 센서(232)에 의해 검출된 압력값에 기초하여, 처리실(201) 내의 압력이 원하는 타이밍에 원하는 압력으로 되도록, APC 밸브(233)를 제어하도록 구성되어 있다.
주로, 배기관(231), 압력 센서(232) 및 APC 밸브(233)에 의해 처리 가스 배기부가 구성되어 있다. 또한, 진공 펌프(234)를 처리 가스 배기부에 포함하여 생각해도 된다.
(제어부)
도 6에 도시한 바와 같이, 제어부(제어 수단)인 컨트롤러(280)는, CPU(Central Processing Unit)(280a), RAM(Random Access Memory)(280b), 기억 장치(280c), I/O 포트(280d)를 구비한 컴퓨터로서 구성되어 있다. RAM(280b), 기억 장치(280c), I/O 포트(280d)는, 내부 버스(280e)를 통하여 CPU(280a)와 데이터 교환 가능하도록 구성되어 있다. 컨트롤러(280)에는, 입력 장치(281)로서, 예를 들어 터치 패널, 마우스, 키보드, 조작 단말기 등이 접속되어 있어도 된다. 또한, 컨트롤러(280)에는, 표시부로서, 예를 들어 디스플레이 등이 접속되어 있어도 된다.
기억 장치(280c)는, 예를 들어 플래시 메모리, HDD(Hard Disk Drive), CD-ROM 등으로 구성되어 있다. 기억 장치(280c) 내에는, 기판 처리 장치(100)의 동작을 제어하는 제어 프로그램이나, 기판 처리의 수순이나 조건 등이 기재된 프로세스 레시피 등이, 판독 가능하게 저장되어 있다. 또한, 프로세스 레시피는, 후술하는 기판 처리 공정에서의 각 수순을 컨트롤러(280)에 실행시켜, 소정의 결과를 얻을 수 있도록 조합된 것이며, 프로그램으로서 기능한다. 이하, 이 프로세스 레시피나 제어 프로그램 등을 총칭하여, 간단히 프로그램이라고도 한다. 또한, 본 명세서에 있어서 프로그램이라는 말을 사용한 경우는, 프로세스 레시피 단체만을 포함하는 경우, 제어 프로그램 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다. 또한, RAM(280b)은, CPU(280a)에 의해 판독된 프로그램이나 데이터 등이 일시적으로 유지되는 메모리 영역(워크 에리어)으로서 구성되어 있다.
I/O 포트(280d)는, 상술한 매스 플로우 컨트롤러(210, 223), 밸브(211, 224), 셔터(213, 214), APC 밸브(233), 히터(207), 온도 센서(225), 보트 회전 기구(254), 주 유량 제어 장치(412), 주 배기 밸브(422), 부 유량 제어 장치(512), 부 배기 밸브(522), 진공 펌프(234), 포드 오프너(121), 로드 포트(114), 포드 반송 장치(118), 웨이퍼 반송 기구(125), 클린 에어 유닛(134) 등에 접속되어 있다.
CPU(280a)는, 기억 장치(280c)로부터 제어 프로그램을 판독하여 실행함과 함께, 입력 장치(281)로부터의 조작 커맨드의 입력 등에 따라 기억 장치(280c)로부터 프로세스 레시피를 판독하도록 구성되어 있다. 그리고, CPU(280a)는 판독한 프로세스 레시피의 내용을 따르도록, 신호선 A를 통하여 온도 센서(225)에 기초하는 히터(207)의 온도 조정 동작, 신호선 B를 통하여 보트 회전 기구(254)의 회전 속도 조절 동작, 신호선 C를 통하여 매스 플로우 컨트롤러(210, 223)에 의한 각종 가스의 유량 조정 동작, 신호선 D를 통하여 밸브(211, 224)의 개폐 동작, 셔터(213, 214)의 차단 동작, APC 밸브(233)의 개방도 조정 동작 및 진공 펌프(234)의 기동·정지 등을 제어하도록 구성되어 있다.
또한, 컨트롤러(280)는, 전용 컴퓨터로서 구성되어 있는 경우에 한정되는 것은 아니며, 범용 컴퓨터로서 구성되어 있어도 된다. 예를 들어, 상술한 프로그램을 저장한 외부 기억 장치(예를 들어, 자기 테이프, 플렉시블 디스크나 하드 디스크 등의 자기 디스크, CD나 DVD 등의 광 디스크, MO 등의 광자기 디스크, 유니버설 시리얼 버스(USB) 메모리(USB Flash drive)나 메모리 카드 등의 비휘발성 반도체 메모리)(282)를 준비하고, 이러한 외부 기억 장치(282)를 사용하여 범용 컴퓨터에 프로그램을 인스톨하는 것 등에 의해, 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(280)를 구성할 수 있다. 또한, 컴퓨터에 프로그램을 공급하기 위한 수단은, 외부 기억 장치(282)를 통하여 공급하는 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 인터넷이나 전용 회선 등의 통신 수단을 사용하여, 외부 기억 장치(282)를 통하지 않고 프로그램을 공급하도록 해도 된다. 또한, 기억 장치(280c)나 외부 기억 장치(282)는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서 구성된다. 이하, 이들을 총칭하여, 간단히 기록 매체라고도 한다. 또한, 본 명세서에 있어서 기록 매체라는 말을 사용한 경우는, 기억 장치(280c) 단체만을 포함하는 경우, 외부 기억 장치(282) 단체만을 포함하는 경우 또는 그 양쪽을 포함하는 경우가 있다.
(기판 처리 장치의 동작과 반송 공정)
이어서, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)의 동작과 기판 수용기의 반송 공정 및 기판의 반송 공정에 대해서, 주로 도 1, 도 2, 도 7을 사용하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 기판 수용기의 반송 공정은, 도 7과 같이 되어 있다.
(로드 포트로부터 반입(T110))
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 포드(110)가 로드 포트(114)에 공급되면, 포드 반입 반출구(112)가 프론트 셔터(113)에 의해 개방된다. 그리고, 로드 포트(114) 상의 포드(110)는, 포드 반송 장치(118)에 의해 포드 반입 반출구(112)로부터 하우징(111) 내부로 반입된다.
(웨이퍼 매수 카운트(T120))
하우징(111) 내부로 반입된 포드(110)는, 포드 반송 장치(118)에 의해 포드 오프너(121)에 반송되어, 포드 오프너(121)의 적재대(122) 상에 반송된다. 포드 오프너(121)의 웨이퍼 반입 반출구(120)는 캡 착탈 기구(123)에 의해 폐쇄되어 있고, 반송실(124) 내에는 클린 에어(133)가 유통되어, 충만되어 있다. 예를 들어, 불활성 가스 등의 클린 에어(133)에 의해 반송실(124) 내가 충만됨으로써, 반송실(124) 내의 산소 농도가 예를 들어 20ppm 이하로 되어, 대기 분위기인 하우징(111) 내의 산소 농도보다도 훨씬 낮아지도록 설정되어 있다.
적재대(122) 상에 적재된 포드(110)는, 그 개구 측단부면이 서브 하우징(119)의 정면벽(119a)에 있어서의 웨이퍼 반입 반출구(120)의 개구 연변부에 가압됨과 함께, 그 캡이 캡 착탈 기구(123)에 의해 제거되어, 웨이퍼 출납구가 개방된다. 웨이퍼 출납구가 개방될 때에는 포드(110) 내와 포드 오프너(121)의 내부가 불활성 가스로 퍼지된다. 이때의 퍼지에서는, 포드(110) 내의 산소 농도를 제1 관리값으로 되도록 퍼지되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 20ppm 이하로 퍼지된다. 그 후, 웨이퍼 매수 카운터 장치(도시하지 않음)에 의해 포드(110) 내의 웨이퍼(200)의 매수의 카운트나 웨이퍼(200)의 상태가 체크된다. 웨이퍼(200)의 매수가 카운트된 후, 캡 착탈 기구(123)에 의해 캡이 폐쇄된다.
(제2 퍼지(T130))
포드 오프너(121)에서 포드(110) 내의 웨이퍼(200)의 매수가 카운트된 후, 포드(110)는, 포드 선반(105)에 반송되어, 적재된다. 포드 선반(105)에 적재된 포드(110)는, 부 퍼지 포트에 의해, 포드(110) 내의 산소 농도가 제2 관리값 이하로 되도록 제2 퍼지된다. 제2 퍼지는, 적재되어 있는 동안 계속하여 행해져도 되고, 임의의 시간에 간헐적으로 행해져도 된다. 또한, 포드(110)를 로드 포트(114)로부터 포드 선반(105)으로의 반송 공정은, 포드 선반(105)에 적재 가능한 포드 수만큼 반복되어도 된다.
(제1 퍼지(프리 퍼지)(T140))
포드 선반(105)에 적재되어 있는 복수의 포드(110) 중, 성막 대상으로 된 포드(110)가 포드 선반(105)으로부터 주 치환 선반(160)으로 반송된다. 주 치환 선반(160)에 반송된 포드(110)는, 주 치환 선반(160) 상에 적재된다. 주 적재 선반(160)에 적재된 포드(110)는, 주 적재부(160)에 설치된 주 퍼지 포트에 의해 제1 퍼지(프리 퍼지)된다.
(보트로의 웨이퍼 장전(T150))
주 적재 선반(160)에서 제1 퍼지된 포드(110)는, 주 적재 선반(160)으로부터 포드 오프너(121)로 반송되어, 포드 오프너(121)의 적재대(122) 상에 반송된다. 적재대(122) 상에 적재된 포드(110)는, 그 개구 측단부면이 서브 하우징(119)의 정면벽(119a)에 있어서의 웨이퍼 반입 반출구(120)의 개구 연변부에 가압됨과 함께, 그 캡이 캡 착탈 기구(123)에 의해 제거되어, 웨이퍼 출납구가 개방된다. 이때에는, T120과 같이 퍼지가 행해지지 않고, 개방된다. 포드(110)가 개방되면, 웨이퍼 반송 장치(125a)의 트위저(125c)에 의해 웨이퍼 출납구를 통하여 포드(110) 내로부터 픽업되어, 노치 맞춤 장치에 의해 원주 방향의 위치가 정렬된 후, 반송실(124)의 후방에 있는 대기부(126) 내로 반입되어, 보트(217) 내에 장전(차징)된다. 보트(217) 내에 웨이퍼(200)를 장전한 웨이퍼 반송 장치(125a)는, 포드(110)로 복귀되어, 다음 웨이퍼(200)를 보트(217) 내에 장전한다.
웨이퍼 반송 기구(125)에 의해, 일방(상단 또는 하단)의 포드 오프너(121)로부터 보트(217)로 웨이퍼(200)를 장전하는 동안, 타방(하단 또는 상단)의 포드 오프너(121)의 적재대(122) 상에는, 별도의 포드(110)가 회전식 포드 선반(105) 상으로부터 포드 반송 장치(118)에 의해 반송되어, 상기 웨이퍼(200)의 장전 작업과 동시 진행으로, 포드 오프너(121)에 의한 포드(110)의 개방 작업이 행해진다. 비어 있는 포드(110)는, 포드 오프너(121)로부터 포드 선반(105)으로 반송되어, 포드 선반(105)에 적재된다. 포드 선반(105)에 적재된 비어 있는 포드(110)에는, 상술한 제2 퍼지를 실시해도 된다. 이와 같이 하여 보트로의 웨이퍼 장전(T150)이 행해진다.
미리 지정된 매수의 웨이퍼(200)가 보트(217) 내에 장전되면, 노구 셔터(147)에 의해 폐쇄되어 있던 처리 용기(202)의 하단부가 개방된다. 계속해서, 시일 캡(219)이 보트 엘리베이터(115)에 의해 상승됨으로써, 웨이퍼(200)를 보유 지지한 보트(217)가 처리 용기(202) 내로 반입(보트 로딩)된다.
보트 로딩 후에는 처리 용기(202) 내에서 웨이퍼(200)에 후술하는 임의의 기판 처리 공정이 실시된다. 처리 후에는 웨이퍼(200)를 장전한 보트(217)가 처리실(201) 내로부터 반출(보트 언로딩)된다. 보트 언로딩 후에는 노치 맞춤 장치에 의한 웨이퍼(200)의 위치 정렬을 제외하고, 도 8에 도시한 흐름과 같은 기판 반출 공정이 행해진다.
(기판 반출 공정)
계속해서, 기판 반출 공정에 대하여 도 8을 사용하여 설명한다.
(비어 있는 포드의 반송(T210))
보트 언로딩 후, 비어 있는 포드(110)는, 포드 선반(105)으로부터 포드 오프너(121)로 반송된다.
(비어 있는 포드로의 웨이퍼 수용(T220))
포드(110)가 포드 오프너(121)에 적재되면, 보트로의 웨이퍼 장전(T50) 공정과는 역 수순으로 포드(110)에 처리 완료된 웨이퍼(200)가 수용된다. 수용이 끝난 포드(110)는, 포드 선반(105)으로 다시 반송된다. 이 포드(110)로의 웨이퍼(200)의 수용으로부터, 포드(110)의 포드 선반(105)의 재반송은 보트(217)에 의해 처리된 웨이퍼(200)가 모두 수용될 때까지 반복된다. 예를 들어, 보트(217)에 웨이퍼(200)가 100매 장전되고, 포드(110)가 웨이퍼(200)를 20매 수용 가능한 경우에는 5회 반복된다. 또한, 본 공정에 있어서, 포드(110)에 처리 완료된 웨이퍼(200)가 수용될 때에 포드 오프너(121)에 의해 제1 퍼지를 행해도 된다.
(로드 포트로부터 반출(T230))
처리 완료된 웨이퍼(200)가 수용된 포드(110)가 포드 선반(105)에 소정의 수 재반송된 후, 포드(110)를 포드(105)로부터 로드 포트(114)로 반송한다. 로드 포트(114)로 반송된 포드(110)는, 로드 포트(114)로부터 하우징(111) 밖으로 반출된다. 포드(110)를 포드 선반(105)으로부터 로드 포트(114)를 통하여 하우징(111) 밖으로 반출하는 공정은, 상술한 바와 같이 소정 횟수 반복된다.
이와 같이 하여, 포드(110)의 반송과 기판의 반송이 행해진다. 또한, 이 비어 있는 포드의 반송(T210)에서부터 로드 포트로부터의 반출(T230)에 있어서, 포드 선반(105)에 저장되어 있는 포드를 모두 반출할 때까지 반복해도 되고, 임의의 개수만큼 반출하도록 해도 된다. 또한, 비어 있는 포드(110)에 처리 완료된 웨이퍼(200)를 수용한 후, 포드(110)를 포드(105)로 재반송하지 않고 로드 포트(114)로 반송하여 하우징(111) 밖으로 반출하도록 해도 된다.
이어서, 포드(110) 내의 산소 농도의 제어에 대하여 도 9를 사용하여 설명한다. 도 9의 (a)는, 제1 퍼지 시의 포드 내의 산소 농도 추이예를 도시하는 도면이다. 도 9의 (b)는, 제2 퍼지 시의 포드 내의 산소 농도 추이예를 도시하는 도면이다. 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 퍼지에서는, 포드(110) 내의 산소 농도가, 제1 관리값보다도 높은 상태로부터 제1 관리값 이하로 퍼지가 행해진다. 제2 퍼지에서는, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 제1 관리값보다도 높은 제2 관리값 이하로 되도록 퍼지가 행해진다.
(기판 처리 공정)
계속해서, 반도체 장치의 제조 공정의 일 공정으로서 실시되는 기판 처리 공정에 대해서, 도 10을 사용하여 설명한다. 이러한 기판 처리 공정은, 상술한 기판 처리 장치(100)에 의해 실시된다. 여기에서는 일례로서, CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 웨이퍼(200) 상에 박막을 형성하는 성막 공정에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 기판 처리 장치(100)를 구성하는 각 부의 동작은 컨트롤러(280)에 의해 제어된다.
(기판 반입 공정(S10))
우선, 복수매의 웨이퍼(200)를 보트(217)에 장전(웨이퍼 차지)하고, 복수매의 웨이퍼(200)를 보유 지지한 보트(217)를, 보트 엘리베이터(115)에 의해 들어 올려 반응관(203) 내(처리실(201) 내)에 반입(보트 로딩)한다. 이 상태에서, 반응관(203)의 하단 개구부인 노구는, 시일 캡(219)에 의해 시일된 상태로 된다.
(압력·온도 조정 공정(S20))
처리실(201) 내가 원하는 압력(진공도)으로 되도록, 진공 펌프(234)에 의해 진공 배기한다. 이때, 반응관(203) 내의 압력을 압력 센서(232)에서 측정하고, 이 측정한 압력값에 기초하여 APC 밸브(233)(의 밸브의 개방도)를 피드백 제어한다(압력 조정). 또한, 처리실(201) 내가 원하는 온도(예를 들어 500℃ 내지 1200℃, 바람직하게는 1000℃)로 되도록, 히터(207)에 의해 처리실(201) 내를 가열한다. 이때, 온도 센서(225)가 검출한 온도값에 기초하여, 히터(207)로의 공급 전력을 피드백 제어한다(온도 조정).
또한, 처리실(201) 내를 가열하면서, 보트 회전 기구(254)를 작동하여, 보트(217)의 회전, 즉 웨이퍼(200)의 회전을 개시한다. 이때, 보트(217)의 회전 속도를 컨트롤러(280)에 의해 제어한다. 또한, 보트 회전 기구(254)에 의한 보트(217)의 회전은, 적어도 후술하는 성막 공정(S30)의 종료까지 계속한다.
(성막 공정(S30))
처리실(201) 내가, 원하는 압력, 원하는 온도에 도달하면, 처리 가스 공급관(221)으로부터 반응관(203) 내로의 처리 가스의 공급을 개시한다. 즉, 밸브(224)를 열어, MFC(223)에서 유량 제어하면서, 처리 가스 공급원(222)으로부터 반응관(203) 내로 처리 가스를 공급한다. 처리 가스는, 처리실(201) 내를 통과할 때에 웨이퍼(200)의 표면과 접촉하여, 열CVD 반응에 의해 웨이퍼(200)의 표면 상에 박막이 퇴적(데포지션)된다. 반응관(203) 내에 처리 가스를 공급하면서, APC 밸브(233)의 개방도를 조정하여, 진공 펌프(234)로부터 배기한다. 미리 설정된 처리 시간이 경과하면, 밸브(224)를 폐쇄하여, 반응관(203) 내로의 처리 가스의 공급을 정지한다.
(냉각 공정(S40))
성막 공정(S30)이 종료되면, 히터(207)로의 전력 공급을 정지하고 냉각 공정(S40)을 개시한다. 냉각 공정(S40)에서는, 냉각 매체 공급원(209)으로부터 냉각 매체 유로(208)로의 냉각 매체의 공급, 냉각 매체 유로(208)로부터의 냉각 매체의 배출 등이 행해진다.
처리 용기(202)의 온도가, 웨이퍼(200)를 처리 용기(202(처리실(201)) 내로부터 반출할 수 있는 온도(예를 들어 600℃ 이하, 바람직하게는 600℃)로 되면, 냉각 매체 유로(208) 내로의 냉각 매체의 공급을 정지하고, 냉각 공정(S40)을 종료한다.
(대기압 복귀·기판 반출 공정(S50, S60))
냉각 공정(S40)이 종료되면, APC 밸브(233)의 개방도를 조정하여 처리실(201) 내의 압력을 대기압으로 복귀시킨다. 그리고, 상술한 기판 반입 공정에 나타낸 수순과 역 수순에 의해 보트(217)를 처리실(201) 내로부터 반출(보트 언로드)한다. 그리고, 처리 완료된 웨이퍼(200)를 보트(217)로부터 탈장(웨이퍼 디스차지)하여, 포드(110) 내에 수용하고, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 공정을 종료한다.
(본 실시 형태에 따른 효과)
본 실시 형태에 의하면, 이하에 기재하는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다.
(a) 본 실시 형태에 의하면, 포드 내의 퍼지를 주 적재부와 부 적재부로 나눔으로써, 가스 시스템을 간략화시켜, 사용 부품 비용을 저감시킬 수 있다.
(b) 본 실시 형태에 의하면, 포드 오프너로의 반송 전에 프리 퍼지를 행함으로써, 포드 오프너에서의 캡 개폐에 필요한 퍼지 시간을 생략할 수 있어, 반송 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(c) 본 실시 형태에 의하면, 포드(110) 내의 산소 농도를 소정의 관리값으로 유지할 수 있고, 포드 내에 수용되는 기판의 표면에 노출되어 있는 금속막으로의 산소 흡착이나 자연 산화막의 형성을 억제할 수 있어, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킬 수 있다.
(d) 본 실시 형태에 의하면, 포드(110) 내의 산소 농도를, 주 적재부에 의해 제1 관리값, 부 적재부에 의해 제2 관리값으로 되도록 불활성 가스로 퍼지함으로써, 불활성 가스의 사용량을 저감시킬 수 있다.
(e) 본 실시 형태에 의하면, 포드(110) 내의 웨이퍼 매수나 웨이퍼 상태를 하우징(111) 내로 반입 직후에 확인하므로, 웨이퍼의 상태를 바로 확인할 수 있고, 웨이퍼에 결손 등의 이상이 있는 포드로의 퍼지를 생략할 수 있어, 퍼지에 사용되는 불활성 가스의 양을 저감시킬 수 있다.
(f) 본 실시 형태에 의하면, 제1 퍼지할 때에 제1 유량(20slm 내지 100slm)으로 포드(110) 내에 불활성 가스를 공급함으로써, 포드(110) 내에서의 파티클의 발생을 억제하면서, 포드 내를 저산소 농도 환경으로 할 수 있다.
(g) 본 실시 형태에 의하면, 포드(110) 내의 산소 농도를 소정의 관리값으로 유지할 수 있고, 웨이퍼(200)의 직경이, 450mm 등의 크기가 되었다고 해도 웨이퍼(200)로의 국소적인 자연 산화막의 형성을 억제할 수 있어, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킬 수 있다.
(h) 본 실시 형태에 의하면, 포드(110) 내의 산소 농도를 소정의 관리값으로 유지할 수 있고, 웨이퍼(200) 상에 고종횡비의 트렌치가 형성되어, 기판 상의 표면적이 많아졌다고 해도, 국소적인 자연 산화막의 형성을 억제할 수 있어, 반도체 장치의 제조 품질을 향상시킬 수 있다.
(i) 본 실시 형태에 의하면, 제1 퍼지에서 산소 농도를 제1 관리값 이하로 하는 퍼지를 행함으로써, 포드(110)를 주 적재부로부터 다른 장소로 이동시키는 동안 산소 농도가 상승되었다고 해도 제1 관리값보다도 높아지는 것이나 제2 관리값 이상으로 되는 것을 방지할 수 있어, 웨이퍼(200)로의 자연 산화막의 형성을 억제할 수 있다.
<본 발명의 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범상에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 반송 공정을, 도 11에 기재하는 흐름과 같이 행해도 된다. 도 11에 기재하는 반송 공정을 설명한다.
(로드 포트로부터 반입(T310))
로드 포트(114)에 포드(110)가 적재되면, 포드 반입 반출구(112)가 프론트 셔터(113)에 의해 개방된다. 그리고, 로드 포트(114) 상의 포드(110)는, 포드 반송 장치(118)에 의해, 포드 반입 반출구(112)로부터 하우징(111)의 내부로 반입된다.
(제2 퍼지(T320))
로드 포트(114)로부터 하우징(111)의 내부로 반입된 포드(110)는, 포드 반송 장치(118)에 의해 포드 선반(105)에 반송된다. 이 반송은, 포드 선반(105)에 적재 가능한 포드 수나, 기판 처리 공정에 필요한 포드 수만큼 반복된다. 포드 선반(105)에 적재된 포드(110)에는 상술한 제2 퍼지가 행해진다. 또한, 포드 선반(105)에 적재되는 시간이 단시간인 경우에는, 제2 퍼지를 행하지 않아도 된다.
(제1 퍼지(T330))
포드 선반(105)에 적재된 포드(110)는, 포드 선반(105)으로부터 주 적재 선반(160)으로 반송되어, 주 적재 선반(160)에 적재된다. 주 적재 선반(160)에 적재된 포드(110)에서는, 상술한 제1 퍼지가 행해진다.
(웨이퍼 매수 카운트 및 보트로의 웨이퍼 장전(T340))
주 적재 선반(160)에서 포드(110) 내의 산소 농도가 제1 관리값 이하로 되는 퍼지가 행해진 포드(110)는, 주 적재 선반(160)으로부터 포드 오프너(121)로 반송되어, 포드 오프너(121)의 적재대(122) 상에 적재된다. 적재대(122) 상에 적재된 포드(110)는, 그 개구 측단부면이 서브 하우징(119)의 정면벽(119a)에 있어서의 웨이퍼 반입 반출구(120)의 개구 연변부에 가압됨과 함께, 그 캡이 캡 착탈 기구(123)에 의해 제거되어, 웨이퍼 출납구가 개방된다. 이때에는, T120과 같이 퍼지가 행해지지 않고 개방된다. 포드(110)가 개방되면, 웨이퍼 매수 카운터 장치(도시하지 않음)에 의해 포드(110) 내의 웨이퍼(200)의 매수의 카운트나 웨이퍼(200)의 상태가 체크된다. 웨이퍼(200)의 매수가 카운트된 후, 상술한 T150의 수순으로 웨이퍼(200)가 보트(217)에 장전된다. 장전이 완료되면, 상술한 바와 같이 보트 로딩이 행해진다. 보트 로딩 후에는 상술한 기판 처리 공정이 행해지고, 상술한 기판 반출 공정이 행해진다.
(본 실시 형태에 따른 효과)
본 실시 형태에 의하면, 상술한 실시 형태에 기재하는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다. 또한, 이하에 기재하는 하나 또는 복수의 효과도 발휘한다.
(a) 본 실시 형태에 의하면, 처리에 필요한 포드를 모두 포드 선반에 적재하고 나서, 주 적재 선반에서 제1 관리값 이하로 퍼지하여 포드 오프너에서 보트로의 웨이퍼 장전을 행함으로써, 포드 반송 장치(118)의 대기 시간을 상술한 실시 형태보다도 저감시킬 수 있어, 반송 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(b) 본 실시 형태에 의하면, 포드(110) 내를 제1 관리값 이하로 퍼지하고 나서 포드 오프너(121)에서 웨이퍼 매수 카운트 및 보트로의 웨이퍼 장전 공정(T340)을 행함으로써, 포드 오프너(121)에서의 포드(110)의 덮개의 개폐에 필요한 포드(110)의 퍼지 횟수를 저감시킬 수 있다. 또한, 포드 오프너(121)에서의 퍼지를 생략할 수 있어, 주 적재 선반으로부터 포드 오프너(121)로의 기판 반송 시간을 단축할 수 있다.
<본 발명의 또 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 다른 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범상에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 도 12에 도시한 흐름과 같이 반송을 행해도 된다. 이하, 도 12에 도시한 반송 공정에 대하여 설명한다.
(로드 포트로부터의 반입(T410))
상술한 T110과 마찬가지로 행해지므로 설명을 생략한다.
(제1 퍼지(T420))
하우징(111)의 내부로 반입된 포드(110)는, 포드 반송 장치(118)에 의해, 주 치환 선반(160)에 반송된다. 주 치환 선반(160)에 반송된 포드(110)는, 상술한 T140과 마찬가지로, 제1 퍼지된다.
(웨이퍼 매수 카운트(T430))
주 치환 선반(160)에서 퍼지된 포드(110)가 주 적재 선반(160)으로부터 포드 오프너(121)로 반송되어, 포드 오프너(121)의 적재대(122) 상에 적재된다. 적재대(122) 상에 적재된 포드(110)는, 그 개구 측단부면이 서브 하우징(119)의 정면벽(119a)에 있어서의 웨이퍼 반입 반출구(120)의 개구 연변부에 가압됨과 함께, 그 캡이 캡 착탈 기구(123)에 의해 제거되어, 웨이퍼 출납구가 개방된다. 이때에는, T120과 같이 퍼지가 행해지지 않고 개방된다. 포드(110)가 개방되면, 웨이퍼 매수 카운터 장치(도시하지 않음)에 의해 포드(110) 내의 웨이퍼(200)의 매수의 카운트나 웨이퍼(200)의 상태가 체크된다.
(제2 퍼지(T440))
웨이퍼 매수나 상태가 체크된 포드(110)는, 포드 오프너(121)로부터 포드 선반(105)으로 반송되고, 포드 선반(105)에서 제2 퍼지가 실시된다. 이 퍼지는, 적재되고 있는 동안 계속하여 행해져도 되고, 간헐적으로 행해져도 된다.
(보트로의 웨이퍼 장전(T450))
포드 선반(105)에서 대기된 포드(110)를, 다시 포드 오프너(121)에 반송하여, 포드(110) 내의 웨이퍼를 보트(217) 내에 장전한다.
(본 실시 형태에 따른 효과)
본 실시 형태에 의하면, 상술한 실시 형태에 기재하는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다. 또한, 이하에 기재하는 하나 또는 복수의 효과도 발휘한다.
(a) 본 실시 형태에 의하면, 주 치환 선반(160)에서, 포드(110) 내를 제1 관리값 이하로 되도록 퍼지한 후에, 포드 오프너(121)에 반송하므로, 포드 오프너(121)에서의 캡 개방 시에 필요한 퍼지를 생략할 수 있어, 반송 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(b) 본 실시 형태에 의하면, 포트 선반(105)으로부터 보트(217)로의 반송 시의 퍼지 시간을 단축할 수 있고, 또한 웨이퍼 매수 카운트 시간이 없으므로, 포드 선반(105)으로부터 보트(217)로의 기판 반송 시간을 단축할 수 있다.
(c) 본 실시 형태에 의하면, 산소 농도가 높은 상태의 포드(110)가, 로드 포트(114)로부터 하우징(111) 내로 반입되었다고 해도, 로드 포트(114)로부터 주 치환 선반(160)으로 반송되어, 제1 퍼지 공정을 행함으로써, 산소 농도가 높은 상태의 시간을 저감시킬 수 있어, 자연 산화막의 형성을 억제할 수 있다.
<본 발명의 또 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 또 다른 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범상에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 도 13에 도시한 흐름과 같이 반송을 행해도 된다. 이하, 도 13에 도시한 반송 공정에 대하여 설명한다.
(로드 포트로부터 반입(T510))
상술한 T110과 마찬가지로 행해지므로 설명을 생략한다.
(제1 퍼지(T520))
상술한 T420과 마찬가지로 행해지므로 설명을 생략한다.
(제2 퍼지(T530))
주 치환 선반(160)에서 포드(110) 내의 산소 농도를 제1 관리값 이하로 퍼지된 포드(110)가, 주 치환 선반(160)으로부터 포드 선반(105)으로 반송된다. 포드 선반(105)에 적재된 포드(110)는 제2 퍼지된다. 또한, 이 퍼지는, 대기 중에 계속해서 행해져도 되고, 간헐적으로 행해져도 된다.
(웨이퍼 매수 카운트 및 보트로의 웨이퍼 장전(T540))
포드 선반(105)에서 대기된 포드(110)를 포드 오프너(121)에 반송한다. 포드 오프너(121)에 적재된 포드(110)로부터 보트(217)로 웨이퍼(200)가 반송되어 상술한 바와 같이 기판 처리가 행해진다.
(본 실시 형태에 따른 효과)
본 실시 형태에서도, 상술한 실시 형태에 기재하는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다.
<본 발명의 또 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 또 다른 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범상에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 도 14에 도시하는 흐름과 같이 반송을 행해도 된다. 이하, 도 14에 도시하는 반송 공정에 대하여 설명한다.
(로드 포트로부터 반입(T610))
상술한 T110과 마찬가지로 행해지므로 설명을 생략한다.
(웨이퍼 매수 카운트(T620))
상술한 T120과 마찬가지로 행해지므로 설명을 생략한다.
(제1 퍼지(T630))
웨이퍼 매수나 상태가 체크된 포드(110)는, 주 치환 선반(160)에 반송된다. 주 치환 선반(160)에 반송된 포드(110)는 제1 퍼지된다.
(제2 퍼지(T640))
제1 관리값 이하로 퍼지된 포드(110)는, 주 치환 선반(160)으로부터 포드 선반(105)으로 반송되어, 제2 퍼지된다. 이 퍼지는, 적재되어 있는 동안 계속하여 행해져도 되고, 간헐적으로 행해져도 된다.
(보트로의 웨이퍼 장전(T650))
포드 선반(105)에서 대기된 포드(110)를, 다시 포드 오프너(121)에 반송하여, 포드(110) 내의 웨이퍼를 보트(217) 내에 장전한다.
(본 실시 형태에 따른 효과)
본 실시 형태에서도, 상술한 실시 형태에 기재하는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다.
<본 발명의 또 다른 실시 형태>
이상, 본 발명의 또 다른 실시 형태를 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범상에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 도 15에 도시하는 흐름과 같이 반송을 행해도 된다. 도 15는, 도 14의 제1 퍼지 공정을 생략한 공정이다. 이와 같이 반송하는 것도 가능하다. 그러나, 포드 오프너(121)에서의 퍼지가 주 치환 선반(160)의 퍼지 시간보다도 길어지므로, 바람직하게는 상술한 실시 형태와 같이 주 치환 선반(160)에서 포드 내의 산소 농도를 제1 관리값 이하로 되도록 퍼지하는 공정을 행하는 편이 바람직하다.
또한, 본 발명에서는, 포드(110) 내의 산소 농도만을 조정하도록 했지만, 포드(110) 내의 습도를 조정하도록 해도 된다. 구체적으로는, 포드(110) 내의 습도를 상대 습도 5％ 이하로 되도록 퍼지한다. 습도의 조정은, 상술한 노점계(424, 524)를 사용하여 포드(110) 내의 습도 또는 배기 가스 중의 습도를 검출하고, 검출한 습도값에 기초하여 피드백 제어해도 된다. 또한, 사전에, 불활성 가스의 불활성 가스의 공급량과 공급 시간과 포드(110) 내의 습도의 관계를 구해 두고, 불활성 가스의 공급량과 공급 시간의 설정에 의해 조정할 수 있도록 해도 된다.
또한, 본 발명에서는, 제1 퍼지부로서, 주 적재부를 사용한 예를 기재했지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 포드 오프너(121)나 로드 포트(114)에 마찬가지의 기능을 갖도록 구성하고, 제1 퍼지부로 해도 된다. 또한, 주 적재부를 복수 개소에 설치해도 된다.
포드 오프너(121)나 로드 포트(114)를 제1 퍼지부로서 기능시키는 경우에는, 포드 오프너(121)나 로드 포트(114)의 포드 적재부에, 상술한 주 치환 선반(160)과 마찬가지의 구성을 설치할 수 있다.
또한, 포드 오프너(121)를 제1 퍼지부로서 기능시키는 경우, 이하와 같이 구성해도 된다. 도 16은 포드 오프너(121)의 평면 단면도이다. 도 16에 도시한 바와 같이, 적재대(122)의 상면에는 위치 결정 핀(28)이 설치된다. 이 위치 결정 핀(28)에 의해, 적재대(122)의 소정 위치에 포드(110)가 적재된다. 또한, 포드 오프너(121)는, 포드 오프너 하우징(48)을 구비한다. 포드 오프너 하우징(48)의 내부(수용실(49))에는, 상기한 캡 착탈 기구(123)가 수용된다. 캡 착탈 기구(123)는, 웨이퍼 반입 반출구(120)의 폐색과 개방을 행할 수 있다. 또한, 도면부호 54, 55, 56은, 캡 착탈 기구(123)에 의해 웨이퍼 반입 반출구(120)를 폐색했을 때의 기밀성을 확보하기 위한 패킹이다.
포드 오프너 하우징(48)에 있어서 웨이퍼 반입 반출구(120)에 대향하는 위치에는 웨이퍼 출납구(50)가 개설되어 있다. 포드 오프너 하우징(48)의 측벽에는, 불활성 가스로서의 질소 가스를 수용실(49)에 공급하는 가스 공급관(52)이 접속된다. 또한, 정면벽(119a)에는 가스 배기관(53)이 접속된다.
또한, 가스 공급관(52)에는, 상술한 가스 공급관(411)과 마찬가지로, 유량 제어 장치(70)가 설치되어, 컨트롤러(280)에 의해 유량이 제어되도록 구성되어 있다. 유량 제어 장치(70)는 밸브와 매스 플로우 컨트롤러 중 어느 하나 혹은 양쪽으로 구성되어 있다. 또한, 가스 배기관(53)에 배기 밸브(71)를 설치하여, 가스 배기량을 조정할 수 있도록 구성해도 된다. 또한, 가스 배기관(53)에, 수용실(49) 및 포드(110) 내, 또는 수용실(49) 및 포드(110)로부터의 배기 가스 중의 산소 농도를 검출하는 산소 농도계(72)를 설치해도 된다. 또한, 수용실(49) 및 포드(110) 내, 또는 수용실(49) 및 포드(110)로부터의 배기 가스 중의 습도를 검출하는 노점계(73)를 설치해도 된다.
포드 오프너 하우징(48)의 웨이퍼 출납구(50) 부근에는 로터리 액추에이터(60)가 설치된다. 로터리 액추에이터(60)에는, 아암(61)을 개재하여 웨이퍼 매수 카운터 장치(62)가 고정된다.
포드(110)가 적재대(122)에 적재되면, 캡 착탈 기구(123)에 의해 포드(110)의 캡이 보유 지지된다. 이때, 캡 착탈 기구(123)는 웨이퍼 반입 반출구(120)를 폐색하는 위치에 있다. 그리고, 캡을 보유 지지한 채 캡 착탈 기구(123)가 후퇴함으로써, 포드(110)와 웨이퍼 반입 반출구(120)를 개구시킴과 함께, 웨이퍼 출납구(50)를 폐색한다.
웨이퍼 출납구(50)가 폐색된 상태에서, 수용실(49)에 가스 공급관(52)으로부터 불활성 가스를 공급한다. 이에 의해, 수용실(49)과 포드(110)의 내부에 존재한 공기가 가스 배기관(53)으로부터 배출되어, 수용실(49)과 포드(110)의 내부가 불활성 가스로 치환된다. 이때의 불활성 가스의 유량은, 포드(110)의 내부의 산소 농도가 제1 관리값 이하로 되도록 제1 유량(혹은 그것보다도 많은 유량)으로 설정된다. 또한, 포드 오프너(121)에 의한 수용실(49)과 포드(110)의 내부의 산소 농도의 조정에서는, 상술한 산소 농도계(72)를 사용하여 수용실(49) 및 포드(110) 내의 산소 농도 또는 배기 가스 중의 산소 농도를 검출하고, 검출한 산소 농도값에 기초하여 피드백 제어해도 된다. 또한, 사전에, 불활성 가스의 공급량과 공급 시간과 수용실(49) 및 포드(110) 내의 산소 농도의 관계를 구해 두고, 이들의 관계에 기초하여, 불활성 가스의 공급량과 공급 시간 중 어느 하나 혹은 양쪽을 설정함으로써 조정하도록 해도 된다.
수용실(49)과 포드(110)의 내부가 퍼지되면, 캡 착탈 기구(123)는 전방으로 이동하고, 또한 가로 방향으로 슬라이드한다. 이에 의해, 웨이퍼 반입 반출구(120)와 웨이퍼 출납구(50) 각각이 개구된다. 그리고, 로터리 액추에이터(60)를 구동하여 아암(61)을 회전시킴으로써 웨이퍼 매수 카운터 장치(62)를 포드(110)에 대향시키고, 웨이퍼 매수 카운터 장치(62)에 의해 포드(110) 내에 수용되어 있는 웨이퍼(200)를 카운트한다. 또한, 웨이퍼 매수 카운터 장치(62)는 웨이퍼 반송 기구(125)에 설치해도 된다. 이 경우, 웨이퍼 반입 반출구(120)와 웨이퍼 출납구(50) 각각을 개구한 후, 웨이퍼 반송 기구(125)를 포드(110)에 근접시켜 웨이퍼 검출 장치(62)를 포드(110)에 대향시켜, 웨이퍼(200)를 카운트한다.
웨이퍼(200)의 카운트가 종료되면, 웨이퍼 매수 카운터 장치(62)를 원위치로 복귀시킨다. 그리고, 캡 착탈 기구(123)를 가로 방향으로 슬라이드시킨 후, 전방으로 이동시킴으로써, 웨이퍼 반입 반출구(120)를 폐색한다. 그리고, 캡 착탈 기구(123)에 의해, 포드(110)의 캡을 포드(110)에 설치한다.
포드 오프너(121)를 제1 퍼지부로서 기능시킨 경우는, 예를 들어 도 12에 도시한 흐름도에 있어서, 제1 퍼지(T420)와 웨이퍼 매수 카운트(T430)의 각 공정은, 포드 오프너(121)에 의해 연속하여 실행되게 된다. 또한, 로드 포트(114)를 제1 퍼지부로서 기능시킨 경우는, 포드(110)가 로드 포트(114)에 공급되었을(적재되었을) 때에 실행된다. 이 경우, 예를 들어 도 12에 도시한 흐름도에 있어서, 로드 포트(114)로부터의 반입 공정(T410) 중에, 제1 퍼지(T420)가 실행된다.
또한, 본 발명에서는, 제1 퍼지 공정과 제2 퍼지 공정을 다른 장소에서 실행하도록 했으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 동일한 장소에서, 제1 퍼지 공정을 행한 후에 제2 퍼지 공정을 행하도록 해도 된다.
또한, 본 발명은 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, ALD(Atomic Layer Deposition)법, PVD(Physical Vapor Deposition)법 등에 의한 산화막이나 질화막, 금속막 등의 다양한 막을 형성하는 성막 처리를 행하는 경우에 적용할 수 있는 것 외에, 플라즈마 처리, 확산 처리, 어닐 처리, 산화 처리, 질화 처리, 리소그래피 처리 등의 다른 기판 처리를 행하는 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명은, 박막 형성 장치 외에, 에칭 장치, 어닐 처리 장치, 산화 처리 장치, 질화 처리 장치, 노광 장치, 도포 장치, 몰드 장치, 현상 장치, 다이싱 장치, 와이어 본딩 장치, 건조 장치, 가열 장치, 검사 장치 등의 다른 기판 처리 장치에도 적용할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 종형의 기판 처리 장치(100)에 한정되는 것은 아니며, 횡형의 기판 처리 장치나, 매엽식의 각종 기판 처리 장치이어도 된다.
또한, 본 발명은, 본 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(100)와 같은 반도체 웨이퍼를 처리하는 반도체 제조 장치 등에 한정되는 것은 아니며, 유리 기판을 처리하는 LCD(Liquid Crystal Display) 제조 장치나 태양 전지 제조 장치 등의 기판 처리 장치에도 적용할 수 있다.
<본 발명의 바람직한 형태>
이하에, 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 부기한다.
(부기 1)
일 형태에 의하면,
기판을 처리하는 처리 용기와,
상기 기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 실행하는 제1 퍼지부와,
상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 실행하는 제2 퍼지부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
(부기 2)
부기 1의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 기판 수용기를 개폐하는 기판 수용기 개폐부와,
상기 기판 수용기를 보관하는 기판 수용기 보관 선반을 포함하고,
상기 제1 퍼지부는 상기 기판 수용기 개폐부에 설치되고, 상기 제2 퍼지부는 상기 기판 수용기 보관 선반에 설치되는, 기판 처리 장치가 제공된다.
(부기 3)
부기 1의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 기판 처리 장치에 상기 기판 수용기를 반입할 때에 상기 기판 수용기가 적재되는 기판 수용기 전달대와,
상기 기판 수용기를 보관하는 기판 수용기 보관 선반을 포함하고,
상기 제1 퍼지부는 상기 기판 수용기 전달대에 설치되고, 상기 제2 퍼지부는 상기 기판 수용기 보관 선반에 설치되는, 기판 처리 장치가 제공된다.
(부기 4)
부기 1 내지 3 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 기판 수용기를 반송하는 기판 수용기 반송 장치와,
상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 상기 제2 퍼지부로 반송하도록 상기 기판 수용기 반송 장치를 제어하는 반송 제어부와,
상기 제1 퍼지부에 상기 기판 수용기가 있을 때에 상기 제1 퍼지를 실행하도록 상기 제1 퍼지부를 제어함과 함께, 상기 제1 퍼지부로부터 제2 퍼지부로 상기 기판 수용기가 반송되었을 때에 상기 제2 퍼지를 실행하도록 상기 제2 퍼지부를 제어하는 퍼지 제어부를 포함한다.
(부기 5)
부기 1 또는 2의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 기판 수용기를 반송하는 기판 수용기 반송 장치와,
상기 기판 처리 장치에 상기 기판 수용기가 반입되었을 때, 상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부에 반송하고, 계속해서, 상기 제1 퍼지부로부터 상기 제2 퍼지부로 반송하도록 상기 기판 수용기 반송 장치를 제어하는 반송 제어부와,
상기 제1 퍼지부에 상기 기판 수용기가 반송되었을 때에 상기 제1 퍼지를 실행하도록 상기 제1 퍼지부를 제어함과 함께, 상기 제1 퍼지부로부터 상기 제2 퍼지부에 상기 기판 수용기가 반송되었을 때에 상기 제2 퍼지를 실행하도록 상기 제2 퍼지부를 제어하는 퍼지 제어부를 포함한다.
(부기 6)
부기 1 내지 5 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 제1 퍼지부는, 상기 기판 수용기에 상기 제1 유량으로 불활성 가스를 공급함으로써 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제1 관리값 이하로 저하시키도록 구성되고, 상기 제2 퍼지부는, 상기 기판 수용기에 상기 제2 유량으로 불활성 가스를 공급함으로써 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제2 관리값 이하로 유지하도록 구성된다.
(부기 7)
부기 6의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 제2 관리값은, 상기 제1 관리값보다도 높은 산소 농도이다.
(부기 8)
일 형태에 의하면,
기판이 처리되는 처리 용기와,
상기 기판이 수용되는 기판 수용기를 퍼지하는 제1 퍼지부와,
상기 기판 수용기를 반송하는 기판 수용기 반송 장치와,
상기 기판 수용기 반송 장치가 설치된 기판 수용기 반송실과,
상기 기판 수용기를 개폐하는 기판 수용기 개폐부와,
상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 상기 기판 수용기 개폐부로 반송할 때에, 상기 제1 퍼지부에서 상기 기판 수용기 내의 산소 농도가 소정 관리값 이하로 되도록 상기 기판 수용기 내를 퍼지하도록 상기 제1 퍼지부를 제어하는 제어부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
(부기 9)
부기 8의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 기판 수용기 반송실에 상기 수용기 내를 퍼지하는 제2 퍼지부가 설치되어 있다.
(부기 10)
부기 8 또는 9의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 소정 관리값은, 제1 관리값과, 상기 제1 관리값보다도 높은 산소 농도인 제2 관리값을 포함한다.
(부기 11)
부기 8 내지 10 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 제어부는, 상기 제1 퍼지부에서 상기 산소 농도가 상기 제1 관리값 이하로 저하된 상기 기판 수용기를 상기 제2 퍼지부에서 상기 제2 관리값 이하로 유지하도록 퍼지한다.
(부기 12)
부기 11의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 제어부는, 상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 제2 퍼지부로 반송할 때에, 상기 제1 퍼지부에서 제1 관리값으로 되도록 퍼지한다.
(부기 13)
부기 6, 10, 11 및 12의 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 제1 관리값은 600ppm이며, 상기 제2 관리값은 600ppm 이상 1000ppm 이하이다.
(부기 14)
부기 1 내지 7, 9 내지 13 중 어느 하나의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 제1 퍼지부에 설치된 주 퍼지 포트가 상기 기판 수용기 내에 제1 유량으로 가스를 공급하고,
상기 제2 퍼지부에 설치된 부 퍼지 포트가 상기 기판 수용기 내에 제2 유량으로 가스를 공급한다.
(부기 15)
부기 14의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 제1 유량은, 상기 제2 유량보다도 많다.
(부기 16)
부기 1 또는 15의 기판 처리 장치로서, 바람직하게는
상기 제1 유량은 20slm 내지 100slm이며, 상기 제2 유량은 0.5slm 내지 20slm이다.
(부기 17)
일 형태에 의하면,
기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 실행하는 제1 퍼지부와,
상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 실행하는 제2 퍼지부를 포함하는 퍼지 장치가 제공된다.
(부기 18)
부기 17의 퍼지 장치로서, 바람직하게는
상기 제1 퍼지부는, 기판 처리 장치에 설치된, 상기 기판 수용기를 개폐하는 상기 기판 수용기 개폐부에 설치되고, 상기 제2 퍼지부는, 상기 기판 처리 장치에 설치된, 상기 기판 수용기를 보관하는 기판 수용기 보관 선반에 설치된다.
(부기 19)
부기 17의 퍼지 장치로서,
상기 제1 퍼지부는, 기판 처리 장치에 설치된, 상기 기판 수용기를 상기 기판 처리 장치에 반입할 때에 상기 기판 수용기가 적재되는 기판 수용기 전달대에 설치되고, 상기 제2 퍼지부는, 상기 기판 처리 장치에 설치된, 상기 기판 수용기를 보관하는 기판 수용기 보관 선반에 설치된다.
(부기 20)
또 다른 형태에 의하면,
기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 제1 퍼지부에서 실행하는 제1 퍼지 공정과,
상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 제2 퍼지부로 반송하는 공정과,
상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 제2 퍼지부에서 실행하는 제2 퍼지 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법이 제공된다.
(부기 21)
부기 20의 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는
상기 제1 퍼지 공정에서는, 상기 기판 수용기에 상기 제1 유량으로 불활성 가스를 공급함으로써 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제1 관리값 이하로 저하시키고, 상기 제2 퍼지 공정에서는, 상기 기판 수용기에 상기 제2 유량으로 불활성 가스를 공급함으로써 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제2 관리값 이하로 유지한다.
(부기 22)
부기 21의 반도체 장치의 제조 방법으로서, 바람직하게는
상기 제2 관리값은, 상기 제1 관리값보다도 높은 산소 농도이다.
(부기 23)
또 다른 형태에 의하면,
기판 수용기가 반송되는 기판 수용기 반송실로부터 기판 반송실로 기판 수용기 개폐 장치를 통하여 기판을 반송하는 공정과,
상기 기판을 상기 기판 반송실로부터 상기 처리 용기로 반송하는 공정과,
상기 기판 수용기를 상기 용기 개폐 장치에 반송하기 전에, 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제1 관리값 이하로 되도록 퍼지하는 제1 퍼지 공정을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
(부기 24)
또 다른 형태에 의하면,
기판이 수용되는 기판 수용기에 불활성 가스를 제1 유량으로 공급하는 제1 퍼지를 제1 퍼지부에서 실행하는 제1 퍼지 수순과,
상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 제2 퍼지부로 반송하는 수순과,
상기 기판 수용기에 불활성 가스를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 공급하는 제2 퍼지를 제2 퍼지부에서 실행하는 제2 퍼지 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
(부기 25)
또 다른 형태에 의하면,
기판 수용기가 반송되는 기판 수용기 반송실로부터 기판 반송실로 기판 수용기 개폐 장치를 통하여 기판을 반송하는 수순과,
상기 기판을 상기 기판 반송실로부터 상기 처리 용기로 반송하는 수순과,
상기 기판 수용기를 상기 용기 개폐 장치에 반송하기 전에, 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제1 관리값 이하로 되도록 퍼지하는 제1 퍼지 수순을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공된다.
100: 기판 처리 장치
105: 포드 선반
110: 포드
111: 하우징
114: 로드 포트
117: 선반판
118: 포드 반송 장치
121: 포드 오프너
124: 기판 반송실
125: 웨이퍼 반송 기구
150: 기판 수용기 반송실
160: 주 적재 선반
202: 처리 용기
203: 반응관
217: 보트
280: 제어부(컨트롤러)
280a: CPU
280b: RAM
280c: 기억 장치
280d: I/O 포트
281: 입력 장치
282: 외부 기억 장치
410: 주 가스 공급구
412: 주 유량 제어 장치
422: 주 배기 밸브
423: 산소 농도계
424: 노점계
510: 부 가스 공급구
512: 부 유량 제어 장치
522: 부 배기 밸브
523: 산소 농도계
524: 노점계

Claims (16)

  1. 기판을 처리하는 처리 용기와,
    상기 기판을 수용하는 기판 수용기를 기판 처리 장치 내외에 반입출하는 기판 수용기 전달부와,
    상기 기판 수용기의 덮개를 개폐하는 기판 수용기 개폐부와,
    상기 기판 수용기를 보관하는 기판 수용기 보관 선반과,
    적어도 상기 기판 수용기 전달부 또는 상기 기판 수용기 개폐부 중 어느 하나에 설치되어, 상기 기판 수용기 전달부 또는 상기 기판 수용기 개폐부에 적재된 상기 기판 수용기 내에 제1 유량으로 불활성 가스를 공급하여 상기 기판 수용기 내를 퍼지하는 제1 퍼지부와,
    상기 기판 수용기 보관 선반에 설치되어, 상기 기판 수용기 보관 선반에 적재된 상기 기판 수용기 내에 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 불활성 가스를 공급하여 상기 기판 수용기 내를 퍼지하는 제2 퍼지부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판 수용기를 반송하는 기판 수용기 반송 장치와,
    상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 상기 제2 퍼지부로 반송하도록 상기 기판 수용기 반송 장치를 제어하는 반송 제어부와,
    상기 제1 퍼지부에 상기 기판 수용기가 있을 때에 상기 제1 퍼지를 실행하도록 상기 제1 퍼지부를 제어함과 함께, 상기 제1 퍼지부로부터 제2 퍼지부로 상기 기판 수용기가 반송되어, 상기 제2 퍼지부에 적재되었을 때에 상기 제2 퍼지를 실행하도록 상기 제2 퍼지부를 제어하는 퍼지 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판 수용기를 반송하는 기판 수용기 반송 장치와,
    상기 기판 처리 장치에 상기 기판 수용기가 반입되었을 때, 상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부에 반송하고, 계속해서, 상기 제1 퍼지부로부터 상기 제2 퍼지부로 반송하도록 상기 기판 수용기 반송 장치를 제어하는 반송 제어부와,
    상기 제1 퍼지부에 상기 기판 수용기가 반송되어, 적재되었을 때에 상기 제1 퍼지를 실행하도록 상기 제1 퍼지부를 제어함과 함께, 상기 제1 퍼지부로부터 상기 제2 퍼지부에 상기 기판 수용기가 반송되어, 적재되었을 때에 상기 제2 퍼지를 실행하도록 상기 제2 퍼지부를 제어하는 퍼지 제어부
    를 포함하는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 퍼지부는, 상기 기판 수용기에 상기 제1 유량으로 불활성 가스를 공급함으로써 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제1 관리값 이하로 저하시키도록 구성되고, 상기 제2 퍼지부는, 상기 기판 수용기에 상기 제2 유량으로 불활성 가스를 공급함으로써 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제2 관리값 이하로 유지하도록 구성되는, 기판 처리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 관리값은, 상기 제1 관리값보다도 높은 산소 농도인, 기판 처리 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 관리값은 600ppm이며, 상기 제2 관리값은 600ppm 이상 1000ppm 이하인, 기판 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 유량은 20slm 내지 100slm이며, 상기 제2 유량은 0.5slm 내지 20slm인, 기판 처리 장치.
  10. 기판 처리 장치에 설치된, 적어도 기판이 수용되는 기판 수용기를 상기 기판 처리 장치 내외로 반입출하는 기판 수용기 전달부 또는 상기 기판 수용기를 개폐하는 기판 수용기 개폐부 중 어느 하나에 설치되어, 상기 기판 수용기 전달부 또는 기판 수용기 개폐부에 적재된 상기 기판 수용기 내에 제1 유량으로 불활성 가스를 공급하여 상기 기판 수용기 내를 퍼지하는 제1 퍼지부와,
    상기 기판 처리 장치에 설치된 상기 기판 수용기를 보관하는 기판 수용기 부관 선반에 설치되어, 상기 기판 수용기 보관 선반에 적재된 상기 기판 수용기 내에 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 불활성 가스를 공급하여 상기 기판 수용기 내를 퍼지하는 제2 퍼지부
    를 포함하는 퍼지 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 기판이 수용되는 기판 수용기를 기판 처리 장치 내외로 반입출하는 기판 수용기 전달부 또는 기판 수용기 개폐부 중 어느 하나에 설치되어, 상기 기판 수용기 내에 제1 유량으로 불활성 가스를 공급하여 상기 기판 수용기 전달부 또는 상기 기판 수용기 개폐부에 적재된 상기 기판 수용기 내를 제1 유량으로 퍼지하는 제1 퍼지부에서의 제1 퍼지 공정과,
    상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 상기 기판 수용기를 보관하는 기판 수용기 보관 선반에 설치된 제2 퍼지부로 반송하는 공정과,
    상기 기판 수용기 내에 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 불활성 가스를 공급하여 상기 기판 수용기 보관 선반에 적재된 상기 기판 수용기 내를 퍼지하는 제2 퍼지 공정
    을 포함하는 반도체 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 퍼지 공정에서는, 상기 기판 수용기에 상기 제1 유량으로 불활성 가스를 공급함으로써 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제1 관리값 이하로 저하시키고,
    상기 제2 퍼지 공정에서는, 상기 기판 수용기에 상기 제2 유량으로 불활성 가스를 공급함으로써 상기 기판 수용기 내의 산소 농도를 제2 관리값 이하로 유지하는, 반도체 장치의 제조 방법.
  15. 기판이 수용되는 기판 수용기를 기판 처리 장치 내외로 반입출하는 기판 수용기 전달부 또는 기판 수용기 개폐부 중 어느 하나에 설치되어, 상기 기판 수용기 내에 제1 유량으로 불활성 가스를 공급하여 상기 기판 수용기 전달부 또는 상기 기판 수용기 개폐부에 적재된 상기 기판 수용기 내를 제1 유량으로 퍼지하는 제1 퍼지부에서의 제1 퍼지 수순과,
    상기 기판 수용기를 상기 제1 퍼지부로부터 상기 기판 수용기를 보관하는 기판 수용기 보관 선반에 설치된 제2 퍼지부로 반송하는 수순과,
    상기 기판 수용기 내에 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 불활성 가스를 공급하여 상기 기판 수용기 보관 선반에 적재된 상기 기판 수용기 내를 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 퍼지하는 제2 퍼지 수순
    을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 퍼지부는,
    상기 기판 수용기 내에 제1 유량으로 불활성 가스를 공급하는 제1 가스 공급구와,
    상기 기판 수용기 내를 배기하는 제1 가스 배기구를 갖고,
    상기 제2 퍼지부는,
    상기 기판 수용기 내에 상기 제1 유량보다도 적은 제2 유량으로 불활성 가스를 공급하는 제2 가스 공급구와,
    상기 기판 수용기 내를 배기하는 제2 가스 배기구를 갖는, 기판 처리 장치.
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