KR101728582B1 - 하우징 및 이를 포함하는 기판 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는, 내부 공간 내의 산소 농도를 보다 저감 가능한, 기판 처리 장치의 하우징을 제공하는 것이다. 기판 표면의 산화를 억제하기 위해 산소 농도가 저감된 분위기가 내부에 형성되는 하우징으로서, 복수의 기판을 유지하는 기판 유지부를 수용 가능하며, 내부 공간을 양압으로 유지 가능한 상자 구조체로서, 양압으로 유지되는 상기 내부 공간으로부터 당해 내부 공간 내의 기체가 누설되는 것을 허용하는 제1 간극을 갖는 상기 상자 구조체와, 상기 상자 구조체의 상기 내부 공간에 불활성 가스를 공급하고, 상기 내부 공간을 양압으로 유지하는 불활성 가스 공급 수단과, 상기 상자 구조체에 장착되고, 상기 제1 간극을 통해 상기 내부 공간과 유통하는 버퍼 공간을 상기 상자 구조체에 대하여 형성하는 커버 부재로서, 상기 버퍼 공간 내의 기체를 상기 버퍼 공간으로부터 외부로 누설되는 것을 허용하는 제2 간극을 갖는 상기 커버 부재를 구비하는 하우징에 의해, 내부 공간의 산소 농도를 보다 저감할 수 있다.
Description
본 발명은 기판 표면의 산화를 억제하기 위해 산소 농도 저감 분위기가 내부에 형성되는 하우징 및 이것을 포함하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 집적 회로를 제조하는 제조 프로세스에는, 금속 배리어층으로서 질화티타늄(TiN)막을 성막하거나, TiN막의 하층의 중간 보호층으로서 티탄실리사이드(TiSix)막을 성막하는 공정이 있다. TiN막 및 TiSix막은 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼)에 형성된 티타늄(Ti)막을 열처리 장치의 예를 들어 종형의 가열로 내에서 가열하면서 각각 암모니아(NH3) 및 디실란(Si2H6)에 노출시킴으로써 형성된다.
여기서, Ti막이 형성된 웨이퍼는, 예를 들어 FOUP(Front Opening Unified Pod) 등의 밀폐 가능한 웨이퍼 캐리어를 사용하여, 산소 농도가 충분히 저감된 분위기에서 보관되고 반송되므로, Ti막이 산화되는 일 없이 가열 장치까지 반입될 수 있다.
그러나, 가열 장치 내의 가열로의 하방의 로딩 영역 내에서는, 웨이퍼는 대기 분위기에 노출되므로, Ti막이 산화되어 버린다. 이 경우, 가열로 내에서 NH3 가스나 Si2H6 가스에 Ti막을 노출시킴으로써 형성되는 TiN막이나 TiSix막의 저항률이 높아지게 된다고 하는 문제가 발생한다.
이 때문에, 로딩 영역에 불활성 가스를 공급함으로써, 산소 농도가 낮은 분위기를 형성하고, Ti막의 표면의 산화를 억제하고 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조). 구체적으로는, 로딩 영역을 구성하는 상자 형상의 상자 구조체의 밀폐성을 높임과 함께, 그 상자 구조체의 내부 공간이 양압으로 되도록 불활성 가스를 공급하고 있다. 이에 따르면, 상자 구조체의 내부 공간에 외부로부터 공기가 유입되는 일은 없고, 또한 내부 공간이 불활성 가스에 의해 퍼지되므로, 내부 공간의 산소 농도가 저감된다.
그런데, Ti막의 표면의 산화를 효과적으로 억제하기 위해서는, 상자 구조체에 다량의 불활성 가스를 공급함으로써, 로딩 영역의 산소 농도를 가능한 한 낮게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 불활성 가스의 공급량을 늘리면, IC 제조 비용의 증대를 초래하게 된다. 그러한 문제에 대처하기 위해서는, 상자 구조체의 밀폐성을 보다 높이면, 불활성 가스의 공급량을 저감할 수 있다고 생각된다.
그러나, 본 발명의 발명자들의 검토에 따르면, 상자 구조체의 내부 공간이 불활성 가스에 의해 양압으로 유지되는 경우, 상자 구조체의 내부 공간으로 외부의 공기가 직접적으로 유입되는 일은 거의 없지만, 불활성 가스가 상자 구조체로부터 외부로 조금이라도 누설되면, 외부의 공기가 내부 공간으로 역확산되는 것이 판명되었다. 그러한 역확산으로 인해, Ti막의 산화 억제에 필요한 산소 농도로서 요구되는 예를 들어 10ppm 이하라고 하는 매우 낮은 농도를 실현하는 것은 어렵다.
본 발명은 상술한 사정에 비추어 내부 공간 내의 산소 농도를 보다 저감 가능한 기판 처리 장치의 하우징을 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따르면, 산소 농도가 저감된 분위기가 내부 공간에 형성되는 하우징으로서, 복수의 기판을 유지하는 기판 유지부를 수용 가능하며, 제1 간극 및 제2 간극을 갖는 상자 구조체와, 상기 상자 구조체의 상기 내부 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관과, 상기 상자 구조체에 장착되는 커버 부재와, 상기 내부 공간과 상기 커버 부재의 사이에 형성되는 버퍼 공간을 포함하는 하우징이 제공된다. 상기 내부 공간으로부터 상기 내부 공간 내의 기체가 상기 제1 간극을 통해 상기 버퍼 공간으로 누설된다. 상기 상자 구조체의 상기 내부 공간은 상기 불활성 가스 공급관으로부터 공급된 상기 불활성 가스에 의해 양압으로 유지된다.
본 발명의 제2 실시 형태에 따르면, 산소 농도가 저감된 분위기가 내부 공간에 형성되는 하우징으로서, 복수의 기판을 유지하는 기판 유지부를 내부 공간에 수용 가능하며, 측벽에 개구부가 형성된 상자 구조체와, 상기 상자 구조체의 상기 내부 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관과, 상기 개구부의 단부가 소정 횟수만큼 절곡되고, 상기 측벽 상의 절곡 기점보다도 중심측에, 상기 측벽에 평행하게 형성된 장착면과, 상기 장착면 및 상기 절곡 기점의 양쪽에 접촉하고, 상기 장착면과 상기 절곡 기점 사이에 버퍼 공간을 형성함과 함께, 접촉부에 있어서의 내부로부터의 기체의 누설을 허용하는 소정의 기밀도로 장착되고, 상기 개구부를 덮는 커버 부재와, 상기 장착면과, 상기 절곡 기점과 상기 커버 부재의 사이에 형성되는 버퍼 공간을 포함하는 하우징이 제공된다. 상기 내부 공간 및 상기 버퍼 공간 내의 기체가 상기 접촉부를 통해 누설된다. 상기 상자 구조체의 상기 내부 공간은 상기 불활성 가스 공급관으로부터 공급된 상기 불활성 가스에 의해 양압으로 유지된다.
본 발명의 제3 실시 형태에 따르면, 산소 농도가 저감된 분위기가 내부 공간에 형성되는 하우징으로서, 복수의 기판을 유지하는 기판 유지부를 내부 공간에 수용 가능하며, 측벽에 개구부가 형성된 상자 구조체와, 상기 상자 구조체의 상기 내부 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관과, 상기 개구부의 단부가 소정의 횟수만큼 절곡되고, 상기 측벽보다도 오목하게 들어간 위치로서, 상기 측벽 상의 절곡 기점보다도 중심측에, 상기 측면에 평행하게 형성된 복수의 장착면과, 상기 복수의 장착면에 접촉하고, 상기 장착면끼리의 사이에 버퍼 공간을 형성함과 함께, 접촉부에 있어서의 내부로부터의 기체의 누설을 허용하는 소정의 기밀도로 장착되고, 상기 개구부를 덮는 커버 부재와, 상기 복수의 장착면과 상기 커버 부재의 사이에 설치되는 버퍼 공간을 포함하는 하우징이 제공된다. 상기 내부 공간 및 상기 버퍼 공간 내의 기체가 상기 접촉부를 통해 누설된다. 상기 상자 구조체의 상기 내부 공간은 상기 불활성 가스 공급관으로부터 공급된 상기 불활성 가스에 의해 양압으로 유지된다.
본 발명의 제4 실시 형태에 따르면, 산소 농도가 저감된 분위기가 내부에 형성되는 기판 처리 장치로서, 상기 하우징과, 상기 기판 유지부를 수용 가능한 반응관과, 상기 반응관 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부를 포함하는 기판 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 내부 공간 내의 산소 농도를 보다 저감 가능한 기판 처리 장치의 하우징이 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 내부 구성을 도시하는 수직 단면도.
도 2는 도 1의 Z방향에서 본 기판 처리 장치의 개략 평면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 로딩 영역을 구획하는 상자 구조체를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 하우징의 효과를 설명하는 설명도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 하우징의 일례를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 하우징의 일례를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 하우징의 일례를 나타낸 도면으로, 도 7a는 제4 실시 형태에 따른 하우징의 일례의 측단면도이며, 도 7b는 FF 유닛과 개구부의 관계의 일례를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 하우징의 효과를 확인하기 위해 행한 실험에 대해 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 하우징의 효과를 확인하기 위해 행한 실험의 실험 결과를 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 하우징의 효과를 확인하기 위해 행한 실험의 실험 결과를 나타내는 다른 그래프.
도 2는 도 1의 Z방향에서 본 기판 처리 장치의 개략 평면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 로딩 영역을 구획하는 상자 구조체를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 하우징의 효과를 설명하는 설명도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 하우징의 일례를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 하우징의 일례를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 하우징의 일례를 나타낸 도면으로, 도 7a는 제4 실시 형태에 따른 하우징의 일례의 측단면도이며, 도 7b는 FF 유닛과 개구부의 관계의 일례를 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 하우징의 효과를 확인하기 위해 행한 실험에 대해 설명하는 도면.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 하우징의 효과를 확인하기 위해 행한 실험의 실험 결과를 나타내는 그래프.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치의 하우징의 효과를 확인하기 위해 행한 실험의 실험 결과를 나타내는 다른 그래프.
이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명의 한정적이 아닌 예시의 실시 형태에 대해 설명한다. 첨부의 전체 도면 중 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에는 동일 또는 대응하는 참조 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다. 또한, 도면은 부재 또는 부품간의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않고, 따라서 구체적인 치수는 이하의 한정적이 아닌 실시 형태에 비추어 당업자에 의해 결정되어야 하는 것이다.
〔제1 실시 형태〕
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면서, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 기판 처리 장치로서의 뱃치식의 종형 성막 장치(이하, 간단히 성막 장치)에 대해 설명한다. 도 1은 성막 장치의 내부 구성을 도시하는 수직 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 Z방향에서 본 성막 장치의 개략 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 성막 장치(10)는 하우징(1)을 구비하고, 하우징(1) 내에는, 기판(이하, 웨이퍼)을 수납한 캐리어(C)가 취급되는 반입출 영역(S1)과, 캐리어(C) 내의 웨이퍼를 반송하여 후술하는 반응관(2A) 내로 반입하기 위한 처리 영역(S2)이 형성되어 있다. 반입출 영역(S1)과 처리 영역(S2)은 격벽(11)에 의해 구획되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 웨이퍼로서, 그 상면에 Ti막이 형성된 웨이퍼가 사용된다.
반입출 영역(S1)은 제1 영역(12)과 ―Y방향으로 제1 영역(12)의 앞쪽에 위치하는 제2 영역(13)으로 이루어지고, 제1 영역(12)에는, 캐리어(C)가 재치되는 캐리어 반입대(14)(도 1)가 설치되어 있다. 캐리어(C)로서는, 예를 들어 수지로 이루어지는 밀폐형의 FOUP(Front-Opening Unified Pod)가 사용된다. FOUP에는, 예를 들어 300㎜의 직경을 갖는 복수매(예를 들어 25매)의 웨이퍼(W)가 선반 형상으로 배치된다. 또한, FOUP의 전방면에는, 개폐 가능한 덮개(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
제2 영역(13)에는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 캐리어 재치대(15)와 복수의 (예를 들어, 2개) 캐리어 보관부(16)가 설치된다. 또한, 제2 영역(13)에는, 캐리어 반입대(14), 캐리어 재치대(15), 및 캐리어 보관부(16)의 사이에서 캐리어(C)를 반송하는 캐리어 반송 기구(17)가 설치되어 있다. ―Y방향으로 캐리어 재치대(15)의 앞쪽에는, 캐리어(C) 내와 처리 영역(S2)을 연통하는 개구부(10H)가 형성되고, 개구부(10H)는 도어(18)에 의해 개폐된다. 또한, 캐리어 재치대(15)에 재치되는 캐리어(C)의 덮개를 개폐하기 위해, 덮개 개폐 기구(19)가 설치되어 있다.
도 1을 참조하면, 처리 영역(S2)에는, 반응로(2)가 배치되는 반응로 수용 영역(S2T)과, 반응로 수용 영역(S2T)의 하방에 위치하는 로딩 영역(S2L)이 형성되어 있다. 반응로 수용 영역(S2T)에 배치되는 반응로(2)는, 하단이 개구되는 종형의 반응관(2A)과, 반응관(2A)을 지지하는 매니홀드(2M)와, 매니홀드(2M)를 관통하는 2개의 가스 인젝터(2J)와, 도시하지 않은 가열 히터를 갖고 있다. 2개의 인젝터(2J) 중 한쪽에는, 실리콘(Si)을 함유하는 Si 원료 가스가 저류되는 (하나의 처리 가스 공급부로서의) Si 원료 가스 공급원(도시하지 않음)이 접속되고, 다른 쪽에는, 예를 들어 암모니아 가스 등의 질화 가스가 저류되는 (다른 처리 가스 공급부로서의) 질화 가스 공급원(도시하지 않음)이 접속되어 있다. 또한, 반응관(2A)에는 가스 배기구(도시하지 않음)가 형성되고, 여기에는 진공 펌프 등의 배기 장치(도시하지 않음)가 접속되어 있다. 이러한 구성에 의해, 반응관(2A) 내에 Si 원료 가스(또는 질화 가스)가 공급되고, 반응관(2A) 내에 로드되는 기판 유지부로서의 웨이퍼 보트(3A 또는 3B)(후술)에 탑재되는, Ti막이 형성된 웨이퍼(도시하지 않음)에 티탄실리사이드(TiSix)막(또는 TiN막)을 성막할 수 있다.
로딩 영역(S2L)에는, 다수매의 웨이퍼를 선반 형상으로 유지하는 2개의 웨이퍼 보트(3A 및 3B)와, 웨이퍼 보트(3A 및 3B)가 재치되는 3개의 스테이지(22, 44 및 45)와, 웨이퍼 보트(3A 및 3B)의 각각을 3개의 스테이지(22, 44 및 45)의 사이에서 이동하는 보트 반송 기구(5)(도 2 참조)가 배치되어 있다. 보트 반송 기구(5)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 아암 구동부(51)의 구동에 의해, 승강 가능, 수평축 주위로 회전 가능, 진퇴 가능하게 구성되는 다관절 아암(52)을 구비한다. 다관절 아암(52)의 선단에는, 대략 U자형의 평면 형상을 가지며, 웨이퍼 보트(3A 또는 3B)를 유지하는 아암(53)이 장착되어 있다.
3개의 스테이지(22, 44 및 45) 중 스테이지(22)는, 반응관(2A)의 하방에 위치하고, 또한, 보트 승강기(41)에 의해 승강 가능하다. 이에 의해, 스테이지(22)에 재치된 웨이퍼 보트(3A)(또는 3B)가 반응관(2A)으로 로드되고, 반응관(2A)으로부터 웨이퍼 보트(3A)(또는 3B)가 언로드된다. 또한, 스테이지(44 및 45)는, 스테이지(22)로 대피되거나 스테이지(22)로부터 이동되는 웨이퍼 보트(3A)(또는 3B)를 일시적으로 유지하기 위해 설치되어 있다.
또한, 도 2에 도시하는 바와 같이, 로딩 영역(S2L)에는, 스테이지(44)에 인접하여 웨이퍼 반송 기구(54)가 설치되어 있다. 웨이퍼 반송 기구(54)는, 스테이지(44) 상의 웨이퍼 보트(3A)(또는 3B)와 캐리어 재치대(15) 상의 캐리어(C)와의 사이에서 웨이퍼를 반송한다. 웨이퍼 반송 기구(54)는, 웨이퍼(W)를 유지하는 복수(예를 들어 5개)의 포크(55)와, 이들 포크(55)를 진퇴 가능하게 지지하는 반송 기체(56)를 구비하고 있다. 반송 기체(56)는 연직축 주위로 회전 가능 및 승강 가능 및 도 1 중 X방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다.
또한, 도 2 중의 참조 부호 6A 및 6B는, 후술하는 팬 필터 유닛(이하, FF 유닛)이다.
또한, 로딩 영역(S2L)은, 하우징(1)의 전벽(FW)(도1, 도2 참조), 측벽(SW)(도1, 도 2 참조) 및 바닥판(BP)(도 2 참조)과, 격벽(11)(도1, 도2 참조) 및 천정판(23)(도 1 참조)에 의해 구성된 상자 구조체(30)의 내부 공간(도 3a 참조)에 상당한다. 이하, 이 상자 구조체(30)에 대해 도 3a 및 도 3b를 참조하면서 설명한다.
도 3a를 참조하면, 상자 구조체(30)에는 하우징(1)의 한쪽의 측벽(SW)에 형성되는 개구부(34)와, 개구부(34)에 장착되는 FF 유닛(6A 및 6B)과, 전벽(FW)의 하방부에 형성되는 공급 개구부(30A)와, 천정판(23)에 형성되는 배기 개구부(30B)가 형성되어 있다.
공급 개구부(30A)에는, FF 유닛(6A 및 6B)에 질소(N2) 가스를 공급하는 N2 가스 배관(31)의 일단이 접속되어 있다. 또한, N2 가스 배관(31)의 타단은 N2 가스 공급원(도시하지 않음)과 접속되어 있다. N2 가스 배관(31)에는 유량 제어기나 개폐 밸브(도시하지 않음)가 설치되고, 이들에 의해 N2 가스의 공급의 개시/정지 및 N2 가스의 공급량이 제어된다. 또한, N2 가스 공급원 또는 N2 가스 배관(31)에 압력 제어기(도시하지 않음)가 설치되고, N2 가스 배관(31) 내의 N2 가스가 상압보다 높은 압력으로 설정된다.
FF 유닛(6A 및 6B)의 각각은, 대략 6면체 형상의 형상을 갖는 케이싱(61)을 갖고, 전벽(FW)의 하방부에 형성되는 공급구(62)와, 상자 구조체(30)의 내부 공간측의 면에 설치된 필터(도시하지 않음)와, 공급구(62)로부터 유입되는 N2 가스를 필터로 유도하는 팬(도시하지 않음)을 갖고 있다. FF 유닛(6A 및 6B) 각각의 공급구(62)와 상자 구조체(30)의 공급 개구부(30A)는, 소정의 배관에 의해 접속되어 있다. 이 때문에, N2 가스 공급원으로부터의 N2 가스는, N2 가스 배관(31) 및 소정의 배관을 통해 FF 유닛(6A 및 6B)의 내부로 공급된다. 그 N2 가스는, 팬에 의해 필터로 유도되고, 필터를 통해 상자 구조체(30)의 내부 공간으로 공급된다(화살표 A 참조). 필터를 통과할 때에 N2 가스 중에 포함되는 불순물이 제거되어, 청정화된 N2 가스가 상자 구조체(30)의 내부 공간에 공급된다. 또한, FF 유닛(6A 및 6B) 각각 의 케이싱(61)은, 높은 기밀성을 갖고 있어, 필터 이외로부터의 N2 가스의 유출은 거의 없다.
배기 개구부(30B)에는, 상자 구조체(30)의 내부 공간을 배기하는 배기관(32)이 접속되어 있다. 배기관(32)은 배기관(32) 내를 흐르는 기체의 유량을 조정하는 압력 조절부로서의 댐퍼(32D)를 갖고 있다.
또한, 도 3a에 도시하는 바와 같이, 상자 구조체(30)의 측벽(SW)의 외면에는, FF 유닛(6A 및 6B)이 장착된 개구부(34)의 각각을 덮는 커버 부재(36)가 장착되고, 도 3a 중의 I―I선을 따른 일부 단면도인 도 3b에 도시하는 바와 같이, 측벽(SW)과 커버 부재(36) 사이에[개구부(34)에 의한 오목부에] 버퍼 공간(BS)이 형성되어 있다. 커버 부재(36)는, 본 실시 형태에 있어서는, 개구부(34)의 사이즈보다도 큰 사이즈를 갖는 판 형상의 부재이며, 예를 들어 알루미늄판이나 철판으로 제작할 수 있다.
또한, 커버 부재(36)는, 측벽(SW)의 외면에 대하여 나사로 장착되어도 되고, 또한 점착 테이프(양면 점착 테이프를 포함함)로 장착되어도 된다. 또한, 커버 부재(36)는, 측벽(SW)의 외면에 대하여 예를 들어 패킹 등을 통해 장착되어도 된다. 패킹은, 예를 들어 실리콘 고무, 우레탄 고무, 또는 부틸 고무 등의 재료에 의해 제작할 수 있다. 단, 커버 부재(36)는, 버퍼 공간(BS)과 외부와의 가스 유통을 완전히 차단하는 일 없이, 버퍼 공간(BS)과 외부 사이의 N2 가스 유통이 제한되도록 측벽(SW)의 외면에 장착된다.
또한, 도 3a 및 도 3b에서는 생략하고 있지만, 상자 구조체의 천정판(23)에는, 반응로(2)의 매니홀드(2M)의 내경과 대략 동등한 내경을 갖는 개구부(23H)가 형성되고(도 1 참조), 개구부(23H)를 통해, 반응로 수용 영역(S2T)와 로딩 영역(S2L) 사이에서 웨이퍼 보트(3A)(또는 3B)가 승강된다. 또한, 웨이퍼 보트(3A)(또는 3B)가 반응관(2A) 내에 로드되었을 때에는, 웨이퍼 보트(3A)(또는 3B)와 함께 보트 승강기(41)에 의해 상승되는 덮개(21)에 의해 개구부(23H)가 밀봉된다. 또한, 매니홀드(2M)의 플랜지부(2F)가 개구부(23H)의 주위에 기밀하게 고정되어 있다.
또한, 상자 구조체(30)는, N2 가스 배관(31)으로부터 공급되어 FF 유닛(6A 및 6B)으로부터의 N2 가스에 의해 내부 공간이 대기압보다도 높은 압력(양압)으로 유지되는 정도로 기밀하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 공급 개구부(30A)에 N2 가스 배관(31)이 접속되고, 배기 개구부(30B)에 배기관(32)이 접속되고, 개구부(34)에 FF 유닛(6A 및 6B)이 장착되고, 개구부(23H)에 매니홀드(2M)를 통해 반응관(2A)이 장착된 경우에, 상술한 성막 장치(10)가 설치되는 클린룸의 용역 설비로부터 제공될 수 있는 압력 및 유량으로 N2 가스를 상자 구조체(30)에 공급하였을 때에, 상자 구조체(30)의 내부 공간이 양압으로 유지되는 정도로 기밀하면 된다. 또한, 내부 공간 내의 압력은, N2 가스 배관(31)으로부터의 N2 가스의 압력 및 공급량과, 배기관(32)의 댐퍼(32D)를 조정함으로써 결정할 수 있고, 대기압보다 예를 들어 수십㎩ 내지 200㎩ 정도 높아도 된다.
상술한 바와 같이 구성되는 본 실시 형태의 상자 구조체(30)에 있어서, 상자 구조체(30)의 내부 공간이 양압으로 되도록 N2 가스 배관(31)으로부터 N2 가스를 공급하면, FF 유닛(6A 및 6B)으로부터 내부 공간으로 공급되는 N2 가스와 함께 내부 공간 내의 기체가 배기관(32)으로부터 외부로 배기된다. 이에 의해, 내부 공간 내가 N2 가스에 의해 퍼지되고, 상자 구조체(30)의 내부 공간 내의 산소 농도를 저감할 수 있다.
한편, 상자 구조체(30)의 내부 공간에 공급된 N2 가스는, 배기관(32)으로부터 배기될 뿐만 아니라, 예를 들어, 도 4에 화살표 B1로 모식적으로 나타내는 바와 같이, 상자 구조체(30)의 측벽(SW)과, FF 유닛(6A)(또는 6B) 사이에 형성될 수 있는 간극 G1(제1 간극)을 통해 버퍼 공간(BS)으로 누설된다. 버퍼 공간(BS)으로 누설된 N2 가스는, 이번에는, 도 4에 화살표 C1로 모식적으로 나타내는 바와 같이, 예를 들어 커버 부재(36)와 측벽(SW)의 외면 사이에 형성될 수 있는 간극 G2(제2 간극)를 통해 외부(대기 분위기)로 누설된다. 이 때문에, 버퍼 공간(BS)도 또한, 상자 구조체(30)의 내부 공간으로부터의 N2 가스에 의해 퍼지되고, 버퍼 공간(BS) 중의 산소 농도가 저감된다.
여기서, 상자 구조체(30)의 내부 공간으로부터 버퍼 공간(BS)으로 N2 가스가 누설될 때에는, 도 4에 화살표 B2로 모식적으로 나타내는 바와 같이, 버퍼 공간(BS) 내의 기체의 일부가 상자 구조체(30)의 내부 공간으로 역확산된다. 가령 커버 부재(36)[즉, 커버 부재(36)의 결합에 의해 설치되는 버퍼 공간(BS)]가 없고, 상자 구조체(30)의 내부 공간으로부터 외부로 N2 가스가 직접적으로 누설될 때에는, 외부의 공기(산소 농도 약 21％)가 내부 공간에 역확산되게 된다. 이에 반해, 본 실시 형태에 있어서는, 상술한 바와 같이 버퍼 공간(BS)의 산소 농도가 저감되어 있으므로, 버퍼 공간(BS)으로부터 내부 공간으로의 산소의 역확산량도 또한 저감되어 있게 된다. 따라서, 내부 공간 내의 산소 농도를 더욱 저감하는 것이 가능해진다.
또한, 상자 구조체(30)의 내부 공간[즉 로딩 영역(S2L)]의 산소 농도가 저감되어 있으므로, 내부 공간으로부터 반응관(2A)으로 유입되는 산소량도 또한 저감되어 있다. 이 때문에, 웨이퍼 상의 Ti막의 반응관(2A) 내에 있어서의 산화가 충분히 억제된다.
또한, 버퍼 공간(BS)으로부터 외부로의 누설(화살표 C1)에 수반하여, 도 4에 화살표 C2로 모식적으로 나타내는 바와 같이, 외부의 공기 중의 산소가 버퍼 공간(BS) 내로 역확산되는데, 그 역확산량은 버퍼 공간(BS)으로부터 외부로의 누설량에 비해 지극히 적으므로, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도는 공기 중의 산소 농도보다도 낮게 억제된다.
또한, 예를 들어 감압하에서 기판을 처리하는 진공 챔버와 동일한 정도로 상자 구조체의 밀폐성을 높게 하고, N2 가스의 공급관과 배기관을 기밀하게 설치하여, 상자 구조체의 내부를 N2 가스로 퍼지하면, 상자 구조체로부터 외부로의 N2 가스의 누설을 충분히 억제할 수 있어, 산소가 역확산되는 일이 없다. 이 때문에, 상자 구조체의 내부의 산소 농도를 저감할 수 있다. 그러나, 그러한 상자 구조체를 제작하려고 하면 제조 비용이 증대하여, IC 제조 비용의 증대로 이어진다.
이에 반해, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 하우징(1)의 상자 구조체(30)에 따르면, 상자 구조체(30)에 있어서의, 내부 공간으로부터 외부로의 누설을 발생시킬 수 있는 부분을 커버 부재(36)로 덮음으로써, 내부 공간의 산소 농도를 저감할 수 있으므로, 하우징(1)의 제조에 필요로 하는 비용을 대폭으로 저감할 수 있다. 또한, 기존의 기판 처리 장치의 상자 구조체(또는 하우징)에 커버 부재(36)를 장착함으로써, 내부 공간의 산소 농도를 저감할 수 있으므로, 산소 농도 저감을 위한 대규모의 개조는 필요 없다. 또한, 예를 들어 점착 테이프를 사용하여 상자 구조체(30)에 커버 부재(36)를 장착한 경우에는, FF 유닛(6A)(또는 6B)의 메인터넌스 또는 교체가 필요해졌을 때에, 커버 부재(36)를 용이하게 제거할 수 있다.
〔제2 실시 형태〕
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 하우징(1a)의 일례를 나타낸 도면이다. 제2 실시 형태에 따른 하우징(1a)에 있어서는, 상자 구조체(30a)의 측벽(SW)에 설치된 커버 부재(36a)의 구성만이 제1 실시 형태에 따른 하우징(1)과 다르므로, 변경 개소만 설명한다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다. 또한, 제2 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 5에 있어서, 제2 실시 형태에 따른 하우징(1a)의 상자 구조체(30a)의 개구부(34) 부근의 단면 구성이 도시되어 있지만, 제2 실시 형태에 따른 하우징(1a)은, 개구부(34)를, 1매의 커버 부재(36)로 막고 있는 점에서, 케이싱(61) 및 커버 부재(61)의 2매로 막고 있는 제1 실시 형태에 따른 하우징(1)과 다르다. 즉, 제1 실시 형태에 있어서는, 개구부(34)의 내측의 개구를 케이싱(61)이 막아 상자 구조체(30)를 구성하고, 측벽(SW)에 접촉함과 함께 커버 부재(36)가 개구부(34)를 최종적으로 덮는 구성으로 되어 있었다. 한편, 제2 실시 형태에 따른 하우징(1a)에서는, 개구부(34)의 구성은 제1 실시 형태에 따른 하우징(1)과 마찬가지이지만, 개구부(34)를, 내측으로 굴곡된 "ㄷ"자 형상 부분을 포함한 형상의 커버 부재(36a)가, 1매로 덮는 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 2개의 부재(즉, 케이싱(61) 및 커버 부재(36))를 사용하지 않고, 개구부(34)의 형상에 맞추어 가공한 1매의 커버 부재(36a)로 개구부(34)를 덮도록 구성하여도 된다.
도 5에 있어서, 개구부(34)의 단부는, 측벽(SW) 상의 절곡 기점(34A)으로부터 내측에 수직으로 절곡되고, 이어서 측벽(SW)과 평행하게 개구부(34)의 중앙을 향하도록 절곡되고, 이어서 측벽(SW)에 수직으로 외측을 향해 절곡되고, 마지막으로 개구부(34)의 외주측을 향하도록 측벽(SW)과 평행하게 절곡되어, 장착면(33)을 형성하고 있다. 장착면(33)은, 커버 부재(36a)가 접촉 가능한 면이며, 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 점착 테이프나 나사 등의 장착 수단(또는 결합 수단)을 사용하여, 커버 부재(36a)를 장착 가능하게 하는 면이다.
또한, 장착면(33)은, 개구부(34)의 단부의 측벽(SW) 상의 절곡 기점(34A)보다도 내측에 있고, 절곡 기점(34A)과의 거리를 확보하고 있으므로, 절곡 기점(34A)과 장착면(33) 사이에, 버퍼 공간(BS)을 형성할 수 있다. 개구부(34)의 단부의 주연에 걸쳐 상하로 마찬가지의 구성을 갖고 있으므로, 개구부(34)의 전체 둘레에 걸쳐 버퍼 공간(BS)이 형성되어 있다. 또한, 개구부(34)의 단부는, 절곡 기점(34A)으로부터 수직으로 내측에 깊게 절곡되고, 또한 깊이 방향 외측으로 되접힌 형상을 하고 있으므로, 측벽(SW)과 수직한 방향으로도 비교적 큰 공간을 형성하여, 버퍼 공간(BS)을 비교적 큰 용적으로 하고 있다.
장착면(33)과 커버 부재(36a)의 접촉면은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 간극 G1을 갖는다. 즉, 커버 부재(36a)는 내부 공간으로부터의 N2 가스의 누설을 허용하는 기밀도 또는 밀착도로 장착면(33)에 장착되어 있다. 이에 의해, 내부 공간에 공급된 N2 가스가, 간극 G1을 통해 버퍼 공간(BS)에 누설되는 것을 허용한다.
또한, 커버 부재(36a)의 측벽(SW)에의 장착은 제1 실시 형태와 완전히 마찬가지이다. 측벽(SW) 상의 절곡 기점(34A) 및 그 근방의 외측의 영역에 커버 부재(36a)를 접촉시켜, 커버 부재(36a)를 측벽(SW)에 장착하고 있다. 장착 방법은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 점착 테이프나 나사 등을 사용한 장착 방법이면 된다. 커버 부재(36a)와 측벽(SW)의 접촉 개소에 있어서도, 간극 G2가 형성되고, N2 가스의 버퍼 공간(BS)으로부터 외부로의 누설을 허용한다. 따라서, 간극 G1로부터 버퍼 공간(BS)에 누설된 N2 가스는, 또한 버퍼 공간(BS)으로부터 간극 G2를 통해 외부로 누설되는 것이 허용된다.
여기서, 커버 부재(36a)의 측벽(SW)에의 장착은, 점착 테이프나 나사 등을 사용하여 확실하게 행할 필요가 있지만, 커버 부재(36a)의 장착면(33)에의 장착은, 특별히 고정적인 장착이 행해지지 않고, 커버 부재(36a)를 장착면(33)에 강하게 압박시킨 단순한 접촉이어도 된다. 장착면(33)의 깊이의 치수와, 커버 부재(36a)의 굴곡 치수를 적절하게 조정함으로써, 그러한 구성을 취하는 것도 가능하다.
이와 같이, 제2 실시 형태에 따른 하우징(1a)에 있어서는, FF 유닛의 케이싱(61)을 설치하지 않고, 커버 부재(36a)만에 의해 개구부(34)를 덮고 있지만, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제1 간극 G1, 버퍼 공간(BS) 및 제2 간극 G2를 형성할 수 있고, 상자 구조체(30a)의 내부 공간의 산소 농도를 저감한다고 하는 마찬가지의 기능을 달성할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태에 따른 하우징(1a)에 따르면, 내부 공간의 산소 농도를 저감한다고 하는 기능을 유지하면서, 부품 개수를 감소시켜, 제조 비용을 저하시킬 수 있다. 또한, 커버 부재(36a)의 형상이, 내측으로 오목하게 들어가도록 굴곡된 형상이므로, 하우징(1a)의 공간 절약화를 도모할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 개구부(34)를 커버 부재(36a)로 덮는 형태를 예시하고 있지만, 커버 부재(36a)를 FF 유닛의 케이싱(61)으로 형성하여도 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
〔제3 실시 형태〕
도 6은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 하우징(1b)의 일례를 나타낸 도면이다. 제3 실시 형태에 따른 하우징(1b)에 있어서는, 상자 구조체(30b)의 측벽(SW)에 형성된 개구부(35) 부근의 구성만이 제1, 제2 실시 형태에 따른 하우징(1, 1a)과 다르므로, 변경 개소만 설명한다. 그 밖의 구성 요소에 대해서는, 제1, 제2 실시 형태와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다. 또한, 제3 실시 형태에 있어서, 제1, 제2 실시 형태와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
제3 실시 형태에 따른 하우징(1b)에 있어서는, 상자 구조체(30b)의 측벽(SW)에 형성된 개구부(35)의 단부의 장착면(33a) 각각이, 측벽(SW)보다도 내부 공간측에 형성되어 있지 않고, 측벽(SW)과 동일면 상에 형성되어 있는 점에서, 제1, 제2 실시 형태에 따른 하우징(1, 1a)과 다르다. 또한, 개구부(35)를 막는데, 커버 부재(36)만을 사용하고, 케이싱(61)은 사용하고 있지 않은 점에서, 제1 실시 형태와 다르고, 제2 실시 형태와 공통된다.
도 6에 있어서, 개구부(35)의 단부는, 측벽(SW) 상의 절곡 기점(35A)으로부터 측벽(SW)과 수직하게 내측으로 절곡되고, 이어서 개구부(35)의 중심을 향해 측벽(SW)과 평행하게 절곡되고, 이어서 측벽(SW)과 수직으로 외측을 향해 절곡되고, 마지막으로 측벽(SW)과 동일면 상에서 개구부(35)의 중심을 향해 절곡되어, 장착면(33a)을 형성하고 있다. 이 결과, 절곡 기점(35A)의 내측에, 오목부와 같은 버퍼 공간(BS)이 형성된 형상으로 되어 있다.
커버 부재(36)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 평판 형상의 형상을 가지며, 개구부(35)의 전체를 덮도록 설치되고, 장착면(33a)과, 절곡 기점(35A)과 그 외측의 측벽(SW)의 영역에 접촉하여 장착되어 있다. 그리고 장착면(33a)과 절곡 기점(35A) 사이에, 작은 버퍼 공간(BS)이 개구부(35)의 전체 둘레에 걸쳐 형성되어 있다. 커버 부재(36)의 장착은, 제1, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 점착 테이프, 나사 등의 다양한 장착 수단을 사용하여 행해져도 된다. 또한, 커버 부재(36)의 가장 외측의, 절곡 기점(35A)보다도 외측의 영역에의 장착은, 상술한 장착 수단을 사용하여 확실하게 행하는 쪽이 바람직하지만, 장착면(33a)과 커버 부재(36)의 접촉면에 대해서는, 용도에 따라서는, 특별히 행하지 않고, 커버 부재(36)에 가해지는 압박에 의한 접촉만이어도 되는 점은, 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
이러한 간소한 구성이라도, 제3 실시 형태에 따른 하우징(1b)은, 장착면(33a)과 커버 부재(36)의 접촉면에 간극 G1을 갖고, 측벽(SW)과 커버 부재(36)의 접촉면에 간극 G2를 갖고, 간극 G1과 간극 G2 사이에 버퍼 공간(BS)을 갖는다. 그리고, 간극 G1 및 간극 G2는, 내부공간의 N2 가스의 외부로의 누설을 허용한다. 따라서, 내부 공간에 N2 가스가 공급되고, 내부 공간이 양압으로 되면, 내부 공간으로부터 간극 G1을 통해 N2 가스가 버퍼 공간(BS)에 누설되고, 버퍼 공간(BS)으로부터 간극 G2를 통해 외부로 N2 가스가 누설되는 것을 허용한다. 이에 의해, 내부 공간의 산소 농도를 저감시킬 수 있다.
이와 같이, 제3 실시 형태에 따른 하우징(1b)에 따르면, 개구부(35)를 간소한 형상으로 함과 함께, 커버 부재(36)를 평판 형상의 간소한 형상으로 함으로써, 개구부(35) 및 커버 부재(36)의 가공 비용을 포함하는 제조 비용을 더욱 저감시킬 수 있다. 또한, 개구부(35)를 막는데 사용하는 것은 커버 부재(36)만이므로, 제2 실시 형태와 마찬가지로 부품 개수를 감소시킬 수 있어, 제조 비용을 저감시킬 수 있음과 함께, 공간 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 커버 부재(36)를 FF 유닛의 케이싱(61)으로 함으로써도 마찬가지의 작용 효과가 얻어진다.
이와 같이, 제2, 제3 실시 형태에 따른 하우징(1a, 1b)에 따르면, 부품 개수를 감소시켜, 제조 비용을 저감시키면서, 상자 구조체(30a, 30b)의 내부 공간의 산소 농도를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 제2, 제3 실시 형태에 있어서는, 한정된 형상만을 예로서 들었지만, 측벽(SW)에 형성된 개구부(34, 35)의 단부를 절곡하고, 절곡 기점(34A, 35A)보다도 내측에, 측벽(SW)에 평행한 장착면(33, 33a)을 형성하는 구성으로 할 수 있으면, 다양한 변경이 가능하다. 예를 들어, 제2 실시 형태에 있어서, 개구부(34)의 단부를, 단순히 측벽(SW)에 수직한 깊이 방향으로 절곡하는 것과, 측벽(SW)에 평행한 방향 내측으로 절곡하는 것만으로도, 마지막의 수평 방향의 절곡으로 장착면(33)을 형성할 수 있다. 따라서, 커버 부재(36a)의 내측으로의 굴곡을 크게 하면, 간극 G1, G2를 갖는 제2 실시 형태와 동일한 작용 효과를 달성하는 것이 가능하다. 제3 실시예에 있어서도, 동일한 변경이 적용될 수 있다.
이와 같이, 개구부(34, 35)의 단부의 형상 및 개구부(34, 35)를 덮는 커버 부재(36a, 36)의 형상은, 용도에 따라 다양한 것으로 할 수 있다.
또한, 개구부(34, 35)의 단부는, 형상 자체는 절곡 형상이지만, 반드시 1매의 것을 절곡 가공으로 형성할 필요는 없고, 용접 등의 접합에 의해 형성하여도 된다.
또한, 내부 공간을 양압으로 하여, 내부 공간의 산소 농도를 저하시키는 메커니즘에 대해서는, 제1 실시 형태에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.
〔제4 실시 형태〕
도 7은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)의 일례를 나타낸 도면이다. 도 7a는 제4 실시 형태에 따른 하우징의 일례의 측단면도이고, 도 7b는 FF유닛(6C)과 개구부(37)의 관계의 일 예를 도시한다. 제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)은, 개구부(37)를 갖는다. 개구부(37)의 단부는, 복수회 절곡되고, 선단 부근에 홈 형상 또는 오목 형상의 오목부(38)를 형성하고 있다. 구체적으로는, 개구부(37)의 단부는, 절곡 기점(37A)에서 측벽(SW)으로부터 직각으로 내측으로 꺾이고, 또한 코너(37B)에서 직각으로 중심 방향을 향해 꺾여 측벽(SW)과 평행하게 연장되어 장착면(33c)을 형성한다. 다음으로, 오목부(38)의 절곡 기점(38A)에서 개구부(37)가 측벽(SW)에 대하여 직각인 방향의 내측으로 꺾이고, 코너(38B)에서 직각으로 구부러져 중심을 향해 연장되고, 이어서 코너(38C)에서 측벽(SW)에 직각으로 외측을 향하도록 꺾이고, 마지막으로 코너(38D)에서 절곡 기점(38A)과 면이 가지런하게 되도록 중심을 향해 내측으로 꺾이어, 오목부(38) 및 장착면(33b)을 형성하고 있다. 또한, 상하의 장착면(33b)끼리의 사이에는, 개구(39)가 형성되어 있다.
제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)의 개구부(37)는, 도 6에 도시한 제3 실시 형태에 따른 하우징(1b)의 개구부(35)가 형성된 상태에서, 더욱 외측의 측벽(SW)을 2회 절곡하여 다른 1단 안쪽에 부가의 개구부(35')가 형성되도록 한 구성을 갖는다. 즉, 제3 실시 형태에 따른 하우징(1b)에 있어서는, 측벽(SW)을 덮도록 커버 부재(36)가 설치되어 있었지만, 제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)에 있어서는, 측벽(SW)보다도 내측의 오목하게 들어간 위치에 오목부(38)를 형성하고, 커버 부재로서 기능하는 FF 유닛(6C)의 케이싱(61)이 측벽(SW)보다도 내측의 위치에 설치되도록 구성하고 있다. 오목부(38)의 형상으로서는, 도 6의 개구부(35)와 마찬가지이므로, 이것을 판 형상의 커버 부재(36)로 덮도록 하면, 도 6과 마찬가지로 버퍼 공간(BS) 및 간극 G1, G2를 형성할 수 있다.
그러나, 제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)에 있어서는, 단순한 커버 부재(36) 대신에, FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)을 사용하여 버퍼 공간(BS) 및 간극 G1, G2를 형성하는 구성으로 하고 있다. 즉, 버퍼 공간(BS), 간극 G1, G2를 형성하기 위해 필요한 장착면(33b, 33c) 및 오목부(38)가, 측벽(SW)보다도 내측의 위치에 형성되었으므로, 측벽(SW)보다도 내측의 위치에 설치할 필요가 있는 FF 유닛(6C)을 커버 부재(36) 대신에 설치하는 것이 가능하다. 즉, 제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)에 있어서는, 개구부(37)에 단차를 1단 형성함으로써, 개구부(37) 내의 단차 공간에 FF 유닛(6C)을 설치하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 측벽(SW)을 장착면의 1개로서 이용하지 않으므로, 장착면(33b, 33c)은 개구부(37)의 전체 둘레에 걸쳐 형성된다.
제1 실시 형태에 있어서는, 개구부(34) 내에 FF 유닛(6A 및 6B)을 설치하고, 또한 개구부(34)를 커버 부재(36)로 덮는 구성으로 하고 있었다. 또한, 제2, 제3 실시 형태에 있어서는, 개구부(34, 35)보다도 내부에 FF 유닛(6A 및 6B)을 설치하고, 개구부(34, 35)를 커버 부재(36a, 36)로 덮는 구성으로 하고 있었다. 한편, 제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)에 있어서는, FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)을 사용하여, 오목부(38) 및 개구(39)를 막는다. 개구부(37)는, 완전히 덮어져 있는 것이 아니라, 개구부(37)에 의해 형성된 단차 공간에, FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)이 수용되고, 개구부(37)의 단차 공간의 대부분의 영역을 FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)이 점유하고 있는 상태로 되어 있다. 즉, 케이싱(61C)은, 개구부(37) 내를 완전히 닫는 것이 아니라, 상하로 어느 정도의 간격을 갖고 개구부(37) 내에 수용된다.
도 7b에 도시하는 바와 같이, 예를 들어, FF 유닛(6C)은, 냉장고의 덮개와 같이 개구부(37)의 1개의 세로변을 따라 장착되고, 개폐가 가능하도록 설치된다. 개구부(37) 내에는, N2 가스 배관(31)이 설치되고, 공급구(31A)를 갖고 있다. 또한, FF 유닛(6C)의 하방에는 공급구(62)가 형성되고, FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)이 폐쇄되었을 때에, N2 가스 배관(31)의 공급구(31A)와 밀착하여 연통되고, N2 가스 배관(31)으로부터 공급된 N2 가스가, 공급구(62)를 통해 FF 유닛(6C) 내에 도입되는 구성으로 되어 있다. 이와 같이, FF 유닛(6C)은, 개구부(37) 내에, 도어 개폐용의 약간의 간극을 갖고 수용되고, 오목부(38) 및 개구(39)를 덮는 구성으로 되어 있다. 또한, FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)의 외면은, 측벽(SW)보다도 안쪽에 있고, 측벽(SW)으로부터 돌출되어 있지 않다. 이러한 구성으로 함으로써, 마찬가지의 구성을 갖는 하우징(1c)끼리, 또는 하우징(1c)을 갖는 성막 장치(10)끼리를 인접하여 설치할 수 있다. 이에 의해, 복수의 성막 장치의 배치를, 소위 사이드·바이·사이드(side by side)로 행할 수 있고, 풋프린트를 축소할 수 있어, 공간 절약화를 도모할 수 있다.
또한, 도 7a에 도시하는 바와 같이, 제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)의 케이싱(61C)은, 장착면(33b, 33c)에 접촉하고, 오목부(38) 및 개구(39)를 덮어 막도록 설치되고, 오목부(38)에 의해 버퍼 공간(BS)을 형성한다. 그때, 장착면(33b)과 케이싱(61C)의 접촉면에는 간극 G1, 장착면(33c)과 케이싱(61C)의 접촉면에는 간극 G2가 형성된다. 그리고 제1 내지 제3 실시 형태와 마찬가지로, 간극 G1 및 간극 G2는, 내부공간로부터의 가스의 누설을 허용한다. 즉, 내부 공간에 N2 가스가 공급되고, 내부 공간이 양압으로 되면, 내부 공간으로부터 간극 G1을 통해 N2 가스가 버퍼 공간(BS)에 누설되고, 버퍼 공간(BS)으로부터 간극 G2를 통해 외부로 N2 가스가 누설되는 것을 허용한다. 이에 의해, 내부 공간의 산소 농도를 저감시킬 수 있다. 이 점에 대해서는, 제1 내지 제3 실시 형태와 마찬가지이므로, 케이싱(61C)의 장착 방법이나, 내부 공간의 산소 농도 저감의 메커니즘 등의 상세한 설명은 생략한다.
제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)에 따르면, 측벽(SW)을 장착면의 일부로서 이용하지 않고, 측벽(SW)보다도 내측으로 들어간 위치에 오목부(38) 및 장착면(33b, 33c)을 형성하고, 오목부(38)는 버퍼공간(BS)으로서 형성되는 것과 같은 구조로 함으로써, FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)을 장착면(33b, 33c)에 장착하고, 이에 의해 오목부(38) 및 개구(39)를 막음과 함께, 버퍼 공간(BS) 및 간극 G1, G2를 형성하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 개구부(37)를 덮는, 예를 들어 커버 부재(36, 36a)가 불필요해져, 측벽(SW)으로부터 돌출된 부재(즉, 커버 부재(36, 36a))를 없앨 수 있어, 하우징(1c)의 공간 절약화를 도모하여, 하우징(1c)의 인접 설치를 가능하게 할 수 있다.
또한, 도 7에 있어서는, 오목부(38) 및 개구(39)를 덮는 커버 부재로서, FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)을 사용한 예를 들어 설명하였지만, FF 유닛(6C)을 오목부(38) 및 개구(39)보다도 내측의 개소에 설치하고, 오목부(38) 및 개구(39)를 덮기 위해, 지금까지와 마찬가지로 커버 부재(36)를 사용하도록 하여도 된다. 이 경우에 있어서도, 버퍼 공간(BS) 및 간극 G1, G2를 측벽(SW)보다도 내측의 위치에 형성할 수 있고, 측벽(SW)을 덮는 커버 부재는 존재하지 않는 구성으로 할 수 있으므로, 하우징(1c)의 인접 설치가 가능해진다.
또한, 제4 실시 형태에 있어서, 장착면(33b, 33c), 오목부(38) 및 FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)을 포함하는 광의의 커버 부재의 형상은, 측벽(SW)보다 오목하게 들어간 내측에 형성되는 한, 다양한 형상으로 할 수 있고, 예를 들어, 도 5에 도시한 형태에 있어서, 그대로 1단 단차를 형성하여 오목하게 들어가게 하고, 측벽(SW)보다도 안쪽의 위치에 커버 부재(36a)가 설치된 구성으로 하여도 된다.
이와 같이, 제4 실시 형태에 따른 하우징(1c)에 따르면, 개구부(37)에 단차를 형성하고, FF 유닛(6C)의 케이싱(61C)을 포함하는 광의의 커버 부재를 측벽(SW)보다도 깊은 위치에 설치하는 구성으로 할 수 있으면, 다양한 형태로 인접 설치가 가능한 성막 장치(10)를 구성할 수 있다.
〔실시예〕
다음으로, 본 실시 형태의 효과를 확인하기 위해 행한 실험과 그 결과에 대해 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 제1 실시 형태에 따른 하우징(1)을 사용한 성막 장치(10)를 사용하여 실험을 행하였다. 도 8은 실험에 사용한 성막 장치(10)(도 1 및 도 2)의 상자 구조체(30)의 일부와, 상자 구조체(30)에 장착된 커버 부재(36)를 도시하는 사시도이다. 이 실험에 있어서는, 도 8에 도시하는 바와 같이 버퍼 공간(BS)과 외부(대기 분위기)의 압력 차를 측정하는 차압계(DG)와, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도를 측정하는 산소 농도계(OM)를 사용하였다. 또한, 커버 부재(36)에 진공 기기용의 2개의 가스 배관 이음매를 장착하고, 이들과 산소 농도계(OM)를 소정의 배관으로 연결하고, 버퍼 공간(BS) 안의 기체를 샘플링함으로써, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도를 측정하였다. 또한, 상자 구조체(30)의 내부 공간에도 산소 농도계를 배치하여, 내부 공간의 산소 농도를 측정하였다.
또한, 실험에 사용한 상자 구조체(30)에서는, 그 형상 상, 커버 부재(36)와 상자 구조체(30) 사이에 간극(손가락이 들어가는 정도의 크기의 간극)이 발생하였다. 이 간극은, 점착 테이프나 고무제의 밀봉 부재(도 8에 참조 부호 36S로 나타냄)에 의해 밀봉하였다.
실험은, 커버 부재(36)의 상자 구조체(30)에의 장착 방법을 바꾸어 복수회 시험해 보았다. 장착 방법은 도 10에 나타내는 바와 같다. 예를 들어, 조건 1에 있어서는, 편면 점착 테이프를 사용하여 커버 부재(36)를 상자 구조체(30)에 장착하고 있고, 상술한 간극도 편면 점착 테이프로 밀봉하였다. 또한, 비교를 위해, 커버 부재(36)를 장착하지 않는 경우(비교예)에 대해서도, 상자 구조체(30)의 내부 공간의 산소 농도를 측정하였다.
도 9는 상자 구조체(30)의 내부 공간 내와 버퍼 공간(BS) 내에 있어서의 산소 농도의 시간 변화를 나타내는 그래프이며, 도 1 및 도 2에 도시하는 성막 장치(10)의 메인터넌스 후에 상자 구조체(30)에, 내부 공간의 압력이 대기압보다 1000㎩ 높아지도록 N2 가스의 공급을 개시하였을 때부터의 산소 농도를 나타내고 있다. 도 9로부터, N2 가스의 공급을 개시하고 나서 약 10시간 경과하였을 때에, 상자 구조체(30)의 내부 공간의 산소 농도가 약 3ppm 정도까지 저하되는 것을 알 수 있다.
도 10에는, 각 조건에 있어서의 상자 구조체(30)의 내부 공간 내와 버퍼 공간(BS) 내에 있어서의 도달 최저 산소 농도를 나타낸다. 커버 부재(36)를 편면 점착 테이프로 상자 구조체(30)에 장착하고, 간극도 또한 편면 점착 테이프로 밀봉한 경우(조건 1 및 2)에는, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도는 약 13％로 되어 있어, 대기 중의 산소 농도 약 21％보다도 저감되어 있다. 이에 수반하여, 상자 구조체(30)의 내부 공간의 산소 농도도 약 4ppm으로 되고, 커버 부재(36)를 사용하지 않는 경우(비교예)의 5ppm에 비해 저감되는 것을 알 수 있다.
또한, 커버 부재(36)를 편면 점착 테이프로 상자 구조체(30)에 장착하고, 간극을 밀봉 부재(36S)(도 8)로 밀봉한 경우(조건 3)에는, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도는 600ppm까지 저하되고, 상자 구조체(30)의 내부 공간의 산소 농도는 3.2ppm까지 저감되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 동일한 조건에서 다시 측정한 경우에는(조건 4), 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도가 460ppm, 내부 공간 내의 산소 농도가 3.2ppm이라고 하는 결과가 얻어지고 있다. 간극을 밀봉 부재(36S)로 밀봉하였으므로, 버퍼 공간(BS)으로부터 외부로의 누설(도 4의 화살표 C2 참조)이 저감되고, 따라서, 버퍼 공간(BS) 내로 역확산되는 대기 중의 공기도 또한 저감되었다고 생각된다.
또한, 간극을 밀봉 부재(36S)로 밀봉하고, 커버 부재(36)를 편면 점착 테이프 대신에 양면 점착 테이프를 사용하여 상자 구조체(30)에 결합되는 경우(조건 5)에는, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도는 520ppm이며, 내부 공간 내의 산소 농도는 3.2ppm으로 되어 있고, 편면 점착 테이프와 양면 점착 테이프 사이에서 현저한 차이는 보이지 않는다.
한편, 간극을 밀봉 부재(36S)로 밀봉하고, 그 위로부터 편면 점착 테이프로 더욱 밀봉하고, 커버 부재(36)을 양면 점착 테이프를 이용하여 상자 구조체(3)에 결합되는 경우(조건 6)에는, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도가 333ppm까지 저감되었다. 단, 이 경우라도 상자 구조체(30)의 내부 공간 내의 산소 농도는 3.2ppm으로 큰 변화는 보이지 않는다. 이상의 결과로부터, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도를 수백ppm까지 저감, 바람직하게는 600ppm 이하로 저감함으로써, 상자 구조체(30)의 내부 공간 내의 산소 농도를 충분히 저감할 수 있는 것으로 생각된다.
또한, 상기한 실험 이외에, 10대의 성막 장치에 있어서 커버 부재(36)를 점착 테이프로 상자 구조체(30)에 장착하여 내부 공간의 산소 농도를 조사한 바, 도달 최저 산소 농도의 평균값이 3.8ppm으로 되고, 표준 편차(σ)가 0.37로 되는 것을 알 수 있었다.
또한, 차압계(DG)(도 8)에 의한 측정의 결과, 조건 1의 경우, 버퍼 공간(BS) 내의 압력은, 거의 대기압으로 되어 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 상자 구조체(30)의 내부 공간으로부터 버퍼 공간(BS)으로 누설되는 N2 가스의 누설 레이트와 대략 동등한 누설 레이트로, 버퍼 공간(BS) 내의 기체가 외부로 누설되고 있는 것을 나타내고 있다고 생각된다. 또한, 커버 부재(36)를 상자 구조체(30)에 대하여 높은 기밀성으로 장착하지 않아도, 내부 공간 내의 산소 농도를 저감하는 효과가 얻어지는 것을 알 수 있다.
이상, 몇 개의 실시 형태 및 실시예를 참조하면서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태 및 실시예에 한정되지 않고, 첨부의 특허청구범위에 비추어, 다양하게 변형 또는 변경이 가능하다.
상술한 실시 형태에 있어서는, 상자 구조체(30)에 FF 유닛(6A 및 6B)이 설치되는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 상자 구조체(30)에 FF 유닛(6A 및 6B)은 필수는 아니다. N2 가스의 공급에 의해 내부가 양압으로 될 수 있는 상자 구조체(30)에 있어서, 내부의 N2 가스가 외부로 누출될 가능성이 있는 부분을 덮도록 상자 구조체(30)에 커버 부재(36)를 장착하고, 버퍼 공간(BS)을 형성하면 된다. 예를 들어 상자 구조체(30)에 메인터넌스용 도어가 설치되는 경우, 이 도어에 대하여 착탈 가능한 커버 부재(36)를 설치하여도 된다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서의 커버 부재(36)는 판 형상이었지만, 다른 실시 형태에 있어서는 예를 들어 상자 형상(6면 중 1면이 개구된 6면체의 형상)을 가져도 된다. 덮어야 하는 부분의 형상에 맞추어 커버 부재(36)를 제작하여도 되는 것은 물론이다. 또한, 도 8의 실험에 있어서 밀봉 부재(36S)를 사용한 것과 같이, 커버 부재(36)와 상자 구조체(30) 사이에 간극이 발생하는 경우에는, 그 간극의 형상에 대응하여 간극을 메우는 밀봉 부재를 포함하는 커버 부재를 사용하여도 된다.
또한, 예를 들어 상자 형상을 갖는 다른 커버 부재를, 도 3a, 도 3b, 및 도 4에 도시하는 커버 부재(36)를 덮도록 상자 구조체(30)에 장착하고, 버퍼 공간(BS)과 마찬가지의 추가의 버퍼 공간을 형성하여도 된다. 이에 따르면, 버퍼 공간(BS)으로부터 추가의 버퍼 공간으로 N2 가스가 누설됨으로써, 추가의 버퍼 공간 내의 산소 농도가 저감된다. 따라서, 추가의 버퍼 공간으로부터 버퍼 공간(BS)으로 역확산되는 산소의 양이, 외부의 공기가 역확산되는 경우에 비해 적어지므로, 버퍼 공간(BS) 내의 산소 농도는 더욱 저감되고, 따라서, 상자 구조체(30)의 내부 공간의 산소 농도도 또한 더욱 저감된다.
또한, 간극 G1(제1 간극)은, 예를 들어, 대략 6면체 형상의 상자 구조체(30)를 구성하는 복수의 기둥과, 기둥에 장착되는 벽판 사이에 형성되어도 상관없다. 또한, 상자 구조체(30)나 커버 부재에 구멍이나 슬릿을 형성하고, 간극 G1이나 간극 G2(제2 간극)로 하여도 상관없다.
1, 1a, 1b, 1c : 하우징
2 : 반응로
2A : 반응관
2M : 매니홀드
2J : 가스 인젝터
3A 및 3B : 웨이퍼 보트
10 : 성막 장치
S1 : 반입출 영역
S2 : 처리 영역
S2T : 반응로 수용 영역
S2L : 로딩 영역
6A, 6B, 6C : 팬 필터 유닛
30, 30a, 30b : 상자 구조체
30A : 공급 개구부
30B : 배기 개구부
31 : N2 가스 배관
32 : 배기관
33, 33a, 33b, 33c : 장착면
34, 35, 37 : 개구부
36, 36a : 커버 부재
38 : 오목부
39 : 개구
BS : 버퍼 공간
SW : 측벽
C : 캐리어
2 : 반응로
2A : 반응관
2M : 매니홀드
2J : 가스 인젝터
3A 및 3B : 웨이퍼 보트
10 : 성막 장치
S1 : 반입출 영역
S2 : 처리 영역
S2T : 반응로 수용 영역
S2L : 로딩 영역
6A, 6B, 6C : 팬 필터 유닛
30, 30a, 30b : 상자 구조체
30A : 공급 개구부
30B : 배기 개구부
31 : N2 가스 배관
32 : 배기관
33, 33a, 33b, 33c : 장착면
34, 35, 37 : 개구부
36, 36a : 커버 부재
38 : 오목부
39 : 개구
BS : 버퍼 공간
SW : 측벽
C : 캐리어
Claims (15)
- 기판 표면의 산화를 억제하기 위해서 산소 농도가 저감된 분위기가 내부에 형성되는 하우징으로서,
복수의 기판을 유지하는 기판 유지부를 수용 가능하며, 내부 공간을 양압으로 유지가능한 상자 구조체와,
상기 상자 구조체의 측면에 형성된 오목부의 내측의 개구를 막음과 함께, 상기 내부 공간으로부터 상기 내부 공간 내의 기체가 누설되는 것을 허용하는 제1 간극을 상기 상자 구조체의 상기 측면과의 사이에 형성하는 필터 유닛과,
상기 상자 구조체의 상기 내부 공간에 불활성 가스를 공급하고, 상기 내부 공간을 양압으로 유지하는 불활성 가스 공급관과,
상기 상자 구조체에 장착되고, 상기 제1 간극을 통해 상기 내부 공간과 유통하는 버퍼 공간을 상기 상자 구조체에 대하여 형성하는 커버 부재이며, 상기 버퍼 공간 내의 기체를 상기 버퍼 공간으로부터 외부로 누설하는 것을 허용하는 제2 간극을 갖는 상기 커버 부재를 구비하는
하우징. - 산소 농도가 저감된 분위기가 내부 공간에 형성되는 하우징으로서,
복수의 기판을 유지하는 기판 유지부를 내부 공간에 수용 가능하며, 측벽에 개구부가 형성된 상자 구조체와,
상기 상자 구조체의 상기 내부 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관과,
상기 개구부의 단부가 소정 횟수만큼 절곡되고, 상기 측벽 상의 절곡 기점보다도 중심측에, 상기 측벽에 평행하게 형성된 장착면과,
상기 장착면 및 상기 절곡 기점의 양쪽에 접촉하고, 상기 장착면과 상기 절곡 기점 사이에 버퍼 공간을 형성함과 함께, 접촉부에 있어서의 내부로부터의 기체의 누설을 허용하는 소정의 기밀도로 장착되고, 상기 개구부를 덮는 커버 부재와,
상기 장착면과, 상기 절곡 기점과 상기 커버 부재의 사이에 형성되는 버퍼 공간을 포함하고,
상기 내부 공간 및 상기 버퍼 공간 내의 기체가 상기 접촉부를 통해 누설되고,
상기 상자 구조체의 상기 내부 공간은 상기 불활성 가스 공급관으로부터 공급된 상기 불활성 가스에 의해 양압으로 유지되는
하우징. - 제2항에 있어서,
상기 장착면은 상기 측벽보다도 상기 내부 공간측에 형성되고,
상기 커버 부재는 상기 장착면 및 상기 절곡 기점의 양쪽에 접촉하도록 내측으로 굴곡된 단차가 있는 형상을 갖는
하우징. - 제2항에 있어서,
상기 장착면은 상기 측벽과 동일면 상에 형성되고,
상기 커버 부재는 판 형상의 부재인
하우징. - 산소 농도가 저감된 분위기가 내부 공간에 형성되는 하우징으로서,
복수의 기판을 유지하는 기판 유지부를 내부 공간에 수용 가능하며, 측벽에 개구부가 형성된 상자 구조체와,
상기 상자 구조체의 상기 내부 공간에 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급관과,
상기 개구부의 단부가 소정의 횟수만큼 절곡되고, 상기 측벽보다도 오목하게 들어간 위치로서, 상기 측벽 상의 절곡 기점보다도 중심측에, 상기 측벽에 평행하게 형성된 복수의 장착면과,
상기 복수의 장착면에 접촉하고, 상기 장착면끼리의 사이에 버퍼 공간을 형성함과 함께, 접촉부에 있어서의 내부로부터의 기체의 누설을 허용하는 소정의 기밀도로 장착되고, 상기 개구부를 덮는 커버 부재와,
상기 복수의 장착면과 상기 커버 부재의 사이에 설치되는 버퍼 공간을 포함하고,
상기 내부 공간 및 상기 버퍼 공간 내의 기체가 상기 접촉부를 통해 누설되고,
상기 상자 구조체의 상기 내부 공간은 상기 불활성 가스 공급관으로부터 공급된 상기 불활성 가스에 의해 양압으로 유지되는
하우징. - 제5항에 있어서,
상기 측벽과 상기 복수의 장착면 사이에는, 상기 측벽과 상기 복수의 장착면의 단차에 의한 단차 공간이 형성된
하우징. - 제6항에 있어서,
상기 커버 부재는 상기 내부 공간에 상기 불활성 가스를 공급할 때에 통과하는 필터의 케이싱이며 상기 단차 공간 내에 수용되어 설치된
하우징. - 제7항에 있어서,
상기 복수의 장착면은 상기 버퍼 공간을 이루는 오목 형상으로 이격하여 동일면 상에 설치된
하우징. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 공간에 공급되는 불활성 가스가 상기 내부 공간으로부터 상기 버퍼 공간으로 누설될 때, 상기 버퍼 공간 내의 압력이 대기압과 동등한
하우징. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상자 구조체에 공급되는 상기 불활성 가스를 배기하는 배기관이 접속되는 배기부와,
상기 배기관에 설치되고, 상기 불활성 가스 공급관으로부터 공급되는 불활성 가스의 공급량과 함께, 상기 내부 공간의 압력을 조정하는 압력 조정부
를 더 구비하는 하우징. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 커버 부재가 나사 또는 점착 테이프에 의해 상기 상자 구조체에 장착되는
하우징. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 상자 구조체와 상기 상자 구조체에 장착되는 상기 커버 부재 사이에 패킹이 설치되는
하우징. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 버퍼 공간 내의 산소 농도가 600ppm 이하인 하우징. - 산소 농도가 저감된 분위기가 내부에 형성되는 기판 처리 장치로서,
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 하우징과,
상기 기판 유지부를 수용 가능한 반응관과,
상기 반응관 내에 처리 가스를 공급하는 처리 가스 공급부
를 구비하는 기판 처리 장치. - 제14항에 있어서,
상기 기판이 티타늄 막을 포함하고,
상기 처리 가스 공급부는,
실리콘을 포함하는 가스를 공급하는 제1 처리 가스 공급관과,
질화 가스를 공급하는 제2 처리 가스 공급관을 포함하는
기판 처리 장치.
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