KR102195420B1 - 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR102195420B1
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다쓰히사 쓰지
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가부시키가이샤 스크린 홀딩스
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Abstract

[과제]
승화물을 포함하는 기체여도, 배기관 내의 배기 압력을 정확하게 측정할 수 있는 기판 처리 장치를 제공한다.
[해결수단]
샘플링 포토(71)는, 배기관(51)의 배기관 개구부(77)에 설치되어, 배기관(51) 내의 배기 압력이 압력 센서(75)에 의해 측정된다. 이 샘플링 포토(71)는, 개구부가 보이지 않도록 개구부를 덮는 정류판(85)을 구비하고 있다. 이 정류판(85)은, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부(81)의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향으로 배기관(51)의 내부에 개구부(81)가 연통하도록 설치되어 있으므로, 배기 압력을 압력 센서(75)로 측정할 수 있다. 기체에 포함되어 있는 승화물은, 정류판(85)의 상류측에는 부착하여 퇴적하지만, 개구부(81)에 퇴적하여 개구부(81)를 폐색하는 것을 억제할 수 있다. 승화물을 포함한 기체여도, 배기관(51) 내의 배기 압력을 정확하게 측정할 수 있다.

Description

기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이용 기판, 플라즈마 디스플레이용 기판, 유기 EL용 기판, FED(Field Emission Display)용 기판, 광디스플레이용 기판, 자기 디스크용 기판, 광자기 디스크용 기판, 포토마스크용 기판, 태양전지용 기판 등의 각종 기판(이하, 간단히 기판이라고 칭한다)에 대해서, 열처리를 실시하는 기판 처리 장치에 관한 것이다.
종래, 이런 종류의 장치로서 재치(載置)된 기판을 가열하는 열처리 플레이트와, 열처리 플레이트의 상부를 둘러싸고, 열처리 플레이트에 대해서 승강 가능하게 구성되고, 열처리 플레이트에 의한 열처리 분위기를 형성하는 커버 부재와, 열처리 플레이트와 커버 부재를 둘러싼 하우징과, 커버 부재의 천정면과 열처리 플레이트의 상면의 사이에 설치된 천판과, 천판의 하면과 열처리 플레이트의 상면의 간격을 조정하는 위치 조정 부재를 구비한 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
이러한 기판 처리 장치에서는, 하우징 내의 기체를 배출하고 있다. 구체적으로는, 하우징 내로부터 기체를 배기하는 배기관과 배기관 내의 압력을 검출하는 압력 센서를 구비하고, 압력 센서에 의해서 측정된 압력에 근거해 배기 제어를 실시한다. 압력 센서는, 배기관에 설치된 샘플링 포토를 통하여 압력을 측정한다. 구체적으로는, 샘플링 튜브의 일단측을, 배기관 내에 연통한 개구부에 장착해, 그 외단측에 압력 센서를 장착하고 있다. 배기관에 형성된 개구부는, 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향에서 개구부를 보았을 경우, 개구부가 노출한 상태가 되어 있다.
일본 특개 2000－3843호 공보
그러나, 이러한 구성을 가지는 종래 예의 경우에는, 다음과 같은 문제가 있다.
즉, 최근에는, 미세 가공 프로세스를 위해서, 도포 탄소막이라고 하는 하층막을 형성하는 일이 있다. 이 하층막의 생성은, 고온의 열처리로 실시되며, 그 때에는 하층막으로부터 승화물을 포함하는 기체가 발생한다. 종래의 장치와 같이 구성된 기판 처리 장치에서는, 개구부의 주위에 승화물을 부착하여, 개구부가 폐색 하도록 승화물이 점차 퇴적해 가므로, 압력의 검출에 지장이 생긴다. 따라서, 배기관 내의 배기 압력을 정확하게 측정할 수 없다고 하는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 승화물을 포함하는 기체여도, 배기관 내의 배기 압력을 정확하게 측정할 수 있는 기판 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해서, 다음과 같은 구성을 취한다.
즉, 청구항 1에 기재된 발명은, 기판에 대해서 열처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서, 기판을 재치(載置)하여, 기판을 가열하는 열처리 플레이트와, 상기 열처리 플레이트의 상방을 덮어, 열처리 플레이트에 의한 열처리 분위기를 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내의 기체를 배기하는 배기관과, 상기 배기관에 형성되며, 상기 배기관의 내부에 연통한 배기관 개구부와, 상기 배기관 개구부에 설치되며, 상기 배기관 내의 배기 압력을 검출하기 위한 샘플링 포트와, 상기 샘플링 포트를 통하여 배기 압력을 측정하는 압력 센서를 구비하고, 상기 샘플링 포트는, 상기 배기관 개구부에서 상기 배기관의 내부에 연통한 개구부와, 상기 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과, 상기 개구부의 중심축의 연장선의 교점으로부터 상기 개구부를 보았을 경우, 상기 개구부가 보이지 않도록 상기 개구부를 덮는 것과 더불어, 상기 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과 상기 개구부의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향, 상기 배기관의 기체의 유통 방향에 있어서의 상기 개구부보다 하류측의 적어도 한쪽에서 상기 배기관의 내부에 상기 개구부가 연통하도록 설치된 정류판을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
［작용·효과］청구항 1에 기재된 발명에 의하면, 샘플링 포토는, 열처리 플레이트의 상부를 덮은 하우징으로부터의 기체를 배기하는 배기관의 배기관 개구부에 설치되어, 배기관 내의 배기 압력이, 샘플링 포토를 통하여 장착되어 있는 압력 센서에 의해 측정된다. 이 샘플링 포토는, 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부의 중심축의 연장선의 교점으로부터 개구부를 보았을 경우, 개구부가 보이지 않도록 개구부를 덮는 정류판을 구비하고 있다. 이 정류판은, 또한, 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부의 중심축의 양쪽 모두에 직교하는 방향, 배기관의 기체의 유통 방향에 있어서의 개구부보다 하류측의 적어도 한쪽에서 배기관의 내부에 개구부가 연통하도록 설치되어 있으므로, 배기 압력을 압력 센서로 측정할 수 있다. 따라서, 기체에 포함되어 있는 승화물은, 정류판의 상류측에는 부착하여 퇴적하지만, 개구부에 퇴적하여 개구부를 폐색하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 승화물을 포함한 기체여도, 배기관 내의 배기 압력을 정확하게 측정할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 정류판은, 상기 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과, 상기 개구부의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향에서 보았을 경우에, 상기 배기관의 상류측으로부터 하류측을 향해 서서히 상기 개구부로부터의 거리가 커지는 경사면을 가지는 것이 바람직하다(청구항 2).
개구부에 대향하는 배관 내에는, 상류측으로부터 하류측을 향해 서서히 개구부로부터의 거리가 커지는 경사면을 가지는 정류판이 배치되어 있으므로, 배기에 포함되는 승화물은 주로 그 경사면에 부착하여 퇴적한다. 또, 기체의 유통 방향과 직교하는 방향이나, 기체의 유통하는 방향의 하류측에서 개구부가 배기관에 연통하고 있으므로, 샘플링 포토를 통하여 압량 센서가 정확하게 배기 압력을 측정할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 정류판은, 상기 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과, 상기 개구부의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향에서 본 단면이 삼각형 형상을 나타내고, 그 꼭짓점이, 그 내각측을 상기 개구부에 대향해서 장착되어 있는 것이 바람직하다(청구항 3).
개구부에 대향하는 배기관 내에는, 정류판이 삼각 지붕과 같이 배치되고, 그 경사면이 기체의 유통 방향에 접한 자세로 되어 있다. 따라서, 배기에 포함되는 승화물은 주로 그 상하류에 접한 경사면에 부착하여 퇴적한다. 또, 기체의 유통 방향과 개구부의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향으로 개구부가 배기관에 연통되어 있으므로, 샘플링 포토를 통하여 압력 센서가 정확하게 배기 압력을 측정할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 개구부가 형성된 블록체와, 상기 배기관 개구부에 상기 개구부가 임하도록 하여, 상기 블록체를 상기 배기관에 착탈 가능하게 장착하는 장착구를 구비하고, 상기 정류판은, 상기 블록체의 상기 배기관 개구부측에 장착되어 있는 것이 바람직하다(청구항 4).
장착구를 벗기면, 배기관으로부터 블록체를 떼어낼 수 있으므로, 승화물이 개구부에 부착하고 있어도 메인터넌스에 의해 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 정기적인 메인터넌스를 실시함으로써, 장기간에 걸쳐서 배기 압력의 정밀도를 유지할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서, 상기 블록체는, 상기 개구부의 반대면에, 상기 개구부에 연통한 측정관 장착부가 형성되어 있는 것과 더불어, 상기 블록체의 상기 측정관 장착부에 일단측이 배치되고, 타단측에 상기 압력 센서가 배치된 측정관과, 상기 측정관의 일단측을 상기 측정관 장착부에 착탈 가능하게 장착하는 측정관 장착구를 구비하고 있는 것이 바람직하다.(청구항 5)
측정관 장착구를 떼어내면, 측정관을 블록체로부터 떼어낼 수 있으므로, 승화물이 측정관의 내부에 부착하고 있어도 메인터넌스에 의해 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 정기적인 메인터넌스를 실시함으로써, 장기간에 걸쳐서 배기 압력의 정밀도를 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의하면, 샘플링 포토는, 열처리 플레이트의 상부를 덮은 하우징으로부터의 기체를 배기하는 배기관의 배기관 개구부에 설치되어, 배기관 내의 배기 압력이, 샘플링 포토를 통하여 장착되어 있는 압력 센서에 의해 측정된다. 이 샘플링 포토는, 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부의 중심축의 연장선의 교점으로부터 개구부를 보았을 경우, 개구부가 보이지 않도록 개구부를 덮는 정류판을 구비하고 있다. 이 정류판은, 또한, 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향, 배기관의 기체의 유통 방향에 있어서의 개구부보다 하류측의 적어도 한쪽에서 배기관의 내부에 개구부가 연통하도록 설치되어 있으므로, 배기 압력을 압력 센서로 측정할 수 있다. 따라서, 기체에 포함되어 있는 승화물은, 정류판의 상류측에는 부착하여 퇴적하지만, 개구부에 퇴적하여 개구부를 폐색하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 승화물을 포함한 기체여도, 배기관 내의 배기 압력을 정확하게 측정할 수 있다.
도 1은, 실시예에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는, 가동 천판의 평면도이다.
도 3은, 승강 핀의 선단부 부근을 나타내는 종단면도이다.
도 4는, 압력 검출 유닛을 나타내는 종단면도이다.
도 5는, 압력 검출 유닛을 배기관 내부에서 본 도이다.
도 6은, 압력 검출 유닛을 배기관 외부에서 본 도이다.
도 7은, 기판을 반입출하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 8은, 기판을 가열하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
도 9는, 정류판의 제1 변형예를 나타내는 종단면도이다.
도 10은, 정류판의 제2 변형예를 나타내는 종단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 하나의 실시예에 대해 설명한다.
도 1은, 실시예에 따른 기판 처리 장치의 전체 구성을 나타내는 개략 구성도이며, 도 2는, 가동 천판의 평면도이며, 도 3은, 승강 핀의 선단부 부근을 나타내는 종단면도이다.
실시예에 따른 기판 처리 장치(1)는, 기판(W)에 대해서 열처리를 가하는 것이다. 구체적으로는, 미세 가공 프로세스를 위해서, 예를 들면, 도포 탄소막이라고 하는 하층막을 형성할 때의 열처리를 실시한다. 이 하층막의 생성을 위해서는, 300~500℃ 정도의 고온에서 열처리가 실시된다.
기판 처리 장치(1)는, 하부 베이스 플레이트(3)와, 수냉식 베이스 플레이트(5)와, 열처리 플레이트(7)와, 가동 천판 유닛(9)과, 승강 핀 유닛(11)과, 하우징(13)과, 셔터 유닛(15)을 구비하고 있다.
이 기판 처리 장치(1)는, 인접해서 배치된 반송 암(17)으로부터 기판(W)이 반입되고 열처리를 가한 후, 처리 완료의 기판(W)이 반송 암(17)에 의해서 반출된다.
하부 베이스 플레이트(3)는, 상면에 지주(19)가 세워져 설치되고, 그 상부에 수냉식 베이스 플레이트(5)가 배치되어 있다. 수냉식 베이스 플레이트(5)는, 열처리 플레이트(7)의 열이 하방에 전달하는 것을 억제한다. 구체적으로는, 수냉식 베이스 플레이트(5)는, 예를 들면, 내부에 냉매를 유통 가능한 냉매 유로(21)가 전체에 걸쳐서 형성되어 있다. 이 냉매 유로(21)에는, 예를 들면, 냉매로서 냉각수가 유통된다. 이 냉각수는, 예를 들면, 20℃로 온도 조절되어 있다.
열처리 플레이트(7)는, 평면에서 봤을 때에 원형상을 나타낸다. 그 직경은, 기판(W)의 직경보다 약간 크다. 열처리 플레이트(7)는, 도시 하지 않은 히터 등의 가열 수단을 내장하고 있어, 예를 들면, 표면 온도가 400℃가 되도록 가열된다. 열처리 플레이트(7)는, 그 하면과 수냉식 베이스 플레이트(5)의 상면의 사이에 설치된 지주(23)에 의해, 수냉식 베이스 플레이트(5)로부터 상방으로 이격한 상태로 배치되어 있다. 열처리 플레이트(7)는, 평면에서 봤을 때에 정삼각형의 각 꼭짓점에 대응하는 위치에 관통구(25)가 형성되어 있다.
열처리 플레이트(7)에는, 가동 천판 유닛(9)이 부설되어 있다. 가동 천판 유닛(9)은, 승강 베이스 플레이트(27)와, 승강기구(29)와, 지주(31)와, 가동 천판(33)을 구비하고 있다.
승강 베이스 플레이트(27)는, 지주(23)나, 후술하는 승강 핀(41)의 간섭을 회피하는 개구를 구비하고 있다. 승강기구(29)는, 예를 들면, 에어 실린더로 구성되어 있다. 승강기구(29)는, 작동축을 가지는 부분을 상방을 향한 자세로 수냉식 베이스 플레이트(5)에 밀착해서 장착되어 있다. 이 승강기구(29)는, 작동축의 선단부의 높이를 임의의 위치에서 고정할 수 있다. 승강기구(29)는, 그 작동축이 승강 베이스 플레이트(27)의 저면에 연결되어 있다. 승강기구(29)의 작동축을 승강시키면, 승강 베이스 플레이트(27)의 높이 위치를 가변할 수 있다. 승강 베이스 플레이트(27)는, 그 상면에, 예를 들면, 4개의 지주(31)가 세워져 설치되어 있다. 4개의 지주(31)의 상단에는, 가동 천판(33)이 장착되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 가동 천판(33)은, 평면에서 봤을 때에 중앙부에 개구(35)가 형성되어 있다. 개구(35)는, 평면에서 봤을 때에 기판(W)의 직경보다 작게 형성되어 있다. 이 가동 천판(33)은, 승강기구(29)가 작동함으로써, 승강 베이스 플레이트(27)와 함께 승강한다. 가동 천판(33)의 승강 위치는, 기판(W)에 열처리를 실시할 때의 하강 위치와 기판(W)을 반입할 때의 상승 위치에 걸쳐서 이동된다. 또한, 하강 위치는, 기판(W)의 상면과 가동 천판(33)의 하면의 거리가 약 10mm인 것이 바람직하다. 이것은, 발명자 등의 실험에 의해, 기판(W)의 표면에 있어서의 온도 분포의 면내 균일성을 향상시키기에는, 이 거리가 바람직한 것을 알 수 있었기 때문이다.
가동 천판(33)은, 그 대각길이가, 열처리 플레이트(7)의 직경보다 길게 형성된 직사각형 형상을 나타낸다. 4개의 지주(31)는, 각각의 상단이 가동 천판(33)의 하면에 있어서의 네 귀퉁이에 연결되어 있다. 가동 천판(33)의 네 귀퉁이는, 열원인 평면에서 봤을 때에 열처리 플레이트(7)로부터 먼 위치에 해당한다. 따라서, 열처리 플레이트(7)의 복사열에 의해 가동 천판(33)이 가열되어도, 지주(31)에는 열이 전해지기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 승강기구(29)가 열의 영향을 받기 어렵고, 고장의 발생을 억제할 수 있다.
상술한 가동 천판(33)은, 세라믹 또는 금속과 세라믹의 합금으로부터 이루어지는 것이 바람직하다. 이에 의해 고온의 열처리를 실시해도, 열에 의한 변형을 방지할 수 있다.
승강 핀 유닛(11)은, 구동 기구(37)와 승강 링(39)과 3개의 승강 핀(41)을 구비하고 있다. 또한, 승강 핀(41)은, 도시 관계상, 2개 만을 그리고 있다.
구동 기구(37)는, 예를 들면, 에어 실린더로 구성되어 있다. 구동 기구(37)는, 그 작동축을 가지는 부분을 하방을 향해서 반대측을 수냉식 베이스 플레이트(5)의 하면에 밀착시킨 상태로 장착되어 있다. 작동축의 하부에는, 승강 링(39)이 연결되어 있다. 승강 링(39)의 상면에는, 3개의 승강 핀(41)이 세워져 설치되어 있다. 구동 기구(39)는, 그 작동축의 높이 위치를, 3개의 승강 핀(41)이 열처리 플레이트(7)의 상면으로부터 상방으로 돌출된 수도 위치(도 1중의 이점쇄선)와, 3개의 승강 핀(41)이 열처리 플레이트(7)의 상면으로부터 하방에 몰입한 처리 위치(도 1중의 실선)의 두군데에 걸쳐서 조절 가능하다. 3개의 승강 핀(41)은, 열처리 플레이트(7)에 형성되어 있는 세군데의 관통구(25)에 삽입 통과되어 있다.
승강 핀(41)은, 도 3에 나타내는 바와 같이 구성되어 있는 것이 바람직하다. 승강 핀(41)은, 심부(41a)와, 외통(41b)과, 석영 볼(41c)을 구비하고 있다. 심부(41a)는, 몸통부(41d)의 상부에 해당하는 선단부(41e)가, 몸통부(41d)보다 소경으로 형성되어 있다. 외통(41b)은, 선단부 이외가 석영 볼(41c)의 외경보다 약간 큰 내경으로 형성되어 있다. 외통(41b)의 선단부는, 석영 볼(41c)의 직경보다 작은 내경으로 형성되어 있다. 석영 볼(41c)은, 그 직경이 선단부(41e) 보다 약간 작게 형성되어 있다. 따라서, 석영 볼(41c)을 선단부(41e)의 상면에 재치한 상태로, 외통(41b)을 씌우면, 석영 볼(41c)의 1/3 정도가 외통(41b)으로부터 돌출한 상태가 된다. 이 상태에서, 심부(41d)와 외통(41b)을 관통하는 관통구(41f)에 결합 핀(41g)을 압입함으로써, 외통(41b)을 석영 볼(41c)과 함께 심부(41a)에 고정해 승강 핀(41)을 구성한다. 또한, 석영 볼(41c) 이외의 부재는 금속제이다.
고온 환경에서 견딜 수 있는 재료로는 석영이 적합하지만, 강도나 코스트를 고려하면 승강 핀(41)의 전체를 석영제로 하는 것은 곤란하다. 여기서, 상술한 것처럼 선단부의 석영 볼(41c)만을 석영제로 함으로써 코스트를 억제할 수 있다. 또, 석영은, 기판(W)의 재료인 단결정 실리콘보다 고도가 약간 낮기 때문에, 기판(W)의 하면을 손상할 우려가 낮고, 게다가, 구형상이므로 접촉 면적을 최소한으로 할 수 있다.
하우징(13)은, 열처리 플레이트(7)의 상방을 덮고, 열처리 플레이트(7)에 의한 열처리 분위기를 형성한다. 하우징(13)은, 그 한쪽면에 반입 출구(43)가 형성되어 있다. 반입 출구(43)는, 열처리 플레이트(7)의 상면 부근의 높이 위치에서 위로 개구되어 있다. 반송 암(17)은, 이 반입 출구(43)을 통해 기판(W)의 반입출을 실시한다.
반입 출구(43)에는, 셔터 유닛(15)이 부설되어 있다. 셔터 유닛(15)은, 구동 기구(45)와 셔터 본체(47)를 구비하고 있다. 구동 기구(45)는, 그 작동축의 부분이 상방으로 향해진 자세로, 일부가 수냉식 베이스 플레이트(5)에 밀착되어서 장착되어 있다. 작동축의 상부에는, 셔터 본체(47)가 연결되어 있다. 구동 기구(45)가 작동축을 신장시키면, 셔터 본체(47)가 상승되어 반입 출구(43)가 폐색 되고(도 1에 나타내는 실선), 구동 기구(45)가 작동축을 수축시키면, 셔터 본체(47)가 하강되어 반입 출구(43)가 개방된다(도 1에 나타내는 이점 쇄선).
하우징(13)은, 그 천장면에 배기구(49)가 형성되어 있다. 배기구(49)는, 배기관(51)에 연통 접속되어 있다. 하우징(13)의 배기구(49)와 열처리 플레이트(7)의 상면의 간격은, 예를 들면, 30mm 정도이다. 배기관(51)은, 배기 설비(52)에 연통 접속되어 있다. 배기 설비(52)는, 외부로부터의 지시에 의해 배기 유량을 조정 가능하게 구성되어 있다. 배기관(51)의 일부에는, 압력 검출 유닛(53)이 배치되어 있다. 이 압력 검출 유닛(53)은, 배기관(51) 내의 배기 압력을 검출한다. 압력 검출 유닛(53)의 상세한 구성에 대해서는, 후술한다.
하우징(13)은, 배기관(51)의 상면을 따라서 시즈 히터(55)가 설치되어 있다. 이 시즈 히터(55)는, 하우징(13)이나 배기관(51)을 가열해, 승화물을 포함한 기체가 하우징(13)에 접촉했을 때에, 기체가 냉각되어 승화물이 하우징(13)의 내벽에 부착하는 것을 방지한다.
제어부(61)는, 도시 생략된 CPU나 메모리로부터 구성되어 있다. 제어부(61)는, 열처리 플레이트(7)의 온도 제어, 가동 천판 유닛(9)의 승강 제어, 승강 핀 유닛(11)의 구동 제어, 셔터 유닛(15)의 개폐 제어, 시즈 히터(55)의 온도 제어, 압력 검출 유닛(53)에 근거하는 배기 설비(52)의 배기 제어 등을 실시한다. 또, 제어부(61)는, 가동 천판 유닛(9)의 승강 제어에 있어서의 하강 위치를 기판(W)에 따라 여러 가지로 조작할 수 있다. 예를 들면, 기판(W)마다의 처리 조건이나 순서를 규정한 레시피에 가동 천판(33)의 하강 위치를 규정하도록 해두어, 도시 생략된 지시부를 조작해서, 기판(W)의 표면으로부터의 가동 천판(33)의 거리에 상당하는 파라미터를 미리 레시피에 지시해 둔다. 제어부(61)는, 예를 들면, 기판(W)을 처리하는 데 있어서, 장치 오퍼레이터에 의해서 지시받은 기판(W)에 따른 레시피를 참조하여, 그 파라미터에 따라 승강기구(29)를 조작한다. 이에 의해, 기판(W)마다 가동 천판(33)의 하강 위치를 조정할 수 있다.
여기서, 도 4~도 6을 참조하여, 압력 검출 유닛(53)의 상세한 구성에 대해 설명한다. 또한, 도 4는, 압력 검출 유닛을 나타내는 종단면도이며, 도 5는, 압력 검출 유닛을 배기관 내부에서 본 도이며, 도 6은, 압력 검출 유닛을 배기관 외부에서 본 도이다.
압력 검출 유닛(53)은, 샘플링 포토(71)와, 측정관(73)과, 압력 센서(75)를 구비하고 있다.
샘플링 포토(71)는, 배기관(51)의 내부와, 측정관(73) 및 압력 센서(75)를 연통 접속한다. 샘플링 포토(71)는, 구체적으로는 다음과 같이 구성되어 있다.
샘플링 포토(71)는, 배기관(51)에 형성되어 배기관(51)의 내부에 연통된 배기관 개구부(77)에 장착되어 있다. 샘플링 포토(71)는, 블록체(79)와, 개구부(81)와, 장착구(83)와, 정류판(85)을 구비하고 있다.
블록체(79)는, 개구부(81)가 형성되어 있다. 블록체(79)는, 외관이 판형상을 나타내고, 중앙 부근에 개구부(81)가 형성되어 있다. 이 개구부(81)는, 블록체(79)의 표리면(도 4의 좌우면)에 관통하고 있다. 개구부(81)는, 도 4에 있어서의 우측의 내경이, 좌측의 내경보다 약간 크게 형성된 측정관 장착부(87)가 형성되어 있다. 블록체(79)의 표면(우측)에 있어서의 중앙 부근의 상하단에는, 장착구(83)를 위한 오목부(89)가 형성되어 있다. 오목부(89)에는, 장착구(83)가 장착되어 블록체(79)가 개구부(81)를 배기관 개구부(77)에 임하도록, 또한 블록체(79)가 배기관 개구부(77)를 덮도록 배기관(51)에 장착되어 있다. 장착구(83)는 예를 들면 육각 나사가 예시된다.
블록체(79)는, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향(도 4~도 6에 있어서 화살표로 나타낸다)에 있어서의 개구부(81)의 상류측으로부터 하류측에 걸쳐, 개구 부(81)를 넘도록 정류판(85)이 장착되어 있다. 정류판(85)은, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부(81)의 중심축의 연장선의 교점으로부터 개구부(81)를 보았을 경우에, 도 5에 나타내는 바와 같이, 개구부(81)가 보이지 않게 개구부(81)를 덮도록 배치되어 있다. 또한, 정류판(85)은, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부(81)의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향(도 4)으로, 배기관(51)의 내부에 개구부(81)가 연통하도록 설치되어 있다.
보다 구체적으로는, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과, 개구부(81)의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향(도 4)에서 본 단면이 삼각형 형상을 나타낸다. 그리고, 그 꼭짓점이, 그 내각측을 개구부(81)에 대향하여 장착되어 있다. 즉, 정류판(85)은, 배기관(51)에 있어서의 개구부(81)를 기준으로 한 상류측으로부터 하류측으로 기체가 유하하는 축선상에 있어서의 시점으로부터 샘플링 포토(71) 측을 보았을 경우에 개구부(81)가 보이지 않게 되어 있다. 환언하면, 도 4에 나타내는 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과, 개구부(81)의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향에서 보았을 경우에는, 개구부(81)로 연통한 연통 공간(91)이 형성된다. 이 경우의 연통 공간(91)은, 그 종단면이 삼각형 형상을 나타내고, 도 4에 나타낸 방향에서 보았을 경우, 개구부(81)의 중심축까지는, 기체의 유통 방향에 있어서의 상류측으로부터 하류측을 향해 개구부(81)로부터 정류판(85)까지의 거리가 서서히 커진다.
블록체(79)는, 측정관 장착부(87)에 측정관(73)의 일단측이 삽입된다. 측정관(73)은, 블록체(79) 중, 배기관(51)의 반대 측에 해당되는 면에 장착된 튜브 클램프(93)에 의해서 고정된다. 튜브 클램프(93)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 두갈래로 나누어진 클램프 편(93a, 93b)과, 그 사이에 형성된 클램프 구멍(93c)을 구비하고 있다. 클램프 편(93a, 93b)의 한쪽에만 나사식 결합된 클램프 나사(95)를 박음으로써, 클램프 편(93a, 93b)이 서로 접근하고, 클램프 구멍(93c)에 삽입되어 있는 측정관(73)의 외주면을 협지하여 측정관(73)을 고정한다. 또, 클램프 나사(95)를 느슨하게함으로써, 클램프 편(93a, 93b)이 서로 떨어져 클램프 구멍(93c)으로부터 측정관(73)의 외주면을 개방해, 측정관(73)을 떼어낼 수 있도록 되어 있다.
측정관(73)의 타단 측에는, 압력 센서(75)가 장착되어 있다. 압력 센서(75)는, 측정관(73)과, 개구부(81)와 연통 공간(91)을 통하여 배기관(51) 내에 있어서의 기체의 배기 압력을 측정한다. 압력 센서(75)에 의해서 측정된 배기 압력은, 제어부(61)로 부여된다.
또한, 상술한 튜브 클램프가 본 발명에 있어서의 「측정관 장착구」에 해당한다.
다음으로, 도 7 및 도 8을 참조하여, 상술한 구성의 기판 처리 장치에 의한 기판(W)의 처리에 대해 설명한다. 또한, 도 7은, 기판을 반입출하는 상태를 나타내는 종단면도이며, 도 8은, 기판을 가열하는 상태를 나타내는 종단면도이다.
우선, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제어부(61)는, 가동 천판 유닛(9)을 조작하여, 가동 천판(33)을 상승 위치에 이동시킨다. 또한, 제어부(61)는, 승강 핀 유닛(11)을 조작하여, 3개의 승강 핀(41)을 수도 위치로 상승시킨다. 이러한 조작과 더불어, 제어부(61)는, 셔터 유닛(15)을 조작하여, 반입 출구(43)를 개방시킨다.
그리고, 제어부(61)는, 반송 암(17)을, 수도 위치보다 높고, 또한, 상승 위치의 가동 천판의 하면보다 낮은 위치로 한 상태에서, 반입 출구(43)로부터 진입시켜, 열처리 플레이트(7)의 상방으로 반송 암(17)을 하강시킨다. 이에 의해, 기판(W)이 수도 위치에 있는 승강 핀(41)으로 건네진다. 그리고, 반송 암(17)을 반입 출구(43)로부터 퇴출시키는 것과 더불어, 셔터 유닛(15)을 조작해, 반입 출구(43)를 폐색시킨다.
다음으로, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제어부(61)는, 승강 핀 유닛(11)을 조작해, 3개의 승강 핀(41)을 처리 위치에 하강시킨다. 이에 의해 기판(W)에 대해서 400℃에 의한 가열 처리가 실시된다. 제어부(61)는, 레시피를 참조해, 규정된 가열 시간에 걸쳐서 가열 처리를 실시하게 한다.
제어부(61)는, 소정의 가열 시간이 경과하면, 가동 천판 유닛(9) 및 승강 핀 유닛(11)을 조작하여, 가동 천판(33)을 상승 위치로 상승시킴과 함께, 승강 핀(41)을 수도 위치로 상승시킨다. 다음으로, 제어부(61)는, 셔터 유닛(15)을 조작해, 반입 출구(43)를 개방시킨다. 또한, 제어부(61)는, 반송 암(17)을, 수도 위치보다 하방, 또한, 열처리 플레이트(7)의 상면보다 상방의 높이로부터 반입 출구(43)로 진입시킨다. 그리고, 반송 암(17)을 수도 위치보다 높고, 또한, 가동 천판(33)의 하면보다 낮은 위치로 상승시킴으로써, 처리 완료의 기판(W)을 반송 암(17)이 승강 핀(41)으로부터 받아들인다. 다음으로, 반송 암(17)을 반입출(43)로부터 퇴출시킴으로써, 처리 완료의 기판(W)을 반출시킨다. 또한, 제어부(61)는, 상술한 처리 내내, 압력 검출 유닛(53)에서 검출된 배기관(51) 내의 배기 압력에 근거해 배기 설비(52)를 조작해, 처리 상황에 따라 배기관(51) 내의 배기 유량을 소정의 값이 되도록 제어한다.
상기 일련의 동작에 의해 한 장의 기판(W)에 대한 열처리가 완료되었지만, 새로운 기판(W)을 처리할 때에는, 제어부(61)는, 예를 들면, 장치 오퍼레이터에 의해서 지시받은 레시피를 참조해, 가동 천판 유닛(9)에 의한 가동 천판(33)의 상승 위치를 레시피에서 지시받은 것으로 할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 샘플링 포토(71)는, 배기관(51)의 배기관 개구부(77)에 설치되며, 배기관(51) 내의 배기 압력이, 샘플링 포토(71)를 통하여 장착되어 있는 압력 센서(75)에 의해 측정된다. 이 샘플링 포토(71)는, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부(81)의 중심축의 연장선의 교점으로부터 개구부를 보았을 경우, 개구부가 보이지 않도록 개구부를 덮는 정류판(85)을 구비하고 있다. 이 정류판(85)은, 또한, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부(81)의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향에서 배기관(51)의 내부에 개구부(81)가 연통하도록 설치되어 있으므로, 배기 압력을 압력 센서(75)로 측정할 수 있다. 따라서, 기체에 포함되어 있는 승화물은, 정류판(85)의 상류 측에는 부착하여 퇴적하지만, 개구부(81)에 퇴적하여 개구부(81)를 폐색하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 승화물을 포함한 기체여도, 배기관(51) 내의 배기 압력을 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 실시예에 의한 정류판(85)에 의해, 다음의 효과를 얻을 수 있다.
즉, 개구부(81)에 대향하는 배기관(51) 내에는, 정류판(85)이 삼각 지붕과 같이 배치되어 그 경사면이 기체의 유통 방향에 접한 자세로 되어있다. 따라서, 배기에 포함되는 승화물은 주로 그 상류 및 하류에 접한 경사면에 부착하여 퇴적한다. 또, 기체의 유통 방향과 개구부(81)의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향에서 개구부(81)가 배기관(51)에 연통하고 있으므로, 샘플링 포토(71)를 통하여 압력 센서(75)가 정확하게 배기 압력을 측정할 수 있다.
또, 장착구(83)를 벗기면, 배기관(51)으로부터 블록체(79)를 정류판(85) 마다 떼어낼 수 있으므로, 정류판(85)이나 개구부(81)에 승화물이 부착하고 있어도 메인터넌스에 의해 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 정기적인 메인터넌스를 실시함으로써, 장기간에 걸쳐서 배기 압력의 정밀도를 유지할 수 있다. 또한, 튜브 클램프(93)를 느슨하게하면, 측정관(73)을 블록체(79)로부터 떼어낼 수 있으므로, 승화물이 측정관(73)의 내부에 부착하고 있어도 메인터넌스에 의해 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 정기적인 메인터넌스를 실시함으로써, 장기간에 걸쳐서 배기 압력의 정밀도를 유지할 수 있다.
＜제1 변형예＞
여기서, 도 9를 참조하여, 상술한 정류판(85)의 다른 실시예에 대해 설명한다. 또한, 도 9는, 정류판의 제1 변형예를 나타내는 종단면도이다.
이 정류판(85A)은, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부(81)의 중심축의 연장선의 교점으로부터 개구부(81)를 보았을 경우, 개구부(81)가 보이지 않도록 개구부(81)를 덮는다. 또한, 이 정류판(85A)은, 배기관(51)에 있어서의 기체의 유통 방향과 개구부(81)의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향뿐만이 아니라, 배기관(51)의 기체의 유통 방향에 있어서의 개구부(81)보다 하류측에서도 배기관(51)의 내부에 개구부(81)가 연통하도록 설치되어 있다. 환언하면, 정류판(85A)는, 배기관(51)의 벽면으로부터 서서히 배기관(51)의 중심 측을 향해 경사면이 벌어지도록 형성되어 있다. 그 하류측의 단부는, 개구부(81)의 하류측의 주연부보다 하류 측에 연장되어 있다. 이러한 정류판(85A)은, 상술한 정류판(85)보다 간단하고 쉬운 구성으로 할 수 있으면서도, 상술한 실시예와 마찬가지로, 승화물이 개구부(81)에 퇴적하여 개구부(81)를 폐색하는 것을 억제할 수 있다.
＜제2 변형예＞
여기서, 도 10을 참조하여, 상술한 정류판(85, 85A)의 다른 실시예에 대해 설명한다. 또한, 도 10은, 정류판의 제2 변형예를 나타내는 종단면도이다.
이 정류판(85B)은, 배기관(51)의 기체의 유통 방향에 있어서의 개구부(81)보다 하류측만이 배기관(51)의 내부에 개구부(81)가 연통하도록 설치되어 있다. 이 정류판(85B)은, 배기의 하류측에만 개구한 후드형상에 형성되어 있다. 이러한 정류판(85B)은, 상술한 실시예와 마찬가지로, 개구부(81)에 승화물이 퇴적하여 개구부(81)를 폐색하는 것을 억제할 수 있다. 게다가, 경사면이 측면의 판형상 부재로 지지되어 있으므로, 기계적 강도를 높게 할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 하기와 같이 변형 실시할 수 있다.
(1) 상술한 실시예에서는, 가동 천판(33)을 구비하고 있지만, 본 발명은 이 구성을 구비할 필요는 없다. 즉, 열처리 분위기를 형성하는 하우징(13) 내의 기체를 배기하기 위한 배기관(51)을 구비하고, 그 배기 압력을 검출하는 기판 처리 장치이면 본 발명을 적용할 수 있다.
(2) 상술한 실시예에서는, 장착구(83)에 의해 블록체(79)를 배기관(51)에 착탈 가능하게 구성했지만 본 발명은 이러한 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 블록체(79)로 배기관(51)을 드로우 래치(draw latch)로 착탈 가능하게 구성해도 된다. 또, 샘플링 포토(71)를 배기관(51)의 일부에 고정적으로 장착하는 구성으로 해, 배기관(51)의 일부를 배기관(51)에 착탈 가능하게 하는 구성으로 해도 된다.
(3) 상술한 실시예에서는, 블록체(79)에 대해서 측정관(73)을 튜브 클램프(93)에 의해 착탈 가능한 구성으로 했다. 그러나, 본 발명은 튜브 클램프(93)를 필수로 하는 것은 아니다. 예를 들면, 블록체(79)에 측정관(73)을 제외할 수 없게 장착하도록 해도 된다.
1, 1A…기판 처리 장치
W…기판
3…하부 베이스 플레이트
5…수냉식 베이스 플레이트
7…열처리 플레이트
9…가동 천판 유닛
11…승강 핀 유닛
13…하우징
15…셔터 유닛
29…승강기구
33…가동 천판
35…개구
37…구동 기구
41…승강 핀
43…반입 출구
47…셔터 본체
51…배기관
53…압력 검출 유닛
61…제어부
71…샘플링 포토
73…측정관
75…압력 센서
77…배기관 개구부
79…블록체
81…개구부
83…장착구
85, 85A, 85B…정류판
87…측정관 장착부
93…튜브 클램프

Claims (6)

  1. 기판에 대해서 열처리를 실시하는 기판 처리 장치에 있어서,
    기판을 재치(載置)하여, 기판을 가열하는 열처리 플레이트와,
    상기 열처리 플레이트의 상방을 덮어, 열처리 플레이트에 의한 열처리 분위기를 형성하는 하우징과,
    상기 하우징 내의 기체를 배기하는 배기관과,
    상기 배기관에 형성되며, 상기 배기관의 내부에 연통한 배기관 개구부와,
    상기 배기관 개구부에 설치되며, 상기 배기관 내의 배기 압력을 검출하기 위한 샘플링 포트와,
    상기 샘플링 포트를 통하여 배기 압력을 측정하는 압력 센서를 구비하고,
    상기 샘플링 포트는,
    상기 배기관 개구부에서 상기 배기관의 내부에 연통한 개구부와,
    상기 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과, 상기 개구부의 중심축의 연장선의 교점으로부터 상기 개구부를 보았을 경우, 상기 개구부가 보이지 않도록 상기 개구부의 전체를 덮는 것과 더불어, 상기 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과 상기 개구부의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향에서 상기 배기관의 내부에 상기 개구부가 연통하도록 설치된 정류판을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정류판은, 상기 개구부의 상류측으로부터 하류측에 걸쳐, 상기 개구부를 넘도록 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 정류판은, 상기 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과, 상기 개구부의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향에서 보았을 경우에, 상기 배기관의 상류측으로부터 하류측을 향해 서서히 상기 개구부로부터의 거리가 커지는 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 정류판은, 상기 배기관에 있어서의 기체의 유통 방향과, 상기 개구부의 중심축의 양쪽에 직교하는 방향에서 본 단면이 삼각형 형상을 나타내고, 그 꼭짓점이, 그 내각측을 상기 개구부에 대향해서 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 개구부가 형성된 블록체와,
    상기 배기관 개구부에 상기 개구부가 임하도록 하여, 상기 블록체를 상기 배기관에 착탈 가능하게 장착하는 장착구를 구비하고,
    상기 정류판은, 상기 블록체의 상기 배기관 개구부측에 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 블록체는, 상기 개구부의 반대면에, 상기 개구부에 연통한 측정관 장착부가 형성되어 있는 것과 더불어,
    상기 블록체의 상기 측정관 장착부에 일단측이 배치되고, 타단측에 상기 압력 센서가 배치된 측정관과,
    상기 측정관의 일단측을 상기 측정관 장착부에 착탈 가능하게 장착하는 측정관 장착구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기판 처리 장치.
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