KR102382926B1 - 수증기 처리 장치 및 수증기 처리 방법 - Google Patents

수증기 처리 장치 및 수증기 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 처리 가스에 의한 처리가 실시된 기판에 대하여, 높은 생산성 하에서 수증기 처리를 행하는 수증기 처리 장치 및 수증기 처리 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
처리 가스에 의한 처리가 실시된 기판을 수증기에 의해 처리하는 수증기 처리 장치로서, 상하로 분리된 제1 처리실과 제2 처리실을 갖는 외측 챔버와, 상기 제1 처리실에 수용되고, 상기 제1 처리실의 내벽면과 접촉하지 않고, 상기 제1 처리실의 바닥면에 있는 고정 부재에 배치되는 제1 내측 챔버와, 상기 제2 처리실에 수용되고, 상기 제2 처리실의 내벽면과 접촉하지 않고, 상기 제2 처리실의 바닥면에 있는 고정 부재에 배치되는 제2 내측 챔버와, 상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버 각각에 수증기를 공급하는 수증기 공급부와, 상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버 각각으로부터 배기하는 내측 배기부를 갖는다.

Description

수증기 처리 장치 및 수증기 처리 방법{WATER VAPOR PROCESSING APPARATUS AND WATER VAPOR PROCESSING METHOD}
본 개시는 수증기 처리 장치 및 수증기 처리 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 할로겐계 가스의 플라즈마에 의해 피처리체에 처리를 실시하는 피처리체 처리실에 접속되어, 내부의 피처리체에 대하여 고온 수증기를 공급하는 고온 수증기 공급 장치를 구비하고 있는 대기 반송실이 개시되어 있다. 특허문헌 1에 개시된 대기 반송실에 의하면, 반응 생성물 중의 할로겐의 환원을 촉진하여, 반응 생성물의 분해를 촉진할 수 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-261456호 공보
본 개시는, 처리 가스에 의한 처리가 실시된 기판에 대하여, 높은 생산성 하에서 수증기 처리를 행할 수 있는 수증기 처리 장치 및 수증기 처리 방법을 제공한다.
본 개시의 일양태에 의한 수증기 처리 장치는,
처리 가스에 의한 처리가 실시된 기판을 수증기에 의해 처리하는 수증기 처리 장치로서,
상하로 분리된 제1 처리실과 제2 처리실을 갖는 외측 챔버와,
상기 제1 처리실에 수용되고, 상기 제1 처리실의 내벽면과 접촉하지 않고, 상기 제1 처리실의 바닥면에 있는 고정 부재에 배치되는 제1 내측 챔버와,
상기 제2 처리실에 수용되고, 상기 제2 처리실의 내벽면과 접촉하지 않고, 상기 제2 처리실의 바닥면에 있는 고정 부재에 배치되는 제2 내측 챔버와,
상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버 각각에 수증기를 공급하는 수증기 공급부와,
상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버 각각으로부터 배기하는 내측 배기부를 갖는다.
본 개시에 의하면, 처리 가스에 의한 처리가 실시된 기판에 대하여, 높은 생산성 하에서 수증기 처리를 행하는 수증기 처리 장치 및 수증기 처리 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시형태에 관한 수증기 처리 장치에 의한 애프터 트리트먼트 처리가 적용되는 박막 트랜지스터의 일례를 나타내는 종단면도이다.
도 2a는 에칭 처리 후의 전극 근방의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 2b는 애프터 트리트먼트 처리 후의 전극 근방의 상태를 나타내는 모식도이다.
도 3은 실시형태에 관한 수증기 처리 장치를 포함하는 클러스터 툴의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 4는 실시형태에 관한 수증기 처리 장치의 일례의 종단면도이다.
도 5는 도 4의 V-V 화살표도이며, 도 4와 직교하는 방향의 종단면도이다.
도 6은 도 4의 VI-VI 화살표도이며, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치의 일례의 횡단면도이다.
도 7은 기판이 탑재된 기판 반송 부재를 내측 챔버에 반입하여, 기판을 배치대에 배치하는 상황을 설명하는 종단면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 화살표도이다.
도 9는 도 7의 IX-IX 화살표도이다.
도 10은 수증기 공급부의 공급관과 내측 배기부의 배기관의 다른 실시형태를 나타내는 횡단면도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI 화살표도이다.
도 12는 수증기 공급부의 공급 기구와 내측 배기부의 배기관의 또 다른 실시형태를 나타내는 종단면도이다.
도 13은 도 12의 XIII-XIII 화살표도이다.
도 14는 실시형태에 관한 수증기 처리 장치에 의한 처리 플로우의 일례를 나타내는 플로우차트이다.
도 15는 기화기와 내측 챔버의 압력 제어 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 개시의 실시형태에 관한 수증기 처리 장치에 관해 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에서, 실질적으로 동일한 구성 요소에 관해서는, 동일한 부호를 붙임으로써 중복 설명을 생략하는 경우가 있다.
[실시형태]
<애프터 트리트먼트 처리가 적용되는 박막 트랜지스터의 일례>
처음에, 도 1 내지 도 2b를 참조하여, 본 개시의 실시형태에 관한 수증기 처리 장치에 의해 애프터 트리트먼트 처리가 적용되는 박막 트랜지스터의 일례에 관해 설명한다. 여기서, 도 1은, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치에 의한 애프터 트리트먼트 처리가 적용되는 박막 트랜지스터의 일례를 나타내는 종단면도이다. 또한, 도 2a는, 에칭 처리 후의 전극 근방의 상태를 나타내는 모식도이며, 도 2b는, 애프터 트리트먼트 처리 후의 전극 근방의 상태를 나타내는 모식도이다.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD) 등의 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display : FPD)에 사용되는, 예컨대 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)는 유리 기판 등의 기판(G) 위에 형성된다. 구체적으로는, 기판(G) 위에, 게이트 전극이나 게이트 절연막, 반도체층 등을 패터닝하면서 순차적으로 적층해 감으로써 TFT가 형성된다. 또한, FPD용의 기판(G)의 평면 치수는 세대의 추이와 함께 대규모화하고 있고, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치에 의해 처리되는 기판(G)의 평면 치수는, 예컨대 제6 세대의 1500 mm×1800 mm 정도의 치수로부터, 제10 세대의 2800 mm×3000 mm 정도의 치수까지를 적어도 포함한다.
도 1에는, 채널 에치형의 보텀게이트형 구조의 TFT를 나타내고 있다. 도시하는 TFT는, 유리 기판(G)(기판의 일례) 상에 게이트 전극(P1)이 형성되고, 그 위에 SiN막 등으로 이루어진 게이트 절연막(F1)이 형성되고, 또한 그 상층에 표면이 n+ 도핑된 a-Si나 산화물 반도체의 반도체층(F2)이 적층되어 있다. 반도체층(F2)의 상층 측에는 금속막이 성막되고, 이 금속막이 에칭됨으로써 소스 전극(P2)(전극의 일례)과 드레인 전극(P3)(전극의 일례)이 형성된다.
소스 전극(P2)과 드레인 전극(P3)이 형성된 후, n+ 도핑된 반도체층(F2)의 표면을 에칭함으로써, TFT에서의 채널부가 형성된다. 이어서, 표면을 보호하기 위해, 예컨대 SiN막으로 이루어진 패시베이션막이 형성된다(도시하지 않음). 그리고, 패시베이션막의 표면에 형성된 컨택트홀을 통해 소스 전극(P2)이나 드레인 전극(P3)이 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 도시하지 않은 투명 전극에 접속되고, 이 투명 전극이 구동 회로나 구동 전극에 접속됨으로써 FPD가 형성된다. 또한, 도시예의 보텀게이트형 구조의 TFT 이외에도, 톱게이트형 구조의 TFT 등도 있다.
도시하는 TFT에서, 소스 전극(P2)과 드레인 전극(P3)을 형성하기 위한 금속막으로는, 예컨대 하층 측으로부터 순서대로, 티탄막, 알루미늄막, 티탄막이 적층된 Ti/Al/Ti 구조의 금속막이 적용된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 예컨대 Ti/Al/Ti 구조의 금속막의 표면에는 레지스트막(F3)이 패터닝되어 있다. 이 금속막에 대하여, 염소 가스(Cl2)나 삼염화붕소(BCl3), 사염화탄소(CCl4)와 같은 염소계의 에칭 가스(할로겐계의 에칭 가스)를 적용하여 드라이 에칭 처리를 행함으로써, 소스 전극(P2)과 드레인 전극(P3)이 형성된다.
이와 같이, 염소계의 에칭 가스를 적용하여 소스 전극(P2)이나 드레인 전극(P3)을 패터닝하면, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 레지스트막(F3)에 염소(Cl)가 부착될 수 있다. 또한, 에칭된 금속막인 전극(P2(P3))에도, 염소나 염소와 알루미늄의 화합물인 염화알루미늄(염소계 화합물)이 부착될 수 있다. 이와 같이 염소가 부착된 상태의 TFT를 그 후의 레지스트막(F3)의 박리를 위해 대기 반송하면, 레지스트막(F3)이나 전극(P2(P3))에 부착되어 있는 염소와 대기중의 수분의 수소가 반응하여 염산이 생성됨과 더불어 남아 있는 수산기(OH)와 알루미늄이 반응하여 수산화알루미늄(Al(OH)3)이 생성되어, 전극(P2(P3))의 부식을 일으키는 요인이 될 수 있다.
따라서, 본 실시형태에서는, 염소계의 에칭 가스를 적용하여 에칭 처리를 행함으로써 전극(P2(P3))이 형성된 후의 기판(G)에 대하여, 수증기(H2O 수증기, 비플라즈마 수증기)를 제공하는 수증기 처리(이하, 「애프터 트리트먼트」라고도 함)를 행한다. 이 수증기 처리에 의해 전극(P2(P3))에 부착되어 있는 염소를 제거한다. 즉, 도 2b에 나타낸 바와 같이, H2O 수증기는, 전극(P2(P3))에 부착되어 있는 염소나 염소계 화합물과 반응하여 염화수소(HCl)를 생성하고, 전극(P2(P3))으로부터 염화수소가 이탈하는 것에 의해 염소나 염소계 화합물을 제거하여, 부식의 원인이 되는 수산화알루미늄의 발생을 억제한다.
<실시형태에 관한 수증기 처리 장치를 포함하는 클러스터 툴의 일례>
다음으로, 도 3을 참조하여, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치를 포함하는 클러스터 툴의 일례에 관해 설명한다. 여기서, 도 3은, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치를 포함하는 클러스터 툴의 일례를 나타내는 평면도이다.
클러스터 툴(200)은 멀티 챔버형이며, 진공 분위기하에서 시리얼 처리를 실행할 수 있는 시스템으로서 구성되어 있다. 클러스터 툴(200)에 있어서, 중앙에 배치되어 있는 평면시 육각형인 반송 챔버(20)(트랜스퍼 모듈이라고도 함)의 한 변에는, 게이트 밸브(12)를 통해 로드록 챔버(10)가 부착되어 있다. 또한, 반송 챔버(20)의 다른 네 변에는, 각각 게이트 밸브(31)를 통해 4기의 프로세스 챔버(30A, 30B, 30C, 30D)(프로세스 모듈이라고도 함)가 부착되어 있다. 또한, 반송 챔버(20)의 나머지 한 변에는, 게이트 밸브(32)를 통해 본 실시형태에 관한 수증기 처리 장치(100)(애프터 트리트먼트 챔버)가 부착되어 있다.
각 챔버는 모두 동일한 정도의 진공 분위기가 되도록 제어되어 있고, 게이트 밸브(31, 32)가 개방되어 반송 챔버(20)와 각 챔버 사이의 기판(G)의 전달이 행해질 때에, 챔버 사이의 압력 변동이 생기지 않도록 조정되고 있다.
로드록 챔버(10)에는, 게이트 밸브(11)를 통해 캐리어(도시하지 않음)가 접속되어 있고, 캐리어에는, 캐리어 배치부(도시하지 않음) 상에 배치되어 있는 다수의 기판(G)이 수용되어 있다. 로드록 챔버(10)는, 상압 분위기와 진공 분위기 사이에서 내부의 압력 분위기를 전환할 수 있도록 구성되어 있고, 캐리어와의 사이에서 기판(G)의 전달을 행한다.
로드록 챔버(10)는, 예컨대 2단으로 적층되어 있고, 각각의 로드록 챔버(10) 내에는, 기판(G)을 유지하는 랙(14)이나 기판(G)의 위치 조절을 행하는 포지셔너(13)가 마련되어 있다. 로드록 챔버(10)가 진공 분위기로 제어된 후, 게이트 밸브(12)가 개방되어 동일하게 진공 분위기로 제어되어 있는 반송 챔버(20)와 연통되고, 로드록 챔버(10)로부터 반송 챔버(20)에 대하여 X2 방향으로 기판(G)의 전달을 행한다.
반송 챔버(20) 내에는 둘레 방향인 X1 방향으로 회전 가능하고 각 챔버 측으로 슬라이드 가능한 반송 기구(21)가 탑재되어 있다. 반송 기구(21)는, 로드록 챔버(10)로부터 전달된 기판(G)을 원하는 챔버까지 반송하고, 게이트 밸브(31, 32)가 개방됨으로써, 로드록 챔버(10)와 동일한 정도의 진공 분위기로 조정되어 있는 각 챔버에 대한 기판(G)의 전달을 행한다.
도시예는, 프로세스 챔버(30A, 30B, 30C, 30D)가 모두 플라즈마 처리 장치이며, 각 챔버에서는, 모두 할로겐계의 에칭 가스(염소계의 에칭 가스)를 적용한 드라이 에칭 처리가 행해진다. 클러스터 툴(200)에서의 기판(G) 처리의 일련의 흐름으로는, 우선, 반송 챔버(20)로부터 프로세스 챔버(30A)에 기판(G)이 전달되고, 프로세스 챔버(30A)에서 드라이 에칭 처리가 실시된다. 드라이 에칭 처리가 실시된 기판(G)은 반송 챔버(20)에 전달된다(이상, 기판(G)은 X3 방향으로 이동).
반송 챔버(20)에 전달된 기판(G)에는, 도 2a를 참조하여 이미 설명한 바와 같이, 기판(G)의 표면에 형성되어 있는 소스 전극(P2)과 드레인 전극(P3)에 염소나 염소계 화합물이 부착되어 있다. 따라서, 반송 챔버(20)로부터 수증기 처리 장치(100)에 기판(G)을 전달하고, 수증기 처리 장치(100)로 수증기 처리에 의한 애프터 트리트먼트를 행한다. 애프터 트리트먼트에 의해, 전극(P2(P3))으로부터 염소나 염소계 화합물을 제거하고, 염소 등이 제거된 기판(G)을 반송 챔버(20)에 전달한다(이상, 기판(G)은 X7 방향으로 이동).
이하, 동일하게 반송 챔버(20)와 프로세스 챔버(30B) 사이의 X4 방향의 기판(G)의 전달을 행하고, 반송 챔버(20)와 수증기 처리 장치(100) 사이의 X7 방향의 기판(G)의 전달을 행한다. 또한, 반송 챔버(20)와 프로세스 챔버(30C) 사이의 X5 방향의 기판(G)의 전달을 행하고, 반송 챔버(20)와 수증기 처리 장치(100) 사이의 X7 방향의 기판(G)의 전달을 행한다. 또한, 반송 챔버(20)와 프로세스 챔버(30D) 사이의 X6 방향의 기판(G)의 전달을 행하고, 반송 챔버(20)와 수증기 처리 장치(100) 사이의 X7 방향의 기판(G)의 전달을 행한다.
이와 같이, 클러스터 툴(200)은, 염소계의 에칭 가스를 적용한 드라이 에칭 처리(플라즈마 에칭 처리)를 행하는 복수의 에칭 챔버와, 수증기 처리에 의한 애프터 트리트먼트를 행하는 수증기 처리 장치(100)를 갖는다. 그리고, 각 에칭 챔버에서의 기판(G)의 에칭 처리와, 수증기 처리 장치(100)에서의 수증기 처리에 의한 애프터 트리트먼트를 일련의 시퀀스로 하는 프로세스 레시피에 따라서, 이 시퀀스를 에칭 챔버마다 행하는 클러스터 툴이다. 클러스터 툴(200)에서는, 이하에 상세히 설명하는 수증기 처리 장치(100)를 상하 2단 배치로 함으로써, 한층 더 생산성이 높은 클러스터 툴이 형성된다.
또한, 각 프로세스 챔버가 모두 드라이 에칭 처리를 행하는 형태 이외의 형태이어도 좋다. 예컨대, 각 프로세스 챔버가, CVD(Chemical Vaper Deposition) 처리나 PVD(Physical Vaper Deposition) 처리 등의 성막 처리와, 에칭 처리를 순차적으로 행하는 형태의 클러스터 툴이어도 좋다. 또한, 클러스터 툴을 구성하는 반송 챔버의 평면형상은 도시예의 육각형상에 한정되는 것이 아니며, 접속되는 프로세스 챔버의 기수에 따른 다각형상의 반송 챔버가 적용된다.
<실시형태에 관한 수증기 처리 장치>
다음으로, 도 4 내지 도 9를 참조하여, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치를 포함하는 클러스터 툴의 일례에 관해 설명한다. 여기서, 도 4는, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치의 일례의 종단면도이다. 또한, 도 5는, 도 4의 V-V 화살표도이고, 도 4와 직교하는 방향의 종단면도이며, 도 6은, 도 4의 VI-VI 화살표도이고, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치의 일례의 횡단면도이다. 또한, 도 7은, 기판이 탑재된 기판 반송 부재를 내측 챔버에 반입하여, 기판을 배치대에 배치하는 상황을 설명하는 종단면도이다. 또한, 도 8은, 도 7의 VIII-VIII 화살표도이며, 도 9는, 도 7의 IX-IX 화살표도이다.
수증기 처리 장치(100)는, 염소계의 에칭 가스(처리 가스의 일례)에 의한 처리가 실시된 기판(G)을 수증기에 의해 처리하는 장치이다. 수증기 처리 장치(100)는, 상하로 분리된 제1 처리실(111)과 제2 처리실(112)을 갖는 외측 챔버(110)와, 제1 처리실(111) 내에 배치되는 제1 내측 챔버(120)와, 제2 처리실(112) 내에 배치되는 제2 내측 챔버(150)를 갖는다.
외측 챔버(110)는, 본체(103)와, 상측 덮개(104)와, 하측 덮개(106)를 가지며, 본체(103), 상측 덮개(104) 및 하측 덮개(106)는 모두, 알루미늄 혹은 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있다.
본체(103)는, 수평 방향으로 연장되어 제1 처리실(111)과 제2 처리실(112)을 상하로 구획하는 구획판(102)과, 구획판(102)에 연속하여 수직 방향으로 연장된 측벽(101)을 갖는다. 측벽(101)은, 평면형상이 직사각형을 나타내고 있고, 측벽(101)의 상단에는, 평면형상이 직사각형인 결합 단부(103a)가 내측으로 돌출되어 마련되어 있고, 측벽(101)의 하단에는, 평면형상이 직사각형인 결합 단부(103b)가 내측으로 돌출되어 마련되어 있다.
직사각형의 결합 단부(103a)에 대하여, 마찬가지로 평면형상이 직사각형인 상측 덮개(104)가 갖는 결합 돌기(104a)가 결합되고, 쌍방이 고정 수단(도시하지 않음)에 의해 고정된다. 또한, 상측 덮개(104)의 한 변이 본체(103)의 한 변에 회동부(도시하지 않음)를 통해 회동 가능하게 부착되어 있어도 좋다. 예컨대, 제1 내측 챔버(120)를 메인터넌스하거나 할 때에는, 본체(103)로부터 상측 덮개(104)를 제거함으로써, 제1 처리실(111)로부터 제1 내측 챔버(120)를 반출할 수 있다. 그리고, 메인터넌스가 행해진 제1 내측 챔버(120)를 제1 처리실(111)에 반입하고, 본체(103)에 대하여 상측 덮개(104)를 부착함으로써, 제1 처리실(111)에 대하여 제1 내측 챔버(120)를 설치할 수 있다.
또한, 직사각형의 결합 단부(103b)에 대하여, 마찬가지로 평면형상이 직사각형인 하측 덮개(106)가 갖는 결합 돌기(106a)가 결합되고, 쌍방이 고정 수단(도시하지 않음)에 의해 고정된다. 그리고, 제2 내측 챔버(150)를 메인터넌스하거나 할 때에는, 본체(103)로부터 하측 덮개(106)를 제거함으로써, 제2 처리실(112)로부터 제2 내측 챔버(150)를 반출할 수 있다. 그리고, 메인터넌스가 행해진 제2 내측 챔버(150)를 제2 처리실(112)에 반입하고, 본체(103)에 대하여 하측 덮개(106)를 부착함으로써, 제2 처리실(112)에 대하여 제2 내측 챔버(150)를 설치할 수 있다.
알루미늄 혹은 알루미늄 합금제의 외측 챔버(110)는 충분한 열용량을 갖고 있다. 따라서, 클러스터 툴(200)이 수용되는 클린룸 등의 환경 하에서는, 수증기 처리시에 고온이 될 수 있는 제1 내측 챔버(120) 혹은 제2 내측 챔버(150)에 대하여 특별한 단열 조치를 강구하지 않더라도, 예컨대 항상 60℃ 정도의 온도를 유지할 수 있다. 그 때문에, 수증기 처리 장치(100)를 메인터넌스하거나 할 때에는, 작업원이 외측 챔버(110)에 접촉하여 메인터넌스 등의 작업을 행할 수 있다.
제1 내측 챔버(120)는, 알루미늄 혹은 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있는 케이스이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제1 내측 챔버(120)가 갖는 하나의 측면에는 제1 내측 개구(123)가 마련되어 있고, 제1 내측 개구(123)를 개폐하도록 Y1 방향으로 회동하는 개폐 덮개(124)가 회동부(125)를 통해 부착되어 있다.
또한, 외측 챔버(110) 내의, 제1 내측 개구(123)에 대응하는 위치에는 제1 외측 개구(105)가 마련되어 있고, 제1 외측 개구(105)를 개폐하도록 Y2 방향으로 회동하는 개폐 덮개(107)가 회동부(115)를 통해 부착되어 있다.
제2 내측 챔버(150)도 마찬가지로, 알루미늄 혹은 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있는 케이스이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2 내측 챔버(150)가 갖는 하나의 측면에는 제2 내측 개구(153)가 마련되어 있고, 제2 내측 개구(153)를 개폐하도록 Y1 방향으로 회동하는 개폐 덮개(154)가 회동부(155)를 통해 부착되어 있다.
또한, 외측 챔버(110) 내의, 제2 내측 개구(153)에 대응하는 위치에는 제2 외측 개구(108)가 마련되어 있고, 제2 외측 개구(108)를 개폐하도록 Y2 방향으로 회동하는 개폐 덮개(109)가 회동부(116)를 통해 부착되어 있다.
개폐 덮개(124, 107)가 개방됨으로써, 반송 챔버(20)로부터 기판(G)을 제1 내측 챔버(120)에 전달할 수 있고, 마찬가지로, 수증기 처리 후의 기판(G)을 제1 내측 챔버(120)로부터 반송 챔버(20)에 전달할 수 있다. 또한, 개폐 덮개(154, 109)가 개방됨으로써, 반송 챔버(20)로부터 기판(G)을 제2 내측 챔버(150)에 전달할 수 있고, 마찬가지로, 수증기 처리 후의 기판(G)을 제2 내측 챔버(150)로부터 반송 챔버(20)에 전달할 수 있다.
제1 처리실(111)에 있어서, 제1 내측 챔버(120)는 제1 처리실(111)의 내벽면과 접촉하지 않고, 제1 처리실(111)의 바닥면에 있는 복수의 고정 부재(140)에 배치된다. 마찬가지로, 제2 내측 챔버(150)는, 제2 처리실(112)의 내벽면과 접촉하지 않고, 제2 처리실(112)의 바닥면에 있는 복수의 고정 부재(170)에 배치된다. 이 구성에 의해, 제1 처리실(111)과 제1 내측 챔버(120)의 사이에 공간(S1)이 형성되고, 제2 처리실(112)과 제2 내측 챔버(150)의 사이에 공간(S3)이 형성된다. 또한, 기판(G)에 대하여 수증기 처리가 행해지는 제1 내측 챔버(120)의 내부에 처리 공간(S2)이 형성되고, 마찬가지로 기판(G)에 대하여 수증기 처리가 행해지는 제2 내측 챔버(150)의 내부에 처리 공간(S4)이 형성된다.
고정 부재(140, 170)는 단열성을 가지며, 테플론(등록상표)이나 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹스, 열전도율이 낮은 스테인레스 등에 의해 형성되어 있다. 제1 내측 챔버(120)가 제1 처리실(111)의 내벽면과 접촉하지 않고, 단열성을 갖는 고정 부재(140)를 통해 제1 처리실(111)의 바닥면에 고정되어 있다. 이 구성에 의해, 이하에 설명하는 바와 같이, 온도 조절 제어된 제1 내측 챔버(120)의 열이 외측 챔버(110)에 전열되는 것을 억제할 수 있다. 마찬가지로, 제2 내측 챔버(150)가 제2 처리실(112)의 내벽면과 접촉하지 않고, 단열성을 갖는 고정 부재(170)를 통해 제2 처리실(112)의 바닥면에 고정되어 있다. 이 구성에 의해, 온도 조절 제어된 제2 내측 챔버(150)의 열이 외측 챔버(110)에 전열되는 것을 억제할 수 있다.
제1 내측 챔버(120)의 바닥면에는, 기판(G)을 배치하는 제1 지지 부재(130)(제1 배치대)가 배치되어 있다. 제1 지지 부재(130)는, 알루미늄 혹은 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있는 길이가 긴 블록형 부재이며, 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 복수의 제1 지지 부재(130)가 간극을 두고 배치되어 있다. 이 간극은, 도 7 내지 도 9에 나타내는 기판 반송 부재(500)를 구성하는 축부재(510)가 수용되는 수용 홈(134)을 형성한다.
마찬가지로, 제2 내측 챔버(150)의 바닥면에는, 기판(G)을 배치하는 제2 지지 부재(160)(제2 배치대)가 배치되어 있다. 제2 지지 부재(160)는, 알루미늄 혹은 알루미늄 합금에 의해 형성되어 있는 길이가 긴 블록형 부재이며, 복수의 제2 지지 부재(160)가 간극을 두고 배치되어 있다. 이 간극은 수용 홈(164)을 형성한다.
제1 지지 부재(130)의 상면에는 복수의 돌기(132)가 간격을 두고 배치되어 있고, 돌기(132) 위에 기판(G)이 배치된다. 마찬가지로, 제2 지지 부재(160)의 상면에는 복수의 돌기(162)가 간격을 두고 배치되어 있고, 돌기(162) 위에 기판(G)이 배치된다.
외측 챔버(110)에 있어서, 공간(S1) 내의 압력을 계측하는 압력계(302)가 부착되어 있고, 공간(S3) 내의 압력을 계측하는 압력계(306)가 부착되어 있다. 또한, 제1 내측 챔버(120)에 있어서, 처리 공간(S2) 내의 압력을 계측하는 압력계(304)가 부착되어 있고, 제2 내측 챔버(150)에 있어서, 처리 공간(S4) 내의 압력을 계측하는 압력계(308)가 부착되어 있다. 이들 압력계(302, 304, 306, 308)에 의한 모니터 정보는, 제어부(600)에 송신되도록 되어 있다.
제1 내측 챔버(120)에는, 수증기 공급부(402)를 구성하는 기화기(400)에 통하는 공급 배관이 접속되어 있고, 공급 배관에는 공급 밸브(401)가 개재되어 있다. 또한, 제1 내측 챔버(120)에는, 내측 배기부(408)를 구성하는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프(406)(내측 배기부의 일례)에 통하는 배기 배관이 접속되어 있고, 배기 배관에는 배기 밸브(407)가 개재되어 있다. 또한, 외측 챔버(110)와 제1 내측 챔버(120)에는, 질소 가스(N2) 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부(415)로부터의 2계통의 공급 배관이 접속되어 있고, 각 공급 배관에는 공급 밸브(416)가 개재되어 있다.
제2 내측 챔버(150)에는, 수증기 공급부(405)를 구성하는 기화기(403)에 통하는 공급 배관이 접속되어 있고, 공급 배관에는 공급 밸브(404)가 개재되어 있다. 또한, 제2 내측 챔버(150)에는, 내측 배기부(411)를 구성하는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프(409)(내측 배기부의 일례)에 통하는 배기 배관이 접속되어 있고, 배기 배관에는 배기 밸브(410)가 개재되어 있다. 또한, 외측 챔버(110)와 제2 내측 챔버(150)에는, 질소 가스(N2) 등의 불활성 가스를 공급하는 불활성 가스 공급부(417)로부터의 2계통의 공급 배관이 접속되어 있고, 각 공급 배관에는 공급 밸브(418)가 개재되어 있다.
외측 챔버(110)에 있어서, 진공 펌프(412)(외측 배기부의 일례)로부터의 2계통의 배기 배관이 공간(S1, S3)에 통하도록 하여 접속되어 있고, 각 배기 배관에는 배기 밸브(413, 414)가 개재되어 있다.
진공 펌프(412)를 작동시킴으로써 공간(S1, S3)을 진공 분위기로 조정하고, 마찬가지로 진공 분위기로 조정되어 있는 반송 챔버(20)와의 사이의 압력차가 가급적 적어지도록 차압 제어가 행해진다.
또한, 공간(S1) 내를 진공 상태로 하면서 불활성 가스 공급부(415)로부터 불활성 가스를 공급함으로써, 공간(S1) 내에 잔존하는 수증기나 염화수소 등을 퍼지할 수 있다. 마찬가지로, 공간(S3) 내를 진공 상태로 하면서 불활성 가스 공급부(417)로부터 불활성 가스를 공급함으로써, 공간(S3) 내에 잔존하는 수증기나 염화수소 등을 퍼지할 수 있다. 또한, 공간(S1) 및 공간(S3)을 진공 상태로 함으로써, 제1 내측 챔버(120) 및 제2 내측 챔버(150)와 외측 챔버(110)의 사이의 전열을 억제하는 효과를 높이는 효과도 갖는다.
또한, 제1 내측 챔버(120)에서는, 내측 배기부(408)를 작동시킴으로써 처리 공간(S2)을 진공 분위기로 조정하고, 수증기 공급부(402)를 작동시켜 처리 공간(S2) 내에 수증기를 공급함으로써, 처리 공간(S2) 내에 배치되어 있는 기판(G)의 수증기 처리를 행할 수 있다. 또한, 공간(S1)과 마찬가지로, 처리 공간(S2) 내를 진공 상태로 하면서 불활성 가스 공급부(415)로부터 불활성 가스를 공급함으로써, 처리 공간(S2) 내에 잔존하는 수증기나 염화수소 등을 퍼지할 수 있다.
또한, 제2 내측 챔버(150)에서는, 내측 배기부(411)를 작동시킴으로써 처리 공간(S4)을 진공 분위기로 조정하고, 수증기 공급부(405)를 작동시켜 처리 공간(S4) 내에 수증기를 공급함으로써, 처리 공간(S4) 내에 배치되어 있는 기판(G)의 수증기 처리를 행할 수 있다. 또한, 공간(S3)과 마찬가지로, 처리 공간(S4) 내를 진공 상태로 하면서 불활성 가스 공급부(417)로부터 불활성 가스를 공급함으로써, 처리 공간(S4) 내에 잔존하는 수증기나 염화수소 등을 퍼지할 수 있다.
제1 배치대(130)에는, 온도 조절 매체가 유통하는 온도 조절 매체 유로(136)(제1 온도 조절부의 일례)가 마련되어 있다. 도시예의 온도 조절 매체 유로(136)에서는, 예컨대 온도 조절 매체 유로(136)의 일단이 온도 조절 매체의 유입부이고, 타단이 온도 조절 매체의 유출부가 된다. 온도 조절 매체로는, Galden(등록상표)이나 Fluorinert(등록상표) 등이 적용된다.
제1 온도 조절부(136)는, 칠러(도시하지 않음)에 의해 형성되는 온도 조절원(200)을 포함하지 않으며, 어디까지나 제1 배치대(130)에 내장되는 온도 조절 매체 유로만을 지칭한다. 또한, 제1 온도 조절부가 히터 등이어도 좋고, 이 경우는, 저항체인 히터가, 텅스텐이나 몰리브덴, 혹은 이들 금속의 어느 1종과 알루미나나 티탄 등과의 화합물로 형성될 수 있다.
한편, 제2 배치대(160)에는, 온도 조절 매체가 유통하는 온도 조절 매체 유로(166)(제2 온도 조절부의 일례)가 마련되어 있다. 도시예의 온도 조절 매체 유로(166)에서는, 예컨대 온도 조절 매체 유로(166)의 일단이 온도 조절 매체의 유입부이고, 타단이 온도 조절 매체의 유출부가 된다.
제1 온도 조절부(136)와 마찬가지로, 제2 온도 조절부(166)도, 칠러(도시하지 않음)에 의해 형성되는 온도 조절원(200)을 포함하지 않으며, 어디까지나 제2 배치대(160)에 내장되는 온도 조절 매체 유로만을 지칭한다.
칠러에 의해 형성되는 온도 조절원(200)은, 온도 조절 매체의 온도나 토출 유량을 제어하는 본체부와, 온도 조절 매체를 압송하는 펌프를 갖는다(모두 도시하지 않음).
온도 조절원(200)과 온도 조절 매체 유로(136)는, 온도 조절원(200)으로부터 온도 조절 매체가 공급되는 이송 유로(202)와, 온도 조절 매체 유로(136)를 유통한 온도 조절 매체가 온도 조절원(200)으로 되돌아가는 복귀 유로(204)에 의해 접속되어 있다. 또한, 온도 조절원(200)과 온도 조절 매체 유로(166)는, 온도 조절원(200)으로부터 온도 조절 매체가 공급되는 이송 유로(206)와, 온도 조절 매체 유로(166)를 유통한 온도 조절 매체가 온도 조절원(200)으로 되돌아가는 복귀 유로(208)에 의해 접속되어 있다. 또한, 도시예와 같이 제1 온도 조절부(136)와 제2 온도 조절부(166)가 공통의 온도 조절원(200)에 접속되는 형태 외에, 제1 온도 조절부(136)와 제2 온도 조절부(166)가 각각 고유의 온도 조절원을 갖는 형태이어도 좋다. 어느 형태이더라도, 제1 온도 조절부(136)와 제2 온도 조절부(166)는 각각 개별로 제어되도록 되어 있다.
이와 같이, 제1 온도 조절부(136)와 제2 온도 조절부(166)가 개별로 제어됨으로써, 예컨대 제2 내측 챔버(150)를 메인터넌스할 때에, 제1 내측 챔버(120)만을 가동시켜 기판(G)의 수증기 처리를 행할 수 있다. 여기서, 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)는, 상기와 같이, 각각에 고유의 수증기 공급부(402, 405)나 내측 배기부(408, 411) 등을 갖고 있고, 이들 각 구성부도 마찬가지로 개별 제어되도록 구성되어 있다.
이와 같이, 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)를 구성하는 각 구성부가 각각 개별 제어됨으로써, 한쪽 챔버가 메인터넌스 등으로 가동 정지한 경우라 하더라도, 다른 쪽 챔버의 가동을 계속할 수 있다. 그 때문에, 수증기 처리 장치(100)의 가동이 완전히 정지하는 것이 해소되어, 높은 생산성 하에서 수증기 처리를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 수증기 처리 장치(100)에서는, 외측 챔버(110)를 상하로 분할함으로써, 제1 처리실(111)과 제2 처리실(112)이 형성되고, 각 처리실에 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)가 수용되고, 각 챔버 내에서 수증기 처리가 실행된다. 그 때문에, 실제로 수증기 처리가 실행되는 챔버의 용량을 가급적 저용량화할 수 있다. 그리고, 가급적으로 저용량인 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)를 제1 처리실(111)과 제2 처리실(112)로부터 제거하고, 이들의 내부의 표면 처리 보수(내식 코트 처리 등)를 행하는 것으로 보수가 충분하기 때문에, 메인터넌스도 용이하게 행할 수 있다.
또한, 도시예의 제1 지지 부재(130)와 제2 지지 부재(160)는, 복수의 수용 홈(134)을 통해 배치되는 복수의 길이가 긴 블록형 부재에 의해 형성되는 배치대이지만, 그 이외의 형태이어도 좋다. 예컨대, 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)의 각 바닥면으로부터 상측으로 돌출된 복수의 핀형의 축부재에 의해 형성되며, 각 축부재의 선단에 기판(G)이 직접 배치되는 돌기가 마련되어 있는 형태 등이어도 좋다.
또한, 도시예의 기화기(400, 403)나 진공 펌프(406, 409)는, 각각 개별의 기화기나 진공 펌프가 적용되어 있지만, 공통의 기화기와 공통의 진공 펌프를 적용하는 형태이어도 좋다. 이 형태에서는, 하나의 기화기로부터 2계통의 공급관이 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)에 접속되고, 각 공급관에 고유의 공급 밸브가 개재되어, 각 공급 밸브의 개폐 제어를 개별로 실행한다. 마찬가지로, 하나의 진공 펌프로부터 2계통의 배기관이 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)에 접속되고, 각 배기관에 고유의 배기 밸브가 개재되어, 각 배기 밸브의 개폐 제어를 개별로 실행한다. 이 형태에서는, 기화기와 진공 펌프의 기수를 저감할 수 있어, 장치의 제조 비용을 삭감할 수 있다.
제어부(600)는, 수증기 처리 장치(100)의 각 구성부, 예컨대, 수증기 공급부(402, 405)나 내측 배기부(408, 411), 불활성 가스 공급부(415, 417), 온도 조절원(200) 등의 동작을 제어한다. 제어부(600)는, CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)를 갖는다. CPU는, RAM 등의 기억 영역에 저장된 레시피(프로세스 레시피)에 따라서 미리 결정된 처리를 실행한다. 레시피에는, 프로세스 조건에 대한 수증기 처리 장치(100)의 제어 정보가 설정되어 있다.
제어 정보에는, 예컨대 기화기(400, 403)의 압력이나 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)의 압력, 기화기(400, 403)로부터 공급되는 수증기의 온도나 유량, 수증기 공급 프로세스와 각 챔버로부터의 배기 프로세스의 프로세스 시간이나 타이밍 등이 포함된다.
레시피 및 제어부(600)가 적용하는 프로그램은, 예컨대 하드디스크나 컴팩트디스크, 광자기 디스크 등에 기억되어도 좋다. 또한, 레시피 등은, CD-ROM, DVD, 메모리카드 등의 가반성의 컴퓨터에 의한 판독이 가능한 기억 매체에 수용된 상태로 제어부(600)에 셋트되어 독출되는 형태이어도 좋다. 제어부(600)는 그 밖에, 커맨드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나 마우스 등의 입력 장치, 수증기 처리 장치(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등의 표시 장치, 및 프린터 등의 출력 장치와 같은 유저 인터페이스를 갖고 있다.
도 7 내지 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 내측 챔버(120)와 제2 내측 챔버(150)에 대한 기판(G)의 전달은, 기판 반송 부재(500) 위에 기판(G)을 배치한 상태로 제1 내측 챔버(120) 등에 기판(G)을 수용함으로써 행해진다. 기판 반송 부재(500)는, 복수(도시예는 4개)의 축부재(510)와, 복수의 축부재(510)를 서로 연결하는 연결 부재(520)를 갖는다. 여기서, 연결 부재(520)에 대하여, 복수의 축부재(510)는, 제1 내측 챔버(120) 내에 있는 각각의 수용 홈(134)이나 제2 내측 챔버(150) 내에 있는 수용 홈(154)에 대응하는 위치에 부착되어 있다. 또한, 연결 부재(520)는 로봇 아암(도시하지 않음) 등에 접속되어 있다.
제1 내측 챔버(120)를 들어 설명하면, 개폐 덮개(124, 107)를 동시 혹은 순차적으로 개방함으로써, 반송 챔버(20)와 제1 내측 챔버(120)를 개방한다. 이어서, 기판(G)이 배치된 기판 반송 부재(500)를, 로봇 아암(도시하지 않음) 등에 의해 제1 내측 챔버(120) 내에 삽입한다(도 7 및 도 8의 일점쇄선의 상태). 이어서, 로봇 아암을 Y3 방향으로 강하시킴으로써, 복수의 축부재(510)가 대응하는 수용 홈(134)에 수용되고, 축부재(510) 위에 탑재되어 있던 기판(G)이 제1 지지 부재(130) 위에 배치된다(도 7 및 도 8의 실선의 상태).
제1 내측 챔버(120) 등에 있어서 기판(G)의 수증기 처리가 종료한 후에는, 로봇 아암 등에 의해 복수의 축부재(510)를 들어 올림으로써, 수용 홈(134)으로부터 축부재(510)가 상측으로 돌출되어 기판(G)을 지지한다. 기판(G)이 지지된 기판 반송 부재(500)를 제1 내측 챔버(120) 등으로부터 인출함으로써, 기판(G)의 반출이 행해진다.
다음으로, 도 10 내지 도 13을 참조하여, 수증기 공급부의 공급관과 내측 배기부의 배기관의 다른 실시형태에 관해 설명한다. 여기서, 도 10은, 수증기 공급부의 공급관과 내측 배기부의 배기관의 다른 실시형태를 나타내는 횡단면도이며, 도 11은, 도 10의 XI-XI 화살표도이다. 또한, 도 12는, 수증기 공급부의 공급 기구와 내측 배기부의 배기관의 또 다른 실시형태를 나타내는 종단면도이며, 도 13은, 도 12의 XIII-XIII 화살표도이다. 또한, 모두, 제1 내측 챔버(120)에서의 공급관(공급 기구)이나 배기관을 설명하고 있지만, 제2 내측 챔버(150)에서도 동일한 구성이 적용된다.
도 10 및 도 11에 나타내는 실시형태는, 주관(421)과, 주관(421)으로부터 분기된 복수(도시예는 3개)의 지관(422)에 의해 공급관(420)이 형성되고, 각 지관(422)이 외측 챔버(110)의 측벽을 관통하여, 제1 내측 챔버(120)의 측벽에 접속되어 있다. 공급관(420)은, 도 4 등에 나타내는 기화기(400)에 통해 있다. 또한, 주관(431)과, 주관(431)으로부터 분기된 복수(도시예는 3개)의 지관(432)에 의해 배기관(430)이 형성된다. 각 지관(432)은, 외측 챔버(110)의 측벽(지관(422)이 관통하는 측벽과 대향하는 반대측의 측벽)을 관통하여, 제1 내측 챔버(120)의 측벽(지관(422)이 관통하는 측벽과 대향하는 반대측의 측벽)에 접속되어 있다. 배기관(430)은, 도 4 등에 나타내는 진공 펌프(409)에 통해 있다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 제1 내측 챔버(120) 내에서, 공급관(420)의 복수개의 지관(422)으로부터 층형상으로 Z1 방향으로 수증기가 공급된다. 이 공급 양태에 의해, 제1 내측 챔버(120) 내에 배치되어 있는 기판(G)의 전역에 효율적으로 수증기를 공급할 수 있다. 또한, 배기관(430)의 복수개의 지관(432)에 의해, 제1 내측 챔버(120) 내의 수증기나 애프터 트리트먼트에 의해 생성된 염화수소(HCl) 등을 효율적으로 배기할 수 있다. 또한, 지관(422, 432)은, 도시예의 3개 이외의 수(1개, 5개 등)이어도 좋다.
한편, 도 12 및 도 13에 나타내는 실시형태는, 제1 내측 챔버(120)의 상측에 수증기가 공급되는 유입 공간(180)을 마련하고, 유입 공간(180)의 하측에 샤워 헤드 공급부(190)를 마련하고, 샤워 헤드 공급부(190)를 통해 하측의 기판(G)에 Z2 방향으로 수증기를 샤워형으로 공급한다. 수직 방향으로 샤워형으로 공급된 수증기는, 기판(G)의 전역에 Z3 방향으로 확산되면서 공급된다.
또한, 제1 내측 챔버(120)의 측벽에는 4개의 지관(442)이 접속되어 외측 챔버(110)를 관통하고, 각 지관(442)이 주관(441)에 접속됨으로써 배기관(440)이 형성되어 있다.
도 12 및 도 13에 나타낸 바와 같이, 제1 내측 챔버(120) 내에서, 천장으로부터 샤워형으로 수증기가 공급됨으로써, 제1 내측 챔버(120) 내에 배치되어 있는 기판(G)의 전역에 효율적으로 수증기를 공급할 수 있다. 또한, 도시예의 샤워 헤드 공급부(190) 대신에, 제1 내측 챔버(120)의 천장에 1개 혹은 복수개의 공급 배관을 접속하고, 공급 배관을 통해 수증기를 천장으로부터 공급하는 형태이어도 좋다.
<실시형태에 관한 수증기 처리 방법>
다음으로, 도 14 및 도 15를 참조하여, 실시형태에 관한 수증기 처리 방법의 일례에 관해 설명한다. 여기서, 도 14는, 실시형태에 관한 수증기 처리 장치에 의한 처리 플로우의 일례를 나타내는 플로우차트이며, 도 15는, 기화기와 내측 챔버의 압력 제어 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 관한 수증기 처리 방법은, 우선, 기화기의 공급 밸브를 개방 제어하고(단계 S10), 이어서, 기화기로부터 내측 챔버에 대하여 수증기를 공급하여 미리 결정된 시간 동안 유지함으로써, 미리 결정된 시간의 애프터 트리트먼트를 실행한다(단계 S12).
이 애프터 트리트먼트를 함에 있어서, 제1 지지 부재 등을 제1 온도 조절부 등으로 온도 조절 제어함으로써, 내측 챔버 내의 온도가 항상 기화기의 온도를 하회하지 않도록 조정한다. 이 조정에 의해, 공급된 수증기의 액화를 억제할 수 있다. 제공되는 수증기의 온도가 예컨대 20℃ 내지 50℃ 정도인 경우에는, 내측 챔버의 온도를 40℃ 내지 120℃로 조정한다.
내측 챔버에 수증기를 공급함에 있어서, 기화기의 탱크에 충전된 물을 미리 결정된 온도로 제어함으로써, 증기압에 의해 가압된 상태로 한다. 한편, 내측 챔버는, 배기관(430, 440)에 의해 0.1 Torr(13.33 Pa) 이하로 배기된 상태로 한다. 이와 같이 기화기의 탱크 내의 압력과 내측 챔버의 압력의 압력차(차압)에 의해, 내측 챔버에 수증기가 공급된다. 이때, 차압을 가급적 크게 함으로써, 내측 챔버에 대하여 수증기를 효율적으로 공급할 수 있다. 또한, 내측 챔버의 용적을 가급적 작게 함으로써, 보다 단시간에 미리 결정된 압력까지 승압할 수 있기 때문에, 생산성이 향상된다. 따라서, 기화기는 가급적 압력이 높고, 내측 챔버는 가급적 압력이 낮은 것이 바람직하다. 그런데, 기화기의 제어 용이성의 관점에서 말하면, 기화기는 가급적 낮은 온도로 운전 제어되는 것이 바람직하다. 따라서, 예컨대 상기와 같이 20℃ 내지 50℃ 정도의 온도의 수증기를 내측 챔버에 공급한다. 또한, 20℃의 수증기의 평형 증기압은 20 Torr(2666 Pa) 정도이며, 50℃의 수증기의 평형 증기압은 90 Torr(11997 Pa) 정도이다.
이와 같이, 기화기의 운전 제어의 관점에서 가급적 저온의 수증기를 공급하는 것이 바람직한 한편, 수증기의 온도가 낮으면, 이번에는 기화기의 압력이 낮아져, 기화기와 내측 챔버의 차압을 크게 하기 어려워진다. 그 때문에, 내측 챔버에 대하여 수증기를 효율적으로 공급하기 어려워져, 수증기 처리 시간이 길어질 우려가 있다.
그러나, 도 4 등에 나타내는 수증기 처리 장치(100)에서는, 제1 내측 챔버(120)나 제2 내측 챔버(150)의 용량이 가급적 저용량인 것에 의해, 제공되는 수증기의 온도가 낮은 경우에도, 가급적 단시간에 기화기와 내측 챔버의 차압을 크게 할 수 있다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 수증기의 공급에 의해, 기화기의 압력은 점감하고 내측 챔버의 압력은 급증한다.
또한, 기화기의 공급 밸브를 개방 제어(단계 S10)함에 있어서, 내측 챔버의 배기 밸브는, 폐쇄 제어되어도 좋고 개방 제어되어도 좋다.
도 14로 되돌아가, 애프터 트리트먼트가 종료된 후, 기화기의 공급 밸브를 폐쇄 제어하고(단계 S14), 이어서, 내측 챔버의 배기 밸브를 개방 제어함으로써(단계 S16), 내측 챔버 내의 수증기나 애프터 트리트먼트에 의해 생성된 염화수소(HCl) 등을 배기한다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 기화기의 공급 밸브의 폐쇄 제어와, 수증기나 염화수소(HCl) 등의 배기에 의해, 기화기의 압력이 점증하고 내측 챔버의 압력은 급감하여, 새로운 기판에 대한 수증기 처리가 가능한 상태가 형성된다. 또한, 내측 챔버로부터의 배기에 더하여, 불활성 가스에 의한 퍼지를 적절하게 행해도 좋다.
도시하는 수증기 처리 방법에 의하면, 수증기 처리 장치(100)를 적용함으로써, 높은 생산성 하에서 수증기 처리를 행할 수 있다.
또한, 제1 내측 챔버와 제2 내측 챔버 중 어느 한쪽을 메인터넌스할 때에는, 다른 한쪽만을 사용하여 기판에 대해 수증기 처리를 행할 수 있다. 따라서, 수증기 처리 장치(100)의 가동이 완전히 정지하는 것이 해소되고, 이것에 의해서도 높은 생산성 하에서 수증기 처리를 행하는 것이 가능해진다.
상기 실시형태에서 거론한 구성 등에 대하여, 그 밖의 구성 요소가 조합되거나 한 다른 실시형태이어도 좋고, 또한, 본 개시는 여기서 나타낸 구성에 전혀 한정되는 것이 아니다. 이 점에 관해서는, 본 개시의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 변경하는 것이 가능하며, 그 응용 형태에 따라서 적절하게 정할 수 있다.

Claims (12)

  1. 처리 가스에 의한 처리가 실시된 기판을 수증기에 의해 처리하는 수증기 처리 장치로서,
    상하로 분리된 제1 처리실과 제2 처리실을 갖는 외측 챔버와,
    상기 제1 처리실에 수용되고, 상기 제1 처리실의 내벽면과 접촉하지 않고, 상기 제1 처리실의 바닥면에 있는 고정 부재에 배치되어 상기 제1 처리실과의 사이에 공간을 형성하는 제1 내측 챔버와,
    상기 제2 처리실에 수용되고, 상기 제2 처리실의 내벽면과 접촉하지 않고, 상기 제2 처리실의 바닥면에 있는 고정 부재에 배치되어 상기 제2 처리실과의 사이에 공간을 형성하는 제2 내측 챔버와,
    상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버 각각에 수증기를 공급하는 수증기 공급부와,
    상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버 각각으로부터 배기하는 내측 배기부
    를 갖는, 수증기 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내측 챔버는, 상기 기판을 지지하는 제1 지지 부재를 가지며,
    상기 제2 내측 챔버는, 상기 기판을 지지하는 제2 지지 부재를 가지며,
    상기 제1 지지 부재와 상기 제2 지지 부재의 상면에는, 상기 기판을 직접 지지하는 복수의 돌기가 마련되어 있는 것인, 수증기 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 지지 부재는 제1 온도 조절부를 가지며,
    상기 제2 지지 부재는 제2 온도 조절부를 갖고 있는 것인, 수증기 처리 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 내측 챔버의 측면에 제1 내측 개구가 마련되고, 상기 외측 챔버 내의, 상기 제1 내측 개구에 대응하는 위치에 제1 외측 개구가 마련되어 있고,
    상기 제2 내측 챔버의 측면에 제2 내측 개구가 마련되고, 상기 외측 챔버 내의, 상기 제2 내측 개구에 대응하는 위치에 제2 외측 개구가 마련되어 있고,
    상기 제1 내측 개구, 상기 제1 외측 개구, 상기 제2 내측 개구, 및 상기 제2 외측 개구 각각에 개폐 덮개가 부착되어 있는 것인, 수증기 처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    제어부를 더 가지며,
    상기 제어부에 의해, 상기 제1 온도 조절부와 상기 제2 온도 조절부가 각각 개별로 온도 조절 제어되는 것인, 수증기 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 처리실과 상기 제2 처리실 각각으로부터 배기하는 외측 배기부를 더 갖는 것인, 수증기 처리 장치.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 처리실, 상기 제2 처리실, 상기 제1 내측 챔버, 및 상기 제2 내측 챔버 각각에 불활성 가스를 공급하여 퍼지하는 불활성 가스 공급부를 더 갖는 것인, 수증기 처리 장치.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 부재는 단열성을 갖는 것인, 수증기 처리 장치.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 지지 부재와 상기 제2 지지 부재의 상면에는 각각, 상기 상면에 연통되는 복수의 수용 홈이 마련되어 있고,
    복수의 축부재와, 복수의 상기 축부재를 서로 연결하는 연결 부재를 갖는 기판 반송 부재가, 복수의 상기 축부재 위에 상기 기판을 배치한 상태로 상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버에 수용되고, 상기 축부재가 상기 수용 홈에 수용됨으로써, 상기 제1 지지 부재와 상기 제2 지지 부재에 각각 상기 기판이 배치되는 것인, 수증기 처리 장치.
  10. 처리 가스에 의한 처리가 실시된 기판을 수증기에 의해 처리하는 수증기 처리 방법으로서,
    상하로 분리된 제1 처리실과 제2 처리실을 갖는 외측 챔버와, 상기 제1 처리실에 수용되고, 상기 제1 처리실의 내벽면과 접촉하지 않고, 상기 제1 처리실의 바닥면에 있는 고정 부재에 배치되어 상기 제1 처리실과의 사이에 공간을 형성하는 제1 내측 챔버 및 상기 제2 처리실에 수용되고, 상기 제2 처리실의 내벽면과 접촉하지 않고, 상기 제2 처리실의 바닥면에 있는 고정 부재에 배치되어 상기 제2 처리실과의 사이에 공간을 형성하는 제2 내측 챔버를 갖는 수증기 처리 장치를 준비하는 공정과,
    상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버에 각각 상기 기판을 수용하고, 수증기를 공급하여 처리하는 공정과,
    상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버로부터 배기하는 공정
    을 갖는, 수증기 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버는 각각, 상기 기판을 배치하여 온도 조절하는 제1 지지 부재와 제2 지지 부재를 가지며,
    상기 제1 지지 부재와 상기 제2 지지 부재를, 각각 개별로 온도 조절 제어하면서 수증기에 의한 처리를 행하는 것인, 수증기 처리 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제1 내측 챔버와 상기 제2 내측 챔버 중 어느 한쪽을 메인터넌스할 때에는, 다른 한쪽만을 사용하여 상기 기판에 대해 수증기를 공급하여 처리하는 것인, 수증기 처리 방법.
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