KR20130011969A - 열처리 장치 - Google Patents

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유우도 스가와라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

종형의 열처리로 내에 혼입하는 파티클을 저감하여, 기판(웨이퍼)으로의 파티클 부착을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것이다. 웨이퍼 보트(3)를 종형의 열처리로(2) 내에, 당해 열처리로의 하방 측에 형성된 노구(20)로부터 반입하고, 열처리를 행하는 장치에 있어서, 상기 웨이퍼 보트(3)가 상기 열처리로(2)의 하방 측에 위치하고 있을 때에, 상기 노구(20)를 막는 덮개(61)를 설치한다. 이 덮개(61)는 상기 노구(20)를 막는 위치와 개방하는 위치 사이에서 이동 가능하게 설치되어 있고, 덮개(61)가 상기 노구(20)를 막는 위치로부터 벗어나 있을 때에, 당해 덮개(61)의 상면의 파티클을 클리닝 노즐(7)에 의해 흡인해서 제거한다. 이로 인해, 다음에 덮개(61)가 노구(20)를 막았을 때에, 열처리로(2) 내에 반입되는 파티클량을 저감할 수 있으므로, 웨이퍼로의 파티클 부착을 억제할 수 있다.

Description

열처리 장치{HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 발명은, 예를 들어 반도체 웨이퍼 등의 기판을 기판 보유 지지구에 탑재해서 종형 열처리로에 반입하여, 소정의 열처리를 행하는 열처리 장치에 있어서, 기판으로의 파티클의 부착을 억제하는 기술에 관한 것이다.
반도체 제조 장치의 하나로서, 다수의 반도체 웨이퍼(이하「웨이퍼」라고함)에 대하여 일괄(뱃치)로 열처리를 행하는 종형 열처리 장치가 있다. 이 열처리 장치에서는, 웨이퍼를 선반 형상으로 보유 지지한 웨이퍼 보트를 열처리로 내에 로드하여, 다수 매의 웨이퍼에 대하여 동시에 열처리를 행한 후, 웨이퍼 보트를 열처리로로부터 언로드하는 것이 행해지고 있다.
상기 열처리로는 하방 측이 개방되어 있고, 웨이퍼 보트를 보트 엘리베이터에 의해 상승시킴으로써 웨이퍼 보트를 열처리로 내에 로드하도록 구성되어 있다. 이때, 열처리로의 개구부는, 보트 엘리베이터에 일체로 설치된 덮개에 의해 막아지도록 되어 있다. 또한, 특허 문헌 1에 기재되는 바와 같이, 웨이퍼 보트를 언로드했을 때에는, 열처리로 내의 열의 방출을 억제하기 위해서, 상기 개구부는 상기 덮개와는 별개로 설치된 셔터부에 의해 막아지도록 구성되어 있다.
그런데, 열처리로 내에 미소한 진애(파티클)가 존재하면, 열처리로 내에서는 웨이퍼의 뱃치 처리가 행해지고 있기 때문에, 다수 매의 웨이퍼가 파티클에 의해 오염되게 되어, 제품의 수율을 현저하게 저하시켜 버린다. 이로 인해, 열처리로의 하방 측의 로딩 에어리어에 있어서는, 횡방향으로 흐르는 청정한 기류를 형성함으로써, 분위기의 청정도를 높이고 있다. 또한, 열처리로의 내부에 대해서는, 열처리로 내에 클리닝 가스를 공급해서 정기적으로 클리닝을 행하고 있다. 이 클리닝은, 열처리로에서 성막 처리를 행하면, 열처리로의 내벽에도 막이 퇴적되고, 이 막 두께가 커지면, 막이 벗겨져서 파티클의 원인이 되기 때문에, 열처리로 내에 퇴적된 막을 제거하기 위해서 행하는 것이다. 그러나, 웨이퍼(W)로의 파티클의 부착량을 더욱 억제하고, 제품의 수율을 향상시키기 위해서, 열처리로 내의 파티클을 더한층 저감하는 것이 요구되고 있다.
그런데, 특허 문헌 2에는, 화학적 기상 성장 장치에 있어서, 촉매체 홀더의 개구부를 셔터에 의해 폐쇄했을 때에, 반응실 내에 클리닝 가스를 도입해서 클리닝하는 기술이 기재되어 있다. 따라서 이 예의 클리닝은, 열처리로 내의 클리닝에 상당하고, 이 방법에 의해서도 본 발명의 과제를 해결하는 것은 곤란하다.
일본 특허 출원 공개 제2003-297769호 공보(도 1) 일본 특허 출원 공개 제2000-150498호 공보(단락 0028, 도 1)
본 발명은, 이러한 사정 하에 이루어진 것이며, 그 목적은, 열처리로 내에 혼입하는 파티클을 저감하여, 기판으로의 파티클 부착을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것에 있다.
이를 위하여, 본 발명의 열처리 장치는, 복수의 기판이 선반 형상으로 보유 지지된 기판 보유 지지구를 종형의 열처리로 내에, 당해 열처리로의 하방 측에 형성된 개구부로부터 반입하고, 기판에 대하여 열처리를 행하는 장치에 있어서, 상기 열처리로의 하방 측에 위치하는 로딩실과, 이 로딩실 내에 설치되고, 열처리로 내와 열처리로의 하방 측 사이에서 상기 기판 보유 지지구를 승강시키는 보유 지지구 승강 기구와, 상기 기판 보유 지지구가 상기 열처리로의 하방 측에 위치하고 있을 때에, 상기 개구부를 막는 덮개와, 상기 덮개를, 상기 개구부를 막는 위치와, 상기 개구부를 개방하는 위치 사이에서 이동시키는 덮개 이동 기구와, 상기 로딩실 내에 설치되고, 상기 덮개가 상기 개구부를 막는 위치로부터 벗어나 있을 때에, 당해 덮개의 상면의 파티클을 흡인해서 제거하는 파티클 제거 기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복수의 기판이 선반 형상으로 보유 지지된 기판 보유 지지구를 종형의 열처리로 내에, 당해 열처리로의 하방 측에 형성된 개구부로부터 반입하고, 기판에 대하여 열처리를 행하는 장치에 있어서, 상기 기판 보유 지지구가 열처리로의 하방 측에 위치하고 있을 때에, 당해 열처리로의 개구부를 막는 덮개를 설치하고, 이 덮개가 상기 개구부를 막는 위치로부터 벗어나 있을 때에, 당해 덮개의 상면의 파티클을 흡인해서 제거하고 있다. 이로 인해, 다음에 덮개가 상기 열처리로의 개구부를 막았을 때에, 당해 열처리로 내에 반입되는 파티클량을 저감할 수 있으므로, 기판으로의 파티클 부착을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 종형 열처리 장치의 일 실시 형태의 전체 구성을 도시하는 평면도.
도 2는 상기 종형 열처리 장치를 측방측으로부터 본 종단면도.
도 3은 상기 종형 열처리 장치를 후방측으로 부터 본 종단면도.
도 4는 상기 종형 열처리 장치에 설치되는 열처리로, 웨이퍼 보트, 덮개 및 클리닝 노즐을 도시하는 개략 사시도.
도 5는 상기 클리닝 노즐을 도시하는 폭 방향의 단면도.
도 6은 상기 클리닝 노즐을 도시하는 개략 사시도.
도 7은 상기 클리닝 노즐을 도시하는 길이 방향의 종단면도.
도 8은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 평면도.
도 9는 본 발명의 작용을 설명하기 위한 측면도.
도 10은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 측면도.
도 11은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 측면도.
도 12는 본 발명의 작용을 설명하기 위한 측면도.
도 13은 본 발명의 작용을 설명하기 위한 평면도.
도 14는 본 발명의 작용을 설명하기 위한 평면도.
도 15는 본 발명의 종형 열처리 장치 외의 예를 도시하는 평면도.
도 16은 본 발명의 상기 외의 예를 도시하는 개략 사시도.
도 17은 본 발명의 상기 외의 예를 도시하는 측면도.
도 18은 본 발명의 클리닝 노즐 외의 예를 도시하는 평면도.
도 19는 본 발명의 클리닝 노즐의 또 다른 예를 도시하는 평면도.
도 20은 본 발명의 클리닝 노즐의 또 다른 예를 도시하는 폭 방향의 단면도.
도 21은 본 발명의 파티클 제거 기구 외의 예를 도시하는 사시도.
도 22는 본 발명의 덮개 개폐 기구 외의 예를 도시하는 사시도.
도 23은 파티클의 검증 실험의 결과를 도시하는 특성도.
이하에 본 발명에 관한 종형 열처리 장치의 일 실시 형태에 대해서 설명한다. 도 1은 상기 종형 열처리 장치의 내부를 나타내는 평면도이며, 이후, 도 1에 있어서, 지면 안측을 전방측, 지면의 앞측을 후방측, 도 1 중 X 방향을 좌우 방향, 도 1 중 Y 방향을 전후 방향으로 하여 설명을 계속한다. 도 2는 상기 종형 열처리 장치를 우방측으로부터 본 종단면도, 도 3은 후방측으로부터 본 종단면도이다. 도면 중 1은 장치의 외장체를 구성하는 하우징이며, 이 하우징(1) 내에는, 기판인 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)를 장치에 대하여 반입, 반출하기 위한 반입 반출 영역 S1과, 캐리어(C) 내의 웨이퍼를 반송해서 후술하는 열처리로 내로 반입하기 위한 로딩실인 로딩 에어리어 S2가 형성되어 있다. 반입 반출 영역 S1과 로딩 에어리어 S2는 격벽(11)에 의해 구획되어 있고, 반입 반출 영역 S1은 대기 분위기로 되고, 로딩 에어리어 S2는 예를 들어 청정 건조 기체 분위기(파티클 및 유기 성분이 적고, 이슬점 -60℃ 이하의 공기)로 되어 있다.
상기 반입 반출 영역 S1은, 앞측의 제1 영역(12)과 안측의 제 2영역(13)으로 이루어지고, 제 1영역(12)에는, 캐리어(C)를 적재하기 위한 제1 적재대(14)가 설치되어 있다. 캐리어(C)로서는, 예를 들어 직경 300㎜의 웨이퍼(W)가 복수매 예를 들어 25매 선반 형상으로 배열되어 수납되고, 전면의 도시하지 않은 취출구가 덮개에 의해 막아진 밀폐형의 FOUP가 사용된다. 상기 제2 영역(13)에는 제2 적재대(15)와 캐리어 보관부(16)가 설치되는 동시에, 캐리어(C)를 제1 적재대(14), 제2 적재대(15) 및 캐리어 보관부(16)의 사이에서 반송하는 캐리어 반송 기구(17)가 설치되어 있다. 도 1 중 10은, 캐리어(C) 내와 로딩 에어리어 S2를 연통하는 개구부이며, 18은 당해 개구부(10)의 도어, 19는 캐리어(C)의 덮개를 개폐하는 덮개 개폐 기구이다.
상기 로딩 에어리어 S2의 안측 상방에는, 하단부가 노구(20)로서 개방되는 종형의 열처리로(2)가 설치되어 있다. 상기 노구(20)는 본 발명의 개구부를 이루는 것이다. 이 열처리로(2)에는, 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 당해 열처리로(2) 내에 처리 가스를 공급하기 위한 처리 가스 공급로(2A)와, 이 열처리로(2) 내의 분위기를 배기하기 위한 배기로(2B)가 접속되어 있다. 이들 처리 가스 공급로(2A) 및 배기로(2B)는 각각 도시하지 않은 처리 가스 공급원 및 배기 기구에 접속되어 있다. 또한, 도 1 내지 도 3에 있어서는, 도시의 편의상, 처리 가스 공급로(2A) 및 배기로(2B)를 생략하고 있다.
또한, 상기 로딩 에어리어 S2 내에는, 예를 들어 2기의 웨이퍼 보트[3(3A, 3B)]가 설치되어 있다. 이들 웨이퍼 보트[3(3A, 3B)]는, 각각 다수 매의 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 배열 보유 지지하는 기판 보유 지지구를 이루는 것이며, 예를 들어 석영에 의해 구성되어 있다. 여기서, 웨이퍼 보트(3)에 대해서 도 4을 참조하여 간단히 설명하면, 천장판(31)과 바닥판(32) 사이에 예를 들어 4개의 지주(33)가 설치되어 있고, 이 지주(33)에 형성된 도시하지 않은 홈부에 웨이퍼(W)의 주연부가 보유 지지되고, 예를 들어 100매의 웨이퍼(W)를 소정의 간격으로 상하로 배열해서 보유 지지할 수 있도록 구성되어 있다. 상기 바닥판(32)의 하부에는 지지부(34)가 설치되어 있다.
그리고, 로딩 에어리어 S2 내에는, 보유 지지구 승강 기구를 이루는 보트 엘리베이터(41)가 설치되어 있다. 이 보트 엘리베이터(41)는, 상하 방향으로 신장되는 가이드 레일(43)을 따라 이동 기구(42)에 의해 승강 가능하게 구성되고, 그 위에는, 상기 열처리로(2)의 덮개(21)와 단열재(22)가 이 순서로 설치되어 있다. 상기 단열재(22)는 예를 들어 석영 등에 의해 구성되어 있고, 그 위에 웨이퍼 보트(3)가 탑재되도록 되어 있다.
이렇게 해서 웨이퍼 보트(3)는, 보트 엘리베이터(41)에 의해 열처리로(2) 내의 로드 위치와 언로드 위치 사이에서 승강되게 되어 있다. 상기 로드 위치란, 웨이퍼 보트(3)가 열처리로(2) 내로 반입되어, 열처리로(2)의 노구(20)를 덮개(21)가 덮는 처리 위치이며, 상기 언로드 위치란, 웨이퍼 보트(3)가 열처리로(2)의 하방 측으로 반출되는 위치(도 2 내지 도 4로 표시된 위치)이다.
또한, 로딩 에어리어 S2에는, 웨이퍼 보트(3)를 적재하기 위한 제1 스테이지(44) 및 제2 스테이지(45)와, 이들 보트 엘리베이터(41), 제1 스테이지(44) 및 제2 스테이지(45) 사이에서 웨이퍼 보트(3)의 이동 탑재를 행하는 보트 반송 기구(46)가 설치되어 있다. 이 보트 반송 기구(46)는, 웨이퍼 보트(3)의 지지부(34)를 적재하는 보유 지지 아암(47)이, 승강 가능, 수평축 주위로 회전 가능, 진퇴 가능하게 구성되어 있다. 또한 도 2에서는 도시의 편의상, 보트 반송 기구(46)를 생략하고 있다.
또한, 로딩 에어리어 S2에는, 예를 들어 제1 스테이지(44)에 인접해서 웨이퍼 반송 기구(48)가 설치되어 있다. 이 웨이퍼 반송 기구(48)는, 예를 들어 제1 스테이지(44) 상의 웨이퍼 보트(3), 보트 엘리베이터상(41)의 웨이퍼 보트(3) 및 제2 적재대(15) 상의 캐리어(C)의 사이에서 웨이퍼의 이동 탑재를 행하는 것이다. 웨이퍼 반송 기구(48)는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 복수매 예를 들어 5매의 포크(49)와, 이들 포크(49)를 진퇴 가능하게 지지하는 반송 기체(49a)를 구비하고 있고, 이 반송 기체(49a)는, 연직축 주위로 회전 가능 및 승강 가능하게 구성되어 있다.
또한, 로딩 에어리어 S2에 있어서의 열처리로(2) 이외의 영역에는, 예를 들어 열처리로(2)의 개구부 근방의 높이 위치에 천장부(23)가 형성되어 있다. 또한, 로딩 에어리어 S2의 좌우 방향의 일측의 측면에는, 필터 유닛(5)이 설치되어 있다. 이 필터 유닛(5)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 필터부(51)와 통기 공간(52)을 구비하고 있고, 이 통기 공간(52)은, 로딩 에어리어 S2의 바닥판(24)의 하방에 형성된 통기실(25)과 연통하도록 구성되어 있다.
상기 통기실(25)의 일단부 측에는 제1 팬(53) 및 제1 게이트 밸브(54)가 설치되어 있다. 또한, 그 타단측은 제2 게이트 밸브(55) 및 제2 팬(56)을 통해서 공장의 배기 설비에 접속되어 있다. 도 1 및 도 3 중 26은, 바닥판(24)에 형성된 배기구이다.
또한, 로딩 에어리어 S2에 있어서의 상기 천장부(23)의 근방에는, 열처리로(2)의 노구(20)를 막기 위한 덮개(61)를 구비한 덮개 개폐 기구(6)가 설치되어 있다. 상기 덮개(61)는, 예를 들어 열처리로(2) 다음에 웨이퍼 보트(3)가 언로드되었을 때에, 당해 열처리로(2)의 노구(20)를 막기 위해서 설치되어 있고, 예를 들어 스테인리스에 의해 상기 노구(20)를 막는 크기로 형성되어 있다.
이 덮개 개폐 기구(6)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 덮개(61)를 지지하는 지지 부재(62)과, 덮개(61)를, 상기 노구(20)를 막는 위치와, 노구(20)를 개방하는 위치 사이에서 이동시키는 덮개 이동 기구(63)를 구비하고 있다. 상기 노구(20)를 개방하는 위치란, 이 예에서는 노구(20)의 측방의 위치이며, 여기를 대기 위치로 하고 있다. 또한, 상기 덮개 이동 기구(63)는, 예를 들어 지지 부재(62)의 기단부 측을 승강 가능하게 지지하는 승강 기구(63A)와, 상기 승강 기구(63A)를 연직축 둘레로 회전시키는 회전 기구(63B)를 조합해서 구성되어 있다. 이 덮개 이동 기구(63)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 하우징(1)의 측벽부에 설치된 적재 부재(64) 상에 설치되어 있다.
여기서, 상기 대기 위치는, 상기 노구(20)의 하방 측의 측방이며, 당해 노구(20)와, 회전 기구(63B)를 중심으로 하는 동심원 형상으로 인접하는 위치이다. 그리고, 덮개(61)는 상기 대기 위치로부터 회전 기구(63B)에 의해 노구(20)의 하방 측까지 선회하고, 계속해서, 승강 기구(63A)에 의해 상승함으로써, 노구(20)를 막는 위치로 이동하게 된다. 또한, 도 1 및 도 2에서는 덮개(61)는 대기 위치에 있고, 도 3에서는 노구(20)를 막는 위치에 있는 모습을 나타내고 있다. 이때, 상기 덮개 개폐 기구(6)는, 로딩 에어리어 S2 내에 있어서, 예를 들어 웨이퍼 보트(3)의 로드 및 언로드나, 웨이퍼 보트(3)의 스테이지(44, 45) 및 단열재(22) 사이의 이동을 방해하지 않고, 덮개(61)를 상기 대기 위치와 노구(20)를 막는 위치 사이에서 이동할 수 있게 구성되어 있다.
또한, 로딩 에어리어 S2에는, 상기 덮개(61)의 상면의 파티클을 흡인해서 제거하기 위한 파티클 제거 기구로서, 클리닝 노즐(7)이 설치되어 있다. 상기 덮개(61)의 상면이란, 열처리로(2)의 노구(20)를 막았을 때에, 열처리로(2) 내의 분위기에 접하는 면이다.
이 예의 클리닝 노즐(7)은, 덮개(61)의 상면과는 접촉하지 않는 상태에서, 당해 상면 측의 분위기를 상기 흡인 구멍(72)에 의해 흡인하도록 구성되고, 또한 덮개(61)의 상면에 가스를 공급하면서 흡인하게 되어 있다. 즉, 덮개(61)의 상면에 가스를 분사하여, 당해 표면의 파티클을 가스의 가압에 의해 덮개(61) 상면으로부터 부상시켜, 보다 흡인하기 쉬운 상태로 설정해서 흡인 배기하도록 구성되어 있다. 이러한 클리닝 노즐(7)은, 예를 들어 도 5 내지 도 7에 나타낸 바와 같이, 덮개(61)의 직경보다도 길게 신장되도록, 예를 들어 스테인리스나 알루미늄에 의해 구성된 노즐 본체(71)를 구비하고 있다. 그리고, 노즐 본체(71)의 내부에는, 그 길이 방향을 따라서 배기실(72)과, 가스 공급실(73, 73)이 설치되어 있다. 또한, 노즐 본체(71)의 하면에는 노즐 본체(71)의 길이 방향을 따라서 상기 배기실(72)에 연통하는 흡인 구멍(72a)이 형성되는 동시에, 노즐 본체(71)의 길이 방향을 따라서 상기 가스 공급실(73, 73)에 연통하는 가스 공급 구멍(73a, 73a)이 형성되어 있다.
이 예에서는, 노즐 본체(71)의 폭 방향의 중앙에 상기 흡인 구멍(72a)이 형성되고, 이 흡인 구멍(72a)의 양측에 가스 공급 구멍(73a, 73a)이 각각 형성되어 있다. 또한, 이들 흡인 구멍(72a) 및 가스 공급 구멍(73a, 73a)의 길이는, 예를 들어 덮개(61)의 직경보다도 크게 설정되어 있다. 또한, 상기 흡인 구멍(72a) 및 가스 공급 구멍(73a, 73a)으로서 설치된 구멍부를, 상기 노즐 본체(71)의 길이 방향을 따라서 다수 배열하도록 해도 된다. 또한, 노즐 본체(71)를 구성하는 벽부의 내부에는, 냉각 매체를 통류시키기 위한 냉매 유로(74)가 형성되어 있다.
상기 노즐 본체(71)는, 노즐 이동 기구(75)에 의해, 상기 대기 위치에 있는 덮개(61)에 대하여 이동 가능하게 구성되어 있다. 이렇게 해서, 이 노즐 본체(71)의 이동에 의해, 덮개(61)의 상면 측의 분위기가 상기 흡인 구멍(72a)에 의해 흡인 되도록 되어 있다. 이 예에서는, 노즐 이동 기구(75)는, 회전 기구(75A)와 승강 기구(75B)를 조합해서 구성되어 있고, 노즐 본체(71)의 기단부 측이, 승강 및 회전 가능한 구동축(76)에 의해 승강 기구(75B)에 접속되고, 당해 승강 기구(75B)는 회전 기구(75A)에 접속되어 있다. 상기 승강 기구(75B)는 클리닝 노즐(7)을 덮개(61)에 대하여 상대적으로 접속 분리시키는 접속 분리 기구를 이루는 것이다.
또한, 상기 배기실(72)은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 밸브 V1을 구비한 배기로(72b)를 통해서 흡인 배기 기구인 배기 펌프(72c)에 접속되고, 상기 가스 공급실(73)은 밸브 V2를 구비한 공급로(73b)를 통해서 가스 공급원(73c)에 접속되어 있다. 이 가스 공급원(73c)으로부터는 예를 들어 25℃로 온도 조정된 에어나 질소(N2) 가스 등의 가스가 공급된다. 또한, 상기 냉매 유로(74)에는, 당해 냉매 유로(74)에 냉각 매체 예를 들어 냉각수를 공급하기 위한 공급로(74a) 및 당해 냉매 유로(74)로부터 냉각 매체를 배출하기 위한 배출로(74b)가 설치되어 있다. 이들 공급로(74a) 및 배출로(74b)는 냉각수의 공급원(74c)에 접속되고, 소정 온도로 조정된 냉각수를 노즐 본체(71)의 냉매 유로(74)에 순환 공급하도록 구성되어 있다. 또한, 도 7에서는, 도시의 번잡화를 방지하기 위해서, 냉각수의 공급원(74c)에는 공급로(74a)만이 접속되도록 나타나 있지만, 실제로는 배출로(74b)도 접속되어 있다.
예를 들어 상기 배기로(72b), 가스 공급로(73b), 냉각수의 공급로(74a) 및 배출로(74b)는, 예를 들어 노즐 본체(71)의 승강 및 회전 이동을 방해하지 않도록 플렉시블하게 구성되는 동시에, 예를 들어 구동축(76), 승강 기구(75B) 및 회전 기구(75A)의 내부를 통과해서 하우징(1)의 외부로 둘러쳐지고, 각각 배기 펌프(72C)나 공급원(73C, 74C)에 접속되도록 구성되어 있다. 이와 같이, 상술한 배기로(72b) 등의 배관계를 구동축(76), 승강 기구(75B) 및 회전 기구(75A)의 내부를 통과 시킴으로써, 이들에의 열영향을 억제할 수도 있다.
또한, 대기 위치에 있는 노즐 이동 기구(75)는, 열영향을 억제하기 위해서, 그 주위가 커버 부재(78)에 의해 덮어져 있다. 이 커버 부재(78)는 예를 들어 스테인리스에 의해 구성되고, 그 내부에는 냉매 유로(77)가 형성되어 있다. 이 냉매 유로(77)에는, 공급로(77a) 및 배출로(77b)에 의해 냉각 매체인 냉각수의 공급원(74c)으로부터 냉각수가 순환 공급되도록 구성되어 있다. 이 예에서는, 커버 부재(78)를 통해서 노즐 이동 기구(75)가 천장부(23)에 설치되어 있다. 또한, 도 1, 도 2 및 도 4에서는 도시의 번잡화를 회피하기 위해서, 커버 부재(78)에 대해서는 생략하고 있다. 본 실시 형태에서는, 노즐 본체(71)에 설치된 냉매 유로(74) 및 커버 부재(78)는, 각각 냉각 기구를 이루는 것이다.
이러한 클리닝 노즐(7)은, 도 8에 나타낸 바와 같이, 덮개(61)가 대기 위치에 있을 때에, 예를 들어 당해 덮개(61)의 일단부 측의 개시 위치(도 8 중 실선으로 나타낸 위치)에 노즐 본체(71)가 위치하도록 설치된다. 그리고, 여기서부터 회전 기구(75A)를 회전시킴으로써, 노즐 본체(71)를 그 기단부 측의 구동축(76)을 중심으로 해서 약 90도 회전시킨 종료 위치까지 이동시킴으로써, 상기 흡인 구멍(72a)이 덮개(61)의 상면 전체를 스캔하도록 구성되어 있다.
또한, 클리닝 노즐(7)은, 승강 기구(75B)에 의해, 덮개(61)의 파티클 제거를 행하기 위해서 덮개(61)에 접근하는 클리닝 위치와, 당해 클리닝 위치의 상방측이며, 덮개(61)로부터 이격하는 퇴피 위치 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다. 상기 클리닝 위치란, 예를 들어 노즐 본체(71)의 흡인 구멍(72a)의 선단(하단부)과, 덮개(61)의 상면 사이의 거리가 1㎜ 정도의 위치이며, 상기 퇴피 위치란, 노즐 본체(71)의 흡인 구멍(72a)의 선단과, 덮개(61)의 상면 사이의 거리가 5㎜ 정도의 위치이다. 통상, 클리닝 노즐(7)은 대기 위치에서 대기하고 있고, 이 예에 있어서의 대기 위치란, 상기 개시 위치의 상방측의 퇴피 위치를 말한다.
또한, 상기 종형 열처리 장치에는 제어부(100)가 설치되어 있다. 이 제어부(100)는 예를 들어 컴퓨터로 이루어지고, 프로그램, 메모리, CPU로 이루어지는 데이터 처리부를 구비하고 있으며, 상기 프로그램에는 제어부(100)로부터 종형 열처리 장치의 각 부에 제어 신호를 보내고, 후술하는 반송 순서를 진행시키도록 명령(각 스텝)이 내장되어 있다. 상기 프로그램은, 컴퓨터 기억 매체 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, MO(광자기 디스크) 등의 기억부에 저장되어 제어부(100)에 인스톨된다.
또한, 제어부(100)는, 예를 들어 보트 엘리베이터(41)에 의한 열처리로(2)로의 웨이퍼 보트(3)의 로드나 언로드, 덮개 개폐 기구(6)에 의한 덮개(61)의 개폐 동작이나, 클리닝 노즐(7)에 의한 덮개(61)의 클리닝 처리시의 흡인 배기나 가스 공급의 개시나 종료의 타이밍을 제어하도록, 각 부로 제어 신호를 출력하는 기능을 갖는다.
계속해서, 상기 종형 열처리 장치에 있어서의 웨이퍼(W)의 흐름에 대해서 간단하게 설명한다. 이 종형 열처리 장치의 로딩 에어리어 S2 내에서는, 예를 들어 대기 가스를 통류시킴으로써, 당해 로딩 에어리어 S2 내의 파티클을 제거하고 있다. 즉, 제1 팬(53)을 장치 가동 중은 상시 회전시켜 둠과 동시에, 제1 게이트 밸브(54) 및 제2 게이트 밸브(55)를 개방하여, 제2 팬(56)을 구동한다. 이렇게 해서, 도시하지 않은 대기의 도입로를 통해서 예를 들어 20℃도 내지 30℃의 대기가 도입하는 동시에, 배기를 행한다. 이에 의해, 로딩 에어리어 S2에서는, 장치의 외부로부터 도입된 대기가, 필터 유닛(5) 측으로부터 당해 필터 유닛(5)에 대향하는 측벽을 향해서 흐르고, 배기구(26)로부터 통기실(25)로 통기한다. 이 통기실(25) 내의 대기는, 그 대부분이 장치의 외부로 배출되는 한편, 그 일부는 제1 팬(53)의 구동에 의해, 다시 필터 유닛(5)의 통기 공간(52)을 향해서 흘러 간다. 그리고, 필터 유닛(5)에 의해, 청정 상태를 유지한 기체로서 다시 로딩 에어리어 S2에 공급된다.
한편, 도시하지 않은 자동 반송 로봇에 의해 제1 반송대(14)에 적재된 캐리어(C)는, FOUP 반송 기구(17)에 의해 제2 적재대(15)로 반송되어, 격벽(11)의 개구부(10)에 기밀하게 접촉된다. 이 후, 덮개 개폐 기구(19)에 의해 캐리어(C)로부터 덮개가 제거되고, 계속해서, 예를 들어 질소 가스가 캐리어(C) 내를 향해서 분출되어, 캐리어(C) 내 및 캐리어(C)와 도어(18) 사이의 공간이 질소 가스에 의해 치환된다. 그 후, 도어(18), 덮개 개폐 기구(19) 및 덮개가 예를 들어 상승해서 개구부(10)로부터 퇴피하여, 캐리어(C) 내와 로딩 에어리어 S2가 연통한 상태로 된다.
한편, 로딩 에어리어 S2에서는, 예를 들어 제1 웨이퍼 보트(3A)를 제1 스테이지(44)에, 제2 웨이퍼 보트(3B)를 제2 스테이지(45)에 각각 적재해 둔다. 그리고, 제1 스테이지(44)에서는, 웨이퍼 반송 기구(48)에 의해, 상기 제1 웨이퍼 보트(3A)에 대하여 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W) 가 순차 취출되어서 이동 탑재된다. 계속해서, 당해 웨이퍼 보트(3A)는, 보트 반송 기구(46)에 의해, 제1 스테이지(44)로부터 보트 엘리베이터(41)의 단열재(22) 상에 이동 탑재된 후, 보트 엘리베이터(41)가 상승해서 열처리로(2) 내의 로드 위치에 반입된다(도 9 참조). 이렇게 해서, 열처리로(2)의 노구(20)는 보트 엘리베이터(41) 상의 덮개(21)에 의해 폐쇄되고, 열처리로(2) 내에 가스 공급로(2A)로부터 소정의 처리 가스가 공급됨과 동시에, 열처리로(2) 내를 배기로(2B)를 통해서 배기해서 소정의 압력으로 유지된다. 그리고, 열처리로(2) 내에서는 당해 웨이퍼 보트(3A)에 탑재된 웨이퍼(W)에 대하여, 예를 들어 400 내지 1000℃의 온도에서 열처리 예를 들어 CVD, 어닐 처리, 산화 처리 등이 행해진다.
한편, 도 9에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼 보트(3A)가 열처리로(2) 내로 반입되는 타이밍에서는, 예를 들어 상기 덮개 개폐 기구(6)의 덮개(61) 및 상기 클리닝 노즐(7)은 모두 상기 대기 위치에 있다. 그리고, 예를 들어 웨이퍼 보트(3A)가 열처리로(2) 내로 반입되고나서 소정 시간 경과 후, 상기 클리닝 노즐(7)을 상기 대기 위치로부터 클리닝 위치까지 하강시켜서, 당해 노즐(7)을 대기 위치에 있는 덮개(61)의 상면에 접근시킨다. 계속해서, 도 10에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 웨이퍼 보트(3A)가 열처리로(2) 내로 반입되고 있는 동안에, 클리닝 노즐(7)로부터 가스를 덮개(61)를 향해서 공급하는 동시에 흡인하면서, 클리닝 노즐(7)을 상술한 바와 같이 개시로부터 종료 위치까지 이동시키고, 덮개(61)의 상면의 파티클을 제거하는 클리닝 처리를 행한다.
이 클리닝 처리에서는, 약 200℃의 덮개(61)의 상면에, 가스 공급 구멍(73a)으로부터 예를 들어 25℃의 가스가 분사되므로, 덮개(61)에 부착된 파티클이, 열팽창 차에 의한 박리 효과와, 가스의 가압에 의해 덮개(61) 상면으로부터 부상한다, 그리고, 덮개(61)의 상면 근방에 설치된 흡인 구멍(72a)에 의해, 덮개(61)의 상면 근방의 분위기가 흡인되고 있기 때문에, 덮개(61) 상면으로부터 부상한 파티클이 흡인 구멍(72a)으로 흡입되어 간다. 이렇게 해서, 덮개(61)의 상면 근방의 분위기가 흡인 구멍(72a)에 의해 흡인되도록, 클리닝 노즐(7)을 스캔시킴으로써 덮개(61) 상면의 파티클이 흡인 제거된다. 또한, 덮개(61)의 클리닝을 행하는 타이밍은, 덮개(61)가 상기 노구(20)를 막는 위치로부터 벗어나 있을 때이면 되고, 웨이퍼 보트(3)를 언로드한 후이어도 된다.
열처리로(2) 내에서 소정의 열처리가 행해진 웨이퍼 보트(3A)는, 보트 엘리베이터(41)를 하강시킴으로써, 상기 언로드 위치까지 이동된다. 그리고, 웨이퍼 보트(3A)가 언로드 위치로 하강한 후, 덮개 개폐 기구(6)의 덮개(61)에 의해 열처리로(2)의 노구(20)가 막아진다. 즉, 도 11에 나타낸 바와 같이, 덮개 개폐 기구(6)의 회전 기구(63A)에 의해 대기 위치에 있는 덮개(61)를 노구(20)의 하방 측까지 선회 이동시킨 후, 승강 기구(63B)에 의해 노구(20)를 막는 위치까지 상승시킨다. 이와 같이, 웨이퍼 보트(3A)의 언로드 후에 열처리로(2)의 노구(20)를 덮개(61)에 의해 막음으로써, 고열 상태의 열처리로(2)로부터의 로딩 에어리어 S2 내로의 열의 방출이 억제된다.
상기 언로드된 웨이퍼 보트(3A)는, 보트 반송 기구(46)에 의해, 예를 들어 일단 제2 스테이지(45)로 반송된다. 그리고, 예를 들어 제1 스테이지(44) 상에서 웨이퍼(W)가 탑재된 웨이퍼 보트(3B)가 보트 엘리베이터(41) 상으로 반송된 후, 웨이퍼 보트(3A)가 제1 스테이지(44)로 반송되고, 열처리 후의 웨이퍼(W)는 웨이퍼 이동 탑재 기구(48)에 의해 캐리어(C) 내로 이동 탑재된다.
그리고, 웨이퍼 보트(3B)가 열처리로(2) 내에 로드되기 직전에, 덮개(61)를 역의 동작으로 상기 대기 위치까지 이동시키고, 상기 열처리로(2)의 노구(20)를 개방한다. 이때, 덮개(61)는 열처리로(2)의 열에 의해 고온 상태로 되어 있으므로, 클리닝 노즐(7)은 상술한 클리닝 처리가 종료된 후, 상기 대기 위치에 퇴피시켜 둔다. 이렇게 해서, 노구(20)를 개방하고나서, 도 12에 나타낸 바와 같이, 보트 엘리베이터(41)를 상승시켜서 웨이퍼 보트(3B)를 열처리로(2) 내로 반입한다. 계속해서, 예를 들어 웨이퍼 보트(3B)가 열처리로(2) 내로 반입되고나서 소정 시간 경과 후, 즉 덮개(61)로부터의 방열이 어는 정도 가라앉고나서, 상기 클리닝 노즐(7)을 상기 대기 위치로부터 클리닝 위치까지 하강시킨다. 그리고, 상술한 바와 같이, 덮개(61)의 상면의 파티클을 흡인 제거하는 클리닝 처리를 행한다. 이와 같이, 웨이퍼 보트(3B)가 열처리로(2) 내로 반입되고나서 소정 시간 경과 후에 클리닝 처리를 개시하는 것은, 덮개(61)의 온도가 강온되고나서, 클리닝 처리를 개시해서 클리닝 노즐(7)로의 열영향을 방지하기 위해서이다.
이러한 실시 형태에 따르면, 열처리로(2)의 노구(20)를 막는 덮개(61)의 상면의 파티클을, 덮개(61)에 의해 노구(20)를 막기 전에 클리닝 노즐(7)에 의해 흡인 제거하고 있으므로, 열처리로(2) 내에 혼입하는 파티클량을 저감할 수 있다. 이로 인해, 열처리로(2) 내에서의 열처리 동안에 웨이퍼(W)에 부착되는 파티클량을 저감할 수 있고, 제품의 수율의 저하를 억제할 수 있다.
여기서, 덮개(61)에 부착된 파티클의 제거가, 열처리로(2) 내로의 파티클 혼입을 억제하기 위해서 유효한 것은, 후술하는 실시예에 의해서도 명백하다. 이 이유에 대해서, 본 발명자는 다음과 같이 해석하고 있다. 즉, 덮개(61) 상에는 웨이퍼(W) 표면이나 열처리로(2)의 내벽에 성막된 막의 막 박리에 유래하는 파티클이 존재한다. 또한, 열처리로(2)를 클리닝 가스에 의해 클리닝할 때에, 부식성이 큰 클리닝 가스에 노출되어서 열화한 웨이퍼 보트(3)의 재료인 석영에 유래하는 파티클도 퇴적되어 있다.
이와 같이, 덮개(61)에 파티클이 부착되어 있는 상태에서, 다음 열처리를 행하면, 열처리로(2) 내는 상술한 바와 같이 배기되고 있기 때문에, 웨이퍼 보트(3) 상의 웨이퍼(W)로부터 보면, 웨이퍼(W)의 상류 측에 파티클의 발생원이 존재하게 된다. 이로 인해, 열처리 시에, 덮개(61) 상의 파티클이, 열처리로(2) 내의 배기에 의한 압력차에 의해 감아 올려져, 웨이퍼(W)에 부착되는 것이라고 추찰된다.
또한, 본 실시 형태의 클리닝 노즐(7)은, 덮개(61) 상면 측의 분위기를 흡인함으로써, 덮개(61) 상면의 파티클을 제거하고 있다. 이로 인해, 파티클을 로딩 에어리어 S2 내에 비산시키지 않고 제거할 수 있다. 또한, 클리닝 노즐(7)은 덮개(61)의 상면과 접촉하지 않으므로, 클리닝 노즐(7)을 이동시켜도 덮개(61) 상면을 손상시킬 우려가 없고, 덮개(61)로부터 이격되어 있기 때문에, 덮개(61)로부터의 열영향을 받기 어렵다.
또한, 덮개(61)가 대기 위치에 있을 때에, 파티클의 제거를 행할 수 있으므로, 당해 파티클의 제거를 위한 시간을 별개로 확보할 필요가 없어, 처리량 저하가 억제된다.
또한, 본 실시 형태의 클리닝 노즐(7)은, 노즐 본체(71) 내에 냉매 유로(74)를 구비하는 동시에, 냉매 유로(77)를 구비한 커버 부재(78)에 의해 노즐 이동 기구(75)를 덮고 있다. 이로 인해, 열처리로(2)의 근방에 클리닝 노즐(7)을 설치하는 경우라도, 노즐 본체(71)나 노즐 이동 기구(75)가 냉각되어 있으므로, 열변형 등의 열에 의한 악영향의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태는 노즐 본체(71)를 덮개(61)에 대하여 접속, 분리 가능하게 설치하여, 덮개(61)가 열처리로(2)로부터 이격된지 얼마 되지 않아, 고온일 때에는 노즐 본체(71)를 덮개(61)로부터 이격시키고, 덮개(61)의 온도가 어느 정도 하락하고나서 노즐 본체(71)를 덮개(61)에 접근시켜서 클리닝 처리를 행하고 있다. 이로 인해, 클리닝 시에는 덮개(61)에 근접해서 흡인하기 쉬운 상태로 설정하고 있으므로, 클리닝 노즐(7)로의 열영향을 가능한 한 억제한 상태에서, 효율적으로 파티클 제거를 행할 수 있다.
이상에 있어서, 상기 클리닝 처리는, 도 13에 나타낸 바와 같이, 클리닝 노즐(7)을, 덮개(61)의 일단부 측으로부터 타단부 측을 향해서 이동시킴으로써, 덮개(61)의 상면 측의 분위기를 흡인 구멍(72a)에 의해 흡인해서 행하도록 해도 된다. 또한, 도 14에 나타낸 바와 같이, 덮개(61)의 중심과 클리닝 노즐(7)의 중심 O이 일치하도록 배치하고, 상기 클리닝 노즐(7)의 중심 O을 회전 중심으로 해서 회전시킴으로써, 덮개(61)의 상면 측의 분위기를 흡인 구멍(72a)에 의해 흡인해서 클리닝 처리를 행하도록 해도 된다.
이어서, 다른 실시 형태에 대해서 도 15 내지 도 17를 사용해서 설명한다. 이 예는, 클리닝 노즐(7)을 고정해서 설치하고, 덮개(61) 측을 이동시킴으로써, 덮개(61)의 상면 측의 분위기를 클리닝 노즐(7)의 흡인 구멍(72a)에 의해 흡인하는 것이다. 이 예의 클리닝 노즐(7)은, 열처리로(2)의 하방 측과 덮개(61)의 대기 위치 사이를 이동하는 덮개(61)의 이동로의 상방 측에 설치되어 있다. 이 클리닝 노즐(7)은, 회전 기구(75A)를 설치하지 않는 것 외에는 상술한 실시 형태와 동일하게 구성되고, 예를 들어 클리닝 처리를 행하는 클리닝 위치와, 이 처리 위치의 상방 측의 대기 위치 사이에서 승강 기구(75B)에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다.
또한, 클리닝 노즐(7)은, 덮개(61)가 노구(20)의 하방 측의 위치와 대기 위치 사이에서 선회 이동했을 때에, 덮개(61)가 클리닝 노즐(7)의 흡인 구멍(72a)의 하방 측을 통과하고, 덮개(61)의 이동에 따라, 당해 덮개(61)의 상면 측의 분위기가 흡인 구멍(72a)에 의해 흡인되도록, 클리닝 노즐(7)의 설치 위치, 형상 및 크기 등이 설정되어 있다.
이러한 구성에서는, 예를 들어 덮개(61)가 열처리로(2)의 노구(20)를 막는 위치로부터 대기 위치로 이동할 때까지는, 클리닝 노즐(7)은 상기 대기 위치에 있다. 그리고, 예를 들어 덮개(61)가 다시 대기 위치로부터 노구(20)의 하방 측으로 이동할 때에, 클리닝 노즐(7)이 클리닝 위치까지 하강하는 동시에, 가스 공급 구멍(73a)으로부터의 가스의 토출 및 흡인 구멍(72a)으로부터의 흡인 배기를 개시하도록, 제어부(100)로부터 각 부로 제어 신호가 출력되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, 덮개(61)가 상기 대기 위치로부터 노구(20)의 하방 측으로 이동하는 동안에, 클리닝 노즐(7)의 하방 측을 통과하여, 덮개(61)의 상면에 부착된 파티클이 클리닝 노즐(7)에 의해 흡인 제거된다.
또한, 클리닝 노즐(7A)은, 예를 들어 도 18에 나타낸 바와 같이, 평면 형상이 원호를 그리는 형상이어도 되고, 예를 들어 도 19에 나타낸 바와 같이, 평면 형상이 환형상이어도 된다. 이들 클리닝 노즐(7A, 7B)의 노즐 본체(71)는, 평면 형상이 다른 것 외에는, 상술한 클리닝 노즐(7)과 동일하게 구성되어 있다. 이 클리닝 노즐(7A, 7B)과 덮개(61)는 상대적으로 이동하면 되고, 클리닝 노즐(7A, 7B)측을 고정해서 설치하고, 덮개(61)가 예를 들어 대기 위치로부터 열처리로(2)의 노구(20)의 하방 측으로 이동할 때에 클리닝 처리를 행하도록 해도 된다. 또한, 덮개(61)가 대기 위치에 있을 때에, 클리닝 노즐(7A, 7B) 측을 이동시켜서 클리닝 처리를 행하도록 해도 된다.
또한, 상기 클리닝 노즐(7, 7A, 7B)은, 적어도 덮개(61)의 상면 측의 분위기를 흡인할 수 있는 구조이면 되고, 반드시 덮개(61) 상면으로의 가스 공급이 필요한 것도 아니다. 또한, 덮개(61)의 상면을 향해서 가스 공급을 행할 때에는, 예를 들어 도 20에 클리닝 노즐[7A(7B)]을 나타낸 바와 같이, 클리닝 노즐[7A(7B)]의 상대적 이동 방향의 전방 측(진행 측)에 가스 공급실(73), 후방 측에 배기실(72)을 형성하도록 해도 되고, 도시는 하지 않지만 클리닝 노즐[7A(7B)]의 상대적 이동 방향의 전방측(진행 측)에 배기실(72), 후방 측에 가스 공급실(73)을 형성하도록 해도 된다. 또한, 가스 공급실(73)에는 초음파 발생 수단을 설치하도록 해도 된다.
또한, 파티클 제거 기구는, 파티클을 흡인해서 제거하는 구성이면 되고, 도 21에 나타낸 바와 같이, 대기 위치에 있는 덮개(61)의 상방 측에, 예를 들어 덮개(61) 보다도 평면 형상이 크고 편평한 흡인 배기실(81)을 상기 덮개(61)과 대향하도록 설치하고, 덮개(61)의 상면 근방의 분위기를 흡인함으로써, 덮개(61)에 부착된 파티클을 제거하도록 해도 된다. 도 21 중 82는, 흡인 배기실(61)의 하면에 형성된 흡인 구멍이다. 이때, 도 21에 점선으로 나타낸 바와 같이, 덮개(61)의 상면을 향해서 가스를 공급하는 가스 공급부(82)를 설치하도록 해도 된다. 또한, 예를 들어 흡인 배기실(71)을 덮개(61)보다도 평면 형상이 작게 구성된 경우 등에는, 파티클 제거 기구를 이동 기구에 의해 상기 덮개(61)에 대하여 이동 가능하게 구성해도 된다.
또한, 도 21에 나타낸 타입의 파티클 제거 기구 및 파티클을 불어 날려버려서 제거하는 타입의 파티클 제거 기구는, 모두 당해 파티클 제거 기구를 냉각하는 냉각 기구를 구비하도록 구성해도 되고, 이들 파티클 제거 기구를 덮개에 대하여 상대적으로 접속 분리시키는 접속 분리 기구를 구비하도록 해도 된다.
또한, 덮개(61)의 이동 기구(84)는, 도 22에 나타낸 바와 같이, 덮개(61)를 대기 위치로부터 노구(20)의 하방 측 위치까지 수평 방향으로 진퇴 이동시키는 진퇴 기구(84A)와, 덮개(61)를 승강시키는 승강 기구(84B)를 조합해서 설치한 것이어도 된다. 또한, 덮개(61)는 대기 위치로부터 노구(20)의 하방 측으로 수평 이동하는 구성에 한정되지 않고, 예를 들어 덮개(61)를 노구(20)의 하방 측에 대략 수직으로 세우도록 해서 대기시키도록 해도 되고, 덮개(61)를 일단 노구(20)의 하방 측으로 대략 수직으로 세우고나서, 클리닝 대상이 되는 면이 하측을 향하도록 수평으로 해서 대기시키도록 해도 된다. 이 경우에는, 예를 들어 각각 대기 위치에 있을 때에, 파티클 제거 기구에 의해 상술한 클리닝 처리가 행해진다.
또한, 접속 분리 기구로서 덮개(61)의 승강 기구를 이용하도록 해도 된다. 예를 들어 덮개(61)는 노구(20)를 막을 때의 높이 위치보다도 하강시키고나서 선회 이동 또는 수평 이동하도록 구성되어 있지만, 이 이동시의 높이 위치를, 클리닝 노즐(7)에 접근하는 높이 위치와, 클리닝 노즐(7)로부터 이격하는 높이 위치로 설정 가능하게 구성한다. 그리고, 덮개(61)의 온도가 높을 때에는, 클리닝 노즐(7)로부터 이격하는 높이 위치에서 이동하고, 클리닝 처리를 행할 때에는 클리닝 노즐(7)에 접근하는 높이 위치로 설정하도록 구성해도 된다.
또한, 클리닝 처리는, 덮개(61)가 노구(20)를 막는 위치로부터 벗어나 있을 때이면, 어느 타이밍에서 행하도록 해도 된다. 덮개(61)가 노구(20)를 막는 위치로부터 벗어나 있는 때란, 덮개(61)가 노구(20)의 하방 측에 있는 경우도 포함된다. 따라서, 노구(20)를 막고 있었던 덮개(61)가 대기 위치로 복귀되고, 이 대기 위치로부터 다시 노구(20)를 막는 동안이면, 어느 타이밍에서 행하도록 해도 된다. 또한, 덮개(61)가 노구(20)를 막는 위치로부터 벗어나 있는 때에, 정기적으로 덮개(61)의 클리닝을 행하도록 해도 된다.
또한, 냉각 기구는 파티클 제거 기구를 냉각할 수 있는 구성이면, 상술한 구성에 한정되지 않고, 예를 들어 파티클 제거 기구에 냉각 가스를 분사함으로써 냉각하는 구성이어도 된다. 단 클리닝 노즐 및 파티클 제거 기구에는, 도 20에 클리닝 노즐을 예로서 나타낸 바와 같이, 반드시 냉매 유로 등의 냉각 기구를 설치할 필요는 없다.
또한, 클리닝 노즐 및 파티클 제거 기구에는, 반드시 이들을 덮개(61)에 대하여 상대적으로 접속 분리시키는 접속 분리 기구를 설치할 필요는 없다. 또한, 파티클 제거 기구 및 덮개(61)의 양쪽을 이동시키면서, 덮개(61)의 클리닝 처리를 행하도록 해도 된다.
또한, 덮개(61)가 노구(20)를 막는 타이밍은, 열처리로(2)가 가열되고, 또한 웨이퍼 보트(3)가 언로드되었을 경우에 한정되지 않고, 웨이퍼 보트(3)가 열처리로(2)에 로드되어 있지 않은 경우에는, 상시 덮개(61)에 의해 노구(20)를 막도록 해도 된다. 또한, 웨이퍼 보트(3)가 열처리로(2)에 로드되었을 때에 노구(20)를 막는 처리용의 덮개와, 웨이퍼 보트(3)가 열처리로(2)에 언로드되었을 때에 노구(20)를 막는 덮개로서, 공통의 덮개를 사용하도록 해도 된다.
(제1 실시예)
상술한 도 1 내지 도 3에 나타내는 종형 열처리 장치를 사용하여, 파티클로서 2산화티탄(TiO2)의 분말을 열처리로(2) 내에 강제적으로 부착시키고, 웨이퍼(W)로의 파티클의 부착 상황에 대해서 검증했다. 이때, 열처리로(2) 내에 공급로(2A)를 통해서 N2 가스를 공급하는 한편, 열처리로(2) 내를 배기로(2B)을 통해서 배기하고, 열처리로 내(2)의 압력을 변화시켜, 실험을 행했다. 또한, 파티클을 덮개(61)의 상면에 부착시켰을 경우(제1-1 실시예), 웨이퍼 보트(3)의 바닥판(32)에 부착시켰을 경우(제1-2 실시예), 열처리로(2)의 배기로(2B) 내에 부착시켰을 경우(제1-3 실시예)에 대해서, 각각 웨이퍼(W)의 파티클 수를 측정했다.
이 결과를 도 23에 나타낸다. 도 23 중 획축은, 열처리로(2) 내의 압력과 로딩 에어리어(S2)의 압력의 압력차, 종축은 1매의 웨이퍼(W)에 부착된 0.1㎛ 이상의 크기의 파티클 수를 각각 나타내고 있다. 이때, 상기 압력차는 열처리로(2) 내의 압력으로부터 로딩 에어리어(S2) 내의 압력을 빼서 구해지는 것이며, 압력차가 -5Torr(666.6Pa)이라는 것은, 로딩 에어리어(S2) 내의 압력이 열처리로(2)보다도 5Torr 낮은 것을 의미하고 있다. 또한, 도면 중 □는 제1-1 실시예, ◇는 제1-2 실시예, △는 제1-3 실시예의 데이터를 각각 나타내고 있다.
이 결과에 의해, 덮개(61)에 파티클을 부착시켰을 경우(제1-1 실시예)가 가장 웨이퍼(W) 표면의 파티클 수가 많아지는 것이 확인되었다. 또한, 어느 실시예에 있어서도, 로딩 에어리어(S2) 내와 열처리로(2) 내의 압력차가 작은 경우에는, 상기 압력차가 큰 경우보다도 웨이퍼(W)에 부착되는 파티클 수가 적어지는 것이 확인되었다. 이때, 파티클의 임계값을 1매의 웨이퍼(W)에 대하여 100개라고 설정하면, 파티클 수가 상기 임계값 이하로 되는 압력차는, 제1-1 실시예에서는 0 내지 3Torr(0 내지 400Pa)이며, 다른 실시예에 비해, 이 압력차가 작은 것이 확인되었다.
이들로부터, 덮개(61)에 파티클을 부착시켰을 경우(제1-1 실시예)는, 가장 웨이퍼(W)에 파티클이 부착되기 쉽고, 로딩 에어리어(S2) 내와 열처리로(2) 내의 압력차가 커지면, 보다 웨이퍼(W)에 파티클이 부착되기 쉬운 상태가 되는 것이 확인된다. 이로 인해, 본 발명과 같이 덮개(61)를 폐쇄하기 전에, 당해 덮개(61)에 부착된 파티클을 흡인 제거하는 것은, 웨이퍼(W)의 파티클 오염을 억제하기 위해서 유효한 것이 이해된다.
(제2 실시예) 도 1에 나타낸 열처리로(2)에 있어서, 열처리로(2)의 내벽에 형성된 막의 누적 막 두께가 4㎛가 되었을 때에, 당해 열처리로(2)에 클리닝 가스를 공급해서 소정의 클리닝 처리를 행하고, 그 후, 덮개(61)에 부착된 파티클의 검증을 행했다. 상기 클리닝 처리는, 제1 클리닝 처리와 제2 클리닝 처리의 2단계로 했다. 제1 클리닝 처리에서는, 클리닝 가스로서 불소(F2) 가스와 불화 수소(HF) 가스를 1:1의 유량으로 공급하고, 압력:150Torr(20kPa), 온도:300℃ 하, 240분간 클리닝을 행했다. 또한, 제2 클리닝 처리에서는, 클리닝 가스로서 불소 가스와 불화 수소 가스를 3:1의 유량으로 공급하는 동시에, 질소(N2) 가스도 공급하고, 3종의 가스를 합쳐서 3slm의 유량으로 공급했다. 그리고, 압력:150Torr(20kPa), 온도:475℃ 하, 80분간 클리닝을 행했다.
또한, 파티클의 검증에 대해서는 다음과 같이 행했다. 우선, 덮개(61)의 상면에, 그 중심으로부터 외주까지 직경 방향을 따라서 카본 테이프를 부착하고나서 박리하고, 당해 테이프에 덮개(61)의 파티클을 부착시켰다. 이렇게 해서, 테이프의 길이 방향으로 약 3㎝마다 8군데의 포인트를 설정하고, 각각의 개소에 대해서 광학 현미경 사진을 촬상했다. 또 테이프의 부착물에 대해서, 전자선 마이크로 분석(EPMA)에 의한 원소 분석을 했다.
이 결과, 광학 현미경 사진에 의한 관찰에서는, 덮개(61)의 외주 근방에서는 이물질이 확인되지 않았지만, 그 밖의 포인트에서는 이물질이 관찰되었다. 그리고, EPMA 분석의 결과, 이물질로서는, 질화 규소나, 규소 화합물과 유기물의 혼합물, 유기물, 질소를 포함하는 유기물 등이 포함될 가능성이 있는 것이 확인되었다. 이에 의해, 덮개(61)에 부착된 파티클은, 성막된 막이 박리된 것이나, 석영제의 웨이퍼 보트(3)의 열화에 의해 파티클로 된 것 등이라고 추찰된다.
W : 반도체 웨이퍼
C : FOUP
2 : 열처리로
3A, 3B : 웨이퍼 보트
41 : 보트 엘리베이터
6 : 덮개 개폐 기구
61: 덮개 이동 기구
7 : 클리닝 노즐
71 : 노즐 본체
72a: 흡인 구멍
75: 노즐 이동 기구

Claims (5)

  1. 복수의 기판이 선반 형상으로 보유 지지된 기판 보유 지지구를 종형의 열처리로 내에, 당해 열처리로의 하방 측에 형성된 개구부로부터 반입되고, 기판에 대하여 열처리를 행하는 장치에 있어서, 상기 열처리로의 하방 측에 위치하는 로딩실과, 이 로딩실 내에 설치되고, 열처리로 내와 열처리로의 하방 측 사이에서 상기 기판 보유 지지구를 승강시키는 보유 지지구 승강 기구와, 상기 기판 보유 지지구가 상기 열처리로의 하방 측에 위치하고 있을 때에, 상기 개구부를 막는 덮개와, 상기 덮개를, 상기 개구부를 막는 위치와, 상기 개구부를 개방하는 위치 사이에서 이동시키는 덮개 이동 기구와, 상기 로딩실 내에 설치되고, 상기 덮개가 상기 개구부를 막는 위치로부터 벗어나 있을 때에, 당해 덮개의 상면의 파티클을 흡인해서 제거하는 파티클 제거 기구를 구비한 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파티클 제거 기구는, 상기 덮개의 상면 측의 분위기를 흡인하기 위한 흡인 구멍이 형성된 클리닝 노즐을 구비한 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파티클 제거 기구를 냉각하는 냉각 기구를 구비한 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파티클 제거 기구를 상기 덮개에 대하여 이동시키는 이동 기구를 구비한 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 파티클 제거 기구를 덮개에 대하여 상대적으로 접속 분리시키는 접속 분리 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는, 열처리 장치.
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