KR20180072572A - Substrate processing apparatus and substrate processing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a substrate processing method.
종래의 기판 처리 장치로서, 전방면으로부터 후방면의 기류 형성용의 배기구를 향하여 횡 방향의 기류가 형성된 로딩 에어리어 내에서, 열처리로의 하방측의 언로드 위치에 있는 웨이퍼 보트와 배기구 사이에, 언로드에 의하여 고온으로 가열된 분위기를 흡인 배기하기 위한 열 배기용의 배기구가 형성된 배기 덕트를 설치한 열처리 장치가 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).In a conventional substrate processing apparatus, in a loading area in which a horizontal airflow is formed from a front surface toward an exhaust port for forming an air flow on the rear surface, a wafer boat and an exhaust port located at an unloading position on the lower side of the heat treatment furnace, There is known a heat treatment apparatus provided with an exhaust duct in which an exhaust port for heat exhaust for sucking and exhausting an atmosphere heated to a high temperature is formed (see, for example, Patent Document 1).
이 열처리 장치에서는, 배기 덕트와의 사이에서 웨이퍼 보트를 두도록, 웨이퍼 보트(24)에 냉각 가스를 공급하는 공급구(90a)를 갖는 냉각 가스 노즐(90, 91)이 설치되어 있다(도 11, 도 12 참조).In this heat treatment apparatus,
이러한 열처리 장치에 의하면, 언로드된 고온 상태의 웨이퍼 보트 근방의 분위기는 배기 덕트로부터 배기되기 때문에 상방측으로의 열확산이 억제되어, 횡 방향의 기류가 웨이퍼 보트 및 웨이퍼 군에 공급되어 열처리 후의 웨이퍼를 강온시킬 수 있다. 또한 언로드된 웨이퍼는 배기 덕트로부터의 배기에 추가하여, 냉각 가스 노즐로부터 분사되는 냉각 가스에 의하여 냉각되기 때문에, 언로드된 웨이퍼의 냉각 시간이 단축되어 웨이퍼의 생산성을 향상시킬 수 있다.According to this heat treatment apparatus, since the atmosphere in the vicinity of the wafer boat unloaded at a high temperature is exhausted from the exhaust duct, thermal diffusion to the upper side is suppressed, and a horizontal airflow is supplied to the wafer boat and the wafer group, . Further, since the unloaded wafer is cooled by the cooling gas injected from the cooling gas nozzle in addition to the exhaust from the exhaust duct, the cooling time of the unloaded wafer can be shortened and the productivity of the wafer can be improved.
그러나 특허문헌 1에 기재된 기판 처리 장치에서는, 냉각 가스 노즐로부터 웨이퍼에 분사되는 냉각 가스에 의하여, 로딩 에어리어 내에 부유하는 파티클(유기물 등의 티끌이나 먼지 등)이 날아올라 웨이퍼 상에 앉아 이상 성장이 일어나, 생산성이 저하한다는 문제가 있었다.However, in the substrate processing apparatus described in Patent Document 1, particles (floating particles or dust such as organic substances) floating in the loading area are blown by the cooling gas ejected from the cooling gas nozzle onto the wafer, and abnormal growth occurs on the wafer , There is a problem that the productivity is lowered.
또한 냉각 가스 노즐을 설치하지 않고 흡기 덕트에 의한 흡기만 행하는 것도 가능하지만, 이 경우, 웨이퍼의 냉각이 충분히 행해지지 않아 냉각 시간을 짧게 할 수 없다. 또한 흡기 덕트의 흡인력을 증가시키는 것도 가능하지만, 이 경우에는 로딩 에어리어 내에 난류가 발생하여, 냉각 가스를 분사했을 때와 마찬가지로 이상 성장에 의한 생산성의 저하가 문제가 된다.In addition, it is also possible to perform only the intake by the intake duct without installing the cooling gas nozzle, but in this case, the cooling of the wafer is not sufficiently performed and the cooling time can not be shortened. It is also possible to increase the suction force of the intake duct. However, in this case, turbulence is generated in the loading area, so that the productivity deteriorates due to abnormal growth as in the case where the cooling gas is injected.
그래서 본 발명은, 냉각 가스를 분사하지 않고 웨이퍼의 냉각 시간을 짧게 할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판의 냉각 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate cooling method that can shorten a cooling time of a wafer without injecting a cooling gas.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 형태에 관한 기판 처리 장치는, 처리 용기와, 복수의 기판을 보유 지지하고, 상기 처리 용기에 로드 및 언로드되는 기판 보유 지지구와, 상기 처리 용기로부터 언로드된 언로드 위치에 있어서의 상기 기판 보유 지지구의 주위에 대향하여 배치되고, 흡기구를 구비하는 적어도 하나의 흡기 덕트를 갖고, 상기 흡기 덕트는, 상기 흡기 덕트의 본체를 구성하는 고정 덕트부와, 상기 고정 덕트부에 수용되어, 상기 흡기구를 구성하는 가동 덕트부를 갖는다.According to an aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus comprising: a processing container; a substrate holder for holding and loading and unloading a plurality of substrates to and from the processing container; Wherein the intake duct has at least one intake duct which is disposed to face the periphery of the substrate holding support in the intake duct and has an intake port, the intake duct includes a fixed duct section constituting the main body of the intake duct, And has a movable duct portion constituting the intake port.
본 발명에 의하면, 냉각 가스를 분사하지 않고 웨이퍼의 냉각 시간을 짧게 할 수 있다.According to the present invention, the cooling time of the wafer can be shortened without injecting the cooling gas.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치의 웨이퍼 보트의 일례의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치의 흡기 덕트와 웨이퍼 보트의 위치 관계를 도시하는 종단면도이다.
도 4는 도 3을 상방에서 본 도면이다.
도 5는 도 3의 상태에 있어서의 흡기 덕트의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치에 있어서 흡기 덕트의 흡기구를 웨이퍼 보트에 근접시킨 상태를 도시하는 종단면도이다.
도 7은 도 6을 상방에서 본 도면이다.
도 8은 도 6의 상태에 있어서의 흡기 덕트의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 9는 흡기 덕트를 웨이퍼 보트에 근접시키기 전의 상태에 있어서의 기류의 속도 분포를 나타내는 도면이다.
도 10은 흡기 덕트를 웨이퍼 보트에 근접시킨 상태에 있어서의 기류의 속도 분포를 나타내는 도면이다.
도 11은 종래의 열처리 장치를 개략적으로 도시하는 종단면도이다.
도 12는 도 11을 상방에서 본 도면이다.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of an example of a wafer boat of the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
3 is a longitudinal sectional view showing the positional relationship between the intake duct and the wafer boat of the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a view of Fig. 3 viewed from above. Fig.
Fig. 5 is a perspective view showing an example of the intake duct in the state of Fig. 3; Fig.
6 is a longitudinal sectional view showing a state in which the inlet port of the intake duct is brought close to the wafer boat in the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
Fig. 7 is a view of Fig. 6 viewed from above.
Fig. 8 is a perspective view showing an example of the intake duct in the state of Fig. 6; Fig.
9 is a view showing the velocity distribution of the airflow in the state before the intake duct is brought close to the wafer boat.
10 is a view showing the velocity distribution of the airflow in a state in which the intake duct is brought close to the wafer boat.
11 is a longitudinal sectional view schematically showing a conventional heat treatment apparatus.
Fig. 12 is a view of Fig. 11 viewed from above.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태의 설명을 행한다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)를 개략적으로 도시하는 종단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 열처리 장치(10)는 적재대(로드 포트)(12)와 하우징(18)과 제어부(50)를 갖는다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a
적재대(로드 포트)(12)는 하우징(18)의 전방부에 설치되어 있다. 하우징(18)은 로딩 에어리어(작업 영역)(20) 및 열처리로(40)를 갖는다. 로딩 에어리어(20)는 하우징(18) 내의 하방에 설치되어 있고, 열처리로(40)는 하우징(18) 내이자 로딩 에어리어(20)의 상방에 설치되어 있다. 또한 로딩 에어리어(20)와 열처리로(40) 사이에는 베이스 플레이트(19)가 설치되어 있다.The loading stand (load port) 12 is provided in the front portion of the
열처리로(40)는 기판(웨이퍼 W)을 열처리하기 위한 처리로이며, 예를 들어 전체적으로 세로로 긴 형상을 갖고 구성되어도 된다. 열처리로(40)는 반응관(41)과 히터(가열 장치)(42)를 구비한다.The
반응관(41)은, 웨이퍼 W를 수용하고, 수용한 웨이퍼 W에 열처리를 실시하기 위한 처리 용기이다. 반응관(41)은, 예를 들어 석영제이며, 세로로 긴 형상을 갖고 있고, 하단부에 개구(43)가 형성되어 있다. 히터(가열 장치)(42)는 반응관(41)의 주위를 덮도록 설치되어 있으며, 반응관(41) 내를 소정의 온도, 예를 들어 100 내지 1200℃로 가열 제어 가능하다.The
열처리로(40)에서는, 예를 들어 반응관(41) 내에 수용된 웨이퍼 W에 처리 가스를 공급하여 CVD(Chemical Vapor deposition)나 ALD(Atomic Layer Deposition) 등의 성막 처리를 행한다.In the
베이스 플레이트(19)는, 열처리로(40)의 후술하는 반응관(41)을 설치하기 위한, 예를 들어 SUS제의 베이스 플레이트이며, 반응관(41)을 하방으로부터 상방으로 삽입하기 위한, 도시하지 않은 개구부가 형성되어 있다.The
적재대(로드 포트)(12)는 하우징(18) 내로의 웨이퍼 W의 반입 반출을 행하기 위한 것이다. 적재대(로드 포트)(12)에는 수납 용기(13)가 적재되어 있다. 수납 용기(13)는, 전방면에, 도시하지 않은 덮개를 착탈 가능하게 구비한, 복수 매, 예를 들어 50매 정도의 웨이퍼를 소정의 간격으로 수용하는 밀폐형 수납 용기(FOUP)이다.The loading stand (load port) 12 is for carrying in and carrying out the wafer W into the
또한 적재대(12)의 하방에는, 후술하는 이동 탑재 기구(27)에 의하여 이동 탑재된 웨이퍼 W의 외주에 설치된 노치를 일 방향으로 정렬시키기 위한 정렬 장치(얼라이너)(15)가 설치되어 있어도 된다.Although an alignment device (aligner) 15 for aligning the notches provided on the outer periphery of the wafer W which is mounted by the
로딩 에어리어(작업 영역)(20)는, 수납 용기(13)와 후술하는 웨이퍼 보트(24) 사이에서 웨이퍼 W의 이동 탑재를 행하여, 웨이퍼 보트(24)를 열처리로(40) 내에 반입(로드)하고, 웨이퍼 보트(24)를 열처리로(40)로부터 반출(언로드)하기 위한 것이다. 로딩 에어리어(20)에는 도어 기구(21), 셔터 기구(22), 덮개(23), 웨이퍼 보트(24), 베이스(25a, 25b), 승강 기구(26) 및 이동 탑재 기구(27)가 설치되어 있다.The loading area (work area) 20 moves and mounts the wafer W between the
도어 기구(21)는, 수납 용기(13, 14)의 덮개를 제거하고 수납 용기(13, 14) 내를 로딩 에어리어(20) 내로 연통 개방하기 위한 것이다.The
셔터 기구(22)는 로딩 에어리어(20)의 상방에 설치되어 있다. 셔터 기구(22)는, 덮개(23)를 개방하고 있을 때, 후술하는 열처리로(40)의 개구(43)로부터 고온의 노 내의 열이 로딩 에어리어(20)로 방출되는 것을 억제 내지 방지하기 위하여 개구(43)를 덮도록(또는 막도록) 설치되어 있다.The
덮개(23)는 보온통(28) 및 회전 기구(29)를 갖는다. 보온통(28)은 덮개(23) 상에 설치되어 있다. 보온통(28)은 석영으로 이루어지며, 웨이퍼 보트(24)가 덮개(23)측과의 전열에 의하여 냉각되는 것을 방지하여, 웨이퍼 보트(24)를 보온하기 위한 것이다.The cover (23) has a heat insulating container (28) and a rotating mechanism (29). The hot
회전 기구(29)는 덮개(23)의 하부에 설치되어 있다. 회전 기구(29)는 웨이퍼 보트(24)를 회전시키기 위한 것이다. 회전 기구(29)의 회전축은 덮개(23)를 기밀하게 관통하여, 덮개(23) 상에 배치된 도시하지 않은 회전 테이블을 회전시키도록 설치되어 있다.The rotary mechanism (29) is provided at the lower portion of the lid (23). The
승강 기구(26)는 웨이퍼 보트(24)의 로딩 에어리어(20)로부터 열처리로(40)에 대한 반입, 반출 시에 덮개(23)를 승강 구동한다. 그리고 승강 기구(26)에 의하여 상승된 웨이퍼 보트(24)가 열처리로(40) 내에 반입되어 있을 때, 덮개(23)는 개구(43)와 맞닿아 개구(43)를 밀폐하도록 설치되어 있다. 그리고 덮개(23)에 적재되어 있는 웨이퍼 보트(24)는 열처리로(40) 내에서 웨이퍼 W를 수평면 내에서 회전 가능하게 보유 지지할 수 있다.The
도 2는, 웨이퍼 보트(24)를 확대하여 도시한 도면이다. 웨이퍼 보트(24)는 각 웨이퍼 W를 수평으로 보유 지지한 상태에서, 소정 간격을 갖고 연직 방향으로 적재하고 보유 지지하는 기판 보유 지지 수단이다. 웨이퍼 보트(24)는, 예를 들어 석영제이며, 대구경, 예를 들어 직경 300㎜의 웨이퍼 W를 수평 상태에서 상하 방향으로 소정의 간격(피치 폭)으로 탑재하도록 되어 있다. 웨이퍼 보트(24)는, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 천장판(30)과 저판(31) 사이에 복수 개, 예를 들어 3개의 지주(32)를 개재 설치하여 이루어진다. 지주(32)에는, 웨이퍼 W를 보유 지지하기 위한 갈고리부(33)가 설치되어 있다. 또한 지주(32)와 함께 보조 기둥(34)이 적절히 설치되어 있어도 된다.2 is an enlarged view of the
도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)의 흡기 덕트와 웨이퍼 보트의 위치 관계를 도시한다. 도 4는, 도 3을 상방에서 본 상태를 도시한다. 도 5는, 도 3의 상태에 있어서의 흡기 덕트의 일례를 도시한다.Fig. 3 shows the positional relationship between the intake duct and the wafer boat of the
도 3에 도시된 바와 같이, 로딩 에어리어(20) 내에는, 흡기 덕트로서 상단 덕트(60), 중단 덕트(61), 하단 덕트(62)로 이루어지는 3개의 덕트와, 배기 팬(70 내지 75)과, FFU(팬 필터 유닛)(80, 81)를 갖는다. 또한 도 1과 마찬가지로 덮개(23), 보온통(28), 웨이퍼 보트(24)가 도시되어 있다.3, three ducts constituted by an
로딩 에어리어(20) 내의 웨이퍼 보트(24)가 언로드되어 하강한 위치(이하, 언로드 위치라 함)의 주위에는, 웨이퍼 보트(24)의 측면에 대향하도록 상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62){이하, 덕트(60 내지 62)라 하는 경우가 있음}가 설치된다. 덕트(60 내지 62)는, 언로드되어 하강한 상태의 웨이퍼 보트(24)의 높이의 범위를 분할하고 각각의 높이 영역을 커버하도록 상단, 중단, 하단으로 분할하여 배치되어 있다.An
덕트(60 내지 62)는 모두 흡기 덕트로서 구성되며, 웨이퍼 보트(24)에 보유 지지되고 가열된 웨이퍼 W의 열을 흡인하여, 웨이퍼 W를 냉각하기 위한 냉각 기구로서 기능한다. 흡기 덕트를, 이러한 상단부, 하단부 및 중간에 배치된 3개의 흡기 덕트로 구성함으로써, 각 덕트의 치수, 흡인력 등의 조건을 변화시킬 수 있다. 그 때문에, 언로드 시에 이동하는 웨이퍼 보트(24)의 온도가 상이한 영역에 맞추어 조건이 상이한 덕트를 적절히 배치할 수 있으므로, 웨이퍼 W를 효율적으로 냉각할 수 있다.The
또한 덕트(60 내지 62)는 3단으로 분할되는 3단 구성에 한정되지 않으며, 상단 덕트(60)와 하단 덕트(62)로 웨이퍼 보트(24)의 높이의 범위를 모두 커버하는 2단 구성이어도 되고, 중단 덕트(61)가 복수로 더 분할된 4단 이상의 구성이어도 된다. 덕트(60 내지 62)의 분할 수도 용도에 따라 적절히 변경할 수 있다.Further, the
상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)는 도 3, 도 4에 도시한 바와 같이, 중단 덕트(61)의 흡기구(61b)와 하단 덕트(62)의 흡기구(62b)가 동일한 평면 위치에 배치되고, 상단 덕트(60)의 흡기구(60b)가 상이한 위치에 배치되어 있다. 또한 상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)는, 웨이퍼 보트(24)의 근방에 설치되는 한, 수평면 상에서의 배치 위치는 불문한다. 따라서 상단 덕트(60)의 흡기구(60b)와 중단 덕트(61)의 흡기구(61b)가, 상면에서 보았을 때 동일한 위치에 설치해도 되며, 상단 덕트(60)의 흡기구(60b)와 중단 덕트(61)의 흡기구(61b)를 동일한 평면 위치에 배치하고, 하단 덕트(62)의 흡기구(62b)를 상이한 위치에 설치해도 된다.3 and 4, the
웨이퍼 보트(24)의 언로드 시에는, 회전 기구(29)에 의하여 웨이퍼 보트(24)는 회전하면서 하강해 오므로, 이와 같이 덕트(60 내지 62)를 웨이퍼 보트(24)의 주위의 상이한 위치에 배치함으로써, 웨이퍼 W를 불균일 없이 균일하게 냉각할 수 있다. 또한 빈 공간을 이용하여 가장 바람직한 위치에 배치할 수 있다.When the
상단 덕트(60)는 배기 팬(70, 71, 72, 74)에 연통하고, 중단 덕트(61)는 배기 팬(71, 72, 74)에 연통하고, 하단 덕트(62)는 배기 팬(73, 75)에 연통하여, 각각 배기된다. 이 중 배기 팬(71, 72, 74)은 상단 덕트(60)와 중단 덕트(61)가 합류한 합류 덕트(63)에 설치되어 있다.The
배기 팬(70 내지 75)은 덕트(60 내지 62)를 통하여 열을 배기하기 위한 배기 수단이다. 배기 팬(70 내지 75)은 덕트(60 내지 62)에 연통하여 설치되는데, 각 배기 팬(70 내지 72)에 따라 배기 범위가 상이하다. 또한 배기 팬(70 내지 75)의 배치는 일례이며, 덕트(60 내지 62)의 모두에 연통하는 배기 팬을 하나 이상 설치하도록 해도 된다. 배기 팬(70 내지 75)은, 덕트(60 내지 62) 중 적어도 2개와 연통하는 공통의 배기 팬(70 내지 75)이 설치되어 있으면, 다양한 배치 구성으로 할 수 있다. 또한 배기 팬(70 내지 75)으로는 2중 반전 팬을 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 이들 배기 팬은 용도에 따라 다양한 위치에 배치할 수 있다.The
합류 덕트(63)와 하단 덕트(62)는 도시하지 않은 합류 덕트에 최종적으로 합류하며, 해당 합류 덕트가 필요에 따라 FFU(80, 81)에 접속된다. FFU(80, 81)는 팬과 필터가 일체화된 유닛이며, 배기 팬(75)에서 흡인한 가스를 FFU(80, 81)의 내부에 설치된 도시하지 않은 필터에서 청정화하고, 또한 배기 팬(75)에서 외부로 분출한다. 즉, 배기 팬(75)은 흡인한 가스를 청정화하여, 로딩 에어리어(20) 내에 수평 방향으로 공급하는 기류를 형성하고 있다.The
상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)는 본체(60a, 61a, 62a)와 흡기구(60b, 61b, 62b)를 각각 구비한다(도 5 참조). 본체(60a, 61a, 62a)는 각 덕트의 고정 덕트부를 구성하며, 흡기구(60b, 61b, 62b)를 수용한다. 흡기구(60b, 61b, 62b)는 각 덕트의 가동 덕트를 구성하며, 본체(60a, 61a, 62a)를 가이드로서 가동할 수 있다.The
도 6은, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)에 있어서 흡기 덕트의 흡기구를 웨이퍼 보트에 근접시킨 상태를 도시한다. 도 7은, 도 6을 상방에서 본 상태를 도시한다. 도 8은, 도 6의 상태에 있어서의 흡기 덕트의 일례를 도시한다. 또한 도 6 및 도 5의 화살표는 흡기 덕트가 작동하고 있을 때의 기류이다.6 shows a state in which the intake port of the intake duct is brought close to the wafer boat in the
도 3 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 흡기구(60b, 61b, 62b)를 가동시킴으로써, 웨이퍼 보트(24)에 대하여 흡기구(60b, 61b, 62b)를 근접시키거나 멀리 떨어뜨릴 수 있다. 그 때문에, 흡기 덕트를 작동시킬 때, 흡기구를 웨이퍼 보트에 근접시킴으로써, 냉각 가스를 분사하지 않더라도 웨이퍼의 냉각 시간을 짧게 할 수 있다. 또한 흡기 덕트의 흡인력을 증가시키지 않더라도 원하는 흡기를 행할 수 있다. 따라서 로딩 에어리어(20) 내에서 난류가 발생하여, 부유하는 파티클(유기물 등의 티끌이나 먼지 등)이 날아올라가는 것에 의한 웨이퍼의 이상 성장을 방지할 수 있다.The
또한 본 예에서는, 도 3 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 보트(24)의 언로드 위치에서 60b, 61b, 62b가 웨이퍼 보트(24)에 근접하도록 흡기구(60b, 61b, 62b)가 구동되도록 되어 있다. 흡기구(60b, 61b, 62b)의 구동은 도 3, 도 6에 도시하는 제어부(50)에서 제어된다.3 to 8, the
또한 흡기구(60b, 61b, 62b)의 구동은 도시하지 않은 구동 기구에 의하여 행할 수 있다. 이러한 구동 기구로서는 에어 실린더 등을 사용할 수 있다. 또한 해당 구동 기구의 제어는 제어부(50)에 의하여 제어할 수 있다. 또한 흡기구(60b, 61b, 62b)가 웨이퍼 보트(24)에 근접할 때의 흡기구(60b, 61b, 62b)와 웨이퍼 보트(24)의 거리는 제어부(50)에 의하여 임의로 제어된다.Further, the
이것에 의하여, 흡기구(60b, 61b, 62b)가 웨이퍼 보트(24)의 로드 및 언로드 시의 장해가 되지 않도록 제어할 수 있다. 예를 들어 웨이퍼 보트(24)의 저부에는 웨이퍼 W가 보유 지지되는 영역의 직경 치수보다도 큰 직경 치수의 덮개(23)가 설치되어 있지만, 흡기구(60b, 61b, 62b)가 상시 웨이퍼 보트(24)에 근접한 상태에서는, 웨이퍼 보트(24)가 로드 및 언로드될 때 흡기구(60b, 61b, 62b)가 웨이퍼 보트(24)의 덮개(23)에 닿아 로드 및 언로드의 방해가 된다.Thus, the
이에 반해, 본 예와 같이, 웨이퍼 보트(24)가 언로드 위치일 때 흡기구(60b, 61b, 62b)를 웨이퍼 보트(24)에 근접되도록 가동할 수 있으면, 흡기구(60b, 61b, 62b)가 웨이퍼 보트(24)의 로드 및 언로드 시의 방해가 되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, if the
또한 각 덕트(60 내지 62)는, 흡기구(60b, 61b, 62b)에 플랜지 F가 설치되어 있다(도 5, 도 8 참조). 플랜지 F는, 흡기구(60b, 61b, 62b)의 높이 방향으로 연장되는 판상이며, 흡기구(60b, 61b, 62b)의 폭 방향의 양 단부에 형성되어 있다. 이러한 플랜지 F를 설치하면, 흡기 덕트가 웨이퍼 W의 열을 흡인할 때 플랜지 F가 가이드가 되어 기류가 흡기구(60b, 61b, 62b)에 모이기 쉬워진다. 그 때문에 웨이퍼 W의 냉각을 효율적으로 행할 수 있다.The
또한 플랜지 F는 흡기구(60b, 61b, 62b)의 외측에 고정된 채여도 되고, 흡기구(60b, 61b, 62b)의 내측에 수용된 상태로부터 흡기구(60b, 61b, 62b)가 구동할 때 외측으로 흡기구(60b, 61b, 62b)의 외측으로 튀어나오도록 구성해도 된다.The flange F may be fixed to the outside of the
또한 각 덕트(60 내지 62)는, 흡기구(60b, 61b, 62b)의 내부에, 높이 방향으로 흡기구(60b, 61b, 62b)의 내부 공간을 구획하는 구획벽 P1, P2, P3이 설치되어 있다. 이러한 복수의 구획벽의 존재에 의하여 흡기구(60b, 61b, 62b)의 내부 공간은 복수의 공간으로 구획된다. 흡기구(60b, 61b, 62b)의 내부 공간은 하나의 공간으로 구성해도 되지만, 흡기의 경로가 흡기구의 상하에서 상이한 경향이 있다. 그래서, 이러한 구획벽을 설치하여 흡기구(60b, 61b, 62b)의 내부 공간을 복수의 공간으로 구획함으로써, 각 공간에 의하여 웨이퍼 W의 열이 불균일 없이 흡인되어, 웨이퍼 보트(24)의 높이 방향으로 각 웨이퍼 W의 열이 균일하게 흡인되기 때문에, 각 웨이퍼 W의 냉각을 효율적으로 행할 수 있다.Each of the
또한 본 예에서는, 3개의 구획벽 P1, P2, P3에 의하여 흡기구(60b, 61b, 62b)의 내부 공간이 4개의 공간으로 구획되어 있지만, 구획벽의 수는 웨이퍼의 매수 등의 조건에 따라 필요한 공간의 수로 임의로 정할 수 있다.In this example, the inner spaces of the
상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)는 웨이퍼 보트(24)의 높이의 범위를 분할하여 커버하도록 설치되는데, 높이 방향에 있어서 중첩되는 영역이 있어도 된다. 예를 들어 상단 덕트(60)의 흡기구(60b)와 중단 덕트(61)의 흡기구(61b)는, 동일한 평면 위치에서 중첩되도록 설치되어 있기 때문에 양자는 명확히 높이 영역이 구분되지만, 대향하여 배치되는 하단 덕트(62)의 흡기구(62b)는, 중단 덕트(61)의 흡기구(61b)가 커버하는 높이 영역과 일부 중첩되도록 설치되어 있어도 된다. 즉, 중단 덕트(61)의 흡기구(61b)의 하부와 하단 덕트(62)의 흡기구(62b)의 상부는 높이 방향에 있어서 서로 일부 중첩되어 있어도 된다.The
또한 하단 덕트(62)의 흡기구(62b)는, 웨이퍼 보트(24)에 웨이퍼 W가 보유 지지되어 있는 영역뿐만 아니라 보온통(28)의 부분까지 커버하도록 설치되어 있어도 된다. 냉각 대상은, 정확히는 웨이퍼 보트(24)가 아니라 웨이퍼 W이지만, 석영으로 이루어지는 보온통(28)은 언로드되어 반응관(41)으로부터 나오더라도 상당하는 열을 유지하고 있다. 따라서 웨이퍼 W의 부분만을 냉각하더라도, 보온통(28)으로부터 바로 위의 하부의 웨이퍼 W가 열을 받아 버려 웨이퍼 W의 냉각이 효율적으로 행해지지 않는 경우도 있을 수 있으므로, 필요에 따라, 보온통(28)에 대향하는 부분에도 흡기구(62b)를 설치하는 구성으로 해도 된다. 단, 보온통(28)까지 커버하도록 흡기구(62b)를 설치하는 것은 필수적이지는 않으며, 용도에 따라 채용해도 된다.The
중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)의 내부에는 필요에 따라 하나 이상의 개폐 밸브(도시하지 않음)를 설치해도 된다. 이 개폐 밸브는 덕트(61, 62)의 유로를 막기 위한 개폐 수단으로서, 언로드의 개시 시에는 개폐 밸브를 폐쇄하고, 웨이퍼 보트(24)가 하강하여 중단 덕트(61)의 흡기구(61b)의 흡인력이 미치는 범위에 도달했을 때 개폐 밸브를 개방하고, 또한 웨이퍼 보트(24)가 하강하여 하단 덕트(62)의 흡기구(62b)의 흡인력이 미치는 범위에 도달했을 때 개폐 밸브를 개방한다는 제어를 행하도록 구성한다.One or more open / close valves (not shown) may be provided in the interior of the
이것에 의하여, 배기 팬(70 내지 75)의 흡인력을 쓸데없이 이용하지 않고, 웨이퍼 보트(24)가 냉각 효과가 있는 범위에 도달했을 때 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)의 흡인 동작을 행하게 할 수 있다. 또한 개폐 밸브는, 덕트(61, 62)의 유로 차단과 개방을 전환할 수 있으면, 일반적인 밸브를 포함하는 다양한 개폐 수단을 사용할 수 있다. 또한 그의 제어 및 운전의 방법은 임의이며, 예를 들어 개폐 밸브의 개폐 동작을, 제어부(50)가 개폐 밸브를 제어하여 행하도록 하면 된다.Thus, when the
또한 각 덕트(60 내지 62) 내에는 도시하지 않은 열교환기를 설치해도 된다. 열교환기는, 흡인한 열을 냉각하고, 냉각한 가스를 각 배기 팬(71)에 공급하는 위치에 설치하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여 열 흡수, 냉각의 효과를 더 높일 수 있다. 또한 열교환기는, 용도에 따라 다양한 열교환기를 선택하여 사용할 수 있으며, 또한 배치하는 위치는 배기 덕트의 규모나 수 등에 따라 적절히 정할 수 있다.A heat exchanger (not shown) may be provided in each of the
또한 이들 배기 팬(70 내지 75)의 배기 유량을 조정하기 위하여, 도시하지 않은 팬 회전수 제어 볼륨과 조정 밸브가 하단 덕트(62) 및 합류 덕트(63)의 단부에 설치되어 있다. 이와 같이, 필요에 따라, 배기 유량을 제어하는 수단을 설치하도록 해도 된다.In order to adjust the exhaust flow rate of these
그 외에, 로딩 에어리어(20)의 전체 배기를 제어하기 위하여, 도시하지 않은 조정 밸브, 밸브, 차압계, 산소 농도계, 배기 덕트 등을 필요에 따라 설치해도 된다. 로딩 에어리어(20) 내의 압력 및 산소 농도를 차압계 및 산소 농도계에서 계측하고, 밸브에서 정상 배기의 배기량을 정하고, 조정 밸브에서 배기량의 조정을 행한다. 배기된 가스는 배기 덕트에 배기되고, 차압계에서 압력을 관리하여 배기 설비 쪽에 배출된다. 또한 이들 각 기기의 제어도 제어부(50)에 의하여 행해진다.In addition, an adjustment valve, a valve, a differential pressure gauge, an oxygen concentration meter, an exhaust duct, and the like (not shown) may be provided as necessary in order to control the entire exhaust of the
다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)를 사용한 경우의 효과에 대하여 설명한다. 도 9는, 흡기 덕트를 웨이퍼 보트에 근접시키기 전의 상태에 있어서의 기류의 속도 분포를 나타낸다. 또한 도 10은, 흡기 덕트를 웨이퍼 보트에 근접시킨 상태에 있어서의 기류의 속도 분포를 나타낸다. 또한 이들 속도 분포는 공지된 계산 방법(누마노 다카시(2005) 「신 쉬운 국소 배기 설계 교실: 작업 환경 개선 기술과 환기의 지식」, 중앙노동재해방지협회)에 의하여 산출한 것이다.Next, the effect of using the
먼저, 도 9에 나타난 바와 같이, 상단 덕트(60)의 흡기구(60b)의 폭 치수를 100㎜로 하고, 웨이퍼 보트(24)에 보유 지지된 웨이퍼 W의 직경 치수를 300㎜로 하고, 흡기구(60b)의 개구부로부터 웨이퍼 W의 중심까지의 거리를 250㎜로 하여, 상단 덕트(60)에 의한 흡기를 행하였다. 또한 흡기 덕트의 흡인 조건은, 웨이퍼 W의 중심을 기준으로 한 풍속을 상단 덕트(60)에서 약 1.0㎧, 중단 덕트(61)에서 약 0.8㎧, 하단 덕트(62)에서 약 0.5㎧로 하였다. 그 결과, 흡기구(60b)의 개구부에 있어서의 기류의 속도를 100%로 했을 때, 웨이퍼 W의 중심에 있어서의 기류의 속도는 20%였다.9, the width of the
이에 반해, 도 10에 나타난 바와 같이, 흡기구(60b)의 개구부로부터 웨이퍼 W의 중심까지의 거리를 175㎜까지 짧게 하고, 그 이외의 조건은 도 9에서 나타낸 조건과 동일한 조건에서 상단 덕트(60)에 의한 흡기를 행하였다. 그 결과, 흡기구(60b)의 개구부에 있어서의 기류의 속도를 100%로 했을 때, 웨이퍼 W의 중심에 있어서의 기류의 속도는 45%였다. 즉, 흡기 덕트의 흡기구와 웨이퍼의 중심의 거리를 근접시킴으로써 웨이퍼의 냉각에 필요한 총 풍량을 저감시킬 수 있어, 에너지 절약화를 도모할 수 있다.10, the distance from the opening of the
이들 결과로부터, 본 예와 같이, 흡기 덕트를 작동시킬 때 흡기구를 웨이퍼 보트(24)에 근접시킴으로써, 흡기 덕트의 흡인력을 증가시키지 않더라도 웨이퍼 상의 기류의 유속을 높일 수 있는 것을 알 수 있었다. 또한 웨이퍼 보트(24)의 외측에서는, 속도가 높은 기류의 영역이 좁아지기 때문에 로딩 에어리어 내에서의 난류를 억제할 수 있다.It can be seen from these results that the flow rate of the airflow on the wafer can be increased without increasing the suction force of the intake duct by bringing the intake port closer to the
이와 같이 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)에 의하면, 흡기구를 웨이퍼 보트에 근접시키고 흡기 덕트를 작동시킴으로써, 기류의 속도가 높은 영역을 웨이퍼 상에 집중시킬 수 있다. 그 때문에, 냉각 가스의 분사를 행하지 않고 흡기 덕트만으로 웨이퍼를 냉각하는 경우에도 웨이퍼를 고효율로 냉각할 수 있다. 또한 냉각 가스를 분사하지 않고 웨이퍼를 냉각할 수 있기 때문에, 로딩 에어리어 내에 부유하는 파티클(유기물 등의 티끌이나 먼지 등)이 날아올라는 것에 의한 생산성의 저하를 방지할 수 있다.As described above, according to the
또한 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)에 의하면, 웨이퍼 보트(24)의 언로드 위치에서 흡기구(60b, 61b, 62b)가 웨이퍼 보트(24)에 근접하도록 흡기구(60b, 61b, 62b)의 구동이 제어되기 때문에, 웨이퍼 보트(24)의 저부에, 웨이퍼 W가 보유 지지되는 영역의 직경 치수보다도 직경 치수가 큰 덮개 등의 부재가 설치되어 있는 경우에도, 흡기구가 웨이퍼 보트의 로드 및 언로드 시의 방해가 되는 것을 방지할 수 있다.Further, according to the
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세히 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made without departing from the scope of the present invention.
10: 열처리 장치
20: 로딩 에어리어
24: 웨이퍼 보트
41: 반응관
50: 제어부
60 내지 62: 덕트
60a 내지 62a: 본체
60b 내지 62b: 흡기구
70 내지 75: 배기 팬
W: 웨이퍼
F: 플랜지
P1 내지 P3: 구획벽10: Heat treatment apparatus
20: Loading Area
24: wafer boat
41: reaction tube
50:
60 to 62: duct
60a to 62a:
60b to 62b:
70 to 75: exhaust fan
W: Wafer
F: Flange
P1 to P3:
Claims (9)
복수의 기판을 보유 지지하고, 상기 처리 용기에 로드 및 언로드되는 기판 보유 지지구와,
상기 처리 용기로부터 언로드된 언로드 위치에 있어서의 상기 기판 보유 지지구의 주위에 대향하여 배치되고, 흡기구를 구비하는 흡기 덕트를 갖고,
상기 흡기 덕트는,
상기 흡기 덕트의 본체를 구성하는 고정 덕트부와,
상기 고정 덕트부에 수용되어, 상기 흡기구를 구성하는 가동 덕트부를 갖는, 기판 처리 장치.A processing vessel,
A substrate holder for holding a plurality of substrates and being loaded and unloaded into the processing vessel,
And an intake duct disposed opposite to the periphery of the substrate holding support at an unloaded position unloaded from the processing vessel and having an intake port,
The intake duct includes:
A fixed duct portion constituting the main body of the intake duct,
And a movable duct portion accommodated in the fixed duct portion and constituting the intake port.
상기 처리 용기로부터 언로드된 언로드 위치에 있어서의 상기 기판 보유 지지구의 주위에 대향하여 배치되고, 흡기구를 구비하는 적어도 하나의 흡기 덕트를, 상기 언로드 위치에서 상기 흡기구를 상기 기판 보유 지지구에 근접시키도록 구동하는 공정과,
상기 흡기 덕트를 작동시키는 공정을 갖는, 기판 처리 방법.Unloading a substrate holding support holding a plurality of substrates from a processing vessel,
At least one intake duct disposed opposite to the periphery of the substrate holding region at an unloaded position unloaded from the processing vessel and having an intake port so that the intake port at the unload position is brought close to the substrate holder A step of driving,
And operating the intake duct.
상기 흡기 덕트의 본체를 구성하는 고정 덕트부와,
상기 고정 덕트부에 수용되어, 상기 흡기구를 구성하는 가동 덕트부를 갖고,
상기 언로드 위치에서 상기 흡기구를 상기 기판 보유 지지구에 근접시키도록 상기 가동 덕트부가 구동하는, 기판 처리 방법.8. The air conditioner according to claim 7,
A fixed duct portion constituting the main body of the intake duct,
A movable duct portion accommodated in the fixed duct portion and constituting the intake port,
Wherein the movable duct portion is driven so that the suction port is brought close to the substrate holding support portion at the unloading position.
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