KR20190001931A - 클리닝 노즐을 구비한 덮개, 열처리 장치 및 열처리 장치용 덮개의 클리닝 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 덮개 상면에 부착, 퇴적된 파티클을 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있는 클리닝 노즐 부착 덮개를 제공하는 것이다.
열처리 장치용 처리 용기의 개폐를 하기 위한 덮개(14)와, 덮개(14)에 설치되고, 덮개(14)에 대하여 회전 가능하고, 상부에 피열처리체를 보유 지지하는 보유 지지구가 적재되는 샤프트(20)와, 샤프트로부터 외주 방향으로 연장되도록 설치되고, 복수개의 가스 분출 구멍을 갖고, 가스 분출 구멍으로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 샤프트의 회전에 의해 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 따라 이동하는 클리닝 노즐(70)을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개를 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.
열처리 장치용 처리 용기의 개폐를 하기 위한 덮개(14)와, 덮개(14)에 설치되고, 덮개(14)에 대하여 회전 가능하고, 상부에 피열처리체를 보유 지지하는 보유 지지구가 적재되는 샤프트(20)와, 샤프트로부터 외주 방향으로 연장되도록 설치되고, 복수개의 가스 분출 구멍을 갖고, 가스 분출 구멍으로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 샤프트의 회전에 의해 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 따라 이동하는 클리닝 노즐(70)을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개를 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.
Description
본 발명은 클리닝 노즐 부착 덮개, 열처리 장치 및 열처리 장치용 덮개의 클리닝 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 대하여 성막 처리, 산화 처리, 확산 처리 등의 열처리를 실시하는 장치로서, 종형 열처리 장치가 알려져 있다. 대기의 혼입이 적은 등의 이유로, 종형 열처리 장치는 널리 사용되고 있다. 종형 열처리 장치는 가열로 내에 종형 처리 용기를 설치하고, 처리 용기의 하단 개구부를 개폐하는 덮개 위에 웨이퍼 보유 지지구를 탑재하고, 이 웨이퍼 보유 지지구에 다수의 웨이퍼를 선반형으로 보유 지지하고, 덮개의 상승에 의해 웨이퍼 보유 지지구를 처리 용기 내에 반입하여, 소정의 열처리를 행한다.
또한, 특허문헌 1에는 피열처리체가 처리 용기에 반입된 후, 피열처리체의 온도를 빠르게 안정시킬 수 있는 종형 열처리 장치가 개시되어 있다.
그런데, 열처리 장치의 처리 용기 내에서는, 다양한 요인으로 파티클이 발생하고, 자중에 의해 덮개 상면에 부착, 퇴적되는 경우가 있다. 파티클이 덮개 상면에 부착된 상태에서는, 덮개의 개폐 시의 압력 변동, 혹은 챔버 등의 기류 변동 등에 의해, 덮개 상면에 부착된 파티클의 말려 올라감이 발생하여, 웨이퍼에 부착될 가능성이 있다.
웨이퍼에 형성되는 패턴의 미세화는 점점 진행되고 있다는 점에서, 파티클이 웨이퍼에 부착되면 가공 불량이 될 가능성이 높아지고 있다. 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리가 요구되고 있다.
본 실시 형태의 일 관점의 클리닝 노즐 부착 덮개에 의하면, 열처리 장치용 처리 용기의 하단 개구부를 개폐하기 위한 덮개와, 상기 덮개에 설치되고, 상기 덮개에 대하여 회전 가능하고, 상부에 피열처리체를 보유 지지하는 보유 지지구가 적재되는 샤프트와, 상기 샤프트로부터 외주 방향으로 연장되도록 설치되고, 복수개의 가스 분출 구멍을 갖고, 상기 가스 분출 구멍으로부터 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 따라 이동하는 클리닝 노즐을 갖는 것을 특징으로 한다.
개시된 클리닝 노즐 부착 덮개에 의하면, 덮개 상면에 부착, 퇴적된 파티클을 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 열처리 장치의 일례를 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례의 단면도 (A), 사시도 (B) 내지 (C)이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 동작을 설명하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 동작을 설명하는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 사시도 (A), 샤프트의 일례를 도시하는 사시도 (B)이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 사시도 (A), 샤프트의 일례를 도시하는 사시도 (B)이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 가스 분출 구멍의 방향의 일례를 도시하는 모식도 (A) 내지 (B)이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 일례를 도시하는 사시도 (A) 내지 (D)이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 사시도 (A) 내지 (B)이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 치수를 도시하는 정면도 (A), 측면도 (B), 단면도 (C)이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 관한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면 (A) 내지 (C)이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 관한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면 (A) 내지 (C)이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 치수를 도시하는 단면도 (A)와, 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면 (B)이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례의 단면도 (A), 사시도 (B) 내지 (C)이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 동작을 설명하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 동작을 설명하는 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 사시도 (A), 샤프트의 일례를 도시하는 사시도 (B)이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 사시도 (A), 샤프트의 일례를 도시하는 사시도 (B)이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 가스 분출 구멍의 방향의 일례를 도시하는 모식도 (A) 내지 (B)이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 일례를 도시하는 사시도 (A) 내지 (D)이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개의 일례를 도시하는 사시도 (A) 내지 (B)이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 치수를 도시하는 정면도 (A), 측면도 (B), 단면도 (C)이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 관한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면 (A) 내지 (C)이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 관한 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면 (A) 내지 (C)이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 치수를 도시하는 단면도 (A)와, 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면 (B)이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 이하에 설명한다. 또한, 동일한 부재 등에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.
실시 형태의 열처리 장치에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 실시 형태에 관한 열처리 장치의 일례를 도시한 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 열처리 장치(2)는 길이 방향이 수직으로 배치된 원통형 처리 용기(4)를 갖는다. 처리 용기(4)는 내열성 재료, 예를 들어 석영으로 형성된다. 처리 용기(4)는 스테인리스 등으로 이루어지는 매니폴드(10)에 의해, 그 하단부가 보유 지지된다. 또한, 매니폴드(10)는 베이스 플레이트(12)에 고정된다.
처리 용기(4)의 하단부의 개구부에는, 예를 들어 스테인레스 스틸 등으로 이루어지는 원반형 덮개(14)가, O링 등의 시일 부재(16)를 통해 기밀 밀봉 가능하게 개폐하도록 설치되어 있다. 또한, 덮개(14)의 대략 중심부에는, 예를 들어 자성 유체 시일(18)에 의해 기밀 상태로 회전 가능한 회전축(21)이 삽입 관통되어 있다. 이 회전축(21)의 하단은 모터 등의 구동 기구에 의해 회전하는 회전 기구(22)에 접속되어 있다.
회전축(21)의 상단에는 접속 부재(23)를 통해 샤프트(20)가 설치되고, 샤프트(20)의 상부에 보트 지지부(27)가 설치되어 있고, 그 상부에 반도체 웨이퍼를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지구로서의 웨이퍼 보트(28)가 적재된다. 또한, 샤프트(20)의 주위에는, 예를 들어 석영제의 지주(26a)와 차열판(26b)을 갖는 보온통(26)이 설치되어 있다. 웨이퍼 보트(28)에는, 예를 들어 50 내지 150매의 피열처리체로서의 웨이퍼 W가, 소정의 간격, 예를 들어 10㎜ 정도 간격의 피치로 수용된다. 웨이퍼 보트(28), 보온통(26) 및 덮개(14)는, 예를 들어 보트 엘리베이터인 승강 기구(30)에 의해, 처리 용기(4) 내에 일체가 되어 로드, 언로드된다.
매니폴드(10)의 측면에는 도시하지 않은 복수의 가스 도입 포트가 형성되고, 처리 용기(4) 내로 원료 가스나 불활성 가스 등의 성막 처리에 필요한 가스(예를 들어, 원료 가스와 불활성 가스의 한쪽 또는 양쪽)를 도입하기 위한 배관(32)이 처리 용기(4)의 플랜지부(4a)를 관통하여 설치된다. 또한, 가스 도입 포트에는 석영제의 가스 노즐(34)이 삽입되고, 너트 등의 조인트 부재에 의해 배관(32)과 가스 노즐(34)이 연통 가능하도록 기밀하게 설치되어 있다. 통상, 가스 노즐(34)로부터 처리 용기(4)로 도입되는 가스는, 도시하지 않은 매스 플로우 컨트롤러 등의 유량 제어 기구에 의해, 유량 제어된다. 또한, 가스 노즐(34)은, 도 1에 있어서는, 하나만 기재되어 있지만, 사용하는 가스종에 따라 복수개 설치해도 된다.
처리 용기(4)의 상부에는 가스 출구(36)가 형성되어 있고, 가스 출구(36)에는 배기계(38)가 연결된다. 배기계(38)는 가스 출구(36)에 접속된 배기 통로(40)와, 배기 통로(40)의 도중에 순차 접속된, 압력 조정 밸브(42)와 진공 펌프(44)를 포함한다. 배기계(38)에 의해, 처리 용기(4) 내의 분위기를 압력 조정하면서 배기할 수 있다.
처리 용기(4)의 외주측에는 처리 용기(4)를 둘러싸도록 하여 웨이퍼 W 등의 피열처리체를 가열하는 가열 장치(45)가 설치된다. 가열 장치(45)는 원통형으로 형성된 천장이 있는 단열층(46)을 갖는다. 단열층(46)은, 예를 들어 열전도성이 낮고, 부드러운 무정형의 실리카 및 알루미나의 혼합물에 의해 형성된다. 또한, 단열층(46)의 내면은 처리 용기(4)의 외면보다도 소정의 거리만큼 이격되어 있다. 또한, 단열층(46)의 외주면에는, 예를 들어 스테인레스 스틸로 이루어지는 보호 커버(47)가 단열층(46) 전체를 덮도록 설치되어 있다.
단열층(46)의 내주측에는 가열부(48)가, 나선형으로 권회하여 배치되어 있다. 가열부(48)는, 예를 들어 단열층(46)의 측면의 전체에 걸쳐서 권회하여 설치되어 있고, 처리 용기(4)의 높이 방향의 전체를 커버할 수 있는 구성으로 되어 있다. 즉, 가열부의 외주측에 단열층(46)을 설치한 구조로 되어 있다.
또한, 처리 용기(4)의 내측에는 도시하지 않은 열전대가 삽입되어, 처리 용기(4) 내의 온도(즉, 웨이퍼 W 근방의 온도)를 측정할 수 있는 구성으로 되어 있다.
〔제1 실시 형태〕
제1 실시 형태의 열처리 장치와, 그것에 사용되는 클리닝 노즐 부착 덮개에 대하여, 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 제1 실시 형태에 관한 열처리 장치의 주요부 단면도이고, 도 1에 있어서의 덮개(14), 보온통(26) 및 웨이퍼 보트(28)의 부분에 상당한다.
열처리 장치용 처리 용기의 하단 개구부를 개폐하기 위한 덮개(14)는 스테인레스 스틸 등으로 이루어지는 금속제의 덮개(14e)와 석영제의 덮개(14f)에 의해 구성되어 있다. 석영제의 덮개(14f)의 주연부에는 원환형 압박판(14g)이 설치되어 있고, 나사 등의 고정 수단에 의해 금속제의 덮개(14e)와 석영제의 덮개(14f)가 일체로 형성되어 있다. 덮개(14)의 중심부에는 당해 덮개(14)를 수직으로 관통하는 관통 구멍(14c)이 형성되어 있고, 자성 유체 시일(18)에 의해 기밀 상태로 회전 가능한 회전축(21)이 삽입 관통되고, 회전축(21)의 하단에 회전 기구(22)가 설치되어 있다.
회전축(21)의 상단에는 인코넬(등록 상표) 등의 내열성 및 내식성을 갖는 재료로 형성된 접속 부재(23)가 설치되고, 접속 부재(23)의 상부에 석영제의 샤프트(20)가 설치되어 있다. 또한, 샤프트(20)의 상부에는 석영제의 보트 지지부(27)가 설치되어 있고, 그 상부에 웨이퍼 보트(28)가 적재된다. 보트 지지부(27)의 상단면에 형성된 볼록부와 웨이퍼 보트(28)의 하단면에 형성된 오목부가 걸림 결합함으로써, 웨이퍼 보트(28)가 보트 지지부(27) 상에 지지된다. 또한, 도 2에서는 상기한 보트 지지부(27)의 볼록부와 웨이퍼 보트(28)의 오목부의 표시는 생략하고 있다.
구동 기구인 도시하지 않은 모터가 덮개(14)에 대하여 고정되어 설치되어 있다. 모터와 회전 기구(22)는 도시하지 않은 벨트 등으로 접속되어 있어, 모터의 회전에 의해 회전 기구(22)가 축 주위로 회전한다. 그것에 의해 샤프트(20)에 접속된 보트 지지부(27)가 둘레 방향으로 회전하고, 보트 지지부(27) 상의 웨이퍼 보트(28)도 회전한다. 그와 같이 웨이퍼 보트(28)가 회전함으로써, 웨이퍼 W가 둘레 방향으로 회전한다.
덮개(14) 상에는, 예를 들어 석영에 의해 구성되는 보온통(26)이 설치되어 있다. 이 보온통(26)은 웨이퍼 보트(28)의 저판보다도 하방에 위치하고, 처리 용기(4) 내에 있어서의 보온통(26)보다 상측과 하측의 분위기를 단열한다. 보온통(26)은 복수개의 수직인 지주(26a)와 복수매의 수평인 차열판(26b)에 의해 구성되어 있다. 각 지주(26a)는 당해 덮개(14)의 둘레 방향을 따라 배치되어 있다. 차열판(26b)은 원 형상으로 구성되고, 상하에 간격을 두고 서로 겹치도록 설치되어 있고, 차열판(26b)은 지주(26a)를 따라 선반형으로 배열되어 있다. 도 2에 도시하는 상하로 서로 인접하는 차열판(26b)의 간격은, 예를 들어 7㎜ 내지 25㎜이다. 또한, 차열판(26b)을 반원 형상으로 형성하고, 샤프트(20)의 양측으로부터 감입하여 전체적으로 원 형상이 되도록 구성되어도 된다.
본 실시 형태의 열처리 장치는 샤프트(20)로부터 외주 방향으로 연장되도록, 복수개의 가스 분출 구멍을 갖는 클리닝 노즐(70)이 설치되어 있다. 클리닝 노즐(70)은 가스 분출 구멍(70a)으로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 샤프트(20)의 회전에 의해 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 따라 이동한다. 클리닝 가스로서는, 예를 들어 질소 가스, 혹은 아르곤 등의 불활성 가스를 사용할 수 있다.
도 3의 (A)는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 일례의 단면도이다. 클리닝 가스를 이송하는 제1 유로(14a)와 제2 유로(20a)가, 덮개(14)와 샤프트(20)의 내부에 있어서 연통하여 설치되어 있다. 클리닝 가스 공급원(90)에, 덮개(14) 내를 관통하는 제1 유로(14a)와 샤프트(20) 내를 관통하는 제2 유로(20a)가 연통하여 접속되고, 또한 제2 유로(20a)와 클리닝 노즐(70)이 연통하도록 접속되어 있다. 클리닝 노즐(70)에는, 예를 들어 복수개의 가스 분출 구멍(70a)이 형성되어 있다. 클리닝 가스는 클리닝 가스 공급원(90)으로부터 제1 유로(14a)와 제2 유로(20a)를 통해 클리닝 노즐(70)의 내부에 공급되고, 가스 분출 구멍(70a)으로부터 덮개(14)의 상면을 향해 분사된다. 분사된 클리닝 가스는 덮개(14)의 상부 근방에 있어서 기류를 발생시킨 후, 덮개(14)의 상면에 형성된 배기부(15)로부터 배기된다. 배기부(15)에는 배기 라인(17, 95, 91)이 접속된다. 또한, 필요에 따라, 클리닝 가스 공급원(90)으로부터 클리닝 노즐(70)에 공급하는 가스양을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러(92), 유로의 개폐를 행하는 밸브(93)가 설치되어도 된다. 또한, 배기 라인(17, 95, 91)의 유로에 있어서, 유로의 개폐를 행하는 밸브(94)가 설치되어도 된다. 상세는 후술한다.
도 3의 (B) 내지 (C)는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 일례의 사시도이다.
도 3의 (B)에 도시한 바와 같이, 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에, 클리닝 가스를 배기하기 위한 배기 슬릿(15a)이 형성되어 있다. 혹은, 도 3의 (C)에 도시한 바와 같이, 마찬가지로 배기 포트(15b)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면의 외주측에, 배기 슬릿(15a) 또는 배기 포트(15b)가 설치되어 있다. 예를 들어, 배기 포트(15b)에는 배기 라인(17) 등이 접속되어 배기된다. 배기 슬릿(15a)에는 슬릿 내에 있어서 복수 개소, 배기 라인 등에 접속된 포트가 형성되어 있다.
도 4는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 동작을 설명하는 사시도이다. 열처리 장치의 처리 용기(4) 내에서는, 다양한 요인으로 파티클 PA가 발생하고 있다. 클리닝 노즐(70)의 가스 분출 구멍(70a)으로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 샤프트(20)의 회전에 의해 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 따라 이동시킴으로써, 클리닝 가스를 파티클 PA에 분사하여 덮개(14)의 외주측으로 이동시킨다. 덮개(14)의 외주측에는 배기 슬릿(15a)이 형성되어 있기 때문에, 파티클 PA를 배기 슬릿(15a)으로 배출하여 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있다. 배기 슬릿 대신에 배기 포트가 형성되어 있어도 마찬가지로 파티클을 제거할 수 있다.
도 5는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 동작을 설명하는 정면도이다. 덮개(14) 상에 부착된 파티클 PA는 클리닝 노즐(70)의 가스 분출 구멍(70a)으로부터 클리닝 가스가 분사되면, 벽면 전단 응력에 의해 덮개(14)의 외주측으로 이동된다. 예를 들어 클리닝 노즐(70)이 복수회 회전하고, 클리닝 가스가 복수회 분사되면, 파티클 PA는 배기 슬릿(15a) 근방에 도달하고, 배기되고 있는 배기 슬릿(15a)에 흡입되어 제거된다.
상기와 같이 본 실시 형태의 클리닝 노즐 부착 덮개는 샤프트(20)로부터 외주 방향으로 연장되도록, 복수개의 가스 분출 구멍(70a)을 갖는 클리닝 노즐(70)이 설치되어 있고, 클리닝 노즐(70)은 가스 분출 구멍(70a)으로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 샤프트(20)의 회전에 의해 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 따라 이동한다. 이에 의해, 덮개(14)의 상부 근방에 클리닝 가스의 기류를 만들고, 덮개(14)의 상면에 부착된 파티클 PA를 배기 슬릿(15a) 등의 배기부(15)로 이동시켜, 처리 용기(4) 밖으로 배출할 수 있어, 덮개(14)의 상면에서의 파티클 PA의 퇴적을 억제할 수 있다. 덮개(14)의 상면의 클린도를 유지하고, 덮개(14) 상의 파티클 수를 감소시켜, 파티클 PA의 말아 올라감에 기인하는 트러블을 방지할 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태의 클리닝 노즐 부착 덮개와, 그것을 사용한 열처리 장치에 의하면, 덮개(14)의 상면에 부착, 퇴적된 파티클 PA를 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있다.
도 6의 (A)는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 일례를 도시하는 사시도이고, 도 6의 (B)는 샤프트의 일례를 도시하는 사시도이다. 덮개(14)가 샤프트(20)의 형상에 대응하는 오목부(14d)를 갖고 있다. 이 오목부(14d)에 샤프트(20)가 설치되고, 도 6의 (A)의 덮개(14)와 도 6의 (B)의 샤프트(20)는 조합하여 사용되지만, 도 6의 (A) 내지 (B)에서는 분해하여 도시되어 있다. 도 6의 (A)에 도시하는 오목부(14d)에 있어서의 샤프트(20)의 표면과 대향하는 덮개(14)의 표면[오목부(14d) 내에 있어서의 덮개(14)의 측벽 표면]에, 클리닝 가스를 이송하는 유로가 되는 링형 홈(14b)이 형성되어 있다. 도 6의 (A)의 덮개(14)와 도 6의 (B)의 샤프트(20)를 조합했을 때에, 샤프트(20) 내를 관통하는 제2 유로(20a)의 단부(20at)가 상시 링형 홈(14b)에 대향하고 있는 상태가 되어, 샤프트(20)의 회전 중이라도 안정적으로 클리닝 노즐(70)로부터 클리닝 가스를 분사할 수 있다. 또한, 샤프트(20)와 덮개(14)의 오목부(14d) 사이에는 샤프트(20)를 회전할 수 있도록 간극이 형성되어 있지만, 제1 유로(14a)와 제2 유로(20a)의 직경 치수나 링형 홈(14b)의 깊이 치수 등을 당해 간극 치수에 비해 충분히 커지도록 설정하고, 유로 내의 컨덕턴스가 당해 간극의 컨덕턴스보다 커지도록 함으로써, 클리닝 가스 공급원(90)으로부터 공급된 클리닝 가스를 클리닝 노즐(70)의 가스 분출 구멍(70a)으로부터 덮개(14)의 상면을 향해 분사하는 것이 가능해진다. 일부의 클리닝 가스는 당해 간극을 통해 처리 용기 내로 유출되게 되지만, 약간의 양의 불활성 가스이기 때문에 성막 처리에 대한 영향은 거의 없다.
도 7의 (A)는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 일례를 도시하는 사시도이고, 도 7의 (B)는 샤프트의 일례를 도시하는 사시도이다. 덮개(14)가 샤프트(20)의 형상에 대응하는 오목부(14d)를 갖고 있다. 이 오목부(14d)에 샤프트(20)가 설치되고, 도 7의 (A)의 덮개(14)와 도 7의 (B)의 샤프트(20)는 조합하여 사용되지만, 도 7의 (A) 내지 (B)에서는 분해하여 도시되어 있다. 도 7의 (A)에 도시하는 오목부(14d)에 있어서의 덮개(14)의 표면[덮개(14)의 오목부(14d) 내의 측벽 표면]과 대향하는 샤프트(20)의 표면에, 클리닝 가스를 이송하는 유로가 되는 링형 홈(20b)이 형성되어 있다. 도 7의 (A)의 덮개(14)와 도 7의 (B)의 샤프트(20)는 조합했을 때에, 덮개(14) 내를 관통하는 제1 유로(14a)의 단부(14at)가 상시 링형 홈(20b)에 대향하고 있는 상태가 되어, 샤프트(20)의 회전 중이라도 안정적으로 클리닝 노즐(70)로부터 클리닝 가스를 분사할 수 있다. 도 7의 (A) 내지 (B)의 실시 형태에 있어서도, 유로 내의 컨덕턴스가 당해 간극의 컨덕턴스보다 커지도록 함으로써, 클리닝 가스를 클리닝 노즐(70)의 가스 분출 구멍(70a)으로부터 덮개(14)의 상면을 향해 분사하는 것이 가능해진다.
또한, 도 6의 (A)의 덮개(14)와 도 7의 (B)의 샤프트(20)를 조합하여 사용하는 것도 가능하다.
도 8의 (A) 및 (B)는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐(70)의 가스 분출 구멍의 방향의 일례를 도시하는 모식도이다. 예를 들어, 도 8의 (A)에 도시한 바와 같이, 클리닝 가스는 클리닝 노즐(70)로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대하여 수직으로 분사된다. 혹은, 도 8의 (B)에 도시한 바와 같이, 클리닝 가스는 클리닝 노즐(70)로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대하여 비스듬히 각도를 부여하여 분사된다. 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대한 기울어진 각도는, 예를 들어 45°이다. 도 8의 (A)에 도시하는 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대한 수직의 클리닝 가스 분사는 클리닝 노즐(70)의 가스 분출 구멍(70a)을, 덮개(14)에 대하여 수직으로 향하도록 형성함으로써 실현할 수 있다. 도 8의 (B)에 도시하는 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대한, 기울어진 클리닝 가스 분사는 클리닝 노즐(70)의 가스 분출 구멍(70a)을, 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대하여 비스듬히 각도를 부여하여 형성함으로써 실현할 수 있다. 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대한 기울어진 각도는 45° 이외의 몇 도여도 된다.
도 8의 (A)에 도시하는 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대하여 클리닝 가스를 수직으로 분사하는 경우와, 도 8의 (B)에 도시하는 비스듬히 각도를 부여하여 분사하는 경우에는, 발생시키는 기류나 벽면 전단 응력 등이 상이하다. 대상으로 하는 파티클의 제거에 대하여 보다 바람직한 가스 분사 조건을 선택할 수 있다.
도 9의 (A) 내지 (D)는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐(70)의 일례를 도시하는 사시도이다. 도 9의 (A)에 도시하는 클리닝 노즐(70)은 하나의 샤프트(20)에 대하여 2개의 클리닝 노즐(70)이 설치된 것이다. 2개의 클리닝 노즐(70)은, 예를 들어 90°의 각도를 부여하여 샤프트(20)로부터 외주 방향으로 연신되도록 설치되어 있다. 도 9의 (B)에 도시하는 클리닝 노즐은 하나의 샤프트(20)에 대하여 4개의 클리닝 노즐(70)이 설치된 것이다. 4개의 클리닝 노즐(70)은 샤프트(20)로부터 외주 방향으로 방사형으로 연신되도록, 즉 4개의 클리닝 노즐(70)은 십자형 형상이 되도록, 각각 배치하여 설치되어 있다. 도 9의 (A) 및 도 9의 (B)의 각 클리닝 노즐은, 도 2 내지 도 8을 참조하여 설명한 상술한 클리닝 노즐과 마찬가지이다. 이와 같이, 클리닝 노즐(70)을 복수개 가짐으로써, 보다 고정밀도로, 덮개의 상면에 부착, 퇴적된 파티클을 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있다. 또한, 도 9의 (C)에 도시하는 클리닝 노즐(71)은 플레이트형이다. 예를 들어, 클리닝 노즐(71)은 중공 구조로 되어 있고, 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대향하는 면에 있어서 높은 자유도를 갖고 복수 개소의 가스 분출 구멍을 배치할 수 있다. 또한, 도 9의 (D)에 도시하는 클리닝 노즐(72)은 원반형이다. 예를 들어, 클리닝 노즐(72)은 중공 구조로 되어 있고, 도 9의 (C)의 플레이트형의 경우와 마찬가지로, 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대향하는 면에 있어서 높은 자유도를 갖고 복수 개소의 가스 분출 구멍을 배치할 수 있다. 도 9의 (D)의 도면상은, 가스 분출 구멍을 십자형으로 배치한 것을 도시하고 있다. 이와 같이, 가스 분출 구멍의 배치의 자유를 높인 클리닝 노즐로 함으로써, 보다 고정밀도로, 덮개의 상면에 부착, 퇴적된 파티클을 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있다.
도 10은 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 일례를 도시하는 사시도이다. 복수개의 가스 분출 구멍이, 클리닝 노즐(73)에 비직선적으로 배치되어 있다. 클리닝 노즐(73)이 비직선적 형상, 예를 들어 만곡된 형상인 것에 의해 실현할 수 있다. 예를 들어, 클리닝 노즐(73)을 굴곡한 형상으로 해도 된다. 또한, 상기한 도 9의 (C) 및 도 9의 (D)에 도시한 바와 같은 가스 분출 구멍을 개방할 수 있는 면이 어느 정도 이상의 넓이를 갖고, 가스 분출 구멍의 위치에 자유도가 있는 경우, 이 면에 있어서 가스 분출 구멍을 비직선적으로 배치할 수 있다. 도 10에 도시한 바와 같이, 클리닝 노즐(73)의 선단부에 있어서의 가스 분출 구멍을 배기 슬릿(15a) 측을 향하도록 배치함으로써, 덮개(14)의 상면의 외주측에 모아진 파티클 PA를 효율적으로 배기 슬릿(15a)으로부터 제거하는 것이 가능해진다.
가스 분출 구멍(70a)의 크기는 클리닝 노즐(70)의 크기, 클리닝 가스의 유속, 배기 슬릿(15a) 등의 배기부로부터의 배기 속도 등에 따라 조정 가능하다. 가스 분출 구멍(70a)의 크기를 내주측과 외주측에서 바꿀 수도 있다. 예를 들어, 가스 분출 구멍(70a)의 크기를 내주측에서 크게, 외주측에서 작게 함으로써, 외주측에서의 압출량을 적게 조정하여, 과도한 클리닝 가스의 분사를 방지할 수 있다.
가스 분출 구멍(70a)으로부터 분사되는 클리닝 가스의 유량은, 도 3에 도시한 바와 같이 클리닝 가스 공급원(90)에 접속되는 배관에 매스 플로우 컨트롤러(92) 등을 설치함으로써 조정할 수 있다. 이에 의해, 대상으로 하는 파티클의 입경에 맞도록 조정한 유량으로 클리닝 가스를 분사할 수 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 클리닝 가스 공급원(90)에 접속되는 배관에 밸브(93)를 설치함으로써, 클리닝 공정을 실시하는 타이밍을 조정할 수 있다. 이와 같이, 밸브(93)나 매스 플로우 컨트롤러(92) 등을 설치함으로써, 클리닝 가스의 분사의 타이밍이나, 분사량의 조절이 가능하다.
도 3에 도시한 바와 같이, 배기 슬릿 등의 배기부(15)로부터의 배기는 배기 경로 상에 밸브(94)를 설치함으로써 타이밍을 조정할 수 있다. 예를 들어, 상시 배기하고, 클리닝을 실시할 때마다 배기 타이밍을 지정하고, 웨이퍼 보트를 적재한 덮개를 로드 또는 언로드하는 타이밍에 기계 동작에 수반하도록 배기 타이밍을 지정하고, 기타 수동으로 배기를 행하는 등의 배기 타이밍의 선택이 가능하다.
본 실시 형태에 관한 열처리 장치용 덮개의 클리닝 방법은 상기한 본 실시 형태에 관한 클리닝 노즐 부착 덮개를 구비한 열처리 장치에 있어서, 가스 분출 구멍(70a)으로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 샤프트(20)의 회전에 의해 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면을 따라 클리닝 노즐을 이동시킨다.
상기한 클리닝 가스를 분사하면서, 샤프트의 회전에 의해 클리닝 노즐을 이동시키는 공정은 처리 용기(4)로부터 덮개(14)를 제거하고 대기압 하에서 행할 수 있다. 즉, 예를 들어 열처리 장치의 메인터넌스의 타이밍, 또는 열처리와 열처리 사이의 시간에, 필요에 따라 실시할 수 있다. 혹은, 덮개(14)로 처리 용기(4)의 하단 개구부를 폐쇄하고 감압 분위기에서 행할 수 있다. 처리 용기(4) 내의 압력이 진공 상태인 경우에는, 기체 분자의 평균 자유 공정이 길어져 버려 파티클을 감아 올려버릴 우려가 있기 때문에, 점성류가 발생하는 감압 분위기인 것이 바람직하다. 예를 들어, 진공 상태에서 열처리를 행하는 경우에는, 열처리를 실시하기 전후의 루틴한 공정으로 하고, 점성류가 발생하는 감압 분위기에서 열처리를 행하는 경우에는, 열처리와 함께 행하는 루틴한 공정으로 함으로써, 상시 파티클을 관리한 상태를 유지할 수 있다.
본 실시 형태에 관한 열처리 장치용 덮개의 클리닝 방법에 의하면, 덮개(14)의 상면에 부착, 퇴적된 파티클을 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있다.
〔제2 실시 형태〕
제2 실시 형태의 열처리 장치와, 그것에 사용되는 덮개(14)에 대하여, 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11은 제2 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 일례를 도시하는 단면도이다.
본 실시 형태에 관한 열처리 장치에 있어서, 회전축(21)의 내측과 외측에 자성 유체 시일(18)이 이중으로 설치되어 있다. 외측의 자성 유체 시일(18)과 회전축(21)의 사이에, 덮개(14)에 고정된 고정통(50)이 설치되어 있다. 덮개(14)의 하면에는 회전축(21)을 둘러싸도록 하우징(51)이 고정되어 있다. 하우징(51)을 관통하고, 회전축(21)의 내측에 불활성 가스를 도입하는 가스관(52)이 고정되어 있다. 가스관(52)은 클리닝 가스 공급원(90)에 접속되어 있고, 가스관(52)과 클리닝 가스 공급원(90)을 접속하는 유로에 가스양을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러(92)와 유로의 개폐를 행하는 밸브(93)가 설치되어 있다. 이와 같은 구조에 의해, 회전축(21) 내에 불활성 가스를 도입함과 함께, 회전축(21)을 기밀 상태로 회전할 수 있도록 되어 있다. 회전축(21)의 상부에는 가스 유로가 형성된 접속 부재(23)가 설치되어 있고, 그 위에 샤프트(20)가 설치되어 있다. 샤프트(20) 내에는 제2 유로(20a)가 형성되어 있고, 가스관(52)으로부터 도입된 불활성 가스는 접속 부재(23) 내의 가스 유로 및 샤프트(20) 내의 제2 유로(20a)를 통해 클리닝 노즐(70) 내에 공급되어, 가스 분출 구멍(70a)으로부터 덮개(14)의 상면에 분사된다. 이와 같이, 클리닝 가스를 이송하는 유로가, 샤프트(20)를 관통하고 샤프트(20)의 회전축 방향으로 연신하여 설치되어 있는 구성으로 되어 있다. 또한, 회전축(21)의 외주면과 고정통(50)의 내주면의 간극에 연통하는 가스관(53)이 하우징(51)을 관통하여 설치되어 있고, 가스관(53)은 클리닝 가스 공급원(90)에 접속되어 있고, 그 유로에 매스 플로우 컨트롤러(92)와 밸브(93)가 설치되어 있다. 가스관(63)으로부터 회전축(21)의 외주면과 고정통(50)의 내주면의 간극에 불활성 가스를 공급할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 클리닝 가스를 이송하는 배관을 덮개(14)에 통과시킬 필요가 없고, 도 6 혹은 도 7에 도시한 바와 같은 덮개(14) 또는 샤프트(20) 상의 링형 홈(14b, 20b)을 형성하는 일 없이, 샤프트(20)의 회전 중이라도 안정적으로 클리닝 노즐(70)로부터 클리닝 가스를 분사할 수 있다.
상기를 제외하고는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 본 실시 형태에 관한 클리닝 노즐 부착 덮개에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 덮개(14)의 상면에 부착, 퇴적된 파티클 PA를 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있다.
〔제3 실시 형태〕
제3 실시 형태의 열처리 장치와, 그것에 사용되는 덮개(14)에 대하여, 도 12의 (A) 내지 (B)를 참조하여 설명한다. 도 12의 (A) 내지 (B)는 본 실시 형태에 관한 열처리 장치의 덮개(14)의 일례를 도시하는 사시도이다.
본 실시 형태는 도 10에 도시하는 클리닝 노즐의 변형예이고, 클리닝 노즐(74)은 덮개(14)의 외주측에서, 클리닝 가스를 내주측으로 분사하도록, 선단부가 굴곡된 형상으로 되어 있다. 본 실시 형태의 클리닝 노즐에서 클리닝 가스를 분사하면, 덮개(14)의 상면에 부착, 퇴적된 파티클 PA를 덮개(14)의 내주측으로 이동시킬 수 있다.
상기한 형상의 클리닝 노즐에 적합하도록, 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면의 내주측에, 도 12의 (A)에 도시한 바와 같이 배기 포트(15c)가 설치된다. 혹은, 도 12의 (B)에 도시한 바와 같이, 배기 슬릿(15d)이 형성된다. 클리닝 가스를 파티클 PA에 분사하여 덮개(14)의 내주측으로 이동시키고, 덮개(14)의 내주측에 설치된 배기 포트(15c) 또는 배기 슬릿(15d)으로부터 파티클 PA를 제거할 수 있어, 종래보다도 정밀도가 높은 파티클 관리를 행할 수 있다.
상기를 제외하고는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
〔실시예 1〕
본 실시예는 상기한 제1 실시 형태의, 특히 도 8의 (B)에 도시하는, 클리닝 노즐(70)로부터 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대하여 비스듬히 각도를 부여하고 클리닝 가스를 분사하는 타입의 열처리 장치용의 클리닝 노즐 부착 덮개에 관하여, 하기의 조건에서 시뮬레이션 해석을 행하여, 기류 유선과 벽면 전단 응력에 대하여 산출한 것이다.
도 13의 (A)는 본 실시예에 있어서 시뮬레이션을 행한 클리닝 노즐의 치수를 도시하는 정면도이고, 도 13의 (B)는 측면도, 도 13의 (C)는 단면도이다.
클리닝 노즐(70)에는 직경 1㎜의 가스 분출 구멍(70a)이 15㎜ 간격으로 형성되어 있다. 또한, 그곳으로부터 10㎜ 이격된 클리닝 노즐(70)의 선단에, 직경 0.5㎜의 가스 분출 구멍(70b)이 형성되어 있다. 가스 분출 구멍(70a)은 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대하여 45°의 각도이고, 클리닝 노즐(70)의 길이 방향으로 직행하는 각도에서, 클리닝 가스를 분사하도록 형성되어 있다. 또한, 선단의 가스 분출 구멍(70b)은 덮개(14)의 처리 용기(4)측의 면에 대하여 45°의 각도이고, 클리닝 노즐(70)의 길이 방향에 대하여 45°의, 클리닝 노즐로부터 볼 때 가스 분출 구멍(70a)이 분출되는 방향과 동일한 측이고, 외주 방향을 향하는 각도에서, 클리닝 가스를 분사하도록 형성되어 있다.
상기한 형상의 클리닝 노즐을 사용하여, 대기압 하에서, 500℃의 조건에서 질소 가스를 1L/min의 유속으로 분사하는 것으로 했다. 여기서, 덮개(14)에는 배기 슬릿(15a)이 형성되어 있고, 배기 속도를 1L/min, 10L/min, 100L/min으로 했다. 본 시뮬레이션에서는, 클리닝 노즐은 정지 상태로 했다.
도 14의 (A) 내지 (C)는 본 실시예에 관한 기류 유선의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다. 가스 분출 구멍(70a)으로부터 분사된 가스의 기류를 유선으로 나타낸 것이다. 도 14의 (A)는 배기 속도가 1L/min, 도 14의 (B)는 배기 속도가 10L/min, 도 14의 (C)는 배기 속도가 100L/min인 경우의 결과이다. 배기 속도 1L/min에서는 도 14의 (A)에 도시한 바와 같이 가스 분출 구멍으로부터 분출된 클리닝 가스는 덮개에 충돌한 후 기류의 혼란이 발생했지만, 배기 속도를 10L/min으로 배기 속도를 높이니 도 14의 (B)에 도시한 바와 같이 기류의 혼란이 정돈되었다. 또한 배기 속도 100L/min으로 배기 속도를 높이면, 도 14의 (C)에 도시한 바와 같이 기류는 안정되어, 배기 슬릿으로부터 배기되어 가는 것이 확인되었다. 기류를 안정시킴으로써, 파티클을 안정적으로 배기 슬릿으로부터 배출시킬 수 있는 것이라고 생각된다.
도 15의 (A) 내지 (C)는 본 실시예에 관한 벽면 전단 응력의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다. 도 15의 (A)는 배기 속도가 1L/min, 도 15의 (B)는 배기 속도가 10L/min, 도 15의 (C)는 배기 속도가 100L/min인 경우의 결과이다. 도면상, 전단 응력에 의해 파티클을 불어 날리는 범위를 스폿으로 나타내고 있다. 도 13에 도시하는, 클리닝 노즐(70)의 선단의 가스 분출 구멍(70b)을 제외한 각 가스 분출 구멍(70a)으로부터 분사되는 클리닝 가스에 대응하는 스폿으로서는, 도 15의 (A) 내지 (C)에 도시한 바와 같이, 배기 속도가 1L/min, 10L/min, 100L/min의 어느 경우도, 동등한 크기의 스폿이 얻어졌다. 클리닝 노즐(70)의 선단의 가스 분출 구멍(70b)을 제외한 각 가스 분출 구멍(70a)으로부터 분사되는 클리닝 가스에 의하면, 배기 속도가 1L/min, 10L/min, 100L/min인 경우에 공통적으로, 안정된 벽면 전단 응력이 얻어지고 있음을 알 수 있었다.
도 13에 도시하는, 클리닝 노즐(70)의 선단에 형성된 가스 분출 구멍(70b)으로부터 분사되는 클리닝 가스에 대응하는 부분에는, 도 15의 (A) 내지 (C)에 도시한 바와 같이, 배기 속도가 1L/min, 10L/min, 100L/min의 어느 경우도, 대부분 스폿으로서 드러나지 않았다. 클리닝 노즐(70)의 선단의 가스 분출 구멍(70b)으로부터 분사되는 클리닝 가스에 의한 벽면 전단 응력은, 클리닝 노즐(70)의 선단의 가스 분출 구멍(70b)을 제외한 가스 분출 구멍(70a)으로부터 분사되는 클리닝 가스의 벽면 전단 응력보다 약하게 되어 있었다.
〔실시예 2〕
본 실시예는, 실시예 1에 비해, 클리닝 노즐의 가스 분출 구멍의 크기를 하기와 같이 변경하고, 실시예 1과 마찬가지로 시뮬레이션 해석을 행하여, 벽면 전단 응력에 대하여 산출한 것이다.
도 16의 (A)는 본 실시예에 관한 열처리 장치의 클리닝 노즐의 치수를 도시하는 단면도이다. 도 13의 (A) 내지 (C)에 도시하는 클리닝 노즐에 대하여, 클리닝 노즐(70)의 선단에 형성된 가스 분출 구멍(70b)의 직경을 확대하여, 1㎜로 한 것이다.
도 16의 (B)는 도 16의 (A)의 클리닝 노즐을 사용한 경우의 벽면 전단 응력의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다. 도 16의 (A)에 도시하는 클리닝 노즐(70)의 선단의 가스 분출 구멍(70b)으로부터 분사되는 클리닝 가스에 대응하는 스폿은 선단의 가스 분출 구멍(70b)을 제외한 각 가스 분출 구멍(70a)으로부터 분사되는 클리닝 가스에 대응하는 스폿과 동등한 크기가 되었다. 즉, 클리닝 노즐(70)의 선단의 가스 분출 구멍(70b)으로부터 분사되는 클리닝 가스의 벽면 전단 응력은, 선단의 가스 분출 구멍(70b)을 제외한 각 가스 분출 구멍(70a)으로부터 분사되는 클리닝 가스의 벽면 전단 응력과 동등함이 확인되었다. 클리닝 노즐(70)의 선단에 형성된 가스 분출 구멍(70b)의 직경을 확대함으로써, 파티클을 불어 날려 제거할 수 있는 범위가 넓어졌음을 알 수 있었다.
이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경이 가능하다.
또한, 상기한 각 실시 형태에 있어서, 클리닝 노즐로부터 클리닝 가스를 분사하는 것이 아니라, 클리닝 노즐로부터 배기함으로써, 파티클을 흡입하여 제거하는 것도 가능하다. 클리닝 노즐로부터의 배기는 클리닝 노즐을 벤트 라인이나 정상 배기 라인 등의 배기계에 접속하거나, 미니 펌프 혹은 이젝터 등을 접속함으로써 대응할 수 있다. 클리닝 노즐과의 사이에 밸브를 설치함으로써, 클리닝 노즐로부터의 배기에 의한 클리닝 처리의 타이밍을 조정할 수 있다.
2 : 열처리 장치
4 : 처리 용기
10 : 매니폴드
12 : 베이스 플레이트
14 : 덮개
14a : 제1 유로
14at : 단부
14b : 홈
14c : 관통 구멍
14d : 오목부
14e : 금속제의 덮개
14f : 석영제의 덮개
14g : 압박판
15 : 배기부
15a : 배기 슬릿
15b : 배기 포트
15c : 배기 포트
15d : 배기 슬릿
16 : 시일 부재
17, 91, 95 : 배기 라인
18: 자성 유체 시일
20 : 샤프트
20a : 제2 유로
20at : 단부
20b : 홈
22 : 회전 기구
26 : 보온통
26a : 지주
26b : 차열판
27: 보트 지지부
28 : 웨이퍼 보트
30 : 승강 기구
32 : 배관
34 : 가스 노즐
36 : 가스 출구
38 : 배기계
40 : 배기 통로
42 : 압력 조정 밸브
44: 진공 펌프
45 : 가열 장치
46 : 단열층
47 : 보호 커버
48 : 가열부
50 : 고정통
51 : 하우징
52, 53 : 가스관
70 : 클리닝 노즐
70a : 가스 분출 구멍
70b : 가스 분출 구멍
71, 72, 73, 74 : 클리닝 노즐
90 : 클리닝 가스 공급원
92: 매스 플로우 컨트롤러
93, 94 : 밸브
4 : 처리 용기
10 : 매니폴드
12 : 베이스 플레이트
14 : 덮개
14a : 제1 유로
14at : 단부
14b : 홈
14c : 관통 구멍
14d : 오목부
14e : 금속제의 덮개
14f : 석영제의 덮개
14g : 압박판
15 : 배기부
15a : 배기 슬릿
15b : 배기 포트
15c : 배기 포트
15d : 배기 슬릿
16 : 시일 부재
17, 91, 95 : 배기 라인
18: 자성 유체 시일
20 : 샤프트
20a : 제2 유로
20at : 단부
20b : 홈
22 : 회전 기구
26 : 보온통
26a : 지주
26b : 차열판
27: 보트 지지부
28 : 웨이퍼 보트
30 : 승강 기구
32 : 배관
34 : 가스 노즐
36 : 가스 출구
38 : 배기계
40 : 배기 통로
42 : 압력 조정 밸브
44: 진공 펌프
45 : 가열 장치
46 : 단열층
47 : 보호 커버
48 : 가열부
50 : 고정통
51 : 하우징
52, 53 : 가스관
70 : 클리닝 노즐
70a : 가스 분출 구멍
70b : 가스 분출 구멍
71, 72, 73, 74 : 클리닝 노즐
90 : 클리닝 가스 공급원
92: 매스 플로우 컨트롤러
93, 94 : 밸브
Claims (19)
- 열처리 장치용 처리 용기의 개폐를 하기 위한 덮개와,
상기 덮개에 설치되고, 상기 덮개에 대하여 회전 가능하고, 상부에 피열처리체를 보유 지지하는 보유 지지구가 적재되는 샤프트와,
상기 샤프트로부터 외주 방향으로 연장되도록 설치되고, 복수개의 가스 분출 구멍을 갖고, 상기 가스 분출 구멍으로부터 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 따라 이동하는 클리닝 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개. - 제1항에 있어서, 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면에, 상기 클리닝 가스를 배기하기 위한 배기 슬릿 또는 배기 포트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클리닝 가스를 이송하는 유로가, 상기 덮개와 상기 샤프트의 내부에 있어서 연통하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제3항에 있어서, 상기 덮개가 상기 샤프트의 형상 오목부를 갖고 상기 오목부에 상기 샤프트가 설치되어 있고, 상기 오목부에 있어서의 상기 샤프트의 표면과 대향하는 상기 덮개의 표면에, 상기 클리닝 가스를 이송하는 링형 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제3항에 있어서, 상기 덮개가 상기 샤프트의 형상의 오목부를 갖고 상기 오목부에 상기 샤프트가 설치되어 있고, 상기 오목부에 있어서의 상기 덮개의 표면과 대향하는 상기 샤프트의 표면에, 상기 클리닝 가스를 이송하는 링형 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클리닝 가스를 이송하는 유로가, 상기 샤프트를 관통하고 상기 샤프트의 회전축 방향으로 연신하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클리닝 노즐로부터 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면에 대하여 수직으로 상기 클리닝 가스를 분사하도록, 상기 가스 분출 구멍이 상기 클리닝 노즐에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클리닝 노즐로부터 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면에 대하여 비스듬히 각도를 부여하여 상기 클리닝 가스를 분사하도록, 상기 가스 분출 구멍이 상기 클리닝 노즐에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클리닝 노즐이 복수개 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클리닝 노즐이 플레이트형인 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 클리닝 노즐이 원반형인 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수개의 상기 가스 분출 구멍이, 상기 클리닝 노즐에 비직선적으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제12항에 있어서, 상기 클리닝 노즐이 비직선적 형상인 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제2항에 있어서, 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면의 외주측에, 상기 배기 슬릿 또는 상기 배기 포트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 제2항에 있어서, 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면의 내주측에, 상기 배기 슬릿 또는 상기 배기 포트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 클리닝 노즐 부착 덮개.
- 처리 용기와,
상기 처리 용기의 개폐를 하기 위한 덮개와,
상기 덮개에 설치되고, 상기 덮개에 대하여 회전 가능한 샤프트와,
상기 샤프트의 상부에 적재되고, 피열처리체를 보유 지지하는 보유 지지구와,
상기 처리 용기에 원료 가스 및 불활성 가스의 한쪽 또는 양쪽을 도입하는 배관과,
상기 처리 용기의 외주에 설치되고, 상기 처리 용기 중에서 상기 보유 지지구에 보유 지지된 피열처리체를 가열하는 가열부와,
상기 샤프트로부터 외주 방향으로 연장되도록 설치되고, 복수개의 가스 분출 구멍을 갖고, 상기 가스 분출 구멍으로부터 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 따라 이동하는 클리닝 노즐을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치. - 열처리 장치용 처리 용기의 개폐를 하기 위한 덮개와, 상기 덮개에 설치되고, 상기 덮개에 대하여 회전 가능하고, 상부에 피열처리체를 보유 지지하는 보유 지지구가 적재되는 샤프트와, 상기 샤프트로부터 외주 방향으로 연장되도록 설치되고, 복수개의 가스 분출 구멍을 갖는 클리닝 노즐을 갖는 클리닝 노즐 부착 덮개를 구비한 열처리 장치에 있어서,
상기 가스 분출 구멍으로부터 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 따라 상기 클리닝 노즐을 이동시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 장치용 덮개의 클리닝 방법. - 제17항에 있어서, 상기 가스 분출 구멍으로부터 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 따라 상기 클리닝 노즐을 이동시키는 공정을, 상기 처리 용기로부터 상기 덮개를 제거하고 대기압 하에서 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치용 덮개의 클리닝 방법.
- 제17항에 있어서, 상기 가스 분출 구멍으로부터 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 향해 클리닝 가스를 분사하면서, 상기 샤프트의 회전에 의해 상기 덮개의 상기 처리 용기측의 면을 따라 상기 클리닝 노즐을 이동시키는 공정을, 상기 덮개로 상기 처리 용기를 폐쇄하고 감압 분위기에서 행하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치용 덮개의 클리닝 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2017-125990 | 2017-06-28 | ||
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| Country | Link |
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