KR20190106766A - 결로 방지 방법 및 처리 시스템 - Google Patents

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KR20190106766A
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코지 카마타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

처리 장치의 부재의 결로를 방지한다. 하나의 실시 형태에 있어서의 결로 방지 방법은, 피처리체를 처리하는 처리 장치에 있어서의 결로 방지 방법으로서, 제 1 측정 공정과, 제 2 측정 공정과, 제 1 제어 공정을 포함한다. 제 1 측정 공정에서는, 폐공간 내에 노출된 처리 장치의 부재의 제 1 표면 온도가 측정된다. 제 2 측정 공정에서는, 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도가 측정된다. 제 1 제어 공정에서는, 제 1 표면 온도와 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도에 기초하여, 처리 장치의 외부의 공기보다 이슬점 온도가 낮은 공기인 저이슬점 공기의 폐공간 내로의 공급량이 제어된다.

Description

결로 방지 방법 및 처리 시스템 {CONDENSATION SUPPRESSING METHOD AND PROCESSING SYSTEM}
본 개시된 각종 측면 및 실시 형태는 결로 방지 방법 및 처리 시스템에 관한 것이다.
플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 기재함)에 정해진 처리를 행하는 처리 시스템에서는, 반도체 웨이퍼가 정해진 온도로 제어된다. 반도체 웨이퍼는 플라즈마에 의해 가열되기 때문에, 플라즈마를 이용한 프로세스 중의 반도체 웨이퍼의 온도를 정해진 온도로 유지하기 위해서는, 반도체 웨이퍼를 냉각할 필요가 있다. 예를 들면, 반도체 웨이퍼가 배치되는 배치대의 내부에 실온보다 저온의 냉매를 유통시킴으로써, 배치대를 개재하여 반도체 웨이퍼가 냉각된다.
그런데, 배치대는 내부를 유통하는 냉매에 의해 실온보다 저온이 되기 때문에, 외기에 접촉하는 부분에 결로가 발생하는 경우가 있다. 또한, 배치대에 접촉하는 다른 부품에 있어서도, 배치대에 의해 열이 빼앗겨 실온보다 저온이 되는 경우가 있으며, 그러한 부품에 있어서도 외기에 접촉하는 부분에 결로가 발생하는 경우가 있다. 처리 시스템의 부품에 결로가 발생하면, 결로에 의해 발생한 수분에 의해 전기 부품이 고장나는 경우가 있다.
이를 회피하기 위하여, 결로가 발생할 우려가 있는 부품의 표면을 단열재로 보호하거나 히터 등의 가열 장치로 가열함으로써, 결로의 발생을 방지하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 아래와 같이 특허 문헌 1 참조).
일본특허공개공보 평07-169737호
그런데, 실온보다 저온이 된 부품을 가열하면, 그 열이 부품을 거쳐 냉매로 전달되어, 냉매에 의한 냉각 성능이 저하되는 경우가 있다. 또한, 단열재 또는 가열 장치에 의해 결로를 방지하는 경우, 단열재 또는 가열 장치를 배치하는 스페이스가 필요하게 된다. 이 때문에, 처리 장치의 소형화가 어려워진다.
본 개시된 일측면은, 피처리체를 처리하는 처리 장치에 있어서의 결로 방지 방법으로서, 제 1 측정 공정과, 제 2 측정 공정과, 제 1 제어 공정을 포함한다. 제 1 측정 공정에서는, 폐공간 내에 노출된 처리 장치의 부재의 제 1 표면 온도가 측정된다. 제 2 측정 공정은, 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도가 측정된다. 제 1 제어 공정은, 제 1 표면 온도와 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도에 기초하여, 처리 장치의 외부의 공기보다 이슬점 온도가 낮은 공기인 저이슬점 공기의 폐공간 내로의 공급량이 제어된다.
본 개시된 각종 측면 및 실시 형태에 의하면, 처리 장치의 부재의 결로를 방지할 수 있다.
도 1은 본 개시된 제 1 실시 형태에 있어서의 처리 시스템의 일례를 나타내는 시스템 구성도이다.
도 2는 폐공간 내로의 드라이 에어의 공급 방법의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은 폐공간 내로 공급되는 드라이 에어의 유량과 폐공간 내의 이슬점 온도와의 관계의 일례를 나타내는 도이다.
도 4는 처리 시스템에 의해 실행되는 처리의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5는 전처리 공정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6은 메인 처리 공정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 7은 후처리 공정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 8은 이슬점 온도표의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 본 개시된 제 2 실시 형태에 있어서의 처리 시스템의 일례를 나타내는 시스템 구성도이다.
도 10은 냉각 시스템의 상세한 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 11은 도 10에 나타내는 X1-X1선을 따른 하부 전극의 단면의 일례를 나타내는 도이다.
도 12는 냉각 시스템의 냉각 사이클이 나타나 있는 몰리에르 선도를 나타내는 도이다.
도 13은 냉각 시스템의 냉각 사이클을 도 12와 함께 설명하기 위한 도이다.
이하에, 개시되는 결로 방지 방법 및 처리 시스템의 실시 형태에 대하여, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해, 개시되는 결로 방지 방법 및 처리 시스템이 한정되는 것은 아니다.
(제 1 실시 형태)
[처리 시스템(1)의 구성]
도 1은 본 개시된 제 1 실시 형태에 있어서의 처리 시스템(1)의 일례를 나타내는 시스템 구성도이다. 처리 시스템(1)은 처리 장치(10) 및 제어 장치(11)를 구비한다. 처리 장치(10)는, 예를 들면 클린룸 내에 설치된다. 처리 장치(10)는 평행 평판의 전극을 구비하는 플라즈마 에칭 장치이며, 처리 용기(12)를 가진다. 처리 용기(12)는, 예를 들면 알루미늄 등의 재료에 의해 구성되고, 예를 들면 대략 원통 형상의 형상을 가진다. 또한, 처리 용기(12)는 내벽면에 양극 산화 처리가 실시되어 있다. 또한, 처리 용기(12)는 보안 접지되어 있다.
처리 용기(12)의 저부 상에는, 예를 들면 석영 등의 절연 재료에 의해 구성된 대략 원통 형상의 지지부(14)가 마련되어 있다. 지지부(14)는 처리 용기(12) 내에서 처리 용기(12)의 저부로부터 연직 방향으로(상부 전극(30)을 향해) 연장되어 있다.
처리 용기(12) 내에는 배치대(PD)가 마련되어 있다. 배치대(PD)는 지지부(14)에 의해 지지되어 있다. 배치대(PD)는 배치대(PD)의 상면에서 웨이퍼(W)를 유지한다. 웨이퍼(W)는 피처리체의 일례이다. 배치대(PD)는 하부 전극(LE) 및 정전 척(ESC)을 가진다. 하부 전극(LE)은 예를 들면 알루미늄 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 대략 원반 형상의 형상을 가진다. 하부 전극(LE) 상에는 정전 척(ESC)이 마련되어 있다.
정전 척(ESC)은 도전막인 전극(EL)을, 한 쌍의 절연층의 사이 또는 한 쌍의 절연 시트의 사이에 배치한 구조를 가진다. 정전 척(ESC)의 전극에는 스위치(SW)를 개재하여 직류 전원(17)이 전기적으로 접속되어 있다. 정전 척(ESC)은 직류 전원(17)으로부터 인가된 직류 전압에 의해 발생하는 쿨롱력 등의 정전력에 의해 정전 척(ESC)의 상면에 웨이퍼(W)를 흡착한다. 이에 의해, 정전 척(ESC)은 웨이퍼(W)를 유지할 수 있다.
정전 척(ESC)에는 배관(19)을 거쳐, 예를 들면 He 가스 등의 전열 가스가 공급된다. 배관(19)을 거쳐 공급된 전열 가스는 정전 척(ESC)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면과의 사이로 공급된다. 정전 척(ESC)의 상면과 웨이퍼(W)의 이면과의 사이로 공급되는 전열 가스의 압력을 조정함으로써, 정전 척(ESC)과 웨이퍼(W) 사이의 열전도율을 조정할 수 있다.
또한, 정전 척(ESC)의 내부에는, 가열 소자인 히터(HT)가 마련되어 있다. 히터(HT)에는 히터 전원(HP)이 접속되어 있다. 히터 전원(HP)으로부터 히터(HT)로 전력이 공급됨으로써, 정전 척(ESC)을 개재하여 정전 척(ESC) 상의 웨이퍼(W)를 가열할 수 있다. 하부 전극(LE)에 의한 냉각과 히터(HT)에 의한 가열에 의해, 정전 척(ESC) 상에 배치된 웨이퍼(W)의 온도가 조정된다. 또한 히터(HT)는, 정전 척(ESC)과 하부 전극(LE)의 사이에 배치되어 있어도 된다.
정전 척(ESC)의 주위에는, 웨이퍼(W)의 엣지 및 정전 척(ESC)을 둘러싸도록 포커스 링(FR)이 배치되어 있다. 포커스 링(FR)에 의해, 웨이퍼(W)에 대한 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다. 포커스 링(FR)은 예를 들면 석영 등, 에칭 대상의 막의 재료에 의해 적절히 선택되는 재료에 의해 구성된다.
하부 전극(LE)의 내부에는 갈덴 등의 냉매가 흐르는 유로(15)가 형성되어 있고, 유로(15)에는 내부 배관(16a)을 개재하여 칠러 유닛(CH)이 접속되어 있다. 냉매의 온도는 실온보다 낮고, 예를 들면 0 ℃ 이하이다. 구체적으로, 냉매의 온도는 -60 ℃이다. 칠러 유닛(CH)으로부터 공급된 냉매가 하부 전극(LE)의 유로(15) 내를 순환함으로써, 냉매와의 열 교환에 의해 하부 전극(LE)이 냉각된다. 하부 전극(LE)이 냉각됨으로써, 정전 척(ESC)을 개재하여, 정전 척(ESC) 상에 배치된 웨이퍼(W)가 냉각된다.
내부 배관(16a)은 처리 용기(12)의 외부에 배치된 외부 배관(16b)에 접속되고, 외부 배관(16b)은 칠러 유닛(CH)에 접속된다. 외부 배관(16b)은 예를 들면 진공 단열 배관이다. 내부 배관(16a)과 외부 배관(16b)과의 접속 부분(16e)은, 처리 용기(12)의 저부 및 하우징(20a)에 의해 둘러싸여 있다. 처리 용기(12)의 저부 및 하우징(20a)에 의해 둘러싸인 공간을 폐공간(ES1)이라고 정의한다. 폐공간(ES1)은 폐공간(ES1)의 내부와 외부와의 사이에서의 공기의 유통이 어느 정도 제한되는 기밀성을 가진다. 하우징(20a)에는 후술하는 드라이 에어 공급 장치로부터 공급되는 드라이 에어를 폐공간(ES1) 내로 도입하기 위한 도입구(21a)가 마련되어 있다.
또한, 외부 배관(16b)은 복수의 진공 단열 배관이 연결된 것이다. 복수의 진공 단열 배관의 접속 부분(16f)은 하우징(20b)에 의해 둘러싸여 있다. 하우징(20b)에 의해 둘러싸인 공간을 폐공간(ES2)이라고 정의한다. 폐공간(ES2)은 폐공간(ES2)의 내부와 외부와의 사이에서의 공기의 유통이 어느 정도 제한되는 기밀성을 가진다. 하우징(20b)에는, 후술하는 드라이 에어 공급 장치로부터 공급되는 드라이 에어를 폐공간(ES2) 내로 도입하기 위한 도입구(21b)가 마련되어 있다.
여기서, 외부 배관(16b)은 진공 단열 배관이기 때문에, 내부를 저온의 냉매가 흘러도 결로되기 어렵다. 그러나, 진공 단열 배관이 다른 진공 단열 배관 등에 접속되는 접속 부분(16e 및 16f)에 있어서는 결로가 발생하는 경우가 있다. 따라서 본 실시 형태에서는, 접속 부분(16e 및 16f)을 하우징(20a 및 20b)으로 각각 둘러싸고, 하우징(20a 및 20b) 내에 드라이 에어를 각각 공급한다. 이에 의해, 하우징(20a 및 20b) 내의 공기의 이슬점 온도가 낮아져, 접속 부분(16e 및 16f)에 있어서의 결로의 발생이 억제된다.
하부 전극(LE)의 하방에는 하부 전극(LE)의 하면과 지지부(14)의 내측벽과 처리 용기(12)의 저부로 둘러싸이는 폐공간(ES4)이 형성되어 있다. 폐공간(ES4)은 폐공간(ES4)의 내부와 외부와의 사이에서의 공기의 유통이 어느 정도 제한되는 기밀성을 가진다. 처리 용기(12)의 저부에는, 후술하는 드라이 에어 공급 장치로부터 공급되는 드라이 에어를 폐공간(ES4) 내로 도입하기 위한 도입구(21d)가 마련되어 있다. 폐공간(ES4) 내에는, 전기 배선을 통과시키기 위한 배관(13), 전열 가스를 흘리기 위한 배관(19), 하부 전극(LE)에 고주파를 인가하기 위한 급전관(69), 냉매를 흘리기 위한 내부 배관(16a)이 배치된다. 또한, 도 1에는 나타나 있지 않지만, 폐공간(ES4) 내에는, 정전 척(ESC) 상의 웨이퍼(W)의 전달을 행하기 위한 푸셔 핀의 구동 기구 등도 배치된다.
여기서, 하부 전극(LE)은 칠러 유닛(CH)으로부터 공급되는 냉매에 의해 냉각된다. 이 때문에, 하부 전극(LE)의 표면에 있어서, 공기와 접촉하는 부분은 결로가 발생하는 경우가 있다. 따라서 본 실시 형태에서는, 하부 전극(LE)의 하부의 폐공간(ES4) 내에 드라이 에어를 공급함으로써, 폐공간(ES4) 내의 공기의 이슬점 온도를 낮춘다. 이에 의해, 폐공간(ES4)에 노출되어 있는 부재의 표면의 결로의 발생이 억제된다.
배치대(PD)의 상방으로서, 배치대(PD)와 대향하는 위치에는 상부 전극(30)이 마련되어 있다. 하부 전극(LE)과 상부 전극(30)은 서로 대략 평행하게 마련되어 있다. 상부 전극(30)과 하부 전극(LE)의 사이의 공간은 웨이퍼(W)에 플라즈마 처리를 행하기 위한 처리 공간(PS)이다.
상부 전극(30)은, 예를 들면 석영 등에 의해 구성된 절연성 차폐 부재(32)를 개재하여 처리 용기(12)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(30)은 전극판(34) 및 전극 지지체(36)를 가진다. 전극판(34)은 하면이 처리 공간(PS)에 면하고 있고, 당해 전극판(34)에는 복수의 가스 토출홀(34a)이 마련되어 있다. 전극판(34)은 예를 들면 실리콘을 포함하는 재료에 의해 구성된다.
전극 지지체(36)는, 예를 들면 알루미늄 등의 도전성 재료에 의해 구성되고, 전극판(34)을 착탈 가능하게 지지한다. 전극 지지체(36)는 도시하지 않은 수냉 구조를 가질 수 있다. 전극 지지체(36)의 내부에는 가스 확산실(36a)이 마련되어 있다. 가스 확산실(36a)로부터는, 전극판(34)의 가스 토출홀(34a)에 연통하는 복수의 가스 유통홀(36b)이 하방으로(배치대(PD)를 향해) 연장되어 있다. 전극 지지체(36)에는 가스 확산실(36a)로 처리 가스를 유도하는 가스 도입구(36c)가 마련되어 있고, 가스 도입구(36c)에는 배관(38)이 접속되어 있다.
배관(38)에는 밸브군(42) 및 유량 제어기군(44)을 개재하여, 가스 소스군(40)이 접속되어 있다. 가스 소스군(40)은 복수의 가스 소스를 가지고 있다. 밸브군(42)에는 복수의 밸브가 포함되고, 유량 제어기군(44)에는 매스 플로우 컨트롤러 등의 복수의 유량 제어기가 포함된다. 가스 소스군(40)의 각각은 밸브군(42) 중의 대응하는 밸브 및 유량 제어기군(44) 중의 대응하는 유량 제어기를 개재하여 배관(38)에 접속되어 있다.
이에 의해, 처리 장치(10)는 가스 소스군(40) 중에서 선택된 하나 또는 복수의 가스 소스로부터의 가스를, 개별로 조정된 유량으로, 전극 지지체(36) 내의 가스 확산실(36a)로 공급할 수 있다. 가스 확산실(36a)로 공급된 가스는 가스 확산실(36a) 내에 확산되고, 각각의 가스 유통홀(36b) 및 가스 토출홀(34a)을 거쳐 처리 공간(PS) 내에 샤워 형상으로 공급된다.
상부 전극(30)에는 전원(39)이 접속되어 있다. 전원(39)은 처리 공간(PS) 내에 존재하는 양이온을 전극판(34)으로 인입하기 위한 전압을 상부 전극(30)에 인가한다. 일례에 있어서는, 전원(39)은 음의 직류 전압을 발생하는 직류 전원이다. 이러한 전압이 전원(39)으로부터 상부 전극(30)에 인가됨으로써, 처리 공간(PS) 내에 존재하는 양이온이 전극판(34)에 충돌한다. 이에 의해, 이차 전자 혹은 실리콘, 또는 그 양방이 전극판(34)으로부터 방출된다.
처리 용기(12)의 내벽면 및 지지부(14)의 외측면에는, 표면이 Y2O3 또는 석영 등으로 코팅된 알루미늄 등에 의해 구성된 퇴적물 실드(46)가 착탈 가능하게 마련되어 있다. 퇴적물 실드(46)에 의해, 처리 용기(12)에 에칭 부생물(퇴적물)이 부착하는 것을 방지할 수 있다.
지지부(14)와 처리 용기(12)의 내측벽과의 사이로서, 처리 용기(12)의 저부측(지지부(14)가 설치되어 있는 측)에는 표면이 Y2O3 또는 석영 등으로 코팅된 알루미늄 등에 의해 구성된 배기 플레이트(48)가 마련되어 있다. 배기 플레이트(48)의 하방에는 배기구(12e)가 마련되어 있다. 배기구(12e)에는 배기관(52)을 개재하여 배기 장치(50)가 접속되어 있다.
배기 장치(50)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지고 있어, 처리 용기(12) 내의 공간을 원하는 진공도까지 감압할 수 있다. 처리 용기(12)의 측벽에는 웨이퍼(W)를 반입 또는 반출하기 위한 개구(12g)가 마련되어 있고, 개구(12g)는 게이트 밸브(54)에 의해 개폐 가능하게 되어 있다.
처리 장치(10)는 제 1 고주파 전원(62) 및 제 2 고주파 전원(64)을 구비한다. 제 1 고주파 전원(62)은 플라즈마 생성용의 고주파 전력을 발생하는 전원이며, 예를 들면 27 ~ 100 MHz의 주파수, 일례에 있어서는 60 MHz의 주파수의 고주파 전력을 발생한다. 제 1 고주파 전원(62)은 정합기(66)를 개재하여 상부 전극(30)에 접속되어 있다. 정합기(66)는 제 1 고주파 전원(62)의 출력 임피던스와 부하(상부 전극(30))측의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로이다. 제 1 고주파 전원(62)에 의해 발생한 고주파 전력은, 정합기(66)를 개재하여 상부 전극(30)에 인가된다. 또한 제 1 고주파 전원(62)은, 정합기(66)를 개재하여 하부 전극(LE)에 접속되어 있어도 된다.
제 2 고주파 전원(64)은, 웨이퍼(W)에 이온을 인입하기 위한 고주파 전력, 즉 고주파 바이어스 전력을 발생하는 전원이며, 예를 들면 400 kHz ~ 40.68 MHz의 주파수, 일례에 있어서는 13.56 MHz의 주파수의 고주파 바이어스 전력을 발생한다. 제 2 고주파 전원(64)은, 정합기(68)를 개재하여, 금속으로 구성된 급전관(69)에 접속되어 있다. 급전관(69)은 하부 전극(LE)에 접속되어 있다. 정합기(68)는 제 2 고주파 전원(64)의 출력 임피던스와 부하(하부 전극(LE))측의 입력 임피던스를 정합시키기 위한 회로이다. 제 2 고주파 전원(64)에 의해 발생한 고주파 바이어스 전력은 정합기(68) 및 급전관(69)을 개재하여 하부 전극(LE)에 인가된다.
급전관(69)의 하부는 하우징(20c)에 의해 둘러싸여 있다. 하우징(20c)에 의해 둘러싸인 공간을 폐공간(ES3)이라고 정의한다. 폐공간(ES3)과 폐공간(ES4)의 사이에는, 구획 판(22)이 마련되어 있다. 폐공간(ES3)은 폐공간(ES3)의 내부와 외부와의 사이에서의 공기의 유통이 어느 정도 제한되는 기밀성을 가진다. 하우징(20c)에는, 후술하는 드라이 에어 공급 장치로부터 공급되는 드라이 에어를 폐공간(ES3) 내에 도입하기 위한 도입구(21c)가 마련되어 있다.
여기서, 급전관(69)은 하부 전극(LE)에 접속되어 있고, 하부 전극(LE)은 칠러 유닛(CH)으로부터 공급되는 냉매에 의해 냉각된다. 이 때문에, 급전관(69)도 하부 전극(LE)을 개재하여 냉각되어, 공기와 접촉하는 급전관(69)의 표면에 있어서 결로가 발생하는 경우가 있다. 급전관(69)에는 제 2 고주파 전원(64) 및 정합기(68) 등의 전자 부품이 접속되어 있어, 급전관(69)의 결로에 의해 수분이 발생하면, 제 2 고주파 전원(64) 및 정합기(68) 등의 전자 부품이 고장나는 경우가 있다. 따라서 본 실시 형태에서는, 하우징(20c) 내에 드라이 에어를 공급함으로써, 하우징(20c) 내의 공기의 이슬점 온도를 낮춘다. 이에 의해, 하우징(20c) 내의 급전관(69)의 표면의 결로의 발생이 억제된다.
제어 장치(11)는 프로세서, 메모리 및 입출력 인터페이스를 가진다. 메모리에는 프로세서에 의해 실행되는 프로그램, 및, 각 처리의 조건 등을 포함하는 레시피가 저장되어 있다. 프로세서는 메모리로부터 읽어낸 프로그램을 실행하고, 메모리 내에 기억된 레시피에 기초하여, 입출력 인터페이스를 개재하여 처리 장치(10)의 각 부를 제어함으로써, 웨이퍼(W)에 에칭 등의 정해진 처리를 실행시킨다. 제어 장치(11)는 제어부의 일례이다.
[드라이 에어의 공급 방법]
도 2는 폐공간(ES) 내로의 드라이 에어의 공급 방법의 일례를 나타내는 모식도이다. 도 2에 있어서, 폐공간(ES)은 도 1에 예시된 각각의 폐공간(ES1 ~ ES4)을 나타내고 있다. 또한 도 2에 있어서, 도입구(21)는, 도 1에 예시된 각각의 도입구(21a ~ 21d)를 나타내고 있고, Vin은 도입구(21)를 거쳐 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량을 나타내고 있다. 또한 도 2에 있어서, Vout은, 폐공간(ES) 내로부터 폐공간(ES)의 외부로 빠져 나가는 공기의 유량을 나타내고 있고, Vin'은 도입구(21) 이외의 간극을 거쳐 폐공간(ES)의 외부로부터 폐공간(ES) 내로 침입하는 공기의 유량을 나타내고 있다.
또한 도 2에 있어서, 저온 부재(23)는 폐공간(ES) 내에 표면의 적어도 일부가 노출된 부재로서, 칠러 유닛(CH)으로부터 공급된 냉매에 의해 실온(예를 들면 +25 ℃)보다 저온이 되는 부재이다. 폐공간(ES) 내에는 온도 센서(24) 및 이슬점 온도 센서(25)가 마련된다.
온도 센서(24)는 저온 부재(23)의 표면의 온도(Ti)를 측정하고, 측정된 온도(Ti)의 데이터를 제어 장치(11)로 출력한다. 본 실시 형태에 있어서, 온도 센서(24)는 예를 들면 광섬유를 이용한 형광식 온도 센서이며, 폐공간(ES) 내에서 가장 저온이 되는 부재의 표면의 온도(Ti)를 측정한다. 폐공간(ES) 내에서 가장 저온이 되는 부재의 표면의 온도(Ti)는 제 1 표면 온도의 일례이다. 이슬점 온도 센서(25)는 폐공간(ES) 내의 공기의 이슬점 온도(Tw)를 측정하고, 측정된 이슬점 온도(Tw)의 데이터를 제어 장치(11)에 출력한다. 온도 센서(24)는 제 1 측정부의 일례이며, 이슬점 온도 센서(25)는 제 2 측정부의 일례이다.
또한, 온도 센서(24)는 폐공간(ES) 내에서 임의의 부재의 표면의 온도(Ti)를 측정해도 된다. 예를 들면, 제어 장치(11)는 저온 상태가 된 경우의 부재의 표면의 온도 분포의 데이터에 기초하여, 온도 센서(24)에 의해 온도(Ti)가 측정된 위치와 가장 저온이 되는 위치와의 온도차를 특정한다. 그리고, 제어 장치(11)는 온도 센서(24)에 의해 측정된 온도(Ti)에서 특정된 온도차를 뺀 온도를, 폐공간(ES) 내에서 가장 저온이 되는 부재의 표면의 온도(Ti)로서 측정한다. 온도 분포의 데이터는 미리 측정되어 제어 장치(11)의 메모리 내에 미리 유지된다.
폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어는 드라이 에어 공급 장치(70)에 의해 생성된다. 드라이 에어 공급 장치(70)는 레귤레이터(71), 드라이어(72) 및 유량 제어기(73)를 가진다. 레귤레이터(71)는 처리 장치(10)의 외부(즉, 클린룸 내)의 공기를 도입하고, 도입된 공기의 압력을 조정한다. 레귤레이터(71)에 의해 행해지는 처리는 도입 공정의 일례이다. 드라이어(72)는, 예를 들면 중공사막 등을 이용하여 공기의 수분을 제거함으로써, 이슬점 온도가 낮은 공기인 드라이 에어를 생성한다. 드라이어(72)에 의해 행해지는 처리는 생성 공정의 일례이다. 드라이어(72)에 의해 생성된 드라이 에어의 이슬점 온도를 Td라고 정의한다. 드라이 에어는 저이슬점 공기의 일례이다.
유량 제어기(73)는 제어 장치(11)로부터의 제어 신호에 따른 유량(Vin)으로, 드라이어(72)에 의해 생성된 드라이 에어를 폐공간(ES) 내로 공급한다. 본 실시 형태에 있어서, 유량 제어기(73)는 폐공간(ES1 ~ ES4)의 각각에 대하여 하나씩 마련되어 있다. 제어 장치(11)는 폐공간(ES1 ~ ES4)의 각각에 대하여, 대응하는 유량 제어기(73)에 개별로 제어 신호를 공급한다. 이에 의해, 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)은 폐공간(ES1 ~ ES4)의 각각에 대하여 개별로 조정된다. 유량 제어기(73)는 공급부의 일례이다.
도 3은 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)과 폐공간(ES) 내의 이슬점 온도(Tw)와의 관계의 일례를 나타내는 도이다. 폐공간(ES)은 어느 정도의 기밀성을 가지지만 완전하게 밀폐되어 있지는 않으므로, 폐공간(ES)으로부터는 유량(Vout)으로 폐공간(ES) 내의 공기가 새고 있으며, 유량(Vin’)으로 외부로부터 폐공간(ES) 내로 공기가 유입된다.
폐공간(ES) 내로 드라이 에어가 공급되어 있지 않은 경우에는, 폐공간(ES)의 외부의 공기가 폐공간(ES) 내로 유입되기 때문에, 폐공간(ES) 내의 이슬점 온도(Tw)는 폐공간(ES)의 외부의 공기의 이슬점 온도(Ta)와 동일한 값이 된다. 그리고, 폐공간(ES) 내로 드라이 에어가 공급되면, 폐공간(ES) 내로 유입되는 공기의 유량(Vin’)이 감소하여, 폐공간(ES) 내의 공기에 있어서의 드라이 에어의 비율이 증가한다. 그러나, 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 적은 경우에는, 공급된 드라이 에어가 폐공간(ES) 내에 확산되기 전에 폐공간(ES)의 외부로 빠져 나가 버리기 때문에, 폐공간(ES) 내의 이슬점 온도(Tw)는 거의 변화하지 않는다.
폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)을 더 증가시켜, 드라이 에어의 유량(Vin)이 정해진 유량(VinL)을 초과하면, 폐공간(ES) 내에서 확산되는 드라이 에어의 양이 증가하여, 폐공간(ES) 내의 공기에 있어서의 드라이 에어의 비율이 증가한다. 이 때문에, 폐공간(ES) 내의 공기에 있어서의 이슬점 온도(Tw)가 저하된다.
그리고, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 더 증가하여, 정해진 유량(VinH)을 초과하면, 폐공간(ES) 내로 유입되는 공기의 유량(Vin’)이 0이 되어, 폐공간(ES) 내가 드라이 에어로 채워진다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내의 이슬점 온도(Tw)가 드라이 에어의 이슬점 온도(Td)와 동일한 값이 된다.
[처리 플로우]
도 4는 처리 시스템(1)에 의해 실행되는 처리의 일례를 나타내는 순서도이다. 도 4에 예시된 처리는 결로 방지 방법의 일례이다.
먼저, 처리 시스템(1)은 처리 장치(10)를 이용하여 웨이퍼(W)에 대한 처리를 개시하기 전에 행해지는 전처리 공정을 실행한다(S10). 그리고, 처리 시스템(1)은 처리 장치(10)를 이용하여 웨이퍼(W)에 대하여 에칭 등이 처리를 실시하는 메인 처리 공정을 실행한다(S20). 그리고, 처리 시스템(1)은 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료된 후에 행해지는 후처리 공정을 실행한다(S30).
[전처리 공정]
도 5는 전처리 공정의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한 도 5에서는, 하나의 폐공간(ES)에 대한 처리에 대하여 나타나 있지만, 다른 폐공간(ES)에 대한 처리에 대해서도 동일하다.
먼저, 제어 장치(11)는 드라이 에어 공급 장치(70)를 제어하여, 폐공간(ES)으로 드라이 에어의 공급을 개시한다(S100). 단계(S100)에 있어서, 제어 장치(11)는 폐공간(ES)으로 드라이 에어를 공급하는 유량 제어기(73)에 대하여, 드라이 에어의 유량(Vin)의 초기값을 지시하는 제어 신호를 출력한다. 드라이 에어의 유량(Vin)의 초기값은, 예를 들면 유량(VinL)과 유량(VinH)의 중간의 값이다.
그리고, 제어 장치(11)는 폐공간(ES) 내의 공기의 대류가 안정되어 이슬점 온도 센서(25)의 측정치가 안정될 때까지 정해진 시간(예를 들면 몇 초에서 몇 분 정도) 대기한다(S101). 그리고, 제어 장치(11)는 이슬점 온도 센서(25)로부터 출력된, 폐공간(ES) 내의 공기의 이슬점 온도(Tw)의 데이터를 취득함으로써, 이슬점 온도(Tw)를 측정한다(S102). 단계(S102)는 제 3 측정 공정의 일례이다.
이어서, 제어 장치(11)는 측정된 이슬점 온도(Tw)가 정해진 온도(Ti0)보다 낮은지 여부를 판정한다(S103). 정해진 온도(Ti0)란, 예를 들면 웨이퍼(W)에 대한 처리 중에 폐공간(ES) 내의 저온 부재(23)가 달하는 최저 온도이다. 또한 정해진 온도(Ti0)는, 웨이퍼(W)의 처리 중에 있어서의 냉매의 설정 온도여도 된다. 단계(S103)는 제 1 판정 공정의 일례이다.
이슬점 온도(Tw)가 정해진 온도(Ti0) 이상인 경우(S103 : No), 제어 장치(11)는 유량 제어기(73)에 대하여, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)을 정해진 유량(ΔVin) 증가시키는 제어 신호를 출력한다(S104). 이에 의해, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 정해진 유량(ΔVin) 증가한다. 그리고, 제어 장치(11)는 다시 단계(S101)에 나타난 처리를 실행한다. 단계(S104)는 제 2 제어 공정의 일례이다.
한편, 이슬점 온도(Tw)가 정해진 온도(Ti0)보다 낮은 경우(S103 : Yes), 제어 장치(11)는, 레시피에 기초하여 칠러 유닛(CH)에 냉매의 온도를 설정하고, 칠러 유닛(CH)의 가동을 개시시킨다(S105). 단계(S105)는 가동 개시 공정의 일례이다.
이와 같이, 칠러 유닛(CH)의 가동 개시 전에, 폐공간(ES) 내의 공기의 이슬점 온도(Tw)를 웨이퍼(W)의 처리 중에 폐공간(ES) 내의 저온 부재(23)가 달하는 최저 온도보다 낮게 해 둔다. 이에 의해, 저온 부재(23)에 결로가 발생하지 않은 상태에서 웨이퍼(W)에 대한 처리를 개시할 수 있다.
[메인 처리 공정]
도 6은 메인 처리 공정의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한 도 6에서는, 하나의 폐공간(ES)에 대한 처리에 대하여 나타나 있지만, 다른 폐공간(ES)에 대한 처리에 대해서도 동일하다.
먼저, 제어 장치(11)는 온도 센서(24)로부터 출력된 저온 부재(23)의 표면의 온도(Ti)의 데이터를 취득함으로써, 저온 부재(23)의 온도(Ti)를 측정한다(S200). 단계(S200)는 제 1 측정 공정의 일례이다. 그리고, 제어 장치(11)는 이슬점 온도 센서(25)로부터 출력된 폐공간(ES) 내의 공기의 이슬점 온도(Tw)의 데이터를 취득함으로써, 폐공간(ES) 내의 공기의 이슬점 온도(Tw)를 측정한다(S201). 단계(S201)는 제 2 측정 공정의 일례이다. 그리고, 제어 장치(11)는 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1)보다 큰지 여부를 판정한다(S202).
여기서, 제 1 온도차(ΔT1)에 대하여 설명한다. 폐공간(ES) 내에 마련된 온도 센서(24)에 의해 측정된 저온 부재(23)의 표면의 온도(Ti)에는, 온도 센서(24)에 의한 측정 오차가 포함되어 있다. 또한, 폐공간(ES) 내에 마련된 이슬점 온도 센서(25)에 의해 측정된 폐공간(ES) 내의 공기의 이슬점 온도(Tw)에는, 이슬점 온도 센서(25)에 의한 측정 오차가 포함되어 있다. 이들 측정 오차가 포함되어 있던 경우라도, 저온 부재(23)에 발생하는 결로를 방지할 필요가 있다. 따라서 본 실시 형태에서는, 온도 센서(24)의 측정 오차의 최대값과 이슬점 온도 센서(25)의 측정 오차의 최대값의 합계를 임계치로서 미리 유지한다. 본 실시 형태에 있어서, 임계치는 예를 들면 3.5 ℃이다.
그리고, 유지하고 있는 임계치에 정해진 오프셋을 더한 값이, 제 1 온도차(ΔT1)로서 이용된다. 오프셋은 예를 들면 1.0 ℃이다. 따라서 본 실시 형태에 있어서, 제 1 온도차(ΔT1)는, 예를 들면 4.5 ℃이다. 또한 유지하고 있는 임계치는, 후술하는 제 2 온도차(ΔT2)로서 이용된다. 본 실시 형태에 있어서, 제 2 온도차(ΔT2)는 예를 들면 3.5 ℃이다.
도 6으로 돌아와 설명을 계속한다. 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1)보다 큰 경우(S202 : Yes), 제어 장치(11)는 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinL)인지 여부를 판정한다(S203). 여기서 본 실시 형태에서는, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)을 감소시킨 경우라도, 유량(VinL)으로 드라이 에어의 공급을 계속한다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내의 이슬점 온도(Tw)를 저하시킬 필요성이 생긴 경우에, 신속히 폐공간(ES) 내의 이슬점 온도(Tw)를 저하시킬 수 있다.
드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinL)인 경우(S203 : Yes), 제어 장치(11)는 드라이 에어의 유량(Vin)을 변경하지 않고, 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료되었는지 여부를 판정한다(S204). 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료되지 않은 경우(S204 : No), 제어 장치(11)는 정해진 시간(예를 들면 몇 초에서 몇 분 정도) 대기하고(S205), 다시 단계(S200)에 나타난 처리를 실행한다. 한편, 웨이퍼(W)에 대한 처리가 종료된 경우(S204 : Yes), 제어 장치(11)는 본 순서도에 나타난 처리를 종료한다. 또한 본 순서도에 나타난 처리가 종료되어도, 폐공간(ES) 내에는, 유량(VinL)에서 유량(VinH) 사이의 유량(Vin)의 드라이 에어가 계속 공급되고 있다.
드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinL)이 아닌 경우(S203 : No), 제어 장치(11)는 정해진 유량(ΔVin) 감소시킨 드라이 에어의 유량(Vin)을 산출한다(S206). 그리고, 제어 장치(11)는 산출된 유량(Vin)이 유량(VinL)보다 적은지 여부를 판정한다(S207).
산출된 유량(Vin)이 유량(VinL) 이상인 경우(S207 : No), 제어 장치(11)는 유량 제어기(73)에 대하여, 산출된 유량(Vin)을 지시하는 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 폐공간(ES)으로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 정해진 유량(ΔVin) 감소한다. 그리고, 제어 장치(11)는 단계(S204)에 나타난 처리를 실행한다.
한편, 산출된 유량(Vin)이 유량(VinL)보다 적은 경우(S207 : Yes), 제어 장치(11)는 유량(Vin)으로서 유량(VinL)을 지시하는 제어 신호를 생성한다(S208). 그리고, 제어 장치(11)는 생성된 제어 신호를 유량 제어기(73)에 출력한다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinL)이 된다. 그리고, 제어 장치(11)는 단계(S204)에 나타난 처리를 실행한다. 단계(S202, S204, S207 및 S208)는 제 1 제어 공정의 일례이다.
저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1) 이하인 경우(S202 : No), 제어 장치(11)는 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 2 온도차(ΔT2)보다 작은지 여부를 판정한다(S209). 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 2 온도차(ΔT2) 이상인 경우(S209 : No), 즉, 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1)와 제 2 온도차(ΔT2)의 사이에 있는 경우, 제어 장치(11)는 단계(S204)에 나타난 처리를 실행한다. 이 경우, 드라이 에어의 유량(Vin)은 변경되지 않는다.
한편, 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 2 온도차(ΔT2)보다 작은 경우(S209 : Yes), 제어 장치(11)는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)인지 여부를 판정한다(S210). 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)인 경우(S210 : Yes), 제어 장치(11)는 드라이 에어의 유량(Vin)을 유량(VinH)으로 유지한 채로, 처리 시스템(1)의 관리자에게 에러를 통지하고(S211), 본 순서도에 나타난 처리를 종료한다.
한편, 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)이 아닌 경우(S210 : No), 제어 장치(11)는 정해진 유량(ΔVin) 증가시킨 드라이 에어의 유량(Vin)을 산출한다(S212). 그리고, 제어 장치(11)는 산출된 유량(Vin)이 유량(VinH)보다 많은지 여부를 판정한다(S213). 산출된 유량(Vin)이 유량(VinH) 이하인 경우(S213 : No), 제어 장치(11)는 유량 제어기(73)에 대하여, 산출된 유량(Vin)을 지시하는 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 정해진 유량(ΔVin) 증가한다. 그리고, 제어 장치(11)는 단계(S204)에 나타난 처리를 실행한다.
한편, 산출된 유량(Vin)이 유량(VinH)보다 많은 경우(S213 : Yes), 제어 장치(11)는 유량(Vin)으로서 유량(VinH)을 지시하는 제어 신호를 생성한다(S214). 그리고, 제어 장치(11)는 생성된 제어 신호를 유량 제어기(73)에 출력한다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)이 된다. 그리고, 제어 장치(11)는 단계(S204)에 나타난 처리를 실행한다.
여기서, 예를 들면 도 3에 나타난 바와 같이, 유량(VinH)을 초과하는 유량(Vin)으로 폐공간(ES) 내에 드라이 에어가 공급되어도, 폐공간(ES) 내의 공기의 이슬점 온도(Tw)는 드라이 에어의 이슬점 온도(Td)를 하회하지 않는다. 이 때문에, 유량(VinH)을 초과하는 유량(Vin)으로 폐공간(ES) 내에 드라이 에어를 공급하면, 드라이 에어가 불필요하게 소비되게 된다. 따라서 본 실시 형태에 있어서, 제어 장치(11)는 단계(S214)에 나타나는 바와 같이, 현재 공급되고 있는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)에 달하고 있는 경우에는, 더 이상 드라이 에어의 유량(Vin)을 증가시키지 않는다. 이에 의해, 제어 장치(11)는 드라이 에어가 불필요하게 소비되는 것을 방지할 수 있다.
[후처리 공정]
도 7은 후처리 공정의 일례를 나타내는 순서도이다. 또한 도 7에서는, 하나의 폐공간(ES)에 대한 처리에 대하여 나타나 있지만, 다른 폐공간(ES)에 대한 처리에 대해서도 동일하다.
먼저, 제어 장치(11)는 냉매의 온도를 실온으로 설정하는 제어 신호를 칠러 유닛(CH)에 출력함으로써, 냉매의 온도를 실온으로 설정한다(S300). 그리고, 제어 장치(11)는 정해진 시간(예를 들면 몇 초에서 몇 분 정도) 대기한다(S301). 그리고, 제어 장치(11)는 온도 센서(24)로부터 출력된, 저온 부재(23)의 표면의 온도(Ti)의 데이터를 취득함으로써, 저온 부재(23)의 온도(Ti)를 측정한다(S302). 단계(S302)는 제 4 측정 공정의 일례이다.
그리고, 제어 장치(11)는 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 클린룸 내의 공기의 이슬점 온도(Ta)를 뺀 값이 제 3 온도차(ΔT3)보다 큰지 여부를 판정한다(S303). 클린룸 내의 공기의 이슬점 온도(Ta)의 값은 제어 장치(11)의 메모리 내에 미리 저장되어 있다. 단계(S303)는 제 2 판정 공정의 일례이다.
도 8은 이슬점 온도표의 일례를 나타내는 도이다. 본 실시 형태에 있어서, 클린룸 내의 공기의 온도는 예를 들면 25 ℃로 제어되고, 클린룸 내의 공기의 습도는 예를 들면 50 %로 제어된다. 도 8을 참조하면, 기온 25 ℃, 습도 50 %의 공기에 있어서의 이슬점 온도는 13.9 ℃이다. 제어 장치(11)의 메모리 내에는, 클린룸 내의 공기의 이슬점 온도(Ta)로서 예를 들면 13.9 ℃의 데이터가 미리 저장되어 있다.
여기서, 제 3 온도차(ΔT3)에 대하여 설명한다. 클린룸 내의 공기는 정해진 온도 및 습도가 되도록 관리되어 있다. 그러나, 클린룸 내의 환경의 변화, 또는 클린룸 내로 공급되는 공기의 습도 제어의 오차 등에 의해, 클린룸 내의 공기의 습도는 ±10 % 정도 변동하는 경우가 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 클린룸 내의 공기의 습도는 40 % ~ 60 %의 범위에서 변동하는 경우가 있다.
도 8의 이슬점 온도표를 참조하면, 기온 25 ℃에 있어서, 습도 40 %인 공기의 이슬점 온도는 10.5 ℃이며, 습도가 60 %인 공기의 이슬점 온도는 16 .7℃이다. 따라서, 클린룸 내의 공기의 이슬점 온도는 ±3.1 ℃ 변동하는 경우가 있다. 이 때문에, 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Ta)를 뺀 값이 3.1 ℃ 이하이면, 결로가 발생할 가능성이 있다. 본 실시 형태에서는, 제 3 온도차(ΔT3)는 예를 들면 3.1 ℃이다.
저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Ta)를 뺀 값이 제 3 온도차(ΔT3)보다 큰 경우(S303 : Yes), 저온 부재(23)의 표면이 처리 장치(10)의 외부의 공기에 노출되어도, 저온 부재(23)의 표면은 결로되지 않는다. 이 때문에, 제어 장치(11)는 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)을 0으로 하는 제어 신호를 유량 제어기(73)에 출력한다(S304). 이에 의해, 폐공간(ES) 내로의 드라이 에어의 공급이 정지하고, 본 순서도에 나타나는 처리가 종료된다. 단계(S304)는 정지 공정의 일례이다.
한편, 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Ta)를 뺀 값이 제 3 온도차(ΔT3)이하인 경우(S303 : No), 제어 장치(11)는 이슬점 온도 센서(25)로부터 출력된 이슬점 온도(Tw)의 데이터를 취득함으로써, 이슬점 온도(Tw)를 측정한다(S305). 단계(S305)는 제 5 측정 공정의 일례이다. 그리고, 제어 장치(11)는 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1)보다 큰지 여부를 판정한다(S306).
저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1)보다 큰 경우(S306 : Yes), 제어 장치(11)는 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinL)인지 여부를 판정한다(S307).
드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinL)인 경우(S307 : Yes), 제어 장치(11)는 드라이 에어의 유량(Vin)을 변경하지 않고, 다시 단계(S301)에 나타난 처리를 실행한다. 한편, 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinL)이 아닌 경우(S307 : No), 제어 장치(11)는 정해진 유량(ΔVin) 감소시킨 드라이 에어의 유량(Vin)을 산출한다(S308). 그리고, 제어 장치(11)는 산출된 유량(Vin)이 유량(VinL)보다 적은지 여부를 판정한다(S309).
산출된 유량(Vin)이 유량(VinL) 이상인 경우(S309 : No), 제어 장치(11)는 유량 제어기(73)에 대하여, 산출된 유량(Vin)을 지시하는 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 정해진 유량(ΔVin) 감소한다. 그리고, 제어 장치(11)는 다시 단계(S301)에 나타난 처리를 실행한다.
한편, 산출된 유량(Vin)이 유량(VinL)보다 적은 경우(S309 : Yes), 제어 장치(11)는 유량(Vin)으로서 유량(VinL)을 지시하는 제어 신호를 생성한다(S310). 그리고, 제어 장치(11)는 생성된 제어 신호를 유량 제어기(73)에 출력한다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinL)이 된다. 그리고, 제어 장치(11)는 다시 단계(S301)에 나타난 처리를 실행한다. 단계(S306, S308, S309 및 S310)는 제 3 제어 공정의 일례이다.
저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1) 이하인 경우(S306 : No), 제어 장치(11)는 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 2 온도차(ΔT2)보다 작은지 여부를 판정한다(S311). 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 2 온도차(ΔT2) 이상인 경우(S311 : No), 즉, 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1)와 제 2 온도차(ΔT2)의 사이에 있는 경우, 제어 장치(11)는 다시 단계(S301)에 나타난 처리를 실행한다. 이 경우, 드라이 에어의 유량(Vin)은 변경되지 않는다.
한편, 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 2 온도차(ΔT2)보다 작은 경우(S311 : Yes), 제어 장치(11)는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)인지 여부를 판정한다(S312). 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)인 경우(S312 : Yes), 제어 장치(11)는 드라이 에어의 유량(Vin)을 유량(VinH)으로 유지한 채로, 처리 시스템(1)의 관리자에게 에러를 통지하고(S313), 본 순서도에 나타난 처리를 종료한다.
한편, 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)이 아닌 경우(S312 : No), 제어 장치(11)는 정해진 유량(ΔVin) 증가시킨 드라이 에어의 유량(Vin)을 산출한다(S314). 그리고, 제어 장치(11)는 산출된 유량(Vin)이 유량(VinH)보다 많은지 여부를 판정한다(S315). 산출된 유량(Vin)이 유량(VinH) 이하인 경우(S315 : No), 제어 장치(11)는 유량 제어기(73)에 대하여, 산출된 유량(Vin)을 지시하는 제어 신호를 출력한다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 정해진 유량(ΔVin) 증가한다. 그리고, 제어 장치(11)는 다시 단계(S301)에 나타난 처리를 실행한다.
한편, 산출된 유량(Vin)이 유량(VinH)보다 많은 경우(S315 : Yes), 제어 장치(11)는 유량(Vin)으로서 유량(VinH)을 지시하는 제어 신호를 생성한다(S316). 그리고, 제어 장치(11)는 생성된 제어 신호를 유량 제어기(73)에 출력한다. 이에 의해, 폐공간(ES) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Vin)이 유량(VinH)이 된다. 그리고, 제어 장치(11)는 다시 단계(S301)에 나타난 처리를 실행한다.
이상, 제 1 실시 형태에 대하여 설명했다. 본 실시 형태의 처리 시스템(1)에 의하면, 처리 장치(10)의 부재의 결로를 방지할 수 있다.
(제 2 실시 형태)
[처리 시스템(1)의 구성]
도 9는 본 개시된 제 2 실시 형태에 있어서의 처리 시스템(1)의 일례를 나타내는 시스템 구성도이다. 처리 시스템(1)은 처리 장치(10) 및 제어 장치(11)를 구비한다. 본 실시 형태에 있어서의 처리 장치(10)는, 하부 전극(LE)의 구성이, 제 1 실시 형태에 있어서의 처리 장치(10)의 하부 전극(LE)의 구성과는 상이하다. 또한 도 9에 있어서, 도 1과 동일한 부호가 부여된 부재는, 이하에 설명하는 점을 제외하면, 도 1에서 설명된 부재와 동일하기 때문에, 설명을 생략한다.
제 2 실시 형태에 있어서의 처리 장치(10)에는, 웨이퍼(W)를 냉각하기 위한 냉각 시스템(CS)이 마련된다. 냉각 시스템(CS)의 상세에 대해서는 후술한다. 본 실시 형태에 있어서의 하부 전극(LE)은 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)를 포함한다. 제 1 플레이트(18a) 및 제 2 플레이트(18b)는 예를 들면 알루미늄 등의 금속 재료에 의해 구성되고, 대략 원반 형상을 가진다. 제 2 플레이트(18b)는 제 1 플레이트(18a) 상에 마련되어 있고, 제 1 플레이트(18a)에 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 플레이트(18b) 상에는 정전 척(ESC)이 마련되어 있다.
제 2 플레이트(18b)의 내부에는 증발실(VP)이 마련되어 있다. 증발실(VP)은 증발실(VP)의 전열벽(SF)에 있어서 냉매를 증발시킴으로써 발생하는 기화열에 의해 증발실(VP)의 전열벽(SF) 상에 있는 정전 척(ESC)의 온도를 낮춰, 정전 척(ESC)에 배치된 웨이퍼(W)를 냉각한다. 제 1 플레이트(18a)의 내부에는 저류실(RT)이 마련되어 있다. 저류실(RT)은 증발실(VP)에 공급하는 냉매를 저류한다. 증발실(VP) 및 저류실(RT)에는 내부 배관(16a)이 접속되어 있다. 저류실(RT) 내에는 내부 배관(16a)을 거쳐 칠러 유닛(CH)으로부터 냉매가 공급되고, 증발실(VP)로부터 내부 배관(16a)을 거쳐 냉매가 칠러 유닛(CH)으로 되돌려진다.
도 10은 냉각 시스템(CS)의 상세한 구성의 일례를 나타내는 도이다. 냉각 시스템(CS)은 칠러 유닛(CH), 공급 라인(SL)(내부 배관(16a), 외부 배관(16b)), 배출 라인(DLd)(내부 배관(16a), 외부 배관(16b)) 및 열 교환부(HE)를 가진다.
열 교환부(HE)는 증발실(VP), 저류실(RT) 및 복수의 관(PP)을 가진다. 각각의 관(PP)은 분사구(JO)를 구비한다. 저류실(RT)은 복수의 관(PP)을 개재하여 증발실(VP)에 연통한다. 열 교환부(HE)는 배치대(PD) 내에 마련되고, 배치대(PD)의 배치면(FA)을 개재하여 냉매에 의한 열 교환을 행한다.
증발실(VP)은 저류실(RT)에 저류된 냉매를 증발시킨다. 증발실(VP)은 배출 라인(DLd)을 개재하여 칠러 유닛(CH)에 접속되고, 배치대(PD)의 배치면(FA)에 걸쳐 연장되며, 복수의 분사구(JO)를 포함한다. 분사구(JO)는 관(PP)의 일단에 마련되고, 증발실(VP)의 내벽 중 배치면(FA)측에 있는 전열벽(SF)을 향해 관(PP)으로부터 냉매가 분사되도록 배치되어 있다.
도 11은 도 10에 나타내는 X1-X1선을 따른 하부 전극(LE)의 단면의 일례를 나타내는 도이다. 도 11에 나타내는 단면에 있어서, 배치면(FA) 상에서 봤을 때, 복수의 관(PP)(즉, 복수의 분사구(JO))은 제 1 플레이트(18a)의 대략 원형 형상의 단면의 원주 방향 및 직경 방향으로 대략 등간격으로 배치되어 있다. 도 11에 나타나는 바와 같이, 배치면(FA) 상에서 봤을 때, 복수의 관(PP)(즉, 복수의 분사구(JO))은 배치면(FA) 내에 걸쳐 분산되어 배치되어 있다.
도 10으로 돌아와 설명을 계속한다. 칠러 유닛(CH)은 냉매의 공급 라인(SL) 및 냉매의 배출 라인(DLd)을 개재하여, 열 교환부(HE)에 접속된다. 칠러 유닛(CH)은 공급 라인(SL)을 거쳐 냉매를 열 교환부(HE)로 공급하고, 배출 라인(DLd)을 거쳐 냉매를 열 교환부(HE)로부터 회수한다.
칠러 유닛(CH)은 압력계(PRLd), 역지 밸브(CVLd), 팽창 밸브(EVLd), 조정 밸브(AV), 압축기(CM), 응축기(CD), 팽창 밸브(EVC) 및 압력계(PRC)를 구비한다. 증발실(VP)은 제 2 플레이트(18b)에 마련되고, 저류실(RT)은 제 1 플레이트(18a)에 마련된다. 공급 라인(SL)은 응축기(CD)와 저류실(RT)을 접속한다. 배출 라인(DLd)은 응축기(CD)와 증발실(VP)을 접속한다.
칠러 유닛(CH)에 있어서, 팽창 밸브(EVC), 압력계(PRC)는 응축기(CD)측으로부터 차례로 직렬적으로 공급 라인(SL)에 마련되어 있다. 칠러 유닛(CH)에 있어서, 압축기(CM), 조정 밸브(AV), 팽창 밸브(EVLd), 역지 밸브(CVLd), 압력계(PRLd)는 응축기(CD)측으로부터 차례로 직렬적으로 배출 라인(DLd)에 마련되어 있다.
응축기(CD)의 출구는 팽창 밸브(EVC)의 입구에 접속되고, 팽창 밸브(EVC)의 출구는 압력계(PRC)의 입구에 접속된다. 압력계(PRC)의 출구는 저류실(RT)에 접속된다. 응축기(CD)의 입구는 압축기(CM)의 출구에 접속되고, 압축기(CM)의 입구는 조정 밸브(AV)의 출구에 접속된다. 조정 밸브(AV)의 입구는 팽창 밸브(EVLd)의 출구에 접속되고, 팽창 밸브(EVLd)의 입구는 역지 밸브(CVLd)의 출구에 접속된다. 역지 밸브(CVLd)의 입구는 압력계(PRLd)의 출구에 접속되고, 압력계(PRLd)의 입구는 증발실(VP)에 접속된다. 배출 라인(DLd)은 증발실(VP)에 대하여 증발실(VP)의 저벽(SFa)측에 접속된다.
팽창 밸브(EVC), 조정 밸브(AV), 팽창 밸브(EVLd) 및 역지 밸브(CVLd)는 제어 장치(11)에 의해 각각의 개방도[%]가 제어된다.
도 12 및 도 13을 참조하여, 냉각 시스템(CS)의 냉각 사이클에 대하여 설명한다. 도 12는 냉각 시스템(CS)의 냉각 사이클이 나타나 있는 몰리에르 선도를 나타내는 도이다. 도 13은 냉각 시스템(CS)의 냉각 사이클을, 도 12와 함께 설명하기 위한 도이다.
먼저, 열 교환부(HE)의 증발실(VP)로부터 배출된 냉매는 압축기(CM)의 입구에 이르러, 상태(ST1)가 된다. 상태(ST1)는 과열 증기영역(ZN1)에 있다. 냉매는 압축기(CM)에 의해 일정한 비엔트로피(specific entropy)선을 따라 압축되면서 압축기(CM)의 출구에 이르러, 상태(ST2)가 된다. 상태(ST2)는 과열 증기영역(ZN1)에 있다.
압축기(CM)로부터 배출된 냉매는, 응축기(CD)에 의해, 등압선을 따라 응축되면서 포화 증기선(LSV) 및 포화액선(LSL)을 횡단하고, 응축기(CD)의 출구에 이르러, 상태(ST3)가 된다. 상태(ST3)는 과냉각액영역(ZN3)에 있다. 응축기(CD)로부터 배출된 냉매는 팽창 밸브(EVC)에 의해, 일정한 비엔탈피(specific enthalpy)선을 따라 팽창되면서 포화액선(LSL)을 횡단하고 팽창 밸브(EVC)의 출구에 이르러, 상태(ST4)가 된다. 상태(ST4)는 습증기영역(ZN2)에 있다.
팽창 밸브(EVC)로부터 배출된 냉매는, 증발실(VP)에 의해, 등압선을 따라 증발되면서, 포화 증기선(LSV)을 횡단하고 증발실(VP)의 출구에 이른다. 냉각 시스템(CS)은, 도 12 및 도 13에 나타내는 상기와 같은 냉각 사이클에 있어서의 냉매의 순환에 의해, 증발실(VP)에 있어서 열 교환을 행한다.
이상, 제 2 실시 형태에 대하여 설명했다. 본 실시 형태의 처리 시스템(1)에 의하면, 처리 장치(10)의 부재의 결로를 방지할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 냉각 시스템(CS)에 의해, 배치대(PD)의 표면에 배치된 웨이퍼(W)에 대한 발열에 있어서 장소마다의 불균일이 저감된다.
[기타]
또한 본원에 개시된 기술은, 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기한 실시 형태에 있어서, 제어 장치(11)는 메인 처리 공정 및 후처리 공정에 있어서, 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1) 이하인 경우, 드라이 에어의 유량(Vin)을 유량(VinL)까지 감소시킨다. 그러나, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 제 1 온도차(ΔT1) 이하인 경우, 제어 장치(11)는 드라이 에어의 유량(Vin)을 0까지 감소시켜도 된다. 이에 의해, 드라이 에어의 소비량을 보다 절약할 수 있다.
또한 상기한 실시 형태에서는, 드라이 에어의 유량(Vin)의 증가 및 감소가, 정해진 유량(ΔVin)씩 행해진다. 그러나, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 드라이 에어의 유량(Vin)의 증가와 감소에서, 1 회당 드라이 에어의 유량(Vin)의 증가량과 감소량이 상이해도 된다.
또한, 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값의 크기에 따라, 1 회당 드라이 에어의 유량(Vin)의 증가량 및 감소량을 바꾸어도 된다. 예를 들면, 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 클수록, 1 회당 드라이 에어의 유량(Vin)의 감소량을 크게 해도 된다. 또한, 저온 부재(23)의 온도(Ti)에서 이슬점 온도(Tw)를 뺀 값이 작을수록, 1 회당 드라이 에어의 유량(Vin)의 증가량을 크게 해도 된다.
또한 상기한 각 실시 형태에서는, 처리 시스템(1)은 드라이 에어 공급 장치(70)를 가지고, 클린룸 내의 공기로부터 드라이 에어를 생성하지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 클린룸 내에 이슬점 온도가 충분히 낮은 드라이 에어가 공급되는 경우에는, 처리 시스템(1)에는 드라이 에어 공급 장치(70) 대신에, 클린룸 내에 공급된 드라이 에어의 유량을 제어하는 유량 제어기(73)가 마련되어도 된다.
또한 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 상정되어야 한다. 실제로 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한 상기의 실시 형태는, 첨부의 청구 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
AV : 조정 밸브
CD : 응축기
CH : 칠러 유닛
CM : 압축기
CS : 냉각 시스템
CVLd : 역지 밸브
DLd : 배출 라인
EL : 전극
ES : 폐공간
ESC : 정전 척
EVC : 팽창 밸브
EVLd : 팽창 밸브
FA : 배치면
FR : 포커스 링
HE : 열 교환부
HP : 히터 전원
HT : 히터
JO : 분사구
LE : 하부 전극
LSL : 포화액선
LSV : 포화 증기선
PD : 배치대
PP : 관
PRC : 압력계
PRLd : 압력계
PS : 처리 공간
RT : 저류실
SF : 전열벽
SFa : 저벽
SL : 공급 라인
ST : 상태
SW : 스위치
VP : 증발실
W : 웨이퍼
ZN1 : 과열 증기역
ZN2 : 습증기역
ZN3 : 과냉각액역
1 : 처리 시스템
10 : 처리 장치
11 : 제어 장치
12 : 처리 용기
16a : 내부 배관
16b : 외부 배관
18a : 제 1 플레이트
18b : 제 2 플레이트
20 : 하우징
21 : 도입구
23 : 저온 부재
24 : 온도 센서
25 : 이슬점 온도 센서
30 : 상부 전극
69 : 급전관
70 : 드라이 에어 공급 장치
71 : 레귤레이터
72 : 드라이어
73 : 유량 제어기

Claims (9)

  1. 피처리체를 처리하는 처리 장치에 있어서의 결로 방지 방법으로서,
    폐공간 내에 노출된 상기 처리 장치의 부재의 제 1 표면 온도를 측정하는 제 1 측정 공정과,
    상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도를 측정하는 제 2 측정 공정과,
    상기 제 1 표면 온도와 상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도에 기초하여, 상기 처리 장치의 외부의 공기보다 이슬점 온도가 낮은 공기인 저이슬점 공기의 상기 폐공간 내로의 공급량을 제어하는 제 1 제어 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 측정 공정에서는,
    상기 폐공간 내에 노출된 처리 장치의 부재의 표면 중, 가장 온도가 낮아지는 부분의 온도가 제 1 표면 온도로서 측정되는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 측정 공정에서는,
    상기 폐공간 내에 노출된 처리 장치의 부재의 표면 중, 임의의 위치의 제 2 표면 온도가 측정되고, 미리 측정된 상기 부재의 표면의 온도 분포에 기초하여, 상기 제 2 표면 온도에서 상기 제 2 표면 온도가 측정된 위치와 가장 온도가 낮아지는 위치와의 온도차를 뺀 온도를 상기 제 1 표면 온도로서 측정하는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 제어 공정에서는,
    상기 제 1 표면 온도에서 상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도를 뺀 값이 제 1 임계치보다 큰 경우에, 상기 저이슬점 공기의 상기 폐공간 내로의 공급량을 감소시키고,
    상기 제 1 표면 온도에서 상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도를 뺀 값이 상기 제 1 임계치보다 작은 제 2 임계치 미만인 경우에, 상기 저이슬점 공기의 상기 폐공간 내로의 공급량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 장치 내의 부재를 냉각하는 냉각 장치의 가동 전에 실행되는 전처리 공정을 더 포함하고,
    상기 전처리 공정에는,
    상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도를 측정하는 제 3 측정 공정과,
    상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도가 정해진 온도 미만인지 여부를 판정하는 제 1 판정 공정과,
    상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도가 상기 정해진 온도 이상인 경우에, 상기 저이슬점 공기의 상기 폐공간 내로의 공급량을 증가시키는 제 2 제어 공정과,
    상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도가 상기 정해진 온도 미만인 경우에, 상기 냉각 장치의 가동을 개시시키는 가동 개시 공정
    이 포함되고,
    상기 제 1 측정 공정, 상기 제 2 측정 공정 및 상기 제 1 제어 공정은, 상기 전처리 공정 후에 실행되는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 장치 내의 부재를 냉각하는 냉각 장치의 정지 후에 실행되는 후처리 공정을 더 포함하고,
    상기 후처리 공정에는,
    상기 제 1 표면 온도를 측정하는 제 4 측정 공정과,
    상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도를 측정하는 제 5 측정 공정과,
    상기 제 1 표면 온도와 상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도에 기초하여, 상기 저이슬점 공기의 상기 폐공간 내로의 공급량을 제어하는 제 3 제어 공정과,
    상기 제 1 표면 온도와 상기 처리 장치의 외부의 공기의 이슬점 온도에 기초하여, 상기 저이슬점 공기의 상기 폐공간 내로의 공급을 정지할지 여부를 판정하는 제 2 판정 공정과,
    상기 제 2 판정 공정의 판정 결과에 기초하여 상기 저이슬점 공기의 상기 폐공간 내로의 공급을 정지하는 정지 공정이 포함되는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 장치의 외부의 공기를 도입하는 도입 공정과,
    도입된 공기의 수분을 제거함으로써, 상기 저이슬점 공기를 생성하는 생성 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  8. 피처리체를 처리하는 처리 장치와,
    폐공간 내에 노출된 상기 처리 장치의 부재의 표면 온도를 측정하는 제 1 측정부와,
    상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도를 측정하는 제 2 측정부와,
    상기 처리 장치의 외부의 공기보다 이슬점 온도가 낮은 공기인 저이슬점 공기를 상기 폐공간 내로 공급하는 공급부와,
    상기 표면 온도와 상기 폐공간 내의 공기의 이슬점 온도에 기초하여, 상기 저이슬점 공기의 상기 폐공간 내로의 공급량을 제어하는 제어부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 처리 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    처리 장치의 부재를 둘러쌈으로써 상기 폐공간을 형성하는 하우징을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 처리 시스템.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6843089B2 (ja) * 2018-04-09 2021-03-17 東京エレクトロン株式会社 結露防止方法および処理装置
KR102607844B1 (ko) * 2020-07-10 2023-11-30 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 기판 지지 유닛
CN112647049A (zh) * 2020-12-18 2021-04-13 华虹半导体(无锡)有限公司 基座降温装置和背面金属溅镀机
KR20230164675A (ko) * 2021-03-02 2023-12-04 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 프로세싱 챔버들의 광섬유 온도 프로브를 위한 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07169737A (ja) 1993-12-14 1995-07-04 Tokyo Electron Ltd 処理装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5267450A (en) * 1992-07-20 1993-12-07 Matsushita Electric Ind. Co., Ltd. Air conditioning apparatus
JP3995800B2 (ja) * 1998-06-03 2007-10-24 セイコーインスツル株式会社 半導体装置の検査方法
JP2000294606A (ja) * 1999-04-07 2000-10-20 Nec Corp 半導体ウエハの検査装置
JP2002174466A (ja) * 2000-12-06 2002-06-21 Smc Corp チャックプレート冷却装置
JP4594266B2 (ja) * 2006-03-31 2010-12-08 エスペック株式会社 環境試験装置
WO2011111514A1 (ja) * 2010-03-08 2011-09-15 三菱電機株式会社 除湿機
KR20130032647A (ko) * 2011-09-23 2013-04-02 삼성전자주식회사 웨이퍼 테스트 장치
JP2014011373A (ja) * 2012-07-02 2014-01-20 Tokyo Electron Ltd 半導体検査システム及びインターフェース部の結露防止方法
JP2016023994A (ja) * 2014-07-17 2016-02-08 セイコーエプソン株式会社 電子部品搬送装置および電子部品検査装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07169737A (ja) 1993-12-14 1995-07-04 Tokyo Electron Ltd 処理装置

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