KR20190118130A - 결로 방지 방법 및 처리 장치 - Google Patents

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KR20190118130A
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신 마츠우라
타쿠야 니시지마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

처리 장치의 부재의 결로를 방지하고, 또한 저이슬점 기체의 소비량을 억제한다. 처리 장치는 제 1 온도 측정부와, 공급관과, 제어부를 구비한다. 제 1 온도 측정부는 처리 장치의 제 1 폐공간 내에 노출된 제 1 부재의 표면 온도를 측정한다. 공급관은 제 1 폐공간 내로 저이슬점 기체를 공급한다. 제어부는 저이슬점 기체의 유량을 제어한다. 또한, 제어부는 제 1 공정과, 제 2 공정과, 제 3 공정을 실행한다. 제 1 공정에서는, 저이슬점 기체의 유량마다, 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도가 특정된다. 제 2 공정에서는, 제 1 온도 측정부에 의해 측정된 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도가 특정된다. 제 3 공정에서는, 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도와, 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도에 기초하여, 저이슬점 기체의 유량이 제어된다.

Description

결로 방지 방법 및 처리 장치 {CONDENSATION SUPPRESSING METHOD AND PROCESSING APPARATUS}
본 개시된 각종 측면 및 실시 형태는 결로 방지 방법 및 처리 장치에 관한 것이다.
플라즈마를 이용하여 반도체 웨이퍼에 정해진 처리를 행하는 처리 장치에서는, 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 방법이다. 처리 장치는 제 1 온도 측정부와, 공급관과, 제어부를 구비한다. 제 1 온도 측정부는 처리 장치에 마련된 제 1 폐공간 내에 노출된 제 1 부재의 표면 온도를 측정한다. 공급관은 제 1 폐공간 내로 처리 장치의 외부의 공기보다 이슬점 온도가 낮은 기체인 저이슬점 기체를 공급한다. 제어부는 제 1 폐공간 내로 공급되는 저이슬점 기체의 유량을 제어한다. 또한, 제어부는 제 1 공정과, 제 2 공정과, 제 3 공정을 실행한다. 제 1 공정에서는, 저이슬점 기체의 유량마다, 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도가 특정된다. 제 2 공정에서는, 제 1 온도 측정부에 의해 측정된 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도가 특정된다. 제 3 공정에서는, 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도와, 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도에 기초하여, 저이슬점 기체의 유량이 제어된다.
본 개시된 각종 측면 및 실시 형태에 따르면, 처리 장치의 부재의 결로를 방지할 수 있고, 또한 저이슬점 기체의 소비량을 억제할 수 있다.
도 1은 본 개시된 일실시 형태에 있어서의 처리 장치의 일례를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 챔버와 배치대의 위치 관계의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 챔버의 A-A 단면의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 챔버의 B-B 단면의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5는 수증기 밀도의 분포를 계산할 시 사용되는 모델의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 수증기 밀도의 계산 결과의 일례를 나타내는 도이다.
도 7은 수증기 밀도의 계산 결과의 일례를 나타내는 도이다.
도 8은 드라이 에어의 유량에 대한 수증기 밀도의 변화의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 드라이 에어의 유량 제어의 일례를 나타내는 순서도이다.
이하에, 개시되는 결로 방지 방법 및 처리 장치의 실시 형태에 대하여, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태에 의해, 개시되는 결로 방지 방법 및 처리 장치가 한정되는 것은 아니다.
[처리 장치(10)의 구성]
도 1은 처리 장치(10)의 일례를 나타내는 개략 단면도이다. 본 실시 형태에 있어서의 처리 장치(10)는, 예를 들면 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치이다. 처리 장치(10)는, 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄에 의해 형성되고, 내부에 대략 원통 형상의 공간이 형성된 챔버(1)를 가진다. 챔버(1)는 보안 접지되어 있다. 챔버(1)의 내측벽에 의해 형성된 대략 원통 형상의 공간의 중심축을 Z축이라 정의한다.
챔버(1)의 저부에는 대략 원통 형상의 배기구(83)가 형성되어 있다. 배기구(83)의 상방에는, 배치대(2)를 하방으로부터 지지하는 받침대(100)가 마련되어 있다. 받침대(100)는 챔버(1)의 내측벽으로부터 Z축에 가까워지는 방향으로 연신하는 복수의 지지빔(101)에 의해 지지되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 각각의 지지빔(101)은, 챔버(1)의 내측벽으로부터, Z축을 향해 Z축과 직교하는 방향으로 연신하고 있다. 또한, 받침대(100) 및 각각의 지지빔(101)은 챔버(1)와 동일한 재료에 의해 구성되어 있다.
도 2는 챔버(1)와 배치대(2)의 위치 관계의 일례를 모식적으로 나타내는 도이다. 도 3은 도 2에 나타낸 챔버(1)의 A-A 단면의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 2에 나타낸 챔버(1)의 B-B 단면의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 3 및 도 4에 나타낸 챔버(1)의 C-C 단면이 도 2에 나타난 단면도에 대응하고 있다.
예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태의 처리 장치(10)에서는, 배치대(2)에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 중심축과, 챔버(1)의 내측벽의 중심축과, 배치대(2)의 외측벽의 중심축과, 배기구(83)의 중심축은 대략 일치하고 있다. 배치대(2)는 받침대(100)에 의해 하방으로부터 지지되어 있으며, 받침대(100)는 예를 들면 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 챔버(1)의 내측벽으로부터 Z축에 가까워지는 방향으로 연신하는 복수의 지지빔(101)에 의해 지지되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 복수의 지지빔(101)은 챔버(1)의 내측벽으로부터, Z축에 직교하는 방향으로 연신하고 있다. 복수의 지지빔(101)은, 예를 들면 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, Z축에 대하여 축대칭으로 배치되어 있다. 즉, 복수의 지지빔(101)의 배치의 중심을 지나는 선은, Z축과 일치하고 있다. 또한 본 실시 형태에 있어서, 받침대(100)는, 예를 들면 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 3 개의 지지빔(101)에 의해 지지되어 있다. 3 개의 지지빔(101)은 Z축에 대하여 축대칭으로 배치되어 있기 때문에, Z축을 따르는 방향에서 봤을 경우, 이웃하는 2 개의 지지빔(101)은, Z축을 중심으로서 120 도의 각도를 이루고 있다.
배치대(2)의 주변에 형성된 배기로(86)는, 이웃하는 2 개의 지지빔(101)의 사이의 공간을 개재하여 받침대(100)의 하방의 배기 공간(85)에 연통하고 있다. 복수의 지지빔(101)은 Z축에 대하여 축대칭으로 배치되어 있기 때문에, 이웃하는 2 개의 지지빔(101)의 사이의 공간도, 예를 들면 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, Z축에 대하여 축대칭으로 형성되어 있다.
본 실시 형태에 있어서, 배치대(2)는 대략 원통 형상을 가지고 있으며, 배치대(2)의 외측벽의 중심축이 Z축에 일치하도록 챔버(1) 내에 배치되어 있다. 배치대(2)는 하부 전극(2a), 포커스 링(FR)(5) 및 정전 척(ESC)(6)을 가진다. 하부 전극(2a)은 예를 들면 알루미늄 등에 의해 대략 원통 형상으로 형성되어 있다.
하부 전극(2a)의 상면에는, 피처리체의 일례인 반도체 웨이퍼(W)를 정전기력으로 흡착 유지하는 ESC(6)가 마련되어 있다. ESC(6)는 도전막으로 형성된 전극(6a)이 한 쌍의 절연층 또는 절연 시트로 개재된 구조를 가진다. 전극(6a)에는 전원 회로(11)가 전기적으로 접속되어 있다. 반도체 웨이퍼(W)는 대략 원형의 판상(板狀)의 형상을 가지며, 중심축이 Z축에 일치하도록 ESC(6)의 상면(6b)에 배치된다. 그리고, 반도체 웨이퍼(W)는 전원 회로(11)로부터 공급된 직류 전압에 의해 발생한 정전기력에 의해 ESC(6)의 상면(6b)에 흡착 유지된다.
ESC(6)의 주위이며, 하부 전극(2a)의 상면에는, ESC(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)를 둘러싸도록, 예를 들면 단결정 실리콘 등으로 형성된 도전성의 FR(5)이 마련된다. FR(5)에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 표면에 있어서, 에칭 등의 플라즈마 처리의 균일성이 향상된다. 하부 전극(2a) 및 FR(5)은 예를 들면 석영 등으로 구성된 대략 원통 형상의 내벽 부재(3a)에 의해 지지되어 있다. 또한, 하부 전극(2a)의 외측벽은 내벽 부재(3a)에 의해 덮여 있다.
하부 전극(2a)의 내부에는, 예를 들면 환상(環狀)의 유로(2b)가 형성되어 있다. 유로(2b)에는 외부에 마련된 도시하지 않은 칠러 유닛으로부터, 배관(2c 및 2d)을 거쳐 실온보다 저온의 냉매가 순환 공급된다. 유로(2b) 내를 순환하는 냉매에 의해, 하부 전극(2a), FR(5) 및 ESC(6)의 온도가 제어되고, ESC(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)가 정해진 온도로 제어된다. 칠러 유닛으로부터 공급되는 냉매의 온도는, 예를 들면 0℃이하이다. 칠러 유닛으로부터 공급되는 냉매의 온도는, 예를 들면 -70℃여도 된다. 또한, 제어되는 반도체 웨이퍼(W)의 온도는 처리 조건에 의해 선택되고, 처리 중의 단계마다 상이한 온도가 선택되는 경우가 있다. 즉, 칠러 유닛으로부터 공급되는 냉매의 온도는 단계마다, 혹은 단계 중에 변경되어도 된다.
ESC(6)의 상면(6b)과 반도체 웨이퍼(W)의 하면과의 사이에는, 도시하지 않은 가스 공급 기구로부터, 예를 들면 He 가스 등의 전열 가스가 배관(17)을 거쳐 공급된다.
전원 회로(11)는 직류 전원, 제 1 고주파 전원, 제 1 정합기, 제 2 고주파 전원 및 제 2 정합기를 가진다. 직류 전원으로부터 공급된 직류 전압은 ESC(6)의 전극(6a)에 인가된다. 제 1 고주파 전원은 플라즈마의 발생에 이용되는 정해진 주파수(예를 들면 100 MHz)의 고주파 전력을 발생시킨다. 또한, 제 2 고주파 전원은 이온의 인입(바이어스)에 이용되는 정해진 주파수의 고주파 전력으로서, 제 1 고주파 전원이 발생시키는 고주파 전력의 주파수보다 낮은 주파수(예를 들면 13 MHz)의 고주파 전력을 발생시킨다. 제 1 고주파 전원이 발생시킨 고주파 전력은 제 1 정합기를 개재하여 하부 전극(2a)에 인가되고, 제 2 고주파 전원이 발생시킨 고주파 전력은 제 2 정합기를 개재하여 하부 전극(2a)에 인가된다.
배치대(2)의 주위에는, 배치대(2)를 둘러싸도록 배기로(86)가 마련되어 있다. 배기로(86) 내에는 복수의 관통홀을 가지는 배플판(72)이, 배치대(2)를 둘러싸도록 배치대(2)의 주위에 마련되어 있다. 배플판(72)은, 배기로(86)에 있어서, ESC(6)보다 하방으로서, 지지빔(101)보다 상방의 위치에 배치되어 있다. 배기로(86)는 이웃하는 지지빔(101)의 사이의 공간에 있어서, 받침대(100)의 하방에 형성된 배기 공간(85)에 연통하고 있다.
배기구(83)는 챔버(1)의 저면에 대략 원형 형상으로 형성되며, 배기구(83)의 중심축은 Z축과 일치하고 있다. 배기구(83)에는 배기 장치(84)가 접속되어 있다. 배기 장치(84)는 예를 들면 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 가지고 있어, 챔버(1) 내를 원하는 진공도까지 감압할 수 있다. 또한, 배기구(83)에는 APC(Automatic Pressure Control)(80)가 마련되어 있다. APC(80)는 덮개체(81) 및 지지봉(82)을 가진다. 덮개체(81)는 대략 원형의 판상체이며, 덮개체(81)의 중심축이 Z축과 일치하도록 배기구(83)의 상방에 배치되어 있다. 또한, 덮개체(81)는 배기구(83)의 개구면과 대략 평행이 되도록 배치되어 있다. 덮개체(81)의 직경은 배기구(83)의 개구의 직경보다 길다.
지지봉(82)은 덮개체(81)의 높이를 제어함으로써, 덮개체(81)와 배기구(83)의 주위의 챔버(1)의 면과의 사이에 형성되는 간극의 배기 컨덕턴스를 제어할 수 있다. 도 1에는 지지봉(82)이 2 개 나타나 있지만, 지지봉(82)은 배기구(83)를 둘러싸도록 배기구(83)의 주위에 3 개 이상 마련되어 있어도 된다. 지지봉(82)에 의해 덮개체(81)의 높이를 제어함으로써, APC(80)는 챔버(1) 내의 압력을 정해진 범위의 압력으로 제어할 수 있다.
하부 전극(2a)의 하방에는, 내벽 부재(3a), 및 받침대(100)로 둘러싸인 제 1 폐공간(4a)이 형성되어 있다. 제 1 폐공간(4a)에는 배관(2c), 배관(2d), 배관(17), 전원 회로(11)와 하부 전극(2a) 및 ESC(6)를 접속하는 배선 등이 배치된다. 또한, 제 1 폐공간(4a) 내에는, 이 이외에도, 전원 회로(11)로부터 하부 전극(2a) 및 ESC(6)로 공급되는 전력에 있어서 불필요한 주파수의 성분을 제거하기 위한 필터 등이 배치된다. 또한, 제 1 폐공간(4a)은 반도체 웨이퍼(W)의 반출 및 반입에 이용되는 푸셔 핀의 퇴피 공간으로서도 사용된다.
또한, 제 1 폐공간(4a) 내에는 온도 센서(24a)가 마련되어 있다. 온도 센서(24a)는 제 1 온도 측정부의 일례이다. 온도 센서(24a)는 제 1 폐공간(4a)에 노출되어 있는 부재 중에서 가장 온도가 낮아지는 부재의 표면 온도를 측정한다. 본 실시 형태에 있어서, 온도 센서(24a)는, 하부 전극(2a)에 냉매를 공급하는 배관(2c)의 표면 온도를 측정한다. 제 1 폐공간(4a) 내에는, 다양한 부재가 배치되기 때문에, 실온보다 저온의 냉매가 흐르는 배관(2c 및 2d)에 단열재를 감기 위한 공간의 확보가 어려운 경우가 있다.
또한, 배관(2c 및 2d)을 진공 이중 배관으로 하는 것도 고려되지만, 진공 이중 배관은 통상의 배관보다 굵어지기 때문에, 배관(2c 및 2d)을 배치하는 스페이스가 한정된 제 1 폐공간(4a) 내에서는, 배관(2c 및 2d)을 진공 이중 배관으로 하는 것도 어렵다. 이 때문에, 배관(2c 및 2d)은 통상의 금속 배관 등으로 구성된다. 이 때문에, 냉매의 온도에 따라, 배관(2c 및 2d)의 표면은 실온보다 저온이 된다.
또한, 배관(2d) 내에는, 하부 전극(2a)과의 열 교환에 의해, 배관(2c) 내를 흐르는 냉매보다 다소 온도가 상승한 냉매가 흐른다. 이 때문에, 배관(2d)의 표면 온도는 배관(2c)의 표면 온도보다 다소 높다. 이 때문에, 본 실시 형태에 있어서의 온도 센서(24a)는, 제 1 폐공간(4a)에 노출되어 있는 부재 중에서 가장 온도가 낮아지는 부재의 표면 온도로서, 하부 전극(2a)에 냉매를 공급하는 배관(2c)의 표면 온도를 측정한다. 배관(2c)은 제 1 부재의 일례이다.
또한, 제 1 폐공간(4a) 내에는 공급관(20)을 거쳐 드라이 에어가 공급된다. 드라이 에어는 처리 장치(10)의 외부의 공기보다 이슬점 온도가 낮은 저이슬점 기체의 일례이다. 공급관(20)을 거쳐 제 1 폐공간(4a) 내로 공급되는 드라이 에어는, 드라이어(22)에 의해 생성된다. 드라이어(22)는, 예를 들면 중공사막 등을 이용하여, 처리 장치(10)가 설치된 방(예를 들면 클린룸) 내로 공급된 공기로부터 수분을 제거함으로써, 드라이 에어를 생성한다. 센서(23)는 드라이어(22)에 의해 생성된 드라이 에어의 온도 및 습도를 측정한다. 드라이어(22)에 의해 생성되고 공급관(20)을 거쳐 제 1 폐공간(4a) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Q)은, 유량 제어기(21)에 의해 제어된다. 유량 제어기(21)는 후술하는 제어부(60)에 의해 제어된다. 또한, 드라이어(22)를 거치지 않고, 공장의 설비 또는 봄베로부터 이미 수분이 제거된 후의 공기가 드라이 에어로서 공급되어도 된다. 드라이 에어가 공장 설비로부터 공급되는 경우, 드라이 에어의 온도 및 습도는 센서(23)를 이용하지 않고, 공장 설비로부터 제공되는 드라이 에어의 온도 및 습도에 관한 정보를 이용해도 된다. 또한, 결로 방지가 목적인 경우, 수분과 기체와의 혼합비가 낮으면, 기체는 공기에 한정되지 않으며, 산소 또는 질소, 희가스 등의 불활성 가스여도 된다. 단, 인체에 대한 영향의 관점에서, 드라이 에어, 혹은, 처리 장치(10)가 설치된 방(예를 들면 클린룸) 내로 공급된 공기에 포함되는 성분 중 수분을 제외한 기체의 성분의 비율이 대략 동일해지는 혼합비의 기체(예를 들면 질소 : 약 80 %, 산소 : 약 20 %)인 것이 바람직하다.
받침대(100) 및 지지빔(101)에는 내부에 제 2 폐공간(4b)이 형성되어 있다. 제 2 폐공간(4b)은 챔버(1)의 측벽에 형성된 개구에 연통하고 있다. 또한, 제 2 폐공간(4b)은 받침대(100)의 상부에 형성된 개구부(25)를 개재하여, 제 1 폐공간(4a)과 연통하고 있다. 이 때문에, 공급관(20)을 거쳐 제 1 폐공간(4a)으로 공급된 드라이 에어는, 개구부(25)를 거쳐 제 2 폐공간(4b) 내로 흐르고, 챔버(1)의 측벽에 형성된 개구로부터 처리 장치(10)의 외부로 배출된다.
배관(2c 및 2d)의 일부는 제 2 폐공간(4b) 내에 배치되어 있다. 배관(2c 및 2d)의 일단은 처리 장치(10)의 외부의 칠러 유닛에 접속되고, 배관(2c 및 2d)의 타단은 접속부(26)를 개재하여 받침대(100)의 상부에 접속되어 있다. 접속부(26)는 예를 들면 배관의 플랜지이다. 배관(17)의 일부도, 제 2 폐공간(4b) 내에 배치되어 있다. 배관(17)의 일단은 처리 장치(10)의 외부의 가스 공급원에 접속되고, 배관(17)의 타단은 접속부(26)를 개재하여 받침대(100)의 상부에 접속되어 있다. 도 1의 예에서는, 배관(2c), 배관(2d) 및 배관(17)은 3 개의 지지빔(101) 중 하나의 지지빔(101)을 개재하여 챔버(1)의 외부의 장치에 접속되어 있지만, 각각이 어느 하나의 지지빔(101)을 개재하여 챔버(1)의 외부의 장치에 접속되어도 된다.
또한, 제 2 폐공간(4b) 내에는 전원 회로(11)가 배치된다. 제 2 폐공간(4b) 내에는 전원 회로(11) 이외에도, 푸셔 핀의 구동 기구, 전원 회로(11)로부터 하부 전극(2a) 및 ESC(6)에 공급되는 전력에 있어서 불필요한 주파수의 성분을 제거하기 위한 필터 등이 배치된다. 또한, 제 2 폐공간(4b) 내에는 온도 센서(24b)가 마련되어 있다. 온도 센서(24b)는 제 2 온도 측정부의 일례이다. 온도 센서(24b)는 제 2 폐공간(4b)에 노출되어 있는 부재 중에서 가장 온도가 낮아지는 부재의 표면 온도를 측정한다. 본 실시 형태에 있어서, 온도 센서(24b)는 배관(2c)의 접속부(26)의 표면 온도를 측정한다.
여기서, 제 2 폐공간(4b)은 제 1 폐공간(4a)보다 넓기 때문에, 배관(2c 및 2d)으로서 진공 이중 배관을 이용할 수 있다. 그러나, 배관(2c 및 2d)에 있어서, 받침대(100)의 상부에 접속되는 접속부(26)에 있어서는 단열 효과가 낮아진다. 이 때문에, 배관(2c 및 2d)에 있어서, 접속부(26)의 표면은 냉매의 온도에 따라 실온보다 저온이 된다. 이 때문에, 본 실시 형태에 있어서의 온도 센서(24b)는 제 2 폐공간(4b)에 노출되어 있는 부재 중에서 가장 온도가 낮아지는 부재의 표면 온도로서, 배관(2c)의 접속부(26)의 표면 온도를 측정한다. 배관(2c)의 접속부(26)는 제 2 부재의 일례이다.
ESC(6)보다 상방의 챔버(1)의 측벽에는 개구(74)가 형성되어 있으며, 개구(74)는 게이트 밸브(G)에 의해 개폐된다. 또한, 챔버(1)의 내측벽 및 배치대(2)의 외측벽에는 퇴적물 실드(76 및 77)가 착탈 가능하게 마련되어 있다. 퇴적물 실드(76 및 77)는 챔버(1)의 내측벽에 퇴적물이 부착되는 것을 방지한다. ESC(6) 상에 흡착 유지된 반도체 웨이퍼(W)와 대략 동일한 높이의 퇴적물 실드(76)의 위치에는, 직류적으로 그라운드에 접속된 도전성 부재(GND 블록)(79)가 마련되어 있다. GND 블록(79)에 의해, 챔버(1) 내의 이상 방전이 억제된다.
하부 전극(2a)의 상방에는 배치대(2)와 대향하도록 상부 전극(16)이 마련되어 있다. 하부 전극(2a)과 상부 전극(16)은 서로 대략 평행이 되도록 챔버(1) 내에 마련되어 있다. 이하에서는, ESC(6) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)와 상부 전극(16)의 하면과의 사이의 공간을 처리 공간(S)이라 부른다.
상부 전극(16)은 절연성 부재(45)를 개재하여, 챔버(1)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(16)은 천판 지지부(16a) 및 상부 천판(16b)을 가진다. 천판 지지부(16a)는 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등에 의해 형성되고, 그 하부에 상부 천판(16b)을 착탈 가능하게 지지한다. 상부 천판(16b)은 예를 들면 석영 등의 실리콘 함유 물질로 형성된다.
천판 지지부(16a)의 내부에는 가스 확산실(16c)이 마련되어 있다. 또한, 가스 확산실(16c)은 대략 원통 형상이며, 그 중심축은 Z축에 일치하고 있는 것이 바람직하다. 천판 지지부(16a)의 저부에는, 가스 확산실(16c)의 하부에 위치하도록, 복수의 가스 유통구(16e)가 형성되어 있다. 복수의 가스 유통구(16e)는 Z축을 중심으로서 동심원 형상으로 대략 균등한 간격으로 가스 확산실(16c)의 하부에 형성되어 있다.
상부 천판(16b)에는 상부 천판(16b)을 두께 방향으로 관통하도록 복수의 가스 유통구(16f)가 마련되어 있다. 복수의 가스 유통구(16f)는 Z축을 중심으로서 동심원 형상으로 대략 균등한 간격으로 상부 천판(16b)에 형성되어 있다. 하나의 가스 유통구(16f)는 상기한 가스 유통구(16e) 중 하나에 연통하고 있다. 가스 확산실(16c)로 공급된 처리 가스는, 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)를 거쳐 챔버(1) 내에 샤워 형상으로 확산되어 공급된다. 또한, 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)는, Z축을 중심으로서 동심원 형상으로 대략 균등한 간격으로 배치되어 있다. 이 때문에, 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)를 거쳐 챔버(1) 내로 공급되는 처리 가스는, Z축을 중심으로서 둘레 방향으로 대략 균일한 유량으로 처리 공간(S) 내로 공급된다.
또한, 천판 지지부(16a) 등에는, 도시하지 않은 히터, 또는 냉매를 순환시키기 위한 도시하지 않은 배관 등의 온도 조정 기구가 마련되어 있어, 반도체 웨이퍼(W)의 처리 중에 상부 전극(16)을 원하는 범위 내의 온도로 제어할 수 있도록 되어 있다.
상부 전극(16)의 천판 지지부(16a)에는, 가스 확산실(16c)로 처리 가스를 도입하기 위한 가스 도입구(16g)가 마련되어 있다. 또한, 가스 도입구(16g)는 Z축이 가스 도입구(16g)의 중심축을 지나도록 배치되는 것이 바람직하다. 가스 도입구(16g)에는 배관(15b)의 일단이 접속되어 있다. 배관(15b)의 타단은 밸브(V) 및 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(15a)를 개재하여, 반도체 웨이퍼(W)의 처리에 이용되는 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(15)에 접속되어 있다. 가스 공급원(15)으로부터 공급된 처리 가스는 배관(15b)을 거쳐 가스 확산실(16c)로 공급되고, 가스 유통구(16e 및 16f)를 거쳐 챔버(1) 내에 샤워 형상으로 확산되어 공급된다.
본 실시 형태에 있어서, 처리 가스는 배치대(2) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 중심을 지나는 Z축을 중심으로서 동심원 형상으로 대략 균등한 간격으로 상부 전극(16)에 형성된 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)를 거쳐 챔버(1) 내로 공급된다. 또한, 챔버(1)의 내측벽에 의해 형성된 대략 원통 형상의 공간의 중심축과, 배치대(2)의 중심축과, 배기구(83)의 중심축과, 복수의 지지빔(101)의 배치의 중심을 지나는 선은, Z축에 대략 일치하고 있다. 또한, 배치대(2)의 주변에 형성된 배기로(86)는, 이웃하는 2 개의 지지빔(101)의 사이에 Z축에 대하여 축대칭으로 형성된 공간을 개재하여 배기 공간(85)에 연통하고 있다. 이 때문에, 상부 전극(16)으로부터 공급되어 배기구(83)로부터 배기되는 가스의 흐름은, 배치대(2) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 중심을 지나는 Z축에 대하여 축대칭이 된다. 이에 의해, 배치대(2) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(W)의 둘레 방향에 있어서, 챔버(1) 내의 가스의 흐름의 편향을 줄일 수 있어, 반도체 웨이퍼(W)에 대한 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있다.
상부 전극(16)에는 로우패스 필터(LPF)(40) 및 스위치(41)를 개재하여 음의 직류 전압을 출력하는 가변 직류 전원(42)이 전기적으로 접속되어 있다. 스위치(41)는 가변 직류 전원(42)으로부터 상부 전극(16)으로의 직류 전압의 인가 및 차단을 제어한다. 예를 들면, 전원 회로(11)으로부터 고주파 전력이 하부 전극(2a)에 인가되고, 챔버(1) 내의 처리 공간(S)에 플라즈마가 생성될 시에는, 필요에 따라 스위치(41)가 온이 되어 상부 전극(16)에 정해진 크기의 음의 직류 전압이 인가된다.
또한, 챔버(1)의 주위에는 동심원 형상으로 링 자석(90)이 배치되어 있다. 링 자석(90)은 상부 전극(16)과 배치대(2) 사이의 처리 공간(S) 내에 자기장을 형성한다. 링 자석(90)은 도시하지 않은 회전 기구에 의해 회전 가능하게 유지되어 있다. 또한, 처리 장치(10)의 외부에는, 처리 장치(10)가 설치된 방(예를 들면 클린룸) 내의 공기의 온도 및 습도를 측정하는 센서(27)가 마련되어 있다.
상기와 같이 구성된 처리 장치(10)는, 제어부(60)에 의해 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 제어부(60)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 제어한다. 처리 장치(10)는 예를 들면 전원 회로(11), 스위치(41), 가변 직류 전원(42), 밸브(V), MFC(15a) 및 칠러 유닛 등을 제어한다. 또한 처리 장치(10)는, 예를 들면 온도의 정보를 온도 센서(24a) 및 온도 센서(24b)로부터 각각 취득하고, 온도 및 습도의 정보를 센서(23) 및 센서(27)로부터 각각 취득한다. 그리고, 제어부(60)는 취득한 정보에 기초하여, 유량 제어기(21)를 제어함으로써, 공급관(20)을 거쳐 제 1 폐공간(4a) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량을 제어한다.
처리 장치(10)에 있어서 반도체 웨이퍼(W)에 플라즈마를 이용한 처리를 행하는 경우, 제어부(60)는 처리 장치(10)에 대하여 이하의 제어를 행한다. 먼저, 제어부(60)는 ESC(6) 상에 반도체 웨이퍼(W)가 배치된 상태로, 밸브(V) 및 MFC(15a)를 제어하여, 가스 확산실(16c) 내로 정해진 유량의 처리 가스를 공급한다. 가스 확산실(16c)내로 공급된 처리 가스는 복수의 가스 유통구(16e 및 16f)를 거쳐 챔버(1) 내에 샤워 형상으로 확산되어 공급된다. 또한, 제어부(60)는 배기 장치(84)를 가동시킨다. 그리고, 제어부(60)는 APC(80)를 제어하여 배기 컨덕턴스를 제어함으로써, 챔버(1) 내를 정해진 압력으로 제어한다.
그리고, 제어부(60)는 전원 회로(11)에 정해진 주파수의 고주파 전력을 발생시켜 하부 전극(2a)에 인가시키고, 또한 스위치(41)를 온으로 제어하여 상부 전극(16)에 직류 전압을 인가한다. 이에 의해, ESC(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)와 상부 전극(16) 사이의 처리 공간(S)에 처리 가스의 플라즈마가 생성된다. 그리고, 처리 공간(S)에 생성된 플라즈마에 포함되는 이온 또는 라디칼에 의해, ESC(6) 상의 반도체 웨이퍼(W)에 에칭 등의 처리가 행해진다.
[계산 모델]
이어서, 제 1 폐공간(4a) 내로 드라이 에어가 공급된 경우의 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b) 내의 수증기 밀도의 분포의 계산 방법의 일례에 대하여 설명한다. 도 5는 수증기 밀도의 분포를 계산할 시 사용되는 모델의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 5에 나타난 모델에서는, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b)을 통 형상의 공간에 근사하게 했다. 또한, 제 2 폐공간(4b)과 처리 장치(10)의 외부의 공간과의 경계를 기준(x=0)으로서, 드라이 에어가 흐르는 방향을 x축이라 정의했다. 또한, x축 방향에 있어서의 제 1 폐공간(4a)의 길이를 (l1 - l2), x축 방향에 있어서의 제 2 폐공간(4b)의 길이를 l2라고 정의했다. 제 1 폐공간(4a)과 제 2 폐공간(4b)은 x = l2의 위치에 형성된 개구부(25)를 개재하여 연통하고 있다.
도 5에 있어서, S1은 x축 방향에 있어서의 제 1 폐공간(4a)의 단면적을 나타내며, S2는 x축 방향에 있어서의 제 2 폐공간(4b)의 단면적을 나타낸다. 또한, lLt1는 제 1 폐공간(4a) 내에서 가장 온도가 낮아지는 부재(200)의 x 좌표를 나타내며, lLt2는 제 2 폐공간(4b) 내에서 가장 온도가 낮아지는 부재(201)의 x 좌표를 나타낸다. 또한, t1는 x = lLt1에 있어서의 부재(200)의 온도를 나타내며, t2는 x = lLt2에 있어서의 부재(201)의 온도를 나타낸다. 또한, uD는 드라이 에어의 수증기 밀도를 나타내며, uR은 처리 장치(10)의 외부의 공기의 수증기 밀도를 나타낸다. 또한, v1은 제 1 폐공간(4a) 내를 흐르는 드라이 에어의 유속을 나타내며, v2는 제 2 폐공간(4b) 내를 흐르는 드라이 에어의 유속을 나타낸다. 제 1 폐공간(4a) 내로 공급되는 드라이 에어의 유량(Q)은, Q = S1v1 = S2v2로 나타낼 수 있다.
위치(x)에 있어서의 수증기 밀도를 u(x)로 나타내며, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b)의 각각에 포함되는 수증기는 드라이 에어의 흐름에 의한 이류(移流)와 공간 내의 확산에 의해 이동하는 것이라 가정한다. 이에 의해, 공간 내의 수증기 밀도(u(x))는 이송 확산 방정식(정상해(定常解))을 이용하여, 예를 들면 이하의 식 (1)과 같이 나타낼 수 있다.
[수 1]
Figure pat00001
상기의 식 (1)에 있어서, v는 드라이 에어의 유속이며, D는 수증기의 확산 계수이다.
또한, 제 1 폐공간(4a)과 제 2 폐공간(4b)은 x = l2에 있어서의 개구부(25)를 개재하여 연통하고 있다. 이 때문에, 제 1 폐공간(4a) 내의 수증기 밀도를 u1(x), 제 2 폐공간(4b) 내의 수증기 밀도를 u2(x)라고 정의하면, 하기의 식 (2)에 나타나는 경계 조건이 충족된다.
[수 2]
Figure pat00002
또한, 단면적이 변화하는 위치(x = l2)에 있어서, 수증기 밀도의 변화가 연속으로 미분 가능(매끈)하기 때문에, 아래와 같은 식 (3)에 나타나는 연속 조건이 충족된다.
[수 3]
Figure pat00003
식 (2)의 경계 조건과, 식 (3)의 연속 조건에 기초하여, 상기의 식 (1)의 이송 확산 방정식은 이하의 식 (4)와 같이 풀 수 있다.
[수 4]
Figure pat00004
상기의 식 (4)에 있어서, 제 1 폐공간(4a)의 페클레수(Pe1), 제 2 폐공간(4b)의 페클레수(Pe2) 및 유속비(η)는 하기의 식 (5)와 같이 정의된다.
[수 5]
Figure pat00005
도 6 및 도 7은 수증기 밀도(u(x))의 계산 결과의 일례를 나타내는 도이다. 도 6은 v1 / v2 = S2 / S1 = 10의 경우에 있어서의 수증기 밀도(u(x))의 계산 결과이다. 또한, 도 7은 v1 / v2 = S2 / S1 = 100의 경우에 있어서의 수증기 밀도(u(x))의 계산 결과이다. 도 6 및 도 7에 있어서, ut1은 x = lLt1에 있어서의 부재(200)의 표면 온도(t1)로부터 구해지는 포화 수증기 밀도를 나타내며, ut2는 x = lLt2에 있어서의 부재(201)의 표면 온도(t2)로부터 구해지는 포화 수증기 밀도를 나타낸다. 또한, 도 6 및 도 7에서는 lLt2 = -0.2, l2 = -0.4, lLt1 = -0.6, l1 = -1이다.
예를 들면 도 6에 나타나는 바와 같이, v1 / v2 = S2 / S1 = 10의 경우에 있어서, Q = 0.001, Pe1 = -3, Pe2 = -0.2인 경우, x < lLt1에 있어서의 수증기 밀도(u(x))는, 포화 수증기 밀도(ut1)보다 낮다. 이 때문에, 부재(200)에 있어서 결로는 발생하지 않는다. 한편, x = lLt2에 있어서의 수증기 밀도(u(lLt2))는 포화 수증기 밀도(ut2)보다 높다. 도 6의 예에서는, 부재(201)의 어느 위치에 있어서도, 수증기 밀도(u(x))는 포화 수증기 밀도(ut2)보다 높아져 있다. 이 때문에, v1 / v2 = S2 / S1 = 10의 경우에 있어서, Q = 0.001, Pe1 = -3, Pe2 = -0.2인 경우, 부재(200)에서는 결로가 발생하지 않지만, 부재(201)에서는 결로가 발생하게 된다.
또한, 예를 들면 v1 / v2 = S2 / S1 = 10의 경우에 있어서, 드라이 에어의 유량(Q)을 증가시켜, Q = 0.01, Pe1 = -30, Pe2 = -2로 한 경우, x < lLt2에 있어서의 수증기 밀도(u(x))는, 포화 수증기 밀도(ut1 및 ut2) 어느 것보다 낮아져 있다. 이 때문에, 부재(200) 및 부재(201) 모두에서 결로는 발생하지 않는다. 또한 드라이 에어의 유량(Q)을 증가시켜, Q = 0.1, Pe1 = -300, Pe2 = -20으로 한 경우, x < lLt2에 있어서의 수증기 밀도(u(x))는 포화 수증기 밀도(ut2)보다 더 낮아져, 부재(200) 및 부재(201) 모두에서 결로는 발생하지 않는다.
이와 같이, v1 / v2 = S2 / S1 = 10인 경우, 부재(200) 및 부재(201) 모두에서 결로의 발생을 방지하기 위해서는, 드라이 에어의 유량(Q)을 Q = 0.01 이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 예를 들면 도 7에 나타나는 바와 같이, v1 / v2 = S2 / S1 = 100인 경우에 있어서, Q = 0.001, Pe1 = -3, Pe2 = -0.02인 경우, x < lLt1에 있어서의 수증기 밀도(u(x))는, 포화 수증기 밀도(ut1)보다 낮다. 이 때문에, 부재(200)에 있어서 결로는 발생하지 않는다. 한편, x = lLt2에 있어서의 수증기 밀도(u(lLt2))는, 포화 수증기 밀도(ut2)보다 높다. 도 7의 예에서는, 부재(201)의 어느 위치에 있어서도, 수증기 밀도(u(x))는 포화 수증기 밀도(ut2)보다 높아져 있다. 이 때문에, v1 / v2 = S2 / S1 = 100인 경우에 있어서, Q = 0.001, Pe1 = -3, Pe2 = -0.02인 경우, 부재(200)에서는 결로가 발생하지 않지만, 부재(201)에서는 결로가 발생하게 된다.
또한, 예를 들면 v1 / v2 = S2 / S1 = 100인 경우에 있어서, 드라이 에어의 유량(Q)을 증가시켜, Q = 0.01, Pe1 = -30, Pe2 = -0.2로 한 경우, 적어도 x = lLt2에 있어서의 수증기 밀도(u(x))는 포화 수증기 밀도(ut2)보다 높다. 이 때문에, 부재(201) 중 적어도 일부에 있어서 결로가 발생하게 된다. 또한 드라이 에어의 유량(Q)을 증가시켜, Q = 0.1, Pe1 = -300, Pe2 = -2로 한 경우, x < lLt2에 있어서의 수증기 밀도(u(x))는, 부재(201)의 어느 위치에서도 포화 수증기 밀도(ut2)보다 낮아진다. 이 때문에, 부재(200) 및 부재(201) 모두에서 결로는 발생하지 않게 된다.
도 6 및 도 7로부터 명백한 바와 같이, x = lLt1에 있어서 수증기 밀도(u(x))가 포화 수증기 밀도(ut1)보다 낮고, 또한 x = lLt2에 있어서 수증기 밀도(u(x))가 포화 수증기 밀도(ut2)보다 낮으면, 부재(200) 및 부재(201) 모두에서 결로는 발생하지 않는다.
여기서, 드라이 에어의 생성에는 코스트가 소요되기 때문에, 드라이 에어의 소비량은 최대한 줄이는 것이 바람직하다. 도 6의 예에서는, 드라이 에어의 유량(Q)은 Q = 0.01이면, 부재(200) 및 부재(201) 모두에서 결로가 발생하지 않는다. 이 때문에, 드라이 에어의 유량(Q)은 Q = 0.01이면 충분하며, 그 이상의 유량에서는, 드라이 에어의 불필요한 소비가 발생하게 된다. 따라서 본 실시 형태에서는, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b)에 있어서 결로가 발생하지 않는 범위에서, 드라이 에어의 유량이 최대한 적어지도록, 드라이 에어의 유량(Q)이 제어된다.
[드라이 에어의 유량(Q)의 특정 방법]
제어부(60)는 전술한 식 (4)에 기초하여, 드라이 에어의 유량(Q)을 바꾼 경우의 x = lLt1에 있어서의 제 1 폐공간(4a) 내의 수증기 밀도(u1(lLt1))와, x = lLt2에 있어서의 제 2 폐공간(4b) 내의 수증기 밀도(u2(lLt2))를 각각 산출한다. 드라이 에어의 유량(Q)에 대한 수증기 밀도(u1(lLt1) 및 u2(lLt2))의 변화를 도시하면, 예를 들면 도 8과 같이 된다. 도 8은 드라이 에어의 유량(Q)에 대한 수증기 밀도의 변화의 일례를 나타내는 도이다.
제어부(60)는 제 1 폐공간(4a) 내에 마련된 온도 센서(24a)에 의해 측정된 온도에 기초하여, 측정된 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도(ut1)를 산출한다. 그리고, 제어부(60)는 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값과 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 동일해지는 드라이 에어의 유량(Q1)을 특정한다. 도 8의 예에서는, 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값과, 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 동일해지는 드라이 에어의 유량(Q1)은 약 0.0009이다.
또한, 제어부(60)는 제 2 폐공간(4b) 내에 마련된 온도 센서(24b)에 의해 측정된 온도에 기초하여, 측정된 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도(ut2)를 산출한다. 그리고, 제어부(60)는 수증기 밀도(u2(lLt2))의 값과 포화 수증기 밀도(ut2)의 값이 동일해지는 드라이 에어의 유량(Q2)을 특정한다. 도 8의 예에서는, 수증기 밀도(u2(lLt2))의 값과, 포화 수증기 밀도(ut2)의 값이 동일해지는 드라이 에어의 유량(Q2)은 약 0.055이다.
그리고, 제어부(60)는 유량(Q1 및 Q2) 중 유량이 많은 쪽을 드라이 에어의 유량(Q)으로서 특정한다. 도 8의 예에서는, 유량(Q2)이 드라이 에어의 유량(Q)으로서 특정된다. 그리고, 제어부(60)는 특정된 유량(Q)에 기초하여, 유량 제어기(21)를 제어한다. 이에 의해, 처리 장치(10)는 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b) 내에서의 결로의 발생을 억제하고, 또한 드라이 에어의 소비량을 삭감할 수 있다.
[드라이 에어의 유량 제어]
도 9는 드라이 에어의 유량 제어의 일례를 나타내는 순서도이다. 칠러 유닛의 가동이 개시된 경우에, 처리 장치(10)는 도 9의 순서도에 나타난 처리를 개시한다. 또한, 도 9에 나타난 순서도는 주로 제어부(60)에 의해 실행된다.
먼저, 제어부(60)는 각 센서에 의해 측정된 측정 데이터를 취득한다(S100). 구체적으로, 제어부(60)는 온도 센서(24a)에 의해 측정된 제 1 폐공간(4a) 내의 부재의 표면 온도 및 온도 센서(24b)에 의해 측정된 제 2 폐공간(4b) 내의 부재의 표면 온도의 측정 데이터를 취득한다. 또한, 제어부(60)는 센서(23)에 의해 측정된 드라이 에어의 온도 및 습도, 및, 센서(27)에 의해 측정된 처리 장치(10)의 외부의 공기의 온도 및 습도의 측정 데이터를 취득한다.
이어서, 제어부(60)는 센서(23)에 의해 측정된 드라이 에어의 온도 및 습도의 측정 데이터에 기초하여, 드라이 에어의 수증기 밀도(uD)를 산출한다(S101). 또한, 제어부(60)는 센서(27)에 의해 측정된 처리 장치(10)의 외부의 공기의 온도 및 습도의 측정 데이터에 기초하여, 처리 장치(10)의 외부의 공기의 수증기 밀도(uR)를 산출한다(S101).
이어서, 제어부(60)는 전술한 식 (4)에 기초하여, 드라이 에어의 유량(Q)마다, 수증기 밀도(u1(lLt1) 및 u2(lLt2))를 산출한다(S102). 드라이 에어의 유량(Q)에 대한 수증기 밀도(u1(lLt1) 및 u2(lLt2))의 변화는, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이 된다. 단계(S102)는 제 1 공정 및 제 4 공정의 일례이다.
이어서, 제어부(60)는 온도 센서(24a)에 의해 측정된 제 1 폐공간(4a) 내의 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도(ut1)를 산출한다(S103). 또한, 제어부(60)는 온도 센서(24b)에 의해 측정된 제 2 폐공간(4b) 내의 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도(ut2)를 산출한다(S103). 단계(S103)는 제 2 공정 및 제 5 공정의 일례이다.
이어서, 제어부(60)는 제 1 폐공간(4a)에 대하여, 단계(S102)에서 구한 수증기 밀도(u1(lLt1))와 단계(S103)에서 구한 포화 수증기 밀도(ut1)에 기초하여, 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값과 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 동일해지는 드라이 에어의 유량(Q1)을 특정한다. 그러나, 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 있어서도 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값보다 큰 경우, 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값과 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 동일해지는 드라이 에어의 유량(Q1)은 특정되지 않는다. 마찬가지로, 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 있어서도 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값보다 작은 경우, 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값과 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 동일해지는 드라이 에어의 유량(Q1)은 특정되지 않는다. 특히, 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 있어서도, 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값보다 작은 경우, 드라이 에어의 유량(Q)을 증가시켰다 하더라도, 제 1 폐공간(4a) 내에서의 결로를 억제하는 것이 곤란하다. 이 경우, 제어부(60)는 처리 장치(10)의 관리자 등에 에러를 통지한다. 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 있어서도, 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값보다 작아지는 경우로서는, 예를 들면 드라이어(22)의 고장 등이 상정된다. 제 2 폐공간(4b)에 대해서도 동일하다.
즉, 제어부(60)는 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 대해서도, 수증기 밀도(u1(lLt1) > 포화 수증기 밀도(ut1)가 충족되는지 여부를 판정한다(S104). 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 대해서도, 수증기 밀도(u1(lLt1)) > 포화 수증기 밀도(ut1)가 충족되는 경우(S104：Yes), 드라이 에어를 어느 유량(Q)으로 제어했다 하더라도, 제 1 폐공간(4a) 내에는 결로가 발생한다. 이 때문에, 제어부(60)는 처리 장치(10)의 관리자 등에 에러를 통지하여(S105), 본 순서도에 나타난 처리가 종료된다.
한편, 드라이 에어 중 적어도 어느 하나의 유량(Q)에 대하여, 수증기 밀도(u1(lLt1)) > 포화 수증기 밀도(ut1)가 충족되지 않는 경우(S104：No), 제어부(60)는 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 대해서도, 수증기 밀도(u2(lLt2)) > 포화 수증기 밀도(ut2)가 충족되는지 여부를 판정한다(S106). 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 대해서도 수증기 밀도(u2(lLt2)) > 포화 수증기 밀도(ut2)가 충족되는 경우(S106 : Yes), 드라이 에어를 어느 유량(Q)으로 제어했다 하더라도, 제 2 폐공간(4b) 내에는 결로가 발생하기 때문에, 단계(S105)에 나타난 처리가 실행된다.
한편, 드라이 에어의 적어도 어느 하나의 유량(Q)에 대하여, 수증기 밀도(u2(lLt2)) > 포화 수증기 밀도(ut2)가 충족되지 않는 경우(S106 : No), 제어부(60)는 단계(S107)에 나타나는 처리를 실행한다. 즉, 제어부(60)는 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 대해서도, 수증기 밀도(u1(lLt1)) < 포화 수증기 밀도(ut1), 또한 수증기 밀도(u2(lLt2)) < 포화 수증기 밀도(ut2)가 충족되는지 여부를 판정한다(S107). 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 대해서도, 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값보다 큰 경우에는, 제 1 폐공간(4a) 내에서 결로는 발생하지 않기 때문에, 드라이 에어의 유량(Q1)을 0으로 할 수 있다. 또한, 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 대해서도, 포화 수증기 밀도(ut2)의 값이 수증기 밀도(u2(lLt2))의 값보다 큰 경우에는, 제 2 폐공간(4b) 내에서 결로는 발생하지 않기 때문에, 드라이 에어의 유량(Q2)을 0으로 할 수 있다.
드라이 에어의 어느 유량(Q)에 대해서도, 수증기 밀도(u1(lLt1)) < 포화 수증기 밀도(ut1), 또한 수증기 밀도(u2(lLt2)) < 포화 수증기 밀도(ut2)가 충족되는 경우(S107 : Yes), 제어부(60)는 단계(S108)에 나타나는 처리를 실행한다. 즉, 제어부(60)는 드라이 에어의 공급을 정지하도록 유량 제어기(21)를 제어한다(S108). 그리고, 단계(S116)에 나타나는 처리가 실행된다.
또한 단계(S108)에서는, 드라이 에어의 유량을 0으로 하지 않고, 약간의 유량으로 드라이 에어를 제 1 폐공간(4a) 내에 공급하도록 해도 된다. 이에 의해, 이어서 드라이 에어의 유량을 증가시키는 경우, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b) 내의 기체를 보다 신속히 배출할 수 있어, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b) 내의 기체의 수증기 밀도를 보다 신속히 저하시킬 수 있다.
드라이 에어의 어느 하나의 유량(Q)에 대하여, 수증기 밀도(u1(lLt1)) < 포화 수증기 밀도(ut1), 또는, 수증기 밀도(u2(lLt2)) < 포화 수증기 밀도(ut2)가 충족되지 않은 경우(S107 : No), 제어부(60)는 단계(S109)에 나타나는 처리를 실행한다. 단계(S107)에서 No라고 판정된 경우, 드라이 에어의 유량(Q1 또는 Q2) 중 적어도 어느 하나는 특정되어 있다.
이어서, 제어부(60)는 드라이 에어의 유량(Q1)이 특정되었는지 여부를 판정한다(S109). 드라이 에어의 유량(Q1)이 특정되어 있지 않은 경우(S109 : No), 제 1 폐공간(4a) 내에서는 드라이 에어가 어느 유량이어도 결로가 발생하지 않는다. 또한 이 경우에는, 드라이 에어의 유량(Q2)이 특정되어 있다. 이 때문에, 드라이 에어의 유량(Q)이 유량(Q2) 이상이면, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b) 모두에서 결로는 발생하지 않는다. 제어부(60)는 유량(Q2)을 드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)으로서 특정한다(S110). 그리고, 단계(S114)에 나타나는 처리가 실행된다.
드라이 에어의 유량(Q1)이 특정된 경우(S109 : Yes), 제어부(60)는 드라이 에어의 유량(Q2)이 특정되었는지 여부를 판정한다(S111). 드라이 에어의 유량(Q2)이 특정되어 있지 않은 경우(S111 : No), 제 2 폐공간(4b) 내에서는 드라이 에어가 어느 유량이어도 결로가 발생하지 않는다. 이 때문에, 드라이 에어의 유량(Q)이 유량(Q1) 이상이면, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b) 모두에서 결로는 발생하지 않는다. 제어부(60)는 유량(Q1)을 드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)으로서 특정한다(S112). 그리고, 단계(S114)에 나타나는 처리가 실행된다.
드라이 에어의 유량(Q2)이 특정된 경우(S111 : Yes), 제어부(60)는 드라이 에어의 유량(Q1) 및 유량(Q2) 중, 큰 쪽을 드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)으로서 특정한다(S113). 그리고, 제어부(60)는 드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)이, 현재의 유량(Qc)보다 많은지 여부를 판정한다(S114).
드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)이 현재의 유량(Qc)보다 많은 경우(S114 : Yes), 제어부(60)는 드라이 에어의 현재의 유량(Qc)을 변경 후의 유량(Qa)으로 변경하도록, 유량 제어기(21)를 제어한다(S115). 단계(S115)는 제 3 공정의 일례이다. 그리고, 제어부(60)는 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b) 내의 기체의 흐름이 안정될 때까지 정해진 시간(예를 들면 몇 초간) 대기하고(S116), 다시 단계(S100)에 나타난 처리를 실행한다.
한편, 드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)이 현재의 유량(Qc) 이하인 경우(S114 : No), 제어부(60)는 드라이 에어의 현재의 유량(Qc)과 변경 후의 유량(Qa)과의 차분이, 정해진 임계치(ΔQ)보다 큰지 여부를 판정한다(S117). 드라이 에어의 현재의 유량(Qc)과 변경 후의 유량(Qa)과의 차분이 임계치(ΔQ)보다 큰 경우(S117 : Yes), 단계(S115)에 나타난 처리가 실행된다. 한편, 드라이 에어의 현재의 유량(Qc)과 변경 후의 유량(Qa)과의 차분이 임계치(ΔQ) 이하인 경우(S117 : No), 단계(S116)에 나타난 처리가 실행된다.
이와 같이, 드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)이, 현재의 유량(Qc)보다 큰 경우에, 드라이 에어의 현재의 유량(Qc)이, 변경 후의 유량(Qa)으로 바로 변경됨으로써, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b) 내에서의 결로의 발생이 억제된다. 또한, 드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)이 현재의 유량(Qc) 이하인 경우라도, 현재의 유량(Qc)과 변경 후의 유량(Qa)과의 차가 임계치(ΔQ) 이하인 경우에는, 드라이 에어의 유량이 변경되지 않는다. 이에 의해, 각 센서의 측정 오차에 의해 드라이 에어의 유량이 너무 감소하는 것에 따른 결로의 발생이 억제된다. 또한, 드라이 에어의 변경 후의 유량(Qa)이 현재의 유량(Qc) 이하인 경우에, 현재의 유량(Qc)이 변경 후의 유량(Qa)으로 바로 변경되도록 해도 된다.
또한 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 있어서도 단계(S103)에서 산출된 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 단계(S102)에서 산출된 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값보다 큰 경우, 유량(Q1)이 특정되지 않는 것으로 설명했다. 그러나, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 있어서도 포화 수증기 밀도(ut1)의 값이 수증기 밀도(u1(lLt1))의 값보다 큰 경우, 제 1 폐공간(4a) 내에서 결로는 발생하지 않기 때문에, 제어부(60)는 유량(Q1) = 0이 특정된 것으로서 처리를 진행시켜도 된다. 이 경우, 단계(S107 및 S108)의 처리가 생략되어도 된다. 마찬가지로, 드라이 에어의 어느 유량(Q)에 있어서도, 단계(S103)에서 산출된 포화 수증기 밀도(ut2)의 값이 단계(S102)에서 산출된 수증기 밀도(u2(lLt2))의 값보다 큰 경우, 유량(Q2) = 0이 특정된 것으로서 처리를 진행시켜도 된다.
이상, 일실시 형태에 대하여 설명했다. 본 실시 형태의 처리 장치(10)에 의하면, 처리 장치(10)의 부재의 결로를 방지할 수 있고, 또한 드라이 에어의 소비량을 억제할 수 있다. 특히, 반도체 웨이퍼(W)의 처리 조건에 있어서의 설정 온도가 가변인 경우, 설정 온도의 변경에 따른 부재의 온도 변화에 추종하여 드라이 에어의 유량을 적절히 설정할 수 있기 때문에, 드라이 에어의 소비량을 최소한으로 억제할 수 있다.
[그 외]
또한, 본원에 개시된 기술은, 상기한 실시 형태에 한정되는 것이 아니며, 그 요지의 범위 내에서 수많은 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기한 실시 형태에 있어서, 제어부(60)는 유량(Q)마다, 수증기 밀도(u1(lLt1) 및 u2(lLt2))를 단계(S102)에 있어서 매회 산출하지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 수증기 밀도(uD 및 uR)의 값의 조합마다, 미리 계산된 유량(Q)마다의 수증기 밀도(u1(lLt1) 및 u2(lLt2))의 값이 제어부(60) 내의 메모리에 미리 유지되어 있어도 된다. 이 경우, 제어부(60)는 단계(S102)에 있어서, 단계(S101)에서 산출된 수증기 밀도(uD 및 uR)의 값의 조합에 대응하는 유량(Q)마다의 수증기 밀도(u1(lLt1) 및 u2(lLt2))의 값을 메모리로부터 읽어낸다. 이에 의해, 제어부(60)의 처리 부하를 저감할 수 있다.
또한 상기한 실시 형태에서는, 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b)에 있어서 결로가 발생하지 않도록, 드라이 에어의 유량(Q)이 제어되었지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 2 폐공간(4b)은 제 1 폐공간(4a)보다 비교적 넓기 때문에, 제 2 폐공간(4b) 내에서 저온이 되는 부재에 대해서는, 단열재로 덮는 등의 대책을 행할 수 있는 경우가 있다. 이 때문에, 제 1 폐공간(4a)에 있어서 결로가 발생하지 않도록 드라이 에어의 유량(Q)이 제어되도록 해도 된다. 즉, 1 개의 폐공간에 대하여, 결로가 발생하지 않도록 드라이 에어의 유량(Q)이 제어되도록 해도 된다.
또한 상기한 실시 형태에서는, 연통하는 2 개의 폐공간인 제 1 폐공간(4a) 및 제 2 폐공간(4b)에 있어서, 각각의 폐공간 내의 부재의 결로를 억제하도록 드라이 에어의 유량이 제어되지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 연통하는 3 개 이상의 폐공간에 있어서도, 개시된 기술을 적용할 수 있다.
또한 상기한 실시 형태에서는, 처리 가스의 흐름이 반도체 웨이퍼(W)의 중심 축에 대하여 축대칭이 되는 구조의 챔버(1)를 예로 설명했지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 반도체의 처리에 이용되는 일반적인 챔버로, 실온보다 저온이 되는 부재가 노출된 폐공간을 가지는 챔버에 있어서도 개시된 기술을 적용할 수 있다.
또한 상기한 실시 형태에서는, 미리 설계된 챔버(1)의 각 부의 치수를 전제로, 드라이 에어의 유량을 제어하지만, 개시된 기술은 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 폐공간 내 공급되는 드라이 에어의 유량을 고정값으로서, 부여된 드라이 에어의 유량에 있어서 결로가 발생하지 않는 범위의 폐공간을 가지는 챔버(1)가 설계되어도 된다.
또한, 이번 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시로 제한적인 것은 아니라고 이해되어야 한다. 실로, 상기한 실시 형태는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 또한, 상기의 실시 형태는 첨부한 청구 범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
4a : 제 1 폐공간
10 : 처리 장치
20 : 공급관
24a : 온도 센서
60 : 제어부
200 : 부재

Claims (7)

  1. 피처리체를 처리하는 처리 장치에 있어서의 결로 방지 방법으로서,
    상기 처리 장치는,
    상기 처리 장치에 마련된 제 1 폐공간 내에 노출된 제 1 부재의 표면 온도를 측정하는 제 1 온도 측정부와,
    상기 제 1 폐공간 내에 상기 처리 장치의 외부의 공기보다 이슬점 온도가 낮은 기체인 저이슬점 기체를 공급하는 공급관과,
    상기 제 1 폐공간 내에 공급되는 상기 저이슬점 기체의 유량을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부가,
    상기 저이슬점 기체의 유량마다, 상기 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도를 특정하는 제 1 공정과,
    상기 제 1 온도 측정부에 의해 측정된 상기 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도를 특정하는 제 2 공정과,
    상기 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도와 상기 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도에 기초하여, 상기 저이슬점 기체의 유량을 제어하는 제 3 공정
    을 실행하는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 공정에서는,
    상기 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도가 상기 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도와 동일해지는 제 1 유량보다 많고 또한 상기 제 1 유량과의 차가 소정값 이하가 되도록, 상기 저이슬점 기체의 유량이 제어되는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는,
    상기 제 1 폐공간 내에 노출된 부재 중에서 가장 온도가 낮아지는 부재인 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 장치는 상기 처리 장치에 마련된 제 2 폐공간 내에 노출된 제 2 부재의 표면 온도를 측정하는 제 2 온도 측정부를 더 구비하고,
    상기 제 1 폐공간과 상기 제 2 폐공간은 연통하고 있으며,
    상기 공급관으로부터 상기 제 1 폐공간 내로 공급된 상기 저이슬점 기체는 상기 제 2 폐공간을 거쳐 배출되고,
    상기 제어부가,
    상기 저이슬점 기체의 유량마다, 상기 제 2 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 2 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도를 특정하는 제 4 공정과,
    상기 제 2 온도 측정부에 의해 측정된 상기 제 2 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도를 특정하는 제 5 공정
    을 더 실행하고,
    상기 제 3 공정에서는,
    상기 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도와, 상기 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도와, 상기 제 2 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 2 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도와, 상기 제 2 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도에 기초하여, 상기 저이슬점 기체의 유량이 제어되는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 공정에서는,
    상기 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도가 상기 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도와 동일해지는 제 1 유량 및 상기 제 2 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 2 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도가 상기 제 2 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도와 동일해지는 제 2 유량 중 어느 많은 쪽의 유량보다 많고 또한 상기 많은 쪽의 유량과의 차가 정해진 값 이하가 되도록, 상기 저이슬점 기체의 유량이 제어되는 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 부재는,
    상기 제 2 폐공간 내에 노출된 부재 중에서 가장 온도가 낮아지는 부재인 것을 특징으로 하는 결로 방지 방법.
  7. 피처리체를 처리하는 처리 장치로서,
    상기 처리 장치에 마련된 제 1 폐공간 내에 노출된 제 1 부재의 표면 온도를 측정하는 제 1 온도 측정부와,
    상기 제 1 폐공간 내에 상기 처리 장치의 외부의 공기보다 이슬점 온도가 낮은 기체인 저이슬점 기체를 공급하는 공급관과,
    상기 제 1 폐공간 내에 공급되는 상기 저이슬점 기체의 유량을 제어하는 제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 저이슬점 기체의 유량마다, 상기 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도를 특정하는 공정과,
    상기 제 1 온도 측정부에 의해 측정된 상기 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도를 특정하는 공정과,
    상기 제 1 부재의 표면의 위치에 있어서의 상기 제 1 폐공간 내의 기체의 수증기 밀도와, 상기 제 1 부재의 표면 온도에 있어서의 포화 수증기 밀도에 기초하여, 상기 저이슬점 기체의 유량을 제어하는 공정
    을 실행하는 것을 특징으로 하는 처리 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240102154A1 (en) * 2020-02-24 2024-03-28 Applied Materials, Inc. Vacuum processing apparatus, vacuum system, gas partial pressure control assembly, and method of controlling partial pressure of a gas in a vacuum processing chamber
CN112466782B (zh) * 2020-11-10 2022-10-28 华虹半导体(无锡)有限公司 应用于刻蚀工序的温度控制系统
CN114895732A (zh) * 2022-04-18 2022-08-12 交控科技股份有限公司 环境试验箱防凝露方法及系统

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 (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5504040A (en) * 1992-06-30 1996-04-02 Texas Instruments Incorporated Planarized material layer deposition using condensed-phase processing
US6477786B1 (en) * 1999-05-27 2002-11-12 Lam Research Corporation Apparatus for drying batches of disks
US7064491B2 (en) * 2000-11-30 2006-06-20 Semequip, Inc. Ion implantation system and control method
JP2010116596A (ja) * 2008-11-13 2010-05-27 Shinmaywa Industries Ltd 基板支持装置およびこれを備えるプラズマ処理装置
JP2010171286A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Hitachi High-Technologies Corp プラズマ処理装置
JP5295829B2 (ja) * 2009-03-12 2013-09-18 東京エレクトロン株式会社 基板洗浄方法
KR20130032647A (ko) * 2011-09-23 2013-04-02 삼성전자주식회사 웨이퍼 테스트 장치
JP2013115208A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Tokyo Electron Ltd 気化原料供給装置、これを備える基板処理装置、及び気化原料供給方法
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
JP6312451B2 (ja) * 2014-01-29 2018-04-18 東京エレクトロン株式会社 給電部カバー構造及び半導体製造装置
KR102352739B1 (ko) * 2014-04-09 2022-01-17 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 개선된 유동 균일성/가스 컨덕턴스로 가변 프로세스 볼륨을 처리하기 위한 대칭적 챔버 본체 설계 아키텍처
JP6408903B2 (ja) * 2014-12-25 2018-10-17 東京エレクトロン株式会社 エッチング処理方法及びエッチング処理装置
JP2017112237A (ja) * 2015-12-17 2017-06-22 株式会社ディスコ 減圧処理装置
JP7058524B2 (ja) * 2018-03-09 2022-04-22 東京エレクトロン株式会社 結露防止方法および処理システム

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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