KR20200030455A - 진공 반송 모듈 및 진공 반송 방법 - Google Patents

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Abstract

진공 반송 모듈의 산소 농도를 저하시키는 것이다.
내부에 진공 분위기가 형성되고, 로드 로크 모듈과, 피처리체를 진공 처리하기 위한 처리 모듈이 외측으로부터 횡방향으로 각각 접속되는 하우징 내에, 반송 기구를 구비한다. 이 반송 기구는, 해당 하우징 내에 위치가 고정된 회동축 주위로 회동하는 회동체를 구비하고, 로드 로크 모듈과 처리 모듈의 사이에서 피처리체를 반송하는 것이다. 또한, 진공 반송 모듈은, 하우징 내를 퍼지하는 불활성 가스를 공급하기 위해, 하우징 내에 개구되는 가스 공급구와, 하우징 내를 배기하여 상기 진공 분위기를 형성하는 배기구를 구비한다. 평면으로 보아, 배기구와 회동축을 연결하는 제1 직선과, 가스 공급구와 회동축을 연결하는 제2 직선이 이루는 각이 100°내지 260°로 되도록, 가스 공급구와 배기구의 위치 관계가 설정된다.

Description

진공 반송 모듈 및 진공 반송 방법 {VACUUM TRANSFER MODULE AND VACUUM TRANSFER METHOD}
본 개시는 진공 반송 모듈 및 진공 반송 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 제조를 행하는 장치로서, 기판의 반송 기구를 구비한 진공 반송실에, 복수의 처리 모듈을 접속한 멀티 챔버 타입의 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 진공 반송실의 저부에 형성된 가스 공급구로부터 퍼지 가스를 공급하고, 진공 반송실의 저부에 형성된 배기구로부터 배기하는 구성이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2003-17478호 공보
본 개시는, 진공 반송 모듈의 산소 농도를 저하시키는 기술을 제공한다.
본 개시의 진공 반송 모듈은,
내부에 진공 분위기가 형성되고, 로드 로크 모듈과, 피처리체를 진공 처리하기 위한 처리 모듈이 외측으로부터 횡방향으로 각각 접속되는 하우징과,
상기 하우징 내에서, 하우징 내에 위치가 고정된 회동축 주위로 회동하는 회동체를 구비하고, 진공 분위기의 상기 하우징 내를 통하여 상기 로드 로크 모듈과 상기 처리 모듈의 사이에서 당해 피처리체를 반송하는 반송 기구와,
상기 하우징 내를 퍼지하는 불활성 가스를 공급하기 위해, 당해 하우징 내에 개구되는 가스 공급구와,
평면으로 보아, 상기 회동축에 연결되도록 제1 직선을 그었을 때, 상기 가스 공급구와 상기 회동축이 연결되도록 그은 제2 직선과 상기 제1 직선이 이루는 각이 100°내지 260°로 되도록 상기 하우징 내에 개구되고, 상기 가스 공급구가 상기 불활성 가스를 공급할 때 상기 하우징 내를 배기하여 상기 진공 분위기를 형성하는 배기구를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 개시에 따르면, 진공 반송 모듈의 산소 농도를 저하시킬 수 있다.
도 1은, 본 개시의 진공 반송 모듈을 구비한 진공 처리 장치의 일 실시 형태를 도시하는 평면도이다.
도 2는, 본 개시의 진공 반송 모듈의 일 실시 형태를 도시하는 평면도이다.
도 3은, 상기 진공 반송 모듈의 일부를 도시하는 개략 종단면도이다.
도 4는, 본 개시의 진공 반송 모듈의 다른 예를 도시하는 평면도이다.
도 5는, 본 개시의 진공 반송 모듈의 일부를 도시하는 평면도이다.
도 6은, 종래의 진공 반송 모듈의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 7은, 진공 반송 모듈의 산소 농도의 평가 결과를 도시하는 특성도이다.
도 8은, 진공 반송 모듈의 산소 농도의 평가 결과를 도시하는 특성도이다.
본 개시의 진공 반송 모듈을 구비한 진공 처리 장치의 제1 실시 형태에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1은, 진공 처리 장치(1)의 일례를 도시하는 평면도, 도 2는, 진공 반송 모듈(11)의 일례를 도시하는 평면도, 도 3은, 진공 반송 모듈(11)의 일부를 도시하는 종단면도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 진공 반송 모듈(11)은, 그 내부가 진공 분위기로 되고, 예를 들어 평면으로 보아 대략 칠각 형상으로 구성된 하우징(2)을 구비한다. 하우징(2)의 대략 칠각형 중의 4변에는, 예를 들어 처리 모듈(21)이 반송구(22)를 통하여 외측으로부터 횡방향으로 각각 기밀하게 접속되고, 다른 2변에는 로드 로크 모듈(231, 232)이 반송구(24)를 통하여 외측으로부터 횡방향으로 각각 접속된다. 도 1 중 부호 G1, G2는, 게이트 밸브이다.
처리 모듈(21)은, 피처리체 예를 들어 직경이 300mm인 원형 기판인 반도체 웨이퍼(이하 「웨이퍼」라고 함)(W)에 대하여 진공 처리를 행하는 모듈이다. 처리 모듈(21)의 내부에는, 예를 들어 웨이퍼(W)의 적재대, 처리 가스를 공급하기 위한 가스 공급부, 처리 가스를 배기하기 위한 가스 배기부 등이 마련된다. 처리 모듈(21)에서 실시되는 처리의 예로서는, 예를 들어 성막 가스에 의한 성막 처리, 에칭 가스에 의한 에칭, 애싱 가스에 의한 애싱 등을 들 수 있다. 또한, 성막 처리로서는, 예를 들어 진공 분위기에서 웨이퍼(W)를 가열하여, 예를 들어 질화티타늄(TiN)막을 형성하는 처리를 예시할 수 있다.
로드 로크 모듈(231, 232)은, 그 내부를 진공 분위기와 상압 분위기의 사이에서 전환되도록 구성된다. 이들 로드 로크 모듈(231, 232)은, 게이트 밸브(G3)에 의해 개폐되는 반송구(25)를 통하여 로더 모듈(26)에 접속된다. 로더 모듈(26)은, 상압 분위기로 설정되어 있고, 웨이퍼(W)를 저장한 반송 용기인 캐리어(C)가 적재되는 반출입 포트(261)를 구비한다. 또한, 로더 모듈(26)에는, 상압 반송 암(27)이 마련된다. 이 상압 반송 암(27)은, 캐리어(C)와 로드 로크 모듈(231, 232)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하기 위해, 예를 들어 선회, 진퇴 및 승강 가능하게 구성된다.
하우징(2)의 내부에는, 로드 로크 모듈(231, 232)과 처리 모듈(21)의 사이에서 웨이퍼(W)를 반송하기 위한 반송 기구(3)가 마련된다. 반송 기구(3)는, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 기대(31), 제1 암(32), 제2 암(33) 및 기판 지지부(34)를, 하방측으로부터 이 순서대로 연결한 다관절 암으로서 구성된다. 기대(31)는, 예를 들어 하우징(2) 내에 있어서 대략 중심부에 마련된다. 또한, 반송 기구(3)는, 승강기를 마련하여, 승강 가능하게 구성해도 된다.
제1 암(32)은 회동 형태를 이루는 것이며, 회동축(30) 주위로 회동하도록, 기대(31)에 마련된다. 도 2에는, 기대(31)와 제1 암(32)만을 도시하고 있다. 이 예에서는, 회동축(30)은, 예를 들어 하우징(2)의 대략 중심부를 선회 중심으로 하도록, 하우징(2) 내에 수평 방향의 위치가 고정되고, 연직 축 주위로 회동 가능하게 구성되어 있다. 제2 암(33)은 제1 암(32)의 선단부에 회동 가능하게 마련된다. 또한, 기판 지지부(34)는, 그 기단측이 제2 암(33)의 선단부에 축 지지되어, 회동 가능하게 마련되고, 선단부는, 웨이퍼(W)를 보유 지지하기 위해 포크형으로 형성된 보유 지지 부위로서 구성된다.
제1 암(32) 및 제2 암(33)은, 각각 풀리나 벨트 등의 구동력의 전달계를 구비하며, 예를 들어 도시하지 않은 선회용 모터 및 진퇴용 모터에 의해, 기판 지지부(34)가 선회 가능 및 진퇴 가능하게 구성된다. 웨이퍼(W)는 기판 지지부(34)에 보유 지지되어 반송되기 때문에, 도 3에 도시하는 바와 같이 웨이퍼(W)의 반송로(300)는, 기판 지지부(34)가 이동하는 영역으로 된다.
진공 반송 모듈(11)에는, 가스 공급부(4)가 마련된다. 가스 공급부(4)는, 예를 들어 도 3에 도시하는 바와 같이, 가스 공급로(42)의 선단에 예를 들어 세라믹스제의 다공질체로 이루어지는 필터 부재(43)를 마련하여 구성된다. 또한, 가스 공급부(4)는, 하우징(2) 내를 퍼지하는 불활성 가스를 공급하기 위해, 하우징(2) 내에 개구되는 가스 공급구(41)를 구비하고 있고, 이 예에서는, 가스 공급로(42)의 선단부(하류단)가 가스 공급구(41)에 상당한다. 가스 공급로(42)는 가스 공급구(41)를 통하여 필터부(43)와 접속되어 있으므로, 가스 공급구(41)는, 가스 공급로(42)와 필터부(43)의 접속부로 된다. 즉, 다공질체(필터부(43))에 대해서는 분위기인 것으로 간주하고, 당해 다공질체의 개개의 구멍은, 특허청구범위에서 말하는 가스 공급구에는 상당하지 않는 것으로 한다. 따라서, 본 예에 있어서, 특허청구범위에서 말하는 가스 공급구는, 상기 접속부, 즉 다공질체의 상류측에 접속되는 가스 공급로(42)의 하류단에 상당한다.
필터 부재(43)는 예를 들어 중공의 원통형으로 구성되며, 예를 들어 「상품명 브레이크 필터」를 사용할 수 있다. 이와 같이 가스 공급부(4)를 다공질체로 이루어지는 필터 부재(43)를 사용하여 구성한 경우, 다공질체의 하나하나의 구멍이 가스를 토출하기 위한 토출 구멍(411)으로 된다. 또한, 도 3에서는 도시의 편의상, 토출 구멍(411)을 매우 크게 도시하고 있다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 필터 부재(43)는, 예를 들어 원통형 부분이 하우징(2)의 저면과 대향하여 신장하도록, 하우징(2) 내에 있어서의 반송 기구(3)에 의한 웨이퍼(W)의 반송로(300)보다 하방에 마련된다. 도 3 중 PM은 처리 모듈(21), LM은 로더 모듈(26)을 각각 나타낸다. 그리고, 필터 부재(43)는, 로더 모듈(26)측을 전방, 진공 반송 모듈(11)측을 후방으로 하였을 때, 평면으로 보아 하우징(2) 내에 있어서의 좌우의 중심부(기대(31)) 부근의 후방측(도 2에서는, 상측)에 위치하고 있다. 가스 공급부(4)의 가스 공급로(42)의 상류측은, 하우징(2)의 외부에서, 예를 들어 밸브(V), 유량 조정부(M)를 거쳐, 불활성 가스, 예를 들어 질소(N2) 가스의 공급원(44)에 접속된다.
진공 반송 모듈(11)은, 하우징(2) 내에 개구되는 배기구(5)를 구비한다. 이 배기구(5)는, 가스 공급구(41)로부터 퍼지 가스를 공급할 때, 하우징(2) 내를 배기하여 진공 분위기를 형성하는 것이다. 이 예의 배기구(5)는, 도 1 내지 도 3에 도시하는 바와 같이, 평면적으로 보아, 하우징(2)에 있어서의 2개의 로드 로크 모듈(231, 232)간의 측벽부(201)에, 반송 기구(3)에 의한 웨이퍼(W)의 반송로(300)보다 하방에 마련된다.
이 예에서는, 배기구(5)는, 하우징(2)의 측벽(201)에 있어서의 저면(202)으로부터 약간 상승하여 개구되며, 배기구(5)의 상단은, 상기 반송로(300)보다 하방측에 위치하도록 형성된다. 배기구(5)에는, 배기로(51)를 통하여, 진공 펌프 등에 의해 구성되며, 도시하지 않은 압력 조정부 등을 구비한 배기 기구(52)가 접속된다. 진공 반송 모듈(11)에서는, 웨이퍼(W)를 반송할 때, 하우징(2) 내에 퍼지 가스를 공급하면서, 배기 기구(52)에 의해 배기함으로써, 소정의 진공 분위기로 제어된다.
계속해서, 가스 공급부(4)의 가스 공급로(42)의 선단부의 가스 공급구(41)와 배기구(5)의 상대적인 위치 관계에 대하여 설명한다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 평면으로 보아, 회동축(30)과 배기구(5)를 연결하는 선을 제1 직선 L1, 가스 공급구(41)와 회동축(30)을 연결하는 선을 제2 직선 L2라고 한다. 이때, 가스 공급구(41)는, 제1 직선 L1과 제2 직선 L2가 이루는 각 θ가 100°내지 260°로 되도록 마련된다. 상기 각 θ의 수치는, 후술하는 실시예 등의 평가 시험의 결과를 근거로 하여 설정된 값이다. 또한, 도 2, 후술하는 도 4 및 도 6에는, 도시의 편의상, 가스 공급부(4)를 간략화하여 도시하고, 가스 공급구(41)를 필터부(43)의 기단측으로서 도시하고 있다. 실제의 가스 공급구(41)는, 이미 설명한 바와 같이 가스 공급로(42)의 선단부이다.
보다 구체적으로 설명하면, 제1 직선 L1은, 도 2 중 실선으로 나타내는 바와 같이, 평면으로 보아, 회동축(30)의 중심(O1)과 배기구(5)의 중심(O2)(횡방향의 길이의 중심)을 연결하는 직선이다. 또한, 제2 직선 L2는 상기 중심(O1)과 가스 공급구(41)의 중심(O3)(횡방향의 길이의 중심)을 연결하는 직선이다. 도 2에는, 각 θ=100°인 경우의 제2 직선 L2를 도면 중에서 L21로서 나타내고, 각 θ=260°인 경우의 제2 직선 L2를 도면 중에서 L22로서 나타내고 있다. 즉, 직선 L21과 L22에 의해 둘러싸인 사선으로 나타내는 영역(S)이, 가스 공급구(41)를 설치할 수 있는 영역이다.
제2 직선 L2에 대하여 더 설명하면, 당해 직선 L2는, 평면으로 보아, 가스 공급구(41)의 중심(O3)을 종점으로 한다. 가령 가스 공급구(41)가 복수인 경우에는, 회동축(30)의 회동 방향으로 보아, 배기구(5)에 가장 먼 가스 공급구가 청구범위의 가스 공급구에 상당한다. 더욱 상세히 설명하면, 각 θ=180°에 가장 가까워지도록 배치된 가스 공급구(41)가 청구범위의 가스 공급구에 상당한다. 그것은, 배기구(5)로부터 멀리 떨어진 위치에 가스 공급구(41)를 마련함으로써, 후술하는 하우징(2) 내에 있어서의 산소의 농도를 저감한다고 하는 효과가 얻어지기 때문이다. 따라서, 가령 가스 공급구(41)가 2개 마련되고, 1개가 θ<100°라도, 또 하나가 θ=100°내지 260°이면 된다.
이 예에서는, 각 θ가 대략 190°인 위치에 가스 공급구(41)가 배치된다. 이와 같이 각 θ가 설정되어 있기 때문에, 이 제1 실시 형태에서는 평면으로 보아, 회동축(30)이 마련되는 기대(31)를 사이에 두도록 가스 공급구(41)와 배기구(5)가 마련된다. 따라서, 퍼지 가스는 가스 공급구(41)를 통하여 필터부(43)의 복수의 토출 구멍(411) 내 전체에 공급된다.
진공 처리 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 웨이퍼(W)의 반송, 처리 모듈(21)에 있어서의 성막 처리 등의 프로세스, 로드 로크 모듈(231, 232)에 있어서의 분위기 전환 등을 제어하는 제어부(100)를 구비한다. 제어부(100)는 예를 들어 도시하지 않은 CPU와 기억부를 구비한 컴퓨터로 이루어진다. 기억부에는 처리 모듈(21)에 있어서의 성막 처리의 레시피나, 반송 기구(3) 및 상압 반송 암(27)에 의한 웨이퍼(W)의 반송을 행하기 위한 스텝(명령)군이 짜여진 프로그램이 기록된다. 이 프로그램은, 예를 들어 하드 디스크, 콤팩트 디스크, 마그네트 옵티컬 디스크, 메모리 카드 등의 기억 매체에 저장되며, 거기에서 컴퓨터에 인스톨된다.
계속해서, 상술한 진공 처리 장치(1)의 작용에 대하여 설명한다. 우선, 진공 반송 모듈(11)에서는, 가스 공급구(41)를 통하여 필터부(43)의 복수의 토출 구멍(411)으로부터 퍼지 가스인 질소 가스를 공급한다. 한편, 배기구(5)를 통하여 배기 기구(52)에 의해 배기함으로써, 하우징(2) 내에 압력 조절된 진공 분위기를 형성한다. 가스 공급구(41)와 배기구(5)는, 이미 설명한 바와 같이, 배기구(5)와 회동축(30)을 연결하는 제1 직선 L1과, 가스 공급구(41)와 회동축(30)을 연결하는 제2 직선 L2가 이루는 각이 100°내지 260°로 되도록 마련된다. 따라서, 하우징(2) 내에 있어서, 가스 공급구(41)와 배기구(5)가 회동축(30)을 사이에 두고 대향하도록 설치되게 된다.
이러한 설치이기 때문에, 가스 공급구(41)와 배기구(5)의 간격은 비교적 길다. 따라서, 가스 공급구(41)를 통하여 필터부(43)의 복수의 토출 구멍(411)으로부터 공급된 퍼지 가스는 하우징(2) 내에 전체로 충분히 골고루 퍼져, 배기구(5)를 통하여 배기되므로, 하우징(2) 내가 퍼지 가스에 의해 치환된다. 이에 의해, 하우징(2) 내에 있어서의 산소의 체류가 억제되어, 산소 농도를 비교적 낮춘 상태에서 웨이퍼(W)를 반송할 수 있다. 웨이퍼 반송 시의 하우징(2) 내의 압력은 예를 들어 150 내지 250Pa, 산소 농도는 예를 들어 0.1ppm 이하이다. 하우징(2) 내는, 웨이퍼(W)에 대한 일련의 처리가 종료될 때까지, 상시, 가스 공급구(41)로부터의 퍼지 가스의 공급과 배기구(5)로부터의 배기가 행해진다.
그리고, 반출입 포트(261) 상의 캐리어(C) 내의 웨이퍼(W)를, 상압 반송 암(27)에 의해 차례로 취출하고, 상압 분위기의 로드 로크 모듈(231(232))로 반송한다. 로드 로크 모듈(231(232)) 내를 진공 분위기로 전환한 후, 웨이퍼(W)를 반송 기구(3)에 의해 취출하고, 하우징(2) 내를 반송 대상의 처리 모듈(21)을 향하여 반송하고, 당해 처리 모듈(21)의 적재부로 전달한다.
처리 모듈(21)에서는, 예를 들어 소정 압력의 진공 분위기에서 웨이퍼(W)를 소정 온도로 가열한 상태에서 TiN막의 성막 처리를 실행한다. 처리 모듈(21)에서 웨이퍼(W)의 처리가 종료되면, 반송 기구(3)가 처리 모듈(21)로부터 웨이퍼(W)를 수취한다. 처리 완료된 웨이퍼(W)를 보유 지지한 반송 기구(3)는 하우징(2) 내로 반송되어, 웨이퍼(W)를 진공 분위기로 전환한 로드 로크 모듈(231(232))로 전달된다. 이어서, 로드 로크 모듈(231(232))을 상압 분위기로 전환한 후, 처리 완료된 웨이퍼(W)를, 상압 반송 암(27)에 의해, 예를 들어 원래의 캐리어(C)로 되돌린다.
상술한 실시 형태에 따르면, 가스 공급구(41) 및 배기구(5)의 위치 관계를 이미 설명한 바와 같이 설정하고 있으므로, 하우징(2) 내 전체로 퍼지 가스가 충분히 골고루 퍼져, 산소의 체류를 억제하여, 산소 농도를 저하시킬 수 있다. 이 결과, 예를 들어 처리 모듈(21)에서 성막 처리를 행한 웨이퍼(W)를, 하우징(2) 내를 통하여 로드 로크 모듈(231(232))로 반송할 때, 박막의 산화가 억제되어, 시트 저항값을 낮게 유지할 수 있다.
또한, 가스 공급구(41), 필터부(43)에 마련된 복수의 토출 구멍(411) 및 배기구(5)는, 하우징(2) 내에 있어서의 웨이퍼(W)의 반송로(300)보다 하방에 마련되어 있다. 따라서, 퍼지 가스는, 반송 기구(3)에 의해 반송되고 있는 웨이퍼(W)의 하방측에서 공급되어, 하우징(2) 내를 배기구(5)를 향하여 통류해 간다. 이에 의해, 가스 공급구(41)를 통하여 필터부(43)의 복수의 토출 구멍(411)으로부터 배기구(5)로 흐르는 기류에 노출되어, 반송 기구(3)에 의해 반송 중인 웨이퍼(W)의 위치가 어긋나는 것이 억제된다. 또한, 웨이퍼(W)의 상방측으로부터 퍼지 가스가 분사되지 않고, 하우징(2) 내가 퍼지 가스로 치환되기 때문에, 웨이퍼(W)의 파티클 오염을 억제할 수 있다. 단, 가스 공급구(41), 필터부(43) 및 배기구(5)는 이러한 배치로 하는 것에 한정되지 않는다. 가스 공급로(42)의 선단부의 가스 공급구(41)는, 하우징(2)의 천장면이나, 저면(202), 측벽(201)에 개구되도록 형성해도 된다.
계속해서, 본 개시의 제2 실시 형태에 대하여, 도 4를 사용하여 설명한다. 이 제2 실시 형태에 있어서, 배기구(5)는, 하우징(2)의 저면(202)에 개구되어 있다. 또한, 평면으로 보아 로더 모듈(26)측을 전방(도 4에서는 하측), 처리 모듈(21)측을 후방(도 4에서는 상측)으로 하였을 때, 하우징(2) 내의 전후 방향의 중심부에서 직선 L5를 중심으로 한 좌우 방향의 좌측에 마련되어 있다. 또한, 가스 공급부(4)의 가스 공급구(41)는, 반송 기구(3)의 기대(31) 우측의 전방 부근(도 4에서는 우측 하단측)에 마련되어 있다. 이 예에서는 필터 부재(43)를, 그 선단부가 하우징(2)의 후방측의 좌우 중심부를 향하여 신장되도록 마련하고 있다.
이 제2 실시 형태에 있어서도, 배기구(5)와 회동축(30)을 연결하는 제1 직선 L1a, 가스 공급구(41)와 회동축(30)을 연결하는 제2 직선 L2a가 이루는 각 θ는 120°내지 260°이며, 구체적으로는 예를 들어 대략 215°이다.
또한, 이 제2 실시 형태에서는 필터 부재(43)의 기단측의 토출 구멍(412)이 회동 방향으로 보아 배기구(5)에 가장 가까우며, 이 토출 구멍(412)과 회동축(30)의 중심(O1)을 연결하는 직선을 L0으로서 나타내고 있다. 직선 L0의 길이는 대략 640mm이며, 직선 L1a의 길이는 대략 360mm이다. 또한, 직선 L1a와 직선 L0이 이루는 각 θ1은 예를 들어 140°이다.
이와 같이, 배기구(5)를 하우징(2)의 저면(202)에 마련하는 구성이라도, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 가스 공급구(41)와 배기구(5)의 위치를 이미 설명한 바와 같이 설정하고 있다. 이 때문에, 하우징(2) 내 전체로 퍼지 가스가 충분히 골고루 퍼져, 산소의 체류를 억제하여, 산소 농도를 저하시킬 수 있다.
제1 실시 형태 및 제2 실시 형태의 가스 공급구(41) 및 배기구(5)의 레이아웃에서, 이미 설명한 바와 같이 하우징(2) 내의 산소 농도를 저감시킨다고 하는 효과가 얻어짐이 확인되고 있다. 그런데, 이들 각 실시 형태의 가스 공급구(41) 및 배기구(5)의 레이아웃에 대하여, 도 5에 도시하는 개략도를 사용하여 더욱 상세하게 설명한다. 산소 농도를 낮게 억제하기 위해서는, 이미 설명한 바와 같이 하우징(2) 내에 있어서 가스 공급구(41)와 배기구(5)의 거리를 비교적 크게 하는 것이 바람직하다.
도 5에 있어서, 반송 기구(3)의 회동축(30)의 중심(O1)으로부터 배기구(5)를 향하는 직선 L1(L1a)에 대하여, 배기구(5)측을 하우징(2)의 측벽(201)을 향하도록 더 연장한다. 이와 같이 직선 L1(L1a)을 연장하여 형성되는 중심(O1)으로부터 측벽(201)에 이르는 직선을 L3(L3a)이라고 한다. 도 5에서는, 각 선을 보기 쉽게 하기 위해, 직선 L1(L1a), L3(L3a)은 서로 어긋나게 하여 도시하고 있다. 또한, 회동축(30)의 중심(O1)으로부터 가스 공급구(41)를 향하는 직선 L2(L2a)에 대하여, 가스 공급구(41)측을 하우징(2)의 측벽(201)을 향하도록 더 연장한다. 이와 같이 직선 L2(L2a)를 연장하여 형성되는 중심(O1)으로부터 측벽(201)에 이르는 직선을 L4(L4a)라고 한다. 또한, 직선 L4(L4a)에 대해서도 직선 L2(L2a)에 대하여 약간 어긋나게 하여 도시하고 있다. 또한, 제1 실시 형태의 레이아웃은 직선 L1, L2, L3, L4로 나타내고, 제2 실시 형태의 레이아웃은 직선 L1a, L2a, L3a, L4a로 나타내고 있다.
제1 실시 형태에서는, 직선 L1의 길이는 대략 700mm이며, 배기구(5)는 측벽(201)에 마련되기 때문에, 직선 L1의 길이/직선 L3의 길이=1이다. 또한, 제1 실시 형태에서는, 직선 L2의 길이는 대략 500mm이다. 이 길이보다 약간 L2가 작아도, 하우징(2) 내에 충분히 가스를 골고루 퍼지게 할 수 있다고 생각되므로, 직선 L2의 길이로서는 400mm 이상인 것이 바람직하다. 제1 실시 형태에서는, 직선 L2의 길이/직선 L4의 길이는 대략 0.8로 되어 있다. 이 값보다 약간 작은 값이라도 효과가 얻어진다고 생각되므로, 직선 L2의 길이/직선 L4의 길이는 0.7 이상인 것이 바람직하다.
제2 실시 형태에 있어서, 직선 L1a의 길이는 대략 360mm이다. 이 길이보다 약간 L1a가 작아도 하우징(2) 내에 충분히 가스를 골고루 퍼지게 할 수 있다고 생각되므로, 직선 L1a의 길이로서는 300mm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 제2 실시 형태에서는, 직선 L1a의 길이/직선 L3a의 길이는 대략 0.8로 되어 있다. 이 값보다 약간 작은 값이라도 효과가 얻어진다고 생각되므로, 직선 L1a의 길이/직선 L3a의 길이는 0.7 이상인 것이 바람직하다.
제2 실시 형태에서는, 직선 L2a의 길이는 대략 640mm이다. 이 길이보다 약간 L2a가 작아도, 하우징(2) 내에 충분히 가스를 골고루 퍼지게 할 수 있다고 생각되므로, 직선 L2a의 길이로서는 600mm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 직선 L2a의 길이/직선 L4a의 길이의 값에 대하여, 제2 실시 형태의 값은, 제1 실시 형태의 당해 값보다 1에 가깝다. 이와 같이 제1 실시 형태, 제2 실시 형태의 레이아웃으로부터 감안하여, 직선 L1, L1a의 길이로서는 예를 들어 300mm 이상인 것이 바람직하고, 직선 L2, L2a의 길이로서는 예를 들어 400mm 이상인 것이 바람직하다.
또한, 직선 L1의 길이/직선 L2의 길이(직선 L1a의 길이/직선 L2a의 길이)에 대하여, 제1 실시 형태에서는 대략 1이며, 제2 실시 형태에서는 대략 0.6이다. 하우징(2) 내의 스페이스에 있어서 직선 L1(L1a), 직선 L2(L2a)의 값을 가능한 한 크게 설정하면, 직선 L1의 길이/직선 L2(직선 L1a/직선 L2a)의 길이는 1에 근사하는 값으로 된다. 이때, 제2 실시 형태에서는 1에서 비교적 크게 벗어난 값에서도 상기 산소 농도의 저감 효과가 얻어졌다. 즉, 직선 L1의 길이/직선 L2(직선 L1a/직선 L2a)의 길이에 대해서는, 이 제2 실시 형태의 값인 0.6에 근사하는 값이면 효과를 얻을 수 있다고 추정된다. 따라서, 직선 L1의 길이/직선 L2의 길이(직선 L1a/직선 L2a)는, 0.5 내지 1이면 된다고 생각된다. 또한, 제2 실시 형태에서 배기구(5)가 마련되는 위치에 가스 공급부(4)를 마련하고, 가스 공급부(4)가 마련되는 위치에 배기구(5)를 마련해도, 하우징(2) 내에 있어서의 가스의 분포 상태는 크게 변화하지 않는다고 생각된다. 그 때문에, 직선 L1의 길이/직선 L2의 길이(직선 L1a/직선 L2a)는, 0.5 내지 1.5로 하는 것이 바람직하다고 생각된다.
이상에 있어서, 본 개시의 진공 반송 모듈(11)에서는, 가스 공급로(42)의 선단부의 가스 공급구(41)는, 평면적으로 보았을 때, 제1 직선과 제2 직선이 이루는 각 θ가 100°내지 260°의 위치에 있으면 된다. 이 때문에, 가스 공급로(42)와 하우징(2)의 접속 부위가, 평면적으로 보아 상기 각 θ의 범위로부터 벗어난 위치에 있어도, 가스 공급로(42)를 하우징(2) 내에서 배치하고, 그 선단부의 가스 공급구(41)가 상기 각 θ의 범위 내의 위치에 배치되어 있으면 된다. 또한, 가스 공급부(4)는 가스 공급구(41)를 하우징(2) 내에 개구시키는 구성이면 되며, 하우징(2) 내에 가스 공급로(42)가 신장되지 않고, 하우징(2)의 측벽(201)이나 저면(202), 천장면에 가스 공급구(41)가 개구되는 구성이어도 된다. 또한, 반드시 필터부(43)를 구비할 필요는 없다. 예를 들어 가스 공급구(41)를 시트형의 다공질체에 의해 덮도록 해도 되고, 다공질체로 이루어지는 필터부를 가스 공급로(42)의 내부나, 하우징(2)의 외부에 마련하는 구성으로 해도 된다.
또한, 배기구에 대해서도 복수 마련할 수 있다. 배기구를 복수 마련한 경우, 회동축의 회동 방향으로 보아, 가스 공급구에 가장 먼 배기구가 청구범위의 배기구에 상당한다. 또한, 하우징은 도시한 평면으로 보아 칠각 형상에 한정되지 않고, 예를 들어 평면으로 보아 육각 형상이나 사각 형상이어도 된다. 반송 기구의 회동축도 하우징의 중심부에 마련되지 않고, 전후 좌우의 어느 것에 치우친 위치에 마련되어 있어도 된다. 반송 기구의 회동축은, 하우징에 위치가 고정된 것이지만, 그 수평 방향(횡방향)의 위치가 고정되어 있으면 되며, 연직 방향으로 승강하는 구성도 포함된다.
<실시예>
도 1에 도시하는 제1 실시 형태의 장치에 있어서, 하우징(2) 내에 특정 압력으로 되도록 가스 공급구(41)를 통하여 필터부(43)의 토출 구멍(411)으로부터 질소 가스를 공급하면서, 배기구(5)에 의해 배기하고, 하우징(2) 내의 산소 농도를 측정하였다(실시예 1). 산소 농도의 측정은, 하우징(2) 내에 있어서, 도 2에 점선으로 나타내는 바와 같이, 로드 로크 모듈(232)과 기대(31)의 사이에 산소 농도를 검출하기 위한 센서(200)를 설치하여 행하였다. 또한, 마찬가지로 도 6에 도시하는 종전의 진공 반송 모듈을 구비한 진공 처리 장치에 대해서도, 마찬가지의 측정을 행하였다(비교예 1). 이 종전의 장치에 있어서의 가스 공급부(4)는, 배기구(5)와 회동축(30)을 연결하는 제1 직선 L1b와, 가스 공급구(41)와 회동축(30)을 연결하는 제2 직선 L2b가 이루는 각 θ가 대략 50°의 위치에 마련된다.
실시예 1의 측정 결과를 도 7에, 비교예 1의 측정 결과를 도 8에 각각 도시한다. 도 7, 도 8 중, 종축은 산소 농도, 횡축은 시간이다. 이 결과로부터, 실시예 1은 비교예 1에 비하여 산소 농도가 낮으며, 실시예 1의 평균 산소 농도는 0.08ppm, 비교예 1의 평균 산소 농도는 0.12ppm임이 확인되었다. 또한, 도 7, 도 8에서는, 산소 농도가 비교적 높은 시간대와, 비교적 낮은 시간대가 존재하지만, 이것은 로드 로크 모듈이나 처리 모듈의 압력 조건을 바꾸어 측정하였기 때문이다. 이 압력 조건은, 실시예 1 및 비교예 1에 있어서 서로 일치시켜 측정하고 있다.
또한, 도 4에 도시하는 제2 실시 형태의 진공 반송 모듈(11)을 구비한 진공 처리 장치(1)에 있어서, 마찬가지의 측정을 행하였다(실시예 2). 이 결과, 하우징(2) 내의 평균 산소 농도는 0.02ppm임이 확인되었다.
실시예 1에 있어서의 제1 직선과 제2 직선이 이루는 각 θ는 대략 190°, 실시예 2의 상기 각 θ는 대략 215°, 비교예 1에 있어서의 상기 각 θ는 대략 50°이다. 따라서 상기 측정 결과로부터, 가스 공급구(41)와 배기구(5)의 설치 개소에 따라 하우징(2) 내의 산소 농도가 변화함이 확인되었다. 그리고, 실시 형태에서 설명한 바와 같이 가스 공급구(41)와 배기구(5)의 위치 관계를 나타내는 각 θ가 비교적 큰 경우에, 하우징(2) 내의 산소 농도가 낮음이 확인되었다. 이러한 각 θ의 변경에 의해 산소 농도가 변화하는 것은, 전술한 바와 같이 하우징(2) 내에 있어서의 퍼지 가스의 분포가 변화하기 때문이라고 생각된다.
그리고, 이 측정 결과로부터는, 상기와 같이 가스 공급구(41)와 배기구(5)가 서로 크게 이격되도록 배치하는 것이 유효하다고 생각된다. 그를 위해서는, 하우징(20) 내에 마련되는 회동축(30)으로부터 보아, 상기 각 θ를 180°에 가까운 값으로 하는 것이 유효하다고 생각된다. 실시예 2의 각 θ로 나타나는 위치는, 도 4에서 각 θ1로 나타나는 위치와 대략 동일하다. 이로부터, 실시예 2의 각 θ는 대략 140°로 간주할 수 있고, 이 값보다 약간 작아도 산소 농도는 크게 변화하지 않는다고 생각된다.
또한, 실용상 하우징(2) 내의 산소 농도는 0.1ppm 이하로 하는 것이 바람직하지만, 실시예 2의 θ는 대략 140°에서 산소 농도 0.02ppm, 비교예 1의 θ는 대략 50°에서 산소 농도 0.12ppm이다. θ에 대응하여 산소 농도가 변화한다고 가정하면, 50°와 140°의 대략 중간인 100°에서 대략 0.1ppm으로 된다고 생각된다. 따라서, 각 θ=100°내지 180°이면 유효하다고 생각된다. 각 θ=100°내지 180°의 배치는 각 θ=180°내지 260°의 배치와 대칭으로 되므로 결국, 각 θ=100°내지 260°로 하는 것이 유효하다.
또한, 실시예 1의 진공 처리 장치에 있어서, 처리 모듈(21)에서 복수매의 웨이퍼(W)에 대하여 순차적으로 TiN막을 성막하고, 각각의 웨이퍼(W)에 성막된 TiN막의 시트 저항값(Rs 저항값)에 대하여 측정하였다. TiN막의 성막은, 이미 설명한 방법으로 행하고, 하우징(2) 내에는 가스 공급구(41)를 통하여 필터부(43)의 토출 구멍(411)으로부터 질소 가스를 공급하고, 배기구(5)로부터 배기함으로써, 하우징(2) 내의 압력을 소정의 압력으로 조정하였다(실시예 3). 또한, 마찬가지로 도 6에 도시하는 종전의 진공 반송 모듈을 구비한 진공 처리 장치에 대해서도, 마찬가지의 측정을 행하였다(비교예 2).
이 결과, 실시예 3의 시트 저항값의 평균값은, 비교예 2의 시트 저항값과 비교하여, 약 4.5％의 개선이 보였다. 도 1에 도시하는 진공 처리 장치에서는, 하우징(2) 내의 산소 농도가 저하되었기 때문에, 하우징(2) 내를 반송할 때, TiN막이 산화되기 어려워, 시트 저항값의 상승이 억제된다고 추정된다. 이에 의해, 시트 저항값은 하우징(2) 내의 산소 농도에 의존하며, 하우징(2) 내의 산소 농도가 낮으면, 시트 저항값의 상승이 억제되고, 막질의 저하가 억제되는 것으로 이해된다.
이상에 있어서, 본 개시의 진공 반송 모듈은, 상술한 실시 형태의 예에 제한되지 않는다. 가스 공급구의 형상이나 설치 개소, 배기구의 형상이나 설치 개소는, 배기구와 회동축을 연결하는 제1 직선과 가스 공급구와 회동축을 연결하는 제2 직선이 이루는 각이 100°내지 260°의 관계를 충족하는 것이라면, 상술한 구성에는 제한되지 않는다. 또한, 본 개시의 진공 반송 모듈은 예시이며, 하우징이나 로드 로크 모듈, 처리 모듈의 레이아웃이나 형상은, 적절하게 변경 가능하다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시 형태는, 첨부의 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.

Claims (7)

  1. 내부에 진공 분위기가 형성되고, 로드 로크 모듈과, 피처리체를 진공 처리하기 위한 처리 모듈이 외측으로부터 횡방향으로 각각 접속되는 하우징과,
    상기 하우징 내에서 해당 하우징에 위치가 고정된 회동축 주위로 회동하는 회동체를 구비하고, 진공 분위기의 상기 하우징 내를 통하여 상기 로드 로크 모듈과 상기 처리 모듈의 사이에서 당해 피처리체를 반송하는 반송 기구와,
    상기 하우징 내를 퍼지하는 불활성 가스를 공급하기 위해, 당해 하우징 내에 개구되는 가스 공급구와,
    평면으로 보아, 상기 회동축에 연결되도록 제1 직선을 그었을 때, 상기 가스 공급구와 상기 회동축이 연결되도록 그은 제2 직선과 상기 제1 직선이 이루는 각이 100°내지 260°로 되도록 상기 하우징 내에 개구되고, 상기 가스 공급구가 상기 불활성 가스를 공급할 때 상기 하우징 내를 배기하여 상기 진공 분위기를 형성하는 배기구를 포함하는 진공 반송 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스 공급구 및 상기 배기구는, 상기 하우징 내에 있어서의 상기 반송 기구에 의한 상기 피처리체의 반송로보다 하방에 마련되어 있는, 진공 반송 모듈.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 직선에 있어서 상기 회동축으로부터 상기 배기구에 이르기까지의 제1 길이는 300mm 이상인, 진공 반송 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 직선에 있어서 상기 회동축으로부터 상기 가스 공급구에 이르기까지의 제2 길이는 400mm 이상인, 진공 반송 모듈.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 길이/상기 제2 길이는 0.5 내지 1.5인, 진공 반송 모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 피처리체가 상기 하우징 내에서 반송될 때의 상기 하우징 내의 산소 농도는 0.1ppm 이하인, 진공 반송 모듈.
  7. 내부에 진공 분위기가 형성되고, 로드 로크 모듈과, 피처리체를 진공 처리하기 위한 처리 모듈이 외측으로부터 횡방향으로 각각 접속되는 하우징 내에서, 해당 하우징 내에 위치가 고정된 회동축 주위로 회동체를 회동시키는 공정과,
    상기 회동체에 의해 구성되는 반송 기구에 의해, 진공 분위기의 상기 하우징 내를 통하여 상기 로드 로크 모듈과 상기 처리 모듈의 사이에서 상기 피처리체를 반송하는 공정과,
    상기 하우징 내에 개구되는 가스 공급구로부터 당해 하우징 내를 퍼지하는 불활성 가스를 공급하는 공정과,
    평면으로 보아, 상기 회동축에 연결되도록 제1 직선을 그었을 때, 상기 가스 공급구와 상기 회동축이 연결되도록 그은 제2 직선과 상기 제1 직선이 이루는 각이 100°내지 260°로 되도록 상기 하우징 내에 개구되는 배기구로부터, 상기 가스 공급구가 상기 불활성 가스를 공급할 때 상기 하우징 내를 배기하여 상기 진공 분위기를 형성하는 공정을 포함하는 진공 반송 방법.
KR1020190110446A 2018-09-12 2019-09-06 진공 반송 모듈 및 진공 반송 방법 KR102338151B1 (ko)

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