KR20230017736A - 열처리 장치의 제어 방법, 열처리 장치의 제어 장치 - Google Patents

열처리 장치의 제어 방법, 열처리 장치의 제어 장치 Download PDF

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모리요시 기노시타
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 로딩 영역에서의 산소 농도의 관리 정밀도를 향상시키는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
피처리체에 열처리를 행하도록 구성된 가열로와, 상기 피처리체를 유지하는 보트를 상기 가열로에 반입하기 전 또는 반출한 후에 수용하도록 구성된 로딩 영역을 갖는 열처리 장치의 제어 장치에 의한 제어 방법으로서, 상기 가열로로부터의 상기 피처리체의 반출 지시를 접수하여, 상기 로딩 영역 내의 산소 농도를 검출하고, 상기 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우에, 알람을 출력한다.

Description

열처리 장치의 제어 방법, 열처리 장치의 제어 장치{CONTROL METHOD OF HEAT TREATMENT APPARATUS, CONTROL APPARATUS OF HEAT TREATMENT APPARATUS}
본 개시는, 열처리 장치의 제어 방법, 열처리 장치의 제어 장치에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 웨이퍼에 대하여 열처리를 행하는 열처리 장치에서는, 열처리로에 반도체 웨이퍼를 반입/반출하기 위한 로딩 영역을 외기로부터 차단하고, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기를 형성하여, 반도체 웨이퍼의 산화를 저지하는 것이 알려져 있다(예컨대 특허문헌 1).
특허문헌 1에서는, 열처리로에 반입하기 전의 미처리 반도체 웨이퍼의 산화를 방지하기 위해 로딩 영역에서의 산소 농도의 관리가 행해진다. 그러나, 처리 후의 반도체 웨이퍼의 산화를 방지하기 위해 로딩 영역에서의 산소 농도의 관리는 행해지고 있지 않다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-176045호 공보
본 개시는, 로딩 영역에서의 산소 농도의 관리 정밀도를 향상시키는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태는, 피처리체에 열처리를 행하도록 구성된 가열로와, 상기 피처리체를 유지하는 보트를 상기 가열로에 반입하기 전 또는 반출한 후에 수용하도록 구성된 로딩 영역을 갖는 열처리 장치의 제어 장치에 의한 제어 방법으로서, 상기 가열로로부터의 상기 피처리체의 반출 지시를 접수하여, 상기 로딩 영역 내의 산소 농도를 검출하고, 상기 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우에, 알람을 출력한다.
본 개시에 따르면, 로딩 영역에서의 산소 농도의 관리 정밀도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 열처리 장치를 개념적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 제1 실시형태의 열처리 장치의 사시도이다.
도 3은 제1 실시형태의 가열로의 주변을 설명한 도면이다.
도 4는 제어 장치의 하드웨어 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는 제1 실시형태의 제어 장치의 기능에 대해서 설명한 도면이다.
도 6은 제1 실시형태의 제어 장치의 처리를 설명한 제1 흐름도이다.
도 7은 조작 패널의 표시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 제1 실시형태의 제어 장치의 처리를 설명한 제2 흐름도이다.
도 9는 조작 유닛의 표시부의 표시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 제2 실시형태의 제어 장치의 처리를 설명한 흐름도이다.
도 11은 제3 실시형태의 제어 장치의 기능에 대해서 설명한 도면이다.
도 12는 제3 실시형태의 제어 장치의 처리를 설명한 흐름도이다.
(제1 실시형태)
이하에 도면을 참조하여, 제1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 제1 실시형태의 열처리 장치를 개념적으로 나타낸 도면이다.
본 실시형태의 열처리 장치(200)는, 장치 본체(2)와, 작업자가 손으로 운반할 수 있는 조작 유닛(3)을 구비하고 있다.
장치 본체(2)는, 반송 아암 등의 구동 기구(21)와, 제어 장치(22)와, 조작 패널(23)과, 커넥터(24)와, 정지 회로(25)를 갖는다.
제어 장치(22)는, 열처리 장치(200)의 동작을 제어하는 컴퓨터이며, 구동 기구(21)를 제어하는 컨트롤러나 프로그램 등을 포함한다. 조작 패널(23)은, 제어 장치(22)에 대하여, 예컨대, 프로그램의 기동 개시 지령 등을 부여하는 표시 조작부이다. 커넥터(24)는, 장치 본체(2)와, 조작 유닛(3)을 접속한다. 정지 회로(25)는, 구동 기구(21)를 긴급 정지하기 위한 정지 회로이다.
또한, 도 1의 예에서는, 제어 장치(22)는, 열처리 장치(200)의 장치 본체(2)가 갖는 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 제어 장치(22)는, 열처리 장치(200)의 장치 본체(2)의 외부에 설치되고, 열처리 장치(200)와 제어 장치(22)와, 조작 유닛(3)을 포함하는 시스템이라고 여겨져도 좋다. 이 경우, 제어 장치(22)는, 임의의 통신 수단으로 열처리 장치(200)와 접속되어, 열처리 장치(200)를 제어한다.
조작 유닛(3)은, 조작 유닛 본체(31)와 커넥터(32)를 구비한다. 조작 유닛(3)은, 커넥터(32)를 장치 본체(2)의 커넥터(24)에 접속함으로써, 조작 패널(23) 대신에 제어 장치(22)를 통해 구동 기구(21)를 제어할 수 있게 된다. 또한, 조작 유닛 본체(31)는, 표시부(33)를 갖는다. 표시부(33)에는, 제어 장치(22)에 의해 각종 정보가 표시되어도 좋다.
도 2는 제1 실시형태의 열처리 장치의 사시도이고, 도 3은 제1 실시형태의 가열로의 주변을 설명한 도면이다.
본 실시형태의 열처리 장치(200)는, 세로형 열처리 장치이며, 하우징(40), 캐리어 반입/반출부(41), 캐리어 반송 기구(42), 캐리어 스토커(43), 전달 스테이지(44), 로딩 영역(45a), 열처리 영역(45b), 웨이퍼 반송 기구(46), 보트 엘리베이터(47), 웨이퍼 보트(48), 가열로(49)를 갖는다.
본 실시형태에서의 구동 기구(21)란, 캐리어 반송 기구(42), 웨이퍼 반송 기구(46) 및 보트 엘리베이터(47)에 상당한다.
하우징(40)은, 열처리 장치(200)의 외장부를 이루는 것이며, 격벽에 의해, 로딩 영역(45a)과, 열처리 영역(45b)으로 구획되어 있다.
또한, 로딩 영역(45a)은, 질소 가스를 도입함으로써, 예컨대, 산소 농도가 30 ppm 이하인 질소 가스 분위기가 형성된 기밀 영역이다. 산소 농도는, 예컨대, 로딩 영역(45a) 내에 설치된 도시하지 않은 산소 농도계에 의해 검출된다. 또한, 질소 가스는, 불활성 가스의 일례이며, 불활성 가스는, 아르곤 가스 등이어도 좋다. 또한, 질소 가스 분위기는, 불활성 가스 분위기의 일례이다.
로딩 영역(45a)에는, 캐리어 반입/반출부(41), 캐리어 반송 기구(42), 캐리어 스토커(43), 전달 스테이지(44), 웨이퍼 반송 기구(46), 보트 엘리베이터(47), 웨이퍼 보트(48)가 포함된다.
열처리 영역(45b)에는, 반도체 웨이퍼 등의 피처리체에 열처리를 행하기 위한 가열로(49)가 설치되어 있다.
열처리 장치(200)에서, 반도체 웨이퍼(W)를 수납한 캐리어(C)는, 캐리어 반입/반출부(41)에 의해 캐리어 반송 기구(42)까지 반입되고, 캐리어 반송 기구(42)에 의해, 예컨대, 캐리어 스토커(43)에 일단 보관된다. 반도체 웨이퍼(W)는, 캐리어 스토커(43)에 보관된 후, 전달 스테이지(44)로 반송된다. 이하의 설명에서는, 반도체 웨이퍼를, 웨이퍼라고 표현하는 경우가 있다.
웨이퍼 반송 기구(46)는, 전달 스테이지(44) 상의 캐리어(C) 내로부터 웨이퍼(W)를 꺼내어, 웨이퍼 보트(48)로 이송시킨다.
웨이퍼 보트(48)는, 보트 엘리베이터(47) 상에 설치되는 유지구이며, 예컨대 100장의 웨이퍼(W)를 미리 정해진 간격으로 세로 방향으로 유지한다. 웨이퍼 보트(48)는, 보트 엘리베이터(47)에 의해 상승하고, 가열로(49) 바닥부의 노구(爐口)로부터 가열로(49) 내로 반입된다.
또한, 웨이퍼 보트(48)는, 가열로(49)에서, 웨이퍼 보트(48) 상에 배치된 웨이퍼(W)(피처리체)에 대하여 열처리가 행해진 후에, 보트 엘리베이터(47)에 의해 하강하고, 가열로(49) 바닥부의 노구로부터 로딩 영역(45a) 내로 반출된다. 또한, 반도체 웨이퍼[웨이퍼(W)] 등의 기판은 피처리체의 일례이며, 열처리 장치(200)에 의해 열처리가 행해지는 대상이다.
다음에, 도 3을 참조하여, 가열로(49)의 주변 부위에 대해서 설명한다. 본 실시형태의 가열로(4)는, 예컨대, 반응관(51)과, 이 반응관(51)의 주위를 둘러싸 도록 설치되는 히터(5)를 구비한다.
반응관(51)은, 양단이 개구되어 있는 내관(51a) 및 상단이 폐색되어 있는 외관(51b)을 포함하는, 예컨대 석영제의 이중관 구조이다.
히터(5)는, 반응관(51) 내를 상하로 복수 존으로 분할하고, 각 존마다 별개의 가열 제어를 행할 수 있도록, 예컨대 3단[히터(5a, 5b, 5c)]으로 분할하여 설치되어 있다.
또한, 반응관(51)은, 내관(51a) 및 외관(51b) 모두 하부측이 통형의 매니폴드(52)에 의해 지지되어 있고, 이 매니폴드(52)에는 내관(51a)의 내측의 하부 영역에 공급구가 개구되도록 복수의 가스 공급관(53)(여기서는 편의상 2개만 도시)이 마련되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 내관(51a)과 외관(51b) 사이에서 배기하 도록, 도시하지 않은 진공 펌프에 일단측이 접속된 배기관(54)이 접속되어 있다.
도 3의 예에서는, 내관(51a), 외관(51b) 및 매니폴드(52)에 의해 반응 용기가 구성된다. 또한, 매니폴드(52)의 하단 개구부는, 보트 엘리베이터(47)의 상단부에 설치되는 덮개체(55)에 의해 폐색된다. 본 실시형태에서는, 이 덮개체(55)와 웨이퍼 보트(48) 사이에는, 예컨대 도시하지 않은 구동부에 의해 회전 가능하게 구성되는 회전대(56)와, 이 회전대(56)에 지지된 보온 유닛(57)이 개재되어 있다.
웨이퍼 보트(48)는, 보트 엘리베이터(47)를 이용하여 덮개체(55)를 상승시킴으로써 가열로(49) 내로 로드(반입)되고, 웨이퍼 보트(48) 내에 유지된 웨이퍼(W) 에 대하여 각종 기판 처리가 행해진다. 각종 기판 처리가 행해진 후에는, 보트 엘리베이터(47)를 이용하여 덮개체(55)를 하강시킴으로써, 웨이퍼 보트(48)는 가열로(49) 내로부터 아래쪽 로딩 영역(45a)으로 언로드(반출)된다.
이하의 설명에서는, 웨이퍼 보트(48)를 가열로(49) 내로 로드(반입)하는 것을 로드 공정, 웨이퍼 보트(48)를 처리 용기(4) 내로부터 아래쪽 로딩 영역으로 언로드(반출)하는 것을 언로드 공정이라고 표현하는 경우가 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 로드 공정에서 언로드 공정까지를, 기판 처리 공정이라고 표현하는 경우가 있다.
본 실시형태에서는, 열처리 장치(200)의 제어 장치(22)는, 웨이퍼 보트(48)의 로딩 영역(45a)으로의 언로드의 지시를 접수하면, 웨이퍼 보트(48)를 언로드하기 전에, 로딩 영역(45a) 내의 산소 농도를 검출한다. 그리고, 제어 장치(22)는, 검출된 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우에, 알람을 발보하여, 웨이퍼 보트(48)의 언로드를 정지시키고, 그 후에 조작에 따라 열처리 장치(200)를 제어한다.
열처리 장치(200)에서는, 웨이퍼 보트(48)를 가열로(49) 내로 로드하기 전에 로딩 영역을 외기로부터 차단하고, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기를 형성하며, 로딩 영역(45a) 내의 산소 농도를 검출하여 로딩 영역(45a) 내의 분위기를 관리한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 산화를 저지한다. 그러나, 웨이퍼 보트(48)를 가열로(49) 내로 로드 후에 웨이퍼(W)에 대하여 열처리가 행해지고 있는 동안에 로딩 영역(45a) 내의 산소 농도가 변동할 가능성이 있다.
이 때문에, 본 실시형태에서는, 웨이퍼 보트(48)가 가열로(49) 내에 로드되어 열처리가 행해지고 있는 동안에, 로딩 영역(45a) 내의 환경이 변화된 경우에, 이 변화를 검출하여, 통지할 수 있다.
보다 구체적으로는, 본 실시형태에서는, 가열로(49) 내에서 웨이퍼 보트(48)에 대한 열처리가 행해지고 있는 동안에 로딩 영역(45a) 내의 산소 농도가 상승한 경우여도, 그 변화를 검출하여, 통지할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따르면, 로딩 영역에서의 산소 농도의 관리 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이하에, 본 실시형태의 제어 장치(22)에 대해서 설명한다. 도 4는 제어 장치의 하드웨어 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
제어 장치(22)는, CPU(Central Processing Unit)(201), ROM(Read Only Memory)(202), RAM(Random Access Memory)(203), I/O 포트(204), HDD(Hard Disk Drive)(205)를 가지며, 각각이 버스(B)에 의해 접속되어 있다.
CPU(201)는, HDD(206) 등의 기억 장치에 저장된 모델이나 레시피 등에 기초하여, 제어 장치(22)의 동작을 제어한다.
ROM(202)은, EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리, 하드 디스크 등에 의해 구성되고, CPU(201)의 동작 프로그램 등을 기억하는 기억 매체이다.
RAM(203)은, CPU(201)의 작업 영역 등으로서 기능한다.
I/O 포트(204)는, 온도, 압력, 가스 유량 등을 검출하는 센서의 출력값을 열처리 장치(200)로부터 취득하여, CPU(201)에 공급한다. 또한, I/O 포트(204)는, CPU(201)가 출력하는 제어 신호를 열처리 장치(200)의 각부로 출력한다. 또한, I/O 포트(204)에는, 조작자가 열처리 장치(200)를 조작하는 조작 패널(23)이 접속되어 있다.
또한, 도 4의 예에서는, 제어 장치(22)의 외부에 조작 패널(23)이 접속되는 것으로 하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 조작 패널(23)은, 제어 장치(22)에 내장되어 있어도 좋다.
HDD(205)는, 보조 기억 장치이며, 기판 처리 공정의 절차를 규정한 정보인 레시피나, 후술하는 제어 장치(22)의 기능을 실현하는 프로그램 등이 저장되어도 좋다.
다음에, 도 5를 참조하여, 본 실시형태의 제어 장치(22)의 기능에 대해서 설명한다. 도 5는 제1 실시형태의 제어 장치의 기능에 대해서 설명한 도면이다.
본 실시형태의 제어 장치(22)는, 레시피 기억부(220), 레시피 판독부(221), 장치 제어부(222), 장치 상태 판정부(223), 설정 유지부(224), 산소 농도 취득부(225), 알람 출력부(226), 표시 제어부(227), 조작 유닛 제어부(228)를 갖는다.
본 실시형태의 레시피 기억부(220)는, 레시피(230)를 저장한다. 레시피(230)는, 기판 처리 공정의 절차를 규정한 정보이다. 구체적으로는, 레시피(230)는, 열처리 장치(200)에 대한 미처리 웨이퍼(W)의 로드로부터, 처리를 완료한 웨이퍼(W)의 언로드까지의, 온도 변화, 압력 변화, 각종 가스의 공급 개시 및 정지 타이밍, 각종 가스의 공급량 등을 규정하는 것이다.
또한, 레시피(230)에 규정되는 기판 처리 공정은, 복수의 공정을 포함하고, 레시피(230)에서는, 기판 처리 공정에 포함되는 공정마다, 절차와, 절차를 실행할 때의 열처리 장치(200)의 조건이 규정되어 있다. 기판 처리 공정에 포함되는 공정에는, 가스 공급 공정, 로드 공정, 성막 공정, 언로드 공정 등이 포함된다. 열처리 장치(200)의 조건에는, 기판 처리 공정에 포함되는 열처리에서의 열처리 장치(200)의 조건을 포함한다.
레시피 판독부(221)는, 레시피 기억부(220)에 저장된 레시피(230)를 판독한다. 보다 구체적으로는, 레시피 판독부(221)는, 레시피 기억부(220)에 저장된 복수의 레시피(230)로부터 웨이퍼(W)에 행하는 프로세스에 따른 레시피(230)를 선택하여 판독한다.
장치 제어부(222)는, 판독된 레시피(230)에 규정된 기판 처리 공정을 실행한다. 이하의 설명에서는, 레시피(230)에 규정된 기판 처리 공정을 실행하는 것을, 레시피(230)를 실행한다고 표현하는 경우가 있다. 구체적으로는, 장치 제어부(222)는, 레시피(230)에 기초하여 열처리 장치(200)를 제어한다.
장치 상태 판정부(223)는, 장치 제어부(222)에 의해, 열처리 장치(200)에 대하여 출력되는 제어 신호 등에 따라, 열처리 장치(200)의 상태를 판정한다. 구체적으로는, 장치 상태 판정부(223)는, 예컨대, 열처리 장치(200)에 대하여, 보트 엘리베이터(47)의 동작이 지시되고 있는지 여부를 판정한다. 또한, 본 실시형태의 장치 상태 판정부(223)는, 매니폴드(52)의 하단 개구부가, 덮개체(55)에 의해 폐색되어 있는지 여부를 판정한다.
설정 유지부(224)는, 언로드를 시작하기 전에, 로딩 영역(45a)의 산소 농도의 검출을 행하는 대상이 되는 웨이퍼의 종류가 설정된다. 바꿔 말하면, 설정 유지부(224)는, 언로드를 시작할 때의 로딩 영역(45a)의 산소 농도의 검출 대상이 되는 웨이퍼의 종류를 나타내는 정보를 유지한다.
본 실시형태에서, 대상이 되는 웨이퍼란, 언로드 공정에서 로딩 영역(45a)의 산소 농도가 상승하고 있었을 경우에, 산화막이 생성될 가능성이 높은 웨이퍼이다. 구체적으로는, 웨이퍼의 종류에는, 예컨대, 제품으로서 사용되는 제품 웨이퍼나, 모니터(시행)에 이용되는 모니터 웨이퍼, 제품으로서 사용되지 않는 더미 웨이퍼 등이 있지만, 본 실시형태에서, 대상이 되는 웨이퍼는, 제품 웨이퍼 및 모니터 웨이퍼이다. 더미 웨이퍼는 대상이 되는 웨이퍼에 포함시키지 않아도 좋다.
본 실시형태에서는, 대상이 되는 웨이퍼의 종류를 나타내는 정보는, 미리 열처리 장치(200)의 관리자 등에 의해 입력되어도 좋다.
산소 농도 취득부(225)는, 로딩 영역(45a) 내에 설치된 산소 농도계(60)(도 2 참조)에 의해 검출된 산소 농도를 취득한다.
알람 출력부(226)는, 산소 농도 취득부(225)에 의해 취득된 산소 농도가, 미리 정해진 임계값 이상인지 여부를 판정하고, 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상이었을 경우에, 알람 신호를 출력한다. 알람 신호는, 예컨대, 음성 신호여도 좋고, 조작 패널(23)이나 조작 유닛(3)에 대하여, 에러를 표시시키기 위한 신호여도 좋다.
또한, 본 실시형태의 미리 정해진 임계값은, 열처리 장치(200)의 관리자 등에 의해 미리 설정되어도 좋다. 본 실시형태의 미리 정해진 임계값은, 예컨대, 30[ppm]이어도 좋다.
표시 제어부(227)는, 알람 출력부(226)로부터 알람 신호가 출력된 경우에, 조작 패널(23) 또는 조작 유닛(3)에 에러를 표시시킨다.
조작 유닛 제어부(228)는, 조작 유닛(3)으로부터 제어 신호에 따라, 열처리 장치(200)의 구동 기구(21)의 동작을 제어한다. 또한, 조작 유닛 제어부(228)는, 알람 출력부(226)로부터 출력된 알람 신호를 조작 유닛(3)에 표시시킨다.
다음에, 도 6을 참조하여, 본 실시형태의 제어 장치(22)의 처리에 대해서 설명한다. 도 6은 제1 실시형태의 제어 장치의 처리를 설명한 제1 흐름도이다.
도 6에서는, 알람 출력부(226)에 의해 출력되는 알람 신호가, 조작 패널(23)에 표시되는 경우의 제어 장치(22)의 처리를 나타내고 있다.
본 실시형태의 제어 장치(22)는, 장치 제어부(222)에 의해, 보트 엘리베이터(47)의 동작 지시를 접수한다(단계 S601). 또한, 도 6의 예에서는, 보트 엘리베이터(47)의 동작 지시는, 예컨대, 작업자에 의한 조작 패널(23)에 대한 조작에 기초한 지시여도 좋다. 또한, 보트 엘리베이터(47)의 동작 지시는, 실행 중인 레시피(230)에 기초한 제어 신호에 의한 지시여도 좋다.
계속해서, 제어 장치(22)는, 장치 상태 판정부(223)에 의해, 접수한 동작 지시가, 웨이퍼 보트(48)의 언로드의 개시 지시인지 여부를 판정한다(단계 S602). 바꿔 말하면, 장치 상태 판정부(223)는, 접수한 동작 지시가, 가열로(49)로부터의 웨이퍼(W)의 반출 지시인지 여부를 판정한다.
단계 S602에서, 접수한 동작 지시가, 언로드의 개시 지시가 아닌 경우(No), 즉, 동작 지시가 보트 엘리베이터(47)의 로드의 개시 지시인 경우, 제어 장치(22)는, 후술하는 단계 S610으로 진행한다.
단계 S602에서, 접수한 동작 지시가, 언로드의 개시 지시인 경우(Yes), 제어 장치(22)는, 장치 상태 판정부(223)에 의해, 매니폴드(52)의 하단 개구부가, 덮개체(55)에 의해 폐색되어 있는지 여부를 판정한다(단계 S603). 단계 S603에서, 매니폴드(52)의 하단 개구부가 덮개체(55)에 의해 폐색되어 있지 않은 경우(No), 제어 장치(22)는, 후술하는 단계 S610으로 진행한다.
단계 S603에서, 매니폴드(52)의 하단 개구부가, 덮개체(55)에 의해 폐색되어 있는 경우(Yes), 제어 장치(22)는, 장치 상태 판정부(223)에 의해, 설정 유지부(224)를 참조하여, 웨이퍼 보트(48)에 배치된 웨이퍼가, 산소 농도의 검출 대상이 되는 종류의 웨이퍼인지 여부를 판정한다(단계 S604).
단계 S604에서, 배치되어 있는 웨이퍼가, 대상이 되는 웨이퍼가 아닌 경우(No), 제어 장치(22)는, 후술하는 단계 S610으로 진행한다.
단계 S604에서, 배치되어 있는 웨이퍼가 대상이 되는 웨이퍼인 경우(Yes), 제어 장치(22)는, 산소 농도 취득부(225)에 의해, 로딩 영역(45a) 내의 산소 농도를 취득하고, 취득한 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인지 여부를 판정한다(단계 S605).
단계 S605에서, 산소 농도가 미리 정해진 임계값 미만인 경우(No), 제어 장치(22)는, 후술하는 단계 S610으로 진행한다.
단계 S605에서, 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우(Yes), 제어 장치(22)는, 알람 출력부(226)에 의해, 알람 신호를 출력시킨다(단계 S606). 바꿔 말하면, 제어 장치(22)는, 알람 출력부(226)에 의해, 알람 신호를 조작 패널(23)에 출력하고, 표시 제어부(227)에 의해, 조작 패널(23)에 에러를 표시시킨다.
계속해서, 제어 장치(22)는, 조작 패널(23)로부터, 알람에 대한 대처를 나타내는 조작을 접수한다(단계 S607).
또한, 본 실시형태에서는, 단계 S601에서, 보트 엘리베이터(47)의 동작 지시를 접수했을 때에, 로드 동작의 경우에는, 보트 엘리베이터(47)를 상승시켜, 웨이퍼 보트(48)를 로드한다. 언로드 동작의 경우에는, 보트 엘리베이터(47)의 동작을 일시적으로 정지시켜도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 알람 신호가 출력되고 나서, 알람에 대한 대처를 나타내는 조작을 접수할 때까지의 기간, 보트 엘리베이터(47)의 동작을 일시적으로 정지시켜도 좋다.
단계 S607에서, 조작 패널(23)로부터, 보트 엘리베이터(47)의 동작 정지를 지시하는 조작을 접수한 경우, 제어 장치(22)는, 장치 제어부(222)에 의해, 보트 엘리베이터(47)의 동작을 정지시키고(단계 S608), 처리를 종료한다.
단계 S607에서, 조작 패널(23)로부터, 재시행의 지시를 접수한 경우, 제어 장치(22)는, 산소 농도 취득부(225)에 의해, 로딩 영역(45a)의 산소 농도를 재차 검출하여 취득하고(단계 S609), 단계 S605로 되돌아간다.
단계 S607에서, 조작 패널(23)로부터, 처리 속행의 지시를 접수한 경우, 제어 장치(22)는, 보트 엘리베이터(47)의 동작을 재개시킨다(단계 S610).
이와 같이, 본 실시형태에서는, 언로드의 개시 지시를 접수하고, 또한, 언로드가 시작되기 전에, 로딩 영역(45a)의 산소 농도를 검출하여, 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우에, 알람을 출력한다.
따라서, 본 실시형태에서는, 웨이퍼(W)가 가열로(49)에 로드되고, 열처리가 행해진 후의 언로드가 시작되기 전에, 로딩 영역(45a)의 상태를 작업자 등에게 통지한다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 언로드가 시작되기 전에, 작업자 등에 의해, 알람에 대한 대처를 행하게 할 수 있어, 로딩 영역(45a)의 산소 농도의 관리 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 산소 농도의 검출을 행하기 전에, 웨이퍼 보트(48)에 배치된 웨이퍼가, 로딩 영역(45a)의 산소 농도의 상승에 영향을 받는 종류의 웨이퍼인지 여부를 판정한다. 그리고, 본 실시형태에서는, 웨이퍼 보트(48)에 배치된 웨이퍼가, 로딩 영역(45a)의 산소 농도의 상승에 영향을 받는 종류의 웨이퍼인 경우에, 산소 농도의 검출을 행한다.
따라서, 본 실시형태에서는, 예컨대, 웨이퍼 보트(48)에, 산소 농도의 상승에 영향을 받지 않는 웨이퍼(더미 웨이퍼 등)가 배치되어 있는 경우에는, 신속하게 언로드를 시작하게 할 수 있다.
다음에, 도 7을 참조하여, 본 실시형태의 조작 패널(23)의 표시예에 대해서 설명한다. 도 7은 조작 패널의 표시예를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 화면(231)은, 조작 패널(23)에 표시된 에러 화면의 일례이다. 화면(231)은, 예컨대, 도 6의 단계 S607에서, 조작 패널(23)에 표시된다.
화면(231)은, 표시란(232), 조작 버튼(233, 234, 235)을 포함한다. 표시란(232)에는, 로딩 영역(45a)의 산소 농도가 상승하고 있는 것을 나타내는 에러 메시지(알람)가 표시되어 있다.
조작 버튼(233, 234, 235)은, 표시란(232)에 표시된 에러 메시지에 대한 대처를 지시하기 위한 조작 버튼이다.
화면(231)에서, 조작 버튼(233)이 조작되면, 조작 패널(23)은, 제어 장치(22)에 대하여, 재시행을 지시한다. 또한, 화면(231)에서, 조작 버튼(234)이 조작되면, 조작 패널(23)은, 제어 장치(22)에 대하여, 처리의 속행을 지시한다. 또한, 화면(231)에서, 조작 버튼(235)이 조작되면, 조작 패널(23)은, 제어 장치(22)에 대하여, 보트 엘리베이터(47)의 동작 정지를 지시한다.
다음에, 도 8을 참조하여, 알람 출력부(226)로부터 출력된 알람 신호가, 조작 유닛(3)에 에러를 표시시키는 경우의 제어 장치(22)의 처리에 대해서 설명한다.
도 8은 제1 실시형태의 제어 장치의 처리를 설명한 제2 흐름도이다.
본 실시형태의 제어 장치(22)는, 장치 제어부(222)에 의해, 보트 엘리베이터(47)의 동작 지시를 접수한다(단계 S801). 도 8의 예에서는, 보트 엘리베이터(47)의 동작 지시는, 예컨대, 조작 유닛(3)에 대한 작업자의 조작에 의해 입력되어도 좋다.
도 8의 단계 S802에서 단계 S805까지의 처리는, 단계 S802, 단계 S803, 단계 S804의 각각의 판정에서, No인 경우에 단계 S809로 진행하는 것을 제외하고, 도 6의 단계 S602에서 단계 S605까지의 처리와 동일하므로, 설명을 생략한다.
단계 S805에서, 로딩 영역(45a)의 산소 농도가 미리 정해진 임계값 미만인 경우(No), 제어 장치(22)는, 후술하는 단계 S809로 진행한다.
단계 S805에서, 로딩 영역(45a)의 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우(Yes), 제어 장치(22)는, 알람 출력부(226)에 의해 알람 신호를 출력하고, 표시 제어부(227)에 의해, 조작 유닛(3)의 표시부(33)에 에러와 조작 버튼을 표시시킨다(단계 S806).
계속해서, 제어 장치(22)는, 장치 제어부(222)에 의해, 조작 유닛(3)으로부터 조작을 접수한다(단계 S807).
단계 S807에서, 조작 유닛(3)으로부터 보트 엘리베이터(47)의 동작 정지의 조작을 접수한 경우, 제어 장치(22)는, 장치 제어부(222)에 의해 보트 엘리베이터(47)의 동작을 정지시키고(단계 S808), 처리를 종료한다.
단계 S807에서, 조작 유닛(3)으로부터, 보트 엘리베이터(47)를 하강시키는 조작(언로드의 개시 지시)을 접수한 경우, 제어 장치(22)는, 장치 제어부(222)에 의해, 보트 엘리베이터(47)의 동작을 재개시킨다(단계 S809).
이하에, 도 9를 참조하여, 조작 유닛(3)의 표시부(33)의 표시예에 대해서 설명한다. 도 9는 조작 유닛의 표시부의 표시예를 나타낸 도면이다.
도 9에 도시된 화면(301)은, 도 8의 단계 S806에서, 조작 유닛(3)의 표시부(33)에 표시되는 화면의 일례를 나타낸다.
화면(301)에는, 에러 메시지(302)와, 조작 버튼(303, 304, 305)이 표시되어 있다.
에러 메시지(302)는, 로딩 영역(45a)의 산소 농도가 임계값 이상으로 되어 있는 것을 나타내는 메시지이다.
조작 버튼(303)은, 보트 엘리베이터(47)의 동작 정지를 지시하기 위한 조작 버튼이다. 조작 버튼(304)은, 보트 엘리베이터(47)의 상승(로드)을 지시하기 위한 조작 버튼이다. 조작 버튼(305)은, 보트 엘리베이터(47)의 하강(언로드)을 지시하기 위한 조작 버튼이다.
또한, 표시부(33)에 화면(301)이 표시되는 경우, 열처리 장치(200)는, 매니폴드(52)의 하단 개구부가, 보트 엘리베이터(47)의 상단부에 설치되는 덮개체(55)에 의해 폐색된 상태이다. 이 때문에, 조작 버튼(304)은, 선택 불가의 상태로 표시되어도 좋다. 또한, 그 경우, 조작 버튼(304)은, 다른 조작 버튼(303, 305)의 표시 양태와 다른 표시 양태로 표시시켜도 좋다. 이와 같이 표시시킴으로써, 작업자에 대하여, 조작 버튼(304)의 선택이 불가하다는 것을 인식시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 이와 같이, 작업자가 조작 유닛(3)을 이용하여 열처리 장치(200)의 조작을 행하고 있는 경우여도, 언로드의 개시 전의 로딩 영역(45a)의 산소 농도의 상승을, 조작 유닛(3)을 통해 작업자에게 통지할 수 있다.
(제2 실시형태)
이하에 도면을 참조하여, 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 제2 실시형태는, 제어 장치가 재시행의 지시를 접수했을 때의 처리가, 제1 실시형태와 상이하다. 따라서, 이하의 제2 실시형태의 설명에서는, 제1 실시형태와의 상이점에 대해서 설명하고, 제1 실시형태와 동일한 기능 구성을 갖는 것에는, 제1 실시형태의 설명에서 이용한 부호와 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 10은 제2 실시형태의 제어 장치의 처리를 설명한 흐름도이다. 도 10에서는, 알람 출력부(226)에 의해 출력되는 알람 신호가, 조작 패널(23)에 표시되는 경우의 제어 장치(22)의 처리를 나타내고 있다.
도 10의 단계 S1001에서 단계 S1008까지의 처리는, 도 6의 단계 S601에서 단계 S608까지의 처리와 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 10의 단계 S1007에서, 조작 패널(23)로부터, 재시행의 지시를 접수한 경우, 제어 장치(22)는, 장치 제어부(222)에 의해, 로딩 영역(45a)에 도시하지 않는 가스 공급관으로부터 일정 시간, 질소 가스를 유입시키고(단게 S1009), 단계 S1005로 되돌아간다.
이하에, 단계 S1009의 처리에 대해서, 구체적으로 설명한다.
본 실시형태의 열처리 장치(200)의 로딩 영역(45a)에는, 에어를 도입하기 위해 설치된 밸브(도시하지 않음)와, 질소 가스 배기관에 접속된 배기 밸브(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
본 실시형태의 제어 장치(22)는, 장치 제어부(222)에 의해, 이들 밸브를 폐쇄하고, 질소 가스를 일정 시간 로딩 영역(45a) 내에 유입시킨다.
본 실시형태에서는, 이와 같이 열처리 장치(200)를 제어함으로써, 로딩 영역(45a) 내의 산소 농도를 낮출 수 있다.
또한, 도 10의 예에서는, 로딩 영역(45a) 내에 질소 가스를 일정 시간 유입시킨 후에, 산소 농도를 검출하는 것으로 하였으나, 이것에 한정되지 않는다.
본 실시형태에서는, 예컨대, 제어 장치(22)가 재시행의 지시를 접수한 경우에, 로딩 영역(45a) 내의 산소 농도를 감시하면서, 로딩 영역(45a)에 질소 가스를 유입시키켜도 좋다.
이 경우, 제어 장치(22)는, 일정량의 질소 가스를 로딩 영역(45a)으로 유입시켜, 산소 농도가 미리 정해진 임계값이 되었을 때, 로딩 영역(45a)에 유입시키는 질소 가스의 양을 일정량보다 적은 양으로 하고, 또한 일정 기간 질소 가스의 공급을 계속하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 이와 같이, 언로드의 개시 지시를 접수한 후여도, 로딩 영역(45a)의 산소 농도를 감시하여, 미리 정해진 임계값 미만이 되도록 관리할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따르면, 로딩 영역(45a)에서의 산소 농도의 관리 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(제3 실시형태)
이하에 도면을 참조하여, 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 제3 실시형태에서는, 레시피의 실행 중에서, 언로드의 개시 지시가 이루어지기 전에, 로딩 영역(45a)에 미리 질소 가스를 유입시키는 점이, 제1 실시형태와 상이하다. 따라서, 이하의 제3 실시형태의 설명에서는, 제1 실시형태와의 상이점에 대해서 설명하고, 제1 실시형태와 동일한 기능 구성을 갖는 것에는, 제1 실시형태의 설명에서 이용한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.
도 11은 제3 실시형태의 제어 장치의 기능에 대해서 설명한 도면이다. 본 실시형태의 제어 장치(22A)는, 레시피 기억부(220), 레시피 판독부(221), 장치 제어부(222A), 장치 상태 판정부(223), 설정 유지부(224A), 산소 농도 취득부(225), 알람 출력부(226), 표시 제어부(227), 조작 유닛 제어부(228), 언로드 시각 예측부(229)를 갖는다.
본 실시형태의 설정 유지부(224A)는, 로딩 영역(45a)에 대하여 질소 가스의 유입을 시작하는 기간이 설정되어 있다. 바꿔 말하면, 설정 유지부(224)는, 로딩 영역(45a)에 대하여 질소 가스를 유입시키는 설정 기간을 나타내는 정보가 미리 설정되어 있다.
본 실시형태의 설정 기간은, 로딩 영역(45a)의 산소 농도가 미리 정해진 임계값 미만인 질소 가스 분위기를 형성하기 위한 기간이다. 로딩 영역(45a) 내부가 충분한 질소 가스로 충전되어 있으면, 로딩 영역(45a)의 산소 농도는 미리 정해진 임계값 미만이 된다. 또한, 본 실시형태의 설정 기간은, 예컨대, 열처리 장치(200)의 상태 등에 따라, 열처리 장치(200)의 관리자 등에 의해, 미리 설정되어, 설정 유지부(224A)에 저장되어 있어도 좋다.
구체적으로는, 설정 기간은, 예컨대, 로딩 영역(45a)에 대기가 유입되는 메인터넌스나 로딩 영역(45a)의 고장 등의 가능성이 있는 경우에는, 메인터넌스 등을 행하지 않는 경우와 비교하여, 긴 기간이 설정 기간으로 되어도 좋다.
또한, 본 실시형태에서는, 레시피(230)의 실행이 시작된 후에, 설정 기간의 설정을 접수하여도 좋고, 설정된 설정 기간의 변경을 접수하여도 좋다.
본 실시형태의 언로드 시각 예측부(229)는, 레시피 판독부(221)가 레시피(230)를 판독하여, 장치 제어부(222)가 레시피(230)에 기초한 열처리 장치(200)의 제어를 시작하고 나서, 언로드의 개시가 지시될 때까지의 시간을 예측한다. 바꿔 말하면, 언로드 시각 예측부(229)는, 레시피(230)의 실행이 시작되고 나서, 언로드 공정이 시작될 때까지의 시각을 예측한다.
본 실시형태의 장치 제어부(222A)는, 설정 유지부(224A)를 참조하여, 언로드 시각 예측부(229)에 의해 예측된 시각이, 설정 기간의 종료 시각이 되도록, 로딩 영역(45a)으로의 질소 가스의 유입을 시작하게 한다.
이하에, 도 12를 참조하여, 본 실시형태의 제어 장치(22A)의 처리에 대해서 설명한다. 도 12는 제3 실시형태의 제어 장치의 처리를 설명할 흐름도이다.
본 실시형태의 제어 장치(22A)는, 레시피 판독부(221)에 의해, 상용 전원(210)으로부터 레시피(230)를 판독하여, 장치 제어부(222A)에 의한 열처리 장치(200)의 제어를 시작한다(단계 S1201).
계속해서, 제어 장치(22A)는, 언로드 시각 예측부(229)에 의해, 기판 처리 공정에서, 언로드의 개시가 지시되는 시각을 예측한다(단계 S1202).
계속해서, 제어 장치(22A)는, 장치 제어부(222A)에 의해, 질소 가스의 유입을 시작하는 시각이 되었는지 여부를 판정한다(단계 S1203). 구체적으로는, 장치 제어부(222A)는, 단계 S1202에서 예측된 시각을, 설정 기간의 종료 시각으로 한 경우에, 설정 기간의 개시 시각이 되었는지 여부를 판정한다.
단계 S1203에서, 질소 가스의 유입을 시작하는 시각이 아닌 경우, 제어 장치(22A)는, 질소 가스의 유입을 시작하는 시각이 될 때까지 대기한다.
단계 S1203에서, 질소 가스의 유입을 시작하는 시각이 되었을 경우, 제어 장치(22A)는, 장치 제어부(222A)에 의해, 로딩 영역(45a)으로의 질소 가스의 유입을 시작하고, 설정 기간 동안, 질소 가스를 유입시켜(단계 S1204), 도 6의 단계 S601로 진행한다. 또한, 이때 제어 장치(22A)는, 단계 S1204 후에, 도 10의 단계 S1001로 진행하여도 좋다.
본 실시형태에서는, 이와 같이, 레시피(230)의 실행 중에서, 언로드의 개시가 지시되기 전에, 로딩 영역(45a)에 질소 가스를 유입시켜, 질소 가스 분위기를 형성해 둔다.
또한, 본 실시형태에서는, 또한, 언로드의 개시가 지시된 후에도, 로딩 영역(45a) 내의 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인지 여부를 판정하고, 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상이었을 경우에는, 알람 신호를 출력한다.
따라서, 본 실시형태에서는, 언로드가 시작된 후의 로딩 영역(45a)의 산소 농도를 미리 정해진 임계값 미만이 되도록 관리할 수 있다. 이 때문에, 본 실시형태에 따르면, 로딩 영역에서의 산소 농도의 관리 정밀도를 향상시킬 수 있다.
이번에 개시된 실시형태에 따른 열처리 장치의 제어 방법, 열처리 장치의 제어 장치는, 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되야 한다. 실시형태는, 첨부한 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 변형 및 개량이 가능하다. 상기 복수의 실시형태에 기재된 사항은, 모순되지 않는 범위에서 다른 구성도 취할 수 있고, 또한, 모순되지 않는 범위에서 조합할 수 있다.

Claims (10)

  1. 피처리체에 열처리를 행하도록 구성된 가열로와, 상기 피처리체를 유지하는 보트를 상기 가열로에 반입하기 전 또는 반출한 후에 수용하도록 구성된 로딩 영역을 갖는 열처리 장치의 제어 장치에 의한 제어 방법으로서,
    상기 가열로로부터의 상기 피처리체의 반출 지시를 접수하여, 상기 로딩 영역 내의 산소 농도를 검출하고,
    상기 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우에, 알람을 출력하는, 열처리 장치의 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열처리 장치가 갖는 표시 조작부에 대하여, 상기 알람에 대응한 메시지와, 상기 알람에 대한 대처를 지시하기 위한 조작 버튼을 표시시키는, 열처리 장치의 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 피처리체의 반출 지시는, 상기 표시 조작부에 대한 조작에 기초한 지시, 또는 상기 피처리체에 대한 기판 처리 공정의 절차를 규정한 레시피에 기초한 제어 신호에 의한 지시인 것인, 열처리 장치의 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 표시 조작부로부터, 상기 피처리체의 반출 재시행의 지시를 접수한 경우, 상기 로딩 영역 내의 산소 농도를 재차 검출하고,
    상기 표시 조작부로부터, 상기 피처리체의 반출 정지의 지시를 접수한 경우, 기구의 동작을 정지시키는, 열처리 장치의 제어 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 표시 조작부로부터, 상기 피처리체의 반출 재시행의 지시를 접수한 경우, 상기 로딩 영역에 불활성 가스를 일정 시간 유입시킨 후에, 상기 로딩 영역 내의 산소 농도를 재차 검출하고,
    상기 표시 조작부로부터, 상기 피처리체의 반출 정지의 지시를 접수한 경우, 기구의 동작을 정지시키는, 열처리 장치의 제어 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레시피에 기초하여, 상기 피처리체의 상기 가열로로부터의 반출 지시가 행해지는 시각을 예측하고,
    상기 예측된 시각에서의, 상기 로딩 영역 내의 산소 농도가 상기 미리 정해진 임계값 미만이 되도록, 상기 예측된 시각보다 전에 상기 로딩 영역에 불활성 가스를 유입시키는, 열처리 장치의 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 피처리체의 반출 지시는, 상기 제어 장치와 접속되는 조작 유닛에 대한 조작에 기초한 지시인 것인, 열처리 장치의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 조작 유닛이 갖는 표시부에 대하여, 상기 알람에 대응한 메시지와, 상기 알람에 대한 대처를 지시하기 위한 조작 버튼을 표시시키고,
    상기 조작 버튼은, 기구의 동작을 정지시키기 위한 조작 버튼을 포함하는 것인, 열처리 장치의 제어 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피처리체의 반출 지시를 접수하여, 상기 피처리체가, 상기 로딩 영역 내의 산소 농도에 영향을 받기 쉬운 종류로서 설정된 피처리체인지 여부를 판정하고,
    상기 로딩 영역 내의 산소 농도를 검출하는, 열처리 장치의 제어 방법.
  10. 피처리체에 열처리를 행하도록 구성된 가열로와, 상기 피처리체를 유지하는 보트를 상기 가열로에 반입하기 전 또는 반출한 후에 수용하도록 구성된 로딩 영역을 갖는 열처리 장치의 제어 장치로서,
    상기 가열로로부터의 상기 피처리체의 반출 지시를 접수하여, 상기 로딩 영역 내의 산소 농도를 검출하는 산소 농도 검출부와,
    상기 산소 농도가 미리 정해진 임계값 이상인 경우에, 알람을 출력하는 알람 출력부
    를 포함하는, 열처리 장치의 제어 장치.
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