JP2003257872A - 冷却装置及びこれを用いた熱処理装置 - Google Patents
冷却装置及びこれを用いた熱処理装置Info
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Abstract
装置を提供する。 【解決手段】 加熱手段98により加熱された処理容器
56内で被処理体Wに対して所定の熱処理を施すように
した熱処理装置50に設けられる冷却装置108におい
て、前記加熱手段を含む前記処理容器の周囲に配置され
た筒体状の冷却筒部110と、前記冷却筒部の側面に巻
回されて前記側面にろう付けされた冷却パイプ部材11
2と、前記冷却パイプ部材に冷媒を供給して流通させる
冷媒供給手段114と、を備える。これにより、冷却パ
イプ部材自体が冷媒の圧力に対する耐圧性を有していれ
ばよいことから冷却パイプ部材自体の肉厚を薄くでき、
従って、冷却装置全体の重量を大幅に軽減することが可
能となる。
Description
被処理体に対して所定の熱処理を施す熱処理装置及びこ
れに用いられる冷却装置に関する。
にはシリコン基板等よりなる半導体ウエハに対して、成
膜処理、エッチング処理、酸化処理、拡散処理、改質処
理等の各種の熱処理が行なわれる。これらの熱処理を縦
型の、いわゆるバッチ式の熱処理装置にて行う場合に
は、まず、半導体ウエハを複数枚、例えば25枚程度収
容できるカセットから、半導体ウエハを縦型のウエハボ
ートへ移載してこれに多段に支持させる。このウエハボ
ートは、例えばウエハサイズにもよるが30〜150枚
程度のウエハを載置できる。このウエハボートは、排気
可能な処理容器内にその下方より搬入(ロード)された
後、処理容器内が気密に維持される。そして、処理ガス
の流量、プロセス圧力、プロセス温度等の各種のプロセ
ス条件を制御しつつ所定の熱処理が施される。
加熱する加熱ヒータや、熱的安全性や保温の機能を発揮
する例えばアルミナ、シリカ等よりなる断熱層が、一般
的には設けられているが、最近になって、高温状態にな
っている断熱層に含まれるB、Fe、Cu等の金属不純
物が石英製の処理容器を次第に透過して容器内部に侵入
し、ウエハを僅かに汚染してしまう、という可能性が指
摘されている。そして、その可能性を排除するために、
断熱層を用いない熱処理装置も開発されてきた。
ループットを向上させる必要から、加熱炉の熱容量を小
さくする目的でも、上記したような断熱層を用いない熱
処理装置が望まれている。ここで、図9を参照して金属
汚染の可能性のある、また昇降温速度の低下の原因とな
る断熱層を用いない従来の熱処理装置の一例について説
明すると、この熱処理装置2は、内筒4と外筒6とより
なる石英製の2重管構造の縦型の所定の長さの処理容器
8を有している。上記内筒4内の処理空間Sには、被処
理体を保持するための被処理体保持具としての石英製の
ウエハボート10が収容されており、このウエハボート
10には被処理体としての半導体ウエハWが所定のピッ
チで多段に保持される。
ャップ12が設けられ、これには磁性流体シール14を
介して回転する回転軸16が設けられる。そして、この
回転軸16の上端に回転テーブル18が設けられ、この
テーブル18上に保温筒20を設け、この保温筒20上
に上記ウエハボート10を載置している。そして、上記
キャップ12は昇降可能なボートエレベータ22のアー
ム24に取り付けられており、上記回転軸16やウエハ
ボート10等と一体的に昇降可能にしており、ウエハボ
ート10は処理容器8内へその下方から挿脱可能になさ
れている。
テンレス製のマニホールド26が接合されており、この
マニホールド26には、熱処理、例えば成膜に必要な種
々の処理ガスを処理容器8内へ導入するための複数、図
示例では2つのガスノズル28A、28Bが貫通させて
設けられている。そして、各ガスノズル28A、28B
には、それぞれガス供給系30A、30Bが接続される
と共に、各ガス供給系30A、30Bには、ガス流量を
制御する例えばマスフローコントローラのような流量制
御器32A、32Bが介設されている。
より供給された各処理ガスは、内筒4内の処理空間Sで
あるウエハの収容領域を上昇して天井部で下方へ折り返
し、そして内筒4と外筒6との間隙内を流下して排出さ
れることになる。また、マニホールド26の側壁には、
排気口34が設けられており、この排気口34には、図
示しない真空ポンプ等が介設されて処理容器8内を真空
引きするようになっている。また、処理容器8の外周に
は、この底部側より起立させて配置した棒状の加熱ヒー
タ36が設けられており、内側に位置するウエハWを所
定の温度に加熱するようになっている。
は、断熱層を設けることなく筒体状の冷却ジャケット3
8が設けられており、外部に対して熱的安全性を保って
いる。この冷却ジャケット38は、例えばステンレスス
チールよりなる筒体状の内側シェル38Aと筒体状の外
側シェル38Bとを所定の間隔を隔てて接合してなり、
内部の空間に多数の通路仕切板40を溶接接合して冷却
通路42を形成し、この冷却通路42に例えば冷却水を
流すことにより、加熱炉自体の熱的安全性を確保するよ
うになっている。
うな冷却ジャケット38にあっては、冷却水の圧力は例
えば5kg/cm2 程度と比較的高いことから、この圧
力に耐えるために内側シェル38A及び外側シェル38
Bの強度をかなり高くしなければならない。このため、
これらの内側及び外側シェル38A、38Bの厚さtは
その強度を高めるために共に厚く、例えば6mm程度に
設定されており、重量が非常に大きくなってしまって支
持構造が複雑化する、という問題点があった。また、上
記冷却ジャケット38の構造が、内側シェル38Aと外
側シェル38Bとの間に通路仕切板40を溶接接合させ
ている構造のため、これらの通路仕切板40の溶接接合
がかなり困難で製造が複雑であることからコスト高にな
るのみならず、溶接不良が発生した場合には冷却水の流
れの短絡が生じて冷却ムラや熱処理中のウエハの面間に
おける温度ムラが生じてしまう、といった問題もあっ
た。
Aに上記通路仕切板40を溶接する場合には、その内周
面に溶接跡が生じてこの部分の熱的な反射率が局所的に
変化し、この点よりもウエハに対する面間における温度
ムラが生じてしまう、といった問題があった。本発明
は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決す
べく創案されたものである。本発明の目的は、重量が軽
く、冷却効率及び信頼性も高い冷却装置及びこれを用い
た熱処理装置を提供することにある。
は、加熱手段により加熱された処理容器内で被処理体に
対して所定の熱処理を施すようにした熱処理装置に設け
られる冷却装置において、前記加熱手段を含む前記処理
容器の周囲に配置された筒体状の冷却筒部と、前記冷却
筒部の側面に巻回されて前記側面にろう付けされた冷却
パイプ部材と、前記冷却パイプ部材に冷媒を供給して流
通させる冷媒供給手段と、を備えたことを特徴とする冷
却装置である。これによれば、筒体状の冷却筒部の側面
に、冷却パイプ部材を巻回してろう付けし、この冷却パ
イプ部材に冷媒を流すように冷却しているので、冷却パ
イプ部材自体が冷媒の圧力に対する耐圧性を有していれ
ばよいことから冷却パイプ部材自体の肉厚を薄くでき、
従って、冷却装置全体の重量を大幅に軽減することが可
能となる。また、冷却パイプ部材自体に冷媒が流れるの
で、冷媒通路形成のための溶接が不要となり、従って、
溶接不良に伴う冷媒の流れの短絡等が生ずることもな
く、冷却効率を高めることができるのみならず、信頼性
も向上させることが可能となる。
に、前記冷却筒部の内周面には、この反射率を高くする
ための高反射率処理が施されている。これによれば、冷
却筒部の内周面の熱に対する反射率が高くなって、その
分、熱効率を高めることが可能となる。また、例えば請
求項3に規定するように、前記高反射率処理は、前記内
周面の鏡面仕上げ処理である。また、例えば請求項4に
規定するように、前記高反射率処理は、反射率の高い金
属膜を形成するための金属膜形成処理である。この場
合、例えば請求項5に規定するように、前記金属膜は、
チタンナイトライド膜、銅膜、クロム膜、ニッケル膜、
金膜の内のいずれか1つである。
前記冷却筒部の内周面には、この反射率を低くするため
の低反射率処理が施されている。請求項7に規定する発
明は、加熱手段により加熱された処理容器内で被処理体
に対して所定の熱処理を施すようにした熱処理装置に設
けられる冷却装置において、前記加熱手段を含む前記処
理容器の周囲に配置されて、冷却パイプ部材を上下方向
で接触するように螺旋状に巻回して筒体状に成形してな
る冷却ジャケット本体と、前記冷却パイプ部材に冷媒を
供給して流通させる冷媒供給手段と、を備えたことを特
徴とする冷却装置である。これによれば、冷却パイプ部
材を螺旋状に巻回して筒体状に成形した冷却ジャケット
本体に冷媒を流すように冷却しているので、冷却パイプ
部材自体が冷媒の圧力に対する耐圧性を有していればよ
いことから冷却パイプ部材自体の肉厚を薄くでき、従っ
て、冷却装置全体の重量を大幅に軽減することが可能と
なる。また、冷却パイプ部材自体に冷媒が流れるので、
冷媒通路形成のための溶接が不要となり、従って、溶接
不良に伴う冷媒の流れの短絡等が生ずることもなく、冷
却効率を高めることができるのみならず、信頼性も向上
させることが可能となる。
に、前記筒体状の冷却ジャケット本体の内周面には、こ
の反射率を高くするための高反射率処理が施されてい
る。これによれば、冷却ジャケット本体の内周面の熱に
対する反射率が高くなって、その分、熱効率を高めるこ
とが可能となる。また、例えば請求項9に規定するよう
に、前記高反射率処理は、前記内周面の鏡面仕上げ処理
である。また、例えば請求項10に規定するように、前
記筒体状の冷却ジャケット本体の内周面には、この反射
率を低くするための低反射率処理が施されている。ま
た、例えば請求項11に規定するように、前記冷却パイ
プ部材は、複数の領域に分割されており、各領域毎に並
列的に前記冷媒が供給されて流通される。請求項12に
規定する発明は、上記冷却装置を用いた熱処理装置であ
り、すなわち、被処理体に対して所定の熱処理を施す熱
処理装置において、排気可能になされた筒体状の処理容
器と、複数の前記被処理体を多段に保持して前記処理容
器内へ挿脱される被処理体保持手段と、前記処理容器内
へ所定の処理ガスを導入する処理ガス導入手段と、前記
処理容器の外側に配置されて前記被処理体を加熱する加
熱手段と、上記冷却装置と、を備えたことを特徴とする
熱処理装置である。
びこれを用いた熱処理装置の一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。 <第1実施例>図1は本発明の第1実施例の冷却装置を
用いた熱処理装置を示す構成図、図2は本発明の熱処理
装置を示す横断面図、図3は加熱手段のヒータ棒を示す
斜視図、図4は冷却装置を示す側面図、図5は図1中の
A部を示す拡大断面図である。図示するように、この熱
処理装置50は、筒体状の石英製の内筒52とその外側
に所定の間隙を介して同心円状に配置した石英製の外筒
54とよりなる2重管構造の処理容器56を有してい
る。
シール部材57を介して例えばステンレススチール製の
筒体状のマニホールド58によって支持されており、内
筒52の下端は、マニホールド58の内壁より内側へ突
出させたリング状の支持板58Aにより支持され、この
マニホールド58の下方より多数枚の被処理体としての
半導体ウエハWを多段に載置した被処理体保持手段とし
ての石英製のウエハボート60が昇降可能に挿脱自在に
なされている。本実施例の場合において、このウエハボ
ート60には、例えば25枚程度の直径が300mmの
ウエハWを略等ピッチで多段に支持できるようになって
いる。
62を介して回転テーブル64上に載置されており、こ
の回転テーブル64は、マニホールド58の下端開口部
を開閉する蓋部66を貫通する回転軸68上に支持され
る。そして、この回転軸68の貫通部には、例えば磁性
流体シール70が介設され、この回転軸68を気密にシ
ールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部66の
周辺部とマニホールド58の下端部には、例えばOリン
グ等よりなるシール部材72が介設されており、容器内
のシール性を保持している。
ベータ等の昇降機構74より延びるアーム76の先端に
取り付けられており、ウエハボート60及び蓋部66等
を一体的に昇降できるようになされている。また、上記
マニホールド58の側部には、内筒52と外筒54の間
隙の底部から容器内の雰囲気を排出する排気口78が設
けられており、この排気口78には、図示しない真空ポ
ンプ等を介設した真空排気系が接続されている。上記マ
ニホールド58の側部には、上記内筒52内に所定の処
理ガスを供給するための処理ガス導入手段80が設けら
れる。具体的には、この処理ガス導入手段80は、図示
例では2つのガス供給系82、84よりなり、各ガス供
給系82、84は、マニホールド58の側壁を貫通して
設けられたガスノズル86、88をそれぞれ有してい
る。
フローコントローラのような流量制御器90、92をそ
れぞれ介設したガス流路94、96がそれぞれ接続され
ており、熱処理に必要なガスをそれぞれ流量制御しつつ
供給できるようになっている。尚、上記ガス供給系は、
2系統に限定されず、実際には熱処理に必要なガスの種
類に応じた数だけ設けられる。そして、上記処理容器5
6の外周側には、上記半導体ウエハWを加熱する加熱手
段98が設けられる。具体的には、上記加熱手段98
は、例えば図3にも示すように、上部をU字状に屈曲し
た長いヒータ棒100を有しており、このヒータ棒10
0を図1及び図2にも示すように、処理容器56の周方
向に複数個、図2に示す場合には8個設けられている
が、この数量に限定されない。このヒータ棒100の長
さは、上記ウエハボート60の高さよりも長く設定され
ており、処理容器56の内壁面にその高さ方向に沿っ
て、且つこの内壁面より僅かな距離だけ離間させた状態
で配置されている。そして、このヒータ棒100の下端
部100Aは略直角にL字状に屈曲されており、この下
端部100Aを上記マニホールド58に固定することに
より、このヒータ棒100の全体を支持している。この
ヒータ棒100としては、例えばカーボンワイヤの周囲
を石英層で被覆してなるカーボンワイヤヒータ等を用い
ることができる。上記各ヒータ棒100は、給電ライン
102によりスイッチ機構104を介してヒータ電源1
06へ接続されている。
50に、本発明に係る冷却装置108が設けられる。こ
の冷却装置108は、上記加熱手段98を含む上記処理
容器56の周囲に配置された筒体状の冷却筒部110
と、上記冷却筒部110の側面に巻回されて上記側面に
ろう付けされた冷却パイプ部材112と、上記冷却パイ
プ部材112に冷媒を供給して流通させる冷媒供給手段
114とを有している。上記冷却筒部110は、例えば
アルミニウムやステンレススチール等の金属材料よりな
り、有天井の筒体状に形成されて、上述のように加熱手
段98を含む処理容器56の周囲に配置されている。こ
の冷却筒部110の厚さt1は非常に薄くてよく、例え
ば1.5mm程度に設定される。
ば断面が略四角形状(略矩形)又は楕円形に成形されて
おり、この冷却パイプ部材112は上述のように、上記
筒体状の冷却筒部110の側面、ここでは外周側の側面
の略全体に、例えば螺旋状に巻回させて設けられてい
る。この冷却パイプ部材112は、上下方向において図
4にも示すように密に互いに接触状態となるように設け
てもよいし、ある程度離間させて設けてもよい。そし
て、この冷却パイプ部材112の全内周面は上記冷却筒
部110の外周面に、ろう材116を介してろう付け接
合によって全面的に接合して取り付けられており、両部
材間の伝熱効率が非常に高くなるように、すなわち熱抵
抗が非常に小さくなるように設定している。
方向に互いに接触状態で巻回した場合には、上下方向の
パイプ部材112同士も溶接やろう付け接合で接合する
のが、強度向上の上から好ましい。上記した冷却パイプ
部材112の材質は、例えばステンレススチール、アル
ミニウム、チタン、銅等の金属材料よりなる。そして、
上記冷却筒部110の内周面には、この熱処理装置での
熱処理として例えば600〜1200℃程度の高温処理
を行う場合には、熱に対する反射率を高くするための高
反射率処理が施されている。この高反射率処理として
は、メッキ処理やスパッタ処理等の金属膜形成処理を行
うことができ、これにより、チタンナイトライド膜、銅
膜、クロム膜、ニッケル膜、或いは金膜等の薄い金属膜
118(図5参照)が形成される。このような反射率の
高い金属膜118を形成しておくことにより、熱線を内
側に反射してヒータ自体の熱効率を高めることができ
る。
として、例えば50〜600℃程度の低温処理を行う場
合には、低温域での昇降温の速度をより向上させるため
に、上記冷却筒部110の内周面には、低反射率処理、
すなわち黒化処理が施されている。この低反射率処理と
しては、例えば黒色の塗料を塗布やコーティングした
り、表面を溶射処理やブラスト処理することにより粗面
化するなどして、熱の反射率を低下させる。そして、上
記巻回された冷却パイプ部材112は、図4にも示すよ
うに、処理容器56の高さ方向において、複数、図示例
では4つの領域112A、112B、112C、112
Dに分割されている。そして、各領域112A〜112
D毎に冷媒入口ノズル120と冷媒出口ノズル122と
が形成されている。
示すように、冷媒循環ライン124を有しており、この
冷却循環ライン124の途中には、冷媒を循環させる冷
媒循環ポンプ126と、熱交換によって暖まった冷媒を
再度冷却する冷却用熱交換器128とが介設されてい
る。そして、上記冷却用熱交換器128の出口側の冷媒
循環ライン124は複数に分岐されて上記冷却パイプ部
材112の各冷媒入口ノズル120に連結され、また各
冷媒出口ノズル122は集合されて上記冷媒循環ライン
124の冷媒戻りライン側に連結されている。尚、冷媒
を循環使用しないで、1回スルーパスして廃棄するよう
にしてもよい。ここでの冷媒としては、例えば冷却水を
用いることができるが、これに限定されないのは勿論で
ある。
て行なわれる熱処理について説明する。まず、半導体ウ
エハWが載置された状態のウエハボート60を処理容器
56内にその下方より上昇させてロードし、蓋部66で
マニホールド58の下端開口部を閉じることにより容器
内を密閉する。そして、処理容器56内を真空引きして
所定のプロセス圧力に維持すると共に、加熱手段98の
各ヒータ棒100への供給電力を増加してウエハ温度を
上昇させてプロセス温度に安定するまで待機し、その
後、所定の処理ガススを、それぞれ流量制御しつつ処理
ガス導入手段80のガス供給系82、84の各ノズル8
6、88から供給する。
させて、冷媒供給ライン124を介して冷却パイプ部材
112の各領域112A〜112Dに並列的に冷媒、例
えば冷却水を供給し、循環させる。これにより、この冷
却パイプ部材112及び内側の冷却筒部110を所定の
安全温度まで冷却しつつ所定の熱処理がウエハWに対し
て施されることになる。そして、所定の時間だけ熱処理
が終了したならば、上記加熱手段98の各ヒータ棒10
0への電力供給及び処理容器56内への処理ガスの供給
を停止すると共に、冷却パイプ部材112への冷媒の循
環供給は継続して行い、処理容器56及びこの内部の半
導体ウエハWの温度を所定のハンドリング温度まで低下
させる。そして、ウエハ温度がハンドリング温度まで低
下したならば、この処理容器56内から処理済みのウエ
ハWをアンロードして取り出すことになる。
は、冷却筒部110に冷却パイプ部材112を巻回して
接合することにより装置本体を構成しているので、冷却
パイプ部材112自体は肉厚が薄くても十分に冷媒の循
環圧力、例えば5kg/cm2程度に耐えることがで
き、従って、従来装置で必要とされた厚さtが6mm程
度の厚く、且つ重い内側シェル38A及び外側シェル3
8B(図9参照)を用いる必要がなく、その分、装置全
体の重量を軽くすることができる。また、冷却パイプ部
材112を冷却筒部110の側壁に単に巻き付けてろう
付け操作により接合するだけなので、従来装置で必要と
された通路仕切板40(図9参照)の困難な溶接作業を
不要にでき、従って、構造が簡単化されて安価に提供で
きるのみならず、冷媒の流れの短絡も生ずることなく、
装置の信頼性及び冷却効果も高めることができる。
部110とは、ろう付け操作により、ろう材116を介
して全面的に面接触で接合されているので、両部材間の
熱伝導性が非常に良好となって、更に冷却効率を高める
ことができる。以上のように、断熱層を用いず、すなわ
ち熱容量が小さく、且つ上述のように冷却効率が高いの
で、ウエハWや処理容器56等の降温速度を大幅に向上
させることができ、その分、スループットを向上させる
ことができる。ここで、ウエハの高温処理を主として行
う熱処理装置の場合には、上記冷却筒部110の内周面
に熱に対する反射率を向上させる処理を行っていること
から、処理容器56側からの熱線は内側へ反射されるこ
とになり、特に、高温処理時には熱効率を高めることが
できる。
も小さく出来ることから、熱容量が小さい分だけ、ウエ
ハWの降温時に降温速度を大幅に向上できるのみなら
ず、ウエハWの昇温時にも、この昇温速度を大幅に向上
でき、この点よりも更にスループットを向上させること
ができる。また、上記冷却パイプ部材112を複数、例
えば4つの領域112A〜112Dに分割して、各領域
毎に並列的に冷媒を流すようにしているので、処理容器
56の高さ方向に沿って略均一にこれを冷却することが
でき、この結果、ウエハWの面間温度に温度ムラが生ず
ることがなく、この面内温度の均一性を高めることが可
能となる。尚、冷却パイプ部材112を複数に分割しな
いで、一本の連続した流路として用いてもよいのは勿論
である。上記実施例では、冷却筒部110の外周面に上
記冷却パイプ部材112を接合したが、これに代えて、
冷却筒部110の内周面に上記冷却パイプ部材112を
接合してもよい。また、ここでは冷却筒部110に上記
冷却パイプ部材112を螺旋状に巻回したが、これに代
えて、冷却パイプ部材112を例えば水平方向へ、或い
は上下方向へ蛇行状に配設するようにしてもよい。
の冷却装置を用いた熱処理装置について説明する。図6
は本発明の第2実施例の冷却装置を用いた熱処理装置を
示す構成図、図7は第2実施例の冷却装置を示す側面
図、図8は図6中のB部を示す拡大断面図である。尚、
図1〜図5に示す構成部分と同一構成部分については同
一参照符号を付して説明を省略する。先の第1実施例で
は、装置の主要部を筒体状の冷却筒部110に冷却パイ
プ部材112を巻回して接合することにより構成した
が、この第2実施例では、装置の主要部として冷却筒部
110を用いないで冷却パイプ部材112のみで構成し
た点にある。尚、この第2実施例では、冷却装置以外の
熱処理装置の構成は、先の第1実施例の場合と全く同じ
である。すなわち、図示するように、この第2実施例の
冷却装置130は、断面略四角形(略矩形)の冷却パイ
プ部材112を螺旋状に巻回し、且つ上下方向では互い
に接触するような状態とする。そして、この冷却パイプ
部材112は、上下に接触する部分では、例えばろう材
132を介してろう付け操作により接合されており、こ
れにより、円筒体状の冷却ジャケット本体134が形成
されている。
向における接合は、ろう付けに限定されず、例えば通常
の溶接等でもよく、筒体状の冷却ジャケット本体134
として所定の温度を維持できるならば、どのような接合
手法を用いてもよい。そして、この冷却パイプ部材11
2も、第1実施例の場合と同様に、複数に、例えば4つ
の領域112A、112B、112C、112Dに分割
されており、各領域112A〜112Dの冷却パイプ部
材112に対して冷媒供給手段114により並列的に冷
媒を供給して循環し得るようになっている。
内周面には、この熱処理装置での熱処理として例えば6
00〜1200℃程度の高温処理を行う場合には、熱に
対する反射率を高くするための高反射率処理が施されて
いる。この高反射率処理としては、メッキ処理やスパッ
タ処理等の金属膜形成処理を行うことができ、これによ
り、チタンナイトライド膜、銅膜、クロム膜、ニッケル
膜、或いは金膜等の薄い金属膜136(図8参照)が形
成される。このような反射率の高い金属膜136を形成
しておくことにより、第1実施例でも説明したように熱
線を内側に反射してヒータ自体の熱効率を高めることが
できる。
として、例えば50〜600℃程度の低温処理を行う場
合には、低温域での昇降温の速度をより向上させるため
に、上記冷却ジャケット本体134の内周面には、低反
射率処理が施されている。この低反射率処理としては、
例えば黒色の塗料を塗布したり、表面をブラスト処理に
より粗面化するなどして、熱の反射率を低下させる。
は天井部が開放されているが、ここにも別個の冷却ジャ
ケットを設けて天井部を塞ぐようにしてもよい。この第
2実施例によれば、先の第1実施例の場合と同様な作用
効果を発揮することができる。更に、この第2実施例で
は第1実施例で用いた筒状の冷却筒部110を用いてい
ない分だけ重量、及び熱容量を共に小さくできるので、
更に重量の軽減化を図ることができるのみならず、熱容
量が小さくなった分だけ更に昇温速度及び降温速度を上
げることができ、一層スループットを向上させることが
可能となる。
12を上下に接触させた状態で接合するだけで主要部で
ある冷却ジャケット本体134を製造することができる
ので、製造工程が更に簡略化され、その分、コストを削
減することが可能となる。尚、上記各実施例では冷媒と
して冷却水を用いたが、これに限定されず、他の冷媒、
例えばガルデン(登録商標)、フロリナート(登録商
標)等を用いてもよい。また、ここでは内筒52と外筒
54とよりなる2重管構造の処理容器56を例にとって
説明したが、これに限定されず、いわゆる単管構造の処
理容器を用いてもよい。また、被処理体としては、半導
体ウエハに限定されず、ガラス基板やLCD基板等に
も、本発明を適用することができる。
及びこれを用いた熱処理装置によれば、次のように優れ
た作用効果を発揮することができる。請求項1に規定す
る発明によれば、筒体状の冷却筒部の側面に、冷却パイ
プ部材を巻回してろう付けし、この冷却パイプ部材に冷
媒を流すように冷却しているので、冷却パイプ部材自体
が冷媒の圧力に対する耐圧性を有していればよいことか
ら冷却パイプ部材自体の肉厚を薄くでき、従って、冷却
装置全体の重量を大幅に軽減することができる。また、
冷却パイプ部材自体に冷媒が流れるので、冷媒通路形成
のための溶接が不要となり、従って、溶接不良に伴う冷
媒の流れの短絡等が生ずることもなく、冷却効率を高め
ることができるのみならず、信頼性も向上させることが
できる。請求項2〜5に規定する発明によれば、冷却筒
部の内周面の熱に対する反射率が高くなって、その分、
熱効率を高めることができる。請求項6、9、10に規
定する発明によれば、低温域での昇降温の速度をより向
上させることができる。請求項7に規定する発明によれ
ば、冷却パイプ部材を螺旋状に巻回して筒体状に成形し
た冷却ジャケット本体に冷媒を流すように冷却している
ので、冷却パイプ部材自体が冷媒の圧力に対する耐圧性
を有していればよいことから冷却パイプ部材自体の肉厚
を薄くでき、従って、冷却装置全体の重量を大幅に軽減
することができる。また、冷却パイプ部材自体に冷媒が
流れるので、冷媒通路形成のための溶接が不要となり、
従って、溶接不良に伴う冷媒の流れの短絡等が生ずるこ
ともなく、冷却効率を高めることができるのみならず、
信頼性も向上させることができる。請求項8に規定する
発明によれば、冷却ジャケット本体の内周面の熱に対す
る反射率が高くなって、その分、熱効率を高めることが
できる。請求項11に規定する発明によれば、冷却パイ
プ部材を複数、例えば4つの領域に分割して、各領域毎
に並列的に冷媒を流すようにしているので、処理容器の
高さ方向に沿って略均一にこれを冷却することができ、
この結果、ウエハWの面間温度に温度ムラが生ずること
がなく、この面内温度の均一性を高めることができる。
請求項12に規定する発明によれば、上記した冷却装置
を用いることにより、熱処理装置全体の軽量化及び信頼
性を向上させることができる。
装置を示す構成図である。
装置を示す構成図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 加熱手段により加熱された処理容器内で
被処理体に対して所定の熱処理を施すようにした熱処理
装置に設けられる冷却装置において、 前記加熱手段を含む前記処理容器の周囲に配置された筒
体状の冷却筒部と、 前記冷却筒部の側面に巻回されて前記側面にろう付けさ
れた冷却パイプ部材と、 前記冷却パイプ部材に冷媒を供給して流通させる冷媒供
給手段と、 を備えたことを特徴とする冷却装置。 - 【請求項2】 前記冷却筒部の内周面には、この反射率
を高くするための高反射率処理が施されていることを特
徴とする請求項1記載の冷却装置。 - 【請求項3】 前記高反射率処理は、前記内周面の鏡面
仕上げ処理であることを特徴とする請求項2記載の冷却
装置。 - 【請求項4】 前記高反射率処理は、反射率の高い金属
膜を形成するための金属膜形成処理であることを特徴と
する請求項2記載の冷却装置。 - 【請求項5】 前記金属膜は、チタンナイトライド膜、
銅膜、クロム膜、ニッケル膜、金膜の内のいずれか1つ
であることを特徴とする請求項4記載の冷却装置。 - 【請求項6】 前記冷却筒部の内周面には、この反射率
を低くするための低反射率処理が施されていることを特
徴とする請求項1記載の冷却装置。 - 【請求項7】 加熱手段により加熱された処理容器内で
被処理体に対して所定の熱処理を施すようにした熱処理
装置に設けられる冷却装置において、 前記加熱手段を含む前記処理容器の周囲に配置されて、
冷却パイプ部材を上下方向で接触するように螺旋状に巻
回して筒体状に成形してなる冷却ジャケット本体と、 前記冷却パイプ部材に冷媒を供給して流通させる冷媒供
給手段と、 を備えたことを特徴とする冷却装置。 - 【請求項8】 前記筒体状の冷却ジャケット本体の内周
面には、この反射率を高くするための高反射率処理が施
されていることを特徴とする請求項7記載の冷却装置。 - 【請求項9】 前記高反射率処理は、前記内周面の鏡面
仕上げ処理であることを特徴とする請求項8記載の冷却
装置。 - 【請求項10】 前記筒体状の冷却ジャケット本体の内
周面には、この反射率を低くするための低反射率処理が
施されていることを特徴とする請求項8記載の冷却装
置。 - 【請求項11】 前記冷却パイプ部材は、複数の領域に
分割されており、各領域毎に並列的に前記冷媒が供給さ
れて流通されることを特徴とする請求項1乃至10のい
ずれかに記載の冷却装置。 - 【請求項12】 被処理体に対して所定の熱処理を施す
熱処理装置において、 排気可能になされた筒体状の処理容器と、 複数の前記被処理体を多段に保持して前記処理容器内へ
挿脱される被処理体保持手段と、 前記処理容器内へ所定の処理ガスを導入する処理ガス導
入手段と、 前記処理容器の外側に配置されて前記被処理体を加熱す
る加熱手段と、 請求項1乃至11のいずれかに記載の冷却装置と、 を備えたことを特徴とする熱処理装置。
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