JP2016157712A - 冷却装置及びこれを用いた熱処理装置、並びに冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエハの冷却時間の短縮を図ることができる熱処理装置を提供すること。【解決手段】複数の基板を棚状に保持する基板保持具及び当該基板保持具に保持された基板を冷却する冷却装置であって、基板保持具の外周を囲むように基板保持具の周囲に設けられ、基板保持具及び基板の熱を排気するための複数の排気口が形成された熱排気部を有し、熱排気部は、当該熱排気部により囲まれた空間をサイクロン状に排気する、冷却装置が提供される。【選択図】図３

Description

本発明は、冷却装置及びこれを用いた熱処理装置、並びに冷却方法に関する。

従来から、多数枚のウエハに対して一括（バッチ）で熱処理を行う縦型熱処理装置が知られている。縦型熱処理装置では、ＦＯＵＰ（Front-Opening Unified Pod）に収納されたウエハをウエハボートに棚状に保持させた後、ウエハボートを熱処理炉内にロードし、多数枚のウエハに対して同時に所定の熱処理を行う。その後、ウエハボートを熱処理炉からアンロードし、移載ロボットにより熱処理後のウエハをＦＯＵＰに回収する。

ところで、熱処理炉からアンロードされた直後のウエハボートに搭載されたウエハは高温であるため、直ちにＦＯＵＰに回収しようとすると、ＦＯＵＰが溶解したり、アウトガスが発生したりするおそれがある。このため、熱処理後のウエハを直ちにＦＯＵＰに移載することができず、ウエハが８０℃程度に降温するまで、アンロード位置にてウエハを待機させている。

アンロード位置でのウエハの待機時間を短縮する方法として、ウエハボートを熱処理炉からアンロードするタイミングで、ウエハボートやウエハに対して窒素ガスを吹き付けることにより、ウエハを冷却する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記技術では、有機物等の不純物を巻き込み、ウエハに形成される膜の膜質や膜厚に異常が発生することがあった。

そこで、アンロードされたウエハボートの近傍に、平面形状が長形状の筒状部材からなる熱排気ダクトを設置し、熱を排気することにより、ウエハを冷却する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−２２７３９２号公報 特開２０１２−１６９３６７号公報

しかしながら、上記技術では、ウエハの大口径化やウエハボートに搭載されるウエハの枚数の増加等によって、ウエハボート及びウエハの熱容量が大きくなると、アンロード位置におけるウエハボート及びウエハからの放熱量が大きくなる。このため、アンロードされたウエハボートに搭載されたウエハを冷却するために必要な時間が長くなる。

そこで、本発明の一つの案では、ウエハの冷却時間の短縮を図ることを目的とする。

一つの案では、複数の基板を棚状に保持する基板保持具及び当該基板保持具に保持された基板を冷却する冷却装置であって、前記基板保持具の外周を囲むように前記基板保持具の周囲に設けられ、前記基板保持具及び前記基板の熱を排気するための複数の排気口が形成された熱排気部を有し、前記熱排気部は、当該熱排気部により囲まれた空間をサイクロン状に排気する、冷却装置が提供される。

一態様によれば、ウエハの冷却時間の短縮を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置の概略平面図である。 本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置の概略縦断面図（その１）である。 本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置の概略縦断面図（その２）である。 図１の縦型熱処理装置の熱排気ダクトの概略平面図である。 第１の熱排気ダクトについて説明するための図である。 第１の熱排気ダクトの他の例について説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置の熱排気ダクトの他の例を示す概略平面図（その１）である。 本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置の熱排気ダクトの他の例を示す概略平面図（その２）である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

（縦型熱処理装置の構成）
本発明の一実施形態に係る冷却装置が組み込まれた縦型熱処理装置１について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置１の概略平面図である。図２及び図３は、本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置１の概略縦断面図である。具体的には、図２は図１に示す縦型熱処理装置１をＹ方向から視たときの概略縦断面図であり、図３は図１に示す縦型熱処理装置１をＸ方向から視たときの概略縦断面図である。図４は、図１の縦型熱処理装置１の熱排気ダクトの概略平面図である。

なお、以下の説明では、図１乃至４における＋Ｘ方向を前方向、−Ｘ方向を後方向、＋Ｙ方向を右方向、−Ｙ方向を左方向、＋Ｚ方向を上方向、−Ｚ方向を下方向という。

図１及び図２に示すように、縦型熱処理装置１は、筐体１１に収容されて構成される。筐体１１は、縦型熱処理装置１の外装体を構成し、この筐体１１内に、被処理体である基板の一例としてのウエハＷを収納した容器であるキャリアＣが装置に対して搬入、搬出されるためのキャリア搬送領域Ｓ１と、キャリアＣ内のウエハＷを搬送して後述の熱処理炉２２内に搬入するための移載領域であるウエハ搬送領域Ｓ２とが形成されている。キャリアＣとしては、例えば直径３００ｍｍのウエハＷが複数枚棚状に配列されて収納されるキャリア本体３１と、キャリア本体３１の前面に設けられた取出し口を塞ぐ蓋体４１とを有する、例えば樹脂からなる密閉型のＦＯＵＰが用いられる。

キャリア搬送領域Ｓ１とウエハ搬送領域Ｓ２とは、隔壁２により仕切られている。キャリア搬送領域Ｓ１は、大気雰囲気下にある領域であり、キャリアＣに収納したウエハＷを搬送する領域である。各処理装置間の領域がキャリア搬送領域Ｓ１に該当し、本実施形態においては、縦型熱処理装置１の外部のクリーンルーム内の空間がキャリア搬送領域Ｓ１に該当する。一方、ウエハ搬送領域Ｓ２は、搬入されたウエハＷに酸化膜が形成されることを防ぐために、不活性ガス雰囲気、例えば窒素ガス雰囲気とされており、キャリア搬送領域Ｓ１よりも清浄度が高く、かつ低酸素濃度に維持されている。

キャリア搬送領域Ｓ１は、第１の搬送領域１２と、第１の搬送領域１２の後方側（ウエハ搬送領域Ｓ２側）に位置する第２の搬送領域１３とからなる。

図１に示すように、第１の搬送領域１２の左右方向には、キャリアＣを各々載置する２つの第１の載置台１４が設けられている。各第１の載置台１４の載置面には、キャリアＣを位置決めするピン１５が例えば３個所に設けられている。

第２の搬送領域１３には、第１の載置台１４に対して前後に並ぶように、左右に２つの第２の載置台１６が配置されている。各第２の載置台１６は前後に移動自在に構成されている。第２の載置台１６の載置面にも第１の載置台１４と同様にキャリアＣを位置決めするピン１５が、３個所に設けられている。また、第２の載置台１６の載置面には、キャリアＣを固定するためのフック１６ａが設けられている。

第２の搬送領域１３の上部側には、キャリアＣを保管するキャリア保管部１８が設けられている。キャリア保管部１８は２段以上の棚により構成されており、各棚は左右に２つのキャリアＣを載置することができる。図１では棚が２段である例を示している。

そして、第２の搬送領域１３には、キャリアＣを第１の載置台１４と第２の載置台１６とキャリア保管部１８との間で搬送するキャリア搬送機構２１が設けられている。このキャリア搬送機構２１は左右に伸び、かつ昇降自在なガイド部２１ａと、このガイド部２１ａにガイドされながら左右に移動する移動部２１ｂと、この移動部２１ｂに設けられ、キャリアＣを保持して水平方向に搬送する関節アーム２１ｃと、を備えている。

隔壁２には、キャリア搬送領域Ｓ１とウエハ搬送領域Ｓ２とを連通させるウエハＷの搬送口２０が設けられている。搬送口２０には、当該搬送口２０をウエハ搬送領域Ｓ２側から塞ぐ開閉ドア５が設けられている。開閉ドア５には駆動機構５０が接続されており、駆動機構５０により開閉ドア５は前後方向及び上下方向に移動自在に構成され、搬送口２０が開閉される。開閉ドア５のキャリア搬送領域Ｓ１側には、蓋体４１を取り外すための蓋体取り外し機構６が設けられている。

ウエハ搬送領域Ｓ２には、下端が炉口として開口された縦型の熱処理炉２２が設けられ、この熱処理炉２２の下方側には、多数枚のウエハＷを棚状に保持する基板保持具の一例としてのウエハボート２３が断熱部２４を介してキャップ２５の上に載置されている。キャップ２５は昇降機構２６の上に支持されており、この昇降機構２６によりウエハボート２３が熱処理炉２２に対して搬入あるいは搬出される。

また、ウエハボート２３と隔壁２の搬送口２０との間には、ウエハ搬送機構２７が設けられている。ウエハ搬送機構２７は、左右に伸びるガイド機構２７ａに沿って移動すると共に、鉛直軸回りに回動する移動体２７ｂに、例えば５枚の進退自在なアーム２７ｃを設けて構成され、ウエハボート２３と第２の載置台１６上のキャリアＣとの間でウエハＷを搬送する。

ウエハ搬送領域Ｓ２における筐体１１の右側面には、フィルタユニット７が設けられている。フィルタユニット７は、図３に示すように、上端が熱処理炉２２の開口部近傍の高さに位置し、下端が筐体１１の底部に接続されるように、上下方向に延びるように設けられている。フィルタユニット７は、フィルタ部７１とその右側に形成された通気空間７２とを備えており、この通気空間７２は、ウエハ搬送領域Ｓ２の下方に形成された通気室８と連通するように構成されている。

通気室８は、内部にラジエータ８１を備えると共に、右端側にフィルタユニット７の通気空間７２に連通するファン８２を備える。

また、ウエハ搬送領域Ｓ２におけるアンロード位置にあるウエハボート２３の周囲には、アンロードされたウエハボート２３の外周を囲むように熱排気部の一例としての熱排気ダクト９が設けられている。図１では、熱排気ダクト９は、第１の熱排気ダクト９１と、第２の熱排気ダクト９２とを備える。なお、第１の熱排気ダクト９１は第１の熱排気部の一例であり、第２の熱排気ダクト９２は第２の熱排気部の一例である。

第１の熱排気ダクト９１は、アンロード位置にあるウエハボート２３の外周のうち後方部分を囲むように、ウエハボート２３の周方向に沿って設けられている。具体的には、第１の熱排気ダクト９１は、図３及び図４に示すように、上下方向に伸び、横断面形状が円弧状に形成された部材であり、上端が熱処理炉２２の開口部近傍の高さに位置し、下端が筐体１１の底部に接続され、通気室８と連通している。

第１の熱排気ダクト９１のウエハボート２３と対向する面には、少なくともアンロードされたウエハボート２３のうちウエハＷが搭載されている領域と対向し、ウエハボート２３及びウエハＷの熱を吸引排気するための排気口９１ａが形成されている。そして、アンロードされたウエハボート２３及びウエハＷの熱は、排気口９１ａから排気され、通気室８へと移動する。

第１の熱排気ダクト９１の内部には、アンロードされたウエハボート２３が設けられた空間に旋回流を形成するための案内板９１ｃが設けられている。具体的には、図３に示すように、案内板９１ｃは、所定の幅Ｗ１を有し、第１の熱排気ダクト９１の外周壁の周方向に沿って、上方側から下方側に向けて傾きをもって第１の熱排気ダクト９１の外周壁の内側面に取り付けられている。所定の幅Ｗ１としては、第１の熱排気ダクト９１の内周壁と外周壁との間の長さをＷ２とすると、Ｗ２の半分以上（Ｗ１≧０．５×Ｗ２）であることが好ましい。

また、第１の熱排気ダクト９１には、当該第１の熱排気ダクト９１を冷却するための水冷ジャケットが取り付けられていることが好ましい。これにより、第１の熱排気ダクト９１により排気した熱を速やかに冷却することができる。

第２の熱排気ダクト９２は、アンロード位置にあるウエハボート２３の外周のうち前方部分を囲むように、ウエハボート２３の周方向に沿って設けられている。具体的には、第２の熱排気ダクト９２は、図３及び図４に示すように、上下方向に伸び、横断面形状が円弧状に形成された部材であり、上端が熱処理炉２２の開口部近傍の高さに位置し、下端が筐体１１の底部に回転自在に接続され、通気室８と連通している。

第２の熱排気ダクト９２は、第１の熱排気ダクト９１よりもウエハボート２３に近接する位置に設けられており、例えばエアシリンダにより、図４の破線矢印Ｒ１で示すように、ウエハボート２３の中心を回転の中心として右回りに回転する。これにより、第２の熱排気ダクト９２は、第１の熱排気ダクト９１とウエハボート２３との間に収納可能となっている。

第２の熱排気ダクト９２のウエハボート２３と対向する面には、第１の熱排気ダクト９１と同様に、少なくともアンロードされたウエハボート２３のうちウエハＷが搭載されている領域と対向し、アンロードされたウエハボート２３及びウエハＷの熱を吸引排気するための排気口９２ａが形成されている。そして、アンロードされたウエハボート２３及びウエハＷの熱は、排気口９２ａをから排気され、通気室８へと移動する。

第２の熱排気ダクト９２の内部には、アンロードされたウエハボート２３が設けられた空間に旋回流を形成するための案内板９２ｃが第１の熱排気ダクト９１に設けられた案内板９１ｃと同様に設けられている。

また、第２の熱排気ダクト９２には、当該第２の熱排気ダクト９２を冷却するための水冷ジャケットが取り付けられていることが好ましい。これにより、第２の熱排気ダクト９２により排気した熱を速やかに冷却することができる。

以上に説明した第１の熱排気ダクト９１及び第２の熱排気ダクト９２によって、第１の熱排気ダクト９１及び第２の熱排気ダクト９２で囲まれた空間の熱がサイクロン状に排気される。

このため、熱排気ダクト９により囲まれた空間では、図３及び図４の実線矢印で示すように、熱排気ダクト９に形成された排気口９１ａ、９２ａに向かってサイクロン状に流れる気流が形成される。このサイクロン状に形成される気流により、ウエハボート２３及びウエハＷの熱は、単純に直線的に排気する場合と比較して効率よく排気される。

第１の熱排気ダクト９１及び第２の熱排気ダクト９２に形成されている排気口９１ａ、９２ａについて説明する。なお、第１の熱排気ダクト９１に形成されている排気口９１ａと第２の熱排気ダクト９２に形成されている排気口９２ａとは、同様のものとすることができるため、以下では、第１の熱排気ダクト９１に形成されている排気口９１ａを例として説明する。図５及び図６は、第１の熱排気ダクト９１について説明するための図である。

第１の熱排気ダクト９１に形成されている排気口９１ａは、第１の熱排気ダクト９１及び第２の熱排気ダクト９２で囲まれた空間の熱がサイクロン状に排気されるように、第１の熱排気ダクト９１の内周壁に形成されていれば特に限定されるものではない。

例えば、第１の熱排気ダクト９１内の圧力損失に差がある場合、圧力損失が大きい部分に形成される排気口９１ａの穴径を大きくし、圧力損失が小さい部分に形成される排気口９１ａの穴径を小さくすることが好ましい。具体的には、第１の熱排気ダクト９１の周方向における一方の側（図５中の左側）から他方の側（図５中の右側）に向かって圧力損失が小さくなる場合、第１の熱排気ダクト９１の周方向における一方の側から他方の側に向かって穴径が小さくなるように排気口９１ａが形成されていることが好ましい。これにより、圧力損失が小さい部分に形成された排気口９１ａによる排気風量を小さくし、圧力損失が大きい部分に形成された排気口９１ａによる排気風量を大きくすることができるため、各排気口９１ａの風量を均一又は略均一にすることができる。結果として、ウエハＷをより効率的に冷却することが可能となり、かつ、旋回流が生じやすくなる。

また、第１の熱排気ダクト９１としては、例えば図６に示すように、排気口９１ａが所定の長さを有する管状構造を有し、管状構造の長さ方向が第１の熱排気ダクト９１の内周壁に垂直な方向から傾きをもって取り付けられていることが好ましい。これにより、熱の流れが同一の回転方向となるため、旋回流が生じやすくなる。

なお、図５及び図６では、排気口９１ａの形状として円形の場合について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではなく、例えば楕円形、矩形であってもよい。

また、第１の熱排気ダクト９１の上端部には、図３に示すように、アンロードされたウエハボート２３に冷却ガスを供給する冷却ガス供給部の一例としての冷却ガス供給ノズル９５が設けられている。

冷却ガス供給ノズル９５は、水平方向又は水平方向から所定の角度だけ下方向に冷却ガスを供給するように設けられていることが好ましい。これにより、第１の熱排気ダクト９１及び第２の熱排気ダクト９２で囲まれた領域に、冷却ガスによる旋回流を導入することができるため、熱排気ダクト９によるウエハボート２３及びウエハＷの熱の吸引排気効率を向上させることができる。冷却ガスとしては、窒素、アルゴン、清浄乾燥気体等を用いることができる。

なお、本実施形態では、冷却ガス供給ノズル９５が１つ設けられている構成について説明したが、本発明はこの点において限定されるものではなく、例えば２つ以上の冷却ガス供給ノズル９５が設けられていてもよい。

また、図２に示すように、縦型熱処理装置１には、例えばコンピュータからなる制御部１Ａが設けられている。制御部１Ａはプログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部等を備えており、プログラムには、制御部１Ａから縦型熱処理装置１の各部に制御信号を送り、後述する各処理工程を進行させるように命令が組み込まれている。このプログラムは、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスクＭＯ（光磁気ディスク）、メモリーカード等の記憶媒体に格納されて制御部１Ａにインストールされる。

以上、第１の熱排気ダクト９１と第２の熱排気ダクト９２とを備える熱排気ダクト９について説明したが、熱排気ダクト９の構成としては、上記実施形態に限定されるものではなく、２つ以上の熱排気ダクトにより構成されていればよい。図７及び図８は、本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置における熱排気ダクトの他の例を示す平面図である。

例えば図７に示すように、熱排気ダクト９Ａは、第１の熱排気ダクト９１Ａと、第２の熱排気ダクト９２Ａと、第３の熱排気ダクト９３Ａとを備える構成であってもよい。この場合、第１の熱排気ダクト９１Ａは、下端が筐体１１の底部に接続され、通気室８と連通している。第２の熱排気ダクト９２Ａは、第１の熱排気ダクト９１Ａよりもウエハボート２３に近接する位置に設けられ、下端が筐体１１の底部に回転自在に接続され、通気室８と連通している。第３の熱排気ダクト９３Ａは、第１の熱排気ダクト９１Ａよりもウエハボート２３に近接する位置に設けられ、下端が筐体１１の底部に回転自在に接続され、通気室８と連通している。そして、第２の熱排気ダクト９２Ａ及び第３の熱排気ダクト９３Ａは、各々、ウエハボート２３の中心を回転の中心として左回り（図７中の矢印Ｌ２参照）及び右回り（図７中の矢印Ｒ２参照）に回転することにより、第１の熱排気ダクト９１Ａとウエハボート２３との間に収納可能となっている。

また、例えば図８に示すように、熱排気ダクト９Ｂは、第１の熱排気ダクト９１Ｂと、第２の熱排気ダクト９２Ｂと、第３の熱排気ダクト９３Ｂとを備える構成であってもよい。この場合、第１の熱排気ダクト９１Ｂは、下端が筐体１１の底部に接続され、通気室８と連通している。第２の熱排気ダクト９２Ｂは、第１の熱排気ダクト９１Ｂよりもウエハボート２３に近接する位置に設けられ、下端が筐体１１の底部に回転自在に接続され、通気室８と連通している。第３の熱排気ダクト９３Ｂは、第２の熱排気ダクト９２Ｂよりもウエハボート２３に近接する位置に設けられ、下端が筐体１１の底部に回転自在に接続され、通気室８と連通している。そして、第２の熱排気ダクト９２Ｂは、例えばウエハボート２３の中心を回転の中心として左回り（図８中の矢印Ｌ３参照）に回転することにより、第１の熱排気ダクト９１Ｂとウエハボート２３との間に収納可能となっている。また、第３の熱排気ダクト９３Ｂは、例えばウエハボート２３の中心を回転の中心として左回り（図８中の矢印Ｌ４参照）に回転することにより、第２の熱排気ダクト９２Ｂとウエハボート２３との間に収納可能となっている。

（縦型熱処理装置の動作）
本発明の一実施形態に係る縦型熱処理装置の動作の一例について説明する。

図１及び図２において、例えばクリーンルームの天井部又は床面に沿って移動する自動搬送ロボットによりキャリアＣが第１の載置台１４に載置される。続いて、キャリア搬送機構２１によりキャリアＣが第２の載置台１６に搬送され、フック１６ａにより第２の載置台１６に固定され、第２の載置台１６が隔壁２に向けて移動することで、搬送口２０に気密に当接される。

次いで、蓋体取り外し機構６によりキャリアＣから蓋体４１が取り外され、例えば窒素ガスがキャリアＣ内に向けて吹き出されて、キャリアＣ内及びキャリアＣと開閉ドア５との間の空間が窒素ガスにより置換される。その後、開閉ドア５、蓋体取り外し機構６及び蓋体４１が例えば後退した後に下降し、搬送口２０から退避して、キャリアＣ内とウエハ搬送領域Ｓ２とが連通した状態となる。

次いで、ウエハ搬送機構２７によりキャリアＣ内のウエハＷが順次取り出されてウエハボート２３に移載される。キャリアＣ内のウエハＷが空になると、前述と逆の動作でキャリアＣの蓋体４１が閉じられると共にキャリア本体３１に固定される。その後、第２の載置台１６が後退してキャリアＣが隔壁２から離れ、キャリア搬送機構２１によりキャリア保管部１８に搬送されて一時的に保管される。

一方、ウエハＷが搭載されたウエハボート２３は、昇降機構２６が上昇して熱処理炉２２内のロード位置に搬入され、ウエハボート２３に搭載されたウエハＷに対して、ＣＶＤ処理、アニール処理、酸化処理等の熱処理が行われる。

熱処理後のウエハボート２３は、昇降機構２６が下降して熱処理炉２２からアンロード位置に搬出される。

ここで、ウエハボート２３が熱処理炉２２からアンロード位置に搬出されると、ウエハボート２３の熱容量が大きいため、ウエハボート２３近傍の空間はウエハボート２３やウエハＷにより加熱され高温状態となっている。

しかしながら、本実施形態では、冷却ガス供給ノズル９５から吐出される冷却ガスがウエハボート２３に供給されると共に、ウエハボート２３の外周を囲むように設けられた第１の熱排気ダクト９１と第２の熱排気ダクト９２によりウエハボート２３及びウエハＷの熱が通気室８に向けて排出される。そして、通気室８内の高温状態の雰囲気は、ラジエータ８１により冷却されてファン８２を介してフィルタユニット７へ還流され、再びウエハ搬送領域Ｓ２へ循環供給される。

このため、ウエハボート２３に搭載されているウエハＷは、例えば８０℃程度まで速やかに冷却される。

ウエハボート２３に搭載されているウエハＷの冷却が完了すると、キャリアＣからウエハＷを払い出す時と同様の手順で蓋体４１が解放され、ウエハＷはウエハ搬送機構２７によりウエハボート２３からキャリアＣへと移載される。

次いで、前述と逆の動作によりキャリアＣの蓋体４１が閉じられると共にキャリア本体３１に固定される。次いで、第２の載置台１６が後退してキャリアＣが隔壁２から離れ、キャリア搬送機構２１により、第１の載置台１４に搬送される。続いて、第１の載置台１４に搬送されたキャリアＣは、例えばクリーンルームの天井部又は床面に沿って移動する自動搬送ロボットにより第１の載置台１４から取り外される。

以上、本発明の一実施形態によれば、ウエハボート２３の外周を囲むようにウエハボート２３の周囲に設けられ、ウエハボート２３及びウエハＷの熱を排気するための排気口９１ａ、９２ａが形成された熱排気ダクト９を有する。このため、ウエハボート２３及びウエハＷの熱を効率よく排気することができる。結果として、ウエハＷの冷却時間の短縮を図ることができる。

また、ウエハＷの冷却時間が短縮されるため、熱処理後のウエハＷをキャリアＣに移載するまでの時間が短縮され、スループットを向上させることができる。結果として、生産性が向上する。

また、ウエハボート２３及びウエハＷの外周が熱排気ダクト９により囲まれているため、ウエハ搬送領域Ｓ２内のその他の領域に熱が拡散することを抑制することができる。これにより、ウエハ搬送領域Ｓの全体の温度を低く抑えることができ、メカ機構部に使用している各センサーを安価な耐熱温度の低い部品に変更することが可能となり、かつ、ケーブルベア（登録商標）等の樹脂からのアウトガスの発生を抑制することができる。結果として、ウエハＷに形成される膜の膜質の改善や異常な結晶成長の防止等に寄与する。

また、熱排気ダクト９によりウエハＷの外周の全方向に熱が排気されるため、ウエハＷの冷却時間の面内均一性を向上させることができる。結果として、ウエハＷの熱割れを抑制することができるため、熱処理炉２２からアンロード位置までウエハボート２３を下降させる時間を短縮することができる。

また、本発明の一実施形態では、熱排気ダクト９は、当該熱排気ダクト９により囲まれた空間をサイクロン状に排気する。このため、単純に直線的に熱を排気する場合と比較して大幅に熱回収効率が向上する。

また、本発明の一実施形態では、熱排気ダクト９は、固定式の第１の熱排気ダクト９１と回転式の第２の熱排気ダクト９２とを有し、第２の熱排気ダクト９２は、ウエハボート２３の中心を回転の中心として回転することで第１の熱排気ダクト９１とウエハボート２３との間に収納される。このため、ウエハ搬送機構２７によりキャリアＣ内のウエハＷをウエハボート２３にウエハＷを移載するとき、又はウエハ搬送機構２７によりウエハボート２３に搭載されたウエハＷをキャリアＣ内に移載するときの妨げとなることがない。

また、本発明の一実施形態では、第１の熱排気ダクト９１の上端部に、アンロードされたウエハボート２３に冷却ガスを供給する冷却ガス供給ノズル９５が設けられている。このため、ウエハボート２３の上方側から高スピードで冷却ガスを吹き付けることができ、ウエハＷからのパーティクルの飛散やメカ側からのパーティクルの巻き上げを抑制することができる。結果として、歩留まりの向上を図ることができる。

また、熱処理炉２２からアンロード位置にウエハボート２３が搬出される際、ウエハボート２３の上方側は、下方側よりも熱処理炉２２外に搬出されるのが遅い。このため、ウエハボート２３の上方側は、下方側よりも高温となっている。しかしながら、本発明の一実施形態では、ウエハボート２３の上方側から冷却ガスが導入されるため、より速くウエハボート２３の上方側に搭載されたウエハＷを冷却することができる。結果として、ウエハボート２３に搭載されたウエハＷの冷却時間の面間均一性を向上させることができる。

また、ウエハボート２３の上方側から冷却ガスが熱排気ダクト９に囲まれた空間に選択的に導入されるため、冷却ガスの使用量を低減することができる。

以上、熱処理装置及び熱処理方法を実施例によって説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

１ 縦型熱処理装置
２２ 熱処理炉
２３ ウエハボート
２６ 昇降機構
９ 熱排気ダクト
９１ 第１の熱排気ダクト
９１ａ 排気口
９２ 第２の熱排気ダクト
９２ａ 排気口
９５ 冷却ガス供給ノズル
Ｗ ウエハ

Claims (8)

1. 複数の基板を棚状に保持する基板保持具及び当該基板保持具に保持された基板を冷却する冷却装置であって、
   前記基板保持具の外周を囲むように前記基板保持具の周囲に設けられ、前記基板保持具及び前記基板の熱を排気するための複数の排気口が形成された熱排気部を有し、
   前記熱排気部は、当該熱排気部により囲まれた空間をサイクロン状に排気する、
   冷却装置。
2. 前記熱排気部は、固定式の第１の熱排気部と回転式の第２の熱排気部とを有し、
   前記第２の熱排気部は、前記基板保持具の中心を回転の中心として回転することで前記第１の熱排気部と前記基板保持具との間に収納される、
   請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記第１の熱排気部の上端部に、前記基板保持具に冷却ガスを供給する冷却ガス供給部が設けられている、
   請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記熱排気部の外周壁の周方向に沿って、前記熱排気部の外周壁の内側面に上方側から下方側に向けて傾きをもって設けられる案内板を有する、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷却装置。
5. 前記複数の排気口は、前記熱排気部の周方向における一方の側から他方の側に向かって穴径が小さくなる、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の冷却装置。
6. 前記複数の排気口の各々は、所定の長さを有する管状構造を有し、前記管状構造の長さ方向が前記熱排気部の内周壁に垂直な方向から傾きをもって取り付けられている、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の冷却装置。
7. 基板保持具により棚状に保持された複数の基板に熱処理を行う熱処理炉と、
   前記熱処理炉の下方側に配置された請求項１乃至６のいずれか一項に記載の冷却装置と、
   前記熱処理炉と前記冷却装置との間で前記基板保持具を昇降させる昇降機構と
   を有する、
   熱処理装置。
8. 複数の基板を棚状に保持する基板保持具の外周を囲むように前記基板保持具の周囲に設けられ、前記基板保持具及び前記基板の熱を排気するための排気口が形成された熱排気部により、前記基板保持具及び前記基板を冷却する冷却方法であって、
   前記熱排気部は、当該熱排気部により囲まれた空間をサイクロン状に排気する、
   冷却方法。

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