JP4141711B2 - 縦型熱処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造装置等の縦型熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の縦型熱処理装置について、図２を用いて説明する。図に示すごとく、筐体１には、前面にウエハ搬送用のカセット３の搬入・搬出口２が設けられており、そこから投入されたカセット３は、カセット搬送機構４によりカセット棚５へと移される。続いて、ウエハ移載機構６により、カセット棚５上のカセット３よりウエハを取り出し、ボート７へと移し替えられる。
筐体１の後側には、上部に熱処理炉（加熱ユニット）８と、その下方にボート昇降機構９が設けられている。ボート昇降機構９により、ウエハを載置されたボート７を熱処理炉８内ヘロード・アンロードすることができる。
熱処理炉８は、筐体１内にほぼ垂直に設けられているため、熱処理炉８をほぼ水平に設けた横型熱処理装置に比べて省スペース化を図ることができる。
さらに、近年見られる半導体産業の急成長に伴い、装置のさらなるスループット向上が求められるようになってきた。そこで、熱処理炉８を急速に冷却することによって、熱処理終了後から次の熱処理を開始するまでのサイクルを短くすることを目的とした冷却機構１０を備えた処理装置も製作されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の縦型熱処理装置の熱処理炉８の冷却機構１０として、図２に示すように、外気（エア）を吸入する吸気口１１、排気口１２、ダクト１３、連結ダクト１４およびラジエータ１５（図４に示す）で構成されており、吸入口１１から熱処理炉８の内側と処理チューブ２２の外側の間の間隙内にエア（外気）を取り込み、冷却空気の流れ２８に示すように、処理チューブ２２の外周を通って排気口１２より排出される。これにより、熱処理炉８の内側と処理チューブ２２の外側との間に形成される高温の雰囲気を冷たい外気と入れ替えることにより熱処理炉８を冷却することができる。この時、熱処理炉８より排気される空気の温度は１０００℃程度の高温になる場合もあり、これをそのままダクト１３に流すとダクト１３は熱により損傷を受けるため、排気口１２近くに高温の排気を冷却するためのラジエータ１５を配設している。
【０００４】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、熱処理炉８は、筐体１の背面部に設けられている筐体の熱処理炉保持台２３に熱処理炉の土台３３を載せ、その上に熱処理炉８を載せ、熱処理炉８の固定用ブロック３４を用いて、熱処理炉の土台３３と固定用ブロック３４、固定用ブロック３４と熱処理炉のフランジ部２７とを、それぞれボルト（例えば六角穴付きボルト等）で固定する。熱処理炉の土台３３と筐体の熱処理炉保持台２３も上記ボルトで固定される。図３（ａ）は、筐体の熱処理炉保持台２３上に熱処理炉の土台３３を載せ、その上に熱処理炉８を設置した場合を示す模式図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ矢視図である。なお、図３において、２６はリフターの荷台、３０は熱処理炉のスライド方向、３５はヒータ端子を示す。
【０００５】
ここで、従来の縦型熱処理装置のメンテナンス時の問題点などについて説明する。
例えば、熱処理炉８のヒータ線が切れた場合など、熱処理炉８を交換する場合には、例えば次に示す順序で作業を行う。
（１）熱処理炉８のヒータ端子３５を遮断する。
（２）ラジエータ１５の水抜きを行う。
（３）熱処理炉８のヒータが冷め、ラジエータ１５の水が抜けるまで待機する。
（４）熱処理炉８と冷却機構１０間の接続フランジのボルト、およびラジエータ１５の固定ボルトを外す。
（５）ラジエータ１５を取り外す。
（６）筐体１の背面にある筐体の後部カバー板２５を取り外す。
（７）熱処理炉８に繋がっている配線（ケーブル）を外す。
（８）熱処理炉８の内部の処理チューブ２２を降ろす。
（９）熱処理炉の土台３３と熱処理炉の固定用ブロック３４を外す。
（１０）リフター１６を準備する。
（１１）熱処理炉８を人力でスライドさせ、リフターの荷台２６に載せる。
【０００６】
このように、熱処理炉８をメンテナンスするためにはリフター１６の荷台２６に移し替えなくてはならないが、このとき、熱処理炉８を引き出すためには、重量物であるラジエータ１５も外さなくてはならない。また、ラジエータ１５は水冷方式であるため、外すためには水抜きをしなくてはならないが、図４に示すように、ラジエータ配管１７は複雑に湾曲しており、水抜きにもかなり時間がかかる。もちろん、この間、装置は稼働を停止しているため、稼働率の低下にもつながる。
【０００７】
このように、従来の縦型熱処理装置の熱処理炉８のメンテナンス時にラジエータ１５を外さなくてはならないため、高所作業のため手間がかかり、また水抜き作業のために余計な時間を費やすなど、メンテナンス性において問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術における熱処理炉の冷却機構の問題点を解消し、メンテナンス性を向上できる縦型熱処理装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は特許請求の範囲に記載のような構成とするものである。すなわち、請求項１に記載のように、
複数の基板を多段に支持したボートを挿入し、熱処理するための処理チューブ（反応管）と、
上記処理チューブを囲繞し、上記処理チューブ内の基板を加熱する加熱ユニット（熱処理炉）と、
上記加熱ユニットの側面であって筐体のメンテナンス側である後方側に設けられ、かつ上記加熱ユニットの内側と上記処理チューブの外側との間の雰囲気を排気する排気口と、
上記排気口と接続された排気管と、
上記排気管に接続された管内の排気物を冷却する冷却手段と、を具備すると共に、上記加熱ユニットは上記筐体の内部から該筐体の後方側に水平にスライドさせることで着脱できる縦型熱処理装置であって、
上記冷却手段を、上記筐体の上面に取付けられた梁で保持することで上記加熱ユニットの上面よりも高い位置であって、上記筐体よりも後方側に配設し、上記加熱ユニットが上記筐体の後方側に水平にスライドさせ通過できるだけのスペースを確保するようにした縦型熱処理装置とするものである。
また、請求項２に記載のように、上記排気管は、上記排気口および上記冷却手段から取外し可能に接続されており、
少なくとも上記排気口および上記冷却手段から上記排気管を取外すことで、上記冷却手段は取外すことなく上記加熱ユニットを上記筐体の後方側に水平にスライドさせることができる縦型熱処理装置とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の縦型熱処理装置の構成は図１に示すように、複数の基板を多段に支持したボート７を挿入し、熱処理するための処理チューブ（反応管）２２と、
上記処理チューブ２２を囲繞し、上記処理チューブ２２内の基板を加熱する加熱ユニット（熱処理炉）８と、
上記加熱ユニット８に設けられ、かつ上記加熱ユニット８の内側と上記処理チューブ２２の外側との間の雰囲気を排気する排気口１２と、
上記排気口１２と接続された排気管（連結ダクト）１４と、
上記排気管１４に設けられ管内の排気物を冷却する冷却手段（ラジエータ）１５とを具備すると共に、上記加熱ユニット８のメンテナンス側である筐体１の後方側に水平にスライドさせることで着脱できる縦型熱処理装置であって、
上記冷却手段１５は、上記加熱ユニット８よりも高い位置、すなわち熱処理炉上面１９より高いレベルに配設した縦型熱処理装置とするものである。
【００１１】
また、本発明の縦型熱処理装置の上記加熱ユニット８に設けられた排気口１２は、加熱ユニット８の側面に設けられ、上記排気管１４との接続方向は、筐体１のメンテナンス側である後方側（後部側面側）とするものである。
【００１２】
本発明の筐体１の前面に、ウエハ搬送用のカセット３のカセット搬入・搬出口２を有し、筐体１の前側に設けられ複数のカセット３を収容可能に構成されたカセット棚５と、筐体１内でカセット３を搬送するカセット搬送機構４と、カセット棚５からボート７ヘウエハを移載するためのウエハ移載機構６と、筐体１の後側に設けられた筐体の熱処理炉保持台２３と、熱処理炉８の下方に設けられボート７を、熱処理炉８内にロード・アンロードするためのボート昇降機構９と、エアの吸気口１１から排気口１２への冷却空気の流れ２８により熱処理炉８を冷却する冷却機構１０と、冷却機構部のラジエータ１５を熱処理炉８のレベルよりも上側になるように熱処理炉上面１９に設けるものである。
【００１３】
本発明の冷却機構１０の動作原理自体は従来技術とほぼ同様であり、外気の吸気口１１、排気口１２、ダクト１３、排気管（連結ダクト）１４、ラジエータ１５で構成され、吸気口１１から熱処理炉８内に取り込んだエアを排気口１２より排出させることで熱処理炉８を急冷させるものである。
本発明の従来技術と異なる点は、ラジエータ１５を筐体１の上面に取付けられた梁１８で保持することで熱処理炉上面１９より高く設置していることである。これにより熱処理炉上面１９より高くすることで、熱処理炉８をリフターの荷台２６にスライドさせ通過できるだけのスペースを確保することができる。このような構成とすることにより熱処理炉８のメンテナンス時、特に熱処理炉８の交換時のような熱処理炉８を引き出しリフター１６に移し替える必要のある場合には、ラジエータ１５を外したり、水抜きを行う必要はなく、排気管（連結ダクト）１４のヒータ接続部２０とラジエータ接続部２１を外し、排気管１４のみを外せば良いことになる。
【００１４】
ここで、本発明の縦型熱処理装置の熱処理炉８をメンテナンス時に取り外す手順について説明する。
▲１▼熱処理炉８のヒータ端子３５を遮断する。
▲２▼熱処理炉８のヒータが冷めるまで待機する。
▲３▼熱処理炉８とラジエータ１５の間の排気管１４を外す。
▲４▼筐体１の背面にある筐体の後部カバー板２５を取り外す。
▲５▼熱処理炉８に繋がっている配線（ケーブル）を外す。
▲６▼熱処理炉８の内部の処理チューブ２２を降ろす。
▲７▼熱処理炉の土台３３と熱処理炉の固定用ブロック３４を外す。
▲８▼リフター１６を準備する。
▲９▼熱処理炉８を人力でスライドさせ、リフターの荷台２６に載せる。
【００１５】
以上で熱処理炉８の取り出し作業は終わる。従来の縦型熱処理装置の熱処理炉８の場合と比較すると、次の作業工程は不要となる。
（２）ラジエータ１５の水抜きを行う。
（３）ラジエータ１５の水が抜けるまで待機する。
（４）熱処理炉８と冷却機構１０間の接続フランジのボルト、およびラジエータ１５の固定ボルトを外す。
（５）ラジエータ１５を取り外す。
したがって、ラジエータ１５の水抜きの手間、およびラジエータ１５の着脱の手間を解消することができ、高所作業の手間を削減できるので、熱処理炉のメンテナンス性を大幅に向上することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の縦型熱処理装置の熱処理炉（加熱ユニット）の冷却手段を用いれば、熱処理炉メンテナンス時において、高所作業の作業能率改善と冷却手段の水抜きの手間、着脱の手間を省くことができ、その結果、熱処理炉メンテナンス性の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態で例示した縦型熱処理装置の筐体の全体構成を示す模式図。
【図２】従来の縦型熱処理装置の筐体の全体構成を示す模式図。
【図３】従来の縦型熱処理装置の熱処理炉の筐体への取付け構造を示す模式図。
【図４】従来の縦型熱処理装置の水冷式ラジエータ構造を示す模式図。
【符号の説明】
１…筐体
２…カセット搬入・搬出口
３…カセット
４…カセット搬送機構
５…カセット棚
６…ウエハ移載機構
７…ボート
８…熱処理炉（加熱ユニット）
９…ボート昇降機構
１０…冷却機構
１１…吸気口
１２…排気口
１３…ダクト
１４…排気管（連結ダクト）
１５…ラジエータ（冷却手段）
１６…リフター
１７…ラジエータ配管
１８…梁
１９…熱処理炉上面
２０…ヒータ接続部
２１…ラジエータ接続部
２２…処理チューブ（反応管）
２３…筐体の熱処理炉保持台
２４…ボートのフランジ部
２５…筐体の後部カバー板
２６…リフターの荷台
２７…熱処理炉のフランジ部
２８…冷却空気の流れ
２９…ラジエータ支持用梁
３０…熱処理炉のスライド方向
３１…ボートの昇降方向
３２…リフターの移動方向
３３…熱処理炉の土台
３４…固定用ブロック
３５…ヒータ端子

Claims (2)

1. 複数の基板を多段に支持したボートを挿入し、熱処理するための処理チューブと、
   上記処理チューブを囲繞し、上記処理チューブ内の基板を加熱する加熱ユニットと、
   上記加熱ユニットの側面であって筐体のメンテナンス側である後方側に設けられ、かつ上記加熱ユニットの内側と上記処理チューブの外側との間の雰囲気を排気する排気口と、
   上記排気口と接続された排気管と、
   上記排気管に接続された管内の排気物を冷却する冷却手段と、を具備すると共に、上記加熱ユニットは上記筐体の内部から該筐体の後方側に水平にスライドさせることで着脱できる縦型熱処理装置であって、
   上記冷却手段を、上記筐体の上面に取付けられた梁で保持することで上記加熱ユニットの上面よりも高い位置であって、上記筐体よりも後方側に配設し、上記加熱ユニットが上記筐体の後方側に水平にスライドさせ通過できるだけのスペースを確保するようにしたことを特徴とする縦型熱処理装置。
2. 上記排気管は、上記排気口および上記冷却手段から取外し可能に接続されており、
   少なくとも上記排気口および上記冷却手段から上記排気管を取外すことで、上記冷却手段は取外すことなく上記加熱ユニットを上記筐体の後方側に水平にスライドさせることができることを特徴とする請求項１に記載の縦型熱処理装置。

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