JP4207354B2 - Heat treatment apparatus and operation method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して所定の熱処理を示す熱処理装置及びその運用方法に係り、特に、冷却系の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体ウエハ等の被処理体に対して、例えば成膜、酸化拡散、アニール、エッチング等の各種の熱処理を施して半導体集積回路を製造する熱処理装置にあっては、熱に対する安全対策上、種々の構成部品を所定の温度以下に冷却するために各種の冷却系が設けられており、この冷却系に冷媒として例えば冷却水を流すことによって対応する構成部品を冷却するようになっている。
この場合、熱処理装置を稼働してこれに内蔵される加熱ヒータが発熱している間は、当然のこととして上記冷却系には冷却水を常時流し続けて、対応する構成部分を冷却する。そして、故障等の外的要因によって上記した冷却水の流量が低下したり、或いは冷却水の供給が停止したりすると、加熱ヒータが熱暴走する恐れがある。例えば、断水等が生じて冷却水が流れなくなったりすれば、冷却系内の冷却水が加熱沸騰し、この圧力によって冷却系に設けた流量計が破損したり、或いは冷却系から蒸気が吹き出す等の危険な状態が発生する恐れがある。
このため、安全対策として、上記冷却水の流量が一定値以下になると、自動的に加熱ヒータへの電力供給を遮断し、熱処理装置が熱的破損を受けることを未然に防止するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したような安全対策にあっては、装置稼働中において冷却水の流量が、例えば予め定めた所定の流量値以下になると直ちに、加熱ヒータへの電力供給を遮断するようにしているため、例えば水道設備等の不備により、或いは水道設備の工事等によって、流れる冷却水が圧力変動を生じて流量が変動するような場合には、この流量が下限値に低下する毎にこれが検出されて加熱ヒータへの電力供給を遮断するような現象が生じてしまい、このため、電力遮断の頻度が多くなって、装置自体を十分に運用できない場合が生ずる、といった問題あった。
本は発明は、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、冷却水等の冷媒の流量が所定値以下に低下した状態を一定の期間継続した時に初めて電力供給を遮断するようにして、安全性を高く維持しつつ例えば流量変動が頻繁に生ずるような場合にその影響を軽減することができる熱処理装置及びその運用方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】
請求項1に規定する発明は、処理容器内で被処理体に対して所定の熱処理を施すために加熱ヒータ手段と構成部材を冷却する冷却系とを有する熱処理装置において、前記冷却系に流れる冷媒の流量を検出する流量計と、前記流量計の出力が流量所定値以下の状態を継続して維持した時間を計測するタイマ手段と、前記タイマ手段の出力に基づいて前記加熱ヒータ手段への電力供給を断つ電力遮断リレー手段とを備える。
これにより、冷却系の冷媒の流量が所定値以下に低下すると、タイマ手段がその状態になっている時間を計測し、そして、この状態を所定の時間以上継続した時に、電力遮断リレー手段が動作して加熱ヒータ手段への電力供給を断つことになる。従って、冷媒の流量(圧力)変動や供給停止が頻繁に生じても、その影響を最小限に低減でき、且つ安全性も高く維持することが可能となる。
【0005】
この場合、例えば請求項2に規定するように、前記冷却系は、前記加熱ヒータ手段を冷却するヒータ冷却系と、前記処理容器の下部に設けたマニホールドを冷却するマニホールド冷却系と、前記処理容器の下端開口部を熱処理時に閉じるキャップ部を冷却するキャップ冷却系と、前記処理容器の上方に設置した天板プレートと前記キャップ部の代わりに前記処理容器の下端開口部を閉じるシャッタ部材とを冷却する天板・シャッタ冷却系との内、少なくともいずれか1つである。また、例えば請求項3に規定するように、前記流量計の出力が流量所定値以下を示したことに応じて警報を発する警報手段を有するようにしてもよい。
【0006】
更に、例えば請求項4に規定するように、前記冷却系には、この冷却系内の圧力が所定値以上になった時に開放される安全弁が分岐して接続されているようにしてもよい。
これによれば、冷却系内で万一、冷媒が沸騰等して圧力が上昇してもその圧力を安全弁から逃すことが可能となり、その安全性を高めることが可能となる。
請求項5は、上記した熱処理装置の運用方法に係る発明であり、すなわち、処理容器内で被処理体に対して所定の熱処理を施すために加熱ヒータ手段と構成部材を冷却する冷却系とを有する熱処理装置の運用方法において、前記冷却系に流れる冷媒の流量を検出し、この検出値が流量所定値以下の状態を所定の時間以上継続して維持したことに応じて前記加熱ヒータ手段への電力供給を断つようにする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る熱処理装置及びその運用方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図1は本発明に係る熱処理装置の一例を示す構成図、図2は図1に示す熱処理装置の冷却系の構成図である。ここでは熱処理装置として、一度に複数枚の半導体ウエハを熱処理することができる縦型熱処理装置を例にとって説明する。
図示するようにこの縦型の熱処理装置2は、長手方向が略垂直に配設された円筒状の処理容器4を有しており、この処理容器4は、耐熱性材料、例えば石英よりなる外筒6と、この内側に同心的に配置された例えば石英よりなる内筒8とにより主に構成され、2重管構造になっている。
上記外筒6及び内筒8は、ステンレス等からなるマニホールド10によってその下端部が保持されており、このマニホールド10はベースプレート(図示せず)に固定される。
【0008】
そして、上記処理容器4を囲むように、例えば抵抗発熱体よりなる円筒状の加熱ヒータ手段12が配置されて熱処理部が構成されている。この加熱ヒータ手段12の外側には、上記熱処理部を保温するための、例えばシリカブロックよりなる断熱層14が形成されると共に、この断熱層14の外側には、これを囲むように加熱ヒータ手段12を保護するための、例えばステンレススチールよりなる円筒状の外側ケース16が設けられている。更に、その外側には装置全体を保護する筐体17が設けられ、この筐体17の天井部の上面には、この部分を保護するための天板プレート18が設置されている。
また、上記マニホールド10の下端部の開口部には、例えばステンレススチール等からなる円盤状のキャップ部20が、弾性部材のOリング22を介して気密封止可能に取り付けられている。上記キャップ部20の略中心部には、例えば磁性流体シールにより気密な状態で回転可能な回転軸24が挿通されている。この回転軸24の下端は、回転機構26に接続されており、その上端は例えばステンレススチールよりなるターンテーブル28が固定されている。
【0009】
また、上記ターンテーブル28の上には、石英からなる保温筒30が設置されており、この保温筒30上には、例えば石英製のウエハボート32が載置される。このウエハボート32には多数枚例えば50〜150枚の被処理体としての半導体ウエハWが所定の間隔のピッチで収容される。このウエハボート32、保温筒30、ターンテーブル28及びキャップ部20は、昇降機構、例えばボートエレベータ34により処理容器4内に一体となってロード、アンロードされるように構成されている。
上記マニホールド10の下部には、例えば石英からなる処理ガス導入管36がマニホールド10を貫通させて配設されており、上記内筒8内の下方に処理ガスを流量制御しつつ導入し得るようになっている。
【0010】
そして、上記外筒6の下部側面には、図示しない真空ポンプに接続された、排気口38が設けられており、内筒8と外筒6との間の間隙を流下してきた処理済みガスを容器外へ真空排気するようになっている。
また、上記マニホールド10の下端開口部と同じ水平レベルには、例えば旋回移動或いは往復移動可能になされたシャッタ部材40が設けられており、上記ウエハボート32を処理容器4内から下方へアンロードしてキャップ部20を降下させた時に、このキャップ部20の代わりに上記シャッタ部材40によりマニホールド10の下端開口部を閉じるようになっている。
【0011】
そして、上述のように形成された熱処理装置の構成部材の内、所定の構成部材には、それを冷却するための冷却系が設けられている。本実施例では、加熱ヒータ手段12、キャップ部20、マニホールド10、天井プレート18及びシャッタ部40の各構成部材に冷却系が設けられる。具体的には、上記加熱ヒータ手段12に対しては、断熱層14の外側にヒータ冷却系42が、上記キャップ部20に対してはキャップ冷却系44が、上記マニホールド10にはマニホールド冷却系46が、そして上記天板プレート18とシャッタ部材40とに対してはこれらを直列に連通するようにして天板・シャッタ冷却系48(図2も参照)が、それぞれ設けられている。この場合、各構成部材に冷媒としての例えば冷却水を流す通路は、構成部材である例えばステンレス中に溝切りにより流路50を形成したり、或いはステンレスパイプ52を例えば断熱層14の外側に巻回するなどして形成される。尚、ここで天板プレート18とシャッタ部材40とに関しては、これらを直列に接続した冷却系を用いたが、これは両構成部材の温度が他の構成部材と比較しても低いからであるが、これらの構成部材にも個別独立的に冷却系を設けてもよい。
【0012】
ここで、図2を参照して、各冷却系42〜48の構成について説明する。図2に示すように、各冷却系42〜48の両端は、それぞれ1つに結合されており、一方から冷却水を導入し、他方より冷却水を排出できるようになっている。そして、各冷却系42〜48の両端側、すなわち上流側と下流側には、例えばメンテナンス時等に各冷却系42〜48を個別に仕切るための開閉弁42A、42Bと開閉弁44A、44Bと開閉弁46A、46Bと開閉弁48A、48Bとがそれぞれ介設されている。
また、各冷却系42〜48には、これに流れる冷却水の流量を計測するための流量計42C、44C、46C、48Cがそれぞれ介設されており、それぞれ流量信号を個別に出力し得るようになっている。この場合、各流量計42C〜48Cでは、それぞれ個別に下限の流量値を設定でき、実際の流量がその下限の流量値(流量所定値)よりも小さくなった時に、その旨を出力信号として出力するようになっている。
【0013】
更に、各冷却系42〜48には、所定の圧力以上になると例えば弾性バネの弾発力に抗して弁体が開動作する安全弁、例えば圧力調節可能型逆止弁42D、44D、46D、48Dがそれぞれ分岐して接続されており、各冷却系42〜48内の異常な圧力上昇を防止している。この場合、各安全弁42D〜48Dの圧力設定値は、全て同一になされている。そして、各安全弁42A〜48Dは、ドレイン通路54に接続されており、吐出した蒸気等をこのドレイン通路54を介して系外へ排出するようになっている。
ここで図1に戻って、各流量計42C〜48Cから出力された出力信号は、それぞれタイマ手段が併設された電力遮断リレー手段に入力される。具体的には、流量計42Cからの出力信号はタイマ手段42Eを併設した電力遮断リレー手段42Fに、流量計44Cからの出力信号はタイマ手段44Eを併設した電力遮断リレー手段44Fに、流量計46Cからの出力信号はタイマ手段46Eを併設した電力遮断リレー手段46Fに、流量計48Cからの出力信号はタイマ手段48Eを併設した電力遮断リレー手段48Fにそれぞれ入力される。
【0014】
そして、各電力遮断リレー手段42F〜48Fは、上記加熱ヒータ手段12とこれに電力を供給する電力源56とを接続する電力ライン58に介設した開閉スイッチ60に磁気的に結合されており、上記電力遮断リレー手段42F〜48Fの内、少なくとも1つのリレーが動作した時に上記開閉スイッチ60を強制的に閉状態から開状態へ切り替えるようになっている。ここで上記各タイマ手段42E〜48Eは、その時間間隔を任意に設定でき、それぞれ対応する流量計から流量所定値(設定値)以下の信号を入力した時にその時間の計測を開始する。上記時間間隔は、例えば30秒間〜5分間程度の範囲内であり、ここでは例えば全て1分間に設定する。そして、流量所定値以下の信号を入力した状態が、1分間以上継続した時に、これに対応する電力遮断リレーが駆動するようになっている。尚、タイマ手段が計測開始後、1分間以内に流量が所定値以上に復帰したことを示す信号が入力された時には、そのタイマ手段の計測はリセットされるのは勿論である。
【0015】
また、上記各流量計42C〜48Cの出力信号は、この熱処理装置全体の動作制御を行なう主制御部62にも入力されている。この主制御部62は、警報手段64として例えば警報ブザー64Aと各構成部材に対応した警報ランプ群64Bとアラーム表示板64Cとが接続されており、例えば流量が所定値以下になったことを示す信号が入力した時に、直ちにアラーム表示板64Cを駆動し、そして、元に復帰しない場合には所定時間後に、上記警報ブザー64Aを鳴動させ、且つ上記対応する警報ランプ群64Bを点滅させて、オペレータに警報を発するようになっている。
更に、筐体17の天井部内側には、所定の温度、例えば80℃程度に設定されたサーモスタット70を設けており、80℃以上の温度を検出した時に、タイマ手段を有しない電力遮断リレー手段72Aを直ちに駆動し得るようになっている。
【0016】
また、加熱ヒータ手段12を囲む断熱層14にも温度測定計、例えば熱電対74が設けられており、この熱電対74の出力は、途中、遮断温度設定部76を介してタイマ手段を有しない他の電力遮断リレー72Bへ入力されている。上記遮断温度設定部76では、電力供給を遮断するための温度を設定でき、例えば熱処理の種類により任意に変更できるようになっており、例えばここでは、熱処理の種類により400℃〜1200℃の範囲内、例えば1000℃に設定されている。この設定温度は、予定プロセス温度の例えば50〜100℃増し程度の温度に設定する。
そして、上記各電力遮断リレー42F〜48F、72A、72Bの動作状態は、上記主制御部62へ入力され、主制御部62は、その動作状態を認識できるようになっている。
【0017】
次に、以上のように構成された本実施例の動作について説明する。
まず、半導体ウエハWに対して熱処理を行なう場合には、ウエハボート32に多段に半導体ウエハを載置し、これを予め加熱されている処理容器4内へその下方よりロードして収容し、マニホールド10の下端開口部をキャップ部20により密閉する。そして、加熱ヒータ手段12により半導体ウエハWをプロセス温度まで昇温して維持し、これと同時に処理容器4内を、例えば処理態様に応じて真空引きしつつ処理ガスを導入し、半導体ウエハWに対して所定の熱処理を施す。この際、各冷却系42〜48を設けた各構成部材を冷却するために、各冷却系42〜48には冷媒として例えば冷却水を各系に対応した流量で流し続けて安全性を保全し、構成部材等の熱的ダメージを防止する。すなわち、ヒータ冷却系42、キャップ冷却系44、マニホールド冷却系46及び天板・シャッタ冷却系48に、それぞれ予め設定された個別の流量で冷却水を流してそれぞれに対応する構成部材を冷却する。
【0018】
ここで、各冷却系42〜48を流れる冷却水の流量は、それぞれに設けた流量計42C〜48Cにより常時モニタされている。そして、冷却水の断水や供給圧力変動等に起因して、各流量計42C〜48Cにおいて個別独立的に設定された流量設定値(流量所定値)以下になると、その旨が対応する電力遮断リレー手段42F〜48F側へ伝達される。すると、対応するタイマ手段42E〜48Eが作動して、流量設定値以下の状態になっている時間の計測を開始する。ここでは、猶予時間として例えば1分間を予め設定しており、上記したような流量設定値以下の状態が1分間以上続いた時に、異常が発生したと認識して初めて対応する電力遮断リレー手段が動作して、電力ライン58に介設されている開閉スイッチ60を電磁力で開動作させ、上記加熱ヒータ手段12への電力供給を断つことになる。尚、主制御部62は、異常が発生したとしてこの後の熱処理を中止することになる。
【0019】
従って、何らかの理由により、例えば冷却水の供給が一時的に、例えば10秒程度停止して直ちに復帰したり、或いは水道設備不良のために冷却水の供給圧力が変動して一時的に、例えば20秒程度だけ供給圧力が低下して流量が流量設定値以下に減少して20秒後に復帰したりした場合には、電力供給の遮断は行われず、安定して熱処理装置を稼働させることが可能となる。
このように、安全性に影響を与えないような短時間の断水や圧力変動が生じても、これらの影響を受けることなく安定して熱処理装置を稼働でき、また、所定時間以上に亘って断水等が生じた場合には、従来通り加熱ヒータ手段12への電力供給を遮断することができるので、安全性も従来通り高く維持することが可能となる。
【0020】
また、操作者に警報を発する警報手段64は種々の動作形態を取ることができ、例えば上述のように電力供給遮断まで1分間の猶予を持たせた場合には、最初の30秒間はアラーム表示板64Cの表示だけとし、残りの30秒間は、上記アラーム表示板64Cの表示に加え、警報ブザー64Aを鳴動させ、且つ警報ランプ群64Bの内の対応するランプを点滅させるようにすればよい。尚、1分間以内に冷却水の流量が復帰すれば、その時点で全ての警報動作を停止するのは勿論である。
ここで、万一、冷却水の流量が所定値よりも低下し、或いは冷却水の供給が停止することにより、加熱ヒータ手段12への電力供給が遮断されたとしても、装置全体、特に処理容器4を中心とした部分には多量の熱量が蓄積されて残留しているので、この残留熱により冷却水が加熱沸騰し、各冷却系42〜48における圧力が急激に上昇して流量計42C〜48C等と破損する恐れが生ずる。
【0021】
しかしながら、本実施例の場合には、各冷却系42〜48にそれぞれ安全弁42D〜48Dを分岐して接続してあるので、設定値以上の圧力が発生すると、この安全弁が開動作して圧力を逃がすように作用するので、その分、安全性を高めることが可能となる。
また、熱処理後にはウエハWを処理容器4の下方へ降下させてアンロード状態となっているが、この時、一般的には処理容器4は次の熱処理に備えてプロセス温度、或いはこれより少し低い温度に維持されており、この間、マニホールド46の下端開口部は、キャップ部20に代えてシャッタ部材40により閉じられている。そして、このシャッタ部材40は、上述したように動作する天板・シャッタ冷却系48により冷却されている。
【0022】
また、筐体17の天井部内側に設置したサーモスタット70が、この部分で予め設定した所定の温度値、例えば100℃以上になって動作した場合、或いは断熱層14に設けた熱電対74が、この部分で予め設定した所定の温度値、例えば1000℃以上になった場合には、タイマ手段を並設していないそれぞれに対応する電力遮断リレー手段72A或いは72Bが直ちに動作し、加熱ヒータ手段12への電力供給を直ちに遮断することになり、安全性を確保することが可能となる。
ここでは、4つの冷却系42〜48の全てにタイマ手段42E〜48Eを設けた場合を例にとって説明したが、これに限定されず、少なくとも1つの冷却系にタイマ手段を設けるようにすればよい。
【0023】
また、冷却系を設ける構成部材も、本実施例の4つに限定されず、冷却を必要とする構成部材ならば、どれでも適用することができる。更に、ここでは本発明を、縦型のバッチ式の熱処理装置を例にとって説明したが、横型のバッチ式の熱処理装置、或いは枚葉式の熱処理装置など、冷却系を用いる装置ならば、全て適用できるのは勿論である。また、ここでは被処理体として半導体ウエハを例にとって説明したが、これに限定されず、LCD基板、ガラス基板等にも適用することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱処理装置及びその運用方法によれば、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乃至3及び請求項5に規定する発明によれば、冷却系の冷媒の流量が所定値以下に低下すると、タイマ手段がその状態になっている時間を計測し、そして、この状態を所定の時間以上継続した時に、電力遮断リレー手段が動作して加熱ヒータ手段への電力供給を断つことができる。
従って、冷媒の流量(圧力)変動や供給停止が頻繁に生じても、その影響を最小限に低減でき、且つ安全性も高く維持することができる。
請求項4に規定する発明によれば、冷却系内で万一、冷媒が沸騰等して圧力が上昇してもその圧力を安全弁から逃すことができ、その安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る熱処理装置の一例を示す構成図である。
【図2】図1に示す熱処理装置の冷却系の構成図である。
【符号の説明】
2 熱処理装置
4 処理容器
10 マニホールド
12 加熱ヒータ手段
18 天板プレート
20 キャップ部
32 ウエハボート
40 シャッタ部材
42〜48 冷却系
42C〜48C 流量計
42D〜48D 安全弁
42E〜48E タイマ手段
42F〜48F,72A,72B 電力遮断リレー手段
W 半導体ウエハ(被処理体)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat treatment apparatus that performs a predetermined heat treatment on an object to be processed such as a semiconductor wafer and an operation method thereof, and more particularly, to an improvement in a cooling system.
[0002]
[Prior art]
In general, in a heat treatment apparatus for manufacturing a semiconductor integrated circuit by performing various heat treatments such as film formation, oxidation diffusion, annealing, etching, etc. on an object to be processed such as a semiconductor wafer, Various cooling systems are provided in order to cool various components to a predetermined temperature or lower, and the corresponding components are cooled by flowing, for example, cooling water as a coolant through the cooling system.
In this case, while the heat treatment apparatus is in operation and the heater built in it is generating heat, it is a matter of course that the cooling water is continuously supplied to the cooling system to cool the corresponding components. If the flow rate of the cooling water decreases due to an external factor such as a failure or the supply of the cooling water is stopped, the heater may run out of heat. For example, if water breakage occurs and the cooling water does not flow, the cooling water in the cooling system will boil with heating, the flow meter provided in the cooling system will be damaged by this pressure, or steam will blow out from the cooling system, etc. There is a risk of unsafe conditions.
For this reason, as a safety measure, when the flow rate of the cooling water falls below a certain value, the power supply to the heater is automatically cut off to prevent the heat treatment apparatus from being damaged in advance. Yes.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the safety measures as described above, the power supply to the heater is cut off immediately when the flow rate of the cooling water becomes, for example, a predetermined flow rate value or less during operation of the apparatus. For example, if the flow rate of the cooling water that is flowing due to inadequate water supply facilities or due to construction of the water supply facility causes the flow rate to fluctuate, this is detected each time the flow rate drops to the lower limit. The phenomenon that the power supply to the heater is interrupted occurs, and therefore, the frequency of power interruption increases, and there is a problem that the apparatus itself cannot be fully operated.
The present invention has been devised to pay attention to the above-described problems and effectively solve them. An object of the present invention is to shut off the power supply for the first time when the flow rate of the coolant such as cooling water has been reduced to a predetermined value or lower for a certain period of time. It is an object of the present invention to provide a heat treatment apparatus and an operation method thereof that can reduce the influence in the case where the problem occurs.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The invention defined in claim 1 is a heat treatment apparatus having a heater unit and a cooling system for cooling a constituent member in order to perform a predetermined heat treatment on an object to be processed in a processing container. of a flow meter for detecting the flow rate, and timer means for measuring a while when the output of the flow meter is continuously maintained following state flow predetermined value, to the heater means based on an output of said timer means Power cutoff relay means for cutting off power supply.
As a result, when the flow rate of the coolant in the cooling system drops below a predetermined value, the timer means measures the time during which it is in that state, and the power cut-off relay means operates when this state continues for a predetermined time or more. Thus, power supply to the heater means is cut off. Therefore, even if the refrigerant flow rate (pressure) fluctuates and the supply stops frequently, the influence can be reduced to the minimum and the safety can be maintained high.
[0005]
In this case, for example, as defined in
[0006]
Further, for example, as defined in claim 4, a safety valve that is opened when the pressure in the cooling system becomes a predetermined value or more may be branched and connected to the cooling system.
According to this, even if the refrigerant rises in the cooling system due to boiling or the like, the pressure can be released from the safety valve, and the safety can be improved.
Claim 5 is an invention relating to the operation method of the heat treatment apparatus described above, that is, a heater system and a cooling system for cooling the constituent members in order to perform a predetermined heat treatment on the object to be processed in the processing container. In the operation method of the heat treatment apparatus, the flow rate of the refrigerant flowing through the cooling system is detected, and the detected value is supplied to the heater means in response to maintaining the state where the detected value is equal to or lower than the predetermined flow rate for a predetermined time or longer. Try to cut off the power supply.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a heat treatment apparatus and its operation method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a heat treatment apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a cooling system of the heat treatment apparatus shown in FIG. Here, as a heat treatment apparatus, a vertical heat treatment apparatus capable of heat treating a plurality of semiconductor wafers at a time will be described as an example.
As shown in the figure, this vertical
The lower ends of the outer cylinder 6 and the inner cylinder 8 are held by a manifold 10 made of stainless steel or the like, and the manifold 10 is fixed to a base plate (not shown).
[0008]
And the cylindrical heater means 12 which consists of resistance heating bodies, for example is arrange | positioned so that the said process container 4 may be enclosed, and the heat processing part is comprised. A
In addition, a disc-
[0009]
A
A processing
[0010]
An
Further, at the same horizontal level as the lower end opening of the manifold 10, for example, a shutter member 40 that can be swung or reciprocated is provided, and the
[0011]
And among the structural members of the heat treatment apparatus formed as described above, a predetermined structural member is provided with a cooling system for cooling it. In this embodiment, a cooling system is provided for each component of the heater means 12, the
[0012]
Here, with reference to FIG. 2, the structure of each cooling system 42-48 is demonstrated. As shown in FIG. 2, both ends of each of the
In addition, each of the
[0013]
Further, each of the
Returning to FIG. 1, the output signals output from the
[0014]
Each power cut-off relay means 42F to 48F is magnetically coupled to an opening /
[0015]
The output signals of the
Further, a thermostat 70 set to a predetermined temperature, for example, about 80 ° C., is provided inside the ceiling portion of the
[0016]
The
The operating states of the power cut-off
[0017]
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
First, when the heat treatment is performed on the semiconductor wafer W, the semiconductor wafers are placed in multiple stages on the
[0018]
Here, the flow rate of the cooling water flowing through each of the
[0019]
Therefore, for some reason, for example, the supply of cooling water is temporarily stopped, for example, stopped for about 10 seconds, and immediately recovered, or the supply pressure of the cooling water fluctuates due to defective water supply facilities, for example, 20 When the supply pressure drops for about a second and the flow rate decreases below the flow rate set value and returns after 20 seconds, the power supply is not shut off and the heat treatment apparatus can be operated stably. Become.
In this way, even if a short-time water shutoff or pressure fluctuation that does not affect safety occurs, the heat treatment apparatus can be operated stably without being affected by these, and the water shutoff over a predetermined time or more. When the above occurs, the power supply to the heater means 12 can be cut off as usual, so that the safety can be kept high as before.
[0020]
In addition, the alarm means 64 that issues an alarm to the operator can take various modes of operation. For example, when the power supply is interrupted for 1 minute as described above, an alarm display is displayed for the first 30 seconds. It is only necessary to display the
Here, even if the flow rate of the cooling water drops below a predetermined value or the supply of the cooling water is stopped, the power supply to the heater means 12 is interrupted. Since a large amount of heat is accumulated and remains in the portion centering on 4, the cooling water is heated and boiled by this residual heat, and the pressure in each of the
[0021]
However, in the case of this embodiment, the safety valves 42D to 48D are branched and connected to the
Further, after the heat treatment, the wafer W is lowered below the processing container 4 to be in an unloaded state. At this time, the processing container 4 is generally at a process temperature or a little lower than this in preparation for the next heat treatment. During this time, the lower end opening of the manifold 46 is closed by the shutter member 40 instead of the
[0022]
In addition, when the thermostat 70 installed inside the ceiling portion of the
Here, the case where the timer means 42E to 48E are provided in all the four
[0023]
Further, the number of constituent members provided with the cooling system is not limited to the four in the present embodiment, and any constituent member that requires cooling can be applied. Furthermore, although the present invention has been described here by taking a vertical batch heat treatment apparatus as an example, the present invention can be applied to any apparatus using a cooling system, such as a horizontal batch heat treatment apparatus or a single wafer heat treatment apparatus. Of course you can. Although the semiconductor wafer is described as an example of the object to be processed here, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to an LCD substrate, a glass substrate, and the like.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the heat treatment apparatus and the operation method of the present invention, the following excellent operational effects can be exhibited.
According to the invention defined in claims 1 to 3 and claim 5, when the flow rate of the refrigerant in the cooling system falls below a predetermined value, the timer means measures the time during which it is in that state, and this state is When the power interruption relay means is operated for a predetermined time or longer, the power supply to the heater means can be cut off.
Therefore, even if the refrigerant flow rate (pressure) fluctuates and the supply stops frequently, the influence can be reduced to the minimum and the safety can be kept high.
According to the invention defined in claim 4, even if the pressure rises due to boiling of the refrigerant in the cooling system, the pressure can be released from the safety valve, and the safety can be enhanced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a heat treatment apparatus according to the present invention.
2 is a configuration diagram of a cooling system of the heat treatment apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
2 Heat treatment apparatus 4 Processing vessel 10
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