JP4610771B2

JP4610771B2 - Vertical heat treatment apparatus and forced air cooling method thereof

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Publication number: JP4610771B2
Application number: JP2001107750A
Authority: JP
Inventors: 聡樹小林
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2001-04-05
Filing date: 2001-04-05
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: JP2002305189A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦型熱処理装置およびその強制空冷方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造においては、被処理体例えば半導体ウエハに、酸化、拡散、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの処理を行うために、各種の熱処理装置が用いられている。そして、その一つとして、一度に多数枚の被処理体の熱処理が可能な縦型熱処理装置が知られている。
【０００３】
この縦型熱処理装置は、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器を有し、この処理容器の外側にはこれを取り囲むヒータが設置されている。このような縦型熱処理装置においては、熱処理中または熱処理後に高温のヒータ内を強制的に空冷（空気冷却）するために、ヒータの下部にヒータ内へ空気を送り込む送風部を設け、ヒータの上部に排気口を設け、該排気口に排気ダクトを接続するとともに排気口を開閉するシャッターを設けたものが提案されている。シャッターは排気ダクトの外部に設けたエアシリンダによって開閉駆動されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した縦型熱処理装置においては、排気ダクトによりヒータ内の雰囲気を吸い出しているものの、送風によりヒータ内の圧力が陽圧（大気圧よりも高い）になった場合、シャッターの外部動力が貫通している隙間からヒータの断熱材から発生するごみ（パーティクル）やヒータ内の熱気が吹き出す場合があり、ごみや熱気を装置外およびクリーンルーム外へ排出して装置内およびクリーンルーム内の雰囲気を奇麗に保つという排気ダクトの効果が減衰されてしまう問題があった。
【０００５】
図６は従来の縦型熱処理装置における強制空冷時のごみの発生量の変化を示すグラフ図である。この図は、横軸に強制空冷時の時間を、縦軸に１μｍ以上のごみの個数を示している。この図から、強制空冷の開始時（ＯＮ）にごみが少し発生し、強制空冷の終了時（ＯＦＦ）にごみが多く発生していることが解かる。
【０００６】
本発明は、前記事情を考慮してなされたもので、強制空冷時にごみや熱気の吹き出しを防止することができる縦型熱処理装置およびその強制空冷方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち、請求項１の発明は、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器の外側にこれを取り囲むヒータを設置し、該ヒータの下部にヒータ内へ冷却用の空気を送り込む送風部を設け、ヒータの上部に排気口を設け、該排気口に排気ダクトを接続した縦型熱処理装置において、前記排気口にこれを送風圧力により自動的に開閉する弁蓋を設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器の外側にこれを取り囲むヒータを設置し、該ヒータの下部にヒータ内へ冷却用の空気を送り込む送風部を設け、ヒータの上部に排気口を設け、該排気口に排気ダクトを接続するとともに排気口を開閉するシャッターを設けた縦型熱処理装置において、前記ヒータ内の上部に設けられた圧力センサと、該圧力センサによる検出圧に基いてヒータ内が微陰圧となるよう前記送風部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の縦型熱処理装置において、前記送風部が、ヒータの下部に設けられた環状の送風ダクトと、該送風ダクトに空気を送り込む送風ブロワと、送風ダクトの上部にその周方向に適宜間隔で突設された送風ノズルとを備え、送風ノズルの幾つかはヒータ内の下部を冷却すべく短く形成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器の外側に設置されたヒータの上部の排気口のシャッターを開け、排気ブロワにより排気するとともにヒータ内に下部から送風ブロワにより空気を送り込んでヒータ内を強制的に空冷する方法において、強制空冷開始時に先ず前記シャッターを開け、次に排気ブロワと送風ブロワを順に起動し、ヒータ内の圧力が微陰圧になるように送風ブロワを制御し、ヒータ内の温度降下に伴う陰圧度の増大を抑えるべく送風ブロワの送風量を増大させることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器の外側に設置されたヒータの上部の排気口のシャッターを開け、排気ブロワにより排気するとともにヒータ内に下部から送風ブロワにより空気を送り込んでヒータ内を強制的に空冷する方法において、強制空冷終了時に先ず送風ブロワの電源と排気ブロワの電源を順に切り、前記送風ブロワの電源を切ってから送風ブロワの回転が停止するまでの所定時間経過後に前記シャッターを閉めることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基いて詳述する。
【００１３】
先ず、第１の実施の形態を示す図１において、１は縦型熱処理装置で、この縦型熱処理装置１は複数枚の被処理体例えば半導体ウエハｗを下方から収容して所定の熱処理例えばＣＶＤ処理を施す縦型の処理容器（プロセスチューブ）２を備えている。この処理容器２は、耐熱性および耐食性を有する材料例えば石英ガラスにより形成されている。
【００１４】
処理容器２は、図示例では、内管２ａと外管２ｂの二重管構造になっている。内管２ａは上端および下端が開放されている。外管２ｂは、上端が閉塞され、下端が開放されている。なお、処理容器２は、外管２ｂのみからなっていてもよく、この場合、外管２ｂの頂部に排気部が設けられていてもよい。
【００１５】
処理容器２の下部には、本実施の形態では、処理容器２内に処理ガスや不活性ガスを導入するガス導入部３と、処理容器２内を排気する排気部４とを有する短円筒状のマニホールド５が気密に接続されている。このマニホールド５は、耐熱性および耐食性を有する材料例えばステンレス鋼により形成されている。マニホールド５の内側には、内管２ａを支持するための内管支持部８が設けられている。
【００１６】
ガス導入部３には、ガス源に通じるガス供給系の配管が接続される。排気部４には、真空ポンプおよび圧力制御機構を有する排気系が接続され、処理容器２内を所定の処理圧力に制御し得るようになっている。この処理圧力に制御された状態で、ガス導入部３から導入された処理ガスが処理容器２の内管２ａ内を上昇してウエハｗの所定の熱処理に供された後、内管２ａと外管２ｂとの間の環状通路を下降して排気部４から排気されるようになっている。
【００１７】
前記処理容器２内に複数枚例えば１５０枚程度の半導体ウエハｗを高さ方向に所定間隔で搭載保持するために、ウエハｗは保持具である例えば石英ガラス製のボート６に保持され、このボート６はマニホールド５の下端開口部（炉口）を密閉する例えばステンレス鋼製の蓋体７の上部に炉口断熱手段である保温筒８を介して載置されている。前記処理容器２の下方には、蓋体７を昇降させて蓋体７の開閉および処理容器２に対するボート６の搬入搬出を行うための昇降機構９が設けられていると共にその作業領域であるローディングエリアが設けられている。
【００１８】
前記マニホールド５は、図示しないベースプレートの下部に保持されており、このベースプレートの上部には、処理容器２の周囲を取り囲み処理容器２内のウエハｗを所定の熱処理温度に加熱昇温するためのヒータ１０が設置されている。このヒータ１０は、処理容器２の周囲を取囲む筒状（円筒状）の断熱材１１を備え、この筒状断熱材１１の内周に抵抗発熱線１２が螺旋状または蛇行状に配設されている。前記ヒータ１０は、高さ方向に複数の領域に分けて温度制御が可能に構成されている。ヒータ１０には領域毎に温度を検知する図示しない温度センサが設けられている。
【００１９】
また、ヒータ１０の筒状断熱材１１の上部には、ヒータ１０の頂部断熱材である円板状の板状断熱材１３が被せられ（載置され）ている。ヒータ１０本体の筒状断熱材１１およびヒータ１０頂部の板状断熱材１３は、所定の断熱材料例えばシリカ（ＳｉＯ₂）およびアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の混合材料により形成されている。
【００２０】
前記ヒータ１０の筒状断熱材１１の外側には、金属製の円筒状のアウターシェル１４が設けられ、このアウターシェル１４には図示しない水冷ジャケットが設けられている。アウターシェル１４の上部には、板状断熱材１３の上方を覆う金属製の天板１５が取付けられている。
【００２１】
熱処理中や熱処理終了後の急速降温を可能とすべくヒータ１０内を強制的に空冷するために、ヒータ１０の下部にはヒータ１０内へ冷却用の空気を送り込む送風部２０が設けられ、ヒータ１０の上部の中央部には板状断熱材１３および天板１５を貫通する排気口２１が設けられ、この排気口２１には排気ブロワ２２を備えた排気ダクト２３が接続されている。
【００２２】
前記送風部２０は、ヒータ１０の下部に設けられた環状の送風ダクト２４と、この送風ダクト２４に空気を送り込む送風ブロワ２５と、送風ダクト２４の上部にその周方向に適宜間隔で突設された送風ノズル２６とから主に構成されている。この場合、図３にも示すように、複数例えば１２個の送風ノズル２６のうち幾つか例えば６個はヒータ１０内の下部を冷却すべく長さが短く形成されている。これら長さの長いノズル２６ａと、長さの短いノズル２６ｂは、周方向に交互に配置されていることが好ましい。
【００２３】
そして、ヒータ１０の上部に設けられた前記排気口２１の上部には、この排気口２１を送風圧力によって自動的に開閉する弁蓋２７が設けられている。この弁蓋２７は、例えばＡｌ_２Ｏ_３等のセラミックスにより形成されていることが好ましい。弁蓋２７は排気口２１の上面を塞ぐべく排気口２１よりも大きく形成されており、一端がヒンジ２８を介して天板１５に垂直回動可能に支持されている。弁蓋２７を取り囲む排気ダクト２３の周囲には断熱材が設けられていることが好ましい。
【００２４】
弁蓋２７は、通常時には自重で排気口２１を塞いだ閉状態にあり、強制空冷時には送風部２０からの送風圧力と排気ダクト２３の排気圧力との圧力差および弁蓋２７の重さとのバランスにより自動的に上方に押し上げられて開閉されるようになっている。特に、エアシリンダ等外部の動力を用いずに排気口２１の弁蓋２７を自動開閉できるため、排気ダクト２３には外部動力貫通用の隙間が形成されたおらず、排気ダクト２３は排気口２１に気密に接続されている。この場合、排気ダクト２３は、ヒータ１０の上下方向の熱膨張収縮を吸収し得る例えば蛇腹等の接続構造が採られていることが好ましい。
【００２５】
次に、以上の構成からなる縦型熱処理装置の作用を述べる。ローディングエリアにおいてボート６へのウエハｗの移載が終了すると、昇降機構９による蓋体７の上昇によってボート６を保温筒８と共に処理容器２内にその下端開口（マニホールド５の下端開口部）から搬入し、その開口を蓋体７で気密に閉塞する。
【００２６】
そして、処理容器２内を、排気部４からの排気系による減圧排気により所定の圧力ないし真空度に制御すると共にヒータ１０により所定の処理温度に制御し、ガス導入部３より処理ガスを処理容器２内に導入してウエハｗに所定の熱処理例えばＣＶＤ処理を開始する。
【００２７】
この熱処理中あるいは熱処理終了後にヒータ１０内を強制空冷を行ない、熱処理終了後は処理ガスの導入を停止して不活性ガスの導入により処理容器２内をパージし、蓋体７を下降させて処理容器２内を開放すると共にボート６をローディングエリアに搬出すればよい。
【００２８】
前記強制空冷を行なう場合には、ヒータ１０の電源を切り、先ず排気ブロワ２２の電源を入れて排気ブロワ２２を起動し、次に送風ブロワ２５の電源を入れて送風ブロワ２５を起動する。これにより、排気口２１を塞いで閉状態にある弁蓋２７の上面には排気ダクト２３内の陰圧が作用し、弁蓋２７の下面には送風ダクト２４の送風ノズル２６から吹き込まれる空気によるヒータ１０内の陽圧が作用するため、その送風圧力具体的には弁蓋２７の上下面の差圧と蓋体２７の自重とのバランスにより弁蓋２７が上方へ押し上げられて所定の開度で開放される。これにより、ヒータ１０内の雰囲気が排気口２１から排気ダクト２３へ排気され、ヒータ１０内が強制空冷されることになる。
【００２９】
強制空冷を終了する場合には、先ず送風ブロワ２５の電源を切り、次に排気ブロワ２２の電源を切れば良く、これにより弁蓋２７には圧力差が作用しなくなるため、弁蓋２７が自重で降下して排気口２１を自動的に塞ぐ。ヒータ１０の昇温加熱時には、弁蓋２７が排気口２１を塞いでいることにより排気口２１からのヒータ１０内の熱の逃げを防止することができる。
【００３０】
このように、前記排気口２１にこれを送風圧力により自動的に開閉する弁蓋２７を設けているため、エアシリンダ等外部の動力を用いずに排気口２１の弁蓋２７を自動開閉でき、外部動力貫通用の隙間が無いことから強制空冷時にヒータ１０内が陽圧になったとしても従来のように外部動力貫通用の隙間等からごみや熱気が吹き出すようなことはなくなり、強制空冷時のごみや熱気の吹き出しを防止することができ、装置内およびクリーンルーム内の雰囲気を奇麗に保つことができる。また、外部動力貫通用の隙間が無いことから、ヒータ外上部の外気を吸い込むこと無くヒータ１０内の雰囲気を十分に排気することができ、排気ダクト２３の効果を高めることができる。
【００３１】
ところで、ヒータ１０に設けられている図示しない温度センサにより検知したヒータ１０の上部と下部のヒータ温度の強制空冷時の温度変化は、例えば図５に示す通りであり、保温筒８の存在によりヒータ１０の下部の方が上部よりも降温時間が多くかかっている。そこで、送風ダクト２４の上部にその周方向に適宜間隔で突設された送風ノズル２６のうちの幾つかはヒータ１０内の下部を冷却すべく短く形成されているため、ヒータ１０内の上部よりも降温時間の遅い下部の降温時間を上部の降温時間と同程度に早めることができ、強制空冷時間の短縮化が図れる。
【００３２】
図２は本発明の第２の実施の形態を示す縦型熱処理装置の断面図である。図２の実施の形態において、図１の実施の形態と同一部分は同一参照符号を付して説明を省略する。図２の実施の形態においては、排気口２１の上部にこれを開閉するシャッター３０が設けられている。アウターシェル１４の天板１５上には、前記シャッター３０を開閉移動可能に収容する金属製のハウジング３１が設けられ、このハウジング３１に排気ダクト２３が接続されている。
【００３３】
前記シャッター３０は、排気口２１の上面を水平方向にスライド開閉可能に覆う例えば石英製の蓋体として形成されている。シャッター３０の上部には例えば凹部が設けられ、この凹部に断熱材が充填されていることが好ましい（図示省略）。前記シャッター３０には、ハウジング３１を貫通して外部からシャッター３０を開閉駆動するためのエアシリンダ３２が連結されている。ハウジング３１には、シャッター３０の外部動力貫通用の隙間３３が存在する。
【００３４】
前記ヒータ１０内の上部には、強制空冷時のヒータ１０内の圧力を検知するための圧力センサ３４が設けられ、圧力センサ３４による検出圧に基いてヒータ１０内が微陰圧例えば大気圧−３０Ｐａとなるよう前記送風部２０の送風ブロワ２５が制御部３５により制御されるように構成されている。また、前記エアシリンダ３２および排気ブロワ２２も前記制御部３５により制御されるように構成されている。
【００３５】
この場合、前記制御部３５は、強制空冷開始時に先ず前記シャッター３０を開け、次に排気ブロワ２２の電源と送風ブロワ２５の電源を順に入れてこれら排気ブロワ２２と送風ブロワ２５を順に起動し、ヒータ１０内の圧力を圧力センサ３４により検出してヒータ１０内が微陰圧になるように送風ブロワ２５を制御し、ヒータ１０内の温度降下に伴う陰圧度の増大を抑えるべく送風ブロワ２５の送風量を増大させるように設定されている。また、前記制御部３５は、強制空冷終了時に先ず送風ブロワ２５の電源と排気ブロワ２２の電源を順に切り、前記送風ブロワ２５の電源を切ってから送風ブロワ２５の回転が停止するまでの所定時間経過後例えば１分３０秒後に前記シャッター３０を閉めるように設定されている。
【００３６】
次に、以上の構成からなる縦型熱処理装置の作用および強制空冷方法について説明する。前記縦型熱処理装置において、熱処理中または熱処理終了後にヒータ１０内の強制空冷を行なう場合には、先ずヒータ１０の電源を切り、シャッター３０を開ける。そして、排気ブロワ２２の電源を入れて排気ブロワ２２を起動し、次に送風ブロワ２５の電源を入れて送風ブロワ２５を起動する。これにより、ヒータ１０内に室温の空気が送り込まれると共にヒータ１０内の雰囲気が排気口２１から排気ダクト２３に吸い出され、ヒータ１０内の強制空冷が開始される。
【００３７】
そして、この強制空冷中、ヒータ１０内の圧力が圧力センサ３４により検知されており、この圧力センサ３４による検出圧に基いてヒータ１０内が微陰圧の設定圧となるよう送風ブロワ２５が制御部３５により制御されている。これにより、強制空冷時にヒータ１０内が陽圧になるのが防止され、シャッター３０の外部動力貫通用の隙間３３があったとしてもその隙間３３からのごみや熱気の吹き出しを防止することができる。圧力センサ３４がヒータ１０内の陽圧になり易い上部に配置されているため、ヒータ１０内の圧力を精度良く検知することができる。強制空冷を終了する場合には、先ず送風ブロワ２５の電源を切り、次に排気ブロワ２２の電源を切り、次にシャッター３０を閉じれば良い。
【００３８】
一般的に、強制空冷開始時には、ごみや熱気の吹き出しを抑制するために、ＯＮ信号により先ずシャッター３０を開け、次に排気ブロワ２２の電源と送風部ブロワ２５の電源を順に入れて排気ブロワ２２と送風ブロワ２５を順に起動する。しかしながら、送風ブロワ２５が起動してヒータ１０内が陽圧になった場合、シャッター３０の外部動力貫通用の隙間３３からごみや熱気が吹き出してしまう。図６に示すように強制空冷の開始時（ＯＮ）にごみが発生しているのはこのためである。
【００３９】
この問題を解決するためには、ヒータ１０内が陰圧になるように排気ブロワ２２や送風ブロワ２５を制御することが好ましい。しかしながら、単にヒータ１０内を陰圧にするだけでは、図４に一点鎖線で示すように、ヒータ温度の降下に伴いヒータ内雰囲気の熱膨張の量が減少するため、時間と共に陰圧度が増大してしまい、その結果、ヒータ内が冷えにくくなり（降温レートが低下し）、強制空冷時間が長くなってしまう。
【００４０】
そこで、本実施の形態における縦型熱処理装置の強制空冷方法においては、強制空冷開始時には先ず前記シャッター３０を開け、次に排気ブロワ２２の電源と送風ブロワ２５の電源を順に入れてこれら排気ブロワ２２と送風ブロワ２５を順に起動し、ヒータ１０内の圧力を圧力センサ３４により検出してヒータ１０内が微陰圧（例えば大気圧−３０Ｐａ）になるように送風ブロワ２５を制御し、ヒータ１０内の温度降下に伴う陰圧度の増大を抑えるべく送風ブロワ２５の送風量を増大させるようにする。この強制空冷方法によれば、強制空冷開始時にヒータ１０内が陽圧になるのを防止でき、シャッター３０の外部動力貫通用の隙間３３からごみや熱気が吹き出すのを防止することができると共に、図４に実線で示すように、陰圧度を一定に保ちつつ送風量を増大することによって陰圧度の増大に伴う降温レートの低下を抑制し、強制空冷時間の短縮化が図れる。
【００４１】
また、一般的に、強制空冷終了時には、ごみや熱気の吹き出しを抑制するために、ＯＦＦ信号により先ず送風ブロワ２５の電源と排気ブロワ２２の電源を順に切り、次にシャッター３０を閉める。この場合、例えば、ＯＦＦ信号と同時に送風ブロワ２５の電源を切り、その３秒後に排気ブロワ２２の電源を切り、更にその１秒後にシャッター３０を閉じるというシーケンス制御が行なわれている。従って、シャッター３０を閉めるタイミングは、ＯＦＦ信号から４秒後である。
【００４２】
しかしながら、送風ブロワ２５の電源を切っても送風ブロワ２５は直ぐに止まらず慣性力でしばらく回転しているため、その回転中にシャッター３０を閉めると、ヒータ１０内が陽圧になってしまい、ヒータ１０の隙間例えばヒータ下部の隙間等からごみや熱気が吹き出してしまう。図６に示すように強制空冷の終了時（ＯＦＦ）にごみが発生しているのはこのためである。
【００４３】
そこで、本実施の形態における縦型熱処理装置の強制空冷方法においては、強制空冷終了時には先ず送風ブロワ２５の電源と排気ブロワ２２の電源を順に切り、前記送風ブロワ２５の電源を切ってから送風ブロワ２５の回転が停止するまでの所定時間経過後例えば１分３０秒後に前記シャッター３０を閉めるようにする。この強制空冷方法によれば、電源を切った後の送風ブロワ２５の慣性回転に起因してヒータ１０内が陽圧になる現象を防止することができ、強制空冷終了時のごみや熱気の吹き出しを防止することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、前記実施の形態では、熱処理の一例としてＣＶＤ処理が例示されているが、本発明の縦型熱処理装置は、ＣＶＤ処理以外に、例えば拡散処理、酸化処理、アニール処理等にも適用可能である。また、前記実施の形態では、処理容器にマニホールドを備えた縦型熱処理装置が例示されているが、本発明の縦型熱処理装置は、処理容器にマニホールドを備えていなくてもよい。また、被処理体としては、半導体ウエハ以外に、例えばＬＣＤ基板やガラス基板等であってもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００４６】
（１）請求項１の発明によれば、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器の外側にこれを取り囲むヒータを設置し、該ヒータの下部にヒータ内へ冷却用の空気を送り込む送風部を設け、ヒータの上部に排気口を設け、該排気口に排気ダクトを接続した縦型熱処理装置において、前記排気口にこれを送風圧力により自動的に開閉する弁蓋を設けているため、エアシリンダ等外部の動力を用いずに排気口の弁蓋を自動開閉でき、外部動力貫通用の隙間が無いことから強制空冷時にヒータ内が陽圧になったとしてもごみや熱気の吹き出しを防止することができる。
【００４７】
（２）請求項２の発明によれば、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器の外側にこれを取り囲むヒータを設置し、該ヒータの下部にヒータ内へ冷却用の空気を送り込む送風部を設け、ヒータの上部に排気口を設け、該排気口に排気ダクトを接続するとともに排気口を開閉するシャッターを設けた縦型熱処理装置において、前記ヒータ内の上部に設けられた圧力センサと、該圧力センサによる検出圧に基いてヒータ内が微陰圧となるよう前記送風部を制御する制御部とを備えているため、強制空冷時にヒータ内が陽圧になるのを防止でき、シャッターの外部動力貫通用の隙間があったとしてもその隙間からのごみや熱気の吹き出しを防止することができる。
【００４８】
（３）請求項３の発明によれば、前記送風部が、ヒータの下部に設けられた環状の送風ダクトと、該送風ダクトに空気を送り込む送風ブロワと、送風ダクトの上部にその周方向に適宜間隔で突設された送風ノズルとを備え、送風ノズルの幾つかはヒータ内の下部を冷却すべく短く形成されているため、ヒータ内の上部よりも降温時間の遅い下部の降温時間を上部の降温時間と同程度に早めることができ、強制空冷時間の短縮化が図れる。
【００４９】
（４）請求項４の発明によれば、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器の外側に設置されたヒータの上部の排気口のシャッターを開け、排気ブロワにより排気するとともにヒータ内に下部から送風ブロワにより空気を送り込んでヒータ内を強制的に空冷する方法において、強制空冷開始時に先ず前記シャッターを開け、次に排気ブロワと送風ブロワを順に起動し、ヒータ内の圧力が微陰圧になるように送風ブロワを制御し、ヒータ内の温度降下に伴う陰圧度の増大を抑えるべく送風ブロワの送風量を増大させるため、強制空冷時にヒータ内が陽圧になるのを防止でき、シャッターの外部動力貫通用の隙間があったとしてもその隙間からのごみや熱気の吹き出しを防止することができ、しかも、陰圧度の増大に伴う降温レートの低下を抑制でき、強制空冷時間の短縮化が図れる。
【００５０】
（５）請求項５の発明によれば、複数枚の被処理体を下方から収容する縦型の処理容器の外側に設置されたヒータの上部の排気口のシャッターを開け、排気ブロワにより排気するとともにヒータ内に下部から送風ブロワにより空気を送り込んでヒータ内を強制的に空冷する方法において、強制空冷終了時に先ず送風ブロワの電源と排気ブロワの電源を順に切り、前記送風ブロワの電源を切ってから送風ブロワの回転が停止するまでの所定時間経過後に前記シャッターを閉めるため、電源を切った後の送風ブロワの慣性回転に起因するヒータ内の陽圧化現象を防止することができ、強制空冷終了時のごみや熱気の吹き出しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す縦型熱処理装置の縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す縦型熱処理装置の縦断面図である。
【図３】送風ノズルの配置を示す概略的平面図である。
【図４】強制空冷時のヒータ温度の変化とヒータ内の圧力変化を示すグラフ図である。
【図５】強制空冷時のヒータの上部と下部の温度変化を示すグラフ図である。
【図６】従来の縦型熱処理装置における強制空冷時のごみの発生量の変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
ｗ半導体ウエハ（被処理体）
１縦型熱処理装置
２処理容器
２０送風部
２１排気口
２２排気ブロワ
２３排気ダクト
２４送風ダクト
２５送風ブロワ
２６送風ノズル
２７弁蓋
３０シャッター
３４圧力センサ
３５制御部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vertical heat treatment apparatus and a forced air cooling method thereof.
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of semiconductor devices, various types of heat treatment apparatuses are used to perform processes such as oxidation, diffusion, and CVD (Chemical Vapor Deposition) on an object to be processed such as a semiconductor wafer. As one of them, there is known a vertical heat treatment apparatus capable of heat treating a large number of objects to be processed at one time.
[0003]
This vertical heat treatment apparatus has a vertical processing container that accommodates a plurality of objects to be processed from below, and a heater surrounding the processing container is installed outside the processing container. In such a vertical heat treatment apparatus, in order to forcibly air-cool (air-cool) the inside of the high-temperature heater during or after the heat treatment, a blower unit for sending air into the heater is provided below the heater, In this proposal, an exhaust port is provided, an exhaust duct is connected to the exhaust port, and a shutter for opening and closing the exhaust port is provided. The shutter is driven to open and close by an air cylinder provided outside the exhaust duct.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described vertical heat treatment apparatus, although the atmosphere in the heater is sucked out by the exhaust duct, when the pressure in the heater becomes positive (higher than atmospheric pressure) due to air blowing, the external power of the shutter is Dust (particles) generated from the heat insulating material of the heater and hot air in the heater may blow out from the gap that penetrates, and the atmosphere in the device and clean room is cleaned by discharging the dust and hot air outside the device and the clean room. There was a problem that the effect of the exhaust duct of maintaining the pressure was attenuated.
[0005]
FIG. 6 is a graph showing changes in the amount of dust generated during forced air cooling in a conventional vertical heat treatment apparatus. In this figure, the horizontal axis represents time during forced air cooling, and the vertical axis represents the number of dusts of 1 μm or more. From this figure, it can be seen that a small amount of dust is generated at the start of forced air cooling (ON) and a large amount of dust is generated at the end of forced air cooling (OFF).
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a vertical heat treatment apparatus and its forced air cooling method capable of preventing dust and hot air from blowing out during forced air cooling.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Among the present inventions, the invention according to claim 1 is provided with a heater surrounding the outside of a vertical processing container that accommodates a plurality of objects to be processed from below, and for cooling into the heater below the heater. In a vertical heat treatment device that has a blower section for sending air, an exhaust port at the top of the heater, and an exhaust duct connected to the exhaust port, a valve lid is provided at the exhaust port that automatically opens and closes it with the air pressure. It is characterized by that.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, a heater that surrounds a vertical processing container that houses a plurality of objects to be processed from below is installed, and a blower that feeds cooling air into the heater below the heater A vertical heat treatment apparatus in which an exhaust port is provided at an upper portion of the heater, an exhaust duct is connected to the exhaust port, and a shutter that opens and closes the exhaust port is provided, and a pressure sensor provided at an upper portion in the heater; And a control unit that controls the air blowing unit so that the inside of the heater has a slight negative pressure based on the pressure detected by the pressure sensor.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the vertical heat treatment apparatus according to the first or second aspect, the air blowing section has an annular air duct provided at a lower portion of the heater, a air blower that sends air into the air duct, and an air blowing The duct is provided with an air blowing nozzle projecting at an appropriate interval in the circumferential direction at the upper part of the duct, and some of the air blowing nozzles are formed short to cool the lower part in the heater.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, the shutter of the upper exhaust port of the heater installed outside the vertical processing container for accommodating a plurality of objects to be processed is opened, exhausted by the exhaust blower, and the lower part in the heater In the method of forcibly cooling the inside of the heater by sending air from the air blower, the shutter is first opened at the start of forced air cooling, then the exhaust blower and the blower blower are started in order, and the pressure in the heater is reduced to a negative pressure. The air blower is controlled so as to increase the air flow rate of the air blower so as to suppress the increase in the negative pressure accompanying the temperature drop in the heater.
[0011]
According to the fifth aspect of the present invention, the shutter of the upper exhaust port of the heater installed outside the vertical processing container that accommodates a plurality of objects to be processed is opened, exhausted by the exhaust blower, and the lower part in the heater In the method of forcibly cooling the inside of the heater by sending air from the blower blower, first turn off the blower blower and the exhaust blower at the end of forced air cooling, turn off the blower blower, and then rotate the blower blower. The shutter is closed after a lapse of a predetermined time until the camera stops.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
First, in FIG. 1 showing the first embodiment, reference numeral 1 denotes a vertical heat treatment apparatus. This vertical heat treatment apparatus 1 accommodates a plurality of objects to be processed such as semiconductor wafers w from below and performs a predetermined heat treatment such as CVD. A vertical processing container (process tube) 2 for processing is provided. The processing container 2 is formed of a material having heat resistance and corrosion resistance, for example, quartz glass.
[0014]
In the illustrated example, the processing container 2 has a double tube structure of an inner tube 2a and an outer tube 2b. The inner tube 2a is open at the upper and lower ends. The outer tube 2b has an upper end closed and a lower end opened. In addition, the processing container 2 may consist only of the outer tube | pipe 2b, and the exhaust part may be provided in the top part of the outer tube | pipe 2b in this case.
[0015]
In the lower part of the processing container 2, in this embodiment, a short cylindrical shape having a gas introduction part 3 for introducing a processing gas or an inert gas into the processing container 2 and an exhaust part 4 for exhausting the inside of the processing container 2. The manifold 5 is airtightly connected. The manifold 5 is formed of a material having heat resistance and corrosion resistance, for example, stainless steel. An inner tube support portion 8 for supporting the inner tube 2 a is provided inside the manifold 5.
[0016]
The gas introduction unit 3 is connected to a gas supply system pipe leading to a gas source. An exhaust system having a vacuum pump and a pressure control mechanism is connected to the exhaust unit 4 so that the inside of the processing container 2 can be controlled to a predetermined processing pressure. In a state controlled by this processing pressure, the processing gas introduced from the gas introduction unit 3 rises in the inner tube 2a of the processing container 2 and is subjected to a predetermined heat treatment of the wafer w, and then the inner tube 2a and the outer tube 2a. The annular passage between the pipe 2b is lowered and exhausted from the exhaust part 4.
[0017]
In order to mount and hold a plurality of, for example, about 150 semiconductor wafers w in the processing container 2 at a predetermined interval in the height direction, the wafers w are held by a boat 6 made of, for example, quartz glass, which is a holder. 6 is placed on the upper end of a lid 7 made of, for example, stainless steel that seals the lower end opening (furnace port) of the manifold 5 via a heat insulating cylinder 8 serving as a furnace port heat insulating means. Below the processing container 2 is provided an elevating mechanism 9 for raising and lowering the lid body 7 to open and close the lid body 7 and to load and unload the boat 6 with respect to the processing container 2. There is an area.
[0018]
The manifold 5 is held at a lower portion of a base plate (not shown), and an upper portion of the base plate surrounds the processing vessel 2 and heats the wafer w in the processing vessel 2 to a predetermined heat treatment temperature. 10 is installed. The heater 10 includes a cylindrical (cylindrical) heat insulating material 11 that surrounds the periphery of the processing container 2, and resistance heating wires 12 are arranged in a spiral or meandering manner on the inner periphery of the cylindrical heat insulating material 11. ing. The heater 10 is configured to be capable of temperature control by being divided into a plurality of regions in the height direction. The heater 10 is provided with a temperature sensor (not shown) that detects the temperature for each region.
[0019]
In addition, a disk-shaped plate-shaped heat insulating material 13 that is a top heat insulating material of the heater 10 is covered (mounted) on the upper portion of the tubular heat insulating material 11 of the heater 10. A cylindrical heat insulating material 11 of the heater 10 body and a plate heat insulating material 13 at the top of the heater 10 are made of a predetermined heat insulating material such as silica (SiO 2). ₂ ) And alumina (Al ₂ O _Three ).
[0020]
A metal cylindrical outer shell 14 is provided outside the cylindrical heat insulating material 11 of the heater 10, and a water cooling jacket (not shown) is provided on the outer shell 14. On the upper part of the outer shell 14, a metal top plate 15 that covers the top of the plate-like heat insulating material 13 is attached.
[0021]
In order to forcibly cool the interior of the heater 10 during the heat treatment or after the heat treatment is completed, a blower unit 20 for sending cooling air into the heater 10 is provided below the heater 10. An exhaust port 21 penetrating the plate-like heat insulating material 13 and the top plate 15 is provided in the central portion of the upper portion of 10, and an exhaust duct 23 having an exhaust blower 22 is connected to the exhaust port 21.
[0022]
The air blower 20 is provided with an annular air duct 24 provided at the lower part of the heater 10, a blower blower 25 for sending air to the air duct 24, and an upper part of the air duct 24 at appropriate intervals in the circumferential direction. The air blow nozzle 26 is mainly constituted. In this case, as shown also in FIG. 3, some, for example, six of the plurality of, for example, twelve blowing nozzles 26 are formed to have a short length so as to cool the lower part in the heater 10. The long nozzles 26a and the short nozzles 26b are preferably arranged alternately in the circumferential direction.
[0023]
A valve lid 27 that automatically opens and closes the exhaust port 21 with the blowing pressure is provided above the exhaust port 21 provided in the upper part of the heater 10. For example, the valve lid 27 is made of Al. ₂ O ₃ It is preferable to be formed of ceramics such as. The valve lid 27 is formed larger than the exhaust port 21 so as to close the upper surface of the exhaust port 21, and one end thereof is supported by the top plate 15 via a hinge 28 so as to be vertically rotatable. A heat insulating material is preferably provided around the exhaust duct 23 surrounding the valve lid 27.
[0024]
The valve lid 27 is normally closed with its own weight closing the exhaust port 21, and during forced air cooling, the balance between the pressure difference between the blowing pressure from the blowing section 20 and the exhaust pressure of the exhaust duct 23 and the weight of the valve lid 27. Is automatically pushed upward to open and close. In particular, since the valve lid 27 of the exhaust port 21 can be automatically opened and closed without using external power such as an air cylinder, the exhaust duct 23 is not formed with a gap for penetrating external power, and the exhaust duct 23 is connected to the exhaust port 21. Is airtightly connected. In this case, it is preferable that the exhaust duct 23 has a connection structure such as a bellows that can absorb the thermal expansion and contraction of the heater 10 in the vertical direction.
[0025]
Next, the operation of the vertical heat treatment apparatus having the above configuration will be described. When the transfer of the wafer w to the boat 6 is completed in the loading area, the boat 6 is moved into the processing container 2 together with the heat retaining cylinder 8 from the lower end opening (the lower end opening portion of the manifold 5) by raising the lid 7 by the elevating mechanism 9. It is carried in, and the opening is hermetically closed with the lid 7.
[0026]
Then, the inside of the processing container 2 is controlled to a predetermined pressure or degree of vacuum by decompression exhausting from the exhaust unit 4 by the exhaust system, and controlled to a predetermined processing temperature by the heater 10, and the processing gas is supplied from the gas introduction unit 3 to the processing container. 2 is introduced into the wafer 2, and a predetermined heat treatment such as a CVD process is started on the wafer w.
[0027]
During this heat treatment or after the heat treatment is completed, the inside of the heater 10 is forcibly cooled, and after the heat treatment is finished, the introduction of the treatment gas is stopped, the inside of the treatment container 2 is purged by the introduction of the inert gas, and the lid 7 is lowered to perform the treatment. The inside of the container 2 may be opened and the boat 6 may be carried out to the loading area.
[0028]
When performing the forced air cooling, the heater 10 is turned off, the exhaust blower 22 is first turned on to activate the exhaust blower 22, and then the blower blower 25 is turned on to activate the blower blower 25. Thus, the negative pressure in the exhaust duct 23 acts on the upper surface of the valve lid 27 that is closed by closing the exhaust port 21, and the lower surface of the valve lid 27 is caused by the air blown from the blower nozzle 26 of the blower duct 24. Since the positive pressure in the heater 10 acts, the blower pressure, specifically, the valve lid 27 is pushed upward by a balance between the pressure difference between the upper and lower surfaces of the valve lid 27 and the dead weight of the lid body 27, and a predetermined opening degree. Released. Thereby, the atmosphere in the heater 10 is exhausted from the exhaust port 21 to the exhaust duct 23, and the inside of the heater 10 is forcibly air-cooled.
[0029]
When the forced air cooling is terminated, it is only necessary to first turn off the blower blower 25 and then turn off the exhaust blower 22, so that the pressure difference does not act on the valve lid 27. And the exhaust port 21 is automatically closed. When the heater 10 is heated and heated, the valve lid 27 blocks the exhaust port 21, thereby preventing the heat in the heater 10 from escaping from the exhaust port 21.
[0030]
Thus, since the exhaust lid 21 is provided with the valve lid 27 that automatically opens and closes it by the air pressure, the valve lid 27 of the exhaust port 21 can be automatically opened and closed without using external power such as an air cylinder. Since there is no gap for external power penetration, even if the pressure inside the heater 10 is positive during forced air cooling, dust and hot air will not blow out from the gap for external power penetration, etc. It is possible to prevent dust and hot air from being blown out, and the atmosphere in the apparatus and the clean room can be kept clean. Further, since there is no gap for external power penetration, the atmosphere in the heater 10 can be sufficiently exhausted without sucking the outside air outside the heater, and the effect of the exhaust duct 23 can be enhanced.
[0031]
Incidentally, the temperature change during forced air cooling of the upper and lower heater temperatures of the heater 10 detected by a temperature sensor (not shown) provided in the heater 10 is as shown in FIG. The lower part of 10 takes more time to cool down than the upper part. Therefore, some of the blower nozzles 26 that protrude from the upper portion of the air duct 24 at appropriate intervals in the circumferential direction are formed to be short so as to cool the lower portion in the heater 10. However, the lower temperature lowering time, which has a slower temperature lowering time, can be advanced as much as the upper temperature lowering time, and the forced air cooling time can be shortened.
[0032]
FIG. 2 is a sectional view of a vertical heat treatment apparatus showing a second embodiment of the present invention. In the embodiment of FIG. 2, the same parts as those of the embodiment of FIG. In the embodiment of FIG. 2, a shutter 30 that opens and closes the exhaust port 21 is provided above the exhaust port 21. A metal housing 31 is provided on the top plate 15 of the outer shell 14 so as to accommodate the shutter 30 so that the shutter 30 can be opened and closed. An exhaust duct 23 is connected to the housing 31.
[0033]
The shutter 30 is formed as a lid made of, for example, quartz that covers the upper surface of the exhaust port 21 so as to be slidable in the horizontal direction. For example, a recess is provided in the upper part of the shutter 30, and the recess is preferably filled with a heat insulating material (not shown). The shutter 30 is connected to an air cylinder 32 that passes through the housing 31 and is driven to open and close the shutter 30 from the outside. The housing 31 has a gap 33 for penetrating the external power of the shutter 30.
[0034]
A pressure sensor 34 for detecting the pressure in the heater 10 at the time of forced air cooling is provided in the upper part of the heater 10, and the inside of the heater 10 is slightly negative pressure, for example, atmospheric pressure − based on the pressure detected by the pressure sensor 34. The air blower 25 of the air blowing unit 20 is configured to be controlled by the control unit 35 so as to be 30 Pa. The air cylinder 32 and the exhaust blower 22 are also configured to be controlled by the control unit 35.
[0035]
In this case, the control unit 35 first opens the shutter 30 at the start of forced air cooling, then turns on the power of the exhaust blower 22 and the power of the blower blower 25 in order, and starts the exhaust blower 22 and the blower blower 25 in order. The air blower 25 is controlled so that the pressure in the heater 10 is detected by the pressure sensor 34 so that the inside of the heater 10 has a slight negative pressure, and the increase in the negative pressure accompanying the temperature drop in the heater 10 is suppressed. Is set to increase the amount of air flow. In addition, when the forced air cooling ends, the control unit 35 first turns off the power supply of the blower blower 25 and the power supply of the exhaust blower 22 in order, and a predetermined time from when the blower blower 25 is turned off until the rotation of the blower blower 25 stops. For example, the shutter 30 is set to close after 1 minute 30 seconds.
[0036]
Next, the operation of the vertical heat treatment apparatus having the above configuration and the forced air cooling method will be described. In the vertical heat treatment apparatus, when performing forced air cooling in the heater 10 during or after the heat treatment, the heater 10 is first turned off and the shutter 30 is opened. Then, the exhaust blower 22 is turned on to activate the exhaust blower 22, and then the blower blower 25 is turned on to activate the blower blower 25. As a result, room temperature air is sent into the heater 10 and the atmosphere in the heater 10 is sucked into the exhaust duct 23 from the exhaust port 21 to start forced air cooling in the heater 10.
[0037]
During this forced air cooling, the pressure in the heater 10 is detected by the pressure sensor 34, and the blower blower 25 is controlled based on the pressure detected by the pressure sensor 34 so that the heater 10 has a slightly negative set pressure. Controlled by the unit 35. This prevents the inside of the heater 10 from becoming a positive pressure during forced air cooling, and even if there is a gap 33 for penetrating the external power of the shutter 30, dust and hot air can be prevented from blowing out from the gap 33. . Since the pressure sensor 34 is disposed at the upper portion where the positive pressure in the heater 10 is likely to be positive, the pressure in the heater 10 can be detected with high accuracy. When the forced air cooling is terminated, the blower blower 25 is first turned off, then the exhaust blower 22 is turned off, and then the shutter 30 is closed.
[0038]
In general, at the start of forced air cooling, in order to suppress the blowing of dust and hot air, the shutter 30 is first opened by an ON signal, and then the power of the exhaust blower 22 and the power of the blower blower 25 are sequentially turned on to turn on the exhaust blower 22. And the blower blower 25 are sequentially activated. However, when the blower 25 is activated and the inside of the heater 10 becomes a positive pressure, dust and hot air are blown out from the external power penetration gap 33 of the shutter 30. This is why dust is generated at the start (ON) of forced air cooling as shown in FIG.
[0039]
In order to solve this problem, it is preferable to control the exhaust blower 22 and the blower blower 25 so that the inside of the heater 10 has a negative pressure. However, if the inside of the heater 10 is simply set at a negative pressure, the amount of thermal expansion of the atmosphere in the heater decreases as the heater temperature falls, as shown by the one-dot chain line in FIG. As a result, the inside of the heater becomes difficult to cool (a temperature drop rate decreases), and the forced air cooling time becomes long.
[0040]
Therefore, in the forced air cooling method of the vertical heat treatment apparatus in the present embodiment, when the forced air cooling is started, the shutter 30 is first opened, and then the power supply of the exhaust blower 22 and the power supply of the blower blower 25 are turned on in order. And the blower 25 are sequentially activated, the pressure in the heater 10 is detected by the pressure sensor 34, and the blower 25 is controlled so that the inside of the heater 10 becomes a slight negative pressure (for example, atmospheric pressure −30 Pa). In order to suppress the increase in the negative pressure accompanying the temperature drop, the air blowing amount of the blower blower 25 is increased. According to this forced air cooling method, it is possible to prevent the inside of the heater 10 from becoming a positive pressure at the start of forced air cooling, and it is possible to prevent dust and hot air from blowing out from the gap 33 for external power penetration of the shutter 30. As shown by a solid line in FIG. 4, by decreasing the temperature drop rate accompanying the increase in the negative pressure degree by keeping the negative pressure level constant, the decrease in the cooling rate can be suppressed and the forced air cooling time can be shortened.
[0041]
In general, at the end of forced air cooling, the blower 25 and the exhaust blower 22 are first turned off in order, and then the shutter 30 is closed, in order to suppress the blowing of dust and hot air. In this case, for example, sequence control is performed such that the blower blower 25 is turned off simultaneously with the OFF signal, the exhaust blower 22 is turned off three seconds later, and the shutter 30 is closed one second later. Therefore, the timing for closing the shutter 30 is 4 seconds after the OFF signal.
[0042]
However, even if the blower blower 25 is turned off, the blower blower 25 does not stop immediately and rotates for a while due to the inertial force. If the shutter 30 is closed during the rotation, the inside of the heater 10 becomes positive pressure, and the heater Garbage and hot air are blown out from the gap of 10 such as the gap below the heater. This is why dust is generated at the end of forced air cooling (OFF) as shown in FIG.
[0043]
Therefore, in the forced air cooling method of the vertical heat treatment apparatus in the present embodiment, at the end of forced air cooling, the power supply of the blower blower 25 and the power supply of the exhaust blower 22 are first turned off in turn, and then the power supply of the blower blower 25 is turned off. The shutter 30 is closed after, for example, 1 minute and 30 seconds after a lapse of a predetermined time until the rotation of 25 stops. According to this forced air cooling method, it is possible to prevent a phenomenon in which the inside of the heater 10 becomes a positive pressure due to the inertial rotation of the blower blower 25 after the power is turned off, and blowing out dust and hot air at the end of forced air cooling. Can be prevented.
[0044]
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. is there. For example, in the above embodiment, a CVD process is exemplified as an example of the heat treatment, but the vertical heat treatment apparatus of the present invention can be applied to, for example, a diffusion process, an oxidation process, an annealing process, etc. in addition to the CVD process. is there. Moreover, in the said embodiment, although the vertical heat processing apparatus provided with the manifold in the processing container was illustrated, the vertical heat processing apparatus of this invention does not need to be provided with the manifold in the processing container. In addition to the semiconductor wafer, the object to be processed may be, for example, an LCD substrate or a glass substrate.
[0045]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0046]
(1) According to the first aspect of the present invention, a heater is provided outside the vertical processing container that accommodates a plurality of objects to be processed from below, and a heater for cooling into the heater is provided below the heater. In a vertical heat treatment device that has a blower section for sending air, an exhaust port at the top of the heater, and an exhaust duct connected to the exhaust port, a valve lid is provided at the exhaust port that automatically opens and closes it with the air pressure. Therefore, the exhaust lid valve lid can be opened and closed automatically without using external power such as an air cylinder, and there is no clearance for external power penetration. A balloon can be prevented.
[0047]
(2) According to the invention of claim 2, a heater is provided outside the vertical processing container that accommodates a plurality of objects to be processed from below, and a heater for cooling into the heater is provided below the heater. In a vertical heat treatment apparatus provided with a blower for sending air, provided with an exhaust port at the top of the heater, connected to an exhaust duct, and provided with a shutter for opening and closing the exhaust port, provided in the upper part of the heater And a control unit that controls the air blowing unit so that the inside of the heater has a slight negative pressure based on the pressure detected by the pressure sensor. Even if there is a gap for the external power penetration of the shutter, dust and hot air can be prevented from blowing out from the gap.
[0048]
(3) According to the invention of claim 3, the air blowing section includes an annular air duct provided at a lower portion of the heater, a air blower for sending air to the air duct, and an upper portion of the air duct in the circumferential direction. Since some of the air supply nozzles are formed to be short in order to cool the lower part in the heater, the lower temperature lowering time is lower than the upper part in the heater. As a result, the forced air cooling time can be shortened.
[0049]
(4) According to the invention of claim 4, the shutter of the exhaust port at the upper part of the heater installed outside the vertical processing container that accommodates a plurality of objects to be processed is opened, and exhausted by the exhaust blower. At the same time, in the method of forcibly cooling the inside of the heater by sending air into the heater from the lower part, the shutter is first opened at the start of forced air cooling, then the exhaust blower and the blower blower are started in order, and the pressure in the heater The blower is controlled so that the negative pressure becomes a slight negative pressure, and the amount of air blown from the blower blower is increased in order to suppress the increase in the negative pressure due to the temperature drop in the heater. Even if there is a gap for the external power penetration of the shutter, it is possible to prevent dust and hot air from blowing through the gap, and the temperature drop rate with the increase in negative pressure Lower can be suppressed, it can be shortened in the forced air cooling time.
[0050]
(5) According to the invention of claim 5, the shutter of the exhaust port at the upper part of the heater installed outside the vertical processing container for accommodating a plurality of objects to be processed is opened, and the exhaust blower exhausts the exhaust. At the same time, in the method of forcibly cooling the inside of the heater by sending air into the heater from the bottom with the blower blower, first turn off the blower blower and exhaust blower at the end of forced air cooling, and turn off the blower blower. Since the shutter is closed after a lapse of a predetermined time from when the blower blower stops, positive pressure in the heater due to inertial rotation of the blower blower after turning off the power can be prevented. Garbage and hot air blowout at the end can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a vertical heat treatment apparatus showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a vertical heat treatment apparatus showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic plan view showing the arrangement of blower nozzles.
FIG. 4 is a graph showing changes in heater temperature and pressure changes in the heater during forced air cooling.
FIG. 5 is a graph showing temperature changes in the upper and lower portions of the heater during forced air cooling.
FIG. 6 is a graph showing changes in the amount of dust generated during forced air cooling in a conventional vertical heat treatment apparatus.
[Explanation of symbols]
w Semiconductor wafer (object to be processed)
1 Vertical heat treatment equipment
2 processing container
20 Air blower
21 Exhaust port
22 Exhaust blower
23 Exhaust duct
24 Air duct
25 Blower
26 Blower nozzle
27 Valve lid
30 shutters
34 Pressure sensor
35 Control unit

Claims

A heater that surrounds the vertical processing container that accommodates a plurality of objects to be processed from below is installed, and a blower unit that sends cooling air into the heater is provided at the lower part of the heater. A vertical heat treatment apparatus having an exhaust port and an exhaust duct connected to the exhaust port, wherein the exhaust port is provided with a valve lid that automatically opens and closes the exhaust port by a blowing pressure.

A heater that surrounds the vertical processing container that accommodates a plurality of objects to be processed from below is installed, and a blower unit that sends cooling air into the heater is provided at the lower part of the heater. In a vertical heat treatment apparatus provided with an exhaust port, an exhaust duct connected to the exhaust port, and a shutter for opening and closing the exhaust port, a pressure sensor provided in the upper part of the heater, and a pressure detected by the pressure sensor A vertical heat treatment apparatus comprising: a control unit that controls the air blowing unit so that the inside of the heater has a slight negative pressure.

The blower section includes an annular blower duct provided at the lower part of the heater, a blower blower for sending air into the blower duct, and a blower nozzle projecting at an appropriate interval in the circumferential direction at the upper part of the blower duct. The vertical heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein some of the blower nozzles are formed to be short so as to cool a lower portion in the heater.

Open the shutter of the upper exhaust port of the heater installed outside the vertical processing container that accommodates multiple objects to be processed from below, exhaust the exhaust by the exhaust blower, and send air into the heater from the lower part by the blower blower In the method of forcibly cooling the inside of the heater, at the start of forced air cooling, the shutter is first opened, then the exhaust blower and the blower blower are started in order, and the blower blower is controlled so that the pressure in the heater becomes a negative pressure. And the forced air cooling method of the vertical heat processing apparatus characterized by increasing the ventilation volume of a ventilation blower in order to suppress the increase in the negative pressure degree accompanying the temperature fall in a heater.

Open the shutter of the upper exhaust port of the heater installed outside the vertical processing container that accommodates multiple objects to be processed from below, exhaust the exhaust by the exhaust blower, and send air into the heater from the lower part by the blower blower In the method of forcibly cooling the inside of the heater, at the end of forced air cooling, first turn off the power supply of the blower blower and the power supply of the exhaust blower in order, and then turn off the power supply of the blower blower until the rotation of the blower blower stops A forced air cooling method for a vertical heat treatment apparatus, wherein the shutter is closed after elapse of time.