KR102205384B1

KR102205384B1 - Substrate processing apparatus and cooling method of substrate

Info

Publication number: KR102205384B1
Application number: KR1020180005984A
Authority: KR
Inventors: 고유 하세가와; 도모아키 아베
Original assignee: 도쿄엘렉트론가부시키가이샤
Priority date: 2017-01-20
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2021-01-19
Also published as: KR20180086139A; CN108335998A; JP6735686B2; JP2018117103A; CN108335998B

Abstract

기판 보유 지지구에 적재된 기판을 효율적으로 냉각할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판의 냉각 방법을 제공한다.
저면이 개구된 처리 용기와,
복수매의 기판을 수평으로 보유 지지하고, 소정 간격을 갖고 연직 방향으로 적재 가능한 기판 보유 지지구와,
해당 기판 보유 지지구를 승강시켜, 상기 개구로부터 상기 기판 보유 지지구를 상기 처리 용기로부터 언로드 가능한 승강 기구와,
언로드된 상태에 있어서의 상기 기판 보유 지지구의 주위에 대향 배치되어, 상기 기판 보유 지지구의 높이의 범위를 소정의 복수의 높이 영역에서 분할한 복수의 흡기 덕트와,
상기 복수의 덕트 중, 적어도 2개와 공통되어 연통하는 적어도 하나의 배기 수단과,
해당 배기 수단과 상기 복수의 흡기 덕트의 연통을 개별적으로 개폐 가능한 복수의 밸브와,
상기 기판 보유 지지구를 하강시켜 상기 처리 용기로부터 언로드할 때, 상기 복수의 흡기 덕트에 대응하는 상기 복수의 밸브를, 상기 기판 보유 지지구의 하강으로 연동시켜 위에서 아래의 순서대로, 폐쇄에서 개방으로 순차 변화시켜 가는 제어 수단을 갖는다.A substrate processing apparatus and a method for cooling a substrate capable of efficiently cooling a substrate mounted on a substrate holding device are provided.
A processing container with an open bottom,
A substrate holding device capable of holding a plurality of substrates horizontally and stacking them in a vertical direction with predetermined intervals,
An elevating mechanism capable of lifting the substrate holding tool and unloading the substrate holding tool from the processing container through the opening;
A plurality of intake ducts arranged opposite to each other around the substrate holding tool in an unloaded state and dividing a range of heights of the substrate holding tool in a plurality of predetermined height regions;
At least one exhaust means in common and communicating with at least two of the plurality of ducts,
A plurality of valves capable of individually opening and closing communication between the exhaust means and the plurality of intake ducts,
When the substrate holding port is lowered and unloaded from the processing container, the plurality of valves corresponding to the plurality of intake ducts are interlocked with the lowering of the substrate holding port, in order from top to bottom, from closed to open. It has a control means to change.

Description

Substrate processing apparatus and substrate cooling method {SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND COOLING METHOD OF SUBSTRATE}

본 발명은 기판 처리 장치 및 기판의 냉각 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate processing apparatus and a method of cooling a substrate.

종래부터, 전방면으로부터 후방면의 기류 형성용 배기구를 향하여 가로 방향의 기류가 형성된 로딩 에어리어 내에서, 열처리로의 하방측의 언로드 위치에 있어서의 기판 지지구와 배기구 사이에, 언로드에 의해 고온으로 가열된 분위기를 흡인 배기하기 위한 열 배기용 배기구가 형성된 배기 덕트를 설치한 열처리 장치가 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).Conventionally, heating to a high temperature by unloading between the substrate support port and the exhaust port in the unloading position on the lower side of the heat treatment furnace in a loading area in which an airflow in the transverse direction is formed from the front surface toward the airflow-forming exhaust port on the rear surface. A heat treatment apparatus provided with an exhaust duct provided with an exhaust port for exhausting heat for inhaling and exhausting the resulting atmosphere is known (see, for example, Patent Document 1).

이러한 열처리 장치에 의하면, 언로드된 고온 상태의 기판 지지구 근방의 분위기는 배기 덕트로부터 배기되므로, 상방측에의 열확산이 억제되고, 가로 방향의 기류가 기판 지지구 및 웨이퍼군에 공급되어서, 열처리 후의 웨이퍼를 빠르게 강온시킬 수 있다.According to such a heat treatment apparatus, since the atmosphere in the vicinity of the unloaded high-temperature substrate support is exhausted from the exhaust duct, heat diffusion to the upper side is suppressed, and airflow in the transverse direction is supplied to the substrate support and the wafer group, and after the heat treatment The wafer can be quickly cooled.

일본 특허 공개 제2012-169367호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2012-169367

그러나, 특허문헌 1에 기재된 열 배기용 배기구는, 배기 덕트의 기판 지지구에 대향하는 면의 길이 방향 전체에 형성되어 있기 때문에, 흡인력의 손실이 크고, 반드시 충분한 열 배기를 행할 수는 없는 경우가 있다는 문제가 있었다.However, since the exhaust port for heat exhaust described in Patent Document 1 is formed in the entire length direction of the surface of the exhaust duct facing the substrate support port, the loss of suction force is large, and sufficient heat exhaust may not necessarily be performed. There was a problem.

즉, 언로드의 최초의 단계에서는, 기판 지지구의 하부가 배기구의 상부에 대향하는 것뿐이지만, 기판 지지구와 대향하지 않은 배기구의 하부에서도 상부와 마찬가지로 흡인 배기를 행하기 위하여, 배기구의 하부에서는 흡인력이 불필요하게 사용되고 있어, 그 결과, 배기구의 상부에서 충분한 열 배기를 행할 수 없는 경우가 있다는 문제가 있었다.That is, in the first stage of unloading, the lower portion of the substrate support port only faces the upper portion of the exhaust port, but in order to perform suction and exhaust similarly to the upper part of the exhaust port that does not face the substrate support port, the suction force at the lower part of the exhaust port It is used unnecessarily, and as a result, there is a problem that sufficient heat exhaust may not be performed from the upper part of the exhaust port.

또한, 기판 지지구의 하단부에는, 보온부라고 불리는 석영으로 이루어지는 열 보온성이 높은 부재가 설치되는 경우가 있고, 이러한 경우에는, 기판 지지구의 하부에 배치된 웨이퍼의 냉각에 시간을 요하고, 웨이퍼의 반출이 지연되어 버려, 생산성이 저하된다는 문제가 발생하는 경우가 있다.In addition, at the lower end of the substrate support, a member with high thermal insulation properties made of quartz called a warming unit may be installed. In this case, it takes time to cool the wafer disposed under the substrate support, and the wafer is removed. This may be delayed, resulting in a problem that productivity decreases.

그래서, 본 발명은 그러한 보온부가 설치되어 있는 경우에도, 기판 보유 지지구에 적재된 기판을 효율적으로 냉각하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 처리 장치 및 기판의 냉각 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a substrate processing apparatus and a substrate cooling method capable of efficiently cooling a substrate mounted on a substrate holding tool and improving productivity even when such a heat retention unit is provided.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 관한 열처리 장치는, 저면이 개구된 처리 용기와,In order to achieve the above object, a heat treatment apparatus according to an aspect of the present invention includes a processing container with an open bottom surface,

복수매의 기판을 수평으로 보유 지지하고, 소정 간격을 갖고 연직 방향으로 적재 가능한 기판 보유 지지구와,A substrate holding device capable of holding a plurality of substrates horizontally and stacking them in a vertical direction with predetermined intervals,

해당 기판 보유 지지구를 승강시켜, 상기 개구로부터 상기 기판 보유 지지구를 상기 처리 용기 내에 로드 및 언로드 가능한 승강 기구와,An elevating mechanism capable of lifting and lowering the substrate holding tool to load and unload the substrate holding tool into the processing container from the opening;

상기 기판 보유 지지구를 상기 처리 용기로부터 언로드된 상태에 있어서의 상기 기판 보유 지지구의 주위에 대향 배치되어, 상기 기판 보유 지지구의 높이의 범위를 소정의 복수의 높이 영역에서 분할한 흡기구를 갖는 복수의 흡기 덕트와,A plurality of intake ports which are disposed opposite to the periphery of the substrate holding tool in a state where the substrate holding tool is unloaded from the processing container, and have intake ports in which a range of the height of the substrate holding tool is divided into a plurality of predetermined height regions. With the intake duct,

상기 복수의 덕트와 공통되어 연통하는 적어도 하나의 배기 수단과,At least one exhaust means in common and communicating with the plurality of ducts,

해당 배기 수단과 상기 복수의 흡기 덕트의 연통을 개별적으로 개폐 가능한 복수의 밸브와,A plurality of valves capable of individually opening and closing communication between the exhaust means and the plurality of intake ducts,

상기 기판 보유 지지구를 하강시켜 상기 처리 용기로부터 언로드할 때, 상기 복수의 흡기 덕트에 대응하는 상기 복수의 밸브를, 상기 기판 보유 지지구의 하강으로 연동시켜 위에서 아래의 순서대로, 폐쇄에서 개방으로 순차 변화시켜 가는 제어 수단을 갖는다.When the substrate holding port is lowered and unloaded from the processing container, the plurality of valves corresponding to the plurality of intake ducts are interlocked with the lowering of the substrate holding port, in order from top to bottom, from closed to open. It has a control means to change.

본 발명에 따르면, 효율적으로 기판을 냉각할 수 있다.According to the present invention, it is possible to efficiently cool a substrate.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치를 개략적으로 나타내는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치의 기판 지지구의 일례의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치의 에어 플로우에 관한 구성을 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치의 동작을 설명하는 도면이다.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged view of an example of a substrate support of the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a configuration of an air flow of a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the operation of the heat treatment apparatus according to the embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 실시하기 위한 형태의 설명을 행한다.Hereinafter, with reference to the drawings, a description of an embodiment for carrying out the present invention is given.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)를 개략적으로 나타내는 종단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 열처리 장치(10)는, 적재대(로드 포트)(12)와, 하우징(18)과, 제어부(50)를 갖는다.1 is a longitudinal sectional view schematically showing a heat treatment apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus 10 includes a mounting table (load port) 12, a housing 18, and a control unit 50.

적재대(로드 포트)(12)는, 하우징(18)의 전방부에 설치되어 있다. 하우징(18)은, 로딩 에어리어(작업 영역)(20) 및 열처리로(40)를 갖는다. 로딩 에어리어(20)는, 하우징(18) 내의 하방에 설치되어 있고, 열처리로(40)는, 하우징(18) 내이며 로딩 에어리어(20)의 상방에 설치되어 있다. 또한, 로딩 에어리어(20)와 열처리로(40) 사이에는, 베이스 플레이트(19)가 설치되어 있다.The mounting table (load port) 12 is provided in the front part of the housing 18. The housing 18 has a loading area (working area) 20 and a heat treatment furnace 40. The loading area 20 is installed below the housing 18, and the heat treatment furnace 40 is installed in the housing 18 and above the loading area 20. In addition, a base plate 19 is provided between the loading area 20 and the heat treatment furnace 40.

열처리로(40)는, 기판(웨이퍼 W)을 열처리하기 위한 처리로이며, 예를 들어 전체로서, 세로로 긴 형상을 갖고 구성되어도 된다. 열처리로(41)는 반응관(41)과, 히터(가열 장치)(42)를 구비한다.The heat treatment furnace 40 is a treatment furnace for heat treatment of the substrate (wafer W), for example, and may be configured to have a vertically elongated shape as a whole. The heat treatment furnace 41 includes a reaction tube 41 and a heater (heating device) 42.

반응관(41)은, 웨이퍼 W를 수용하고, 수용한 웨이퍼 W에 열처리를 실시하기 위한 처리 용기이다. 반응관(41)은, 예를 들어 석영제이며, 세로로 긴 형상을 갖고 있으며, 하단에 개구(43)가 형성되어 있다. 히터(가열 장치)(42)는, 반응관(41)의 주위를 덮도록 설치되어 있고, 반응관(41) 내를 소정의 온도, 예를 들어 100℃ 내지 1200℃에서 가열 제어 가능하다.The reaction tube 41 is a processing container for accommodating the wafer W and performing heat treatment on the accommodated wafer W. The reaction tube 41 is made of quartz, for example, has a vertically elongated shape, and an opening 43 is formed at the lower end. The heater (heating device) 42 is provided so as to cover the periphery of the reaction tube 41, and the inside of the reaction tube 41 can be heated and controlled at a predetermined temperature, for example, from 100°C to 1200°C.

열처리로(40)에서는, 예를 들어 반응관(41) 내에 수용된 웨이퍼 W에 처리 가스를 공급하고, CVD(Chemical Vapor deposition)나, ALD(Atomic Layer Deposition) 등의 성막 처리를 행한다.In the heat treatment furnace 40, for example, a processing gas is supplied to the wafer W accommodated in the reaction tube 41, and film forming processes such as CVD (Chemical Vapor Deposition) or ALD (Atomic Layer Deposition) are performed.

베이스 플레이트(19)는, 열처리로(40)의 후술하는 반응관(41)을 설치하기 위한 예를 들어 SUS제의 베이스 플레이트이며, 반응관(41)을 하방으로부터 상방에 삽입하기 위한 도시되지 않은 개구부가 형성되어 있다.The base plate 19 is, for example, a base plate made of SUS for installing the reaction tube 41 to be described later of the heat treatment furnace 40, and is not shown for inserting the reaction tube 41 from the bottom to the top. Openings are formed.

적재대(로드 포트)(12)는, 하우징(18) 내에의 웨이퍼 W의 반입 반출을 행하기 위한 것이다. 적재대(로드 포트)(12)에는, 수납 용기(13)가 적재되어 있다. 수납 용기(13)는, 전방면에 도시되지 않은 덮개를 착탈 가능하게 구비한, 복수매 예를 들어 25매 정도의 웨이퍼를 소정의 간격으로 수용하는 밀폐형 수납 용기(FOUP)이다.The mounting table (load port) 12 is for carrying in and carrying out the wafer W into the housing 18. The storage container 13 is mounted on the mounting table (load port) 12. The storage container 13 is an airtight storage container (FOUP) that accommodates a plurality of, for example, about 25 wafers at predetermined intervals, provided with a lid (not shown) detachably on the front surface.

또한, 적재대(12)의 하방에는, 후술하는 이동 탑재 기구(27)에 의해 이동 탑재된 웨이퍼 W의 외주에 설치된 노치를 한 방향으로 정렬시키기 위한 정렬 장치(얼라이너)(15)가 설치되어 있어도 된다.Further, below the mounting table 12, an alignment device (aligner) 15 for aligning a notch installed on the outer periphery of the wafer W mounted movably by a moving mounting mechanism 27 described later in one direction is provided. You may have it.

로딩 에어리어(작업 영역)(20)는, 수납 용기(13)와 후술하는 기판 지지구(24) 사이에서 웨이퍼 W의 이동 탑재를 행하고, 기판 지지구(24)를 열처리로(40) 내에 반입(로드)하고, 기판 지지구(24)를 열처리로(40)로부터 반출(언로드)하기 위한 것이다. 로딩 에어리어(20)에는, 도어 기구(21), 셔터 기구(22), 덮개(23), 기판 지지구(24), 베이스(25a, 25b), 승강 기구(26) 및 이동 탑재 기구(27)가 설치되어 있다.The loading area (working area) 20 moves and mounts the wafer W between the storage container 13 and the substrate support 24 to be described later, and carries the substrate support 24 into the heat treatment furnace 40 ( Load), and to carry out (unload) the substrate support 24 from the heat treatment furnace 40. In the loading area 20, the door mechanism 21, the shutter mechanism 22, the cover 23, the board|substrate support tool 24, the bases 25a, 25b, the lifting mechanism 26, and the moving mounting mechanism 27 Is installed.

도어 기구(21)는, 수납 용기(13, 14)의 덮개를 떼어내어 수납 용기(13, 14) 내를 로딩 에어리어(20) 내에 연통 개방하기 위한 것이다.The door mechanism 21 is for removing the lids of the storage containers 13 and 14 to communicate and open the interior of the storage containers 13 and 14 into the loading area 20.

셔터 기구(22)는, 로딩 에어리어(20)의 상방에 설치되어 있다. 셔터 기구(22)는, 덮개(23)를 개방했을 때에, 후술하는 열처리로(40)의 개구(43)로부터 고온의 로 내의 열이 로딩 에어리어(20)에 방출되는 것을 억제 내지 방지하기 위하여 개구(43)를 덮도록 설치되어 있다.The shutter mechanism 22 is provided above the loading area 20. When the cover 23 is opened, the shutter mechanism 22 is opened to suppress or prevent heat in the high-temperature furnace from being released to the loading area 20 from the opening 43 of the heat treatment furnace 40 to be described later. It is installed to cover (43).

덮개(23)는, 보온통(28) 및 회전 기구(29)를 갖는다. 보온통(28)은, 덮개(23) 상에 설치되어 있다. 보온통(28)은, 기판 지지구(24)가 덮개(23)측과의 전열에 의해 냉각되는 것을 방지하고, 기판 지지구(24)를 보온하기 위한 것이다. 보온통(28)은, 석영으로 이루어지고, 열의 보온 효과가 매우 높다. 따라서, 기판 지지구(24)에 웨이퍼 W를 적재하고, 반응관(41) 내에 열처리를 행한 경우, 보온통(28)의 바로 위의 웨이퍼 W가 가장 고온이 되어 있는 경우가 있다. 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)에서는, 그러한 기판 지지구(24)의 하부에 적재된 웨이퍼 W의 온도가 가장 높아지고 있는 경우에, 효율적으로 하부의 웨이퍼 W를 냉각하는 열처리 장치(10)에 대해 설명한다. 또한, 기판 지지구(24)의 하부의 웨이퍼 W를 효율적으로 냉각하는 기구의 상세한 설명은, 후술한다.The cover 23 has a thermal insulation container 28 and a rotation mechanism 29. The thermal insulation tube 28 is provided on the cover 23. The thermal insulation tube 28 is for preventing the substrate support 24 from being cooled by heat transfer to the lid 23 side, and keeps the substrate support 24 warm. The thermal insulation tube 28 is made of quartz and has a very high thermal insulation effect. Therefore, when the wafer W is mounted on the substrate support 24 and heat treatment is performed in the reaction tube 41, the wafer W immediately above the heat insulating tube 28 may be at the highest temperature. In the heat treatment apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, a heat treatment apparatus 10 that efficiently cools the lower wafer W when the temperature of the wafer W loaded under the substrate support 24 is the highest. ). In addition, a detailed description of the mechanism for efficiently cooling the wafer W under the substrate support 24 will be described later.

회전 기구(29)는, 덮개(23)의 하부에 설치되어 있다. 회전 기구(29)는, 기판 지지구(24)를 회전하기 위한 것이다. 회전 기구(29)의 회전축은 덮개(23)를 기밀하게 관통하고, 덮개(23) 상에 배치된 도시되지 않은 회전 테이블을 회전하도록 설치되어 있다.The rotation mechanism 29 is provided under the lid 23. The rotation mechanism 29 is for rotating the substrate support 24. The rotation shaft of the rotation mechanism 29 airtightly penetrates the cover 23 and is provided to rotate a rotary table (not shown) disposed on the cover 23.

승강 기구(26)는, 기판 지지구(24)의 로딩 에어리어(20)로부터 열처리로(40)에 대한 반입, 반출 시에, 덮개(23)를 승강 기동한다. 그리고, 승강 기구(26)에 의해 상승시킬 수 있는 기판 지지구(24)가 열처리로(40) 내에 반입되어 있을 때에, 덮개(23)는, 개구(43)에 맞닿아 있고 개구(43)를 밀폐하도록 설치되어 있다. 그리고, 덮개(23)에 적재되어 있는 기판 지지구(24)는, 열처리로(40) 내에 웨이퍼 W를 수평면 내에서 회전 가능하게 보유 지지할 수 있다.The lifting mechanism 26 lifts and starts the lid 23 at the time of carrying in or carrying out the heat treatment furnace 40 from the loading area 20 of the substrate support 24. And, when the board|substrate support tool 24 which can be raised by the raising/lowering mechanism 26 is carried into the heat treatment furnace 40, the cover 23 abuts the opening 43 and opens the opening 43. It is installed to be sealed. Further, the substrate support 24 mounted on the lid 23 can hold the wafer W in the heat treatment furnace 40 so as to be rotatable in a horizontal plane.

도 2는, 기판 지지구(24)를 확대해 도시된 도면이다. 기판 지지구(24)는, 각 웨이퍼 W를 수평으로 보유 지지한 상태에서, 소정 간격을 갖고 연직 방향으로 적재하여 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지 수단이다. 기판 지지구(24)는, 예를 들어 석영제이며, 대구경, 예를 들어 직경 300㎜의 웨이퍼 W를 수평 상태에서 상하 방향으로 소정의 간격(피치 폭)으로 탑재하게 되어 있다. 기판 지지구(24)는, 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 천장판(30)과 저판(31) 사이에 복수개 예를 들어 3개의 지주(32)를 개재 설치하여 이루어진다. 지주(32)에는, 웨이퍼 W를 보유 지지하기 위한 갈고리부(33)가 설치되어 있다. 또한, 지주(32)와 함께 보조 기둥(34)이 적절히 설치되어 있어도 된다.2 is an enlarged view of the substrate support 24. The substrate holding tool 24 is a wafer holding means for holding and holding each wafer W in a vertical direction at predetermined intervals while holding the wafers W horizontally. The substrate support 24 is made of quartz, for example, and a wafer W having a large diameter, for example 300 mm in diameter, is mounted in a horizontal state at a predetermined interval (pitch width) in the vertical direction. The substrate support 24 is formed by interposing a plurality of, for example, three pillars 32 between the ceiling plate 30 and the bottom plate 31, as shown in FIG. 2, for example. The support|pillar 32 is provided with the claw part 33 for holding the wafer W. In addition, the auxiliary pillar 34 may be appropriately provided together with the pillar 32.

도 3은, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)의 에어 플로우에 관한 구성을 도시된 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 로딩 에어리어(20) 내에는, 상단 덕트(60), 중단 덕트(61), 하단 덕트(62)와, 합류 덕트(63, 64)와, 분출 덕트(65, 66)와, 개폐 밸브(70 내지 72)와, 배기 팬(80 내지 83)과, 열 교환기(90 내지 92)와, FFU(팬·필터·유닛)(100)와, 매스 플로우 컨트롤러(110)와, 조정 밸브(120 내지 123)와, 밸브(130)와, 차압계(140, 141)와, 산소 농도계(150)와, 배기 덕트(160)를 갖는다. 또한, 도 1과 마찬가지로, 승강 기구(26), 회전 기구(29), 보온통(28), 기판 지지구(24), 웨이퍼 W가 도시되어 있다.3 is a diagram showing the configuration of the air flow of the heat treatment apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. As shown in Fig. 3, in the loading area 20, the upper duct 60, the middle duct 61, the lower duct 62, the confluence ducts 63 and 64, and the ejection ducts 65 and 66 Wow, on-off valves 70 to 72, exhaust fans 80 to 83, heat exchangers 90 to 92, FFU (fan filter unit) 100, mass flow controller 110, It has adjustment valves 120-123, valve 130, differential pressure gauges 140, 141, oxygen concentration meters 150, and exhaust duct 160. In addition, as in FIG. 1, the lifting mechanism 26, the rotating mechanism 29, the thermal insulation container 28, the substrate support tool 24, and the wafer W are shown.

로딩 에어리어(20) 내의 기판 지지구(24)가 언로드하여 하강한 위치의 주위에는, 웨이퍼 W의 측면에 대향하도록, 상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)(이하, 생략하여 「덕트(60 내지 62)」라고 칭해도 되는 것으로 함)가 설치된다. 덕트(60 내지 62)는, 언로드하도록 하강한 상태의 기판 지지구(24)의 높이의 범위를 분할하고, 각각의 높이 영역을 커버하도록, 상단, 중단, 하단과 분할하여 상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)의 흡인구(60a, 61a, 62a)가 각각 설치된다. 덕트(60 내지 62)는, 전부 흡기 덕트로 구성되고, 배기 팬(81, 82, 83, 101)과 연통하여, 배기 팬(81, 82, 83, 101)의 배기에 의해, 덕트(60 내지 62)로부터 흡기된다. 덕트(60 내지 62)는, 가열된 웨이퍼 W의 열을 흡인하고, 웨이퍼 W를 신속히 냉각하기 위한 냉각 기구로서 기능한다.The upper duct 60, the middle duct 61, and the lower duct 62 (hereinafter, referred to as the upper duct 60, the middle duct 61), and the lower duct 62 (hereinafter, referred to as the upper duct 60, the middle duct 61), and the lower duct 62 (hereinafter, referred to as the upper duct 60, the middle duct 61), and the lower duct 62 (hereinafter, referred to as It is omitted and may be referred to as "ducts 60 to 62") is provided. The ducts 60 to 62 divide the range of the height of the substrate support 24 in a lowered state so as to be unloaded, and to cover each height area, the upper duct 60 is divided into upper, middle, and lower ends, The suction ports 60a, 61a, 62a of the middle duct 61 and the lower duct 62 are provided, respectively. The ducts 60 to 62 are all composed of an intake duct, communicate with the exhaust fans 81, 82, 83, 101, and are exhausted by the exhaust fans 81, 82, 83, 101, 62). The ducts 60 to 62 absorb heat from the heated wafer W and function as a cooling mechanism for rapidly cooling the wafer W.

또한, 덕트(60 내지 62)로부터, 냉기를 분사하여 웨이퍼 W를 냉각하는 것도 가능하지만, 냉기를 분사하면, 파티클이 날아 올라가고, 웨이퍼 W 상에 실려 버릴 우려가 있다. 따라서, 파티클을 날아 올라가게 하지 않고, 웨이퍼 W를 깨끗한 상태로 냉각하기 위하여, 덕트(60 내지 62)는 흡기 덕트로 구성되어 있다.It is also possible to cool the wafer W by spraying cold air from the ducts 60 to 62, but when the cold air is sprayed, there is a fear that particles will fly up and be carried on the wafer W. Accordingly, in order to cool the wafer W in a clean state without causing particles to fly up, the ducts 60 to 62 are constituted by intake ducts.

상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)는, 전부 기판 지지구(24)의 언로드 위치의 주위에 흡기구(60a 내지 62a)가 대향하게 설치되지만, 기판 지지구(24)의 근방에 설치되는 한, 수평면 상에서의 배치 위치는 상관하지 않는다. 도 3의 예에 있어서는, 상단 덕트(60)의 흡기구(60a)와 중단 덕트(61)의 흡기구(61a)가 상면에서 보았을 때에 동일 위치에 설치되지만, 하단 덕트(62)의 흡기구(62a)는, 흡기구(60a, 61a)와 반대측의 위치에 설치되어 있다. 이와 같이, 덕트(60 내지 62)의 흡기구(60a 내지 62a)는, 기판 지지구(24)에 접근한 위치에 설치되는 한, 그 평면적 위치는 상관하지 않는다. 따라서, 도 3과는 상이하고, 중단 덕트(61)의 흡기구(61a)와 하단 덕트(62)의 흡기구(62a)가 동일한 평면 위치에 배치되고, 상단 덕트(61)의 흡기구(60a)가 다른 위치에 배치되는 구성이어도 된다.The upper duct 60, the middle duct 61, and the lower duct 62 are all provided with intake ports 60a to 62a facing each other around the unloaded position of the substrate support 24, but the substrate support 24 As long as it is installed in the vicinity of, the position on the horizontal plane does not matter. In the example of FIG. 3, the intake port 60a of the upper duct 60 and the intake port 61a of the middle duct 61 are provided at the same position when viewed from the top, but the intake port 62a of the lower duct 62 is , It is provided at a position opposite to the intake ports 60a and 61a. In this way, as long as the intake ports 60a to 62a of the ducts 60 to 62 are provided at a position close to the substrate support 24, their planar position does not matter. Therefore, it is different from FIG. 3, and the intake port 61a of the middle duct 61 and the intake port 62a of the lower duct 62 are disposed in the same plane position, and the intake port 60a of the upper duct 61 is different. It may be a configuration arranged at a position.

상단 덕트(60), 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)는, 기판 지지구(24)의 높이의 범위를 분할하여 커버하도록 설치되지만, 높이 방향에 있어서, 겹치는 영역이 있어도 된다. 예를 들어, 상단 덕트(60)의 흡기구(60a)와 중단 덕트(61)의 흡기 덕트(61a)는, 동일한 평면 위치에서 겹치도록 설치되어 있기 때문에, 양자는 명확하게 높이 영역이 구분되지만, 대향하여 배치되는 하단 덕트(62)의 흡기구(62a)는, 중단 덕트(61)의 흡기구(61a)가 커버하는 높이 영역과 일부 겹치도록 설치되어 있어도 된다. 즉, 중단 덕트(61)의 흡기구(61a)의 하부와, 하단 덕트(62)의 흡기구(62a)의 상부란, 높이 방향에 있어서 서로 일부 겹쳐 있어도, 전혀 문제는 없다.The upper duct 60, the middle duct 61, and the lower duct 62 are provided so as to divide and cover the range of the height of the substrate support 24, but there may be overlapping regions in the height direction. For example, since the intake port 60a of the upper duct 60 and the intake duct 61a of the middle duct 61 are provided so as to overlap at the same plane position, the height areas are clearly separated, but the large The intake port 62a of the lower duct 62 disposed facing may be provided so as to partially overlap the height region covered by the intake port 61a of the middle duct 61. That is, even if the lower part of the intake port 61a of the middle duct 61 and the upper part of the intake port 62a of the lower duct 62 overlap each other in the height direction, there is no problem at all.

하단 덕트(62)의 흡기구(62a)는, 기판 지지구(24)에 웨이퍼 W가 보유 지지되어 있는 영역 뿐만 아니라, 보온통(28)의 부분까지 커버하도록 설치되어 있어도 된다. 냉각 대상은, 정확하게는 기판 지지구(24)가 아니고 웨이퍼 W이지만, 석영으로 이루어지는 보온통(28)은, 언로드되어 반응관(41)으로부터 나와도, 상당의 열을 보유 지지하고 있다. 따라서, 웨이퍼 W의 부분만을 냉각해도, 보온통(28)으로부터 바로 위의 하부의 웨이퍼 W가 열을 받아 버려, 웨이퍼 W의 냉각이 효율적으로 행해지지 않는 경우도 있을 수 있으므로, 필요에 따라, 보온통(28)에 대향하는 부분에도, 흡기구(62a)를 설치하는 구성으로 해도 된다. 단, 보온통(28)까지 커버하도록 흡기구(62a)를 설치하는 것은 필수적이지 않고, 용도에 따라 채용해도 된다.The intake port 62a of the lower duct 62 may be provided so as to cover not only the region in which the wafer W is held by the substrate support 24, but also the portion of the thermal insulation tube 28. The object to be cooled is not the substrate support 24, but the wafer W, but the thermal insulation tube 28 made of quartz retains considerable heat even when it is unloaded and exits the reaction tube 41. Therefore, even if only a portion of the wafer W is cooled, the lower wafer W immediately above the heat insulation tank 28 receives heat, and cooling of the wafer W may not be performed efficiently. Therefore, if necessary, the heat insulation tank ( 28) may also be provided with an intake port 62a. However, it is not essential to provide the intake port 62a so as to cover the thermal insulation container 28, and may be employed depending on the application.

중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)의 내부에는, 개폐 밸브(70, 71)가 설치된다. 개폐 밸브(70, 71)는, 덕트(61, 62)의 유로를 막기 위한 개폐 수단이며, 언로드의 개시시에는, 개폐 밸브(70, 71)를 폐쇄하고, 기판 지지구(24)가 하강하여 중단 덕트(61)의 흡기구(61a)의 흡인력이 미치는 범위에 달했을 때에 개폐 밸브(70)를 개방하고, 또한 기판 지지구(24)가 하강하여 하단 덕트(62)의 흡기구(62a)의 흡인력이 미치는 범위에 달했을 때에 개폐 밸브(71)를 개방한다는 제어를 행한다. 이에 따라, 배기 팬(80 내지 83)의 흡인력을 불필요하게 사용하지 않고, 기판 지지구(24)가 냉각 효과가 있는 범위에 도달했을 때에 중단 덕트(71) 및 하단 덕트(72)의 흡인 동작을 행하게 할 수 있다. 또한, 그 제어 및 운전 방법의 상세에 대해서는 후술한다.On/off valves 70 and 71 are provided inside the middle duct 61 and the lower duct 62. The on/off valves 70 and 71 are open/close means for blocking the flow path of the ducts 61 and 62, and at the start of unloading, the on/off valves 70 and 71 are closed, and the substrate support 24 is lowered. When the suction force of the intake port 61a of the middle duct 61 reaches the range where the suction force reaches the range, the opening/closing valve 70 is opened, and the substrate support 24 is lowered so that the suction force of the suction port 62a of the lower duct 62 is reduced. When the range is reached, control is performed to open the on-off valve 71. Accordingly, the suction operation of the middle duct 71 and the lower duct 72 is prevented when the substrate support 24 reaches a range in which the cooling effect is reached without unnecessary use of the suction force of the exhaust fans 80 to 83. Can be done. In addition, the details of the control and operation method will be described later.

또한, 필요에 따라, 상단 덕트(60)의 내부에, 개폐 밸브(73)를 설치해도 된다. 상단 덕트(60) 내의 개폐 밸브(73)는, 필요에 따라 설치되어도 되며, 있어도 없어도 된다. 또한, 도 3에서는, 상단 덕트(60) 내의 상부에 개폐 밸브(73)가 설치되어 있지만, 용도에 따라 다양한 위치에 설치할 수 있다.Further, if necessary, an on-off valve 73 may be provided inside the upper duct 60. The on-off valve 73 in the upper duct 60 may be provided as necessary, or may or may not be present. In addition, in FIG. 3, although the on-off valve 73 is provided in the upper part of the upper duct 60, it can install in various positions according to a use.

또한, 개폐 밸브(70, 71)는, 덕트(61, 62)의 유로 차단과 개방을 전환할 수 있으면, 일반적인 밸브를 포함하는 다양한 개폐 수단을 사용할 수 있다. 또한, 개폐 밸브(70, 71)의 개폐 동작은, 제어부(50)가 개폐 밸브(70, 71)를 제어하여 행한다.In addition, the on-off valves 70 and 71 can use various opening/closing means including general valves as long as the flow path blocking and opening of the ducts 61 and 62 can be switched. In addition, the opening/closing operation of the on/off valves 70 and 71 is performed by the control unit 50 controlling the on/off valves 70 and 71.

배기 팬(80 내지 83)은, 덕트(60 내지 62)를 통해 열을 배기하기 위한 배기 수단이다. 배기 팬(80 내지 83)은, 덕트(60 내지 62)에 연통하여 설치되지만, 각 배기 팬(80 내지 82)에 의해, 배기 범위가 상이하다.The exhaust fans 80 to 83 are exhaust means for exhausting heat through the ducts 60 to 62. The exhaust fans 80 to 83 are provided in communication with the ducts 60 to 62, but the exhaust ranges are different depending on the exhaust fans 80 to 82.

배기 팬(80)은, 로딩 에어리어(20) 내의 N₂를 효과적으로 배기시키고, 로딩 에어리어(20)의 내부를 대기의 상태로 한다. 로딩 에어리어(20) 내를 대기로 치환하는 경우에는, 조정 밸브(120, 121, 122)를 OPEN(개방)으로 한다.The exhaust fan 80 effectively exhausts N ₂ in the loading area 20 and makes the inside of the loading area 20 atmospheric. When the inside of the loading area 20 is replaced with the atmosphere, the adjustment valves 120, 121 and 122 are made OPEN (open).

배기 팬(81)은, 배기 팬(80)과 마찬가지로, 합류 덕트(63)에 설치되지만, 배기 팬(80)보다도 하류측에 설치된다. 배기 팬(80)에 대기 치환하는 경우, 조정 밸브(120, 121, 122)를 OPEN(개방)으로 하고, 배기 팬(81, 82)은 멈추게 하여 운용한다.The exhaust fan 81 is installed in the confluence duct 63 like the exhaust fan 80, but is installed downstream of the exhaust fan 80. In the case of air substitution in the exhaust fan 80, the control valves 120, 121, 122 are made OPEN (open), and the exhaust fans 81 and 82 are stopped and operated.

덕트(62, 63) 내에는, 필요에 따라 열 교환기(91)가 설치된다. 열 교환기(90)는, 흡인된 열을 냉각시키고, 냉각된 가스를 배기 팬(81, 82)에 공급한다. 이에 따라, 열흡수, 냉각의 효과를 더 높일 수 있다. 또한, 열 교환기(90)는, 용도에 따라 다양한 열 교환기(90)를 선택하여 사용할 수 있다.In the ducts 62 and 63, a heat exchanger 91 is provided as necessary. The heat exchanger 90 cools the sucked heat and supplies the cooled gas to the exhaust fans 81 and 82. Accordingly, it is possible to further increase the effect of heat absorption and cooling. In addition, the heat exchanger 90 can be used by selecting various heat exchangers 90 according to the purpose.

배기 팬(82)은, 하단 덕트(62)를 배기하기 위한 배기 수단이다. 배기 팬(82)은, 기판 지지구(24)가 하단 덕트(62)의 흡인구(62a)의 흡인력이 미치는 범위에 도달했을 때에 처음으로 동작시켜도 되고, 처음부터 동작시켜 두고, 개폐 밸브(71)를 폐쇄로 하여 대기하고, 기판 지지구(24)가 흡인구(62a)에 접근했을 때에 개폐 밸브(71)를 개방으로 하도록 구성해도 된다. 또한, 배기 팬(82)은, 배기 팬(81)과 마찬가지의 구성 및 기능을 갖는 배기 팬을 사용해도 되고, 하단 덕트(62)의 사이즈에 따라, 배기 팬(81)과 다른 배기 팬(82)을 사용해도 된다. 배기 팬(82)의 상류측에는, 필요에 따라, 열 교환기(91)를 설치해도 된다. 그 기능은, 열 교환기(90)와 마찬가지이므로, 그 설명을 생략한다.The exhaust fan 82 is an exhaust means for exhausting the lower duct 62. The exhaust fan 82 may be operated for the first time when the substrate support 24 reaches a range in which the suction force of the suction port 62a of the lower duct 62 extends, or is operated from the beginning, and the on/off valve 71 ) May be closed, and the on-off valve 71 may be opened when the substrate support 24 approaches the suction port 62a. In addition, the exhaust fan 82 may be an exhaust fan having the same configuration and function as the exhaust fan 81, and depending on the size of the lower duct 62, the exhaust fan 82 different from the exhaust fan 81 ) Can also be used. A heat exchanger 91 may be provided on the upstream side of the exhaust fan 82 as necessary. Since its function is the same as that of the heat exchanger 90, its description is omitted.

배기 팬(83)은, 상단 덕트(60) 내에 설치된 상단 덕트(60)의 전용 배기 팬이다. 배기 팬(83)은, 배기 팬(81)의 보조 팬으로 설치되어 있다. 상단 덕트(60)는, 언로드 시의 처음부터 마지막까지 동작하고 있고, 큰 배기력을 장시간 지속하는 것이 요구되기 때문에, 상단 덕트(60)만을 배기하는 배기 팬(83)을 필요에 따라 설치해도 된다. 또한, 열 교환기(92)를 필요에 따라 설치해도 되는 점은, 다른 열 교환기(90, 91)와 동일하다. 또한, 그 기능도 열 교환기(90, 91)와 마찬가지이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.The exhaust fan 83 is a dedicated exhaust fan for the upper duct 60 provided in the upper duct 60. The exhaust fan 83 is provided as an auxiliary fan of the exhaust fan 81. The upper duct 60 is operated from the beginning to the end at the time of unloading, and since it is required to sustain a large exhaust power for a long time, an exhaust fan 83 that exhausts only the upper duct 60 may be installed as necessary. . In addition, the point that the heat exchanger 92 may be installed as necessary is the same as the other heat exchangers 90 and 91. In addition, since its function is also the same as that of the heat exchangers 90 and 91, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 도 3에 도시된 배기 팬(80 내지 83)의 배치는 일례이며, 덕트(60 내지 62)의 전부에 연통되는 배기 팬을 1개 이상 설치해도 된다. 배기 팬(80 내지 83)은, 덕트(60 내지 62) 중 적어도 2개와 연통하는 공통된 배기 팬(80 내지 83)이 설치되어 있으면, 다양한 배치 구성으로 할 수 있다.In addition, the arrangement of the exhaust fans 80 to 83 shown in FIG. 3 is an example, and one or more exhaust fans communicating with all of the ducts 60 to 62 may be provided. The exhaust fans 80 to 83 can have various arrangement configurations provided that common exhaust fans 80 to 83 communicating with at least two of the ducts 60 to 62 are provided.

또한, 덕트(60 내지 62)는, 3단으로 분할되는 3단 구성에 한정되는 것은 아니며, 상단 덕트(60)와 하단 덕트(62)로 기판 지지구(24)의 높이의 범위를 전부 커버하는 2단 구성이어도 되고, 중단 덕트(61)가 더 복수로 분할된 4단 이상의 구성이어도 된다. 덕트(60 내지 62)의 분할 수도, 용도에 따라 적절히 변경할 수 있다.In addition, the ducts 60 to 62 are not limited to a three-stage configuration divided into three stages, and the upper duct 60 and the lower duct 62 cover the entire height range of the substrate support 24. A two-stage configuration may be sufficient, or a configuration of four or more stages in which the middle duct 61 is further divided into a plurality may be used. The number of divisions of the ducts 60 to 62 can be appropriately changed according to the application.

또한, 필요에 따라, 상단 덕트(60)에 연통되는 분출 덕트(65), 볼 나사 및 가이드 수납 덕트(66)를 설치해도 된다. 도 3에서, 볼 나사 및 가이드 수납 덕트(66)로부터 분출해 덕트(65)에 흐르는 기류가 발생하고, 분출 덕트(65)로부터 상단 덕트(60)에 유입하고 있다. 이와 같이, 필요에 따라, 상단 덕트(60)에 연통되는 분출 덕트(65), 볼 나사 및 가이드 수납 덕트(66)를 설치해도 된다. 또한, 분출 덕트(65)와 상단 덕트(60) 사이에는, 연통 유로의 개폐를 행하는 개폐 밸브(72)를 필요에 따라 설치해도 된다. 이에 따라, 분출 덕트(65)와 상단 덕트(60)의 연통도 상황에 따라 자유롭게 설정할 수 있다.Further, if necessary, a jet duct 65, a ball screw, and a guide storage duct 66 that communicate with the upper duct 60 may be provided. In FIG. 3, an airflow that blows out from the ball screw and guide accommodating duct 66 and flows through the duct 65 is generated, and flows into the upper duct 60 from the ejection duct 65. In this way, if necessary, the ejection duct 65, the ball screw, and the guide accommodation duct 66 communicated with the upper duct 60 may be provided. Further, between the ejection duct 65 and the upper duct 60, an on-off valve 72 for opening and closing the communication flow path may be provided as necessary. Accordingly, the communication between the ejection duct 65 and the upper duct 60 can also be freely set according to the situation.

합류 덕트(63)와 하단 덕트(62)란, 합류 덕트(64)에서 최종적으로 합류한다. 합류 덕트(64)는, FFU(100)에 접속된다. FFU(100)는, 팬과 필터가 일체화된 유닛이며, 팬(101)에서 흡인한 가스를 FFU(100)의 내부에 설치된 필터(102)로 청정화하고, 또한 팬(101)에서 외부로 분출한다. 즉, 팬(101)은, 흡인한 가스를 청정화하여 로딩 에어리어(20) 내에 수평 방향으로 공급하는 기류를 형성하고 있다.The confluence duct 63 and the lower duct 62 finally join in the confluence duct 64. The confluence duct 64 is connected to the FFU 100. The FFU 100 is a unit in which a fan and a filter are integrated, and the gas sucked from the fan 101 is purified by the filter 102 installed inside the FFU 100, and is also ejected from the fan 101 to the outside. . That is, the fan 101 forms an airflow that purifies the sucked gas and supplies it in the loading area 20 in the horizontal direction.

또한, 이들 배기 팬(80 내지 83, 101)의 배기 유량을 조정하기 위해, 매스 플로우 컨트롤러(유량 제어기)(110)와 조정 밸브(121, 122)가 하단 덕트(62) 및 합류 덕트(63)의 단부에 설치되어 있다. 이와 같이, 필요에 따라, 배기 유량을 제어하는 수단을 설치해도 된다.In addition, in order to adjust the exhaust flow rate of these exhaust fans 80 to 83 and 101, the mass flow controller (flow rate controller) 110 and the adjustment valves 121 and 122 are provided with the lower duct 62 and the confluence duct 63 It is installed at the end of. In this way, if necessary, a means for controlling the exhaust flow rate may be provided.

또한, 로딩 에어리어(20)의 전체 배기를 제어하기 위해, 조정 밸브(123), 밸브(130), 차압계(140, 141), 산소 농도계(150), 배기 덕트(160) 등을 필요에 따라 설치해도 된다. 로딩 에어리어(20) 내의 압력 및 산소 농도를 차압계(140) 및 산소 농도계(150)로 계측하고, 밸브(130)로 정상 배기의 배기량을 정하여, 조정 밸브(123)로 배기량의 조정을 행한다. 배기된 가스는 배기 덕트(160)에 배기되어, 차압계(141)로 압력을 관리하여 배기 설비의 쪽으로 배출된다.In addition, in order to control the entire exhaust of the loading area 20, an adjustment valve 123, a valve 130, a differential pressure gauge (140, 141), an oxygen concentration meter 150, an exhaust duct 160, etc. are installed as necessary. Also works. The pressure and oxygen concentration in the loading area 20 are measured by the differential pressure meter 140 and the oxygen concentration meter 150, the exhaust amount of normal exhaust is determined by the valve 130, and the exhaust amount is adjusted by the adjustment valve 123. The exhausted gas is exhausted through the exhaust duct 160, and the pressure is controlled by the differential pressure gauge 141 and discharged toward the exhaust facility.

또한, 이들 각 기기의 제어는, 제어부(50)에 의해 행해진다. 기판 지지구(24)의 언로드 시의 개폐 밸브(70 내지 72)의 개폐 제어, 배기 팬(80 내지 84, 101)의 기동 등도, 제어부(50)에 의해 행해진다.In addition, control of each of these devices is performed by the control unit 50. The control unit 50 also performs open/close control of the on/off valves 70 to 72 at the time of unloading the substrate support 24, and the activation of the exhaust fans 80 to 84 and 101.

이어서, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)의 동작에 대해 설명한다. Next, an operation of the heat treatment apparatus 10 according to the embodiment of the present invention will be described.

도 4는, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)의 동작을 설명하는 도면이다. 도 4에서는, 배기 팬(84, 85)은, 덕트(60 내지 62)의 전부에 연통하고, 전부를 공통으로 배기하는 배기 팬(84, 85)으로 구성되어 있는, 배기 팬(84, 85)은 이러한 구성이어도 된다. 다른 구성은, 도 3과 마찬가지이므로, 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 부호로 나타내며 그 설명을 생략한다.4 is a diagram for explaining the operation of the heat treatment apparatus 10 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, the exhaust fans 84 and 85 are configured of exhaust fans 84 and 85 that communicate with all of the ducts 60 to 62 and exhaust all of them in common. May be such a configuration. Other configurations are the same as those of Fig. 3, and thus the same components are denoted by the same reference numerals, and their descriptions are omitted.

도 4의 (a)는 기판 지지구(24)의 언로드 개시시의 열처리 장치(10)의 동작의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4의 (b)는 기판 지지구(24)의 언로드 도중의 열처리 장치(10)의 동작의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4의 (c)는 기판 지지구(24)의 언로드 종료 시의 열처리 장치(10)의 동작의 일례를 나타낸 도면이다. 도 4의 (a)는 언로드 개시시의 스텝 1, 도 4의 (b)는 언로드 도중의 스텝 2, 도 4의 (c)는 언로드 종료의 스텝(3)에 해당한다.4A is a view showing an example of the operation of the heat treatment apparatus 10 at the time of starting the unloading of the substrate support 24. 4B is a diagram showing an example of the operation of the heat treatment apparatus 10 during unloading of the substrate support 24. 4C is a diagram showing an example of the operation of the heat treatment apparatus 10 at the end of the unloading of the substrate support 24. FIG. 4A corresponds to step 1 at the beginning of unloading, FIG. 4B corresponds to step 2 during unloading, and FIG. 4C corresponds to step 3 at the end of unloading.

도 4의 (a)에 있어서, 언로드 개시 직후에는 기판 지지구(24) 및 보온통(28)의 온도가 약 500 내지 700℃가 되어 있다. 상단, 중단, 하단 덕트(60, 61, 62)는, 최종적으로 합류 덕트(64)에 합류하고 있는 점에서, 개폐 밸브(70, 71)를 폐쇄함으로써 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)로부터의 흡기를 행하지 않고, 상단 덕트(60)로부터의 흡기량을 증가시킬 수 있다.In Fig. 4A, immediately after the start of unloading, the temperatures of the substrate support 24 and the thermal insulation container 28 are about 500 to 700°C. Since the upper, middle, and lower ducts 60, 61 and 62 are finally joined to the confluence duct 64, the middle duct 61 and the lower duct 62 are closed by closing the on-off valves 70 and 71. It is possible to increase the amount of intake air from the upper duct 60 without performing intake air from.

도 4의 (b), (c)에 도시된 바와 같이, 도 4의 (b)의 단계에서 중단 덕트(61)로부터의 흡기를 개시하고, 도 4의 (c)의 단계에서 하단 덕트(62)로부터의 흡기를 개시한다. 도 4의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 각 덕트(60 내지 62)로부터의 흡기를 스텝에서 폐쇄에서 개방으로 전환함으로써, 효율적으로 웨이퍼 W를 냉각할 수 있고, 냉각 시간을 단축할 수 있다.As shown in (b) and (c) of FIG. 4, intake air from the middle duct 61 is started in the step of (b) of FIG. 4, and the lower duct 62 in the step of (c) of FIG. 4 Intake from) is started. 4A to 4C, by switching the intake air from each duct 60 to 62 from closed to open at a step, the wafer W can be efficiently cooled and the cooling time is shortened. can do.

이어서, 보다 상세하게 스텝마다의 열처리 장치(10)의 동작을 설명한다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 언로드 개시시에는, 기판 지지구(24)의 하단부가 반응관(41)으로부터 하강하여 나온다. 따라서, 보온통(28)은, 상단 덕트(60)의 흡인구(60a)에 도달한다. 이때에는, 개폐 밸브(70, 71)는 폐쇄가 되고, 상단 덕트(60)에서만 배기를 행한다. 개폐 밸브(70, 71)가 밸브 폐쇄되기 때문에, 배기 팬(84, 85)의 배기력은 상단 덕트(60)에 집중시킬 수 있고, 웨이퍼 W의 고온부 H를 최초로 큰 배기량으로 냉각할 수 있다. 이에 따라, 기판 지지구(24)의 하부에 배치된 고온부 H의 웨이퍼 W를 급격하게 냉각할 수 있다.Next, the operation of the heat treatment apparatus 10 for each step will be described in more detail. As shown in FIG. 4A, at the start of unloading, the lower end of the substrate support 24 descends from the reaction tube 41 and comes out. Accordingly, the heat retention tube 28 reaches the suction port 60a of the upper duct 60. At this time, the on-off valves 70 and 71 are closed, and exhaust is performed only in the upper duct 60. Since the on-off valves 70 and 71 are valve-closed, the exhaust force of the exhaust fans 84 and 85 can be concentrated in the upper duct 60, and the high temperature portion H of the wafer W can be initially cooled with a large displacement. Accordingly, it is possible to rapidly cool the wafer W of the high-temperature portion H disposed under the substrate support 24.

도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 언로드가 진행되면, 기판 지지구(24)가 더욱 하강하고, 중단 덕트(61)의 흡기구(61a)에 웨이퍼 W의 하부가 도달한다. 이때에는, 개폐 밸브(70)를 개방으로 하고, 중단 덕트(61)로부터의 배기를 개시한다. 이에 따라, 기판 지지구(24)의 하부의 웨이퍼 W는, 더욱 계속하여 냉각을 받게 된다. 또한, 상단 덕트(60)는, 계속적으로 흡인 동작을 행한다. 이에 따라, 새롭게 반응관(41)으로부터 노출되는 웨이퍼 W도 상단 덕트(60)에 의해 냉각된다.As shown in FIG. 4B, when the unloading proceeds, the substrate support 24 further descends, and the lower portion of the wafer W reaches the intake port 61a of the middle duct 61. At this time, the on-off valve 70 is opened, and exhaust air from the middle duct 61 is started. Accordingly, the wafer W under the substrate support 24 is further continuously cooled. In addition, the upper duct 60 continuously performs a suction operation. Accordingly, the wafer W newly exposed from the reaction tube 41 is also cooled by the upper duct 60.

도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 언로드가 더 진행하면, 기판 지지구(24)가 더욱 하강하고, 최하부까지 이동한다. 이때, 하단 덕트(62)의 흡기구(62a)에 대향하는 위치에 적재된 웨이퍼 W의 하부(하단 영역)가 도달한다. 이때에는, 개폐 밸브(71)를 개방으로 하고, 하단 덕트(61)로부터의 배기를 개시한다. 이에 따라, 기판 지지구(24)의 하부의 웨이퍼 W는, 더욱 계속하여 냉각을 받게 된다. 또한, 개폐 밸브(70)는 개방인 채로 되고, 상단 덕트(60) 및 중단 덕트(61)는 계속적으로 흡인 동작을 행한다. 이에 의해, 새롭게 반응관(41)으로부터 노출되는 웨이퍼 W도 상단 덕트(60)에 의해 냉각됨과 함께, 상단 덕트(60)에서 냉각된 중단의 웨이퍼 W는, 중단 덕트(61)에 의해 계속적으로 냉각된다. 또한, 기판 보유 지지구(24)의 하부에 석영으로 이루어지는 더미웨이퍼가 적재되는 경우에는, 더미웨이퍼 W의 부분이 흡기구(62a)의 대부분과 대향하고, 또한 게다가 처리 대상의 웨이퍼 W의 하단 영역의 적어도 일부가 흡기구(62a)와 대향하는 상태가 된다. 흡기구(62a)는, 처리 대상의 웨이퍼 W여도, 석영의 더미웨이퍼 W여도, 기판 지지구(24)에 적재 보유 지지된 웨이퍼 W의 보온통(28)의 바로 위의 위치에 대향하도록 배치되어, 대향 위치에 있는 웨이퍼 W를 냉각하게 된다.As shown in Fig. 4C, when the unloading proceeds further, the substrate support 24 further descends and moves to the lowermost portion. At this time, the lower portion (lower region) of the wafer W loaded at a position opposite to the intake port 62a of the lower duct 62 reaches. At this time, the on-off valve 71 is opened, and exhaust air from the lower duct 61 is started. Accordingly, the wafer W under the substrate support 24 is further continuously cooled. Further, the on-off valve 70 remains open, and the upper duct 60 and the middle duct 61 continuously perform a suction operation. Accordingly, the wafer W newly exposed from the reaction tube 41 is also cooled by the upper duct 60, and the middle wafer W cooled by the upper duct 60 is continuously cooled by the middle duct 61. do. In addition, when a dummy wafer made of quartz is mounted under the substrate holding tool 24, a portion of the dummy wafer W faces most of the intake ports 62a, and furthermore, the lower region of the wafer W to be processed is At least a part is brought into a state facing the intake port 62a. The intake port 62a is disposed so as to face a position directly above the heatsink 28 of the wafer W stacked and held by the substrate support tool 24, whether the wafer W to be processed or the dummy wafer W of quartz. The wafer W in position is cooled.

이와 같이, 본 발명의 실시 형태에 따른 열처리 장치(10)에 의하면, 보온통(28)에 접근한 기판 보유 지지구(24)의 하부의 웨이퍼 W를 가장 오래 냉각시킴과 함께, 최초의 단계에서, 보온통(28) 및 보온통(28)에 접근한 기판 보유 지지구(24)의 하부의 웨이퍼 W 냉각을 신속히 행할 수 있다. 이에 따라, 보온통(28)에 접근한 기판 보유 지지구(24)의 하부의 웨이퍼 W를 적극적으로 냉각할 수 있고, 냉각 시간을 단축할 수 있다. 또한, 전체적으로 냉각의 균형이 잡히고, 고온부 H의 냉각이 지연되어 웨이퍼 W를 배출할 수 없는 사태의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 로딩 에어리어(20) 내의 온도 상승을 저감할 수 있고, 각 구성 부품의 열부하를 저감시킬 수 있다.As described above, according to the heat treatment apparatus 10 according to the embodiment of the present invention, while cooling the wafer W under the substrate holding tool 24 approaching the thermal insulation container 28 for the longest time, in the first step, It is possible to quickly cool the wafer W in the lower portion of the thermal insulation tube 28 and the substrate holding tool 24 that has approached the thermal insulation tube 28. Accordingly, it is possible to actively cool the wafer W under the substrate holding tool 24 that has approached the thermal insulation container 28, and the cooling time can be shortened. In addition, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the overall cooling is balanced, and the cooling of the high-temperature portion H is delayed and the wafer W cannot be discharged. Further, the temperature rise in the loading area 20 can be reduced, and the thermal load of each component can be reduced.

또한, 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)의 냉각 개시의 타이밍은, 언로드 시의 기판 지지구(24)의 하강에 연동하고 있는 한, 다양한 타이밍으로 설정할 수 있다.In addition, the timing of starting the cooling of the middle duct 61 and the lower duct 62 can be set at various timings as long as it is linked to the lowering of the substrate support 24 at the time of unloading.

예를 들어, 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)의 각각 흡인력이 미치는 범위까지 도달하면,For example, when each of the middle duct 61 and the lower duct 62 reaches the range of the suction force,

즉시 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)의 배기를 개시해도 되고, 웨이퍼 W의 고온부 H가 중단 덕트(61)의 흡기구(61a) 및 하단 덕트(62)의 흡기구(62a)에 대향했을 때에 배기를 개시하게 해도 된다.Immediately, exhaust of the interruption duct 61 and the lower duct 62 may be started, and when the high temperature portion H of the wafer W faces the intake port 61a of the interruption duct 61 and the intake port 62a of the lower duct 62 You may start exhausting.

또한, 동작을 신속하게 하면, 냉각 동작의 개시 자체는 빨라지지만, 배기 팬(84, 85)의 배기력은 분산되고, 하나의 덕트(60 내지 62) 아크릴의 배기량은 작아지므로, 용도에 따라, 적절한 타이밍에 중단 덕트(60) 및 하단 덕트(61)의 냉각 동작을 개시하는 것이 바람직하다.In addition, if the operation is accelerated, the start of the cooling operation itself is accelerated, but the exhaust power of the exhaust fans 84 and 85 is dispersed, and the amount of exhaust of acrylic in one duct 60 to 62 becomes small, depending on the application, It is desirable to start the cooling operation of the middle duct 60 and the lower duct 61 at an appropriate timing.

또한, 기판 지지구(24)의 위치는, 회전 기구(29)의 회전수로부터 파악해도 되고, 별도 센서를 설치하여 검출해도 된다. 제어부(50)가, 기판 지지구(24)의 위치, 특히 고온부 H의 위치를 파악하고, 소정의 위치에서 개폐 밸브(70, 71)를 개방으로 하고, 중단 덕트(61) 및 하단 덕트(62)의 배기 동작을 개시시킴으로써, 고온부 H를 효율적으로 냉각할 수 있다.In addition, the position of the substrate support 24 may be grasped from the rotational speed of the rotation mechanism 29, or may be detected by providing a separate sensor. The control unit 50 grasps the position of the substrate support 24, in particular, the position of the high temperature portion H, opens the on-off valves 70 and 71 at a predetermined position, and the middle duct 61 and the lower duct 62 ), the high-temperature portion H can be efficiently cooled.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.As described above, preferred embodiments of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be added to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention.

10: 열처리 장치
20: 로딩 에리어
24: 기판 지지구
26: 승강 기구
28: 보온통
29: 회전 기구
40: 열처리로
41: 반응관
42: 히터
50: 제어부
60 내지 62: 덕트
60a 내지 62a: 흡기구
70 내지 72: 개폐 밸브
80 내지 85: 배기 팬
90 내지 92: 열 교환기
W: 웨이퍼
H: 고온부10: heat treatment device
20: loading area
24: substrate support
26: lifting mechanism
28: thermos
29: rotating mechanism
40: heat treatment furnace
41: reaction tube
42: heater
50: control unit
60 to 62: duct
60a to 62a: inlet
70 to 72: on-off valve
80 to 85: exhaust fan
90 to 92: heat exchanger
W: wafer
H: high temperature part

Claims

A processing container with an open bottom,
A substrate holding device capable of holding a plurality of substrates horizontally and stacking them in a vertical direction with predetermined intervals,
An elevating mechanism capable of lifting and lowering the substrate holding tool to load and unload the substrate holding tool into the processing container from the opening;
A plurality of intake ports which are disposed opposite to the periphery of the substrate holding tool in a state where the substrate holding tool is unloaded from the processing container, and have intake ports in which a range of the height of the substrate holding tool is divided into a plurality of predetermined height regions. With the intake duct,
At least one exhaust means in common and communicating with at least two of the plurality of ducts,
A plurality of valves capable of individually opening and closing communication between the exhaust means and the plurality of intake ducts,
When the substrate holding port is lowered and unloaded from the processing container, the plurality of valves corresponding to the plurality of intake ducts are interlocked with the lowering of the substrate holding port, in order from top to bottom, from closed to open. A heat treatment apparatus having a changing control means.

The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the control means changes the valve of the corresponding intake duct from closed to open when the substrate holding tool reaches one of the plurality of predetermined height regions. .

The substrate holding tool according to claim 1 or 2, wherein the substrate holding tool has a thermal insulation container made of quartz immediately below a region in which the plurality of substrates are stacked in a vertical direction,
The intake port disposed at a lower end of the plurality of intake ports is disposed to face at least a portion of a lower region of the plurality of substrates directly above the thermal insulation container.

The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the intake port disposed at an upper end of the plurality of intake ports is disposed opposite to an upper end region of the plurality of substrates.

The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the plurality of intake ports include at least three intake ports disposed at an upper end, a lower end, and an intermediate portion.

The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein at least one of the plurality of intake ports is disposed at a horizontal position different from that of the others.

The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the plurality of intake ducts merge at predetermined locations to form a confluence duct.

The heat treatment apparatus according to claim 7, wherein a heat exchanger is provided at predetermined locations in the plurality of intake ducts and in the confluence duct.

The heat treatment apparatus according to claim 8, wherein a filter is provided in the confluence duct.

The heat treatment apparatus according to claim 8, wherein the at least one exhaust means includes auxiliary exhaust means provided corresponding to the heat exchanger.

The heat treatment apparatus according to claim 1 or 2, wherein the at least one exhaust means is an exhaust fan.

A step of horizontally holding a plurality of substrates from the bottom opening of the processing container, lowering and unloading a substrate holding tool loaded in a vertical direction with a predetermined interval;
A plurality of intake ducts disposed opposite the periphery of the substrate holding port and having a plurality of intake ports for dividing and covering the height range of the substrate holding port into a plurality of predetermined height regions are interlocked with the lowering of the substrate holding port A method of cooling a substrate having a step of operating in a sequential manner.

The method according to claim 12, wherein the plurality of intake ducts communicate with a common exhaust means,
A plurality of valves for individually opening and closing the plurality of intake ducts are provided between the plurality of intake ducts and the common exhaust means,
The plurality of intake ducts are sequentially operated by sequentially opening the plurality of valves.

The method for cooling a substrate according to claim 12 or 13, wherein the timing of operating each of the plurality of intake ducts is a timing when the substrate holding tool reaches each of the plurality of predetermined height regions.