(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の被処理体を熱処理する熱処理炉と、この熱処理炉から被処理体が搬出されるローディングエリアとを有する熱処理装置において、
ローディングエリアには、水平方向に保持された被処理体に対して冷却風を供給する冷却風供給機構が設けられており、
当該冷却風供給機構は、被処理体の周辺に配置された、水平方向前方に冷却風を吹き出す多数の冷却風噴出孔が形成された、上下方向に延びる前面板と、この前面板の両側に各々上下方向に伸びるよう形成された、被処理体の周囲における互いに異なる角度位置から当該被処理体の中心に向かって指向性冷却風を供給する指向性冷却風供給口を有することを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
冷却風供給機構において、被処理体の中心から見た複数の指向性冷却風供給口の位置の角度方向が１０〜１８０度の範囲で異なることを特徴とする請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
冷却風供給機構において、複数の指向性冷却風供給口および前面板の冷却風噴出孔が共通の冷却風供給源に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
冷却風供給機構の複数の指向性冷却風供給口に係る風路に、各々、当該風路を閉じるシャッターが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項５】
冷却風供給機構は、ブロワと、このブロワよりの風が通過される清浄化フィルターとを備えていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項６】
ローディングエリアには排風路が設けられ、この排風路および通風路を介して循環風路が構成されており、この循環風路の一部に流通風を冷却する冷却器が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項７】
排風路は、その少なくとも一部がローディングエリアの上部に設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項８】
ローディングエリアに露出する露出面を有するローディングエリア内露出面部材が冷却水による冷却機構を有することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項９】
ローディングエリア内露出面部材が、ローディングエリアの壁面の一部を形成する壁部材およびドア部材並びに熱処理炉の炉口を開閉する炉口シャッターの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項１０】
ローディングエリアの上方に熱処理炉が設けられ、板状の被処理体をローディングエリアから熱処理炉に搬入すると共に、熱処理炉からローディングエリアに搬出する昇降機構を備えており、
ローディングエリアには、水平方向に保持された被処理体に対して冷却風を供給する冷却風供給機構が設けられており、
当該冷却風供給機構は、被処理体の周辺に配置された、水平方向前方に冷却風を吹き出す多数の冷却風噴出孔が形成された、上下方向に延びる前面板と、この前面板の両側に各々上下方向に伸びるよう形成された、被処理体の周囲における互いに異なる角度位置から当該被処理体の中心に向かって指向性冷却風を供給する指向性冷却風供給口を有する熱処理装置を用い、
熱処理炉内に搬入されて熱処理された被処理体を、冷却風供給機構における前面板の冷却風噴出孔および指向性冷却風供給口から冷却風を供給しながら、熱処理炉から下降させて搬出し、搬出された被処理体を前面板の冷却風噴出孔および指向性冷却風供給口からの冷却風によって冷却する冷却工程が行われることを特徴とする熱処理方法。
【請求項１１】
冷却工程に続いて、冷却風供給機構の指向性冷却風供給口からの冷却風の供給を停止して前面板の冷却風噴出孔からの冷却風のみが継続して供給される後冷却工程が行われることを特徴とする請求項１０に記載の熱処理方法。
【請求項１２】
被処理体の搬出において、当該被処理体をその面内で自転させながら熱処理炉から下降させ、更に冷却工程が終了するまでの間、当該被処理体をその面内で自転させることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハなどの板状の被処理体に対して、酸化、拡散、アニールあるいはＣＶＤなどの熱処理を行うために用いられる熱処理装置および熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造においては、被処理体である半導体ウエハに対して、例えば酸化、拡散、ＣＶＤ等の各種の熱処理が行われており、このような熱処理を行う装置として、いわゆる縦型熱処理装置が広く利用されている。
【０００３】
従来における縦型熱処理装置は、通常、装置筐体内において、下方に開口を有する縦型の熱処理炉が上方に配置されると共に、この熱処理炉の下方にローディングエリアが形成され、このローディングエリアには、ボートエレベータおよびウエハボートに対して半導体ウエハの移載を行うためのウエハ移載機構などが設けられている。ここに、ボートエレベータは、適宜の昇降駆動機構により上下方向に駆動されて、複数枚の半導体ウエハを保持するウエハボートを上昇させて熱処理炉に搬入（ロード）し、また熱処理炉から下降させて搬出（アンロード）するための機構である。
【０００４】
このような熱処理装置においては、熱処理炉で熱処理が施されたウエハボート上のウエハは、ローディングエリアにおいて例えば６０℃程度の低温となった後でなければ、ウエハ移載機構による移載を開始することはできない。
これは、アンロードされたウエハが６０℃を超えるような高温のままでカセットに挿入されると、当該カセットから発生するガスにより、ウエハが悪影響を受けるからである。
【０００５】
また、アンロードされた直後のウエハの温度は例えば６００℃程度の高温となっているのに対し、ウエハ移載機構におけるフォークなどの移載器具の温度はほとんど常温であるため、アンロードされた直後のウエハに移載器具を接触させると、ウエハにおける移載器具との接触個所が局部的に強制的に冷却されることとなり、ウエハに結晶欠陥が生ずることとなる。
【０００６】
従来、熱処理装置においては、アンロードされたウエハの冷却は、ウエハボート上におけるウエハをそのままローディングエリア内に放置して放熱させることにより行われており、ウエハの温度が移載に支障がない温度に低下するまでに相当に長い時間が必要である。
【０００７】
一方、熱処理炉からアンロードされたウエハを冷却するために、例えば、水冷式の冷却プレート上にウエハを載置して冷却する方法が知られている。しかしながら、このような方法によれば、ウエハを個々に冷却する場合には、時間的効率が小さくて実際的でなく、一方、ウエハボート上に積重されて保持された多数のウエハを一括して冷却する場合には、各ウエハの下方空間に冷却プレートを挿入することが必要であるため、装置の構造の点でも、またコストの点でも、実際的でない。
【０００８】
また、複数枚のウエハをセットとして冷却室に移動させて冷却する方法も考えられるが、同様にウエハボート上に積重されて保持された多数のウエハを一括して冷却することができず、従って、ウエハの所期の冷却を高い効率で行うことができない。
【０００９】
以上のような事情から、ローディングエリアに冷却風を供給することによってウエハを冷却する方法が考えられる。
しかしながら、そのような熱処理装置においては、アンロードされたウエハについて所要の冷却を達成するための時間が相当に短縮されるものの、所期の冷却に要する時間がなお長く、しかも、冷却風の作用により、ウエハの表面に不純物粒子（いわゆるパーティクル）が付着する現象（以下、「異物粒子付着現象」という。）が生ずることが判明した。そして、この異物粒子付着現象は、冷却風の風量を大きくすると一層顕著となることから、十分に高い冷却効率を得るために冷却風の風量を大きくすることができない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の熱処理装置においては、アンロードされたウエハの冷却を短時間のうちに高い効率で実行することができず、またウエハに異物粒子付着現象が生ずる、という問題点がある。
【００１１】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、熱処理炉からアンロードされた板状の被処理体を短時間の内に高い効率で冷却することができ、しかも、異物粒子付着現象の発生を抑止することのできる熱処理装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、熱処理炉からアンロードされた板状の被処理体を短時間の内に高い効率で冷却することができ、しかも、異物粒子付着現象の発生を抑止することのできる熱処理方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の熱処理装置は、板状の被処理体を熱処理する熱処理炉と、この熱処理炉から被処理体が搬出されるローディングエリアとを有する熱処理装置において、
ローディングエリアには、水平方向に保持された被処理体に対して冷却風を供給する冷却風供給機構が設けられており、
当該冷却風供給機構は、被処理体の周辺に配置された、水平方向前方に冷却風を吹き出す多数の冷却風噴出孔が形成された、上下方向に延びる前面板と、この前面板の両側に各々上下方向に伸びるよう形成された、被処理体の周囲における互いに異なる角度位置から当該被処理体の中心に向かって指向性冷却風を供給する指向性冷却風供給口を有することを特徴とする。
【００１３】
この熱処理装置においては、冷却風供給機構において、被処理体の中心から見た複数の指向性冷却風供給口の位置の角度方向が１０〜１８０度の範囲で異なることが好ましい。
【００１５】
更に、冷却風供給機構において、複数の指向性冷却風供給口および前面板の冷却風噴出孔が共通の冷却風供給源に接続されていることが好ましい。
また、冷却風供給機構の複数の指向性冷却風供給口に係る風路に、各々、当該風路を閉じるシャッターが設けられていることが好ましい。
【００１６】
また、冷却風供給機構は、ブロワと、このブロワよりの風が通過される清浄化フィルターとを備えていることが好ましい。
更に、ローディングエリアには排風路が設けられ、この排風路および通風路を介して循環風路が構成されており、この循環風路の一部に流通風を冷却する冷却器が設けられていることが好ましい。
そして、排風路は、その少なくとも一部がローディングエリアの上部に設けられていることが好ましい。
【００１７】
また、ローディングエリアに露出する露出面を有するローディングエリア内露出面部材が冷却水による冷却機構を有することが好ましい。ここに、ローディングエリア内露出面部材は、ローディングエリアの壁面の一部を形成する壁部材およびドア部材並びに熱処理炉の炉口を開閉する炉口シャッターの少なくとも一つとされる。
【００１８】
本発明の熱処理方法は、ローディングエリアの上方に熱処理炉が設けられ、板状の被処理体をローディングエリアから熱処理炉に搬入すると共に、熱処理炉からローディングエリアに搬出する昇降機構を備えており、
ローディングエリアには、水平方向に保持された被処理体に対して冷却風を供給する冷却風供給機構が設けられており、
当該冷却風供給機構は、被処理体の周辺に配置された、水平方向前方に冷却風を吹き出す多数の冷却風噴出孔が形成された、上下方向に延びる前面板と、この前面板の両側に各々上下方向に伸びるよう形成された、被処理体の周囲における互いに異なる角度位置から当該被処理体の中心に向かって指向性冷却風を供給する指向性冷却風供給口を有する熱処理装置を用い、
熱処理炉内に搬入されて熱処理された被処理体を、冷却風供給機構における前面板の冷却風噴出孔および指向性冷却風供給口から冷却風を供給しながら、熱処理炉から下降させて搬出し、搬出された被処理体を前面板の冷却風噴出孔および指向性冷却風供給口からの冷却風によって冷却する冷却工程が行われることを特徴とする。
【００１９】
この熱処理方法においては、冷却工程に続いて、冷却風供給機構の指向性冷却風供給口からの冷却風の供給を停止して前面板の冷却風噴出孔からの冷却風のみが継続して供給される後冷却工程が行われることが好ましい。
【００２０】
また、この熱処理方法においては、被処理体の搬出において、当該被処理体をその面内で自転させながら熱処理炉から下降させ、更に冷却工程が終了するまでの間、当該被処理体をその面内で自転させることが好ましい。
【００２１】
【作用】
本発明の熱処理装置によれば、ローディングエリアにアンロードされた高温の板状の被処理体に対し、冷却風供給機構の指向性冷却風供給口から指向性冷却風が供給されるので、基本的に、短時間の内に被処理体を、それが複数であっても一括して冷却することができると共に、複数の指向性冷却風供給口よりの指向性冷却風の流れが被処理体の中心を含む中央領域において互いに干渉することとなるため、各々の指向性冷却風の指向性が相殺または緩和されることとなり、その結果、ローディングエリアの壁面などで指向性冷却風がリバウンド（反射）されることが防止され、被処理体に異物粒子が運ばれることが防止され、被処理体における異物粒子付着現象の発生が抑止される。
【００２２】
また、本発明の熱処理方法によれば、アンロードされた被処理体には、冷却風供給機構における前面板の冷却風噴出孔からの冷却風と、指向性冷却風供給口からの指向性冷却風が供給されるため、被処理体における異物粒子付着現象を伴うことなしに、当該被処理体を、それが複数であっても一括して高い効率で冷却することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の熱処理装置の構成の一例を概略的に示す説明用断面図、図２は、図１に示す熱処理装置のローディングエリアにおけるウエハボート、熱処理炉および移載装置の状態を示す説明用斜視図、図３は、図１の熱処理装置における冷却風供給機構の説明用平面図、図４は、図１の熱処理装置における冷却風供給機構の説明用正面図、図５は、図１の熱処理装置における冷却風供給機構の指向性冷却風供給口とウエハとの関係を示す説明用平面図である。
【００２４】
図１に示されているように、この熱処理装置１０においては、装置筐体１２の内部が隔壁１３によって上下に分割されており、下部空間１２Ａにはローディングエリア１６が形成されると共に、上部空間１２Ｂ内には、下面にローディングエリア１６に通ずる開口による炉口を有する熱処理炉１４が配設されている。そして、熱処理炉１４は、内部が熱処理空間とされる反応管またはプロセスチューブ（図示せず）と、この反応管内に配置されたウエハを所定の温度に加熱するヒータ（図示せず）とを備えている。
図１において、１５は、熱処理炉１４の炉口を開閉する炉口シャッター、１７はバックドアであって、バックドア１７は、閉じた状態においてローディングエリア１６に内表面が露出されるドア部材である。
【００２５】
図２にも示されているように、ローディングエリア１６には、ボートエレベータ１８によって上下に昇降移動される載置台２０が設けられており、この載置台２０上に、保温筒２４を介してウエハボート２２が載置される。ここに、載置台２０は、上昇されてウエハボート２２が熱処理炉１４内に搬入された状態で、熱処理炉１４の下端の炉口を塞ぐ蓋として作用するものである。
ボートエレベータ１８の昇降駆動機構部分は、例えばボールネジなどによって構成される。このボートエレベータの昇降駆動機構部分は、ローディングエリア１６に隣接した領域であって、例えばボートエレベータカバーによってローディングエリア１６と区画された領域に配設される。
【００２６】
ウエハボート２２は通常石英製であって、垂立する複数の支柱２６を有し、これらの支柱２６に形成された凹溝による保持部により、複数のウエハＷが、各々が水平方向に伸びる状態で、かつ相互間に間隙を介して、上下方向に積重された状態で保持される。
【００２７】
図２において、３０は移載装置である。この移載装置３０は、回転軸３１によって上下方向および回転方向に移動可能な移載ヘッド３２を有し、この移載ヘッド３２に進退自在にフォーク３３が配設されている。この移載装置３０は、ローディングエリア１６において、ウエハボート２２と適宜のキャリアなどとの間でウエハＷを移載するものである。ローディングエリア１６には、実際上、当該移載装置３０の外に、他の装置や器具などが配置または配設され、更にそれらを覆うカバーなどが設けられるが、図１および図２において、それらの記載は省略されている。
【００２８】
装置筐体１２の下部空間１２Ａには、ローディングエリア１６の中央を向く状態で、ブロワ３８を備えた冷却風供給機構４０が設けられている。図示の冷却風供給機構４０は、図３および図４に示されているように、全体が扁平の箱状の風路形成体内に例えばヘパ（ＨＥＰＡ）フィルターよりなる清浄化フィルター４３が配設されると共に、この清浄化フィルター４３の上流側にブロワ３８が配設されて構成されている。
【００２９】
この冷却風供給機構４０は、ローディングエリア１６におけるウエハボート２２上のウエハＷの周辺において、上下方向に垂立する前面板４１を備えており、この前面板４１には、清浄化フィルター４３を通過した冷却風が水平方向前方に吹き出されるよう、多数の冷却風噴出孔４２が、当該前面板４１の全面にわたって形成されている。
【００３０】
この冷却風供給機構４０には、更に、前面板４１の左右両側において、各々、前方（図３において下方）に突出する突出風路部Ｆと、この突出風路部Ｆから屈曲して互いに接近する内方（図３において左右に接近する方向）に伸びる屈曲風路部Ｈとよりなる２つの指向性風路形成部材４４Ａおよび４４Ｂが設けられて冷却風供給機構が構成されており、これら２つの指向性風路形成部材４４Ａおよび４４Ｂの先端、すなわち各々の屈曲風路部Ｈの先端には、それぞれ、上下方向に伸びる指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂが形成されている。これらの指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂは、冷却風供給機構４０の清浄化フィルター４３の下流側に連通されており、従ってこの清浄化フィルター４３を通過した冷却風が、当該屈曲風路部Ｈにより、その伸びる方向に指向された水平方向の指向性冷却風として供給される構成とされている。
【００３１】
冷却風供給機構４０における前面板４１の冷却風噴出孔４２が形成される領域の高さ、並びに、冷却風供給機構を構成する指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂの高さは、ローディングエリア１６にアンロードされて搬出が完了した状態のウエハボート２２におけるウエハ保持領域、すなわちウエハを保持するための保持部が形成されている領域の全体をカバーすることのできる高さであることが必要であり、好ましくは、ウエハボート２２のウエハ保持領域より上部の上方領域、並びに、ウエハ保持領域より下部の下方領域をカバーするものであることが好ましい。
【００３２】
図５に示すように、これらの指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂは、いずれも、屈曲風路部Ｈが屈曲する角度方向が、ローディングエリア１６においてウエハボート２２上に保持されているウエハＷの中心Ｘを向くよう指向された状態とされており、具体的には、各々の指向方向ＤＡおよびＤＢがウエハＷの中心Ｘにおいてなす角度θ、すなわちウエハＷの中心Ｘから指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂの角度位置の差、すなわち指向方向角度差θが１０〜１８０度の範囲における適宜の大きさとなる状態とされている。この指向方向角度差θは、好ましくは３０〜１５０度の範囲であり、６０〜１２０度であることが更に好ましい。図示の例における指向方向角度差θは９０度である。
【００３３】
更に、装置筐体１２の下部空間１２Ａにおける上部および冷却風供給機構４０と対向する内壁面に添った周壁部には、通気性のスクリーン壁部材４８により排風路５０（図１参照。ただし、上部のスクリーン壁部材は省略されている。）が形成されている。
この排風路５０は、例えば下部空間１２Ａの底面に添って伸びる通風路５２を介して冷却風供給機構４０のブロワ３８に連通されており、これにより、冷却風の循環風路が形成されている。そして、この循環風路のブロワ３８に至る通風路５２には、例えば水冷式の冷却器５４が設けられている。
【００３４】
冷却風供給機構４０において、冷却風供給源であるブロワ３８により生ずる冷却風は、前面板４１の冷却風噴出孔４２からの層流冷却風と、２つの指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂからの指向性冷却風とに分かれてローディングエリア１６に供給される。このように、層流冷却風と指向性冷却風とは、共通の冷却風供給源によるものとされている。そして、指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂに通ずる分岐個所には、当該指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂに通ずる風路の各々を閉じるシャッター（図示せず）が設けられており、これにより、各指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂよりの指向性冷却風の供給を停止することができる構成とされている。
【００３５】
以上のような構成の熱処理装置においては、図２に示されているように、ローディングエリア１６において、移載装置３０により、適宜の数のウエハＷがウエハボート２２に移載されて保持され、このウエハＷがウエハボート２２と共にボートエレベータ１８により上昇されて熱処理炉１４内に搬入され、この熱処理炉１４において、ウエハＷに対して所期の熱処理が施される。
【００３６】
熱処理が完了すると、ボートエレベータ１８が下降され、これによってウエハボート２２と共にウエハＷが搬出されるが、このウエハＷの搬出の開始に先立ってブロワ３８が駆動されて冷却風供給機構４０が作動状態とされる。なお、冷却器５４は常に動作状態とされている。
【００３７】
このブロワ３８によって生ずる風は、冷却風供給機構４０の前面板４１の冷却風噴出孔４２からの冷却風がウエハＷに向かって層流冷却風として水平方向前方に吹き出されると共に、前面板４１の両側部における２つの指向性風路形成部材４４Ａおよび４４Ｂの指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂからの冷却風が、指向性冷却風としてウエハＷの中心Ｘに向かって吹き出される。
【００３８】
このように、前面板４１よりウエハＷに向かって吹き出されて供給される層流冷却風と、ウエハＷの中心Ｘに向かって吹き出される２つの指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂからの指向性冷却風とにより、熱処理炉１４から搬出される間において、更にローディングエリア１６にアンロードされた状態において、ウエハＷが冷却される。
【００３９】
すなわち、上記のようにローディングエリア１６に吹き出された冷却風は、ウエハＷの表面を流過して当該ウエハＷを冷却し、その後、スクリーン壁部材４８を介して排風路５０に入り、通風路５２を介してブロワ３８に循環されるが、この循環風路の通風路５２を通過するときに冷却器５４により冷却され、これにより得られる低温の冷却風が、ブロワ３８により、再び、冷却風供給機構４０からの冷却風としてウエハＷに供給される。
【００４０】
以上のような冷却風供給状態において、熱処理炉１４からウエハボート２２と共にウエハＷが下降されて搬出されるが、このとき、ウエハボート２２が自転するよう回転されながら下降されることが好ましく、これにより、ウエハＷの冷却を高い均一性で行うことができる。
【００４１】
そして、ウエハボート２２の搬出が完了した後、ローディングエリア１６におけるウエハＷに対して、例えば一定の時間だけ、上記の層流冷却風および指向性冷却風の両方による冷却状態が維持されて、ウエハＷの冷却工程が行われる。
更に、この冷却工程の後、指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂに係るシャッターが閉じられ、その後は、前面板４１の冷却風噴出孔４２から吹き出される層流冷却風のみが供給される後冷却工程が行われることが好ましい。
以上の冷却工程および必要に応じて行われる後冷却工程により、ウエハＷが所定の温度、例えば移載装置のフォークが接触しても不都合が生じない温度（例えば６０℃）に低下させられる。
【００４２】
また、ローディングエリア１６に係る排風路は、上記のように、下部空間１２Ａにおける上部に設けられていることが好ましく、そのような構成によれば、熱処理炉１４から搬出されたウエハボート２２およびウエハの熱によって高温の上昇気流が生ずるところ、そのような高温の空気を高い効率で排出させることができるからである。
【００４３】
而して、上記の構成による熱処理装置においては、ローディングエリア１６にアンロードされたウエハボート２２上のウエハＷに対して、冷却風供給機構４０の前面板４１からの層流冷却風による冷却に加えて、２つの指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂからの指向性冷却風による冷却が行われるため、ウエハＷは高い効率で冷却されることとなり、その結果、ウエハが複数である場合にも一括して、きわめて短時間のうちに高い効率の冷却を行うことができる。
【００４４】
しかも、指向性冷却風は、２つの指向性冷却風供給口４５Ａおよび４５Ｂにより、ウエハＷの周辺における互いに異なる角度位置から当該被処理体の中心に向かって供給されているので、これらの２つの指向性冷却風の流れは、ウエハＷの中央領域において互いに干渉して各々の指向性が相殺され、あるいは大きく緩和されるようになる。
【００４５】
その結果、指向性冷却風の風量が多く、あるいは風速が大きい状態とされた場合にも、当該冷却風が周囲の壁の内面や、その他の物体に衝突してリバンウドする程度が小さくなり、そのために、そのような冷却風の流れによって生ずるウエハＷにおける異物粒子付着現象を確実に抑止することができる。従って、弊害を伴わずに、多量の冷却風あるいは高い風速の冷却風を指向性冷却風として供給することができる。
【００４６】
これに対し、指向性冷却風供給口よりの指向性冷却風が単一の方向にのみ指向されて供給された場合には、その影響によって、ウエハＷの表面に流れる気流すなわち風に多数の異物粒子が含有されるようになり、その結果、ウエハＷにおいて異物粒子付着現象が生ずるようになる。
【００４７】
〔実験例〕
図１〜図５に示されている構成に従って構成された、冷却風供給機構（４０）を備えてなる熱処理装置（１０）により、ウエハの熱処理実験を行った。
冷却風供給機構は、前面板（４１）における冷却風噴出孔（４２）の開口率が４０％、指向性冷却風供給口（４５Ａおよび４５Ｂ）に係る角度位置の差の角度θが９０度、ブロワ（３８）容量が１０ｍ3 ／分のものであり、冷却工程では、冷却風噴出孔からは約０．３ｍ／秒の風速の層流冷却風が供給され、指向性冷却風供給口からは約４ｍ／秒の風速の指向性冷却風が供給された。
【００４８】
そして、ウエハボート２２のウエハ保持領域に直径３００ｍｍのウエハＷ３６枚を保持させ、このウエハＷをウエハボート２２と共に熱処理炉１４に搬入して温度１０００℃に加熱する熱処理を行った。
その後、冷却風供給機構を駆動させて層流冷却風および指向性冷却風が共に供給されている状態において、ウエハボートを回転数２ｒｐｍで自転させながら下降させて搬出し、搬出が完了した後も、ローディングエリア（１６）においてそのまま層流冷却風および指向性冷却風による冷却工程を行った。なお、この搬出が開始されてから完了するまでの時間は、約１分間であった。
【００４９】
更に、搬出の開始から３分間が経過した時点において、２つの指向性冷却風供給口に係るシャッターを両方共閉じて指向性冷却風の供給を停止して層流冷却風のみを供給することにより、後冷却工程を行った。
【００５０】
以上の実験の過程において、ウエハの温度を測定したところ、熱処理炉から搬出された直後の温度は６００℃であり、すべてのウエハの温度が６０℃に低下するまでに要した時間は、約３分間であった。
そして、ウエハボートの冷却風供給機構の前面板とは反対側であって、ウエハボートのウエハ保持領域の中央における空間に含有される単位容積当たりの異物粒子の数（これを「浮遊異物粒子数」という。）を測定したところ０個／立方フィートであり、すべてのウエハにおいて異物粒子付着現象の発生は認められなかった。
【００５１】
〔比較実験例１〕
冷却工程の当初から２つの指向性冷却風供給口に係るシャッターを両方とも閉じて指向性冷却風の供給を行わずに、層流冷却風のみによる冷却を行ったこと以外は上記の実験例と同様にして行った比較実験では、ウエハの温度が６０℃に低下するまでの所要時間は、約８分間であった。そして、浮遊異物粒子数を測定したところ０個／立方フィートであり、すべてのウエハにおいて異物粒子付着現象の発生は認められなかった。
【００５２】
〔比較実験例２〕
２つの指向性冷却風供給口による指向性冷却風の供給に代えて、一方の指向性冷却風供給口に係るシャッターを閉じて１つの指向性冷却風供給口のみによる指向性冷却風の供給を行ったこと以外は上記の実験例と同様にして行った比較実験では、ウエハの温度が６０℃に低下するまでの所要時間は約６分間であり、しかも、浮遊異物粒子数を測定したところ２６０個／立方フィートであった。この異物粒子は、ローディングエリア内に配置されていた物体から移動したものと認められるものであった。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明における各種の条件は実際の要求に応じて適宜設定し、あるいは選定することができる。
例えば、冷却風として供給されるガスは、特定のものに限定されず、空気、窒素ガスなどを用いることができる。
また、本発明においては、種々の変更を加えることができる。例えば、指向性冷却風供給口の数は、２つに限られるものではなく、それ以上であってもよい。
【００５４】
更に、本発明においては、ローディングエリアの空間に露出する露出面を有するローディングエリア内露出面部材に冷却水が流通される冷却機構が設けられることが好ましい。ここに、ローディングエリア内露出面部材の具体的なものは、例えば、ローディングエリアの壁面の一部を形成する壁部材、同じくドア部材、ローディングエリアに開口する熱処理炉の炉口を開閉する炉口シャッター、その他であり、冷却機構は、これらのローディングエリア内露出面部材の少なくとも一つまたは全部に設けられることが好ましい。
【００５５】
ローディングエリア内露出面部材に冷却機構が設けられることにより、当該ローディングエリア内露出面部材自体が冷却されてローディングエリア内のガスが冷却される結果、当該ローディングエリアにおけるウエハを高い効率で冷却することができる。
【００５６】
本発明の熱処理方法において、一度に熱処理されるウエハが複数であることも必要ではなく、ウエハを１枚のみ熱処理する場合にも、本発明の方法を適用することができる。
また、本発明が適用される被処理体は、半導体ウエハに限定されるものではなく、例えばガラスウエハやセラミックウエハなどであってもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の熱処理装置によれば、ローディングエリアにアンロードされた高温のウエハに対し、冷却風供給機構からは、前面板の冷却風噴出孔からの冷却風に加えて、指向性冷却風供給口からの指向性冷却風が供給されるので、基本的に、短時間の内にウエハを、それが複数であっても一括して冷却することができると共に、複数の指向性冷却風供給口よりの指向性冷却風の流れがウエハの中心を含む中央領域において互いに干渉することとなるため、各々の指向性冷却風の指向性が相殺または緩和されることとなり、その結果、ローディングエリアの壁面などで指向性冷却風がリバウンド（反射）されることが防止され、ウエハに異物粒子が運ばれて生ずる異物粒子付着現象の発生が抑止される。
【００５８】
また、本発明の熱処理方法によれば、アンロードされたウエハは、冷却風供給機構における前面板の冷却風噴出孔からの冷却風と、指向性冷却風供給口からの指向性冷却風とによって冷却されるため、異物粒子付着現象を伴うことなしに、ウエハを、それが複数であっても一括して高い効率で冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理装置の構成の一例を概略的に示す説明用断面図である。
【図２】図１に示す熱処理装置のローディングエリアにおけるウエハボート、熱処理炉および移載装置の状態を示す説明用斜視図である。
【図３】図１の熱処理装置における冷却風供給機構の説明用平面図である。
【図４】図１の熱処理装置における冷却風供給機構の説明用正面図である。
【図５】図１の熱処理装置における冷却風供給機構の指向性冷却風供給口とウエハとの関係を示す説明用平面図である。
【符号の説明】
１０  熱処理装置
１２  装置筐体
１２Ａ  下部空間
１２Ｂ  上部空間
１３  隔壁
１４  熱処理炉
１５  炉口シャッター
１６  ローディングエリア
１７  バックドア
１８  ボートエレベータ
２０  載置台
２２  ウエハボート
２４  保温筒
２６  支柱
Ｗ  ウエハ
３０  移載装置
３１  回転軸
３２  移載ヘッド
３３  移載フォーク
３８  ブロワ
４０  冷却風供給機構
４１  前面板
４２  冷却風噴出孔
Ｆ  突出風路部
Ｈ  屈曲風路部
４３  清浄化フィルター
４４Ａ，４４Ｂ  指向性風路形成部材
４５Ａ，４５Ｂ  指向性冷却風供給口
４８  スクリーン壁部材
５０  排風路
５２  通風路
５４  冷却器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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