(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体に熱処理を施すための熱処理炉と、
前記熱処理炉の底部に設けられ前記被処理体の搬入又は搬出が行われる炉口と、
前記炉口の下部を冷却する冷却機構とを具備した熱処理装置であって、
前記冷却機構が、
前記炉口の下部へ向けて側方から冷却流体を送風するための送風口を備えた送風ユニットと、
前記送風口と対向するように配置された熱交換器と、
前記炉口の下部の前記冷却流体を前記熱交換器越しに吸気する吸気ファンと、
前記吸気ファンによって吸気された前記冷却流体が前記送風ユニットに戻されるように、前記吸気ファンと前記送風ユニットとの間に前記冷却流体の循環経路を形成するダクトと、  前記ダクト内又は前記送風ユニット内に設けられ、前記送風ユニットにより送風する前記冷却流体を浄化するためのフィルタと、
前記送風ユニットによって送風された前記冷却流体が前記吸気ファンによる吸気位置と異なる位置で吸気されるように、前記フィルタの少なくとも上流側の前記ダクト上に形成された吸気口とを具備することを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱処理装置において、
前記冷却機構が、前記吸気ファン及び前記吸気口から前記ダクト内へそれぞれ引き込まれて合流する前記冷却流体が冷却されるように、前記吸気口と前記フィルタとの間の前記ダクト内に配置された第２の熱交換器をさらに具備することを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
熱処理炉の底部の炉口より被処理体を搬入又は搬出する機構が設けられているとともに気密領域として区画されたローディング室を有する熱処理装置であって、
前記熱処理炉底部の炉口が前記ローディング室の上方に配置され、
さらに前記ローディング室には、
前記炉口の下部の側方に送風口を有しこの送風口より前記炉口の下部へ側方より冷却流体を浄化しつつ送風するフィルタを備えた送風ユニットと、
前記炉口の下部の側方に前記送風口と対向するように配置された第１の熱交換器と、
前記炉口の下部の冷却流体を前記第１の熱交換器越しに吸気する吸気ファンと、
前記吸気ファンによって吸気された前記冷却流体が前記送風ユニットに戻されるように前記吸気ファンと前記送風ユニットとの間に前記冷却流体の循環経路を形成するダクトであって、前記ローディング室の下方に少なくとも一部が配管された循環ダクトと、
前記送風ユニットによって送風された前記冷却流体の一部が前記ローディング室の下方で吸気されるように、前記循環ダクト上の該ローディング室下方に配管されている部位に形成された吸気口と、
前記吸気ファン及び前記吸気口から前記循環ダクト内へそれぞれ引き込まれて合流する前記冷却流体が冷却されるように、前記吸気口と前記フィルタとの間の前記循環ダクト内に配置された第２の熱交換器とが設けられている
ことを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
熱処理装置内において熱処理炉の炉口より被処理体を搬入又は搬出する機構が設けられているとともに気密領域として区画されたローディング室の冷却方法であって、
前記熱処理炉の前記炉口の下部に冷却流体を浄化しつつ送風する工程と、
前記炉口の下部に送風された前記冷却流体を当該炉口の下部側方に配置した熱交換器越しに吸気ファンにより吸気を行い、この冷却流体を前記送風ユニットへ戻すための循環経路として形成されたダクト内に引込む工程と、
前記送風ユニットによって送風された前記冷却流体が前記吸気ファンによる吸気位置と異なる位置で吸気されるように前記ダクト上に形成された吸気口より吸気を行う工程と、
前記吸気ファン及び前記吸気口から前記ダクト内へそれぞれ引き込まれて合流する前記冷却流体を、前記吸気口の下流側の前記ダクト内に配置された第２の熱交換器により冷却し前記送風ユニットに戻す工程とを有し、
上記各工程を前記被処理体の少なくとも前記熱処理炉の炉口からの搬出過程で、連続的に実施することを特徴とするローディング室の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス等の製造工程において用いられる熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造プロセスにおいて、例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」と言う）等の被処理体に対して熱処理を行う装置の一つにバッチ処理を行う縦型熱処理装置がある。この装置は、複数のウエハをウエハボート等の保持具で多段に保持し、この保持具を縦型の熱処理炉の中に搬入し拡散処理、酸化処理又はＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理等の各種熱処理を行うものである。
近年、このような縦型熱処理装置では、熱処理炉へウエハを搬入出するためのローディングエリアと呼ばれる領域において、エリア内のパーティクルによる汚染やウエハへの自然酸化膜の発生等をより確実に阻止するために、このローディングエリアを外気から遮断した気密領域として区画し例えば窒素ガス等の不活性ガス雰囲気を形成してウエハの搬入出を行うようにしたクローズドタイプの装置等も実用されている。
ところで、前述したローディングエリアは、熱処理炉から熱処理後の加熱されたウエハが搬出され高温になるため、冷却機構を設ける場合がある。この冷却機構は、主にエリア内を浄化するフィルタ等を熱から保護するためのものであり、したがって、エリア内でのパーティクル飛散の抑制を考慮して配置された吸気穴の近傍、すなわち当該ローディングエリアの比較的下方に設けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の冷却機構では次のような課題があった。すなわち、近年では、半導体デバイスのさらなる生産性向上を図るために、処理対象のウエハは、サイズが直径８インチ（約２００ｍｍ）のものから、直径１２インチ（約３００ｍｍ）といった比較的大きいサイズのものへと移り変わりつつある。この大サイズのウエハが、これを熱処理した大口径の熱処理炉から搬出される場合、炉口から多量の熱が放出されることは勿論、大径のウエハ及びウエハボートから同様に放出される多量の輻射熱等により、ローディングエリアの温度が急激に上昇し、このエリア内に設けられた電装部品等を含む各種制御部品を破損させてしまうという課題があった。
さらに、ローディングエリア内が急激に高温になるこの現象は、エリア内で不活性ガスを循環させるクローズドタイプ（不活性ガスパージボックス型）の装置の場合、より深刻な問題となる。
【０００４】
そこで、本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、被処理体の熱処理炉への搬入出領域において優れた冷却効果を発揮する熱処理装置を提供するものである。
また、本発明の目的は、上記搬入出領域においてパーティクルによる汚染を抑えた上で優れた冷却効果を発揮する熱処理装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る熱処理装置は、被処理体に熱処理を施すための熱処理炉と、前記熱処理炉の底部に設けられ前記被処理体の搬入又は搬出が行われる炉口と、前記炉口の下部を冷却する冷却機構とを具備した熱処理装置であって、前記冷却機構が、前記炉口の下部へ向けて側方から冷却流体を送風するための送風口を備えた送風ユニットと、前記送風口と対向するように配置された熱交換器と、前記炉口の下部の前記冷却流体を前記熱交換器越しに吸気する吸気ファンと、前記吸気ファンによって吸気された前記冷却流体が前記送風ユニットに戻されるように、前記吸気ファンと前記送風ユニットとの間に前記冷却流体の循環経路を形成するダクトと、前記ダクト内又は前記送風ユニット内に設けられ、前記送風ユニットにより送風する前記冷却流体を浄化するためのフィルタと、前記送風ユニットによって送風された前記冷却流体が前記吸気ファンによる吸気位置と異なる位置で吸気されるように、前記フィルタの少なくとも上流側の前記ダクト上に形成された吸気口とを具備することを特徴とする。この発明に係る熱処理装置は、熱処理炉の炉口の下部を冷却するので、熱処理炉内で高温に加熱された被処理体が例えば搬出される場合、熱処理炉の炉口から放出される熱を除去できるとともに、加熱されている被処理体を冷却することができる。これにより、被処理体の熱処理炉への搬入出領域の温度が急激に上昇するおそれがなくなり、この搬入出領域に設けられた制御部品等の熱による破損を阻止することができる。
【０００７】
さらに、本発明に係る熱処理装置は、炉口の下部の昇温した冷却流体を吸気ファンにより熱交換器側に積極的に引き込み、この熱を効果的に除去することができる。さらに、この発明の熱処理装置は、冷却流体の流れにおける熱交換器の下流側に吸気ファンが配置されることになるので、熱交換器を通過し冷却された冷却流体が吸気ファンによって吸気される。これにより、この吸気ファンが熱により破損すること等を抑制することができる。
【０００８】
さらに、本発明に係る熱処理装置は、炉口の下部を冷却する冷却流体を浄化しつつ循環させて用いることができるので、被処理体の熱処理炉への搬入出領域と外気とを遮断しこの領域内で冷却流体を循環させるクローズド型の装置として適用することができる。また、この発明に係る熱処理装置は、吸気ファンによる吸気位置と異なる位置で吸気を行う吸気口を、ダクト上におけるフィルタの上流側の位置で適宜選択することで、前記搬入出領域内でのパーティクルの飛散を抑制しつつ優れた冷却効果を発揮することが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る熱処理装置は、前記冷却機構が、前記吸気ファン及び前記吸気口から前記ダクト内へそれぞれ引き込まれて合流する冷却流体が冷却されるように、前記吸気口と前記フィルタとの間の前記ダクト内に配置された第２の熱交換器をさらに具備することを特徴とする。
この発明の熱処理装置によれば、冷却流体の流れにおける第２の熱交換器の下流側にフィルタが配置されることになるので、第２の熱交換器を通過し冷却された冷却流体がフィルタをさらに通過することになる。これにより、このフィルタが熱により破損すること等を抑制することができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る熱処理装置は、熱処理炉の底部の炉口より被処理体を搬入又は搬出する機構が設けられているとともに気密領域として区画されたローディング室を有する熱処理装置であって、前記熱処理炉底部の炉口が前記ローディング室の上方に配置され、さらに前記ローディング室には、前記炉口の下部の側方に送風口を有しこの送風口より前記炉口の下部へ側方より冷却流体を浄化しつつ送風するフィルタを備えた送風ユニットと、前記炉口の下部の側方に前記送風口と対向するように配置された第１の熱交換器と、前記炉口の下部の冷却流体を前記第１の熱交換器越しに吸気する吸気ファンと、前記吸気ファンによって吸気された前記冷却流体が前記送風ユニットに戻されるように前記吸気ファンと前記送風ユニットとの間に前記冷却流体の循環経路を形成するダクトであって、前記ローディング室の下方に少なくとも一部が配管された循環ダクトと、前記送風ユニットによって送風された前記冷却流体の一部が前記ローディング室の下方で吸気されるように、前記循環ダクト上の該ローディング室下方に配管されている部位に形成された吸気口と、前記吸気ファン及び前記吸気口から前記循環ダクト内へそれぞれ引き込まれて合流する前記冷却流体が冷却されるように、前記吸気口と前記フィルタとの間の前記循環ダクト内に配置された第２の熱交換器とが設けられていることを特徴とする。この発明に係る熱処理装置は、炉口の下部を冷却する冷却流体を浄化しつつ循環させて用いることができるので、被処理体の熱処理炉への搬入出領域と外気とを遮断しこの領域内で冷却流体を循環させるクローズド型の装置として適用することができる。また、この発明に係る熱処理装置は、ローディング室の上方では、吸気ファン及びダクトにより冷却流体の流れが規制されているとともに、冷却流体の他の吸気口がローディング室の下方に設けられ冷却流体の流れが同様に規制されるので、前記搬入出領域内でのパーティクルの飛散を抑制しつつ優れた冷却効果を発揮することが可能となる。また、本発明に係るローディング室の冷却方法は、熱処理装置内において熱処理炉の炉口より被処理体を搬入又は搬出する機構が設けられているとともに気密領域として区画されたローディング室の冷却方法であって、前記熱処理炉の前記炉口の下部に冷却流体を浄化しつつ送風する工程と、前記炉口の下部に送風された前記冷却流体を当該炉口の下部側方に配置した熱交換器越しに吸気ファンにより吸気を行い、この冷却流体を前記送風ユニットへ戻すための循環経路として形成されたダクト内に引込む工程と、前記送風ユニットによって送風された前記冷却流体が前記吸気ファンによる吸気位置と異なる位置で吸気されるように前記ダクト上に形成された吸気口より吸気を行う工程と、  前記吸気ファン及び前記吸気口から前記ダクト内へそれぞれ引き込まれて合流する前記冷却流体を、前記吸気口の下流側の前記ダクト内に配置された第２の熱交換器により冷却し前記送風ユニットに戻す工程とを有し、上記各工程を前記被処理体の少なくとも前記熱処理炉の炉口からの搬出過程で、連続的に実施することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る縦型熱処理装置を示す斜視図、図２は、この縦型熱処理装置を図１と異なる角度からみた斜視図である。
これらの図に示すように、この縦型熱処理装置１は、ウエハＷに対し、例えば拡散処理、酸化処理又はＣＶＤ処理等の各種熱処理を施すことが可能な装置であって、外郭を形成するケース１０内が、隔壁１２、１３により、キャリア搬送エリアＳａとローディングエリア（ローディング室）Ｓｂと熱処理エリアＳｃとにそれぞれ区画されている。
【００１２】
ローディングエリアＳｂでは、ウエハＷのキャリア１４内からウエハボート１６への移載（移替え）、熱処理炉１８へのウエハボート１６の搬入又は搬出等が行われる。ここで、キャリア搬送エリアＳａは、フィルタ（図示せず）を介して清浄な空気が供給されていて大気雰囲気とされている。また、ローディングエリアＳｂは、気密領域として区画され、窒素ガス雰囲気（不活性ガス雰囲気、非酸素雰囲気）が形成されている。
【００１３】
キャリア１４は、いわゆるクローズ型キャリアであり、複数枚のウエハＷを収容すると共にＦＩＭＳ（Ｆｒｏｎｔ−ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）ドア１５で密閉されている。詳細には、キャリア１４は、所定口径例えば直径３００ｍｍのウエハＷを水平状態で上下方向に所定間隔で多段に複数枚、例えば１３枚若しくは２５枚程度収容可能で且つ持ち運び可能なプラスチック製の容器からなる。さらに、キャリア１４は、その前面部にウエハＷの取出口が形成されており、これを気密に塞ぐためのＦＩＭＳドア１５を着脱可能に備えている。
【００１４】
ケース１０の前面部には、オペレータあるいは搬送ロボットによりキャリア１４を搬入又は搬出するためのキャリア搬入出口２０が設けられている。キャリア搬入出口２０には、キャリア搬送エリアＳａにキャリア１４を搬入又は搬出するためのロードポート２２が設けられている。このロードポート２２上に設けられた搬送機構２４は、キャリア１４をロードポート２２上で移動し、キャリア搬送エリアＳａ内に搬送する。
【００１５】
また、キャリア搬送エリアＳａ内には、ロードポート２２の上方及び隔壁１２側の上方に、複数個のキャリア１４を保管しておくための棚状の保管部２６が設けられている。キャリア搬送エリアＳａ内の隔壁１２側には、キャリア１４を載置してウエハを移載するためのキャリア載置部（ＦＩＭＳポート）２７が設けられている。キャリア搬送エリアＳａには、ロードポート２２、保管部２６およびキャリア載置部２７のそれぞれの間でキャリア１４を搬送するためにキャリア搬送機構２８が設けられている。
【００１６】
キャリア搬送機構２８は、キャリア搬送エリアＳａの一側部に設けられた昇降機構２８ａと、昇降機構２８ａにより昇降移動する昇降アーム２８ｂと、この昇降アーム２８ｂに設けられたアーム２８ｃと、アーム２８ｃに設けられキャリア１４の底部を支持して搬送する搬送アーム２８ｄとから構成されている。隔壁１２には、キャリア１４のウエハ取出口と対応した形状に形成された扉３０が開閉可能に設けられている。扉３０にキャリア１４を当接させた状態で扉３０を開くことにより、キャリア１４内のウエハＷをローディングエリアＳｂ内に出し入れできる。
また、熱処理エリアＳｃには、ウエハＷを保持したウエハボート１６を収容して所定の熱処理を施すための熱処理炉１８が設けられている。
【００１７】
ローディングエリアＳｂの奥部上方には、蓋体３２が昇降機構であるボートエレベータ３４により昇降可能に設けられている。蓋体３２には多数枚例えば１００枚もしくは１５０枚程度のウエハＷを上下方向に所定間隔で多段に保持した例えば石英製のウエハボート１６を載置できる。蓋体３２を昇降機構３４により昇降することで、ウエハＷを保持したウエハボート１６を熱処理炉１８の熱処理室内への搬入搬出を行える。熱処理炉１８の炉口近傍には、蓋体３２が降下し熱処理後のボート１６が搬出された際に、炉口を遮蔽するためのシャッター３６が水平方向に開閉移動可能に設けられている。
【００１８】
ローディングエリアＳｂの一側部には、ウエハＷの移替え等のためにウエハボート１６を載置しておくためのボート載置部であるボートステージ３８が設けられている。また、ボートステージ３８の後方には、ウエハＷを保持したウエハボート１６を載置するためのスタンバイステージ４０が設けられている。
さらに、ローディングエリアＳｂ内の下方には、キャリア載置部２７とボートエレベータ３４との間に配置された、ボートステージ３８、スタンバイステージ４０、及び蓋体３２間でウエハボート１６を搬送するボート搬送機構４２が設けられている。
【００１９】
ボート搬送機構４２は、水平旋回および昇降可能な第１アーム４２ａと、この第１アーム４２ａの先端部に水平旋回可能に軸支されボート１６を垂直に支持可能な平面略Ｃ字状の開口を有する支持アーム４２ｂとを備えている。ボート搬送機構４２の上方には、キャリア載置部２７上のキャリア１４とボートステージ３８上のウエハボート１６との間でウエハＷの移替えを行う移載機構４４が設けられている。
移載機構４４は、昇降機構４４ａ、昇降機構４４ａに連結され水平回動可能な第１アーム４４ｂ、第１アーム４４ｂに連結され水平回動可能な第２アーム４４ｃ、第２アーム４４ｃ上に設置され進退可能な支持アーム４４ｄから構成される。支持アーム４４ｄは、複数枚例えば２枚もしくは５枚の薄板フォーク状であり、ウエハＷを載置して移動する。
【００２０】
さらに、ここで、ローディングエリアＳｂについて詳述する。
ケース１０内において隔壁１２、１３により気密領域として区画されたローディングエリアＳｂ内を装置のメンテナンスの際等において、陽圧の窒素ガス雰囲気から大気雰囲気に置換するためにローディングエリアＳｂを構成するケース１０には、エアを導入するために設けられたエアインティックバルブ５１と、窒素ガス排気管（図示せず）に接続された排気バルブ５２とが設けられている。
本実施形態では、このバルブ５１、５２をクローズし、窒素ガスを導入することにより、例えば酸素濃度が３０ｐｐｍ以下の窒素ガス雰囲気が形成されている。この酸素濃度は、図３に示すように、酸素濃度サンプリングポート５４ａから図示されない酸素濃度計にサンプリングされ検出される。
【００２１】
また、本実施形態の縦型熱処理装置１には、装置のメンテナンスの際等において、ローディングエリアＳｂ内に窒素ガス雰囲気等が形成された状態、つまりエリアＳｂ内の酸素濃度が低い状態で、オペレータが誤ってローディングエリアＳｂ内に入ってしまうことを阻止するために、ローディングエリアＳｂ内に設けたＯ２センサ５４を利用した安全機構が設けられている。
すなわち、図４及び図５に示すように、この安全機構５５は、熱処理装置１の背面に設けられたメンテナンスドア５６（図２参照）の開閉（ロック／アンロック）を制御するものである。この安全機構５５は、装置本体のケース１０に組み込まれており、Ｏ２センサ５４により検出された酸素濃度に基づく制御信号が信号線５７を通じて入力される電磁ロック機構である。この制御信号により、メンテナンスドア５６に形成された凹部６０ａと係合可能なロックピン５８の突出／非突出が制御される。
【００２２】
例えば、Ｏ２センサ５４によりローディングエリアＳｂ内の酸素濃度が１９．５％以下であることが検出されている場合には、ロックピン５８がメンテナンスドア５６側に突出した状態（凹部６０ａとの係合状態）となり、メンテナンスドア５６はロック状態を維持する。この場合、勿論ノブ５９を回しても、ドア５６は開かない。一方、Ｏ２センサ５４によりローディングエリアＳｂ内の酸素濃度が１９．５％以上であることが検出された場合には、ロックピン５８がメンテナンスドア５６側から退避した非突出した状態（凹部凹部６０ａとの非係合状態）となり、メンテナンスドア５６は開放可能なアンロック状態となる。
また、この安全機構５５は、フェイルセーフ機能を有するものであって、装置の稼動を統括的に制御する主制御部（図示せず）と接続されている。すなわち、主制御部によって装置自体が何らかの原因で正常に稼動していないことが検知された場合には、エリアＳｂ内の酸素濃度が１９．５％以上であることが検出されたとしても、ロックピン５８がロック状態で維持される。
また、この安全機構５５には、信号線５７を通じて入力される酸素濃度に基づく制御信号の種類に拘わらず、緊急時を想定して、強制的にロック状態を解除するカギ部６０等も設けられている。なお、熱処理装置のケース側面等にもメンテナンスドアが設けらている場合には、このドアに無論、このような安全機構を付与してもよい。
【００２３】
次に、本実施形態に係る縦型熱処理装置１のローディングエリアＳｂ内に設けられたガス循環冷却機構を図３、図６及び図７により説明する。なお、図３は、ガス循環冷却機構６１の構造を装置１の背面側からみた斜視図、図６は、このガス循環冷却機構６１を構成する上部ラジエータ６６及び下部ラジエータ７０をＦＦＵ（Ｆｉｌｔｅｒ  Ｆａｎ  Ｕｎｉｔ）６５との対向面側からみた断面図、図７は、ガス循環冷却機構６１による窒素ガスの流れを概念的に示す図である。
【００２４】
これらの図に示すように、このガス循環冷却機構６１は、窒素ガス雰囲気で気密領域を形成したクローズド構造（Ｎ２パージボックス構造）を採るローディングエリアＳｂ内に設けられている。すなわち、このガス循環冷却機構６１は、ローディングエリアＳｂの上方に配置される熱処理炉１８底部の炉口６２の近傍に送風口６３を有し、且つこの送風口６３より炉口６２の近傍へ側方より窒素ガスを浄化しつつ送風するフィルタ６４を備えたＦＦＵ６５と、炉口６２の近傍で送風口６３と対向するように配置された前記上部ラジエータ６６と、炉口６２の近傍の窒素ガスを上部ラジエータ６６越しに吸気する吸気ファン６７、６８と、吸気ファン６７、６８によって吸気された窒素ガスが前記ＦＦＵ６５に戻されるように吸気ファン６７、６８とＦＦＵ６５との間に窒素ガスの循環経路を形成するダクトであって、ローディングエリアＳｂの下方に一部配管された前述した循環ダクト５３と、ＦＦＵ６５によって送風された窒素ガスの一部がローディングエリアＳｂの下方で吸気されるように、循環ダクト５３のエリアＳｂの下方に配管されている部位に形成された吸気口６９と、吸気ファン６７、６８及び吸気口６９から循環ダクト５３内へそれぞれ引き込まれて合流する窒素ガスが冷却されるように、吸気口６９とフィルタ６４との間の循環ダクト５３内に配置された前記下部ラジエータ７０とから構成されている。
【００２５】
ＦＦＵ６５が備えるフィルタ６４は、窒素ガス中の微粒子状不純物をろ過捕集するパーティクル用フィルタで構成されている。さらに、ＦＦＵ６５には、フィルタ６４を介して実質的に送風口６３より窒素ガスを送風するために、窒素ガスの流れにおけるフィルタ６４の上流側、つまりローディングエリアＳｂの下方にブロアファン７１が設けられている。
上部ラジエータ６６及び下部ラジエータ７０は、図６に示すように、ステンレス製であり、ウエハＷへ不純物が付着し化学反応（ケミカルコンタミネーション）が起こってしまうこと等を抑制している。また、上部ラジエータ６６は、水滴がウエハＷへ付着してしまわうこと等がないように、実質的に冷却効果のあるパイプ７２の主要部分のみがローディングエリアＳｂ内においてケース１０の内壁（側壁）より露出している。
【００２６】
上部ラジエータ６６のこのパイプ７２と、下部ラジエータ７０に設けられたパイプ７３とは、連結管７４によって互いが接続されており、これらパイプ７２、７３及び連結管７４の管内には、昇温した窒素ガスから熱を除去するための冷媒が流れている。熱交換量を多くするためには、上部ラジエータ６６と下部ラジエータ７０に並列に冷媒を流すようにすることが望ましい。さらに、パイプ７２、７３の表面には、プレート状に形成された複数枚のフィン７５、７６が各パイプの軸方向とそれぞれ直交するように接合されている。
循環ダクト５３は、図５、図６に示すように、上部ラジエータ６６の前面より取り込まれた窒素ガスをラジエータ６６の側部より上方へと移送する管部５３ａと、この管部５３ａより窒素ガスを吸気口６９側、すなわち、ローディングエリアＳｂの下方へと導く管部５３ｂと、この管部５３ｂより移送された窒素ガス及び吸気口６９より合流した窒素ガスをＦＦＵ６５へ供給するためにエリアＳｂの下方に配管された管部５３ｃとから主に構成されている。
【００２７】
すなわち、このように構成されたガス循環冷却機構６２では、図３及び図７に示すように、ＦＦＵ６５の送風口６３より矢印Ａ方向、すなわち炉口６２近傍へ送風された窒素ガスは、上部ラジエータ６６越しに、吸気ファン６７、６８によって上部ラジエータ６６の下流側から矢印Ｃ方向へ吸気される。さらにこの窒素ガスは、管部５３ａ、管部５３ｂ内を通過することにより、矢印Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの順に移送されることになる。一方で、ＦＦＵ６５によって矢印Ａ方向へ送風された窒素ガスの一部がローディングエリアＳｂの下方に直接向かい、矢印Ｂ１、Ｃ１方向へと移送され吸気口６９より引き込まれる。さらに、吸気口６９の下流側、すなわち管部５３ｃで合流した窒素ガスは、矢印Ｇ方向へと流れて下部ラジエータ７０を通過し、さらに矢印Ｈ方向へと流れＦＦＵ６５へと戻される。
【００２８】
上述したように、本実施形態に係る縦型熱処理装置１が備えるガス循環冷却機構６１は、加熱処理後のウエハＷが搬出される炉口６２の近傍へ窒素ガスを送風するＦＦＵ６５と、炉口６２の近傍の昇温した窒素ガスの熱を除去する上部ラジエータ６６と、炉口６２の近傍の窒素ガスを熱交換器越しに吸気する吸気ファン６７、６８とを主に備えることで、熱処理炉１８内で高温に加熱されたウエハＷが例えば搬出される場合、この炉口６２近傍の昇温した窒素ガスを吸気ファン６７、６８により上部ラジエータ６６側に積極的に引き込み、この熱を除去し熱処理炉１８の炉口６２の近傍を冷却することができる。したがって、熱処理炉１６の炉口６２から放出される熱を効果的に除去できるとともに、加熱されているウエハＷを冷却することができる。これにより、ローディングエリアＳｂの温度が急激に上昇するおそれがなくなり、このローディングエリアＳｂに設けられた例えばローディング機構を構成する制御部品等の熱による破損を阻止することができる。
【００２９】
また、このガス循環冷却機構６１は、窒素ガスの流れにおける上部ラジエータ６６の下流側に吸気ファン６７、６８が配置されているので、上部ラジエータ６６を通過し冷却された窒素ガスが吸気ファン６７、６８によって吸気される。これにより、この吸気ファン６７、６８は熱により破損すること等が抑制されている。さらに、このガス循環冷却機構６２は、ローディングエリアＳｂの上方では、吸気ファン６７、６８及びダクト５３により窒素ガスの流れが規制されているとともに、窒素ガスの他の吸気部分である吸気口６９がローディングエリアＳｂの下方に設けられており窒素ガスの流れが同様に規制されるので、エリアＳｂ内でのパーティクルの飛散を抑制した上で優れた冷却効果を発揮することが可能となる。
以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は前記実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、被処理体としては、ウエハ以外に例えばガラス基板やＬＣＤ基板等が適用可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る熱処理装置は、加熱処理後の被処理体が搬出される炉口近傍へ不活性ガスを送風する送風ユニットと、炉口の近傍の昇温した冷却流体の熱を除去する熱交換器と、炉口近傍の冷却流体を熱交換器越しに吸気する吸気ファンとを主に備えることで、熱処理炉内で高温に加熱された被処理体が例えば搬出される場合、被処理体に対し冷却流体を送風すると共にこの炉口近傍の昇温した冷却流体を吸気ファンにより熱交換器側に積極的に引き込み、この熱を除去し冷却流体と被処理体及び熱処理炉の炉口近傍を冷却することができる。
したがって、本発明に係る熱処理装置によれば、熱処理炉の炉口から放出される熱を効果的に除去できるとともに、加熱されている被処理体を冷却することができるので、被処理体の熱処理炉への搬入出領域の温度が急激に上昇するおそれがなくなり、この搬入出領域に設けられた制御部品等の熱による破損を阻止すると共に、被処理体の移載時間を短縮しスループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る縦型熱処理装置を示す斜視図である。
【図２】図１の縦型熱処理装置を異なる角度からみた斜視図である。
【図３】図１の縦型熱処理装置が備えるガス循環冷却機構の構造を装置本体の背面側からみた斜視図である。
【図４】図１の縦型熱処理装置を背面からみた図である。
【図５】図１の縦型熱処理装置が備える安全機構を示す図である。
【図６】図３のガス循環冷却機構を構成する上部及び下部ラジエータをＦＦＵとの対向面側からみた断面図である。
【図７】図３のガス循環冷却機構による窒素ガスの流れを概念的に示す図である。
【符号の説明】
１…縦型熱処理装置、１８…熱処理炉、５３…循環ダクト、６１…ガス循環冷却機構、６２…炉口、６３…送風口、６４…フィルタ、６５…ＦＦＵ（Ｆｉｌｔｅｒ  Ｆａｎ  Ｕｎｉｔ）、６６…上部ラジエータ、６７・６８…吸気ファン、６９…吸気口、７０…下部ラジエータ、７１…ブロアファン、７２・７３…パイプ、７４…連結管、７５・７６…フィン、５３ａ・５３ｂ・５３ｃ…管部、Ｓｂ…ローディングエリア、Ｗ…ウエハ。
【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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【図６】
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【図７】
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