(57)【要約】【課題】底板と複数の割出し位置間で回転可能な回転テーブルとを備えるウェーハ・ボート冷却デバイスを提供すること。【解決手段】回転テーブルは、ウェーハ・ボートを支持するための少なくとも２つのウェーハ・ボート位置を含む。垂直に延在する壁構造が、回転テーブルに取り付けられて、各ウェーハ・ボート位置において、ガス供給領域およびガス排出領域を有するウェーハ・ボート・チャンバを形成する。ウェーハ・ボート冷却デバイスは、底板の下に延在するプレナム・チャンバをさらに備える。プレナム・チャンバは、少なくとも１つのガス／液体熱交換器を収容する。【選択図】図２
2019176155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ・ボートに収容されたウェーハを加工するための垂直バッチ炉の加工チャンバの下に位置決めされるように構成されたウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）であって、
底板（１８）と、
ウェーハ・ボートを支持するための少なくとも２つのウェーハ・ボート位置を含む回転テーブル（２０）であって、前記底板（１８）の上方で中心垂直軸（Ｌ）を中心として回転可能な回転テーブル（２０）と、
前記回転テーブル（２０）に取り付けられて、各ウェーハ・ボート位置において垂直に延在するウェーハ・ボート・チャンバ（２４）を形成する、垂直に延在する壁構造（２２）と、
を備え、
前記垂直に延在する壁構造（２２）が、
複数のガス供給開口部（３０）を含むガス供給領域と、
複数のガス排出開口部（３２）を含むガス排出領域と、
を備え、
前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）が、
前記底板（１８）内の中央ガス開口部（３４）を通って延在して前記ガス供給開口部（３０）または前記ガス排出開口部（３２）と流体連通している導管（４０）
をさらに備え、
前記底板（１８）が、前記回転テーブル（２０）が複数の割出し位置のうちの１つにあるときに前記ガス供給開口部（３０）または前記ガス排出開口部（３２）と流体連通する複数の底板開口部（３６）を有し、
前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）が、
少なくとも部分的に前記導管（４０）の周りで前記底板（１８）の下に延在するプレナム・チャンバ（４４）を作るプレナム・チャンバ壁を有しているプレナム・チャンバ・ハウジング（４２）であって、前記底板（１８）内の前記複数の底板開口部（３６）が、前記プレナム・チャンバ（４４）と流体連通し、また、前記プレナム・チャンバ（４４）が、少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部（４６）を有する、プレナム・チャンバ・ハウジング（４２）と、
前記少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部（４６）から前記導管（４０）まで延在しかつ少なくとも１つのガス・ブロワ（５０）を含む、再循環チャネル（４８）と、
前記プレナム・チャンバ（４４）内に位置決めされた少なくとも１つのガス／液体熱交換器（５２）と、
をさらに備える、ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つのガス／液体熱交換器（５２）が、前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）のうちの少なくとも１つから排出される前記ガスを冷却するように構成される、請求項１に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項３】
前記プレナム・チャンバ・ハウジング（４２）が、少なくとも１つの熱交換器ハウジング（５６）を含み、前記少なくとも１つのガス／液体熱交換器（５２）が、前記少なくとも１つの熱交換器ハウジング（５６）のうちの関連する１つに収容され、前記少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部（４６）が、前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）のうちの少なくとも１つから排出される前記ガスが前記再循環チャネル（４８）へまたは前記複数の底板開口部（３６）へ流れるときに前記少なくとも１つのガス／液体熱交換器（５２）に沿って流れるように、前記少なくとも１つの熱交換器ハウジング（５６）内に設けられる、請求項１または２に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項４】
前記プレナム・チャンバ・ハウジング（４２）が、２つの熱交換器ハウジング（５６）を含み、各熱交換器ハウジング（５６）が、ガス／液体熱交換器（５２）を収容し、各熱交換器ハウジング（５６）が、前記少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部（４６）のうちの１つを備える、請求項３に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項５】
前記複数のガス供給開口部（３０）が、前記垂直に延在する壁構造（２２）の全高に実質的にわたって少なくとも垂直方向に沿って、前記垂直に延在する壁構造（２２）において分散される、請求項１から４のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項６】
前記複数のガス排出開口部（３２）が、前記垂直に延在する壁構造（２２）の全高に実質的にわたって少なくとも垂直方向に沿って、前記垂直に延在する壁構造（２２）において分散される、請求項１から５のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項７】
前記複数のガス供給開口部（３０）を介してそれぞれの前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）に供給されたガスが、関連する前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）の前記複数のガス排出開口部（３２）へ流れるときに実質的に水平に前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）を横断するように、ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）ごとに前記ガス供給領域が前記ガス排出領域に対向する、請求項１から６のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項８】
前記導管（４０）または前記底板開口部（３６）のどちらか一方と前記複数のガス供給開口部（３０）とを流体的に接続するガス供給導管（２６）であって、前記複数のガス供給開口部（３０）が、関連する前記ガス供給導管（２６）とそれぞれの前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）とを流体的に接続する、ガス供給導管（２６）と、
前記導管（４０）および前記底板開口部（３６）のどちらかのうちのもう一方と前記複数のガス排出開口部（３２）とを流体的に接続するガス排出導管（２８）であって、前記複数のガス排出開口部（３２）が、関連する前記ガス排出導管（２８）とそれぞれの前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）とを流体的に接続する、ガス排出導管（２８）と、
をさらに備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項９】
前記垂直に延在する壁構造（２２）が、少なくとも１つの垂直に延在するガス供給チャネルをさらに境界し、したがって前記ガス供給導管（２６）を形成し、前記垂直に延在する壁構造（２２）が、少なくとも１つの垂直に延在するガス排出チャネルを境界し、したがって前記ガス排出導管（２８）を形成する、請求項８に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１０】
前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）のうちの１つが、垂直に移動可能なリフト支持部材を有するウェーハ・ボート・リフトに関連付けられ、前記回転テーブル（２０）が、前記リフト支持部材を前記回転テーブル（２０）の下側と前記底板（１８）の上側との間の空間（６０）に収容するために、各ウェーハ・ボート位置にリフト支持開口部（５８）を有し、前記リフト支持部材が、前記リフト支持開口部（５８）を通って前記回転テーブル（２０）を通過することができる、請求項１から９のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１１】
不動支持フレーム（６２）と、
前記導管（４０）に固定して接続される内側レースを有し、かつ、前記不動支持体（６２）に固定して接続される外側レースを有する、回転テーブル軸受（６４）と、
をさらに備え、
前記導管（４０）が、前記回転テーブル（２０）に固定して接続されて、前記回転テーブル（２０）のための支持体を形成する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１２】
円周壁（１４）および頂部壁（１６）を有する主ハウジング（１２）をさらに備え、前記底板（１８）が、前記主ハウジング（１２）の底壁を形成する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１３】
前記主ハウジング（１２）が、前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）のうちの１つの中でウェーハをウェーハ・ボートとの間で移送するための少なくとも１つの移送開口部（６６）をさらに備える、請求項１２に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１４】
前記導管（４０）が、前記回転テーブル（２０）に固定して接続され、第１のガス・シール（６８）が、前記回転可能な導管（４０）と前記底板（１８）との間に設けられ、第２のガス・シール（７０）が、前記回転可能な入口導管（４０）と前記再循環チャネル（４８）との間に設けられる、請求項１から１３のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１５】
前記第１のガス・シール（６８）および前記第２のガス・シール（７０）が、前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）の回転部品と前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）の不動部品との間に気密の接続を作るために前記ウェーハ・ボート冷却デバイス内に存在するただ２つのガス・シールである、請求項１４に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１６】
各ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）の前記ガス供給領域が、フィルタ組立体（７２）を備え、その結果、前記複数のガス供給開口部（３０）を介してそれぞれの前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）に供給されるガスが、前記フィルタ組立体（７２）を通過しなければならない、請求項１から１５のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１７】
前記回転テーブル（２０）が、対応するウェーハ・ボート・チャンバ（２４）を含む３つのウェーハ・ボート位置を有し、前記回転テーブル（２０）が、１２０°の角度にわたって割出し可能であり、
前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）の第１の割出し位置が、前記第１の割出し位置にある前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）から前記ウェーハ・ボートを垂直に前記加工チャンバ内へ搭載するための、および／または前記第１の割出し位置にある前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）内に前記加工チャンバから前記ウェーハ・ボートを受け取るための、搭載／受取り位置であり、
前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）の第２の割出し位置が、冷却位置であり、
前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）の第３の割出し位置が、前記第３の割出し位置にある前記ウェーハ・ボート・チャンバ（２４）に収容された前記ウェーハ・ボートとの間でウェーハを移送するための移送位置である、
請求項１から１６のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス。
【請求項１８】
ウェーハ・ボートに収容されたウェーハを加工するための加工チャンバと、
請求項１から１７のいずれか一項に記載のウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）であって、前記加工チャンバの下に位置決めされる、ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）と、
ウェーハ・ボートを前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）から前記加工チャンバへ、また前記加工チャンバから前記ウェーハ・ボート冷却デバイス（１０）へ移送するように構成された垂直ウェーハ・ボート・リフト組立体と、
を備える、垂直バッチ炉組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ・ボート内に収容されたウェーハを加工するための垂直バッチ炉の加工チャンバの下に位置決めされるように構成された、ウェーハ・ボート冷却デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
欧州特許第１３４１２１３号明細書および米国特許出願第２０１２／２１３６１３号明細書は、どちらも、ウェーハを処理するための装置を説明しており、これらの装置もまたウェーハ・ボート冷却デバイスを備える。知られたデバイスは、複数のウェーハ・ボートをその上に位置決めすることができる回転ラック（ｃａｒｏｕｓｅｌ）または回転テーブル（ｒｏｒａｔａｂｌｅ  ｔａｂｌｅ）を含む。回転ラックまたは回転テーブルを回転させることにより、ウェーハ・ボートを取出しおよび／または搭載位置から垂直バッチ炉の加工チャンバの下の処理位置へ運ぶことができる。ウェーハ・ボートを垂直バッチ炉の加工チャンバ内へ持ち上げるために、または、ウェーハ・ボートを加工チャンバから回収するために、ウェーハ・ボート・リフトが処理位置に設けられる。加工チャンバでの処理中、ウェーハ・ボート、およびその中に収容されたウェーハは、温度が高められる。回転ラックまたは回転テーブルにより、加工チャンバから取り出されたウェーハ・ボートを冷却位置へ運ぶことができ、この冷却位置では、加工チャンバでの処理に続いてウェーハ・ボートを冷却することができる。システムの生産性を向上させるために、ウェーハおよびウェーハ・ボートの効果的な冷却が必要とされ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第１３４１２１３号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２０１２／２１３６１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願の発明の目的は、ウェーハを冷却するウェーハ・ボート冷却デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、請求項１に記載のウェーハ・ボート冷却デバイスが提供される。より具体的には、本発明は、ウェーハ・ボートに収容されたウェーハを加工するための垂直バッチ炉の加工チャンバの下に位置決めされるように構成されたウェーハ・ボート冷却デバイスを提供する。
【０００６】
ウェーハ・ボート冷却デバイスは、
底板と、
ウェーハ・ボートを支持するための少なくとも２つのウェーハ・ボート位置を含む回転テーブルであって、底板の上方で中心垂直軸を中心として回転可能な回転テーブルと、
回転テーブルに取り付けられて、各ウェーハ・ボート位置において垂直に延在するウェーハ・ボート・チャンバを作る、垂直に延在する壁構造と、
を備える。
垂直に延在する壁構造は、
複数のガス供給開口部を含むガス供給領域と、
複数のガス排出開口部を含むガス排出領域と、
を備える。
【０００７】
ウェーハ・ボート冷却デバイスは、底板内の中央ガス開口部を通って延在してガス供給開口部またはガス排出開口部と流体連通している導管をさらに備える。
【０００８】
底板は、回転テーブルが複数の割出し位置のうちの１つにあるときにガス供給開口部またはガス排出開口部と流体連通する複数の底板開口部を有する。
【０００９】
ウェーハ・ボート冷却デバイスは、少なくとも部分的に導管の周りで底板の下に延在するプレナム・チャンバを作るプレナム・チャンバ壁を有しているプレナム・チャンバ・ハウジングをさらに備える。底板内の複数の底板開口部は、プレナム・チャンバと流体連通している。プレナム・チャンバは、少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部を有する。
ウェーハ・ボート冷却デバイスは、
少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部から導管まで延在しかつ少なくとも１つのガス・ブロワを含む、再循環チャネルと、
プレナム・チャンバ内に位置決めされた少なくとも１つのガス／液体熱交換器と、
をさらに備える。
【００１０】
ガス／液体熱交換器はウェーハ・ボート冷却デバイスの不動部分内に位置決めされるので、ガス／液体熱交換器との間のいかなる液体接続部（入口／出口）も、固定された接続部とされ得る。これは、製造および維持の観点から、回転テーブルまたは回転ラック上の各ウェーハ・ボート・チャンバが回転テーブル上に配置されたそれ自体のガス／液体熱交換器を有する解決策に優る利点である。そのような解決策は、ウェーハ・ボート・チャンバから出る高温ガスを直ちに冷却し、したがって冷却デバイスの他の部品の加熱を防止するという点で魅力的であるが、ガス／液体熱交換器への液体の供給および排出のための回転可能な液体接続部を必要とする。これらの回転可能な液体接続部は、定期的なメンテナンスを必要とし、また、冷却液の漏れの危険性は、本発明による解決策におけるような固定された接続部を用いる場合よりもはるかに高い。
【００１１】
さらに、固定された液体接続部は、より安価であり、かつ、設置がより容易である。回転テーブルまたは回転ラック上の各ウェーハ・ボート・チャンバが回転テーブル上に設置されたそれ自体のガス／液体熱交換器を有する解決策の別の欠点は、ガス／液体熱交換器うちの少なくとも１つに関連するウェーハ・ボート・チャンバがすでに冷却位置にあってすでに冷却されていることから、そのガス／液体熱交換器が効果的でないことである。
【発明の効果】
【００１２】
回転テーブルまたは回転ラック上の各ウェーハ・ボート・チャンバが回転テーブル上に配置されたそれ自体のガス／液体熱交換器を有する解決策に優る利点は、ガス／液体熱交換器がより効果的であることである。これには２つの理由がある。
第１に、異なるウェーハ・ボート・チャンバから出るガス流は、プレナム・チャンバ内で混合され、一緒に冷却されて、ガス／液体熱交換器がより効果的に使用されるようにする。
第２に、ウェーハ・ボート・チャンバから来る全てのガスは、ガス／液体熱交換器の周りにガスの迂回路が存在し得ないので少なくとも１つのガス／液体熱交換器を通過しなければならず、その結果、再循環するガスを冷却するための最適な効率が得られる。そのような迂回は、回転テーブルまたは回転ラック上の各ウェーハ・ボート・チャンバが回転テーブル上に配置されたそれ自体のガス／液体熱交換器を有する解決策では起こり得る。そのような解決策では、ガスは、ガス／液体熱交換器を迂回して、例えば回転テーブルの底部にあるリフト・アーム開口部を介してウェーハ・ボート・チャンバから流出し得る。
【００１３】
本発明はまた、請求項１９に記載の垂直バッチ炉組立体を提供する。より具体的には、本発明は、
ウェーハ・ボートに収容されたウェーハを加工するための加工チャンバと、
本発明によるウェーハ・ボート冷却デバイスであって、加工チャンバの下に位置決めされるウェーハ・ボート冷却デバイスと、
ウェーハ・ボート冷却デバイスから加工チャンバへ、また加工チャンバからウェーハ・ボート冷却デバイスへウェーハ・ボートを移送するように構成された垂直ウェーハ・ボート・リフト組立体と、
を備える、垂直バッチ炉組立体を提供する。
本発明による垂直バッチ炉は、本発明によるウェーハ・ボート冷却デバイスに関連して上記で説明された利点と同じ利点を有する。
【００１４】
図に示された例を参照してさらに明らかにされる様々な実施形態が、従属請求項において特許請求される。それらの実施形態は、互いに組み合わせられてもよく、または、互いに独立して適用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明によるウェーハ・ボート冷却デバイスの一例のわずかに上方から見た斜視図である。
【図２】ハウジングが部分的に取り除かれた、図１のウェーハ・ボート冷却デバイスの図である。
【図３】図１のウェーハ・ボート冷却デバイスの底面図である。
【図４】図１のウェーハ・ボート冷却デバイスの下部の断面斜視図である。
【図５】図１のウェーハ・ボート冷却デバイスの下部の別の断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本出願では、類似のまたは対応する特徴は、類似のまたは対応する参照符号によって示される。様々な実施形態に関する記述は、図に示された例に限定されるものではなく、また、詳細な説明および特許請求の範囲で使用される参照番号は、実施形態に関する記述を限定することを意図したものではなく、図に示された例を参照することにより実施形態を明瞭にするために含まれるものである。
【００１７】
最も一般的な言葉で言うと、本発明は、ウェーハ・ボートに収容されたウェーハを加工するための垂直バッチ炉の加工チャンバの下に位置決めされるように構成されたウェーハ・ボート冷却デバイス１０を提供する。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、底板１８および回転テーブル２０を備える。回転テーブル２０は、複数の割出し位置間で回転可能とされ得る。回転テーブル２０は、底板１８の上方で中心垂直軸Ｌを中心として回転可能であり、ウェーハ・ボートを支持するための少なくとも２つのウェーハ・ボート位置を備える。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、回転テーブル２０上に取り付けられて各ウェーハ・ボート位置において垂直に延在するウェーハ・ボート・チャンバ２４を作る、垂直に延在する壁構造２２をさらに備える。垂直に延在する壁構造２２は、複数のガス供給開口部３０を含むガス供給領域と、複数のガス排出開口部３２を含むガス排出領域とを備える。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、底板１８内の中央ガス開口部３４を通って延在してガス供給開口部３０またはガス排出開口部３２と流体連通している導管４０を、さらに備える。底板１８は、回転テーブル２０が複数の割出し位置のうちの１つにあるときにガス供給開口部３０またはガス排出開口部３２と流体連通する、複数の底板開口部３６を有する。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、プレナム・チャンバ壁を有するプレナム・チャンバ・ハウジング４２をさらに備え、プレナム・チャンバ壁は、少なくとも部分的に導管４０の周りで底板１８の下に延在するプレナム・チャンバ４４を作る。底板１８内の複数の底板開口部３６は、プレナム・チャンバ４４と流体連通している。プレナム・チャンバ４４は、少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部４６を有する。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部４６から導管４０まで延在しかつ少なくとも１つのガス・ブロワ５０を含む再循環チャネル４８を、さらに備える。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、プレナム・チャンバ４４内に位置決めされた少なくとも１つのガス／液体熱交換器５２を備える。少なくとも１つのガス／液体熱交換器５２は、ウェーハ・ボート・チャンバ２４のうちの少なくとも１つから排出されるガスを冷却するように構成され得る。
【００１８】
ウェーハ・ボート冷却デバイス１０の効果および利点は概要セクションで説明されており、それらの効果および利点は、参照によってここに挿入される。複数のガス供給開口部３０が導管４０と流体連通していることが、好ましい。すると、ガスは、導管４０から入口開口部３０へ流れ、入口開口部３０からウェーハ・ボート・チャンバ２４を通ってガス排出開口部３２へ流れ、ガス排出開口部３２から底板開口部３６へ流れ、底板開口部３６からプレナム・チャンバ４４を通ってプレナム・チャンバ開口部４６へ流れ、プレナム・チャンバ開口部４６から再循環チャネル４８を通ってもとの導管４０へ流れる。しかし、導管４０は、ガス排出開口部３２にも流体的に接続され得るので、その場合、ガスは、プレナム・チャンバ４４および再循環チャネル４８内で反対方向に流れることになる。
複数のガス供給開口部３０は、垂直に延在する壁構造２２の全高に実質的にわたって少なくとも垂直方向に沿って、垂直に延在する壁構造２２において分散され得る。さらに、またはその代わりに、複数のガス排出開口部３２もまた、垂直に延在する壁構造２２の全高に実質的にわたって少なくとも垂直方向に沿って、垂直に延在する壁構造２２において分散され得る。
【００１９】
本発明の一実施形態では、プレナム・チャンバ・ハウジング４２は、少なくとも１つの熱交換器ハウジング５６を含む。少なくとも１つのガス／液体熱交換器５２は、少なくとも１つの熱交換器ハウジング５６のうちの関連する１つに収容される。また、少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部４６は、ウェーハ・ボート・チャンバ２４のうちの少なくとも１つから排出されるガスが再循環チャネル４８へまたは複数の底板開口部３６へ流れるときに少なくとも１つのガス／液体熱交換器５２に沿って流れるように、少なくとも１つの熱交換器ハウジング５６に設けられる。
【００２０】
少なくとも１つのガス／液体熱交換器５２の最適な効率のためには、プレナム・チャンバ４４がガス／液体熱交換器５２を収容することを必要とするだけではなく、プレナム・チャンバ４４内でのガスの流れができるだけガス／液体熱交換器５２に沿って導かれるべきである。このガスの流れは、プレナム・チャンバ４４の形状によって決定される。この実施形態では、プレナム・チャンバ４４は、厳密に環状の円板ではなく、ガス／液体熱交換器５２が収容される少なくとも１つの熱交換器ハウジング５６を備える。図に示された例では、プレナム・チャンバ４４は、２つの熱交換器ハウジング５６を有する。しかし、代替実施形態では、１つ、または２つよりも多くの熱交換器ハウジング５６が設けられ得る。熱交換器ハウジング５６は、プレナム・チャンバ４４の底壁５４の底側から下方に突出しながら、前述の底壁５４に隣接し得る。別個の熱交換器ハウジング５６の利点は、熱交換器ハウジング５６を流れるガスがガス／液体熱交換器５２に沿って通過しなければならないように、ガス／液体熱交換器５２をその熱交換器ハウジング５６内にぴったり嵌め込むことができることである。プレナム・チャンバ開口部４６の配置により、ガスは、ガスの流れの方向に応じて再循環チャネル４８または複数の底板開口部３６に到達するために、熱交換器ハウジング５６を流れなければならない。したがって、熱交換器ハウジング５６内のぴったり嵌め込まれたガス／液体熱交換器５２により、冷却効率が最適化される。
【００２１】
複数の熱交換器ハウジング５６、例えば図に示されるような２つの熱交換器ハウジング５６が、存在し得る。複数の熱交換器ハウジングの場合、各熱交換器ハウジング５６は、少なくとも１つのガス／液体熱交換器５２のうちの少なくとも１つ、および、少なくとも１つのプレナム・チャンバ開口部４６のうちの少なくとも１つを備える。各熱交換器ハウジング５６が、１つのガス／液体熱交換器５２を収容しかつ１つのプレナム・チャンバ開口部４６を備えることが、好ましい。各プレナム・チャンバ開口部４６は、各熱交換器ハウジング５６においてウェーハ・ボート・チャンバ２４のうちの少なくとも１つから排出されるガスがガス／液体熱交換器５２に沿って流れることを余儀なくされるように、それぞれの熱交換器ハウジング５６と再循環チャネル４８とを接続する。
【００２２】
本発明の一実施形態では、複数のガス供給開口部３０を介してそれぞれのウェーハ・ボート・チャンバ２４に供給されたガスが、関連するウェーハ・ボート・チャンバ２４の複数のガス排出開口部３２へ流れるときに実質的に水平にウェーハ・ボート・チャンバ２４を横断するように、ウェーハ・ボート・チャンバ２４ごとにガス供給領域がガス排出領域に対向する。
【００２３】
この実質的に水平のガスの流れは、ウェーハ・ボート・チャンバ２４内でのウェーハ・ボートの効率的な冷却に役立つ、層流に近いパターンを提供する。
【００２４】
本発明の一実施形態では、ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、導管４０と複数のガス供給開口部３０とを流体的に接続するガス供給導管２６をさらに備え得る。複数のガス供給開口部３０は、関連するガス供給導管２６とそれぞれのウェーハ・ボート・チャンバ２４とを流体的に接続する。ウェーハ・ボート冷却デバイスのこの実施形態はまた、底板開口部３６と複数のガス排出開口部３２とを流体的に接続することができる少なくとも１つのガス排出導管２８を備え得る。複数のガス排出開口部３２は、関連するガス排出導管２８とそれぞれのウェーハ・ボート・チャンバ２４とを流体的に接続する。垂直に延在する壁構造２２は、垂直に延在する少なくとも１つのガス供給チャネルを境界し、したがってガス供給導管２６を形成し得る。垂直に延在する壁構造２２はまた、垂直に延在する少なくとも１つのガス排出チャネルを境界し、したがって少なくとも１つのガス排出導管２８を形成し得る。
【００２５】
ガス流れ導管は、円筒形であり得るが、どのような種類の形状および断面でも有することができる。この好ましい実施形態では、ガス供給導管２６およびガス排出導管２８は、垂直に延在する壁構造２２の一部分として構成される。したがって、垂直に延在する壁構造２２は、ウェーハ・ボート・チャンバ２４を境界するだけではなく、少なくとも１つのガス供給チャネルおよび少なくとも１つのガス排出チャネルをも境界する。したがって、この垂直に延在する壁構造２２は、非常に費用効率の高い態様で、ウェーハ・ボート・チャンバの境界だけではなくガス供給および排出チャネル構造も提供する。
【００２６】
本発明の一実施形態では、ウェーハ・ボート・チャンバ２４のうちの１つは、垂直に移動可能なリフト支持部材を有するウェーハ・ボート・リフトに関連付けられ得る。回転テーブル２０は、リフト支持部材を回転テーブル２０の下側と底板１８の上側との間の空間６０に収容するために、各ウェーハ・ボート位置にリフト支持開口部５８を有し、リフト支持部材は、リフト支持開口部５８を通って回転テーブル２０を通過することができる。
【００２７】
ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、垂直バッチ炉の加工チャンバの下に位置決めされるように構成される。ウェーハ・ボート・リフトは、ウェーハ・ボートをウェーハ・ボート冷却デバイス１０から加工チャンバへ移動させるために、また、ウェーハ・ボートを加工チャンバからウェーハ・ボート冷却デバイス１０へ移動させるために、使用され得る。冷却デバイス１０は、頂部開口部７６を有することができ、ウェーハ・ボート・リフトは、この頂部開口部７６を通じて、ウェーハ・ボートを加工チャンバへ持ち上げるかまたは加工チャンバから下げることができる。
【００２８】
ウェーハ・ボート冷却デバイス１０内では、回転テーブル２０の回転によりその位置を変更することができるウェーハ・ボート・チャンバ２４内にウェーハ・ボートが収容される。しかし、ウェーハ・ボート・リフトは、ウェーハ・ボート冷却デバイス１０の不動部分に接続されることが好ましい。
【００２９】
ウェーハ・ボート・リフトが使用されないとき、リフト支持部材は、回転テーブルが別の割出し位置へ自由に回転することができるように、回転テーブル２０の下側と底板１８の上側との間の空間６０に収容され得る。
【００３０】
本発明の一実施形態では、ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、不動支持フレーム６２および回転テーブル軸受６４をさらに備え得る。回転テーブル軸受６４は、導管４０に固定して接続される内側レースを有する。回転テーブル軸受６４の外側レースが、不動支持フレーム６２に固定して接続される。導管４０は、回転テーブル２０に固定して接続されて、回転テーブル２０のための支持体を形成する。不動支持フレーム６２はまた、底板１８のための支持フレームとして使用され得る。回転テーブル軸受６４は、例えば、軸方向および径方向の両方において支持を提供することができる玉軸受であってよい。
【００３１】
本発明の一実施形態では、ウェーハ・ボート冷却デバイスは、円周壁１４および頂壁１６を有する主ハウジング１２をさらに備え得る。底板１８は、ハウジング１２の底壁であり得る。主ハウジング１２は、ウェーハ・ボート・チャンバ２４のうちの１つの中でウェーハをウェーハ・ボートとの間で移送するための少なくとも１つの移送開口部６６をさらに備え得る。
移送開口部６６は、処理すべきウェーハを受け入れかつ処理されたウェーハを排出するための方法を提供する。ウェーハの実際の移送のために、移送開口部６６の外側にウェーハ取扱いロボットが配置され得る。
【００３２】
本発明の一実施形態では、導管４０は、回転テーブル２０に固定して接続されて、回転テーブル２０とともに回転する。第１のガス・シール６８が、回転可能な導管４０と底板１８との間に設けられ得る。第２のガス・シール７０が、回転可能な導管４０と再循環チャネル４８との間に設けられ得る。
第１のガス・シール６８は、実質的に環状であってもよく、かつ、回転可能な導管４０と不動の底板１８との間に実質的に気密の接続を提供することができる。第２のガス・シール７０もまた、実質的に環状であってもよく、かつ、回転可能な導管４０と不動の再循環チャネル４８との間に実質的に気密の接続を提供することができる。この実施形態では、導管４０は、回転テーブル２０を支持するために使用され得る。
【００３３】
本発明の一実施形態では、第１のガス・シール６８および第２のガス・シール７０は、ウェーハ・ボート冷却デバイス１０の回転部品とウェーハ・ボート冷却デバイス１０の不動部品との間に気密の接続を作るためにウェーハ・ボート冷却デバイス１０内に存在する、ただ２つのガス・シールである。
ガス・シールは冷却デバイス１０が点検されるときに交換を必要とし得る部品であることを考えれば、回転部品と不動部品との間で冷却デバイス１０内に存在するガス・シールの数は、できるだけ少ないこと、好ましくは２つだけであることが、有益である。そのような少数のガス・シールは、ガスの漏出の可能性も最小限に抑えることが明らかであろう。
【００３４】
本発明の一実施形態では、各ウェーハ・ボート・チャンバ２４のガス供給領域は、フィルタ組立体７２を備え、その結果、複数のガス供給開口部３０を介してそれぞれのウェーハ・ボート・チャンバ２４へ供給されるガスは、前述のフィルタ組立体７２を通過しなければならない。ウェーハ・ボート・チャンバ２４に関連するフィルタ組立体７２は、前述のウェーハ・ボート・チャンバ２４にきれいなガスを供給するために設けられる。
【００３５】
本発明の一実施形態では、回転テーブル２０は、対応するウェーハ・ボート・チャンバ２４を含む３つのウェーハ・ボート位置を有し得る。回転テーブル２０は、１２０°の角度にわたって割出し可能であり得る。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０の第１の割出し位置は、第１の割出し位置にあるウェーハ・ボート・チャンバ２４からウェーハ・ボートを垂直に加工チャンバ内へ搭載するための、および／または第１の割出し位置にあるウェーハ・ボート・チャンバ２４内に加工チャンバからウェーハ・ボートを受け取るための、搭載／受取り位置であり得る。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０の第２の割出し位置は、冷却位置とされ得る。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０の第３の割出し位置は、第３の割出し位置にあるウェーハ・ボート・チャンバ２４に収容されたウェーハ・ボートとの間でウェーハを移送するための移送位置とされ得る。
【００３６】
複数の割出し位置間で回転可能な回転テーブル２０はまた、割出しテーブルと呼ばれ得る。そのようなテーブルは、別々の実質的に同等のステップで回転することができる。ステップの総計は、冷却デバイス１０の割出し位置の総計を規定する。回転テーブル２０はまた、ウェーハ・ボート位置の数を規定する。この実施形態では、３つの割出し位置は、３つの別々の目的を有する。ウェーハ・ボートに収容されたウェーハは、３つの位置を全て通過することになる。最初に、ウェーハは、第３の割出し位置においてウェーハ・ボート内に配置される。ウェーハ・ボートが搭載されると、回転テーブルは回転し、未加工のウェーハが搭載されたウェーハ・ボートを含むウェーハ・ボート・チャンバ２４は、第１の割出し位置に配置される。ウェーハ・ボートは、第１の割出し位置から、ウェーハを加工するための垂直炉の加工チャンバに搭載される。加工チャンバでの加工後、ウェーハ・ボートは、第１の割出し位置において下降されてウェーハ・ボート・チャンバ２４に受け入れられる。続いて、回転テーブルは回転し、高温のウェーハ・ボートおよびウェーハを含むウェーハ・ボート・チャンバ２４は、第２の割出し位置に配置される。第２の割出し位置の働きは、ウェーハおよび第２の割出し位置に位置決めされたウェーハ・ボートを冷却することである。最後に、回転テーブル２０は再度回転し、ウェーハ・ボートを含むウェーハ・ボート・チャンバ２４は、再度第３の割出し位置に配置される。すると、処理済みのウェーハをウェーハ・ボートから取り出すことができ、また、新たなウェーハを搭載することができる。
【００３７】
最後に、本開示は、ウェーハ・ボートに収容されたウェーハを加工するための加工チャンバと、本発明によるウェーハ・ボート冷却デバイス１０とを備える、垂直バッチ炉組立体を提供する。ウェーハ・ボート冷却デバイス１０は、加工チャンバの下に位置決めされる。垂直バッチ炉組立体はまた、ウェーハ・ボートをウェーハ・ボート冷却デバイス１０から加工チャンバへ、また加工チャンバからウェーハ・ボート冷却デバイス１０へ移送するように構成された、垂直ウェーハ・ボート・リフト組立体を備える。垂直バッチ炉組立体は、複数の加工チャンバを備えてもよく、また、それに応じて、前述の加工チャンバに関連する複数のウェーハ・ボート冷却デバイス１０を有してもよい。
そのような垂直バッチ炉組立体は、概要セクションで説明された本発明によるウェーハ・ボート冷却デバイスの利点を有し、その利点は、参照によりここで繰り返されると考えられる。
【００３８】
上記で説明された様々な実施形態は、互いに独立に実施されて使用されてもよく、また、様々な方法で互いに組み合わせられてもよい。詳細な説明および特許請求の範囲において使用される参照番号は、実施形態の説明を限定するものではないし、特許請求の範囲を限定するものでもない。参照番号は、単に明確にするために使用される。
【符号の説明】
【００３９】
１０  ウェーハ・ボート冷却デバイス
１２  主ハウジング
１４  （主ハウジングの）円周壁
１６  （主ハウジングの）頂部壁
１８  底板
２０  回転テーブル
２２  垂直に延在する壁構造
２４  ウェーハ・ボート・チャンバ
２６  ガス供給導管
２８  ガス排出導管
３０  ガス供給開口部
３２  ガス排出開口部
３４  中央ガス開口部
３６  底板開口部
４０  導管
４２  プレナム・チャンバ・ハウジング
４４  プレナム・チャンバ
４６  プレナム・チャンバ開口部
４８  再循環チャネル
５０  ガス・ブロワ
５２  ガス／液体熱交換器
５４  底壁
５６  熱交換器ハウジング
５８  リフト支持開口部
６０  空間
６２  不動支持体
６４  回転テーブル軸受
６６  移送開口部
６８  第１のガス・シール
７０  第２のガス・シール
７２  フィルタ組立体
７４  遮断壁
７６  加工チャンバ開口部
Ｌ  中心垂直軸
【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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【外国語明細書】
2019176155000001.pdf