(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する保持具が待機する待機室と、
前記待機室内の１つの側壁面に設けられ、前記待機室内に不活性ガスまたはクリーンエアを吹き出す吹出ダクトと、
前記吹出ダクトに対向した前記待機室内の側壁面に設けられ、前記吹出ダクトから吹出した不活性ガスまたはクリーンエアを吸い込む吸込ダクトと、
上流端が前記吸込ダクトの下流側に接続される連絡ダクトと、
前記連絡ダクトの下流端と前記吹出ダクトの上流側と前記連絡ダクトから流れてきた前記待機室内の不活性ガスまたはクリーンエアを排気する排気路のそれぞれと接続され、前記吹出ダクトとの不活性ガスまたはクリーンエアの流通を遮断する遮断弁を備えた集合ダクトと、
少なくとも前記吹出ダクトと前記吸込ダクトと前記連絡ダクトと前記集合ダクトから構成される循環路と、
前記遮断弁を制御することで前記待機室内に流れる不活性ガスまたはクリーンエアの流れを統一するコントローラと、
を備えている基板処理装置。
【請求項２】
前記循環路から前記気体を排気する排気ファンが前記排気路に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記連絡ダクトの下流端には、前記連絡ダクトから前記集合ダクトへの流れを形成する循環ファンが設けられている請求項１または請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記基板処理装置は、前記排気ファンまたは前記循環ファンのいずれか一方または両方の異常を監視するための圧力検知装置をさらに備えることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記待機室内の前記気体を吸い込むバッファダクトが前記循環路の吸込口前段に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記待機室内の前記気体をそれぞれ吸い込むリアバッファダクトおよびフロントバッファダクトが前記循環路の吹出口に対向する前記待機室内側面の両端部にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記コントローラは、前記待機室内に不活性ガスを供給する場合には前記遮断弁を開くことで前記循環路に不活性ガスが循環されるように制御し、前記待機室内にクリーンエアを供給する場合には前記遮断弁を閉じることで前記排気路からクリーンエアを排気するように制御することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板処理装置は、前記待機室に設けられ前記待機室内の圧力を調整する調圧装置をさらに備え、
前記調圧装置は、前記待機室内と前記基板処理装置外部とを連通する弁口と、
前記弁口を開閉する弁体と
前記弁体を摺動自在に支持する弁軸とを備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記調圧装置は、前記弁軸を伸縮させる第１シリンダ装置と、
前記弁体の位置を規制する第２シリンダ装置と、
をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
基板を保持する保持具が待機する待機室と、前記待機室内の１つの側壁面に設けられ、前記待機室内に不活性ガスまたはクリーンエアを吹き出す吹出ダクトと、前記吹出ダクトに対向した前記待機室内の側壁面に設けられ、前記吹出ダクトから吹出した不活性ガスまたはクリーンエアを吸い込む吸込ダクトと、上流端が前記吸込ダクトの下流側に接続される連絡ダクトと、前記連絡ダクトの下流端と前記吹出ダクトの上流側と前記連絡ダクトから流れてきた前記待機室内の不活性ガスまたはクリーンエアを排気する排気路のそれぞれと接続され、前記吹出ダクトとの不活性ガスまたはクリーンエアの流通を遮断する遮断弁を備えた集合ダクトと、少なくとも前記吹出ダクトと前記吸込ダクトと前記連絡ダクトと前記集合ダクトから構成される循環路と、前記遮断弁を制御することで前記待機室内に流れる不活性ガスまたはクリーンエアの流れを統一するコントローラと、を備えた基板処理装置を用いた半導体装置の製造方法であって、
前記待機室内に不活性ガスまたはクリーンエアを供給し、前記待機室と前記循環路の雰囲気を不活性ガスまたはクリーンエアに置換する工程と、
前記保持具に基板を保持する工程と、
前記基板を保持した保持具を処理室に搬入し、前記基板を処理する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関する。
例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという）の製造方法において、ＩＣが作り込まれる半導体ウエハ（以下、ウエハという）に熱処理（thermal treatment ）を施す熱処理装置（furnace ）に利用して有効なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法において、ウエハに絶縁膜や金属膜および半導体膜等のＣＶＤ膜を形成したり不純物を拡散したりする熱処理工程には、熱処理装置が広く使用されている。
従来のこの種の熱処理装置は、複数枚のウエハをボート（保持具）に保持しつつバッチ処理する処理室と、ボートが処理室への搬入出前後に待機する待機室と、待機室に設けられてボートを待機室と処理室との間で昇降させるボートエレベータと、待機室に設けられてウエハをボートに移載するウエハ移載装置と、待機室に清浄な気体を供給するクリーンユニットと、を備えており、不活性ガスとしての窒素ガスをクリーンユニットから待機室内に吹き出して循環させることにより、自然酸化膜がウエハに大気中の酸素（Ｏ2 ）によって形成されるのを防止するように構成したものがある。例えば、特許文献１参照。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１４１１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
窒素ガスを待機室に循環させる熱処理装置においては、窒素ガスが待機室の片側（通例、前側）から循環するので、待機室内の窒素ガス流が同一でなくなり、その結果、熱処理に悪影響を及ぼすという問題点があった。
そこで、クリーンエア（清浄空気）をクリーンユニットから待機室内に吹き出して、待機室の片側（通例、後ろ側）の排気口から排気させるモード（以下、大気モードという）を使用することが考えられる。
しかしながら、大気モードの運用方法においても、クリーンユニットから待機室へ供給されるクリーンエアの一部は、循環路を経由することによって温度が上がったクリーンエアになるので、待機室内を新鮮なクリーンエアによって満たすことができない。
【０００５】
他方、ボートおよびウエハ移載装置のパーティクルを抑制したり、ボート周辺およびウエハ移載装置周辺の温度を下げたりするために、循環路の吸込口はボート近傍およびウエハ移載装置近傍にそれぞれ配置される。
しかしながら、循環路の吸込口がボート近傍およびウエハ移載装置の近傍にそれぞれ配置された場合には、広範囲に動くボートおよびウエハ移載装置のパーティクルを抑制することができないので、移動速度を上げることができない。
【０００６】
本発明の目的は、待機室内の流れを統一し、パーティクルや有機物の汚染を防止することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記した課題を解決するための基板処理装置は、
基板を処理する処理室と、
前記基板を保持して前記処理室に搬入する保持具と、
前記保持具が前記処理室への搬入に待機する待機室と、
前記待機室内に気体を循環させる循環路と、
前記循環路の途中に設けられ、前記気体を前記待機室から外部に排気する排気路と、
を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
前記した手段によれば、待機室内の流れを統一し、パーティクルや有機物の汚染を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である熱処理装置を示す斜視図である。
【図２】一部省略一部切断斜視図である。
【図３】図１のIII −III 線に沿う正面断面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿う平面断面図である。
【図５】主要部を示す一部切断斜視図である。
【図６】パージモードを示す平面断面図である。
【図７】大気モードを示す平面断面図である。
【図８】図１のVIII−VIII線に沿う断面図である。
【図９】循環ダクトを示す一部省略一部切断斜視図であるである。
【図１０】本発明の他の実施形態である熱処理装置を示す斜視図である。
【図１１】その平面断面図である。
【図１２】本発明の第三実施形態を示す平面断面図である。
【図１３】その側面断面図である。
【図１４】本発明の第四実施形態を示す主要部の各断面図であり、（ａ）はパージモードを示し、（ｂ）は大気モードを示している。
【図１５】本発明の第五実施形態を示す主要部の各断面図であり、（ａ）は通常運用時を示し、（ｂ）は窒素ガス充填移行時を示し、（ｃ）は大気状態移行時を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。
【００１１】
本実施形態において、本発明に係る基板処理装置は、熱処理装置１０として図１〜図６に示されているように構成されている。
本実施形態において、基板としてのウエハを収容して搬送するためのキャリア（搬送治具）には、一つの面が開口された略立方体の箱形状に形成され開口面にキャップが着脱自在に装着されているキャリアである、ＦＯＵＰ（front opening unified pod ）が使用されている。ウエハのキャリアとしてＦＯＵＰ（以下、ポッドという）が使用される場合には、ウエハが密閉された状態で搬送されることになるため、周囲の雰囲気にパーティクル等が存在していたとしてもウエハの清浄度（クリーン度）は維持することができる。
【００１２】
熱処理装置１０は筐体１１を備えており、筐体１１はフレームやパネルが組み合わされて、大気圧程度の気密性能を有する気密構造に構築されている。筐体１１は複数枚のウエハを保持する保持具が処理室への搬入に対して待機する待機室１２を構成する。
筐体１１の正面壁にはウエハ１をローディングおよびアンローディング（搬入搬出）するためのポート（以下、ウエハローディングポートという）１４が、上下で一対開設されている。ウエハローディングポート１４、１４に対応する位置には、ポッド２のキャップ（図示せず）を着脱してポッド２を開閉するポッドオープナ１５が設置されている。
【００１３】
待機室１２の前側の空間にはウエハ移載装置（wafer transfer equipment )１７を昇降させる移載エレベータ１８が設置されている。ウエハ移載装置１７は移載エレベータ１８によって昇降されることにより、ウエハローディングポート１４とボート（保持具）２１との間でウエハ１を搬送してポッド２およびボート２１に受け渡すようになっている。
【００１４】
待機室１２の後側の空間には、ボートエレベータ１９が垂直に設置されており、ボートエレベータ１９は保持具としてのボート２１を支持したシールキャップ２０を垂直方向に昇降させるように構成されている。
シールキャップ２０は円盤形状に形成されており、シールキャップ２０の中心線上にはボート２１が垂直に立脚されている。
ボート２１は基板としてのウエハ１を多数枚、中心を揃えて水平に配置した状態で保持するように構成されている。
【００１５】
筐体１１の後端部における上部にはヒータユニット２２が同心円に配されており、ヒータユニット２２は筐体１１に支持されている。
ヒータユニット２２内にはアウタチューブ２３およびインナチューブ２４が同心円に設置されている。アウタチューブ２３は石英または炭化シリコン等の耐熱性材料から形成されており、内径がインナチューブ２４の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ２４は石英または炭化シリコン等の耐熱性材料から形成されており、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。
インナチューブ２４の筒中空部には処理室２５が形成されており、処理室２５はボート２１を収容可能に構成されている。
【００１６】
アウタチューブ２３の下方には、アウタチューブ２３と同心円状にマニホールド２６が配設されている。マニホールド２６はステンレス等から形成されており、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２６はアウタチューブ２３とインナチューブ２４とに係合しており、これらを支持するように構成されている。
マニホールド２６の下端部開口（炉口）はシャッタ２７によって開閉されるようになっている。
【００１７】
マニホールド２６の側壁部には処理室２５を排気するための排気管２８が、アウタチューブ２３とインナチューブ２４との間の空間に連通するように接続されている。
シールキャップ２０にはガス導入部としてのガス供給管２９が処理室２５内に連通するように接続されている。
【００１８】
筐体１１には待機室１２に気体を循環させる循環路３１が全体的に敷設されている。
循環路３１は吸込口３３を有する吸込ダクト３２を備えている。吸込ダクト３２は待機室１２における一方の側面（以下、右側面とする）に、移載エレベータ１８およびボートエレベータ１９を待機室１２から隔離するように、かつ、略全体面にわたって垂直に延在するように敷設されている。吸込ダクト３２には吸込口３３がボートエレベータ１９のアーム１９ａおよび移載エレベータ１８のアーム１８ａの昇降移動範囲にそれぞれ開設されており、各吸込口３３には両方のアーム１９ａ、１８ａが昇降可能にそれぞれ挿通されている。吸込ダクト３２は待機室１２の気体（窒素ガスまたはクリーンエア）を吸い込むので、待機室１２の気体を排出する排出部を相対的に構成する。
【００１９】
循環路３１は集合ダクト３４を備えており、集合ダクト３４はポッドオープナ１５の下方に水平に敷設されている。待機室１２の底面上には第一連絡ダクト３５および第二連絡ダクト３６がそれぞれ敷設されている。第一連絡ダクト３５の一端は集合ダクト３４の待機室１２に面する側壁に接続されており、他端は吸込ダクト３２の下端部における前端部に接続されている。第二連絡ダクト３６の一端は第一連絡ダクト３５の中間部に接続されており、他端はリアバッファダクト（後述する）に接続されている。
【００２０】
循環路３１は吹出口３８が略全面にわたって開設された吹出ダクト３９を備えている。吹出ダクト３９は待機室１２における吸込ダクト３２の反対側である左側面に垂直に敷設されている。吹出ダクト３９の下端部には集合ダクト３４の吹出端が接続されている。集合ダクト３４と吹出ダクト３９との接続部位には、集合ダクト３４と吹出ダクト３９との流通を遮断する遮断弁３７が設置されている。
【００２１】
吹出ダクト３９の吹出口３８には、窒素ガス３０およびクリーンエア４０を供給するクリーンユニット４１が建て込まれている。
クリーンユニット４１はパーティクルを捕集するフィルタ４２と、清浄化した窒素ガス３０およびクリーンエア４０を送風する複数の送風機４３とを備えており、フィルタ４２が待機室１２に露出し、かつ、送風機４３群の下流側になるように構成されている。
【００２２】
図１および図３に示されているように、吹出ダクト３９のクリーンユニット４１よりも上流側には、新鮮なクリーンエア４０を供給する新鮮エア供給管４４が接続されており、新鮮エア供給管４４には開閉弁としてのダンパ４５が介設されている。
また、図１に示されているように、吹出ダクト３９には循環路３１に不活性ガスとしての窒素ガスを供給する窒素ガス供給管４６が接続されており、窒素ガス供給管４６には流量制御弁としてのダンパ４７が介設されている。
【００２３】
図３に示されているように、吹出ダクト３９の下端部には冷却器４８が前後方向に延在するように敷設されており、冷却器４８は集合ダクト３４から吹出ダクト３９に回収された気体を冷却するように構成されている。本実施形態において、冷却器４８は水冷式熱交換器によって構成されている。
【００２４】
図２および図４に示されているように、吸込ダクト３２の後端部には、リアバッファダクト５１が隣接して垂直に敷設されており、リアバッファダクト５１の下端には第二連絡ダクト３６が接続されている。リアバッファダクト５１には吸込口５２が縦長に開設されており、吸込口５２は待機室１２の後側右隅においてクリーンユニット４１に臨んでいる。待機室１２の前側右隅にはフロントバッファダクト５３が垂直に敷設されている。フロントバッファダクト５３の待機室１２に面する側壁は、後方広がりに４５度に傾斜されており、傾斜側壁には吹込口５４が縦長に開設されている。吹込口５４はクリーンユニット４１の中央部に向いている。
【００２５】
フロントバッファダクト５３の下端部には第三連絡ダクト５５の一端が接続されており、第三連絡ダクト５５の他端は集合ダクト３４に接続されている。第三連絡ダクト５５は待機室１２の底面上において左右方向に第一連絡ダクト３５と横切るように敷設されており、第一連絡ダクト３５と連通しないように跨設されている。
図４に示されているように、第一連絡ダクト３５および第三連絡ダクト５５の集合ダクト３４側端には第一循環ファン５６および第二循環ファン５７がそれぞれ設置されている。第一循環ファン５６および第二循環ファン５７は第一連絡ダクト３５および第三連絡ダクト５５側から集合ダクト３４側への流れを形成するように構成されている。
【００２６】
図１、図４および図５に示されているように、集合ダクト３４には排気路をそれぞれ形成する第一排気ダクト６１および第二排気ダクト６２の一端が互いに隣り合わせにそれぞれ接続されている。第一排気ダクト６１および第二排気ダクト６２は第一連絡ダクト３５および第三連絡ダクト５５を挟んで吹出ダクト３９から離れた位置にそれぞれ敷設されており、第一排気ダクト６１および第二排気ダクト６２の他端は第三排気ダクト６３の一端にそれぞれ接続されている。第三排気ダクト６３は筐体１１の前方近傍に敷設されており、第三排気ダクト６３の他端（吹出端）はクリーンルームのグレーチング下方空間（図示せず）に接続されている。
図４に示されているように、第一排気ダクト６１および第二排気ダクト６２には第一排気ファン６４および第二排気ファン６５がそれぞれ介設されている。第一排気ファン６４および第二排気ファン６５は集合ダクト３４側から第三排気ダクト６３側への流れを形成するようにそれぞれ構成されている。第三排気ダクト６３には、その流路を開閉する排気弁６３Ａが介設されている。
【００２７】
図１に示されているように、筐体１１の上には待機室１２内の圧力を自動的に調整する調圧装置６６が設置されている。図８に示されているように、調圧装置６６は、待機室１２内とクリーンルーム内とを連通させる弁口６７と、弁軸６８に摺動自在に支持されて弁口６７を開閉する弁体６９とを備えている。弁体６９の重量は、ウエイト６９ａの数や重さを変更することにより、増減することができる。
この調圧装置６６は待機室１２内の圧力を、弁体６９に予め設定された重量に対応する圧力に自己制御（セルフアライメント）的に調整することができる。
【００２８】
図１に示されているように、熱処理装置１０はコントローラ７０を備えており、コントローラ７０は通信配線７１を経由して遮断弁３７、各循環ファン５６、５７および各排気ファン６４、６５等々を制御するように構成されている。
すなわち、コントローラ７０は、クリーンユニット４１から待機室１２に窒素ガス３０が供給される際には、遮断弁３７によって弁口３７ａ（図５参照）を開くとともに、循環ファン５６、５７を作動させる。また、クリーンユニット４１から待機室１２にクリーンエア４０が供給される際には、遮断弁３７によって弁口３７ａを閉じるとともに、循環ファン５６、５７および排気ファン６４、６５を作動させる。
【００２９】
次に、前記構成に係る熱処理装置の作用を説明する。
【００３０】
ウエハ搬入ステップでは、ポッドオープナ１５の載置台に移載されたポッド２は、ポッドオープナ１５によってキャップを外されることにより開放される。
ポッド２が開放されると、ポッド２に収納された複数枚のウエハ１は、ウエハ移載装置１７によってボート２１に移載されて、装填（チャージング）される。
予め指定された枚数のウエハ１が装填されると、ボート２１はボートエレベータ１９によって上昇されることにより、処理室２５に搬入（ボートローディング）される。
ボート２１が上限に達すると、ボート２１を保持したシールキャップ２０がマニホールド２６下面にシール状態に当接するために、処理室２５は気密に閉じられた状態になる。  
【００３１】
処理室２５は気密に閉じられた状態で、所定の真空度に排気管２８によって真空排気されるとともに、ヒータユニット２２によって所定の温度に加熱される。
次いで、所定の処理ガスが処理室２５にガス供給管２９から供給される。
これにより、所望の熱処理がウエハ１に施される（熱処理ステップ）。
【００３２】
このウエハ搬入ステップに先立って、待機室１２および循環路３１を窒素ガス３０雰囲気に置換しておく。その後、ウエハ搬入ステップおよび熱処理中に、窒素ガス３０が待機室１２に循環路３１によって循環される。
すなわち、窒素ガス供給管４６から循環路３１に供給された窒素ガス３０は、図６に示されているように、循環路３１における吹出ダクト３９に建て込まれたクリーンユニット４１から待機室１２に吹き出し、循環路３１の一部である待機室１２を流通して吸込口３３から吸込ダクト３２に吸い込まれるとともに、吸込口５２、５４からリアバッファダクト５１およびフロントバッファダクト５３に吸い込まれる。
各吸込ダクト３２、５１、５３に吸い込まれた窒素ガス３０は、第一連絡ダクト３５、第二連絡ダクト３６、第三連絡ダクト５５および集合ダクト３４を経由して吹出ダクト３９に戻り、クリーンユニット４１から待機室１２に再び吹き出す。このとき、排気弁６３Ａは閉じられているので、窒素ガス３０は排気ダクト６１、６２、６３には流れない。
以降、窒素ガス３０は以上の流れを繰り返すことにより、待機室１２と循環路３１とを循環する。この際、循環路３１すなわち待機室１２内の圧力は一定圧力に調圧装置６６によって自動的に調整される。
【００３３】
そして、予め設定された処理時間が経過すると、ボート２１がボートエレベータ１９によって下降されることにより、処理済みウエハ１を保持したボート２１が待機室１２における元の待機位置に搬出（ボートアンローディング）される。
ボート２１が処理室２５から搬出されると、処理室２５はシャッタ２７によって閉じられる。
【００３４】
待機室１２を流通する間に、窒素ガス３０は熱処理されて高温になったウエハ１群およびこれを保持したボート２１に接触して熱交換することにより、これらを冷却する。
高温になったウエハ１に接触するのは不活性ガスである窒素ガス３０であるので、ウエハ１の表面に自然酸化膜が生成されることはない。
【００３５】
待機室１２に搬出されたボート２１の処理済みウエハ１は、ボート２１からウエハ移載装置１７によってピックアップされて、ウエハローディングポート１４に予め搬送されてキャップ３を外されて開放された空のポッド２に収納される。
ポッド２が処理済みウエハ１によって満たされると、ポッド２はポッドオープナ１５によってキャップ３を装着されて閉じられた後に、ウエハローディングポート１４から他の場所へ移送される。
【００３６】
以降、前述した作用が繰り返されることにより、ウエハ１が熱処理装置１０によってバッチ処理されて行く。
【００３７】
ところで、自然酸化膜の抑制が不要な場合においては、循環しない一方向の流れを待機室１２内にクリーンエア４０によって創出することが、熱影響の観点等から望ましい。
この場合（以下、大気モードということがある）には、クリーンユニット４１からクリーンエア４０をボート２１に対して水平に流れるように吹き出させて、パーティクルや有機物が待機室１２内に澱みや滞留を発生する現象を防止することが好ましい。
待機室１２内に澱みや滞留が発生しないようにクリーンエア４０の一方向の流れを形成するためには、大流量のクリーンエア４０を待機室１２内に流通させる必要がある。
【００３８】
そこで、本実施形態に係る熱処理装置１０においては、大気モードには、図７に示されているように、コントローラ７０の制御により、排気弁６３Ａが開かれるとともに、遮断弁３７が閉じられ、循環ファン５６、５７および排気ファン６４、６５が作動される。
ダンパ４５（図１参照）が開かれて新鮮エア供給管４４から吹出ダクト３９に供給された新鮮なエアは、クリーンユニット４１を通って清浄化されて、クリーンエア４０となって待機室１２に水平に吹き出し、待機室１２内を水平一方向に流れて吸込ダクト３２内、リアバッファダクト５１内、フロントバッファダクト５３内、に吸い込まれる。
各ダクト３２、５１、５３内に吸い込まれたクリーンエア４０は、図７に示されているように、第一連絡ダクト３５、第二連絡ダクト３６、第三連絡ダクト５５および集合ダクト３４を通じて第一排気ダクト６１、第二排気ダクト６２および第三排気ダクト６３に、第一循環ファン５６、第二循環ファン５７、第一排気ファン６４および第二排気ファン６５の排気力をもって強制的に排出される。第三排気ダクト６３に排出されたクリーンエア４０はクリーンルームのグレーチング下方空間に排出される。
【００３９】
この大気モードにおいて、クリーンエア４０の水平一方向の流れは、複数のファン５６、５７、６４、６５の排気力によって充分に高められていることにより、大流量かつ層流状態になるので、ボート２１上のウエハ１群はきわめて効果的に冷却される。
しかも、吸込口３３と同様、リアバッファダクト５１の吸込口５２、フロントバッファダクト５３の吸込口５４が上下方向に開設されていることにより、クリーンエア４０を上下方向に均一に排出させることができるので、待機室１２内におけるクリーンエア４０の水平一方向の流れをも上下方向において均一に形成させることができる。したがって、ボート２１上のウエハ１群を上下方向にわたって均等に冷却することができる。
【００４０】
待機室１２内を窒素ガス３０によって充填した場合と異なり、クリーンエア４０を待機室１２に水平一方向に流した場合には、ボート２１上のウエハ１群の熱を素早く奪うことができるが、この際に過陽圧になると、待機室１２内の温度が上昇し易くなってしまい、熱を奪い難くなるとともに、ウエハ１が酸化される危惧がある。
しかし、本実施形態においては、複数のファン５６、５７、６４、６５によってクリーンエア４０を強制的に排気することにより、待機室１２内が過陽圧になるのを防止することができるので、このような弊害が発生するのを未然に防止することができる。
【００４１】
ところで、排気路を設けずに集合ダクト３４内でクリーンエアを待機室外に排気して大気モードを実施する方法が考えられる。
しかし、この方法においては、次のような欠点がある。
排気量を確保するために、集合ダクト３４内に設ける排気弁が大きくなってしまう。待機室内の圧力調整を排気弁によって実施する必要があるために、排気弁が複雑な構造になってしまう。この圧力調整を循環ファン５６、５７によって実施することもできるが、この場合には、大気モードの流れ（エアフロー）が循環モードの流れ（エアフロー）と同一でなくなってしまう。
そこで、本実施形態においては、排気路を構成する排気ダクトに排気ファンを設けることにより、大気モード時の圧力調整を排気ファンによって実施する。例えば、第一排気ファン６４の排気量（回転数) を固定とし、第二排気ファン６５の排気量（回転数) を可変とすることにより、大気モード時の圧力を容易に調整することができる。
【００４２】
本実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００４３】
1)  クリーンユニットから窒素ガスを待機室に供給し、吸込ダクト、リアバッファダクトおよびフロントバッファダクトによって待機室内の窒素ガスを吸い込み、吸込ダクト、リアバッファダクトおよびフロントバッファダクトに接続した連絡ダクトを経由して吹出ダクトに戻すことにより、窒素ガスを待機室内に循環（パージモード）させることができるので、待機室内の酸化し易いウエハであっても、自然酸化膜の発生を確実に防止することができる。
【００４４】
2)  排気路を循環路の途中に接続することにより、クリーンユニットから待機室に吹き出したクリーンエアを吸込ダクトによって吸い込み、連絡ダクトを経由して集合ダクトに集合させて、排気路に排気させることができるので、待機室内にクリーンエアの水平一方向の流れを層流状態で形成させて、待機室内に澱みや滞留が発生するのを防止することができ、その結果、パーティクルや有機物による汚染を防止することができる。
【００４５】
3)  前記2)により、自然酸化膜がある程度ついても気にならない熱処理等においては、窒素ガス等の不活性ガスの使用を抑制ないし抑止することができるので、ランニングコストを低減することができる。
【００４６】
4)  前記1)および2)により、同一の熱処理装置において窒素ガス循環（パージモード）とクリーンエアの一方向流れ（大気モード）とを両立させることができ、しかも、大気モードの流れ（エアフロー）をパージモードの流れ（エアフロー）と同一に形成することができる。
【００４７】
5)  排気路を構成する排気ダクトを筐体前方のポッドオープナの下方に敷設することにより、熱処理装置のフットプリントの増加を回避することができる。
【００４８】
6)  排気路に排気ファンを設けることにより、大気モード時に圧力調整を排気ファンによって実施することができる。さらに、排気路に複数の排気ファンを設けるとともに、一つの排気ファンの排気量（回転数）を可変に構成することにより、大気モード時の圧力調整を簡単な構成をもって実施することができる。
【００４９】
7)  循環路および排気路に循環ファンおよび排気ファンを複数設けることにより、大流量のクリーンエアを流すことができるので、待機室内に澱みや滞留が発生するのをより一層確実に防止することができ、その結果、パーティクルや有機物による汚染をより一層確実に防止することができる。
【００５０】
8)  待機室内において循環路の吸込口前段にバッファダクトを設けることにより、窒素ガスまたはクリーンエアを大流量かつ層流状態で流すことができるので、待機室内に澱みや滞留が発生するのをより一層確実に防止することができ、その結果、パーティクルや有機物による汚染をより一層確実に防止することができる。
【００５１】
9)  待機室内のクリーンユニット（吹出口）に対向する側面の両端部にリアバッファダクトおよびフロントバッファダクトをそれぞれ設けることにより、窒素ガスまたはクリーンエアを大流量かつ層流状態で流すことができるので、待機室内に澱みや滞留が発生するのをより一層確実に防止することができ、その結果、パーティクルや有機物による汚染をより一層確実に防止することができる。
【００５２】
10) 待機室内の圧力を自動的に調整する調圧装置を設けることにより、パージモード時に待機室内の圧力をクリーンルームの圧力変動に関わらず一定に維持することができる。
【００５３】
11) 調圧装置は集合ダクト側と吹出ダクト側とを連通させる弁口と、弁軸に摺動自在に支持されて弁口を開閉する弁体とによって構成し、弁体重量をウエイトの数や重さを変更することによって増減可能に構成することにより、待機室内の圧力を、弁体に予め設定した重量に対応する圧力に自己制御的に調整することができる。
【００５４】
図１０および図１１は本発明の他の実施形態を示している。
本実施形態が前記実施形態と異なる点は、循環路の圧力を検知して循環ファンまたは／および排気ファンの異常を監視するように構成した点、である。
すなわち、循環路３１にはリア圧力検知装置７２を備えたリア圧力検知配管（以下、リア配管という）７４と、フロント圧力検知装置７３を備えたフロント圧力検知配管（以下、フロント配管という）７５とがそれぞれ配管されている。
図１０に示されているように、リア配管７４は待機室１２の床に敷設されており、吸込口７４ａがリアバッファダクト５１内の吸込口５２付近に配置されているとともに、中間部が待機室１２の床を略Ｕ字形状に引き回されて、吹出口７４ｂが筐体１１の背面壁において外部に引き出されている。フロント配管７５も待機室１２の床に敷設されており、吸込口７５ａがフロントバッファダクト５３内の吸込口５４付近に配置されているとともに、中間部が待機室１２の床を略Ｌ字形状に引き回されて、吹出口７５ｂが筐体１１の背面壁において外部に引き出されている。
図１１に示されているように、筐体１１外に引き出されたリア配管７４の吹出口７４ｂにはリア圧力検知装置７２が接続されているとともに、筐体１１外に引き出されたフロント配管７５の吹出口７５ｂにはフロント圧力検知装置７３が接続されている。リア圧力検知装置７２およびフロント圧力検知装置７３は、ダクト内圧力を基準として大気圧との差圧を測定する差圧計によってそれぞれ構成されており、検知結果をコントローラ７０へ通信配線７１によってそれぞれ送信するようになっている。
リア配管７４は吸込口７４ａがリアバッファダクト５１内の吸込口５２付近に配置され、フロント配管７５は吸込口７５ａがフロントバッファダクト５３内の吸込口５４付近に配置されているので、第一循環ファン５６、第二循環ファン５７、第一排気ファン６１および第二排気ファン６２の回転時には、リア圧力検知装置７２およびフロント圧力検知装置７３は大気圧に対して負圧となる。
【００５５】
次に、循環ファンおよび排気ファンの異常を監視する作用を説明する。
本実施形態においては、循環ファンおよび排気ファンが回転停止検知機能および回転数検知機能を具備しないので、循環ファンおよび排気ファンの回転停止や回転数低下を検知することができない。その結果、パージモードおよび大気モードの異常状況が継続することにより、エアフローの変化、パーティクルや汚染の増加および待機室内室圧力の変化等のウエハに対する悪影響が発生する可能性がある。
しかし、本実施形態においては、循環路の圧力を検知して循環ファンおよび排気ファンの異常を監視しているので、パージモードおよび大気モードの異常状況の継続を防止することができる。
例えば、第一循環ファン５６が停止した場合には、フロントバッファダクト５３内圧力は待機室室１２内圧力と略同じになる。待機室１２は微陽圧に維持されているので、フロント圧力検知装置７３の測定値は負の値になる。
また、大気モードにおいて、第一排気ファン６４もしくは第二排気ファン６５が停止した場合または両者が停止した場合には、待機室１２内が過陽圧になり、リアバッファダクト５１およびフロントバッファダクト５３は陽圧になる。したがって、リア圧力検知装置７２およびフロント圧力検知装置７３の測定値は負の値になる。
以上のように、リア圧力検知装置７２およびフロント圧力検知装置７３における測定値の低下により、第一循環ファン５６、第二循環ファン５７、第一排気ファン６４および第二排気ファン６５の停止または回転数の低下を検知することができるので、パージモードおよび大気モードの異常状況の発生または継続を防止することができる。
【００５６】
例えば、パージモードにおいては、リア圧力検知装置７２またはフロント圧力検知装置７３の測定値が１Ｐａ（パスカル）以下である場合を異常と設定し、大気モードにおいては、リア圧力検知装置７２またはフロント圧力検知装置７３の測定値が３０Ｐａ以下である場合を異常と設定し、インタロック信号を発生させ、第一循環ファン５６、第二循環ファン５７、第一排気ファン６４および第二排気ファン６５をコントローラ７０によって停止させる。
【００５７】
第一排気ファン６４の排気（吹出）側と第二排気ファン６５の排気（吹出）側は第三ダクト６３を介して連通されているので、同一閉空間になる。第一排気ファン６４の排気側と第二排気ファン６５の排気側に圧力検知装置を設置した場合には、第一排気ファン６４および第二排気ファン６５相互の影響を受けるために、圧力検知装置は精度よく圧力を測定することができない可能性がある。
第一排気ファン６４の吸気（吸込）側と第二排気ファン６５の排気（吹出）側は集合ダクト３４に連通されているので、第一循環ファン５６および第二循環ファン５７の排気側と同一閉空間になっている。第一排気ファン６４の吸気側、第二排気ファン６５の排気側または集合ダクト３４に圧力検知装置を設置した場合には、第一循環ファン５６、第二循環ファン５７、第一排気ファン６４および第二排気ファン６５相互の影響を受けるために、圧力検知装置は精度よく圧力を測定することができない可能性がある。
本実施形態においては、リア配管７４の吸込口７４ａがリアバッファダクト５１内に配置されており、フロント配管７５の吸込口７５ａがフロントバッファダクト５３内に配置されていることにより、第一循環ファン５６、第二循環ファン５７、第一排気ファン６４および第二排気ファン６５相互の影響を受けないので、リア圧力検知装置７２およびフロント圧力検知装置７３は精度よく圧力を測定することができる。
しかも、リア配管７４の吸込口７４ａがリアバッファダクト５１内の吸込口５２付近に配置されており、フロント配管７５の吸込口７５ａがフロントバッファダクト５３内の吸込口５４付近に配置されていることにより、リア配管７４およびフロント配管７５の配管作業性が良好になる。
【００５８】
本実施形態によれば、次の効果が得られる。
【００５９】
1)  循環路にリア圧力検知装置を備えたリア配管と、フロント圧力検知装置を備えたフロント配管とをそれぞれ配管することにより、循環路の圧力を検知して循環ファンおよび排気ファンの異常を監視することができるので、パージモードおよび大気モードの異常状況の発生ないし継続を防止することができる。
【００６０】
2)  パージモードおよび大気モードの異常状況の発生ないし継続を防止することにより、エアフローの変化、パーティクルや汚染の増加および待機室内室圧力の変化等のウエハに対する悪影響が発生するのを未然に防止することができる。
【００６１】
3)  循環路の圧力を検知して循環ファンおよび排気ファンの異常を監視することにより、循環ファンおよび排気ファンに回転停止検知機能および回転数検知機能能を具備しない、例えばＡＣ（交流）ファンを使用することができるので、省スペースにて充分な風量を確保することができるとともに、コストを低減することができる。
【００６２】
4)  リア配管の吸込口をリアバッファダクト内に配置し、フロント配管の吸込口をフロントバッファダクト内に配置することにより、第一循環ファン、第二循環ファン、第一排気ファンおよび第二排気ファン相互の影響を回避することができるので、リア圧力検知装置およびフロント圧力検知装置の圧力測定精度を向上させることができる。
【００６３】
5)  リア配管の吸込口をリアバッファダクト内の吸込口付近に配置し、フロント配管の吸込口をフロントバッファダクト内の吸込口付近に配置することにより、リア配管およびフロント配管の配管作業性を向上させることができる。
【００６４】
図１２および図１３は本発明の第三実施形態を示している。
【００６５】
本実施形態においては、フロントバッファダクト５３Ａがウエハ移載装置１７近傍において移載エレベータ１８に沿って敷設されており、吸込口５４Ａが移載エレベータ１８のアーム１８ａの移動路に移行するように開設されている。
ここで、ウエハ処理枚数が増加すると、ウエハ移載装置１７は上下方向の移動量が増加するので、移載エレベータ１８はより高速に駆動することになる。移載エレベータ１８が高速に駆動すると、塵埃の発生量が増加する。
しかし、本実施形態においては、フロントバッファダクト５３Ａの吸込口５４Ａが移載エレベータ１８近傍に配設されているので、発生した塵埃を直ちに吸い込むことができるので、周囲への飛散を抑止ないしは抑制することができる。見方を代えれば、フロントバッファダクト５３Ａの風量の増強を抑えつつ、発生した塵埃の周囲への飛散を防止することができる。
【００６６】
また、本実施形態においては、リアバッファダクト５１の上部に炉口ダクト５１Ａが接続されており、炉口ダクト５１Ａの吸込口５２Ａがマニホールド２６の下端部開口（炉口）２６ａに対向されている。
ここで、成膜後に、ボート２１が待機室１２に搬出される際には、炉口２６ａからの熱やボート２１からの熱が待機室１２に放出され、また、これらの熱は上方へと逃げる。
しかし、本実施形態においては、炉口ダクト５１Ａの吸込口５２Ａが炉口２６ａに対向していることにより、これらの熱を直ちに吸い込むことができるので、相対的に、ウエハの冷却速度を向上させることができる。
【００６７】
図１４は本発明の第四実施形態を示している。
【００６８】
本実施形態においては、第二循環ファン５７の排気側（吹出口下流側）にはファン排気ダクト５８が敷設されており、ファン排気ダクト５８の途中には流れを切り替えるダンパ５９が設置されている。
窒素ガスが待機室内に循環されるパージモードにおいては、図１４（ａ）に示されているように、ダンパ５９はファン排気ダクト５８の流れを許容した状態になる。
他方、クリーンエアがクリーンユニットから待機室内に吹き出されて、待機室の排気口から排気される大気モードにおいては、図１４（ｂ）に示されているように、ダンパ５９はファン排気ダクト５８の流通を阻止した状態になる。
これにより、ダンパ５９によってパージモードと大気モードとを切り替えることができるので、本実施形態によれば、切り替えシステムを第一循環ファン５６、第二循環ファン５７、排気弁６３Ａおよびダンパ５９によって構成することができる。
【００６９】
図１５は本発明の第五実施形態を示している。
【００７０】
本実施形態においては、待機室１２内圧力を自動的に調整する調圧装置６６Ａは、待機室１２内とクリーンルーム内とを連通させる弁口６７と、弁軸６８に摺動自在に支持されて弁口６７を開閉する弁体６９と、弁体６９の重量を増減するウエイト６９ａと、弁軸６８を伸縮させる第一シリンダ装置Ｓ１と、弁体６９の位置を規制する第二シリンダ装置Ｓ２と、を備えている。
通常運用時には、第一シリンダ装置Ｓ１が伸びた状態になり、第二シリンダ装置Ｓ２が縮んだ状態になる。このとき、弁体６９は待機室１２内の圧力に応じて動くので、待機室１２内の圧力を予め設定された所定圧力に自動的に調整することができる。
待機室１２内が大気の状態から窒素ガスによって充填された状態に移行させる時には、図１５（ｂ）に示されているように、第二シリンダ装置Ｓ２が伸ばされて、弁体６９が動かない状態にされる。これにより、待機室１２内の圧力が上昇し、より一層密閉された空間とすることができるので、窒素ガスの逃げが無くなることで、置換速度を早くすることができる。
待機室１２内が窒素ガスによって充填された状態から、大気状態に移行される時には、図１５（ｃ）に示されているように、第一シリンダ装置Ｓ１が短縮される。これにより、弁口６７が最大になるので、最大の流量を排気することができ、置換速度を早くすることができる。
待機室１２内が調圧される時にウエイト６９ａが多く載せられた場合には、排気時に弁体６９が浮かなくなるので、弁口６７が狭くなることにより、置換速度は遅くなる。
【００７１】
なお、本発明は前記実施形態に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に変更が可能であることはいうまでもない。
【００７２】
例えば、連絡ダクトは待機室内の床面上に敷設するに限らず、図９に示されているように、筐体１１に溶接された補強パイプ８０を使用して構成してもよい。補強パイプ８０は連絡ダクト３５、３６に限らず、排気ダクト６１、６２、６３に使用してもよい。
連絡ダクトまたは／および排気ダクトに補強パイプを使用することにより、循環路または／および排気路を簡素化し待機室内の狭い空間を有効利用することができ、また、循環路または／および排気路の断面積を増加することができる。
【００７３】
循環ファンまたは／および排気ファン等は、省略してもよい。
【００７４】
排気路はクリーンルームのグレーチング下方空間に接続するに限らず、ユーティリティボックス内等に接続してもよい。
【００７５】
クリーンユニットに設置するフィルタは、パーティクルを除去し、清浄化するタイプであればよいが、好ましくは、パーティクルを除去するタイプと有機物を除去するタイプとの両方を設置するようにするとよい。
【００７６】
不活性ガスとしては、窒素ガスを使用するに限らない。
【００７７】
前記実施の形態ではバッチ式縦形熱処理装置の場合について説明したが、本発明はこれに限らず、バッチ式縦形拡散装置等の基板処理装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１…ウエハ（基板）、２…ポッド（ウエハキャリア）、３…キャップ、１０…熱処理装置（基板処理装置）、１１…筐体、１２…待機室、１４…ウエハローディングポート、１５…ポッドオープナ、１７…ウエハ移載装置、１８…移載エレベータ、１８ａ…アーム、１９…ボートエレベータ、１９ａ…アーム、２０…シールキャップ、２１…ボート（保持具）、
２２…ヒータユニット、２３…アウタチューブ、２４…インナチューブ、２５…処理室、２６…マニホールド、２７…シャッタ、２８…排気管、２９…ガス供給管、
３０…窒素ガス（不活性ガス）、３１…循環路、３２…吸込ダクト、３３…吸込口、３４…集合ダクト、３５…第一連絡ダクト、３６…第二連絡ダクト、３７…遮断弁、３７ａ…弁口、３８…吹出口、３９…吹出ダクト、
４０…クリーンエア（酸素含有ガス）、４１…クリーンユニット（ガス供給手段）、４２…フィルタ、４３…送風機、４４…新鮮エア供給管（クリーンエア供給路）、４５…ダンパ、４６…窒素ガス供給管（不活性ガス供給路）、４７…ダンパ、４８…冷却器、
５１…リアバッファダクト、５２…吸込口、５３…フロントバッファダクト、５４…吸込口、５５…第三連絡ダクト、５６…第一循環ファン、５７…第二循環ファン、
２６ａ…マニホールド下端開口（炉口）、５１Ａ…炉口ダクト、５２Ａ…吸込口、
５３Ａ…フロントバッファダクト、５４Ａ…吸込口、
５８…ファン排気ダクト、５９…ダンパ、  
６１…第一排気ダクト、６２…第二排気ダクト、６３…第三排気ダクト、６３Ａ…排気弁、６４…第一排気ファン、６５…第二排気ファン、
６６…調圧装置、６７…弁口、６８…弁軸、６９…弁体、６９ａ…ウエイト、
６６Ａ…調圧装置、Ｓ１…第一シリンダ装置、Ｓ２…第二シリンダ装置、
７０…コントローラ（制御手段）、７１…通信配線、
７２…リア圧力検知装置、７３…リア配管（リア圧力検知配管）、７４…フロント圧力検知装置、７４ａ…吸込口、７４ｂ…吹出口、７５…フロント配管（フロント圧力検知配管）、７５ａ…吸込口、７５ｂ…吹出口、
８０…補強パイプ。
【図１】
0005796972.tif 000002
【図２】
0005796972.tif 000003
【図３】
0005796972.tif 000004
【図４】
0005796972.tif 000005
【図５】
0005796972.tif 000006
【図６】
0005796972.tif 000007
【図７】
0005796972.tif 000008
【図８】
0005796972.tif 000009
【図９】
0005796972.tif 000010
【図１０】
0005796972.tif 000011
【図１１】
0005796972.tif 000012
【図１２】
0005796972.tif 000013
【図１３】
0005796972.tif 000014
【図１４】
0005796972.tif 000015
【図１５】
0005796972.tif 000016