(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローディング室にて基板搬送機構により基板保持具に対して基板の受け渡しを行い、複数の基板が棚状に保持された当該基板保持具をアンロード位置から上昇させて縦型の熱処理炉内に搬入し、基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
前記ローディング室内にて給気口から排気口に向けて清浄気体による横方向の気流を形成すると共に前記排気口に吸い込まれた気体を前記給気口に戻すように構成された気体循環機構と、
前記給気口に設けられ、前記ローディング室内の温度変化に応じて前記給気口から供給された前記清浄気体が流れる向きを調整することにより、前記気流についてローディング室の下部側の通気流量に対する上部側の通気流量の流量比率を調整する気流調整機構と、を備え、
前記気流調整機構は、
熱処理後の基板を保持した基板保持具がアンロード位置に待機し、当該熱処理後の基板の受け渡しが開始される前の第１の時間帯においては、ローディング室の下部側の通気流量よりもローディング室の上部側の通気流量の方が大きくなり、
前記基板保持具に対して基板の受け渡しを行う第２の時間帯においては、前記第１の時間帯に比べて前記ローディング室の上部側の通気流量が少なくなり、且つローディング室の下部側の通気流量が多くなり、
前記第１の時間帯及び前記第２の時間帯において、前記基板保持具に設けられる基板の保持領域の上端から下端に至るまで当該基板保持具に保持される基板の面方向に沿った気流を形成するように動作することを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記気流調整機構は、各々水平方向に伸びると共に上下方向に複数配列される羽板を備えたルーバーにより構成され、羽板の上下方向の傾きを変えることにより流量比率が調整されることを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記羽板の少なくとも１枚はバイメタルからなり、ローディング室内の温度変化に応じて前記傾きが変わるように変形する自律変形羽板として構成されることを特徴とする請求項２記載の熱処理装置。
【請求項４】
前記ルーバーは、前記自律変形羽板と、前記温度変化に応じてその傾きが変わらない非変形羽板と、自律変形羽板の変形に応じて非変形羽板の傾きを変えるために自律変形羽板と非変形羽板とを接続する接続部と、からなることを特徴とする請求項３記載の熱処理装置。
【請求項５】
前記各羽板はバイメタルからなる接続部を介して、この羽板を支持する支持部に設けられ、
前記接続部がローディング室内の温度変化に応じて変形することにより、羽板の傾きが変わることを特徴とする２ないし４のいずれか一つに記載の熱処理装置。
【請求項６】
前記羽板の代わりに筒状部材が設けられることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか一つに記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば半導体ウエハ等の基板を基板保持具に搭載して縦型熱処理炉に搬入して熱処理を行う熱処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の一つとして、多数の半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）に対して一括（バッチ）で熱処理を行う縦型熱処理装置がある。この熱処理装置では、パーティクルの基板への付着を防ぐためにローディングエリアに横方向の気流を形成した状態で、搬送容器に収納されたウエハを当該ローディングエリアに置かれたウエハボートに棚状に保持させる。次いでこのウエハボートを上昇させて熱処理炉内にロードし、多数枚のウエハに対して同時に所定の熱処理を行う。この後、ウエハボートをローディングエリアに下降させて熱処理炉からアンロードし、熱処理後のウエハを移載ロボットにより搬送容器内に回収することが行われている。
【０００３】
ところで熱処理後にウエハボートをアンロードしたときには、ウエハボート及びウエハの熱により上昇気流が生じ、ローディングエリアの上部側の温度が下部側に比べて高くなり、この上部側に設けられる各種のセンサや駆動機構へのダメージが懸念される。また、ウエハの熱による前記移載ロボット及び搬送容器の熱による変形や溶解を防ぐために、前記ウエハボートのアンロード後、移載ロボットによる搬送を開始するまでの冷却時間を設定している。ここで、上記のようにローディングエリアの上部側の温度が高くなると、ウエハボートの上部側のウエハが冷却され難いため、このウエハに合わせて冷却時間を設定しなければならない。従って、前記冷却時間が長くなり、スループットが低下することが懸念される。
【０００４】
特許文献１には温度変化によりバイメタルを変形させ、このバイメタルに接続される羽根の向きを変えて風量を変化させる技術について記載されている。また、特許文献２については、暖房機の複数の流路をバイメタルにより形成し、温度変化により流路を変形させて流路間での風量を調節する技術について記載されている。しかし、これらの特許文献１，２には上記の熱処理装置に関する問題については記載されておらず、この問題を解決できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−２４８３９４
【特許文献２】特開２００１−４２２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は基板保持具に基板を搬送するときにパーティクルの基板への付着を防ぎ、且つ熱処理後に基板保持具がローディング室にアンロードされたときにローディング室の上部側の温度上昇を防ぐことができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の熱処理装置は、ローディング室にて基板搬送機構により基板保持具に対して基板の受け渡しを行い、複数の基板が棚状に保持された当該基板保持具をアンロード位置から上昇させて縦型の熱処理炉内に搬入し、基板に対して熱処理を行う熱処理装置において、
前記ローディング室内にて給気口から排気口に向けて清浄気体による横方向の気流を形成すると共に前記排気口に吸い込まれた気体を前記給気口に戻すように構成された気体循環機構と、
前記給気口に設けられ、前記ローディング室内の温度変化に応じて前記給気口から供給された前記清浄気体が流れる向きを調整することにより、前記気流についてローディング室の下部側の通気流量に対する上部側の通気流量の流量比率を調整する気流調整機構と、を備え、
前記気流調整機構は、
熱処理後の基板を保持した基板保持具がアンロード位置に待機し、当該熱処理後の基板の受け渡しが開始される前の第１の時間帯においては、ローディング室の下部側の通気流量よりもローディング室の上部側の通気流量の方が大きくなり、
前記基板保持具に対して基板の受け渡しを行う第２の時間帯においては、前記第１の時間帯に比べて前記ローディング室の上部側の通気流量が少なくなり、且つローディング室の下部側の通気流量が多くなり、
前記第１の時間帯及び前記第２の時間帯において、前記基板保持具に設けられる基板の保持領域の上端から下端に至るまで当該基板保持具に保持される基板の面方向に沿った気流を形成するように動作することを特徴とする。
【０００８】
前記熱処理装置の具体的な態様としては例えば下記の通りである。
（１）前記気流調整機構は、各々水平方向に伸びると共に上下方向に複数配列される羽板を備えたルーバーにより構成され、羽板の上下方向の傾きを変えることにより流量比率が調整される。
（２）前記羽板の少なくとも１枚はバイメタルからなり、ローディング室内の温度変化に応じて前記傾きが変わるように変形する自律変形羽板として構成されることを特徴とする。
（３）前記ルーバーは、前記自律変形羽板と、前記温度変化に応じてその傾きが変わらない非変形羽板と、自律変形羽板の変形に応じて非変形羽板の傾きを変えるために自律変形羽板と非変形羽板とを接続する接続部と、からなることを特徴とする。
【０００９】
（４）前記各羽板はバイメタルからなる接続部を介して、この羽板を支持する支持部に設けられ、
前記接続部がローディング室内の温度変化に応じて変形することにより、羽板の傾きが変わる。
（５）前記羽板の代わりに筒状部材が設けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、清浄気体の給気口に設けられる気流調整機構により、熱処理後の基板を保持した基板保持具がアンロード位置に待機しているときのローディング室の下部側の通気流量に対する上部側の通気流量の流量比率が、基板保持具に対して前記基板の受け渡しを行うときの前記流量比率よりも大きくなる。このように流量比率を制御することで、基板を基板保持具に受け渡すときにはローディング室の上部側、下部側への各々の風量の分布の偏りを抑えて、パーティクルの基板への付着を抑制し、基板及び基板保持具の熱によりローディング室の上部側の温度が上昇するときに当該上部側への清浄気体の供給量を増やして前記温度の上昇を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかる縦型熱処理装置の一実施の形態の全体構成を示す横断平面図である。
【図２】前記縦型熱処理装置の縦断側面図である。
【図３】前記縦型熱処理装置のローディングエリアの縦断面図である。
【図４】前記縦型熱処理装置に設けられるウエハボート及びルーバーの概略斜視図である。
【図５】低温度における前記ルーバーの縦断側面図である。
【図６】高温度における前記ルーバーの縦断側面図である。
【図７】前記ローディングエリアＳ２のエアの流れを示す説明図である。
【図８】前記ローディングエリアＳ２のエアの流れを示す説明図である。
【図９】前記ローディングエリアＳ２のエアの流れを示す説明図である。
【図１０】前記ローディングエリアＳ２のエアの流れを示す説明図である。
【図１１】前記ローディングエリアＳ２のエアの流れを示す説明図である。
【図１２】他の実施形態のルーバーの側面図である。
【図１３】解放時のシャッタの斜視図である。
【図１４】閉鎖時のシャッタの斜視図である。
【図１５】天井の流路の閉鎖時の気体供給部とその天井板の縦断側面図である。
【図１６】天井の流路の解放時の気体供給部とその天井板の縦断側面図である。
【図１７】ルーバーの羽板の他の構成を示す斜視図である。
【図１８】前記羽板を備えたルーバーの側面図である。
【図１９】ルーバーが無いローディングエリアＳ２の温度測定結果を示すグラフ図である。
【図２０】ルーバーが無いローディングエリアＳ２の温度測定結果を示すグラフ図である。
【図２１】ルーバーが無いローディングエリアＳ２の温度測定結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１の実施形態）
以下に本発明の実施形態に係る縦型熱処理装置１についてその横断平面図、縦断側面図である図１、図２を夫々参照しながら説明する。図中１１は装置１の筐体であり、この筐体１１内には、基板であるウエハＷを収納したキャリアＣが装置に対して搬入、搬出されるための搬入搬出領域Ｓ１と、キャリアＣ内のウエハを搬送して後述の熱処理炉内に搬入するためのローディング室であるローディングエリアＳ２と、が設けられている。搬入搬出領域Ｓ１とローディングエリアＳ２とは隔壁１２により仕切られており、搬入搬出領域Ｓ１は大気雰囲気とされ、清浄乾燥気体（パーティクル及び有機成分が搬入搬出領域Ｓ１よりも少なく、露点−６０℃以下の空気）雰囲気とされている。
【００１５】
前記搬入搬出領域Ｓ１は、第１の領域１３と、この第１の領域１３に対してローディングエリアＳ２側に設けられた第２の領域１４とからなり、第１の領域１３には、キャリアＣを載置するための第１の載置台１５が設けられている。キャリアＣとしては、基板である例えば直径３００ｍｍのウエハＷが複数枚例えば２５枚棚状に配列されて収納され、前面の図示しない取り出し口が蓋体により塞がれた密閉型の搬送容器（ＦＯＵＰ）が用いられる。前記第２の領域１４には第２の載置台１６とキャリア保管部１７が設けられると共に、キャリアＣを第１の載置台１５、第２の載置台１６並びにキャリア保管部１７の間で搬送するキャリア搬送機構１８が設けられている。図中２１は、キャリアＣ内とローディングエリアＳ２とを連通する開口部であり、２２は当該開口部２１の扉、２３はキャリアＣの蓋体を開閉する蓋開閉機構である。
【００１６】
前記ローディングエリアＳ２の上方には、下端が炉口として開口する縦型の熱処理炉２４が設けられている。熱処理炉２４の下方にはシャッタ２４Ａが設けられ、通常はこのシャッタ２４Ａは炉口から退避しており、熱処理後に炉口を塞いで炉内からローディングエリアＳ２への熱輻射を防ぐ役割を有する。さらに、ローディングエリアＳ２における熱処理炉２以外の領域には、例えば熱処理炉２の開口部近傍の高さ位置に天井部２４Ｂが形成されている。
【００１７】
以降、ローディングエリアＳ２について、搬入搬出領域Ｓ１側に向かって見た縦断側面を示す図３も参照しながら説明する。前記ローディングエリアＳ２内には、例えば２基のウエハボート２５（２５Ａ，２５Ｂ）が設けられている。これらウエハボート２５（２５Ａ，２５Ｂ）は、夫々多数枚のウエハＷを棚状に配列保持する基板保持具をなすものである。ここで、ウエハボート２５の構成について簡単に説明すると、天板２６と底板２７との間に例えば４本（図２、図３では３本のみ図示）の支柱２８が設けられており、この支柱２８に形成された図示しない溝部にウエハＷの周縁部が保持されて、例えば１００枚のウエハＷを所定の間隔で上下に配列して保持できるように構成されている。前記底板２７の下部には支持部２９が設けられている。
【００１８】
そして、ローディングエリアＳ２内には、前記ウエハボート２５を載置するためのステージが３箇所に用意されている。このうちの昇降ステージ３０は、前記熱処理炉２４の下方側に設けられた保持具搬送機構をなすボートエレベータ３１の上に設けられている。このボートエレベータ３１は昇降自在に構成され、その上には、前記熱処理炉２４の蓋体３２と前記昇降ステージ３０とがこの順序で設けられており、この昇降ステージ３０の上にウエハボート２５が搭載される。
【００１９】
前記ボートエレベータ３１は、上下方向に伸びるガイドレール３３に沿って移動機構３４により昇降自在に構成され、こうしてウエハボート２５をロード位置とアンロード位置との間で昇降させるようになっている。前記ロード位置とは、ウエハボート２５が熱処理炉２４内の反応容器２Ａに搬入され、熱処理炉２４の開口部を蓋体３２が覆う位置であり、前記アンロード位置とは、ウエハボート２５が熱処理炉２の下方側に搬出される位置（図１〜図４に示す位置）である。
【００２０】
ウエハボート２５のステージとしてはさらに載置部である第１のステージ３５と第２のステージ３６とが設けられている。前記第２のステージ３５は、ウエハボート２５と第２の載置台１６上のキャリアＣとの間でウエハＷの移載を行なう際に、当該ウエハボート２５が載置されるステージである。また、第２のステージ３６は、熱処理炉２にて熱処理を行なう前後のウエハボート２５を仮置きするために用いられるステージである。以降、説明の便宜上この第１のステージ３５及び第２のステージ３６が設けられる側をローディングエリアＳ２の手前側、昇降ステージ３０が設けられる側をローディングエリアＳ２の奥側として説明し、この手前側から奥側（図１中Ｘ方向）に向かって後述するようにエアが流れる。
【００２１】
ローディングエリアＳ２には、ボートエレベータ３１の昇降ステージ３０と、第１のステージ３５と、第２のステージ３６との間でウエハボート２５の移載を行うボート搬送機構３７が設けられている。ボート搬送機構３７は、昇降自在、水平軸回りに回動自在、進退自在で平面視概ねＣ字状のボート保持部３８を備えており、ボート保持部３８はステージに載置されたウエハボート２５の支持部２９を囲んだ状態で底板２７を持ち上げて当該ウエハボート２５を移動させる。その反対の動作にて、移動先のステージにウエハボート２５を載置する。
【００２２】
第１のステージ３５の奥側に、基板搬送機構をなすウエハ搬送機構４１が設けられている。このウエハ搬送機構４１は、第１のステージ３５上のウエハボート２５と第２の載置台１５上のキャリアＣとの間でウエハＷの移載を行うものである。このウエハ搬送機構４１は、ウエハＷを保持する複数枚例えば５枚のフォーク４２と、これらフォーク４２を進退自在に支持する搬送基体４３とを備えており、この搬送基体４３は、鉛直軸回りに回動自在及び昇降自在、及び左右方向に移動自在に構成されている。
【００２３】
ローディングエリアＳ２の手前側の側面には、第１のフィルタユニット５Ａと第２のフィルタユニット５Ｂが、左右方向（図１中Ｙ方向）に配列されて設けられている。これらフィルタユニット５（５Ａ，５Ｂ）は、互いに同様に構成されている。図３に示した第１のフィルタユニット５Ａを代表して説明すると、このフィルタユニット５Ａは気体供給部５１と気体供給流路５２とを備えている。気体供給部５１は、内部に気体を清浄化するためのフィルタを備えた筐体により構成され、前記筐体の各ステージに向かう側面には多数の孔が分散して形成されている。前記孔は清浄気体の給気口をなす。後述するように前記筐体内に供給されたエアは、前記フィルタにより清浄化され、概ね前記側面全体からローディングエリアＳ２の後方側に向けて水平方向に供給される。そして、各ステージ３０、３５、３６に載置されたウエハボート２５はこのように供給された清浄なエアに曝される。前記気体供給部５１の孔及びフィルタは図３では省略している。
【００２４】
前記気体供給部５１にはローディングエリアＳ２を上下に伸びる前記気体供給流路５２の一端側が接続され、気体供給流路５２の他端は、ローディングエリアＳ２の下方に設けられるガスの回収路をなす通気室５３に接続されている。通気室５３は水平な仕切り板５４によりローディングエリアＳ２から区画されて形成されている。この仕切り板５４は、ボートエレベータ３１の奥側に開口した排気口５５を備えており、フィルタユニット５から吐出されたエアが当該排気口５５から排気される。前記通気室５３はその内部にラジエータ５６を備え、ラジエータ５６は通気室５３を流通するエアを冷却する。通気室５３の前方側には気体循環機構をなす第１のファン５７が設けられ、通気室５３のエアを気体供給流路５２を介して気体供給部５１に供給する。また、通気室５３の手前側には第１のゲートバルブ５８を介してエアの導入路５９が接続されている。
【００２５】
さらに、通気室５３の奥側は第２のゲートバルブ６１及び第２のファン６２を介して工場の排気設備に接続されており、第２のファン６２により通気室５３のエアは前記排気設備へと排気される。このような構成により、フィルタユニット５（５Ａ，５Ｂ）からローディングエリアＳ２に供給されたエアの一部は工場の排気設備へと排気され、一部はフィルタユニット５で清浄化されて当該フィルタユニット５からローディングエリアＳ２へ繰り返し供給される。つまり、フィルタユニット５、排気口５５及び通気室５３はエアの循環路を構成している。
【００２６】
図３、図１に示す６３及び図１に示す６４は遮蔽板であり、ボートエレベータ３１の駆動系への熱影響及びウエハ搬送機構４１等の駆動系への熱影響を抑える役割を有する。遮蔽板６３には、その高さ方向に沿って、ボートエレベータ３１の移動領域を形成するための開口部６５が形成され、この開口部６５を介してフィルタユニット５から供給されたエアが排気口５５に流入する。
【００２７】
続いて、フィルタユニット５の後方側に設けられる気流調整機構をなすルーバー７について、その斜視図である図４と縦断側面図である図５も参照しながら説明する。ただし、図４ではルーバー７の各構成要素を示すために当該ルーバー７の横方向の長さを短く示しており、またステージ３５、３６及びボート搬送機構３７の図示を省略している。ルーバー７は、例えば支持部７１、７１と、変形板（自律変形羽板）７２と、８枚の羽板（非変形羽板）７３と、接続部７４、７４とを備えている。支持部７１、７１はローディングエリアＳ２の左右に各々配置され、各々垂直方向に伸びるように形成されている。
【００２８】
各羽板７３は垂直方向に配列されており、ローディングエリアＳ２に横長に形成されている。羽板７３の基端側は支持部７１に挟まれており、その先端側が、ローディングエリアＳ２を奥側に向かう。各羽板７３はその基端側に横方向に形成された孔部７３Ａを備え、この孔部７３Ａに前記支持部７１、７１に固定された軸７３Ｂが挿通されている。これによって羽板７３の先端側は軸７３Ｂ、即ち水平軸回りに回動自在に構成されている。
【００２９】
最上段の羽板７３の上側にはこの羽板７３と間隔をおいて前記変形板７２が支持部７１に挟まれて設けられている。この変形板７２は周囲温度に応じて変形するバイメタルにより構成されており、その基端側は支持部７１に固定されている。変形板７２は、その周囲温度が比較的低いときには図４、図５に示すように変形板と同様な形状であり、基端側と先端側とが同じ高さになるように構成されている。そして前記周囲温度が上昇すると、図６に示すように先端側が基端側よりも高くなるように湾曲する。
【００３０】
各支持部７１の奥側には垂直方向に伸びるように形成された前記接続部７４、７４が、羽板７３及び変形板７２を挟むように設けられている。変形板７２及び羽板７３にはこの接続部７４に重なる位置に横方向に開口した孔部７２Ｃ、７３Ｃが夫々設けられ、これら開口部７２Ｃ，７３Ｃに前記接続部７４、７４に固定された軸７２Ｄ，７３Ｄが挿通されている。開口部７２Ｃ、７３Ｃは、これらの軸７２Ｄ，７３Ｄに対して回転自在に構成される。
【００３１】
このようにルーバー７が構成されることにより、変形板７２の周囲温度、すなわちローディングエリアＳ２内の上部側温度が低いときには図５に示すように変形板７２の形状が水平に保たれると共に羽板７３が水平方向を向き、これら変形板７２及び羽板７３はフィルタユニット５から供給されるエアを水平方向へとガイドする。そして、変形板７２の周囲温度が高いときには、既述のように変形板７２が変形し、図６に示すように羽板７３の先端側が基端側よりも高くなるように傾けられる。つまり羽板７３の仰角が可変する。そして、このように変形した変形板７２及び傾いた羽板７３によりフィルタユニット５から供給されるエアが斜め上方へ向けてガイドされる。
【００３２】
前記縦型熱処理装置１には制御部７０が設けられている。この制御部７０は例えばコンピュータからなり、プログラム、メモリ、ＣＰＵからなるデータ処理部を備えていて、前記プログラムには制御部７０から縦型熱処理装置１の各部に制御信号を送り、後述の搬送順序及び基板の処理を進行させるように命令（各ステップ）が組み込まれている。前記プログラムは、コンピュータ記憶媒体例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ハードディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）等の記憶部に格納されて制御部７０にインストールされる。
【００３３】
続いて、縦型熱処理装置１の作用についてローディングエリアＳ２内のエアの流れを矢印で示した図７〜図１１を参照しながら説明する。図７〜図１１では矢印の間隔でエアの流量分布を示しており、矢印の間隔が狭いほど前記エア流量が多く、間隔が広いほど前記エアの流量が小さい。ゲートバルブ５８、６１を開き、ファン５７、６２及びラジエータ５６を駆動する。これによって、通気室５３を流通するエアが所定の温度に制御されてフィルタユニット５からローディングエリアＳ２に清浄化されて供給される。このときにウエハボート２５はウエハＷの加熱処理から所定の時間経過しているために、ローディングエリアＳ２内の上部の温度は比較的低く、図７に示すようにルーバー７の変形板７２は水平であり、羽板７３も水平になっている。
【００３４】
エアは、ルーバー７により水平方向にガイドされることにより、ローディングエリアＳ２内を上下方向に均一性高い量で供給される。このエアは、排気口５５から排気されて通気室５３に流入し、既述のようにその一部がファン６２により排気されて通気室５３から除去され、他の一部がファン５７によりフィルタユニット５からローディングエリアＳ２内に繰り返し供給される。そして、ファン６２により排気されて低下する通気室５３の圧力を補償するようにエアの導入路５９を介して所定の温度のエアが通気室５３に流入し、フィルタユニット５からは単位時間あたりに一定の量のエアが供給される。
【００３５】
図示しない自動搬送ロボットにより第１の載置台１５に載置されたキャリアＣは、キャリア搬送機構１８により第２の載置台１６に搬送され、第２の載置台１６が隔壁１２に対して移動し、キャリアＣを構成する蓋体の周縁が隔壁１２の開口部２１に気密に当接される。この後、蓋開閉機構２３によりキャリアＣから蓋体が取り外され、扉２２、蓋開閉機構２３及び蓋体が例えば上昇して開口部２１から退避し、キャリアＣ内とローディングエリアＳ２とが連通した状態となる。
【００３６】
一方、ローディングエリアＳ２では、ウエハボート２５Ａ、２５Ｂのうち一方を第１のステージ４４に、他方を第２のステージ４５に載置しておく。ここではウエハボート２５Ａを第１のステージ４４に載置した場合について説明する。図７に示すようにウエハ搬送機構４１が、前記第１のステージ４４に置かれた第１のウエハボート２５Ａに対してキャリアＣ内のウエハＷを順次取り出して移載する。このときに既述のルーバー７により水平にエアがガイドされているため、ウエハボート２５Ａの高さ方向に概ね均一の流量分布でエアが供給され、ウエハボート２５Ａの各高さのウエハＷにパーティクルが付着していても、このエアに押し流されて除去される。
【００３７】
このウエハボート２５Ａに所定枚数のウエハＷが搭載されると、当該ウエハボート２５Ａは、ボート搬送機構３７により第１のステージ４４からボートエレベータ３１の昇降ステージ３０上に移載され、アンロード位置に位置する。次いでボートエレベータ３１が上昇して、ウエハボート２５Ａは、熱処理炉２４内のロード位置に搬入される（図８）。そして、当該ウエハボート２５Ａに搭載されたウエハＷに対して例えば４００〜１０００℃の温度で熱処理例えばＣＶＤ、アニール処理、酸化処理などが行われる。
【００３８】
ボートエレベータ３１が下降して熱処理後の第１のウエハボート２５Ａが、熱処理炉２４からアンロード位置に搬出されると、ローディングエリアＳ２の温度が上昇し、エリアＳ２内の雰囲気が加熱されて上昇気流が発生し、ローディングエリアＳ２の上部側の温度が下部側の温度に比べて大きく上昇する。この上部側の温度の上昇により、前記ルーバー７の変形板７２がその先端が高くなるように変形し、それによってその先端が斜め上方を向くように各羽板７３が傾き、その仰角が次第に大きくなる。図９に示すように、このように変形した変形板７２及び傾いた羽板７３により、フィルタユニット５から供給されるエアが斜め上方へ向けてガイドされ、ローディングエリアＳ２の上部側へのエアの供給量が下部側の供給量に比べて多くなる。
【００３９】
エアの供給量が増えることによりローディングエリアＳ２の上部側に滞留した高温の雰囲気が効率よく押し流され、当該上部側が速やかに冷却され、次第にローディングエリアＳ２の上部側と下部側の温度分布が小さくなると共に、この上部側の冷却により変形板７２の形状が次第に水平に戻り、羽板７３の仰角も小さくなる。さらにローディングエリアＳ２の上部側の温度が下がると、図１０に示すように変形板７２の形状が水平になると共に羽板７３が水平に位置し、再びローディングエリアＳ２の上部側、下部側にエアが均一性高く供給され、ウエハボート２５Ａ及び搭載されたウエハＷが引き続き冷却される。
【００４０】
こうして、アンロード位置で冷却されたウエハボート２５Ａは、ボート搬送機構３７により、例えば一旦第２のステージ３６に搬送される。なお、このウエハボート２５Ａの第２のステージ３６への搬送前にウエハボート２５Ｂはボート搬送機構３７により予め第１のステージ３５に移載されてウエハＷが搭載されるものとし、その後ウエハボート２５Ａと同様に昇降ステージ３０へ搬送されて処理されるものとする。第２のステージ３６に移載されたウエハボート２５Ａは、第１のステージ３５に搬送され、ウエハ搬送機構４１により熱処理後のウエハＷがキャリアＣ内に移載される。このときにも図１１に示すようにルーバー７により水平にエアがガイドされているため、ウエハボート２５Ａの高さ方向に概ね均一の流量分布でエアが供給され、ウエハボート２５Ａの各高さのウエハＷのパーティクルがこのエアに押し流されて除去される。
【００４１】
この縦型熱処理装置１によれば、ルーバー７がローディングエリアＳ２の上部側の温度に応じてフィルタユニット５の風向を変化させ、ウエハボート２５Ａとウエハ搬送機構４１との間でウエハＷを受け渡すときには、ローディングエリアＳ２の上部側及び下部側にエアを均一性高い流量で各々供給し、ウエハＷを加熱処理後にウエハボート２５がアンロード位置に移動したときには前記上部側への供給流量を下部側への供給流量に比べて多くする。このようにローディングエリアＳ２内の下部側の供給流量に対する上部側の供給流量が変化することによって、ウエハＷをウエハボート２５に搭載するときにウエハボート２５の各高さのウエハＷにパーティクルが付着することを抑え、且つ前記アンロード時にウエハボート２５の熱により、前記上部側の温度が上昇することを抑えることができる。この温度上昇を抑えることで、上部側のセンサや駆動機構などの各機器がダメージを受けることが抑えられるし、ウエハボート２５の上部側のウエハＷの冷却が遅れてスループットが低下することを防ぐことができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
続いて第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態はルーバー７の代わりにルーバー７５が設けられる。ルーバー７５におけるルーバー７との差異点を説明すると、ルーバー７５では上記の羽板７３及び接続部７４を設けず、図１２に示すように上下方向に変形板７２を配置して構成される。各変形板７２は第１の実施形態と同様にバイメタルにより構成され、その基端側が支持部７１に固定されている。そして、ウエハボート２５とウエハ搬送機構４１との間でウエハＷを受け渡すときには、その周囲温度が低いため変形板７２は図中に鎖線で示すように水平に構成されて、フィルタユニット５の気体供給部５１から供給されるエアを水平にガイドする。ウエハボート２５がアンロードされたときには、その周囲温度が高いため、変形板７２は図中に実線で示すようにその先端が基端よりも上方に向かい、フィルタユニット５からのエアを斜め上方にガイドする。
【００４３】
このようにルーバー７５を構成しても第１の実施形態と同様の効果が得られる。また、この第２の実施形態では、第１の実施形態のように変形板７２及び羽板７３に設けられた孔部７２Ｃ、７３Ｃ、７３Ａと軸７３Ｂ、７３Ｄとの擦れが起きないため、パーティクルの発生を抑えることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
図１３を参照しながら第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態においては、フィルタユニット５の気体供給部５１の手前側を覆うように開口部の形成部である立て板８１が設けられており、この立て板８１には、複数の横長の下側開口部をなすスリット８２が上下方向に間隔をおいて形成されている。この立て板８１の後方側には前記スリット８２を開閉するためのシャッタ８３が設けられており、シャッタ８３には複数の横長のスリット８４が上下方向に間隔をおいて形成されている。図１３の例では、シャッタ８３と立て板８１とを同様の形状に示している。シャッタ８３の上方には変形板８５が設けられている。変形板８５は、第１の実施形態の変形板７２と同様にバイメタルにより構成されており、その基端側がフィルタユニット５に対して固定されている。この変形板８５にはワイヤー８６を介して前記シャッタ８３が接続されており、変形板８５の変形によりシャッタ８３が昇降する。
【００４５】
ウエハボート２５とウエハ搬送機構４１との間でウエハＷを受け渡すときには第１の実施形態と同様に変形板８５は図１３に示すように水平な形状であり、シャッタ８３は、そのスリット８４が立て板８１のスリット８２に重なるように位置する。つまり、スリット８２は開放されており、前記気体供給部５１から水平方向に供給されたエアがこのスリット８２を介してローディングエリアＳ２に向かう。また、このとき前記エアは、変形板８５とシャッタ８３との間に形成される流路８７、変形板８５とローディングエリアＳ２の天井との間に形成される流路８８からも水平方向に供給される。流路８７、８８は上側開口部をなす。これによって、ローディングエリアＳ２の上部側、下部側に均一性高くエアが供給される。
【００４６】
そして、ウエハボート２５がアンロードされるときには、第１の実施形態と同様に変形板８５は図１４に示すようにその先端が基端よりも上方に向かうように湾曲する。それによって、ワイヤー８６を介してシャッタ８３が引き上げられ、立て板８１のスリット８２がシャッタ８３に塞がれる。ローディングエリアＳ２へ向けて供給されるエアは、これら立て板８１及びシャッタ８３に遮られて上方へと向かい、変形板８５の上下の流路８７、８８からローディングエリアＳ２の上部側へ供給される。その結果として、当該上部側へのエアの供給量が増大し、下部側へのエアの供給量は低下する。
【００４７】
そして、前記ローディングエリアＳ２の上部側の温度が低くなると、変形板８５が次第に水平形状へと戻ってシャッタ８３が下がることにより、立て板８１のスリット８２の開口幅が大きくなり、次第にローディングエリアＳ２の下部側へのエアの供給量が大きくなり、上部側へのエアの供給量が減少する。この第３の実施形態においても第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００４８】
（第４の実施形態）
続いて図１５を参照しながら第４の実施形態について説明する。既述のようにフィルタユニット５の気体供給部５１は筐体とフィルタとを備えている。図１５では前記筐体を９１、前記フィルタを９２とし、筐体９１にローディングエリアＳ２の奥側に向かって開口した多数の孔を９３としている。この第４の実施形態では筐体９１の天井板（蓋部材）９４がバイメタルにより構成されており、気流調整機構をなす。この天井板９４は、その基端側（ローディングエリアＳ２の手前側であり、図中右側）が気体供給流路５２に固定されている。ローディングエリアＳ２の上部側の温度が低いときには、この図１５に示すように天井板９４は水平な形状であり、その先端側が筐体９１の側壁に密着し、筐体９１の天井が閉鎖されるため、気体供給部５１に供給されたエアは筐体９１の各孔９３から水平に供給される。
【００４９】
ローディングエリアＳ２の上部側の温度が高いときには、図１６に示すように天井板９４の先端側が上昇するように変形して、筐体９１の天井が開放されて筐体９１の内部空間に連通する上方供給口９５が形成される。そして変形した天井板９４にガイドされて上方供給口９５からローディングエリアＳ２の斜め上方へ向けてエアが供給される。このように上方供給口９５からエアが供給される分、孔９３から供給されるエアの流量は減少する。つまり、ローディングエリアＳ２の上部側へのエアの供給量が多くなり、下部側へのエアの供給量が減少する。このような構成としても、第１の実施形態と同様の効果が得られ、さらに各部の擦動を抑えることができるので第２の実施形態と同様にパーティクルの発生を抑えることができる。
【００５０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図１７及び図１８を参照しながら説明する。この実施形態では、支持部７１と角型の筒部９６とコイル９７とが設けられ、図１７に示すように筒部９６は第２の実施形態の変形板７２と同様に支持部７１の上下方向に多数設けられている。図１７では１つしか示していないが、支持部７１は２つ設けられ、筒部９６を挟んでいる。支持部７１と筒部９６とはコイル９７を介して接続されており、コイル９７の一端側が支持部７１に、コイル９７の他端側が支持部７１に夫々接続される。コイル９７はバイメタルにより構成されており、その周囲温度が変化するとコイル９７の一端側に対してコイル９７の他端側はコイル９７の軸回りに回転するように移動する。
【００５１】
それによって、ローディングエリアＳ２の温度が低いときには図１７に鎖線で示すように各筒部９６は水平方向を向き、気体供給部５１から供給されたエアは、筒部９６の外周壁及び内周壁にガイドされて、水平方向に向かう。ローディングエリアＳ２の温度が高いときには、図１７に実線で示すように各筒部９６はその先端が斜め上方を向かい、気体供給部５１から供給されたエアは、前記外周壁及び内周壁にガイドされて斜め上方へと向かう。この第５の実施形態においても第２の実施形態と同様の効果が得られる。また、この例では温度変化に対して筒部９６の傾きの変化を大きくするためにバイメタルをコイル状に形成しているが、このような形状にすることには限られない。また、筒部９６及び支持部７１は、左右方向（フィルタユニット５Ａ、５Ｂの配列方向）に複数配列してもよい。また、第１の実施形態の羽板７３の代わりに、筒部９６を設けてもよい。
【００５２】
各実施形態ではバイメタルを利用してルーバーの羽板や筒部の傾きを変えたり、シャッタを開閉しているが、このような構成には限られない。例えば第１の実施形態において羽板７３をモータにより傾きが変更自在に構成する。そして、通常は制御部７０から羽板７３を水平状態にするようにモータに制御信号を送信し、加熱されたウエハボート２５がローディング位置からアンロード位置へ下降したときに所定の時間、羽板７３が第１の実施形態で示したとおり傾くようにモータに制御信号を出力するようにしてもよい。また、例えば第３の実施形態において、シャッタ８３の開閉アクチュエータにより行うように構成する。そして、通常は立て板８１のスリット８２を開放し、加熱されたウエハボート２５がアンロード位置へ下降したときに所定の時間、シャッタ８３によるスリット８２の閉鎖が行われるようにアクチュエータに制御信号を出力するようにしてもよい。ただし、上記のようにバイメタルを利用することで、各部の摺動を抑えてパーティクルの発生を抑えることができるし、電力などの供給が不要であるため装置の規模が増大することを抑えることができる。
【００５３】
（評価試験）
続いて、本発明の知見を得るに至った評価試験について説明する。ローディングエリアＳ２内に設定した９箇所の測定ポイントに温度センサを設け、第１の実施形態で説明したようにウエハＷを搬入してから搬出するまでの各測定ポイントの温度変化を調べた。前記ローディングエリアＳ２はルーバー７が設けられないことを除いては第１の実施形態に示した構成と同一である。測定ポイントの位置としては、仕切り板５４からの高さが夫々１３５０ｍｍの位置（上段位置とする）、８５０ｍｍの位置（中段位置とする）、３５０ｍｍの位置（下段位置とする）とし、これらの各高さ位置において左右方向（図１中Ｙ方向）に３箇所ずつ設定している。
【００５４】
上段位置の測定ポイントをチャンネル（ＣH）７、４、１とし、この順に搬入搬出領域Ｓ１に近づくように設定している。また中段位置の測定ポイントをチャンネル８，５，２、下段位置の測定ポイントをチャンネル９、６、３とし、夫々この順に搬入搬出領域Ｓ１に近づくように設定している。チャンネル１、２、３、チャンネル４、５、６、チャンネル７、８、９は夫々上下方向に直線状に配列され、また、各チャンネルは、フィルタユニット５から２５０ｍｍ離れるように設定した。
【００５５】
図１９〜図２１はこの試験の結果を示したグラフであり、横軸に処理を開始してからの経過時間（単位：分）を表示し、縦軸に各チャンネルが検出した温度（単位：℃）を示している。グラフ中にＴ１として表示した期間は、熱処理したウエハＷを保持したウエハボート２５をアンロード位置に移動開始してからウエハＷのウエハボート２５からの搬出を開始するまでの期間である。この期間Ｔ１においてローディングエリアＳ２の上部側に設定されたＣＨ１、ＣＨ４、ＣＨ７の温度は、他のＣＨの温度よりも高く、このＣＨ１、ＣＨ４、ＣＨ７と他のＣＨとの間で最大約９０℃の温度差が形成されることが確認された。この試験結果から、各実施形態で説明したようにウエハボート２５をアンロードさせたときに、ローディングエリアＳ２の上部側へのエアの供給量を下部側のエアの供給量に比べて増大させることが有効であることが分かる。
【符号の説明】
【００５６】
１      縦型熱処理装置
Ｓ２    ローディングエリア
３０    昇降ステージ
３１    ボートエレベータ
４１    ウエハ搬送機構
５      フィルタユニット
５３    通気室
５７    ファン
７      ルーバー
７１    支持部
７２    変形板
７３    羽板
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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