基板処理システム及び該基板処理システムにおける熱再利用方法
【課題】各構成装置の配置の自由度が低下するのを防止することができる基板処理システムを提供する。
【解決手段】半導体デバイス製造システム１０は、高温でウエハＷを処理する熱処理装置１２と、低温でウエハＷを処理する洗浄装置１３と、熱処理装置１２及び洗浄装置１３と着脱自在であり、熱処理装置１２と接続された場合に高温の冷却ガスが供給され、洗浄装置１３と接続された場合に低温の加熱ガスが供給される蓄熱モジュール１４とを備え、蓄熱モジュール１４は相変化材料５７が含浸された蓄熱材５２を内蔵し、供給される高温の冷却ガスの温度が相変化材料５７の温度よりも高い場合には、相変化材料５７が高温の冷却ガスから熱エネルギーを受け取って蓄積し、供給される低温の加熱ガスの温度が相変化材料５７の温度よりも低い場合には、相変化材料５７が低温の加熱ガスへ蓄積された熱エネルギーを受け渡す。
【解決手段】半導体デバイス製造システム１０は、高温でウエハＷを処理する熱処理装置１２と、低温でウエハＷを処理する洗浄装置１３と、熱処理装置１２及び洗浄装置１３と着脱自在であり、熱処理装置１２と接続された場合に高温の冷却ガスが供給され、洗浄装置１３と接続された場合に低温の加熱ガスが供給される蓄熱モジュール１４とを備え、蓄熱モジュール１４は相変化材料５７が含浸された蓄熱材５２を内蔵し、供給される高温の冷却ガスの温度が相変化材料５７の温度よりも高い場合には、相変化材料５７が高温の冷却ガスから熱エネルギーを受け取って蓄積し、供給される低温の加熱ガスの温度が相変化材料５７の温度よりも低い場合には、相変化材料５７が低温の加熱ガスへ蓄積された熱エネルギーを受け渡す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置及び所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置を少なくとも備える基板処理システム、及び該基板処理システムにおける熱再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、基板としてのウエハからチップ等の半導体デバイスを製造する半導体デバイス製造システムは、複数のウエハへ高温、例えば、３００℃以上で熱酸化処理を施す熱処理装置や、常温よりも高く且つ熱処理装置における処理温度よりも低い温度でウエハへ洗浄処理を施す洗浄装置を備える。
【０００３】
熱処理装置や洗浄装置へは熱エネルギーとして電力が供給されるが、熱処理装置では熱酸化処理後にウエハの温度を常温、若しくはその近傍まで下げる必要があり、装置内の熱エネルギーを、ガスや水を熱媒体として用いて排出している。洗浄装置でも、同様に、洗浄処理のためにウエハへ噴出する超純水を熱媒体によって加熱する洗浄処理後に熱エネルギーを排出している。これらの装置においてはエネルギーの供給と排出が独立して行われているため、排出された熱エネルギーは利用されることなく、そのまま半導体デバイス製造システムの外へ放出されている。
【０００４】
そこで、半導体デバイス製造システムにおけるエネルギー消費量を低減すべく、図８に示すように、熱処理装置としての加熱炉１００から排出された高温、例えば、８０℃の冷却水Ｃを洗浄装置１０１へ供給する排熱利用システムが本出願人によって提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この排熱利用システムでは、超純水加熱装置１０２が、供給された８０℃の冷却水Ｃとの熱交換によって洗浄用の超純水Ｐを６０℃まで加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４６３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８の排熱利用システムでは、加熱炉１００及び洗浄装置１０１を冷却水Ｃ用の配管によって接続する必要があるため、加熱炉１００や洗浄装置１０１の配置の自由度が低下するという問題がある。また、加熱炉１００からの排熱タイミングと超純水加熱装置１０２による超純水の加熱タイミングとが異なった場合、冷却水Ｃを大量に貯めるためのタンク等の設置が必要になるため、やはり、排熱利用システムにおける各構成装置の配置の自由度が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、各構成装置の配置の自由度が低下するのを防止することができる基板処理システム及び該基板処理システムにおける熱再利用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理システムは、所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置と、前記所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置とを備える基板処理システムにおいて、前記第１の基板処理装置及び前記第２の基板処理装置と着脱自在であり、前記第１の基板処理装置又は前記第２の基板処理装置から熱媒体が流入し、若しくは、前記第１の基板処理装置又は前記第２の基板処理装置へ前記熱媒体を流出させる移動体を備え、前記移動体は蓄熱材を内蔵し、前記熱媒体の温度が前記蓄熱材の温度よりも高い場合には、前記蓄熱材が前記熱媒体から熱エネルギーを受け取って蓄積し、前記熱媒体の温度が前記蓄熱材の温度よりも低い場合には、前記蓄熱材が前記熱媒体へ蓄積された熱エネルギーを受け渡すことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の基板処理システムは、請求項１記載の基板処理システムにおいて、前記蓄熱材は温度によって液相又は固相へ変化する相変化材料を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の基板処理システムは、請求項１又は２記載の基板処理システムにおいて、前記移動体は、断熱材からなる断熱容器と、前記熱媒体を前記断熱容器の内部へ導入する導入口と、該導入口とは異なる、前記熱媒体を前記断熱容器の内部から排出する排出口とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の基板処理システムは、請求項３記載の基板処理システムにおいて、前記蓄熱材は前記断熱容器の内部に配された多孔質材からなる基部と、該基部へ含浸された前記相変化材料とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の基板処理システムは、請求項３記載の基板処理システムにおいて、前記移動体は前記断熱容器の内部に配された複数の密閉体を有し、前記密閉体は伝熱材からなる表皮部と、該表皮部によって画成される内部とを有し、前記内部に前記蓄熱材が充填されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の基板処理システムは、請求項３記載の基板処理システムにおいて、前記移動体は、前記断熱容器の内部に配され且つ前記熱媒体が流れる配管を有し、該配管は前記断熱容器の内部において前記蓄熱材と接触することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の基板処理システムは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理システムにおいて、前記第１の基板処理装置は、同時に少なくとも２つの前記移動体と接続され、前記少なくとも２つの移動体の各々に前記熱媒体を供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の基板処理システムは、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理システムにおいて、前記第２の基板処理装置は、同時に少なくとも２つの前記移動体と接続され、前記少なくとも２つの移動体の各々から前記熱媒体が流入されることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項９記載の基板処理システムにおける熱再利用方法は、所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置と、前記所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置と、前記第１の基板処理装置及び前記第２の基板処理装置と着脱自在である移動体とを備え、前記移動体は蓄熱材を内蔵する基板処理システムにおける熱再利用方法であって、前記移動体と前記第１の基板処理装置を接続して前記第１の基板処理装置から前記移動体へ前記蓄熱材の温度よりも高い温度の第１の熱媒体を供給し、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを前記蓄熱材で受け取って蓄積する蓄熱ステップと、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを前記蓄熱材に蓄積した前記移動体を前記第１の基板処理装置から離脱させて前記第２の基板処理装置へ移動させ、さらに前記第２の基板処理装置へ接続する移動ステップと、前記移動体を前記第２の基板処理装置を接続し、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを蓄積した蓄熱材の温度よりも低い温度の第２の熱媒体を前記移動体へ供給し、前記蓄熱材の熱エネルギーを前記第２の熱媒体へ受け渡し、前記熱エネルギーが受け渡された第２の熱媒体を前記第２の基板処理装置へ流入させる放熱ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、移動体は蓄熱材によって熱エネルギーを蓄積することができるとともに、第１の基板処理装置又は第２の基板処理装置の熱媒体と熱エネルギーの授受を行うことができるので、移動体は熱媒体を介して第１の基板処理装置の熱エネルギーを受け取ることができ、且つ第２の基板処理装置へ熱エネルギーを供給することができる。また、移動体は第１の基板処理装置及び第２の基板処理装置と着脱自在なので、第１の基板処理装置及び第２の基板処理装置の間において移動体を介して熱エネルギーの受け渡しを行うことができる。その結果、第１の基板処理装置及び第２の基板処理装置を配管で接続する必要を無くすことができ、さらに、第１の基板処理装置が排出する熱媒体を大量に貯めるタンクを設置する必要を無くすことができるため、基板処理システムにおける各構成装置の配置の自由度が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理システムとしての半導体デバイス製造システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１における熱処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図１における洗浄装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】図１における蓄熱モジュールの構成を概略的に示す断面図であり、図４（Ａ）は本実施の形態に係る蓄熱モジュールを示し、図４（Ｂ）は第１の変形例に係る蓄熱モジュールを示し、図４（Ｃ）は第２の変形例に係る蓄熱モジュールを示す。
【図５】第３の変形例に係る蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図５（Ａ）は蓄熱モジュールの縦断面図であり、図５（Ｂ）は蓄熱モジュールの水平断面図であり、図５（Ｃ）は蓄熱モジュールにおける蓄熱ユニットの拡大断面図である。
【図６】第４の変形例に係る蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図６（Ａ）は蓄熱モジュールの縦断面図であり、図６（Ｂ）は蓄熱モジュールの水平断面図であり、図６（Ｃ）は蓄熱モジュールにおける蓄熱ユニットの拡大断面図である。
【図７】冷却ガスや加熱ガスが蓄熱材に直接接触しない蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図７（Ａ）は第５の変形例に係る蓄熱モジュールを示し、図７（Ｂ）は第６の変形例に係る蓄熱モジュールを示す。
【図８】従来の排熱利用システムの構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る基板処理システムとしての半導体デバイス製造システムの構成の例を概略的に示す図である。
【００２２】
図１において、半導体デバイス製造システム１０は、クリーンルーム（図示しない）内に配されたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）処理装置１１と、熱処理装置１２（第１の基板処理装置）と、洗浄装置１３（第２の基板処理装置）と、熱処理装置１２及び洗浄装置１３に対して着脱自在であり、熱処理装置１２及び洗浄装置１３を移動可能な蓄熱モジュール１４（移動体）とを備え、ＣＶＤ処理装置１１、熱処理装置１２及び洗浄装置１３は各装置の動作を制御するサーバ（図示しない）と信号線１５を介して接続される。なお、図１に示していないが、半導体デバイス製造システム１０は、当該システムの使用目的や規模に応じてさらにエッチング装置やアッシング装置、露光装置等の他の処理装置を備えてもよい。
【００２３】
ＣＶＤ処理装置１１は半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）を収容して該ウエハの表面へ所望の膜を形成するＣＶＤ処理を実行し、熱処理装置１２はウエハを収容して該ウエハの表面に熱酸化膜を形成する熱酸化処理を実行し、洗浄装置１３はウエハを収容して該ウエハの表面から異物等を除去する洗浄処理を実行する。熱処理装置１２における熱酸化処理ではウエハが３００℃〜８００℃に加熱され、洗浄装置１３における洗浄処理ではウエハへ向けて約６０℃の超純水が噴出される。したがって、洗浄装置１３では、熱処理装置１２における処理温度よりも低温でウエハに処理が施される。
【００２４】
図２は、図１における熱処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００２５】
図２において、熱処理装置１２は、反応炉１６と、該反応炉１６に接続された蓄熱モジュール受入部１７とを備える。反応炉１６は、図中上下方向に沿って立設された略円筒状の反応管１８と、該反応管１８を取り囲む筐体状の断熱容器１９と、反応管１８の下方に配された筒状のマニホールド２０とを有する。反応管１８は、上下部が開放された内管２１と、該内管２１を囲む有天井の外管２２とから構成される二重管構造を有し、耐熱材料、例えば、石英によって形成される。また、内管２１の内部には複数のウエハＷの表面を暴露させつつ該複数のウエハＷを図中上下方向に沿って重ねて収容可能なウエハボード２３が配置されている。
【００２６】
マニホールド２０は上部が内管２１の下端と気密に接続され、内部へ処理ガス供給管２４が連通される。処理ガスは処理ガス供給管２４からマニホールド２０を介して内管２１の内部へ供給される。
【００２７】
断熱容器１９の内壁面には、例えば、抵抗発熱体からなるヒータ２５が配置され、該ヒータ２５は反応管１８の内部、特に、内管２１の内部を所定の温度、例えば、３００℃〜８００℃へ昇温させる。その結果、各ウエハＷが、例えば、３００℃〜８００℃まで加熱され、各ウエハＷの表面が処理ガスと反応して熱酸化膜が各ウエハＷの表面に形成される。
【００２８】
上記熱酸化膜の形成の後、３００℃〜８００℃まで加熱された各ウエハＷを冷却するために、処理ガス供給管２４からマニホールド２０を介して内管２１の内部へ熱媒体として冷却ガス、例えば、窒素ガスや空気が導入される。内管２１の内部へ導入された冷却ガスは各ウエハＷから熱エネルギーを受け取ることによって各ウエハＷを冷却する。熱エネルギーを受け取った冷却ガスは、高温、例えば、１００℃〜２００℃となるが、該高温の冷却ガスは外管２２に接続された排気管２６を介して反応管１８から排出される。
【００２９】
蓄熱モジュール受入部１７は、蓄熱モジュール１４を収容するバスタブ状の受入体２７と、該受入体２７の内部に配されたガス流路２８とを有する。受入体２７は、収容した蓄熱モジュール１４が備える後述の第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４に対応する位置においてそれぞれ熱媒体供給口２９及び熱媒体受入口３０を有する。蓄熱モジュール１４が受入体２７へ収容された際、熱媒体供給口２９は第１の熱媒体導入・排出口５３に接続され、且つ熱媒体受入口３０は第２の熱媒体導入・排出口５４に接続される。
【００３０】
ガス流路２８は途中で２つに分岐し、分岐配管２８ａは媒体供給口２９へ接続され、分岐配管２８ｂは受入体２７の下部を通って該受入体２７の外部へ導かれる。媒体受入口３０及び分岐配管２８ｂの間には、媒体受入口３０に接続され且つガス流路２８の分岐部よりも下流で分岐配管２８ｂと合流する分岐配管２８ｃが配される。
【００３１】
また、ガス流路２８は、分岐配管２８ａに配された開閉バルブとしてのダンパー３１と、分岐配管２８ｂに配された開閉バルブとしてのダンパー３２とを備え、ダンパー３１，３２はそれぞれ分岐配管２８ａ，２８ｂを流れるガスの流量を調整する。前述の通り、各ウエハＷを冷却して高温となった冷却ガス（熱媒体）は、排気管２６から供給されて分岐配管２８ｂのみ、及び／又は分岐配管２８ａ、蓄熱モジュール１４、分岐配管２８ｃ及び分岐配管２８ｂを経由して受入体２７の外部へ排出される。
【００３２】
図３は、図１における洗浄装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００３３】
図３において、洗浄装置１３は、洗浄部３３と、該洗浄部３３に接続された蓄熱モジュール受入部３４とを備える。洗浄部３３は、筐体状の洗浄室３５と、該洗浄室３５に隣接する配管室３６とを有する。洗浄室３５はウエハホルダ３７と、該ウエハホルダ３７と相対するように配されたシャワーヘッド３８とを有する。ウエハホルダ３７は、複数のウエハＷの表面をシャワーヘッド３８へ対向させつつ、該複数のウエハＷを図中上下方向に沿って重ねて収容する。
【００３４】
シャワーヘッド３８には加熱ガス供給管３９と、超純水供給管４０と、加熱ガス排出管３９ａとが接続され、シャワーヘッド３８の内部において、加熱ガス供給管３９から供給された加熱ガスの熱エネルギーが超純水供給管４０から供給された超純水に受け渡されて超純水が所定の温度、例えば、６０℃まで加熱される。シャワーヘッド３８は加熱された超純水Ｐをウエハホルダ３７に収容された各ウエハＷに向けて噴出し、各ウエハＷの表面を洗浄する。熱エネルギーを超純水に受け渡した加熱ガスは加熱ガス排出管３９ａを経由して洗浄部３３の外部へ排出される。
【００３５】
配管室３６は外部から内部へ導かれ、且つ該内部を経由して加熱ガス供給管３９へ接続される加熱ガス導入管４１と、該加熱ガス導入管４１の途中に配された熱交換器４２とを有する。加熱ガス導入管４１は、例えば、８０℃〜１５０℃の加熱ガスを外部から導入する。熱交換器４２は、例えば、加熱ガス導入管４１に巻回された抵抗発熱体からなるヒータ（図示しない）を有し、加熱ガス導入管４１を流れる加熱ガスが所定の温度に満たない場合、加熱ガスを所定の温度、例えば、８０℃まで加熱する。また、熱交換器４２の手前で加熱ガス導入管４１から分岐配管４１ａが分岐し、分岐配管４１ａは配管室３６の外部へ導かれる。分岐配管４１ａには開閉バルブとしてのダンパー４３が配される。
【００３６】
蓄熱モジュール受入部３４は、蓄熱モジュール１４を収容するバスタブ状の受入体４４と、該受入体４４の内部に配されたガス流路４５とを有する。受入体４４は、収容した蓄熱モジュール１４が備える後述の第２の熱媒体導入・排出口５４及び第１の熱媒体導入・排出口５３に対応する位置においてそれぞれ熱媒体供給口４６及び熱媒体受入口４７を有する。蓄熱モジュール１４が受入体４４へ収容された際、熱媒体供給口４６は第２の熱媒体導入・排出口５４に接続され、且つ熱媒体受入口４７は第１の熱媒体導入・排出口５３に接続される。
【００３７】
ガス流路４５は加熱ガス導入管４１から分岐した配管からなり、熱媒体供給口４６へ接続される。また、熱媒体受入口４７及び加熱ガス導入管４１の間には、熱媒体受入口４７に接続され且つガス流路４５の分岐部よりも下流で加熱ガス導入管４１と合流する分岐配管４５ａが配される。
【００３８】
ガス流路４５は開閉バルブとしてのダンパー４８を備え、分岐配管４５ａは開閉バルブとしてのダンパー４９を備える。ダンパー４８，４９は協働してガス流路４５を流れるガスの流量を調整する。また、加熱ガス導入管４１は、ガス流路４５への分岐部及び分岐配管４５ａとの合流部の間に配された開閉バルブとしてのダンパー５０を備える。
【００３９】
ダンパー４８，４９が開放され、且つダンパー５０が閉鎖されている場合、加熱ガス導入管４１を流れる加熱ガス（熱媒体）は、ガス流路４５、蓄熱モジュール１４及び分岐配管４５ａを経由して加熱ガス導入管４１へ戻り、その後、熱交換器及び加熱ガス供給管３９を経由してシャワーヘッド３８へ供給される。
【００４０】
図４は、図１における蓄熱モジュールの構成を概略的に示す断面図であり、図４（Ａ）は本実施の形態に係る蓄熱モジュールを示し、図４（Ｂ）は第１の変形例に係る蓄熱モジュールを示し、図４（Ｃ）は第２の変形例に係る蓄熱モジュールを示す。
【００４１】
まず、図４（Ａ）において、蓄熱モジュール１４は、筐体状の断熱材からなる断熱容器５１と、該断熱容器５１の内部へ部分的に充填された蓄熱材５２と、互いに断熱容器５１の内部を挟んで対向するように断熱容器５１の側壁へ設けられる第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４とを備える。
【００４２】
蓄熱材５２は断熱容器５１の内部へ部分的に充填されるため、断熱容器５１の内部には空間５５が存在し、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４は外部と空間５５を連通させる。
【００４３】
蓄熱材５２は、伝熱性の多孔質材（ポーラス材）からなる基部５６と、該基部５６に含浸された、例えば、パラフィンからなる相変化材料５７とによって構成される。基部５６に含浸された相変化材料５７は、基部５６内に存在する各ポーラス（空孔）に貯蔵される。
【００４４】
相変化材料５７は、温度が低い場合には固相を呈し、温度が高い場合には液相を呈する。通常、温度に応じて相変化する物質（相変化材料）は、固相から液相へ相変化する場合に大量の熱エネルギーを吸収し、液相から固相へ相変化する場合に大量の熱エネルギーを放出するという性質を有する。また、相変化材料では、相変化の過程において吸収若しくは放出される熱エネルギーが相変化に費やされるために温度変化に寄与せず、そのため相変化を起こしている間の相変化材料の温度は相変化温度でほぼ一定となる。
【００４５】
本実施の形態では、上述した相変化材料の性質を利用する。例えば、相変化材料５７が固相を呈する場合、蓄熱モジュール１４を熱処理装置１２の蓄熱モジュール受入部１７へ収容し、反応管１８において各ウエハＷを冷却した高温の冷却ガスを、排気管２６、分岐配管２８ａ、熱媒体供給口２９及び第１の熱媒体導入・排出口５３を介して空間５５へ導入し、断熱容器５１の内部において高温の冷却ガスと基部５６に含浸された相変化材料５７とを接触させることにより、相変化材料５７を固相から液相へ変化させて相変化材料５７に高温の冷却ガスの熱エネルギーを吸収させる。その結果、相変化材料５７は熱エネルギーを蓄積する。ここで、相変化材料５７に高温の冷却ガスの熱エネルギーを吸収させるためには、相変化材料５７の温度が高温の冷却ガスの温度よりも低いことが必要である。
【００４６】
このとき、前述したように、相変化材料５７の温度は相変化の間、一定の相変化温度に留まるため、高温の冷却ガスとの間で熱平衡が保たれれば、蓄熱モジュール１４に熱エネルギーが蓄積され続けている間において冷却ガスの温度は一定となる。なお、熱エネルギーが吸収された冷却ガスは、第２の熱媒体導入・排出口５４、熱媒体受入口３０、分岐配管２８ｃ及び分岐配管２８ｂを介して熱処理装置１２の外部へ排出される。
【００４７】
また、相変化材料５７が液相を呈する場合、蓄熱モジュール１４を洗浄装置１３の蓄熱モジュール受入部３４へ収容し、外部から洗浄装置１３の加熱ガス導入管４１によって供給された低温の加熱ガスをガス流路４５、熱媒体供給口４６及び第２の熱媒体導入・排出口５４を介して空間５５へ導入し、断熱容器５１の内部において低温の加熱ガスと基部５６に含浸された相変化材料５７とを接触させることにより、相変化材料５７を液相から固相へ変化させて相変化材料５７から熱エネルギーを放出させ、該熱エネルギーを加熱ガスに受け渡す。その結果、加熱ガスは加熱される。ここで、加熱ガスに相変化材料５７の熱エネルギーを受け渡すためには、相変化材料５７の温度が低温の加熱ガスの温度よりも高いことが必要である。前述の熱エネルギーの蓄積の場合と同様、熱エネルギーの放出の場合においても、相変化の過程において相変化材料５７の温度は相変化温度でほぼ一定に留まるため、加熱ガスとの間で熱平衡が保たれれば、蓄熱モジュール１４から熱エネルギーの放出が続いている間、加熱ガスは一定の温度を保つ。なお、加熱された加熱ガスは、第１の熱媒体導入・排出口５３、熱媒体受入口４７及び分岐配管４５ａを介して加熱ガス導入管４１へ復帰し、その後、熱交換器４２及び加熱ガス供給管３９を介してシャワーヘッド３８へ供給される。
【００４８】
すなわち、本実施の形態では、相変化材料５７の相変化を利用することにより、蓄熱モジュール１４は熱処理装置１２において生じた熱エネルギーを冷却ガスを介して蓄積し、蓄積した熱エネルギーを加熱ガスを介して洗浄装置１３へ供給することができるので、熱処理装置１２及び洗浄装置１３の間で熱エネルギーの受け渡しを行うことができる。
【００４９】
上述した図４（Ａ）における蓄熱モジュール１４では、高温の冷却ガスや低温の加熱ガスが蓄熱材５２と直接接触するが、蓄熱材５２の下部における相変化材料５７には高温の冷却ガスや低温の加熱ガスが接触し難いため、蓄熱材５２の下部における相変化材料５７の熱エネルギーの授受を効率よく行うことができない。したがって、高温の冷却ガスや低温の加熱ガスが流れる空間５５から蓄熱材５２の下部へ到達する伝熱手段を設けるのが好ましい。具体的には、蓄熱材５２を相変化材料のみで構成し、熱伝導率の高い繊維の束やメッシュで形成された伝熱シート５８を蓄熱材５２の下部まで埋め込み、該伝熱シート５８の一部を空間５５へ露出させるか（図４（Ｂ））、蓄熱材５２を同様に相変化材料のみで構成し、該蓄熱材５２へ熱伝導率の高い材料からなる複数の棒体５９を蓄熱材５２の下部まで埋め込み、各棒体５９の上端を空間５５へ露出させる（図４（Ｃ））のが好ましい。これにより、蓄熱材５２の下部と空間５５における加熱ガスや冷却ガスとの熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。
【００５０】
相変化材料は構成材質によって固相・液相の相変化温度が変わるため、相変化材料は、上述したパラフィンに限られず、蓄熱モジュール１４が蓄積、放出すべき熱エネルギーの量や、それぞれの装置において制御すべき温度に応じて適切なものを選択すればよい。また、蓄熱モジュール１４の大きさ、蓄熱量に特に制限はないが、熱処理装置１２では、通常、１５０枚のウエハＷが一度に３００℃〜８００℃で熱処理されるため、熱処理装置１２で発生する熱エネルギーの量は凡そ３ＭＪ（メガジュール）〜１０ＭＪである。したがって、蓄熱材５２が蓄積可能な熱エネルギーの量を少なくとも１０ＭＪ以上となるように、相変化材料の量を設定すればよく、これにより、１つの蓄熱モジュール１４で熱処理装置１２における発生熱エネルギーの全てを蓄積することができ、熱処理装置１２及び洗浄装置１３の間における熱エネルギーの受け渡しの効率を向上することができる。
【００５１】
上述した図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の蓄熱モジュール１４では、高温の冷却ガスや低温の加熱ガスが蓄熱材５２と直接接触するが、冷却ガスや加熱ガスの種類によっては蓄熱材５２と接触すると、有害物質等を生じたり、蓄熱材５２が劣化する場合がある。このような場合には、冷却ガスや加熱ガスを蓄熱材５２に直接接触させることなく、相変化材料の熱エネルギーの授受を行うのが好ましい。以下、冷却ガスや加熱ガスを蓄熱材５２に直接接触させることなく相変化材料の熱エネルギーの授受を行うことができる蓄熱モジュール１４について説明する。
【００５２】
図５は、第３の変形例に係る蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図５（Ａ）は蓄熱モジュールの縦断面図であり、図５（Ｂ）は蓄熱モジュールの水平断面図であり、図５（Ｃ）は蓄熱モジュールにおける蓄熱ユニットの拡大断面図である。第３の変形例に係る蓄熱モジュールは、その構成、作用が上述した図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の蓄熱モジュール１４と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００５３】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）において、蓄熱モジュール１４は、断熱容器５１の内部に配された多数の棒状の蓄熱ユニット６０（密閉体）を備える。蓄熱ユニット６０は、上下端が封止された伝熱性の管状の本体６１（表皮部）と、該本体６１の内部に充填された相変化材料６２（蓄熱材）とからなる（図５（Ｃ））。各蓄熱ユニット６０は断熱容器５１の内部において上下方向に沿って立設され、隣接する２つの蓄熱ユニット６０には所定の間隔が保たれているので、空間５５へ導入された冷却ガスや加熱ガスが各蓄熱ユニット６０と満遍なく接触することができる。
【００５４】
各蓄熱ユニット６０における本体６１の壁部の厚さは、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍなので、本体６１に接触した高温の冷却ガスの熱エネルギーを相変化材料６２へ効率よく伝達することができるとともに、相変化材料６２の熱エネルギーを本体６１に接触した低温の加熱ガスへ効率よく伝達することができる。したがって、冷却ガスや加熱ガスが相変化材料６２と直接接触していなくても、冷却ガスや加熱ガスと、相変化材料６２との熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。
【００５５】
なお、各蓄熱ユニット６０は断熱容器５１の内部において上下方向に沿って立設されたが、各蓄熱ユニット６０の両端あるいは一端が断熱容器５１の側内壁に接するように各蓄熱ユニット６０を水平且つ互いに並列に設置してもよく、各蓄熱ユニット６０を斜め方向に且つ互いに並列に設置してもよく、或いは、各蓄熱ユニット６０を互いに交差させて配置してもよい。すなわち、冷却ガスや加熱ガスが各蓄熱ユニット６０と満遍なく接触する限り、各蓄熱ユニット６０はどのように配置してもよい。
【００５６】
図６は、第４の変形例に係る蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図６（Ａ）は蓄熱モジュールの縦断面図であり、図６（Ｂ）は蓄熱モジュールの水平断面図であり、図６（Ｃ）は蓄熱モジュールにおける蓄熱ユニットの拡大断面図である。第４の変形例に係る蓄熱モジュールも、その構成、作用が上述した図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の蓄熱モジュール１４と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００５７】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）において、蓄熱モジュール１４は、断熱容器５１の内部に配された多数の球状の蓄熱ユニット６３（密閉体）を備える。蓄熱ユニット６３は、伝熱性の球状の本体６４（表皮部）と、該本体６４の内部に充填された相変化材料６５（蓄熱材）とからなる（図６（Ｃ））。各蓄熱ユニット６３は球状を呈するため、ある蓄熱ユニット６３が隣接する蓄熱ユニット６３と接触しても、必ず該２つの蓄熱ユニット６３の間には隙間が生じ、該隙間に冷却ガスや加熱ガスが進入することができ、もって、各蓄熱ユニット６３は冷却ガスや加熱ガスと確実に接触することができる。
【００５８】
各蓄熱ユニット６３における本体６４の壁部の厚さは、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍなので、蓄熱ユニット６０と同様に、冷却ガスや加熱ガスが相変化材料６５と直接接触していなくても、冷却ガスや加熱ガスと、相変化材料６５との熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。
【００５９】
図７は、冷却ガスや加熱ガスが蓄熱材に直接接触しない蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図７（Ａ）は第５の変形例に係る蓄熱モジュールを示し、図７（Ｂ）は第６の変形例に係る蓄熱モジュールを示す。第５の変形例、及び第６の変形例に係る蓄熱モジュールも、その構成、作用が上述した図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の蓄熱モジュール１４と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００６０】
図７（Ａ）において、蓄熱モジュール１４は、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４と気密に連通し、断熱容器５１の内部に配された伝熱ユニット６６と、断熱容器５１の内部へ部分的に充填された相変化材料のみからなる蓄熱材６７とを有する。伝熱ユニット６６は、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４の間に介在する管状体６８と、該管状体６８から蓄熱材６７へ向けて突出して一部が該蓄熱材６７と接触する管状の複数の突出部６９とからなり、各突出部６９の先端は封止されている。伝熱ユニット６６は第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４と気密に連通し、且つ管状体６８及び突出部６９がともに管状を呈するため、管状体６８及び突出部６９の内部を第１の熱媒体導入・排出口５３や第２の熱媒体導入・排出口５４から導入された冷却ガスや加熱ガスが流れる。特に、各突出部６９の内部を流れる冷却ガスや加熱ガスは突出部６９の壁面を介して蓄熱材６７との熱エネルギーの授受を行う。なお、各突出部６９の壁面の厚さも、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍなので、冷却ガスや加熱ガスと、蓄熱材６７との熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。
【００６１】
また、突出部６９内部を冷却ガスが循環しやすくするために、突出部６９の内部において突出部６９の中心軸に沿って棒状あるいは板状の挿入部材を挿入し、突出部６９の側壁面と挿入部材の間に冷却ガスが流通する空間を形成してもよい。更に、管状体６８内に、突出部６９へ冷却ガスの流れを誘導する遮蔽板を突出部６９との接合部へ部分的に設置してもよい。
【００６２】
図７（Ｂ）において、蓄熱モジュール１４は、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４と気密に連通し、断熱容器５１の内部に配された伝熱ユニット７０と、断熱容器５１の内部へ部分的に充填された相変化材料のみからなる蓄熱材７１とを有する。伝熱ユニット７０は、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４の間に介在する管状体７２と、細径の複数の配管が網目状に配されて構成され且つ管状体７２から蓄熱材７１へ向けて突出して大半が蓄熱材７１へ埋没する網目配管部７３とからなる。網目配管部７３は蓄熱材７１から封止されている。伝熱ユニット７０は第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４と気密に連通し、且つ管状体７２及び網目配管部７３の各部がともに管状を呈するため、管状体７２及び網目配管部７３の内部を第１の熱媒体導入・排出口５３や第２の熱媒体導入・排出口５４から導入された冷却ガスや加熱ガスが流れる。特に、各網目配管部７３の内部を流れる冷却ガスや加熱ガスは網目配管部７３の壁面を介して蓄熱材７１との熱エネルギーの授受を行う。なお、各網目配管部７３の壁面の厚さも、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍなので、冷却ガスや加熱ガスと、蓄熱材７１との熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。また、管状体７２内に、網目配管７３へ冷却ガスの流れを誘導する遮蔽板を網目配管７３との接合部へ部分的に設置してもよい。
【００６３】
次に、本発明の実施の形態に係る基板処理システムにおける熱再利用方法について説明する。以下の熱再利用方法においては、図４（Ａ）に示す蓄熱モジュール１４が用いられるものとする。
【００６４】
まず、熱処理装置１２において各ウエハＷの熱酸化膜の形成後、蓄熱モジュール１４を熱処理装置１２の蓄熱モジュール受入部１７へ収容する。このとき、蓄熱モジュール１４の第１の熱媒体導入・排出口５３は蓄熱モジュール受入部１７の熱媒体供給口２９に接続され、第２の熱媒体導入・排出口５４は熱媒体受入口３０に接続される。なお、蓄熱モジュール１４は予め蓄熱モジュール受入部１７へ収容しておいてもよい。
【００６５】
その後、ダンパー３２を閉鎖するとともにダンパー３１を開放して排気管２６を介して反応管１８から排出される高温の冷却ガス（第１の媒体）を分岐配管２８ａへ流入させる。
【００６６】
分岐配管２８ａへ流入した高温の冷却ガスは蓄熱モジュール１４の内部へ導入され、高温の冷却ガスの温度が蓄熱モジュール１４の蓄熱材５２における相変化材料５７の温度よりも高い場合、高温の冷却ガスは熱エネルギーを相変化材料５７へ受け渡す。このとき、熱エネルギーを受け取った相変化材料５７の一部が固相から液相へ相変化し、熱エネルギーを蓄積する（蓄熱ステップ）。相変化が起きている間は相変化材料５７の温度は相変化温度で一定に保たれるため、熱エネルギーを受け渡している冷却ガスも一定の温度を保つ。
【００６７】
次いで、全ての相変化材料５７が液相へ相変化した場合、若しくは、熱エネルギーを蓄熱モジュール１４に受け渡した後の冷却ガスの温度が上昇した場合は、蓄熱モジュール１４に蓄積された熱エネルギーが満杯となっている場合に他ならないため、ダンパー３１を閉鎖するとともにダンパー３２を開放して冷却ガスを分岐配管２８ｂへ流して熱処理装置１２の外部へ排出する。その後、蓄熱モジュール受入部１７から蓄熱モジュール１４を離脱させる。なお、ウエハＷの温度が目標温度まで冷却された時点において相変化材料が完全に液相へ相変化し終わっていない場合は、さらに次の熱酸化処理後のウエハＷの冷却の際、同じ蓄熱モジュール１４を引き続き使用してもよい。
【００６８】
次いで、熱エネルギーを蓄積する相変化材料５７を内包する蓄熱モジュール１４を洗浄装置１３へ移動させ、該洗浄装置１３の蓄熱モジュール受入部３４へ収容する（移動ステップ）。このとき、蓄熱モジュール１４の第１の熱媒体導入・排出口５３は蓄熱モジュール受入部３４の熱媒体受入口４７に接続され、第２の熱媒体導入・排出口５４は熱媒体供給口４６に接続される。
【００６９】
その後、ダンパー５０を閉鎖するとともに、ダンパー４８，４９を開放して加熱ガス導入管４１から供給される低温の加熱ガス（第２の媒体）をガス流路４５へ流入させる。ガス流路４５へ流入した低温の加熱ガスは蓄熱モジュール１４の内部へ導入され、蓄熱モジュール１４の蓄熱材５２における相変化材料５７の温度よりも低温の加熱ガスの温度が低い場合、相変化材料５７の一部が液相から固相へ相変化して熱エネルギーを放出し、該熱エネルギーを低温の加熱ガスへ受け渡す（放熱ステップ）。その結果、加熱ガスは加熱され、該加熱された加熱ガスは分岐配管４５ａを介して加熱ガス導入管４１へ復帰し、その後、熱交換器４２及び加熱ガス供給管３９を介してシャワーヘッド３８へ供給される。相変化が起きている間は相変化材料５７の温度は相変化温度で一定に保たれるため、熱エネルギーを受け渡されている加熱ガスも一定の温度を保つ。このとき、加熱ガス導入管４１を流れる加熱ガスの流量に応じてダンパー４３を開放してシャワーヘッド３８へ供給する加熱ガスの流量を調整する。また、加熱された加熱ガスの温度が超純水の加熱に必要な温度、例えば、８０℃に達していない場合、熱交換器４２が加熱ガスへ補足的に熱エネルギーを加える。
【００７０】
次いで、全ての相変化材料５７が固相へ相変化した場合、若しくは、熱エネルギーを蓄熱モジュール１４から受け渡された後の加熱ガスの温度が低下した場合は、蓄熱モジュール１４が熱エネルギーを全て放出した場合に他ならないため、ダンパー４８，４９を閉鎖するとともにダンパー５０を開放して加熱ガスをガス流路４５へ流入させることなくそのまま熱交換器４２へ到達させ、熱交換器４２で熱エネルギーを加えた後、加熱ガス供給管３９を介してシャワーヘッド３８へ供給する。
【００７１】
その後、蓄熱モジュール受入部３４から蓄熱モジュール１４を離脱させ、本処理を終了する。
【００７２】
本処理の終了後、離脱した蓄熱モジュール１４を熱処理装置１２へ移動させ、再度蓄熱モジュール受入部１７へ収容させ、上述した蓄熱ステップ、移動ステップ及び放熱ステップを繰り返してもよい。
【００７３】
上述した熱再利用方法においては図４（Ａ）に示す蓄熱モジュール１４が用いられたが、上述した熱再利用方法は図４（Ｂ），図４（Ｃ），図５，図６，図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の蓄熱モジュール１４にも適用することができる。
【００７４】
本実施の形態に係る基板処理システムとしての半導体デバイス製造システム１０によれば、蓄熱モジュール１４は熱エネルギーを蓄積することができるとともに、冷却ガスや加熱ガスとの間において熱エネルギーの授受を行うことができるので、蓄熱モジュール１４は高温の冷却ガスを介して熱処理装置１２の熱エネルギーを受け取ることができ、且つ低温の加熱ガスを介して洗浄装置１３へ熱エネルギーを供給することができる。また、蓄熱モジュール１４は熱処理装置１２の蓄熱モジュール受入部１７及び洗浄装置１３の蓄熱モジュール受入部３４と着脱自在なので、熱処理装置１２及び洗浄装置１３の間において熱エネルギーの受け渡しを行うことができる。その結果、熱処理装置１２及び洗浄装置１３を配管で接続する必要を無くすことができ、さらに、熱処理装置１２が排出する冷却ガスを大量に貯めるタンクの必要を無くすことができるため、半導体デバイス製造システム１０における各構成装置の配置の自由度が低下するのを防止することができる。
【００７５】
上述した半導体デバイス製造システム１０では、蓄熱モジュール１４における蓄熱材は温度によって液相又は固相へ変化する相変化材料を含む。相変化材料は相が変化する際に大量の熱エネルギーを吸収又は放出する。したがって、蓄熱モジュール１４は大量の熱エネルギーを熱処理装置１２及び洗浄装置１３の間において受け渡すことができる。
【００７６】
また、上述した半導体デバイス製造システム１０では、蓄熱モジュール１４は第１の熱媒体導入・排出口５３と該第１の熱媒体導入・排出口５３とは異なる第２の熱媒体導入・排出口５４とを有するので、冷却ガスや加熱ガスを断熱容器５１の内部を通過させながら、冷却ガスや加熱ガス及び蓄熱材５２の熱エネルギーの授受を行うことができ、もって、蓄熱モジュール１４の蓄熱及び放熱を円滑に行うことができる。
【００７７】
上述した図4（Ａ）の蓄熱モジュール１４では、相変化材料５７が多孔質材からなる基部５６へ含浸されているので、相変化材料５７を安定的に保持することができるとともに、基部５６が断熱容器５１の内部に配されるので、断熱容器５１の内部へ導入された冷却ガスや加熱ガスが蓄熱材５２に直接接触することができる。その結果、冷却ガスや加熱ガス及び蓄熱材５２の熱エネルギーの授受を安定的且つ効率的に行うことができる。
【００７８】
上述した図５や図６の蓄熱モジュール１４では、複数の密閉された蓄熱ユニット６０，６３が断熱容器５１の内部に配され、各蓄熱ユニット６０，６３の内部に相変化材料６２，６５が充填されているので、冷却ガスや加熱ガスと相変化材料６２，６５が直接接触することがなく、もって、相変化材料６２，６５の化学反応による劣化や冷却ガスや加熱ガスへの不要成分の混入を防止することができる。また、相変化材料６２，６５が蓄熱モジュール１４から流出するのを防止することができる。
【００７９】
上述した図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の蓄熱モジュール１４では、内部を冷却ガスや加熱ガスが流れる管状部材からなる伝熱ユニット６６，７０が冷却ガスや加熱ガスと接触するので、冷却ガスや加熱ガスと蓄熱材６７，７１が直接接触することがなく、もって、蓄熱材６７，７１の化学反応による劣化や冷却ガスや加熱ガスへの不要成分の混入を防止することができるとともに、冷却ガスや加熱ガス及び蓄熱材６７，７１の熱エネルギーの授受を効率的に行うことができる。
【００８０】
上述した本実施の形態及び各変形例においては、熱媒体として気体を用いる例について説明したが、熱媒体は液体であってもよく、例えば、水を用いることができる。液体は気体に比べて比熱が大きいため、気体を熱媒体として用いる場合よりも低い温度で大きな熱エネルギーを蓄熱モジュールに供給することができる。
【００８１】
上述した熱処理装置１２は１つの蓄熱モジュール受入部１７を備え、洗浄装置１３は１つの蓄熱モジュール受入部３４を備えるが、熱処理装置が２つ以上の蓄熱モジュール受入部を備えてもよく、また、洗浄装置が２つ以上の蓄熱モジュール受入部を備えてもよい。これにより、同時に複数の蓄熱モジュール１４を用いることができ、もって、熱処理装置及び洗浄装置の間における熱エネルギーの受け渡しをより効率よく行うことができる。
【００８２】
上述した半導体デバイス製造システム１０において、蓄熱モジュール１４は熱処理装置１２から熱エネルギーを受け取ったが、ＣＶＤ装置等の比較的高温でウエハＷを処理する装置から熱エネルギーを受け取ってもよい。また、蓄熱モジュール１４は洗浄装置１３へ熱エネルギーを受け渡したが、スピンコータ等の比較的低温且つ長時間定温でウエハＷを処理する装置へ熱エネルギーを受け渡してもよい。
【００８３】
本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記憶媒体を、コンピュータ等に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムを読み出して実行することによっても達成される。
【００８４】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８５】
また、プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。
【００８６】
また、コンピュータのＣＰＵが読み出したプログラムを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８７】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８８】
上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
Ｗ ウエハ
１０ 半導体デバイス製造システム
１２ 熱処理装置
１３ 洗浄装置
１４ 蓄熱モジュール
５１ 断熱容器
５２ 蓄熱材
５７，６２，６５ 相変化材料
６０，６３ 蓄熱ユニット
６１，６４ 本体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置及び所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置を少なくとも備える基板処理システム、及び該基板処理システムにおける熱再利用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、基板としてのウエハからチップ等の半導体デバイスを製造する半導体デバイス製造システムは、複数のウエハへ高温、例えば、３００℃以上で熱酸化処理を施す熱処理装置や、常温よりも高く且つ熱処理装置における処理温度よりも低い温度でウエハへ洗浄処理を施す洗浄装置を備える。
【０００３】
熱処理装置や洗浄装置へは熱エネルギーとして電力が供給されるが、熱処理装置では熱酸化処理後にウエハの温度を常温、若しくはその近傍まで下げる必要があり、装置内の熱エネルギーを、ガスや水を熱媒体として用いて排出している。洗浄装置でも、同様に、洗浄処理のためにウエハへ噴出する超純水を熱媒体によって加熱する洗浄処理後に熱エネルギーを排出している。これらの装置においてはエネルギーの供給と排出が独立して行われているため、排出された熱エネルギーは利用されることなく、そのまま半導体デバイス製造システムの外へ放出されている。
【０００４】
そこで、半導体デバイス製造システムにおけるエネルギー消費量を低減すべく、図８に示すように、熱処理装置としての加熱炉１００から排出された高温、例えば、８０℃の冷却水Ｃを洗浄装置１０１へ供給する排熱利用システムが本出願人によって提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
この排熱利用システムでは、超純水加熱装置１０２が、供給された８０℃の冷却水Ｃとの熱交換によって洗浄用の超純水Ｐを６０℃まで加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４６３５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図８の排熱利用システムでは、加熱炉１００及び洗浄装置１０１を冷却水Ｃ用の配管によって接続する必要があるため、加熱炉１００や洗浄装置１０１の配置の自由度が低下するという問題がある。また、加熱炉１００からの排熱タイミングと超純水加熱装置１０２による超純水の加熱タイミングとが異なった場合、冷却水Ｃを大量に貯めるためのタンク等の設置が必要になるため、やはり、排熱利用システムにおける各構成装置の配置の自由度が低下するという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、各構成装置の配置の自由度が低下するのを防止することができる基板処理システム及び該基板処理システムにおける熱再利用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１記載の基板処理システムは、所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置と、前記所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置とを備える基板処理システムにおいて、前記第１の基板処理装置及び前記第２の基板処理装置と着脱自在であり、前記第１の基板処理装置又は前記第２の基板処理装置から熱媒体が流入し、若しくは、前記第１の基板処理装置又は前記第２の基板処理装置へ前記熱媒体を流出させる移動体を備え、前記移動体は蓄熱材を内蔵し、前記熱媒体の温度が前記蓄熱材の温度よりも高い場合には、前記蓄熱材が前記熱媒体から熱エネルギーを受け取って蓄積し、前記熱媒体の温度が前記蓄熱材の温度よりも低い場合には、前記蓄熱材が前記熱媒体へ蓄積された熱エネルギーを受け渡すことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の基板処理システムは、請求項１記載の基板処理システムにおいて、前記蓄熱材は温度によって液相又は固相へ変化する相変化材料を含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の基板処理システムは、請求項１又は２記載の基板処理システムにおいて、前記移動体は、断熱材からなる断熱容器と、前記熱媒体を前記断熱容器の内部へ導入する導入口と、該導入口とは異なる、前記熱媒体を前記断熱容器の内部から排出する排出口とを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の基板処理システムは、請求項３記載の基板処理システムにおいて、前記蓄熱材は前記断熱容器の内部に配された多孔質材からなる基部と、該基部へ含浸された前記相変化材料とからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の基板処理システムは、請求項３記載の基板処理システムにおいて、前記移動体は前記断熱容器の内部に配された複数の密閉体を有し、前記密閉体は伝熱材からなる表皮部と、該表皮部によって画成される内部とを有し、前記内部に前記蓄熱材が充填されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の基板処理システムは、請求項３記載の基板処理システムにおいて、前記移動体は、前記断熱容器の内部に配され且つ前記熱媒体が流れる配管を有し、該配管は前記断熱容器の内部において前記蓄熱材と接触することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の基板処理システムは、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理システムにおいて、前記第１の基板処理装置は、同時に少なくとも２つの前記移動体と接続され、前記少なくとも２つの移動体の各々に前記熱媒体を供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の基板処理システムは、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理システムにおいて、前記第２の基板処理装置は、同時に少なくとも２つの前記移動体と接続され、前記少なくとも２つの移動体の各々から前記熱媒体が流入されることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項９記載の基板処理システムにおける熱再利用方法は、所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置と、前記所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置と、前記第１の基板処理装置及び前記第２の基板処理装置と着脱自在である移動体とを備え、前記移動体は蓄熱材を内蔵する基板処理システムにおける熱再利用方法であって、前記移動体と前記第１の基板処理装置を接続して前記第１の基板処理装置から前記移動体へ前記蓄熱材の温度よりも高い温度の第１の熱媒体を供給し、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを前記蓄熱材で受け取って蓄積する蓄熱ステップと、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを前記蓄熱材に蓄積した前記移動体を前記第１の基板処理装置から離脱させて前記第２の基板処理装置へ移動させ、さらに前記第２の基板処理装置へ接続する移動ステップと、前記移動体を前記第２の基板処理装置を接続し、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを蓄積した蓄熱材の温度よりも低い温度の第２の熱媒体を前記移動体へ供給し、前記蓄熱材の熱エネルギーを前記第２の熱媒体へ受け渡し、前記熱エネルギーが受け渡された第２の熱媒体を前記第２の基板処理装置へ流入させる放熱ステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、移動体は蓄熱材によって熱エネルギーを蓄積することができるとともに、第１の基板処理装置又は第２の基板処理装置の熱媒体と熱エネルギーの授受を行うことができるので、移動体は熱媒体を介して第１の基板処理装置の熱エネルギーを受け取ることができ、且つ第２の基板処理装置へ熱エネルギーを供給することができる。また、移動体は第１の基板処理装置及び第２の基板処理装置と着脱自在なので、第１の基板処理装置及び第２の基板処理装置の間において移動体を介して熱エネルギーの受け渡しを行うことができる。その結果、第１の基板処理装置及び第２の基板処理装置を配管で接続する必要を無くすことができ、さらに、第１の基板処理装置が排出する熱媒体を大量に貯めるタンクを設置する必要を無くすことができるため、基板処理システムにおける各構成装置の配置の自由度が低下するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理システムとしての半導体デバイス製造システムの構成を概略的に示す図である。
【図２】図１における熱処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図３】図１における洗浄装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図４】図１における蓄熱モジュールの構成を概略的に示す断面図であり、図４（Ａ）は本実施の形態に係る蓄熱モジュールを示し、図４（Ｂ）は第１の変形例に係る蓄熱モジュールを示し、図４（Ｃ）は第２の変形例に係る蓄熱モジュールを示す。
【図５】第３の変形例に係る蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図５（Ａ）は蓄熱モジュールの縦断面図であり、図５（Ｂ）は蓄熱モジュールの水平断面図であり、図５（Ｃ）は蓄熱モジュールにおける蓄熱ユニットの拡大断面図である。
【図６】第４の変形例に係る蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図６（Ａ）は蓄熱モジュールの縦断面図であり、図６（Ｂ）は蓄熱モジュールの水平断面図であり、図６（Ｃ）は蓄熱モジュールにおける蓄熱ユニットの拡大断面図である。
【図７】冷却ガスや加熱ガスが蓄熱材に直接接触しない蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図７（Ａ）は第５の変形例に係る蓄熱モジュールを示し、図７（Ｂ）は第６の変形例に係る蓄熱モジュールを示す。
【図８】従来の排熱利用システムの構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る基板処理システムとしての半導体デバイス製造システムの構成の例を概略的に示す図である。
【００２２】
図１において、半導体デバイス製造システム１０は、クリーンルーム（図示しない）内に配されたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）処理装置１１と、熱処理装置１２（第１の基板処理装置）と、洗浄装置１３（第２の基板処理装置）と、熱処理装置１２及び洗浄装置１３に対して着脱自在であり、熱処理装置１２及び洗浄装置１３を移動可能な蓄熱モジュール１４（移動体）とを備え、ＣＶＤ処理装置１１、熱処理装置１２及び洗浄装置１３は各装置の動作を制御するサーバ（図示しない）と信号線１５を介して接続される。なお、図１に示していないが、半導体デバイス製造システム１０は、当該システムの使用目的や規模に応じてさらにエッチング装置やアッシング装置、露光装置等の他の処理装置を備えてもよい。
【００２３】
ＣＶＤ処理装置１１は半導体ウエハ（以下、単に「ウエハ」という。）を収容して該ウエハの表面へ所望の膜を形成するＣＶＤ処理を実行し、熱処理装置１２はウエハを収容して該ウエハの表面に熱酸化膜を形成する熱酸化処理を実行し、洗浄装置１３はウエハを収容して該ウエハの表面から異物等を除去する洗浄処理を実行する。熱処理装置１２における熱酸化処理ではウエハが３００℃〜８００℃に加熱され、洗浄装置１３における洗浄処理ではウエハへ向けて約６０℃の超純水が噴出される。したがって、洗浄装置１３では、熱処理装置１２における処理温度よりも低温でウエハに処理が施される。
【００２４】
図２は、図１における熱処理装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００２５】
図２において、熱処理装置１２は、反応炉１６と、該反応炉１６に接続された蓄熱モジュール受入部１７とを備える。反応炉１６は、図中上下方向に沿って立設された略円筒状の反応管１８と、該反応管１８を取り囲む筐体状の断熱容器１９と、反応管１８の下方に配された筒状のマニホールド２０とを有する。反応管１８は、上下部が開放された内管２１と、該内管２１を囲む有天井の外管２２とから構成される二重管構造を有し、耐熱材料、例えば、石英によって形成される。また、内管２１の内部には複数のウエハＷの表面を暴露させつつ該複数のウエハＷを図中上下方向に沿って重ねて収容可能なウエハボード２３が配置されている。
【００２６】
マニホールド２０は上部が内管２１の下端と気密に接続され、内部へ処理ガス供給管２４が連通される。処理ガスは処理ガス供給管２４からマニホールド２０を介して内管２１の内部へ供給される。
【００２７】
断熱容器１９の内壁面には、例えば、抵抗発熱体からなるヒータ２５が配置され、該ヒータ２５は反応管１８の内部、特に、内管２１の内部を所定の温度、例えば、３００℃〜８００℃へ昇温させる。その結果、各ウエハＷが、例えば、３００℃〜８００℃まで加熱され、各ウエハＷの表面が処理ガスと反応して熱酸化膜が各ウエハＷの表面に形成される。
【００２８】
上記熱酸化膜の形成の後、３００℃〜８００℃まで加熱された各ウエハＷを冷却するために、処理ガス供給管２４からマニホールド２０を介して内管２１の内部へ熱媒体として冷却ガス、例えば、窒素ガスや空気が導入される。内管２１の内部へ導入された冷却ガスは各ウエハＷから熱エネルギーを受け取ることによって各ウエハＷを冷却する。熱エネルギーを受け取った冷却ガスは、高温、例えば、１００℃〜２００℃となるが、該高温の冷却ガスは外管２２に接続された排気管２６を介して反応管１８から排出される。
【００２９】
蓄熱モジュール受入部１７は、蓄熱モジュール１４を収容するバスタブ状の受入体２７と、該受入体２７の内部に配されたガス流路２８とを有する。受入体２７は、収容した蓄熱モジュール１４が備える後述の第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４に対応する位置においてそれぞれ熱媒体供給口２９及び熱媒体受入口３０を有する。蓄熱モジュール１４が受入体２７へ収容された際、熱媒体供給口２９は第１の熱媒体導入・排出口５３に接続され、且つ熱媒体受入口３０は第２の熱媒体導入・排出口５４に接続される。
【００３０】
ガス流路２８は途中で２つに分岐し、分岐配管２８ａは媒体供給口２９へ接続され、分岐配管２８ｂは受入体２７の下部を通って該受入体２７の外部へ導かれる。媒体受入口３０及び分岐配管２８ｂの間には、媒体受入口３０に接続され且つガス流路２８の分岐部よりも下流で分岐配管２８ｂと合流する分岐配管２８ｃが配される。
【００３１】
また、ガス流路２８は、分岐配管２８ａに配された開閉バルブとしてのダンパー３１と、分岐配管２８ｂに配された開閉バルブとしてのダンパー３２とを備え、ダンパー３１，３２はそれぞれ分岐配管２８ａ，２８ｂを流れるガスの流量を調整する。前述の通り、各ウエハＷを冷却して高温となった冷却ガス（熱媒体）は、排気管２６から供給されて分岐配管２８ｂのみ、及び／又は分岐配管２８ａ、蓄熱モジュール１４、分岐配管２８ｃ及び分岐配管２８ｂを経由して受入体２７の外部へ排出される。
【００３２】
図３は、図１における洗浄装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００３３】
図３において、洗浄装置１３は、洗浄部３３と、該洗浄部３３に接続された蓄熱モジュール受入部３４とを備える。洗浄部３３は、筐体状の洗浄室３５と、該洗浄室３５に隣接する配管室３６とを有する。洗浄室３５はウエハホルダ３７と、該ウエハホルダ３７と相対するように配されたシャワーヘッド３８とを有する。ウエハホルダ３７は、複数のウエハＷの表面をシャワーヘッド３８へ対向させつつ、該複数のウエハＷを図中上下方向に沿って重ねて収容する。
【００３４】
シャワーヘッド３８には加熱ガス供給管３９と、超純水供給管４０と、加熱ガス排出管３９ａとが接続され、シャワーヘッド３８の内部において、加熱ガス供給管３９から供給された加熱ガスの熱エネルギーが超純水供給管４０から供給された超純水に受け渡されて超純水が所定の温度、例えば、６０℃まで加熱される。シャワーヘッド３８は加熱された超純水Ｐをウエハホルダ３７に収容された各ウエハＷに向けて噴出し、各ウエハＷの表面を洗浄する。熱エネルギーを超純水に受け渡した加熱ガスは加熱ガス排出管３９ａを経由して洗浄部３３の外部へ排出される。
【００３５】
配管室３６は外部から内部へ導かれ、且つ該内部を経由して加熱ガス供給管３９へ接続される加熱ガス導入管４１と、該加熱ガス導入管４１の途中に配された熱交換器４２とを有する。加熱ガス導入管４１は、例えば、８０℃〜１５０℃の加熱ガスを外部から導入する。熱交換器４２は、例えば、加熱ガス導入管４１に巻回された抵抗発熱体からなるヒータ（図示しない）を有し、加熱ガス導入管４１を流れる加熱ガスが所定の温度に満たない場合、加熱ガスを所定の温度、例えば、８０℃まで加熱する。また、熱交換器４２の手前で加熱ガス導入管４１から分岐配管４１ａが分岐し、分岐配管４１ａは配管室３６の外部へ導かれる。分岐配管４１ａには開閉バルブとしてのダンパー４３が配される。
【００３６】
蓄熱モジュール受入部３４は、蓄熱モジュール１４を収容するバスタブ状の受入体４４と、該受入体４４の内部に配されたガス流路４５とを有する。受入体４４は、収容した蓄熱モジュール１４が備える後述の第２の熱媒体導入・排出口５４及び第１の熱媒体導入・排出口５３に対応する位置においてそれぞれ熱媒体供給口４６及び熱媒体受入口４７を有する。蓄熱モジュール１４が受入体４４へ収容された際、熱媒体供給口４６は第２の熱媒体導入・排出口５４に接続され、且つ熱媒体受入口４７は第１の熱媒体導入・排出口５３に接続される。
【００３７】
ガス流路４５は加熱ガス導入管４１から分岐した配管からなり、熱媒体供給口４６へ接続される。また、熱媒体受入口４７及び加熱ガス導入管４１の間には、熱媒体受入口４７に接続され且つガス流路４５の分岐部よりも下流で加熱ガス導入管４１と合流する分岐配管４５ａが配される。
【００３８】
ガス流路４５は開閉バルブとしてのダンパー４８を備え、分岐配管４５ａは開閉バルブとしてのダンパー４９を備える。ダンパー４８，４９は協働してガス流路４５を流れるガスの流量を調整する。また、加熱ガス導入管４１は、ガス流路４５への分岐部及び分岐配管４５ａとの合流部の間に配された開閉バルブとしてのダンパー５０を備える。
【００３９】
ダンパー４８，４９が開放され、且つダンパー５０が閉鎖されている場合、加熱ガス導入管４１を流れる加熱ガス（熱媒体）は、ガス流路４５、蓄熱モジュール１４及び分岐配管４５ａを経由して加熱ガス導入管４１へ戻り、その後、熱交換器及び加熱ガス供給管３９を経由してシャワーヘッド３８へ供給される。
【００４０】
図４は、図１における蓄熱モジュールの構成を概略的に示す断面図であり、図４（Ａ）は本実施の形態に係る蓄熱モジュールを示し、図４（Ｂ）は第１の変形例に係る蓄熱モジュールを示し、図４（Ｃ）は第２の変形例に係る蓄熱モジュールを示す。
【００４１】
まず、図４（Ａ）において、蓄熱モジュール１４は、筐体状の断熱材からなる断熱容器５１と、該断熱容器５１の内部へ部分的に充填された蓄熱材５２と、互いに断熱容器５１の内部を挟んで対向するように断熱容器５１の側壁へ設けられる第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４とを備える。
【００４２】
蓄熱材５２は断熱容器５１の内部へ部分的に充填されるため、断熱容器５１の内部には空間５５が存在し、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４は外部と空間５５を連通させる。
【００４３】
蓄熱材５２は、伝熱性の多孔質材（ポーラス材）からなる基部５６と、該基部５６に含浸された、例えば、パラフィンからなる相変化材料５７とによって構成される。基部５６に含浸された相変化材料５７は、基部５６内に存在する各ポーラス（空孔）に貯蔵される。
【００４４】
相変化材料５７は、温度が低い場合には固相を呈し、温度が高い場合には液相を呈する。通常、温度に応じて相変化する物質（相変化材料）は、固相から液相へ相変化する場合に大量の熱エネルギーを吸収し、液相から固相へ相変化する場合に大量の熱エネルギーを放出するという性質を有する。また、相変化材料では、相変化の過程において吸収若しくは放出される熱エネルギーが相変化に費やされるために温度変化に寄与せず、そのため相変化を起こしている間の相変化材料の温度は相変化温度でほぼ一定となる。
【００４５】
本実施の形態では、上述した相変化材料の性質を利用する。例えば、相変化材料５７が固相を呈する場合、蓄熱モジュール１４を熱処理装置１２の蓄熱モジュール受入部１７へ収容し、反応管１８において各ウエハＷを冷却した高温の冷却ガスを、排気管２６、分岐配管２８ａ、熱媒体供給口２９及び第１の熱媒体導入・排出口５３を介して空間５５へ導入し、断熱容器５１の内部において高温の冷却ガスと基部５６に含浸された相変化材料５７とを接触させることにより、相変化材料５７を固相から液相へ変化させて相変化材料５７に高温の冷却ガスの熱エネルギーを吸収させる。その結果、相変化材料５７は熱エネルギーを蓄積する。ここで、相変化材料５７に高温の冷却ガスの熱エネルギーを吸収させるためには、相変化材料５７の温度が高温の冷却ガスの温度よりも低いことが必要である。
【００４６】
このとき、前述したように、相変化材料５７の温度は相変化の間、一定の相変化温度に留まるため、高温の冷却ガスとの間で熱平衡が保たれれば、蓄熱モジュール１４に熱エネルギーが蓄積され続けている間において冷却ガスの温度は一定となる。なお、熱エネルギーが吸収された冷却ガスは、第２の熱媒体導入・排出口５４、熱媒体受入口３０、分岐配管２８ｃ及び分岐配管２８ｂを介して熱処理装置１２の外部へ排出される。
【００４７】
また、相変化材料５７が液相を呈する場合、蓄熱モジュール１４を洗浄装置１３の蓄熱モジュール受入部３４へ収容し、外部から洗浄装置１３の加熱ガス導入管４１によって供給された低温の加熱ガスをガス流路４５、熱媒体供給口４６及び第２の熱媒体導入・排出口５４を介して空間５５へ導入し、断熱容器５１の内部において低温の加熱ガスと基部５６に含浸された相変化材料５７とを接触させることにより、相変化材料５７を液相から固相へ変化させて相変化材料５７から熱エネルギーを放出させ、該熱エネルギーを加熱ガスに受け渡す。その結果、加熱ガスは加熱される。ここで、加熱ガスに相変化材料５７の熱エネルギーを受け渡すためには、相変化材料５７の温度が低温の加熱ガスの温度よりも高いことが必要である。前述の熱エネルギーの蓄積の場合と同様、熱エネルギーの放出の場合においても、相変化の過程において相変化材料５７の温度は相変化温度でほぼ一定に留まるため、加熱ガスとの間で熱平衡が保たれれば、蓄熱モジュール１４から熱エネルギーの放出が続いている間、加熱ガスは一定の温度を保つ。なお、加熱された加熱ガスは、第１の熱媒体導入・排出口５３、熱媒体受入口４７及び分岐配管４５ａを介して加熱ガス導入管４１へ復帰し、その後、熱交換器４２及び加熱ガス供給管３９を介してシャワーヘッド３８へ供給される。
【００４８】
すなわち、本実施の形態では、相変化材料５７の相変化を利用することにより、蓄熱モジュール１４は熱処理装置１２において生じた熱エネルギーを冷却ガスを介して蓄積し、蓄積した熱エネルギーを加熱ガスを介して洗浄装置１３へ供給することができるので、熱処理装置１２及び洗浄装置１３の間で熱エネルギーの受け渡しを行うことができる。
【００４９】
上述した図４（Ａ）における蓄熱モジュール１４では、高温の冷却ガスや低温の加熱ガスが蓄熱材５２と直接接触するが、蓄熱材５２の下部における相変化材料５７には高温の冷却ガスや低温の加熱ガスが接触し難いため、蓄熱材５２の下部における相変化材料５７の熱エネルギーの授受を効率よく行うことができない。したがって、高温の冷却ガスや低温の加熱ガスが流れる空間５５から蓄熱材５２の下部へ到達する伝熱手段を設けるのが好ましい。具体的には、蓄熱材５２を相変化材料のみで構成し、熱伝導率の高い繊維の束やメッシュで形成された伝熱シート５８を蓄熱材５２の下部まで埋め込み、該伝熱シート５８の一部を空間５５へ露出させるか（図４（Ｂ））、蓄熱材５２を同様に相変化材料のみで構成し、該蓄熱材５２へ熱伝導率の高い材料からなる複数の棒体５９を蓄熱材５２の下部まで埋め込み、各棒体５９の上端を空間５５へ露出させる（図４（Ｃ））のが好ましい。これにより、蓄熱材５２の下部と空間５５における加熱ガスや冷却ガスとの熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。
【００５０】
相変化材料は構成材質によって固相・液相の相変化温度が変わるため、相変化材料は、上述したパラフィンに限られず、蓄熱モジュール１４が蓄積、放出すべき熱エネルギーの量や、それぞれの装置において制御すべき温度に応じて適切なものを選択すればよい。また、蓄熱モジュール１４の大きさ、蓄熱量に特に制限はないが、熱処理装置１２では、通常、１５０枚のウエハＷが一度に３００℃〜８００℃で熱処理されるため、熱処理装置１２で発生する熱エネルギーの量は凡そ３ＭＪ（メガジュール）〜１０ＭＪである。したがって、蓄熱材５２が蓄積可能な熱エネルギーの量を少なくとも１０ＭＪ以上となるように、相変化材料の量を設定すればよく、これにより、１つの蓄熱モジュール１４で熱処理装置１２における発生熱エネルギーの全てを蓄積することができ、熱処理装置１２及び洗浄装置１３の間における熱エネルギーの受け渡しの効率を向上することができる。
【００５１】
上述した図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の蓄熱モジュール１４では、高温の冷却ガスや低温の加熱ガスが蓄熱材５２と直接接触するが、冷却ガスや加熱ガスの種類によっては蓄熱材５２と接触すると、有害物質等を生じたり、蓄熱材５２が劣化する場合がある。このような場合には、冷却ガスや加熱ガスを蓄熱材５２に直接接触させることなく、相変化材料の熱エネルギーの授受を行うのが好ましい。以下、冷却ガスや加熱ガスを蓄熱材５２に直接接触させることなく相変化材料の熱エネルギーの授受を行うことができる蓄熱モジュール１４について説明する。
【００５２】
図５は、第３の変形例に係る蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図５（Ａ）は蓄熱モジュールの縦断面図であり、図５（Ｂ）は蓄熱モジュールの水平断面図であり、図５（Ｃ）は蓄熱モジュールにおける蓄熱ユニットの拡大断面図である。第３の変形例に係る蓄熱モジュールは、その構成、作用が上述した図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の蓄熱モジュール１４と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００５３】
図５（Ａ）及び図５（Ｂ）において、蓄熱モジュール１４は、断熱容器５１の内部に配された多数の棒状の蓄熱ユニット６０（密閉体）を備える。蓄熱ユニット６０は、上下端が封止された伝熱性の管状の本体６１（表皮部）と、該本体６１の内部に充填された相変化材料６２（蓄熱材）とからなる（図５（Ｃ））。各蓄熱ユニット６０は断熱容器５１の内部において上下方向に沿って立設され、隣接する２つの蓄熱ユニット６０には所定の間隔が保たれているので、空間５５へ導入された冷却ガスや加熱ガスが各蓄熱ユニット６０と満遍なく接触することができる。
【００５４】
各蓄熱ユニット６０における本体６１の壁部の厚さは、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍなので、本体６１に接触した高温の冷却ガスの熱エネルギーを相変化材料６２へ効率よく伝達することができるとともに、相変化材料６２の熱エネルギーを本体６１に接触した低温の加熱ガスへ効率よく伝達することができる。したがって、冷却ガスや加熱ガスが相変化材料６２と直接接触していなくても、冷却ガスや加熱ガスと、相変化材料６２との熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。
【００５５】
なお、各蓄熱ユニット６０は断熱容器５１の内部において上下方向に沿って立設されたが、各蓄熱ユニット６０の両端あるいは一端が断熱容器５１の側内壁に接するように各蓄熱ユニット６０を水平且つ互いに並列に設置してもよく、各蓄熱ユニット６０を斜め方向に且つ互いに並列に設置してもよく、或いは、各蓄熱ユニット６０を互いに交差させて配置してもよい。すなわち、冷却ガスや加熱ガスが各蓄熱ユニット６０と満遍なく接触する限り、各蓄熱ユニット６０はどのように配置してもよい。
【００５６】
図６は、第４の変形例に係る蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図６（Ａ）は蓄熱モジュールの縦断面図であり、図６（Ｂ）は蓄熱モジュールの水平断面図であり、図６（Ｃ）は蓄熱モジュールにおける蓄熱ユニットの拡大断面図である。第４の変形例に係る蓄熱モジュールも、その構成、作用が上述した図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の蓄熱モジュール１４と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００５７】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）において、蓄熱モジュール１４は、断熱容器５１の内部に配された多数の球状の蓄熱ユニット６３（密閉体）を備える。蓄熱ユニット６３は、伝熱性の球状の本体６４（表皮部）と、該本体６４の内部に充填された相変化材料６５（蓄熱材）とからなる（図６（Ｃ））。各蓄熱ユニット６３は球状を呈するため、ある蓄熱ユニット６３が隣接する蓄熱ユニット６３と接触しても、必ず該２つの蓄熱ユニット６３の間には隙間が生じ、該隙間に冷却ガスや加熱ガスが進入することができ、もって、各蓄熱ユニット６３は冷却ガスや加熱ガスと確実に接触することができる。
【００５８】
各蓄熱ユニット６３における本体６４の壁部の厚さは、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍなので、蓄熱ユニット６０と同様に、冷却ガスや加熱ガスが相変化材料６５と直接接触していなくても、冷却ガスや加熱ガスと、相変化材料６５との熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。
【００５９】
図７は、冷却ガスや加熱ガスが蓄熱材に直接接触しない蓄熱モジュールの構成を概略的に示す図であり、図７（Ａ）は第５の変形例に係る蓄熱モジュールを示し、図７（Ｂ）は第６の変形例に係る蓄熱モジュールを示す。第５の変形例、及び第６の変形例に係る蓄熱モジュールも、その構成、作用が上述した図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の蓄熱モジュール１４と基本的に同じであるので、重複した構成、作用については説明を省略し、以下に異なる構成、作用についての説明を行う。
【００６０】
図７（Ａ）において、蓄熱モジュール１４は、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４と気密に連通し、断熱容器５１の内部に配された伝熱ユニット６６と、断熱容器５１の内部へ部分的に充填された相変化材料のみからなる蓄熱材６７とを有する。伝熱ユニット６６は、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４の間に介在する管状体６８と、該管状体６８から蓄熱材６７へ向けて突出して一部が該蓄熱材６７と接触する管状の複数の突出部６９とからなり、各突出部６９の先端は封止されている。伝熱ユニット６６は第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４と気密に連通し、且つ管状体６８及び突出部６９がともに管状を呈するため、管状体６８及び突出部６９の内部を第１の熱媒体導入・排出口５３や第２の熱媒体導入・排出口５４から導入された冷却ガスや加熱ガスが流れる。特に、各突出部６９の内部を流れる冷却ガスや加熱ガスは突出部６９の壁面を介して蓄熱材６７との熱エネルギーの授受を行う。なお、各突出部６９の壁面の厚さも、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍなので、冷却ガスや加熱ガスと、蓄熱材６７との熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。
【００６１】
また、突出部６９内部を冷却ガスが循環しやすくするために、突出部６９の内部において突出部６９の中心軸に沿って棒状あるいは板状の挿入部材を挿入し、突出部６９の側壁面と挿入部材の間に冷却ガスが流通する空間を形成してもよい。更に、管状体６８内に、突出部６９へ冷却ガスの流れを誘導する遮蔽板を突出部６９との接合部へ部分的に設置してもよい。
【００６２】
図７（Ｂ）において、蓄熱モジュール１４は、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４と気密に連通し、断熱容器５１の内部に配された伝熱ユニット７０と、断熱容器５１の内部へ部分的に充填された相変化材料のみからなる蓄熱材７１とを有する。伝熱ユニット７０は、第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４の間に介在する管状体７２と、細径の複数の配管が網目状に配されて構成され且つ管状体７２から蓄熱材７１へ向けて突出して大半が蓄熱材７１へ埋没する網目配管部７３とからなる。網目配管部７３は蓄熱材７１から封止されている。伝熱ユニット７０は第１の熱媒体導入・排出口５３及び第２の熱媒体導入・排出口５４と気密に連通し、且つ管状体７２及び網目配管部７３の各部がともに管状を呈するため、管状体７２及び網目配管部７３の内部を第１の熱媒体導入・排出口５３や第２の熱媒体導入・排出口５４から導入された冷却ガスや加熱ガスが流れる。特に、各網目配管部７３の内部を流れる冷却ガスや加熱ガスは網目配管部７３の壁面を介して蓄熱材７１との熱エネルギーの授受を行う。なお、各網目配管部７３の壁面の厚さも、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍなので、冷却ガスや加熱ガスと、蓄熱材７１との熱エネルギーの授受を効率よく行うことができる。また、管状体７２内に、網目配管７３へ冷却ガスの流れを誘導する遮蔽板を網目配管７３との接合部へ部分的に設置してもよい。
【００６３】
次に、本発明の実施の形態に係る基板処理システムにおける熱再利用方法について説明する。以下の熱再利用方法においては、図４（Ａ）に示す蓄熱モジュール１４が用いられるものとする。
【００６４】
まず、熱処理装置１２において各ウエハＷの熱酸化膜の形成後、蓄熱モジュール１４を熱処理装置１２の蓄熱モジュール受入部１７へ収容する。このとき、蓄熱モジュール１４の第１の熱媒体導入・排出口５３は蓄熱モジュール受入部１７の熱媒体供給口２９に接続され、第２の熱媒体導入・排出口５４は熱媒体受入口３０に接続される。なお、蓄熱モジュール１４は予め蓄熱モジュール受入部１７へ収容しておいてもよい。
【００６５】
その後、ダンパー３２を閉鎖するとともにダンパー３１を開放して排気管２６を介して反応管１８から排出される高温の冷却ガス（第１の媒体）を分岐配管２８ａへ流入させる。
【００６６】
分岐配管２８ａへ流入した高温の冷却ガスは蓄熱モジュール１４の内部へ導入され、高温の冷却ガスの温度が蓄熱モジュール１４の蓄熱材５２における相変化材料５７の温度よりも高い場合、高温の冷却ガスは熱エネルギーを相変化材料５７へ受け渡す。このとき、熱エネルギーを受け取った相変化材料５７の一部が固相から液相へ相変化し、熱エネルギーを蓄積する（蓄熱ステップ）。相変化が起きている間は相変化材料５７の温度は相変化温度で一定に保たれるため、熱エネルギーを受け渡している冷却ガスも一定の温度を保つ。
【００６７】
次いで、全ての相変化材料５７が液相へ相変化した場合、若しくは、熱エネルギーを蓄熱モジュール１４に受け渡した後の冷却ガスの温度が上昇した場合は、蓄熱モジュール１４に蓄積された熱エネルギーが満杯となっている場合に他ならないため、ダンパー３１を閉鎖するとともにダンパー３２を開放して冷却ガスを分岐配管２８ｂへ流して熱処理装置１２の外部へ排出する。その後、蓄熱モジュール受入部１７から蓄熱モジュール１４を離脱させる。なお、ウエハＷの温度が目標温度まで冷却された時点において相変化材料が完全に液相へ相変化し終わっていない場合は、さらに次の熱酸化処理後のウエハＷの冷却の際、同じ蓄熱モジュール１４を引き続き使用してもよい。
【００６８】
次いで、熱エネルギーを蓄積する相変化材料５７を内包する蓄熱モジュール１４を洗浄装置１３へ移動させ、該洗浄装置１３の蓄熱モジュール受入部３４へ収容する（移動ステップ）。このとき、蓄熱モジュール１４の第１の熱媒体導入・排出口５３は蓄熱モジュール受入部３４の熱媒体受入口４７に接続され、第２の熱媒体導入・排出口５４は熱媒体供給口４６に接続される。
【００６９】
その後、ダンパー５０を閉鎖するとともに、ダンパー４８，４９を開放して加熱ガス導入管４１から供給される低温の加熱ガス（第２の媒体）をガス流路４５へ流入させる。ガス流路４５へ流入した低温の加熱ガスは蓄熱モジュール１４の内部へ導入され、蓄熱モジュール１４の蓄熱材５２における相変化材料５７の温度よりも低温の加熱ガスの温度が低い場合、相変化材料５７の一部が液相から固相へ相変化して熱エネルギーを放出し、該熱エネルギーを低温の加熱ガスへ受け渡す（放熱ステップ）。その結果、加熱ガスは加熱され、該加熱された加熱ガスは分岐配管４５ａを介して加熱ガス導入管４１へ復帰し、その後、熱交換器４２及び加熱ガス供給管３９を介してシャワーヘッド３８へ供給される。相変化が起きている間は相変化材料５７の温度は相変化温度で一定に保たれるため、熱エネルギーを受け渡されている加熱ガスも一定の温度を保つ。このとき、加熱ガス導入管４１を流れる加熱ガスの流量に応じてダンパー４３を開放してシャワーヘッド３８へ供給する加熱ガスの流量を調整する。また、加熱された加熱ガスの温度が超純水の加熱に必要な温度、例えば、８０℃に達していない場合、熱交換器４２が加熱ガスへ補足的に熱エネルギーを加える。
【００７０】
次いで、全ての相変化材料５７が固相へ相変化した場合、若しくは、熱エネルギーを蓄熱モジュール１４から受け渡された後の加熱ガスの温度が低下した場合は、蓄熱モジュール１４が熱エネルギーを全て放出した場合に他ならないため、ダンパー４８，４９を閉鎖するとともにダンパー５０を開放して加熱ガスをガス流路４５へ流入させることなくそのまま熱交換器４２へ到達させ、熱交換器４２で熱エネルギーを加えた後、加熱ガス供給管３９を介してシャワーヘッド３８へ供給する。
【００７１】
その後、蓄熱モジュール受入部３４から蓄熱モジュール１４を離脱させ、本処理を終了する。
【００７２】
本処理の終了後、離脱した蓄熱モジュール１４を熱処理装置１２へ移動させ、再度蓄熱モジュール受入部１７へ収容させ、上述した蓄熱ステップ、移動ステップ及び放熱ステップを繰り返してもよい。
【００７３】
上述した熱再利用方法においては図４（Ａ）に示す蓄熱モジュール１４が用いられたが、上述した熱再利用方法は図４（Ｂ），図４（Ｃ），図５，図６，図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の蓄熱モジュール１４にも適用することができる。
【００７４】
本実施の形態に係る基板処理システムとしての半導体デバイス製造システム１０によれば、蓄熱モジュール１４は熱エネルギーを蓄積することができるとともに、冷却ガスや加熱ガスとの間において熱エネルギーの授受を行うことができるので、蓄熱モジュール１４は高温の冷却ガスを介して熱処理装置１２の熱エネルギーを受け取ることができ、且つ低温の加熱ガスを介して洗浄装置１３へ熱エネルギーを供給することができる。また、蓄熱モジュール１４は熱処理装置１２の蓄熱モジュール受入部１７及び洗浄装置１３の蓄熱モジュール受入部３４と着脱自在なので、熱処理装置１２及び洗浄装置１３の間において熱エネルギーの受け渡しを行うことができる。その結果、熱処理装置１２及び洗浄装置１３を配管で接続する必要を無くすことができ、さらに、熱処理装置１２が排出する冷却ガスを大量に貯めるタンクの必要を無くすことができるため、半導体デバイス製造システム１０における各構成装置の配置の自由度が低下するのを防止することができる。
【００７５】
上述した半導体デバイス製造システム１０では、蓄熱モジュール１４における蓄熱材は温度によって液相又は固相へ変化する相変化材料を含む。相変化材料は相が変化する際に大量の熱エネルギーを吸収又は放出する。したがって、蓄熱モジュール１４は大量の熱エネルギーを熱処理装置１２及び洗浄装置１３の間において受け渡すことができる。
【００７６】
また、上述した半導体デバイス製造システム１０では、蓄熱モジュール１４は第１の熱媒体導入・排出口５３と該第１の熱媒体導入・排出口５３とは異なる第２の熱媒体導入・排出口５４とを有するので、冷却ガスや加熱ガスを断熱容器５１の内部を通過させながら、冷却ガスや加熱ガス及び蓄熱材５２の熱エネルギーの授受を行うことができ、もって、蓄熱モジュール１４の蓄熱及び放熱を円滑に行うことができる。
【００７７】
上述した図4（Ａ）の蓄熱モジュール１４では、相変化材料５７が多孔質材からなる基部５６へ含浸されているので、相変化材料５７を安定的に保持することができるとともに、基部５６が断熱容器５１の内部に配されるので、断熱容器５１の内部へ導入された冷却ガスや加熱ガスが蓄熱材５２に直接接触することができる。その結果、冷却ガスや加熱ガス及び蓄熱材５２の熱エネルギーの授受を安定的且つ効率的に行うことができる。
【００７８】
上述した図５や図６の蓄熱モジュール１４では、複数の密閉された蓄熱ユニット６０，６３が断熱容器５１の内部に配され、各蓄熱ユニット６０，６３の内部に相変化材料６２，６５が充填されているので、冷却ガスや加熱ガスと相変化材料６２，６５が直接接触することがなく、もって、相変化材料６２，６５の化学反応による劣化や冷却ガスや加熱ガスへの不要成分の混入を防止することができる。また、相変化材料６２，６５が蓄熱モジュール１４から流出するのを防止することができる。
【００７９】
上述した図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の蓄熱モジュール１４では、内部を冷却ガスや加熱ガスが流れる管状部材からなる伝熱ユニット６６，７０が冷却ガスや加熱ガスと接触するので、冷却ガスや加熱ガスと蓄熱材６７，７１が直接接触することがなく、もって、蓄熱材６７，７１の化学反応による劣化や冷却ガスや加熱ガスへの不要成分の混入を防止することができるとともに、冷却ガスや加熱ガス及び蓄熱材６７，７１の熱エネルギーの授受を効率的に行うことができる。
【００８０】
上述した本実施の形態及び各変形例においては、熱媒体として気体を用いる例について説明したが、熱媒体は液体であってもよく、例えば、水を用いることができる。液体は気体に比べて比熱が大きいため、気体を熱媒体として用いる場合よりも低い温度で大きな熱エネルギーを蓄熱モジュールに供給することができる。
【００８１】
上述した熱処理装置１２は１つの蓄熱モジュール受入部１７を備え、洗浄装置１３は１つの蓄熱モジュール受入部３４を備えるが、熱処理装置が２つ以上の蓄熱モジュール受入部を備えてもよく、また、洗浄装置が２つ以上の蓄熱モジュール受入部を備えてもよい。これにより、同時に複数の蓄熱モジュール１４を用いることができ、もって、熱処理装置及び洗浄装置の間における熱エネルギーの受け渡しをより効率よく行うことができる。
【００８２】
上述した半導体デバイス製造システム１０において、蓄熱モジュール１４は熱処理装置１２から熱エネルギーを受け取ったが、ＣＶＤ装置等の比較的高温でウエハＷを処理する装置から熱エネルギーを受け取ってもよい。また、蓄熱モジュール１４は洗浄装置１３へ熱エネルギーを受け渡したが、スピンコータ等の比較的低温且つ長時間定温でウエハＷを処理する装置へ熱エネルギーを受け渡してもよい。
【００８３】
本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記録した記憶媒体を、コンピュータ等に供給し、コンピュータのＣＰＵが記憶媒体に格納されたプログラムを読み出して実行することによっても達成される。
【００８４】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラム自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、プログラム及びそのプログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８５】
また、プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、ＲＡＭ、ＮＶ−ＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ）等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、他のＲＯＭ等の上記プログラムを記憶できるものであればよい。或いは、上記プログラムは、インターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続される不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることによりコンピュータに供給されてもよい。
【００８６】
また、コンピュータのＣＰＵが読み出したプログラムを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、ＣＰＵ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８７】
更に、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８８】
上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
Ｗ ウエハ
１０ 半導体デバイス製造システム
１２ 熱処理装置
１３ 洗浄装置
１４ 蓄熱モジュール
５１ 断熱容器
５２ 蓄熱材
５７，６２，６５ 相変化材料
６０，６３ 蓄熱ユニット
６１，６４ 本体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置と、前記所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置とを備える基板処理システムにおいて、
前記第１の基板処理装置及び前記第２の基板処理装置と着脱自在であり、前記第１の基板処理装置又は前記第２の基板処理装置から熱媒体が流入し、若しくは、前記第１の基板処理装置又は前記第２の基板処理装置へ前記熱媒体を流出させる移動体を備え、
前記移動体は蓄熱材を内蔵し、前記熱媒体の温度が前記蓄熱材の温度よりも高い場合には、前記蓄熱材が前記熱媒体から熱エネルギーを受け取って蓄積し、前記熱 媒体の温度が前記蓄熱材の温度よりも低い場合には、前記蓄熱材が前記熱 媒体へ蓄積された熱エネルギーを受け渡すことを特徴とする基板処理システム。
【請求項２】
前記蓄熱材は温度によって液相又は固相へ変化する相変化材料を含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記移動体は、断熱材からなる断熱容器と、前記熱媒体を前記断熱容器の内部へ導入する導入口と、該導入口とは異なる、前記熱媒体を前記断熱容器の内部から排出する排出口とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記蓄熱材は前記断熱容器の内部に配された多孔質材からなる基部と、該基部へ含浸された前記相変化材料とからなることを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項５】
前記移動体は前記断熱容器の内部に配された複数の密閉体を有し、前記密閉体は伝熱材からなる表皮部と、該表皮部によって画成される内部とを有し、
前記内部に前記蓄熱材が充填されていることを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記移動体は、前記断熱容器の内部に配され且つ前記熱媒体が流れる配管を有し、該配管は前記断熱容器の内部において前記蓄熱材と接触することを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項７】
前記第１の基板処理装置は、同時に少なくとも２つの前記移動体と接続され、前記少なくとも２つの移動体の各々に前記熱媒体を供給することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項８】
前記第２の基板処理装置は、同時に少なくとも２つの前記移動体と接続され、前記少なくとも２つの移動体の各々から前記熱媒体が流入されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項９】
所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置と、前記所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置と、前記第１の基板処理装置及び前記第２の基板処理装置と着脱自在である移動体とを備え、前記移動体は蓄熱材を内蔵する基板処理システムにおける熱再利用方法であって、
前記移動体と前記第１の基板処理装置を接続して前記第１の基板処理装置から前記移動体へ前記蓄熱材の温度よりも高い温度の第１の熱媒体を供給し、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを前記蓄熱材で受け取って蓄積する蓄熱ステップと、
前記第１の熱媒体の熱エネルギーを前記蓄熱材に蓄積した前記移動体を前記第１の基板処理装置から離脱させて前記第２の基板処理装置へ移動させ、さらに前記第２の基板処理装置へ接続する移動ステップと、
前記移動体を前記第２の基板処理装置を接続し、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを蓄積した蓄熱材の温度よりも低い温度の第２の熱媒体を前記移動体へ供給し、前記蓄熱材の熱エネルギーを前記第２の熱媒体へ受け渡し、前記熱エネルギーが受け渡された第２の熱媒体を前記第２の基板処理装置へ流入させる放熱ステップとを有することを特徴とする熱再利用方法。
【請求項１】
所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置と、前記所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置とを備える基板処理システムにおいて、
前記第１の基板処理装置及び前記第２の基板処理装置と着脱自在であり、前記第１の基板処理装置又は前記第２の基板処理装置から熱媒体が流入し、若しくは、前記第１の基板処理装置又は前記第２の基板処理装置へ前記熱媒体を流出させる移動体を備え、
前記移動体は蓄熱材を内蔵し、前記熱媒体の温度が前記蓄熱材の温度よりも高い場合には、前記蓄熱材が前記熱媒体から熱エネルギーを受け取って蓄積し、前記熱 媒体の温度が前記蓄熱材の温度よりも低い場合には、前記蓄熱材が前記熱 媒体へ蓄積された熱エネルギーを受け渡すことを特徴とする基板処理システム。
【請求項２】
前記蓄熱材は温度によって液相又は固相へ変化する相変化材料を含むことを特徴とする請求項１記載の基板処理システム。
【請求項３】
前記移動体は、断熱材からなる断熱容器と、前記熱媒体を前記断熱容器の内部へ導入する導入口と、該導入口とは異なる、前記熱媒体を前記断熱容器の内部から排出する排出口とを有することを特徴とする請求項１又は２記載の基板処理システム。
【請求項４】
前記蓄熱材は前記断熱容器の内部に配された多孔質材からなる基部と、該基部へ含浸された前記相変化材料とからなることを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項５】
前記移動体は前記断熱容器の内部に配された複数の密閉体を有し、前記密閉体は伝熱材からなる表皮部と、該表皮部によって画成される内部とを有し、
前記内部に前記蓄熱材が充填されていることを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項６】
前記移動体は、前記断熱容器の内部に配され且つ前記熱媒体が流れる配管を有し、該配管は前記断熱容器の内部において前記蓄熱材と接触することを特徴とする請求項３記載の基板処理システム。
【請求項７】
前記第１の基板処理装置は、同時に少なくとも２つの前記移動体と接続され、前記少なくとも２つの移動体の各々に前記熱媒体を供給することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項８】
前記第２の基板処理装置は、同時に少なくとも２つの前記移動体と接続され、前記少なくとも２つの移動体の各々から前記熱媒体が流入されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理システム。
【請求項９】
所定の高温で基板を処理する第１の基板処理装置と、前記所定の高温よりも低温で基板を処理する第２の基板処理装置と、前記第１の基板処理装置及び前記第２の基板処理装置と着脱自在である移動体とを備え、前記移動体は蓄熱材を内蔵する基板処理システムにおける熱再利用方法であって、
前記移動体と前記第１の基板処理装置を接続して前記第１の基板処理装置から前記移動体へ前記蓄熱材の温度よりも高い温度の第１の熱媒体を供給し、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを前記蓄熱材で受け取って蓄積する蓄熱ステップと、
前記第１の熱媒体の熱エネルギーを前記蓄熱材に蓄積した前記移動体を前記第１の基板処理装置から離脱させて前記第２の基板処理装置へ移動させ、さらに前記第２の基板処理装置へ接続する移動ステップと、
前記移動体を前記第２の基板処理装置を接続し、前記第１の熱媒体の熱エネルギーを蓄積した蓄熱材の温度よりも低い温度の第２の熱媒体を前記移動体へ供給し、前記蓄熱材の熱エネルギーを前記第２の熱媒体へ受け渡し、前記熱エネルギーが受け渡された第２の熱媒体を前記第２の基板処理装置へ流入させる放熱ステップとを有することを特徴とする熱再利用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０４６４９（Ｐ２０１２−２０４６４９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６８４７２（Ｐ２０１１−６８４７２）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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