JP2004022943A - 半導体製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体製造装置に於いて、炉内の温度検出する温度検出器の再組立ての際の再現性を向上し、温度検出精度、信頼性を向上させ、製品品質を向上させる。
【解決手段】ヒータ16と、基板を処理する反応室を画成する反応管11と、該反応管の内面に沿って設けられた温度検出器18とを具備した半導体製造装置に於いて、前記温度検出器が保護管21と該保護管に挿入された熱電対22を有し、該熱電対が基部41で固定され、該基部に位置決め用の凸部41cが設けられた。
【選択図】 図1
【解決手段】ヒータ16と、基板を処理する反応室を画成する反応管11と、該反応管の内面に沿って設けられた温度検出器18とを具備した半導体製造装置に於いて、前記温度検出器が保護管21と該保護管に挿入された熱電対22を有し、該熱電対が基部41で固定され、該基部に位置決め用の凸部41cが設けられた。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は反応炉を具備し、シリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等所要の処理を行い半導体素子を製造する半導体製造装置、特にバッチ式の反応炉を具備する半導体製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5に於いて、半導体製造装置の概略について説明する。
【0003】
尚、図5で示すものは、縦型炉を具備するバッチ式の半導体製造装置である。
【0004】
又、図5では筐体は省略し、内部機構のみを示している。
【0005】
基板(以下ウェーハ)1は基板搬送容器(以下ウェーハカセット)2に収納された状態で搬送される。外部搬送手段(図示せず)により搬送されたウェーハカセット2は半導体製造装置の前面に設けられたカセット授受ステージ3に載置され、該カセット授受ステージ3に載置されたウェーハカセット2はカセット搬送装置4により、カセット収納棚5、予備カセット棚6に搬送される。
【0006】
前記カセット収納棚5内のウェーハカセット2から基板移載機7により基板保持具(以下ボート)8に前記ウェーハ1が移載される。前記ボート8はボートエレベータ9に立設され、該ボートエレベータ9は前記ボート8を昇降させ、石英製の反応管11内に装入する。該反応管11内部は反応室12となっており、該反応室12にはガス導入管13により反応ガスが導入され、反応後のガスは排気管14から排出される。
【0007】
前記反応管11の外側には外管15が同心に設けられ、該外管15の周囲には筒状にヒータ16が配設され、該ヒータ16はヒータベース17に立設されている。前記ヒータ16は前記ウェーハ1の処理の為、前記反応室12のウェーハ1を加熱する。
【0008】
前記ウェーハ1の処理に於いて、炉内温度の均一性はウェーハ処理品質を決定する大きな要因であり、炉内温度が均一となる様に前記ヒータ16は前記反応管11の軸心方向に沿って分割部16a,16b,16c,16d,16eに所要分割され、各分割部16a,16b,16c,16d,16eが独立して加熱制御されるゾーンコントロールが行われている。又、炉内にはゾーンコントロールを可能とする為、該分割部16a,16b,16c,16d,16eに対応する位置の温度を検出する温度検出器18が少なくとも各ゾーン毎に設けられ、前記温度検出器18の検出温度が目標温度となる様に前記分割部16a,16b,16c,16d,16eの加熱制御がされている。
【0009】
図6〜図8により炉口部の構造、及び従来の温度検出器18について説明する。
【0010】
先ず、図6により従来の温度検出器18について説明する。
【0011】
石英製の保護管21の内部に熱電対22が挿入される。該熱電対22には前記保護管21の内径より若干小径の絶縁短管23が所要間隔で挿入され、前記熱電対22が途中で短絡しない様にしていると共に該熱電対22が前記絶縁短管23間で屈曲可能としている。前記熱電対22の基部には前記絶縁短管23より径の太い絶縁管24が設けられている。該絶縁管24を貫通した前記熱電対22の基端には補償導線25が接続され、該補償導線25と前記絶縁管24の一部に掛渡って熱収縮チューブ26が被覆されている。後述する様に該絶縁管24が前記熱電対固定金具34に取付けられることで、前記熱電対22が固定される様になっている。前記補償導線25の基端にはコネクタ27が取付けられ、該コネクタ27は制御部(図示せず)に接続される。前記絶縁短管23、絶縁管24の材質としてはアルミナ等が挙げられる。
【0012】
図7に見られる様に、前記保護管21の基部は屈曲され、前記反応管11を貫通して外部に露出している。前記保護管21の貫通部は前記反応管11に溶接され、気密となっている。而して、前記保護管21は前記反応管11の内面に沿って所要間隔で温度検出箇所の数だけ立設され、各保護管21内に該保護管21の突出端から前記絶縁短管23により絶縁された前記熱電対22が挿入される。尚、前記保護管21は下端部で屈曲しているが、前記熱電対22は屈曲可能であるので支障なく挿入できる。
【0013】
尚、前記熱電対22の挿入深さ(図5中、前記分割部16a,16b,16c,16d,16eの位置に対応した高さ)は各温度検出器18毎に温度検出箇所に対応して決定される。
【0014】
図7、図8により該温度検出器18の固定方法について説明する。
【0015】
炉口ベース28は所要の支持構造(図示せず)により前記ヒータベース17によって支持され、前記炉口ベース28には前記反応管11と同心の炉口29が穿設されている。該炉口29は炉口蓋31によって気密に閉塞され、該炉口蓋31は前記ボートエレベータ9に支持され昇降可能であり、前記炉口蓋31には前記ボート8が立設される。
【0016】
前記反応管11は下端にフランジ32が形成され、該フランジ32を介して前記反応管11が前記炉口ベース28に載置される。前記フランジ32はフランジ押え33により前記炉口ベース28に気密に固定される。
【0017】
前記フランジ押え33の周面に熱電対固定金具34がボルト35により螺子止めされ、前記熱電対固定金具34は前記保護管21が突出する部分に配置される。
【0018】
前記熱電対固定金具34は前記フランジ押え33に取付けられる下部34aに対して上部が略への字状に屈曲された上部34bとなっており、該上部34bの傾斜は前記保護管21の突出部の傾斜に合致している。前記熱電対固定金具34の下部34aに穿設された止め孔36は下端が開放された長孔となっており、前記熱電対固定金具34は上下方向に位置が調整可能となっている。
【0019】
前記上部34bには前記絶縁管24がクランプ金具37により固定される。該クランプ金具37は逆凹字状の基部37aから上面部が延出され、更に下方に直角に屈曲された形状の保持部37bを有しており、該保持部37bに前記絶縁管24が挿通し、前記基部37aが前記上部34bに螺子止めされ、前記絶縁管24が前記保持部37bと前記上部34b間に挾持され固定される様になっている。
【0020】
上記した従来の半導体製造装置では一本の保護管21に対して一本の熱電対22が挿入される構造であったが、一本の保護管21に対して複数の熱電対22が挿入され、各熱電対22の挿入深さが異なる様に保持したものがある。
【0021】
図9に於いて、図5中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【0022】
保護管21が炉口蓋31を貫通して反応室12に挿入され、前記保護管21内に複数の熱電対22が下端から着脱可能に挿入され、前記保護管21の下端で保持される。
【0023】
前記保護管21は基部21aが太径となっており、該基部21aが前記炉口蓋31に突当ることで、前記保護管21自体の前記反応室12への挿入深さが決定される様になっている。又、複数の前記熱電対22はそれぞれ長さが異なり、基端部38で一体に束ねられ、該基端部38は保護チューブ39により前記保護管21の下端に固着されている。
【0024】
而して、前記複数の熱電対22は前記保護管21に対する挿入深さそれぞれが異なり、前記保護管21を前記反応室12に挿入し固定すると、該反応室12の高さの異なる位置での温度検出が可能となっている。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、上記した従来の半導体製造装置では以下に述べる不具合がある。
【0026】
図7、図8で示した従来例では、前記反応管11を洗浄する等の保守作業時には、前記熱電対22をそれぞれ前記保護管21から引抜くことが必要であり、又洗浄等必要な処理が完了し、前記反応管11を組立てた後、前記熱電対22を前記保護管21に挿入し、前記クランプ金具37により前記熱電対固定金具34へ固定しなければならない。又、前記クランプ金具37による前記絶縁管24の保持位置により前記熱電対22の前記保護管21に対する挿入深さが決定される。
【0027】
上記した様に、前記熱電対22の挿入深さによって前記反応管11での温度検出位置が決定されるが、前記絶縁管24の保持位置は取付けの基準となるものがなく、保守前の取付け位置を再現するのは極めて難しく、又作業者によっても取付け位置が異なる。この為、予定した温度検出位置とはmm単位で位置ズレが生じており、その結果、正確な温度検出が難しくなるという問題があり、炉内での均熱長が左右され、均熱長は成膜状態に大きく影響するので、処理品質に悪影響を及す虞れがあった。
【0028】
図9で示した従来例に於いて、前記反応管11の洗浄等の保守作業をする場合は、前記炉口蓋31から前記温度検出器18を取外して行う。又、保守作業が完了した後は、再度前記温度検出器18を前記炉口蓋31に挿入し、該炉口蓋31に固定する。
【0029】
前記温度検出器18の取付けの際、該温度検出器18の回転方向の位置は、反応室12の温度検出するのに重要である。前記熱電対22の先端と被測定物との間に障害物がないことが温度を正確に検出する為の条件となるが、前記温度検出器18の回転位置によっては、他の熱電対22が障害となる場合がある。例えば、低い熱電対22と被測定物との間に高い熱電対22が位置する様な場合は、低い熱電対22は高い熱電対22の陰になってしまい、正確な温度検出はできない。
【0030】
ところが、前記保護管21は円柱形状であり、該保護管21の回転位置の決定は作業者の勘に頼っていた。この為、前記温度検出器18を保守前の設置状態に再現することは難しく、やはり正確な温度検出が難しくなるという問題があった。
【0031】
本発明は斯かる実情に鑑み、温度検出器の再組立ての際の再現性を向上し、又組立て時の個人差を無くして温度検出精度、信頼性を向上させるものである。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヒータと、基板を処理する反応室を画成する反応管と、該反応管の内面に沿って設けられた温度検出器とを具備した半導体製造装置に於いて、前記温度検出器が保護管と該保護管に挿入された熱電対を有し、該熱電対が基部で固定され、該基部に位置決め用の凸部が設けられた半導体製造装置に係るものである。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【0034】
図1〜図3に於いて本発明の第1の実施の形態について説明する。
【0035】
尚、図1〜図3中、図6〜図8中で示したものと同等のものには同符号を付している。尚、本発明が設けられる半導体製造装置については、従来の説明でしたものと同様であるので説明を省略する。
【0036】
石英製の保護管21の内部に熱電対22が挿入される。該熱電対22には前記保護管21の内径より若干小径の絶縁短管23が所要間隔で挿入され、前記熱電対22が途中で短絡しない様にしていると共に該熱電対22が前記絶縁短管23間で屈曲可能としている。該絶縁短管23は例えば高純度アルミナ等の絶縁材から構成される。
【0037】
前記熱電対22の基部には例えば高純度アルミナ等の絶縁材から成る熱電対ホルダ41が設けられ、該熱電対ホルダ41を貫通した前記熱電対22の基端には補償導線25が接続されている。
【0038】
前記熱電対ホルダ41は両端部が前記絶縁短管23より太径の円筒部41a,41bとなっており、中途部にはフランジ部41cが形成されている。該フランジ部41cは上下両面が面取りされ、上下両面間の寸法は前記円筒部41a,41bの直径と同一となっている。
【0039】
前記フランジ部41cの一端面(前記熱電対22の先端側に位置する端面)から前記熱電対22の先端迄の距離は、該熱電対22を前記保護管21に挿入し、取付けた場合に所定の挿入深さとなる様に設定する。
【0040】
前記円筒部41bと前記補償導線25間に掛渡って熱収縮チューブ26が設けられ、前記補償導線25と前記熱電対22の接続部が保護されている。前記補償導線25の基端にはコネクタ27が取付けられ、該コネクタ27は制御部(図示せず)に接続される。
【0041】
該熱電対22を固定する場合は、該熱電対22を前記保護管21に下端から挿入し、前記熱電対ホルダ41を熱電対固定金具34の上部34bの所要位置に位置決めする。クランプ金具37を前記上部34bにボルトで仮止めし、前記熱電対ホルダ41の円筒部41aを基部37a部分に嵌合させ、前記フランジ部41cを前記クランプ金具37に下方から突当てる。前記熱電対ホルダ41の位置が決定されたところで、前記クランプ金具37をボルトで固定し、前記円筒部41aを前記クランプ金具37と上部34b間で挾持する。
【0042】
前記フランジ部41cを前記クランプ金具37に突当てることで、前記熱電対22の上端の位置が決定され、且つ該熱電対22の上端の位置は予定された温度検出位置となっている。他の熱電対22についても同様に取付ける。
【0043】
而して、該熱電対22の上端の位置が調整で決定されるのではなく、前記フランジ部41cを前記クランプ金具37に突当てるという構造で決定されるので、取付け時の個人差は無くなり、前記熱電対22の着脱を繰返しても、高度な再現性が実現できる。従って、正確な温度検出が可能となり、炉内での均熱長が確定され、良好な成膜状態を実現できる。
【0044】
尚、前記熱電対ホルダ41には突当ての為の凸部が設けられていればよく、前記フランジ部41cの代りに単なる突起であってもよい。
【0045】
図4により、第2の実施の形態について説明する。
【0046】
図4中、図9中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【0047】
保護管21が炉口蓋31を貫通して反応室12に挿入され、前記保護管21内に複数の高さの異なる熱電対22が下端から着脱可能に挿入され、前記保護管21の下端で保持される。
【0048】
該保護管21は基部21aが太径となっており、該基部21aが前記炉口蓋31に突当ることで、前記保護管21自体の挿入深さが決定される様になっている。又、複数の前記熱電対22はそれぞれ長さが異なり、基端部38で一体に束ねられ、該基端部38は保護チューブ39により前記保護管21の下端に固着されている。
【0049】
前記保護管21の基部21aの所要箇所には突起42が突設されており、該突起42の位置により前記温度検出器18の回転方向の位置が分る様になっている。
【0050】
前記温度検出器18の組立て手順について説明する。
【0051】
前記保護管21に挿入されている複数の前記熱電対22の状態と前記突起42との関係を確認する。
【0052】
前記温度検出器18を前記炉口蓋31を貫通させ、前記反応室12に挿入する。前記突起42の位置により前記反応室12での前記熱電対22の状態が分るので、高さの異なる該熱電対22が相互に干渉して、陰にならない様に前記温度検出器18を回転させ位置決めする。尚、最初に温度検出器18を組込み位置決めした状態で、前記突起42の位置が確認できる様に、例えば前記炉口蓋31に印を付ける等すると再度組立てた時の再現性が向上する。
【0053】
尚、前記突起42は前記保護管21の回転位置を示すものであればよく、石英片を溶接したものでも、又該保護管21の基部に刻設された溝であってもよい。
【0054】
而して、前記複数の高さの異なる熱電対22は前記反応室12内で相互に干渉しない位置に設定でき、精度の高い温度検出が可能となる。
【0055】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、ヒータと、基板を処理する反応室を画成する反応管と、該反応管の内面に沿って設けられた温度検出器とを具備した半導体製造装置に於いて、前記温度検出器が保護管と該保護管に挿入された熱電対を有し、該熱電対が基部で固定され、該基部に位置決め用の凸部が設けられたので、熱電対の位置決めは前記凸部により決定でき、組立てに個人差の影響が無くなり、温度検出器の再組立ての際の再現性が向上し、温度検出精度、信頼性を向上するという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の要部を示す部分断面図である。
【図2】同前要部斜視図である。
【図3】本実施の形態に用いられる温度検出器の説明図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す概略断面図である。
【図5】半導体製造装置の概略を示す骨子図である。
【図6】従来の温度検出器の説明図である。
【図7】従来例の要部を示す部分断面図である。
【図8】該従来例の要部の斜視図である。
【図9】他の従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 ウェーハ
11 反応管
12 反応室
16 ヒータ
18 温度検出器
21 保護管
22 熱電対
34 熱電対固定金具
37 クランプ金具
41 熱電対ホルダ
42 突起
【発明の属する技術分野】
本発明は反応炉を具備し、シリコンウェーハ等の基板に薄膜の生成、不純物の拡散、エッチング等所要の処理を行い半導体素子を製造する半導体製造装置、特にバッチ式の反応炉を具備する半導体製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5に於いて、半導体製造装置の概略について説明する。
【0003】
尚、図5で示すものは、縦型炉を具備するバッチ式の半導体製造装置である。
【0004】
又、図5では筐体は省略し、内部機構のみを示している。
【0005】
基板(以下ウェーハ)1は基板搬送容器(以下ウェーハカセット)2に収納された状態で搬送される。外部搬送手段(図示せず)により搬送されたウェーハカセット2は半導体製造装置の前面に設けられたカセット授受ステージ3に載置され、該カセット授受ステージ3に載置されたウェーハカセット2はカセット搬送装置4により、カセット収納棚5、予備カセット棚6に搬送される。
【0006】
前記カセット収納棚5内のウェーハカセット2から基板移載機7により基板保持具(以下ボート)8に前記ウェーハ1が移載される。前記ボート8はボートエレベータ9に立設され、該ボートエレベータ9は前記ボート8を昇降させ、石英製の反応管11内に装入する。該反応管11内部は反応室12となっており、該反応室12にはガス導入管13により反応ガスが導入され、反応後のガスは排気管14から排出される。
【0007】
前記反応管11の外側には外管15が同心に設けられ、該外管15の周囲には筒状にヒータ16が配設され、該ヒータ16はヒータベース17に立設されている。前記ヒータ16は前記ウェーハ1の処理の為、前記反応室12のウェーハ1を加熱する。
【0008】
前記ウェーハ1の処理に於いて、炉内温度の均一性はウェーハ処理品質を決定する大きな要因であり、炉内温度が均一となる様に前記ヒータ16は前記反応管11の軸心方向に沿って分割部16a,16b,16c,16d,16eに所要分割され、各分割部16a,16b,16c,16d,16eが独立して加熱制御されるゾーンコントロールが行われている。又、炉内にはゾーンコントロールを可能とする為、該分割部16a,16b,16c,16d,16eに対応する位置の温度を検出する温度検出器18が少なくとも各ゾーン毎に設けられ、前記温度検出器18の検出温度が目標温度となる様に前記分割部16a,16b,16c,16d,16eの加熱制御がされている。
【0009】
図6〜図8により炉口部の構造、及び従来の温度検出器18について説明する。
【0010】
先ず、図6により従来の温度検出器18について説明する。
【0011】
石英製の保護管21の内部に熱電対22が挿入される。該熱電対22には前記保護管21の内径より若干小径の絶縁短管23が所要間隔で挿入され、前記熱電対22が途中で短絡しない様にしていると共に該熱電対22が前記絶縁短管23間で屈曲可能としている。前記熱電対22の基部には前記絶縁短管23より径の太い絶縁管24が設けられている。該絶縁管24を貫通した前記熱電対22の基端には補償導線25が接続され、該補償導線25と前記絶縁管24の一部に掛渡って熱収縮チューブ26が被覆されている。後述する様に該絶縁管24が前記熱電対固定金具34に取付けられることで、前記熱電対22が固定される様になっている。前記補償導線25の基端にはコネクタ27が取付けられ、該コネクタ27は制御部(図示せず)に接続される。前記絶縁短管23、絶縁管24の材質としてはアルミナ等が挙げられる。
【0012】
図7に見られる様に、前記保護管21の基部は屈曲され、前記反応管11を貫通して外部に露出している。前記保護管21の貫通部は前記反応管11に溶接され、気密となっている。而して、前記保護管21は前記反応管11の内面に沿って所要間隔で温度検出箇所の数だけ立設され、各保護管21内に該保護管21の突出端から前記絶縁短管23により絶縁された前記熱電対22が挿入される。尚、前記保護管21は下端部で屈曲しているが、前記熱電対22は屈曲可能であるので支障なく挿入できる。
【0013】
尚、前記熱電対22の挿入深さ(図5中、前記分割部16a,16b,16c,16d,16eの位置に対応した高さ)は各温度検出器18毎に温度検出箇所に対応して決定される。
【0014】
図7、図8により該温度検出器18の固定方法について説明する。
【0015】
炉口ベース28は所要の支持構造(図示せず)により前記ヒータベース17によって支持され、前記炉口ベース28には前記反応管11と同心の炉口29が穿設されている。該炉口29は炉口蓋31によって気密に閉塞され、該炉口蓋31は前記ボートエレベータ9に支持され昇降可能であり、前記炉口蓋31には前記ボート8が立設される。
【0016】
前記反応管11は下端にフランジ32が形成され、該フランジ32を介して前記反応管11が前記炉口ベース28に載置される。前記フランジ32はフランジ押え33により前記炉口ベース28に気密に固定される。
【0017】
前記フランジ押え33の周面に熱電対固定金具34がボルト35により螺子止めされ、前記熱電対固定金具34は前記保護管21が突出する部分に配置される。
【0018】
前記熱電対固定金具34は前記フランジ押え33に取付けられる下部34aに対して上部が略への字状に屈曲された上部34bとなっており、該上部34bの傾斜は前記保護管21の突出部の傾斜に合致している。前記熱電対固定金具34の下部34aに穿設された止め孔36は下端が開放された長孔となっており、前記熱電対固定金具34は上下方向に位置が調整可能となっている。
【0019】
前記上部34bには前記絶縁管24がクランプ金具37により固定される。該クランプ金具37は逆凹字状の基部37aから上面部が延出され、更に下方に直角に屈曲された形状の保持部37bを有しており、該保持部37bに前記絶縁管24が挿通し、前記基部37aが前記上部34bに螺子止めされ、前記絶縁管24が前記保持部37bと前記上部34b間に挾持され固定される様になっている。
【0020】
上記した従来の半導体製造装置では一本の保護管21に対して一本の熱電対22が挿入される構造であったが、一本の保護管21に対して複数の熱電対22が挿入され、各熱電対22の挿入深さが異なる様に保持したものがある。
【0021】
図9に於いて、図5中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【0022】
保護管21が炉口蓋31を貫通して反応室12に挿入され、前記保護管21内に複数の熱電対22が下端から着脱可能に挿入され、前記保護管21の下端で保持される。
【0023】
前記保護管21は基部21aが太径となっており、該基部21aが前記炉口蓋31に突当ることで、前記保護管21自体の前記反応室12への挿入深さが決定される様になっている。又、複数の前記熱電対22はそれぞれ長さが異なり、基端部38で一体に束ねられ、該基端部38は保護チューブ39により前記保護管21の下端に固着されている。
【0024】
而して、前記複数の熱電対22は前記保護管21に対する挿入深さそれぞれが異なり、前記保護管21を前記反応室12に挿入し固定すると、該反応室12の高さの異なる位置での温度検出が可能となっている。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、上記した従来の半導体製造装置では以下に述べる不具合がある。
【0026】
図7、図8で示した従来例では、前記反応管11を洗浄する等の保守作業時には、前記熱電対22をそれぞれ前記保護管21から引抜くことが必要であり、又洗浄等必要な処理が完了し、前記反応管11を組立てた後、前記熱電対22を前記保護管21に挿入し、前記クランプ金具37により前記熱電対固定金具34へ固定しなければならない。又、前記クランプ金具37による前記絶縁管24の保持位置により前記熱電対22の前記保護管21に対する挿入深さが決定される。
【0027】
上記した様に、前記熱電対22の挿入深さによって前記反応管11での温度検出位置が決定されるが、前記絶縁管24の保持位置は取付けの基準となるものがなく、保守前の取付け位置を再現するのは極めて難しく、又作業者によっても取付け位置が異なる。この為、予定した温度検出位置とはmm単位で位置ズレが生じており、その結果、正確な温度検出が難しくなるという問題があり、炉内での均熱長が左右され、均熱長は成膜状態に大きく影響するので、処理品質に悪影響を及す虞れがあった。
【0028】
図9で示した従来例に於いて、前記反応管11の洗浄等の保守作業をする場合は、前記炉口蓋31から前記温度検出器18を取外して行う。又、保守作業が完了した後は、再度前記温度検出器18を前記炉口蓋31に挿入し、該炉口蓋31に固定する。
【0029】
前記温度検出器18の取付けの際、該温度検出器18の回転方向の位置は、反応室12の温度検出するのに重要である。前記熱電対22の先端と被測定物との間に障害物がないことが温度を正確に検出する為の条件となるが、前記温度検出器18の回転位置によっては、他の熱電対22が障害となる場合がある。例えば、低い熱電対22と被測定物との間に高い熱電対22が位置する様な場合は、低い熱電対22は高い熱電対22の陰になってしまい、正確な温度検出はできない。
【0030】
ところが、前記保護管21は円柱形状であり、該保護管21の回転位置の決定は作業者の勘に頼っていた。この為、前記温度検出器18を保守前の設置状態に再現することは難しく、やはり正確な温度検出が難しくなるという問題があった。
【0031】
本発明は斯かる実情に鑑み、温度検出器の再組立ての際の再現性を向上し、又組立て時の個人差を無くして温度検出精度、信頼性を向上させるものである。
【0032】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヒータと、基板を処理する反応室を画成する反応管と、該反応管の内面に沿って設けられた温度検出器とを具備した半導体製造装置に於いて、前記温度検出器が保護管と該保護管に挿入された熱電対を有し、該熱電対が基部で固定され、該基部に位置決め用の凸部が設けられた半導体製造装置に係るものである。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【0034】
図1〜図3に於いて本発明の第1の実施の形態について説明する。
【0035】
尚、図1〜図3中、図6〜図8中で示したものと同等のものには同符号を付している。尚、本発明が設けられる半導体製造装置については、従来の説明でしたものと同様であるので説明を省略する。
【0036】
石英製の保護管21の内部に熱電対22が挿入される。該熱電対22には前記保護管21の内径より若干小径の絶縁短管23が所要間隔で挿入され、前記熱電対22が途中で短絡しない様にしていると共に該熱電対22が前記絶縁短管23間で屈曲可能としている。該絶縁短管23は例えば高純度アルミナ等の絶縁材から構成される。
【0037】
前記熱電対22の基部には例えば高純度アルミナ等の絶縁材から成る熱電対ホルダ41が設けられ、該熱電対ホルダ41を貫通した前記熱電対22の基端には補償導線25が接続されている。
【0038】
前記熱電対ホルダ41は両端部が前記絶縁短管23より太径の円筒部41a,41bとなっており、中途部にはフランジ部41cが形成されている。該フランジ部41cは上下両面が面取りされ、上下両面間の寸法は前記円筒部41a,41bの直径と同一となっている。
【0039】
前記フランジ部41cの一端面(前記熱電対22の先端側に位置する端面)から前記熱電対22の先端迄の距離は、該熱電対22を前記保護管21に挿入し、取付けた場合に所定の挿入深さとなる様に設定する。
【0040】
前記円筒部41bと前記補償導線25間に掛渡って熱収縮チューブ26が設けられ、前記補償導線25と前記熱電対22の接続部が保護されている。前記補償導線25の基端にはコネクタ27が取付けられ、該コネクタ27は制御部(図示せず)に接続される。
【0041】
該熱電対22を固定する場合は、該熱電対22を前記保護管21に下端から挿入し、前記熱電対ホルダ41を熱電対固定金具34の上部34bの所要位置に位置決めする。クランプ金具37を前記上部34bにボルトで仮止めし、前記熱電対ホルダ41の円筒部41aを基部37a部分に嵌合させ、前記フランジ部41cを前記クランプ金具37に下方から突当てる。前記熱電対ホルダ41の位置が決定されたところで、前記クランプ金具37をボルトで固定し、前記円筒部41aを前記クランプ金具37と上部34b間で挾持する。
【0042】
前記フランジ部41cを前記クランプ金具37に突当てることで、前記熱電対22の上端の位置が決定され、且つ該熱電対22の上端の位置は予定された温度検出位置となっている。他の熱電対22についても同様に取付ける。
【0043】
而して、該熱電対22の上端の位置が調整で決定されるのではなく、前記フランジ部41cを前記クランプ金具37に突当てるという構造で決定されるので、取付け時の個人差は無くなり、前記熱電対22の着脱を繰返しても、高度な再現性が実現できる。従って、正確な温度検出が可能となり、炉内での均熱長が確定され、良好な成膜状態を実現できる。
【0044】
尚、前記熱電対ホルダ41には突当ての為の凸部が設けられていればよく、前記フランジ部41cの代りに単なる突起であってもよい。
【0045】
図4により、第2の実施の形態について説明する。
【0046】
図4中、図9中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【0047】
保護管21が炉口蓋31を貫通して反応室12に挿入され、前記保護管21内に複数の高さの異なる熱電対22が下端から着脱可能に挿入され、前記保護管21の下端で保持される。
【0048】
該保護管21は基部21aが太径となっており、該基部21aが前記炉口蓋31に突当ることで、前記保護管21自体の挿入深さが決定される様になっている。又、複数の前記熱電対22はそれぞれ長さが異なり、基端部38で一体に束ねられ、該基端部38は保護チューブ39により前記保護管21の下端に固着されている。
【0049】
前記保護管21の基部21aの所要箇所には突起42が突設されており、該突起42の位置により前記温度検出器18の回転方向の位置が分る様になっている。
【0050】
前記温度検出器18の組立て手順について説明する。
【0051】
前記保護管21に挿入されている複数の前記熱電対22の状態と前記突起42との関係を確認する。
【0052】
前記温度検出器18を前記炉口蓋31を貫通させ、前記反応室12に挿入する。前記突起42の位置により前記反応室12での前記熱電対22の状態が分るので、高さの異なる該熱電対22が相互に干渉して、陰にならない様に前記温度検出器18を回転させ位置決めする。尚、最初に温度検出器18を組込み位置決めした状態で、前記突起42の位置が確認できる様に、例えば前記炉口蓋31に印を付ける等すると再度組立てた時の再現性が向上する。
【0053】
尚、前記突起42は前記保護管21の回転位置を示すものであればよく、石英片を溶接したものでも、又該保護管21の基部に刻設された溝であってもよい。
【0054】
而して、前記複数の高さの異なる熱電対22は前記反応室12内で相互に干渉しない位置に設定でき、精度の高い温度検出が可能となる。
【0055】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、ヒータと、基板を処理する反応室を画成する反応管と、該反応管の内面に沿って設けられた温度検出器とを具備した半導体製造装置に於いて、前記温度検出器が保護管と該保護管に挿入された熱電対を有し、該熱電対が基部で固定され、該基部に位置決め用の凸部が設けられたので、熱電対の位置決めは前記凸部により決定でき、組立てに個人差の影響が無くなり、温度検出器の再組立ての際の再現性が向上し、温度検出精度、信頼性を向上するという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の要部を示す部分断面図である。
【図2】同前要部斜視図である。
【図3】本実施の形態に用いられる温度検出器の説明図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態を示す概略断面図である。
【図5】半導体製造装置の概略を示す骨子図である。
【図6】従来の温度検出器の説明図である。
【図7】従来例の要部を示す部分断面図である。
【図8】該従来例の要部の斜視図である。
【図9】他の従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 ウェーハ
11 反応管
12 反応室
16 ヒータ
18 温度検出器
21 保護管
22 熱電対
34 熱電対固定金具
37 クランプ金具
41 熱電対ホルダ
42 突起
Claims (1)
- ヒータと、基板を処理する反応室を画成する反応管と、該反応管の内面に沿って設けられた温度検出器とを具備した半導体製造装置に於いて、前記温度検出器が保護管と該保護管に挿入された熱電対を有し、該熱電対が基部で固定され、該基部に位置決め用の凸部が設けられたことを特徴とする半導体製造装置。
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- 2002-06-19 JP JP2002178258A patent/JP2004022943A/ja active Pending
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