【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱処理炉を具備する基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に於いて、基板処理装置の概略について説明する。
【０００３】
図５では筐体が省略され内部の機構が示されている。
【０００４】
筐体前面にはカセット授受ステージ１が設けられ、該カセット授受ステージ１に対向してカセットストッカ２、該カセットストッカ２の上方にバッファカセットストッカ３が配設されている。前記カセット授受ステージ１と前記カセットストッカ２、バッファカセットストッカ３との間にはカセット移載装置４が配設されている。
【０００５】
該カセット移載装置４は横行、昇降、進退及び反転可能なカセット移載棚５を具備し、該カセット移載棚５の横行、昇降、進退及び反転の協働によりウェーハカセット６を前記カセット授受ステージ１と前記カセットストッカ２、バッファカセットストッカ３間で、及び前記カセット授受ステージ１、カセットストッカ２間で移載可能となっている。
【０００６】
前記カセットストッカ２の後方には基板移載機７が設けられ、該基板移載機７の更に後方にはボートエレベータ８が設けられ、該ボートエレベータ８の上方には熱処理炉１０が設けられている。前記ボートエレベータ８は基板保持具であるボート９を昇降させ、前記熱処理炉１０に装入、引出しするものである。
【０００７】
前記基板移載機７は前記カセットストッカ２内のウェーハカセット６と下降状態の前記ボート９間でウェーハ１１を移載するものであり、前記ボート９は前記ウェーハ１１を水平姿勢で多段に保持する。
【０００８】
該ウェーハ１１は前記ボート９に保持された状態で、前記ボートエレベータ８により前記熱処理炉１０に装入され、熱処理される。
【０００９】
熱処理されたウェーハ１１は前記ボートエレベータ８により前記ボート９と共に前記熱処理炉１０から引出され、更に前記基板移載機７により前記カセットストッカ２内のウェーハカセット６に移載される。
【００１０】
処理済のウェーハ１１が装填されたウェーハカセット６は前記カセット移載装置４により前記カセット授受ステージ１に移載され、該カセット授受ステージ１から外部搬送装置（図示せず）により搬送される。
【００１１】
次に、図６により前記熱処理炉１０について説明する。
【００１２】
該熱処理炉１０は、反応室を画成する有天筒状の反応管１２、該反応管１２の外側に該反応管１２と同心に設けられた均熱管１３、該均熱管１３の外側に該均熱管１３と同心に設けられた有天筒状のヒータユニット１４から構成される。
【００１３】
図７により該ヒータユニット１４について説明する。
【００１４】
該ヒータユニット１４はＳＵＳ鋼板を材料とする外表部１５、該外表部１５の内側に形成された断熱層１６、前記断熱層１６の円筒内面にコイル状に溝が形成されており、該溝に設けられた発熱線１７から構成されている。
【００１５】
前記反応管１２の材質としては石英が用いられ、前記均熱管１３は石英、或はＳｉＣ等が用いられ、又前記断熱層１６の材質としては例えばアルミナシリカ（Ａｌ２ Ｏ３ ，ＳｉＯ２ ）が用いられ、又前記発熱線１７にはＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、或はＭｏＳｉＯ２ が用いられる。
【００１６】
前記発熱線１７に電力が供給され、該発熱線１７が発熱することで前記均熱管１３が加熱され、更に前記反応管１２を介して反応室及び該反応室内の前記ウェーハ１１が加熱される。該ウェーハ１１は前記ボート９に保持された状態で処理される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の基板処理装置に於ける前記熱処理炉１０では、前記発熱線１７からの輻射熱は、前記均熱管１３、反応管１２を加熱するが、輻射熱の一部は前記断熱層１６の天井部、側壁部に吸収されている。この為、加熱効率が低下し、消費電力も増大しており、更に加熱効率が低下することで、前記熱処理炉１０の温度上昇速度も抑制され、スループットの向上の妨げとなっている。
【００１８】
本発明は斯かる実情に鑑み、熱処理炉での加熱効率の増大を図り、基板処理に於ける消費電力の低減、スループットの向上を図るものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板を収納する反応室と、該反応室の周囲に設けられた加熱手段を有する基板処理装置に於いて、前記加熱手段が断熱層と該断熱層の内面に設けられた発熱体と、少なくとも発熱体と発熱体間の前記断熱層内面に反射部材を設けた基板処理装置に係るものである。
【００２０】
【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。
【００２１】
尚、本実施の形態に係る基板処理装置に於いて、装置の基本的な構成は図５で示したものと同様であるので、説明を省略する。
【００２２】
又、図１は熱処理炉１０の加熱手段であるヒータユニット１４を示し、図中、図７中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００２３】
前記ヒータユニット１４は有天筒状の断熱層１６、該断熱層１６の外面を覆う外表部１５、前記断熱層１６の内円筒面に螺旋状に設けられた発熱線１７とから主に構成され、前記断熱層１６の内円筒面には断面が矩形形状をした溝１８が螺旋状に形成され、前記発熱線１７は前記溝１８内に設けられている。又、前記発熱線１７は前記ヒータユニット１４の軸心に沿って、所要数にゾーン分割（図示せず）され、図示しない各ゾーン毎に加熱が制御される様になっている。
【００２４】
前記断熱層１６の天井下面に天井反射板２０が設けられ、前記断熱層１６の内筒面、即ち前記溝１８と溝１８間に形成される山部１９の頂面に側部反射板２１が設けられる。
【００２５】
前記天井反射板２０、前記側部反射板２１は炉内、例えば均熱管１３（図６参照）からの輻射熱を炉心側に反射する。従って、前記断熱層１６の炉内からの輻射熱の吸収が低減される。
【００２６】
而して、前記ヒータユニット１４の加熱効率が向上し、電力消費量が低減され、又昇温特性が向上するので、スループットが向上する。
【００２７】
図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）により前記側部反射板２１の取付け方法を説明する。
【００２８】
図３（Ａ）は前記側部反射板２１の断面を凹字状に形成し、前記山部１９を覆被させる様に設けられた例を示し、図３（Ｂ）は、前記側部反射板２１の断面の幅が前記山部１９の幅より小さい凹字状に形成し、前記側部反射板２１を前記山部１９に埋設した例を示し、図３（Ｃ）は、前記側部反射板２１の断面が平板であり、ピン等の係着具で前記山部１９に固定された例を示し、又、図３（Ｄ）は、前記山部１９及び前記側部反射板２１の断面形状をアリ溝状とし、該側部反射板２１を前記山部１９に嵌着した例を示している。
【００２９】
又、前記天井反射板２０の固定方法は特に図示していないが、ピン等の係着具で前記断熱層１６の天井部に固定する方法、前記天井反射板２０の直径を前記断熱層１６の内径より大きくし、該断熱層１６の円筒部と天井部との間に挾込む方法等が挙げられる。又、前記天井反射板２０の形状は平板であっても、輻射熱が炉中心に向って反射される様ドーム状であってもよい。
【００３０】
又、前記側部反射板２１は図４に示される様に前記溝１８の内面にも設けられてもよい。この場合、前記側部反射板２１と前記発熱線１７間に絶縁材２２が設けられ、前記側部反射板２１と前記発熱線１７間の電気的絶縁が保たれる。
【００３１】
尚、前記断熱層１６に溝が形成されない場合は、前記発熱線１７は前記断熱層１６の内円筒面に設けられ、前記側部反射板２１は少なくとも前記発熱線１７と発熱線１７間の内円筒面に設けられればよい。
【００３２】
又、上記実施の形態は縦型炉のバッチ式の基板処理装置について説明したが枚葉式の基板処理装置であって、断熱層の内面に発熱線が配設される構造を有するものであれば実施可能であることは言う迄もない。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、基板を収納する反応室と、該反応室の周囲に設けられた加熱手段を有する基板処理装置に於いて、前記加熱手段が断熱層と該断熱層の内面に設けられた発熱体と、少なくとも発熱体と発熱体間の前記断熱層内面に反射部材を設けたので、炉内からの輻射熱が断熱材に吸収される量を低減し、加熱効率が向上し、基板処理に於ける消費電力の低減、スループットの向上が図れるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の要部形態を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は図１の部分拡大図である。
【図３】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は本発明の実施の形態に於ける側部反射板の取付け例を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を示す部分拡大図である。
【図５】基板処理装置の概略を示す骨子図である。
【図６】従来例の熱処理炉を示す斜視図である。
【図７】従来例のヒータユニットを示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 熱処理炉
１４ ヒータユニット
１５ 外表部
１６ 断熱層
１７ 発熱線
１８ 溝
１９ 山部
２０ 天井反射板
２１ 側部反射板
２２ 絶縁材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate processing apparatus including a heat treatment furnace.
[0002]
[Prior art]
The outline of the substrate processing apparatus will be described with reference to FIG.
[0003]
In FIG. 5, the housing is omitted and the internal mechanism is shown.
[0004]
A cassette transfer stage 1 is provided on the front surface of the housing, and a cassette stocker 2 is disposed facing the cassette transfer stage 1, and a buffer cassette stocker 3 is disposed above the cassette stocker 2. A cassette transfer device 4 is provided between the cassette transfer stage 1 and the cassette stocker 2 and the buffer cassette stocker 3.
[0005]
The cassette transfer device 4 includes a cassette transfer shelf 5 capable of traversing, raising, lowering, moving forward and reversing, and reversing the wafer. The transfer can be performed between the stage 1 and the cassette stocker 2 and the buffer cassette stocker 3 and between the cassette transfer stage 1 and the cassette stocker 2.
[0006]
A substrate transfer machine 7 is provided behind the cassette stocker 2, a boat elevator 8 is provided further behind the substrate transfer machine 7, and a heat treatment furnace 10 is provided above the boat elevator 8. I have. The boat elevator 8 lifts and lowers a boat 9 serving as a substrate holder, and loads and unloads the boat 9 from the heat treatment furnace 10.
[0007]
The substrate transfer machine 7 transfers wafers 11 between the wafer cassette 6 in the cassette stocker 2 and the boat 9 in a lowered state, and the boat 9 holds the wafers 11 in multiple stages in a horizontal posture. .
[0008]
The wafer 11 is loaded into the heat treatment furnace 10 by the boat elevator 8 while being held by the boat 9 and heat-treated.
[0009]
The heat-treated wafer 11 is drawn out of the heat treatment furnace 10 together with the boat 9 by the boat elevator 8 and further transferred to the wafer cassette 6 in the cassette stocker 2 by the substrate transfer machine 7.
[0010]
The wafer cassette 6 loaded with the processed wafers 11 is transferred to the cassette transfer stage 1 by the cassette transfer device 4 and transferred from the cassette transfer stage 1 by an external transfer device (not shown).
[0011]
Next, the heat treatment furnace 10 will be described with reference to FIG.
[0012]
The heat treatment furnace 10 includes a cylindrical reaction tube 12 defining a reaction chamber, a heat equalizing tube 13 provided concentrically with the reaction tube 12 outside the reaction tube 12, and a heat equalizing tube 13 provided outside the heat equalizing tube 13. It is composed of a heater unit 14 having a cylindrical shape provided concentrically with the heat equalizing tube 13.
[0013]
The heater unit 14 will be described with reference to FIG.
[0014]
The heater unit 14 has an outer surface portion 15 made of a SUS steel sheet, a heat insulating layer 16 formed inside the outer surface portion 15, and a groove formed in a coil shape on a cylindrical inner surface of the heat insulating layer 16. The heating wire 17 is provided.
[0015]
Quartz is used as a material of the reaction tube 12, quartz or SiC is used for the heat equalizing tube 13, and a material of the heat insulating layer 16 is, for example, alumina silica (Al 2 O 3, SiO 2). The heating wire 17 is made of an Fe-Cr-Al alloy or MoSiO2.
[0016]
Electric power is supplied to the heating wire 17, and the heating wire 17 generates heat, thereby heating the soaking tube 13, and further heating the reaction chamber and the wafer 11 in the reaction chamber via the reaction tube 12. The wafer 11 is processed while being held by the boat 9.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
In the heat treatment furnace 10 in the above-described conventional substrate processing apparatus, radiant heat from the heating wire 17 heats the heat equalizing tube 13 and the reaction tube 12, but a part of the radiant heat is Is absorbed by the side wall. For this reason, the heating efficiency is reduced, the power consumption is also increased, and the heating efficiency is further reduced, whereby the temperature rise rate of the heat treatment furnace 10 is suppressed, which hinders an improvement in throughput.
[0018]
In view of such circumstances, the present invention aims to increase the heating efficiency in a heat treatment furnace, reduce power consumption in substrate processing, and improve throughput.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a substrate processing apparatus having a reaction chamber for accommodating a substrate and heating means provided around the reaction chamber, wherein the heating means is a heat insulating layer and a heating element provided on the inner surface of the heat insulating layer. And a substrate processing apparatus provided with a reflecting member at least on the inner surface of the heat insulating layer between the heating elements.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
In the substrate processing apparatus according to the present embodiment, the basic configuration of the apparatus is the same as that shown in FIG.
[0022]
FIG. 1 shows a heater unit 14 as a heating means of the heat treatment furnace 10, and the same reference numerals in FIG. 1 denote the same units as those shown in FIG.
[0023]
The heater unit 14 is mainly composed of a heat insulating layer 16 having a cylindrical shape, an outer surface portion 15 covering the outer surface of the heat insulating layer 16, and a heating wire 17 spirally provided on an inner cylindrical surface of the heat insulating layer 16. A groove 18 having a rectangular cross section is spirally formed on the inner cylindrical surface of the heat insulating layer 16, and the heating wire 17 is provided in the groove 18. The heating wire 17 is divided into a required number of zones (not shown) along the axis of the heater unit 14, and heating is controlled for each zone (not shown).
[0024]
A ceiling reflector 20 is provided on the lower surface of the ceiling of the heat insulating layer 16, and a side reflector 21 is provided on an inner cylindrical surface of the heat insulating layer 16, that is, on a top surface of a mountain portion 19 formed between the grooves 18. Provided.
[0025]
The ceiling reflector 20 and the side reflector 21 reflect radiant heat from the inside of the furnace, for example, from the heat equalizing tube 13 (see FIG. 6) to the core side. Therefore, absorption of radiant heat from the inside of the furnace by the heat insulating layer 16 is reduced.
[0026]
Thus, the heating efficiency of the heater unit 14 is improved, the power consumption is reduced, and the temperature rise characteristics are improved, so that the throughput is improved.
[0027]
3 (A), 3 (B), 3 (C), and 3 (D), a method of mounting the side reflector 21 will be described.
[0028]
FIG. 3A shows an example in which the cross section of the side reflection plate 21 is formed in a concave shape and is provided so as to cover the peak portion 19, and FIG. FIG. 3C shows an example in which the width of the cross section of the plate 21 is formed in a concave shape smaller than the width of the peak portion 19 and the side reflection plate 21 is embedded in the peak portion 19. FIG. 3D shows an example in which the cross section of the reflection plate 21 is a flat plate and the cross section of the reflection plate 21 is fixed to the peak portion 19 with a fastener such as a pin. An example is shown in which the cross-sectional shape is a dovetail shape and the side reflection plate 21 is fitted to the peak portion 19.
[0029]
Although a method of fixing the ceiling reflector 20 is not particularly illustrated, a method of fixing the ceiling reflector 20 to the ceiling portion of the heat insulating layer 16 with a fastener such as a pin, A method of making the inner diameter larger than the inner diameter and sandwiching it between the cylindrical portion and the ceiling portion of the heat insulating layer 16 may be used. Further, the shape of the ceiling reflector 20 may be a flat plate or a dome shape such that radiant heat is reflected toward the center of the furnace.
[0030]
Further, the side reflector 21 may be provided on the inner surface of the groove 18 as shown in FIG. In this case, an insulating material 22 is provided between the side reflection plate 21 and the heating wire 17 to maintain electrical insulation between the side reflection plate 21 and the heating wire 17.
[0031]
When no groove is formed in the heat insulating layer 16, the heating wire 17 is provided on the inner cylindrical surface of the heat insulating layer 16, and the side reflection plate 21 is provided at least between the heating wire 17 and the heating wire 17. What is necessary is just to provide in a cylindrical surface.
[0032]
In the above-described embodiment, a batch type substrate processing apparatus of a vertical furnace has been described. However, a single-wafer type substrate processing apparatus having a structure in which a heating wire is provided on the inner surface of a heat insulating layer may be used. Needless to say, this is possible.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a substrate processing apparatus having a reaction chamber for accommodating a substrate and a heating means provided around the reaction chamber, the heating means includes a heat insulating layer and an inner surface of the heat insulating layer. Since the heat generating element provided in the, the reflective member is provided at least on the inner surface of the heat insulating layer between the heat generating element and the heat generating element, the amount of radiant heat from the furnace is absorbed by the heat insulating material, the heating efficiency is improved. In addition, an excellent effect of reducing power consumption in substrate processing and improving throughput can be achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a main part mode of an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are partially enlarged views of FIG.
FIGS. 3 (A), (B), (C), and (D) are explanatory views showing an example of mounting a side reflector in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partially enlarged view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a skeleton view schematically showing a substrate processing apparatus.
FIG. 6 is a perspective view showing a conventional heat treatment furnace.
FIG. 7 is a perspective view showing a conventional heater unit.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat treatment furnace 14 Heater unit 15 Outer surface part 16 Heat insulation layer 17 Heat generation wire 18 Groove 19 Mountain part 20 Ceiling reflector 21 Side reflector 22 Insulation material
