JP2011171509A - Substrate processing apparatus - Google Patents

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JP2011171509A
JP2011171509A JP2010033794A JP2010033794A JP2011171509A JP 2011171509 A JP2011171509 A JP 2011171509A JP 2010033794 A JP2010033794 A JP 2010033794A JP 2010033794 A JP2010033794 A JP 2010033794A JP 2011171509 A JP2011171509 A JP 2011171509A
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Akio Yoshino
晃生 吉野
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Hitachi Kokusai Electric Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate processing apparatus which extends the lifespan of a heater that heats a flange, in the flange connecting gas pipes to each other, and enables efficient heating of the flange. <P>SOLUTION: The substrate processing apparatus has gas pipes including a reaction pipe which houses and processes a substrate, a gas supply pipe which supplies a process gas into the reaction pipe, and a gas exhaust pipe which exhausts the reaction pipe of an atmospheric gas. The gas pipes are connected to each other with a clamper 3 via flanges 44a and 46a formed on ends of the gas pipes. Straight pipe portions 44 and 46 continuous with the flanges 44a and 46a are provided with a heater 94, and the flanges 44a and 46a are also provided with heaters 93 and 95. A heat insulator 92 is provided to cover the flanges 44a and 46a and the straight pipe portions 44 and 46. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行う基板処理装置、特にガス給排系の配管に継手部分を有する基板処理装置に関するものである。   The present invention relates to a substrate processing apparatus that performs processing such as thin film generation, oxidation processing, impurity diffusion, annealing processing, and etching on a substrate such as a silicon wafer and a glass substrate, and more particularly, a substrate having a joint portion in a gas supply / exhaust system piping. The present invention relates to a processing apparatus.

基板処理装置として、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置と、所要枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置とがある。   As the substrate processing apparatus, there are a single-wafer type substrate processing apparatus that processes substrates one by one and a batch type substrate processing apparatus that processes a required number of substrates at a time.

バッチ式の基板処理装置では、縦型炉を有し、該縦型炉の処理室に所要枚数の基板を収納し、処理している。   A batch type substrate processing apparatus has a vertical furnace, and a required number of substrates are stored in a processing chamber of the vertical furnace and processed.

前記縦型炉の処理室を画成する反応管は有天筒形状をしており、該反応管を囲繞する様に配設された加熱装置を具備している。前記処理室では、基板(ウェーハ)が基板保持具(ボート)により水平姿勢で多段に支持され、前記処理室が所定の処理圧に減圧され、所定温度に加熱され、更に処理ガスが導入されつつ排気されることで、基板表面に所要の処理がなされる様になっている。   The reaction tube that defines the processing chamber of the vertical furnace has a cylindrical shape, and includes a heating device arranged so as to surround the reaction tube. In the processing chamber, substrates (wafers) are supported in multiple stages in a horizontal posture by a substrate holder (boat), the processing chamber is depressurized to a predetermined processing pressure, heated to a predetermined temperature, and a processing gas is being introduced. By evacuating, the substrate surface is processed as required.

前記処理室にガス供給管を介して処理ガスを導入するガスノズルが前記反応管の壁面に沿って立設され、該ガスノズルは前記ガス供給管の端部に形成されたフランジ部を介して接続されている。又、前記処理室から処理ガスを排気するガス排気管がガス排気口の端部に形成されたフランジ部を介して接続されている。   A gas nozzle for introducing a processing gas into the processing chamber via a gas supply pipe is erected along the wall surface of the reaction tube, and the gas nozzle is connected via a flange portion formed at an end of the gas supply pipe. ing. A gas exhaust pipe for exhausting the processing gas from the processing chamber is connected via a flange portion formed at the end of the gas exhaust port.

フランジ部は、他の配管部と比較して径が大きく、厚みがある為温度が上がりにくく、又表面積が大きい為外気の影響を受け易い。従って、使用するガス種によってはガス供給時に於ける処理ガスの液化、或は処理後に副生成物の固形化が発生し、ウェーハの成膜に悪影響を及す虞れがある。その為、フランジ部を常温以上に加熱することにより、処理ガスの液化或は副生成物の固形化を防止する必要があった。   The flange portion is larger in diameter and thicker than other piping portions, so that the temperature is difficult to increase, and the surface area is large, and is easily affected by outside air. Therefore, depending on the type of gas used, liquefaction of the processing gas at the time of gas supply or solidification of by-products after processing may occur, which may adversely affect the film formation of the wafer. For this reason, it is necessary to prevent liquefaction of the processing gas or solidification of the by-product by heating the flange portion to room temperature or higher.

図7〜図11に於いて、従来のフランジ部の加熱構造について説明する。   A conventional flange heating structure will be described with reference to FIGS.

配管1,1の端部にフランジ部2,2が形成され、該フランジ部2,2は、図8(A)(B)に示される様なクランパ3により接続される。該クランパ3は複数の断面コ字状のクランプ片4を、ジョイント片5により屈曲自在に連結したものであり、前記配管1,1同士を接続する際には、前記クランパ3のコ字部分で前記フランジ部2,2を挟込み、更に前記ジョイント片5を締込むことで、前記フランジ部2,2の接合面を介して該フランジ部2,2が気密に接続される。   Flange portions 2 and 2 are formed at the ends of the pipes 1 and 1, and the flange portions 2 and 2 are connected by a clamper 3 as shown in FIGS. The clamper 3 is formed by connecting a plurality of clamp pieces 4 having a U-shaped cross section by a joint piece 5 so as to be bent. When the pipes 1 and 1 are connected to each other, By sandwiching the flange portions 2 and 2 and further tightening the joint piece 5, the flange portions 2 and 2 are hermetically connected via the joint surfaces of the flange portions 2 and 2.

又、前記フランジ部2,2の周面(図11(A)中では該フランジ部2,2の上下)には、前記クランパ3を覆う様にフランジ部ヒータ6が設けられており、該フランジ部ヒータ6は、断面コ字状の断熱材7と、該断熱材7のコ字部の底面に所定間隔で貼付けられた複数の平面ヒータであるフランジ部周面ヒータ8から構成されている。前記断熱材7は、前記配管1の軸心方向(図11(A)中では左右方向)に切れ目9を有し、該切れ目9を介して前記フランジ部ヒータ6が前記クランパ3を覆える様になっている。   A flange heater 6 is provided on the peripheral surface of the flange portions 2 and 2 (up and down of the flange portions 2 and 2 in FIG. 11A) so as to cover the clamper 3. The partial heater 6 includes a heat insulating material 7 having a U-shaped cross section and a flange peripheral surface heater 8 which is a plurality of planar heaters attached to the bottom surface of the U-shaped portion of the heat insulating material 7 at a predetermined interval. The heat insulating material 7 has a cut 9 in the axial direction of the pipe 1 (left and right in FIG. 11A), and the flange heater 6 covers the clamper 3 through the cut 9. It has become.

前記フランジ部2,2を加熱する場合には、前記フランジ部周面ヒータ8により前記クランパ3を加熱し、前記フランジ部2,2周辺の雰囲気及び前記クランパ3からの熱伝導により、前記フランジ部2,2を所定の温度迄加熱する様になっている。   When the flange portions 2 and 2 are heated, the flange portion peripheral surface heater 8 heats the clamper 3, and the flange portions 2 and 2 are heated by the atmosphere around the flange portions 2 and 2 and the heat conduction from the clamper 3. 2 and 2 are heated to a predetermined temperature.

然し乍ら、前記クランパ3に被せられた前記フランジ部ヒータ6により加熱を行った場合、前記フランジ部周面ヒータ8と前記フランジ部2,2との間には前記クランパ3が介在し、又前記クランプ片4,4間の間隔と前記フランジ部周面ヒータ8,8間の間隔が異なり、該フランジ部周面ヒータ8と前記クランプ片4とが必ずしも接触しない為、前記フランジ部周面ヒータ8からの熱が前記フランジ部2,2に効率よく伝導せず、加熱の為に多くの消費電力を使用し、前記フランジ部周面ヒータ8が過熱の為に断線する可能性があった。   However, when heating is performed by the flange part heater 6 placed on the clamper 3, the clamper 3 is interposed between the flange part peripheral surface heater 8 and the flange parts 2 and 2, and the clamp Since the interval between the pieces 4 and 4 and the interval between the flange portion peripheral surface heaters 8 and 8 are different and the flange portion peripheral surface heater 8 and the clamp piece 4 are not necessarily in contact with each other, Heat is not efficiently conducted to the flange portions 2 and 2, and much power consumption is used for heating, and the flange surface heater 8 may be disconnected due to overheating.

その為、前記フランジ部2,2を目標温度迄加熱することなく、寿命を重視して前記フランジ部周面ヒータ8を低消費電力で使用する場合が多かった。   Therefore, in many cases, the flange portion peripheral surface heater 8 is used with low power consumption by placing importance on the life without heating the flange portions 2 and 2 to the target temperature.

尚、配管の異形部を被覆する被覆部を樹脂にして構成したことで、電熱線からの熱を被覆部を介して異形部に均一に加熱できる配管用ヒータとして、特許文献1に示されるものがある。   In addition, what was shown by patent document 1 as a heater for piping which can heat the heat from a heating wire to a deformed part uniformly through a covering part by having constituted the covering part which coats the deformed part of piping with resin. There is.

特開平11−159685号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-159585

本発明は斯かる実情に鑑み、ガス配管同士を接続するフランジ部に於いて、該フランジ部を加熱するヒータの寿命の延長を図ると共に、前記フランジ部を効率よく加熱可能な基板処理装置を提供するものである。   In view of such circumstances, the present invention provides a substrate processing apparatus capable of extending the life of a heater that heats the flange portion and efficiently heating the flange portion in the flange portion that connects the gas pipes. To do.

本発明は、基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部を介して接続され、該フランジ部と該フランジ部に連続する直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材を設けた基板処理装置に係るものである。   The present invention comprises a gas pipe such as a reaction tube for storing and processing a substrate, a gas supply pipe for supplying a processing gas into the reaction tube, and a gas exhaust pipe for exhausting the atmosphere in the reaction tube. Is connected through a flange portion formed at the end portion, and a heater is provided on the flange portion and a straight pipe portion continuous to the flange portion, and a heat insulating material is provided to cover the flange portion and the straight pipe portion. This relates to a processing apparatus.

本発明によれば、基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部を介して接続され、該フランジ部と該フランジ部に連続する直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材を設けたので、前記フランジ部を目標温度迄上昇させる際に、前記ヒータに対して大きな電力を供給する必要がなくなり、該ヒータの寿命を延長させると共に、加熱効率を向上させることができるという優れた効果を発揮する。   According to the present invention, there is provided a gas pipe such as a reaction tube for housing and processing a substrate, a gas supply pipe for supplying a processing gas into the reaction tube, and a gas exhaust pipe for exhausting the atmosphere in the reaction tube. The pipes are connected to each other through a flange portion formed at the end portion, and a heater is provided in the flange portion and a straight pipe portion continuous to the flange portion, and a heat insulating material is provided to cover the flange portion and the straight pipe portion. Therefore, when the flange portion is raised to the target temperature, it is not necessary to supply a large amount of electric power to the heater, and it is possible to extend the life of the heater and improve the heating efficiency. Demonstrate.

本発明に係る基板処理装置の斜視図である。1 is a perspective view of a substrate processing apparatus according to the present invention. 該基板処理装置に於ける処理炉の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the processing furnace in this substrate processing apparatus. 本発明の第1の実施例に於けるフランジ部ヒータであり、(A)はフランジ部ヒータの正断面図を示し、(B)は(A)のA−A矢視図を示している。It is a flange part heater in 1st Example of this invention, (A) shows the front sectional view of a flange part heater, (B) has shown the AA arrow line view of (A). 本発明の第1の実施例に於ける接続部であり、(A)は接続部の正断面図を示し、(B)は(A)のB−B矢視図を示している。It is a connection part in 1st Example of this invention, (A) shows the front sectional view of a connection part, (B) has shown the BB arrow line view of (A). 本発明の第2の実施例を示す接続部の正断面図である。It is a front sectional view of a connecting portion showing a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施例を示す接続部の正断面図である。It is a front sectional view of a connecting portion showing a third embodiment of the present invention. 配管同士の接続部であり、(A)は接続部の正面図を示し、(B)は(A)のC−C矢視図を示している。It is a connection part of piping, (A) shows the front view of a connection part, (B) has shown CC arrow view of (A). (A)はクランパの正面図を示し、(B)はクランパの側面図を示している。(A) shows a front view of the clamper, and (B) shows a side view of the clamper. (A)は従来のフランジ部ヒータの正断面図を示し、(B)は(A)のD−D矢視図を示している。(A) shows a front sectional view of a conventional flange heater, and (B) shows a DD arrow view of (A). (A)はフランジ部をクランパによって固定した場合の正断面図を示し、(B)は(A)のE−E矢視図を示している。(A) shows a front sectional view when the flange portion is fixed by a clamper, and (B) shows an EE arrow view of (A). (A)はクランパにより固定したフランジ部に従来のフランジ部ヒータを取付けた場合の正断面図を示し、(B)は(A)のF−F矢視図を示している。(A) shows a front sectional view when a conventional flange heater is attached to a flange fixed by a clamper, and (B) shows an FF arrow view of (A).

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、図1に於いて、本発明が実施される基板処理装置の一例について説明する。   First, referring to FIG. 1, an example of a substrate processing apparatus in which the present invention is implemented will be described.

尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やCVD処理等を行う縦型の基板処理装置を適用した場合について述べる。   In the following description, a case where a vertical substrate processing apparatus that performs oxidation, diffusion processing, CVD processing, or the like is applied to the substrate as the substrate processing apparatus will be described.

本発明に於ける基板処理装置11では、シリコン等からなるウェーハ12の搬送は、基板収容器としてのカセット13にウェーハ12を装填した状態で行われる。   In the substrate processing apparatus 11 according to the present invention, the wafer 12 made of silicon or the like is transferred in a state where the wafer 12 is loaded in a cassette 13 as a substrate container.

図中、14は筐体であり、該筐体14の正面には、カセット搬入搬出口15が前記筐体14内外を連通する様に開設されており、前記カセット搬入搬出口15はフロントシャッタ(図示せず)によって開閉される様になっている。   In the figure, reference numeral 14 denotes a housing, and a cassette loading / unloading port 15 is opened on the front surface of the housing 14 so as to communicate with the inside and outside of the housing 14. The cassette loading / unloading port 15 has a front shutter ( (Not shown).

前記カセット搬入搬出口15と隣接してカセットステージ(基板収容器受渡し台)16が設置されている。カセット13は前記カセットステージ16上に工程内搬送装置(図示せず)によって搬入され、又、前記カセットステージ16上から搬出される様になっている。   A cassette stage (substrate container transfer table) 16 is installed adjacent to the cassette loading / unloading port 15. The cassette 13 is carried onto the cassette stage 16 by an in-process carrying device (not shown) and unloaded from the cassette stage 16.

該カセットステージ16は、工程内搬送装置によって、カセット13内のウェーハ12が垂直姿勢となり、カセット13のウェーハ出入り口が上方向を向く様に載置される。前記カセットステージ16は、カセット13を前記筐体14後方に右回り縦方向に90°回転し、カセット13内のウェーハ12が水平姿勢となり、カセット13のウェーハ出入り口が前記筐体14後方を向く様に動作可能となる様構成されている。   The cassette stage 16 is placed by the in-process transfer device so that the wafer 12 in the cassette 13 is in a vertical posture and the wafer entrance of the cassette 13 faces upward. The cassette stage 16 rotates the cassette 13 90 degrees clockwise and vertically to the rear of the casing 14 so that the wafers 12 in the cassette 13 are in a horizontal posture, and the wafer entrance / exit of the cassette 13 faces the rear of the casing 14. It is configured to be able to operate.

前記筐体14内の前後方向の略中央部には、カセット棚(基板収容器載置棚)17が設置されており、該カセット棚17は複数段複数列に、複数個のカセット13を保管する様に構成されている。前記カセット棚17にはウェーハ移載機構(基板移載機構)18の搬送対象となるカセット13が収納される移載棚19が設けられている。   A cassette shelf (substrate container mounting shelf) 17 is installed at a substantially central portion in the front-rear direction in the housing 14, and the cassette shelf 17 stores a plurality of cassettes 13 in a plurality of rows and a plurality of rows. It is configured to do. The cassette shelf 17 is provided with a transfer shelf 19 in which the cassette 13 to be transferred by the wafer transfer mechanism (substrate transfer mechanism) 18 is stored.

又、前記カセットステージ16の上方には予備カセット棚21が設けられ、予備的にカセット13を保管する様に構成されている。   Further, a spare cassette shelf 21 is provided above the cassette stage 16 so as to store the cassette 13 in a preliminary manner.

前記カセットステージ16と前記カセット棚17との間には、カセット搬送装置(基板収容器搬送装置)22が設置されている。該カセット搬送装置22は、カセット13を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ(基板収容器昇降機構)23と水平搬送機構としてのカセット搬送機構(基板収容器搬送機構)24とで構成されており、前記カセットエレベータ23と前記カセット搬送機構24との協働により、前記カセットステージ16、前記カセット棚17、前記予備カセット棚21との間で、カセット13を搬送する様構成されている。   A cassette transfer device (substrate container transfer device) 22 is installed between the cassette stage 16 and the cassette shelf 17. The cassette carrying device 22 is composed of a cassette elevator (substrate container lifting mechanism) 23 that can be raised and lowered while holding the cassette 13 and a cassette carrying mechanism (substrate container carrying mechanism) 24 as a horizontal carrying mechanism. The cassette 13 is transported between the cassette stage 16, the cassette shelf 17, and the spare cassette shelf 21 by the cooperation of the cassette elevator 23 and the cassette transport mechanism 24.

前記カセット棚17の後方には、前記ウェーハ移載機構18が設置されており、該ウェーハ移載機構18は、ウェーハ12を水平方向に回転可能及び直動可能なウェーハ移載装置(基板移載装置)25及び該ウェーハ移載装置25を昇降させる為のウェーハ移載装置エレベータ(基板移載装置昇降機構)26とで構成されている。該ウェーハ移載装置エレベータ26及び前記ウェーハ移載装置25の協働により、ボート27に対してウェーハ12を装填及び払出しする様に構成されている。   The wafer transfer mechanism 18 is installed behind the cassette shelf 17, and the wafer transfer mechanism 18 is a wafer transfer device (substrate transfer) capable of rotating and linearly moving the wafer 12 in the horizontal direction. Apparatus) 25 and a wafer transfer apparatus elevator (substrate transfer apparatus elevating mechanism) 26 for moving the wafer transfer apparatus 25 up and down. The wafer transfer device elevator 26 and the wafer transfer device 25 cooperate to load and unload the wafers 12 with respect to the boat 27.

前記筐体14内部の後部には気密な耐圧容器であるロードロック室28(図2参照)が設けられ、該ロードロック室28の上方には処理炉29が設けられている。該処理炉29の下端は開口され、開口は炉口を形成し、該炉口は炉口シャッタ(炉口開閉機構)31により開閉される様に構成されている。   A load lock chamber 28 (see FIG. 2), which is an airtight pressure vessel, is provided at the rear of the housing 14, and a processing furnace 29 is provided above the load lock chamber 28. The lower end of the processing furnace 29 is opened, the opening forms a furnace port, and the furnace port is configured to be opened and closed by a furnace port shutter (furnace port opening / closing mechanism) 31.

前記ロードロック室28の内部には、前記ボート27を昇降して前記処理炉29に装脱される昇降機構としてのボートエレベータ(基板保持具昇降機構)32が設けられ、該ボートエレベータ32からはボートアーム33が水平方向に延出し、該ボートアーム33には前記炉口を気密に閉塞するシールキャップ34が設けられ、該シールキャップ34には前記ボート27が垂直に載置される。   Inside the load lock chamber 28 is provided a boat elevator (substrate holder lifting mechanism) 32 as a lifting mechanism that lifts and lowers the boat 27 and is attached to and detached from the processing furnace 29. The boat arm 33 extends in the horizontal direction, and the boat arm 33 is provided with a seal cap 34 that hermetically closes the furnace port, and the boat 27 is placed vertically on the seal cap 34.

該ボート27は、石英等ウェーハ12を汚染しない材質で構成され、ウェーハ12を水平姿勢で多段に保持する様になっている。   The boat 27 is made of a material such as quartz that does not contaminate the wafers 12 and holds the wafers 12 in a horizontal posture in multiple stages.

前記カセット棚17の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット35が設けられており、クリーンエアを前記筐体14内部に流通させる様に構成している。   Above the cassette shelf 17, a clean unit 35 composed of a supply fan and a dustproof filter is provided so as to supply clean air which is a cleaned atmosphere, and the clean air is circulated inside the housing 14. It is configured like this.

又、前記ウェーハ移載装置エレベータ26に対向し、該ウェーハ移載装置エレベータ26に向ってクリーンエアを供給する様、供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット36が設置されており、該クリーンユニット36から吹出されたクリーンエアは、前記ウェーハ移載装置25、前記ボート27を流通した後に、図示しない排気装置に吸込まれて、前記筐体14の外部に排気される様になっている。   In addition, a clean unit 36 composed of a supply fan and a dustproof filter is installed so as to face the wafer transfer device elevator 26 and supply clean air toward the wafer transfer device elevator 26. Clean air blown out from the unit 36 flows through the wafer transfer device 25 and the boat 27, and then is sucked into an exhaust device (not shown) and exhausted to the outside of the housing 14.

次に、本発明の基板処理装置11の動作について説明する。   Next, the operation of the substrate processing apparatus 11 of the present invention will be described.

前記カセット搬入搬出口15がフロントシャッタ(図示せず)によって開放される。その後、カセット13は前記カセット搬入搬出口15から搬入され、前記カセットステージ16の上にウェーハ12が垂直姿勢であって、カセット13のウェーハ出入り口が上方向を向く様に載置される。前記カセットステージ16は、カセット13内のウェーハ12が水平姿勢となり、カセット13のウェーハ出入り口が筐体14後方を向く様に、カセット13を載置する。   The cassette loading / unloading port 15 is opened by a front shutter (not shown). Thereafter, the cassette 13 is loaded from the cassette loading / unloading port 15 and is placed on the cassette stage 16 so that the wafer 12 is in a vertical posture and the wafer inlet / outlet of the cassette 13 faces upward. The cassette stage 16 mounts the cassette 13 such that the wafer 12 in the cassette 13 is in a horizontal posture and the wafer entrance / exit of the cassette 13 faces the rear of the housing 14.

前記カセット搬送装置22は、カセット13を、前記カセット棚17又は予備カセット棚21の指定された棚位置へ搬送する。カセット13は、前記カセット棚17又は前記予備カセット棚21に一時的に保管された後、前記カセット棚17又は前記予備カセット棚21から前記カセット搬送装置22によって前記移載棚19に移載されるか、或は前記カセットステージ16から直接前記移載棚19に搬送される。   The cassette carrying device 22 carries the cassette 13 to a designated shelf position of the cassette shelf 17 or the spare cassette shelf 21. After the cassette 13 is temporarily stored in the cassette shelf 17 or the spare cassette shelf 21, the cassette 13 is transferred from the cassette shelf 17 or the spare cassette shelf 21 to the transfer shelf 19 by the cassette carrying device 22. Alternatively, it is conveyed directly from the cassette stage 16 to the transfer shelf 19.

カセット13が前記移載棚19に移載されると、ウェーハ12はカセット13から前記ウェーハ移載装置25によって降下状態の前記ボート27に装填(チャージング)される。該ボート27にウェーハ12を移載すると、前記ウェーハ移載装置25はカセット13に戻り、次のウェーハ12を前記ボート27に装填する。   When the cassette 13 is transferred to the transfer shelf 19, the wafer 12 is loaded (charged) from the cassette 13 to the boat 27 in the lowered state by the wafer transfer device 25. When the wafer 12 is transferred to the boat 27, the wafer transfer device 25 returns to the cassette 13 and loads the next wafer 12 into the boat 27.

予め指定された枚数のウェーハ12が前記ボート27に装填されると、前記炉口シャッタ31が炉口を開放する。続いて、ウェーハ12群を保持した前記ボート27は前記シールキャップ34が前記ボートエレベータ32によって上昇されることにより、前記処理炉29内へ装入されていく。   When a predetermined number of wafers 12 are loaded into the boat 27, the furnace port shutter 31 opens the furnace port. Subsequently, the boat 27 holding the group of wafers 12 is loaded into the processing furnace 29 as the seal cap 34 is raised by the boat elevator 32.

装入後は、該処理炉29にてウェーハ12に任意の処理が実行される。   After loading, arbitrary processing is performed on the wafer 12 in the processing furnace 29.

処理後は、上述と逆の手順で、ウェーハ12及びカセット13は前記筐体14の外部へと払出される。   After the processing, the wafer 12 and the cassette 13 are dispensed to the outside of the casing 14 in the reverse procedure as described above.

次に上記基板処理装置11に用いられる処理炉29の一例について、図2により説明する。   Next, an example of the processing furnace 29 used in the substrate processing apparatus 11 will be described with reference to FIG.

該処理炉29は加熱手段としてのヒータ37を有する。該ヒータ37は円筒形状であり、ヒータ素線とその周囲に設けられた断熱部材により構成され、図示しない保持体に支持されることにより垂直に据付けられている。   The processing furnace 29 has a heater 37 as a heating means. The heater 37 has a cylindrical shape, is composed of a heater wire and a heat insulating member provided around the heater wire, and is vertically installed by being supported by a holding body (not shown).

前記ヒータ37の内側には、該ヒータ37と同心に反応管38が配設されている。該反応管38は、石英(SiO2 )又は炭化珪素(SiC)等の耐熱性材料からなり、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。   A reaction tube 38 is disposed inside the heater 37 concentrically with the heater 37. The reaction tube 38 is made of a heat-resistant material such as quartz (SiO2) or silicon carbide (SiC), and is formed in a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened.

前記反応管38の内側に、処理室39を画成する。該処理室39には前記ボート27が収納される。   A processing chamber 39 is defined inside the reaction tube 38. The boat 27 is stored in the processing chamber 39.

前記反応管38の下方には、同一中心線上にインレットフランジ41が配設されている。該インレットフランジ41は、例えば、ステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。   Below the reaction tube 38, an inlet flange 41 is disposed on the same center line. The inlet flange 41 is made of, for example, stainless steel and is formed in a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened.

該インレットフランジ41は前記ロードロック室28の天板に設けられ、前記インレットフランジ41に前記反応管38が立設される。尚、前記インレットフランジ41と前記反応管38との間には、シール部材としてのOリング42が設けられている。前記反応管38と前記インレットフランジ41により反応容器が形成される。   The inlet flange 41 is provided on the top plate of the load lock chamber 28, and the reaction tube 38 is erected on the inlet flange 41. An O-ring 42 as a seal member is provided between the inlet flange 41 and the reaction tube 38. A reaction vessel is formed by the reaction tube 38 and the inlet flange 41.

前記インレットフランジ41には、ガス排気管43が設けられると共に、ガス供給管44が設けられ、該ガス供給管44にはガスノズル46が接続部45を介して図示しないフランジ部材により接続されている。前記ガスノズル46は前記反応管38の内壁面に沿って垂直に延出する垂直部と、前記インレットフランジ41を水平に貫通する水平部とを具備している。又、図示はしていないが、前記ガス排気管43は、前記インレットフランジ41に形成されたガス排気口(図示せず)がクランパ3(図8参照)を介して接続されている。   The inlet flange 41 is provided with a gas exhaust pipe 43 and a gas supply pipe 44, and a gas nozzle 46 is connected to the gas supply pipe 44 via a connecting portion 45 through a flange member (not shown). The gas nozzle 46 includes a vertical portion that extends vertically along the inner wall surface of the reaction tube 38 and a horizontal portion that penetrates the inlet flange 41 horizontally. Although not shown, the gas exhaust pipe 43 is connected to a gas exhaust port (not shown) formed in the inlet flange 41 via a clamper 3 (see FIG. 8).

前記ガス供給管44は、上流側で3つに分かれており、バルブ47,48,49とガス流量制御装置としてのMFC51,52,53を介して第1ガス供給源54、第2ガス供給源55、第3ガス供給源56にそれぞれ接続されている。   The gas supply pipe 44 is divided into three on the upstream side, and the first gas supply source 54 and the second gas supply source are provided via valves 47, 48, 49 and MFCs 51, 52, 53 as gas flow rate control devices. 55 and a third gas supply source 56, respectively.

前記MFC51,52,53及び前記バルブ47,48,49には、ガス流量制御部57が電気的に接続されており、供給するガスの流量が所望の流量となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。   A gas flow rate control unit 57 is electrically connected to the MFC 51, 52, 53 and the valves 47, 48, 49, and is controlled at a desired timing so that the flow rate of the supplied gas becomes a desired flow rate. It is configured like this.

前記ガス排気管43の下流側には、図示しない圧力センサ及び圧力調整器としてのAPCバルブ58を介して真空ポンプ等の真空排気装置59が接続されている。圧力センサ及び前記APCバルブ58には、圧力制御部61が電気的に接続されており、該圧力制御部61は、圧力センサにより検出された圧力に基づいて前記APCバルブ58の開度を調節することにより、前記処理室39の圧力が所望の圧力となる様所望のタイミングにて制御する様構成されている。   A vacuum exhaust device 59 such as a vacuum pump is connected to the downstream side of the gas exhaust pipe 43 through a pressure sensor (not shown) and an APC valve 58 as a pressure regulator. A pressure control unit 61 is electrically connected to the pressure sensor and the APC valve 58, and the pressure control unit 61 adjusts the opening degree of the APC valve 58 based on the pressure detected by the pressure sensor. Thus, the pressure is controlled at a desired timing so that the pressure in the processing chamber 39 becomes a desired pressure.

前記インレットフランジ41は前記ロードロック室28の上面に気密に連設され、該ロードロック室28の天板には前記インレットフランジ41と連通する開口が穿設され、該開口と前記インレットフランジ41下端の開口とは炉口62を形成する。   The inlet flange 41 is airtightly connected to the upper surface of the load lock chamber 28, and an opening communicating with the inlet flange 41 is formed in the top plate of the load lock chamber 28. The furnace opening 62 is formed with the opening.

該炉口62は、シールキャップ34により、気密に閉塞される。該シールキャップ34は、例えばステンレス等の金属製であり、円盤状に形成されている。前記シールキャップ34の上面には、前記炉口62の下面と当接するシール部材としてのOリングが設けられている。   The furnace port 62 is hermetically closed by the seal cap 34. The seal cap 34 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. On the upper surface of the seal cap 34, an O-ring is provided as a seal member that comes into contact with the lower surface of the furnace port 62.

前記シールキャップ34には、回転機構64が設けられている。該回転機構64の回転軸65は前記シールキャップ34を貫通して前記ボート27に接続されており、該ボート27を回転させることでウェーハ12を回転させる様に構成されている。   The seal cap 34 is provided with a rotation mechanism 64. A rotating shaft 65 of the rotating mechanism 64 is connected to the boat 27 through the seal cap 34, and is configured to rotate the wafer 12 by rotating the boat 27.

前記シールキャップ34は、前記処理炉29の外側に設けられた昇降機構として前記ボートエレベータ32によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート27を前記処理室39に対し装脱することが可能となっている。前記回転機構64及び前記ボートエレベータ32には、駆動制御部66が電気的に接続されており、所望の動作をする様所望のタイミングにて制御する様構成されている。   The seal cap 34 is configured to be lifted and lowered in the vertical direction by the boat elevator 32 as a lifting mechanism provided outside the processing furnace 29, thereby mounting the boat 27 with respect to the processing chamber 39. It is possible to take off. A drive control unit 66 is electrically connected to the rotating mechanism 64 and the boat elevator 32, and is configured to control at a desired timing so as to perform a desired operation.

前記ボート27は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウェーハ12を水平姿勢で且つ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持する様に構成されている。尚、前記ボート27の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板67が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、前記ヒータ37からの熱が前記インレットフランジ41側に伝わり難くなる様構成されている。   The boat 27 is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and is configured to hold a plurality of wafers 12 in a multi-stage by aligning the wafers 12 in a horizontal posture with their centers aligned. A plurality of heat insulating plates 67 as a disk-shaped heat insulating member made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide are arranged in a multi-stage in a horizontal posture at the lower portion of the boat 27. It is configured such that the heat from the heat is not easily transmitted to the inlet flange 41 side.

前記ヒータ37及び温度検出器(図示せず)には、温度制御部68が電気的に接続されており、温度検出器により検出された温度情報に基づき前記ヒータ37への通電具合を調節することにより前記処理室39の温度が所望の温度分布となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。   A temperature control unit 68 is electrically connected to the heater 37 and a temperature detector (not shown), and adjusts the power supply to the heater 37 based on temperature information detected by the temperature detector. Thus, the temperature of the processing chamber 39 is controlled at a desired timing so as to have a desired temperature distribution.

上記した処理炉29の構成に於いて、第1の処理ガスは、前記第1ガス供給源54から供給され、前記MFC51でその流量が調節された後、前記バルブ47を介して、前記ガス供給管44、前記ガスノズル46により前記処理室39に導入される。第2の処理ガスは、前記第2ガス供給源55から供給され、前記MFC52でその流量が調節された後、前記バルブ48を介して前記ガス供給管44、前記ガスノズル46により前記処理室39に導入される。第3の処理ガスは、前記第3ガス供給源56から供給され、前記MFC53でその流量が調節された後、前記バルブ49を介して前記ガス供給管44、前記ガスノズル46より前記処理室39に導入される。又、該処理室39のガスは、前記ガス排気管43に接続された排気装置としての前記真空排気装置59により、前記処理室39から排気される。   In the configuration of the processing furnace 29 described above, the first processing gas is supplied from the first gas supply source 54, the flow rate of which is adjusted by the MFC 51, and then the gas supply via the valve 47. The gas is introduced into the processing chamber 39 by the pipe 44 and the gas nozzle 46. The second processing gas is supplied from the second gas supply source 55, and the flow rate thereof is adjusted by the MFC 52. Then, the second processing gas is supplied to the processing chamber 39 by the gas supply pipe 44 and the gas nozzle 46 through the valve 48. be introduced. The third processing gas is supplied from the third gas supply source 56, and the flow rate thereof is adjusted by the MFC 53. Then, the third processing gas is supplied to the processing chamber 39 from the gas supply pipe 44 and the gas nozzle 46 through the valve 49. be introduced. The gas in the processing chamber 39 is exhausted from the processing chamber 39 by the vacuum exhaust device 59 as an exhaust device connected to the gas exhaust pipe 43.

次に、本発明で用いられる基板処理装置の処理炉29周辺の構成について説明する。   Next, the configuration around the processing furnace 29 of the substrate processing apparatus used in the present invention will be described.

予備室としての前記ロードロック室28の外面に下基板69が設けられる。該下基板69にはガイドシャフト71、ボール螺子72が立設され、前記ガイドシャフト71、前記ボール螺子72の上端には上基板73が固着される。   A lower substrate 69 is provided on the outer surface of the load lock chamber 28 as a spare chamber. A guide shaft 71 and a ball screw 72 are erected on the lower substrate 69, and an upper substrate 73 is fixed to the upper ends of the guide shaft 71 and the ball screw 72.

昇降台74は前記ガイドシャフト71に摺動自在に嵌合すると共に、前記ボール螺子72に螺合する。該ボール螺子72は前記上基板73に設けられた昇降モータ75に連結され、該昇降モータ75によって前記ボール螺子72が回転されることにより前記昇降台74が昇降する様に構成されている。   The lifting platform 74 is slidably fitted to the guide shaft 71 and is screwed to the ball screw 72. The ball screw 72 is connected to an elevating motor 75 provided on the upper substrate 73, and the elevating table 74 is moved up and down when the ball screw 72 is rotated by the elevating motor 75.

前記昇降台74には中空の昇降シャフト76が気密に垂設され、該昇降シャフト76は前記昇降台74と共に昇降する様になっている。前記昇降シャフト76は前記ロードロック室28の天板77を遊貫し、前記昇降シャフト76が貫通する前記天板77の貫通孔は前記昇降シャフト76に対して接触することがない様充分な余裕がある。   A hollow lifting shaft 76 is airtightly suspended from the lifting platform 74, and the lifting shaft 76 moves up and down together with the lifting platform 74. The elevating shaft 76 loosely penetrates the top plate 77 of the load lock chamber 28, and the through hole of the top plate 77 through which the elevating shaft 76 penetrates has a sufficient margin so as not to contact the elevating shaft 76. There is.

前記ロードロック室28と前記昇降台74との間には前記昇降シャフト76の周囲を覆う様に伸縮性を有する中空伸縮体としてのベローズ78が前記ロードロック室28を気密に保つ為に設けられる。前記ベローズ78は前記昇降台74の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、前記ベローズ78の内径は前記昇降シャフト76の外径に比べ充分に大きく前記ベローズ78の伸縮で接触することがない様に構成されている。   Between the load lock chamber 28 and the lifting platform 74, a bellows 78 as a stretchable hollow elastic body is provided so as to cover the periphery of the lifting shaft 76 in order to keep the load lock chamber 28 airtight. . The bellows 78 has a sufficient amount of expansion and contraction that can accommodate the amount of elevation of the lifting platform 74, and the inner diameter of the bellows 78 is sufficiently larger than the outer diameter of the lifting shaft 76 to contact with the expansion and contraction of the bellows 78. It is configured so that there is no.

前記昇降シャフト76の下端には前記ボートアーム33が水平に設けられる。   The boat arm 33 is horizontally provided at the lower end of the elevating shaft 76.

該ボートアーム33は中空構造となっており、上面には前記昇降シャフト76の下端が固着された昇降基板79が設けられる。   The boat arm 33 has a hollow structure, and an upper / lower substrate 79 to which the lower end of the elevator shaft 76 is fixed is provided on the upper surface.

該昇降基板79の下面にはOリング等のシール部材81を介して駆動部カバー82が気密に取付けられる。該駆動部カバー82と前記昇降基板79とで前記ボートアーム33が構成されている。この構成により、該ボートアーム33内部は前記ロードロック室28内の雰囲気と隔離される。   A drive unit cover 82 is airtightly attached to the lower surface of the elevating substrate 79 via a seal member 81 such as an O-ring. The boat arm 33 is constituted by the drive unit cover 82 and the elevating board 79. With this configuration, the interior of the boat arm 33 is isolated from the atmosphere in the load lock chamber 28.

又、前記ボートアーム33の内部には前記ボート27の前記回転機構64が設けられ、該回転機構64の周辺は、冷却機構83により冷却される。   Further, the rotation mechanism 64 of the boat 27 is provided inside the boat arm 33, and the periphery of the rotation mechanism 64 is cooled by a cooling mechanism 83.

電力供給ケーブル84が前記昇降シャフト76の上端から中空部を通って前記回転機構64に導かれて接続されている。又、前記冷却機構83、前記シールキャップ34には冷却流路85が形成されており、該冷却流路85には冷却水を供給する冷却水配管86が接続され、前記昇降シャフト76の上端から該昇降シャフト76の中空部を通っている。   A power supply cable 84 is led from the upper end of the elevating shaft 76 through the hollow portion to the rotating mechanism 64 and connected thereto. A cooling flow path 85 is formed in the cooling mechanism 83 and the seal cap 34, and a cooling water pipe 86 for supplying cooling water is connected to the cooling flow path 85 from the upper end of the elevating shaft 76. It passes through the hollow portion of the elevating shaft 76.

前記昇降モータ75が駆動され、前記ボール螺子72が回転することで前記昇降台74及び前記昇降シャフト76を介して前記ボートアーム33を昇降させる。   The lift motor 75 is driven and the ball screw 72 is rotated to move the boat arm 33 up and down via the lift platform 74 and the lift shaft 76.

該ボートアーム33が上昇することにより、前記炉口62を通して前記ボート27が前記処理室39に装入され、前記シールキャップ34が前記炉口62を気密に閉塞し、ウェーハ処理が可能な状態となる。又前記ボートアーム33が降下することにより、前記ボート27が降下される。該ボート27の降下位置は、前記ロードロック室28の側面に設けられたゲートバルブ87と対向し、該ゲートバルブ87が開放されることで、前記ウェーハ移載機構18により、ウェーハの装填、払出しが可能となる(図1参照)。   As the boat arm 33 is lifted, the boat 27 is inserted into the processing chamber 39 through the furnace port 62, and the seal cap 34 hermetically closes the furnace port 62 to enable wafer processing. Become. Further, when the boat arm 33 is lowered, the boat 27 is lowered. The lowering position of the boat 27 is opposed to the gate valve 87 provided on the side surface of the load lock chamber 28. When the gate valve 87 is opened, the wafer transfer mechanism 18 loads and unloads the wafer. (See FIG. 1).

前記ガス流量制御部57、前記圧力制御部61、前記駆動制御部66、前記温度制御部68は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部88に電気的に接続されている。これら、前記ガス流量制御部57、前記圧力制御部61、前記駆動制御部66、前記温度制御部68、前記主制御部88は、コントローラ89として構成されている。   The gas flow rate control unit 57, the pressure control unit 61, the drive control unit 66, and the temperature control unit 68 also constitute an operation unit and an input / output unit, and are electrically connected to a main control unit 88 that controls the entire substrate processing apparatus. Connected. The gas flow rate control unit 57, the pressure control unit 61, the drive control unit 66, the temperature control unit 68, and the main control unit 88 are configured as a controller 89.

次に、前記処理炉29を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウェーハ12等の基板上に、Epi−SiGe膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明に於いて、基板処理装置を構成する各部の動作は、前記コントローラ89により制御される。   Next, a method of forming an Epi-SiGe film on a substrate such as the wafer 12 as one step of the semiconductor device manufacturing process using the processing furnace 29 will be described. In the following description, the operation of each part constituting the substrate processing apparatus is controlled by the controller 89.

所定枚数のウェーハ12が前記ボート27に装填されると、前記昇降モータ75による前記ボール螺子72の回転で前記昇降台74及び前記昇降シャフト76を介して前記ボートアーム33が上昇され、前記ボート27が、前記処理室39に装入される。この状態で、前記シールキャップ34はOリングを介して前記炉口62を気密に閉塞する。   When a predetermined number of wafers 12 are loaded into the boat 27, the boat arm 33 is lifted through the lifting platform 74 and the lifting shaft 76 by the rotation of the ball screw 72 by the lifting motor 75, and the boat 27. Is charged into the processing chamber 39. In this state, the seal cap 34 hermetically closes the furnace port 62 through an O-ring.

前記処理室39が所望の圧力(真空度)となる様に前記真空排気装置59によって真空排気される。この際、前記処理室39の圧力は、圧力センサで測定され、該測定された圧力に基づき前記APCバルブ58がフィードバック制御される。又、前記処理室39が所望の温度となる様に前記ヒータ37により加熱される。この際、前記処理室39が所望の温度分布となる様に温度検出器が検出した温度情報に基づき前記ヒータ37への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記回転機構64により、前記ボート27が回転されることでウェーハ12が回転される。   The processing chamber 39 is evacuated by the evacuation device 59 so as to have a desired pressure (degree of vacuum). At this time, the pressure in the processing chamber 39 is measured by a pressure sensor, and the APC valve 58 is feedback-controlled based on the measured pressure. The processing chamber 39 is heated by the heater 37 so as to reach a desired temperature. At this time, the power supply to the heater 37 is feedback controlled based on the temperature information detected by the temperature detector so that the processing chamber 39 has a desired temperature distribution. Subsequently, the wafer 12 is rotated by rotating the boat 27 by the rotating mechanism 64.

前記第1ガス供給源54、前記第2ガス供給源55、前記第3ガス供給源56には、処理ガスとして、それぞれSiH4 又はSi2 H6 ,GeH4 ,H2 が封入されており、次いで、これら処理ガス供給源からそれぞれの処理ガスが供給される。所望の流量となる様に前記MFC51,52,53の開度が調節された後、前記バルブ47,48,49が開かれ、それぞれの処理ガスが前記ガス供給管44を流通して、前記処理室39の上部から該処理室39に導入される。導入されたガスは、該処理室39を通り、前記ガス排気管43から排気される。処理ガスは、前記処理室39を通過する際にウェーハ12と接触し、ウェーハ12の表面上にEpi−SiGe膜が堆積される。   The first gas supply source 54, the second gas supply source 55, and the third gas supply source 56 are filled with SiH4, Si2H6, GeH4, and H2, respectively, as processing gases. Each processing gas is supplied from a supply source. After the openings of the MFCs 51, 52, 53 are adjusted so as to obtain a desired flow rate, the valves 47, 48, 49 are opened, and each processing gas flows through the gas supply pipe 44, and the processing is performed. The processing chamber 39 is introduced from the upper part of the chamber 39. The introduced gas passes through the processing chamber 39 and is exhausted from the gas exhaust pipe 43. The processing gas contacts the wafer 12 when passing through the processing chamber 39, and an Epi-SiGe film is deposited on the surface of the wafer 12.

予め設定された時間が経過すると、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、前記処理室39が不活性ガスで置換されると共に、該処理室39の圧力が常圧に復帰される。   When a preset time elapses, an inert gas is supplied from an inert gas supply source (not shown), the processing chamber 39 is replaced with the inert gas, and the pressure in the processing chamber 39 is returned to normal pressure. The

その後、前記昇降モータ75により前記シールキャップ34が降下されて、前記炉口62が開口されると共に、処理済ウェーハ12が前記ボート27に保持された状態で前記処理室39の外部に引出される。その後、前記ゲートバルブ87が開放され、処理済のウェーハ12は、前記ウェーハ移載機構18によって前記ボート27から払出される。   Thereafter, the seal cap 34 is lowered by the lifting motor 75 to open the furnace port 62, and the processed wafer 12 is pulled out of the processing chamber 39 while being held by the boat 27. . Thereafter, the gate valve 87 is opened, and the processed wafer 12 is discharged from the boat 27 by the wafer transfer mechanism 18.

次に、図3、図4、図8に於いて、本発明の第1の実施例に於けるフランジ部の加熱構造について説明する。尚、本実施例では、ガス供給管44とガスノズル46が接続される接続部45を例にとって説明している。又、図3、図4中、図7〜図11中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。   Next, referring to FIGS. 3, 4 and 8, the heating structure of the flange portion in the first embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the connection portion 45 to which the gas supply pipe 44 and the gas nozzle 46 are connected is described as an example. 3 and 4, the same components as those in FIGS. 7 to 11 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

図3(A),(B)はフランジ部ヒータ91を示し、該フランジ部ヒータ91は中空筒体であり、中央が太径、両端部が細径となっている。又、該フランジ部ヒータ91は、断熱材92と、フランジ部周面ヒータ93と、直管部ヒータ94,94とで構成されている。   3A and 3B show a flange heater 91, which is a hollow cylindrical body having a large diameter at the center and a small diameter at both ends. The flange portion heater 91 includes a heat insulating material 92, a flange portion peripheral surface heater 93, and straight pipe portion heaters 94 and 94.

前記断熱材92の中央部は、断面コ字状の凹部が形成された円筒状のフランジ収納部92aとなっており、両端部は該フランジ収納部92aの端面より該フランジ収納部92aと同心に延出する端部保持部92b,92bとなっている。又、前記フランジ部周面ヒータ93は前記フランジ収納部92aの凹部底面に、円周方向に所定間隔で貼付けられた短冊状の平面ヒータであり、前記直管部ヒータ94,94は前記端部保持部92b,92bの内面に、円周方向に所定間隔で貼付けられた短冊状の平面ヒータである。尚、前記端部保持部92b,92bは前記直管部ヒータ94,94よりも長く、フランジ収納部92aとは反対側の端部が前記直管部ヒータ94,94の端部よりも突出する様になっている。   A central portion of the heat insulating material 92 is a cylindrical flange storage portion 92a having a U-shaped recess, and both ends are concentric with the flange storage portion 92a from the end surface of the flange storage portion 92a. The end holding portions 92b and 92b extend. The flange portion peripheral surface heater 93 is a strip-shaped flat heater attached to the bottom surface of the concave portion of the flange accommodating portion 92a at a predetermined interval in the circumferential direction, and the straight tube portion heaters 94, 94 are the end portions. It is a strip-shaped flat heater affixed on the inner surfaces of the holding portions 92b, 92b at a predetermined interval in the circumferential direction. The end holding portions 92b and 92b are longer than the straight tube heaters 94 and 94, and the end opposite to the flange housing portion 92a protrudes from the end of the straight tube heaters 94 and 94. It is like.

又、前記断熱材92は変形可能であると共に、前記フランジ収納部92a底面及び前記端部保持部92b,92bには軸心方向と平行な切れ目9が形成されており、該切れ目9を広げて前記断熱材92を変形させることで、前記フランジ部ヒータ91を前記接続部45に被せられる様になっている。   The heat insulating material 92 is deformable, and a cut 9 parallel to the axial direction is formed on the bottom surface of the flange housing portion 92a and the end holding portions 92b, 92b. By deforming the heat insulating material 92, the flange portion heater 91 can be covered with the connection portion 45.

該接続部45では、前記ガス供給管44の端部に形成されたフランジ部44aと、前記ガスノズル46の端部に形成されたフランジ部46aとが当接し、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aを、クランパ3のクランプ片4のコ字部によって挟込み、更にジョイント片5を介して締込むことで前記ガス供給管44と前記ガスノズル46が気密に接続される。   In the connection portion 45, a flange portion 44a formed at the end portion of the gas supply pipe 44 and a flange portion 46a formed at the end portion of the gas nozzle 46 come into contact with each other, and the flange portion 44a and the flange portion 46a. Is clamped by the U-shaped portion of the clamp piece 4 of the clamper 3 and further tightened via the joint piece 5, whereby the gas supply pipe 44 and the gas nozzle 46 are hermetically connected.

又、前記フランジ部44a、前記フランジ部46a、及び前記フランジ部44a近傍の直管部44b、前記フランジ部46a近傍の直管部46bは、前記フランジ部ヒータ91により覆われており、該フランジ部ヒータ91を被せた際には、前記フランジ部周面ヒータ93が前記クランパ3と接触し、前記直管部ヒータ94,94が前記直管部44b、前記直管部46bと直接接触する様になっている。   The flange portion 44a, the flange portion 46a, the straight pipe portion 44b in the vicinity of the flange portion 44a, and the straight pipe portion 46b in the vicinity of the flange portion 46a are covered with the flange portion heater 91, and the flange portion When the heater 91 is put on, the flange portion peripheral surface heater 93 comes into contact with the clamper 3, and the straight pipe portion heaters 94 and 94 come into direct contact with the straight pipe portion 44b and the straight pipe portion 46b. It has become.

前記フランジ部44a、前記フランジ部46aを加熱する際には、前記フランジ部周面ヒータ93により前記クランパ3及び該クランパ3周辺の雰囲気が加熱され、該クランパ3からの熱伝導及び該クランパ3周辺の雰囲気により前記フランジ部44a、前記フランジ部46aが加熱される。又、前記直管部ヒータ94,94により前記直管部44b、前記直管部46bが加熱され、前記直管部44b、前記直管部46bからの熱伝導により前記フランジ部44a、前記フランジ部46aが加熱される。   When the flange portion 44a and the flange portion 46a are heated, the flange portion peripheral surface heater 93 heats the clamper 3 and the atmosphere around the clamper 3, and heat conduction from the clamper 3 and the periphery of the clamper 3 The flange portion 44a and the flange portion 46a are heated by the atmosphere. Further, the straight pipe portion 44b and the straight pipe portion 46b are heated by the straight pipe portion heaters 94 and 94, and the flange portion 44a and the flange portion are caused by heat conduction from the straight pipe portion 44b and the straight pipe portion 46b. 46a is heated.

この時、前記直管部44b、前記直管部46bから前記フランジ部44a、前記フランジ部46aへの加熱効果を増大させる様、前記直管部ヒータ94,94は前記フランジ部周面ヒータ93よりもワット密度を増大させて設置されている。   At this time, the straight pipe portion heaters 94 are more than the flange portion peripheral surface heater 93 so as to increase the heating effect from the straight pipe portion 44b and the straight pipe portion 46b to the flange portion 44a and the flange portion 46a. Also installed with increasing watt density.

又、前記フランジ部44a、前記フランジ部46a及び前記直管部44b、前記直管部46bを覆う様に前記断熱材92を設け、更に被せた状態では前記フランジ部44a、前記フランジ部46aが前記断熱材92により略密閉状態で収納されるので、加熱された前記フランジ部44a、前記フランジ部46aからの放熱が抑制される様になっており、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aに対する加熱効率が向上する。   In addition, the heat insulating material 92 is provided so as to cover the flange portion 44a, the flange portion 46a, the straight pipe portion 44b, and the straight pipe portion 46b, and when the cover is further covered, the flange portion 44a and the flange portion 46a are Since the heat insulating material 92 is housed in a substantially sealed state, heat dissipation from the heated flange portion 44a and the flange portion 46a is suppressed, and the heating efficiency for the flange portion 44a and the flange portion 46a is suppressed. Will improve.

第1の実施例では、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aを加熱する前記フランジ部周面ヒータ93に加え、前記直管部44b、前記直管部46bを加熱する前記直管部ヒータ94,94を設けたので、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aを所定の温度迄上昇させる際に、前記フランジ部周面ヒータ93に対して大きな電力を供給する必要がなくなり、該フランジ部周面ヒータ93の寿命を延長させることができる。例えば、配管の外周に接触するヒータと該ヒータを覆う断熱材から構成される様な、配管の直線部の加熱に用いられる直管部ヒータ(図示せず)と同程度迄延長させることができる。   In the first embodiment, in addition to the flange portion peripheral surface heater 93 that heats the flange portion 44a and the flange portion 46a, the straight tube portion heater 94 that heats the straight tube portion 44b and the straight tube portion 46b, 94 is provided, it is not necessary to supply a large electric power to the flange portion peripheral heater 93 when raising the flange portion 44a and the flange portion 46a to a predetermined temperature. The lifetime of 93 can be extended. For example, it can be extended to the same extent as a straight pipe part heater (not shown) used for heating a straight part of a pipe, which is composed of a heater in contact with the outer periphery of the pipe and a heat insulating material covering the heater. .

従って、第1の実施例に於ける前記フランジ部ヒータ91は、過熱によるヒータの断線ではなく、前記断熱材92が劣化する迄使用可能となる。   Accordingly, the flange heater 91 in the first embodiment can be used until the heat insulating material 92 deteriorates, not the heater disconnection due to overheating.

例えば、該断熱材92をシリコン製とし、設定温度を150℃として前記フランジ部ヒータ91を使用した場合、該フランジ部ヒータ91の寿命は約2年程度となる。   For example, when the heat insulating material 92 is made of silicon and the flange heater 91 is used at a set temperature of 150 ° C., the life of the flange heater 91 is about two years.

又、前記基板処理装置11に於いてウェーハ12にSiN膜を生成する場合、上記した約2年の寿命を確保した上で、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aの温度を150℃に加熱することができる。   Further, when the SiN film is formed on the wafer 12 in the substrate processing apparatus 11, the temperature of the flange portion 44 a and the flange portion 46 a is heated to 150 ° C. while ensuring the above-mentioned life of about 2 years. be able to.

次に、図5に於いて、本発明の第2の実施例について説明する。尚、図5中、図4中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5 that are the same as those in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

第2の実施例では、フランジ部44a、フランジ部46aの反接合面に接触するフランジ部側面ヒータ95,95を更に設けている。該フランジ部側面ヒータ95,95は、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aの反接合面に所定間隔で放射状に貼付けた矩形の平面ヒータであり、断熱材92と、フランジ部周面ヒータ93と、直管部ヒータ94,94と、前記フランジ部側面ヒータ95,95とでフランジ部ヒータ96が構成される。尚、前記フランジ部側面ヒータ95,95は前記フランジ部44aと前記フランジ部46aを固定する前記クランパ3と干渉しない様になっている。   In the second embodiment, flange portion side heaters 95 and 95 that contact the antibonding surfaces of the flange portion 44a and the flange portion 46a are further provided. The flange side heaters 95, 95 are rectangular flat heaters that are radially attached to the anti-joint surfaces of the flange portion 44a and the flange portion 46a at predetermined intervals, and include a heat insulating material 92, a flange portion peripheral surface heater 93, The straight portion heaters 94 and 94 and the flange portion side surface heaters 95 and 95 constitute a flange portion heater 96. The flange side heaters 95, 95 do not interfere with the clamper 3 that fixes the flange portion 44a and the flange portion 46a.

前記フランジ部44a、前記フランジ部46aを加熱する際には、前記フランジ部周面ヒータ93によって加熱されたクランパ3からの熱伝導による加熱及び該クランパ3周辺の雰囲気からの加熱と、前記直管部ヒータ94,94によって加熱された前記直管部44b、前記直管部46bからの熱伝導による加熱に加え、前記フランジ部側面ヒータ95,95によって前記フランジ部44a、前記フランジ部46aが反接合面から直接加熱される。   When heating the flange portion 44a and the flange portion 46a, heating by heat conduction from the clamper 3 heated by the flange portion peripheral surface heater 93, heating from the atmosphere around the clamper 3, and the straight pipe In addition to the heating by the heat conduction from the straight pipe part 44b and the straight pipe part 46b heated by the part heaters 94 and 94, the flange part 44a and the flange part 46a are anti-joined by the flange side heaters 95 and 95. Heated directly from the surface.

第2の実施例の場合、前記クランパ3及び該クランパ3周辺の雰囲気からの加熱や、前記直管部44b、前記直管部46bからの熱伝導による加熱に加え、前記フランジ部側面ヒータ95,95によって前記フランジ部44a、前記フランジ部46aを反接合面から直接加熱することができるので、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aに対する加熱効率を向上させ、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aを所定の温度迄上昇させる際の消費電力の低減を図ることができる。   In the case of the second embodiment, in addition to heating from the clamper 3 and the atmosphere around the clamper 3, and heating by heat conduction from the straight pipe portion 44b and the straight pipe portion 46b, the flange portion side heater 95, 95, the flange portion 44a and the flange portion 46a can be directly heated from the anti-joining surface, so that the heating efficiency for the flange portion 44a and the flange portion 46a is improved, and the flange portion 44a and the flange portion 46a are It is possible to reduce power consumption when raising the temperature to a predetermined temperature.

次に、図6に於いて、本発明の第3の実施例について説明する。尚、図6中、図4中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 that are the same as those in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

第3の実施例では、第2の実施例に於けるフランジ部ヒータ96よりフランジ部周面ヒータ93を取除き、断熱材92と、直管部ヒータ94,94と、フランジ部側面ヒータ95,95とからフランジ部ヒータ97が構成されるものとし、該フランジ部ヒータ97をフランジ部44a、フランジ部46aに取付けた際に、クランパ3がフランジ部周面ヒータ93を介さずに断熱材92によって覆われる様にしている。   In the third embodiment, the flange portion peripheral surface heater 93 is removed from the flange portion heater 96 in the second embodiment, and the heat insulating material 92, the straight pipe portion heaters 94, 94, the flange portion side surface heater 95, 95, the flange portion heater 97 is configured. When the flange portion heater 97 is attached to the flange portion 44a and the flange portion 46a, the clamper 3 is not interposed by the flange portion peripheral surface heater 93 by the heat insulating material 92. It is made to be covered.

前記フランジ部44a、前記フランジ部46aを加熱する際には、直管部ヒータ94,94によって加熱された直管部44b、直管部46bからの熱伝導による加熱、及び前記フランジ部側面ヒータ95,95によって直接前記フランジ部44a、前記フランジ部46aが加熱される。   When heating the flange portion 44a and the flange portion 46a, the straight pipe portion 44b heated by the straight pipe portion heaters 94, 94, heating by heat conduction from the straight pipe portion 46b, and the flange portion side heater 95 , 95 directly heats the flange portion 44a and the flange portion 46a.

第3の実施例の場合、前記直管部ヒータ94,94や前記フランジ部側面ヒータ95,95と比べて加熱効率の悪い前記フランジ部周面ヒータ93を取除いたことで、前記フランジ部44a、前記フランジ部46aに対する加熱効率を向上させ、前記フランジ部ヒータ97の消費電力の低減を図ることができる。   In the case of the third embodiment, the flange portion 44a is removed by removing the flange portion peripheral surface heater 93, which has lower heating efficiency than the straight pipe portion heaters 94, 94 and the flange portion side surface heaters 95, 95. The heating efficiency for the flange 46a can be improved, and the power consumption of the flange heater 97 can be reduced.

尚、本発明では、ガス供給管44とガスノズル46の接続部45を加熱するフランジ部ヒータについて説明したが、該フランジ部ヒータは、例えばインレットフランジ41に形成される図示しない排気口とガス排気管43の接続部を加熱する際に用いてもよい。   In the present invention, the flange heater for heating the connecting portion 45 between the gas supply pipe 44 and the gas nozzle 46 has been described. The flange heater may be, for example, an exhaust port (not shown) formed in the inlet flange 41 and a gas exhaust pipe. You may use when heating the 43 connection part.

更に、本発明のフランジ部ヒータの適用は基板処理装置11に限るものではなく、例えば窒素や酸素等の気体を搬送する為の配管や、水等の液体を流通させる為の配管に対しても適用可能であることは言う迄もない。   Furthermore, the application of the heater of the flange portion of the present invention is not limited to the substrate processing apparatus 11, and for example, a pipe for conveying a gas such as nitrogen or oxygen or a pipe for circulating a liquid such as water. Needless to say, this is applicable.

(付記)
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
(Appendix)
The present invention includes the following embodiments.

(付記1)基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部を介して接続され、該フランジ部と該フランジ部に連続する直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材を設けたことを特徴とする基板処理装置。   (Additional remark 1) It has gas piping, such as a reaction tube which accommodates and processes a substrate, a gas supply tube which supplies processing gas in the reaction tube, and a gas exhaust tube which exhausts the atmosphere in the reaction tube. Is connected via a flange formed at the end, and a heater is provided on the flange and the straight pipe continuous to the flange, and a heat insulating material is provided to cover the flange and the straight pipe. A substrate processing apparatus.

(付記2)前記フランジ部に設けたヒータの位置は、前記フランジ部の接続面の反対面及び周面である付記1の基板処理装置。   (Additional remark 2) The substrate processing apparatus of additional remark 1 whose position of the heater provided in the said flange part is the surface opposite to the connection surface of the said flange part, and a surrounding surface.

(付記3)前記フランジ部に設けたヒータの位置は、前記フランジ部の接続面の反対面であると共に、周面が前記断熱材により覆われた付記1の基板処理装置。   (Additional remark 3) The position of the heater provided in the said flange part is a substrate processing apparatus of Additional remark 1 with the surrounding surface covered with the said heat insulating material while being the surface opposite to the connection surface of the said flange part.

(付記4)直管部と該直管部の端部に形成されたフランジ部を有し気体や液体を輸送する配管のフランジ部を加熱する配管用ヒータであって、前記フランジ部及び該フランジ部近傍の前記直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び該フランジ部近傍の前記直管部を覆う断熱材を設けたことを特徴とするフランジ部ヒータ。   (Additional remark 4) It is the heater for piping which has a straight pipe part and the flange part formed in the edge part of this straight pipe part, and heats the flange part of piping which conveys gas and liquid, Comprising: The said flange part and this flange A flange heater, wherein a heater is provided in the straight pipe portion in the vicinity of the portion, and a heat insulating material is provided to cover the flange portion and the straight pipe portion in the vicinity of the flange portion.

3 クランパ
11 基板処理装置
12 ウェーハ
38 反応管
43 ガス排気管
44 ガス供給管
45 接続部
46 ガスノズル
91 フランジ部ヒータ
92 断熱材
93 フランジ部周面ヒータ
94 直管部ヒータ
95 フランジ部側面ヒータ
96 フランジ部ヒータ
97 フランジ部ヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Clamper 11 Substrate processing apparatus 12 Wafer 38 Reaction tube 43 Gas exhaust pipe 44 Gas supply pipe 45 Connection part 46 Gas nozzle 91 Flange part heater 92 Heat insulating material 93 Flange part peripheral surface heater 94 Straight pipe part heater 95 Flange part side heater 96 Flange part Heater 97 Flange heater

Claims (1)

基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部を介して接続され、該フランジ部と該フランジ部に連続する直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材を設けたことを特徴とする基板処理装置。   A gas pipe such as a reaction tube for storing and processing a substrate, a gas supply pipe for supplying a processing gas into the reaction tube, a gas exhaust pipe for exhausting the atmosphere in the reaction tube, and the like are provided at the ends. A heater is provided in the straight pipe part connected to the formed flange part and connected to the flange part and the flange part, and a heat insulating material covering the flange part and the straight pipe part is provided. Substrate processing equipment.
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