JP2011171509A - Substrate processing apparatus - Google Patents
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Abstract
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。
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
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
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
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
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
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.
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
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,
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 /
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
(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
(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
(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
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010033794A JP2011171509A (en) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | Substrate processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2010033794A JP2011171509A (en) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | Substrate processing apparatus |
Publications (1)
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---|---|
JP2011171509A true JP2011171509A (en) | 2011-09-01 |
Family
ID=44685314
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2010033794A Pending JP2011171509A (en) | 2010-02-18 | 2010-02-18 | Substrate processing apparatus |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011171509A (en) |
-
2010
- 2010-02-18 JP JP2010033794A patent/JP2011171509A/en active Pending
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