JP2012195375A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地震発生時の振動等により温度検出管が破損することを防止できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】複数枚の基板を鉛直方向に夫々が間隔を成すように積層して保持するボートと、前記ボートを収容し、該ボート上に保持された前記基板を処理する反応管と、前記反応管の周囲に設置され、前記処理室内に収容された前記基板を加熱する加熱部と、前記反応管と前記加熱部との間に鉛直方向に延在するように設置され、温度検出素子が内蔵された温度検出管と、前記反応管内へ処理ガスを供給する処理ガス供給部と、前記反応管内からガスを排気する排気部とを備える基板処理装置を、前記温度検出管の一端側が当該基板処理装置に固定されるとともに、前記温度検出管の他端側であって該温度検出管の周囲に、前記反応管との衝突を抑制するための第１の緩衝材が取り付けられるように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、被処理基板を処理室に収容してヒータによって加熱した状態で処理を施す熱処理技術に関し、例えば、半導体集積回路装置（いわゆる半導体デバイス、以下、ＩＣという。）が作り込まれる半導体基板（例えば、半導体ウェハ）に、酸化処理や拡散処理、あるいは、イオン打ち込み後のキャリアの活性化や平坦化のためのリフロー処理やアニール処理、もしくは、熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）反応による成膜処理等を施すために使用される基板処理装置に関する。

ＩＣの製造において、基板を熱処理するため、バッチ式縦形熱処理装置が広く使用されている。従来のこの種の熱処理装置の処理炉においては、上端が閉塞し下端が開放された略円筒形の縦型反応管の内部に、複数枚のウェハを搭載したボートを下方から挿入し、反応管の外側を囲むように設けられたヒータにより、ボート上のウェハを熱処理する。ボート上において、複数枚のウェハは、水平姿勢、かつ互いにウェハの中心を揃えた状態で多段に積層されて保持される。
反応管とヒータの間には、上端が閉塞し下端が開放された略円筒形の均熱管が設けられている。均熱管は、ヒータからウェハに輻射される熱が、場所により不均一にならないよう均等にするためのものである。

反応管と均熱管の間には、温度を検出するための温度検出管が設置され、該温度検出管で検出した温度に基づき、ヒータ出力、すなわちウェハ温度が所定の温度に制御される。温度検出管の内部には、温度検出素子である熱電対が挿入されており、熱電対は信号線により温度制御部と接続されている。
下記の特許文献１には、反応管と均熱管とヒータを有するバッチ式縦形熱処理装置において、反応管と均熱管の間に、温度を検出するための熱電対（カスケードＴＣ）を設置する技術が開示されている。

従来装置における温度検出管の固定方法を、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、温度検出管の取付状態を示す斜視図である。図８（ｂ）は、温度検出管固定具８３の斜視図である。図８（ａ）に示すように、３本の温度検出管８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）の下端が、温度検出管固定具８３の上端に設けられた開口８４に挿入されて、接着剤で接着され固定される。開口８４は、温度検出管固定具８３の垂直部８３ａの上端に、上向きに設けられている。８２は、温度検出管８１に内蔵された熱電対の位置を、本明細書において分かり易く示すための印であり、熱電対位置８２に熱電対が配置されている。例えば、温度検出管８１ａには熱電対位置８２が２箇所あり、これは、温度検出管８１ａに熱電対が２本入っていることを示す。
図８（ｂ）に示すように、温度検出管固定具８３は、垂直方向に延びる垂直部８３ａと水平方向に延びる水平部８３ｂを有する。水平部８３ｂは、熱処理装置の筐体に固定するための取付け部８３ｃを有し、取付け部８３ｃが螺子等により熱処理装置の筐体に固定される。

上述のように温度検出管固定具８３に固定した温度検出管８１を、例えば９００℃〜１２００℃の高温炉で使用すると、熱膨張収縮が大きいため、接着状態が良くない場合は、次第に接着剤にひびが入り割れてしまう。接着剤が割れると、温度検出管８１は、温度検出管固定具８３に固定されなくなり、ぐらつくことになる。
温度検出管８１の長さは、約１２００ｍｍあるので、温度検出管８１の下端のぐらつきは、温度検出管８１の上端において大きなぐらつきとなり、この状態で地震が発生すると、温度検出管８１の上端同士が衝突、又は温度検出管８１の上端と均熱管が衝突、あるいは温度検出管８１の上端と反応管が衝突し、温度検出管８１が破損する原因となる。

温度検出管８１が破損するメカニズムを、図９を用いて説明する。図９は、温度検出管の取付状態を上から見た水平断面図である。図９において、２２２は均熱管、２２３は反応管である。温度検出管８１が破損する原因は、（１）Ｘ方向の揺れによる温度検出管８１上端と均熱管２２２の衝突、（２）Ｘ方向の揺れによる温度検出管８１上端と反応管２２３の衝突、（３）Ｙ方向の揺れによる温度検出管８１同士の衝突、（４）Ｙ方向の揺れによる温度検出管８１と均熱管２２２の衝突によるものと考えられる。なお、上述の（４）については、もともと、温度検出管８１と均熱管２２２は略接触状態にあるので、Ｙ方向の揺れが生じても、温度検出管８１は均熱管２２２内壁を沿うように動くだけなので、破損する可能性は小さいものと考えられる。

特開平１０−１５００５２号公報

本発明の目的は、地震発生時の振動等により温度検出管が破損することを防止できる基板処理装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、本発明においては、温度検出管の上端に耐熱性の緩衝材を設けるものである。
本発明に係る基板処理装置の代表的な構成は、次のとおりである。すなわち、
複数枚の基板を鉛直方向に夫々が間隔を成すように積層して保持するボートと、
前記ボートを収容し、該ボート上に保持された前記基板を処理する反応管と、
前記反応管の周囲に設置され、前記処理室内に収容された前記基板を加熱する加熱部と、
前記反応管と前記加熱部との間に鉛直方向に延在するように設置され、温度検出素子が内蔵された温度検出管と、
前記反応管内へ処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記反応管内からガスを排気する排気部とを備える基板処理装置であって、
前記温度検出管の一端側が当該基板処理装置に固定されるとともに、前記温度検出管の他端側であって該温度検出管の周囲に、前記反応管との衝突を抑制するための第１の緩衝材が取り付けられている基板処理装置。

上記の構成により、地震発生時の振動等により温度検出管が破損することを防止することができる。

本発明の実施形態における基板処理装置の斜透視図である 本発明の実施形態における処理炉の垂直断面図である。 本発明の実施形態における上側緩衝材の斜視図である。 本発明の実施形態における上側緩衝材を温度検出管に取り付けた斜視図である。 本発明の実施形態における下側緩衝材の斜視図である。 本発明の実施形態における下側緩衝材を温度検出管に取り付けた斜視図である。 本発明の実施形態における下側緩衝材を温度検出管に取り付けた垂直断面図である。 温度検出管の取付状態を示す斜視図である。 温度検出管の取付状態を上から見た水平断面図である。

本発明を実施するための形態において、半導体装置（ＩＣ等）の製造工程の１工程としての熱処理による基板処理工程を実施する基板処理装置の構成例について、図１を用いて説明する。
図１は、本発明の第１、第２の各実施形態における基板処理装置の斜透視図である。図１に示すように、本発明の各実施形態に係る基板処理装置１０は、筐体１０１を備え、シリコン等からなる基板であるウェハ２００を筐体１０１内外へ搬送するために、ウェハキャリア（基板収容器）としてカセット１１０が使用される。

筐体１０１の正面前方側にはカセットステージ（基板収容器受渡し台）１０５が設置されている。カセット１１０は、筐体１０１外の工程内搬送装置（図示せず）によって、カセットステージ１０５上に搬入、載置され、また、カセットステージ１０５上から筐体１０１外へ搬出される。
筐体１０１内の前後方向における略中央部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１１４が設置されている。カセット棚１１４は、複数段、複数列にて複数個のカセット１１０を保管する。カセット棚１１４の一部として、移載棚１２３が設けられ、移載棚１２３には、後述するウェハ移載機構１１２の搬送対象となるカセット１１０が収納される。
カセットステージ１０５とカセット棚１１４との間には、カセット搬送装置（基板収容器搬送装置）１１５が設置されている。カセット搬送装置１１５は、カセットステージ１０５、カセット棚１１４、移載棚１２３の間で、カセット１１０を搬送する。

カセット棚１１４の後方には、ウェハ移載機構（基板移載機構）１１２が設置されている。ウェハ移載機構１１２は、ウェハ２００を水平姿勢で保持するツイーザ（基板移載用保持具）を備えており、ウェハ２００を移載棚１２３上のカセット１１０内からピックアップして、後述するボート（基板保持具）２１７へ装填（チャージング）したり、ウェハ２００をボート２１７から脱装（ディスチャージング）して、移載棚１２３上のカセット１１０内へ収納したりすることができる。

筐体１０１の後側上方には、処理炉２０２が設けられている。処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１１６により開閉可能なように構成されている。処理炉２０２の構成については後述する。
処理炉２０２の下方には、ボート２１７を昇降させて処理炉２０２内外へ搬送する機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１２１が設置されている。ボートエレベータ１２１には、昇降台としてのアーム１２２が設置されている。アーム１２２上には、シールキャップ２１９が水平姿勢で設置されている。シールキャップ２１９は、ボート２１７を垂直に支持するとともに、ボートエレベータ１２１によりボート２１７が上昇したときに、処理炉２０２の下端部を気密に閉塞する蓋体として機能するものである。ボート２１７の構成については後述する。

（基板処理装置の動作概要）
次に、本実施形態に係る基板処理装置１０の動作概要について、図１を用いて説明する。なお、基板処理装置１０は、後述するコントローラ２８０により制御されるものである。まず、カセット１１０が、図示しない工程内搬送装置によって、カセットステージ１０５上に載置される。
カセットステージ１０５上のカセット１１０は、カセット搬送装置１１５によって、カセット棚１１４の指定された位置へ自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、再びカセット搬送装置１１５によって、前記カセット棚１１４の保管位置から移載棚１２３に搬送される。あるいは、カセットステージ１０５上のカセット１１０は、カセット搬送装置１１５によって、直接、移載棚１２３に搬送される。

カセット１１０が移載棚１２３に搬送されると、ウェハ２００は、ウェハ移載装置１１２によって、カセット１１０のウェハ出し入れ口からピックアップされ、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウェハ２００を受け渡したウェハ移載装置１１２は、カセット１１０側に戻り、次のウェハ２００をカセット１１０からピックアップしてボート２１７に装填する。

予め指定された枚数のウェハ２００がボート２１７に装填されると、処理炉２０２の下端部を閉じていた炉口シャッタ１１６が開放動作され、処理炉２０２の下端部の開口が開放される。続いて、ボート２１７を載置したシールキャップ２１９がボートエレベータ１２１によって上昇されることにより、処理対象のウェハ２００群を保持したボート２１７が、処理炉２０２内へ搬入（ボートローディング）される。ボートローディング後は、シールキャップ２１９により処理炉２０２の下端部開口が閉じられ、処理炉２０２にてウェハ２００に任意の処理が実施される。かかる処理については後述する。

処理後は、ウェハ２００およびカセット１１０は、上述の手順とは逆の手順で、筐体１０１の外部へ払い出される。すなわち、ボート２１７を載置したシールキャップ２１９がボートエレベータ１２１によって下降され、ボート２１７上のウェハ２００がウェハ移載機構１１２によってピックアップされて、移載棚１２３上のカセット１１０へ受け渡される。移載棚１２３上のカセット１１０は、カセット搬送装置１１５によって、カセット棚１１４に一時的に保管された後、カセットステージ１０５に搬送されるか、あるいは、カセット搬送装置１１５によって、直接、カセットステージ１０５に搬送される。カセットステージ１０５上のカセット１１０は、工程内搬送装置により、筐体１０１の外部へ払い出される。

（処理炉の構成）
次に、本実施形態における処理炉２０２の構成について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態における基板処理装置の処理炉の垂直断面図である。本実施形態においては、処理炉２０２は、バッチ式縦形ホットウオール形の熱処理炉として構成されている。

（反応管と均熱管）
処理炉２０２は、その内側に、縦形の反応管２２２を備えている。反応管２２２は、上端が閉塞され下端が開口された略円筒形状をしており、開口された下端が下方を向くように、かつ、筒方向の中心線が垂直になるように縦向きに配置されている。
反応管２２２内には、基板保持具としてのボート２１７によって水平姿勢で多段に積層された複数枚のウェハ２００を収容して処理する処理室２０４が形成される。反応管２２２の内径は、ウェハ２００群を保持するボート２１７の最大外径よりも大きくなるように設定されている。
反応管２２２は、本例では、石英（ＳｉＯ_２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、略円筒形状に一体成形されている。

反応管２２２の外側には、後述するヒータユニット２０８から反応管２２２へ輻射される熱の均一化を図る均熱管均熱管２２１が設けられている。均熱管２２１は、反応管２２２と同様に、上端が閉塞され下端が開口された略円筒形状をしており、開口された下端が下方を向くように、かつ、筒方向の中心線が垂直になるように縦向きに配置されている。
均熱管２２１は、反応管２２２より大きく、かつ、反応管２２２と略相似形状であり、反応管２２２の外側を取り囲むように同心円状に被せられている。均熱管２２１の下端部は、筐体１０１の一部である金属製のベース２０９によって支えられている。
均熱管２２１は、本例では、石英（ＳｉＯ_２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、略円筒形状に一体成形されている。

反応管２２２の下端部は、その水平断面が略円形リング形状であるマニホールド２０６によって気密に封止されている。反応管２２２は、その保守点検作業や清掃作業のために、マニホールド２０６に着脱自在に取り付けられている。マニホールド２０６が筐体１０１に支持されることにより、反応管２２２は、筐体１０１に垂直に据え付けられた状態になっている。マニホールド２０６の下端開口は、ウェハ２００群を保持したボート２１７を出し入れするための炉口２０５を構成している。

（基板保持具）
マニホールド２０６には、マニホールド２０６の下端開口を閉塞するシールキャップ２１９が、垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は反応管２２２の外径と同等以上の外径を有する円盤形状に形成されており、反応管２２２の外部に垂直に設備されたボートエレベータ１２１によって、前記円盤形状を水平姿勢に保った状態で垂直方向に昇降されるように構成されている。
シールキャップ２１９上には、ウェハ２００を保持する基板保持具としてのボート２１７が垂直に支持されるようになっている。ボート２１７は、上下で一対の端板と、両端板間に渡って垂直に設けられた複数本、本例では３本のウェハ保持部材（ボート支柱）とを備えている。端板及びウェハ保持部材は、例えば、石英（ＳｉＯ_２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料から構成される。

各ウェハ保持部材には、水平方向に刻まれた多数条の保持溝が、長手方向にわたって等間隔に設けられている。各ウェハ保持部材は、保持溝が互いに対向し、各ウェハ保持部材の保持溝の垂直位置（垂直方向の位置）が一致するように設けられている。ウェハ２００の周縁が、複数本のウェハ保持部材における同一の段の保持溝内に、それぞれ挿入されることにより、複数枚（例えば、５０〜１５０枚程度）のウェハ２００は、水平姿勢、かつ互いにウェハの中心を揃えた状態で垂直方向に多段に積層されて保持される。

また、ボート２１７とシールキャップ２１９との間には、保温筒２１０が設けられている。保温筒２１０は、例えば、石英（ＳｉＯ_２）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料から構成されている。保温筒２１０によって、後述するヒータユニット２０８からの熱が、マニホールド２０６側に伝わるのを抑止する。

シールキャップ２１９の下側（処理室２０４と反対側）には、ボート２１７を回転させるボート回転機構２３７が設けられている。ボート回転機構２３７のボート回転軸は、シールキャップ２１９を貫通してボート２１７を下方から支持している。ボート回転軸を回転させることにより、処理室２０４内にてウェハ２００を回転させることが可能となる。シールキャップ２１９は、上述のボートエレベータ１２１によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これにより、ボート２１７を処理室２０４内外に搬送することが可能となっている。
ボート回転機構２３７及びボートエレベータ１２１は、制御部２８０に電気的に接続されている。制御部２８０は、ボート回転機構２３７及びボートエレベータ１２１が所望のタイミングにて所望の動作をするように制御する。

（ヒータユニット）
均熱管２２１の外部には、反応管２２２内を全体にわたって均一または所定の温度分布に加熱する加熱機構としてのヒータユニット２０８が、均熱管２２１を包囲するように設けられている。ヒータユニット２０８は、基板処理装置１０の筐体１０１に支持されることにより垂直に据え付けられた状態になっており、例えば、カーボンヒータ等の抵抗加熱ヒータにより構成されている。

（温度検出器）
均熱管２２１と反応管２２２の間には、温度測定素子である熱電対を内蔵する、温度検出器としての温度検出管８１が設置されている。本実施形態では、温度検出管８１は、石英（ＳｉＯ_２）や炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性の高い材料によって、略円筒形状に成形され、その長さは１２００ｍｍ、外径は８ｍｍ、内径は６ｍｍであり、上端は厚さ２ｍｍの板で閉じられている。均熱管２２１と反応管２２２の間の空間は、大気が流通する大気雰囲気であり、処理室２０４内と気密に隔離されており、処理ガスが侵入することがなく、また、均熱管２２１と反応管２２２の間の空間の大気が、処理室２０４内に侵入することのない構造となっている。ヒータユニット２０８と熱電対は、制御部２８０に電気的に接続されている。制御部２８０は、処理室２０４内の温度が所望のタイミングにて所望の温度分布となるように、前記熱電対により検出された温度情報に基づいてヒータユニット２０８への通電量を制御する。

本実施形態においては、図８に示すように、温度検出素子である熱電対が内蔵された温度検出管８１を３本で構成し、温度検出管８１の下部を、温度検出管固定具８３により筐体１０１に固定している。詳しくは、３本の温度検出管８１（８１ａ、８１ｂ、８１ｃ）の下端が、温度検出管固定具８３の上端に設けられた開口８４に挿入されて、例えばアルミナ系の接着剤で接着され固定される。開口８４は、温度検出管固定具８３の垂直部８３ａの上端に、上向きに設けられている。
温度検出管固定具８３は、例えばアルミナ碍子であり、図８（ｂ）に示すように、垂直方向に延びる垂直部８３ａと水平方向に延びる水平部８３ｂを有する。水平部８３ｂは、熱処理装置の筐体に固定するための取付け部８３ｃを有し、取付け部８３ｃが例えばステンレス製の螺子等により熱処理装置の筐体に固定される。

さらに本実施形態においては、図８に示す構成に加え、図４に示すように、温度検出管８１の上部であって温度検出管８１の周囲に、反応管２２２や均熱管２２１との衝突を防止するための上側緩衝材３０が取り付けられている。また、図６に示すように、温度検出管８１の下部であって温度検出管８１の周囲に、反応管２２２や均熱管２２１との衝突を防止するための下側緩衝材５０が取り付けられている。図４は、本実施形態における上側緩衝材３０を温度検出管８１に取り付けた斜視図であり、図６は、本実施形態における下側緩衝材５０を温度検出管８１に取り付けた斜視図である

まず、上側緩衝材３０について、図３を用いて説明する。図３は、本実施形態における上側緩衝材３０の斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）を１８０度反対側から見た図である。図３に示すように、上側緩衝材３０は、一端（上端）が開放され他端（下端）が閉じられた筒状の袋状部材であるキャップ３１と、柔軟性を有する布状部材であるクロス３３と、キャップ３１とクロス３３を接続する柔軟性を有する接続ひも３２と、複数の温度検出管８１の間に挿入されて温度検出管８１と温度検出管８１の間を離間させ、複数の温度検出管同士が接触することを防止するための仕切り部材である２枚の仕切り板３４と、結びひも３５とから構成される。結びひも３５は、上側緩衝材３０を温度検出管８１の上端に取り付けたときに、上側緩衝材３０が温度検出管８１から外れないように、上側緩衝材３０を温度検出管８１に固定するための固定用部材であり、柔軟性を有する。

図３に示すように、キャップ３１の開放端に接続ひも３２の一端が取り付けられており、クロス３３の一端に、仕切り板３４と接続ひも３２の他端が取り付けられている。仕切り板３４と接続ひも３２は、クロス３３を挟んで背中合わせになるように取り付けられている。

キャップ３１、接続ひも３２、クロス３３、仕切り板３４、結びひも３５の材質は、いずれも、Ａｌ_２Ｏ_３が７２％、ＳｉＯ_２が２８％から構成されるアルミナ繊維である。キャップ３１は、外径が１７ｍｍ、内径が９ｍｍ、長さが２０ｍｍである。接続ひも３２は、長さが６５ｍｍ、幅が４ｍｍ、厚さが１．５ｍｍである。クロス３３は、横方向の長さが１７５ｍｍ、縦方向の幅が３０ｍｍ、厚さが１．５ｍｍである。結びひも３５は、長さが６５ｍｍ、幅が４ｍｍ、厚さが１．５ｍｍである。仕切り板３４は、縦方向の長さが３０ｍｍ、奥行き方向の幅が１０ｍｍ、厚さが５ｍｍである。なお上記において、縦方向や横方向は、図３における縦方向や横方向を指す。

図４に示すように、上側緩衝材３０は、３本の温度検出管８１の上端に取り付けられる。取り付け手順は、まず、キャップ３１の開放端を、３本の温度検出管８１のうち中央の温度検出管８１ｂの上端に被せる。次に、接続ひも３２が伸びた状態において、２枚の仕切り板３４で温度検出管８１ｂを挟むようにし、クロス３３を３本の温度検出管８１の周囲に巻き付ける。次に、結びひも３５を用いて、クロス３３を３本の温度検出管８１の周囲に巻き付けた状態を固定する。
このとき、図４に示すように、上側緩衝材３０は、温度検出管８１に内蔵された熱電対の熱電対位置８２を覆わないように取り付けられている。したがって、熱電対の温度検出機能や温度検出応答性を低下させることなく、温度検出管８１が破損することを防止することができる。

このように上側緩衝材３０を用いると、仕切り板３４により、複数の温度検出管８１同士が接触することを防止することが容易となる。
また、キャップ３１により、上側緩衝材３０の位置が上側から下側へずれることを防止でき、また、キャップ３１で覆った温度検出管８１が隣接する温度検出管８１と接触することを防止でき、また、キャップ３１で覆った温度検出管８１が反応管２２２や均熱管２２１と衝突することを防止できる。
また、クロス３３を温度検出管８１の周囲に巻き付けるので、温度検出管８１が反応管２２２や均熱管２２１と衝突することを防止できる。
また、接続ひも３２があるので、接続ひもがない構造に比べ、キャップ３１を自在に動かすことができ、キャップ３１で温度検出管８１を覆うことが容易となる。
また、結びひも３５があるので、上側緩衝材３０が温度検出管８１から外れないように固定することが容易となる。

なお、キャップ３１は、上述の実施形態では３本の温度検出管８１のうち中央の温度検出管８１に被せたが、キャップ３１を複数用意して、複数の温度検出管８１のいずれか、又は全ての温度検出管８１に被せるようにしてもよい。
また、上側緩衝材３０が温度検出管８１から外れないように固定する固定用部材は、結びひも３５に限られず、マジックテープ（登録商標）等の面ファスナーなど、他の部材を用いてもよい。

次に、下側緩衝材５０について、図５ないし図７を用いて説明する。図５は、本実施形態における下側緩衝材５０の斜視図である。図６は、本実施形態における下側緩衝材５０を温度検出管８１に取り付けた斜視図である。図７は、本実施形態における下側緩衝材５０を温度検出管８１に取り付けた垂直断面図である。
図５に示すように、下側緩衝材５０は、クッション部５１と、柔軟性を有する布状部材であるクロス５２と、クッション部５１に接続された柔軟性を有する第１の結びひも５３と、クロス５２に接続された柔軟性を有する第２の結びひも５４とから構成される。第１の結びひも５３と第２の結びひも５４は、下側緩衝材５０を温度検出管８１の下端に取り付けたときに、下側緩衝材５０が温度検出管８１から外れないように、下側緩衝材５０を温度検出管８１に固定するための固定用部材である。

図５に示すように、クッション部５１は、クッション表部５１ａとクッション裏部５１ｂとを有し、クッション表部５１ａとクッション裏部５１ｂの間には、上下端が開放されたクッション部空間５１ｃが形成される。クッション部空間５１ｃは、図６に示すように、温度検出管８１を収容するための空間である。クッション表部５１ａは、図５において水平方向に１８０度まで開くことができ、クッション表部５１ａとクッション裏部５１ｂには、それぞれ２本の第１の結びひも５３が取り付けられている。

図５に示すように、クロス５２は、垂直部５２ａと２本の水平部５２ｂを有する。垂直部５２ａは、クッション裏部５１ｂの下端と連続するように構成され、２本の水平部５２ｂは、垂直部５２ａの下部からそれぞれ左右方向に延びている。２本の水平部５２ｂの先端には、それぞれ１本の第２の結びひも５４が取り付けられている。

クッション部５１は、クロス５２よりも厚みのある布状部材であるブランケットを布状部材であるクロスで包み、アルミナ繊維の糸で縫合したものである。クッション部５１の厚さは、クッション部５１が均熱管２２１に略接触する程度の厚さである。
クッション部５１、クロス５２、結びひも５４の材質は、いずれも、Ａｌ_２Ｏ_３が７２％、ＳｉＯ_２が２８％から構成されるアルミナ繊維である。クッション部５１の外形は、高さが１００ｍｍ、幅が６０ｍｍ、厚さが１６ｍｍであり、クッション部空間５１ｃの水平断面は、３２ｍｍ×１０ｍｍの長方形である。クロス５２は、横方向の長さが２６０ｍｍ、高さが１００ｍｍ、厚さが１．５ｍｍ、水平部５２ｂは、縦方向の幅が２０ｍｍ、横方向の長さが１００ｍｍである。結びひも５４は、長さが１００ｍｍ（そのうち、クッション部５１への縫合部が２０ｍｍ）、幅が４ｍｍ、厚さが１．５ｍｍである。なお上記において、高さや縦方向や横方向は、図５における高さや縦方向や横方向を指す。
このように、クッション部５１の厚さはクロス５２の厚さよりも厚く、クッション部５１が均熱管２２１に略接触しているので、温度検出管８１が反応管２２２や均熱管２２１に衝突することを、さらに抑制することができる。

図６に示すように、下側緩衝材５０は、３本の温度検出管８１の下端に取り付けられる。取り付け手順は、まず、クッション表部５１ａを水平方向に１８０度開き、３本の温度検出管８１をクッション部空間５１ｃに取り込み、クッション表部５１ａを閉じる。次に、水平部５２ｂを温度検出管固定具８３の周囲に巻き付ける。次に、第１の結びひも５３を用いて、クッション部５１を３本の温度検出管８１の周囲に取り付けた状態を固定し、第２の結びひも５４を用いて、水平部５２ｂを温度検出管固定具８３の周囲に巻き付けた状態を固定する。

このときの垂直断面図を図７に示す。図７に示すように、クッション部５１が温度検出管８１と均熱管２２１の間の空間に収容されるよう、下側緩衝材５０は、温度検出管８１の下端に取り付けられている。また、図７に示すように、温度検出管固定具８３の上端の幅は、温度検出管８１の幅よりも大きく、クッション部５１の下端の一部は、温度検出管固定具８３の上端の一部の上に載っているので、クッション部５１、つまり下側緩衝材５０位置が下側へずれることを防止できる。

このように、上側緩衝材３０に加えて下側緩衝材５０を温度検出管８１に取り付けることにより、３本の温度検出管８１がバラバラに動くことを抑制でき、下側緩衝材５０を取り付けない場合に比べて、地震発生時の振動等により温度検出管が破損することを、さらに抑制することができる。
なお、下側緩衝材５０が温度検出管８１から外れないように固定する固定用部材は、結びひも５４に限られず、マジックテープ（登録商標）等の面ファスナーなど、他の部材を用いてもよい。

（ガス供給系）
ガス供給系について、図２を用いて説明する。図２に示すように、処理室２０４内に処理ガスを供給するガスノズル２２４が、マニホールド２０６の側壁を貫通して設けられている。ガスノズル２２４には、処理ガス供給管２２５が接続されている。処理ガス供給管２２５には、処理ガス供給機構２２６が接続されている。処理ガス供給機構２２６は、上流から順に、処理ガスを供給する処理ガス供給源、流量制御装置としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）、及び開閉バルブを有する。主にガスノズル２２４、処理ガス供給管２２５、処理ガス供給機構２２６から処理ガス供給部が構成される。
処理ガス供給機構２２６のＭＦＣや開閉バルブは、制御部２８０に電気的に接続されている。制御部２８０は、処理室２０４内に供給するガスの種類が所望のタイミングにて所望のガス種となるよう、また、供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるよう、ＭＦＣ及び開閉バルブを制御する。

（ガス排気系）
マニホールド２０６の側壁の一部には、処理室２０４内の雰囲気を排気する排気管２３１が接続されている。排気管２３１には、上流から順に、圧力検出器としての圧力センサ２３６、圧力調整器としてのＡＰＣ（Auto Pressure Controller）バルブ２３２が設けられている。ＡＰＣバルブ２３２の下流には、排気管２３３を介し、真空排気装置としての真空ポンプ２３４が接続されている。主に排気管２３１、ＡＰＣバルブ２３２、真空ポンプ２３４から、反応管２２２内からガスを排気する排気部が構成される。
ＡＰＣバルブ２３２および圧力センサ２３６は、制御部２８０に電気的に接続されている。制御部２８０は、処理室２０４内の圧力が所望のタイミングにて所望の圧力となるように、圧力センサ２３６により検出された圧力値に基づいてＡＰＣバルブ２３２の開度を制御する。

（コントローラ）
制御部２８０は、図示しない操作部や入出力部を備え、基板処理装置１０の各構成部と電気的に接続されており、基板処理装置１０の各構成部を制御する。制御部２８０は、成膜等のプロセスの制御シーケンスを時間軸で示したレシピに基づく温度制御や圧力制御、流量制御および機械駆動制御を指令する。

（本実施形態に係る基板処理方法）
次に、本実施形態に係る基板処理方法を、ＩＣの製造方法における成膜工程を例にして説明する。まず、ウェハチャージングステップにおいて、ウェハ２００はボート２１７に装填される。複数枚のウェハ２００は、ボート２１７におけるチャージング状態において、その中心を揃えられて互いに平行かつ水平、多段に積載され、整列されている。

次に、ボートローディングステップにおいて、複数枚のウェハ２００を積載、保持したボート２１７は、処理室２０４に搬入（ボートローディング）される。続いて、減圧ステップにおいて、排気管２３１を介して真空ポンプ２３４により、反応管２２２の内部が所定の真空度に減圧されるとともに、昇温ステップにおいて、温度検出管８１により測定した温度に基づき、ヒータユニット２０８により反応管２２２の内部が所定の温度に昇温される。

次に、成膜ステップにおいて、ボート２１７が回転されつつ、所定の原料ガスが、ガスノズル２２４に供給され、処理室２０４に導入される。処理室２０４に導入された原料ガスは、反応管２２２内に流出して、マニホールド２０６に開設された排気管２３１から排気される。このようにして、ウェハ２００の表面に接触しながら上下で隣合うウェハ２００と１０との間の空間を平行に流れて行く原料ガスによって、ウェハ２００の表面が成膜される。

以上のようにして所望の成膜処理がなされた後に、原料ガスの供給が停止され、不活性ガスにより、処理室２０４内が大気圧に復帰された後に、ボートアンローディングステップにおいて、シールキャップ２１９が下降されることによって処理室２０４の下端が開口され、ボート２１７に保持された状態で処理済みのウェハ２００群が処理室２０４から外部に搬出（ボートアンローディング）される。
本実施形態においては、上述したように、温度検出管８１が上側緩衝材３０や下側緩衝材５０により固定されるので、地震発生時の振動等により温度検出管８１が反応管２２２や均熱管２２１と衝突し破損することを防止することができる。

なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
上述した実施形態では、緩衝材を温度検出管の上部と下部に取り付けるようにしたが、緩衝材を温度検出管の上部と下部のいずれか一方に取り付けるようにする形態も可能である。
また、上述した実施形態では、処理がウェハに施される場合について説明したが、処理対象はウェハ以外の基板であってもよく、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、コンパクトディスクあるいは磁気ディスク等であってもよい。
また、上述した実施形態では、反応管と均熱管を用いるバッチ式縦形ホットウオール形装置に適用した場合について説明したが、それに限定されるものではなく、均熱管を用いない基板処理装置にも適用することができる。
また、本発明は、半導体製造装置だけでなく、ＬＣＤ製造装置のようなガラス基板を処理する装置や、他の基板処理装置にも適用できる。基板処理の処理内容は、ＣＶＤ、ＰＶＤ、酸化膜、窒化膜、金属含有膜等を形成する成膜処理だけでなく、露光処理、リソグラフィ、塗布処理等であってもよい。

本明細書には、少なくとも次の発明が含まれる。すなわち、第１の発明は、
複数枚の基板を鉛直方向に夫々が間隔を成すように積層して保持するボートと、
前記ボートを収容し、該ボート上に保持された前記基板を処理する反応管と、
前記反応管の周囲に設置され、前記処理室内に収容された前記基板を加熱する加熱部と、
前記反応管と前記加熱部との間に鉛直方向に延在するように設置され、温度検出素子が内蔵された温度検出管と、
前記反応管内へ処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
前記反応管内からガスを排気する排気部とを備える基板処理装置であって、
前記温度検出管の一端側が当該基板処理装置に固定されるとともに、前記温度検出管の他端側であって該温度検出管の周囲に、前記反応管との衝突を抑制するための第１の緩衝材が取り付けられている基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、地震発生時の振動等により温度検出管が破損することを防止することができる。

第２の発明は、第１の発明の基板処理装置であって、
前記温度検出管を複数備え、
前記第１の緩衝材は、前記複数の温度検出管同士が接触することを防止するための仕切り部材を有する基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、複数の温度検出管同士が接触することを防止することが容易となる。

第３の発明は、第１の発明又は第２の発明の基板処理装置であって、
前記第１の緩衝材は、前記温度検出管のうち少なくとも１本の温度検出管の前記他端を覆う袋状部材を有する基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、第１の緩衝材の位置が、例えば上側から下側へ移動することを防止できる。また、袋状部材で覆った温度検出管が反応管と衝突することを防止でき、また、袋状部材で覆った温度検出管が隣接する温度検出管と接触することを防止できる。

第４の発明は、第３の発明の基板処理装置であって、
前記第１の緩衝材は、前記温度検出管の周囲を覆う第１の布状部材を有し、
前記袋状部材は、接続ひもにより前記第１の布状部材と接続されている基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、袋状部材で温度検出管を覆うことが容易となる。

第５の発明は、第１の発明ないし第４の発明の基板処理装置であって、
前記第１の緩衝材は、該第１の緩衝材を前記温度検出管に固定するための固定用部材を有する基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、第１の緩衝材を温度検出管に固定することが容易となる。

第６の発明は、第１の発明ないし第５の発明の基板処理装置であって、
前記温度検出管の一端側であって該温度検出管の周囲に、前記反応管との衝突を防止するための第２の緩衝材が取り付けられている基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、地震発生時の振動等により温度検出管が破損することを、さらに防止することができる。

第７の発明は、第６の発明の基板処理装置であって、
前記第２の緩衝材は、前記第２の緩衝材を温度検出管に取り付けるための第２の布状部材と、前記温度検出管の周囲を覆うクッション部材であって前記第２の布状部材よりも厚いクッション部材を有する基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、地震発生時の振動等により温度検出管が破損することを、さらに防止することができる。

第８の発明は、第１の発明ないし第７の発明の基板処理装置であって、
前記温度検出管の一端側は下側であり、他端側は上側である基板処理装置。

第９の発明は、第１の発明ないし第８の発明の基板処理装置であって、
前記第１の緩衝材は、前記温度検出管に内蔵された熱電対の位置を覆わないように取り付けられている基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、熱電対の機能を低下させることなく、温度検出管が破損することを防止することができる。

第１０の発明は、第１の発明ないし第９の発明の基板処理装置であって、
前記反応管と前記加熱部との間に設置され、前記加熱部から前記反応管へ輻射される熱の均一化を図る均熱管を備え、
前記温度検出管は、前記反応管と前記均熱管との間に鉛直方向に延在するように設置されている基板処理装置。
このように基板処理装置を構成すると、地震発生時の振動等により温度検出管が均熱管と接触することを防止することができる。

１０…基板処理装置、３０…上側緩衝材、３１…キャップ、３２…接続ひも、３３…クロス、３４…仕切り板、３５…結びひも、５０…下側緩衝材、５１…クッション部、５１ａ…クッション表部、５１ｂ…クッション裏部、５１ｃ…クッション部空間、５２…クロス、５２ａ…垂直部、５２ｂ…水平部、５３…第１の結びひも、５４…第２の結びひも、８１…温度検出管、８２…熱電対位置、８３…温度検出管固定具、８３ａ…垂直部、８３ｂ…水平部、８３ｃ…取付け部、８４…開口、１００…カセット、１０１…筐体、１０５…カセットステージ、１１２…ウェハ移載機構、１１４…カセット棚、１１５…カセット搬送装置、１１６…炉口シャッタ、１２１…ボートエレベータ、１２３…移載棚、２００…ウェハ（基板）、２０２…処理炉、２０４…処理室、２０５…炉口、２０６…マニホールド、２０８…ヒータユニット、２０９…ベース、２１０…保温筒、２１７…ボート、２１９…シールキャップ、２２１…均熱管、２２２…反応管、２２４…処理ガス供給ノズル、２２５…処理ガス供給管、２２６…処理ガス供給機構、２３１…ガス排気管、２３２…ＡＰＣバルブ、２３３…ガス排気管、２３４…真空ポンプ、２３６圧力センサ、２３７ボート回転機構、２８０…コントローラ。

Claims (2)

1. 複数枚の基板を鉛直方向に夫々が間隔を成すように積層して保持するボートと、
   前記ボートを収容し、該ボート上に保持された前記基板を処理する反応管と、
   前記反応管の周囲に設置され、前記処理室内に収容された前記基板を加熱する加熱部と、
   前記反応管と前記加熱部との間に鉛直方向に延在するように設置され、温度検出素子が内蔵された温度検出管と、
   前記反応管内へ処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
   前記反応管内からガスを排気する排気部とを備える基板処理装置であって、
   前記温度検出管の一端側が当該基板処理装置に固定されるとともに、前記温度検出管の他端側であって該温度検出管の周囲に、前記反応管との衝突を抑制するための第１の緩衝材が取り付けられている基板処理装置。
2. 請求項１に記載された基板処理装置であって、
   前記第１の緩衝材は、前記温度検出管のうち少なくとも１本の温度検出管の前記他端を覆う袋状部材を有する基板処理装置。

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