JP4298899B2 - 縦型熱処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は縦型熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造装置の一つとして縦型熱処理装置が知られている。この熱処理装置は多数枚のウエハを一括して熱処理するバッチ式のものであり、図１５に減圧ＣＶＤを行う装置について概略図を示す。１はウエハボートであり、このウエハボート１は多数枚のウエハＷを棚状に保持して図示しないエレベータにより、二重構造の反応管１１及び筒状のマニホールド１２よりなる反応容器内に搬入される。このとき反応容器は蓋体１０により気密に塞がれる。反応容器内は、反応管１１を囲むヒータ１３により所定温度に加熱されると共に、排気管１４により所定の圧力まで減圧される。そして成膜ガスがガス供給管１５を通じて反応容器の下部側から供給され、薄膜の成分に分解されてウエハＷ上に堆積し、残りのガスは内管１１ａの天井部から内管１１ａと外管１１ｂとの間の空間を下降していく。
【０００３】
またウエハボート１の下には例えば石英よりなる筒状体の中に石英ウール等を収納してなる保温ユニット１６を介在させてウエハＷの置かれる雰囲気を蓋体１０の外側から断熱して保温するようにし、更にウエハボート１の下端側には製品ウエハＷを置かずにサイドウエハなどと呼ばれるダミーウエハＷを数枚載置している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところでウエハＷの置かれる雰囲気の熱を外部にできるだけ逃がさないようにするために保温ユニット１６の熱容量は大きく設定されている。このため処理雰囲気の温度を目標の処理温度まで昇温して温度を安定化させるときに、保温ユニット１６の昇温が遅れ、処理雰囲気から保温ユニット１６側に熱が流れてしまう。この結果温度が安定する時間（リカバリータイム）が長く、スループットの低下の要因になっており、更にまた十分に長いリカバリータイムをとらないとバッチ処理毎の再現性が悪い。
【０００５】
また保温ユニット１６により処理雰囲気と反応容器の外部との間の熱の流れを遮断するようにしてはいるが、ウエハボート１のウエハ載置領域の下部側は放熱量が多いのでウエハボート１の最下段から数段上まではサイドウエハ（ダミーウエハ）を置くようにしており、このため製品ウエハＷの載置領域が狭くならざる得ない。従ってウエハボート１におけるウエハの収納可能枚数を多くしても、１バッチ処理当りの製品ウエハＷの処理枚数が少なくなってしまい、結局スループットの向上の妨げとなっている。
【０００６】
更にまたガス供給管１５を通じて反応容器内に導入された成膜ガスは保温ユニット１６の横を通って上昇していくが、保温ユニット１６の温度が低いので特にガス流量が大きい場合には、ウエハＷの置かれている処理雰囲気に達する未反応ガスの量が多くなる。このため処理雰囲気の中で分解するガスの量が多くなり、場所によって活性種の生成量が変わってくるので、このことがウエハＷの膜厚に反映され、ウエハＷ間、及びウエハＷ面内における膜厚の均一性を悪くしている一因になっている。
【０００７】
そこで本発明者は、このような課題を解決するために保温ユニットに発熱体ユニットを設けることを検討しているが、その実現にあたっては、発熱体ユニットの取り付けをどのようにして行うのか、発熱体ユニットへの反応生成物をの付着をどのようにして抑えるか、また発熱体ユニットの高い有効性をいかにして得るか、などといった問題が積まれている。
【０００８】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的は、縦型熱処理装置の処理雰囲気の温度を速やかに安定させかつ処理雰囲気からの外部への放熱を抑えることにあり、更にその実現手段として発熱体ユニットを用いる場合の適切な構成を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蓋体の上に支持された保持具に多数の被処理体を棚状に保持させ、前記保持具を反応容器内に下方側から搬入すると共に前記蓋体により反応容器の下端を気密に塞ぎ、前記反応容器内を加熱雰囲気かつ減圧雰囲気にして被処理体に対して熱処理を行う縦型熱処理装置を対象としている。
【００１０】
一の発明は、前記蓋体と保持具との間にて保持具とは独立して蓋体に支持して設けられ、金属不純物が少ない抵抗発熱体をセラミックスの中に封入してなる発熱体ユニットを備え、
この発熱体ユニットは高さを変えることができるように構成されたことを特徴とする。具体的には例えば発熱体ユニットの下部側に、保持具とは独立して蓋体に支持された断熱部材が設けられ、発熱体ユニット及び断熱部材の高さを一緒に変えることができるように構成される。このような構成の一例として発熱体ユニット及び断熱部材を一緒に昇降させるための駆動部を設ける場合を挙げることができる。
【００１１】
この発明によれば、蓋体と保持具との間に発熱体ユニットを設けているので、反応容器内の処理雰囲気から外部に放熱される放熱量が少なくなるので、処理雰囲気を目標温度に速やかに安定させることができ、また温度が安定する処理領域を広く確保することができる。そしてプロセスに応じて発熱体ユニットの高さを調整することにより、処理雰囲気の保温機能（成膜処理の場合には更に処理ガスの予備加熱機能）をプロセスに応じて最適化できる。
【００１２】
他の発明は、前記蓋体と保持具との間に設けられ、金属不純物が少ない抵抗発熱体をセラミックスの中に封入してなる発熱体ユニットと、
一端が前記発熱体ユニットに接続されると共に他端が蓋体を貫通して当該蓋体の下側に位置し、発熱体ユニットの給電路を通して蓋体の外側に導出するためのセラミックス製の保護管と、
前記蓋体の下面に固定され、前記保護管が貫通される筒状体と、
前記保護管における筒状体の下側に位置する部位に形成された凹部と、
この凹部と着脱自在に係合しかつ前記筒状体と係合することにより保護管の上方への移動を阻止するためのストッパ部材と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
抵抗発熱体は例えば高純度の炭素素材からなり、抵抗発熱体が封入されるセラミックスは例えば石英である。また例えば凹部は保護管の周方向に形成され、ストッパ部材はこの凹部に係合するように設けられたＣ型のリング体である。この発明によれば給電路の保護管の下部にはストッパ部材が設けらているので、処理雰囲気が減圧されていても発熱体ユニットが吸い込まれることがない。
【００１４】
また他の発明は、前記蓋体と保持具との間にて、保持具の底部に対向するように設けられ、金属不純物が少ない抵抗発熱体をセラミックスの中に封入してなる面状の発熱体ユニットと、
この発熱体ユニットに対して着脱自在に設けられ、当該発熱体ユニットを覆うためのカバ−体と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
具体的には、発熱体ユニットの下面と対向するように蓋体に支持された面状部を備え、カバ−体は発熱体ユニットの上面及び側周面を覆うように構成され、このカバ−体の側周面の下縁を前記面状部に接触させることにより、発熱体ユニットがカバ−体及び前記面状体により囲まれるように構成することが好ましい。この発明によれば、発熱体ユニットの洗浄の頻度を低減できる効果がある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の縦型熱処理装置の実施の形態を示す全体構成図、図２は縦型熱処理装置の概観図である。これらの図を用いて装置の概要について簡単に説明する。図１中２は、例えば石英で作られた内管２ａ及び外管２ｂよりなる二重管構造の反応管であり、反応管２の下部側には金属製の筒状のマニホールド３が設けられている。
【００１７】
前記内管２ａは上端が開口されており、マニホールド３の内方側にて支持されている。外管２ｂは上端が塞がれており、下端がマニホールド３の上端に気密に接合されている。この例では、内管２ａ、外管２ｂ及びマニホールド３により反応容器が構成されている。３１はベースプレートである。
【００１８】
前記反応管２内には、多数枚例えば１２６枚の被処理体をなすウエハＷが各々水平な状態で上下に間隔をおいて保持具であるウエハボート２１に棚状に載置されている。ウエハボート２１は図２に示すように天板２２及び底板２３の間に複数本の支柱２４を設け、この支柱２４にウエハＷの周縁部を保持する溝が形成されて構成されている。このウエハボート２１は蓋体３２の上に保温ユニット４の設置領域を介して保持されている。この保温ユニット４に関しては後で詳述する。前記蓋体３２は、ウエハボート２１を反応管２内に搬入、搬出するためのボートエレベータ３３の上に搭載されており、上限位置にあるときにはマニホールド３の下端開口部、即ち反応管２とマニホールド３とで構成される反応容器の下端開口部を閉塞する役割を持つものである。
【００１９】
また反応管２の周囲には、これを取り囲むように例えば抵抗加熱体よりなるヒータ２５が設けられている。図１には示していないが、ヒータ２５の周囲には断熱層が設けられ、更にその外側には外装体が設けられていてこれらにより加熱炉２０（図２参照）が構成される。
【００２０】
前記マニホールド３の周囲には複数のガス供給管が設けられ、複数の処理ガスを内管２ａの中に供給できるようになっている。図１ではそのうち１本のガス供給管３４を示してあり、このガス供給管３４はバルブＶ１、流量計ＭＦＣ及びバルブＶ２を介してガス供給源３５に接続されている。またマニホールド３には、内管２ａと外管２ｂとの間の空間から排気できるように排気管３６が接続されており、真空ポンプ３７により反応管内を所定の減圧雰囲気に維持できるようになっている。
【００２１】
次に前記保温ユニット４及びこれに関連する部位について図３〜図５を参照しながら説明する。保温ユニット４は、セラミックス製例えば石英製の断熱ユニット４０を備えており、この断熱ユニット４０は各々円形の上面部４１及び底板部４２（図５では底板部４２の外周部が省略してある）と、これら上面部４１及び底板部４２間を連結する、周方向に間隔をおいて設けられた３本の支柱部４３と、を備えている。これら３本の支柱部４３の各々には上下に多数の溝４４が形成されており、これら３本の支柱部４３の溝４４内に断熱部材である石英フィン４５（図４では示していない）が挿入されて多段に配列されている。石英フィン４５はこれよりも上方側の熱が蓋体３２側に放熱するのを抑えるためのものである。
【００２２】
前記断熱ユニット４０の上面部４１の上には、例えば石英板の中に黒色膜層例えばカ−ボン層や炭化ケイ素層などが封じ込まれてなる遮熱板４６（図４では示していない）が載置され、更にその上側には隙間を介して例えば面状の発熱体ユニット５が設けられている。この発熱体ユニット５は、金属不純物の少ない抵抗発熱体をセラミックス例えば石英の中に封入されて構成されるものであり、この例では図６に示すように例えば厚さ８ｍｍ程度の石英製の円板状体（石英プレート）５１中に高純度の炭素素材よりなるヒータ線５２を渦巻状に配置して構成されている。また互に隣り合うヒータ線５２、５２の間に石英を介在させてもよく、この場合石英よりなる渦巻状の区画壁の間にヒータ線５２が配線されることになる。発熱体ユニット５は、保温効果を大きくするためにウエハＷと同じかそれよりも大きいサイズであることが好ましい。
【００２３】
前記断熱ユニット４０の上面部４１及び底面部４２、石英フィン４５、遮熱板４６並びに発熱体ユニット５の中央には、ウエハボ−ト２１を回転させるための後述の回転軸が貫通する孔部４１ａ，４２ａ，４５ａ，４６ａ及び５ａが夫々形成されている。
【００２４】
前記上面部４１の上には、発熱体ユニット５及び遮熱板４６を覆う、中央部に孔部５３ａが形成された例えば円筒状（リング状）の石英製のカバ−体５３が載置されている（着脱自在に設けられている）。従って発熱体ユニット５は、このカバ−体５３及び前記上面部４１により囲まれる空間内に置かれることになり、処理雰囲気から隔離されるので、反応生成物が付着しにくくなる。
【００２５】
前記発熱体ユニット５の石英プレ−ト５１の周縁部下面側には、第１の保護管５４が接続されおり、給電線５５は図６に示すように第１の保護管５４の接続部位にまとめられ、そこから当該保護管５４内に挿入されている。なお図では詳しく表していないが、給電線５５は各々細い石英管内に封入された状態で保護管５４内を通っている。そして前記断熱ユニット４０の上面部４１と底面部４２との間には第２の保護管４７が設けられていて、両端が夫々上面部４１及び底面部４２に開口しており、前記第１の保護管５４は当該第２の保護管４７内に挿入されて反応容器の蓋体３２を貫通している。
【００２６】
ここで図３を用いて断熱ユニット４０の下部側に関して説明すると、断熱ユニット４０の底面部４２は、反応容器の蓋体３２を貫通する昇降ロッド６１の上端に設けられたトレ−６２に載置されており、昇降ロッド６１は蓋体３２に設けられた駆動部６３により昇降できるようになっている。この駆動部６３は例えばボ−ルネジ機構が組み合わされたものやあるいはエアシリンダなどを用いることができる。また昇降ロッド６１には連動板６４が設けられ、この連動板６４と蓋体３２との間には、処理雰囲気と外部との間の気密性を確保するために当該昇降ロッド６１を囲むように例えば金属ベロ−ズ６５が設けられている。
【００２７】
前記連動板６４は前記ボ−トエレベ−タ３３と平面的に干渉しないように第１の保護管５４の下端まで伸び出し、当該下端を固定している。従って断熱ユニット４０及び発熱体ユニット５は連動して昇降することができ、これらの高さを駆動部６３により調整できることになる。なお前記連動板６４と蓋体３２との間にも、第１の保護管５４を囲むように例えば金属ベロ−ズ６６が設けられている。駆動部６３による高さ調整は、例えば制御部６０からの制御信号に基づいて行われ、例えば制御部６０は高さの数値を入力することにより対応する制御信号が出力されるように構成してもよいが、プロセスの種類を指定することにより予め把握してあるそのプロセスに応じた適切な高さ指令（制御信号）を出力するように構成してもよい。
【００２８】
また図４及び図５にて４８の符号で示すものは、断熱ユニット４０の上面部４１と底面部４２との間に設けられた第３の保護管であり、この保護管４８内には発熱体ユニット５の近傍の温度を検出する温度検出部である例えば熱電対４９が挿入されている。熱電対４９は例えば石英管内に封入されて蓋体３２の外部に導出されているが、この石英管についても前記第１の保護管５４と同様に前記連動板６４により昇降できるように構成されている。
【００２９】
説明をウエハボ−ト２１に戻すと、ウエハボ−ト２１は前記カバ−体５３及び断熱ユニット４の中央の孔部５３ａ，４６ａ，４１ａ，４５ａ，４２ａ内を通って蓋体３２の下側まで貫通している回転軸２６の上に搭載されており、この回転軸は上下に分離できるように構成されると共に、ボ−トエレベ−タ３３に設けられた回転駆動部Ｍにより回転できるようになっている。
【００３０】
次に上述実施の形態の作用について説明する。ここでは具体的な処理の一例としてＨＴＯ（High Temperature Oxide）と呼ばれる酸化膜をＣＶＤ処理で成膜する例を挙げる。例えばこの処理に対応するコ−ドを制御部６０に入力すると、このコ−ドに応じた制御信号が駆動部６３に出力され、断熱ユニット４０及び発熱体ユニット５がプロセスに応じて予め設定された高さに調整される。
【００３１】
そして被処理体であるウエハＷを所定枚数ウエハボート２１に棚状に保持して、ボートエレベータ３３を上昇させることにより反応容器内に搬入する。ウエハボート２１の搬入時には反応容器の処理雰囲気は例えば６００℃程度に維持されており、ウエハボート２１が搬入されて反応容器の下端開口部（詳しくはマニホールド３の下端開口部）が蓋体３２により塞がれた後、ヒータ２５により処理雰囲気を例えば８００℃前後まで昇温させると共に、排気管３６を通じて真空ポンプ３７により反応容器内を所定の真空度まで減圧する。
【００３２】
一方発熱体ユニット５は例えば１００℃付近で待機しているが、ウエハボート２１の搬入途中から昇温を開始し、発熱体ユニット５の温度を例えば成膜時の処理雰囲気の温度よりも少し高い温度まで昇温する。発熱体ユニット５及び処理雰囲気が各々目標温度に到達する時点は例えばほぼ同じタイミングである。ここでいう発熱体ユニット５の温度とは発熱体ユニット５の近傍である数ミリ離れた部位に温度センサーを置いて測定した温度である。
【００３３】
その後温度安定化のための時間（リカバリータイム）だけ処理を行わずに待機し、しかる後、２本のガス供給管３４（既述のように図１では１本しか示していない）からジクロロシラン（ＳｉＨ2 Ｃｌ2 ）ガスと一酸化二窒素（Ｎ2 Ｏ）ガスとを反応容器（反応管１とマニホールド３）内に供給しながら反応容器内の圧力を例えば所定の真空度に維持する。またこのとき回転軸２６を回転させてウエハボート２１を回転させる。
【００３４】
ここで発熱体ユニット５の表面近傍の温度は例えばおよそ８４０℃に設定されるため、発熱体ユニット５の周囲及びそれよりも少し下方側は処理雰囲気の温度８００℃付近よりも高くなっている。このため反応容器の下部側に供給されたジクロロシランガス及び一酸化窒素ガスは保温ユニット４の横を通るときに分解が進み、分解が進んだ状態で処理雰囲気内に拡散していき、ウエハＷ上に活性種が堆積されてシリコン酸化膜が成膜される。その後、ヒータ２５の電力をコントロールして反応容器内を降温すると共に、発熱体ユニット５の供給電力をゼロにして発熱体ユニット５を降温させ、例えば処理雰囲気の温度が６００℃になった時点にてウエハボート２１を下降させる。
【００３５】
上述実施の形態によれば次のような効果がある。
【００３６】
（１）ウエハボ−ト２１と蓋体３２との間に発熱体ユニット５を設けているため、処理雰囲気から保温ユニット４を介して外部に放熱される熱量が少なくなる。そして保温ユニット４は発熱体ユニット５を備えていることから保温性がよく、このため熱容量は小さくてよいので保温ユニット４全体が温まる速度も早い。このようなことから処理雰囲気の温度を目標温度に到達した後、その温度に安定させるための時間（リカバリ−タイム）が短くて済み、スル−プットの向上が図れる。またバッチ処理毎のリカバリ−タイムのばらつきも小さくなるので処理の再現性がよくなる。
【００３７】
（２）上述のように保温ユニット４の保温効果が大きいことから温度の均一性の高い領域が下方まで広がり、このためウエハボ−ト２１の下部において今まで温度が低いためサイドウエハを載置せざるを得なかった領域にも製品ウエハを載置することができ、１バッチ当たりの処理枚数を多くできるので、この点からもスル−プットが向上する。
【００３８】
（３）ガス供給管３４を通じて反応容器内に供給された成膜ガスは発熱体ユニット５により加熱され、処理雰囲気に到達する前にある程度分解されるので、処理雰囲気における未反応ガスの量が少なくなる。この結果ウエハボ−ト２１に配列された各ウエハＷの間において、また各ウエハＷの面内において活性種の濃度の均一性が高くなり、ウエハＷ間及びウエハＷ面内における膜厚の均一性が高くなる。
【００３９】
（４）保温ユニット４の高さを調整できるので、ウエハボ−ト２１の下部側の高さ方向の温度プロファイルをそのプロセス（処理温度など）に見合ったものにすることができる。また発熱体ユニット５の温度制御と組み合わせることにより、一層きめ細かな温度制御を行うことができ、より速やかに処理雰囲気の温度を目標温度に安定させることができると共に温度均一性の高い領域を広げることができる。図７は、ウエハボ−ト２１に対する発熱体ユニットの相対高さを、あるプロセスについてはｈ１とし、他のプロセスについてはｈ２に調整した様子を示す説明図である。
【００４０】
（５）発熱体ユニット５にカバ−体５３を被せているのでウエハボ−ト２１側から降りてくるガスとの接触が妨げられ、しかもこの例ではカバ−体５３と断熱ユニット４０の上面部４１とにより囲まれた空間に発熱体ユニット５が置かれているので、発熱体ユニット５の下面にもガスが回り込みにくく、発熱体ユニット５への反応生成物の付着が抑えられる。従ってカバ−体５３の洗浄は頻繁に行うとしても、発熱体ユニット５の洗浄頻度は少なくて済むので、メンテナンス作業の負担が小さい。
【００４１】
以上において、上述の例ではプロセスに応じて保温ユニット４の高さを調整するようにしているが、一のプロセスを行う場合に、ウエハボ−ト２１を反応容器内に搬入した後、例えば昇温中は保温ユニット４をウエハボ−ト２１に近付け、その後は保温ユニット４の高さ位置を下げるといった高さ調整を行うようにしてもよい。また駆動部６３を設けずに、断熱ユニット４０の底面部４２と蓋体３２との間に例えば石英ブロックなどの高さ調整部材を介在させ、プロセスに応じて高さ調整部材の高さを変えるようにしてもよい。この場合例えば石英ブロックの段数を変えたり、高さの異なる石英ブロックに交換したりするといった手法を採用できる。
【００４２】
次に本発明の他の実施の形態について図８〜図１０を参照しながら説明する。この実施の形態は保温ユニット４が蓋体３２に固定されている点で先の実施の形態と異なる。反応容器の蓋体３２には、発熱体ユニット５から伸び出している石英製の第１の保護管５４の貫通孔３２ａが穿設されており、蓋体３２の下面側にはこの貫通孔３２を一回り大きく囲むように固定リング７１が取り付けられている。この固定リング７１の内周部には第１の筒状体７２が下方側から密合されており、前記第１の保護管５４は前記貫通孔３２ａを貫通し更にこの第１の筒状体７２の中に密入されて下方側に抜け出している。前記第１の筒状体７２は下部側が大径部として構成されており、その下端には押圧リング７３が第１の保護管５４を囲むように設けられている。
【００４３】
前記第１の筒状体７２の下部内端及び押圧リング７３の上部内端は夫々上側に向いた傾斜面及び下側に向いた傾斜面として形成されており、両者を合わせた状態においては、断面が三角形の隙間が存在することになる。この隙間に樹脂製のシ−ル用リングであるいわゆるＯリング７４が密入されている。前記第１の筒状体７２の大径部の外周面にはネジ部７２ａが形成されており、このネジ部７２ａに下側から第２の筒状体７５が螺合している。第２の筒状体７５は下部側が第１の保護管５４の径に適合するように径が小さくなっており、前記ネジ部７２ａに対して締め付けていくことにより、径の変わり目である段面部７５ａが押圧リング７３を上側に押しつけ、この結果押圧リング７３がＯリング７４を押圧してＯリング７４が潰れて気密が確保される。
【００４４】
一方第１の保護管５４は第２の筒状体７５よりも下方側に突出しており、その突出部位において、周方向に凹部（ザグリ）５４ａが形成されると共に、この凹部５４ａにはストッパ部材をなすＣ型リング７６が外嵌されている。前記第２の筒状体７５の小径部の外周面にはネジ部７５ｂが形成されており、このネジ部７５ｂに下側から例えば金属製のプロテクタ７７が螺合している。このプロテクタ７７は、第１の保護管５４の下端から伸び出している石英管５６（この石英管５６も第１の保護管５４の一部をなす）を保護するためのものであり、作業者が誤って石英管５６を破損するのを防止する役割を持っている。なお石英管５６から伸び出している給電路５５は外部の図示しないケ−ブルに接続される。
【００４５】
ここで第１の保護管５４の取り付け方法について述べておくと、第２の筒状体７５の外周面には例えば直径方向に対向する位置に突起７５ｃが形成され、図１１に示すようにこれら突起７５ｃに係合する凹部８１を備えた筒状の治具８が用意される。そしてこの治具８を、凹部８１と突起７５ｃとが係合するように第２の筒状体７５に外嵌させて回すことにより、第２の筒状体７５が第１の筒状体７２に対して締め付られる。またプロテクタ７７を外す場合、例えば給電路５５と外部ケ−ブルの接続がプロテクタ７７内で行われていてその接続部分をメンテナンスする場合などにおいて、プロテクタ７７を回すと第２の筒状体７５も回って締め付けが緩んでしまうおそれがあるが、治具８により第２の筒状体７５の回転を阻止しておいてプロテクタ７７を回せば、このようなことがない。
【００４６】
また図８には温度検出部をなす熱電対１００が示されている。この熱電対１００は発熱体ユニット５の下部側の温度を検出するためのもので、石英管１０１内に挿入されている。この石英管１０１は前記第３の保護管４８内を通って蓋体３２を貫通しており、この石英管１０１の取り付け構造も、図９に示す第１の保護管５４の取り付け構造と同様である。
【００４７】
このような構造によれば、反応容器内を減圧雰囲気にすることにより第１の保護管５４が吸い込まれようとしても、Ｃ型リング７６の下面が凹部５４ａの底面に係合すると共にＣ型リング７６の上面が第２の筒状体７５の下端面に係合するので、第１の保護管５４の吸い込みが阻止される。また同様に温度検出部用の石英管１０１の吸い込みも防止される。そしてメンテナンス時には、Ｃ型リング７６を取り外すことにより第１の保護管５４及び石英管１０１を上側に抜き出すことができる。
【００４８】
なお給電路５５と外部ケ−ブルとの接続については、図１２に示すように例えば石英管５６から露出している給電路５５を電極棒により構成すると共に、金属あるいはセラミックスよりなるコネクタ８２を用い、給電路５５の先端を雄（雌）コネクタ部８２Ａに接続する一方、外部ケ−ブル８３を雌（雄）コネクタ部８２Ｂに接続する構成としてもよい。
【００４９】
更に保温ユニット４などにおける石英部品を洗浄する方法に関して説明しておく。図１３及び図１４には石英部品を代表して発熱体ユニット５を洗浄するための治具９を示してある。この治具９は洗浄液である薬液に耐えることのできる材質例えばフッソ樹脂により作られており、取っ手９１ａを備えた天板９１、底板９２を３本の支持棒９３で連結して構成される。発熱体ユニット５は支持棒９３の溝９４に挿入されることにより、底板９２から少し浮いた状態で上向きに支持され、例えば回転自在なＬ字部材からなるロック機構９２ａにより治具９に固定される。このように発熱体ユニット５を底板９２から浮かせることにより、発熱体ユニット５を治具９ごと洗浄液に漬けたときに洗浄液が発熱体ユニット５に接触できる。そして第１の保護管５４の先端部には耐薬液性のある例えばフッ素樹脂からなるキャップ９５が被せられており、キャップ９５と第１の保護管５４との間にはシ−ルリング９６が介在している。このようにキャップ９５を用いることにより、給電路５５が洗浄液に触れて腐食することを防止している。前記天板９１には切り欠き９１ｂが形成されその周縁が段部として構成されており、この切り欠き９１ｂの段部でキャップ９５のフランジ部９５ａを支持することにより、キャップ９５の自重が発熱体ユニット５に加わらないようにしている。
【００５０】
この例では、発熱体ユニット５を例に挙げたが、石英管に封入された熱電対を洗浄する場合にも同様のキャップで基端側を覆い、熱電対素線の腐食を防ぐようにする。またウエハボ−ト２１の回転軸２６を洗浄するときも同様のキャップをにより嵌め合い部を覆い、その寸法精度がエッチングにより（洗浄により）狂わないようにする。
【００５１】
以上において本発明は、減圧ＣＶＤ装置に適用することに限らず、いわゆる酸化、拡散炉にも適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、反応容器の蓋体と被処理体の保持具との間に発熱体ユニットを設けているので、温度安定化に要する時間を短くでき、しかも発熱体ユニットの高さを調整できるので、プロセスに適切な位置に発熱体ユニットを置くことができるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の縦型熱処理装置の実施の形態の全体構成を示す縦断側面図である。
【図２】上記の装置の概観を示す斜視図である。
【図３】この実施の形態に用いられる発熱体ユニット及び断熱ユニットを含む保温ユニットとその昇降のための手段を示す断面図である。
【図４】保温ユニット及び回転軸を示す分解斜視図である。
【図５】断熱ユニットを示す横断平面図である。
【図６】 発熱体ユニットの断面及び平面を示す説明図である。
【図７】発熱体ユニット及び断熱ユニットの高さが調整された状態を示す説明図である。
【図８】本発明の縦型熱処理装置の他の実施の形態に用いられる発熱体ユニット及び断熱ユニットを含む保温ユニットの蓋体への取り付け構造を示す縦断側面図である。
【図９】図８の実施の形態に用いられる保護管の蓋体への取り付け構造を示す断面図である。
【図１０】図９に示す取り付け構造を分解して示す分解斜視図である。
【図１１】上記の保護管の着脱時に用いられる治具を示す斜視図である。
【図１２】発熱体ユニットの給電路の配線の一例を示す側面図である。
【図１３】発熱体ユニットを洗浄するときに用いる治具を示す側面図である。
【図１４】図１３の治具を示す斜視図である。
【図１５】従来の縦型熱処理装置を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
２ 反応管
２１ ウエハボ−ト
２６ 回転軸
３ マニホ−ルド
３２ 蓋体
４ 保温ユニット
４０ 断熱ユニット
４５ 石英フィン
４６ 遮熱板
４７ 第２の保護管
５ 発熱体ユニット
５３ カバ−体
５４ 第１の保護管
５４ａ 凹部
６０ 制御部
６１ 昇降ロッド
６２ トレ−
６３ 駆動部
６４ 連動板
６５、６６ ベロ−ズ
７２ 第１の筒状体
７４ Ｏリング
７５ 第２の筒状体
７６ Ｃ型リング
７７ プロテクタ
８ 治具
８２ コネクタ
９ 洗浄用の治具
９５ キャップ

Claims (11)

1. 蓋体の上に支持された保持具に多数の被処理体を棚状に保持させ、前記保持具を反応容器内に下方側から搬入すると共に前記蓋体により反応容器の下端を気密に塞ぎ、前記反応容器内を加熱雰囲気にして被処理体に対して熱処理を行う縦型熱処理装置において、
   前記蓋体と保持具との間にて保持具とは独立して蓋体に支持して設けられ、金属不純物が少ない抵抗発熱体をセラミックスの中に封入してなる発熱体ユニットを備え、
   この発熱体ユニットは高さを変えることができるように構成されていることを特徴とする縦型熱処理装置。
2. 発熱体ユニットの下部側に、保持具とは独立して蓋体に支持された断熱部材が設けらていることを特徴とする請求項１記載の縦型熱処理装置。
3. 発熱体ユニット及び断熱部材は一緒に高さを変えることができるように構成されていることを特徴とする請求項２記載の縦型熱処理装置。
4. 発熱体ユニット及び断熱部材を一緒に昇降させるための昇降機構を設けたことを特徴とする請求項３記載の縦型熱処理装置。
5. 蓋体の上に支持された保持具に多数の被処理体を棚状に保持させ、前記保持具を反応容器内に下方側から搬入すると共に前記蓋体により反応容器の下端を気密に塞ぎ、前記反応容器内を加熱雰囲気かつ減圧雰囲気にして被処理体に対して熱処理を行う縦型熱処理装置において、
   前記蓋体と保持具との間に設けられ、金属不純物が少ない抵抗発熱体をセラミックスの中に封入してなる発熱体ユニットと、
   一端が前記発熱体ユニットに接続されると共に他端が蓋体を貫通して当該蓋体の下側に位置し、発熱体ユニットの給電路を通して蓋体の外側に導出するためのセラミックス製の保護管と、
   前記蓋体の下面に固定され、前記保護管が貫通される筒状体と、
   前記保護管における筒状体の下側に位置する部位に形成された凹部と、
   この凹部と着脱自在に係合しかつ前記筒状体と係合することにより保護管の上方への移動を阻止するためのストッパ部材と、を備えたことを特徴とする縦型熱処理装置。
6. 凹部は保護管の周方向に形成され、ストッパ部材はこの凹部に係合するように設けられたＣ型のリング体であることを特徴とする請求項５記載の縦型熱処理装置。
7. 蓋体の上に支持された保持具に多数の被処理体を棚状に保持させ、前記保持具を反応容器内に下方側から搬入すると共に前記蓋体により反応容器の下端を気密に塞ぎ、前記反応容器内を加熱雰囲気にして被処理体に対して熱処理を行う縦型熱処理装置において、
   前記蓋体と保持具との間にて、保持具の底部に対向するように設けられ、金属不純物が少ない抵抗発熱体をセラミックスの中に封入してなる面状の発熱体ユニットと、
   この発熱体ユニットに対して着脱自在に設けられ、当該発熱体ユニットを覆うためのカバ−体と、を備えたことを特徴とする縦型熱処理装置。
8. 発熱体ユニットの下面と対向するように蓋体に支持された面状部を備え、カバ−体は発熱体ユニットの上面及び側周面を覆うように構成され、このカバ−体の側周面の下縁を前記面状部に接触させることにより、発熱体ユニットがカバ−体及び前記面状体により囲まれるように構成したことを特徴とする請求項７記載の縦型熱処理装置。
9. 抵抗発熱体は高純度の炭素素材からなることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の縦型熱処理装置。
10. 抵抗発熱体が封入されるセラミックスは石英であることを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の縦型熱処理装置。
11. 発熱体ユニットの下部側に断熱部材が設けられていることを特徴とする請求項１、５、６、７、８、９または１０のいずれかに記載の縦型熱処理装置。

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