JP4490492B2 - Heating apparatus, substrate processing apparatus using the same, semiconductor device manufacturing method, and insulator - Google Patents

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Description

本発明は、半導体製造技術、特に、被処理基板を処理室に収容して発熱体により加熱した状態で処理を施す熱処理技術に関し、加熱装置及びこれを用いた基板処理装置並びに半導体装置の製造方法並びに絶縁体に関する。   The present invention relates to a semiconductor manufacturing technique, and more particularly to a heat treatment technique for performing processing in a state where a substrate to be processed is accommodated in a processing chamber and heated by a heating element, a heating apparatus, a substrate processing apparatus using the same, and a semiconductor device manufacturing method And an insulator.

図1に従来の加熱装置を用いた処理炉500の概略断面図を示す。加熱装置は、略円筒形状で上端が蓋された金属製のケーシング501と、このケーシング501の内側に設けられた略円筒形状の断熱材502と、この断熱材502の内壁に設けられた発熱線503とを有する。この加熱装置の内側に、均熱管504及び処理室を形成する反応管505が設けられ、この反応管505中でウエハ506に所望の熱処理が施される。   FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a processing furnace 500 using a conventional heating apparatus. The heating device includes a metal casing 501 having a substantially cylindrical shape with an upper end covered, a substantially cylindrical heat insulating material 502 provided inside the casing 501, and a heating wire provided on the inner wall of the heat insulating material 502. 503. A soaking tube 504 and a reaction tube 505 forming a processing chamber are provided inside the heating device, and a desired heat treatment is performed on the wafer 506 in the reaction tube 505.

近年、メタル配線プロセス(Cuアニールなど)で、プロセス温度の低温化(300℃以下)と、さらなるスループット向上が求められている。よって、ウエハの昇降温時間の短縮が重要とされている。しかし、かかる要請に図1に記載の如き加熱装置で応じると、現状のヒータは中高温領域で使用できるように大容量の断熱材を持っているため、昇降温特性が悪く、スループットの向上が困難であった。したがって、熱容量が少なく、高応答性の加熱装置が必要とされている。   In recent years, in the metal wiring process (Cu annealing or the like), a reduction in process temperature (300 ° C. or less) and further improvement in throughput are required. Therefore, it is important to shorten the temperature raising / lowering time of the wafer. However, if the heating device as shown in FIG. 1 responds to such a request, the current heater has a large-capacity heat insulating material so that it can be used in the middle and high temperature range, so the temperature rise / fall characteristics are poor and the throughput is improved. It was difficult. Therefore, there is a need for a highly responsive heating device with a small heat capacity.

また、特許文献1に係る基板処理装置では、発熱体に複数のピンを貫通させ、このピンから加熱空間に冷却ガスを送り込むことで、急激な冷却を可能としている。そして、冷却特性に着目することで、加熱装置の応答性を向上させている。また、特許文献2に係る基板処理装置では、ヒーターユニットが、処理室の周りを取り囲むように敷設された発熱体と、この発熱体を取り囲むように敷設された第一反射体とこの第一反射体の外側に空間を取って取り囲むように敷設された第二反射体とを設け、処理室の昇降温効率を向上させてある。   Further, in the substrate processing apparatus according to Patent Document 1, rapid cooling is enabled by passing a plurality of pins through a heating element and feeding a cooling gas from the pins into the heating space. And the responsiveness of a heating apparatus is improved by paying attention to a cooling characteristic. In the substrate processing apparatus according to Patent Document 2, the heater unit includes a heating element laid so as to surround the processing chamber, a first reflector laid so as to surround the heating element, and the first reflection. A second reflector laid so as to surround and surround the outside of the body is provided to improve the heating and cooling efficiency of the processing chamber.

ところで、加熱装置の応答性を向上させるには、温度検出器に対する輻射熱や放熱の干渉を緩和し、温度測定精度を向上させる必要がある。特許文献3では、図1の如き構成の加熱装置において、様々な構成が提案されているが、未だ不十分であった。また、特許文献4では、断熱材とアウタシェルと冷却通路と水冷カバーとをこの順で配置し、これらを貫通する温度検出部を設けてある。この温度検出部の冷却通路部分に放熱防止用の断熱部材を個別に設けているが、温度測定精度は不十分となっていた。
WO2007/023855 特開2004−311648号 特開2004−228381号 特開平7−18446号
By the way, in order to improve the responsiveness of the heating device, it is necessary to alleviate interference of radiant heat and heat dissipation with respect to the temperature detector and improve temperature measurement accuracy. In Patent Document 3, various configurations have been proposed in the heating device configured as shown in FIG. 1, but it is still insufficient. Further, in Patent Document 4, a heat insulating material, an outer shell, a cooling passage, and a water cooling cover are arranged in this order, and a temperature detection unit that penetrates them is provided. Although a heat insulating member for preventing heat dissipation is individually provided in the cooling passage portion of the temperature detecting portion, the temperature measurement accuracy is insufficient.
WO2007 / 023855 JP 2004-311648 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228381 JP-A-7-18446

かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、温度検出器による温度測定精度を向上させることにより、加熱装置の応答性を向上させることを目的とする。   In view of such a conventional situation, an object of the present invention is to improve the responsiveness of a heating device by improving temperature measurement accuracy by a temperature detector.

上記目的を達成するため、本発明に係る加熱装置の特徴は、発熱体と、この発熱体を支持する導電性の材料で構成されたインナシェルと、このインナシェルの外周に配置される、導電性の材料で構成されたアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって前記第二の開口部との間に隙間を形成するように設けられるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって前記第一の開口部との間に隙間を形成するように設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための、導電性の材料で構成された隔壁体と、該隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される前記隙間を塞ぐ絶縁体と、前記空間に少なくとも一部が設けられ、前記発熱体の温度を検出する温度検出器と、を備えることにある。   In order to achieve the above object, the heating device according to the present invention is characterized by a heating element, an inner shell made of a conductive material that supports the heating element, and a conductive material disposed on the outer periphery of the inner shell. An outer shell made of a conductive material, a cooling medium flow passage for flowing a cooling medium between the inner shell and the outer shell, a first opening provided in the inner shell, and a second opening provided in the outer shell An opening is provided so as to form a gap between the first opening and the second opening toward the second opening, or the first opening to the first opening A space that is provided so as to form a gap with the first opening toward the opening of the cooling medium and that is separated from the cooling medium circulation passage at least between the inner shell and the outer shell A partition body made of a conductive material and the gap formed between the partition body and the second opening or between the partition body and the first opening. And a temperature detector which is provided at least in part in the space and detects the temperature of the heating element.

上記本発明に係る基板処理装置の特徴によれば、温度検出器による温度測定精度を向上させることにより、加熱装置の応答性を向上させ得るに至った。   According to the characteristics of the substrate processing apparatus according to the present invention, the responsiveness of the heating apparatus can be improved by improving the temperature measurement accuracy by the temperature detector.

本発明の他の目的、構成及び効果については、以下の発明の実施の形態の項から明らかになるであろう。   Other objects, configurations, and effects of the present invention will become apparent from the following embodiments of the present invention.

次に、適宜添付図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態としての第一の実施形態を説明する。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings as appropriate.
Hereinafter, a first embodiment as the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図2〜7に示すように、基板処理装置1は、大略、処理室308を形成する反応容器309と、この反応容器の外周に配置された加熱装置3と、主制御装置4とを備えている。   As shown in FIGS. 2 to 7, the substrate processing apparatus 1 generally includes a reaction vessel 309 that forms a processing chamber 308, a heating device 3 disposed on the outer periphery of the reaction vessel, and a main controller 4. Yes.

加熱装置3は、大略、天井部10、円筒状の中間部11、下部12及び端子ケース13を有し、中間部11には発熱体20が支持されている。天井部10には下面と側面に開口するエルボ状の排気導路81が形成され、さらにその下部に反射装置90を有している。中間部11は、発熱体20を支持するインナシェル50を絶縁状態でアウタシェル60により包囲し、さらに外周を化粧パネル70で包囲している。インナシェル50とアウタシェル60とは導電性の材料から構成されており、例えば、ステンレス材等の金属材から構成されている。   The heating device 3 generally includes a ceiling portion 10, a cylindrical intermediate portion 11, a lower portion 12, and a terminal case 13, and a heating element 20 is supported on the intermediate portion 11. The ceiling portion 10 is formed with an elbow-shaped exhaust conduit 81 that opens to the lower surface and the side surface, and further includes a reflection device 90 at the lower portion thereof. The intermediate portion 11 surrounds the inner shell 50 that supports the heating element 20 with the outer shell 60 in an insulated state, and further surrounds the outer periphery with a decorative panel 70. The inner shell 50 and the outer shell 60 are made of a conductive material, for example, a metal material such as a stainless steel material.

中間部11の上部と吸気アタッチメント7xとの間には冷却ガス導入ダクト7yが取り付けられる。吸気アタッチメント7xの開口には開閉バルブ7aとして例えばバタフライバルブが装着され、流路が開閉できるようになっている。吸気アタッチメント7xは冷却ガス供給ライン7に接続される。インナシェル50及びアウタシェル60の間に円筒状の冷却媒体流通通路としての気道14が形成される。冷却ガス導入ダクト7yは環状に略均等に配置された複数のパイプ61により気道14と連通している。一方、排気導路81には強制排気を行う排気ブロア8aを備えた強制排気ライン8が接続され、加熱装置3の内部空間である加熱空間の強制排気が行われる。そして、冷却ガス供給ライン7から導入された空気若しくは不活性ガス等のガスは気道14及び後述の複数の碍子孔から加熱空間18に冷却ガスとして供給され、強制排気ライン8から排気される。   A cooling gas introduction duct 7y is attached between the upper part of the intermediate part 11 and the intake attachment 7x. For example, a butterfly valve is attached as an opening / closing valve 7a to the opening of the intake attachment 7x so that the flow path can be opened and closed. The intake attachment 7 x is connected to the cooling gas supply line 7. An air passage 14 is formed between the inner shell 50 and the outer shell 60 as a cylindrical cooling medium circulation passage. The cooling gas introduction duct 7y communicates with the airway 14 by a plurality of pipes 61 that are arranged substantially equally in an annular shape. On the other hand, a forced exhaust line 8 having an exhaust blower 8 a that performs forced exhaust is connected to the exhaust conduit 81, and forced exhaust of a heating space that is an internal space of the heating device 3 is performed. A gas such as air or an inert gas introduced from the cooling gas supply line 7 is supplied as a cooling gas to the heating space 18 from the airway 14 and a plurality of insulator holes described later, and is exhausted from the forced exhaust line 8.

反応容器309は、加熱空間18に順次同心に配置される均熱管315及び反応管310を備え、この反応管310内に処理室308が形成される。この処理室308にはウェーハ305を水平多段に保持するボート300が収納される。このボート300は図示しないボートエレベータにより、処理室内308へ装入、引出し可能である。   The reaction vessel 309 includes a soaking tube 315 and a reaction tube 310 that are sequentially arranged concentrically in the heating space 18, and a processing chamber 308 is formed in the reaction tube 310. The processing chamber 308 stores a boat 300 that holds wafers 305 in multiple horizontal stages. The boat 300 can be loaded into and pulled out from the processing chamber 308 by a boat elevator (not shown).

反応管310内には反応ガス導入管5x及び排気管6xが連通される。反応ガス導入管5xには流量制御器5aが設けられ、排気管6xには圧力制御器6aが設けられる。反応ガスが所定流量で導入されると共に前記反応管310内が所定圧力に維持される様に、排出口6yから内部ガスが排気され、排気管6xを通じて処理室外に排出される。   In the reaction tube 310, a reaction gas introduction tube 5x and an exhaust tube 6x are communicated. The reaction gas introduction pipe 5x is provided with a flow rate controller 5a, and the exhaust pipe 6x is provided with a pressure controller 6a. The reaction gas is introduced at a predetermined flow rate, and the internal gas is exhausted from the exhaust port 6y so that the inside of the reaction tube 310 is maintained at a predetermined pressure, and is discharged out of the processing chamber through the exhaust pipe 6x.

他の冷却ガス供給ライン5yは、均熱管315と反応管310との間に形成される均熱管内空間317に連通される。前記冷却ガス供給ライン5yには流量制御器5bが設けられる。また、吸気アタッチメント7xには開閉バルブ7aが設けられる。強制排気ライン8には排気装置としての排気ブロア8aが設けられる。すなわち、均熱管内空間317と加熱空間18の双方に対して冷却ガスを適宜導入・調整することが可能である。   The other cooling gas supply line 5 y is communicated with a soaking tube inner space 317 formed between the soaking tube 315 and the reaction tube 310. The cooling gas supply line 5y is provided with a flow rate controller 5b. The intake attachment 7x is provided with an open / close valve 7a. The forced exhaust line 8 is provided with an exhaust blower 8a as an exhaust device. That is, it is possible to introduce and adjust the cooling gas as appropriate to both the soaking tube inner space 317 and the heating space 18.

発熱体20は中間部11の円筒の軸心方向に対し、所要のゾーンZ1〜Z5に複数段に区分けされ、ゾーン制御が可能となっている。各ゾーンには各ゾーンの加熱温度を検出する温度検出器が設けられている。なお、発熱体20は各ゾーンそれぞれの成形パターンを同じにすることにより、発熱量を各ゾーンとも均一にする様にしてもよい。   The heating element 20 is divided into a plurality of zones Z1 to Z5 as required with respect to the axial direction of the cylinder of the intermediate portion 11, and zone control is possible. Each zone is provided with a temperature detector that detects the heating temperature of each zone. Note that the heating element 20 may have the same calorific value in each zone by making the molding pattern of each zone the same.

基板処理装置1の各部は主制御装置4によって制御され、例えば、反応管310内で処理されるウェーハ305の処理状態は、主制御装置4によって制御される。この主制御装置4は、温度モニタ部4a、加熱制御部(加熱制御装置)4b、反射制御部4c、第一流量制御部4d、反応管310内の圧力を制御する圧力制御部4e、第二流量制御部4f、排気制御部4g及び前記ボートエレベータ等の機構部を制御する駆動制御部4hを備えている。   Each part of the substrate processing apparatus 1 is controlled by the main controller 4. For example, the processing state of the wafer 305 processed in the reaction tube 310 is controlled by the main controller 4. The main controller 4 includes a temperature monitor 4a, a heating controller (heating controller) 4b, a reflection controller 4c, a first flow controller 4d, a pressure controller 4e that controls the pressure in the reaction tube 310, and a second A flow control unit 4f, an exhaust control unit 4g, and a drive control unit 4h for controlling mechanical units such as the boat elevator are provided.

温度モニタ部4aは第一〜第三温度検出器TC1〜TC3の温度を検出する。ここで、第一温度検出器TC1は発熱体20近傍で各ゾーンZ1〜Z5毎に設けられる。第二温度検出器TC2は反応管310内の周部における前記各ゾーンZ1〜Z5毎に設けられる。さらに、第3温度検出器TC3は反応管310より上方若しくは反応管310の上部中央を含む範囲に設けられている。   The temperature monitor unit 4a detects the temperatures of the first to third temperature detectors TC1 to TC3. Here, the first temperature detector TC1 is provided for each of the zones Z1 to Z5 in the vicinity of the heating element 20. The second temperature detector TC2 is provided for each of the zones Z1 to Z5 in the peripheral portion in the reaction tube 310. Further, the third temperature detector TC3 is provided above the reaction tube 310 or in a range including the upper center of the reaction tube 310.

加熱制御部4bは、温度モニタ部4aの検出結果に基づき各ゾーンZ1〜Z5の発熱体20の発熱量を制御する。また、反射制御部4cは、温度モニタ部4aの検出結果に基づき反射装置90の駆動装置としてのアクチュエータ99を制御する。そして、下面が鏡面仕上げされた反射体(リフレクタ)91を適宜傾斜させて発熱体20から反応管310の上部中央に対する集光度を変更し、同部分の温度制御を行う。   The heating control unit 4b controls the amount of heat generated by the heating elements 20 in the zones Z1 to Z5 based on the detection result of the temperature monitoring unit 4a. Further, the reflection control unit 4c controls the actuator 99 as a driving device of the reflection device 90 based on the detection result of the temperature monitor unit 4a. Then, the reflector (reflector) 91 having a mirror-finished lower surface is appropriately tilted to change the light collection degree from the heating element 20 to the upper center of the reaction tube 310, and the temperature of the same part is controlled.

第一流量制御部4dは流量制御器5aを制御し、圧力制御部4eは圧力制御器6aを制御し、反応ガスの導入と圧力を制御する。また、第二流量制御部4fは流量制御器5bを制御し、排気制御部4gは開閉バルブ7a及び排気ブロア8aを制御し、冷却ガスの導入と排出とを制御する。   The first flow rate control unit 4d controls the flow rate controller 5a, and the pressure control unit 4e controls the pressure controller 6a to control the introduction of the reaction gas and the pressure. The second flow rate control unit 4f controls the flow rate controller 5b, and the exhaust control unit 4g controls the opening / closing valve 7a and the exhaust blower 8a to control introduction and discharge of the cooling gas.

図4に図2中のA部の拡大図を示す。発熱体(ヒータ素線)20は、アルミナ等の絶縁素材としての吊り碍子30によりインナシェル50に固定されている。前記発熱体20には急速加熱が可能である発熱材料、例えばFe−Al−Cr合金が用いられ、発熱表面積が大きくなる様に、断面は平板形状等の形状が採用され、面状発熱体として構成されている。発熱体20は上下に蛇行状の折返部21,22を有しており、中間部は上折返部21と下折返部22とをそれぞれ半ピッチずらして接続する素線部23と、各素線部23間に位置する隙間24から構成されている。また、発熱体20の上部は吊り碍子30に保持される折曲部20aとして折り曲げ加工がなされている。インナシェル50内面は鏡面仕上げされており、発熱体の素線部23裏面から輻射される熱線を前記内面で反射させ、隙間24から加熱空間18に向かって放射する。   FIG. 4 shows an enlarged view of portion A in FIG. The heating element (heater wire) 20 is fixed to the inner shell 50 by a hanging insulator 30 as an insulating material such as alumina. The heating element 20 is made of a heat-generating material that can be rapidly heated, such as an Fe-Al-Cr alloy, and has a cross-sectional shape such as a flat plate so as to increase the heat-generating surface area. It is configured. The heating element 20 has meandering folded portions 21 and 22 above and below, and an intermediate portion includes a strand portion 23 that connects the upper folded portion 21 and the lower folded portion 22 with a half-pitch shift, and each strand. It is comprised from the clearance gap 24 located between the parts 23. FIG. Further, the upper portion of the heating element 20 is bent as a bent portion 20 a held by the hanging insulator 30. The inner surface of the inner shell 50 is mirror-finished, and heat rays radiated from the rear surface of the wire portion 23 of the heating element are reflected by the inner surface and radiated from the gap 24 toward the heating space 18.

絶縁材料としての吊り碍子30はアルミナ等の耐熱絶縁材料よりなる上碍子31及び下碍子32からなり、上金具33と下金具34で発熱体20の上部における折曲部20aを挟んで、ピン35で溶着固定されている。下金具34は二カ所の折曲部においてボルト36によりインナシェル50に取り付けられる。   The hanging insulator 30 as an insulating material includes an upper insulator 31 and a lower insulator 32 made of a heat-resistant insulating material such as alumina, and the pin 35 is sandwiched between the upper metal member 33 and the lower metal member 34 with the bent portion 20a at the upper part of the heating element 20 interposed therebetween. It is fixed by welding. The lower metal fitting 34 is attached to the inner shell 50 by bolts 36 at two bent portions.

インナシェル50には中央に貫通孔40aを有し気道14内の冷却ガスをインナシェル50内部に供給する複数の急冷パイプ40がインナシェル50の内壁から加熱空間18側に向かって突出するように設けられている。急冷パイプ40はアルミナ等の絶縁耐熱材料により形成されている。この急冷パイプ40は、隙間24において発熱体20を貫通する貫通部40dと、この貫通部40dが発熱体20を貫通する貫通方向Vに交差する方向にこの貫通部40dよりも突出する突出部としての略円形の鍔40b、40cにより発熱体20の中腹の動きを制限する。すなわち、一対の鍔40b、40c間の貫通部40dに溝を形成する。さらに発熱体20の下端を下段の吊り碍子30の上端位置に重なる位置に設け、発熱体20の下端の急冷パイプ40の貫通方向に対する動きを制限する。   The inner shell 50 has a through hole 40a in the center, and a plurality of quench pipes 40 for supplying the cooling gas in the air passage 14 into the inner shell 50 protrude from the inner wall of the inner shell 50 toward the heating space 18 side. Is provided. The quench pipe 40 is made of an insulating heat resistant material such as alumina. The quenching pipe 40 includes a through portion 40d that penetrates the heating element 20 in the gap 24, and a protruding portion that protrudes from the through portion 40d in a direction that intersects the penetration direction V in which the penetration portion 40d penetrates the heating element 20. The movement of the middle of the heating element 20 is limited by the substantially circular ridges 40b and 40c. That is, a groove is formed in the through portion 40d between the pair of flanges 40b and 40c. Furthermore, the lower end of the heating element 20 is provided at a position overlapping the upper end position of the lower hanging insulator 30 to limit the movement of the lower end of the heating element 20 in the penetration direction of the quench pipe 40.

インナシェル50の裏面には冷却媒体流通通路としての水冷管59が設けられている。この水冷管59は、インナシェル50の外面に軸心方向に螺旋状に巻き付けられて溶着される。例えば給・排水経路59a,59bを介して冷却水等の冷却媒体を流すことによりインナシェル50の温度上昇を防ぎ、ほぼ一定に保つ。   On the back surface of the inner shell 50, a water cooling pipe 59 as a cooling medium circulation passage is provided. The water-cooled tube 59 is wound around the outer surface of the inner shell 50 in a spiral manner in the axial direction and welded. For example, by flowing a cooling medium such as cooling water through the supply / drainage paths 59a and 59b, the temperature of the inner shell 50 is prevented from rising and kept almost constant.

インナシェル50の外側には複数の接続碍子51を介して絶縁状態でアウタシェル60が取り付けられる。接続碍子51は絶縁性と耐熱性を有するアルミナ材で製作されているため、不測に発熱体20とインナシェル50とが接触し、インナシェル50に電流が伝わる等により例えば短絡しても、接続碍子51により電流がアウタシェル60に伝わることはない。   The outer shell 60 is attached to the outside of the inner shell 50 in an insulated state via a plurality of connecting insulators 51. Since the connecting insulator 51 is made of an alumina material having insulation and heat resistance, even if the heating element 20 and the inner shell 50 are unexpectedly brought into contact with each other and a current is transmitted to the inner shell 50, for example, the connection insulator 51 is connected. The insulator 51 does not transmit current to the outer shell 60.

接続碍子51の内側はインナシェル50に対し第一のボルト52で固定される。一方、接続碍子51の外側はアウタシェル60に対し絶縁耐熱材料としての環状中空状のカラー53を介して第二のボルト54で固定される。カラー53はアウタシェルの取付孔を貫通して設けられ、アウタシェル60の肉厚よりも厚く形成され、第二のボルト54の頭部下面と接続碍子51外面との間にクリアランス(隙間)を設けている。インナシェル50が熱膨張によって膨らんでも、その変形分をこのクリアランスにより吸収し、アウタシェル60に熱応力が作用することを防ぎ、アウタシェル60の変形を防止している。   The inner side of the connecting insulator 51 is fixed to the inner shell 50 with a first bolt 52. On the other hand, the outer side of the connecting insulator 51 is fixed to the outer shell 60 with a second bolt 54 via an annular hollow collar 53 as an insulating heat resistant material. The collar 53 is provided through the mounting hole of the outer shell, is formed thicker than the thickness of the outer shell 60, and provides a clearance (gap) between the lower surface of the head of the second bolt 54 and the outer surface of the connecting insulator 51. Yes. Even if the inner shell 50 swells due to thermal expansion, the amount of deformation is absorbed by this clearance to prevent thermal stress from acting on the outer shell 60 and to prevent deformation of the outer shell 60.

アウタシェル60のさらに外側には柱62を介して最外殻である側壁外層としての化粧パネル70が設けられている。この化粧パネル70はフランジを有する柱62を介してアウタシェル60と例えば金属製のリべット62aにより固定アウタシェル60の上部には円筒状の前記気道14に連通する開口61aが設けられ、この開口61aにパイプ61の一端が溶接される。パイプ61は化粧パネル70を貫通し、その他端が冷却ガス導入ダクト7yに連通している。なお、柱62、化粧パネル70は導電性を有する材料から構成されており、例えば、ステンレス材料等の金属材料から構成されている。このため、化粧パネル70とアウタシェル60とは柱62を介して導電する状態で接続されている。なお、アウタシェル60や化粧パネル70に対する導電を上述の如く防ぐことで基板処理装置全体への導電を防止し、作業時の感電等や基板処理装置内の電装品が破損することを防いでいる。   On the outer side of the outer shell 60, a decorative panel 70 is provided as a side wall outer layer which is an outermost shell through a column 62. The decorative panel 70 is provided with an opening 61a communicating with the cylindrical airway 14 at the upper part of the outer shell 60 through a pillar 62 having a flange, for example, by a metal rivet 62a. One end of the pipe 61 is welded to 61a. The pipe 61 penetrates the decorative panel 70, and the other end communicates with the cooling gas introduction duct 7y. In addition, the pillar 62 and the decorative panel 70 are comprised from the material which has electroconductivity, for example, is comprised from metal materials, such as stainless steel material. For this reason, the decorative panel 70 and the outer shell 60 are connected in a conductive state via the pillar 62. In addition, by preventing the conduction to the outer shell 60 and the decorative panel 70 as described above, the conduction to the entire substrate processing apparatus is prevented, and an electric shock at the time of work and the electrical components in the substrate processing apparatus are prevented from being damaged.

図4に示すように、インナシェル50は上下に複数分割されている。分割された上側のシェルとこれに隣接する下側のシェルとの間には隙間50sが設けられている。そして、インナシェル50のうち上側のシェルである上側シェルに設けられた第一フランジ50tと下側シェルの水冷管59との間にセラミックファイバー等の断熱部材よりなる断熱ブランケット50aを介在させ、隙間50sからの熱逃げを防ぎ、熱的に上下のシェルを分断している。   As shown in FIG. 4, the inner shell 50 is divided into a plurality of parts in the vertical direction. A gap 50 s is provided between the divided upper shell and the lower shell adjacent thereto. And between the 1st flange 50t provided in the upper shell which is an upper shell among the inner shells 50, and the water cooling pipe 59 of a lower shell, the heat insulation blanket 50a which consists of heat insulation members, such as a ceramic fiber, is interposed, and gap The heat escape from 50s is prevented, and the upper and lower shells are thermally divided.

図7に示すように、中間部11の下部では、インナシェル50の外側に張り出した第二フランジ50xとアウタシェル60の内側に張り出した第三フランジ60xとの間に断熱及び絶縁部材としての断熱ブランケット50yを介在させてある。これにより、インナシェル50とアウタシェル60との間は絶縁されると共に断熱ブランケット50yにより気密状態が保たれる。また、第三フランジ60xと底蓋72aとの間に断熱部材としての断熱ブランケット60yを設け、インナシェル50内部空間の気密を保っている。中間部11と天井部10との間にも同趣旨の構造が採用され、絶縁状態と気密状態が保たれる。最下段の発熱体20の下部は発熱体20の中腹の動きを制限する急冷パイプ40とは別に設けられた急冷パイプ42により支持されている。   As shown in FIG. 7, at the lower part of the intermediate part 11, a heat insulation and a heat insulation blanket as an insulation member are provided between the second flange 50 x projecting outside the inner shell 50 and the third flange 60 x projecting inside the outer shell 60. 50y is interposed. Thereby, the inner shell 50 and the outer shell 60 are insulated from each other and kept airtight by the heat insulating blanket 50y. Further, a heat insulating blanket 60y as a heat insulating member is provided between the third flange 60x and the bottom lid 72a to keep the inner shell 50 internal space airtight. A structure having the same concept is also adopted between the intermediate portion 11 and the ceiling portion 10 to maintain an insulating state and an airtight state. The lower part of the lowermost heating element 20 is supported by a quenching pipe 42 provided separately from the quenching pipe 40 that restricts the movement of the middle of the heating element 20.

次に、図8〜11を参照しながら、第一温度検出器TC1としての温度センサ101の取付構造100について説明する。温度センサ101は、発熱体20近傍の温度を検出し、ヒータの出力制御を行なうために使用する。正確な温度制御を行なうためには、発熱体20の温度を正確に検出する必要がある。したがって、温度センサは発熱体20の近傍に設置するのが望ましい。温度センサ取付構造100は、図10に一部を示すように、端子ケース13の左右に各ゾーンZ1〜5に対応させて2個ずつ設けられているが、1個ずつでもよい。   Next, the attachment structure 100 of the temperature sensor 101 as the first temperature detector TC1 will be described with reference to FIGS. The temperature sensor 101 detects the temperature in the vicinity of the heating element 20 and is used for controlling the output of the heater. In order to perform accurate temperature control, it is necessary to accurately detect the temperature of the heating element 20. Therefore, it is desirable to install the temperature sensor in the vicinity of the heating element 20. As shown in part in FIG. 10, two temperature sensor mounting structures 100 are provided on the left and right sides of the terminal case 13 so as to correspond to the zones Z1 to Z5.

温度センサ101は、石英やアルミナ等透明な絶縁材よりなる保護管103内の先端に温度検出体としての熱電対接点102を有し、碍子管104で素線が保護され、碍子107に固定された端子108に接続される。碍子管104及び碍子107はアルミナ等の絶縁材料により構成される。内鍔105及び外鍔106は、金属管109aに溶接により固定されている。内鍔105は、第一の開口55aとの間で隙間を形成するように設けられる第一の開口閉塞体として機能する。また、外鍔106は、温度センサを支持する支持部として機能する。また、保護管103は金属管109aに挿入されている。金属管109aにねじ止めされた2本の止めねじ109bは同位置の保護管103に形成された孔を貫通し、保護管内部の碍子管104aに押し当たることで保護管103の回転を防止し且つ固定している。碍子107はねじ106xにより外鍔106に固定される。保護管103は屈曲部を有するようにL型に曲げられており、加熱装置外部と連通している部分、例えば、端子108から熱電対接点102を離隔させることで、温度センサ101先端の温度低下を抑制している。また、保護管103を貫通させる金属管109aと箱55b内面との間には隙間103xが設けられ、この隙間103xの存在で熱伝導による温度低下が抑制される。さらに、インナシェル50の開口55aと内鍔105との間の隙間103yの存在でも熱伝導による温度低下が抑制される。   The temperature sensor 101 has a thermocouple contact 102 as a temperature detector at the tip of a protective tube 103 made of a transparent insulating material such as quartz or alumina, and the strand is protected by an insulator tube 104 and fixed to the insulator 107. Connected to the terminal 108. The insulator tube 104 and the insulator 107 are made of an insulating material such as alumina. The inner rod 105 and the outer rod 106 are fixed to the metal pipe 109a by welding. The inner collar 105 functions as a first opening blocking body provided so as to form a gap with the first opening 55a. Further, the outer casing 106 functions as a support portion that supports the temperature sensor. The protective tube 103 is inserted into the metal tube 109a. The two set screws 109b screwed to the metal tube 109a pass through a hole formed in the protective tube 103 at the same position and press against the insulator tube 104a inside the protective tube to prevent the protective tube 103 from rotating. And it is fixed. The insulator 107 is fixed to the outer casing 106 with a screw 106x. The protective tube 103 is bent in an L shape so as to have a bent portion, and the temperature of the tip of the temperature sensor 101 is lowered by separating the thermocouple contact 102 from a portion communicating with the outside of the heating device, for example, the terminal 108. Is suppressed. Further, a gap 103x is provided between the metal tube 109a penetrating the protective tube 103 and the inner surface of the box 55b, and the presence of the gap 103x suppresses a temperature drop due to heat conduction. Furthermore, even if there is a gap 103y between the opening 55a of the inner shell 50 and the inner flange 105, a temperature decrease due to heat conduction is suppressed.

インナシェル50には第一の開口55aが設けられ、この開口55aに対し隔壁体としての箱55bが気密に設けられる。この箱55bの他面には鍔55cが設けられ、気密箱を形成する。この鍔55cとアウタシェル60の第二の開口65との間には隙間65aが設けられ、箱55bとアウタシェル60との間、すなわちインナシェル50、アウタシェル60間の絶縁を確保している。なお、箱55bと鍔55cは導電性を有する材料から構成されており、例えば、ステンレス材料等の金属材から構成されている。   The inner shell 50 is provided with a first opening 55a, and a box 55b as a partition wall is provided in an airtight manner with respect to the opening 55a. A flange 55c is provided on the other surface of the box 55b to form an airtight box. A gap 65a is provided between the flange 55c and the second opening 65 of the outer shell 60 to ensure insulation between the box 55b and the outer shell 60, that is, between the inner shell 50 and the outer shell 60. The box 55b and the collar 55c are made of a conductive material, and are made of a metal material such as a stainless steel material, for example.

アウタシェル60の各開口65を塞ぐように、ほぼ同形状の第一パッキン111及び第二パッキン112が4本のねじ65xを用いて取付けられる。第一パッキン111は、絶縁性・耐熱性・伸縮性を有する耐熱ペーパ等の部材からなる。また、第二パッキン112は、絶縁性・耐熱性を有し、少なくとも第一パッキン111よりも硬質の適当な硬さを有する例えばポリフッ化ビニリデン等の部材で製作され、伸縮性を有する第一パッキン111を均一に押し付ける。   The first packing 111 and the second packing 112 having substantially the same shape are attached by using four screws 65x so as to close the openings 65 of the outer shell 60. The first packing 111 is made of a member such as heat-resistant paper having insulating properties, heat resistance, and stretchability. Further, the second packing 112 is made of a member such as polyvinylidene fluoride having insulation and heat resistance, and having a suitable hardness that is at least harder than the first packing 111, and has elasticity. Press 111 evenly.

温度センサ101は、2本のねじ55xを用いて、鍔55cに取付けられる。このとき、第一、第二パッキン111,112は外鍔106によってさらに押さえられるため、気道14の雰囲気が隙間65aを介してインナシェル50内部に流入するのを防止できる。なお、金属製の外鍔106はねじ55xを介してインナシェル50と導通するが、第一、第二パッキン111,112により絶縁されてアウタシェル60とは導通しない。内鍔105は第一、第二パッキン111,112の孔111a,112aを貫通して箱55b内に入り、開口55aをほぼ塞ぐことで、発熱体20からの熱線が直接第一、第二パッキン111,112に到達することを妨げ、これらのパッキンが熱線により劣化することを防止している。しかも、隙間103yを設けることにより、加熱空間18の雰囲気と箱55b内側の雰囲気とを同等程度の温度とすることができ、箱55b内側の雰囲気の温度影響により、温度センサ101が悪影響を受けることなく、より正確な温度を測定することができる。   The temperature sensor 101 is attached to the flange 55c using two screws 55x. At this time, since the first and second packings 111 and 112 are further pressed by the outer casing 106, the atmosphere of the airway 14 can be prevented from flowing into the inner shell 50 through the gap 65a. The metal outer casing 106 is electrically connected to the inner shell 50 through the screw 55x, but is insulated by the first and second packings 111 and 112 and is not electrically connected to the outer shell 60. The inner flange 105 passes through the holes 111a and 112a of the first and second packings 111 and 112, enters the box 55b, and closes the opening 55a, so that the heat rays from the heating element 20 are directly applied to the first and second packings. This prevents the packings 111 and 112 from reaching and prevents these packings from being deteriorated by heat rays. Moreover, by providing the gap 103y, the atmosphere in the heating space 18 and the atmosphere inside the box 55b can be set to the same temperature, and the temperature sensor 101 is adversely affected by the temperature effect of the atmosphere inside the box 55b. More accurate temperature can be measured.

このように温度センサ101をインナシェル50に対して気密に取付けしたので、気道14からの冷却ガスの流入がなく、発熱体20の温度をより正確に検出できるようになった。また、隙間65aを設け、さらに、隙間65aを絶縁物で塞いだので、インナシェル50、アウタシェル60間の絶縁も確保することができるようになった。また、万一発熱体20が温度センサ101付近で熱変形しても、温度センサ101の外形と同サイズで形成されている内鍔105や金属管109aに至る可能性は極めて低く、絶縁体である保護管103と接触することになり、内鍔105、外鍔106等の温度センサ取付部においても絶縁を確保することができる。しかも、インナシェル50は内面に断熱材を有さず、また、気道14及び急冷チューブ40の採用により、昇温及び降温のスループットを向上させ得るに至っている。   Since the temperature sensor 101 is airtightly attached to the inner shell 50 as described above, there is no inflow of cooling gas from the airway 14, and the temperature of the heating element 20 can be detected more accurately. Further, since the gap 65a is provided and the gap 65a is closed with an insulator, insulation between the inner shell 50 and the outer shell 60 can be secured. Even if the heating element 20 is thermally deformed in the vicinity of the temperature sensor 101, the possibility of reaching the inner shell 105 or the metal tube 109a formed with the same size as the outer shape of the temperature sensor 101 is extremely low. It comes into contact with a certain protective tube 103, and insulation can be ensured even at temperature sensor mounting portions such as the inner flange 105 and the outer flange 106. Moreover, the inner shell 50 does not have a heat insulating material on the inner surface, and by adopting the airway 14 and the quenching tube 40, the throughput of temperature rise and temperature fall can be improved.

次に、上記基板処理装置1の動作について説明する。
ウェーハ305の処理は、このウェーハ305が装填された前記ボート300がボートエレベータにより前記反応管310に装入され、前記加熱装置3の加熱により所定温度迄急速加熱される。この加熱装置3により前記ウェーハ305を所定温度に加熱した状態で前記反応ガス導入管5xより反応ガスが導入され、前記排気管6xを介して排気ガスが排出され、前記ウェーハ305に所要の熱処理がなされる。
Next, the operation of the substrate processing apparatus 1 will be described.
In the processing of the wafer 305, the boat 300 loaded with the wafer 305 is loaded into the reaction tube 310 by a boat elevator and rapidly heated to a predetermined temperature by the heating device 3. While the wafer 305 is heated to a predetermined temperature by the heating device 3, the reaction gas is introduced from the reaction gas introduction pipe 5 x, the exhaust gas is discharged through the exhaust pipe 6 x, and a necessary heat treatment is performed on the wafer 305. Made.

通常、前記ボート300の装入前は所要の温度、例えば550℃に保温しておき、このボート300が装入された後はウェーハ処理温度、例えば850℃迄昇温保持される。尚、装入前の温度、処理温度は基板処理装置での処理内容に応じて適切な温度が選択される。   Usually, the temperature of the boat 300 is kept at a required temperature, for example, 550 ° C. before the boat 300 is charged. After the boat 300 is charged, the temperature is raised to a wafer processing temperature, for example, 850 ° C. In addition, the temperature before loading and the processing temperature are appropriately selected according to the processing content in the substrate processing apparatus.

前記発熱体20の各段の発熱体20は温度モニタ部4aによって独立したゾーン毎に測定され、発熱体20及び反射装置90により温度制御される。各ゾーンの発熱体20は連続した1つの発熱体であるので、この発熱体20に異常があった場合、例えば断線があった場合も直ちに発見でき、各段の発熱体の劣化状態も容易に把握することができる。   The heating element 20 at each stage of the heating element 20 is measured for each independent zone by the temperature monitor unit 4a, and the temperature is controlled by the heating element 20 and the reflection device 90. Since the heating element 20 in each zone is one continuous heating element, if there is an abnormality in the heating element 20, for example, if there is a disconnection, it can be detected immediately, and the deterioration state of the heating element in each stage can be easily found. I can grasp it.

処理が完了すると、ウェーハ出炉温度、例えば550℃迄急速冷却される。このウェーハ305処理後の冷却は、前記流量制御器5a及びエアバルブ7aが開かれ、空気或は窒素ガス等不活性ガスが冷却ガスとして前記冷却ガス供給ライン5y、7より供給される。前記冷却ガス供給ラインから供給された冷却ガスは急冷パイプ40の貫通孔40aを通じて加熱空間18に流入し、発熱体20を外面、内面の両側から急速に冷却する。   When the process is complete, it is rapidly cooled to the wafer exit temperature, eg, 550 ° C. For the cooling after the processing of the wafer 305, the flow rate controller 5a and the air valve 7a are opened, and an inert gas such as air or nitrogen gas is supplied from the cooling gas supply lines 5y and 7 as a cooling gas. The cooling gas supplied from the cooling gas supply line flows into the heating space 18 through the through hole 40a of the quenching pipe 40, and cools the heating element 20 from both the outer surface and the inner surface.

このような冷却パイプ40を用いた構成では、ヒータの冷却速度、延いてはウェーハの冷却速度を向上させることができ、ウェーハ処理のスループットを向上させることができる。また、冷却パイプ40は発熱体押さえと冷却ガス供給管とを兼ねているため、別途ヒータ冷却用のガス管を設ける必要がなく、それ故、ヒータ内壁における発熱体面積を向上させることができる。さらに、冷却パイプ40の貫通孔40aの開口部は発熱体20よりも内側にて開口しているので、冷却ガスにより発熱体20が局所的に冷却されることを防止する。その結果、発熱体20の局所的な変形、捩れ、亀裂を抑制し、延いては、発熱体20の断線、反応管310との接触を防止できる。   In such a configuration using the cooling pipe 40, the cooling rate of the heater, and thus the cooling rate of the wafer can be improved, and the throughput of the wafer processing can be improved. Further, since the cooling pipe 40 serves as both a heating element presser and a cooling gas supply pipe, it is not necessary to provide a separate gas pipe for cooling the heater, so that the area of the heating element on the inner wall of the heater can be improved. Furthermore, since the opening part of the through-hole 40a of the cooling pipe 40 is opened inside the heat generating body 20, the heat generating body 20 is prevented from being locally cooled by the cooling gas. As a result, local deformation, twisting, and cracking of the heating element 20 can be suppressed, and further, disconnection of the heating element 20 and contact with the reaction tube 310 can be prevented.

円筒状の気道14に導入される冷却ガスは、容積の大きな冷却ガス導入ダクト7yを経て分散されることで、気道14に均一に冷却ガスが流入し、冷却むらの発生が防止される。その後、冷却ガスは、複数のパイプ61、気道14、複数の急冷パイプ40を介して加熱空間18に吹き込まれ、加熱空間18を上昇して排気導路81より排気される。インナシェル50内面は加熱空間18を上昇する冷却ガスにより冷却され、均熱管315及び反応管310は加熱空間18及び均熱管内空間317を上昇する冷却ガスにより急速に冷却される。これらにより反応管310内のウェーハ305は急速冷却される。発熱体20にFe−Cr−Alやカーボン、SiC等の発熱体を採用することで、急速加熱、高温加熱が可能となり、更に冷却ガスによる加熱装置3の冷却により急速冷却が可能となっている。   The cooling gas introduced into the cylindrical air passage 14 is dispersed through the cooling gas introduction duct 7y having a large volume, so that the cooling gas uniformly flows into the air passage 14 and the occurrence of uneven cooling is prevented. Thereafter, the cooling gas is blown into the heating space 18 through the plurality of pipes 61, the airway 14, and the plurality of quenching pipes 40, and rises in the heating space 18 and is exhausted from the exhaust conduit 81. The inner surface of the inner shell 50 is cooled by the cooling gas rising in the heating space 18, and the soaking tube 315 and the reaction tube 310 are rapidly cooled by the cooling gas rising in the heating space 18 and the soaking tube inner space 317. As a result, the wafer 305 in the reaction tube 310 is rapidly cooled. By adopting a heating element such as Fe—Cr—Al, carbon, or SiC as the heating element 20, rapid heating and high temperature heating are possible, and further rapid cooling is possible by cooling the heating device 3 with a cooling gas. .

冷却が完了すると、ボートエレベータによりボート300が降下され、このボート300から処理済のウェーハ305が払出される。尚、減圧処理の場合は、反応室を大気圧迄復帰させた後、ボート300が降下される。   When the cooling is completed, the boat 300 is lowered by the boat elevator, and the processed wafer 305 is discharged from the boat 300. In the case of the decompression process, the boat 300 is lowered after returning the reaction chamber to atmospheric pressure.

次に、本発明の第二〜第六の実施形態について、図12〜16を参照しながら説明する。なお、第一の実施形態と同様の部材には同一の符号を附してある。   Next, second to sixth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to 1st embodiment.

図12に示す第二の実施形態では、温度センサ取付構造100における温度センサ121は、外鍔126がこれより大径で隙間65aを有するアウタシェル60の開口65との間をパッキン129とねじ120b、120cにより塞いでいる。このパッキン129としては柔軟性があり絶縁性を備える耐熱部材が望ましく、ポリフッ化ビニリデン等が用いられる。インナシェル50の開口55aに固定される内鍔125と外鍔126との間に気密状態の内箱127及び外箱128を形成し、気道14内の冷却ガスがインナシェル50内側へ流入することを防いでいる。   In the second embodiment shown in FIG. 12, the temperature sensor 121 in the temperature sensor mounting structure 100 includes a packing 129 and screws 120b between the outer shell 126 and the opening 65 of the outer shell 60 having a larger diameter and a gap 65a. It is blocked by 120c. The packing 129 is preferably a heat-resistant member having flexibility and insulation, and polyvinylidene fluoride or the like is used. Airtight inner box 127 and outer box 128 are formed between inner casing 125 and outer casing 126 fixed to opening 55a of inner shell 50, and cooling gas in airway 14 flows into inner shell 50. Is preventing.

同構造では、パッキン129が柔軟性を有するため、インナシェル50の熱膨張による変形を吸収することができる。また、内箱127と外箱128との間にクリアランスを有するため、冷却ガスによる温度センサ101の不測の冷却を防ぐことができる。なお、内鍔125を固定するねじ120aは取り付け・取り外し等の操作が困難である。また、このねじ120aの操作のために内鍔125が拡大し、水冷管59の間隔が第一の実施形態より増大し、急冷が困難となる点で、第一の実施形態が優れている。   In this structure, since the packing 129 has flexibility, the deformation due to the thermal expansion of the inner shell 50 can be absorbed. In addition, since there is a clearance between the inner box 127 and the outer box 128, unexpected cooling of the temperature sensor 101 by the cooling gas can be prevented. Note that it is difficult to attach and remove the screw 120a for fixing the inner collar 125. The first embodiment is superior in that the inner flange 125 is enlarged due to the operation of the screw 120a, the interval between the water-cooled tubes 59 is increased from that of the first embodiment, and rapid cooling becomes difficult.

図13に示す第三の実施形態において第一の実施形態と異なる点は、箱55bの鍔55cを内側に配向している点である。第三の実施形態でも第一の実施の形態と同様の作用効果を奏するが、同サイズの温度センサ101を用いる場合、インナシェル50の開口55aが増大する点等で、第一の実施形態が優れている。   The third embodiment shown in FIG. 13 is different from the first embodiment in that the flange 55c of the box 55b is oriented inward. In the third embodiment, the same effects as in the first embodiment are obtained. However, when the temperature sensor 101 having the same size is used, the first embodiment is different in that the opening 55a of the inner shell 50 is increased. Are better.

図14に示す第四の実施形態では、温度センサ取付構造100における温度検出器としての温度センサ151は、第二の実施形態と異なり、箱152の他面に内鍔154を設け、箱152内部の空間155と加熱空間18とを連通させてある。上述の第一の実施形態では、温度センサ151の熱接点102のすぐ外側に箱55b内の空間を形成し、該空間と加熱空間18とを同一雰囲気することで、気道14の冷却ガスによる温度低下を抑制してある。そのため、本実施形態に比べ、第一の実施形態はより正確な温度測定が可能である点で優れている。但し、本実施形態は、第二の実施形態と異なり空間155と加熱空間18とを同一雰囲気にでき、温度センサ151外部への熱逃げによる検出温度の低下を防止することが可能となる点で第二の実施形態より優れている。しかも、この空間155は、金属管109aと箱152との間で空隙155aを形成することになる。この空隙155aにより、気道14を流れる冷却ガスとの熱伝導による温度低下を防止することができる。よって、発熱体20の温度をより正確に検出することができる。以下の第五,第六の実施形態においても同様の構成である。   In the fourth embodiment shown in FIG. 14, the temperature sensor 151 as a temperature detector in the temperature sensor mounting structure 100 is different from the second embodiment in that an inner collar 154 is provided on the other surface of the box 152, The space 155 and the heating space 18 are communicated with each other. In the first embodiment described above, a space in the box 55b is formed just outside the thermal contact 102 of the temperature sensor 151, and the space and the heating space 18 have the same atmosphere, so that the temperature of the airway 14 by the cooling gas is increased. The decrease is suppressed. Therefore, compared with the present embodiment, the first embodiment is superior in that a more accurate temperature measurement is possible. However, in this embodiment, unlike the second embodiment, the space 155 and the heating space 18 can be made the same atmosphere, and it is possible to prevent a decrease in the detected temperature due to heat escape to the outside of the temperature sensor 151. It is superior to the second embodiment. Moreover, this space 155 forms a gap 155a between the metal tube 109a and the box 152. This gap 155a can prevent a temperature drop due to heat conduction with the cooling gas flowing through the airway 14. Therefore, the temperature of the heating element 20 can be detected more accurately. The following fifth and sixth embodiments have the same configuration.

また、第四の実施形態における温度センサ151は、第一の開口55aを塞ぐ大きさの内鍔154をインナシェル50に耐熱ペーパ等のパッキン161を挟んでねじ150aにより固定してある。これにより、加熱空間18への気道14の冷却ガスの漏れを確実に防止することができ、発熱体20間の機差を抑制することが可能となる。しかし、本実施形態では、パッキン161は発熱体20からの熱線を受けやすく、熱劣化しやすい。この点でパッキン111,112に対する熱線の影響が少ない第一の実施形態の方が優れている。また、外鍔153とアウタシェル60の第二の開口65との間に隙間65aを設け、その隙間65aを第一、第二パッキン111,112で塞ぎ、絶縁及び気密を確保している。   Further, in the temperature sensor 151 according to the fourth embodiment, an inner flange 154 large enough to close the first opening 55a is fixed to the inner shell 50 by a screw 150a with a packing 161 such as heat-resistant paper interposed therebetween. As a result, leakage of the cooling gas from the air passage 14 to the heating space 18 can be reliably prevented, and machine differences between the heating elements 20 can be suppressed. However, in the present embodiment, the packing 161 easily receives heat rays from the heating element 20 and is likely to be thermally deteriorated. In this respect, the first embodiment with less influence of heat rays on the packings 111 and 112 is superior. Further, a gap 65a is provided between the outer casing 153 and the second opening 65 of the outer shell 60, and the gap 65a is closed by the first and second packings 111 and 112 to ensure insulation and airtightness.

ところで、第一の実施形態では、箱55bの鍔55cと、温度センサ101の外鍔106と、アウタシェル60とを同一平面上に位置合わせする必要がある。しかし、箱55b、鍔55c、外鍔106及びアウタシェル60には、それぞれ製作公差があり、インナシェル50及びアウタシェル60は円筒形を呈し、周面湾曲し、しかもそれらは同心上に配置されている。さらに、箱55bはインナシェル50に溶接により取り付けられる。そのような条件下では、鍔55c、外鍔106及びアウタシェル60の3つの部材を同一周面上に位置合わせするのは困難である。そこで、隙間65aを硬さの異なる2の絶縁材料で塞ぎ、さらに外鍔106で押さえることで位置合わせを行っている。   By the way, in 1st embodiment, it is necessary to align the collar 55c of the box 55b, the outer collar 106 of the temperature sensor 101, and the outer shell 60 on the same plane. However, the box 55b, the collar 55c, the outer collar 106, and the outer shell 60 have manufacturing tolerances, respectively, and the inner shell 50 and the outer shell 60 have a cylindrical shape and are circumferentially curved. . Further, the box 55b is attached to the inner shell 50 by welding. Under such conditions, it is difficult to align the three members of the flange 55c, the outer flange 106, and the outer shell 60 on the same circumferential surface. Therefore, the gap 65a is closed with two insulating materials having different hardnesses, and is further pressed by the outer casing 106 to perform alignment.

他方、この隙間65aの気密を確保するためには、上述の3つの部材を同一周面上に位置合わせする必要がある。しかし、本実施形態では、箱152を温度センサ151の外鍔153に取り付けたので、この外鍔153が箱の鍔ともなり、外鍔153とアウタシェル60との位置合わせで足りる。また、箱152の内鍔154をインナシェル50にねじ150aで取り付けるので、位置合わせも容易となる。よって、外鍔153とアウタシェル60との位置合わせが容易にでき、ヒータの製作が簡素化され、隙間65aの気密も確保できる。   On the other hand, in order to ensure the airtightness of the gap 65a, it is necessary to align the above-mentioned three members on the same peripheral surface. However, in this embodiment, since the box 152 is attached to the outer casing 153 of the temperature sensor 151, the outer casing 153 also serves as a box casing, and the alignment between the outer casing 153 and the outer shell 60 is sufficient. Further, since the inner collar 154 of the box 152 is attached to the inner shell 50 with the screw 150a, the alignment is also facilitated. Therefore, it is possible to easily align the outer casing 153 and the outer shell 60, simplify the manufacture of the heater, and ensure the airtightness of the gap 65a.

ところで、第一の実施形態では、箱55bはインナシェル50に取り付けてあり、その箱55bの鍔55cと温度センサ101の外鍔106とをアウタシェル60に固定している。そのため、各温度センサ101と発熱体20との距離を均一にするには、箱55b、鍔55c及び温度センサ101の外鍔106の位置合わせを行う必要がある。しかし、上述の如く、これらの部材の位置合わせは困難であり、隙間65aを硬さの異なる2の絶縁材料を介して固定してある。   In the first embodiment, the box 55b is attached to the inner shell 50, and the flange 55c of the box 55b and the outer flange 106 of the temperature sensor 101 are fixed to the outer shell 60. Therefore, in order to make the distance between each temperature sensor 101 and the heating element 20 uniform, it is necessary to align the box 55b, the collar 55c and the outer collar 106 of the temperature sensor 101. However, as described above, it is difficult to align these members, and the gap 65a is fixed via two insulating materials having different hardnesses.

他方、本実施形態では、箱152を温度センサ151の外鍔153に取り付けたので、この外鍔153が箱152の鍔ともなり、外鍔153とアウタシェル60との位置合わせで足りる。よって、外鍔153とアウタシェル60との位置合わせが容易にでき、各温度センサ101と発熱体20との距離を均一にすることができる。   On the other hand, in the present embodiment, since the box 152 is attached to the outer casing 153 of the temperature sensor 151, the outer casing 153 also serves as a casing of the box 152, and alignment between the outer casing 153 and the outer shell 60 is sufficient. Therefore, the outer casing 153 and the outer shell 60 can be easily aligned, and the distance between each temperature sensor 101 and the heating element 20 can be made uniform.

ところで、第一の実施形態では、隙間65aの気密を確保するために、外鍔106で絶縁材料を隙間65aに押しつけるように、ねじ55xを強固に締め付けている。このような締め付けの場合、高温箇所では部材の熱膨張による変形等によって取り外しが困難となる場合がある。他方、本実施形態では、上述の如く外鍔153とアウタシェル60との位置合わせが容易にできる。そのため、隙間65aの気密を得るために絶縁材料を押さえ付けるようにねじ150b,cを強固に締め付ける必要がない。よって、規定トルクでねじを締めても隙間65aの気密は確保できる。また、上述の如くねじの取り外しが困難となることもない。なお、第一の実施形態のねじ55xは、アウタシェル60、気道14間で用いてあり、上述の如き現象は生じにくい。   By the way, in 1st embodiment, in order to ensure the airtightness of the clearance gap 65a, the screw 55x is tightened firmly so that an insulating material may be pressed on the clearance gap 65a with the outer casing 106. In the case of such tightening, it may be difficult to remove the member at a high temperature due to deformation due to thermal expansion of the member. On the other hand, in the present embodiment, the outer casing 153 and the outer shell 60 can be easily aligned as described above. Therefore, it is not necessary to firmly tighten the screws 150b and 150 so as to press the insulating material in order to obtain the airtightness of the gap 65a. Therefore, the airtightness of the gap 65a can be secured even if the screw is tightened with the specified torque. Further, as described above, it is not difficult to remove the screw. Note that the screw 55x of the first embodiment is used between the outer shell 60 and the airway 14, and the phenomenon as described above hardly occurs.

しかし、本実施形態では、内鍔154をねじ150aでインナシェル50に固定するため、構造上、ねじ150aは取り付け・取り外し等の操作が困難となる。また、取り付け作業時に内部にねじを落とす可能性もある。しかも、このねじ150aの操作のために内鍔154が拡大し、水冷管59の間隔が第一の実施形態より増大し、急冷が困難となる。これらの不都合がない点で第一の実施形態が優れている。   However, in the present embodiment, since the inner flange 154 is fixed to the inner shell 50 with the screw 150a, the screw 150a is difficult to install and remove. In addition, there is a possibility of dropping screws inside during the installation work. Moreover, the inner flange 154 is enlarged due to the operation of the screw 150a, the interval between the water-cooled tubes 59 is increased as compared with the first embodiment, and rapid cooling becomes difficult. The first embodiment is superior in that there are no inconveniences.

図15に示す第五の実施形態では、内鍔154とインナシェル50の第一の開口55aとの間で隙間55dを設けている。インナシェル50には、絶縁体としての耐熱ペーパ等のパッキン161をねじ150aにより取り付ける。そして、外鍔153をアウタシェル60に固定することで、内鍔154をパッキン161に押し当てて隙間55dを塞いである。この隙間55dにより、インナシェル50とアウタシェル60とを発熱体20に近い箇所で絶縁できる。また、構造上、発熱体20が熱変形したとしても、発熱体20が接触するのは絶縁体である保護管103であり、金属製の内鍔154や金属管109aに接触する可能性は極めて低い。したがって、インナシェル50と内鍔154とは導通せず、発熱体20とインナシェル50が接触しても、外鍔153を介して電流がアウタシェル60や化粧パネル70や基板処理装置全体に漏洩することもない。隙間55dで絶縁できるので、第二の開口65a及び内鍔154を塞ぐ大きさの外鍔153をアウタシェル60にねじにより直接固定することができる。   In the fifth embodiment shown in FIG. 15, a gap 55 d is provided between the inner flange 154 and the first opening 55 a of the inner shell 50. A packing 161 such as heat-resistant paper as an insulator is attached to the inner shell 50 with a screw 150a. Then, by fixing the outer flange 153 to the outer shell 60, the inner flange 154 is pressed against the packing 161 to close the gap 55d. By this gap 55d, the inner shell 50 and the outer shell 60 can be insulated at a location close to the heating element 20. Further, because of the structure, even if the heat generating element 20 is thermally deformed, the heat generating element 20 contacts the protective tube 103 which is an insulator, and the possibility of contacting the metal inner casing 154 and the metal tube 109a is extremely high. Low. Therefore, the inner shell 50 and the inner casing 154 are not electrically connected, and even if the heating element 20 and the inner shell 50 come into contact with each other, the current leaks to the outer shell 60, the decorative panel 70, and the entire substrate processing apparatus via the outer casing 153. There is nothing. Since the gap 55d can insulate, the outer casing 153 large enough to block the second opening 65a and the inner casing 154 can be directly fixed to the outer shell 60 with screws.

ところで、本実施形態においても、パッキン161をねじ150aによりインナシェルに固定するため、構造上、ねじ150aの取り付け・取り外し等の操作が困難となる。また、隙間55dを塞ぐパッキン161を取り付け・取り外しするためには、温度センサ151を取り外す必要があり取り外し作業が煩雑となる。他方、第一の実施形態では、アウタシェル60の外側から隙間65aを塞ぐ絶縁体の取り付け・取り外しを容易に行うことができる。よって、これらの不都合がない点で第一の実施形態が優れている。また、パッキン161が発熱体20からの熱線を直接受けるため劣化しやすい点や、この劣化やインナシェル50やアウタシェル60の熱膨張により、内鍔154とパッキン161との間に隙間ができやすい点等については、第一の実施形態の方が優れている点である。   By the way, also in this embodiment, since packing 161 is fixed to an inner shell with the screw 150a, operation, such as attachment / detachment of the screw 150a, becomes difficult on the structure. Further, in order to attach / remove the packing 161 that closes the gap 55d, it is necessary to remove the temperature sensor 151, and the removal work becomes complicated. On the other hand, in the first embodiment, the insulator that closes the gap 65a from the outside of the outer shell 60 can be easily attached and detached. Therefore, the first embodiment is superior in that there is no such inconvenience. In addition, since the packing 161 directly receives the heat rays from the heating element 20, it easily deteriorates, and due to this deterioration and thermal expansion of the inner shell 50 and the outer shell 60, a gap is easily formed between the inner flange 154 and the packing 161. For the above, the first embodiment is superior.

図16に示す第六の実施形態では、内鍔154をテフロン(登録商標)等の絶縁材171を挟んでインナシェル50に絶縁材よりなるねじ171aにて固定し、これら絶縁材料171,171aにより、内鍔154とインナシェル50とを絶縁してある。絶縁材171の厚みは、供給電圧に応じて絶縁可能な厚みに設定すればよく、例えば供給電圧が200Vの場合、5mm程度に設定するとよい。同構成により、第五の実施形態と同様、発熱体20により近い部分で絶縁を確保し、インナシェル50と温度センサ151とを導通しないようにすることができる。   In the sixth embodiment shown in FIG. 16, the inner flange 154 is fixed to the inner shell 50 with an insulating material 171 such as Teflon (registered trademark) with screws 171a made of an insulating material, and these insulating materials 171 and 171a are used. The inner flange 154 and the inner shell 50 are insulated. The thickness of the insulating material 171 may be set to a thickness that can be insulated according to the supply voltage. For example, when the supply voltage is 200 V, the thickness may be set to about 5 mm. With this configuration, as in the fifth embodiment, it is possible to ensure insulation at a portion closer to the heating element 20 and prevent the inner shell 50 and the temperature sensor 151 from conducting.

また、内鍔154とインナシェル50間が絶縁されるので、安価に製作可能な金属製のカバー172により、第二の開口65及び内鍔154より小径の外鍔154をアウタシェル60に固定し、温度センサ151を取り付けることができる。なお、さらに絶縁性を高めるために、カバー172を絶縁材料で製作してもよい。係る場合、外鍔153とアウタシェル60との隙間65aを絶縁体となるカバー172で塞ぐこととなり、外鍔153とアウタシェル60間でも絶縁できる。但し、本実施形態でも、絶縁ねじ171aの取り付け・取り外し等の操作が困難となる。また、絶縁材171の取り付け・取り外し作業も、温度センサ151を取り外す必要があり、取り外し作業が煩雑となる。これらの不都合がない点で、第一の実施形態が優れている。なお、第四及び第五の実施形態において、上述した点以外は、第一の実施形態と同様の作用効果を奏する。   Further, since the inner flange 154 and the inner shell 50 are insulated, the outer cover 154 having a smaller diameter than the second opening 65 and the inner flange 154 is fixed to the outer shell 60 by a metal cover 172 that can be manufactured at low cost. A temperature sensor 151 can be attached. Note that the cover 172 may be made of an insulating material in order to further improve the insulation. In such a case, the gap 65a between the outer casing 153 and the outer shell 60 is closed by the cover 172 serving as an insulator, and the outer casing 153 and the outer shell 60 can be insulated. However, even in this embodiment, operations such as attachment / detachment of the insulation screw 171a become difficult. Also, the attaching / detaching work of the insulating material 171 requires the temperature sensor 151 to be removed, and the removing work becomes complicated. The first embodiment is superior in that there is no such inconvenience. In addition, in 4th and 5th embodiment, there exists an effect similar to 1st embodiment except the point mentioned above.

次に、上記実施形態に対する比較例を図17,18により説明する。図17の第一比較例では、温度センサ131の接点102を発熱体20近傍に設ける必要があるため、インナシェル50、アウタシェル60、化粧パネル70にそれぞれアルミナ製の保護管133を通すための貫通孔H1,H2,H3が設けられる。このような構造だと、気道14内の冷えた雰囲気が貫通孔H1,H2,H3を通ってインナシェル50内部に流入するため、接点102で検出する温度が下がってしまい、より正確な発熱体温度が検出できない。特に、急冷ブロアを稼働させる場合は、冷却ガス量が増大するため発熱体の温度は殆ど検出できず、例えば略室温を検出することとなり、正確な温度制御が困難である。ここで、急冷のための上記排気ブロアを使用する場合とは、ランプダウンレートを設定した急冷だけではなく、温度制御も含まれる。   Next, a comparative example for the above embodiment will be described with reference to FIGS. In the first comparative example of FIG. 17, it is necessary to provide the contact 102 of the temperature sensor 131 in the vicinity of the heating element 20. Holes H1, H2, and H3 are provided. With such a structure, since the cooled atmosphere in the airway 14 flows into the inner shell 50 through the through holes H1, H2, and H3, the temperature detected by the contact 102 decreases, and a more accurate heating element The temperature cannot be detected. In particular, when the quenching blower is operated, the amount of the cooling gas increases, so that the temperature of the heating element can hardly be detected. For example, approximately room temperature is detected, and accurate temperature control is difficult. Here, the case of using the exhaust blower for rapid cooling includes not only rapid cooling with a ramp down rate set but also temperature control.

図18の第二比較例では、上述の温度センサ132に鍔を設けて貫通孔H1,H2,H3を塞いでいる。保護管133には金属製の管134が貫通され、さらに管134に3つの鍔135a,135b,135cが溶接されている。鍔135a,135b,135cはそれぞれ貫通孔H1,H2,H3を塞ぐ。かかる構成だと、インナシェル50とアウタシェル60及び化粧パネル70との間の絶縁が取れず、不測に発熱体20とインナシェル50とが通電した場合にはアウタシェル60及び化粧パネル70まで通電してしまい危険である。また、本比較例では、インナシェル50及びアウタシェル60は熱膨張により径が変わり、貫通孔H1,H2と鍔135a,135bとの間には隙間ができ、温度センサ132の検出温度は低下してしまう。さらに、インナシェル50、アウタシェル60、鍔135a,135bには製作公差もあるため、インナシェル50、アウタシェル60の開口を密閉するのは困難を極める。上述の第一〜第三の実施形態はこれらの不都合を解消することができる。   In the second comparative example of FIG. 18, the temperature sensor 132 is provided with a hook to close the through holes H1, H2, and H3. A metal pipe 134 is penetrated through the protective pipe 133, and three flanges 135 a, 135 b, 135 c are welded to the pipe 134. The collars 135a, 135b, and 135c close the through holes H1, H2, and H3, respectively. With such a configuration, the insulation between the inner shell 50 and the outer shell 60 and the decorative panel 70 cannot be obtained. It is dangerous. In this comparative example, the diameters of the inner shell 50 and the outer shell 60 change due to thermal expansion, and there are gaps between the through holes H1 and H2 and the flanges 135a and 135b, and the temperature detected by the temperature sensor 132 decreases. End up. Furthermore, since the inner shell 50, the outer shell 60, and the flanges 135a and 135b have manufacturing tolerances, it is extremely difficult to seal the openings of the inner shell 50 and the outer shell 60. The first to third embodiments described above can eliminate these disadvantages.

なお、上記比較例では、保護管133は直線形状であるため、端子108と接点102との距離が近くてヒータ外への熱逃げも大きく、検出温度の低下につながり、正確な温度検出が困難である。したがって、保護管は第一の実施形態の保護管103の如くL字形に屈曲されていることが望ましいが、直管型として形成されていてもよい。   In the above comparative example, since the protective tube 133 has a linear shape, the distance between the terminal 108 and the contact 102 is short, and the heat escape to the outside of the heater is large, leading to a decrease in the detection temperature, and accurate temperature detection is difficult. It is. Therefore, the protective tube is preferably bent in an L shape like the protective tube 103 of the first embodiment, but may be formed as a straight tube type.

本明細書は以下の発明をも含むものとする。
1)前記箱55bとしての隔壁体と前記温度検出器との間に空隙103xを設けてある基板処理装置。
This specification includes the following inventions.
1) A substrate processing apparatus in which a gap 103x is provided between the partition wall as the box 55b and the temperature detector.

2)上述の基板処理装置を用いて処理する半導体装置の製造方法であって、前記冷却媒体流通通路14に冷却媒体が流通しつつ前記温度検出器が測定する温度に基づき、加熱制御部が前記加熱装置3を制御し、前記基板を処理する半導体装置の製造方法。   2) A method of manufacturing a semiconductor device using the above-described substrate processing apparatus, wherein the heating control unit is configured to perform heating based on a temperature measured by the temperature detector while the cooling medium flows through the cooling medium circulation passage 14. A method for manufacturing a semiconductor device, which controls the heating device 3 to process the substrate.

3)基板を処理する基板処理装置に用いられる加熱装置であって、発熱体と、この発熱体を支持するインナシェルと、このインナシェルの外周に配置されるアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記発熱体の温度を検出する温度検出器とを備え、前記インナシェルが第一の開口55aを有し、前記アウタシェルが第二の開口65を有し、前記温度検出器101を前記冷却媒体流通通路と隔離するための隔壁体55bを前記第一の開口から第二の開口近傍に向かって設け、前記隔壁体と前記第二の開口との間に絶縁のための隙間65aを設け、前記隙間を絶縁体111,112で塞ぐ加熱装置。   3) A heating device used in a substrate processing apparatus for processing a substrate, comprising a heating element, an inner shell that supports the heating element, an outer shell disposed on the outer periphery of the inner shell, and the inner shell and the outer shell. A cooling medium flow passage for flowing a cooling medium therebetween, and a temperature detector for detecting the temperature of the heating element, wherein the inner shell has a first opening 55a, and the outer shell has a second opening 65. A partition wall 55b for isolating the temperature detector 101 from the cooling medium flow path is provided from the first opening toward the vicinity of the second opening, and the partition body and the second opening A heating device provided with a gap 65a for insulation therebetween and closing the gap with insulators 111 and 112.

4)筒状に形成された側壁と、複数の隙間を有する板状の発熱体とを備え、側壁の内面は熱線を反射可能に仕上げられ、前記側壁の筒状の内面に沿って発熱体を設け、発熱体の素線部表面は加熱空間に向かって熱線を輻射し、前記素線部裏面から輻射される熱線は前記内面により反射され前記隙間を通過して前記加熱空間に輻射される加熱装置、基板処理装置及び発熱体の保持構造。この構造では、素線部23の幅に比較して隙間24の幅を十分にとり、内面からの反射による熱線を有効活用できる幅としてある。この筒状の中心軸に沿って隙間を形成し、中心軸上側を前記保持部材により支持すると、輻射熱を尤も有効に活用すると共に発熱体の面密度を向上させることができるし、発熱体の線量を減少させて熱応答性を向上させることができる。また、筒状の内面を凹曲面とすることで、反射された熱線が隙間を通過して加熱空間内に輻射される効率を向上させることができ、この凹曲面は円弧面であることが望ましい。   4) A side wall formed in a cylindrical shape and a plate-like heating element having a plurality of gaps, the inner surface of the side wall being finished so as to be able to reflect heat rays, and the heating element is arranged along the cylindrical inner surface of the side wall The heating element surface of the heating element radiates heat rays toward the heating space, and the heat ray radiated from the back surface of the heating element part is reflected by the inner surface and passes through the gap to be radiated to the heating space. Apparatus, substrate processing apparatus, and heating element holding structure. In this structure, the width of the gap 24 is sufficiently larger than the width of the strand portion 23, so that the heat rays reflected from the inner surface can be effectively used. If a gap is formed along the cylindrical central axis and the upper side of the central axis is supported by the holding member, the radiant heat can be effectively used and the surface density of the heating element can be improved. It is possible to improve the thermal responsiveness. Further, by making the cylindrical inner surface a concave curved surface, it is possible to improve the efficiency with which the reflected heat rays are radiated into the heating space through the gap, and it is desirable that the concave curved surface is an arc surface. .

本発明は上記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の改変が可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

反応容器は、均熱管及び反応管の双方を備えるように説明したが、均熱管を備えずに反応管のみであってもよい。その他、2重管のみならず、1管や3重管以上の管数に構成されていてもよい。   Although the reaction vessel has been described as including both the soaking tube and the reaction tube, the reaction vessel may include only the reaction tube without including the soaking tube. In addition, you may be comprised not only in a double pipe but in the number of pipes of 1 pipe or a triple pipe or more.

上記熱処理は酸化処理や拡散処理及び拡散だけでなくイオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローおよびアニール処理等に限らず、成膜処理等の熱処理であってもよい。基板はウエハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、光ディスクおよび磁気ディスク等であってもよい。バッチ式熱処理装置および枚葉式熱処理装置に限らず、ヒータユニットを備えた半導体製造装置全般に適用することができる。上記インナシェル50及び反射体91の鏡面仕上げ部は、ステンレス鋼の研磨により鏡面とする他、金、白金等の貴金属によるメッキを施しても構わない。   The heat treatment is not limited to oxidation treatment, diffusion treatment, and diffusion, but is not limited to carrier activation after ion implantation and reflow and annealing treatment for planarization, and may be heat treatment such as film formation treatment. The substrate is not limited to a wafer, but may be a photomask, a printed wiring board, a liquid crystal panel, an optical disk, a magnetic disk, or the like. The present invention is not limited to batch-type heat treatment apparatuses and single-wafer-type heat treatment apparatuses, and can be applied to all semiconductor manufacturing apparatuses provided with a heater unit. The inner shell 50 and the mirror finish portion of the reflector 91 may be mirror-finished by polishing stainless steel, or may be plated with a noble metal such as gold or platinum.

化粧パネル70を設けなくてもよい。この場合、例えば第二の実施形態においては、碍子107の内面を外鍔126の外面とが面一となるように構成すればよい。   The decorative panel 70 may not be provided. In this case, for example, in the second embodiment, the inner surface of the insulator 107 may be configured to be flush with the outer surface of the outer casing 126.

本発明の実施形態は上記の如く構成されるが、さらに包括的には次に列挙するような構成を備えてもよい。
本発明に係る加熱装置の第一の態様は、発熱体と、この発熱体を支持する導電性の材料で構成されたインナシェルと、このインナシェルの外周に配置される、導電性の材料で構成されたアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって前記第二の開口部との間に隙間を形成するように設けられるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって前記第一の開口部との間に隙間を形成するように設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための、導電性の材料で構成された隔壁体と、該隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される前記隙間を塞ぐ絶縁体と、前記空間に少なくとも一部が設けられ、前記発熱体の温度を検出する温度検出器と、を備える。前記絶縁体は、硬さの異なる2以上の絶縁部材を積層している。
また、本発明に係る加熱装置の第二の態様は、発熱体と、この発熱体を支持するインナシェルと、このインナシェルの外周に配置されるアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって設けられるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための隔壁体と、該隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される隙間を塞ぐ絶縁体とを備える。
上記第一、第二の態様により、インナシェルとアウタシェル間の絶縁を確保できると共に、冷却媒体流通通路の気密性をも確保することができる。また、前記隙間を第二の開口と隔壁体との間に設けることで、絶縁体の取り付け・取り外しをアウタシェルの外側から容易に行うことができる。
上記第一、第二の態様において、前記空間に前記発熱体の温度を検出する温度検出器の少なくとも一部が設けるとよい。係る場合、前記隔壁体と前記温度検出器の間に空隙を設けることが望ましい。これにより、気道からの熱伝導による温度低下を抑制することができ、発熱体の正確な温度測定が可能となる。また、前記絶縁体は、硬さの異なる2以上の絶縁部材が積層するとよい。これにより、絶縁部材を隙間に均一に押し当てることができ、冷却媒体流通通路の気密性をより向上させることができる。また、上記第一の態様において、前記絶縁体は、硬さの異なる2以上の絶縁部材を積層しており、少なくとも前記隔壁体側に位置する絶縁部材の方を柔軟性の高い絶縁部材とすることが望ましい。上記第一、第二の態様において、前記第一の開口部より前記第二の開口部の開口サイズを大きくするとよい。これにより、組み付け作業が容易となる。しかも、ウエハ処理への影響が大きい加熱空間からの熱逃げを抑制することができる。また、上記第一の態様においては、前記第一の開口部との間で隙間を形成しつつ設けられる第一の開口部閉塞体をさらに備えることが望ましい。この場合、前記発熱体の温度を検出する温度検出器と該温度検出器を支持する支持部を有し、前記第二の開口部と前記支持部との間に前記絶縁体を設けるとよい。
本発明に係る基板処理装置の第一の態様は、上述の加熱装置の第一、第二の態様において、前記加熱装置の内部に加熱空間を有し、その加熱空間に基板を処理する反応容器を設けてある。また、基板処理装置の他の態様は、前記加熱装置の前記空間に前記発熱体の温度を検出する温度検出器の少なくとも一部を設けた加熱装置の態様において、前記加熱装置の内部に加熱空間を有し、その加熱空間に基板を処理する反応容器を設けてある。
本発明に係る半導体装置の製造方法の第一の態様は、反応容器内に基板を搬入する工程と、発熱体と、この発熱体を支持する導電性の材料で構成されたインナシェルと、このインナシェルの外周に配置される、導電性の材料で構成されたアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって前記第二の開口部との間に隙間を形成するように設けられるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって前記第一の開口部との間に隙間を形成するように設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための、導電性の材料で構成された隔壁体と、該隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される前記隙間を塞ぐ絶縁体と、前記空間に少なくとも一部が設けられ、前記発熱体の温度を検出する温度検出器と、を備える加熱装置内の前記温度検出器の検出結果に基づき、前記発熱体からの発熱量を制御しつつ前記反応容器内を加熱し前記基板を処理する工程とを有する。
本発明に係る他の半導体装置の製造方法の第二の態様は、反応容器内に基板を搬入する工程と、発熱体と、この発熱体を支持するインナシェルと、このインナシェルの外周に配置されるアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって設けられるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための隔壁体と、該隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される隙間を塞ぐ絶縁体とを備える加熱装置内の前記反応容器内を加熱し前記基板を処理する工程とを有する。
本発明に係る絶縁体の第一の態様は、発熱体と、この発熱体を支持する導電性の材料で構成されたインナシェルと、このインナシェルの外周に配置される、導電性の材料で構成されたアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって前記第二の開口部との間に隙間を形成するように設けらるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって前記第一の開口部との間に隙間を形成するように設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための、導電性の材料で構成された隔壁体と前記空間に少なくとも一部が設けられ、前記発熱体の温度を検出する温度検出器と、を少なくとも備える加熱装置に用いられる絶縁体であって、前記隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される前記隙間を塞ぐ。
本発明に係る他の絶縁体の第二の態様は、発熱体と、この発熱体を支持するインナシェルと、このインナシェルの外周に配置されるアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって設けられるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための隔壁体とを少なくとも備える加熱装置に用いられる絶縁体であって、前記隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される隙間を塞ぐ。
The embodiment of the present invention is configured as described above, but may be more comprehensively configured as described below.
A first aspect of the heating device according to the present invention is a heating element, an inner shell made of a conductive material that supports the heating element, and a conductive material disposed on the outer periphery of the inner shell. A configured outer shell, a cooling medium flow passage for flowing a cooling medium between the inner shell and the outer shell, a first opening provided in the inner shell, and a second opening provided in the outer shell, It is provided so as to form a gap between the first opening and the second opening toward the second opening, or from the second opening to the first opening. For forming a space isolated from the cooling medium flow path between at least the inner shell and the outer shell, which is provided so as to form a gap between the first opening and the first shell. A partition body made of an electrically conductive material, and an insulator that blocks the gap formed between the partition body and the second opening or between the partition body and the first opening. And a temperature detector that is at least partially provided in the space and detects the temperature of the heating element. The insulator is formed by laminating two or more insulating members having different hardnesses.
Further, the second aspect of the heating device according to the present invention includes a heating element, an inner shell that supports the heating element, an outer shell disposed on the outer periphery of the inner shell, and cooling between the inner shell and the outer shell. A cooling medium flow path for flowing a medium, a first opening provided in the inner shell, a second opening provided in the outer shell, and the first opening toward the second opening. A partition for forming a space isolated from the cooling medium flow passage between at least the inner shell and the outer shell, which is provided from the second opening toward the first opening. And an insulator that closes a gap formed between the partition body and the second opening or between the partition body and the first opening.
According to the first and second aspects, the insulation between the inner shell and the outer shell can be secured, and the airtightness of the cooling medium circulation passage can be secured. Further, by providing the gap between the second opening and the partition wall, the insulator can be easily attached and removed from the outside of the outer shell.
In the first and second aspects, it is preferable that at least a part of a temperature detector for detecting the temperature of the heating element is provided in the space. In such a case, it is desirable to provide a gap between the partition wall and the temperature detector. Thereby, the temperature fall by the heat conduction from an airway can be suppressed, and the exact temperature measurement of a heat generating body is attained. Moreover, the said insulator is good to laminate | stack two or more insulating members from which hardness differs. Thereby, an insulating member can be pressed uniformly to a clearance gap and the airtightness of a cooling-medium circulation channel | path can be improved more. In the first aspect, the insulator is formed by laminating two or more insulating members having different hardnesses, and at least the insulating member located on the partition body side is a highly flexible insulating member. Is desirable. In the first and second aspects, the opening size of the second opening may be larger than that of the first opening. Thereby, the assembly work is facilitated. In addition, it is possible to suppress heat escape from the heating space that has a large influence on wafer processing. Moreover, in said 1st aspect, it is desirable to further provide the 1st opening part obstruction body provided, forming a clearance gap between said 1st opening parts. In this case, it is preferable that a temperature detector for detecting the temperature of the heating element and a support portion for supporting the temperature detector are provided, and the insulator be provided between the second opening and the support portion.
A first aspect of the substrate processing apparatus according to the present invention is the reaction container according to the first or second aspect of the heating apparatus described above, wherein the heating apparatus has a heating space inside and the substrate is processed in the heating space. Is provided. According to another aspect of the substrate processing apparatus, in the aspect of the heating apparatus in which at least a part of a temperature detector that detects the temperature of the heating element is provided in the space of the heating apparatus, a heating space is provided inside the heating apparatus. And a reaction vessel for processing the substrate is provided in the heating space.
A first aspect of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of carrying a substrate into a reaction vessel, a heating element, an inner shell made of a conductive material that supports the heating element, An outer shell made of a conductive material, disposed on the outer periphery of the inner shell, a cooling medium flow passage for flowing a cooling medium between the inner shell and the outer shell, and a first opening provided in the inner shell And a second opening provided in the outer shell and a second opening from the first opening toward the second opening, or a gap is formed, or Provided so as to form a gap between the second opening and the first opening toward the first opening, at least between the inner shell and the outer shell. A partition body made of a conductive material for forming a space isolated from the medium flow path, and between the partition body and the second opening or between the partition body and the first opening; A detection result of the temperature detector in the heating device, comprising: an insulator that closes the gap formed between; and a temperature detector that is provided at least in part in the space and detects the temperature of the heating element. And processing the substrate by heating the inside of the reaction container while controlling the amount of heat generated from the heating element.
A second aspect of another method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of carrying a substrate into a reaction vessel, a heating element, an inner shell that supports the heating element, and an outer periphery of the inner shell. An outer shell, a cooling medium flow passage for flowing a cooling medium between the inner shell and the outer shell, a first opening provided in the inner shell, a second opening provided in the outer shell, Provided from the first opening toward the second opening or from the second opening toward the first opening, at least between the inner shell and the outer shell A partition body for forming a space isolated from the cooling medium flow path, and formed between the partition body and the second opening, or between the partition body and the first opening. Heating the reaction vessel in the heating device comprising an insulator closing the gap to be a step of processing the substrate.
The first aspect of the insulator according to the present invention is a heat generating element, an inner shell made of a conductive material that supports the heat generating element, and a conductive material disposed on the outer periphery of the inner shell. A configured outer shell, a cooling medium flow passage for flowing a cooling medium between the inner shell and the outer shell, a first opening provided in the inner shell, and a second opening provided in the outer shell, The first opening is provided so as to form a gap between the first opening and the second opening toward the second opening, or from the second opening to the first opening. Conductive for forming a space isolated from the cooling medium flow passage between at least the inner shell and the outer shell, which is provided to form a gap between the first opening and the first shell. A partition body made of the above material and a temperature detector that is provided at least in part in the space and detects the temperature of the heating element, and is an insulator used in a heating device at least, The gap formed between the second opening or between the partition body and the first opening is closed.
The second aspect of the other insulator according to the present invention includes a heating element, an inner shell that supports the heating element, an outer shell disposed on the outer periphery of the inner shell, and cooling between the inner shell and the outer shell. A cooling medium flow path for flowing a medium, a first opening provided in the inner shell, a second opening provided in the outer shell, and the first opening toward the second opening. A partition for forming a space isolated from the cooling medium flow passage between at least the inner shell and the outer shell, which is provided from the second opening toward the first opening. An insulator for use in a heating device comprising at least a body, between the partition body and the second opening or between the partition body and the first opening. Closing the gap formed.

本発明は、例えば、半導体集積回路装置(半導体デバイス)が作り込まれる半導体ウエハに酸化処理や拡散処理、イオン打ち込み後のキャリア活性化や平坦化のためのリフローやアニール及び熱CVD反応による成膜処理などに使用される基板処理装置に利用することができる。本発明は、このような基板処理装置のうち、特に低温領域でプロセスに対して有効なものである。   The present invention is, for example, film formation by oxidation treatment, diffusion treatment, carrier activation after ion implantation or planarization, annealing, and thermal CVD reaction on a semiconductor wafer on which a semiconductor integrated circuit device (semiconductor device) is formed. It can utilize for the substrate processing apparatus used for a process etc. The present invention is effective for a process in such a substrate processing apparatus particularly in a low temperature region.

従来の加熱装置を用いた処理炉の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the processing furnace using the conventional heating apparatus. 本発明における基板処理装置の概略を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the outline of the substrate processing apparatus in this invention. 図2の天井部近傍における横断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the vicinity of the ceiling portion of FIG. 図2におけるA部拡大図である。It is the A section enlarged view in FIG. 図3におけるB部拡大図である。It is the B section enlarged view in FIG. 図2におけるC部拡大図である。It is the C section enlarged view in FIG. 図2におけるD部拡大図である。It is the D section enlarged view in FIG. 温度センサ取付け部の詳細を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the detail of a temperature sensor attachment part. 図8と同断面におけるインナー・アウターシェルの関係図である。It is a related figure of the inner / outer shell in the same cross section as FIG. 加熱装置の側面図である。It is a side view of a heating apparatus. 温度センサ取付部の側面図である。It is a side view of a temperature sensor attachment part. 温度センサ取付部の別実施形態を示す図8相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 illustrating another embodiment of the temperature sensor mounting portion. 温度センサ取付部のさらに別の実施形態を示す図9相当図である。FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 9 showing still another embodiment of the temperature sensor mounting portion. 温度センサ取付部のさらに別の実施形態を示す図8相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 showing still another embodiment of the temperature sensor mounting portion. 温度センサ取付部のさらに別の実施形態を示す図8相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 showing still another embodiment of the temperature sensor mounting portion. 温度センサ取付部のさらに別の実施形態を示す図8相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 showing still another embodiment of the temperature sensor mounting portion. 温度センサの第一比較例を示す図8相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 illustrating a first comparative example of a temperature sensor. 温度センサの第二比較例を示す図8相当図である。FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 8 illustrating a second comparative example of the temperature sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1:基板処理装置,3:加熱装置,4:主制御装置,4a:温度モニタ部,4b:加熱制御部,4c:反射制御部,4d:第一流量制御部,4e:圧力制御部,4f:第二流量制御部,4g:排気制御部,4h:駆動制御部,5a:流量制御器,5b:流量制御器,5x:反応ガス導入管,5y:冷却ガス供給ライン,6a:圧力制御器,6x:反応ガス排気管,7:冷却ガス供給ライン,7a:開閉バルブ,7b:急冷パイプ,7x:吸気アタッチメント,7y:冷却ガス導入ダクト,8:強制排気ライン,8a:排気ブロア,10:天井部,11:中間部,12:下部,13:端子ケース,14:気道(冷却媒体流通通路),18:加熱空間,20:発熱体,20a:折曲部,21:上折返部,22:下折返部,23:素線部,24:隙間,30:吊り碍子,31:上碍子,32:下碍子,33:上金具,34:下金具,34a:隙間,35:ピン,36:ボルト,40:急冷パイプ,40a:貫通孔,40b:鍔,40c:鍔,40d:貫通部,42:急冷パイプ,50:インナシェル(側壁内層),50s:隙間,50t:第一フランジ,50u:断熱ブランケット,50x:第二フランジ,50y:断熱ブランケット,51:接続碍子,52:第一のボルト,53:カラー,54:第二のボルト,55a:開口(第一の開口),55b:箱(隔壁体),55c:鍔,55x:ねじ,59:水冷管,60:アウタシェル(側壁中層),60x:第三フランジ,60y:断熱ブランケット,61:パイプ,61a:開口,62:柱,62a:リベット,65:開口(第二の開口),65a:隙間,70:化粧パネル(側壁外層),71:ネジ,72a:底蓋,72b:コイルウケ,81:排気導路,81a:排気口,82:第一の開口,83:第二の開口,90:反射装置,91:反射体,91a:隙間,92:移動機構,93:シャフト,94:中央板,95:ボルト,99:アクチュエーター,100:取付構造,101:温度センサ(温度検出器),102:熱電対接点(温度検出体),103:保護管,103x:隙間,103y:隙間,104:碍子管,105:内鍔,106:外鍔,107:碍子,108:端子,109a:金属管,109b:止めねじ,111:第一パッキン,111a:孔,112:第二パッキン,112a:孔,120a〜c:ねじ,121:温度センサ(温度検出器),125:内鍔,126:外鍔,127:内箱,128:外箱,129:パッキン,131:温度センサ(温度検出器),132:温度センサ(温度検出器),133:保護管,135a〜c:鍔,300:ボート,305:ウエハ,308:処理室,309:反応容器,310:反応管,315:均熱管,317:均熱管内空間,320:L型温度センサ(温度検出器),321:接点(温度検出体),322:接点(温度検出体),330:温度センサ(温度検出器),Z1〜Z5:ゾーン,H1〜H3:貫通孔,R:円弧方向,V:貫通方向    1: substrate processing device, 3: heating device, 4: main control device, 4a: temperature monitoring unit, 4b: heating control unit, 4c: reflection control unit, 4d: first flow rate control unit, 4e: pressure control unit, 4f : Second flow controller, 4g: Exhaust controller, 4h: Drive controller, 5a: Flow controller, 5b: Flow controller, 5x: Reaction gas introduction pipe, 5y: Cooling gas supply line, 6a: Pressure controller , 6x: reaction gas exhaust pipe, 7: cooling gas supply line, 7a: open / close valve, 7b: quenching pipe, 7x: intake attachment, 7y: cooling gas introduction duct, 8: forced exhaust line, 8a: exhaust blower, 10: Ceiling part, 11: Intermediate part, 12: Lower part, 13: Terminal case, 14: Airway (cooling medium flow passage), 18: Heating space, 20: Heating element, 20a: Bending part, 21: Upper turning part, 22 : Lower folding part, 23: Wire part, 24: Clearance, 30: Hanging insulator, 31: Upper insulator, 32: Lower insulator, 33: Upper bracket, 34: Lower bracket, 34a: Clearance, 35: Pin, 36: Bo 40: quenching pipe, 40a: through hole, 40b: trough, 40d: penetration, 42: quenching pipe, 50: inner shell (side wall inner layer), 50s: gap, 50t: first flange, 50u : Insulation blanket, 50x: Second flange, 50y: Insulation blanket, 51: Connection insulator, 52: First bolt, 53: Collar, 54: Second bolt, 55a: Opening (first opening), 55b: Box (partition body), 55c: 鍔, 55x: Screw, 59: Water-cooled pipe, 60: Outer shell (side wall middle layer), 60x: Third flange, 60y: Thermal insulation blanket, 61: Pipe, 61a: Opening, 62: Column, 62a: rivet, 65: opening (second opening), 65a: gap, 70: decorative panel (side wall outer layer), 71: screw, 72a: bottom lid, 72b: coil wall, 81: exhaust conduit, 81a: exhaust port , 82: first aperture, 83: second aperture, 90: reflector, 91: reflector, 91a: gap, 92: moving mechanism, 93: shaft, 94: center plate, 95: Bolt, 99: Actuator, 100: Mounting structure, 101: Temperature sensor (temperature detector), 102: Thermocouple contact (temperature detector), 103: Protection tube, 103x: Clearance, 103y: Clearance, 104: Insulator tube, 105: inner cage, 106: outer cage, 107: insulator, 108: terminal, 109a: metal tube, 109b: set screw, 111: first packing, 111a: hole, 112: second packing, 112a: hole, 120a ~ c: Screw, 121: Temperature sensor (temperature detector), 125: Inner cage, 126: Outer cage, 127: Inner box, 128: Outer box, 129: Packing, 131: Temperature sensor (temperature detector), 132: Temperature sensor (temperature detector), 133: protection tube, 135a to c: dredging, 300: boat, 305: wafer, 308: processing chamber, 309: reaction vessel, 310: reaction tube, 315: heat equalizing tube, 317: soaking Heat pipe space, 320: L-type temperature sensor (temperature detector), 321: Contact (temperature detector), 322: Contact (temperature detector), 330: Temperature sensor (temperature detector), Z1 to Z5: Zone , H1 to H3: through hole, R: arc direction, V: penetration direction

Claims (5)

発熱体と、
この発熱体を支持する導電性の材料で構成されたインナシェルと、
このインナシェルの外周に配置される、導電性の材料で構成されたアウタシェルと、
これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、
前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、
前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、
前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって前記第二の開口部との間に隙間を形成するように設けられるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって前記第一の開口部との間に隙間を形成するように設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための、導電性の材料で構成された隔壁体と、
該隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される前記隙間を塞ぐ絶縁体と、
前記空間に少なくとも一部が設けられ、前記発熱体の温度を検出する温度検出器と、
を備える加熱装置。
A heating element;
An inner shell made of a conductive material that supports the heating element;
An outer shell made of a conductive material, disposed on the outer periphery of the inner shell;
A cooling medium flow passage for flowing a cooling medium between the inner shell and the outer shell;
A first opening provided in the inner shell;
A second opening provided in the outer shell;
It is provided so as to form a gap between the first opening and the second opening toward the second opening, or from the second opening to the first opening. A conductive space for forming a space isolated from the cooling medium flow passage between at least the inner shell and the outer shell, which is provided so as to form a gap between the first opening and the first shell. A partition body made of a material;
An insulator that closes the gap formed between the partition body and the second opening or between the partition body and the first opening;
A temperature detector that is provided at least in part in the space and detects the temperature of the heating element;
A heating device comprising:
前記絶縁体は、硬さの異なる2以上の絶縁部材を積層している請求項1記載の加熱装置。 The heating apparatus according to claim 1, wherein the insulator is formed by stacking two or more insulating members having different hardnesses. 請求項1又は2記載の前記加熱装置の内部に加熱空間を有し、その加熱空間に基板を処理する反応容器を設けた基板処理装置。 A substrate processing apparatus having a heating space inside the heating apparatus according to claim 1, wherein a reaction vessel for processing a substrate is provided in the heating space. 反応容器内に基板を搬入する工程と、
発熱体と、この発熱体を支持する導電性の材料で構成されたインナシェルと、このインナシェルの外周に配置される、導電性の材料で構成されたアウタシェルと、これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって前記第二の開口部との間に隙間を形成するように設けられるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって前記第一の開口部との間に隙間を形成するように設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための、導電性の材料で構成された隔壁体と、
該隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される前記隙間を塞ぐ絶縁体と、
前記空間に少なくとも一部が設けられ、前記発熱体の温度を検出する温度検出器と、
を備える加熱装置内の前記温度検出器の検出結果に基づき、前記発熱体からの発熱量を制御しつつ前記反応容器内を加熱し前記基板を処理する工程とを有する半導体装置の製造方法。
Carrying the substrate into the reaction vessel;
A heating element, an inner shell made of a conductive material that supports the heating element, an outer shell made of a conductive material disposed on the outer periphery of the inner shell, and between the inner shell and the outer shell A cooling medium flow passage through which the cooling medium flows, a first opening provided in the inner shell, a second opening provided in the outer shell, and the second opening from the first opening. A gap is formed between the second opening and the second opening, or a gap is formed between the second opening and the first opening toward the first opening. A partition body made of an electrically conductive material for forming a space isolated from the cooling medium flow path between at least the inner shell and the outer shell,
An insulator for closing the gap formed between the partition body and the second opening or between the partition body and the first opening;
A temperature detector that is provided at least in part in the space and detects the temperature of the heating element;
And a step of processing the substrate by heating the inside of the reaction vessel while controlling the amount of heat generated from the heating element based on the detection result of the temperature detector in the heating device.
発熱体と、
この発熱体を支持する導電性の材料で構成されたインナシェルと、
このインナシェルの外周に配置される、導電性の材料で構成されたアウタシェルと、
これらインナシェル及びアウタシェルの間に冷却媒体を流通させる冷却媒体流通通路と、
前記インナシェルに設けられる第一の開口部と、
前記アウタシェルに設けられる第二の開口部と、
前記第一の開口部から前記第二の開口部に向かって前記第二の開口部との間に隙間を形成するように設けらるか若しくは前記第二の開口部から前記第一の開口部に向かって前記第一の開口部との間に隙間を形成するように設けられる、少なくとも前記インナシェルと前記アウタシェルとの間で前記冷却媒体流通通路と隔離した空間を形成するための、導電性の材料で構成された隔壁体と
前記空間に少なくとも一部が設けられ、前記発熱体の温度を検出する温度検出器と、
を少なくとも備える加熱装置に用いられる絶縁体であって、前記隔壁体と前記第二の開口部との間若しくは前記隔壁体と前記第一の開口部との間で形成される前記隙間を塞ぐ絶縁体。
A heating element;
An inner shell made of a conductive material that supports the heating element;
An outer shell made of a conductive material, disposed on the outer periphery of the inner shell;
A cooling medium flow passage for flowing a cooling medium between the inner shell and the outer shell;
A first opening provided in the inner shell;
A second opening provided in the outer shell;
The first opening is provided so as to form a gap between the first opening and the second opening, or from the second opening to the first opening. Conductivity for forming a space isolated from the cooling medium flow passage between at least the inner shell and the outer shell, which is provided so as to form a gap between the first opening and the first shell. A temperature detector for detecting the temperature of the heating element, wherein at least a part is provided in the partition body configured of the material and the space;
An insulator used for a heating device comprising at least an insulating material for closing the gap formed between the partition body and the second opening or between the partition body and the first opening. body.
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