JP6208591B2 - インジェクタ保持構造及びこれを用いた基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、インジェクタ保持構造及びこれを用いた基板処理装置、並びにインジェクタ固定方法に関する。

従来から、処理容器に基板等の被処理体を収容し、処理容器にガス導入部を有する金属製のマニホールドを設け、マニホールドのガス導入部から、石英からなるガス導入管を介して処理ガスを被処理体に供給して熱処理を行う熱処理装置が知られている。かかる熱処理装置において、マニホールドにガス導入管を保持する金属製の保持体を設け、保持体にガス導入部とガス導入管を連通するガス通路を形成した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−２３０２１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、金属製の保持体に石英のガス導入管（以下、「インジェクタ」という。）を差し込み、これを抜け止めピンで係合しただけであるため、完全な固定ができず、運用条件によっては振動が発生し、これによりパーティクルが発生してしまうという問題があった。また、完全な固定ができないため、シール性能も低いという問題もあった。また、かかる問題は、セラミクス等の他の材料からなるインジェクタを用いた場合にも同様に発生し得る。

そこで、本発明は、インジェクタを確実に固定保持し、シール性を高めることができるインジェクタ保持構造及びこれを用いた基板処理装置、並びにインジェクタ固定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るインジェクタ保持構造は、インジェクタの先端を挿入可能な金属ポートと、
所定のテーパー面を有し、前記インジェクタに外嵌されたテーパーリングと、
前記インジェクタに外嵌されるとともに、前記テーパーリングの前記所定のテーパー面と係合するテーパー開口部を有し、前記テーパーリングの前記テーパー面に被嵌した状態で前記金属ポートと係止するナットと、を有し、
前記金属ポートの先端の肉厚面には位置決め孔が形成され、
前記ナットは、前記金属ポートの内径よりも大きく、前記金属ポートと係止した状態で前記金属ポートの先端の肉厚面と接触するナット頭を有し、
該ナット頭には、前記金属ポートの肉厚面に形成された位置決め孔と連通可能な貫通孔が形成され、
該貫通孔と前記位置決め孔とが連通した状態で該貫通孔及び前記位置決め孔に挿入するピンを更に有する。

本発明の他の態様に係る基板処理装置は、処理容器と、
該処理容器内で基板を保持可能な基板保持体と、
前記処理容器に設けられ、前記処理容器内にガスを供給可能なインジェクタと、
前記処理容器の内部と連通し、前記処理容器の外部に設けられたガス供給源と接続されるとともに、前記処理容器の所定箇所に設けられた金属ポートと、
前記インジェクタを前記金属ポートに接続固定するインジェクタ保持構造と、を有する。

本発明の他の態様に係るインジェクタ固定方法は、インジェクタに、所定のテーパー開口部を有するナットを外嵌する工程と、
前記インジェクタに前記所定のテーパー開口部と係合する所定のテーパー面を有するテーパーリングを外嵌する工程と、
前記ナットの前記テーパー開口部と前記テーパーリングの前記テーパー面を係合させるとともに、前記ナットを金属ポートに挿入し、前記ナットと前記金属ポートとを係止させ、前記インジェクタを前記金属ポートに固定する工程と、を有する。

本発明によれば、インジェクタを良好なシール性で固定保持することができる。

本発明の実施形態に係る熱処理装置の一例を示す構成図である。 本発明の実施形態に係るインジェクタ保持構造の一例を示した斜視図である。 本実施形態に係るインジェクタ保持構造をより詳細に示した図である。図３（Ａ）は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造の断面構成の一例を示した図である。図３（Ｂ）は、インジェクタ保持構造の構成要素の一部であるテーパーリングの拡大図である。 本発明の実施形態に係るインジェクタ保持構造の詳細を示す構成図である。図４（Ａ）は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造の詳細斜視図である。図４（Ｂ）は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造の詳細断面図である。 本実施形態に係るインジェクタ保持構造を用いて、インジェクタを金属ポートに挿入固定する工程を示した図である。 インジェクタを金属ポートに挿入固定する際に位置決めを行うための構成及び方法について説明するための図である。 金属ポートを処理容器のマニホールドに設置する際の固定方法の一例を示した図である。 ガス導入管を金属ポートに設置する際の固定方法の一例を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。

図１は、本発明の実施形態に係る熱処理装置１の一例を示す構成図である。本発明の実施形態に係る熱処理炉装置１には、本発明の実施形態に係るインジェクタ保持構造が用いられる。

図１に示すように、縦型の熱処理装置１は、長手方向が鉛直方向である略円筒形の処理容器４を有する。処理容器４は、天井を有する外筒６と、外筒６の内側に同心的に配置された円筒体の内筒８とを備える２重管構造を有する。外筒６及び内筒８は、石英などの耐熱性材料から形成される。外筒６及び内筒８は、ステンレスなどから形成されるマニホールド１０によって、その下端部が保持される。マニホールド１０は、ベースプレート１２に固定される。なお、マニホールド１０は、外筒６及び内筒８と別部材で構成されているが、構造的には、外筒６及び内筒８と一体的に構成され、外筒６及び内筒８とともに略円筒の内部空間を構成しているため、処理容器４の一部を構成しているものとする。つまり、処理容器４は、石英等の耐熱材料から構成される外筒６及び内筒８と、ステンレス等から構成されるマニホールド１０とを備え、マニホールド１０は、外筒６及び内筒８を下方から保持すべく、処理容器４の側面下部に設けられる。

マニホールド１０の下端部の開口部には、例えばステンレススチール等からなる円盤状のキャップ部１４が、Ｏ−リング等のシール部材１６を介して気密封止可能に取り付けられている。また、キャップ部１４の略中心部には、例えば磁性流体シール１８により気密状態で回転可能な回転軸２０が挿通されている。この回転軸２０の下端は回転機構２２に接続されており、回転軸２０の上端には、例えばステンレススチールよりなるテーブル２４が固定されている。

テーブル２４上には、例えば石英製の保温筒２６が設置されている。また、保温筒２６上には、支持具として例えば石英製のウエハボート２８が載置される。

ウエハボート２８は、ウエハＷを処理容器４内で保持するための基板保持手段である。ウエハボート２８には、例えば５０〜１５０枚の半導体ウエハＷ等の基板が、所定の間隔、例えば１０ｍｍ程度のピッチで収容される。ウエハボート２８、保温筒２６、テーブル２４及びキャップ部１４は、例えばボートエレベータである昇降機構３０により、処理容器４内に一体となってロード、アンロードされる。

マニホールド１０の下部には、処理容器４内に処理ガスを導入するための、ガス導入管８２が設けられる。ガス導入管８２は、マニホールド１０を気密に貫通するように設けられた金属ポート７５を有する。

金属ポート７５には、インジェクタ６０が挿入されて設けられる。インジェクタ６０は、ガス導入管８２を経て金属ポート７５に供給された処理ガスを、ウエハＷに供給するためのガス供給手段である。インジェクタ６０は、例えば、石英で構成されてもよいし、ＳｉＣ等のセラミクスで構成されてもよい。また、インジェクタ６０は、石英、セラミクスの他、処理室４の内部を汚染し難い種々の材料を用いて構成することができる。インジェクタ６０は、上方の先端部が密封され、ガスを供給するためのガス供給孔６１が側面に複数設けられている。つまり、鉛直方向に所定間隔を有してガス供給孔６１が設けられ、ガス供給孔６１から処理ガスを供給しながらウエハＷを熱処理し、ウエハＷに成膜を行う。よって、ガス供給孔６１は、ウエハＷに近接した側に設けられる。

インジェクタ６０が、金属ポート７５に固定保持されないと、シール性が悪化し、ガス供給孔からウエハＷに向けて供給されるべき処理ガスが、インジェクタ６０の下端部で漏れてしまい、ウエハＷに効率よく供給されず、成膜のスループットが低下してしまう。また、運転条件により振動が生じてしまうと、インジェクタ６０からパーティクルが発生し、膜に不純物が混入する原因ともなり得る。よって、本実施形態に係るインジェクタ保持構造及び熱処理装置１においては、インジェクタ６０を金属ポート７５に確実に固定保持させてシール性を向上させるとともに、膜への不純物の混入を防ぐ。なお、インジェクタ６０の保持構造については、後に詳述する。

また、図１では、ガス導入管８２が１つ設置される構成を示したが、本発明はこの構成に限定されない。使用するガス種の数などに依存して、複数のガス導入管８２を有する熱処理装置１であっても良い。また、金属ポート７５から処理容器４へと導入されるガスは、ガス供給源８０から供給され、流量制御バルブ８１により、流量制御される。

マニホールド１０の上部には、ガス出口３６が設けられており、ガス出口３６には排気系３８が連結される。排気系３８は、ガス出口３６に接続された排気通路４０と、排気通路４０の途中に順次接続された圧力調整弁４２及び真空ポンプ４４とを含む。排気系３８により、処理容器４内の雰囲気を圧力調整しながら排気することができる。

処理容器４の外周側には、処理容器４を囲むようにしてウエハＷなどの被処理体を加熱するヒータ装置４８が設けられる。

ヒータ装置４８は、天井面を有する円筒体の断熱層５０を有する。断熱層５０は、例えば、熱伝導性が低く、柔らかい無定形のシリカ及びアルミナの混合物によって形成される。

断熱層５０は、その内周が処理容器４の外面に対して所定の距離だけ離間するよう、配置される。また、断熱層５０の外周には、ステンレススチールなどから形成される保護カバー５１が、断熱層５０の外周全体を覆うように取り付けられている。

断熱層５０の内周側には、ヒータエレメント５２が、螺旋状に巻回して配置されている。ヒータエレメント５２は、断熱層５０の内周側に、側面の軸方向全体に亘って巻回して設けられている。

ヒータエレメント５２は、軸方向において、複数のゾーン（例えば４つのゾーン）に分割されている。各々のゾーン毎に断熱層５０に設けられる図示しない熱電対により検出した温度に基づいて、図示しない制御部により、各ゾーン毎に独立して個別に温度制御できる構成となっている。

図２は、本発明の実施形態に係るインジェクタ保持構造７０の一例を示した斜視図である。図２において、処理容器４のマニホールド１０に設けられた金属ポート７５が、処理容器４の内周面側から示されている。

図２に示すように、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０においては、マニホールド１０に設置された金属ポート７５にインジェクタ６０を挿入するだけでなく、ナット７２によりインジェクタ６０を金属ポート７５に固定することによりインジェクタ６０を保持する。

図３は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０をより詳細に示した図である。図３（Ａ）は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０の断面構成の一例を示した図であり、図３（Ｂ）は、インジェクタ保持構造７０の構成要素の一部であるテーパーリング７１の拡大図である。

図３（Ａ）に示すように、ナット７２は、露出しているナット頭７２ｃのみでなく、金属ポート７５に挿入されたテーパー開口部７２ａと、ねじ部７２ｂとを有する。ナット７２は、インジェクタ６０を保持すべくインジェクタ６０に外嵌され、インジェクタ６０を保持した状態でナット頭７２ｃ以外の部分が金属ポート７５に挿入されて金属ポート７５と係合する。これにより、インジェクタ６０を金属ポート７５に固定保持する。なお、ナット７２の詳細な構成は後述するが、内周面にねじ山が形成された一般的なナット頭７２ｃの部分だけでなく、インジェクタ６０を固定保持すべく、テーパー開口部７２ａ及びねじ部７２ｂが設けられている。

図３（Ｂ）は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０の一構成要素であるテーパーリング７１の拡大斜視図である。テーパーリング７１は、縦長のリング状の形状を有し、ナット７２と同様にインジェクタ６０に外嵌され、インジェクタ６０とナット７２との間に挿入されて用いられる。つまり、ナット７２は、テーパーリング７１を介してインジェクタ６０を保持する。

テーパーリング７１は、その外面にテーパー形状のテーパー面７１ａを有し、インジェクタ６０の長手方向に沿って、一端から徐々に先端の径が細くなる形状、又は逆に言えば一端から徐々に根本の径が太くなる形状を有する。テーパーリング７１は、インジェクタ６０に装着して用いられるので、内径は、ほぼインジェクタ６０の外径に等しいか、少しだけ外径よりも大きい内径を有する。また、テーパーリング７１の最も細い部分の外径は、テーパーリング７１の厚さを除けばテーパーリング７１の内径とほぼ等しいので、インジェクタ６０の外径ともほぼ等しい。一方、テーパーリング７１の反対側は、インジェクタ６０の外径よりも太くなる。

図４に示すように、かかるテーパー形状を有するテーパーリング７１を用いるとともに、ナット７２の先端に、テーパーリング７１のテーパー面と係合するテーパー開口部７２ａを設け、ナット７２をインジェクタ６０の長手方向（軸方向）に沿って移動させることにより、テーパーリング７１のテーパー面７１ａとナット７２のテーパー開口部７２ａとが容易に係合し、ナット７２がテーパーリング７１を介してインジェクタ６０を保持することができる。

図３（Ｂ）に戻る。テーパーリング７１は、種々の材料で構成することができるが、例えば、ステンレス、ハステロイ等の金属材料で構成してもよい。金属材料を用いる場合、弾性が少ないので、スリット７１ｂ、７１ｃをテーパー面７１ａに形成し、構造的に弾性を持たせるようにする。かかる弾性により、ナット７２が均等に力を加えて周囲から締め付けるようにしてインジェクタ６０を保持することができ、しっかりとシール性良くインジェクタ６０を保持できる。

なお、テーパーリング７１として、弾性を有するゴムや樹脂を用いることも可能であるが、これらの材料は耐熱性、耐食性に難点があり、高温で基板を処理する熱処理装置１には適用が困難である場合が多い。よって、本実施形態に係るインジェクタ保持構造においては、耐熱性、耐食性の高い材料をテーパーリング７１として用いることが好ましい。よって、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０では、テーパーリング７１に金属材料を採用した例を挙げている。なお、ステンレスは一般的に用いられる金属材料であり、ハステロイは、耐食性に優れた金属材料であり、両方とも、テーパーリング７１の材料として適している。

テーパーリング７１の材料としては、金属材料の他、セラミクス等を用いることも可能である。金属、セラミクス等の材料は、材料自体の弾性はあまり大きくないが、図３（Ｂ）に示すように、スリット７１ｂ、７１ｃをテーパー面７１ａに形成することにより、構造的に弾性を持たせることができる。これにより、耐熱性及び耐食性を保持しつつ、十分なシール性を確保するための弾性を持たせることができる。

なお、図３（Ｂ）においては、インジェクタ６０の長手方向に延びる向きのスリット７１ｂ、７１ｃをテーパー面７１ａに形成している。そして、根本（径が大きい方）側から切れ込みが入るスリット７１ｂと、先端（径が小さい方）側から切れ込みが入るスリット７１ｃを、テーパーリング７１の周方向に沿って交互に形成し、テーパー面７１ａ全体としてジグザグな形状となるようにテーパーリング７１を構成している。テーパーリング７１は、全体として弾性を有し、インジェクタ６０とナット７２との間にクッションのような緩衝性を与え、ナット７２がシール性よくインジェクタ６０を保持することができる役割を果たすことができれば、種々の形状に構成してよいが、例えば、図３（Ｂ）に示したような、長手方向において切れ込み方向が反対のスリット７１ｂ、７１ｃを、周方向に交互に設けた形状としてもよい。

また、テーパーリング７１のテーパー面７１ａは、ナット７２のテーパー開口部７２ａと係合することができれば、種々のテーパー角を有して構成されてよい。具体的には、例えば、テーパー開口部７２ａのテーパー角と同じ角度であってもよいし、テーパーリング７１が弾性で収縮することを考慮して、テーパー開口部７２ａのテーパー角よりも少し大きいテーパー角を有するように構成してもよい。

更に、テーパーリング７１は、ナット７２のテーパー開口部７２ａと係合することが可能なテーパー面７１ａを有してさえいれば、他に円筒状の部分等を有していてもよい。例えば、テーパーリング７１の根本側に、そのような円筒状の部分が付加されていてもよい。しかしながら、加工コストの低減、余分な材料を処理容器内に持ち込まない観点からは、テーパーリング７１は、外周面の総てがテーパー面７１ａとして構成されたテーパーコーン状（円錐状）に近い形状であることが好ましい。

図４は、本発明の実施形態に係るインジェクタ保持構造７０の詳細を示す構成図である。図４（Ａ）は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０の詳細斜視図であり、図４（Ｂ）は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０の詳細断面図である。

図４（Ａ）に示すように、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０は、テーパーリング７１と、ナット７２と、固定ピン７３と、保護板７４と、金属ポート７５とを備える。

テーパーリング７１は、鉛直方向上側がテーパー面の先端（径の細い方）となるようにインジェクタ６０の周囲に外嵌される。ナット７２は、テーパー開口部７２ａがテーパーリング７１のテーパー面７１ａと係合可能なように、テーパーリング７１よりも上方に、テーパー開口部７２ａが下側に来るようにインジェクタ６０の周囲に外嵌される。よって、ナット７２は、ナット頭７２ｃが上側に来るように配置される。

ナット７２のねじ部７２ｂの外周面には、ねじ山（図４（Ｂ）参照）が形成されている。金属ポート７５の内周面にもねじ山（図４（Ｂ）参照）が形成され、互いに螺合してナット７２と金属ポート７５とが係合する構成となっている。ナット７２のナット頭７２ｃには、複数の貫通孔７２ｄが形成されている。貫通孔７２ｄは、ナット７２を金属ポート７５に固定し、ナット７２の緩みを防止するための構造であり、金属ポート７５の先端の肉厚面にも、位置決め孔７５ｄが形成されている。ナット７２と金属ポート７５が係合する際、ナット頭７１ｃの下端面と金属ポート７５の上端の肉厚面は接触する。この時、金属ポート７５の位置決め孔７５ｄとナット７２の貫通孔７２ｄの位置を一致させ、互いに連通するようにし、貫通孔７２ｄから固定ピン７３を挿入すれば、固定ピン７３が貫通孔７２ｄと位置決め孔７５ｄの双方を貫いて挿入され、ナット７２は金属ポート７５に固定され、ナット７２の緩みを防止することができる。本実施形態に係るインジェクタ保持構造は、必要に応じて、そのようなナット７２の緩み止め構造として、金属ポート７５の位置決め孔７５ｄ、ナット７２の貫通孔７１ｄ及び固定ピン７３を備えてもよい。固定ピン７３は、貫通孔７１ｄ及び位置決め孔７５ｄの双方を貫通するように挿入できる径、長さを有すれば、種々の構成を有するピンを利用することができる。図４（Ａ）においては、先端が屈曲した形状の固定ピン７３が用いられている。また、固定ピン７３を構成する材料も、耐熱性、耐食性を有する材料から選択されてよく、例えば、金属材料から構成されてもよい。

なお、熱処理装置１において、金属ポート７５は基本的に処理容器４の内部に連通するマニホールド１０に固定され、金属ポート７５にインジェクタ６０が挿入固定されるため、金属ポート７５側に基準となる位置決め孔７５ｄを１個設け、これに対応してナット７２側に複数の貫通孔７２ｄを設ける構成とすることが好ましい。ナット７２が固定される位置は、ナット７２のねじ部７２ｂの回転により回転方向に変化するため、ナット頭７２ｃの周方向に沿って複数の貫通孔７２ｄが所定間隔を有して設けられることが好ましい。

また、金属ポート７５の位置決め孔７５ｄ及びナット７２の貫通孔７２ｄの位置には、位置決め用のマーク７５ｂ、７２ｅが設けられていてもよい。ナット７２を金属ポート７５に固定する際、マーク７５ｂ、７２ｅ同士の回転方向の位置が一致するように合わせることにより、正確な位置決めを行うことができる。更に、インジェクタ６０にも、位置決め用のマーク６０ｂを設けるようにしてもよい。これにより、インジェクタ６０と金属ポート７２ｅとの位置決めを正確に行うことができる。なお、インジェクタ６０と金属ポート７５との位置決めの詳細については後述する。

金属ポート７５は、処理容器４のマニホールド１０に固定するための固定構造を備えてもよい。図４（Ａ）においては、金属ポート７５は、ワッシャ構造の固定部材７５ｃを備えている。例えば、固定部材７５ｃをねじ止めすることにより、処理容器４のマニホールド１０に固定することができる。

保護板７４は、テーパーリング７１によるインジェクタ６０の傷の発生を防止するための部材である。具体的には、保護板７４は、インジェクタ６０とテーパーリング７１との間に挿入され、テーパーリング７１の角の部分が石英、ＳｉＣ等のセラミクス等からなるインジェクタ６０に押し付けられたときに、テーパーリング７１がインジェクタ６０を傷付けることを防止する。テーパーリング７１は、スリット７１ｂ、７１ｃが切られて角張った部分が多いため、締め付けられた際に、インジェクタ６０を傷付けるおそれがある。保護板７４は、テーパーリング７１が直接インジェクタ６０に接触することを防止し、傷の発生を防止する。保護板７４は、種々の材料から構成されてよいが、例えば、金属薄板であってもよい。保護板７４も、耐熱性、耐食性等を考慮して選択してよい。なお、保護板７４は、必須ではなく、必要に応じて設けるようにしてよい。

図４（Ｂ）では、インジェクタ６０が金属ポート７５内に挿入され、インジェクタ保持構造７０により保持された状態が示されている。最下部にテーパーリング７１があり、テーパー面７１ａが上を向くように配置されている。一方、ナット７２は、テーパー開口部７２ａがテーパーリング７１のテーパー面７１ａと接触して係合するように、テーパー開口部７２ａが下を向いて開くように配置されている。ナット７２のテーパー開口部７２ａは、テーパーリング７１のテーパー面７１ａを押し付け、ナット７２が下方に移動する程、テーパーリング７１の締め付け力が強くなる構造となっている。また、テーパーリング７１とインジェクタ６０との間には、保護板７４が設けられ、テーパーリング７１が押し付けられても、テーパーリング７１の角がインジェクタ６０を傷付けることが無いようにインジェクタ６０の表面を保護している。

ナット７２において、テーパー開口部７２ａの上方には、ねじ部７２ｂが設けられている。金属ポート７５は、内周面にねじ部７５ｆを有し、ねじ部７２ｂのねじ山と金属ポート７５のねじ部７５ｆのねじ山とで互いに螺合し、ナット７２と金属ポート７５とが係合する構造となっている。なお、本実施形態においては、ナット７２と金属ポート部７５との係合は、ねじ部７２ｂ、７５ｆ同士の螺合により行われる例が挙げられているが、他の係合手段を用いて係合してもよい。

ナット７２のねじ部７２ｂの上方には、金属ポート７５の内径よりも径が大きいナット頭７２ｃが設けられ、ナット頭７２ｃの底面と金属ポート７５の上面が接触して係止する構成となっている。金属ポート７５の上端の肉厚面には位置決め孔７５ｄ、ナット頭７２ｃには貫通孔７２ｄが各々鉛直方向に形成され、互いの位置を合わせて固定ピン７３を貫通させることにより、ナット７２の緩みを止めることができる構成となっている。なお、貫通孔７２ｄは、円周方向に沿って複数形成されてもよい。また、貫通孔７２ｄ及び位置決め孔７５ｄが設けられている箇所には、位置合わせを行うためのマーク７２ｅ、７５ｂ（図４（Ａ）参照）が形成されてもよい。このように、ナット７２は、テーパー開口部７２ａ、ねじ部７２ｂ、ナット頭７２ｃと役割が異なるため、長手方向に沿って異なる位置に設けられてもよい。

なお、金属ポート７５にインジェクタ６０を挿入固定する際には、まず、金属ポート７５にインジェクタ６０を挿入する前にインジェクタ６０にナット７２を外嵌し、次いでインジェクタ６０にテーパーリング７１を外嵌し、最後に保護板７４をインジェクタ６０に外嵌してからインジェクタ６０を金属ポート７５に挿入する。そして、保護板７４にテーパーリング７１を被せ、更にその上からナット７２をテーパーリング７１に被嵌させ、ナット７２を更に下方に移動させて金属ポート７５に挿入する。この時、テーパーリング７１のテーパー面７１ａとナット７２のテーパー開口部７２ａとが接触して係合する。ナット７２のねじ部７２ｂが金属ポート７５のねじ部７５ｆに達したら、ナット７２を回転させ、ねじ部７２ｂ、７５ｆ同士を螺合させてナット７２を金属ポート７５に係合させる。ナット頭７２ｃの底面が金属ポート７５の上端面と接触して係止したら、ナット７２の回転を止める。これにより、インジェクタ６０は、ナット７２に保持された状態で金属ポート７５に固定される。最後に、マーク７２ｅ、７５ｂを用いてナット頭７２の貫通孔７２ｄを金属ポート７５の位置決め孔７５ｄに位置合わせし、貫通孔７２ｄから固定ピン７３を挿入して貫通孔７２ｄ及び位置決め孔７５ｄを貫通させ、ナット７２の緩みを防止する。例えば、このような手順で、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０を用いて、インジェクタ６０を金属ポート７５に挿入固定することができる。

次に、図５〜８を用いて、インジェクタ６０の金属ポート７５への挿入固定の際に位置決めを行うための構成及び方法と、金属ポート７５の処理容器４への固定方法について説明する。

図５は、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０を用いて、インジェクタ６０を金属ポート７５に挿入固定する工程を示した図である。インジェクタ６０の金属ポート７５への挿入固定は、図４（Ａ）、（Ｂ）において説明した手順により行われる。

図６は、インジェクタ６０を金属ポート７５に挿入固定する際に位置決めを行うための構成及び方法について説明するための図である。図６は、処理容器４の中心側から、処理容器４の内周面を見たときの金属ポート７５及びインジェクタ６０を示している。図６に示すように、インジェクタ６０の下端面には、鉛直方向に切除されたＵ字状の切欠き６０ａが形成されている。そして、金属ポート７５の内側の底面には、突起７５ａが形成されている。インジェクタ６０の切欠き６０ａと、金属ポート７５の突起７５ａは、互いに係合する凹凸形状となっており、この凹凸形状を係合させることにより、インジェクタ６０と金属ポート７５との位置決めができる構成となっている。しかしながら、切欠き６０ａと突起７５ａとの係合は、遊びとしてクリアランスを設けた場合には、微細な位置合わせまではできない。そこで、金属ポート７５には位置合わせ用のマーク７５ｂ、インジェクタ６０には位置合わせ用のマーク６０ｂをそれぞれ設け、これを用いて位置合わせを行うことにより、正確な位置決めを最終的に行うことができる。このように、インジェクタ６０と金属ポート７５とに切欠き６０ａ、突起７５ａからなる係合構造を設けて粗い位置決めを行い、最終的にマーク６０ｂ、７５ｂを用いて正確な位置決めを行うようにしてもよい。なお、インジェクタ６０と金属ポート７５との係合構造は、切欠き６０ａと突起７５ａの係合に限定されるものではなく、用途に応じて種々の係合構造を利用することができる。

図７は、金属ポート７５を処理容器４のマニホールド１０に設置する際の固定方法の一例を示した図である。図７に示すように、金属ポート７５の固定部材７５ｃをねじ９０で両側から固定することにより、処理容器４のマニホールド１０の内周面に金属ポート７５を固定設置することができる。これにより、金属ポート７５が回転方向に倒れることを防止することができる。

図８は、ガス導入管８２を金属ポート７５に設置する際の固定方法の一例を示した図である。図７で説明したように、金属ポート７５は、処理容器４のマニホールド１０の内周面にねじ９０で固定され、図８に示すように、Ｌ字の下端水平部分が処理容器４の外周側に突出している場合には、水平突出部分の先端にガス導入管８２を、接続構造８３を用いて容易に接続することができる。金属ポート７５が固定されていないと、作業者は、一人が処理容器４の内周面側で金属ポート７５を保持し、もう一人が処理容器４の外周面側でガス導入管８２を金属ポート７５に接続する、という作業になってしまう。しかしながら、本実施形態に係るインジェクタ保持構造７０は、金属ポート７５を処理容器４のマニホールド１０の内周面に固定する固定部材７５ｃを備えているため、まず金属ポート７５を処理容器４のマニホールド１０に内周面側で固定し、次いで外周面側に移動してガス導入管８２を金属ポート７５に接続することが可能となるため、インジェクタ６０の金属ポート７５への挿入固定から金属ポート７５へのガス導入管８２の接続の一連の作業を、一人で行うことが可能となる。

このように、本実施形態に係るインジェクタ保持構造を用いることにより、インジェクタの設置作業の作業効率をも向上させることができる。

なお、本発明の実施形態においては、金属ポート７５を処理容器４の側面下部にあるマニホールド１０に固定する例を挙げて説明したが、金属ポート７５は、処理容器４の内部と連通する箇所であれば、処理容器４自体及び処理容器４以外の箇所を含めて、種々の箇所に設けることができる。例えば、マニホールド１０以外の処理容器４の内部と連通する箇所を設け、当該箇所に金属ポート７５を固定するようにしてもよい。更に、処理に影響が無ければ、外筒６及び内筒８を貫く箇所に金属ポート７５を設けるようにしてもよい。

また、本発明の実施形態においては、インジェクタ保持構造７０を適用する基板処理装置として、熱処理装置を用いた例を挙げて説明したが、インジェクタ６０を金属ポート７５に設置する構造を有する基板処理装置であれば、種々の基板処理装置に適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

１ 熱処理装置
４ 処理容器
２８ ウエハボート
６０ インジェクタ
６０ａ 切欠き
６０ｂ、７２ｅ、７５ｂ マーク
７０ インジェクタ保持構造
７１ テーパーリング
７１ａ テーパー面
７１ｂ、７１ｃ スリット
７２ ナット
７２ａ テーパー開口部
７２ｂ、７５ｆ ねじ部
７２ｃ ナット頭
７２ｄ 貫通孔
７３ 固定ピン
７４ 保護板
７５ 金属ポート
７５ａ 突起
７５ｃ 固定部材

Claims (17)

1. インジェクタの先端を挿入可能な金属ポートと、
   所定のテーパー面を有し、前記インジェクタに外嵌されたテーパーリングと、
   前記インジェクタに外嵌されるとともに、前記テーパーリングの前記所定のテーパー面と係合するテーパー開口部を有し、前記テーパーリングの前記テーパー面に被嵌した状態で前記金属ポートと係止するナットと、を有し、
   前記金属ポートの先端の肉厚面には位置決め孔が形成され、
   前記ナットは、前記金属ポートの内径よりも大きく、前記金属ポートと係止した状態で前記金属ポートの先端の肉厚面と接触するナット頭を有し、
   該ナット頭には、前記金属ポートの肉厚面に形成された位置決め孔と連通可能な貫通孔が形成され、
   該貫通孔と前記位置決め孔とが連通した状態で該貫通孔及び前記位置決め孔に挿入するピンを更に有するインジェクタ保持構造。
2. 前記テーパーリングにはスリットが形成され、弾性を有する弾性構造体として構成された請求項１に記載のインジェクタ保持構造。
3. 前記テーパーリングは、金属から形成された請求項２に記載のインジェクタ保持構造。
4. 前記スリットは、前記インジェクタの長手方向と同じ方向に形成されている請求項２又は３に記載のインジェクタ保持構造。
5. 前記スリットは、前記インジェクタの長手方向の第１の方向から切り込まれた第１のスリットと該第１の方向と反対の第２の方向から切り込まれた第２のスリットが円周方向に沿って交互に形成された請求項４に記載のインジェクタ保持構造。
6. 前記テーパーリングは、外周面が総てテーパー面である請求項１乃至５のいずれか一項に記載のインジェクタ保持構造。
7. 前記金属ポートの内周面及び前記ナットの外周面には、互いに螺合するねじ山が形成されている請求項１乃至６のいずれか一項に記載のインジェクタ保持構造。
8. 前記インジェクタの外周面と前記テーパーリングの内周面との間に挿入された保護板を更に有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載のインジェクタ保持構造。
9. 前記保護板は金属薄板からなる請求項８に記載のインジェクタ保持構造。
10. 前記貫通孔は、前記ナット頭の円周方向に沿って複数形成された請求項１乃至９のいずれか一項に記載のインジェクタ保持構造。
11. 前記インジェクタの先端面と前記金属ポートの内側底面には、前記インジェクタを前記金属ポートに挿入した際に互いに係合する係合構造が形成された請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のインジェクタ保持構造。
12. 前記係合構造は、前記インジェクタの先端面に形成された切欠きと、該切欠きと嵌合する前記金属ポートの内側底面に形成された突起形状である請求項１１に記載のインジェクタ保持構造。
13. 前記インジェクタ及び前記金属ポートは、ともに位置決め用のマークを有する請求項１２に記載のインジェクタ保持構造。
14. 前記金属ポートは、所定の設置位置に固定するための固定構造を有する請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のインジェクタ保持構造。
15. 前記固定構造は、ねじ固定用のワッシャ構造である請求項１４に記載のインジェクタ保持構造。
16. 処理容器と、
    該処理容器内で基板を保持可能な基板保持体と、
    前記処理容器に設けられ、前記処理容器内にガスを供給可能なインジェクタと、
    前記処理容器の内部と連通し、前記処理容器の外部に設けられたガス供給源と接続されるとともに、前記処理容器の内部に連通する所定箇所に設けられた金属ポートと、
    前記インジェクタを前記金属ポートに接続固定する請求項１乃至１５のいずれか一項に記載のインジェクタ保持構造と、を有する基板処理装置。
17. 前記処理容器は、略円筒形状を有する熱処理容器であり、
    前記基板保持体は、複数の基板を、所定間隔を有して鉛直方向に積載保持可能な基板保持ボートであり、
    前記金属ポートは、前記処理容器の側面下部に設けられ、
    前記インジェクタは、前記処理容器内で鉛直方向に延在して設けられた請求項１６に記載の基板処理装置。

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