JP6994524B2 - Manufacturing method of substrate processing equipment, reaction tube and semiconductor equipment - Google Patents

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Description

本開示は、基板処理装置、反応管及び半導体装置の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing a substrate processing apparatus, a reaction tube and a semiconductor apparatus.

基板に酸化、拡散等の処理を施す基板処理装置において、反応管下部に設けているガス導入ポートからガスを導入し、反応室にガスを供給するよう構成されることがある。特許文献１や特許文献２には、ガスを一時的に溜めて圧力を整える空間が反応管に設けられ、この空間からガスを反応室内に流す反応管構造が記載されている。 In a substrate processing apparatus that performs treatments such as oxidation and diffusion on a substrate, gas may be introduced from a gas introduction port provided in the lower part of the reaction tube to supply gas to the reaction chamber. Patent Document 1 and Patent Document 2 describe a reaction tube structure in which a space for temporarily storing gas and adjusting the pressure is provided in the reaction tube, and the gas flows from this space into the reaction chamber.

特許文献３によれば、基板保持部の基板処理領域より下部に予備加熱筒を備え、ガス導入部からのガスを予備加熱筒に流通させてガスを上昇させることが記載されている。 According to Patent Document 3, a preheating cylinder is provided below the substrate processing region of the substrate holding portion, and gas from the gas introduction portion is circulated through the preheating cylinder to raise the gas.

また、特許文献４によれば、基板保持部の基板処理領域より下部に配置された配管を流通するガスを予備加熱することが記載されている。 Further, according to Patent Document 4, it is described that the gas flowing through the pipe arranged below the substrate processing region of the substrate holding portion is preheated.

しかしながら、ガス導入部から導入されたガスは温度が十分に温まらないまま、基板処理領域の側面に配置された配管を通過することがある。その結果、基板処理領域下部の外周の温度が低下し、基板間の処理結果に差が生ずることがある。 However, the gas introduced from the gas introduction portion may pass through the pipe arranged on the side surface of the substrate processing region without sufficiently warming the temperature. As a result, the temperature of the outer periphery of the lower portion of the substrate processing region may decrease, and the processing results may differ between the substrates.

特開平１１－０６７７５０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-07750 特開２０１８－０８８５２０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-08M520 特開２０１２－２４８６７５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-248675 米国特許５９４８３００号公報U.S. Pat. No. 5,948,300

本開示の目的は、基板処理領域に配置された基板間の処理結果の差異を小さくする構成を提供することにある。 An object of the present disclosure is to provide a configuration for reducing a difference in processing results between substrates arranged in a substrate processing region.

本開示の一態様によれば、基板を処理する処理室を内部に構成し、周囲に設けられた加熱部によって加熱される反応管であって、前記反応管の下端側に設けられ処理ガスが導入されるガス導入部と、少なくとも前記基板を処理する基板処理領域に対向する位置では前記反応管の側面に沿うように配置される第１供給部と、前記基板処理領域よりも低い位置において、前記ガス導入部から前記反応管の天井部に向かう方向に延びる第１予備加熱部と、前記反応管の天井部に向かう方向に対して垂直方向に延びる第２予備加熱部を有し、前記第１予備加熱部と前記第２予備加熱部を組合せることにより、前記ガス導入部と前記第１供給部を連通するように構成されている予備加熱部と、を備え、前記第１予備加熱部の断面形状と前記第２予備加熱部の断面形状は異なるよう構成される反応管を備えた構成が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, it is a reaction tube in which a processing chamber for processing a substrate is internally configured and heated by a heating unit provided around the inside, and the processing gas is provided on the lower end side of the reaction tube. At a position lower than the substrate processing region, the gas introduction portion to be introduced, the first supply portion arranged along the side surface of the reaction tube at least at a position facing the substrate processing region for processing the substrate, and the position lower than the substrate processing region . It has a first preheating section extending from the gas introduction section toward the ceiling of the reaction tube and a second preheating section extending in a direction perpendicular to the direction toward the ceiling of the reaction tube. By combining the first preheating section and the second preheating section, the gas introduction section and the preheating section configured to communicate with the first supply section are provided , and the first preheating section is provided. Provided is a configuration including a reaction tube in which the cross-sectional shape of the heating portion and the cross-sectional shape of the second preheating portion are different from each other .

基板処理領域のガス流れによる温度低下を抑制することができ、その結果、基板処理領域に配置された基板間の処理結果の差異を小さくすることができる。 It is possible to suppress a temperature drop due to gas flow in the substrate processing region, and as a result, it is possible to reduce the difference in processing results between the substrates arranged in the substrate processing region.

本開示の第１の実施形態に係る基板処理装置を示す概略の側面図である。It is a schematic side view which shows the substrate processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 本開示の第１の実施形態に係る基板処理装置の制御部を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control part of the substrate processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 本開示の第１の実施形態に係る基板処理装置の処理炉を示す縦断面図である。It is a vertical sectional view which shows the processing furnace of the substrate processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. （Ａ）～（Ｃ）は本開示の第１の実施形態に係る基板処理装置の反応管の構成を示す斜視図であり、（Ｄ）は予備加熱部の構成を示す縦断面図である。(A) to (C) are perspective views showing the configuration of the reaction tube of the substrate processing apparatus according to the first embodiment of the present disclosure, and (D) is a vertical sectional view showing the configuration of the preheating portion. 本開示の第１の実施形態に係る基板処理装置の処理炉を示す平面断面図である。It is a top view which shows the processing furnace of the substrate processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 本開示の第１の実施形態に係る基板処理装置の処理炉の内部構造を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the processing furnace of the substrate processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this disclosure. 本開示の第２の実施形態に係る基板処理装置の処理炉の内部構造を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the internal structure of the processing furnace of the substrate processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this disclosure. （Ａ）、（Ｂ）は本開示の第３の実施形態に係る基板処理装置の反応管の構成を示す斜視図であり、（Ｃ）は予備加熱部の構成を示す縦断面図である。(A) and (B) are perspective views showing the configuration of the reaction tube of the substrate processing apparatus according to the third embodiment of the present disclosure, and (C) is a vertical sectional view showing the configuration of the preheating portion. 比較例１に係る基板処理装置の処理炉を示す縦断面図である。It is a vertical sectional view which shows the processing furnace of the substrate processing apparatus which concerns on Comparative Example 1. FIG. 試験例に用いた比較例、及び実施例に係る基板処理装置の反応管の構成を示す側面図、及び平面図である。It is a side view and the plan view which show the structure of the reaction tube of the comparative example used for the test example, and the substrate processing apparatus which concerns on an Example. 比較例、及び実施例に係る基板処理装置の反応管の温度分布が示された試験結果である。It is a test result which showed the temperature distribution of the reaction tube of the substrate processing apparatus which concerns on a comparative example and an Example. 比較例、及び実施例に係る基板処理装置の反応管の内壁の温度を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature of the inner wall of the reaction tube of the substrate processing apparatus which concerns on a comparative example and an Example. 本開示の他の実施形態に係る基板処理装置の反応管の構成および予備加熱部の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the reaction tube and the structure of the preheating part of the substrate processing apparatus which concerns on other embodiment of this disclosure. 本開示の更に他の実施形態に係る基板処理装置の反応管の構成および予備加熱部の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure of the reaction tube and the structure of the preheating part of the substrate processing apparatus which concerns on still another Embodiment of this disclosure.

［第１の実施形態］
一方に説明する本開示の第１の実施形態に係る処理装置１００（基板処理装置）は、半導体ウエハを扱うものとして構成されており、半導体ウエハに酸化膜形成や拡散およびＣＶＤのような処理を施すものとして構成されている。本実施形態において、基板としての半導体ウエハ（以下、ウエハという）２００はシリコン等の半導体から作製されており、ウエハ２００を収納して搬送するキャリア（収容器）としては、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）１１０が使用されている。 [First Embodiment]
The processing apparatus 100 (board processing apparatus) according to the first embodiment of the present disclosure described on the one hand is configured to handle a semiconductor wafer, and processes such as oxide film formation, diffusion, and CVD on the semiconductor wafer. It is configured to be applied. In the present embodiment, the semiconductor wafer (hereinafter referred to as a wafer) 200 as a substrate is made of a semiconductor such as silicon, and the carrier (accommodator) for accommodating and transporting the wafer 200 is a FOUP (Front Opening Fixed Pod). ) 110 is used.

図１に示されているように、第１の実施形態に係る基板処理装置（以下、処理装置ともいう）１００は筐体１１１を備えている。筐体１１１の正面壁１１１ａの正面前方部には、メンテナンス可能なように開口空間が設けられ、この開口空間を開閉する正面メンテナンス扉１０４ａ、１０４ｂがそれぞれ建て付けられている。 As shown in FIG. 1, the substrate processing apparatus (hereinafter, also referred to as a processing apparatus) 100 according to the first embodiment includes a housing 111. An opening space is provided in the front front portion of the front wall 111a of the housing 111 so that maintenance can be performed, and front maintenance doors 104a and 104b for opening and closing this opening space are installed, respectively.

筐体１１１の正面壁１１１ａには、ＦＯＵＰ（以下、ポッドという）１１０を搬入搬出するためのポッド搬入搬出口１１２が筐体１１１の内外を連通するように開設されており、ポッド搬入搬出口１１２はフロントシャッタ１１３によって開閉されるようになっている。 On the front wall 111a of the housing 111, a pod loading / unloading outlet 112 for carrying in / out the FOUP (hereinafter referred to as a pod) 110 is provided so as to communicate the inside and outside of the housing 111, and the pod loading / unloading outlet 112 is provided. Is opened and closed by the front shutter 113.

ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置した状態で位置合わせするように構成されている。ポッド１１０はロードポート１１４上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、かつまた、ロードポート１１４上から搬出される。 A load port 114 is installed on the front front side of the pod loading / unloading outlet 112, and the load port 114 is configured to be aligned with the pod 110 mounted. The pod 110 is carried onto the load port 114 by an in-process transfer device (not shown), and is also carried out from the load port 114.

筐体１１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転可能なポッド保管用の収容棚１０５が設置されており、収容棚１０５は複数個のポッド１１０を保管するように構成されている。すなわち、収容棚１０５は垂直に立設され、支柱１１６と、支柱１１６にｎ（ｎは１以上）段の棚板１１７とを備えており、複数枚の棚板１１７はポッド１１０を複数個宛それぞれ載置した状態で保持するように構成されている。 A rotatable pod storage storage shelf 105 is installed in the upper part of the housing 111 at a substantially central portion in the front-rear direction, and the storage shelf 105 is configured to store a plurality of pods 110. .. That is, the storage shelf 105 is erected vertically, and the support column 116 is provided with n (n is 1 or more) stages of shelf boards 117, and the plurality of shelf boards 117 are addressed to a plurality of pods 110. Each is configured to be held in a placed state.

筐体１１１内におけるロードポート１１４と収容棚１０５との間には、第一搬送装置としてのポッド搬送装置１１８が設置されている。ポッド搬送装置１１８はポッド１１０を保持したまま昇降可能なポッドエレベータ１１８ａと、ポッド搬送機構１１８ｂとで構成されている。ポッド搬送装置１１８はポッドエレベータ１１８ａとポッド搬送機構１１８ｂとの連続動作により、ロードポート１１４、収容棚１０５、ポッドオープナ１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。 A pod transfer device 118 as a first transfer device is installed between the load port 114 and the storage shelf 105 in the housing 111. The pod transfer device 118 includes a pod elevator 118a that can move up and down while holding the pod 110, and a pod transfer mechanism 118b. The pod transfer device 118 is configured to transfer the pod 110 between the load port 114, the storage shelf 105, and the pod opener 121 by continuous operation of the pod elevator 118a and the pod transfer mechanism 118b.

処理装置１００は酸化膜形成等の処理を施す半導体製造装置を備えている。半導体製造装置の筐体を構成するサブ筐体１１９は、筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部に後端にわたって構築されている。 The processing device 100 includes a semiconductor manufacturing device that performs processing such as forming an oxide film. The sub-housing 119 constituting the housing of the semiconductor manufacturing apparatus is constructed over the rear end at the lower portion in the substantially central portion in the front-rear direction in the housing 111.

サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウエハ２００（図３参照）をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウエハ搬入搬出口（基板搬入搬出口）１２０が一対、垂直方向に上下二段に並べられて開設されており、上下段のウエハ搬入搬出口１２０には一対のポッドオープナ１２１がそれぞれ設置されている。 On the front wall 119a of the sub-housing 119, there are a pair of wafer loading / unloading outlets (board loading / unloading outlets) 120 for loading / unloading the wafer 200 (see FIG. 3) into the sub-housing 119. A pair of pod openers 121 are installed at the wafer loading / unloading outlets 120 in the upper and lower tiers.

ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２と、ポッド１１０のキャップを着脱するキャップ着脱機構１２３とを備えている。ポッドオープナ１２１は載置台１２２に載置されたポッド１１０のキャップをキャップ着脱機構１２３によって着脱することにより、ポッド１１０のウエハ出し入れ口を開閉するように構成されている。 The pod opener 121 includes a mounting table 122 on which the pod 110 is placed, and a cap attachment / detachment mechanism 123 for attaching / detaching the cap of the pod 110. The pod opener 121 is configured to open and close the wafer loading / unloading port of the pod 110 by attaching / detaching the cap of the pod 110 mounted on the mounting table 122 by the cap attachment / detachment mechanism 123.

サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や収容棚１０５の設置空間から流体的に隔絶された移載室１２４を構成している。移載室１２４の前側領域にはウエハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されている。基板移載機構１２５はウエハ移載装置（基板移載装置）１２５ａとウエハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）１２５ｂとで構成されている。基板移載装置１２５ａはツイーザ１２５ｃによってウエハ２００を保持して、ウエハ２００を水平方向に回転乃至直動させる。基板移載装置昇降機構１２５ｂは基板移載装置１２５ａを昇降させる。基板移載機構１２５は基板移載装置昇降機構１２５ｂおよび基板移載装置１２５ａの連続動作により、ボート（基板保持具）２１７に対してウエハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）する。 The sub-housing 119 constitutes a transfer chamber 124 that is fluidly isolated from the installation space of the pod transfer device 118 and the storage shelf 105. A wafer transfer mechanism (board transfer mechanism) 125 is installed in the front region of the transfer chamber 124. The substrate transfer mechanism 125 includes a wafer transfer device (board transfer device) 125a and a wafer transfer device elevator (board transfer device elevating mechanism) 125b. The substrate transfer device 125a holds the wafer 200 by the tweezers 125c, and rotates or linearly moves the wafer 200 in the horizontal direction. The board transfer device elevating mechanism 125b raises and lowers the board transfer device 125a. The board transfer mechanism 125 loads (charges) and dismounts (discharges) the wafer 200 into the boat (board holder) 217 by the continuous operation of the board transfer device elevating mechanism 125b and the board transfer device 125a. ..

図１、及び図３に示すように、移載室１２４には後述する昇降機構としてのボートエレベータ１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５はボート２１７を昇降させるように構成されている。ボートエレベータ１１５に連結された連結具としてのアームには、蓋体としての蓋体２１９が水平に据え付けられており、蓋体２１９はボート２１７を垂直に支持し、処理炉２０２の下端部を閉塞可能なように構成されている。ボート２１７は複数本の支持部としての保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚～１２５枚程度）のウエハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に、一定の間隔で支持部に保持するように構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 3, a boat elevator 115 as an elevating mechanism, which will be described later, is installed in the transfer chamber 124. The boat elevator 115 is configured to raise and lower the boat 217. A lid 219 as a lid is horizontally installed on the arm as a connector connected to the boat elevator 115, and the lid 219 vertically supports the boat 217 and closes the lower end of the processing furnace 202. It is configured to be possible. The boat 217 is provided with a holding member as a plurality of support portions, and a plurality of wafers (for example, about 50 to 125 wafers) 200 are arranged horizontally with their centers aligned in the vertical direction. , Is configured to be held on the support at regular intervals.

尚、保持部材の材質は、石英（ＳｉＯ２）若しくはＳｉＣ(炭化珪素またはシリコンカーバイド)、Ｓｉ(シリコン)で出来ている。また、材質は、プロセス処理温度によって使い分けている。例えば、プロセス処理温度が９５０℃以下であれば、石英材を用い、プロセス処理温度が高温処理９５０℃以上であれば、ＳｉＣ材やＳｉ材等を用いる。また、支持部の爪の形状は、短いもの、長いもの、ウエハ２００との接触面積を小さくしたもの等の様々の種類があり、プロセス条件によって異なるよう構成している。 The material of the holding member is quartz (SiO 2 ), SiC (silicon carbide or silicon carbide), or Si (silicon). In addition, the material is used properly according to the process processing temperature. For example, if the process treatment temperature is 950 ° C. or lower, a quartz material is used, and if the process treatment temperature is high temperature treatment of 950 ° C. or higher, a SiC material, a Si material, or the like is used. Further, there are various types of claws of the support portion, such as short ones, long ones, and ones having a small contact area with the wafer 200, and are configured to differ depending on the process conditions.

（処理装置のポッド搬入搬出動作）
次に、処理装置１００のポッド搬入搬出動作について説明する。
図１に示されているように、ポッド１１０がロードポート１１４に供給されると、ポッド搬入搬出口１１２がフロントシャッタ１１３によって開放され、ロードポート１１４の上のポッド１１０はポッド搬送装置１１８によって筐体１１１の内部へポッド搬入搬出口１１２から搬入される。 (Processing device pod loading / unloading operation)
Next, the pod loading / unloading operation of the processing device 100 will be described.
As shown in FIG. 1, when the pod 110 is supplied to the load port 114, the pod carry-in / carry-out outlet 112 is opened by the front shutter 113, and the pod 110 above the load port 114 is encapsulated by the pod transfer device 118. It is carried into the inside of the body 111 from the pod carry-in / carry-out outlet 112.

搬入されたポッド１１０は収容棚１０５の指定された棚板１１７へポッド搬送装置１１８によって自動的に搬送されて受け渡され、一時的に保管された後、棚板１１７から一方のポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載されるか、もしくは直接ポッドオープナ１２１に搬送されて載置台１２２に移載される。この際、ポッドオープナ１２１のウエハ搬入搬出口１２０はキャップ着脱機構１２３によって閉じられており、移載室１２４にはクリーンエアが流通され、充満されている。 The carried-in pod 110 is automatically transported to the designated shelf board 117 of the storage shelf 105 by the pod transfer device 118, temporarily stored, and then transferred from the shelf board 117 to one of the pod openers 121. It is either transported and transferred to the mounting table 122, or directly transported to the pod opener 121 and transferred to the mounting table 122. At this time, the wafer loading / unloading outlet 120 of the pod opener 121 is closed by the cap attachment / detachment mechanism 123, and clean air is circulated and filled in the transfer chamber 124.

載置台１２２に載置されたポッド１１０はその開口側端面がサブ筐体１１９の正面壁１１９ａにおけるウエハ搬入搬出口１２０の開口縁辺部に押し付けられるとともに、そのキャップがキャップ着脱機構１２３によって取り外され、ポッド１１０のウエハ出し入れ口が開放される。ウエハ２００はポッド１１０から基板移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウエハ出し入れ口を通じてピックアップされ、ノッチ合わせ装置(図示せず)にてウエハを整合した後、ボート２１７へ移載されて装填（ウエハチャージング）される。ボート２１７にウエハ２００を受け渡した基板移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウエハ２００をボート２１７に装填する。 The opening side end face of the pod 110 mounted on the mounting table 122 is pressed against the opening edge of the wafer loading / unloading outlet 120 in the front wall 119a of the sub-housing 119, and the cap is removed by the cap attachment / detachment mechanism 123. The wafer loading / unloading port of the pod 110 is opened. The wafer 200 is picked up from the pod 110 by the tweezers 125c of the substrate transfer device 125a through the wafer loading / unloading port, and after aligning the wafers with a notch alignment device (not shown), it is transferred to the boat 217 and loaded (wafer charging). ). The substrate transfer device 125a that has delivered the wafer 200 to the boat 217 returns to the pod 110, and loads the next wafer 200 into the boat 217.

この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１における基板移載機構１２５によるウエハ２００のボート２１７への装填作業中に、他方（下段または上段）のポッドオープナ１２１には収容棚１０５ないしロードポート１１４から別のポッド１１０がポッド搬送装置１１８によって搬送され、ポッドオープナ１２１によるポッド１１０の開放作業が同時進行される。 During the loading work of the wafer 200 into the boat 217 by the substrate transfer mechanism 125 in one (upper or lower) pod opener 121, the other (lower or upper) pod opener 121 is loaded from the storage shelf 105 to the load port 114. Another pod 110 is conveyed by the pod transfer device 118, and the opening work of the pod 110 by the pod opener 121 is simultaneously performed.

予め指定された枚数のウエハ２００がボート２１７装填されると、処理炉２０２の下端部が炉口ゲートバルブ１４７によって開放される。続いて、蓋体２１９がボートエレベータ１１５の昇降台によって上昇されて、蓋体２１９に支持されたボート２１７が処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。 When the boat 217 is loaded with the predetermined number of wafers 200, the lower end portion of the processing furnace 202 is opened by the furnace opening gate valve 147. Subsequently, the lid 219 is raised by the elevator of the boat elevator 115, and the boat 217 supported by the lid 219 is carried (loaded) into the processing furnace 202.

ローディング後は、処理炉２０２にてウエハ２００に処理が実施される。処理後は、図示しない昇降機構によりボート２１７が引き出される。その後は、図示しないノッチ合わせ装置でのウエハ２００の整合工程を除き、前述と逆の手順で、ウエハ２００およびポッド１１０は筐体１１１の外部へ払出される。 After loading, the wafer 200 is processed in the processing furnace 202. After the treatment, the boat 217 is pulled out by an elevating mechanism (not shown). After that, the wafer 200 and the pod 110 are discharged to the outside of the housing 111 in the reverse procedure of the above, except for the matching step of the wafer 200 in the notch matching device (not shown).

次に、制御部としてのコントローラ２４０の構成について図２を参照しながら説明する。コントローラ２４０は、処理部としてのＣＰＵ(中央処理装置)２２４、一時記憶部としてのメモリ(ＲＡＭ、ＲＯＭ等)２２６、記憶部としてのハードディスクドライブ(ＨＤＤ)２２２、通信部としての送受信モジュール２２８を備えたコンピュータとして構成されている。また、コントローラ２４０は、上述したＣＰＵ２２４及びメモリ２２６などを少なくとも含む指令部２２０と、送受信モジュール２２８と、ハードディスクドライブ２２２の他、液晶ディスプレイなどの表示装置及びキーボードやマウス等のポインティングデバイスを含む操作部としてのユーザインタフェース(ＵＩ)装置２４８を構成に含めても構わない。ハードディスクドライブ２２２には、処理条件及び処理手順が定義されたレシピ等の各レシピファイル、これら各レシピファイルを実行させるための制御プログラムファイル、処理条件及び処理手順を設定するためのパラメータファイルの他、プロセスパラメータを入力する入力画面を含む各種画面ファイル等(いずれも図示せず)が格納されている。 Next, the configuration of the controller 240 as a control unit will be described with reference to FIG. The controller 240 includes a CPU (central processing unit) 224 as a processing unit, a memory (RAM, ROM, etc.) 226 as a temporary storage unit, a hard disk drive (HDD) 222 as a storage unit, and a transmission / reception module 228 as a communication unit. It is configured as a computer. Further, the controller 240 includes a command unit 220 including at least the CPU 224 and the memory 226 described above, a transmission / reception module 228, a hard disk drive 222, a display device such as a liquid crystal display, and an operation unit including a pointing device such as a keyboard and a mouse. User interface (UI) device 248 may be included in the configuration. In the hard disk drive 222, in addition to each recipe file such as a recipe in which processing conditions and processing procedures are defined, a control program file for executing each of these recipe files, and a parameter file for setting processing conditions and processing procedures. Various screen files including input screens for inputting process parameters (none of which are shown) are stored.

なお、コントローラ２４０の送受信モジュール２２８には、スイッチングハブ等が接続されている。コントローラ２４０は、送受信モジュール２２８によりネットワークを介して外部のコンピュータなどとデータの送信及び受信を行うように構成されている。 A switching hub or the like is connected to the transmission / reception module 228 of the controller 240. The controller 240 is configured to transmit and receive data to and from an external computer or the like via the network by the transmission / reception module 228.

また、コントローラ２４０は、送受信モジュール２２８により通信回線を介して筐体１１１内に設置されているセンサ等、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８に電気的に接続されている。 Further, the controller 240 is electrically connected to the gas flow rate control unit 235, the pressure control unit 236, the drive control unit 237, and the temperature control unit 238, such as sensors installed in the housing 111 via the communication line by the transmission / reception module 228. It is connected to the.

尚、本開示の実施の形態にかかるコントローラ２４０は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。例えば、汎用コンピュータに、上述の処理を実行するためのプログラムを格納した記録媒体（ＵＳＢなど）から当該プログラムをインストールすることにより、所定の処理を実行する各コントローラを構成することができる。 The controller 240 according to the embodiment of the present disclosure can be realized by using a normal computer system without using a dedicated system. For example, by installing the program on a general-purpose computer from a recording medium (USB or the like) in which the program for executing the above-mentioned processing is stored, each controller that executes a predetermined processing can be configured.

そして、これらのプログラムを供給するための手段は任意である。上述のように所定の記録媒体を介して供給できる他、例えば、通信回線、通信ネットワーク、通信システムなどを介して供給してもよい。この場合、例えば、通信ネットワークの掲示板に当該プログラムを掲示し、ネットワークを介して搬送波に重畳して提供してもよい。そして、このように提供されたプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、所定の処理を実行することができる。 And the means for supplying these programs is arbitrary. In addition to being able to be supplied via a predetermined recording medium as described above, it may be supplied via, for example, a communication line, a communication network, a communication system, or the like. In this case, for example, the program may be posted on a bulletin board of a communication network and provided by superimposing it on a carrier wave via the network. Then, by starting the program provided in this way and executing it in the same manner as other application programs under the control of the OS, a predetermined process can be executed.

（処理炉の構成）
図３に示されているように、処理炉２０２は、ヒータ(加熱部)２０６を有する。ヒータ２０６は、円筒形状であり、保持板(ヒータベース)２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。なお、ヒータ２０６の上部開口は、蓋部材２０７で閉塞されている。 (Composition of processing furnace)
As shown in FIG. 3, the processing furnace 202 has a heater (heating unit) 206. The heater 206 has a cylindrical shape and is vertically installed by being supported by a holding plate (heater base) 251. The upper opening of the heater 206 is closed by the lid member 207.

ヒータ２０６の内側には均熱管（外管）２０５がヒータ２０６と同心円に配設されている。均熱管２０５はＳｉＣ等の耐熱性材料が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。 Inside the heater 206, a heat soaking tube (outer tube) 205 is arranged concentrically with the heater 206. The heat soaking tube 205 is made of a heat-resistant material such as SiC, and is formed in a cylindrical shape in which the upper end is closed and the lower end is open.

均熱管２０５の内側には反応管（内管）２０４が均熱管２０５と同心円に配設されている。反応管２０４は石英等の耐熱性材料が使用されて、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。反応管２０４の筒中空部は処理室２０１を形成しており、処理室２０１は、ウエハ２００を水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で保持したボート２１７を収容可能に構成されている。ここで、反応管２０４と均熱管２０５とのスペースは、３０ｍｍ程度のクリアランスしか設けられておらず、径が大きい管を設けることができない。 Inside the heat soaking tube 205, a reaction tube (inner tube) 204 is arranged concentrically with the heat soaking tube 205. The reaction tube 204 is made of a heat-resistant material such as quartz, and is formed in a cylindrical shape in which the upper end is closed and the lower end is open. The hollow portion of the reaction tube 204 forms a processing chamber 201, and the processing chamber 201 is configured to accommodate a boat 217 in which the wafers 200 are held in a horizontal posture and arranged in multiple stages in the vertical direction. Here, the space between the reaction tube 204 and the heat soaking tube 205 is provided with a clearance of only about 30 mm, and a tube having a large diameter cannot be provided.

図４、及び図５に示すように、反応管２０４の下部には、外部より処理ガスが供給される管状のガス導入部２３３が設けられている。
ガス導入部２３３から、ガス導入部２３３よりも小径とされた複数本（本実施形態では３本）の断面円形の細管２３０が反応管２０４の外周面に沿って上方に延びており、細管２３０の上端が、反応管２０４の外周面に配置された予備加熱経路としての予備加熱部２６０に接続されている。なお、細管２３０はガス導入部２３３の一部としてもよい。
複数の細管２３０が、それぞれ内管２０４に接触すると共に、細管２３０同士が隣りあわせになるよう内管２０４に固定されている。このように、細管２３０を複数本設けることで、内菅２０４に一度に供給できる流量を多くすることができる。尚、細管２３０は、内管２０４と外管２０５とのスペースに収まるように細ければよく、管の断面形状が円に限らず、長方形等でもよいのは言うまでもない。例えば、細管２３０の径は、５ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲であり、好ましくは５ｍｍである。また細管２３０の本数も複数本であればよく、例えば、３本以上であってもよい。 As shown in FIGS. 4 and 5, a tubular gas introduction portion 233 to which a processing gas is supplied from the outside is provided in the lower part of the reaction tube 204.
From the gas introduction section 233, a plurality of (three in this embodiment) circular thin tubes 230 having a diameter smaller than that of the gas introduction section 233 extend upward along the outer peripheral surface of the reaction tube 204, and the thin tubes 230 are formed. The upper end of the reaction tube 204 is connected to the preheating section 260 as a preheating path arranged on the outer peripheral surface of the reaction tube 204. The thin tube 230 may be a part of the gas introduction section 233.
A plurality of thin tubes 230 are in contact with the inner tube 204, and are fixed to the inner tube 204 so that the thin tubes 230 are adjacent to each other. By providing a plurality of thin tubes 230 in this way, it is possible to increase the flow rate that can be supplied to the inner tube 204 at one time. It is needless to say that the thin tube 230 may be thin so as to fit in the space between the inner tube 204 and the outer tube 205, and the cross-sectional shape of the tube is not limited to a circle but may be a rectangle or the like. For example, the diameter of the thin tube 230 is in the range of 5 mm or more and 8 mm or less, preferably 5 mm. Further, the number of thin tubes 230 may be a plurality, and may be, for example, three or more.

そして、予備加熱部２６０は、複数本（本実施形態では３本）の断面円形の細管２７０に接続され、細管２３０と同じ構成である細管２７０は、反応管２０４の天井部に設けられたバッファ部２７２を介してガス供給部としてのノズル管２７４に接続される。反応管２０４の外周面に配置されたノズル管２７４に設けられたガス供給部としてのガス孔２７８からガス導入部２３３から導入された処理ガスが、処理室２０１に供給されるように構成される。 The preheating section 260 is connected to a plurality of (three in this embodiment) thin tubes 270 having a circular cross section, and the thin tubes 270 having the same configuration as the thin tubes 230 are buffers provided on the ceiling of the reaction tube 204. It is connected to the nozzle tube 274 as a gas supply unit via the unit 272. The processing gas introduced from the gas introduction unit 233 from the gas hole 278 as the gas supply unit provided in the nozzle tube 274 arranged on the outer peripheral surface of the reaction tube 204 is configured to be supplied to the processing chamber 201. ..

ここで、本明細書では、管部材はガス導入部２３３からガス孔２７８までを連通する部材であり、上述の細管２３０、予備加熱部２６０、細管２７０、バッファ部２７２、ノズル管２７４、細管２７６をまとめて管部材と称することができる。但し、管部材は、細管２３０、予備加熱部２６０、細管２７０、バッファ部２７２、ノズル管２７４、細管２７６を備える本実施形態の構成に限定されない。また、図３に示すように、これら管部材は、反応管２０４の外側に設けられるため、反応管２０４とヒータ２０６との間に設けられるよう構成される。また、細管２３０、細管２７０、細管２７６は同じ径である。 Here, in the present specification, the tube member is a member that communicates from the gas introduction section 233 to the gas hole 278, and is the above-mentioned thin tube 230, preheating section 260, thin tube 270, buffer section 272, nozzle tube 274, thin tube 276. Can be collectively referred to as a pipe member. However, the tube member is not limited to the configuration of the present embodiment including the thin tube 230, the preheating section 260, the thin tube 270, the buffer section 272, the nozzle tube 274, and the thin tube 276. Further, as shown in FIG. 3, since these tube members are provided on the outside of the reaction tube 204, they are configured to be provided between the reaction tube 204 and the heater 206. Further, the thin tube 230, the thin tube 270, and the thin tube 276 have the same diameter.

（予備加熱部の構成）
なお、本実施形態では、反応管２０４の側面(以後、側壁ともいうことがある)において、内部でガス処理されるウエハ２００と対向する領域を、基板処理領域としてのウエハ処理領域２６２と呼び、ウエハ処理領域２６２の下方で予備加熱部２６０の配置されている領域をガス予熱領域２６４と呼ぶ。そして、ガス予熱領域２６４では、予備加熱部２６０は、反応管２０４の側面であって、処理室２０１にウエハ２００が配置されるウエハ処理領域２６２よりも低い位置に設けられると共にガス導入部２３３から反応管２０４の天井部に向かう方向に対して迂回する方向に延びるように構成されている。また、例えば、予備加熱部２６０は、ガス導入部２３３から導入された処理ガスが反応管２０４の天井部まで最短距離で流れる方向と交差する方向に延びるように構成されている。また、例えば、予備加熱部２６０の少なくとも一部が、反応管２０４の外周方向に延びるよう設けられる。以下、図を用いて説明する。 (Structure of preheating part)
In the present embodiment, the region facing the wafer 200 to be gas-treated inside on the side surface of the reaction tube 204 (hereinafter, also referred to as a side wall) is referred to as a wafer processing region 262 as a substrate processing region. The region where the preheating unit 260 is arranged below the wafer processing region 262 is referred to as a gas preheating region 264. In the gas preheating region 264, the preheating unit 260 is provided on the side surface of the reaction tube 204 at a position lower than the wafer processing region 262 in which the wafer 200 is arranged in the processing chamber 201, and is provided from the gas introduction unit 233. It is configured to extend in a detour direction with respect to the direction toward the ceiling of the reaction tube 204. Further, for example, the preheating unit 260 is configured to extend in a direction intersecting the direction in which the processing gas introduced from the gas introduction unit 233 flows to the ceiling portion of the reaction tube 204 at the shortest distance. Further, for example, at least a part of the preheating unit 260 is provided so as to extend in the outer peripheral direction of the reaction tube 204. Hereinafter, it will be described with reference to the drawings.

図４及び図５に示すように、予備加熱部２６０には、反応管２０４の周方向に凡そ１９０°の範囲に渡って延びる予熱管２６６が、上下方向に複数（本実施形態では４本）配置されており、互いに隣接する予熱管２６６の端部が、断面円形の小径の連結管（本実施形態では３本）２６８によって互い違いに連結され、全体として矩形波状（２サイクル。２往復。）の予備加熱経路を形成している。
なお、本実施形態において、連結管２６８が第１予備加熱部に相当し、予熱管２６６が第２予備加熱部に相当し、連結管２６８と予熱管２６６とを組み合わせることにより予備加熱部２６０が構成されている。
なお、予熱管２６６が反応管２０４の周方向に設けられる範囲は、ガス導入部２３３とノズル管２７４の位置関係によって任意に決められる。一例として、予熱管２６６が反応管２０４の周方向に設けられる範囲は、ガス導入部２３３から周方向にノズル管２７４の配置されている位置までの範囲である。一例として、予熱管２６６が反応管２０４の周方向に設けられる範囲は、図５に示すように、ガス導入部２３３が配置される位置を０°として、ノズル管２７４が配置される位置までをＮ°としたときに、予熱管２６６が反応管２０４の周方向に配置される範囲は、０°よりも大きく、Ｎ°よりも小さく設定することができる。さらに、予熱管２６６が反応管２０４の周方向に設けられる範囲は、１８０°よりも大きく、Ｎ°よりも小さく設定することができる。尚、上述の１９０°は一例であるのは言うまでもない。また、予備加熱経路が長くなるように予熱管２６６は、反応管２０４の周方向に配置されるように構成される。ここで、連結管２６６は、細管２３０(細管２７０)と同じ構成である。本実施形態では、連結管２６６の流路断面積は、細管２３０（３本分）、及び細管２７０（３本分）の流路断面積と略同じまたは同じに設定されている。
また、図４（Ｃ）、及び図５に示すように、反応管２０４と均熱管２０５（図４（Ｃ）、及び図５では図示せず）との空間(円筒空間)に設けられている温度計測器としての温度センサ２６７は、予熱管２６６と接触もしくは近接しないように、予熱管２６６の反対側に設けられることが好ましい。つまり、予熱管２６６と温度センサ２６７が近くなると、本来、反応管２０４内の温度を計測する温度センサ２６７が予熱管２６６の温度を計測してしまう可能性があるからである。 As shown in FIGS. 4 and 5, the preheating section 260 has a plurality of preheating tubes 266 extending in the circumferential direction of the reaction tube 204 over a range of approximately 190 ° in the vertical direction (four in the present embodiment). The ends of the preheating tubes 266 that are arranged and adjacent to each other are alternately connected by connecting tubes (three in this embodiment) having a small diameter having a circular cross section, and have a rectangular wavy shape as a whole (2 cycles, 2 reciprocations). Preliminary heating path is formed.
In the present embodiment, the connecting tube 268 corresponds to the first preheating section, the preheating tube 266 corresponds to the second preheating section, and the preheating section 260 is formed by combining the connecting tube 268 and the preheating tube 266. It is configured.
The range in which the preheating tube 266 is provided in the circumferential direction of the reaction tube 204 is arbitrarily determined by the positional relationship between the gas introduction section 233 and the nozzle tube 274. As an example, the range in which the preheating tube 266 is provided in the circumferential direction of the reaction tube 204 is the range from the gas introduction portion 233 to the position where the nozzle tube 274 is arranged in the circumferential direction. As an example, the range in which the preheating tube 266 is provided in the circumferential direction of the reaction tube 204 is, as shown in FIG. 5, from the position where the gas introduction portion 233 is arranged to 0 ° to the position where the nozzle tube 274 is arranged. When N °, the range in which the preheating tube 266 is arranged in the circumferential direction of the reaction tube 204 can be set to be larger than 0 ° and smaller than N °. Further, the range in which the preheating tube 266 is provided in the circumferential direction of the reaction tube 204 can be set to be larger than 180 ° and smaller than N °. Needless to say, the above-mentioned 190 ° is an example. Further, the preheating tube 266 is configured to be arranged in the circumferential direction of the reaction tube 204 so that the preheating path becomes long. Here, the connecting pipe 266 has the same configuration as the thin pipe 230 (thin pipe 270). In the present embodiment, the flow path cross-sectional area of the connecting pipe 266 is set to be substantially the same as or the same as the flow path cross-sectional area of the thin tubes 230 (for 3 lines) and the thin tubes 270 (for 3 lines).
Further, as shown in FIGS. 4 (C) and 5, the reaction tube 204 and the heat soaking tube 205 (not shown in FIGS. 4 (C) and 5) are provided in a space (cylindrical space). The temperature sensor 267 as a temperature measuring instrument is preferably provided on the opposite side of the preheating tube 266 so as not to come into contact with or be in close contact with the preheating tube 266. That is, when the preheating tube 266 and the temperature sensor 267 are close to each other, the temperature sensor 267 that originally measures the temperature inside the reaction tube 204 may measure the temperature of the preheating tube 266.

図４（Ｄ）に示すように、本実施形態の予熱管２６６には、反応管２０４と均熱管２０５との空間が上述のように非常に狭いため、縦断面形状が矩形の管部材が用いられている。このように、この間隙(空間)の縦断面形状に管部材の形状を合わせることにより、予備加熱経路の断面形状を大きくすることができるので、この予備加熱経路を通過するガスの流量を大きくすることができる。
また、予備加熱部２６０を構成する予熱管２６６、及び連結管２６８は、反応管２０４の外周面に近接または接触しており、ヒータ２０６からの熱、及び反応管２０４からの熱を、予熱管２６６及び連結管２６８の内部に構成される予備加熱経路を通過するガスに伝達する役目を有している。
本実施形態では、ガス予熱領域２６４において、複数の細管２３０および複数の連結管２６８の断面形状と予熱管２６６の断面形状が異なるため、予備加熱部２６０の細管２３０と予熱管２６６との連結部分、および連結管２６８と予熱管２６６との連結部分では、予備加熱流路を通過するガスが混合するように構成されている。これにより、この連結部分でのガスの温度の均一化を伴いながら、細管２３０から導入されたガスが予備加熱部２６０を介して細管２７０に導入されるよう構成されている。
このガス混合による温度均一化の効果は回数の多い方が良い。予熱管２６６の縦方向の長さを短くすれば連結管２６８と予熱管２６６との連結部分の回数を多くすることができる。一方で、予熱管２６６の予備加熱経路の断面積を小さくすることであるため、この予備加熱経路を通過するガスの流量を小さくすることになる。
従って、本実施形態の場合、予備加熱部２６０は、細管２３０の流路断面積または連結管２６８内の予備加熱経路の断面積と予熱管２６６内の予備加熱経路の断面積が同じか、または、予熱管２６６内の予備加熱経路の断面積のほうが大きく、かつ連結管２６８内の予備加熱経路の断面積と予熱管２６６内の予備加熱経路をガスが複数回通過するように構成される。
また、図４に示すように、予熱管２６６は、取付部２６６ａを介して反応管２０４に固定される。そして、取付部２６６ａは、反応管２０４の外周方向に複数設けられている。
反応管２０４に予熱管２６６を接触させて固定(溶接)すると、（１）予熱管２６６内を流れるガスにより反応室の温度低下、（２）予熱管２６６の溶接変形によるガス流量低下、（３）反応管２０４の溶接変形による反応管内部品(ボート２１７等)とのクリアランスバラツキ、更には干渉といったリスクが考えられるため、図４（Ｄ）に示す構造が採用されている。この構造によれば、反応管２０４との溶接部分(面積)や接触面積を極力減らすことができ、上述の溶接面積や接触面積に起因するリスクを低減できる。 As shown in FIG. 4 (D), in the preheating tube 266 of the present embodiment, since the space between the reaction tube 204 and the soaking tube 205 is very narrow as described above, a tube member having a rectangular vertical cross-sectional shape is used. Has been done. In this way, by matching the shape of the pipe member to the vertical cross-sectional shape of this gap (space), the cross-sectional shape of the preheating path can be increased, so that the flow rate of the gas passing through this preheating path is increased. be able to.
Further, the preheating tube 266 and the connecting tube 268 constituting the preheating section 260 are close to or in contact with the outer peripheral surface of the reaction tube 204, and the heat from the heater 206 and the heat from the reaction tube 204 are transferred to the preheating tube. It has a role of transmitting to the gas passing through the preheating path formed inside the 266 and the connecting pipe 268.
In the present embodiment, since the cross-sectional shape of the plurality of thin tubes 230 and the plurality of connecting pipes 268 and the cross-sectional shape of the preheating tube 266 are different in the gas preheating region 264, the connecting portion between the thin tube 230 of the preheating portion 260 and the preheating tube 266. , And in the connecting portion between the connecting pipe 268 and the preheating pipe 266, the gas passing through the preheating flow path is configured to be mixed. As a result, the gas introduced from the thin tube 230 is introduced into the thin tube 270 via the preheating section 260 while the temperature of the gas at the connecting portion is made uniform.
It is better that the effect of temperature equalization by this gas mixing is large. If the length of the preheating tube 266 in the vertical direction is shortened, the number of connecting portions between the connecting tube 268 and the preheating tube 266 can be increased. On the other hand, since the cross-sectional area of the preheating path of the preheating tube 266 is reduced, the flow rate of the gas passing through this preheating path is reduced.
Therefore, in the case of the present embodiment, the preheating section 260 has the same cross-sectional area of the flow path of the thin tube 230 or the cross-sectional area of the preheating path in the connecting tube 268 and the cross-sectional area of the preheating path in the preheating tube 266, or The cross-sectional area of the preheating path in the preheating tube 266 is larger, and the gas passes through the cross-sectional area of the preheating path in the connecting tube 268 and the preheating path in the preheating tube 266 multiple times.
Further, as shown in FIG. 4, the preheating tube 266 is fixed to the reaction tube 204 via the mounting portion 266a. A plurality of mounting portions 266a are provided in the outer peripheral direction of the reaction tube 204.
When the preheating tube 266 is brought into contact with the reaction tube 204 and fixed (welded), (1) the temperature of the reaction chamber is lowered by the gas flowing in the preheating tube 266, (2) the gas flow rate is lowered by the welding deformation of the preheating tube 266, and (3). ) Since there is a risk of clearance variation with the parts inside the reaction tube (boat 217, etc.) due to welding deformation of the reaction tube 204, and further interference, the structure shown in FIG. 4 (D) is adopted. According to this structure, the welded portion (area) and contact area with the reaction tube 204 can be reduced as much as possible, and the risk caused by the above-mentioned welded area and contact area can be reduced.

なお、予備加熱部２６０を構成している最も下側に配置された予熱管２６６の端部に、ガス導入部２３３から延びた細管２３０の上端が接続されており、最も上側に配置された予熱管２６６の端部には、上方に向けて延びる細管２７０の下端が接続されている。 The upper end of the thin tube 230 extending from the gas introduction section 233 is connected to the end of the lowermost preheating tube 266 constituting the preheating section 260, and the uppermost preheating tube is arranged. The lower end of the thin tube 270 extending upward is connected to the end of the tube 266.

（バッファ部２７２）
反応管２０４の頂点部(天井部の上側)には、円形に形成されたバッファボックスとしてのバッファ部２７２が設けられている。バッファ部２７２には、径方向の一方側に、予備加熱部２６０から延びた細管２７０の上端が接続されており、予備加熱部２６０を経由したガスが内部に導入されるようになっている。 (Buffer part 272)
A buffer portion 272 as a circularly formed buffer box is provided at the apex portion (upper side of the ceiling portion) of the reaction tube 204. The upper end of the thin tube 270 extending from the preheating section 260 is connected to the buffer portion 272 on one side in the radial direction, so that the gas passing through the preheating section 260 is introduced into the inside.

反応管２０４には、細管２３０、及び細管２７０が配置されている側とは反対側の外周面に、鉛直方向に沿って延びるノズル管２７４が設けられている。具体的には、ノズル管２７４は反応管２０４の側壁の一部を構成し、ノズル管２７４の一部は、反応管２０４と均熱管２０５との空間にはみ出すようにして設けられている。ノズル管２７４の上端は、小径の細管２７６を介してバッファ部２７２と接続されており、バッファ部２７２を経由したガスがノズル管２７４の内部に導入されるようになっている。ノズル管２７４の径は、横断面形状が円形状となっており、細管２７６の径よりも大きく構成されている。例えば、２０ｍｍより大きく５０ｍｍ程度の径に調整されている。なお、ノズル管２７４の一部に細管２７６を含めるようにしてもよい。 The reaction tube 204 is provided with a nozzle tube 274 extending in the vertical direction on the outer peripheral surface on the side opposite to the side where the thin tube 230 and the thin tube 270 are arranged. Specifically, the nozzle tube 274 constitutes a part of the side wall of the reaction tube 204, and a part of the nozzle tube 274 is provided so as to protrude into the space between the reaction tube 204 and the heat soaking tube 205. The upper end of the nozzle tube 274 is connected to the buffer portion 272 via a small diameter thin tube 276, and gas via the buffer portion 272 is introduced into the nozzle tube 274. The diameter of the nozzle tube 274 has a circular cross-sectional shape, and is larger than the diameter of the thin tube 276. For example, the diameter is adjusted to be larger than 20 mm and about 50 mm. The thin tube 276 may be included in a part of the nozzle tube 274.

ノズル管２７４には、反応管２０４の内部に向けてガスを噴出するガス孔２７８（図５参照）が、下端から上端に渡って、長手方向に沿って予め設定された所定の間隔（一定の間隔）で複数形成されている。
なお、ガス孔２７８は、ボート２１７のウエハ２００を支持する複数本の支持部の間隔と同じ間隔で、ウエハ２００とウエハ２００との間に配置されて、ウエハ２００とウエハ２００との間にガスを噴出するようにノズル管２７４に形成されている。 In the nozzle tube 274, gas holes 278 (see FIG. 5) for ejecting gas toward the inside of the reaction tube 204 are provided at predetermined intervals (constant) along the longitudinal direction from the lower end to the upper end. Multiple formations at intervals).
The gas holes 278 are arranged between the wafers 200 and the wafers 200 at the same intervals as the intervals between the plurality of support portions that support the wafers 200 of the boat 217, and the gas holes 278 are arranged between the wafers 200 and the wafers 200. Is formed in the nozzle tube 274 so as to eject.

図３～図５に示すように、反応管２０４の下部には、ノズル管２７４の配置されている側とは反対側に、反応管２０４の内部の雰囲気を外部へ排出するため、管状に形成されたガス排気部（排気ポート）２３１が設けられている。 As shown in FIGS. 3 to 5, the lower part of the reaction tube 204 is formed in a tubular shape on the side opposite to the side where the nozzle tube 274 is arranged in order to exhaust the atmosphere inside the reaction tube 204 to the outside. The gas exhaust section (exhaust port) 231 is provided.

ガス導入部２３３の上流側には、図３に示すガス流量制御部としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２３５を介して図示しない処理ガス供給源、キャリアガス供給源、不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ２３５は、処理室２０１に供給するガスの流量を所望の量となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。本実施形態におけるガス供給系は、少なくとも図示しない処理ガス供給源、キャリアガス供給源、不活性ガス供給源及びＭＦＣ２３５で少なくとも構成されている。 A processing gas supply source, a carrier gas supply source, and an inert gas supply source (not shown) are connected to the upstream side of the gas introduction unit 233 via an MFC (mass flow controller) 235 as a gas flow rate control unit shown in FIG. There is. The MFC 235 is configured to control the flow rate of the gas supplied to the processing chamber 201 at a desired timing so as to be a desired amount. The gas supply system in this embodiment is composed of at least a processing gas supply source, a carrier gas supply source, an inert gas supply source, and an MFC 235 (not shown).

また、図示しないシーケンサは、ガスの供給や停止を図示しないバルブを開閉させることにより制御するように構成されている。そして、コントローラ２４０は、処理室２０１に供給するガスの流量が所望のタイミングにて所望の流量となるように、これらＭＦＣ２３５やシーケンサを制御するよう構成されている。 Further, the sequencer (not shown) is configured to control the supply and stop of gas by opening and closing a valve (not shown). The controller 240 is configured to control the MFC 235 and the sequencer so that the flow rate of the gas supplied to the processing chamber 201 becomes a desired flow rate at a desired timing.

図６には反応管２０４内にボート２１７を装入したときの処理炉２０２が示されている。尚、ウエハ２００は説明のため一部のみ表示しており、横向きの矢印は、処理ガスの流れ（方向）を表している。
ボート２１７の断熱領域(後述する断熱筒２１８の断熱板２１８Ａが保持されている領域)は、断熱板２１８Ａ間のピッチが十数ミリ程度となっており、ノズル管２７４のガス孔２７８（図６では図示せず）の間隔もこのピッチと同じに合せている。そして、最も下側に形成されるガス孔２７８（図６では図示せず）は、ガス排気部２３１（図５参照）に対向する位置に設けられている。 FIG. 6 shows a processing furnace 202 when the boat 217 is charged in the reaction tube 204. The wafer 200 is shown only partially for the sake of explanation, and the horizontal arrow indicates the flow (direction) of the processing gas.
In the heat insulating region of the boat 217 (the region where the heat insulating plate 218A of the heat insulating cylinder 218 described later is held), the pitch between the heat insulating plates 218A is about 10 mm, and the gas hole 278 of the nozzle tube 274 (FIG. 6). The interval (not shown) is also adjusted to the same pitch. The gas hole 278 (not shown in FIG. 6) formed on the lowermost side is provided at a position facing the gas exhaust portion 231 (see FIG. 5).

このように、ボート２１７下端(ガス排気部２３１に対向する位置)にもガス孔２７８を設けてガスを供給することができるので、ボート２１７下端のガス淀みを無くすことができる。特に、断熱領域であってもガス孔２７８からガスを処理室２０１に供給し、断熱板２１８Ａの表面に対して平行したガスの流れを形成することができる。このように、ウエハ処理領域２６２と同様のガス流れを形成することができるので、ウエハ処理領域２６２下端のガス淀みに起因するパーティクルを抑制できる。 In this way, the gas hole 278 can be provided at the lower end of the boat 217 (the position facing the gas exhaust portion 231) to supply gas, so that the gas stagnation at the lower end of the boat 217 can be eliminated. In particular, even in the heat insulating region, gas can be supplied to the processing chamber 201 from the gas hole 278 to form a gas flow parallel to the surface of the heat insulating plate 218A. In this way, since the same gas flow as that of the wafer processing region 262 can be formed, particles caused by gas stagnation at the lower end of the wafer processing region 262 can be suppressed.

なお、前述したバッファ部２７２で一時的にガスが留まっている間、ガスは、連続的に反応管２０４からの熱、及びヒータ２０６からの熱で加熱される。そして、十分に加熱されたガスが、ノズル管２７４のガス孔２７８から噴出されて処理室２０１に供給される。よって、供給されるガスの温度と処理室２０１を構成する部品(ＳｉＣ部品、石英部品、ウエハ２００)との温度差が小さくなり、この温度差に起因するパーティクルが低減される。 While the gas is temporarily retained in the buffer unit 272 described above, the gas is continuously heated by the heat from the reaction tube 204 and the heat from the heater 206. Then, the sufficiently heated gas is ejected from the gas hole 278 of the nozzle tube 274 and supplied to the processing chamber 201. Therefore, the temperature difference between the temperature of the supplied gas and the parts (SiC parts, quartz parts, wafer 200) constituting the processing chamber 201 becomes small, and the particles caused by this temperature difference are reduced.

図３に示すように、反応管２０４の下端部には、反応管２０４の下端開口を気密に閉塞可能なベースフランジとしての保持体２５７と、蓋体２１９とが設けられている。蓋体２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。保持体２５７は例えば石英からなり、円盤状に形成され、蓋体２１９の上に取付けられている。保持体２５７の上面には反応管２０４の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２３が設けられる。 As shown in FIG. 3, a holding body 257 as a base flange capable of hermetically closing the lower end opening of the reaction tube 204 and a lid body 219 are provided at the lower end portion of the reaction tube 204. The lid 219 is made of a metal such as stainless steel and is formed in a disk shape. The holding body 257 is made of, for example, quartz, is formed in a disk shape, and is mounted on the lid body 219. An O-ring 223 as a sealing member that comes into contact with the lower end of the reaction tube 204 is provided on the upper surface of the holding body 257.

蓋体２１９の処理室２０１と反対側にはボート２１７を回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５は、蓋体２１９および保持体２５７を貫通して、断熱筒２１８とボート２１７に接続されており、断熱筒２１８およびボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させるように構成されている。 A rotation mechanism 254 for rotating the boat 217 is installed on the opposite side of the lid 219 from the processing chamber 201. The rotation shaft 255 of the rotation mechanism 254 penetrates the lid 219 and the holding body 257 and is connected to the heat insulating cylinder 218 and the boat 217, so that the wafer 200 is rotated by rotating the heat insulating cylinder 218 and the boat 217. It is configured in.

蓋体２１９は、反応管２０４の外部に垂直に設備されたボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降されるように構成されており、これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。回転機構２５４およびボートエレベータ１１５には、駆動制御部２３７が電気的に接続されており、所望の動作をするよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。 The lid 219 is configured to be vertically raised and lowered by a boat elevator 115 vertically installed outside the reaction tube 204, whereby the boat 217 can be carried in and out of the processing chamber 201. It has become. A drive control unit 237 is electrically connected to the rotation mechanism 254 and the boat elevator 115, and is configured to control a desired operation at a desired timing.

ボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて保持するように構成されている。ボート２１７の下方には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円筒形状をした断熱部材としての断熱筒２１８がボート２１７を支持するように設けられており、ヒータ２０６からの熱が反応管２０４の下端側に伝わりにくくなるように構成されている。 The boat 217 is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and is configured to align and hold a plurality of wafers 200 in a horizontal posture and with their centers aligned with each other. Below the boat 217, a heat insulating cylinder 218 as a cylindrical heat insulating member made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide is provided so as to support the boat 217, and the heat from the heater 206 reacts. It is configured so that it is difficult to be transmitted to the lower end side of the tube 204.

なお、ヒータ２０６と温度センサ２６７には、電気的に温度制御部２３８が接続されており、温度センサ２６７により検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整することにより処理室２０１の温度が所望の温度分布となるよう所望のタイミングにて制御するように構成されている。 The temperature control unit 238 is electrically connected to the heater 206 and the temperature sensor 267, and the processing chamber 201 is adjusted by adjusting the energization condition to the heater 206 based on the temperature information detected by the temperature sensor 267. It is configured to control the temperature at a desired timing so as to have a desired temperature distribution.

ガス排気部２３１には排気配管２２９が接続されている。排気配管２２９の下流側にはＡＰＣバルブを少なくとも含む圧力調整装置２４２、及び排気装置が接続されている。これらは、排気系の一部を構成する。また、圧力制御部２３６は、圧力調整装置２４２と排気装置とに電気的に接続され、処理室２０１の圧力が所定の圧力となるよう排気系を制御している。 An exhaust pipe 229 is connected to the gas exhaust unit 231. A pressure regulator 242 including at least an APC valve and an exhaust device are connected to the downstream side of the exhaust pipe 229. These form part of the exhaust system. Further, the pressure control unit 236 is electrically connected to the pressure adjusting device 242 and the exhaust device, and controls the exhaust system so that the pressure in the processing chamber 201 becomes a predetermined pressure.

（作用、効果）
次に、処理装置１００に係る処理炉２０２を用いて、半導体装置の製造工程の一工程として、ウエハ２００に酸化、拡散等の処理(特に、ＰＹＲＯ、ＤＲＹ酸化、アニール等の処理)を施す方法について説明する。以下の説明において、処理装置１００を構成する各部の動作はコントローラ２４０により制御される。 (Action, effect)
Next, using the processing furnace 202 related to the processing apparatus 100, a method of subjecting the wafer 200 to treatments such as oxidation and diffusion (particularly, treatments such as PYRO, DRY oxidation and annealing) as one step of the manufacturing process of the semiconductor device. Will be explained. In the following description, the operation of each part constituting the processing device 100 is controlled by the controller 240.

複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージング）されると、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１に搬入（ボートローディング）される。この状態で、蓋体２１９は保持体２５７、Ｏリング２２３を介して反応管２０４下端を密閉した状態となる。 When a plurality of wafers 200 are loaded into the boat 217 (wafer charging), the boat 217 holding the plurality of wafers 200 is lifted by the boat elevator 115 and carried into the processing chamber 201 (boat loading). In this state, the lid body 219 is in a state where the lower end of the reaction tube 204 is sealed via the holding body 257 and the O-ring 223.

処理室２０１が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１が所望の温度分布となるように温度センサ２６７が検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される。
続いて、回転機構２５４により、断熱筒２１８、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。 The processing chamber 201 is heated by the heater 206 to a desired temperature. At this time, the state of energization to the heater 206 is feedback-controlled based on the temperature information detected by the temperature sensor 267 so that the processing chamber 201 has a desired temperature distribution.
Subsequently, the rotation mechanism 254 rotates the heat insulating cylinder 218 and the boat 217 to rotate the wafer 200.

次いで、図示しない処理ガス供給源およびキャリアガス供給源から供給され、ＭＦＣ２３５にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス導入部２３３に導入される。
反応管２０４下部のガス導入部２３３に導入されたガスは、細管２３０内を流通して予備加熱部２６０、細管２７０、及びバッファ部２７２を介してノズル管２７４に導入され、複数のガス孔２７８から処理室２０１に導入される。 Next, the gas supplied from the processing gas supply source and the carrier gas supply source (not shown) and controlled to have a desired flow rate by the MFC 235 is introduced into the gas introduction unit 233.
The gas introduced into the gas introduction section 233 at the lower part of the reaction tube 204 flows through the thin tube 230 and is introduced into the nozzle tube 274 via the preheating section 260, the thin tube 270, and the buffer section 272, and has a plurality of gas holes 278. Is introduced into the processing chamber 201.

ガス導入部２３３に導入されたガスは、予備加熱部２６０において、ヒータ２０６からの熱、及び反応管２０４からの熱により予熱されて十分に温度が上がってからウエハ処理領域２６２の細管２７０を通過するので、ウエハ処理領域２６２の温度低下が抑制され、反応管２０４の中のウエハ２００と対向するウエハ処理領域２６２の温度を均一化することができる。 The gas introduced into the gas introduction section 233 is preheated by the heat from the heater 206 and the heat from the reaction tube 204 in the preheating section 260, and after the temperature has risen sufficiently, it passes through the thin tube 270 of the wafer processing region 262. Therefore, the temperature drop of the wafer processing region 262 is suppressed, and the temperature of the wafer processing region 262 facing the wafer 200 in the reaction tube 204 can be made uniform.

なお、ガス導入部２３３に導入されたガスを予熱しないでウエハ処理領域２６２を通過させると、細管２７０に冷たいガスが通過することとなり、細管２７０の配置されている部分の温度が低下し、反応管２０４の温度が不均一となる。その結果、ウエハ２００の温度均一性に悪影響を及ぼす。 If the gas introduced into the gas introduction section 233 is passed through the wafer processing region 262 without preheating, the cold gas passes through the thin tube 270, the temperature of the portion where the thin tube 270 is arranged drops, and the reaction occurs. The temperature of the tube 204 becomes non-uniform. As a result, the temperature uniformity of the wafer 200 is adversely affected.

予備加熱部２６０を通過して加熱されたガスは、バッファ部２７２を経由してノズル管２７４に設けられたガス孔２７８から処理室２０１へ噴き出される。複数のガス孔２７８から噴き出したガスは、処理室２０１を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、ウエハ２００に対して酸化、拡散等の処理がなされる。この際、ボート２１７が回転されることにより、ウエハ２００も回転されているので、ガスはウエハ２００の表面を万遍なく接触することになる。 The gas heated through the preheating unit 260 is ejected to the processing chamber 201 from the gas hole 278 provided in the nozzle tube 274 via the buffer unit 272. The gas ejected from the plurality of gas holes 278 comes into contact with the surface of the wafer 200 when passing through the processing chamber 201, and the wafer 200 is subjected to processing such as oxidation and diffusion. At this time, since the wafer 200 is also rotated by the rotation of the boat 217, the gas comes into contact with the surface of the wafer 200 evenly.

また、複数のウエハ２００と対向するウエハ処理領域２６２の温度が均一になっているため、複数のウエハ２００を均一に加熱することができる。 Further, since the temperature of the wafer processing region 262 facing the plurality of wafers 200 is uniform, the plurality of wafers 200 can be uniformly heated.

更に、ガス排気部２３１の下流側に設けた図示しないエジェクタによる排気により、複数のガス孔２７８のそれぞれから均等な流量のガスが、所定の流速で処理室２０１に供給され、これにより、例えば、熱処理中のアウトガスを素早く排気系に排気することが可能となっている。 Further, by exhausting by an ejector (not shown) provided on the downstream side of the gas exhaust unit 231, a gas having a uniform flow rate is supplied from each of the plurality of gas holes 278 to the processing chamber 201 at a predetermined flow rate, whereby, for example, for example. It is possible to quickly exhaust the outgas during heat treatment to the exhaust system.

なお、ウエハ２００に対して水蒸気を用いた処理を行う場合は、ＭＦＣ２３５にて所望の流量となるように制御されたガスは水蒸気発生装置に供給され、水蒸気発生装置にて生成された水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含むガスが処理室２０１に導入される。 When the wafer 200 is treated with steam, the gas controlled by the MFC 235 to have a desired flow rate is supplied to the steam generator, and the steam generated by the steam generator (H). 2 The gas containing O) is introduced into the processing chamber 201.

予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、処理室２０１が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１の圧力が常圧に復帰される。 When the preset treatment time elapses, the inert gas is supplied from the inert gas supply source, the treatment chamber 201 is replaced with the inert gas, and the pressure in the treatment chamber 201 is restored to the normal pressure.

その後、蓋体２１９が昇降機構１５１によって下降されて、反応管２０４の下端が開口されるとともに、処理済のウエハ２００がボート２１７に保持された状態で反応管２０４の下端から反応管２０４の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済のウエハ２００はボート２１７よって取出される（ウエハディスチャージング）。 After that, the lid 219 is lowered by the elevating mechanism 151 to open the lower end of the reaction tube 204, and the treated wafer 200 is held by the boat 217 from the lower end of the reaction tube 204 to the outside of the reaction tube 204. Will be carried out (boat unloading). After that, the processed wafer 200 is taken out by the boat 217 (wafer discharging).

このように、本実施形態の処理装置１００では、ウエハ処理領域２６２に配置された細管２７０を通過するガスが予備加熱部２６０で十分に予熱されており、細管２７０を通過するガスの温度によるウエハ処理領域２６２への影響が抑制される。この結果、複数のウエハ２００に対向するウエハ処理領域２６２の温度が均一化されているので、温度の不均一に起因するウエハ２００の処理不良が抑制される。 As described above, in the processing apparatus 100 of the present embodiment, the gas passing through the thin tube 270 arranged in the wafer processing area 262 is sufficiently preheated by the preheating unit 260, and the wafer due to the temperature of the gas passing through the thin tube 270 is used. The influence on the processing area 262 is suppressed. As a result, since the temperature of the wafer processing region 262 facing the plurality of wafers 200 is made uniform, the processing defect of the wafer 200 due to the non-uniform temperature is suppressed.

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る処理装置１００を図７にしたがって説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。 [Second Embodiment]
Next, the processing apparatus 100 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図７に示すように、本実施形態の処理装置１００では、ヒータ２０６の上側において、バッファ部２７２の径方向外側で、かつ反応管２０４の内部でガス処理されるウエハ２００の径方向外側と対向しない位置（ウエハ処理領域２６２よりも上側）に円筒状の上部ヒータ２８０が設けられており、均熱管２０５の上方には、板状の天井ヒータ２８２が設けられている。なお、上部ヒータ２８０、及び天井ヒータ２８２は、コントローラ２４０により、ヒータ２０６とは異なる温度に設定可能である。 As shown in FIG. 7, in the processing apparatus 100 of the present embodiment, on the upper side of the heater 206, it faces the radial outside of the buffer portion 272 and the radial outside of the wafer 200 to be gas-processed inside the reaction tube 204. A cylindrical upper heater 280 is provided at a position (above the wafer processing area 262), and a plate-shaped ceiling heater 282 is provided above the heat soaking tube 205. The upper heater 280 and the ceiling heater 282 can be set to a temperature different from that of the heater 206 by the controller 240.

本実施形態の処理装置１００では、バッファ部２７２に溜まったガスを上部ヒータ２８０、及び天井ヒータ２８２のうち少なくとも一方で加熱することができる構成となっているので、第１実施形態よりも高温のガスを反応管２０４の処理室２０１に供給してウエハ２００を処理することができる。これにより、処理室２０１を構成する部材の温度との差を小さくして処理ガスを処理室２０１に供給することができるため、この温度差に起因するパーティクルが低減される。なお、その他の作用、効果は、第１の実施形態と同様である。 Since the processing apparatus 100 of the present embodiment has a configuration in which the gas accumulated in the buffer portion 272 can be heated at least one of the upper heater 280 and the ceiling heater 282, the temperature is higher than that of the first embodiment. The wafer 200 can be processed by supplying gas to the processing chamber 201 of the reaction tube 204. As a result, the difference from the temperature of the members constituting the processing chamber 201 can be reduced and the processing gas can be supplied to the processing chamber 201, so that the particles caused by this temperature difference are reduced. The other actions and effects are the same as those in the first embodiment.

［第３の実施形態］
次に、本開示の第３の実施形態に係る処理装置１００を図８にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。 [Third Embodiment]
Next, the processing apparatus 100 according to the third embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIG. The same components as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図８に示すように、本実施形態の処理装置１００の予備加熱部２６０は、第１の実施形態の予備加熱部２６０の断面矩形の予熱管２６６を、断面円形の３本の細管からなる予熱管２８４に置き換えたものである。なお、予熱管２８４と連結管２６８、予熱管２８４と細管２３０、及び予熱管２８４と細管２７０は、各々継手２８６を介して接続されている。
本実施形態の連結管１６８は、縦断面形状が矩形の管部材であり、断面円形の連結管２６８、予熱管２８４、細管２３０、及び細管２７０とは断面形状が異なっている。 本実施形態では、予熱管２８４に細管を用いているが、３本一組として流路断面積を多くとっているので、第１の実施形態の予熱管２６６と同様にガスの予熱を十分に行うことができる。
なお、その他の作用、効果は、第１、２の実施形態と同様である。 As shown in FIG. 8, the preheating section 260 of the processing apparatus 100 of the present embodiment preheats the preheating tube 266 having a rectangular cross section of the preheating section 260 of the first embodiment to be composed of three thin tubes having a circular cross section. It was replaced with a tube 284. The preheating tube 284 and the connecting tube 268, the preheating tube 284 and the thin tube 230, and the preheating tube 284 and the thin tube 270 are each connected via a joint 286.
The connecting tube 168 of the present embodiment is a tube member having a rectangular vertical cross-sectional shape, and has a different cross-sectional shape from the connecting tube 268, the preheating tube 284, the thin tube 230, and the thin tube 270 having a circular cross section. In the present embodiment, a thin tube is used for the preheating tube 284, but since the flow path cross-sectional area is large as a set of three, sufficient preheating of the gas is sufficient as in the preheating tube 266 of the first embodiment. It can be carried out.
The other actions and effects are the same as those in the first and second embodiments.

(試験例)
比較例に係る反応管２種（比較例１、２）と、上述の予備加熱経路を有する実施形態に適用された実施例の反応管３種（実施例１～３）とを用いて試験を実施し、比較検証を行った結果を以下に説明する。なお、以下の比較例、実施例を説明する図面において、上記実施形態と同一構成には同一符号を付している。 (Test example)
Tests were conducted using two types of reaction tubes (Comparative Examples 1 and 2) according to Comparative Examples and three types of reaction tubes (Examples 1 to 3) of Examples applied to the embodiment having the above-mentioned preheating path. The results of the implementation and comparative verification will be described below. In the drawings illustrating the following comparative examples and examples, the same components as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals.

比較例、及び実施例は、反応管の内部構成、及びノズル管に関しては同一構造であるが、ガス導入部からノズル管に至るガスの経路の構成が異なっている。以下に、ガスの経路の相違点について説明する。 The comparative example and the embodiment have the same structure with respect to the internal structure of the reaction tube and the nozzle tube, but the structure of the gas path from the gas introduction portion to the nozzle tube is different. The differences in the gas pathways will be described below.

比較例１：図９、図１０に示すように、反応管２０４の外面において、ガス導入部２３３から上方に向けて延びる内径φ５ｍｍの３本の細管２９０が、反応管２０４の頂点部を横断してノズル管２７４に直接接続されているものである（予備加熱経路なし）。 Comparative Example 1: As shown in FIGS. 9 and 10, on the outer surface of the reaction tube 204, three thin tubes 290 having an inner diameter of φ5 mm extending upward from the gas introduction portion 233 cross the apex of the reaction tube 204. It is directly connected to the nozzle tube 274 (no preheating path).

比較例２：図１０に示すように、反応管２０４の外面において、ガス導入部２３３から上方に向けて延びる内径φ２１ｍｍの１本の細管２９２が、反応管２０４の頂点部を横断してノズル管２７４に直接接続されているものである（予備加熱経路なし）。 Comparative Example 2: As shown in FIG. 10, on the outer surface of the reaction tube 204, one thin tube 292 having an inner diameter of φ21 mm extending upward from the gas introduction portion 233 crosses the apex of the reaction tube 204 and is a nozzle tube. It is directly connected to 274 (no preheating path).

実施例１：図１０に示すように、反応管２０４の外面において、ガス導入部２３３から上方に向けて内径φ５ｍｍの３本の細管２３０が予備加熱部２６０に延びており、予備加熱部２６０から更に上方に向けて延びる３本の細管２７０が反応管２０４の頂点部を横断してノズル管２７４に接続されているものである。なお、予備加熱部２６０は、細管２３０を周方向に１９０°配設して予備加熱経路を一往復させたものである。 Example 1: As shown in FIG. 10, on the outer surface of the reaction tube 204, three thin tubes 230 having an inner diameter of φ5 mm extend upward from the gas introduction section 233 to the preheating section 260, and the preheating section 260 extends from the preheating section 260. Three thin tubes 270 extending further upward are connected to the nozzle tube 274 across the apex of the reaction tube 204. In the preheating section 260, the thin tube 230 is arranged at 190 ° in the circumferential direction, and the preheating path is reciprocated once.

実施例２：図１０に示すように、反応管２０４の外面において、ガス導入部２３３から上方に向けて内径φ５ｍｍの３本の細管２３０が予備加熱部２６０に延びており、予備加熱部２６０から更に上方に向けて延びる３本の細管２７０が反応管２０４の頂点部を横断してノズル管２７４に接続されているものである。なお、予備加熱部２６０は、細管２３０を周方向に１９０°配設して予備加熱経路を二往復させたものである。 Example 2: As shown in FIG. 10, on the outer surface of the reaction tube 204, three thin tubes 230 having an inner diameter of φ5 mm extend upward from the gas introduction section 233 to the preheating section 260, and the preheating section 260 extends from the preheating section 260. Three thin tubes 270 extending further upward are connected to the nozzle tube 274 across the apex of the reaction tube 204. In the preheating section 260, the thin tube 230 is arranged at 190 ° in the circumferential direction, and the preheating path is reciprocated twice.

実施例３：図１０に示すように、反応管２０４の外面において、ガス導入部２３３から上方に向けて内径φ５ｍｍの３本の細管２３０が予備加熱部２６０を介して延びており、予備加熱部２６０から更に上方に向けて延びる３本の細管２７０が反応管２０４の頂点部を横断してノズル管２７４に接続されているものである。なお、予備加熱部２６０は、内径が２４×３ｍｍの断面矩形の角型管２９４を周方向に１９０°配設して予備加熱経路を二往復させたものである。 Example 3: As shown in FIG. 10, on the outer surface of the reaction tube 204, three thin tubes 230 having an inner diameter of φ5 mm extend upward from the gas introduction portion 233 via the preheating portion 260, and the preheating portion Three thin tubes 270 extending further upward from 260 are connected to the nozzle tube 274 across the apex of the reaction tube 204. In the preheating section 260, a square tube 294 having a rectangular cross section having an inner diameter of 24 × 3 mm is arranged at 190 ° in the circumferential direction, and the preheating path is reciprocated twice.

図１１には、試験結果として、比較例１、２、及び実施例１～３の反応管の内壁温度が濃度の違いで示されている。なお、濃度が濃いほど（黒いほど）温度が高いことを表している。図１１に示すように、比較例１、２では、ガス導入部２３３から上方に延びる細管部分の温度が、反応管の温度（細管の配設されていない部分の温度）よりも低くなっており、反応管の温度にムラがあり、実施例１～３では、比較例１、２に比較して、反応管の温度のムラが抑制されていることが分かる。 In FIG. 11, as the test results, the inner wall temperature of the reaction tubes of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 3 is shown by the difference in concentration. The higher the concentration (blacker), the higher the temperature. As shown in FIG. 11, in Comparative Examples 1 and 2, the temperature of the thin tube portion extending upward from the gas introduction portion 233 is lower than the temperature of the reaction tube (the temperature of the portion where the thin tube is not arranged). It can be seen that the temperature of the reaction tube is uneven, and in Examples 1 to 3, the unevenness of the temperature of the reaction tube is suppressed as compared with Comparative Examples 1 and 2.

実施例(実施例１乃至実施例３)は、比較例(比較例１または比較例２)と比較して、予備加熱部２６０の予備加熱経路が長くなっているため、より効率よくガスが予熱され、細管２７０を通過するガスの影響が低減されているため、反応管２０４の温度のムラが抑制されている。
また、実施例２および実施例３は、実施例１と比較して、予備加熱部２６０の予備加熱経路が長くなっているため、より効率よくガスが予熱され、細管２７０を通過するガスの影響が低減されているため、応管２０４の温度のムラが抑制されている。
更に、実施例３は、実施例２と比較して、予熱管２６６の予備加熱経路の断面積が連結管２６８の予備加熱経路の断面積より大きいため、より効率よくガスが予熱され、細管２７０を通過するガスの影響が低減されているため、応管２０４の温度のムラが抑制されている。
特に、実施例３は、予備加熱部２６０の予備加熱経路の断面積（内径）が大きく、かつ予備加熱経路が長くなっているため、予備加熱部２６０において、ガスに熱を付与する面積、及び接触時間が長くなり、細管２７０内に流れるまでにガスの温度が十分に高くなっていると考えられる。よって、ウエハ処理領域２６２における温度ムラが実質的に解消されている。 In the examples (Examples 1 to 3), the preheating path of the preheating unit 260 is longer than that of the comparative example (Comparative Example 1 or Comparative Example 2), so that the gas is preheated more efficiently. Since the influence of the gas passing through the thin tube 270 is reduced, the temperature unevenness of the reaction tube 204 is suppressed.
Further, in Examples 2 and 3, since the preheating path of the preheating unit 260 is longer than that in Example 1, the gas is preheated more efficiently, and the influence of the gas passing through the thin tube 270 is obtained. Is reduced, so that unevenness in the temperature of the response pipe 204 is suppressed.
Further, in Example 3, since the cross-sectional area of the preheating path of the preheating tube 266 is larger than the cross-sectional area of the preheating path of the connecting tube 268, the gas is preheated more efficiently and the thin tube 270 is compared with the second example. Since the influence of the gas passing through the pipe is reduced, the temperature unevenness of the response pipe 204 is suppressed.
In particular, in Example 3, since the cross-sectional area (inner diameter) of the preheating path of the preheating section 260 is large and the preheating path is long, the area for applying heat to the gas in the preheating section 260 and the area for applying heat to the gas in the preheating section 260 and It is considered that the contact time becomes long and the temperature of the gas is sufficiently high before it flows into the thin tube 270. Therefore, the temperature unevenness in the wafer processing region 262 is substantially eliminated.

図１２の左側のグラフには、ガス導入部側（Inlet nozzle side）の上下方向の温度分布が示されており、図１２の中央のグラフには、ガス排出部側（Outlet nozzle side）の上下方向の温度分布が示されている。グラフの縦軸は、ウエハ処理領域２６２下端を基準（０）とした高さ寸法（単位ｍｍ）、グラフの横軸は反応管２０４の内壁の温度（℃）を表している。
また、図１２の右側のグラフの縦軸は、ガス導入部側の温度とガス排出部側の温度との温度差が示されている。図１２の右側のグラフに示すように、実施例１～３は、比較例１、２に比較して、ウエハ処理領域２６２の温度差が小さい、即ち、温度ムラが小さいことが分かる。
このように、本開示の適用された実施例の構成では、反応管２０４のウエハ処理領域２６２の温度ムラが抑制されるので、ボート２１７に配置された複数のウエハ２００を均一に処理できることが分かる。 The graph on the left side of FIG. 12 shows the temperature distribution in the vertical direction on the gas inlet side (Inlet nozzle side), and the graph in the center of FIG. 12 shows the temperature distribution on the gas discharge part side (Outlet nozzle side). The temperature distribution in the direction is shown. The vertical axis of the graph represents the height dimension (unit: mm) with respect to the lower end of the wafer processing region 262 as a reference (0), and the horizontal axis of the graph represents the temperature (° C.) of the inner wall of the reaction tube 204.
Further, the vertical axis of the graph on the right side of FIG. 12 shows the temperature difference between the temperature on the gas introduction portion side and the temperature on the gas discharge portion side. As shown in the graph on the right side of FIG. 12, it can be seen that in Examples 1 to 3, the temperature difference in the wafer processing region 262 is smaller than that in Comparative Examples 1 and 2, that is, the temperature unevenness is small.
As described above, in the configuration of the embodiment to which the present disclosure is applied, since the temperature unevenness of the wafer processing region 262 of the reaction tube 204 is suppressed, it can be seen that the plurality of wafers 200 arranged in the boat 217 can be uniformly processed. ..

［その他の実施形態］
上述の実施形態によれば、予備加熱部２６０に加え反応管２０４の頂点部にバッファ部２７２を設け、バッファ部２７２で一時的に溜まったガスを加熱するようにしていたが、ノズル管２７４から処理室２０１に噴出するガスの温度が十分に高くなる（言い換えれば、ウエハ２００の処理に必要な温度になる）ことにより、バッファ部２７２を省き、図１３に示すように、細管２７０の端部をノズル管２７４に接続する構成としてもよい。ここで、本実施形態における管部材は、細管２３０、予備加熱部２６０、細管２７０、ノズル管２７４である。 [Other embodiments]
According to the above-described embodiment, the buffer section 272 is provided at the apex portion of the reaction tube 204 in addition to the preheating section 260 to heat the gas temporarily accumulated in the buffer section 272. Since the temperature of the gas ejected into the processing chamber 201 becomes sufficiently high (in other words, the temperature required for processing the wafer 200), the buffer portion 272 is omitted, and as shown in FIG. 13, the end portion of the thin tube 270 is omitted. May be configured to be connected to the nozzle tube 274. Here, the tube members in the present embodiment are a thin tube 230, a preheating section 260, a thin tube 270, and a nozzle tube 274.

この実施形態によれば、ウエハ２００を処理する処理室２０１を内部に構成する反応管２０４であって、反応管２０４の下端側に設けられ処理ガスが導入されるガス導入部２３３と、該ガス導入部２３３と、処理室２０１に処理ガスを供給するガス孔２７８を備えて反応管２０４の側面に設けられるノズル管２７４と、を連通し、該ガス導入部２３３から延びて反応管２０４の天井部を経由し、該反応管２０４とヒータ２０６との間に設けられる管部材と、反応管２０４の側面であって、ガス導入部２３３の設置位置とは反対側の下端側に設けられ、処理室２０１から処理ガスを排出させるガス排気部２３１と、を備え、該管部材は、反応管２０４の側面であって処理室２０１に配置されるウエハ２００が対向する基板処理領域よりも低い位置に設けられてガス導入部２３３と天井部とを結ぶ最短距離の方向と交差する方向に延びる予備加熱経路(予備加熱部２６０)を有する構成が提供される。この実施形態における作用、効果は、少なくとも第１の実施形態と同様である。また、第２の実施形態における上部ヒータ２８０および天井ヒータ２８２のどちらか一方を少なくとも追加する構成としてもよく、この場合の作用、効果は、第２の実施形態と同様である。 According to this embodiment, the reaction tube 204 internally constituting the processing chamber 201 for processing the wafer 200, the gas introduction section 233 provided on the lower end side of the reaction tube 204 and into which the processing gas is introduced, and the gas. The introduction section 233 and the nozzle tube 274 provided on the side surface of the reaction tube 204 having a gas hole 278 for supplying the treatment gas to the treatment chamber 201 are communicated with each other and extend from the gas introduction section 233 to the ceiling of the reaction tube 204. The pipe member provided between the reaction tube 204 and the heater 206 via the section, and the side surface of the reaction tube 204, which is provided on the lower end side opposite to the installation position of the gas introduction section 233, is provided for processing. A gas exhaust section 231 for discharging the processing gas from the chamber 201 is provided, and the pipe member is located on the side surface of the reaction tube 204 at a position lower than the substrate processing region facing the wafer 200 arranged in the processing chamber 201. A configuration is provided having a preheating path (preheating section 260) that is provided and extends in a direction intersecting the direction of the shortest distance connecting the gas introduction section 233 and the ceiling section. The action and effect in this embodiment are at least the same as those in the first embodiment. Further, at least one of the upper heater 280 and the ceiling heater 282 in the second embodiment may be added, and the operation and effect in this case are the same as those in the second embodiment.

［更に他の実施形態］
更に上述の実施形態によれば、ノズル管２７４から処理室２０１に噴出するガスの温度が十分に高くなる（言い換えれば、ウエハ２００の処理に必要な温度になる）ようにしていた。しかし、予備加熱部２６０を設けることにより、処理室２０１に噴出するガスの温度を十分に高くすることができると共にガス孔２７８までの流路のガスの温度を十分に高くすることができる。このため、バッファ部２７２およびノズル管２７４を省き、図１４に示すように、反応管２０４の外周面に細管２３０、２７０および予備加熱部２６０を設け、反応管２０４の天井部で細管２７０にガス孔２７８を有するだけのシンプルな構成としてもよい。つまり、本実施形態における、管部材は、細管２３０、予備加熱部２６０、細管２７０である。 [Further Other Embodiment]
Further, according to the above-described embodiment, the temperature of the gas ejected from the nozzle tube 274 to the processing chamber 201 is sufficiently high (in other words, the temperature required for processing the wafer 200). However, by providing the preheating unit 260, the temperature of the gas ejected to the processing chamber 201 can be sufficiently raised, and the temperature of the gas in the flow path to the gas hole 278 can be sufficiently raised. Therefore, the buffer section 272 and the nozzle tube 274 are omitted, and as shown in FIG. 14, a thin tube 230, 270 and a preheating section 260 are provided on the outer peripheral surface of the reaction tube 204, and gas is provided in the thin tube 270 at the ceiling portion of the reaction tube 204. It may be a simple structure having only holes 278. That is, in the present embodiment, the tube members are a thin tube 230, a preheating section 260, and a thin tube 270.

この実施形態によれば、ウエハ２００を処理する処理室２０１を内部に構成し、周囲に設けられたヒータ２０６によって加熱される反応管２０４であって、該反応管２０４の下端側に設けられ処理ガスが導入されるガス導入部２３３と、該ガス導入部２３３と、天井部に設けられて処理室２０１に処理ガスを供給するガス孔２７８と、を連通し、反応管２０４とヒータ２０６との間に設けられる管部材と、を備え、該管部材は、反応管２０４の側面であって、処理室２０１に配置されるウエハ２００が対向する基板処理領域よりも低い位置に設けられてガス導入部２３３と反応管２０４の天井部とを最短距離で結ぶ方向と交差する方向に延びる予備加熱経路(予備加熱部２６０)を有する構成が提供される。この実施形態における作用、効果は、第１の実施形態と同様である。 According to this embodiment, the processing chamber 201 for processing the wafer 200 is internally configured, and the reaction tube 204 is heated by the heater 206 provided around the wafer 200, and is provided on the lower end side of the reaction tube 204 for processing. The gas introduction unit 233 into which the gas is introduced, the gas introduction unit 233, and the gas hole 278 provided in the ceiling portion to supply the processing gas to the processing chamber 201 are communicated with each other, and the reaction tube 204 and the heater 206 are connected to each other. A tube member provided between the tubes is provided, and the tube member is provided on the side surface of the reaction tube 204 at a position lower than the substrate processing area facing the wafer 200 arranged in the processing chamber 201 to introduce gas. A configuration is provided having a preheating path (preheating section 260) extending in a direction intersecting the direction connecting the section 233 and the ceiling portion of the reaction tube 204 at the shortest distance. The action and effect in this embodiment are the same as those in the first embodiment.

更に、この実施形態において、反応管２０４の天井部に設けられ処理ガスを一時的に滞留させるバッファ部２７２を有する構成としてもよい。バッファ部２７２は、管部材から処理室２０１までを連通させると共に該処理室２０１に処理ガスを供給するガス孔２７８を有するように構成されている。この実施形態では、バッファ部２７２を設けることにより、バッファ部２７２に滞留しているときにも処理ガスは、ヒータ２０６により加熱されており、更に効果を増すことが考えられる。更に加えて、第２の実施形態における上部ヒータ２８０および天井ヒータ２８２のどちらか一方を少なくとも追加する構成としてもよく、この場合の作用、効果は、第２の実施形態と同様である。 Further, in this embodiment, there may be a configuration having a buffer portion 272 provided on the ceiling portion of the reaction tube 204 to temporarily retain the processing gas. The buffer unit 272 is configured to have a gas hole 278 for communicating the pipe member to the processing chamber 201 and supplying the processing gas to the processing chamber 201. In this embodiment, by providing the buffer unit 272, the processing gas is heated by the heater 206 even when it stays in the buffer unit 272, and it is considered that the effect is further increased. Further, at least one of the upper heater 280 and the ceiling heater 282 in the second embodiment may be added, and the operation and effect in this case are the same as those in the second embodiment.

なお、本開示は以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々に変更が可能であることはいうまでもない。 It goes without saying that the present disclosure is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the gist thereof.

上記実施形態の予備加熱部２６０では、反応管２０４の側面視で、ガスの流路、即ち、予備加熱経路（予熱管２６６、連結管２６８等で構成される）の形状が矩形波状となっていたが、予備加熱経路の形状は、矩形波状に限らず、サインカーブ形状、三角波形状等、所謂ジグザグ形状であれば特にその形状、及びジグザグ形状の延びる方向は限定されない。 In the preheating section 260 of the above embodiment, the shape of the gas flow path, that is, the preheating path (composed of the preheating tube 266, the connecting tube 268, etc.) is rectangular and wavy in the side view of the reaction tube 204. However, the shape of the preheating path is not limited to the rectangular wave shape, and if it is a so-called zigzag shape such as a sine curve shape or a triangular wave shape, the shape and the extending direction of the zigzag shape are not particularly limited.

即ち、予備加熱部２６０においては、反応管２０４の側面において、ガスの流路にガス導入部２３３とバッファ部２７２とを結ぶ最短距離の方向（反応管２０４の上下方向）と交差する方向（一例として反応管２０４の周方向）に延びる部分があり、ガス導入部２３３からバッファ部２７２までを最短距離で結ぶのではなく、一例として周方向に迂回して予備加熱経路が長くなる配管があればよい。これにより、ガスを十分に予熱することができる。 That is, in the preheating section 260, on the side surface of the reaction tube 204, the direction intersecting the shortest distance direction (vertical direction of the reaction tube 204) connecting the gas introduction section 233 and the buffer section 272 to the gas flow path (example). If there is a part that extends in the circumferential direction of the reaction tube 204), instead of connecting the gas introduction section 233 to the buffer section 272 at the shortest distance, for example, if there is a pipe that bypasses the reaction tube 204 in the circumferential direction and lengthens the preheating path. good. This allows the gas to be sufficiently preheated.

なお、図示はしないが、予備加熱部２６０において、ガスが通過する予備加熱経路（配管）が、反応管２０４の外周面を螺旋状に設けられていてもよい。この場合でも、ガスの流れる予備加熱経路が長くなり、十分にガスを予熱することができる。 Although not shown, in the preheating section 260, the preheating path (piping) through which the gas passes may be provided on the outer peripheral surface of the reaction tube 204 in a spiral shape. Even in this case, the preheating path through which the gas flows becomes long, and the gas can be sufficiently preheated.

本開示における実施形態においては、ウエハを処理する場合について説明したが、本開示は液晶パネルのガラス基板や磁気ディスクや光ディスク等の基板を処理する基板処理装置全般に適用することができる。 In the embodiment of the present disclosure, the case of processing a wafer has been described, but the present disclosure can be applied to a general substrate processing apparatus for processing a glass substrate of a liquid crystal panel or a substrate such as a magnetic disk or an optical disk.

１００…処理装置（基板処理装置）、２００…ウエハ（基板）、２０１…処理室、２０２…処理炉、２０４…反応管(内管)、２０６…ヒータ（加熱部）、２１７…ボート（保持具）、２３０…細管（管部材）、２３１…ガス排気部〈排気部）、２３３…ガス導入部、２４０…コントローラ（制御部）、２６０…予備加熱部（管部材、予備加熱経路）、２６２…ウエハ処理領域（基板処理領域）、２６６…予熱管（第２予備加熱部、管部材、予備加熱経路）、２６８…連結管（第１予備加熱部、管部材、予備加熱経路）、２７０…細管（第１供給部、管部材）、２７４…ノズル管(管部材)、２７８…ガス孔（ガス供給部）、２８４…予熱管（管部材、予備加熱経路） 100 ... Processing device (board processing device), 200 ... Wafer (board), 201 ... Processing chamber, 202 ... Processing furnace, 204 ... Reaction tube (inner tube), 206 ... Heater (heating part), 217 ... Boat (holding tool) ), 230 ... thin tube (tube member), 231 ... gas exhaust section <exhaust section), 233 ... gas introduction section, 240 ... controller (control section), 260 ... preheating section (tube member, preheating path), 262 ... Wafer processing area (board processing area), 266 ... preheating tube (second preheating section, tube member, preheating path), 268 ... connecting tube (first preheating section, tube member, preheating path), 270 ... thin tube (1st supply section, tube member) 274 ... Nozzle tube (tube member), 278 ... Gas hole (gas supply section), 284 ... Preheating tube (tube member, preheating path)

Claims (19)

基板を処理する処理室を内部に構成し、周囲に設けられた加熱部によって加熱される反応管であって、
前記反応管の下端側に設けられ処理ガスが導入されるガス導入部と、
少なくとも前記基板を処理する基板処理領域に対向する位置では前記反応管の側面に沿うように配置される第１供給部と、前記基板処理領域よりも低い位置において、前記ガス導入部から前記反応管の天井部に向かう方向に延びる第１予備加熱部と、前記反応管の天井部に向かう方向に対して垂直方向に延びる第２予備加熱部を有し、前記第１予備加熱部と前記第２予備加熱部を組合せることにより、前記ガス導入部と前記第１供給部を連通するように構成されている予備加熱部と、を備え、
前記第１予備加熱部の断面形状と前記第２予備加熱部の断面形状は異なるよう構成される反応管。 It is a reaction tube that has a processing chamber for processing the substrate inside and is heated by a heating unit provided around it.
A gas introduction section provided on the lower end side of the reaction tube and into which the processing gas is introduced,
At least at a position facing the substrate processing region for processing the substrate, a first supply unit arranged along the side surface of the reaction tube, and at a position lower than the substrate processing region , from the gas introduction unit to the gas introduction unit. It has a first preheating section extending in a direction toward the ceiling of the reaction tube and a second preheating section extending in a direction perpendicular to the direction toward the ceiling of the reaction tube, and the first preheating section and the above. By combining the second preheating unit, the gas introduction unit and the preheating unit configured to communicate with the first supply unit are provided .
A reaction tube having a structure in which the cross-sectional shape of the first preheating section and the cross-sectional shape of the second preheating section are different . 前記予備加熱部では、前記第１予備加熱部と前記第２予備加熱部を交互に組合わせて予備加熱経路が形成される請求項１記載の反応管。 The reaction tube according to claim 1, wherein in the preheating section, the first preheating section and the second preheating section are alternately combined to form a preheating path. 前記予備加熱経路は、矩形波状、サインカーブ形状、三角波形状よりなる群から選択される少なくとも一つの形状に形成される請求項２記載の反応管。 The reaction tube according to claim 2, wherein the preheating path is formed in at least one shape selected from the group consisting of a rectangular wave shape, a sine curve shape, and a triangular wave shape. 前記予備加熱部では、前記第２予備加熱部が前記予備加熱経路の初めと終わりを構成する請求項２記載の反応管。The reaction tube according to claim 2, wherein in the preheating section, the second preheating section constitutes the beginning and the end of the preheating path. 前記第１予備加熱部は、前記第２予備加熱部と前記第２予備加熱部の間に設けられる請求項１記載の反応管。The reaction tube according to claim 1, wherein the first preheating section is provided between the second preheating section and the second preheating section. 前記第１予備加熱部の流路断面積と前記第２予備加熱部の流路断面積は略等しく構成される請求項１記載の反応管。The reaction tube according to claim 1, wherein the flow path cross-sectional area of the first preheating section and the flow path cross-sectional area of the second preheating section are configured to be substantially equal. 前記第２予備加熱部の流路断面積は前記第１予備加熱部の流路断面積より大きく構成される請求項１記載の反応管。The reaction tube according to claim 1, wherein the flow path cross-sectional area of the second preheating section is larger than the flow path cross-sectional area of the first preheating section. 更に、前記第２予備加熱部は、前記第１予備加熱部と接続するための継手部と、を備え、Further, the second preheating portion includes a joint portion for connecting to the first preheating portion.
前記第１予備加熱部の断面形状と前記第２予備加熱部の断面形状とは同じである請求項１記載の反応管。The reaction tube according to claim 1, wherein the cross-sectional shape of the first preheating section and the cross-sectional shape of the second preheating section are the same. 前記第１予備加熱部は、前記第１供給部と同じ構成を有する請求項１記載の反応管。The reaction tube according to claim 1, wherein the first preheating unit has the same configuration as the first supply unit. 前記第１予備加熱部と前記第１供給部は、複数の管を有し、The first preheating section and the first supply section have a plurality of tubes.
前記管の本数は同じである請求項１記載の反応管。The reaction tube according to claim 1, wherein the number of the tubes is the same. 更に、複数の取付部を有し、In addition, it has multiple mounting parts
前記第２予備加熱部は、前記取付部を介して前記反応管に取り付けられている請求項１記載の反応管。The reaction tube according to claim 1, wherein the second preheating section is attached to the reaction tube via the mounting section. 更に、前記ガス導入部が配置される反応管側面の他端側であって、前記処理室に前記処理ガスを供給するガス供給部が設けられる第２供給部と、を備え、Further, a second supply unit, which is on the other end side of the side surface of the reaction tube in which the gas introduction unit is arranged and is provided with a gas supply unit for supplying the processing gas to the processing chamber, is provided.
前記第２予備加熱部が前記反応管の周方向に配置される範囲は、前記ガス導入部と前記第２供給部の位置関係に応じて決定するよう構成されている請求項１記載の反応管。The reaction tube according to claim 1, wherein the range in which the second preheating section is arranged in the circumferential direction of the reaction tube is determined according to the positional relationship between the gas introduction section and the second supply section. .. 更に、前記処理室の前記処理ガスを排気する排気部を備え、Further, an exhaust unit for exhausting the processing gas in the processing chamber is provided.
前記第２予備加熱部が前記反応管の周方向に配置される範囲は、前記ガス導入部が配置される位置から、前記排気部が設けられる側の前記反応管の周方向に前記第２供給部の位置までの範囲である請求項１２記載の反応管。The range in which the second preheating section is arranged in the circumferential direction of the reaction tube is the second supply in the circumferential direction of the reaction tube on the side where the exhaust section is provided from the position where the gas introduction section is arranged. The reaction tube according to claim 12, which is a range up to the position of the portion. 前記ガス導入部が配置される位置を０度として、前記排気部が設けられる側の前記反応管の周方向に前記第２供給部が配置される位置までの角度をＮ度とすると、前記第２予備加熱部が前記反応管の周方向に配置される範囲は、０度よりも大きくＮ度よりも小さく構成される請求項１３記載の反応管。Assuming that the position where the gas introduction portion is arranged is 0 degree and the angle to the position where the second supply portion is arranged in the circumferential direction of the reaction tube on the side where the exhaust portion is provided is N degree, the first 2. The reaction tube according to claim 13, wherein the range in which the preheating unit is arranged in the circumferential direction of the reaction tube is larger than 0 degrees and smaller than N degrees. 前記第２予備加熱部が前記反応管の周方向に配置される範囲は、前記ガス導入部が配置される位置を０度として、前記排気部が設けられる側の前記反応管の周方向に１８０度よりも大きくＮ度よりも小さく構成される請求項１３記載の反応管。The range in which the second preheating section is arranged in the circumferential direction of the reaction tube is 180 degrees in the circumferential direction of the reaction tube on the side where the exhaust section is provided, with the position where the gas introduction section is arranged as 0 degree. 13. The reaction tube according to claim 13, which is configured to be larger than a degree and smaller than an N degree. 更に、前記反応管の外側に設けられ、前記処理室の温度を検出する温度センサ、を備え、Further, a temperature sensor, which is provided on the outside of the reaction tube and detects the temperature of the processing chamber, is provided.
前記温度センサは、前記ガス導入部が配置される位置から、前記排気部が設けられない側の前記反応管の周方向に前記第２供給部の位置までの範囲である請求項１３記載の反応管。The reaction according to claim 13, wherein the temperature sensor ranges from a position where the gas introduction portion is arranged to a position of the second supply portion in the circumferential direction of the reaction tube on the side where the exhaust portion is not provided. tube. 前記第２予備加熱部が前記反応管の周方向に配置される範囲は、前記排気部が設けられない側の前記反応管の周方向に前記温度センサが配置される位置までの範囲を含む請求項１６記載の反応管。The range in which the second preheating section is arranged in the circumferential direction of the reaction tube includes a range up to a position where the temperature sensor is arranged in the circumferential direction of the reaction tube on the side where the exhaust section is not provided. Item 16. The reaction tube according to Item 16. 基板を処理する処理室を内部に構成し、周囲に設けられた加熱部によって加熱される反応管であって、前記反応管の下端側に設けられ処理ガスが導入されるガス導入部と、少なくとも前記基板を処理する基板処理領域に対向する位置では前記反応管の側面に沿うように配置される第１供給部と、前記基板処理領域よりも低い位置において、前記ガス導入部から前記反応管の天井部に向かう方向に延びる第１予備加熱部と、前記反応管の天井部に向かう方向に対して垂直方向に延びる第２予備加熱部を有し、前記第１予備加熱部と前記第２予備加熱部を組合せることにより、前記ガス導入部と前記第１供給部を連通するように構成されている予備加熱部と、を備え、前記第１予備加熱部の断面形状と前記第２予備加熱部の断面形状は異なるよう構成される反応管と、A reaction tube that has a processing chamber for processing the substrate inside and is heated by a heating unit provided around it, and at least a gas introduction unit provided on the lower end side of the reaction tube and into which the processing gas is introduced. At a position facing the substrate processing region for processing the substrate, a first supply unit arranged along the side surface of the reaction tube, and at a position lower than the substrate processing region, from the gas introduction unit to the reaction tube. It has a first preheating section extending in a direction toward the ceiling portion and a second preheating section extending in a direction perpendicular to the direction toward the ceiling portion of the reaction tube, and has the first preheating section and the second preheating section. By combining the heating unit, the gas introduction unit and the preheating unit configured to communicate with each other are provided, and the cross-sectional shape of the first preheating unit and the second preheating unit are provided. A reaction tube that is configured so that the cross-sectional shape of the part is different,
前記予備加熱部を介して前記基板に前記処理ガスを供給し、前記基板を処理するよう制御する制御部と、A control unit that supplies the processing gas to the substrate via the preheating unit and controls the processing of the substrate.
を備えた基板処理装置。Board processing equipment equipped with. 基板を処理する処理室が内部に構成される反応管であって、前記反応管の下端側に設けられ処理ガスが導入されるガス導入部と、少なくとも前記基板を処理する基板処理領域と対向する位置では、前記反応管の側面に沿うように配置される第１供給部と、前記基板処理領域よりも低い位置に設けられ、前記ガス導入部から前記反応管の天井部に向かう方向に延びる第１予備加熱部と、前記反応管の前記天井部に向かう方向に対して垂直方向に延びる第２予備加熱部を有し、前記第１予備加熱部と前記第２予備加熱部を組合せることにより、前記ガス導入部と前記第１供給部を連通するように構成されている予備加熱部と、を備え、A reaction tube in which a processing chamber for processing a substrate is formed inside, and faces a gas introduction section provided on the lower end side of the reaction tube and into which a processing gas is introduced, and at least a substrate processing region for processing the substrate. At the position, a first supply unit arranged along the side surface of the reaction tube and a second supply unit provided at a position lower than the substrate processing region and extending from the gas introduction unit toward the ceiling portion of the reaction tube. 1 By having a preheating section and a second preheating section extending in a direction perpendicular to the direction of the reaction tube toward the ceiling, the first preheating section and the second preheating section are combined. A preheating unit configured to communicate the gas introduction unit and the first supply unit.
前記第１予備加熱部の断面形状と前記第２予備加熱部の断面形状は異なるよう構成される反応管内に前記基板を搬入する工程と、A step of carrying the substrate into a reaction tube configured so that the cross-sectional shape of the first preheating section and the cross-sectional shape of the second preheating section are different.
前記予備加熱部を介して前記基板に前記処理ガスを供給し、前記基板を処理する工程と、A step of supplying the processing gas to the substrate via the preheating unit to process the substrate, and a step of processing the substrate.
を有する半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device having.
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