基板処理装置および反応容器の着脱方法
【課題】装置高さを変えることなく、また反応容器サイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスを行うことを可能にする。
【解決手段】基板処理装置、基板を処理する処理室２０１を内側に有する反応容器２０７と、該反応容器２０７の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、前記処理室２０１を閉塞する蓋体と、前記反応容器２０７を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具４００と、前記反応容器２０７の内側壁に該反応容器２０７の下端より上方側に設けられ、前記反応容器２０７を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具４００の上面と突き当てられる支持部とが備えられている。
【解決手段】基板処理装置、基板を処理する処理室２０１を内側に有する反応容器２０７と、該反応容器２０７の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、前記処理室２０１を閉塞する蓋体と、前記反応容器２０７を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具４００と、前記反応容器２０７の内側壁に該反応容器２０７の下端より上方側に設けられ、前記反応容器２０７を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具４００の上面と突き当てられる支持部とが備えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置および反応容器の着脱方法に係り、例えば半導体製造装置において用いられる基板処理装置および反応容器の着脱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２０に、従来の基板処理装置に用いられている複数のウェハを同時処理するバッチ式の縦型処理炉の断面図を示す。
縦型処理炉３０２は図示しない筐体内に設けられる。この縦型処理炉３０２は、ヒータユニット３０６と、ヒータユニット３０６内に挿入される反応容器３０７とから構成される。反応容器３０７は、反応管３０３と反応管３０３を支持する炉口フランジ３０９とから構成される。反応管３０３は、アウターチューブ３０５と、アウターチューブ３０５内に設けられるインナーチューブ３０４から構成される。炉口フランジ３０９は、ガス供給管（図示せず）と排気管３３１とを備える。炉口フランジ３０９は金属製である（例えば、特許文献１参照）。インナーチューブ３０４の内側に、複数枚のウェーハ２００を多段に装填したボート３１７が挿入される。ボート３１７を支持するシールキャップ３１９によって炉口フランジ３０９が閉じられる。
ガス供給管から反応管３０３内にガスを供給しつつ、反応後の残ガス等を排気管３３１から排気させる過程でボート３１７に装填された複数枚のウェーハ２００が処理される。
【０００３】
このような縦型処理炉３０２を組立てるには、縦型処理炉３０２の下部スペースを利用して、縦型処理炉３０２への反応管３０３の挿脱を行う必要がある。縦型処理炉３０２への反応容器３０７の挿脱は、図示しないボートエレベータ、及び着脱装置により行われている（例えば、特許文献２参照）。ヒータベース３５１に固定されたヒータユニット３０６の下部に開口された開口部から反応容器３０７を装着する。反応容器３０７は、排気管３３１が突出されているため、排気管３３１より上側までをヒータユニット３０６内に挿入することになり、反応容器３０７の一部はヒータユニット３０６からはみ出すことになる。排気管３３１はガスの流れを考慮し、円筒状で口径が大きいことが望ましい。
しかし、排気管３３１の口径が大きいと、反応容器３０７のヒータユニット３０６からはみ出す部分が長くなり、縦型処理炉３０２自体が大きくなる。なお、反応容器３０７の高さを低くすることによって、縦型処理炉３０２を小さくすることは可能であるが、反応容器３０７の高さを低くすると、ウェーハ処理枚数が減少し、生産能力が落ちるので好ましくない。ここで、反応容器３０７の高さを高くしてウェハを大量に処理する装置をラージバッチ装置といい、反応容器３０７の高さを低くしてウェハ処理が少量のものをスモールバッチ装置という。
【特許文献１】特開平８−１２０４５３号公報
【特許文献２】特開平１１−６７６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
反応容器構造をそのまま適用させると、装置高さが高くなり、ラージバッチ装置を実際にクリーンルームに設置しようとしても、クリーンルームの高さより高くなってしまうので、反応容器３０７をヒータユニット３０６内に設置することが困難になってしまう。
【０００５】
メンテナンス時に縦型処理炉３０２を組立てるには、図２１に示すように、縦型処理炉３０２の下方に隣接して設けた予備室としての移載室３２４を利用して、縦型処理炉３０２への反応容器３０７の挿脱を行う必要がある。縦型処理炉３０２への反応容器３０７の着脱は、台車、ボートエレベータ及びシールキャップ２１９に載置される着脱治具３００を用いて行われる。
【０００６】
図示例のように炉口フランジ３０９に排気管３３１が形成されている場合では、ウェーハ処理能力を落とさない限り、この炉口フランジ３０９にアウターチューブ３０５を連結した反応容器本体の高さが高くなるため、移載室３２４の制約から、アウターチューブ３０５と炉口フランジ３０９とを別々に脱着しなければならなくなってしまう。
【０００７】
また、図２２に示すように、アウターチューブ３０５に排気管３３１が一体形成されている場合でも、装置高さを変えないという条件では、アウターチューブ３０５と炉口フランジ３０９とを着脱治具３００を用いて一緒に脱着しようとすると、ヒータユニット３０６からアウターチューブ３０５（符号Ｄの部分）が抜け切らず、アウターチューブ３０６と炉口フランジ３０９とを同時に着脱できなくなる。そのため、メンテナンス時には、アウターチューブ３０５と炉口フランジ３０９とを分割し、アウターチューブ３０６の脱着と炉口フランジの脱着とを２回以上に分けて行わなければならない。したがって、着脱治具３００の構造が複雑となり、手間のかかるメンテナンス作業が発生してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、装置高さを変えることなく、また反応容器サイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスを行うことが可能な基板処理装置および反応容器の着脱方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様によれば、基板を処理する処理室を内側に有する反応容器と、該反応容器の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、前記処理室を閉塞する蓋体と、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具と、前記反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられ、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具の上面と突き当てられる支持部とが備えられている基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、反応容器の内側に有する処理室を蓋体にて閉塞し前記反応容器の外周側から加熱装置により基板を加熱し処理する工程と、着脱治具を蓋体に載置する工程と、反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられる支持部と前記着脱治具の上面とを突き当て前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する工程とを有する反応容器の着脱方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置高さを変えることなく、また反応容器サイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、半導体製造装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行なう縦型の半導体製造装置（以下、単に処理装置という）に適用した場合について述べる。図２は、本発明の実施の形態に適用される処理装置の斜透視図として示されている。また、図３は図２に示す処理装置の側面透視図である。
【００１３】
図２および図３に示されているように、シリコン等からなるウェーハ（基板）２００を収納したウェーハキャリアとしてフープ（基板収容器、以下ポッドという。）１１０が使用されている本実施の形態の処理装置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設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４、１０４がそれぞれ建て付けられている。
筐体１１１の正面壁１１１ａにはポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）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（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。
【００１４】
ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて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上から搬出されるようになっている。
【００１５】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、回転式ポッド棚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、回転式ポッド棚１０５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、支柱１１６に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板（基板収容器載置台）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。
【００１６】
筐体１１１内におけるロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されており、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（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、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、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
【００１７】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウェーハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウェーハ搬入搬出口（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、上下段のウェーハ搬入搬出口１２０、１２０には一対のポッドオープナ１２１、１２１がそれぞれ設置されている。
【００１８】
ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２、１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３、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のウェーハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【００１９】
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚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の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウェーハ移載機構１２５は、ウェーハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウェーハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウェーハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウェー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。図２に模式的に示されているようにウェーハ移載装置エレベータ１２５ｂは、耐圧の筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の移載室１２４前方領域右端部との間に設置されている。これら、ウェーハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウェーハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウェーハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウェーハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウェーハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００２０】
移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、縦型処理炉２０２が設けられている。縦型処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
【００２１】
図２に模式的に示されているように、耐圧の筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の待機部１２６右端部との間にはボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８（図３参照）には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、縦型処理炉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は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウェーハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００２２】
図２に模式的に示されているように移載室１２４のウェーハ移載装置エレベータ１２５ｂ側およびボートエレベータ１１５側と反対側である左側端部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア１３３を供給するよう供給フアンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４が設置されており、ウェーハ移載装置１２５ａとクリーンユニット１３４との間には、図示はしないが、ウェーハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置１３５が設置されている。
【００２３】
クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ノッチ合わせ装置１３５およびウェーハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット１３４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニット１３４によって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。
【００２４】
次に、本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００２５】
図２および図３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。
【００２６】
搬入されたポッド１１０は回転式ポッド棚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のウェーハ搬入搬出口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１３３が流通され、充満されている。例えば、移載室１２４にはクリーンエア１３３として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、筐体１１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
【００２７】
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におけるウェーハ搬入搬出口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、ウェーハ出し入れ口を開放される。
【００２８】
ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウェーハ２００はポッド１１０からウェーハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウェー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１３５にてウェーハを整合した後、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウェーハ２００を受け渡したウェーハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウェーハ２００をボート２１７に装填する。
【００２９】
この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１におけるウェーハ移載機構１２５によるウェーハのボート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には回転式ポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１１８によって搬送されて移載され、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。
【００３０】
予め指定された枚数のウェーハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた縦型処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウェーハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、縦型処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００３１】
ローディング後は、縦型処理炉２０２にてウェーハ２００に任意の処理が実施される。処理後は、ノッチ合わせ装置１３５でのウェーハの整合工程を除き、上述の逆の手順で、ウェーハ２００およびポッド１１０は筐体１１１の外部へ払出される。
【００３２】
次に、上述した縦型処理炉２０２の詳細について説明し、さらにヒータユニット２０６から反応容器２０７を着脱する着脱装置について説明する。
【００３３】
［処理炉］
上述した処理炉について詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態で好適に用いられる処理装置の縦型処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
【００３４】
図１に示されているように、縦型処理炉２０２は加熱装置としてのヒータを有するヒータユニット２０６を備える。ヒータユニット２０６は有天円筒形状をしており、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００３５】
ヒータユニット２０６は、有天円筒形状の断熱部材２７１、該断熱部材２７１を覆う金属板のヒータカバー２７２、及び前記断熱部材２７１の内面に沿って立設された発熱線支持柱２７３、該発熱線支持柱２７３により支持されコイル状に成形されたヒータとしての発熱線２７４から主に構成されている。
【００３６】
ヒータユニット２０６の内側には、ヒータユニット２０６と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。
【００３７】
インナーチューブ２０４は、インナーチューブ２０４内でウェーハ２００を処理する際に、上端内フランジ２８６の上面に載置される。このインナーチューブ２０４は、非金属であって耐熱耐食性を有する材料、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなる。上端および下端が開口して、下端にフランジ２８１を有した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウェーハ２００を、後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
【００３８】
アウターチューブ２０５は、非金属であって耐熱耐食性を有する材料、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口して、下端にフランジ２８３を有した円筒形状に形成されており、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００３９】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状に連結され、反応管２０３の下端を保持する保持具としてのインレットマニホールド２０９が配設されている。インレットマニホールド２０９は、耐熱耐食性を有する材料、例えばステンレス等からなり、上端および下端が開口して、上端に外フランジ２８５および内フランジ２８６を、下端にフランジ２８７を有した円筒形状に形成されている。インレットマニホールド２０９は、その内フランジ２８６がインナーチューブ２０４のフランジ２８１に係合しており、その外フランジ２８５がアウターチューブ２０５のフランジ２８３に係合しており、インナーチューブ２０４、アウターチューブ２０５をそれぞれ支持するように設けられている。
なお、インレットマニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはシール部材としての図示しないＯリングが設けられている。インレットマニホールド２０９はヒータベース２５１に支持される。インレットマニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。
【００４０】
インレットマニホールド２０９にはガス導入部としての単数または複数のガス供給管２３０が処理室２０１内に連通するように接続されている。ガス供給管２３０の接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が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。
【００４１】
インレットマニホールド２０９の下方には、インレットマニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はインレットマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は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。シールキャップ２１９の上面にはインレットマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２８９が設けられる。シールキャップ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はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウェーハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は反応管２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ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及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。
【００４２】
ヒータユニット２０６とシールキャップ２１９との間に位置する反応容器２０７の側壁、例えばアウターチューブ２０５の側壁に、反応容器２０７内を排気する排気管２３１が一体成形されている。本実施の形態では、複数の排気管２３１は、円筒直管形状をしており、ヒータユニット２０６の下端から外部に露出しているアウターチューブ２０５の下部に一体的に設けられている。排気管２３１の向きは、筐体１１１の一側面に面するメンテナンスエリア２１０側に向けられている（図４参照）。
【００４３】
上述した反応管２０３とインレットマニホールド２０９により反応容器２０７が形成される。
【００４４】
図１に示すように、排気管２３１の下流側には圧力検出器としての圧力センサ２４５および圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力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。
【００４５】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウェーハ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多段に保持するように構成されている。なおボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータユニット２０６からの熱がインレットマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。
【００４６】
反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータユニット２０６の特に発熱線２７４と温度センサ２６３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２６３により検出された温度情報に基づきヒータユニット２０６への通電具合を調整することにより処理室２０１内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。
【００４７】
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は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、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、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
【００４８】
次に、上記構成に係る縦型処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウェーハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置としての処理装置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。
【００４９】
複数枚のウェーハ２００がボート２１７に装填（ウェーハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウェーハ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、シールキャップ２１９はＯリング２８９を介してインレットマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００５０】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調整装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータユニット２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータユニット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、ボート２１７が回転されることで、ウェーハ２００が回転される。
【００５１】
次いで、処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス供給管２３０から処理室２０１内に導入される。導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウェーハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００５２】
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ガス供給管２３０を介して不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００５３】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、インレットマニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウェーハ２００がボート２１７に保持された状態でインレットマニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済ウェーハ２００はボート２１７より取出される（ウェーハディスチャージ）。
【００５４】
［着脱装置］
ところで、このような縦型処理炉２０２を組立てるには、縦型処理炉２０２の下方に隣接して設けた予備室としての移載室１２４を利用して、縦型処理炉２０２への反応容器２０７の挿脱を行う必要がある。縦型処理炉２０２への反応容器２０７の着脱は、台車、ボートエレベータ１１５、及びシールキャップ２１９に載置される着脱治具を用いて行われる。
まず、筐体１１１のメンテナンスエリア２１０回りを説明し、次に反応容器着脱の概略的な説明をする。そのうえで、着脱治具の詳細な説明を行う。
【００５５】
図４に示すように、縦型処理炉２０２のうち、特に反応容器２０７の交換作業が適当な間隔で必要になる。縦型処理炉２０２の交換作業を行う場合は、ボートエレベータ１１５を利用して反応容器２０７を昇降させることにより、装置の背面下部の移載室１２４を通して反応容器２０７の交換を行う。こうすることにより、台車５００を用いて反応容器２０７の交換作業を行うことができる。尚、反応容器２０７の交換作業には、反応容器２０７自体を新しく交換する作業に限らず、反応容器２０７に付着した反応生成物を縦型処理炉２０２外でウェット洗浄し、反応生成物が除去された反応容器を再び取り付ける作業も含まれる。
【００５６】
処理装置は、縦型処理炉２０２の下方側に連設される予備室としての移載室１２４と、移載室１２４の一側面に開口されるメンテナンス開口部２７８とを有する。メンテナンス開口部２７８は扉２７９を有し、扉２７９を開けることにより、移載室１２４の一側面に隣接するメンテナンスエリア２１０と連通可能に設けられる。また、このメンテナンス開口部２７８は、反応容器２０７の下端で反応容器２０７を支持部としての内フランジ２８６および着脱治具４００が反応容器２０７を支持した状態で、移載室１２４とメンテナンスエリア２１０との間で水平移動可能にしている。なお、メンテナンス開口部２７８は、反応容器２０７の下端および着脱治具４００が反応容器２０７を支持した状態では、移載室１２４とメンテナンスエリア２１０との間で、容易には水平移動できないように開口されている。
【００５７】
［反応容器着脱の概略説明］
上述したボートエレベータ１１５、台車５００、及び着脱治具４００を用いて行う縦型処理炉２０２への反応容器２０７の着脱方法（主に装着方法）の概略説明を行う。
【００５８】
図５は反応容器２０７のうちのアウターチューブ２０５及びインレットマニホールド２０９を接合した反応容器本体２０８の組み込み手順を示す概略説明図、図６はインナーチューブ２０４の組み込み手順を示す概略説明図である。
【００５９】
先ず図５を用いて反応容器本体２０８組込み手順についてに説明する。ここで、着脱治具４００は、シールキャップ２１９に載置される共通治具用アダプタ４０１及び共通治具４０２と、台車５００上に設けられるスライドアーム５０５からシールキャップ２１９に移載されるアウター治具４０３とから構成される。
【００６０】
（ａ）筐体１１１の一側面に面するメンテナンスエリア２１０側のメンテナンス開口部２７８の扉２７９を開く。ボートエレベータ１１５を最下位置迄降下させる（図４参照）。ボートエレベータ１１５に載置されるシールキャップ２１９上に、着脱治具としての共通治具用アダプタ４０１を固定し、この共通治具用アダプタ４０１に共通治具４０２を嵌合する。台車５００（図４参照）のスライドアーム５０５をメンテナンスエリア２１０に後退させた位置で、スライドアーム５０５に着脱治具としてのアウター治具４０３を載置する。
【００６１】
（ｂ）更にアウター治具４０３上に、アウターチューブ２０５及びインレットマニホールド２０９を接合した反応容器本体２０８を立設する。反応容器本体２０８をアウター治具４０３を介して立設したスライドアーム５０５を、台車５００のハンドル５０１を持って、メンテナンス開口部２７８を通って、ヒータユニット２０６の下方まで前進させ、反応容器本体２０８の中心をヒータユニット２０６の軸心に合わせる。
【００６２】
（ｃ）ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を介して共通治具用アダプタ４０１に嵌合している共通治具４０２を上昇させ、共通治具４０２上にアウター治具４０３を受載する。
【００６３】
（ｄ）アウター治具４０３がスライドアーム５０５から離反する迄上昇した位置で、前記スライドアーム５０５を後退させる。
【００６４】
（ｅ）更に、共通治具４０２を上昇させ、アウターチューブ２０５をヒータユニット２０６内に挿入する。インレットマニホールド２０９をヒータベース２５１に固着して、反応容器本体２０８をヒータユニット２０６に装着する。
【００６５】
（ｆ）シールキャップ２１９を最下位置迄降下させ、共通治具４０２上に受載したアウター治具４０３を取り去る。
これによりヒータユニット２０６への反応容器本体２０８の組込みが終わる。
【００６６】
反応容器本体２０８の取り外しは前述した装着とは逆の手順で行われる。
【００６７】
次に、インナーチューブ１７の組込みについて図６により説明する。ここで、着脱治具４００は、シールキャップ２１９に載置される共通治具用アダプタ４０１及び共通治具４０２と、台車５００上に設けられるスライドアーム５０５からシールキャップ２１９に移載されるインナー治具４０４とから構成される。
【００６８】
（ａ）スライドアーム５０５上に着脱治具としてのインナー治具４０４を載置する。
【００６９】
（ｂ）スライドアーム５０５上にインナー治具４０４を介してインナーチューブ２０４を立設する。
【００７０】
（ｃ）インナーチューブ２０４をインナー治具４０４を介して立設したスライドアーム５０５を前進させ、スライドアーム５０５をヒータユニット２０６の下方まで前進させ、インナーチューブ２０４の中心をヒータユニット２０６の軸心に合わせる。このとき、インレットマニホールド２０９の内フランジに設けた切欠部（後述）と、インナーチューブ２０４のフランジ２８１に設けた駒部（後述）とが重なるように上下位置を合致させる。
【００７１】
（ｄ）ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を介して共通治具用アダプタ４０１に嵌合している共通治具４０２を上昇させ、共通治具４０２上にインナー治具４０４を受載する。インナー治具４０４がスライドアーム５０５から離反する迄上昇した位置で、前記スライドアーム５０５を後退させる。
【００７２】
（ｅ）更に、共通治具４０２を上昇させ、インナーチューブ２０４を反応容器本体２０８内に挿入し、インナーチューブ２０４の下端に有するフランジ２８１をインレットマニホールド２０９の内フランジ２８６（図１参照）よりも高い位置に持ってくる。インナーチューブ２０４を回転して、前記駒部が切欠部より外れる位置にする。シールキャップ２１９を降下すると、内フランジ２８６上にインナーチューブ２０４が載置されることになる。これにより反応容器本体２０８が縦型処理炉２０２に装着される。
【００７３】
（ｆ）シールキャップ２１９を最下位置迄降下させ、共通治具４０２上に受載したインナー治具４０４を取り去る。
これによりヒータユニット２０６への反応容器本体２０８の装着が終わる。
【００７４】
インナーチューブ２０４の取り外しは前述した装着とは逆の手順で行われる。
【００７５】
このようにして、反応容器本体（アウターチューブ２０５＋インレットマニホールド２０９）２０８、インナーチューブ２０４はそれぞれ個別に着脱が可能であり、着脱作業時に反応容器本体２０８、インナーチューブ２０４は、台車５００、ボートエレベータ１１５により支持されるので、作業者はヒータベース２５１へのボルトの取付け取り外しのみを行えばよく、作業が著しく簡略化され、縦型処理炉外での反応容器２０７とインナーチューブ２０４との組立て分解作業がなくなるので、着脱作業手順が簡略化されると共に、重量物の支持を行う必要がなく安全性が向上し、一人作業が可能となり省力化が図れる。
【００７６】
［反応容器着脱の詳細説明］
まず、着脱治具の説明を行った後、着脱方法を説明する。着脱治具４００は台車５００とボートエレベータ１１５に受載される。台車５００のスライドアーム５０５上にはアウター治具４０３またはインナー治具４０４が着脱治具Ａとして載置される。ボートエレベータ１１５のシールキャップ２１９上には、共通治具４０２が着脱治具Ｂとして載置される。
【００７７】
既にインレットマニホールド２０９については概略を説明したが、ここでは、反応容器２０７着脱の観点からインレットマニホールド２０９をさらに詳細に説明する。
【００７８】
図７はインレットマニホールド２０９の詳細説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はｃ−ｃ断面図、（ｄ）は（ｃ）の要部拡大断面図である。
【００７９】
図７に示すように、実施の形態のインレットマニホールド２０９は偏平な円筒形状をしている。インレットマニホールド２０９の上端には外方に延出した上端の外フランジ２８５と、内方に延出した内フランジ２８６とが一体形成されている。実施の形態によれば、内フランジ２８６は、上端の外フランジ２８５と略面一な高さ位置に設けられた上端内フランジであることもあり、上端内フランジよりも低い高さ位置に設けられた中段内フランジであることもある。また、インレットマニホールド２０９の下端には外方に延出する下端の外フランジ２８７が一体形成されている。
【００８０】
内フランジ２８６は、インレットマニホールド２０９の内側壁に、インレットマニホールド２０９の下端より上方側に設けられ、インレットマニホールド２０９をヒータユニット２０６内から着脱する際にアウター治具４０３の上面と突き当てられるようになっている。
【００８１】
内フランジ２８６には、反応容器本体２０８をヒータユニット２０６内から着脱する場合において、アウター治具４０３に突き当てられたときに、反応容器本体２０８の重量が加重されるようになっている。したがって内フランジ２８６は、その反応容器本体２０８の荷重に耐える強度をもつように構成される。
【００８２】
インレットマニホールド２０９には、上下端の外フランジ２８５、２８７間の筒状部に複数のガス供給管２３０を取り付けるための取付孔（図示せず）が設けられている。
【００８３】
インレットマニホールド２０９には、径方向外方に突出させた固定用の取付片２８８が周方向に等間隔に設けられている。固定用の取付片２８８にはボルト挿通孔２７７が形成され、ボルト挿通孔２７７に挿入したボルトをヒータベース２５１に捩込み、インレットマニホールド２０９をヒータベース２５１に固定することが可能になっている。
【００８４】
取付片２８８は、その一端が下端外フランジ２８７の内側に固着され、上下端外フランジ２８５、２８７間から斜め上向きに突出して、その他端が上端外フランジ２８５と面一になるよう延出している。その延出部には、上述したボルト挿通孔２７７が設けられている。
【００８５】
インレットマニホールド２０９の上端外フランジ２８５上にはアウターチューブ２０５が載置される。上端内フランジ２８６上にはインナーチューブ２０４が載置される。上端外フランジ２８５の表面には、アウターチューブ２０５とインレットマニホールド２０９間をシールするためのＯリング収納用の凹溝２８２が設けられている。
【００８６】
内フランジ２８６には、径方向外方に切り欠いたインナーチューブ２０４の駒部挿入用の切欠部２９８が周方向に等間隔に設けられている。また、内フランジ２８６には、インナー治具４０４の位置決めピン挿入用切欠部２９９が周方向に等間隔に設けられている。また、内フランジ２８６にはインナーチューブ２０４の内側に来るように配置されるインナーチューブ脱落防止用のピン２９６が立設されている。
【００８７】
図８に示すように、インレットマニホールド２０９内に挿入されるインナーチューブ２０４のフランジ２８１の外周囲の円周を３等分した位置に径方向外方に駒部２９２が少なくとも３箇所に突設されている。フランジ２８１の外径は内フランジ２８６の内径よりも小径であり、駒部２９２の内径はフランジ２８１の外径と等しくなっている。フランジ２８１には後述するセットピン５１１と嵌合可能なピン孔２９１が穿設されている。
【００８８】
内フランジ２８６には、上述したように駒部２９２が通過可能な切欠部２９８が少なくとも３箇所に設けられ、該切欠部２９８に駒部２９２が合致した状態でインナーチューブ２０４のフランジ２８１が内フランジ２８６を通過可能となっている。
【００８９】
インナーチューブ２０４の組込みは、アウターチューブ２０５の組込み後行われる。インナーチューブ２０４のフランジ２８１にインナーチューブ２０４を載置し、駒部２９２を切欠部２９８に位置合わせしてアウターチューブ２０５の下方よりインナーチューブ２０４を挿入し、駒部２９２が切欠部２９８を通過した状態でインナーチューブ２０４のフランジ２８１を回転し、駒部２９２と切欠部２９８との位置をずらせてインナーチューブ２０４のフランジ２８１を内フランジ２８６に載置する。インナーチューブ２０４のフランジ２８１は駒部２９２を介して内フランジ２８６に乗載し、インナーチューブ２０４はインナーチューブ２０４のフランジ２８１を介して内フランジ２８６に立設する。
【００９０】
図９は実施の形態のアウター治具４０３の説明図であり、（ａ）はスライドアーム５０５及びアウター治具４０３の関係を示す斜視図、（ｂ）はアウター治具４０３の分解斜視図、（ｃ）は裏面側から見た斜視図、（ｄ）は断面図、（ｅ）はアウター治具４０３を嵌合させたときの拡大断面図である。アウター治具４０３は、反応容器本体２０８を立設したままスライドアーム５０５からシールキャップ２１９に移載する着脱治具である。このアウター治具４０３は、スライドアーム５０５を構成する二本の爪５０６の上に載置される円板状のアウターアタッチメント４１１と、アウターアタッチメント４１１の上面の前記内フランジ２８６との接触部分を緩衝する緩衝部４１２とから構成される。この緩衝部４１２は、実施の形態では、アウターアタッチメント４１１の上面外周に設けられるリング状のクッションで構成されることもある。
【００９１】
上述したスライドアーム５０５を構成する二本の爪５０６にはピン孔５０７が設けられ、このピン孔５０７にセットピン５０８がセットされるようになっている。
【００９２】
アウターアタッチメント４１１は、その中央に貫通孔４１３が設けられている。アウターアタッチメント４１１下面側の貫通孔４１３の外周には、共通治具４０２の頂部に形成したテーパ形状の凹部４４１と係合するテーパ形状の凸部４１４が形成されている。
また、アウターアタッチメント４１１は、その下面に、溝部４１５が設けられている。この溝部４１５は、共通治具４０２の幅を持ち、アウターアタッチメント４１１の側面の一方向側から共通治具４０２を着脱できるように一側面が開口している。
【００９３】
また、着脱治具に形成されている円板部としてのアウターアタッチメント４１１は、その上面外周に緩衝部４１２と嵌合させるための位置決めピン４１６が設けられている。さらにこの位置決めピン４１６は、アウター治具４０３の上面から突出して、インレットマニホールド２０９の位置決めピン挿入用切欠部２９９に係合されるようになっている。また、アウターアタッチメント４１１には、スライドアーム５０５との位置合わせ用の貫通孔４１７が設けられている。この貫通孔４１７には、スライドアーム５０５のセットピン５０８が係合するようになっている。
【００９４】
特に図９（ｅ）に示すように、着脱治具としてのアウター治具４０３は、少なくとも支持部としての内フランジ２８６と突き当てられる箇所の垂直方向の厚みＴが、反応容器２０７としてのインレットマニホールド２０９の下端と内フランジ２８６の下端との垂直方向の長さＬより厚くなるように構成されている。
【００９５】
また、着脱治具の円板部としてのアウター治具４０３は、その外径Ｒ2が、インレットマニホールド２０９の内フランジ２８６より下側の内径Ｒ3より小さく、内フランジ２８６の先端が描く内径Ｒ1より大きい外径となっている。
【００９６】
これにより、反応容器２０７の一部としてのインレットマニホールド２０９の下端である外フランジ２８７には、反応容器本体２０８をヒータユニット２０６内から着脱する際に、反応容器本体２０８としてのアウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０７の重量が加重されないようになっている。
すなわち、保持具としてのインレットマニホールド２０９の下端は、アウターチューブ２０５をヒータユニット２０６内から着脱する際に、アウター治具４０３と非接触となるようになっている。
【００９７】
円板部としてのアウターアタッチメント４１１は金属製であれば良いが、好ましくは軽量で作業性が良いアルミ合金により形成すると良い。緩衝部４１２を樹脂材等のクッションで構成すれば良いが、好ましくはそのクッションは耐摩耗性に優れるフッ素系樹脂材により形成すると良い。
【００９８】
図１０は実施形態のインナー治具４０４の説明図であり、（ａ）はスライドアーム５０５及びインナー治具４０４の関係を示す斜視図、 （ｂ）はインナー治具４０４の平面図、（ｃ）はｃ−ｃ断面図、（ｄ）はｄ−ｄ断面図、（ｅ）はインナー治具４０４の分解斜視図を示す。
【００９９】
インナー治具４０４は、インナーチューブ２０４を立設したままスライドアーム５０５からシールキャップ２１９に移載する着脱治具である。このインナー治具４０４は、円板状をした取付座４２０、リング４２１、回転座４２２とから構成される。取付座４２０は、スライドアーム５０５を構成する二本の爪５０６の上に載置される。リング４２１は、この取付座４２０の上面に形成した凹溝４２３に嵌合され、ボルト締めされる。回転座４２２は、取付座４２０と非接触でこのリング４２１上に回転自在に設けられる。回転座４２２の上面外周にガイドリング４２４が設けられ、ガイドリング４２４上にインナーチューブ２０４を載置するようになっている。又、取付座４２０には二本の爪５０６に設けられているピン孔５０７とともに、セットピン５０８が嵌合するように位置決め孔４２５が穿設されている。
【０１００】
回転座４２２は中央に嵌合部４２６が突設されている。嵌合部４２６の中央部には嵌合部４２６と同心に調芯穴４２７が穿設されている。嵌合部４２６の調芯穴４２７側である内側下角部は面取り加工がなされている。回転座４２２の嵌合部４２６を囲む円環部４２８には円周を３等分した位置に、インナーチューブ２０４のフランジ２８１に設けたピン孔２９１に嵌合させるセットピン５１１が突設されている。
【０１０１】
回転座４２２の外周にセットレバー４２９が固着されている。このセットレバー４２９は、固着部に形成した水平部にさらに下向きに屈曲形成した延出部を有している。また、取付座４２０の外周には、２本の位置決めピン４３０が所定角度離間して径方向外方に突設されている。この２本の位置決めピン４３０間に、延出されたセットレバー４２９が配置されるよう、回転座４２２を取付座４２０に載置する。インナーチューブ２０４の挿入位置では、セットレバー４２９を一方の位置決めピン４３０に押し付け、インナーチューブ２０４の装着位置では、セットレバー４２９を他方の位置決めピン４３０に押しつける。
【０１０２】
インナーチューブ２０４の組込みは、アウターチューブ２０５の組込み後行われる。回転座４２２にインナーチューブ２０４を載置し、インナーチューブ挿入位置では駒部２９２を切欠部２９８に位置合わせして、反応容器本体２０８のインレットマニホールド２０９の下方よりインナーチューブ２０４を挿入する。インナーチューブ２０４の駒部２９２がインレットマニホールド２０９の切欠部２９８を通過した状態で、セットレバー４２９を用いて回転座４２２を回転し、インナーチューブ装着位置では、駒部２９２と切欠部２９８との位置をずらせて、駒部２９２を内フランジ２８６に載置する。インナーチューブ２０４は駒部２９２を介して内フランジ２８６に立置する。このとき内フランジ２８６に設けた係止ピン２９６が、インナーチューブ２０４の内側に来るようにすることでインナーチューブ２０４を内フランジ２８６からずれないように係止する。
【０１０３】
図１１は実施形態の共通治具４０２の説明図であり、（ａ）は共通治具４０２とシールキャップ２１９との関係を示す斜視図、（ｂ）は共通治具４０２の断面図を示す。
シールキャップ２１９は、インレットマニホールド２０９の軸心延長上のアーム１２８に設けられる。アーム１２８は昇降ブロック１２９に固着され、水平方向に延出している。昇降可能な昇降ブロック１２９は、縦型処理炉２０２の下方に設けられるボートエレベータ１１５に設けられる。
【０１０４】
インナーチューブ２０４、アウターチューブ２０５の着脱を行う場合は、ボートエレベータ１１５からボート２１７を取り外した状態で行われる。シールキャップ２１９上に、共通治具用アダプタ４０１が設けられる。この共通治具用アダプタ４０１は、その上面に位置決め孔４３１が設けられる。
【０１０５】
共通治具４０２は、アウター治具４０３またはインナー治具４０４を交換可能に載せることが可能な着脱治具であり、シールキャップ２１９上に設けた共通治具用アダプタ４０１に嵌合される。この共通治具４０２は、ハット状をしており、有天の筒部４３２とフランジ４３３とを有する。筒部４３２内には、共通治具用アダプタ４０１が嵌合される空間４３４が形成されている。また、筒部４３２の頂部には、アウター治具４０３の下面中央部に設けたテーパ形状の凸部４１４と係合するテーパ形状の凹部４４１が形成されている。このテーパ形状の凹部４４１には位置決めピン４３５が突設され、この位置決めピン４３５には共通治具用アダプタ４０１の位置決め孔４３１が嵌合可能となっている。このテーパ状の凹部４４１の位置決めピン４３５が位置決め孔４３１に嵌合して、ボートエレベータ１１５に対して共通治具４０２の位置関係が決定される。
【０１０６】
以下、反応容器本体２０８、インナーチューブ２０４の組込み手順について説明する。
【０１０７】
［反応容器本体の組込み］
先ずアウターチューブ２０５の装着（組込み）について図１２、図１３、図１４、図１５及び図１６を用いて説明する。図１２は、反応容器本体２０８を組込む前の各部品の相関を示す分解斜視図、図１３はインレットマニホールド２０９にアウター治具４０３を嵌合させた状態の断面図、図１４はシールキャップ２１９上の共通治具用アダプタ４０１に共通治具４０２を嵌合させた状態の断面図、図１５はシールキャップ２１９を上昇させてアウター治具４０３に近づけた状態の断面図、図１６は反応容器本体２０８をシールキャップ２１９上に移載した状態と、反応容器本体２０８をヒータユニット２０６に装着した後シールキャップ２１９を下降させ始める状態との２つの状態を重ねて示す正面図である。
【０１０８】
図４に示すように、メンテナンス側に設けた筐体１１１のメンテナンス開口部２７８の扉２７９を開き、移載室１２４内のシールキャップ２１９は降下した状態とする。また、スライドアーム５０５は筐体１１１の外のメンテナンスエリア２１０に待機した台車５００上にセットした状態とする。
図１２に示すように、スライドアーム５０５上にアウター治具４０３を載置し、そのアウター治具４０３をインレットマニホールド２０９に嵌合させてアウターチューブ２０５（反応容器本体２０８）を立設する。シールキャップ２１９上には共通治具用アダプタ４０１を取り付け、その共通治具用アダプタ４０１に共通治具４０２を嵌合する。
【０１０９】
インレットマニホールド２０９とアウター治具４０３との嵌合は、図１３に示すように、インレットマニホールド２０９の内フランジ２８６の下面に、アウター治具４０３の上面が突き当たる形で行われる。また、共通治具４０２と共通治具用アダプタ４０１との嵌合は、図１４に示すように、共通治具４０２に共通治具用アダプタ４０１が嵌合して、共通治具４０２のテーパ形状の凹部４４１に突設された位置決めピン４３５に、共通治具用アダプタ４０１の位置決め孔４３１が嵌合される形で行われる。
【０１１０】
そして、これらの嵌合後に、図１２に示すように、ハンドル５０１を持ってスライドアーム５０５を前進させ、筐体１１１のメンテナンス開口部２７８から移載室１２４内の炉下部に反応容器本体２０８を進入させる。反応容器本体２０８の中心をヒータユニット２０６の軸心に合わせる。このとき、図１５に示すように、シールキャップ２１９上に載置されている共通治具４０２は、スライドアーム５０５で支持されているアウター治具４０３の真下に潜り込む格好になる。
【０１１１】
図１６に示すように、シールキャップ２１９を介して共通治具４０２を上昇させてアウター治具４０３に当て、なおも上昇させることにより、シールキャップ２１９で反応容器本体２０８を持ち上げる。これにより、アウター治具４０３を介して反応容器本体２０８をスライドアーム５０５からシールキャップ２１９上の共通治具４０２上に移載させる。セットピン５０８が前記貫通孔４１７に嵌合して、前記ボートエレベータ１１５に対して着脱治具４００の位置関係が決定される。
【０１１２】
アウター治具４０３がスライドアーム５０５から離反する迄上昇した位置で、スライドアーム５０５を後退させる。更に、一点鎖線で示す位置までシールキャップ２１９を上昇させ、アウターチューブ２０５をヒータユニット２０６内に挿入する。そして、図１に示すインレットマニホールド２０９の位置で、インレットマニホールド２０９に設けた固定用の取付片２８８のボルト挿通孔２７７にボルト２５２を捩込み、インレットマニホールド２０９をヒータベース２５１に固着する。
【０１１３】
図１６に戻り、ヒータユニット２０６に反応容器本体２０８を残し、共通治具４０２にアウター治具４０３を載せたシールキャップ２１９を待機位置まで降下させる。アウター治具４０３を共通治具４０２から取り外す。
【０１１４】
［インナーチューブ２０４の組込み］
次にインナーチューブ２０４の組込みについて図１７、図１８、図１９を用いて説明する。
【０１１５】
図１７はインナーチューブ２０４の組付け説明図、図１８はインナーチューブ２０４とインナー治具４０４との嵌合状態の説明図、図１９はインナーチューブ２０４をシールキャップ２１９上に移載した状態と、インナーチューブ２０４を反応容器本体２０８に挿入した状態との２つの状態を重ねて示す正面図である。
【０１１６】
まず、図１７に示すように、待機位置にあるスライドアーム５０５上にインナー治具４０４を嵌合させると共に、スライドアーム５０５のピン孔５０７を介して上方に突出させたセットピン５０８をインナー治具４０４の位置決め孔４２５に嵌合させる。
【０１１７】
図１８に示すように、インナー治具４０４にインナーチューブ２０４を立設する。この立設は、インナー治具４０４の回転座４２２の嵌合部４２６にインナーチューブ２０４を嵌合させ、嵌合部４２６を囲む円環部４２８に突設したセットピン５１１（図１０（ｄ）参照）が、インナーチューブ２０４のフランジ２８１に設けたピン孔２９１（図８参照）に係合する形で行われる。インナー治具４０４の取付座４２０が、スライドアーム５０５で支持され、セットピン５０８を孔４２５に係合してインナーチューブ２０４をインナー治具４０４上に位置決めする。
【０１１８】
スライドアーム５０５を前進させ、筐体１１１のメンテナンス開口部２７８から移載室１２４内の炉下部にインナーチューブ２０４を進入させる。インナー治具４０４の嵌合部４２６の中心をヒータユニット２０６の軸心に合わせる。
【０１１９】
図１９に示すように、昇降ブロック１２９、シールキャップ２１９を介してインナー治具４０４を上昇させ、スライドアーム５０５からシールキャップ２１９上にインナー治具４０４を移載する。
【０１２０】
インナー治具４０４がスライドアーム５０５から離反する迄上昇した位置で、スライドアーム５０５を後退させる。更に、シールキャップ２１９を二点鎖線に示す高さまで上昇させ、インナーチューブ２０４をヒータユニット２０６内に挿入する。インナーチューブ２０４のフランジ２８１の駒部２９２と切欠部２９８とを通過し、シールキャップ２１９を回転座４２２が内フランジ２８６より上位置になる迄上昇させる。セットレバー４２９により回転座４２２を回転させ、駒部２９２が切欠部２９８より外れる位置とする。
【０１２１】
図１９の二点鎖線で示すように、シールキャップ２１９を降下させる。駒部２９２がインレットマニホールド２０９の上端内フランジ２８６上に載置される。シールキャップ２１９を降下させる。インナー治具４０４をシールキャップ２１９より外す。メンテナンス開口部２７８の扉２７９を閉じてインナーチューブ２０４の取付を完了する。これにより、反応容器本体２０８、インナーチューブ２０４の組込みが完了する。
【０１２２】
なお、インナーチューブ２０４、反応容器本体２０８の取り外しについては、上述した取付作業の逆の手順を実施することで行える。
【０１２３】
尚、本発明の別な態様では、インナーチューブ、アウターチューブの構成の縦型反応炉に限らず、均熱管、反応管の構成に係る縦型反応炉にも実施可能であることは言う迄もない。
【０１２４】
上述したように本実施の形態では、アウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０９をヒータユニット２０６の内側から着脱する際に、インレットマニホールド２０９の下端では支持せず、インレットマニホールド２０９の内壁に設けられた内フランジ２８６で支持するようシールキャップ２１９上に着脱治具４００を設置するようにしている。
【０１２５】
したがって、本実施の形態によれば、アウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０９をヒータユニット２０６の内側から着脱する際に、内フランジ２８６で支持するように着脱治具４００を設けることにより、装置高さを変えることなく、また、アウターチューブ２０５のサイズを変えることなく、アウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０９のメンテナンスを容易に行うことができる。
【０１２６】
このことを従来例の支持方法を示す図２２と実施形態の支持方法を示す図１５とを用いて比較説明する。
【０１２７】
アウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０９を支持する方法として、本実施の形態のように、インレットマニホールド２０９の内フランジ２８６で支持するのではなく、インレットマニホールド２０９の下端で支持するようにして昇降させることもできるが、次のような問題がある。
例えば、図２２に示すように、炉口フランジ３０９の下端を支持する従来例の着脱治具３００を用いてアウターチューブ３０５と炉口フランジ３０９とを一緒に着脱しようとする場合、着脱治具の高さが加わったアウターチューブ３０５を処理炉直下から水平移動させて筐体背面にあるメンテナンス開口部より引き出すためには、次の（１）〜（３）のいずれか一つ、または二つ以上のの対策を取る必要がある。
（１）ヒータユニット３０６の垂直方向の長さを短くする、すなわち、均熱エリアの垂直方向の長さを短くする。
（２）縦型装置全体の垂直方向の高さを高くする。
（３）メンテナンス開口部の上端よりアウターチューブ３０５の上端が低くなるようアウターチューブ３０５の垂直方向の長さを短くする。
【０１２８】
しかし、ヒータユニット３０６の均熱エリアや、アウターチューブ３０５等の垂直方向の長さを短くしたりすると、一度に処理するウェーハ枚数を減らすこととなってしまいスループットが悪化することとなる。また、縦型装置全体の垂直方向の高さを高くすると、縦型装置を設置するクリーンルームの高さより大きくなってしまうので、クリーンルームに設置できなくなってしまう恐れが生じてしまう。さらに、メンテナンス開口部の上端直上には、排気管の接続部があるため、メンテナンス開口部の上端をさらに上方にすることも容易にはできないし、さらに前記接続部と接続される筐体外にある排気ダクトを取り外したりしなければならなくなる。
【０１２９】
この点で、本実施の形態によれば、図１５に示すように、アウターチューブ２０５及びインレットマニホールド２０９を、インレットマニホールド２０９の内フランジ２８６で支持するようにしたので、着脱治具４００の高さの一部がインレットマニホールド２０９内に吸収されて、反応容器本体２０８と着脱治具４００との合計高さが従来例よりも低くできる。また、反応容器本体２０８と着脱治具４００との合計高さを低くできるので、アウターチューブ２０５とインレットマニホールド２０９とを分割せずに接合したまま一緒に着脱できる。さらに、インレットマニホールド２０９の下端を着脱治具４００から開放するとともに、インレットマニホールド２０９の取付片２８８をインレットマニホールド２０９よりも径方向外方に突出させているので、インレットマニホールド２０９をヒータベース２５１に固定するための作業空間を十分に確保できる。これらの理由から、本実施の形態によれば、上述したような従来例の問題を解決できる。
【０１３０】
また、本発明の他の実施の態様によれば、排気管２３１を、金属製のインレットマニホールド２０９ではなく、非金属である石英製のアウターチューブ２０５に一体形成するようにして、排気管２３１およびその周辺を石英化している。このような構造とすることによって、処理室２０１内の金属露出部分を少なくし、金属汚染を低減することが可能な反応容器２０７を実現することができる。
【０１３１】
以下に本発明の好ましい態様を付記する。
【０１３２】
第１の態様は、基板を処理する処理室を内側に有する反応容器と、該反応容器の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、前記処理室を閉塞する蓋体と、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具と、前記反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられ、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具の上面と突き当てられる支持部とが備えられている基板処理装置である。
反応容器を加熱装置内から着脱する際に、着脱治具の上面と突き当てられる支持部を備えることによって、反応容器を加熱装置内側から着脱する際に、着脱治具の一部が反応容器内に入り込むので、装置高さを変えることなく、また、反応容器のサイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスができる。
【０１３３】
第２の態様は、第１の態様において、前記支持部には、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する場合において前記着脱治具に突き当てられたときに、前記反応容器の重量が加重される基板処理装置である。
反応容器を加熱装置内から着脱する場合において、支持部が着脱治具に突き当てられたときに、支持部に反応容器の重量が加重されることによって、支持部以外の反応容器の部分で支持する必要がない。したがって、反応容器を加熱装置内から着脱する際に、作業スペースを広くすることができ、作業が容易になる。さらに処理室内で基板を処理する際に蓋体との間で密着することにより、処理室のシール性（気密性）を獲得することになる反応容器下端に着脱治具を接触させる必要がないので、反応容器下端を傷つけることがなく、確実に処理室をシールすることができる。
【０１３４】
第３の態様は、第１の態様において、前記着脱治具は、少なくとも前記支持部と突き当てられる箇所の垂直方向の厚みが、前記反応容器の下端と前記支持部の下端との垂直方向の長さより厚くなるように構成されている基板処理装置である。
着脱治具は、少なくとも支持部と突き当てられる箇所の垂直方向の厚みが、反応容器の下端と支持部の下端との垂直方向の長さより厚くなるように構成されていることによって、着脱治具の一部が反応容器の下端からはみ出すことになるため、このはみ出した着脱治具の一部を下方から支持することにより、反応容器の下端に触れることなく、反応容器を支持することができる。
【０１３５】
第４の態様は、第１の態様において、前記反応容器は、上端が閉塞され下端が開放された円筒形状であって、耐熱耐食性を有する材料により形成されており、該反応容器内を排気する排気管が一体成形されている基板処理装置である。
反応容器が耐熱耐食性を有する材料で形成され、排気管が一体成形されていることによって、金属汚染を低滅できる。
【０１３６】
第５の態様は、第１の態様において、前記反応容器内で前記基板を処理する際には、前記支持部の上面に、上下端が開放された円筒形状であって、耐熱耐食性を有する材料により形成されている内管が載置される基板処理装置である。
反応容器着脱時時に反応容器を支持するための支持部を、基板処理時には内管を載置するための手段として用いることによって、内管を載置するための手段を反応容器に別途設ける必要がなくなる。
【０１３７】
第６の態様は、第１の態様において、前記反応容器は、反応管と該反応管の下端を保持する保持具とで構成されている基板処理装置である。
反応容器が、反応管と保持具とで構成されていると、反応管と保持具とを一緒に着脱できる。
【０１３８】
第７の態様は、第６の態様において、前記保持具は、円筒形状であって、前記反応管と同心状に連結されている基板処理装置である。
保持具が円筒形状であって反応管と同心状に連結されていることによって、保持具を反応容器と一緒に着脱することができる。
【０１３９】
第８の態様は、第６の態様において、前記保持具は、金属材料により形成されている基板処理装置である。保持具が金属材料により形成されていることによって強度が増し、ガス供給ラインを多数設けることができる。
【０１４０】
第９の態様は、第６の態様において、前記支持部は、前記保持具に一体成形されている基板処理装置である。支持部が保持具に一体成形されていることによって、支持部と保持具との接合部の強度を増すことができる。
【０１４１】
第１０の態様は、第１の態様において、前記着脱治具には、前記反応容器の内径より小さく、前記支持部の先端が描く内径より大きい外径となる円板部が形成されている基板処理装置である。
着脱治具に、反応容器の内径より小さく、支持部の先端が描く内径より大きい外径となる円板部が形成されていることによって、着脱治具により反応容器を容易かつ確実に支持することができる。
【０１４２】
第１１の態様は、第１０の態様において、前記着脱冶具には、前記円板部の上面の前記支持部との接触部分を緩衝する緩衝部が形成されている基板処理装置である。
着脱冶具に、円板部の上面の支持部との接触部分を緩衝する緩衝部が形成されていることによって、支持部を傷つけることなく、反応容器をより容易かつ確実に支持することができる。
【０１４３】
第１２の態様は、第１０の態様において、前記円板部はアルミ合金により形成されている基板処理装置である。円板部がアルミ合金により形成されていることによって、円板部の加工を容易にすることができるとともに、軽量化することができ、作業性、安全性を向上させることができる。
【０１４４】
第１３の態様は、第６の態様において、前記緩後部は、フッ素系樹脂材により形成されている基板処理装置である。緩後部がフッ素系樹脂材により形成されていることによって、支持部が汚染されにくくなる。
【０１４５】
第１４の態様は、第１の態様において、前記反応容器の下端は、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に、前記反応容器の重量が加重されないようになっている基板処理装置である。
反応容器の下端は、反応容器を加熱装置内から着脱する際に、反応容器の重量が加重されないようになっていることによって、反応容器の下端が変形したり破損するのを有効に防止できる。
【０１４６】
第１５の態様は、第６の態様において、前記保持具の下端は、前記反応管を前記加熱装置内から着脱する際に、前記着脱冶具と非接触となる基板処理装置である。
保持具の下端が、反応管を加熱装置内から着脱する際に、着脱冶具と非接触となるようになっていることによって、保持具の下端が変形したり破損するのを有効に防止できる。
【０１４７】
第１６の態様は、第１の態様において、前記処理室の下方側に連設する予備室と、該予備室一側面に隣接するメンテナンスエリアと連通可能に設けられ、前記反応容器の前記支持部で前記着脱治具が前記反応容器を支持した状態で、前記予備室と前記メンテナンスエリアとの間で水平移動可能に前記一側面に開口される開口部とを有する基板処理装置である。
予備室とメンテナンスエリアとの間で水平移動可能に一側面に開口される開口部を有する場合でも、装置高さを変えることなく、また、反応容器のサイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスができる。
【０１４８】
第１７の態様は、第１０の態様において、前記開口部は、前記反応容器の下端で前記着脱治具が前記反応容器を支持した状態では、前記予備室と前記メンテナンスエリアとの間で水平移動できないように開口されている基板処理装置である。
反応容器の下端で着脱治具が反応容器を支持した状態では、開口部が予備室とメンテナンスエリアとの間で水平移動できないように開口されていることによって、開口部の上端が上方に拡径されないようになっているので、開口部の上端が上方に拡径されることによって、反応容器の着脱時に、排気管に接続される排気ダクトを取り外したりする面倒な作業が生じない。
【０１４９】
第１８の態様は、基板を処理する処理室を内側に有する反応容器と、該反応容器の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、前記処理室を閉塞する蓋体と、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具と、前記反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられ、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具の上面と突き当てられる支持部とが備えられている半導体製造装置である。
反応容器を加熱装置内から着脱する際に、着脱治具の上面と突き当てられる支持部を備えることによって、反応容器を加熱装置内側から着脱する際に、支持部で支持するように着脱治具を設けることにより、装置高さを変えることなく、また、反応容器のサイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスができる。
【０１５０】
第１９の態様は、反応容器の内側に有する処理室を蓋体にて閉塞し前記反応容器の外周側から加熱装置により基板を加熱し処理する工程と、着脱治具を蓋体に載置する工程と、反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられる支持部と前記着脱治具の上面とを突き当て前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する工程とを有する反応容器の着脱方法である。
反応容器を加熱装置内から着脱する際に、着脱治具の上面と突き当てられる支持部を備えることによって、反応容器を加熱装置内側から着脱する際に、支持部で支持するように着脱治具を設けることにより、装置高さを変えることなく、また、反応容器のサイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の一実施の形態による基板処理装置の処理炉の構成を示す概略縦断面である。
【図２】本発明の一実施の形態による処理装置の斜透視図である。
【図３】本発明の一実施の形態による処理装置の側面透視図である。
【図４】本発明の一実施の形態による処理装置の別な側面から見た透視図である。
【図５】本発明の一実施の形態による反応容器本体の組み込み手順を示す概略説明図、
【図６】本発明の一実施の形態によるインナーチューブの組み込み手順を示す概略説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるインレットマニホールドの説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるインレットマニホールドとインナーチューブのフランジとの関連を示す平面図である。
【図９】本発明の一実施の形態によるアウター治具の説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるインナー治具の説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による共通治具及び共通治具用アダプタの説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による反応容器本体を組込む前の各部品の相関を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の一実施の形態によるインレットマニホールドにアウター治具を嵌合させた状態の断面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態によるシールキャップ上の共通治具用アダプタに共通治具を嵌合させた状態の断面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態によるシールキャップを上昇させてアウター治具に近づけた状態の断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態による反応容器本体をシールキャップ上に移載した状態と、反応容器本体をヒータユニットに装着した後シールキャップを下降させ始める状態との２つの状態を示す正面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態によるインナーチューブの組付け説明図である。
【図１８】本発明の一実施の形態によるインナーチューブとインナー治具と嵌合状態の説明図である。
【図１９】本発明の一実施の形態によるインナーチューブをシールキャップ上に移載した状態と、インナーチューブを反応容器本体に挿入した状態との２つの状態を示す正面図である。
【図２０】従来例による基板処理装置の処理炉の構成を示す概略縦断面である。
【図２１】従来例によるアウターチューブと炉口フランジを分割して組付ける説明図である。
【図２２】従来例によるアウターチューブと炉口フランジを一緒に組み付ける場合の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１５２】
２０１ 処理室
２０７ 反応容器
２０６ ヒータユニット（加熱装置）
２１９ シールキャップ（蓋体）
２８６ 内フランジ（支持部）
４００ 着脱治具
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板処理装置および反応容器の着脱方法に係り、例えば半導体製造装置において用いられる基板処理装置および反応容器の着脱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２０に、従来の基板処理装置に用いられている複数のウェハを同時処理するバッチ式の縦型処理炉の断面図を示す。
縦型処理炉３０２は図示しない筐体内に設けられる。この縦型処理炉３０２は、ヒータユニット３０６と、ヒータユニット３０６内に挿入される反応容器３０７とから構成される。反応容器３０７は、反応管３０３と反応管３０３を支持する炉口フランジ３０９とから構成される。反応管３０３は、アウターチューブ３０５と、アウターチューブ３０５内に設けられるインナーチューブ３０４から構成される。炉口フランジ３０９は、ガス供給管（図示せず）と排気管３３１とを備える。炉口フランジ３０９は金属製である（例えば、特許文献１参照）。インナーチューブ３０４の内側に、複数枚のウェーハ２００を多段に装填したボート３１７が挿入される。ボート３１７を支持するシールキャップ３１９によって炉口フランジ３０９が閉じられる。
ガス供給管から反応管３０３内にガスを供給しつつ、反応後の残ガス等を排気管３３１から排気させる過程でボート３１７に装填された複数枚のウェーハ２００が処理される。
【０００３】
このような縦型処理炉３０２を組立てるには、縦型処理炉３０２の下部スペースを利用して、縦型処理炉３０２への反応管３０３の挿脱を行う必要がある。縦型処理炉３０２への反応容器３０７の挿脱は、図示しないボートエレベータ、及び着脱装置により行われている（例えば、特許文献２参照）。ヒータベース３５１に固定されたヒータユニット３０６の下部に開口された開口部から反応容器３０７を装着する。反応容器３０７は、排気管３３１が突出されているため、排気管３３１より上側までをヒータユニット３０６内に挿入することになり、反応容器３０７の一部はヒータユニット３０６からはみ出すことになる。排気管３３１はガスの流れを考慮し、円筒状で口径が大きいことが望ましい。
しかし、排気管３３１の口径が大きいと、反応容器３０７のヒータユニット３０６からはみ出す部分が長くなり、縦型処理炉３０２自体が大きくなる。なお、反応容器３０７の高さを低くすることによって、縦型処理炉３０２を小さくすることは可能であるが、反応容器３０７の高さを低くすると、ウェーハ処理枚数が減少し、生産能力が落ちるので好ましくない。ここで、反応容器３０７の高さを高くしてウェハを大量に処理する装置をラージバッチ装置といい、反応容器３０７の高さを低くしてウェハ処理が少量のものをスモールバッチ装置という。
【特許文献１】特開平８−１２０４５３号公報
【特許文献２】特開平１１−６７６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
反応容器構造をそのまま適用させると、装置高さが高くなり、ラージバッチ装置を実際にクリーンルームに設置しようとしても、クリーンルームの高さより高くなってしまうので、反応容器３０７をヒータユニット３０６内に設置することが困難になってしまう。
【０００５】
メンテナンス時に縦型処理炉３０２を組立てるには、図２１に示すように、縦型処理炉３０２の下方に隣接して設けた予備室としての移載室３２４を利用して、縦型処理炉３０２への反応容器３０７の挿脱を行う必要がある。縦型処理炉３０２への反応容器３０７の着脱は、台車、ボートエレベータ及びシールキャップ２１９に載置される着脱治具３００を用いて行われる。
【０００６】
図示例のように炉口フランジ３０９に排気管３３１が形成されている場合では、ウェーハ処理能力を落とさない限り、この炉口フランジ３０９にアウターチューブ３０５を連結した反応容器本体の高さが高くなるため、移載室３２４の制約から、アウターチューブ３０５と炉口フランジ３０９とを別々に脱着しなければならなくなってしまう。
【０００７】
また、図２２に示すように、アウターチューブ３０５に排気管３３１が一体形成されている場合でも、装置高さを変えないという条件では、アウターチューブ３０５と炉口フランジ３０９とを着脱治具３００を用いて一緒に脱着しようとすると、ヒータユニット３０６からアウターチューブ３０５（符号Ｄの部分）が抜け切らず、アウターチューブ３０６と炉口フランジ３０９とを同時に着脱できなくなる。そのため、メンテナンス時には、アウターチューブ３０５と炉口フランジ３０９とを分割し、アウターチューブ３０６の脱着と炉口フランジの脱着とを２回以上に分けて行わなければならない。したがって、着脱治具３００の構造が複雑となり、手間のかかるメンテナンス作業が発生してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、装置高さを変えることなく、また反応容器サイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスを行うことが可能な基板処理装置および反応容器の着脱方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様によれば、基板を処理する処理室を内側に有する反応容器と、該反応容器の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、前記処理室を閉塞する蓋体と、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具と、前記反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられ、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具の上面と突き当てられる支持部とが備えられている基板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、反応容器の内側に有する処理室を蓋体にて閉塞し前記反応容器の外周側から加熱装置により基板を加熱し処理する工程と、着脱治具を蓋体に載置する工程と、反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられる支持部と前記着脱治具の上面とを突き当て前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する工程とを有する反応容器の着脱方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、装置高さを変えることなく、また反応容器サイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。尚、以下の説明では、半導体製造装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理などを行なう縦型の半導体製造装置（以下、単に処理装置という）に適用した場合について述べる。図２は、本発明の実施の形態に適用される処理装置の斜透視図として示されている。また、図３は図２に示す処理装置の側面透視図である。
【００１３】
図２および図３に示されているように、シリコン等からなるウェーハ（基板）２００を収納したウェーハキャリアとしてフープ（基板収容器、以下ポッドという。）１１０が使用されている本実施の形態の処理装置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設けられた開口部としての正面メンテナンス口１０３が開設され、この正面メンテナンス口１０３を開閉する正面メンテナンス扉１０４、１０４がそれぞれ建て付けられている。
筐体１１１の正面壁１１１ａにはポッド搬入搬出口（基板収容器搬入搬出口）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（基板収容器搬入搬出口開閉機構）１１３によって開閉されるようになっている。
【００１４】
ポッド搬入搬出口１１２の正面前方側にはロードポート（基板収容器受渡し台）１１４が設置されており、ロードポート１１４はポッド１１０を載置されて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上から搬出されるようになっている。
【００１５】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における上部には、回転式ポッド棚（基板収容器載置棚）１０５が設置されており、回転式ポッド棚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、回転式ポッド棚１０５は垂直に立設されて水平面内で間欠回転される支柱１１６と、支柱１１６に上中下段の各位置において放射状に支持された複数枚の棚板（基板収容器載置台）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。
【００１６】
筐体１１１内におけるロードポート１１４と回転式ポッド棚１０５との間には、ポッド搬送装置（基板収容器搬送装置）１１８が設置されており、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（基板収容器昇降機構）１１８ａと搬送機構としてのポッド搬送機構（基板収容器搬送機構）１１８ｂとで構成されており、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、回転式ポッド棚１０５、ポッドオープナ（基板収容器蓋体開閉機構）１２１との間で、ポッド１１０を搬送するように構成されている。
【００１７】
筐体１１１内の前後方向の略中央部における下部には、サブ筐体１１９が後端にわたって構築されている。サブ筐体１１９の正面壁１１９ａにはウェーハ２００をサブ筐体１１９内に対して搬入搬出するためのウェーハ搬入搬出口（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、上下段のウェーハ搬入搬出口１２０、１２０には一対のポッドオープナ１２１、１２１がそれぞれ設置されている。
【００１８】
ポッドオープナ１２１はポッド１１０を載置する載置台１２２、１２２と、ポッド１１０のキャップ（蓋体）を着脱するキャップ着脱機構（蓋体着脱機構）１２３、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のウェーハ出し入れ口を開閉するように構成されている。
【００１９】
サブ筐体１１９はポッド搬送装置１１８や回転式ポッド棚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の前側領域にはウェーハ移載機構（基板移載機構）１２５が設置されており、ウェーハ移載機構１２５は、ウェーハ２００を水平方向に回転ないし直動可能なウェーハ移載装置（基板移載装置）１２５ａおよびウェーハ移載装置１２５ａを昇降させるためのウェー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。図２に模式的に示されているようにウェーハ移載装置エレベータ１２５ｂは、耐圧の筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の移載室１２４前方領域右端部との間に設置されている。これら、ウェーハ移載装置エレベータ１２５ｂおよびウェーハ移載装置１２５ａの連続動作により、ウェーハ移載装置１２５ａのツイーザ（基板保持体）１２５ｃをウェーハ２００の載置部として、ボート（基板保持具）２１７に対してウェーハ２００を装填（チャージング）および脱装（ディスチャージング）するように構成されている。
【００２０】
移載室１２４の後側領域には、ボート２１７を収容して待機させる待機部１２６が構成されている。待機部１２６の上方には、縦型処理炉２０２が設けられている。縦型処理炉２０２の下端部は、炉口シャッタ（炉口開閉機構）１４７により開閉されるように構成されている。
【００２１】
図２に模式的に示されているように、耐圧の筐体１１１右側端部とサブ筐体１１９の待機部１２６右端部との間にはボート２１７を昇降させるためのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）１１５が設置されている。ボートエレベータ１１５の昇降台に連結された連結具としてのアーム１２８（図３参照）には蓋体としてのシールキャップ２１９が水平に据え付けられており、シールキャップ２１９はボート２１７を垂直に支持し、縦型処理炉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は複数本の保持部材を備えており、複数枚（例えば、５０枚〜１２５枚程度）のウェーハ２００をその中心を揃えて垂直方向に整列させた状態で、それぞれ水平に保持するように構成されている。
【００２２】
図２に模式的に示されているように移載室１２４のウェーハ移載装置エレベータ１２５ｂ側およびボートエレベータ１１５側と反対側である左側端部には、清浄化した雰囲気もしくは不活性ガスであるクリーンエア１３３を供給するよう供給フアンおよび防塵フィルタで構成されたクリーンユニット１３４が設置されており、ウェーハ移載装置１２５ａとクリーンユニット１３４との間には、図示はしないが、ウェーハの円周方向の位置を整合させる基板整合装置としてのノッチ合わせ装置１３５が設置されている。
【００２３】
クリーンユニット１３４から吹き出されたクリーンエア１３３は、ノッチ合わせ装置１３５およびウェーハ移載装置１２５ａ、待機部１２６にあるボート２１７に流通された後に、図示しないダクトにより吸い込まれて、筐体１１１の外部に排気がなされるか、もしくはクリーンユニット１３４の吸い込み側である一次側（供給側）にまで循環され、再びクリーンユニット１３４によって、移載室１２４内に吹き出されるように構成されている。
【００２４】
次に、本実施の形態の処理装置の動作について説明する。
【００２５】
図２および図３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。
【００２６】
搬入されたポッド１１０は回転式ポッド棚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のウェーハ搬入搬出口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１３３が流通され、充満されている。例えば、移載室１２４にはクリーンエア１３３として窒素ガスが充満することにより、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下と、筐体１１１の内部（大気雰囲気）の酸素濃度よりも遥かに低く設定されている。
【００２７】
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におけるウェーハ搬入搬出口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、ウェーハ出し入れ口を開放される。
【００２８】
ポッド１１０がポッドオープナ１２１によって開放されると、ウェーハ２００はポッド１１０からウェーハ移載装置１２５ａのツイーザ１２５ｃによってウェー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１３５にてウェーハを整合した後、移載室１２４の後方にある待機部１２６へ搬入され、ボート２１７に装填（チャージング）される。ボート２１７にウェーハ２００を受け渡したウェーハ移載装置１２５ａはポッド１１０に戻り、次のウェーハ２００をボート２１７に装填する。
【００２９】
この一方（上段または下段）のポッドオープナ１２１におけるウェーハ移載機構１２５によるウェーハのボート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には回転式ポッド棚１０５から別のポッド１１０がポッド搬送装置１１８によって搬送されて移載され、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。
【００３０】
予め指定された枚数のウェーハ２００がボート２１７に装填されると、炉口シャッタ１４７によって閉じられていた縦型処理炉２０２の下端部が、炉口シャッタ１４７によって、開放される。続いて、ウェーハ２００群を保持したボート２１７はシールキャップ２１９がボートエレベータ１１５によって上昇されることにより、縦型処理炉２０２内へ搬入（ローディング）されて行く。
【００３１】
ローディング後は、縦型処理炉２０２にてウェーハ２００に任意の処理が実施される。処理後は、ノッチ合わせ装置１３５でのウェーハの整合工程を除き、上述の逆の手順で、ウェーハ２００およびポッド１１０は筐体１１１の外部へ払出される。
【００３２】
次に、上述した縦型処理炉２０２の詳細について説明し、さらにヒータユニット２０６から反応容器２０７を着脱する着脱装置について説明する。
【００３３】
［処理炉］
上述した処理炉について詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態で好適に用いられる処理装置の縦型処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
【００３４】
図１に示されているように、縦型処理炉２０２は加熱装置としてのヒータを有するヒータユニット２０６を備える。ヒータユニット２０６は有天円筒形状をしており、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００３５】
ヒータユニット２０６は、有天円筒形状の断熱部材２７１、該断熱部材２７１を覆う金属板のヒータカバー２７２、及び前記断熱部材２７１の内面に沿って立設された発熱線支持柱２７３、該発熱線支持柱２７３により支持されコイル状に成形されたヒータとしての発熱線２７４から主に構成されている。
【００３６】
ヒータユニット２０６の内側には、ヒータユニット２０６と同心円状に反応管２０３が配設されている。反応管２０３は内部反応管としてのインナーチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウターチューブ２０５とから構成されている。
【００３７】
インナーチューブ２０４は、インナーチューブ２０４内でウェーハ２００を処理する際に、上端内フランジ２８６の上面に載置される。このインナーチューブ２０４は、非金属であって耐熱耐食性を有する材料、例えば石英（ＳｉＯ2）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなる。上端および下端が開口して、下端にフランジ２８１を有した円筒形状に形成されている。インナーチューブ２０４の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウェーハ２００を、後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
【００３８】
アウターチューブ２０５は、非金属であって耐熱耐食性を有する材料、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナーチューブ２０４の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口して、下端にフランジ２８３を有した円筒形状に形成されており、インナーチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００３９】
アウターチューブ２０５の下方には、アウターチューブ２０５と同心円状に連結され、反応管２０３の下端を保持する保持具としてのインレットマニホールド２０９が配設されている。インレットマニホールド２０９は、耐熱耐食性を有する材料、例えばステンレス等からなり、上端および下端が開口して、上端に外フランジ２８５および内フランジ２８６を、下端にフランジ２８７を有した円筒形状に形成されている。インレットマニホールド２０９は、その内フランジ２８６がインナーチューブ２０４のフランジ２８１に係合しており、その外フランジ２８５がアウターチューブ２０５のフランジ２８３に係合しており、インナーチューブ２０４、アウターチューブ２０５をそれぞれ支持するように設けられている。
なお、インレットマニホールド２０９とアウターチューブ２０５との間にはシール部材としての図示しないＯリングが設けられている。インレットマニホールド２０９はヒータベース２５１に支持される。インレットマニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、反応管２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。
【００４０】
インレットマニホールド２０９にはガス導入部としての単数または複数のガス供給管２３０が処理室２０１内に連通するように接続されている。ガス供給管２３０の接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されており、供給するガスの流量が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。
【００４１】
インレットマニホールド２０９の下方には、インレットマニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はインレットマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。シールキャップ２１９は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。シールキャップ２１９の上面にはインレットマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２８９が設けられる。シールキャップ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はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されており、ボート２１７を回転させることでウェーハ２００を回転させるように構成されている。シールキャップ２１９は反応管２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ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及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。
【００４２】
ヒータユニット２０６とシールキャップ２１９との間に位置する反応容器２０７の側壁、例えばアウターチューブ２０５の側壁に、反応容器２０７内を排気する排気管２３１が一体成形されている。本実施の形態では、複数の排気管２３１は、円筒直管形状をしており、ヒータユニット２０６の下端から外部に露出しているアウターチューブ２０５の下部に一体的に設けられている。排気管２３１の向きは、筐体１１１の一側面に面するメンテナンスエリア２１０側に向けられている（図４参照）。
【００４３】
上述した反応管２０３とインレットマニホールド２０９により反応容器２０７が形成される。
【００４４】
図１に示すように、排気管２３１の下流側には圧力検出器としての圧力センサ２４５および圧力調整装置２４２を介して真空ポンプ等の真空排気装置２４６が接続されており、処理室２０１内の圧力が所定の圧力（真空度）となるよう真空排気し得るように構成されている。圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されており、圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力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。
【００４５】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウェーハ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多段に保持するように構成されている。なおボート２１７の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、ヒータユニット２０６からの熱がインレットマニホールド２０９側に伝わりにくくなるよう構成されている。
【００４６】
反応管２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータユニット２０６の特に発熱線２７４と温度センサ２６３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２６３により検出された温度情報に基づきヒータユニット２０６への通電具合を調整することにより処理室２０１内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。
【００４７】
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は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。これら、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、主制御部２３９はコントローラ２４０として構成されている。
【００４８】
次に、上記構成に係る縦型処理炉２０２を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ＣＶＤ法によりウェーハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明において、基板処理装置としての処理装置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。
【００４９】
複数枚のウェーハ２００がボート２１７に装填（ウェーハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウェーハ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、シールキャップ２１９はＯリング２８９を介してインレットマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００５０】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように真空排気装置２４６によって真空排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調整装置２４２が、フィードバック制御される。また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータユニット２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータユニット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、ボート２１７が回転されることで、ウェーハ２００が回転される。
【００５１】
次いで、処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス供給管２３０から処理室２０１内に導入される。導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナーチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。ガスは処理室２０１内を通過する際にウェーハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００５２】
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ガス供給管２３０を介して不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００５３】
その後、ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９が下降されて、インレットマニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウェーハ２００がボート２１７に保持された状態でインレットマニホールド２０９の下端から反応管２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。その後、処理済ウェーハ２００はボート２１７より取出される（ウェーハディスチャージ）。
【００５４】
［着脱装置］
ところで、このような縦型処理炉２０２を組立てるには、縦型処理炉２０２の下方に隣接して設けた予備室としての移載室１２４を利用して、縦型処理炉２０２への反応容器２０７の挿脱を行う必要がある。縦型処理炉２０２への反応容器２０７の着脱は、台車、ボートエレベータ１１５、及びシールキャップ２１９に載置される着脱治具を用いて行われる。
まず、筐体１１１のメンテナンスエリア２１０回りを説明し、次に反応容器着脱の概略的な説明をする。そのうえで、着脱治具の詳細な説明を行う。
【００５５】
図４に示すように、縦型処理炉２０２のうち、特に反応容器２０７の交換作業が適当な間隔で必要になる。縦型処理炉２０２の交換作業を行う場合は、ボートエレベータ１１５を利用して反応容器２０７を昇降させることにより、装置の背面下部の移載室１２４を通して反応容器２０７の交換を行う。こうすることにより、台車５００を用いて反応容器２０７の交換作業を行うことができる。尚、反応容器２０７の交換作業には、反応容器２０７自体を新しく交換する作業に限らず、反応容器２０７に付着した反応生成物を縦型処理炉２０２外でウェット洗浄し、反応生成物が除去された反応容器を再び取り付ける作業も含まれる。
【００５６】
処理装置は、縦型処理炉２０２の下方側に連設される予備室としての移載室１２４と、移載室１２４の一側面に開口されるメンテナンス開口部２７８とを有する。メンテナンス開口部２７８は扉２７９を有し、扉２７９を開けることにより、移載室１２４の一側面に隣接するメンテナンスエリア２１０と連通可能に設けられる。また、このメンテナンス開口部２７８は、反応容器２０７の下端で反応容器２０７を支持部としての内フランジ２８６および着脱治具４００が反応容器２０７を支持した状態で、移載室１２４とメンテナンスエリア２１０との間で水平移動可能にしている。なお、メンテナンス開口部２７８は、反応容器２０７の下端および着脱治具４００が反応容器２０７を支持した状態では、移載室１２４とメンテナンスエリア２１０との間で、容易には水平移動できないように開口されている。
【００５７】
［反応容器着脱の概略説明］
上述したボートエレベータ１１５、台車５００、及び着脱治具４００を用いて行う縦型処理炉２０２への反応容器２０７の着脱方法（主に装着方法）の概略説明を行う。
【００５８】
図５は反応容器２０７のうちのアウターチューブ２０５及びインレットマニホールド２０９を接合した反応容器本体２０８の組み込み手順を示す概略説明図、図６はインナーチューブ２０４の組み込み手順を示す概略説明図である。
【００５９】
先ず図５を用いて反応容器本体２０８組込み手順についてに説明する。ここで、着脱治具４００は、シールキャップ２１９に載置される共通治具用アダプタ４０１及び共通治具４０２と、台車５００上に設けられるスライドアーム５０５からシールキャップ２１９に移載されるアウター治具４０３とから構成される。
【００６０】
（ａ）筐体１１１の一側面に面するメンテナンスエリア２１０側のメンテナンス開口部２７８の扉２７９を開く。ボートエレベータ１１５を最下位置迄降下させる（図４参照）。ボートエレベータ１１５に載置されるシールキャップ２１９上に、着脱治具としての共通治具用アダプタ４０１を固定し、この共通治具用アダプタ４０１に共通治具４０２を嵌合する。台車５００（図４参照）のスライドアーム５０５をメンテナンスエリア２１０に後退させた位置で、スライドアーム５０５に着脱治具としてのアウター治具４０３を載置する。
【００６１】
（ｂ）更にアウター治具４０３上に、アウターチューブ２０５及びインレットマニホールド２０９を接合した反応容器本体２０８を立設する。反応容器本体２０８をアウター治具４０３を介して立設したスライドアーム５０５を、台車５００のハンドル５０１を持って、メンテナンス開口部２７８を通って、ヒータユニット２０６の下方まで前進させ、反応容器本体２０８の中心をヒータユニット２０６の軸心に合わせる。
【００６２】
（ｃ）ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を介して共通治具用アダプタ４０１に嵌合している共通治具４０２を上昇させ、共通治具４０２上にアウター治具４０３を受載する。
【００６３】
（ｄ）アウター治具４０３がスライドアーム５０５から離反する迄上昇した位置で、前記スライドアーム５０５を後退させる。
【００６４】
（ｅ）更に、共通治具４０２を上昇させ、アウターチューブ２０５をヒータユニット２０６内に挿入する。インレットマニホールド２０９をヒータベース２５１に固着して、反応容器本体２０８をヒータユニット２０６に装着する。
【００６５】
（ｆ）シールキャップ２１９を最下位置迄降下させ、共通治具４０２上に受載したアウター治具４０３を取り去る。
これによりヒータユニット２０６への反応容器本体２０８の組込みが終わる。
【００６６】
反応容器本体２０８の取り外しは前述した装着とは逆の手順で行われる。
【００６７】
次に、インナーチューブ１７の組込みについて図６により説明する。ここで、着脱治具４００は、シールキャップ２１９に載置される共通治具用アダプタ４０１及び共通治具４０２と、台車５００上に設けられるスライドアーム５０５からシールキャップ２１９に移載されるインナー治具４０４とから構成される。
【００６８】
（ａ）スライドアーム５０５上に着脱治具としてのインナー治具４０４を載置する。
【００６９】
（ｂ）スライドアーム５０５上にインナー治具４０４を介してインナーチューブ２０４を立設する。
【００７０】
（ｃ）インナーチューブ２０４をインナー治具４０４を介して立設したスライドアーム５０５を前進させ、スライドアーム５０５をヒータユニット２０６の下方まで前進させ、インナーチューブ２０４の中心をヒータユニット２０６の軸心に合わせる。このとき、インレットマニホールド２０９の内フランジに設けた切欠部（後述）と、インナーチューブ２０４のフランジ２８１に設けた駒部（後述）とが重なるように上下位置を合致させる。
【００７１】
（ｄ）ボートエレベータ１１５によりシールキャップ２１９を介して共通治具用アダプタ４０１に嵌合している共通治具４０２を上昇させ、共通治具４０２上にインナー治具４０４を受載する。インナー治具４０４がスライドアーム５０５から離反する迄上昇した位置で、前記スライドアーム５０５を後退させる。
【００７２】
（ｅ）更に、共通治具４０２を上昇させ、インナーチューブ２０４を反応容器本体２０８内に挿入し、インナーチューブ２０４の下端に有するフランジ２８１をインレットマニホールド２０９の内フランジ２８６（図１参照）よりも高い位置に持ってくる。インナーチューブ２０４を回転して、前記駒部が切欠部より外れる位置にする。シールキャップ２１９を降下すると、内フランジ２８６上にインナーチューブ２０４が載置されることになる。これにより反応容器本体２０８が縦型処理炉２０２に装着される。
【００７３】
（ｆ）シールキャップ２１９を最下位置迄降下させ、共通治具４０２上に受載したインナー治具４０４を取り去る。
これによりヒータユニット２０６への反応容器本体２０８の装着が終わる。
【００７４】
インナーチューブ２０４の取り外しは前述した装着とは逆の手順で行われる。
【００７５】
このようにして、反応容器本体（アウターチューブ２０５＋インレットマニホールド２０９）２０８、インナーチューブ２０４はそれぞれ個別に着脱が可能であり、着脱作業時に反応容器本体２０８、インナーチューブ２０４は、台車５００、ボートエレベータ１１５により支持されるので、作業者はヒータベース２５１へのボルトの取付け取り外しのみを行えばよく、作業が著しく簡略化され、縦型処理炉外での反応容器２０７とインナーチューブ２０４との組立て分解作業がなくなるので、着脱作業手順が簡略化されると共に、重量物の支持を行う必要がなく安全性が向上し、一人作業が可能となり省力化が図れる。
【００７６】
［反応容器着脱の詳細説明］
まず、着脱治具の説明を行った後、着脱方法を説明する。着脱治具４００は台車５００とボートエレベータ１１５に受載される。台車５００のスライドアーム５０５上にはアウター治具４０３またはインナー治具４０４が着脱治具Ａとして載置される。ボートエレベータ１１５のシールキャップ２１９上には、共通治具４０２が着脱治具Ｂとして載置される。
【００７７】
既にインレットマニホールド２０９については概略を説明したが、ここでは、反応容器２０７着脱の観点からインレットマニホールド２０９をさらに詳細に説明する。
【００７８】
図７はインレットマニホールド２０９の詳細説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）はｃ−ｃ断面図、（ｄ）は（ｃ）の要部拡大断面図である。
【００７９】
図７に示すように、実施の形態のインレットマニホールド２０９は偏平な円筒形状をしている。インレットマニホールド２０９の上端には外方に延出した上端の外フランジ２８５と、内方に延出した内フランジ２８６とが一体形成されている。実施の形態によれば、内フランジ２８６は、上端の外フランジ２８５と略面一な高さ位置に設けられた上端内フランジであることもあり、上端内フランジよりも低い高さ位置に設けられた中段内フランジであることもある。また、インレットマニホールド２０９の下端には外方に延出する下端の外フランジ２８７が一体形成されている。
【００８０】
内フランジ２８６は、インレットマニホールド２０９の内側壁に、インレットマニホールド２０９の下端より上方側に設けられ、インレットマニホールド２０９をヒータユニット２０６内から着脱する際にアウター治具４０３の上面と突き当てられるようになっている。
【００８１】
内フランジ２８６には、反応容器本体２０８をヒータユニット２０６内から着脱する場合において、アウター治具４０３に突き当てられたときに、反応容器本体２０８の重量が加重されるようになっている。したがって内フランジ２８６は、その反応容器本体２０８の荷重に耐える強度をもつように構成される。
【００８２】
インレットマニホールド２０９には、上下端の外フランジ２８５、２８７間の筒状部に複数のガス供給管２３０を取り付けるための取付孔（図示せず）が設けられている。
【００８３】
インレットマニホールド２０９には、径方向外方に突出させた固定用の取付片２８８が周方向に等間隔に設けられている。固定用の取付片２８８にはボルト挿通孔２７７が形成され、ボルト挿通孔２７７に挿入したボルトをヒータベース２５１に捩込み、インレットマニホールド２０９をヒータベース２５１に固定することが可能になっている。
【００８４】
取付片２８８は、その一端が下端外フランジ２８７の内側に固着され、上下端外フランジ２８５、２８７間から斜め上向きに突出して、その他端が上端外フランジ２８５と面一になるよう延出している。その延出部には、上述したボルト挿通孔２７７が設けられている。
【００８５】
インレットマニホールド２０９の上端外フランジ２８５上にはアウターチューブ２０５が載置される。上端内フランジ２８６上にはインナーチューブ２０４が載置される。上端外フランジ２８５の表面には、アウターチューブ２０５とインレットマニホールド２０９間をシールするためのＯリング収納用の凹溝２８２が設けられている。
【００８６】
内フランジ２８６には、径方向外方に切り欠いたインナーチューブ２０４の駒部挿入用の切欠部２９８が周方向に等間隔に設けられている。また、内フランジ２８６には、インナー治具４０４の位置決めピン挿入用切欠部２９９が周方向に等間隔に設けられている。また、内フランジ２８６にはインナーチューブ２０４の内側に来るように配置されるインナーチューブ脱落防止用のピン２９６が立設されている。
【００８７】
図８に示すように、インレットマニホールド２０９内に挿入されるインナーチューブ２０４のフランジ２８１の外周囲の円周を３等分した位置に径方向外方に駒部２９２が少なくとも３箇所に突設されている。フランジ２８１の外径は内フランジ２８６の内径よりも小径であり、駒部２９２の内径はフランジ２８１の外径と等しくなっている。フランジ２８１には後述するセットピン５１１と嵌合可能なピン孔２９１が穿設されている。
【００８８】
内フランジ２８６には、上述したように駒部２９２が通過可能な切欠部２９８が少なくとも３箇所に設けられ、該切欠部２９８に駒部２９２が合致した状態でインナーチューブ２０４のフランジ２８１が内フランジ２８６を通過可能となっている。
【００８９】
インナーチューブ２０４の組込みは、アウターチューブ２０５の組込み後行われる。インナーチューブ２０４のフランジ２８１にインナーチューブ２０４を載置し、駒部２９２を切欠部２９８に位置合わせしてアウターチューブ２０５の下方よりインナーチューブ２０４を挿入し、駒部２９２が切欠部２９８を通過した状態でインナーチューブ２０４のフランジ２８１を回転し、駒部２９２と切欠部２９８との位置をずらせてインナーチューブ２０４のフランジ２８１を内フランジ２８６に載置する。インナーチューブ２０４のフランジ２８１は駒部２９２を介して内フランジ２８６に乗載し、インナーチューブ２０４はインナーチューブ２０４のフランジ２８１を介して内フランジ２８６に立設する。
【００９０】
図９は実施の形態のアウター治具４０３の説明図であり、（ａ）はスライドアーム５０５及びアウター治具４０３の関係を示す斜視図、（ｂ）はアウター治具４０３の分解斜視図、（ｃ）は裏面側から見た斜視図、（ｄ）は断面図、（ｅ）はアウター治具４０３を嵌合させたときの拡大断面図である。アウター治具４０３は、反応容器本体２０８を立設したままスライドアーム５０５からシールキャップ２１９に移載する着脱治具である。このアウター治具４０３は、スライドアーム５０５を構成する二本の爪５０６の上に載置される円板状のアウターアタッチメント４１１と、アウターアタッチメント４１１の上面の前記内フランジ２８６との接触部分を緩衝する緩衝部４１２とから構成される。この緩衝部４１２は、実施の形態では、アウターアタッチメント４１１の上面外周に設けられるリング状のクッションで構成されることもある。
【００９１】
上述したスライドアーム５０５を構成する二本の爪５０６にはピン孔５０７が設けられ、このピン孔５０７にセットピン５０８がセットされるようになっている。
【００９２】
アウターアタッチメント４１１は、その中央に貫通孔４１３が設けられている。アウターアタッチメント４１１下面側の貫通孔４１３の外周には、共通治具４０２の頂部に形成したテーパ形状の凹部４４１と係合するテーパ形状の凸部４１４が形成されている。
また、アウターアタッチメント４１１は、その下面に、溝部４１５が設けられている。この溝部４１５は、共通治具４０２の幅を持ち、アウターアタッチメント４１１の側面の一方向側から共通治具４０２を着脱できるように一側面が開口している。
【００９３】
また、着脱治具に形成されている円板部としてのアウターアタッチメント４１１は、その上面外周に緩衝部４１２と嵌合させるための位置決めピン４１６が設けられている。さらにこの位置決めピン４１６は、アウター治具４０３の上面から突出して、インレットマニホールド２０９の位置決めピン挿入用切欠部２９９に係合されるようになっている。また、アウターアタッチメント４１１には、スライドアーム５０５との位置合わせ用の貫通孔４１７が設けられている。この貫通孔４１７には、スライドアーム５０５のセットピン５０８が係合するようになっている。
【００９４】
特に図９（ｅ）に示すように、着脱治具としてのアウター治具４０３は、少なくとも支持部としての内フランジ２８６と突き当てられる箇所の垂直方向の厚みＴが、反応容器２０７としてのインレットマニホールド２０９の下端と内フランジ２８６の下端との垂直方向の長さＬより厚くなるように構成されている。
【００９５】
また、着脱治具の円板部としてのアウター治具４０３は、その外径Ｒ2が、インレットマニホールド２０９の内フランジ２８６より下側の内径Ｒ3より小さく、内フランジ２８６の先端が描く内径Ｒ1より大きい外径となっている。
【００９６】
これにより、反応容器２０７の一部としてのインレットマニホールド２０９の下端である外フランジ２８７には、反応容器本体２０８をヒータユニット２０６内から着脱する際に、反応容器本体２０８としてのアウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０７の重量が加重されないようになっている。
すなわち、保持具としてのインレットマニホールド２０９の下端は、アウターチューブ２０５をヒータユニット２０６内から着脱する際に、アウター治具４０３と非接触となるようになっている。
【００９７】
円板部としてのアウターアタッチメント４１１は金属製であれば良いが、好ましくは軽量で作業性が良いアルミ合金により形成すると良い。緩衝部４１２を樹脂材等のクッションで構成すれば良いが、好ましくはそのクッションは耐摩耗性に優れるフッ素系樹脂材により形成すると良い。
【００９８】
図１０は実施形態のインナー治具４０４の説明図であり、（ａ）はスライドアーム５０５及びインナー治具４０４の関係を示す斜視図、 （ｂ）はインナー治具４０４の平面図、（ｃ）はｃ−ｃ断面図、（ｄ）はｄ−ｄ断面図、（ｅ）はインナー治具４０４の分解斜視図を示す。
【００９９】
インナー治具４０４は、インナーチューブ２０４を立設したままスライドアーム５０５からシールキャップ２１９に移載する着脱治具である。このインナー治具４０４は、円板状をした取付座４２０、リング４２１、回転座４２２とから構成される。取付座４２０は、スライドアーム５０５を構成する二本の爪５０６の上に載置される。リング４２１は、この取付座４２０の上面に形成した凹溝４２３に嵌合され、ボルト締めされる。回転座４２２は、取付座４２０と非接触でこのリング４２１上に回転自在に設けられる。回転座４２２の上面外周にガイドリング４２４が設けられ、ガイドリング４２４上にインナーチューブ２０４を載置するようになっている。又、取付座４２０には二本の爪５０６に設けられているピン孔５０７とともに、セットピン５０８が嵌合するように位置決め孔４２５が穿設されている。
【０１００】
回転座４２２は中央に嵌合部４２６が突設されている。嵌合部４２６の中央部には嵌合部４２６と同心に調芯穴４２７が穿設されている。嵌合部４２６の調芯穴４２７側である内側下角部は面取り加工がなされている。回転座４２２の嵌合部４２６を囲む円環部４２８には円周を３等分した位置に、インナーチューブ２０４のフランジ２８１に設けたピン孔２９１に嵌合させるセットピン５１１が突設されている。
【０１０１】
回転座４２２の外周にセットレバー４２９が固着されている。このセットレバー４２９は、固着部に形成した水平部にさらに下向きに屈曲形成した延出部を有している。また、取付座４２０の外周には、２本の位置決めピン４３０が所定角度離間して径方向外方に突設されている。この２本の位置決めピン４３０間に、延出されたセットレバー４２９が配置されるよう、回転座４２２を取付座４２０に載置する。インナーチューブ２０４の挿入位置では、セットレバー４２９を一方の位置決めピン４３０に押し付け、インナーチューブ２０４の装着位置では、セットレバー４２９を他方の位置決めピン４３０に押しつける。
【０１０２】
インナーチューブ２０４の組込みは、アウターチューブ２０５の組込み後行われる。回転座４２２にインナーチューブ２０４を載置し、インナーチューブ挿入位置では駒部２９２を切欠部２９８に位置合わせして、反応容器本体２０８のインレットマニホールド２０９の下方よりインナーチューブ２０４を挿入する。インナーチューブ２０４の駒部２９２がインレットマニホールド２０９の切欠部２９８を通過した状態で、セットレバー４２９を用いて回転座４２２を回転し、インナーチューブ装着位置では、駒部２９２と切欠部２９８との位置をずらせて、駒部２９２を内フランジ２８６に載置する。インナーチューブ２０４は駒部２９２を介して内フランジ２８６に立置する。このとき内フランジ２８６に設けた係止ピン２９６が、インナーチューブ２０４の内側に来るようにすることでインナーチューブ２０４を内フランジ２８６からずれないように係止する。
【０１０３】
図１１は実施形態の共通治具４０２の説明図であり、（ａ）は共通治具４０２とシールキャップ２１９との関係を示す斜視図、（ｂ）は共通治具４０２の断面図を示す。
シールキャップ２１９は、インレットマニホールド２０９の軸心延長上のアーム１２８に設けられる。アーム１２８は昇降ブロック１２９に固着され、水平方向に延出している。昇降可能な昇降ブロック１２９は、縦型処理炉２０２の下方に設けられるボートエレベータ１１５に設けられる。
【０１０４】
インナーチューブ２０４、アウターチューブ２０５の着脱を行う場合は、ボートエレベータ１１５からボート２１７を取り外した状態で行われる。シールキャップ２１９上に、共通治具用アダプタ４０１が設けられる。この共通治具用アダプタ４０１は、その上面に位置決め孔４３１が設けられる。
【０１０５】
共通治具４０２は、アウター治具４０３またはインナー治具４０４を交換可能に載せることが可能な着脱治具であり、シールキャップ２１９上に設けた共通治具用アダプタ４０１に嵌合される。この共通治具４０２は、ハット状をしており、有天の筒部４３２とフランジ４３３とを有する。筒部４３２内には、共通治具用アダプタ４０１が嵌合される空間４３４が形成されている。また、筒部４３２の頂部には、アウター治具４０３の下面中央部に設けたテーパ形状の凸部４１４と係合するテーパ形状の凹部４４１が形成されている。このテーパ形状の凹部４４１には位置決めピン４３５が突設され、この位置決めピン４３５には共通治具用アダプタ４０１の位置決め孔４３１が嵌合可能となっている。このテーパ状の凹部４４１の位置決めピン４３５が位置決め孔４３１に嵌合して、ボートエレベータ１１５に対して共通治具４０２の位置関係が決定される。
【０１０６】
以下、反応容器本体２０８、インナーチューブ２０４の組込み手順について説明する。
【０１０７】
［反応容器本体の組込み］
先ずアウターチューブ２０５の装着（組込み）について図１２、図１３、図１４、図１５及び図１６を用いて説明する。図１２は、反応容器本体２０８を組込む前の各部品の相関を示す分解斜視図、図１３はインレットマニホールド２０９にアウター治具４０３を嵌合させた状態の断面図、図１４はシールキャップ２１９上の共通治具用アダプタ４０１に共通治具４０２を嵌合させた状態の断面図、図１５はシールキャップ２１９を上昇させてアウター治具４０３に近づけた状態の断面図、図１６は反応容器本体２０８をシールキャップ２１９上に移載した状態と、反応容器本体２０８をヒータユニット２０６に装着した後シールキャップ２１９を下降させ始める状態との２つの状態を重ねて示す正面図である。
【０１０８】
図４に示すように、メンテナンス側に設けた筐体１１１のメンテナンス開口部２７８の扉２７９を開き、移載室１２４内のシールキャップ２１９は降下した状態とする。また、スライドアーム５０５は筐体１１１の外のメンテナンスエリア２１０に待機した台車５００上にセットした状態とする。
図１２に示すように、スライドアーム５０５上にアウター治具４０３を載置し、そのアウター治具４０３をインレットマニホールド２０９に嵌合させてアウターチューブ２０５（反応容器本体２０８）を立設する。シールキャップ２１９上には共通治具用アダプタ４０１を取り付け、その共通治具用アダプタ４０１に共通治具４０２を嵌合する。
【０１０９】
インレットマニホールド２０９とアウター治具４０３との嵌合は、図１３に示すように、インレットマニホールド２０９の内フランジ２８６の下面に、アウター治具４０３の上面が突き当たる形で行われる。また、共通治具４０２と共通治具用アダプタ４０１との嵌合は、図１４に示すように、共通治具４０２に共通治具用アダプタ４０１が嵌合して、共通治具４０２のテーパ形状の凹部４４１に突設された位置決めピン４３５に、共通治具用アダプタ４０１の位置決め孔４３１が嵌合される形で行われる。
【０１１０】
そして、これらの嵌合後に、図１２に示すように、ハンドル５０１を持ってスライドアーム５０５を前進させ、筐体１１１のメンテナンス開口部２７８から移載室１２４内の炉下部に反応容器本体２０８を進入させる。反応容器本体２０８の中心をヒータユニット２０６の軸心に合わせる。このとき、図１５に示すように、シールキャップ２１９上に載置されている共通治具４０２は、スライドアーム５０５で支持されているアウター治具４０３の真下に潜り込む格好になる。
【０１１１】
図１６に示すように、シールキャップ２１９を介して共通治具４０２を上昇させてアウター治具４０３に当て、なおも上昇させることにより、シールキャップ２１９で反応容器本体２０８を持ち上げる。これにより、アウター治具４０３を介して反応容器本体２０８をスライドアーム５０５からシールキャップ２１９上の共通治具４０２上に移載させる。セットピン５０８が前記貫通孔４１７に嵌合して、前記ボートエレベータ１１５に対して着脱治具４００の位置関係が決定される。
【０１１２】
アウター治具４０３がスライドアーム５０５から離反する迄上昇した位置で、スライドアーム５０５を後退させる。更に、一点鎖線で示す位置までシールキャップ２１９を上昇させ、アウターチューブ２０５をヒータユニット２０６内に挿入する。そして、図１に示すインレットマニホールド２０９の位置で、インレットマニホールド２０９に設けた固定用の取付片２８８のボルト挿通孔２７７にボルト２５２を捩込み、インレットマニホールド２０９をヒータベース２５１に固着する。
【０１１３】
図１６に戻り、ヒータユニット２０６に反応容器本体２０８を残し、共通治具４０２にアウター治具４０３を載せたシールキャップ２１９を待機位置まで降下させる。アウター治具４０３を共通治具４０２から取り外す。
【０１１４】
［インナーチューブ２０４の組込み］
次にインナーチューブ２０４の組込みについて図１７、図１８、図１９を用いて説明する。
【０１１５】
図１７はインナーチューブ２０４の組付け説明図、図１８はインナーチューブ２０４とインナー治具４０４との嵌合状態の説明図、図１９はインナーチューブ２０４をシールキャップ２１９上に移載した状態と、インナーチューブ２０４を反応容器本体２０８に挿入した状態との２つの状態を重ねて示す正面図である。
【０１１６】
まず、図１７に示すように、待機位置にあるスライドアーム５０５上にインナー治具４０４を嵌合させると共に、スライドアーム５０５のピン孔５０７を介して上方に突出させたセットピン５０８をインナー治具４０４の位置決め孔４２５に嵌合させる。
【０１１７】
図１８に示すように、インナー治具４０４にインナーチューブ２０４を立設する。この立設は、インナー治具４０４の回転座４２２の嵌合部４２６にインナーチューブ２０４を嵌合させ、嵌合部４２６を囲む円環部４２８に突設したセットピン５１１（図１０（ｄ）参照）が、インナーチューブ２０４のフランジ２８１に設けたピン孔２９１（図８参照）に係合する形で行われる。インナー治具４０４の取付座４２０が、スライドアーム５０５で支持され、セットピン５０８を孔４２５に係合してインナーチューブ２０４をインナー治具４０４上に位置決めする。
【０１１８】
スライドアーム５０５を前進させ、筐体１１１のメンテナンス開口部２７８から移載室１２４内の炉下部にインナーチューブ２０４を進入させる。インナー治具４０４の嵌合部４２６の中心をヒータユニット２０６の軸心に合わせる。
【０１１９】
図１９に示すように、昇降ブロック１２９、シールキャップ２１９を介してインナー治具４０４を上昇させ、スライドアーム５０５からシールキャップ２１９上にインナー治具４０４を移載する。
【０１２０】
インナー治具４０４がスライドアーム５０５から離反する迄上昇した位置で、スライドアーム５０５を後退させる。更に、シールキャップ２１９を二点鎖線に示す高さまで上昇させ、インナーチューブ２０４をヒータユニット２０６内に挿入する。インナーチューブ２０４のフランジ２８１の駒部２９２と切欠部２９８とを通過し、シールキャップ２１９を回転座４２２が内フランジ２８６より上位置になる迄上昇させる。セットレバー４２９により回転座４２２を回転させ、駒部２９２が切欠部２９８より外れる位置とする。
【０１２１】
図１９の二点鎖線で示すように、シールキャップ２１９を降下させる。駒部２９２がインレットマニホールド２０９の上端内フランジ２８６上に載置される。シールキャップ２１９を降下させる。インナー治具４０４をシールキャップ２１９より外す。メンテナンス開口部２７８の扉２７９を閉じてインナーチューブ２０４の取付を完了する。これにより、反応容器本体２０８、インナーチューブ２０４の組込みが完了する。
【０１２２】
なお、インナーチューブ２０４、反応容器本体２０８の取り外しについては、上述した取付作業の逆の手順を実施することで行える。
【０１２３】
尚、本発明の別な態様では、インナーチューブ、アウターチューブの構成の縦型反応炉に限らず、均熱管、反応管の構成に係る縦型反応炉にも実施可能であることは言う迄もない。
【０１２４】
上述したように本実施の形態では、アウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０９をヒータユニット２０６の内側から着脱する際に、インレットマニホールド２０９の下端では支持せず、インレットマニホールド２０９の内壁に設けられた内フランジ２８６で支持するようシールキャップ２１９上に着脱治具４００を設置するようにしている。
【０１２５】
したがって、本実施の形態によれば、アウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０９をヒータユニット２０６の内側から着脱する際に、内フランジ２８６で支持するように着脱治具４００を設けることにより、装置高さを変えることなく、また、アウターチューブ２０５のサイズを変えることなく、アウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０９のメンテナンスを容易に行うことができる。
【０１２６】
このことを従来例の支持方法を示す図２２と実施形態の支持方法を示す図１５とを用いて比較説明する。
【０１２７】
アウターチューブ２０５およびインレットマニホールド２０９を支持する方法として、本実施の形態のように、インレットマニホールド２０９の内フランジ２８６で支持するのではなく、インレットマニホールド２０９の下端で支持するようにして昇降させることもできるが、次のような問題がある。
例えば、図２２に示すように、炉口フランジ３０９の下端を支持する従来例の着脱治具３００を用いてアウターチューブ３０５と炉口フランジ３０９とを一緒に着脱しようとする場合、着脱治具の高さが加わったアウターチューブ３０５を処理炉直下から水平移動させて筐体背面にあるメンテナンス開口部より引き出すためには、次の（１）〜（３）のいずれか一つ、または二つ以上のの対策を取る必要がある。
（１）ヒータユニット３０６の垂直方向の長さを短くする、すなわち、均熱エリアの垂直方向の長さを短くする。
（２）縦型装置全体の垂直方向の高さを高くする。
（３）メンテナンス開口部の上端よりアウターチューブ３０５の上端が低くなるようアウターチューブ３０５の垂直方向の長さを短くする。
【０１２８】
しかし、ヒータユニット３０６の均熱エリアや、アウターチューブ３０５等の垂直方向の長さを短くしたりすると、一度に処理するウェーハ枚数を減らすこととなってしまいスループットが悪化することとなる。また、縦型装置全体の垂直方向の高さを高くすると、縦型装置を設置するクリーンルームの高さより大きくなってしまうので、クリーンルームに設置できなくなってしまう恐れが生じてしまう。さらに、メンテナンス開口部の上端直上には、排気管の接続部があるため、メンテナンス開口部の上端をさらに上方にすることも容易にはできないし、さらに前記接続部と接続される筐体外にある排気ダクトを取り外したりしなければならなくなる。
【０１２９】
この点で、本実施の形態によれば、図１５に示すように、アウターチューブ２０５及びインレットマニホールド２０９を、インレットマニホールド２０９の内フランジ２８６で支持するようにしたので、着脱治具４００の高さの一部がインレットマニホールド２０９内に吸収されて、反応容器本体２０８と着脱治具４００との合計高さが従来例よりも低くできる。また、反応容器本体２０８と着脱治具４００との合計高さを低くできるので、アウターチューブ２０５とインレットマニホールド２０９とを分割せずに接合したまま一緒に着脱できる。さらに、インレットマニホールド２０９の下端を着脱治具４００から開放するとともに、インレットマニホールド２０９の取付片２８８をインレットマニホールド２０９よりも径方向外方に突出させているので、インレットマニホールド２０９をヒータベース２５１に固定するための作業空間を十分に確保できる。これらの理由から、本実施の形態によれば、上述したような従来例の問題を解決できる。
【０１３０】
また、本発明の他の実施の態様によれば、排気管２３１を、金属製のインレットマニホールド２０９ではなく、非金属である石英製のアウターチューブ２０５に一体形成するようにして、排気管２３１およびその周辺を石英化している。このような構造とすることによって、処理室２０１内の金属露出部分を少なくし、金属汚染を低減することが可能な反応容器２０７を実現することができる。
【０１３１】
以下に本発明の好ましい態様を付記する。
【０１３２】
第１の態様は、基板を処理する処理室を内側に有する反応容器と、該反応容器の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、前記処理室を閉塞する蓋体と、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具と、前記反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられ、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具の上面と突き当てられる支持部とが備えられている基板処理装置である。
反応容器を加熱装置内から着脱する際に、着脱治具の上面と突き当てられる支持部を備えることによって、反応容器を加熱装置内側から着脱する際に、着脱治具の一部が反応容器内に入り込むので、装置高さを変えることなく、また、反応容器のサイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスができる。
【０１３３】
第２の態様は、第１の態様において、前記支持部には、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する場合において前記着脱治具に突き当てられたときに、前記反応容器の重量が加重される基板処理装置である。
反応容器を加熱装置内から着脱する場合において、支持部が着脱治具に突き当てられたときに、支持部に反応容器の重量が加重されることによって、支持部以外の反応容器の部分で支持する必要がない。したがって、反応容器を加熱装置内から着脱する際に、作業スペースを広くすることができ、作業が容易になる。さらに処理室内で基板を処理する際に蓋体との間で密着することにより、処理室のシール性（気密性）を獲得することになる反応容器下端に着脱治具を接触させる必要がないので、反応容器下端を傷つけることがなく、確実に処理室をシールすることができる。
【０１３４】
第３の態様は、第１の態様において、前記着脱治具は、少なくとも前記支持部と突き当てられる箇所の垂直方向の厚みが、前記反応容器の下端と前記支持部の下端との垂直方向の長さより厚くなるように構成されている基板処理装置である。
着脱治具は、少なくとも支持部と突き当てられる箇所の垂直方向の厚みが、反応容器の下端と支持部の下端との垂直方向の長さより厚くなるように構成されていることによって、着脱治具の一部が反応容器の下端からはみ出すことになるため、このはみ出した着脱治具の一部を下方から支持することにより、反応容器の下端に触れることなく、反応容器を支持することができる。
【０１３５】
第４の態様は、第１の態様において、前記反応容器は、上端が閉塞され下端が開放された円筒形状であって、耐熱耐食性を有する材料により形成されており、該反応容器内を排気する排気管が一体成形されている基板処理装置である。
反応容器が耐熱耐食性を有する材料で形成され、排気管が一体成形されていることによって、金属汚染を低滅できる。
【０１３６】
第５の態様は、第１の態様において、前記反応容器内で前記基板を処理する際には、前記支持部の上面に、上下端が開放された円筒形状であって、耐熱耐食性を有する材料により形成されている内管が載置される基板処理装置である。
反応容器着脱時時に反応容器を支持するための支持部を、基板処理時には内管を載置するための手段として用いることによって、内管を載置するための手段を反応容器に別途設ける必要がなくなる。
【０１３７】
第６の態様は、第１の態様において、前記反応容器は、反応管と該反応管の下端を保持する保持具とで構成されている基板処理装置である。
反応容器が、反応管と保持具とで構成されていると、反応管と保持具とを一緒に着脱できる。
【０１３８】
第７の態様は、第６の態様において、前記保持具は、円筒形状であって、前記反応管と同心状に連結されている基板処理装置である。
保持具が円筒形状であって反応管と同心状に連結されていることによって、保持具を反応容器と一緒に着脱することができる。
【０１３９】
第８の態様は、第６の態様において、前記保持具は、金属材料により形成されている基板処理装置である。保持具が金属材料により形成されていることによって強度が増し、ガス供給ラインを多数設けることができる。
【０１４０】
第９の態様は、第６の態様において、前記支持部は、前記保持具に一体成形されている基板処理装置である。支持部が保持具に一体成形されていることによって、支持部と保持具との接合部の強度を増すことができる。
【０１４１】
第１０の態様は、第１の態様において、前記着脱治具には、前記反応容器の内径より小さく、前記支持部の先端が描く内径より大きい外径となる円板部が形成されている基板処理装置である。
着脱治具に、反応容器の内径より小さく、支持部の先端が描く内径より大きい外径となる円板部が形成されていることによって、着脱治具により反応容器を容易かつ確実に支持することができる。
【０１４２】
第１１の態様は、第１０の態様において、前記着脱冶具には、前記円板部の上面の前記支持部との接触部分を緩衝する緩衝部が形成されている基板処理装置である。
着脱冶具に、円板部の上面の支持部との接触部分を緩衝する緩衝部が形成されていることによって、支持部を傷つけることなく、反応容器をより容易かつ確実に支持することができる。
【０１４３】
第１２の態様は、第１０の態様において、前記円板部はアルミ合金により形成されている基板処理装置である。円板部がアルミ合金により形成されていることによって、円板部の加工を容易にすることができるとともに、軽量化することができ、作業性、安全性を向上させることができる。
【０１４４】
第１３の態様は、第６の態様において、前記緩後部は、フッ素系樹脂材により形成されている基板処理装置である。緩後部がフッ素系樹脂材により形成されていることによって、支持部が汚染されにくくなる。
【０１４５】
第１４の態様は、第１の態様において、前記反応容器の下端は、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に、前記反応容器の重量が加重されないようになっている基板処理装置である。
反応容器の下端は、反応容器を加熱装置内から着脱する際に、反応容器の重量が加重されないようになっていることによって、反応容器の下端が変形したり破損するのを有効に防止できる。
【０１４６】
第１５の態様は、第６の態様において、前記保持具の下端は、前記反応管を前記加熱装置内から着脱する際に、前記着脱冶具と非接触となる基板処理装置である。
保持具の下端が、反応管を加熱装置内から着脱する際に、着脱冶具と非接触となるようになっていることによって、保持具の下端が変形したり破損するのを有効に防止できる。
【０１４７】
第１６の態様は、第１の態様において、前記処理室の下方側に連設する予備室と、該予備室一側面に隣接するメンテナンスエリアと連通可能に設けられ、前記反応容器の前記支持部で前記着脱治具が前記反応容器を支持した状態で、前記予備室と前記メンテナンスエリアとの間で水平移動可能に前記一側面に開口される開口部とを有する基板処理装置である。
予備室とメンテナンスエリアとの間で水平移動可能に一側面に開口される開口部を有する場合でも、装置高さを変えることなく、また、反応容器のサイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスができる。
【０１４８】
第１７の態様は、第１０の態様において、前記開口部は、前記反応容器の下端で前記着脱治具が前記反応容器を支持した状態では、前記予備室と前記メンテナンスエリアとの間で水平移動できないように開口されている基板処理装置である。
反応容器の下端で着脱治具が反応容器を支持した状態では、開口部が予備室とメンテナンスエリアとの間で水平移動できないように開口されていることによって、開口部の上端が上方に拡径されないようになっているので、開口部の上端が上方に拡径されることによって、反応容器の着脱時に、排気管に接続される排気ダクトを取り外したりする面倒な作業が生じない。
【０１４９】
第１８の態様は、基板を処理する処理室を内側に有する反応容器と、該反応容器の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、前記処理室を閉塞する蓋体と、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具と、前記反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられ、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具の上面と突き当てられる支持部とが備えられている半導体製造装置である。
反応容器を加熱装置内から着脱する際に、着脱治具の上面と突き当てられる支持部を備えることによって、反応容器を加熱装置内側から着脱する際に、支持部で支持するように着脱治具を設けることにより、装置高さを変えることなく、また、反応容器のサイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスができる。
【０１５０】
第１９の態様は、反応容器の内側に有する処理室を蓋体にて閉塞し前記反応容器の外周側から加熱装置により基板を加熱し処理する工程と、着脱治具を蓋体に載置する工程と、反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられる支持部と前記着脱治具の上面とを突き当て前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する工程とを有する反応容器の着脱方法である。
反応容器を加熱装置内から着脱する際に、着脱治具の上面と突き当てられる支持部を備えることによって、反応容器を加熱装置内側から着脱する際に、支持部で支持するように着脱治具を設けることにより、装置高さを変えることなく、また、反応容器のサイズを変えることなく、反応容器のメンテナンスができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５１】
【図１】本発明の一実施の形態による基板処理装置の処理炉の構成を示す概略縦断面である。
【図２】本発明の一実施の形態による処理装置の斜透視図である。
【図３】本発明の一実施の形態による処理装置の側面透視図である。
【図４】本発明の一実施の形態による処理装置の別な側面から見た透視図である。
【図５】本発明の一実施の形態による反応容器本体の組み込み手順を示す概略説明図、
【図６】本発明の一実施の形態によるインナーチューブの組み込み手順を示す概略説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態によるインレットマニホールドの説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるインレットマニホールドとインナーチューブのフランジとの関連を示す平面図である。
【図９】本発明の一実施の形態によるアウター治具の説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるインナー治具の説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による共通治具及び共通治具用アダプタの説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による反応容器本体を組込む前の各部品の相関を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の一実施の形態によるインレットマニホールドにアウター治具を嵌合させた状態の断面図である。
【図１４】本発明の一実施の形態によるシールキャップ上の共通治具用アダプタに共通治具を嵌合させた状態の断面図である。
【図１５】本発明の一実施の形態によるシールキャップを上昇させてアウター治具に近づけた状態の断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態による反応容器本体をシールキャップ上に移載した状態と、反応容器本体をヒータユニットに装着した後シールキャップを下降させ始める状態との２つの状態を示す正面図である。
【図１７】本発明の一実施の形態によるインナーチューブの組付け説明図である。
【図１８】本発明の一実施の形態によるインナーチューブとインナー治具と嵌合状態の説明図である。
【図１９】本発明の一実施の形態によるインナーチューブをシールキャップ上に移載した状態と、インナーチューブを反応容器本体に挿入した状態との２つの状態を示す正面図である。
【図２０】従来例による基板処理装置の処理炉の構成を示す概略縦断面である。
【図２１】従来例によるアウターチューブと炉口フランジを分割して組付ける説明図である。
【図２２】従来例によるアウターチューブと炉口フランジを一緒に組み付ける場合の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１５２】
２０１ 処理室
２０７ 反応容器
２０６ ヒータユニット（加熱装置）
２１９ シールキャップ（蓋体）
２８６ 内フランジ（支持部）
４００ 着脱治具
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室を内側に有する反応容器と、
該反応容器の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、
前記処理室を閉塞する蓋体と、
前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具と、
前記反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられ、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具の上面と突き当てられる支持部と
が備えられている基板処理装置。
【請求項２】
反応容器の内側に有する処理室を蓋体にて閉塞し前記反応容器の外周側から加熱装置により基板を加熱し処理する工程と、
着脱治具を蓋体に載置する工程と、
反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられる支持部と前記着脱治具の上面とを突き当て前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する工程と
を有する反応容器の着脱方法。
【請求項１】
基板を処理する処理室を内側に有する反応容器と、
該反応容器の外周側から前記基板を加熱する加熱装置と、
前記処理室を閉塞する蓋体と、
前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記蓋体に載置される着脱治具と、
前記反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられ、前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する際に前記着脱治具の上面と突き当てられる支持部と
が備えられている基板処理装置。
【請求項２】
反応容器の内側に有する処理室を蓋体にて閉塞し前記反応容器の外周側から加熱装置により基板を加熱し処理する工程と、
着脱治具を蓋体に載置する工程と、
反応容器の内側壁に該反応容器の下端より上方側に設けられる支持部と前記着脱治具の上面とを突き当て前記反応容器を前記加熱装置内から着脱する工程と
を有する反応容器の着脱方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００８−７８５４６（Ｐ２００８−７８５４６Ａ）
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５８６６０（Ｐ２００６−２５８６６０）
【出願日】平成１８年９月２５日（２００６．９．２５）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月３日（２００８．４．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２５日（２００６．９．２５）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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