基板処理装置及び半導体装置の製造方法
【課題】クリーニング時間の短縮、クリーニング実施間隔の長期化、メンテナンスサイクルの長期化が図れ、製品品質、スループット、稼働率の向上を図ることができる基板処理装置を提供する。
【解決手段】内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部７４を有する非金属部材で構成されるマニホールド４１と、温度検出器を収納し、前記マニホールド４１に保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管６５と、前記突出部７４に設けられ、前記保護管６５の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部８７とを備え、又前記突出部７４の内壁側には前記保護管の移動を抑制する溝７８が形成されている。
【解決手段】内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部７４を有する非金属部材で構成されるマニホールド４１と、温度検出器を収納し、前記マニホールド４１に保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管６５と、前記突出部７４に設けられ、前記保護管６５の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部８７とを備え、又前記突出部７４の内壁側には前記保護管の移動を抑制する溝７８が形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に、酸化膜や金属膜や半導体膜を形成する成膜、アニール、酸化、拡散及びリフロー等の処理を行う基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造に於いて、窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）や酸化シリコン（ＳｉＯｘ）及びポリシリコン等をウェーハに堆積（デポジション）するのに、熱処理装置の一例であるバッチ式縦形ホットウォール形ＣＶＤ装置が、広く使用されている。
【０００３】
バッチ式縦形ホットウォール形ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、アウタチューブと、アウタチューブの内側に設けられて処理室を画成するインナチューブと、アウタチューブ内を加熱する加熱装置（ヒータ）と、アウタチューブ及びインナチューブを載置し処理室を排気する排気管及び処理室にガスを供給するガス導入管が接続されたマニホールドと、所定数枚のウェーハを垂直方向に整列させて保持して処理室に搬入するボートとを備えている。
【０００４】
そして、所定数枚のウェーハを保持したボートが処理室に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、処理室に成膜ガスがガス導入管から供給されると共に、加熱装置によって処理室が加熱されることにより、ウェーハの上にＣＶＤ膜が堆積される。
【０００５】
近年デバイスの微細化が進み、ウェーハの処理に於いてパーティクルや金属汚染等に対する管理基準が厳しくなっている。又、装置稼働率向上の要求に応える為、腐食性ガスを用いたセルフクリーニング技術を導入し、処理室内の構成部品に付着した膜を除去することでメンテナンス時間の短縮、及びメンテナンスサイクルの長期化を図っている。
【０００６】
処理室を構成する部材の材料は、アウタチューブ及びインナチューブについては石英等の非金属材料が用いられ、マニホールドについては耐食性の高い金属（ニッケル合金）が用いられている。
【０００７】
マニホールドには給排気系のガスポートが設けられ、又処理室に処理ガスを供給するガス供給ノズル、温度検出器を収納する保護管等が支持され、更にマニホールドにはガス供給ノズル、保護管の傾きを調整する調整部材、ガス供給ノズル、保護管を固定する為のボルトが設けられる等複雑な構造となっている。
【０００８】
図１６に於いて、従来の基板処理装置に於けるマニホールド部分の構造について説明する。
【０００９】
図中、１はアウタチューブ、２はインナチューブ、３はマニホールド、４は処理室を示す。
【００１０】
前記アウタチューブ１は石英製で有天筒形状をしており、前記インナチューブ２は石英製で上端が開放された筒形状をしており、前記アウタチューブ１と前記インナチューブ２とは同心多重に配設され、金属製の前記マニホールド３に載置されている。前記アウタチューブ１の下端にはフランジ５が形成され、該フランジ５がフランジ固定部材６により前記マニホールド３に固定されている。
【００１１】
該マニホールド３の下端は炉口部７を形成し、該炉口部７はボート（図示せず）載置されるシールキャップ８によって気密に閉塞される。前記インナチューブ２と前記マニホールド３、前記シールキャップ８によって処理室４が画成される。
【００１２】
前記マニホールド３の側壁には外方に向って水平に突出する保護管支持ポート１１が突設されている。前記処理室４の温度を検出する温度検出器（図示せず）は保護管１２に収納され、該保護管１２は前記インナチューブ２の内面に沿って鉛直方向に延出する垂直部１２ａと該垂直部１２ａの下端に屈曲部１２ｃを介して連続する水平部１２ｂとを有し、該水平部１２ｂが前記保護管支持ポート１１を貫通し、該保護管支持ポート１１によって気密に保持されている。
【００１３】
又、前記マニホールド３には保護管サポート金具１３が前記屈曲部１２ｃに対向する様に取付けられており、該保護管サポート金具１３の鉛直保持部１３ａが前記垂直部１２ａに当接し、前記保護管サポート金具１３の水平保持部１３ｂを螺通する金属製の傾き調整螺子１５が前記水平部１２ｂに当接する様になっている。
【００１４】
前記保護管サポート金具１３は前記保護管１２の垂直荷重を負担し、前記保護管支持ポート１１による保護管１２の保持部に過度な負担が掛らない様になっている。又前記傾き調整螺子１５を調整することで、前記保護管１２の垂直部１２ａが鉛直となる様に傾きを調整している。
【００１５】
尚、１６，１７，１８は接合面を気密にシールするシール部材である。
【００１６】
又、図１７に於いて、従来の基板処理装置に於ける他のマニホールド部分の構造について説明する。尚、図１７中、図１６中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００１７】
図１７は、マニホールド３で支持する対象が、ガス供給ノズル２１の場合を示している。
【００１８】
前記マニホールド３の上端には金属製のリング部材２２が固着され、該リング部材２２に金属製の台座２３を介してインナチューブ２が立設されている。前記台座２３には金属製のインナチューブ押え２４がボルト２５により固定され、前記インナチューブ押え２４は前記インナチューブ２の下端に形成されたインナフランジ２６と係合可能であり、前記インナチューブ２の転倒を防止する。
【００１９】
前記マニホールド３の側壁には外方に向って水平に突出するノズル支持ポート２７が突設されている。該ノズル支持ポート２７には前記ガス供給ノズル２１の水平部２１ｂが貫通し、気密に保持されている。
【００２０】
前記マニホールド３の内面には前記リング部材２２を支えにして垂れ下げられた金属製のノズルサポート金具２８が設けられ、該ノズルサポート金具２８には鉛直方向に金属製のノズル傾き調整螺子２９が螺通し、該ノズル傾き調整螺子２９の上端は前記水平部２１ｂに当接し、前記ノズル傾き調整螺子２９によって前記ガス供給ノズル２１の垂直荷重が支持される。
【００２１】
前記リング部材２２の内周縁には凹溝が形成され、該凹溝に前記ガス供給ノズル２１の垂直部２１ａが嵌合している。該垂直部２１ａと前記凹溝との嵌合で、前記垂直部２１ａの周方向の倒れが規制される。又、前記ノズル傾き調整螺子２９を調整することで前記垂直部２１ａの径方向への傾きが調整される。
【００２２】
上記した様に、従来のマニホールド部分の構造では、保護管１２、ガス供給ノズル２１が金属性の部材で支持され、又構造、形状が複雑になっている。
【００２３】
この為、セルフクリーニングに時間が掛り、更にセルフクリーニング時に用いる腐食性ガスによる金属材料の腐食により、金属汚染が基準値より大きく上回ることになる。この金属汚染を抑制する為、金属部材表面への成膜、プリコーティングを実施、或は定期的な部品交換を行っている。
【００２４】
然し乍ら、この金属部材表面への成膜やプリコーティングは、半導体装置の製造や基板処理等の生産に寄与しない無駄な時間であり、又、定期的な部品交換では装置休止となり、スループットの低下や稼働率の低下の要因となる。
【００２５】
【特許文献１】特開２００２−３３４８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は斯かる実情に鑑み、処理室に臨接する構成部品を非金属部材とし、金属汚染を低減し、又構造を簡潔にしてクリーニング時間の短縮、クリーニング実施間隔の長期化、メンテナンスサイクルの長期化を図り、製品品質、スループット、稼働率の向上を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、温度検出器を収納し、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管と、前記突出部に設けられ、前記保護管の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部とを備える基板処理装置に係るものであり、又前記突出部の内壁側には前記保護管の移動を抑制する溝が形成されている基板処理装置に係るものである。
【００２８】
又本発明は、蓋体によって保持された基板を非金属部材で構成された反応管内に搬入しつつ、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出された突出部を有し、非金属部材で構成されているマニホールドの開口部を、前記蓋体によって閉じるステップと、非金属部材で構成される保護管移動抑制部で前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管の移動を抑制して、該保護管内に収納される温度検出器で前記反応管内の温度を検出しつつ前記反応管内を加熱し、基板を処理するステップと、該基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップとを有する半導体装置の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、温度検出器を収納し、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管と、前記突出部に設けられ、前記保護管の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部とを備えるので、金属汚染を抑制でき、作業が簡単で再現性があり、クリーニング時間の短縮やメンテナンス時間の短縮ができ、メンテナンス実施間隔が長期化でき、ガスの滞留箇所が少なく、排気速度を改善でき、更にパーティクルの発生が抑制できるという優れた効果を発揮する。
【００３０】
又本発明によれば、蓋体によって保持された基板を非金属部材で構成された反応管内に搬入しつつ、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出された突出部を有し、非金属部材で構成されているマニホールドの開口部を、前記蓋体によって閉じるステップと、非金属部材で構成される保護管移動抑制部で前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管の移動を抑制して、該保護管内に収納される温度検出器で前記反応管内の温度を検出しつつ前記反応管内を加熱し、基板を処理するステップと、該基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップとを有するので、金属汚染を抑制でき、作業が簡単で再現性があり、クリーニング時間の短縮やメンテナンス時間の短縮ができ、メンテナンス実施間隔が長期化でき、ガスの滞留箇所が少なく、排気速度を改善でき、更にパーティクルの発生が抑制できるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００３２】
図１、図２は本発明に係る基板処理装置を示している。尚、図２は基板処理装置下部の拡大図である。
【００３３】
図中、３１はヒータベースであり、該ヒータベース３１に円筒形状のヒータ３２が立設されている。該ヒータ３２の内側には反応管３３が同心に設けられ、該反応管３３は有天筒状のアウタチューブ３４と上端が開放されたインナチューブ３５とから構成され、前記アウタチューブ３４と前記インナチューブ３５と同心に配設され、前記アウタチューブ３４と前記インナチューブ３５との間には筒状空間３６が形成される。
【００３４】
前記アウタチューブ３４は、非金属部材である例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料が使用され、前記インナチューブ３５は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料が使用されている。
【００３５】
前記インナチューブ３５の内部には基板保持体であるボート３７が装入され、該ボート３７にはウェーハ３８を水平姿勢で垂直方向に多段に保持する。前記ボート３７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料によって形成されている。
【００３６】
尚、前記ボート３７の下部には断熱部材としての断熱板３９が複数枚、水平姿勢で多段に配置されている。該断熱板３９は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料が使用されて円板形状に形成されている。該断熱板３９は前記ヒータ３２からの熱がシールキャップ５２（後述）側に伝わり難くさせる。
【００３７】
前記アウタチューブ３４の下側にはマニホールド４１が前記アウタチューブ３４と同心に配設され、該マニホールド４１に前記アウタチューブ３４及び前記インナチューブ３５が載置されている。前記反応管３３と前記マニホールド４１とによって処理室４が画成される。前記マニホールド４１は、非金属部材である例えば、石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料が使用される。
【００３８】
前記アウタチューブ３４には前記筒状空間３６の下部に連通する様に排気管４２が接続され、該排気管４２には真空ポンプ等の排気装置４３が圧力センサ４４及び圧力調整装置４５を介して接続されている。前記排気装置４３は前記排気管４２を介して前記処理室４の圧力が所定の圧力（真空度）となる様に排気する。
【００３９】
前記圧力センサ４４及び前記圧力調整装置４５には圧力制御部４６が電気配線Ｂによって電気的に接続されている。該圧力制御部４６は前記圧力調整装置４５を、前記圧力センサ４４により検出された圧力に基づいて、前記処理室４内の圧力が所望の圧力となる様に、且つ、所望のタイミングをもって制御する。
【００４０】
前記排気管４２は傾斜部４２ａを有する。該傾斜部４２ａは前記ヒータベース３１から後述するアウタチューブ受け迄延出する様に傾斜している。前記排気管４２に前記傾斜部４２ａを設けることにより、均熱エリア外の前記反応管３３の高さを小さくすることができる。
【００４１】
ここで、均熱エリア外の前記反応管３３の高さを大きくした場合には、それに応じて前記ボート３７の高さを大きくしないと、前記ヒータ３２が形成する均熱エリアにウェーハ３８を配置することができない。又、前記ボート３７が高くなると、前記反応管３３下方の待機室（予備室）の高さをも、それに応じて大きくする必要がある。その為、均熱エリア外の前記反応管３３の高さが大きくなると、それに応じて、その部分の高さの約２倍分、基板処理装置の全体の高さが必要になってしまう。
【００４２】
上記した様に前記排気管４２に前記傾斜部４２ａを設けることにより、均熱エリア外の前記反応管３３の高さを小さくすることができるので、約２倍分、基板処理装置全体の高さを小さくすることができる。
【００４３】
前記マニホールド４１にはガス供給ノズル２１が前記処理室４に連通する様に設けられている。前記ガス供給ノズル２１にはガス供給管４７が接続されている。
【００４４】
該ガス供給管４７には前記ガス供給ノズル２１との接続側と反対側（上流側）に、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）４８が接続されており、該ＭＦＣ４８はガス供給源４９に接続されている。該ガス供給源４９は処理ガスや不活性ガスを供給する。
【００４５】
前記ＭＦＣ４８にはガス流量制御部５１が電気配線Ｃによって電気的に接続されている。前記ガス流量制御部５１は前記ＭＦＣ４８を、供給するガスの流量が所望の量となる様に、且つ、所望のタイミングをもって制御する。
【００４６】
前記反応管３３の下方には前記シールキャップ５２が設けられている。該シールキャップ５２は炉口部７を気密に閉塞可能な蓋体を構成している。前記シールキャップ５２は例えばステンレスやニッケル合金等の金属材料が使用されて円盤形状に形成されている。
【００４７】
前記シールキャップ５２の前記処理室４側にはシールキャップカバー５３が設けられている。該シールキャップカバー５３は、例えば石英の様な非金属材料によって形成され、前記マニホールド４１の下面に下側から当接する。前記シールキャップカバー５３が前記シールキャップ５２の上面を被覆することにより、金属部分が前記処理室４側に露出するのを防止している。尚、前記マニホールド４１と前記シールキャップカバー５３間の接合面、該シールキャップカバー５３と前記シールキャップ５２間の接合面はＯリング等のシール部材によって気密にシールされている。
【００４８】
前記シールキャップ５２の下面には、フランジ５４が設けられ、該フランジ５４の下面中央部に回転機構５５が軸受５６を介して設置されている。前記回転機構５５の回転軸５７は、前記軸受５６によって気密に回転自在に支持され、該軸受５６の上端にはボート受け５８が前記回転軸５７と一体回転する様に固着されている。
【００４９】
前記ボート受け５８は、例えばステンレス又はニッケル合金等の様な金属が使用され、上部が大径で下部が小径の二段円柱形状に形成されている。前記ボート受け５８上には台座５９が前記ボート受け５８及び前記回転軸５７と一体回転する様に載せられ、前記台座５９は円柱形状をしており、アルミナセラミックス又は透明石英若しくは不透明石英により形成されている。
【００５０】
前記ボート受け５８、前記台座５９は前記フランジ５４、前記シールキャップ５２の中心部に形成された円形孔に非接触で収納されている。前記台座５９の上には前記ボート３７が前記台座５９と一体回転する様に載せられている。
【００５１】
尚、前記ボート受け５８及び前記台座５９は上方向から前記回転軸５７に対して着脱可能であり、又、前記ボート受け５８及び前記台座５９及び前記フランジ５４及び前記軸受５６及び前記回転軸５７及び前記回転機構５５を、前記シールキャップ５２が前記マニホールド４１の下端開口部（炉口）を閉じた状態で、前記シールキャップ５２の下方から取付け取外し可能となっている。
【００５２】
従って、前記フランジ５４に前記回転機構５５、前記軸受５６、前記ボート受け５８及び前記台座５９を設置した状態で、前記シールキャップカバー５３を前記シールキャップ５２から取外したり、該シールキャップ５２に取付けたりすることができ、該シールキャップ５２、前記シールキャップカバー５３、前記フランジ５４、前記台座５９、前記ボート受け５８、前記回転軸５７、前記軸受５６、前記回転機構５５等に対するメンテナンス作業の能率を向上させることができる。
【００５３】
又、前記シールキャップ５２より処理室４側での作業の低減により、人体からの発塵による処理室内汚染、螺子部材回転操作時の発塵による処理室内汚染を低減することができる。
【００５４】
前記ボート受け５８は前記フランジ５４、前記シールキャップ５２の中心部に収納され、シールキャップカバー５３よりも下方に位置しているので、前記処理室４内の輻射熱が前記シールキャップカバー５３、前記台座５９を透過して前記ボート受け５８に輻射するのを抑制することができ、又、前記処理室４内のプロセスガスやクリーニングガスが直接前記ボート受け５８に曝されない様にすることができる。従って、金属材料によって形成された前記ボート受け５８が過度に加熱される現象を防止することができ、腐食性ガスに曝され難くすることができる。その結果、金属製の前記ボート受け５８による金属汚染を低減することができる。
【００５５】
尚、好ましくは、前記シールキャップカバー５３の下面より前記ボート受け５８の上面が下側に位置する様にするとよいが、少なくとも該ボート受け５８の上面が前記シールキャップカバー５３の上面より下側に位置すればよい。
【００５６】
更に、前記ボート受け５８、前記台座５９が収納されている部分に不活性ガスを流すことにより、前記処理室４の雰囲気を前記ボート受け５８、前記フランジ５４、前記回転軸５７、前記軸受５６と接触することを防止する様にしてもよい。
【００５７】
又、前記台座５９をアルミナセラミックス又は透明石英又は不透明石英によって形成しているので、前記台座５９が前記シールキャップカバー５３内で前記処理室４内に露出しても、前記台座５９を起因とする前記処理室４内の金属汚染を防止することができる。
【００５８】
尚、好ましくは、前記台座５９をアルミナセラミックスによって形成するとよい。アルミナセラミックスの場合は石英よりも機械的強度が大きいので、前記ボート３７が前記台座５９に載置される際に、前記ボート３７又は前記台座５９が欠けたり割れたりするのを防止することができる。
【００５９】
ボートエレベータ６１は前記反応管３３の下方に設けられ、前記ボートエレベータ６１は水平方向に延出する昇降アーム６２を有し、該昇降アーム６２にベース６３が水平に支持されている。前記ボートエレベータ６１は前記ボート３７を垂直方向に昇降させ、該ボート３７を前記処理室４へ装入し、又装脱する。
【００６０】
前記回転機構５５及び前記ボートエレベータ６１には駆動制御部６４が電気配線Ａによって電気的に接続されている。該駆動制御部６４は前記回転機構５５及び前記ボートエレベータ６１を、所望の動作をする様に、且つ、所望のタイミングをもって制御する。
【００６１】
前記処理室４内には石英製の保護管６５に収納された温度センサが設置されている。
【００６２】
前記ヒータ３２と前記温度センサには温度制御部６６が電気配線Ｄによって電気的に接続されている。該温度制御部６６は前記ヒータ３２への通電具合を、前記温度センサによって検出された温度情報に基づき、前記処理室４内の温度が所望の温度分布となる様に、且つ、所望のタイミングをもって制御する。
【００６３】
前記圧力制御部４６、前記ガス流量制御部５１、前記駆動制御部６４及び前記温度制御部６６は、操作部及び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６７に電気的に接続されている。
【００６４】
前記圧力制御部４６、前記ガス流量制御部５１、前記駆動制御部６４、前記温度制御部６６及び主制御部６７はコントローラ６８を構成している。
【００６５】
次に、図３〜図１０を参照して、前記マニホールド４１及び前記保護管６５の支持構造について説明する。
【００６６】
前記マニホールド４１は非金属部材としての透明石英又は不透明石英が使用され、円形リング形の扁平ブロック形状に形成されている。
【００６７】
図５に於いて、前記マニホールド４１について説明する。
【００６８】
該マニホールド４１は外周辺部７１に対して内周辺部７２が一段高くなっており、該内周辺部７２の周縁に沿って円筒リング部７３が立設されている。前記外周辺部７１には前記アウタチューブ３４が載置され、前記内周辺部７２には前記インナチューブ３５が載置される。又、該インナチューブ３５は適宜な間隙を持って前記円筒リング部７３に内嵌しており、前記間隙は前記インナチューブ３５と前記マニホールド４１間での熱膨張差等による干渉を防止している。
【００６９】
又、該マニホールド４１の内径は前記アウタチューブ３４の内径より小さく、前記マニホールド４１は前記アウタチューブ３４の内壁より中心側に突出しており、前記内周辺部７２の一部、前記円筒リング部７３は突出部７４を形成している。
【００７０】
図４〜図１０に於いて、前記保護管６５の支持構造について説明する。尚、図中、該保護管６５内の温度センサは図示を省略している。
【００７１】
前記マニホールド４１に対して半径方向に保護管挿通孔７６が穿設され、又該保護管挿通孔７６の延長上に外方に突出する保護管支持ポート１１が設けられている。前記内周辺部７２の上面から溝底部７７を残置する様に保護管収納溝７８が穿設される。該保護管収納溝７８は前記処理室４側に開口しており、前記保護管挿通孔７６に連通すると共に前記保護管収納溝７８の中心線は前記保護管挿通孔７６の中心線と直交し、前記保護管収納溝７８の溝幅は、前記保護管６５がガタツキなく前記保護管収納溝７８に嵌合する値となっている。
【００７２】
前記円筒リング部７３の前記保護管収納溝７８に対応する部分は切除され、欠切部７９となっている。前記保護管収納溝７８が形成された部分を前記処理室４側に囲む様に、前記インナチューブ３５に断面円弧状の膨出部８１が形成されており、該膨出部８１により前記保護管６５と前記インナチューブ３５との干渉が避けられ、又前記欠切部７９によって前記円筒リング部７３と前記膨出部８１の干渉が避けられる。
【００７３】
前記保護管６５の水平部６５ｂは、前記マニホールド４１の中心側から前記保護管収納溝７８に挿通され、前記保護管６５の垂直部６５ａは前記保護管収納溝７８に嵌合する。前記水平部６５ｂと前記保護管支持ポート１１との間には管継手８２が設けられ、前記水平部６５ｂを前記保護管支持ポート１１に固定すると共に両者の間隙を気密に封止する。
【００７４】
前記垂直部６５ａと前記水平部６５ｂとは屈曲部６５ｃによって連続され、該屈曲部６５ｃの外周面側に非金属部材、例えば石英製の係止ブロック８３が固着される。該係止ブロック８３は、水平な底面と垂直な内側面を有する４角錐形状をしており、該係止ブロック８３の底面が前記溝底部７７に対峙している。前記係止ブロック８３の底面と前記溝底部７７の上面間には所定の間隙８４が形成される。
【００７５】
前記溝底部７７の上面には係止Ａ凹部８５が穿設され、前記係止ブロック８３の底面には係止Ｂ凹部８６が穿設され、該係止Ｂ凹部８６と前記係止Ａ凹部８５とは水平方向の位置が合致する様に配置されている。
【００７６】
前記溝底部７７と前記係止ブロック８３との間には図１０に示される係止駒８７が設けられる。該係止駒８７は、後述する様に、前記保護管６５の動きを抑制する保護管移動抑制部として機能する。
【００７７】
該係止駒８７は非金属部材、例えば石英製であり、該係止駒８７は、軸部８８の両端に鉤片８９，９０を有する形状である。該鉤片８９，９０は形状が異なってもよいが、同形状であることが好ましい。又、該鉤片８９，９０は、姿勢が分る様に、一方向に長い形状であることが好ましい。更に、前記鉤片９０は前記係止駒８７を、人手で回転できる形状であればよい。
【００７８】
前記鉤片８９，９０の厚みＴは、前記間隙８４と同一か僅かに小さく設定し、該間隙８４に収納可能とする。又、前記軸部８８の断面形状は、該軸部８８が前記間隙８４の内部で回転可能であると共に少なくとも９０゜回転毎に姿勢が保持される形状である様に設定される。例えば、図１０に示される様に、断面が８角形であり、対角線の長さが前記間隙８４と同一か僅かに小さいかである。断面が８角形であることから、前記係止駒８７は、４５゜毎に姿勢が維持される。尚、前記軸部８８の断面形状は、正方形であってもよい。
【００７９】
又、前記係止駒８７を前記間隙８４に容易に挿脱可能とする為、前記鉤片８９，９０の側面、前記軸部８８の側面は、面一となっている。
【００８０】
又、前記鉤片８９，９０の内、少なくとも前記鉤片８９は、前記係止駒８７の回転により、前記係止Ａ凹部８５、前記係止Ｂ凹部８６に嵌脱可能となっている。
【００８１】
而して、前記水平部６５ｂを前記保護管挿通孔７６に挿通し、前記垂直部６５ａが前記保護管収納溝７８に嵌合した状態で、前記係止駒８７を水平姿勢として、前記間隙８４に挿入し、前記係止駒８７を９０゜回転することで、前記鉤片８９が前記係止Ａ凹部８５、前記係止Ｂ凹部８６に掛渡って嵌合する。尚、前記鉤片８９が前記係止Ａ凹部８５、前記係止Ｂ凹部８６に嵌合しているかどうかは、前記鉤片９０の姿勢から判断できる。
【００８２】
前記鉤片８９が前記係止Ａ凹部８５、前記係止Ｂ凹部８６に嵌合することで、前記保護管６５の水平方向の動きが拘束され、又、前記垂直部６５ａが前記保護管収納溝７８に嵌合することで、前記垂直部６５ａの周方向（前記水平部６５ｂを中心とした回転方向）の動きが拘束され、前記保護管６５が位置決めされる。
【００８３】
又、該保護管６５を外す場合は、前記係止駒８７を９０゜回転して水平姿勢とし、該係止駒８７を取外せば、前記保護管６５を水平方向に拘束するものはなく、該保護管６５を前記処理室４に容易に引出させる。
【００８４】
上記した様に、前記保護管６５の支持構造に於いて、図１６で示した保護管サポート金具１３、傾き調整螺子１５の様な金属部材は使用されてなく、又簡単な形状、簡単な構造で、而も前記保護管６５の着脱作業は、単に前記係止駒８７を回転するだけでよく、更に前記保護管６５を前記処理室４側に引出すに際して障害物はなく、前記保護管６５の着脱は簡単に行える。保護管の位置がずれると温度検出位置がずれてしまう。特に温度検出器や保護管をメンテナンス時にマニホールドから取外した際には、次回に取付ける際に温度検出位置がずれてしまう。これらの検出位置のずれにより、処理室を加熱したときの該処理室の温度分布が変動してしまい、ウェーハの熱処理に悪影響を及ぼしてしまう。然し、本発明の態様によれば、保護管や温度検出器の位置決めや着脱を簡単に行える為、ウェーハの熱処理への悪影響を抑制することができる。
【００８５】
尚、本発明は図１６で示したマニホールド３に対しても実施可能である。例えば、マニホールド３に中心側に突出する突出部７４を設け、前記屈曲部１２ｃに前記係止ブロック８３を固着することで、該係止ブロック８３と前記突出部７４との間を前記係止駒８７で係止、解除可能とすることができる。
【００８６】
次に、図４、図５、図１１〜図１３に於いて、前記ガス供給ノズル２１の支持構造について説明する。
【００８７】
前記マニホールド４１に対して半径方向にノズル挿通孔９２が穿設され、又該ノズル挿通孔９２の延長上に外方に突出するノズル支持ポート９３が設けられている。前記内周辺部７２の上面から溝底部９５を残置する様にノズル収納溝９４が穿設される。
【００８８】
該ノズル収納溝９４は前記処理室４側に開口しており、前記ノズル挿通孔９２に連通すると共に前記ノズル収納溝９４の中心線は前記ノズル挿通孔９２の中心線と直交し、前記ノズル収納溝９４の溝幅は、前記ガス供給ノズル２１がガタツキなく前記ノズル収納溝９４に嵌合する値となっている。又、前記溝底部９５は前記ガス供給ノズル２１の水平部２１ｂに当接し、当接した状態では、該水平部２１ｂの中心が前記ノズル挿通孔９２の中心と合致する様に設定されている。
【００８９】
前記ガス供給ノズル２１の水平部２１ｂは、前記マニホールド４１の中心側から前記ノズル挿通孔９２に挿通され、前記ガス供給ノズル２１の垂直部２１ａは前記ノズル収納溝９４に嵌合する。嵌合した状態では、前記ガス供給ノズル２１の傾き、前記垂直部２１ａの前記水平部２１ｂを中心とした回転が拘束され、垂直に維持される。
【００９０】
前記水平部２１ｂと前記ノズル支持ポート９３との間には管継手９６が設けられ、前記水平部２１ｂを前記ノズル支持ポート９３に固定すると共に両者の間隙を気密に封止する。
【００９１】
而して、前記ガス供給ノズル２１は前記水平部２１ｂを前記ノズル支持ポート９３に挿入し、前記管継手９６で前記水平部２１ｂを固定するだけで、上下の位置、倒れの位置も合わせて位置決めされる。
【００９２】
上記した様に、前記ガス供給ノズル２１の支持構造に於いて、図１７で示したノズルサポート金具２８、ノズル傾き調整螺子２９の様な金属部材は使用されてなく、又簡単な形状、簡単な構造で、而も着脱作業は、単に前記管継手９６の着脱だけでよく、更に前記ガス供給ノズル２１を前記処理室４側に引出すに際して障害物はなく、前記ガス供給ノズル２１の着脱は簡単に行える。
【００９３】
尚、上記した前記ガス供給ノズル２１の支持構造は、図１７で示したマニホールド３に対しても実施可能である。即ち、該マニホールド３に中心側に突出する様に突出部７４を形成し、該突出部７４に前記水平部２１ｂを支持させる様にすればよい。
【００９４】
又、前記ガス供給ノズル２１の支持構造について、前記ガス供給ノズル２１の水平方向の動きを拘束する必要がある場合、例えばガス供給量が多くて前記ガス供給ノズル２１が水平方向に位置ずれしてしまう場合には、図６〜図１０で示した前記保護管６５の支持構造を適用してもよい。即ち、前記ガス供給ノズル２１に屈曲部６５ｃと係止ブロック８３を設けて、溝底部９５の上面に係止Ａ凹部８５を突設し、前記係止ブロック８３の底面に係止Ｂ凹部８６を突設し、係止Ａ凹部８５と係止Ｂ凹部８６に前記鉤片８９を掛渡って嵌合する様に係止駒８７を設ける様にしてもよい。つまり、保護管６５やガス供給ノズル２１の様に管材の支持構造として、図６〜図１０で示した支持構造は有効である。
【００９５】
又、本発明では、地震時等前記インナチューブ３５に水平力、垂直力が作用した場合の転倒防止手段９９が設けられている（図１１〜図１５参照）。
【００９６】
前記円筒リング部７３の少なくとも３箇所、例えば円周３等分した位置に、軸孔１０１を水平方向に穿設し、該軸孔１０１に非金属部材、例えば石英製の転倒防止部材１０２を回転自在に装着する。
【００９７】
該転倒防止部材１０２は、軸部１０３と該軸部１０３の外端に直交状態で設けられた係止片１０４とを有している。
【００９８】
前記軸孔１０１の直下、前記円筒リング部７３に外接する接線方向に延びる係止溝１０５を前記外周辺部７１に刻設し、該外周辺部７１に前記係止片１０４が嵌脱可能とする。
【００９９】
前記軸部１０３は前記軸孔１０１に所定の間隙を持って嵌合し、前記転倒防止手段９９が前記軸孔１０１に回転自在に支持される。又、前記軸部１０３は前記円筒リング部７３を貫通して内端が突出し、内端は前記インナチューブ３５のインナフランジ２６の上面に当接する様になっている。又、前記係止片１０４は自重で垂直状態に垂下し、前記係止溝１０５に遊嵌する。前記係止片１０４が前記係止溝１０５に遊嵌した状態では、前記転倒防止部材１０２は、前記係止片１０４と前記係止溝１０５間の遊び分だけ、水平方向に移動するが、前記軸孔１０１から外れることはない。又、前記インナチューブ３５の倒れに対しては、前記軸部１０３が前記インナフランジ２６に係合するので、前記インナチューブ３５の転倒が防止される。
【０１００】
従って、前記転倒防止部材１０２を前記軸孔１０１に装着するだけで、前記インナチューブ３５の転倒防止が実現できる。又、前記転倒防止部材１０２を取外す場合は、前記アウタチューブ３４を取外した状態、若しくは、前記マニホールド４１を前記アウタチューブ３４から取外した状態で、前記転倒防止部材１０２を前記軸部１０３を中心として少し回転させ、前記軸孔１０１から抜脱すればよい。
【０１０１】
又、図１７で示した従来の様に、金属部材のインナチューブ押え２４を金属部材のボルト２５で締込む等の煩雑な作業は必要なく、又前記転倒防止部材１０２は石英製であるので、腐食、金属汚染の心配はない。
【０１０２】
尚、本発明に係る転倒防止手段９９は、図１７で示したマニホールド３に対しても実施可能である。例えば、前記マニホールド３に突出部７４を形成し、該突出部７４に円筒リング部７３を形成し、前記インナチューブ３５が前記円筒リング部７３に内嵌する様な構造とすればよい。
【０１０３】
次に、以上の構成に係る基板処理装置を用いる本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法に於ける成膜工程を説明する。
【０１０４】
尚、以下の説明に於いて、ＣＶＤ装置を構成する各部の動作は前記コントローラ６８により制御される。
【０１０５】
所定数枚のウェーハ３８が前記ボート３７に装填されると、図１に示されている様に、該ボート３７は前記ボートエレベータ６１によって上昇され、前記処理室４に装入される。
【０１０６】
この状態では、前記シールキャップ５２は前記マニホールド４１下面（炉口）を気密にシールした状態となる。
【０１０７】
前記処理室４内が所望の圧力（真空度）となる様に前記排気装置４３によって排気される。この際、前記処理室４内の圧力は前記圧力センサ４４で検出され、検出された圧力に基づき前記圧力調整装置４５がフィードバック制御される。
【０１０８】
又、前記処理室４内が所望の温度となる様に前記ヒータ３２によって加熱される。この際、前記処理室４内が所望温度、及び温度分布となる様に、温度センサが検出した温度情報に基づき前記ヒータ３２への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記回転機構５５によって前記ボート３７を介して前記ウェーハ３８が前記処理室４内で回転される。
【０１０９】
前記ガス供給源４９から供給され前記ＭＦＣ４８によって所望の流量となる様に制御されたガスは、前記ガス供給管４７を流通して前記ガス供給ノズル２１から前記処理室４内に導入される。
【０１１０】
導入されたガスは前記処理室４内を上昇し、前記インナチューブ３５の上端開口から前記筒状空間３６に流下して前記排気管４２から排気される。
【０１１１】
ガスは前記処理室４内を通過する際にウェーハ３８の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ３８の表面上に薄膜が堆積される。
【０１１２】
予め設定された処理時間が経過すると、前記ガス供給源４９から不活性ガスが供給されて、前記処理室４内が不活性ガスに置換されると共に、前記処理室４内の圧力が常圧に復帰される。
【０１１３】
その後、前記ボートエレベータ６１によって前記シールキャップ５２が下降されて、前記処理室４の下端が開口されると共に、処理済ウェーハ３８が前記ボート３７に保持された状態で、前記処理室４の外部に搬出される。処理済ウェーハ３８は前記ボート３７から払出される。
【０１１４】
上記実施の形態ではＣＶＤ装置について説明したが、本発明はこれに限らず、アニール、酸化、拡散及びリフローの様な熱処理に使用される熱処理装置等の基板処理装置全般に適用することができる。又、基板はウェーハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、光ディスク及び磁気ディスク等であってもよい。
【０１１５】
反応管は、アウタチューブとインナチューブの２重管仕様として説明したが、アウタチューブのみの１重管仕様であっても本発明は適用可能である。
【０１１６】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【０１１７】
（付記１）内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、温度検出器を収納し、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管と、前記突出部に設けられ、前記保護管の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【０１１８】
（付記２）前記保護管移動抑制部は、少なくとも一端に鉤片を有し、前記保護管移動抑制部の回転により、前記鉤片が前記保護管と前記マニホールドに掛渡って嵌脱可能である付記１の基板処理装置。
【０１１９】
（付記３）前記保護管は前記マニホールドを水平方向に挿通する水平部と、反応管に沿って立設する垂直部とを有し、前記水平部と前記垂直部とのコーナ部に係止ブロックが固着され、前記突出部は前記保護管垂直部が嵌合する保護管収納溝を有すると共に前記係止ブロックに対峙する溝底部を有し、該溝底部と前記係止ブロック間に前記保護管移動抑制部を収納する間隙が形成された付記１の基板処理装置。
【０１２０】
（付記４）前記係止ブロックの底面、前記溝底部の上面にはそれぞれ係止凹部が形成され、前記鉤片は前記両係止凹部に嵌脱可能である付記３の基板処理装置。
【０１２１】
（付記５）内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される管材と、前記突出部に設けられ、前記管材の移動を抑制する非金属部材で構成される管材移動抑制部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の断面図である。
【図２】該基板処理装置の下部拡大断面図である。
【図３】該基板処理装置に於けるマニホールド部分を下方から見た斜視図である。
【図４】該マニホールド部分を上方から見た部分斜視図である。
【図５】該マニホールド単体の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に於ける保護管支持部の断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ矢視図である。
【図８】前記保護管支持部の断面斜視図である。
【図９】図８のＢ部拡大図である。
【図１０】前記保護管支持部に用いられる係止駒の拡大斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態に於けるガス供給ノズル支持部分の断面図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１３】図１１のＤ矢視図である。
【図１４】本発明の実施の形態に於ける転倒防止手段の斜視図である。
【図１５】図１４のＥ部拡大図である。
【図１６】従来の基板処理装置に於ける保護管支持構造を示す断面図である。
【図１７】従来の基板処理装置に於けるガス供給ノズル支持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
４ 処理室
１１ 保護管支持ポート
２１ ガス供給ノズル
２６ インナフランジ
３３ 反応管
３４ アウタチューブ
３５ インナチューブ
３７ ボート
４１ マニホールド
５２ シールキャップ
６５ 保護管
７３ 円筒リング部
７４ 突出部
７６ 保護管挿通孔
７７ 溝底部
７８ 保護管収納溝
７９ 欠切部
８１ 膨出部
８４ 間隙
８５ 係止Ａ凹部
８６ 係止Ｂ凹部
８７ 係止駒
８９ 鉤片
９２ ノズル挿通孔
９４ ノズル収納溝
９９ 転倒防止手段
１０２ 転倒防止部材
１０４ 係止片
１０５ 係止溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェーハ等の基板に、酸化膜や金属膜や半導体膜を形成する成膜、アニール、酸化、拡散及びリフロー等の処理を行う基板処理装置及び半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造に於いて、窒化シリコン（Ｓｉ3 Ｎ4 ）や酸化シリコン（ＳｉＯｘ）及びポリシリコン等をウェーハに堆積（デポジション）するのに、熱処理装置の一例であるバッチ式縦形ホットウォール形ＣＶＤ装置が、広く使用されている。
【０００３】
バッチ式縦形ホットウォール形ＣＶＤ装置（以下、ＣＶＤ装置という。）は、アウタチューブと、アウタチューブの内側に設けられて処理室を画成するインナチューブと、アウタチューブ内を加熱する加熱装置（ヒータ）と、アウタチューブ及びインナチューブを載置し処理室を排気する排気管及び処理室にガスを供給するガス導入管が接続されたマニホールドと、所定数枚のウェーハを垂直方向に整列させて保持して処理室に搬入するボートとを備えている。
【０００４】
そして、所定数枚のウェーハを保持したボートが処理室に下端の炉口から搬入（ボートローディング）され、処理室に成膜ガスがガス導入管から供給されると共に、加熱装置によって処理室が加熱されることにより、ウェーハの上にＣＶＤ膜が堆積される。
【０００５】
近年デバイスの微細化が進み、ウェーハの処理に於いてパーティクルや金属汚染等に対する管理基準が厳しくなっている。又、装置稼働率向上の要求に応える為、腐食性ガスを用いたセルフクリーニング技術を導入し、処理室内の構成部品に付着した膜を除去することでメンテナンス時間の短縮、及びメンテナンスサイクルの長期化を図っている。
【０００６】
処理室を構成する部材の材料は、アウタチューブ及びインナチューブについては石英等の非金属材料が用いられ、マニホールドについては耐食性の高い金属（ニッケル合金）が用いられている。
【０００７】
マニホールドには給排気系のガスポートが設けられ、又処理室に処理ガスを供給するガス供給ノズル、温度検出器を収納する保護管等が支持され、更にマニホールドにはガス供給ノズル、保護管の傾きを調整する調整部材、ガス供給ノズル、保護管を固定する為のボルトが設けられる等複雑な構造となっている。
【０００８】
図１６に於いて、従来の基板処理装置に於けるマニホールド部分の構造について説明する。
【０００９】
図中、１はアウタチューブ、２はインナチューブ、３はマニホールド、４は処理室を示す。
【００１０】
前記アウタチューブ１は石英製で有天筒形状をしており、前記インナチューブ２は石英製で上端が開放された筒形状をしており、前記アウタチューブ１と前記インナチューブ２とは同心多重に配設され、金属製の前記マニホールド３に載置されている。前記アウタチューブ１の下端にはフランジ５が形成され、該フランジ５がフランジ固定部材６により前記マニホールド３に固定されている。
【００１１】
該マニホールド３の下端は炉口部７を形成し、該炉口部７はボート（図示せず）載置されるシールキャップ８によって気密に閉塞される。前記インナチューブ２と前記マニホールド３、前記シールキャップ８によって処理室４が画成される。
【００１２】
前記マニホールド３の側壁には外方に向って水平に突出する保護管支持ポート１１が突設されている。前記処理室４の温度を検出する温度検出器（図示せず）は保護管１２に収納され、該保護管１２は前記インナチューブ２の内面に沿って鉛直方向に延出する垂直部１２ａと該垂直部１２ａの下端に屈曲部１２ｃを介して連続する水平部１２ｂとを有し、該水平部１２ｂが前記保護管支持ポート１１を貫通し、該保護管支持ポート１１によって気密に保持されている。
【００１３】
又、前記マニホールド３には保護管サポート金具１３が前記屈曲部１２ｃに対向する様に取付けられており、該保護管サポート金具１３の鉛直保持部１３ａが前記垂直部１２ａに当接し、前記保護管サポート金具１３の水平保持部１３ｂを螺通する金属製の傾き調整螺子１５が前記水平部１２ｂに当接する様になっている。
【００１４】
前記保護管サポート金具１３は前記保護管１２の垂直荷重を負担し、前記保護管支持ポート１１による保護管１２の保持部に過度な負担が掛らない様になっている。又前記傾き調整螺子１５を調整することで、前記保護管１２の垂直部１２ａが鉛直となる様に傾きを調整している。
【００１５】
尚、１６，１７，１８は接合面を気密にシールするシール部材である。
【００１６】
又、図１７に於いて、従来の基板処理装置に於ける他のマニホールド部分の構造について説明する。尚、図１７中、図１６中で示したものと同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００１７】
図１７は、マニホールド３で支持する対象が、ガス供給ノズル２１の場合を示している。
【００１８】
前記マニホールド３の上端には金属製のリング部材２２が固着され、該リング部材２２に金属製の台座２３を介してインナチューブ２が立設されている。前記台座２３には金属製のインナチューブ押え２４がボルト２５により固定され、前記インナチューブ押え２４は前記インナチューブ２の下端に形成されたインナフランジ２６と係合可能であり、前記インナチューブ２の転倒を防止する。
【００１９】
前記マニホールド３の側壁には外方に向って水平に突出するノズル支持ポート２７が突設されている。該ノズル支持ポート２７には前記ガス供給ノズル２１の水平部２１ｂが貫通し、気密に保持されている。
【００２０】
前記マニホールド３の内面には前記リング部材２２を支えにして垂れ下げられた金属製のノズルサポート金具２８が設けられ、該ノズルサポート金具２８には鉛直方向に金属製のノズル傾き調整螺子２９が螺通し、該ノズル傾き調整螺子２９の上端は前記水平部２１ｂに当接し、前記ノズル傾き調整螺子２９によって前記ガス供給ノズル２１の垂直荷重が支持される。
【００２１】
前記リング部材２２の内周縁には凹溝が形成され、該凹溝に前記ガス供給ノズル２１の垂直部２１ａが嵌合している。該垂直部２１ａと前記凹溝との嵌合で、前記垂直部２１ａの周方向の倒れが規制される。又、前記ノズル傾き調整螺子２９を調整することで前記垂直部２１ａの径方向への傾きが調整される。
【００２２】
上記した様に、従来のマニホールド部分の構造では、保護管１２、ガス供給ノズル２１が金属性の部材で支持され、又構造、形状が複雑になっている。
【００２３】
この為、セルフクリーニングに時間が掛り、更にセルフクリーニング時に用いる腐食性ガスによる金属材料の腐食により、金属汚染が基準値より大きく上回ることになる。この金属汚染を抑制する為、金属部材表面への成膜、プリコーティングを実施、或は定期的な部品交換を行っている。
【００２４】
然し乍ら、この金属部材表面への成膜やプリコーティングは、半導体装置の製造や基板処理等の生産に寄与しない無駄な時間であり、又、定期的な部品交換では装置休止となり、スループットの低下や稼働率の低下の要因となる。
【００２５】
【特許文献１】特開２００２−３３４８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
本発明は斯かる実情に鑑み、処理室に臨接する構成部品を非金属部材とし、金属汚染を低減し、又構造を簡潔にしてクリーニング時間の短縮、クリーニング実施間隔の長期化、メンテナンスサイクルの長期化を図り、製品品質、スループット、稼働率の向上を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
本発明は、内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、温度検出器を収納し、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管と、前記突出部に設けられ、前記保護管の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部とを備える基板処理装置に係るものであり、又前記突出部の内壁側には前記保護管の移動を抑制する溝が形成されている基板処理装置に係るものである。
【００２８】
又本発明は、蓋体によって保持された基板を非金属部材で構成された反応管内に搬入しつつ、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出された突出部を有し、非金属部材で構成されているマニホールドの開口部を、前記蓋体によって閉じるステップと、非金属部材で構成される保護管移動抑制部で前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管の移動を抑制して、該保護管内に収納される温度検出器で前記反応管内の温度を検出しつつ前記反応管内を加熱し、基板を処理するステップと、該基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップとを有する半導体装置の製造方法に係るものである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、温度検出器を収納し、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管と、前記突出部に設けられ、前記保護管の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部とを備えるので、金属汚染を抑制でき、作業が簡単で再現性があり、クリーニング時間の短縮やメンテナンス時間の短縮ができ、メンテナンス実施間隔が長期化でき、ガスの滞留箇所が少なく、排気速度を改善でき、更にパーティクルの発生が抑制できるという優れた効果を発揮する。
【００３０】
又本発明によれば、蓋体によって保持された基板を非金属部材で構成された反応管内に搬入しつつ、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出された突出部を有し、非金属部材で構成されているマニホールドの開口部を、前記蓋体によって閉じるステップと、非金属部材で構成される保護管移動抑制部で前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管の移動を抑制して、該保護管内に収納される温度検出器で前記反応管内の温度を検出しつつ前記反応管内を加熱し、基板を処理するステップと、該基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップとを有するので、金属汚染を抑制でき、作業が簡単で再現性があり、クリーニング時間の短縮やメンテナンス時間の短縮ができ、メンテナンス実施間隔が長期化でき、ガスの滞留箇所が少なく、排気速度を改善でき、更にパーティクルの発生が抑制できるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。
【００３２】
図１、図２は本発明に係る基板処理装置を示している。尚、図２は基板処理装置下部の拡大図である。
【００３３】
図中、３１はヒータベースであり、該ヒータベース３１に円筒形状のヒータ３２が立設されている。該ヒータ３２の内側には反応管３３が同心に設けられ、該反応管３３は有天筒状のアウタチューブ３４と上端が開放されたインナチューブ３５とから構成され、前記アウタチューブ３４と前記インナチューブ３５と同心に配設され、前記アウタチューブ３４と前記インナチューブ３５との間には筒状空間３６が形成される。
【００３４】
前記アウタチューブ３４は、非金属部材である例えば石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料が使用され、前記インナチューブ３５は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）又は炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料が使用されている。
【００３５】
前記インナチューブ３５の内部には基板保持体であるボート３７が装入され、該ボート３７にはウェーハ３８を水平姿勢で垂直方向に多段に保持する。前記ボート３７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料によって形成されている。
【００３６】
尚、前記ボート３７の下部には断熱部材としての断熱板３９が複数枚、水平姿勢で多段に配置されている。該断熱板３９は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料が使用されて円板形状に形成されている。該断熱板３９は前記ヒータ３２からの熱がシールキャップ５２（後述）側に伝わり難くさせる。
【００３７】
前記アウタチューブ３４の下側にはマニホールド４１が前記アウタチューブ３４と同心に配設され、該マニホールド４１に前記アウタチューブ３４及び前記インナチューブ３５が載置されている。前記反応管３３と前記マニホールド４１とによって処理室４が画成される。前記マニホールド４１は、非金属部材である例えば、石英又は炭化シリコン等の耐熱性材料が使用される。
【００３８】
前記アウタチューブ３４には前記筒状空間３６の下部に連通する様に排気管４２が接続され、該排気管４２には真空ポンプ等の排気装置４３が圧力センサ４４及び圧力調整装置４５を介して接続されている。前記排気装置４３は前記排気管４２を介して前記処理室４の圧力が所定の圧力（真空度）となる様に排気する。
【００３９】
前記圧力センサ４４及び前記圧力調整装置４５には圧力制御部４６が電気配線Ｂによって電気的に接続されている。該圧力制御部４６は前記圧力調整装置４５を、前記圧力センサ４４により検出された圧力に基づいて、前記処理室４内の圧力が所望の圧力となる様に、且つ、所望のタイミングをもって制御する。
【００４０】
前記排気管４２は傾斜部４２ａを有する。該傾斜部４２ａは前記ヒータベース３１から後述するアウタチューブ受け迄延出する様に傾斜している。前記排気管４２に前記傾斜部４２ａを設けることにより、均熱エリア外の前記反応管３３の高さを小さくすることができる。
【００４１】
ここで、均熱エリア外の前記反応管３３の高さを大きくした場合には、それに応じて前記ボート３７の高さを大きくしないと、前記ヒータ３２が形成する均熱エリアにウェーハ３８を配置することができない。又、前記ボート３７が高くなると、前記反応管３３下方の待機室（予備室）の高さをも、それに応じて大きくする必要がある。その為、均熱エリア外の前記反応管３３の高さが大きくなると、それに応じて、その部分の高さの約２倍分、基板処理装置の全体の高さが必要になってしまう。
【００４２】
上記した様に前記排気管４２に前記傾斜部４２ａを設けることにより、均熱エリア外の前記反応管３３の高さを小さくすることができるので、約２倍分、基板処理装置全体の高さを小さくすることができる。
【００４３】
前記マニホールド４１にはガス供給ノズル２１が前記処理室４に連通する様に設けられている。前記ガス供給ノズル２１にはガス供給管４７が接続されている。
【００４４】
該ガス供給管４７には前記ガス供給ノズル２１との接続側と反対側（上流側）に、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）４８が接続されており、該ＭＦＣ４８はガス供給源４９に接続されている。該ガス供給源４９は処理ガスや不活性ガスを供給する。
【００４５】
前記ＭＦＣ４８にはガス流量制御部５１が電気配線Ｃによって電気的に接続されている。前記ガス流量制御部５１は前記ＭＦＣ４８を、供給するガスの流量が所望の量となる様に、且つ、所望のタイミングをもって制御する。
【００４６】
前記反応管３３の下方には前記シールキャップ５２が設けられている。該シールキャップ５２は炉口部７を気密に閉塞可能な蓋体を構成している。前記シールキャップ５２は例えばステンレスやニッケル合金等の金属材料が使用されて円盤形状に形成されている。
【００４７】
前記シールキャップ５２の前記処理室４側にはシールキャップカバー５３が設けられている。該シールキャップカバー５３は、例えば石英の様な非金属材料によって形成され、前記マニホールド４１の下面に下側から当接する。前記シールキャップカバー５３が前記シールキャップ５２の上面を被覆することにより、金属部分が前記処理室４側に露出するのを防止している。尚、前記マニホールド４１と前記シールキャップカバー５３間の接合面、該シールキャップカバー５３と前記シールキャップ５２間の接合面はＯリング等のシール部材によって気密にシールされている。
【００４８】
前記シールキャップ５２の下面には、フランジ５４が設けられ、該フランジ５４の下面中央部に回転機構５５が軸受５６を介して設置されている。前記回転機構５５の回転軸５７は、前記軸受５６によって気密に回転自在に支持され、該軸受５６の上端にはボート受け５８が前記回転軸５７と一体回転する様に固着されている。
【００４９】
前記ボート受け５８は、例えばステンレス又はニッケル合金等の様な金属が使用され、上部が大径で下部が小径の二段円柱形状に形成されている。前記ボート受け５８上には台座５９が前記ボート受け５８及び前記回転軸５７と一体回転する様に載せられ、前記台座５９は円柱形状をしており、アルミナセラミックス又は透明石英若しくは不透明石英により形成されている。
【００５０】
前記ボート受け５８、前記台座５９は前記フランジ５４、前記シールキャップ５２の中心部に形成された円形孔に非接触で収納されている。前記台座５９の上には前記ボート３７が前記台座５９と一体回転する様に載せられている。
【００５１】
尚、前記ボート受け５８及び前記台座５９は上方向から前記回転軸５７に対して着脱可能であり、又、前記ボート受け５８及び前記台座５９及び前記フランジ５４及び前記軸受５６及び前記回転軸５７及び前記回転機構５５を、前記シールキャップ５２が前記マニホールド４１の下端開口部（炉口）を閉じた状態で、前記シールキャップ５２の下方から取付け取外し可能となっている。
【００５２】
従って、前記フランジ５４に前記回転機構５５、前記軸受５６、前記ボート受け５８及び前記台座５９を設置した状態で、前記シールキャップカバー５３を前記シールキャップ５２から取外したり、該シールキャップ５２に取付けたりすることができ、該シールキャップ５２、前記シールキャップカバー５３、前記フランジ５４、前記台座５９、前記ボート受け５８、前記回転軸５７、前記軸受５６、前記回転機構５５等に対するメンテナンス作業の能率を向上させることができる。
【００５３】
又、前記シールキャップ５２より処理室４側での作業の低減により、人体からの発塵による処理室内汚染、螺子部材回転操作時の発塵による処理室内汚染を低減することができる。
【００５４】
前記ボート受け５８は前記フランジ５４、前記シールキャップ５２の中心部に収納され、シールキャップカバー５３よりも下方に位置しているので、前記処理室４内の輻射熱が前記シールキャップカバー５３、前記台座５９を透過して前記ボート受け５８に輻射するのを抑制することができ、又、前記処理室４内のプロセスガスやクリーニングガスが直接前記ボート受け５８に曝されない様にすることができる。従って、金属材料によって形成された前記ボート受け５８が過度に加熱される現象を防止することができ、腐食性ガスに曝され難くすることができる。その結果、金属製の前記ボート受け５８による金属汚染を低減することができる。
【００５５】
尚、好ましくは、前記シールキャップカバー５３の下面より前記ボート受け５８の上面が下側に位置する様にするとよいが、少なくとも該ボート受け５８の上面が前記シールキャップカバー５３の上面より下側に位置すればよい。
【００５６】
更に、前記ボート受け５８、前記台座５９が収納されている部分に不活性ガスを流すことにより、前記処理室４の雰囲気を前記ボート受け５８、前記フランジ５４、前記回転軸５７、前記軸受５６と接触することを防止する様にしてもよい。
【００５７】
又、前記台座５９をアルミナセラミックス又は透明石英又は不透明石英によって形成しているので、前記台座５９が前記シールキャップカバー５３内で前記処理室４内に露出しても、前記台座５９を起因とする前記処理室４内の金属汚染を防止することができる。
【００５８】
尚、好ましくは、前記台座５９をアルミナセラミックスによって形成するとよい。アルミナセラミックスの場合は石英よりも機械的強度が大きいので、前記ボート３７が前記台座５９に載置される際に、前記ボート３７又は前記台座５９が欠けたり割れたりするのを防止することができる。
【００５９】
ボートエレベータ６１は前記反応管３３の下方に設けられ、前記ボートエレベータ６１は水平方向に延出する昇降アーム６２を有し、該昇降アーム６２にベース６３が水平に支持されている。前記ボートエレベータ６１は前記ボート３７を垂直方向に昇降させ、該ボート３７を前記処理室４へ装入し、又装脱する。
【００６０】
前記回転機構５５及び前記ボートエレベータ６１には駆動制御部６４が電気配線Ａによって電気的に接続されている。該駆動制御部６４は前記回転機構５５及び前記ボートエレベータ６１を、所望の動作をする様に、且つ、所望のタイミングをもって制御する。
【００６１】
前記処理室４内には石英製の保護管６５に収納された温度センサが設置されている。
【００６２】
前記ヒータ３２と前記温度センサには温度制御部６６が電気配線Ｄによって電気的に接続されている。該温度制御部６６は前記ヒータ３２への通電具合を、前記温度センサによって検出された温度情報に基づき、前記処理室４内の温度が所望の温度分布となる様に、且つ、所望のタイミングをもって制御する。
【００６３】
前記圧力制御部４６、前記ガス流量制御部５１、前記駆動制御部６４及び前記温度制御部６６は、操作部及び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６７に電気的に接続されている。
【００６４】
前記圧力制御部４６、前記ガス流量制御部５１、前記駆動制御部６４、前記温度制御部６６及び主制御部６７はコントローラ６８を構成している。
【００６５】
次に、図３〜図１０を参照して、前記マニホールド４１及び前記保護管６５の支持構造について説明する。
【００６６】
前記マニホールド４１は非金属部材としての透明石英又は不透明石英が使用され、円形リング形の扁平ブロック形状に形成されている。
【００６７】
図５に於いて、前記マニホールド４１について説明する。
【００６８】
該マニホールド４１は外周辺部７１に対して内周辺部７２が一段高くなっており、該内周辺部７２の周縁に沿って円筒リング部７３が立設されている。前記外周辺部７１には前記アウタチューブ３４が載置され、前記内周辺部７２には前記インナチューブ３５が載置される。又、該インナチューブ３５は適宜な間隙を持って前記円筒リング部７３に内嵌しており、前記間隙は前記インナチューブ３５と前記マニホールド４１間での熱膨張差等による干渉を防止している。
【００６９】
又、該マニホールド４１の内径は前記アウタチューブ３４の内径より小さく、前記マニホールド４１は前記アウタチューブ３４の内壁より中心側に突出しており、前記内周辺部７２の一部、前記円筒リング部７３は突出部７４を形成している。
【００７０】
図４〜図１０に於いて、前記保護管６５の支持構造について説明する。尚、図中、該保護管６５内の温度センサは図示を省略している。
【００７１】
前記マニホールド４１に対して半径方向に保護管挿通孔７６が穿設され、又該保護管挿通孔７６の延長上に外方に突出する保護管支持ポート１１が設けられている。前記内周辺部７２の上面から溝底部７７を残置する様に保護管収納溝７８が穿設される。該保護管収納溝７８は前記処理室４側に開口しており、前記保護管挿通孔７６に連通すると共に前記保護管収納溝７８の中心線は前記保護管挿通孔７６の中心線と直交し、前記保護管収納溝７８の溝幅は、前記保護管６５がガタツキなく前記保護管収納溝７８に嵌合する値となっている。
【００７２】
前記円筒リング部７３の前記保護管収納溝７８に対応する部分は切除され、欠切部７９となっている。前記保護管収納溝７８が形成された部分を前記処理室４側に囲む様に、前記インナチューブ３５に断面円弧状の膨出部８１が形成されており、該膨出部８１により前記保護管６５と前記インナチューブ３５との干渉が避けられ、又前記欠切部７９によって前記円筒リング部７３と前記膨出部８１の干渉が避けられる。
【００７３】
前記保護管６５の水平部６５ｂは、前記マニホールド４１の中心側から前記保護管収納溝７８に挿通され、前記保護管６５の垂直部６５ａは前記保護管収納溝７８に嵌合する。前記水平部６５ｂと前記保護管支持ポート１１との間には管継手８２が設けられ、前記水平部６５ｂを前記保護管支持ポート１１に固定すると共に両者の間隙を気密に封止する。
【００７４】
前記垂直部６５ａと前記水平部６５ｂとは屈曲部６５ｃによって連続され、該屈曲部６５ｃの外周面側に非金属部材、例えば石英製の係止ブロック８３が固着される。該係止ブロック８３は、水平な底面と垂直な内側面を有する４角錐形状をしており、該係止ブロック８３の底面が前記溝底部７７に対峙している。前記係止ブロック８３の底面と前記溝底部７７の上面間には所定の間隙８４が形成される。
【００７５】
前記溝底部７７の上面には係止Ａ凹部８５が穿設され、前記係止ブロック８３の底面には係止Ｂ凹部８６が穿設され、該係止Ｂ凹部８６と前記係止Ａ凹部８５とは水平方向の位置が合致する様に配置されている。
【００７６】
前記溝底部７７と前記係止ブロック８３との間には図１０に示される係止駒８７が設けられる。該係止駒８７は、後述する様に、前記保護管６５の動きを抑制する保護管移動抑制部として機能する。
【００７７】
該係止駒８７は非金属部材、例えば石英製であり、該係止駒８７は、軸部８８の両端に鉤片８９，９０を有する形状である。該鉤片８９，９０は形状が異なってもよいが、同形状であることが好ましい。又、該鉤片８９，９０は、姿勢が分る様に、一方向に長い形状であることが好ましい。更に、前記鉤片９０は前記係止駒８７を、人手で回転できる形状であればよい。
【００７８】
前記鉤片８９，９０の厚みＴは、前記間隙８４と同一か僅かに小さく設定し、該間隙８４に収納可能とする。又、前記軸部８８の断面形状は、該軸部８８が前記間隙８４の内部で回転可能であると共に少なくとも９０゜回転毎に姿勢が保持される形状である様に設定される。例えば、図１０に示される様に、断面が８角形であり、対角線の長さが前記間隙８４と同一か僅かに小さいかである。断面が８角形であることから、前記係止駒８７は、４５゜毎に姿勢が維持される。尚、前記軸部８８の断面形状は、正方形であってもよい。
【００７９】
又、前記係止駒８７を前記間隙８４に容易に挿脱可能とする為、前記鉤片８９，９０の側面、前記軸部８８の側面は、面一となっている。
【００８０】
又、前記鉤片８９，９０の内、少なくとも前記鉤片８９は、前記係止駒８７の回転により、前記係止Ａ凹部８５、前記係止Ｂ凹部８６に嵌脱可能となっている。
【００８１】
而して、前記水平部６５ｂを前記保護管挿通孔７６に挿通し、前記垂直部６５ａが前記保護管収納溝７８に嵌合した状態で、前記係止駒８７を水平姿勢として、前記間隙８４に挿入し、前記係止駒８７を９０゜回転することで、前記鉤片８９が前記係止Ａ凹部８５、前記係止Ｂ凹部８６に掛渡って嵌合する。尚、前記鉤片８９が前記係止Ａ凹部８５、前記係止Ｂ凹部８６に嵌合しているかどうかは、前記鉤片９０の姿勢から判断できる。
【００８２】
前記鉤片８９が前記係止Ａ凹部８５、前記係止Ｂ凹部８６に嵌合することで、前記保護管６５の水平方向の動きが拘束され、又、前記垂直部６５ａが前記保護管収納溝７８に嵌合することで、前記垂直部６５ａの周方向（前記水平部６５ｂを中心とした回転方向）の動きが拘束され、前記保護管６５が位置決めされる。
【００８３】
又、該保護管６５を外す場合は、前記係止駒８７を９０゜回転して水平姿勢とし、該係止駒８７を取外せば、前記保護管６５を水平方向に拘束するものはなく、該保護管６５を前記処理室４に容易に引出させる。
【００８４】
上記した様に、前記保護管６５の支持構造に於いて、図１６で示した保護管サポート金具１３、傾き調整螺子１５の様な金属部材は使用されてなく、又簡単な形状、簡単な構造で、而も前記保護管６５の着脱作業は、単に前記係止駒８７を回転するだけでよく、更に前記保護管６５を前記処理室４側に引出すに際して障害物はなく、前記保護管６５の着脱は簡単に行える。保護管の位置がずれると温度検出位置がずれてしまう。特に温度検出器や保護管をメンテナンス時にマニホールドから取外した際には、次回に取付ける際に温度検出位置がずれてしまう。これらの検出位置のずれにより、処理室を加熱したときの該処理室の温度分布が変動してしまい、ウェーハの熱処理に悪影響を及ぼしてしまう。然し、本発明の態様によれば、保護管や温度検出器の位置決めや着脱を簡単に行える為、ウェーハの熱処理への悪影響を抑制することができる。
【００８５】
尚、本発明は図１６で示したマニホールド３に対しても実施可能である。例えば、マニホールド３に中心側に突出する突出部７４を設け、前記屈曲部１２ｃに前記係止ブロック８３を固着することで、該係止ブロック８３と前記突出部７４との間を前記係止駒８７で係止、解除可能とすることができる。
【００８６】
次に、図４、図５、図１１〜図１３に於いて、前記ガス供給ノズル２１の支持構造について説明する。
【００８７】
前記マニホールド４１に対して半径方向にノズル挿通孔９２が穿設され、又該ノズル挿通孔９２の延長上に外方に突出するノズル支持ポート９３が設けられている。前記内周辺部７２の上面から溝底部９５を残置する様にノズル収納溝９４が穿設される。
【００８８】
該ノズル収納溝９４は前記処理室４側に開口しており、前記ノズル挿通孔９２に連通すると共に前記ノズル収納溝９４の中心線は前記ノズル挿通孔９２の中心線と直交し、前記ノズル収納溝９４の溝幅は、前記ガス供給ノズル２１がガタツキなく前記ノズル収納溝９４に嵌合する値となっている。又、前記溝底部９５は前記ガス供給ノズル２１の水平部２１ｂに当接し、当接した状態では、該水平部２１ｂの中心が前記ノズル挿通孔９２の中心と合致する様に設定されている。
【００８９】
前記ガス供給ノズル２１の水平部２１ｂは、前記マニホールド４１の中心側から前記ノズル挿通孔９２に挿通され、前記ガス供給ノズル２１の垂直部２１ａは前記ノズル収納溝９４に嵌合する。嵌合した状態では、前記ガス供給ノズル２１の傾き、前記垂直部２１ａの前記水平部２１ｂを中心とした回転が拘束され、垂直に維持される。
【００９０】
前記水平部２１ｂと前記ノズル支持ポート９３との間には管継手９６が設けられ、前記水平部２１ｂを前記ノズル支持ポート９３に固定すると共に両者の間隙を気密に封止する。
【００９１】
而して、前記ガス供給ノズル２１は前記水平部２１ｂを前記ノズル支持ポート９３に挿入し、前記管継手９６で前記水平部２１ｂを固定するだけで、上下の位置、倒れの位置も合わせて位置決めされる。
【００９２】
上記した様に、前記ガス供給ノズル２１の支持構造に於いて、図１７で示したノズルサポート金具２８、ノズル傾き調整螺子２９の様な金属部材は使用されてなく、又簡単な形状、簡単な構造で、而も着脱作業は、単に前記管継手９６の着脱だけでよく、更に前記ガス供給ノズル２１を前記処理室４側に引出すに際して障害物はなく、前記ガス供給ノズル２１の着脱は簡単に行える。
【００９３】
尚、上記した前記ガス供給ノズル２１の支持構造は、図１７で示したマニホールド３に対しても実施可能である。即ち、該マニホールド３に中心側に突出する様に突出部７４を形成し、該突出部７４に前記水平部２１ｂを支持させる様にすればよい。
【００９４】
又、前記ガス供給ノズル２１の支持構造について、前記ガス供給ノズル２１の水平方向の動きを拘束する必要がある場合、例えばガス供給量が多くて前記ガス供給ノズル２１が水平方向に位置ずれしてしまう場合には、図６〜図１０で示した前記保護管６５の支持構造を適用してもよい。即ち、前記ガス供給ノズル２１に屈曲部６５ｃと係止ブロック８３を設けて、溝底部９５の上面に係止Ａ凹部８５を突設し、前記係止ブロック８３の底面に係止Ｂ凹部８６を突設し、係止Ａ凹部８５と係止Ｂ凹部８６に前記鉤片８９を掛渡って嵌合する様に係止駒８７を設ける様にしてもよい。つまり、保護管６５やガス供給ノズル２１の様に管材の支持構造として、図６〜図１０で示した支持構造は有効である。
【００９５】
又、本発明では、地震時等前記インナチューブ３５に水平力、垂直力が作用した場合の転倒防止手段９９が設けられている（図１１〜図１５参照）。
【００９６】
前記円筒リング部７３の少なくとも３箇所、例えば円周３等分した位置に、軸孔１０１を水平方向に穿設し、該軸孔１０１に非金属部材、例えば石英製の転倒防止部材１０２を回転自在に装着する。
【００９７】
該転倒防止部材１０２は、軸部１０３と該軸部１０３の外端に直交状態で設けられた係止片１０４とを有している。
【００９８】
前記軸孔１０１の直下、前記円筒リング部７３に外接する接線方向に延びる係止溝１０５を前記外周辺部７１に刻設し、該外周辺部７１に前記係止片１０４が嵌脱可能とする。
【００９９】
前記軸部１０３は前記軸孔１０１に所定の間隙を持って嵌合し、前記転倒防止手段９９が前記軸孔１０１に回転自在に支持される。又、前記軸部１０３は前記円筒リング部７３を貫通して内端が突出し、内端は前記インナチューブ３５のインナフランジ２６の上面に当接する様になっている。又、前記係止片１０４は自重で垂直状態に垂下し、前記係止溝１０５に遊嵌する。前記係止片１０４が前記係止溝１０５に遊嵌した状態では、前記転倒防止部材１０２は、前記係止片１０４と前記係止溝１０５間の遊び分だけ、水平方向に移動するが、前記軸孔１０１から外れることはない。又、前記インナチューブ３５の倒れに対しては、前記軸部１０３が前記インナフランジ２６に係合するので、前記インナチューブ３５の転倒が防止される。
【０１００】
従って、前記転倒防止部材１０２を前記軸孔１０１に装着するだけで、前記インナチューブ３５の転倒防止が実現できる。又、前記転倒防止部材１０２を取外す場合は、前記アウタチューブ３４を取外した状態、若しくは、前記マニホールド４１を前記アウタチューブ３４から取外した状態で、前記転倒防止部材１０２を前記軸部１０３を中心として少し回転させ、前記軸孔１０１から抜脱すればよい。
【０１０１】
又、図１７で示した従来の様に、金属部材のインナチューブ押え２４を金属部材のボルト２５で締込む等の煩雑な作業は必要なく、又前記転倒防止部材１０２は石英製であるので、腐食、金属汚染の心配はない。
【０１０２】
尚、本発明に係る転倒防止手段９９は、図１７で示したマニホールド３に対しても実施可能である。例えば、前記マニホールド３に突出部７４を形成し、該突出部７４に円筒リング部７３を形成し、前記インナチューブ３５が前記円筒リング部７３に内嵌する様な構造とすればよい。
【０１０３】
次に、以上の構成に係る基板処理装置を用いる本発明の一実施の形態であるＩＣの製造方法に於ける成膜工程を説明する。
【０１０４】
尚、以下の説明に於いて、ＣＶＤ装置を構成する各部の動作は前記コントローラ６８により制御される。
【０１０５】
所定数枚のウェーハ３８が前記ボート３７に装填されると、図１に示されている様に、該ボート３７は前記ボートエレベータ６１によって上昇され、前記処理室４に装入される。
【０１０６】
この状態では、前記シールキャップ５２は前記マニホールド４１下面（炉口）を気密にシールした状態となる。
【０１０７】
前記処理室４内が所望の圧力（真空度）となる様に前記排気装置４３によって排気される。この際、前記処理室４内の圧力は前記圧力センサ４４で検出され、検出された圧力に基づき前記圧力調整装置４５がフィードバック制御される。
【０１０８】
又、前記処理室４内が所望の温度となる様に前記ヒータ３２によって加熱される。この際、前記処理室４内が所望温度、及び温度分布となる様に、温度センサが検出した温度情報に基づき前記ヒータ３２への通電具合がフィードバック制御される。続いて、前記回転機構５５によって前記ボート３７を介して前記ウェーハ３８が前記処理室４内で回転される。
【０１０９】
前記ガス供給源４９から供給され前記ＭＦＣ４８によって所望の流量となる様に制御されたガスは、前記ガス供給管４７を流通して前記ガス供給ノズル２１から前記処理室４内に導入される。
【０１１０】
導入されたガスは前記処理室４内を上昇し、前記インナチューブ３５の上端開口から前記筒状空間３６に流下して前記排気管４２から排気される。
【０１１１】
ガスは前記処理室４内を通過する際にウェーハ３８の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウェーハ３８の表面上に薄膜が堆積される。
【０１１２】
予め設定された処理時間が経過すると、前記ガス供給源４９から不活性ガスが供給されて、前記処理室４内が不活性ガスに置換されると共に、前記処理室４内の圧力が常圧に復帰される。
【０１１３】
その後、前記ボートエレベータ６１によって前記シールキャップ５２が下降されて、前記処理室４の下端が開口されると共に、処理済ウェーハ３８が前記ボート３７に保持された状態で、前記処理室４の外部に搬出される。処理済ウェーハ３８は前記ボート３７から払出される。
【０１１４】
上記実施の形態ではＣＶＤ装置について説明したが、本発明はこれに限らず、アニール、酸化、拡散及びリフローの様な熱処理に使用される熱処理装置等の基板処理装置全般に適用することができる。又、基板はウェーハに限らず、ホトマスクやプリント配線基板、液晶パネル、光ディスク及び磁気ディスク等であってもよい。
【０１１５】
反応管は、アウタチューブとインナチューブの２重管仕様として説明したが、アウタチューブのみの１重管仕様であっても本発明は適用可能である。
【０１１６】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【０１１７】
（付記１）内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、温度検出器を収納し、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管と、前記突出部に設けられ、前記保護管の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【０１１８】
（付記２）前記保護管移動抑制部は、少なくとも一端に鉤片を有し、前記保護管移動抑制部の回転により、前記鉤片が前記保護管と前記マニホールドに掛渡って嵌脱可能である付記１の基板処理装置。
【０１１９】
（付記３）前記保護管は前記マニホールドを水平方向に挿通する水平部と、反応管に沿って立設する垂直部とを有し、前記水平部と前記垂直部とのコーナ部に係止ブロックが固着され、前記突出部は前記保護管垂直部が嵌合する保護管収納溝を有すると共に前記係止ブロックに対峙する溝底部を有し、該溝底部と前記係止ブロック間に前記保護管移動抑制部を収納する間隙が形成された付記１の基板処理装置。
【０１２０】
（付記４）前記係止ブロックの底面、前記溝底部の上面にはそれぞれ係止凹部が形成され、前記鉤片は前記両係止凹部に嵌脱可能である付記３の基板処理装置。
【０１２１】
（付記５）内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される管材と、前記突出部に設けられ、前記管材の移動を抑制する非金属部材で構成される管材移動抑制部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の断面図である。
【図２】該基板処理装置の下部拡大断面図である。
【図３】該基板処理装置に於けるマニホールド部分を下方から見た斜視図である。
【図４】該マニホールド部分を上方から見た部分斜視図である。
【図５】該マニホールド単体の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に於ける保護管支持部の断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ矢視図である。
【図８】前記保護管支持部の断面斜視図である。
【図９】図８のＢ部拡大図である。
【図１０】前記保護管支持部に用いられる係止駒の拡大斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態に於けるガス供給ノズル支持部分の断面図である。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１３】図１１のＤ矢視図である。
【図１４】本発明の実施の形態に於ける転倒防止手段の斜視図である。
【図１５】図１４のＥ部拡大図である。
【図１６】従来の基板処理装置に於ける保護管支持構造を示す断面図である。
【図１７】従来の基板処理装置に於けるガス供給ノズル支持構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２３】
４ 処理室
１１ 保護管支持ポート
２１ ガス供給ノズル
２６ インナフランジ
３３ 反応管
３４ アウタチューブ
３５ インナチューブ
３７ ボート
４１ マニホールド
５２ シールキャップ
６５ 保護管
７３ 円筒リング部
７４ 突出部
７６ 保護管挿通孔
７７ 溝底部
７８ 保護管収納溝
７９ 欠切部
８１ 膨出部
８４ 間隙
８５ 係止Ａ凹部
８６ 係止Ｂ凹部
８７ 係止駒
８９ 鉤片
９２ ノズル挿通孔
９４ ノズル収納溝
９９ 転倒防止手段
１０２ 転倒防止部材
１０４ 係止片
１０５ 係止溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、温度検出器を収納し、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管と、前記突出部に設けられ、前記保護管の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記突出部の内壁側には前記保護管の移動を抑制する溝が形成されている請求項１の基板処理装置。
【請求項３】
蓋体によって保持された基板を非金属部材で構成された反応管内に搬入しつつ、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出された突出部を有し、非金属部材で構成されているマニホールドの開口部を、前記蓋体によって閉じるステップと、非金属部材で構成される保護管移動抑制部で前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管の移動を抑制して、該保護管内に収納される温度検出器で前記反応管内の温度を検出しつつ前記反応管内を加熱し、基板を処理するステップと、該基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップとを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
内部で基板を処理する反応管と、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出した突出部を有する非金属部材で構成されるマニホールドと、温度検出器を収納し、前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管と、前記突出部に設けられ、前記保護管の移動を抑制する非金属部材で構成される保護管移動抑制部とを備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記突出部の内壁側には前記保護管の移動を抑制する溝が形成されている請求項１の基板処理装置。
【請求項３】
蓋体によって保持された基板を非金属部材で構成された反応管内に搬入しつつ、該反応管に連設され、該反応管の内壁より該反応管の軸心側に突出された突出部を有し、非金属部材で構成されているマニホールドの開口部を、前記蓋体によって閉じるステップと、非金属部材で構成される保護管移動抑制部で前記マニホールドに保持されつつ前記反応管内に設けられ、非金属部材で構成される保護管の移動を抑制して、該保護管内に収納される温度検出器で前記反応管内の温度を検出しつつ前記反応管内を加熱し、基板を処理するステップと、該基板を前記反応管内から搬出しつつ、前記マニホールドの開口部を前記蓋体により開くステップとを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【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】
【公開番号】特開２０１０−５６２４９（Ｐ２０１０−５６２４９Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１８８４６（Ｐ２００８−２１８８４６）
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【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２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【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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