(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室をＯリングを介して炉口蓋により気密に閉塞可能とし、該炉口蓋と反応室との境界で前記Ｏリングの外側に前記反応室から漏出したガスの成分を検知する為の検知用流路を設け、該検知用流路に検知ポートを連通させ、該検知ポートより吸引する様構成したことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記Ｏリングは、前記境界で前記検知用流路よりも前記反応室側にのみ設けられた請求項１の半導体製造装置。
【請求項３】
前記Ｏリングと前記検知用流路の中心側壁面との距離を該検知用流路の外周側壁面と前記炉口蓋外周端との距離より短くした請求項１の半導体製造装置。
【請求項４】
反応室をＯリングを介して炉口蓋により気密に閉塞可能とし、該炉口蓋と反応室との境界で前記Ｏリングの外側に検知用流路を設け、該検知用流路に検知ポートを連通させ、該検知ポートより吸引する様構成し、前記検知用流路の断面形状の前記Ｏリング側部分を外周側部分より大きくしたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項５】
炉口蓋を上昇させ反応室へ被処理物を装填したボートを装入する工程と、前記反応室をＯリングを介して前記炉口蓋により気密に閉塞する工程と、前記反応室で前記被処理物を処理する工程と、前記炉口蓋と反応室との境界であって前記Ｏリングの外側に前記反応室から漏出したガスの成分を検知する為に設けられた検知用流路から検知ポートを介して吸引する工程と、吸引されたガスの成分をガス検知器により検知する工程と、前記被処理物の処理が完了すると前記ボートを前記反応室から引出す工程とを有することを特徴とする半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造工程の前処理工程に属する拡散、化学気相成長を行う為の半導体製造装置及び半導体製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造工程の処理工程の１つに拡散、化学気相成長工程があり、斯かる処理を行う装置として縦型反応炉がある。
【０００３】
図２により、縦型炉を具備した縦型半導体製造装置の概略を説明する。
【０００４】
筐体１内部の後部上方に縦型炉２が設けられ、該縦型炉２の下方にボートエレベータ３が設けられている。該ボートエレベータ３の昇降スライダ４には前記縦型炉２の一部を成す炉口蓋５が取付けられ、該炉口蓋５にはボートキャップ６を介して石英製のボート７が載置される。該ボート７には被処理物であるウェーハ８が水平姿勢で多段に装填され保持されている。
【０００５】
前記ボートエレベータ３の前方にウェーハ移載機９が設けられ、該ウェーハ移載機９の更に前方に遮熱シャッタ１０を介在してカセット棚１１が設けられている。
【０００６】
該カセット棚１１はウェーハカセット１２を所要数収納し、前記ウェーハ８の半導体製造装置への搬入、搬出は前記ウエーハカセット１２に装填した状態で行われる。
【０００７】
前記ボートエレベータ３は前記ウェーハ８が装填されたボート７を前記縦型炉２に装入し、又、前記ボート７を装入することで前記炉口蓋５が前記縦型炉２の炉口部を閉塞する。前記縦型炉２内で前記ウェーハ８に所要の処理がなされ、処理が完了すると前記ボートエレベータ３により前記ボート７が引出される。
【０００８】
前記ボート７引出し直後は、該ボート７及び前記ウェーハ８は高温となっており、前記遮熱シャッタ１０は前記カセット棚１１の前記ウェーハ８への熱影響を防止する。又、前記ウェーハ移載機９は未処理ウェーハを前記カセット棚１１から前記ボート７へ移載し、処理ウェーハを前記ボート７から前記カセット棚１１へ移載する。
【０００９】
次に従来の縦型炉２について図３により説明する。
【００１０】
図中１３は均熱管であり、該均熱管１３の内部には石英製の反応管１４が同心に配設され、該反応管１４により反応室１５が画成されている。前記均熱管１３の周囲を囲繞する様に筒状のヒータ１６が同心に設けられ、該ヒータ１６はヒータベース１７に立設され、該ヒータベース１７には座受け１８を介してリング座１９が固着され、該リング座１９に前記均熱管１３が立設されている。
【００１１】
前記反応管１４は下端に外鍔状のフランジ部２０を有し、該フランジ部２０の外周端と上端を覆うフランジカバー２１と、前記フランジ部２０の下面外周端部に当接するフランジ受けリング２２とにより、前記フランジ部２０は挾持されている。前記フランジカバー２１内部には全周に亘り断面が横長の矩形の第１冷却水路２３が同心で２重に形成され、該第１冷却水路２３には図示しない冷却水供給管が接続されている。
【００１２】
前記反応管１４の下端開口部を閉塞可能な炉口蓋５は脚柱２４を介して前記ボートエレベータ３の前記昇降スライダ４に支持される。前記脚柱２４にボート受台２５が嵌着され、該ボート受台２５上にキャップ受けリング２６が同心に固着される。キャップ受けリング２６の上面にはベース２７が同心に配設され、該ベース２７は周縁部を前記ベース２７の板厚より僅かに厚い環状のＯリング押え２８により挾持され、該Ｏリング押え２８は前記キャップ受けリング２６に固着されている。前記ベース２７の上面には外周縁に沿って、全周に亘り溝２９が刻設され、該溝２９にＯリング３０が嵌入され、前記フランジ部２０と前記Ｏリング押え２８は前記Ｏリング３０を介在させて、気密に密着可能となっている。又、前記キャップ受けリング２６の内部には全周に亘り同心に外側部分と内側部分に２重に断面が横長の矩形の第２冷却水路３１が形成され、該第２冷却水路３１には図示しない冷却水供給管が接続されている。
【００１３】
前記ヒータベース１７下面に前記フランジ受けリング２２下端迄の前記反応管１４の周囲を覆う様、板金製のスカベンジャ３２が設けられ、該スカベンジャ３２の内周端は前記フランジ受けリング２２の外周端に近接して設けられ、前記スカベンジャ３２には図示しないダクトが連通されている。
【００１４】
前記ボートエレベータ３により前記昇降スライダ４が昇降することで前記ボート７の前記反応室１５への装入、引出しが行われ、前記炉口蓋５により前記反応管１４下端開口部が閉塞されることにより、前記反応室１５内は気密に保たれる。該反応室１５内で処理中発生するＮＯ、ＮＯX ガス等が前記反応管１４下端開口部から漏出した場合にガスの漏出を検知できる様、処理中、前記スカベンジャ３２内を前記ダクト（図示せず）を介して吸引する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の反応炉では前記Ｏリング３０だけで炉口部開閉部分の気密性を保っている為、該反応室１５内のガスが該炉口部開閉部分より漏出する可能性がある。又、漏出しても検知する迄にある程度時間が掛かり、漏出確認後、ガスの供給を停止させた時には既にガスが半導体装置内に充満した状態となっており、漏出箇所の特定が困難となる為、復旧に長時間を要するという問題点があった。
【００１６】
又、漏出を抑制し、而も漏出があった場合に直ちに検出を可能とするものに図４に示すものがある。これは、前記ベース２７の上面に全周に亘り２条の同心の第１Ｏリング溝３３、第２Ｏリング溝３４を刻設し、該第１Ｏリング溝３３、第２Ｏリング溝３４にそれぞれ第１Ｏリング３５と第２Ｏリング３６を嵌設し、前記フランジ部２０と前記べ−ス２７間を前記第１Ｏリング３５、第２Ｏリング３６を介して気密に保ち、該第１Ｏリング３５と第２Ｏリング３６との間に形成した空隙３７に吸引管３８を連通し、該吸引管３８を介して前記空隙３７内を真空引きすることにより該空隙３７内を負圧とし、炉口部から外部へガスが漏出するのを防止するものである。しかし、この場合には、炉口部の構造が複雑となり生産コストが上昇し、又、メンテナンスも困難となるという問題があった。
【００１７】
本発明は斯かる実情に鑑み、炉口部から外部へガスが漏出することを防止し、又、ガスの漏出を瞬時に検知することができ、メンテナンスの容易化を図ろうとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応室をＯリングを介して炉口蓋により気密に閉塞可能とし、該炉口蓋と反応室との境界で前記Ｏリングの外側に前記反応室から漏出したガスの成分を検知する為の検知用流路を設け、該検知用流路に検知ポートを連通させ、該検知ポートより吸引する様構成した半導体製造装置に係り、又前記Ｏリングは、前記境界で前記検知用流路よりも前記反応室側にのみ設けられた半導体製造装置に係り、又前記Ｏリングと前記検知用流路の中心側壁面との距離を該検知用流路の外周側壁面と前記炉口蓋外周端との距離より短くした半導体製造装置に係り、又反応室をＯリングを介して炉口蓋により気密に閉塞可能とし、該炉口蓋と反応室との境界で前記Ｏリングの外側に検知用流路を設け、該検知用流路に検知ポートを連通させ、該検知ポートより吸引する様構成し、前記検知用流路の断面形状の前記Ｏリング側部分を外周側部分より大きくした半導体製造装置に係り、又炉口蓋を上昇させ反応室へ被処理物を装填したボートを装入する工程と、前記反応室をＯリングを介して前記炉口蓋により気密に閉塞する工程と、前記反応室で前記被処理物を処理する工程と、前記炉口蓋と反応室との境界であって前記Ｏリングの外側に前記反応室から漏出したガスの成分を検知する為に設けられた検知用流路から検知ポートを介して吸引する工程と、吸引されたガスの成分をガス検知器により検知する工程と、前記被処理物の処理が完了すると前記ボートを前記反応室から引出す工程とを有する半導体製造方法に係るものであり、前記検知用流路内の前記Ｏリング側の排気抵抗を小さくし、該反応炉から外部へのガスの漏出を防ぎ、ガスの漏出を瞬時に検知する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図中４５は有天筒状のヒータであり、該ヒータ４５の内部には石英製の均熱管４６、石英製の反応管４７が同心多重に配設され、該反応管４７により反応室４８が画成されている。前記ヒータ４５はヒータベース４９に立設され、該ヒータベース４９には座受け５０を介してリング座５１が固着され、該リング座５１に均熱管４６が立設されている。
【００２１】
前記反応管４７は下端に外鍔状を成すフランジ部５２を有し、該フランジ部５２を介し前記反応管４７が炉口フランジ５３に立設されている。該炉口フランジ５３の上面には前記反応管４７と同心で全周に亘り、第１Ｏリング溝５４が刻設され、該第１Ｏリング溝５４には中心側から第１Ｏリング５５、バックアップ材５６が嵌設される。前記フランジ部５２は前記炉口フランジ５３に固着されるフランジカバー５７と炉口フランジ５３とで挾持され、前記フランジ部５２と前記炉口フランジ５３との間は前記第１Ｏリング５５を介して気密にシールされる。前記フランジカバー５７内部には円環状の第１冷却水路５８が全周に亘り設けられ、該第１冷却水路５８には冷却水供給管（図示せず）が接続され、前記炉口フランジ５３内部の前記第１Ｏリング溝５４下方には全周に亘り、円環上の第２冷却水路５９が設けられ、該第２冷却水路５９は図示しない冷却水供給管と接続され、前記炉口フランジ５３の下面には全周に亘り、円環状の第１検知用溝６０が刻設されている。
【００２２】
前記反応管４７の下端開口部を閉塞可能な炉口蓋６１は脚柱６２を介して図示しないボートエレベータの昇降エレベータに支持される。前記脚柱６２にボート受台６３が嵌着され、該ボート受台６３上にキャップ受けリング６４が同心に固着され、キャップ受けリング６４の上面にはベース６５が同心に配設されている。該ベース６５は前記炉口フランジ５３の下面を前記炉口蓋６１が閉塞された時、前記ベース６５の外周面が前記炉口フランジ５３と非接触で前記反応管４７の内面より外側に位置し、且前記ベース６５の周縁上面が前記フランジ部５２の下面に非接触となる様、前記ベース６５の周縁部の厚みは前記炉口フランジ５３の厚みより僅かに薄くなっている。
【００２３】
前記キャップ受けリング６４の上面には全周に亘り、円環状の第２検知用溝６６が刻設され、該第２検知用溝６６の中心側壁面は前記第１検知用溝６０の中心側壁面と同位置であり、前記第２検知用溝６６の幅は前記第１検知用溝６０の幅より大きく、前記炉口蓋６１が前記炉口フランジ５３の下面を閉塞した時、前記第１検知用溝６０と前記第２検知用溝６６により検知用流路６７が形成され、該検知用流路６７の断面は中心側に凸部を有するＬ字形を成す。前記炉口フランジ５３を貫通する検知ポート６８は対称位置に２箇所、前記検知用流路６７の段差面から該検知用流路６７に連通している。
【００２４】
前記キャップ受けリング６４の上面で前記第２検知用溝６６より中心側、且該第２検知用溝６６近傍には全周に亘り第２Ｏリング溝６９が設けられ、該第２Ｏリング溝６９と前記第２検知用溝６６中心側壁面との距離は、該第２検知用溝６６外周側壁面と前記キャップ受けリング６４の外周端との距離より短い。前記第２Ｏリング溝６９内に第２Ｏリング７０が嵌設され、前記炉口フランジ５３と前記炉口蓋６１は前記第２Ｏリング７０を介して気密に閉塞可能となっている。又、前記キャップ受けリング６４の内部で前記第２Ｏリング溝６９の下方直近には、全周に亘り円環状の第３冷却水路７１が設けられている。
【００２５】
以下、作動を説明する。
【００２６】
前記ボートエレベータ（図示せず）により前記炉口蓋６１を昇降させることで前記反応室４８内へのボート（図示せず）の装入、引出しを行う。
【００２７】
前記反応室４８へ前記ボート（図示せず）を完全に装入した状態では、前記キャップ受けリング６４が前記炉口フランジ５３の下面に当接し、前記第２Ｏリング７０が前記炉口フランジ５３に密着することにより前記反応室４８の内外を気密に保つ。
【００２８】
前記検知ポート６８を介して図示しないポンプにより前記検知用流路６７内が真空引され、負圧に保たれる。吸引されたガスの成分は常時ガス検知器（図示せず）によって検知されている。更に、該検知用流路６７の断面形状は前記第２Ｏリング７０側部分が前記検知ポート６８を連通させた外周側部分より大きく、該検知用流路６７と前記第２Ｏリング７０との距離が短い為、該第２Ｏリング７０側の排気抵抗は小さくなる。従って、前記第２Ｏリング７０の気密性が低下して前記反応室４８内のガスが前記検知用流路６７内に漏出しても、該検知用流路６７内のガスを外部に漏出することがなく、又、吸引されたガスの成分は常時ガス検知器によって検知されているので、ガスの漏出を瞬時に検知する。
【００２９】
尚、上記実施の形態に於いては、縦型炉について説明したが、他の反応炉の炉口部に使用してもよい。又、検知用溝は炉口蓋又は炉口フランジのどちらか一方に刻設してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、炉口部開閉部分のＯリングの気密性が低下しても外部にガスが漏出することなく、前記検知用流路内へ漏出した場合も瞬時に検知できると共に漏れ箇所の特定も容易で、ガス漏出後の半導体製造装置の復旧、立上げが容易となる。又、気密性を高める為に要する生産コストの上昇を抑え、更に、メンテナンスが容易となる等、種々の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図である。
【図２】従来の縦型半導体製造装置の概略説明図である。
【図３】従来例を示す断面図である。
【図４】他の従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
５３        炉口フランジ
５７        フランジカバー
６０        第１検知用溝
６１        炉口蓋
６４        キャップ受けリング
６５        ベース
６６        第２検知用溝
６７        検知用流路
６８        検知ポート
【図１】
0003657386.tif 000002
【図２】
0003657386.tif 000003
【図３】
0003657386.tif 000004
【図４】
0003657386.tif 000005