(57)【要約】      （修正有）【課題】ガス配管同士を接続するフランジ部に於いて、該フランジ部を加熱するヒータの寿命の延長を図ると共に、前記フランジ部を効率よく加熱可能な基板処理装置を提供する。【解決手段】基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部４４ａ，４６ａを介してクランパ３によって接続され、該フランジ部に連続する直管部４４，４６にヒータ９４を設けると共に前記フランジ部にもヒータ９３，９５を設け、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材９２を設けた。【選択図】図５
2011171509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部を介して接続され、該フランジ部と該フランジ部に連続する直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材を設けたことを特徴とする基板処理装置。
【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、ガラス基板等の基板に薄膜の生成、酸化処理、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行う基板処理装置、特にガス給排系の配管に継手部分を有する基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置として、基板を１枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置と、所要枚数の基板を一度に処理するバッチ式の基板処理装置とがある。
【０００３】
バッチ式の基板処理装置では、縦型炉を有し、該縦型炉の処理室に所要枚数の基板を収納し、処理している。
【０００４】
前記縦型炉の処理室を画成する反応管は有天筒形状をしており、該反応管を囲繞する様に配設された加熱装置を具備している。前記処理室では、基板（ウェーハ）が基板保持具（ボート）により水平姿勢で多段に支持され、前記処理室が所定の処理圧に減圧され、所定温度に加熱され、更に処理ガスが導入されつつ排気されることで、基板表面に所要の処理がなされる様になっている。
【０００５】
前記処理室にガス供給管を介して処理ガスを導入するガスノズルが前記反応管の壁面に沿って立設され、該ガスノズルは前記ガス供給管の端部に形成されたフランジ部を介して接続されている。又、前記処理室から処理ガスを排気するガス排気管がガス排気口の端部に形成されたフランジ部を介して接続されている。
【０００６】
フランジ部は、他の配管部と比較して径が大きく、厚みがある為温度が上がりにくく、又表面積が大きい為外気の影響を受け易い。従って、使用するガス種によってはガス供給時に於ける処理ガスの液化、或は処理後に副生成物の固形化が発生し、ウェーハの成膜に悪影響を及す虞れがある。その為、フランジ部を常温以上に加熱することにより、処理ガスの液化或は副生成物の固形化を防止する必要があった。
【０００７】
図７〜図１１に於いて、従来のフランジ部の加熱構造について説明する。
【０００８】
配管１，１の端部にフランジ部２，２が形成され、該フランジ部２，２は、図８（Ａ）（Ｂ）に示される様なクランパ３により接続される。該クランパ３は複数の断面コ字状のクランプ片４を、ジョイント片５により屈曲自在に連結したものであり、前記配管１，１同士を接続する際には、前記クランパ３のコ字部分で前記フランジ部２，２を挟込み、更に前記ジョイント片５を締込むことで、前記フランジ部２，２の接合面を介して該フランジ部２，２が気密に接続される。
【０００９】
又、前記フランジ部２，２の周面（図１１（Ａ）中では該フランジ部２，２の上下）には、前記クランパ３を覆う様にフランジ部ヒータ６が設けられており、該フランジ部ヒータ６は、断面コ字状の断熱材７と、該断熱材７のコ字部の底面に所定間隔で貼付けられた複数の平面ヒータであるフランジ部周面ヒータ８から構成されている。前記断熱材７は、前記配管１の軸心方向（図１１（Ａ）中では左右方向）に切れ目９を有し、該切れ目９を介して前記フランジ部ヒータ６が前記クランパ３を覆える様になっている。
【００１０】
前記フランジ部２，２を加熱する場合には、前記フランジ部周面ヒータ８により前記クランパ３を加熱し、前記フランジ部２，２周辺の雰囲気及び前記クランパ３からの熱伝導により、前記フランジ部２，２を所定の温度迄加熱する様になっている。
【００１１】
然し乍ら、前記クランパ３に被せられた前記フランジ部ヒータ６により加熱を行った場合、前記フランジ部周面ヒータ８と前記フランジ部２，２との間には前記クランパ３が介在し、又前記クランプ片４，４間の間隔と前記フランジ部周面ヒータ８，８間の間隔が異なり、該フランジ部周面ヒータ８と前記クランプ片４とが必ずしも接触しない為、前記フランジ部周面ヒータ８からの熱が前記フランジ部２，２に効率よく伝導せず、加熱の為に多くの消費電力を使用し、前記フランジ部周面ヒータ８が過熱の為に断線する可能性があった。
【００１２】
その為、前記フランジ部２，２を目標温度迄加熱することなく、寿命を重視して前記フランジ部周面ヒータ８を低消費電力で使用する場合が多かった。
【００１３】
尚、配管の異形部を被覆する被覆部を樹脂にして構成したことで、電熱線からの熱を被覆部を介して異形部に均一に加熱できる配管用ヒータとして、特許文献１に示されるものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−１５９６８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は斯かる実情に鑑み、ガス配管同士を接続するフランジ部に於いて、該フランジ部を加熱するヒータの寿命の延長を図ると共に、前記フランジ部を効率よく加熱可能な基板処理装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部を介して接続され、該フランジ部と該フランジ部に連続する直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材を設けた基板処理装置に係るものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部を介して接続され、該フランジ部と該フランジ部に連続する直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材を設けたので、前記フランジ部を目標温度迄上昇させる際に、前記ヒータに対して大きな電力を供給する必要がなくなり、該ヒータの寿命を延長させると共に、加熱効率を向上させることができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る基板処理装置の斜視図である。
【図２】該基板処理装置に於ける処理炉の概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に於けるフランジ部ヒータであり、（Ａ）はフランジ部ヒータの正断面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ矢視図を示している。
【図４】本発明の第１の実施例に於ける接続部であり、（Ａ）は接続部の正断面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ矢視図を示している。
【図５】本発明の第２の実施例を示す接続部の正断面図である。
【図６】本発明の第３の実施例を示す接続部の正断面図である。
【図７】配管同士の接続部であり、（Ａ）は接続部の正面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ矢視図を示している。
【図８】（Ａ）はクランパの正面図を示し、（Ｂ）はクランパの側面図を示している。
【図９】（Ａ）は従来のフランジ部ヒータの正断面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＤ−Ｄ矢視図を示している。
【図１０】（Ａ）はフランジ部をクランパによって固定した場合の正断面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＥ−Ｅ矢視図を示している。
【図１１】（Ａ）はクランパにより固定したフランジ部に従来のフランジ部ヒータを取付けた場合の正断面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＦ−Ｆ矢視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００２０】
先ず、図１に於いて、本発明が実施される基板処理装置の一例について説明する。
【００２１】
尚、以下の説明では、基板処理装置として基板に酸化、拡散処理やＣＶＤ処理等を行う縦型の基板処理装置を適用した場合について述べる。
【００２２】
本発明に於ける基板処理装置１１では、シリコン等からなるウェーハ１２の搬送は、基板収容器としてのカセット１３にウェーハ１２を装填した状態で行われる。
【００２３】
図中、１４は筐体であり、該筐体１４の正面には、カセット搬入搬出口１５が前記筐体１４内外を連通する様に開設されており、前記カセット搬入搬出口１５はフロントシャッタ（図示せず）によって開閉される様になっている。
【００２４】
前記カセット搬入搬出口１５と隣接してカセットステージ（基板収容器受渡し台）１６が設置されている。カセット１３は前記カセットステージ１６上に工程内搬送装置（図示せず）によって搬入され、又、前記カセットステージ１６上から搬出される様になっている。
【００２５】
該カセットステージ１６は、工程内搬送装置によって、カセット１３内のウェーハ１２が垂直姿勢となり、カセット１３のウェーハ出入り口が上方向を向く様に載置される。前記カセットステージ１６は、カセット１３を前記筐体１４後方に右回り縦方向に９０°回転し、カセット１３内のウェーハ１２が水平姿勢となり、カセット１３のウェーハ出入り口が前記筐体１４後方を向く様に動作可能となる様構成されている。
【００２６】
前記筐体１４内の前後方向の略中央部には、カセット棚（基板収容器載置棚）１７が設置されており、該カセット棚１７は複数段複数列に、複数個のカセット１３を保管する様に構成されている。前記カセット棚１７にはウェーハ移載機構（基板移載機構）１８の搬送対象となるカセット１３が収納される移載棚１９が設けられている。
【００２７】
又、前記カセットステージ１６の上方には予備カセット棚２１が設けられ、予備的にカセット１３を保管する様に構成されている。
【００２８】
前記カセットステージ１６と前記カセット棚１７との間には、カセット搬送装置（基板収容器搬送装置）２２が設置されている。該カセット搬送装置２２は、カセット１３を保持したまま昇降可能なカセットエレベータ（基板収容器昇降機構）２３と水平搬送機構としてのカセット搬送機構（基板収容器搬送機構）２４とで構成されており、前記カセットエレベータ２３と前記カセット搬送機構２４との協働により、前記カセットステージ１６、前記カセット棚１７、前記予備カセット棚２１との間で、カセット１３を搬送する様構成されている。
【００２９】
前記カセット棚１７の後方には、前記ウェーハ移載機構１８が設置されており、該ウェーハ移載機構１８は、ウェーハ１２を水平方向に回転可能及び直動可能なウェーハ移載装置（基板移載装置）２５及び該ウェーハ移載装置２５を昇降させる為のウェーハ移載装置エレベータ（基板移載装置昇降機構）２６とで構成されている。該ウェーハ移載装置エレベータ２６及び前記ウェーハ移載装置２５の協働により、ボート２７に対してウェーハ１２を装填及び払出しする様に構成されている。
【００３０】
前記筐体１４内部の後部には気密な耐圧容器であるロードロック室２８（図２参照）が設けられ、該ロードロック室２８の上方には処理炉２９が設けられている。該処理炉２９の下端は開口され、開口は炉口を形成し、該炉口は炉口シャッタ（炉口開閉機構）３１により開閉される様に構成されている。
【００３１】
前記ロードロック室２８の内部には、前記ボート２７を昇降して前記処理炉２９に装脱される昇降機構としてのボートエレベータ（基板保持具昇降機構）３２が設けられ、該ボートエレベータ３２からはボートアーム３３が水平方向に延出し、該ボートアーム３３には前記炉口を気密に閉塞するシールキャップ３４が設けられ、該シールキャップ３４には前記ボート２７が垂直に載置される。
【００３２】
該ボート２７は、石英等ウェーハ１２を汚染しない材質で構成され、ウェーハ１２を水平姿勢で多段に保持する様になっている。
【００３３】
前記カセット棚１７の上方には、清浄化した雰囲気であるクリーンエアを供給する様供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット３５が設けられており、クリーンエアを前記筐体１４内部に流通させる様に構成している。
【００３４】
又、前記ウェーハ移載装置エレベータ２６に対向し、該ウェーハ移載装置エレベータ２６に向ってクリーンエアを供給する様、供給ファン及び防塵フィルタで構成されたクリーンユニット３６が設置されており、該クリーンユニット３６から吹出されたクリーンエアは、前記ウェーハ移載装置２５、前記ボート２７を流通した後に、図示しない排気装置に吸込まれて、前記筐体１４の外部に排気される様になっている。
【００３５】
次に、本発明の基板処理装置１１の動作について説明する。
【００３６】
前記カセット搬入搬出口１５がフロントシャッタ（図示せず）によって開放される。その後、カセット１３は前記カセット搬入搬出口１５から搬入され、前記カセットステージ１６の上にウェーハ１２が垂直姿勢であって、カセット１３のウェーハ出入り口が上方向を向く様に載置される。前記カセットステージ１６は、カセット１３内のウェーハ１２が水平姿勢となり、カセット１３のウェーハ出入り口が筐体１４後方を向く様に、カセット１３を載置する。
【００３７】
前記カセット搬送装置２２は、カセット１３を、前記カセット棚１７又は予備カセット棚２１の指定された棚位置へ搬送する。カセット１３は、前記カセット棚１７又は前記予備カセット棚２１に一時的に保管された後、前記カセット棚１７又は前記予備カセット棚２１から前記カセット搬送装置２２によって前記移載棚１９に移載されるか、或は前記カセットステージ１６から直接前記移載棚１９に搬送される。
【００３８】
カセット１３が前記移載棚１９に移載されると、ウェーハ１２はカセット１３から前記ウェーハ移載装置２５によって降下状態の前記ボート２７に装填（チャージング）される。該ボート２７にウェーハ１２を移載すると、前記ウェーハ移載装置２５はカセット１３に戻り、次のウェーハ１２を前記ボート２７に装填する。
【００３９】
予め指定された枚数のウェーハ１２が前記ボート２７に装填されると、前記炉口シャッタ３１が炉口を開放する。続いて、ウェーハ１２群を保持した前記ボート２７は前記シールキャップ３４が前記ボートエレベータ３２によって上昇されることにより、前記処理炉２９内へ装入されていく。
【００４０】
装入後は、該処理炉２９にてウェーハ１２に任意の処理が実行される。
【００４１】
処理後は、上述と逆の手順で、ウェーハ１２及びカセット１３は前記筐体１４の外部へと払出される。
【００４２】
次に上記基板処理装置１１に用いられる処理炉２９の一例について、図２により説明する。
【００４３】
該処理炉２９は加熱手段としてのヒータ３７を有する。該ヒータ３７は円筒形状であり、ヒータ素線とその周囲に設けられた断熱部材により構成され、図示しない保持体に支持されることにより垂直に据付けられている。
【００４４】
前記ヒータ３７の内側には、該ヒータ３７と同心に反応管３８が配設されている。該反応管３８は、石英（ＳｉＯ2 ）又は炭化珪素（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。
【００４５】
前記反応管３８の内側に、処理室３９を画成する。該処理室３９には前記ボート２７が収納される。
【００４６】
前記反応管３８の下方には、同一中心線上にインレットフランジ４１が配設されている。該インレットフランジ４１は、例えば、ステンレス等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。
【００４７】
該インレットフランジ４１は前記ロードロック室２８の天板に設けられ、前記インレットフランジ４１に前記反応管３８が立設される。尚、前記インレットフランジ４１と前記反応管３８との間には、シール部材としてのＯリング４２が設けられている。前記反応管３８と前記インレットフランジ４１により反応容器が形成される。
【００４８】
前記インレットフランジ４１には、ガス排気管４３が設けられると共に、ガス供給管４４が設けられ、該ガス供給管４４にはガスノズル４６が接続部４５を介して図示しないフランジ部材により接続されている。前記ガスノズル４６は前記反応管３８の内壁面に沿って垂直に延出する垂直部と、前記インレットフランジ４１を水平に貫通する水平部とを具備している。又、図示はしていないが、前記ガス排気管４３は、前記インレットフランジ４１に形成されたガス排気口（図示せず）がクランパ３（図８参照）を介して接続されている。
【００４９】
前記ガス供給管４４は、上流側で３つに分かれており、バルブ４７，４８，４９とガス流量制御装置としてのＭＦＣ５１，５２，５３を介して第１ガス供給源５４、第２ガス供給源５５、第３ガス供給源５６にそれぞれ接続されている。
【００５０】
前記ＭＦＣ５１，５２，５３及び前記バルブ４７，４８，４９には、ガス流量制御部５７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流量となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００５１】
前記ガス排気管４３の下流側には、図示しない圧力センサ及び圧力調整器としてのＡＰＣバルブ５８を介して真空ポンプ等の真空排気装置５９が接続されている。圧力センサ及び前記ＡＰＣバルブ５８には、圧力制御部６１が電気的に接続されており、該圧力制御部６１は、圧力センサにより検出された圧力に基づいて前記ＡＰＣバルブ５８の開度を調節することにより、前記処理室３９の圧力が所望の圧力となる様所望のタイミングにて制御する様構成されている。
【００５２】
前記インレットフランジ４１は前記ロードロック室２８の上面に気密に連設され、該ロードロック室２８の天板には前記インレットフランジ４１と連通する開口が穿設され、該開口と前記インレットフランジ４１下端の開口とは炉口６２を形成する。
【００５３】
該炉口６２は、シールキャップ３４により、気密に閉塞される。該シールキャップ３４は、例えばステンレス等の金属製であり、円盤状に形成されている。前記シールキャップ３４の上面には、前記炉口６２の下面と当接するシール部材としてのＯリングが設けられている。
【００５４】
前記シールキャップ３４には、回転機構６４が設けられている。該回転機構６４の回転軸６５は前記シールキャップ３４を貫通して前記ボート２７に接続されており、該ボート２７を回転させることでウェーハ１２を回転させる様に構成されている。
【００５５】
前記シールキャップ３４は、前記処理炉２９の外側に設けられた昇降機構として前記ボートエレベータ３２によって垂直方向に昇降される様に構成されており、これにより前記ボート２７を前記処理室３９に対し装脱することが可能となっている。前記回転機構６４及び前記ボートエレベータ３２には、駆動制御部６６が電気的に接続されており、所望の動作をする様所望のタイミングにて制御する様構成されている。
【００５６】
前記ボート２７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１２を水平姿勢で且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様に構成されている。尚、前記ボート２７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６７が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、前記ヒータ３７からの熱が前記インレットフランジ４１側に伝わり難くなる様構成されている。
【００５７】
前記ヒータ３７及び温度検出器（図示せず）には、温度制御部６８が電気的に接続されており、温度検出器により検出された温度情報に基づき前記ヒータ３７への通電具合を調節することにより前記処理室３９の温度が所望の温度分布となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。
【００５８】
上記した処理炉２９の構成に於いて、第１の処理ガスは、前記第１ガス供給源５４から供給され、前記ＭＦＣ５１でその流量が調節された後、前記バルブ４７を介して、前記ガス供給管４４、前記ガスノズル４６により前記処理室３９に導入される。第２の処理ガスは、前記第２ガス供給源５５から供給され、前記ＭＦＣ５２でその流量が調節された後、前記バルブ４８を介して前記ガス供給管４４、前記ガスノズル４６により前記処理室３９に導入される。第３の処理ガスは、前記第３ガス供給源５６から供給され、前記ＭＦＣ５３でその流量が調節された後、前記バルブ４９を介して前記ガス供給管４４、前記ガスノズル４６より前記処理室３９に導入される。又、該処理室３９のガスは、前記ガス排気管４３に接続された排気装置としての前記真空排気装置５９により、前記処理室３９から排気される。
【００５９】
次に、本発明で用いられる基板処理装置の処理炉２９周辺の構成について説明する。
【００６０】
予備室としての前記ロードロック室２８の外面に下基板６９が設けられる。該下基板６９にはガイドシャフト７１、ボール螺子７２が立設され、前記ガイドシャフト７１、前記ボール螺子７２の上端には上基板７３が固着される。
【００６１】
昇降台７４は前記ガイドシャフト７１に摺動自在に嵌合すると共に、前記ボール螺子７２に螺合する。該ボール螺子７２は前記上基板７３に設けられた昇降モータ７５に連結され、該昇降モータ７５によって前記ボール螺子７２が回転されることにより前記昇降台７４が昇降する様に構成されている。
【００６２】
前記昇降台７４には中空の昇降シャフト７６が気密に垂設され、該昇降シャフト７６は前記昇降台７４と共に昇降する様になっている。前記昇降シャフト７６は前記ロードロック室２８の天板７７を遊貫し、前記昇降シャフト７６が貫通する前記天板７７の貫通孔は前記昇降シャフト７６に対して接触することがない様充分な余裕がある。
【００６３】
前記ロードロック室２８と前記昇降台７４との間には前記昇降シャフト７６の周囲を覆う様に伸縮性を有する中空伸縮体としてのベローズ７８が前記ロードロック室２８を気密に保つ為に設けられる。前記ベローズ７８は前記昇降台７４の昇降量に対応できる充分な伸縮量を有し、前記ベローズ７８の内径は前記昇降シャフト７６の外径に比べ充分に大きく前記ベローズ７８の伸縮で接触することがない様に構成されている。
【００６４】
前記昇降シャフト７６の下端には前記ボートアーム３３が水平に設けられる。
【００６５】
該ボートアーム３３は中空構造となっており、上面には前記昇降シャフト７６の下端が固着された昇降基板７９が設けられる。
【００６６】
該昇降基板７９の下面にはＯリング等のシール部材８１を介して駆動部カバー８２が気密に取付けられる。該駆動部カバー８２と前記昇降基板７９とで前記ボートアーム３３が構成されている。この構成により、該ボートアーム３３内部は前記ロードロック室２８内の雰囲気と隔離される。
【００６７】
又、前記ボートアーム３３の内部には前記ボート２７の前記回転機構６４が設けられ、該回転機構６４の周辺は、冷却機構８３により冷却される。
【００６８】
電力供給ケーブル８４が前記昇降シャフト７６の上端から中空部を通って前記回転機構６４に導かれて接続されている。又、前記冷却機構８３、前記シールキャップ３４には冷却流路８５が形成されており、該冷却流路８５には冷却水を供給する冷却水配管８６が接続され、前記昇降シャフト７６の上端から該昇降シャフト７６の中空部を通っている。
【００６９】
前記昇降モータ７５が駆動され、前記ボール螺子７２が回転することで前記昇降台７４及び前記昇降シャフト７６を介して前記ボートアーム３３を昇降させる。
【００７０】
該ボートアーム３３が上昇することにより、前記炉口６２を通して前記ボート２７が前記処理室３９に装入され、前記シールキャップ３４が前記炉口６２を気密に閉塞し、ウェーハ処理が可能な状態となる。又前記ボートアーム３３が降下することにより、前記ボート２７が降下される。該ボート２７の降下位置は、前記ロードロック室２８の側面に設けられたゲートバルブ８７と対向し、該ゲートバルブ８７が開放されることで、前記ウェーハ移載機構１８により、ウェーハの装填、払出しが可能となる（図１参照）。
【００７１】
前記ガス流量制御部５７、前記圧力制御部６１、前記駆動制御部６６、前記温度制御部６８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８８に電気的に接続されている。これら、前記ガス流量制御部５７、前記圧力制御部６１、前記駆動制御部６６、前記温度制御部６８、前記主制御部８８は、コントローラ８９として構成されている。
【００７２】
次に、前記処理炉２９を用いて、半導体デバイスの製造工程の一工程として、ウェーハ１２等の基板上に、Ｅｐｉ−ＳｉＧｅ膜を形成する方法について説明する。尚、以下の説明に於いて、基板処理装置を構成する各部の動作は、前記コントローラ８９により制御される。
【００７３】
所定枚数のウェーハ１２が前記ボート２７に装填されると、前記昇降モータ７５による前記ボール螺子７２の回転で前記昇降台７４及び前記昇降シャフト７６を介して前記ボートアーム３３が上昇され、前記ボート２７が、前記処理室３９に装入される。この状態で、前記シールキャップ３４はＯリングを介して前記炉口６２を気密に閉塞する。
【００７４】
前記処理室３９が所望の圧力（真空度）となる様に前記真空排気装置５９によって真空排気される。この際、前記処理室３９の圧力は、圧力センサで測定され、該測定された圧力に基づき前記ＡＰＣバルブ５８がフィードバック制御される。又、前記処理室３９が所望の温度となる様に前記ヒータ３７により加熱される。この際、前記処理室３９が所望の温度分布となる様に温度検出器が検出した温度情報に基づき前記ヒータ３７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６４により、前記ボート２７が回転されることでウェーハ１２が回転される。
【００７５】
前記第１ガス供給源５４、前記第２ガス供給源５５、前記第３ガス供給源５６には、処理ガスとして、それぞれＳｉＨ4 又はＳｉ2 Ｈ6 ，ＧｅＨ4 ，Ｈ2 が封入されており、次いで、これら処理ガス供給源からそれぞれの処理ガスが供給される。所望の流量となる様に前記ＭＦＣ５１，５２，５３の開度が調節された後、前記バルブ４７，４８，４９が開かれ、それぞれの処理ガスが前記ガス供給管４４を流通して、前記処理室３９の上部から該処理室３９に導入される。導入されたガスは、該処理室３９を通り、前記ガス排気管４３から排気される。処理ガスは、前記処理室３９を通過する際にウェーハ１２と接触し、ウェーハ１２の表面上にＥｐｉ−ＳｉＧｅ膜が堆積される。
【００７６】
予め設定された時間が経過すると、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、前記処理室３９が不活性ガスで置換されると共に、該処理室３９の圧力が常圧に復帰される。
【００７７】
その後、前記昇降モータ７５により前記シールキャップ３４が降下されて、前記炉口６２が開口されると共に、処理済ウェーハ１２が前記ボート２７に保持された状態で前記処理室３９の外部に引出される。その後、前記ゲートバルブ８７が開放され、処理済のウェーハ１２は、前記ウェーハ移載機構１８によって前記ボート２７から払出される。
【００７８】
次に、図３、図４、図８に於いて、本発明の第１の実施例に於けるフランジ部の加熱構造について説明する。尚、本実施例では、ガス供給管４４とガスノズル４６が接続される接続部４５を例にとって説明している。又、図３、図４中、図７〜図１１中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００７９】
図３（Ａ），（Ｂ）はフランジ部ヒータ９１を示し、該フランジ部ヒータ９１は中空筒体であり、中央が太径、両端部が細径となっている。又、該フランジ部ヒータ９１は、断熱材９２と、フランジ部周面ヒータ９３と、直管部ヒータ９４，９４とで構成されている。
【００８０】
前記断熱材９２の中央部は、断面コ字状の凹部が形成された円筒状のフランジ収納部９２ａとなっており、両端部は該フランジ収納部９２ａの端面より該フランジ収納部９２ａと同心に延出する端部保持部９２ｂ，９２ｂとなっている。又、前記フランジ部周面ヒータ９３は前記フランジ収納部９２ａの凹部底面に、円周方向に所定間隔で貼付けられた短冊状の平面ヒータであり、前記直管部ヒータ９４，９４は前記端部保持部９２ｂ，９２ｂの内面に、円周方向に所定間隔で貼付けられた短冊状の平面ヒータである。尚、前記端部保持部９２ｂ，９２ｂは前記直管部ヒータ９４，９４よりも長く、フランジ収納部９２ａとは反対側の端部が前記直管部ヒータ９４，９４の端部よりも突出する様になっている。
【００８１】
又、前記断熱材９２は変形可能であると共に、前記フランジ収納部９２ａ底面及び前記端部保持部９２ｂ，９２ｂには軸心方向と平行な切れ目９が形成されており、該切れ目９を広げて前記断熱材９２を変形させることで、前記フランジ部ヒータ９１を前記接続部４５に被せられる様になっている。
【００８２】
該接続部４５では、前記ガス供給管４４の端部に形成されたフランジ部４４ａと、前記ガスノズル４６の端部に形成されたフランジ部４６ａとが当接し、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａを、クランパ３のクランプ片４のコ字部によって挟込み、更にジョイント片５を介して締込むことで前記ガス供給管４４と前記ガスノズル４６が気密に接続される。
【００８３】
又、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａ、及び前記フランジ部４４ａ近傍の直管部４４ｂ、前記フランジ部４６ａ近傍の直管部４６ｂは、前記フランジ部ヒータ９１により覆われており、該フランジ部ヒータ９１を被せた際には、前記フランジ部周面ヒータ９３が前記クランパ３と接触し、前記直管部ヒータ９４，９４が前記直管部４４ｂ、前記直管部４６ｂと直接接触する様になっている。
【００８４】
前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａを加熱する際には、前記フランジ部周面ヒータ９３により前記クランパ３及び該クランパ３周辺の雰囲気が加熱され、該クランパ３からの熱伝導及び該クランパ３周辺の雰囲気により前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａが加熱される。又、前記直管部ヒータ９４，９４により前記直管部４４ｂ、前記直管部４６ｂが加熱され、前記直管部４４ｂ、前記直管部４６ｂからの熱伝導により前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａが加熱される。
【００８５】
この時、前記直管部４４ｂ、前記直管部４６ｂから前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａへの加熱効果を増大させる様、前記直管部ヒータ９４，９４は前記フランジ部周面ヒータ９３よりもワット密度を増大させて設置されている。
【００８６】
又、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａ及び前記直管部４４ｂ、前記直管部４６ｂを覆う様に前記断熱材９２を設け、更に被せた状態では前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａが前記断熱材９２により略密閉状態で収納されるので、加熱された前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａからの放熱が抑制される様になっており、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａに対する加熱効率が向上する。
【００８７】
第１の実施例では、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａを加熱する前記フランジ部周面ヒータ９３に加え、前記直管部４４ｂ、前記直管部４６ｂを加熱する前記直管部ヒータ９４，９４を設けたので、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａを所定の温度迄上昇させる際に、前記フランジ部周面ヒータ９３に対して大きな電力を供給する必要がなくなり、該フランジ部周面ヒータ９３の寿命を延長させることができる。例えば、配管の外周に接触するヒータと該ヒータを覆う断熱材から構成される様な、配管の直線部の加熱に用いられる直管部ヒータ（図示せず）と同程度迄延長させることができる。
【００８８】
従って、第１の実施例に於ける前記フランジ部ヒータ９１は、過熱によるヒータの断線ではなく、前記断熱材９２が劣化する迄使用可能となる。
【００８９】
例えば、該断熱材９２をシリコン製とし、設定温度を１５０℃として前記フランジ部ヒータ９１を使用した場合、該フランジ部ヒータ９１の寿命は約２年程度となる。
【００９０】
又、前記基板処理装置１１に於いてウェーハ１２にＳｉＮ膜を生成する場合、上記した約２年の寿命を確保した上で、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａの温度を１５０℃に加熱することができる。
【００９１】
次に、図５に於いて、本発明の第２の実施例について説明する。尚、図５中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００９２】
第２の実施例では、フランジ部４４ａ、フランジ部４６ａの反接合面に接触するフランジ部側面ヒータ９５，９５を更に設けている。該フランジ部側面ヒータ９５，９５は、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａの反接合面に所定間隔で放射状に貼付けた矩形の平面ヒータであり、断熱材９２と、フランジ部周面ヒータ９３と、直管部ヒータ９４，９４と、前記フランジ部側面ヒータ９５，９５とでフランジ部ヒータ９６が構成される。尚、前記フランジ部側面ヒータ９５，９５は前記フランジ部４４ａと前記フランジ部４６ａを固定する前記クランパ３と干渉しない様になっている。
【００９３】
前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａを加熱する際には、前記フランジ部周面ヒータ９３によって加熱されたクランパ３からの熱伝導による加熱及び該クランパ３周辺の雰囲気からの加熱と、前記直管部ヒータ９４，９４によって加熱された前記直管部４４ｂ、前記直管部４６ｂからの熱伝導による加熱に加え、前記フランジ部側面ヒータ９５，９５によって前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａが反接合面から直接加熱される。
【００９４】
第２の実施例の場合、前記クランパ３及び該クランパ３周辺の雰囲気からの加熱や、前記直管部４４ｂ、前記直管部４６ｂからの熱伝導による加熱に加え、前記フランジ部側面ヒータ９５，９５によって前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａを反接合面から直接加熱することができるので、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａに対する加熱効率を向上させ、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａを所定の温度迄上昇させる際の消費電力の低減を図ることができる。
【００９５】
次に、図６に於いて、本発明の第３の実施例について説明する。尚、図６中、図４中と同等のものには同符号を付し、その説明を省略する。
【００９６】
第３の実施例では、第２の実施例に於けるフランジ部ヒータ９６よりフランジ部周面ヒータ９３を取除き、断熱材９２と、直管部ヒータ９４，９４と、フランジ部側面ヒータ９５，９５とからフランジ部ヒータ９７が構成されるものとし、該フランジ部ヒータ９７をフランジ部４４ａ、フランジ部４６ａに取付けた際に、クランパ３がフランジ部周面ヒータ９３を介さずに断熱材９２によって覆われる様にしている。
【００９７】
前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａを加熱する際には、直管部ヒータ９４，９４によって加熱された直管部４４ｂ、直管部４６ｂからの熱伝導による加熱、及び前記フランジ部側面ヒータ９５，９５によって直接前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａが加熱される。
【００９８】
第３の実施例の場合、前記直管部ヒータ９４，９４や前記フランジ部側面ヒータ９５，９５と比べて加熱効率の悪い前記フランジ部周面ヒータ９３を取除いたことで、前記フランジ部４４ａ、前記フランジ部４６ａに対する加熱効率を向上させ、前記フランジ部ヒータ９７の消費電力の低減を図ることができる。
【００９９】
尚、本発明では、ガス供給管４４とガスノズル４６の接続部４５を加熱するフランジ部ヒータについて説明したが、該フランジ部ヒータは、例えばインレットフランジ４１に形成される図示しない排気口とガス排気管４３の接続部を加熱する際に用いてもよい。
【０１００】
更に、本発明のフランジ部ヒータの適用は基板処理装置１１に限るものではなく、例えば窒素や酸素等の気体を搬送する為の配管や、水等の液体を流通させる為の配管に対しても適用可能であることは言う迄もない。
【０１０１】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【０１０２】
（付記１）基板を収納し処理する反応管と、該反応管内に処理ガスを供給するガス供給管、前記反応管内の雰囲気を排気するガス排気管等のガス配管を具備し、該ガス配管同士は端部に形成されたフランジ部を介して接続され、該フランジ部と該フランジ部に連続する直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び前記直管部を覆う断熱材を設けたことを特徴とする基板処理装置。
【０１０３】
（付記２）前記フランジ部に設けたヒータの位置は、前記フランジ部の接続面の反対面及び周面である付記１の基板処理装置。
【０１０４】
（付記３）前記フランジ部に設けたヒータの位置は、前記フランジ部の接続面の反対面であると共に、周面が前記断熱材により覆われた付記１の基板処理装置。
【０１０５】
（付記４）直管部と該直管部の端部に形成されたフランジ部を有し気体や液体を輸送する配管のフランジ部を加熱する配管用ヒータであって、前記フランジ部及び該フランジ部近傍の前記直管部にヒータを設けると共に、前記フランジ部及び該フランジ部近傍の前記直管部を覆う断熱材を設けたことを特徴とするフランジ部ヒータ。
【符号の説明】
【０１０６】
３              クランパ
１１            基板処理装置
１２            ウェーハ
３８            反応管
４３            ガス排気管
４４            ガス供給管
４５            接続部
４６            ガスノズル
９１            フランジ部ヒータ
９２            断熱材
９３            フランジ部周面ヒータ
９４            直管部ヒータ
９５            フランジ部側面ヒータ
９６            フランジ部ヒータ
９７            フランジ部ヒータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011171509.tif 000009
【図８】
2011171509.tif 000010
【図９】
2011171509.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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