(57)【要約】【課題】反応炉内部の所要空間を優先的に排気し、成膜プロセス時間の短縮を図る。【解決手段】処理炉の炉口部に炉口フランジ１が設けられ、排気装置に接続された排気フランジ１１が前記炉口フランジに設けられ、前記排気フランジに内排気手段２３が内設され、前記処理炉内部の所要空間から優先排気する様前記内排気手段の先端を位置させた。【選択図】        図１
2004266090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理炉の炉口部に炉口フランジが設けられ、排気装置に接続された排気フランジが前記炉口フランジに設けられ、前記排気フランジに内排気手段が内設され、前記処理炉内部の所要空間から優先排気する様前記内排気手段の先端を位置させたことを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウェーハ、ガラス基板等の基板に薄膜を生成し、或は不純物の拡散、エッチング等の処理を行う基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の基板処理装置、特に縦型熱処理炉を具備し、バッチ式で基板を処理する基板処理装置を示している。縦型熱処理炉では、基板例えばウェーハは、炉内で基板保持具（ボート）により水平姿勢で多段に保持された状態で処理される。
【０００３】
ロードロック室（図示せず）の上側に炉口フランジ１が設けられ、該炉口フランジ１の上端に有天筒状の外管２が立設され、該外管２と同心に内管３が立設され、該内管３は下端を前記炉口フランジ１に支持されている。前記外管２と同心に有天筒状のヒータユニット４が配設され、該ヒータユニット４はヒータベース（図示せず）に立設されている。
【０００４】
前記内管３の壁面には母線方向に延びるスリット孔６が穿設され、該スリット孔６を覆うスリットカバー７が設けられている。
【０００５】
前記炉口フランジ１の前記内管３の下端より下方に処理ガス導入ノズル８が連通され、該処理ガス導入ノズル８はガス供給ライン９を介して処理ガス供給源（図示せず）、或は窒素ガス等不活性ガス供給源（図示せず）に接続されている。又、前記炉口フランジ１の前記内管３の下端より上方に排気フランジ１１が連通され、該排気フランジ１１は排気装置（図示せず）に接続されている。
【０００６】
前記炉口フランジ１の下方にボートエレベータ１２が設けられ、該ボートエレベータ１２が支持する昇降台１３には炉口蓋１４が設けられ、該炉口蓋１４は前記炉口フランジ１の下端開口部（炉口部１５）を気密に閉塞する。前記炉口蓋１４の下面にはボート回転装置１６が設けられ、該ボート回転装置１６の回転軸１７が前記炉口蓋１４を気密に貫通している。前記回転軸１７の上端にボート受台１８が設けられ、該ボート受台１８にボート１９が載置される。
【０００７】
以下、基板処理について説明する。
【０００８】
前記ボートエレベータ１２により前記ボート１９を降下させ、前記内管３より引出された状態で、ウェーハ２１が図示しない基板移載機により前記ボート１９に移載される。
【０００９】
前記ウェーハ２１を保持した前記ボート１９は、前記ボートエレベータ１２により前記内管３内に装入され、前記炉口部１５は前記炉口蓋１４により気密に閉塞される。前記ヒータユニット４により前記ウェーハ２１が加熱され、前記外管２の内側及び前記スリット孔６を介して前記内管３内が処理圧迄減圧されると、前記ガス供給ライン９より処理ガスが前記内管３内に導入され、前記ウェーハ２１の処理が行われる。該ウェーハ２１の処理中、前記ボート回転装置１６により前記ボート１９が回転される。
【００１０】
前記ウェーハ２１の処理が完了すると、前記ボート回転装置１６が停止され、前記処理ガス導入ノズル８より窒素ガス等の不活性ガスが導入され、前記内管３内及び外管２内が不活性ガスによりガスパージされ、前記ボートエレベータ１２により前記ボート１９が降下され、所要温度迄冷却された後、処理済の前記ウェーハ２１は図示しない基板移載機により払出される。
【００１１】
上記基板処理が繰返し、続行される。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の基板処理装置で、前記内管３内を減圧する場合、前記排気フランジ１１を介して前記外管２内を減圧し、更に前記スリット孔６を介して前記内管３内を減圧するので、該内管３内の圧力降下時間が遅く、プロセス時間が長くなっていた。
【００１３】
本発明は斯かる実情に鑑み、内管内の圧力降下を短時間に行える様にし、成膜プロセス時間の短縮を図るものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、処理炉の炉口部に炉口フランジが設けられ、排気装置に接続された排気フランジが前記炉口フランジに設けられ、前記排気フランジに内排気手段が内設され、前記処理炉内部の所要空間から優先排気する様前記内排気手段の先端を位置させた基板処理装置に係るものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
図１、図２は本発明に係る基板処理装置の縦型炉を示しており、図１、図２中、図５中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００１７】
炉口フランジ１の上端に有天筒状の外管２が立設され、該外管２と同心に内管３が立設され、該内管３は下端が前記炉口フランジ１に支持されている。前記外管２と同心に有天筒状のヒータユニット４が配設され、該ヒータユニット４はヒータベース（図示せず）に立設されている。
【００１８】
前記内管３の壁面には母線方向に延びるスリット孔６が穿設され、該スリット孔６を覆うスリットカバー７が設けられている。
【００１９】
前記炉口フランジ１の前記内管３の下端より下方に処理ガス導入ノズル８が連通され、該処理ガス導入ノズル８はガス供給ライン９を介して処理ガス供給源（図示せず）、或は窒素ガス等不活性ガス供給源（図示せず）に接続されている。又、前記炉口フランジ１の前記内管３の下端より上方に排気フランジ１１が連通され、該排気フランジ１１は排気ライン１０を介して排気装置（図示せず）に接続されている。
【００２０】
前記排気フランジ１１には内排気フランジ２３が同心に内設される。該内排気フランジ２３はフランジ部２３ａとノズル部２３ｂとを有し、前記フランジ部２３ａは前記排気フランジ１１のフランジ部１１ａに気密に取付けられ、前記ノズル部２３ｂの先端は、前記スリットカバー７の下側に位置し、該スリットカバー７と前記内管３との間に到達している。
【００２１】
前記炉口フランジ１の下方にボートエレベータ１２が設けられ、該ボートエレベータ１２が支持する昇降台１３には炉口蓋１４が設けられ、該炉口蓋１４は前記炉口フランジ１の下端開口部（炉口部１５）を気密に閉塞する。前記炉口蓋１４の下面にはボート回転装置１６が設けられ、該ボート回転装置１６の回転軸１７が前記炉口蓋１４を気密に貫通している。前記回転軸１７の上端にボート受台１８が設けられ、該ボート受台１８にボート１９が載置される。
【００２２】
前記縦型炉は主制御装置２４により制御され、該主制御装置２４は駆動制御部２５、ガス流量制御部２６、圧力制御部２７、温度制御部２８を具備している。前記ガス供給ライン９には流量調整器２９が設けられ、該流量調整器２９は前記ガス流量制御部２６によって前記内管３内に導入される処理ガスの流量を調整する。前記排気ライン１０には圧力検出器３１が設けられ、該圧力検出器３１が検出した圧力信号は前記圧力制御部２７に送出され、該圧力制御部２７は圧力信号に基づき図示しない排気装置を制御する。前記内管３内、或は前記外管２内の所要箇所に、複数の温度検出器３２が設けられ、検出温度は温度信号として前記温度制御部２８に送出される。
【００２３】
又、前記主制御装置２４に設けられる記録装置（図示せず）には処理シーケンスプログラム等が格納されており、前記駆動制御部２５は前記処理シーケンスプログラムに基づき前記ボートエレベータ１２の昇降、前記ボート回転装置１６の回転を制御する。
【００２４】
以下、基板処理について説明する。
【００２５】
前記ボートエレベータ１２が前記ボート１９を降下させ、該ボート１９が前記内管３より引出された状態で、ウェーハ２１が図示しない基板移載機により前記ボート１９に移載される。
【００２６】
該ボート１９に所定枚数の前記ウェーハ２１が装填された後、該ウェーハ２１を保持した前記ボート１９は、前記ボートエレベータ１２により前記内管３内に装入され、前記炉口部１５は前記炉口蓋１４により気密に閉塞される。前記温度制御部２８は前記温度検出器３２からの温度信号に基づき前記外管２内（即ち前記ウェーハ２１）が所定温度となる様に前記ヒータユニット４への印加電流を制御する。
【００２７】
図示しない排気装置が、前記排気ライン１０、前記内排気フランジ２３を介して前記外管２内及び内管３内を排気する。
【００２８】
前記ノズル部２３ｂの先端は前記スリットカバー７の下側に位置し、前記スリットカバー７と前記内管３との間に到達しているので、排気は前記スリット孔６を介して前記内管３内から優先的に排気され、減圧される。従って、該内管３内は、前記外管２内より所定圧力に早く到達する。
【００２９】
前記内管３の内部が処理圧迄減圧されると、前記ガス供給ライン９より処理ガスが前記内管３内に導入され、前記ウェーハ２１の処理が行われる。該ウェーハ２１の処理中、前記ボート回転装置１６により前記ボート１９が回転される。
【００３０】
前記ウェーハ２１の処理が完了すると、前記ボート回転装置１６が停止され、前記処理ガス導入ノズル８より窒素ガス等の不活性ガスが導入され、前記内管３内及び外管２内が不活性ガスによりガスパージされ、前記ボートエレベータ１２により前記ボート１９が降下され、所要温度迄冷却された後、処理済の前記ウェーハ２１は図示しない基板移載機により払出される。
【００３１】
上記基板処理が繰返し、続行される。
【００３２】
尚、ウェーハの処理の一例として、ウェーハに（Ｄ−ＰＯＬＹ）膜の成膜を行う場合で、ウェーハ温度５３０℃、処理ガスはＳｉＨ４  及びＰＨ３  、各ガス流量は４００ＳＣＣＭ及び５０ＳＣＣＭ、処理圧力は３００Ｐａである。
【００３３】
図３、図４を参照して前記排気フランジ１１部分について、更に説明する。
【００３４】
図３、図４中、図１、図２中で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００３５】
図３、図４中、３４はヒータベースであり、前記ヒータユニット４は前記ヒータベース３４に立設されている。
【００３６】
前記炉口フランジ１を貫通して前記排気フランジ１１が溶接付け等により前記炉口フランジ１に気密に取付けられ、前記排気フランジ１１の内端は絞られ、小径となっている。
【００３７】
該排気フランジ１１に前記内排気フランジ２３が外方から挿入されて内設されている。前記ノズル部２３ｂの先端は、前記スリットカバー７の下側に位置し、前記排気フランジ１１の先端面１１ｂより突出し、前記スリットカバー７と前記内管３との間に到達している。
【００３８】
前記排気フランジ１１には管継手３５が気密に取付けられ、前記排気フランジ１１は前記管継手３５を介して排気ライン１０に接続される様になっている。前記管継手３５は接続の為の継手フランジ３５ａ，３５ｂを有しており、該継手フランジ３５ａが前記フランジ部１１ａに気密に固着される。
【００３９】
前記内排気フランジ２３の前記フランジ部２３ａは前記フランジ部１１ａと前記継手フランジ３５ａとの間に気密に挾持される様になっており、前記管継手３５を取外すことで、前記内排気フランジ２３を取外すことが可能となっている。
【００４０】
保守作業等で前記内管３を取外す必要が生じた場合は、前記内排気フランジ２３を取外して行う。該内排気フランジ２３が取外されることで、前記内管３が前記内排気フランジ２３に干渉することなく、取外すことができ、洗浄等の保守作業が可能となる。
【００４１】
而して、該内排気フランジ２３は既存の縦型炉に追加装備可能であり、又該内排気フランジ２３の内面には反応副生成物等が付着堆積し易いが、取外せるので洗浄が容易である。
【００４２】
尚、内排気フランジ２３は、フランジ部２３ａを有せず、ノズル部２３ｂだけで形成されてもよい。又、排気フランジ１１の先端面１１ｂが外管２とスリットカバー７との間に位置する場合、或は外管２側より、スリットカバー７側に近い位置にある場合は、ノズル部２３ｂの先端は先端面１１ｂと同一面であってよく、或はスリットカバー７側に突出してもよい。又、前記ノズル部２３ｂの先端の形状を適宜選択すること、或は先端を優先的に減圧したい空間、或はその空間の近傍に位置する様調整することで、種々の構造、態様の反応炉に対応することができる。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、処理炉の炉口部に炉口フランジが設けられ、排気装置に接続された排気フランジが前記炉口フランジに設けられ、前記排気フランジに内排気手段が内設され、前記処理炉内部の所要空間から優先排気する様前記内排気手段の先端を位置させたので、反応炉内の内管内の圧力降下を短時間に行うことができ、成膜プロセス時間の短縮を図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】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略正断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】本発明の実施の形態の要部を示す断面斜視図である。
【図４】図３のＢ部拡大図である。
【図５】従来例を示す概略正断面図である。
【符号の説明】
１          炉口フランジ
２          外管
３          内管
４          ヒータユニット
６          スリット孔
７          スリットカバー
８          処理ガス導入ノズル
９          ガス供給ライン
１０        排気ライン
１１        排気フランジ
１１ａ      フランジ部
１１ｂ      先端面
２３        内排気フランジ
２３ａ      フランジ部
３５        管継手
３５ａ      継手フランジ
【図１】
2004266090.tif 000003
【図２】
2004266090.tif 000004
【図３】
2004266090.tif 000005
【図４】
2004266090.tif 000006
【図５】
2004266090.tif 000007