(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応管と、反応管の周囲に設置された加熱部と、反応管内に収容されるウエハを保持するためのウエハ保持部と、ウエハ保持部を反応管内に出し入れするために昇降可能であってウエハ保持部が反応管内に配置された状態で反応管を封止するための支持部とを備えた縦型熱処理装置において、
前記支持部は前記支持部によって前記反応管が封止された状態で前記反応管内に温度センサを挿入するための貫通孔からなる温度センサ挿入口を備え、
前記温度センサ挿入口は前記支持部に前記ウエハ保持部が搭載された状態で前記温度センサを前記反応管内に挿入可能な位置に設けられており、
前記支持部に前記ウエハ保持部が搭載された状態で前記温度センサ挿入口を開閉可能に封止するためのキャップ部を備えており、
前記支持部は支持部ベースと前記支持部ベース上に配置されたベース石英を備え、
前記ウエハ保持部は石英からなるフィンを備えたフィン保温筒を介して前記ベース石英上に搭載されており、
前記キャップ部は、石英からなり、前記ベース石英と前記フィン保温筒の間に設けられた、前記ベース石英の上面と平行な面で回動可能なものであり、
前記キャップ部が回動されることにより前記挿入口が開閉されることを特徴とする縦型熱処理装置。
【請求項２】
前記フィン保温筒は複数本の支柱によって前記ベース石英上に搭載されており、
前記ベース石英の上面には前記フィン保温筒の前記支柱を位置決めするための凹部が形成されており、
前記キャップ部は前記フィン保温筒の前記支柱に対応する位置に円弧状の長穴を備え、
前記ベース石英に対する前記フィン保温筒及び前記ウエハ保持部の位置を変えることなく前記キャップ部が回動可能になっている請求項１に記載の縦型熱処理装置。
【請求項３】
前記キャップ部はフィンを備えている請求項１又は２に記載の縦型熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ（以下、ウエハという）等の基板に熱処理を施すための熱処理装置に関し、特に、反応管の周囲に設置された加熱部と、反応管内に収容されるウエハを保持するためのウエハ保持部と、ウエハ保持部を反応管内に出し入れするために昇降可能であってウエハ保持部が反応管内に配置された状態で反応管を封止するための支持部とを備えた縦型熱処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ウエハに熱処理を施す熱処理装置の一例として、複数枚のウエハをバッチで処理する縦型熱処理装置が知られている（例えば特許文献１，２を参照。）。
図９は従来の縦型熱処理装置を模式的に示す図である。
縦型熱処理装置は、内部でウエハを加熱するための反応管２１を備えている。反応管２１の周囲に反応管２１を加熱するためのヒータ２３が設けられている。反応管２１の開口部には、反応管２１の内径と同程度の環状の石英フランジ２５が設けられている。
【０００３】
反応管２１内に収容されるウエハを保持するためのＳＩＣ（炭化珪素）ボート２７が設けられている。ＳＩＣボート２７は、昇降可能なシールキャップ２９上に、ベース石英３１、フィン保温筒３３及びＳＩＣ保温筒３５を介して配置されている。
【０００４】
シールキャップ２９上に円盤状のベース石英３１が配置されている。ベース石英３１上に、石英からなりフィンを備えたフィン保温筒３３が設置されている。フィン保温筒３３上にＳＩＣ保温筒３５が配置され、さらにその上にＳＩＣボート２７が設置されている。
シールキャップ２９が上昇されてＳＩＣボート２７が反応管２１内に配置される。このとき、シールキャップ２９の上面が石英フランジ２５に接触して反応管２１は封止される。
【０００５】
【特許文献１】特許第３１１６９０５号公報
【特許文献２】特許第３３７８２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
例えばウエハの不純物拡散処理等熱処理等に使用される縦型熱処理装置であって温度監視用温度センサが搭載されていないものでは、反応管２１の交換後に行なう温度プロファイルの測定や、定期実施される反応管２１内の温度チェックを行なうために、反応管２１内に温度センサ、例えば熱電対からなる温度センサが挿入される。
【０００７】
シールキャップ２９は温度センサを反応管２１内に挿入するための挿入口２９ａを予め備えている。しかし、シールキャップ２９上に配置されたベース石英３１には、反応管２１内をベーキングする際に塩素系ガスが使用されることを考慮して温度センサ用の挿入口は形成されていない。そのため、反応管２１内に温度センサを挿入する時は、図１０に示すように、ベース石英３１を温度センサ挿入口３７ａが設けられているベース石英３７に交換しなければならない。交換を要するベース石英３１上には、フィン保温筒３３、ＳＩＣ保温筒３５及びＳＩＣボート２７が搭載されており、交換にはこれらすべての部品を取り外す必要があった。
【０００８】
ベース石英３１をベース石英３７に交換するために取り外したフィン保温筒３３、ＳＩＣ保温筒３５、ＳＩＣボート２７を再搭載すると、一旦取り外したことによる位置変化が生じる。この位置変化に対し改めてＳＩＣボート２７の搭載位置及び移載ロボットの調整を行なわなければならない。ウエハを収納する役割をもつＳＩＣボート２７は、ウエハの移載作業中にＳＩＣボート２７とウエハの接触が発生しないように、ＳＩＣボート２７の搭載位置及び移載ロボットの調整が行なわれて縦型熱処理装置に配置されている。
【０００９】
この調整作業では、移載ロボットの上下、前後、左右位置の調整が必要であり、さらに上下位置においてはロボット自体のオフセット調整も必要な場合がある。この調整に要する時間は作業者の熟練度にも左右されるが約１時間から３時間を要する。また、ベース石英３１，３７の交換作業において、ベース石英３１，３７の交換のみならず、ベース石英３１，３７上に搭載されるフィン保温筒３３、ＳＩＣ保温筒３５及びＳＩＣボート２７の着脱が必要であり、それらの作業に少なくとも３０分以上を要する。
【００１０】
さらに、ベース石英３１，３７の交換作業、ならびに、フィン保温筒３３、ＳＩＣ保温筒３５及びＳＩＣボート２７の着脱作業は、全て直接人の手の接触による作業となるため、人起因によるＮａ等の反応管１内の汚染が懸念される。そのため、人起因の汚染の防止を図るため、これらの作業後は必ず塩素系ガスによるベーキングが必要であった。
このように、従来の縦型熱処理装置では、温度センサを反応管内部に挿入するための分解作業により、不具合を招いていた。
【００１１】
そこで本発明は、縦型熱処理装置を分解することなく温度センサを反応管内部に挿入することができる縦型熱処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明にかかる縦型熱処理装置は、反応管と、反応管の周囲に設置された加熱部と、反応管内に収容されるウエハを保持するためのウエハ保持部と、ウエハ保持部を反応管内に出し入れするために昇降可能であってウエハ保持部が反応管内に配置された状態で反応管を封止するための支持部とを備えた縦型熱処理装置であって、上記支持部は上記支持部によって上記反応管が封止された状態で上記反応管内に温度センサを挿入するための貫通孔からなる温度センサ挿入口を備え、上記温度センサ挿入口は上記支持部に上記ウエハ保持部が搭載された状態で上記温度センサを上記反応管内に挿入可能な位置に設けられており、上記支持部に上記ウエハ保持部が搭載された状態で上記温度センサ挿入口を開閉可能に封止するためのキャップ部を備えているものである。
【００１３】
本発明の縦型熱処理装置において、上記支持部は支持部ベースと上記支持部ベース上に配置されたベース石英を備え、上記ウエハ保持部は石英からなるフィンを備えたフィン保温筒を介して上記ベース石英上に搭載されており、上記キャップ部は、石英からなり、上記ベース石英と上記フィン保温筒の間に設けられた、上記ベース石英の上面と平行な面で回動可能なものであり、上記キャップ部が回動されることにより上記挿入口が開閉されるようにした例を挙げることができる。
【００１４】
さらに、上記フィン保温筒は複数本の支柱によって上記ベース石英上に搭載されており、上記ベース石英の上面には上記フィン保温筒の上記支柱を位置決めするための凹部が形成されており、上記キャップ部は上記フィン保温筒の上記支柱に対応する位置に円弧状の長穴を備え、上記ベース石英に対する上記フィン保温筒及び上記ウエハ保持部の位置を変えることなく上記キャップ部が回動可能になっている例を挙げることができる。
また、上記ベース石英上に配置された上記キャップ部はフィンを備えている例を挙げることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の縦型熱処理装置では、ウエハ保持部を反応管内に出し入れするために昇降可能であってウエハ保持部が反応管内に配置された状態で反応管を封止するための支持部は、支持部によって反応管が封止された状態で反応管内に温度センサを挿入するための貫通孔からなる温度センサ挿入口を備え、温度センサ挿入口は支持部にウエハ保持部が搭載された状態で温度センサを反応管内に挿入可能な位置に設けられており、支持部にウエハ保持部が搭載された状態で温度センサ挿入口を開閉可能に封止するためのキャップ部を備えているようにしたので、キャップ部によって温度センサ挿入口を開くことにより、縦型熱処理装置を分解することなく温度センサを反応管内部に挿入することができる。また、キャップ部によって温度センサ挿入口を閉じることにより、ウエハの加熱処理時に反応管内部の気体が温度センサ挿入口を介して装置外へ漏れるのを防止することができる。
【００１６】
本発明の縦型熱処理装置において、支持部は支持部ベースと支持部ベース上に配置されたベース石英を備え、ウエハ保持部は石英からなるフィンを備えたフィン保温筒を介してベース石英上に搭載されており、キャップ部は、石英からなり、ベース石英とフィン保温筒の間に設けられた、ベース石英の上面と平行な面で回動可能なものであり、キャップ部が回動されることにより挿入口が開閉されるようにすれば、キャップ部を回動させることによって温度センサ挿入口の開閉を容易に行なうことができる。
【００１７】
さらに、上記フィン保温筒は複数本の支柱によってベース石英上に搭載されており、ベース石英の上面にはフィン保温筒の支柱を位置決めするための凹部が形成されており、キャップ部はフィン保温筒の支柱に対応する位置に円弧状の長穴を備え、ベース石英に対するフィン保温筒及びウエハ保持部の位置を変えることなくキャップ部が回動可能になっているようにすれば、ベース石英に対するフィン保温筒及びウエハ保持部の位置を変えることなく温度センサ挿入口の開閉を行なうことができる。また、長穴内にフィン保温筒の支柱が配置されることにより、フィン保温筒の支柱の位置を基準としてキャップ部の位置決めもできる。
【００１８】
また、ベース石英上に配置されたキャップ部はフィンを備えているようにすれば、反応管下部においてフィン保温管による保温に加えて、キャップ部によっても保温効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は一実施例の全体を模式的に示す図である。図２は、この実施例の支持部、キャップ部、フィン保温筒、ＳＩＣ保温筒及びＳＩＣボートを組立てる前の状態を示す側面図である。図３は支持部ベース上にＳＩＣボートを搭載した状態の平面図である。図４は支持部ベース上にフィン保温筒を搭載した状態の平面図である。図５は支持部ベース上にキャップ部を搭載した状態を示す平面図である。図６は支持部ベース上に搭載したキャップ部をフィン及び支柱を除いて示す平面図であり、（Ａ）は温度センサ挿入口を閉じた状態、（Ｂ）は温度センサ挿入口を開いた状態を示す。図７は支持部ベース上に搭載したベース石英を示す平面図である。図８は反応管内に温度センサを配置した状態の装置全体を模式的に示す図である。図１から図８を参照してこの実施例を説明する。
【００２０】
縦型熱処理装置は、例えばＳＩＣからなる反応管１を備えている。反応管１は内部にウエハが配置され、ウエハを加熱するためのものである。反応管１の周囲に反応管１を加熱するためのヒータ（加熱部）３が設けられている。反応管１の開口部に、反応管１の内径と同程度の内径をもつ環状の石英フランジ５が設けられている。
【００２１】
反応管１内に収容されるウエハを保持するためのＳＩＣボート（ウエハ保持部）７が設けられている。ＳＩＣボート７は、昇降可能なシールキャップ９上に、ベース石英１１、キャップ部１３、フィン保温筒１５及びＳＩＣ保温筒１７を介して配置されている。シールキャップ９及びベース石英１１は本発明の縦型熱処理装置の支持部を構成する。
【００２２】
シールキャップ９は例えばＳＵＳによって形成されており、シールキャップ９及びベース石英１１によって反応管１が封止された状態で反応管１内に温度センサを挿入するための貫通孔からなる温度センサ挿入口９ａを備えている。
【００２３】
シールキャップ９上に円盤状のベース石英１１が配置されている。ベース石英１１は、例えばベース石英１１の下面に設けられた凸部とシールキャップ９の上面に設けられた凹部からなる位置決め機構によってシールキャップ９の所定の位置に配置されている。ベース石英１１には、シールキャップ９の温度センサ挿入口９ａの位置に対応して設けられた貫通孔からなる温度センサ挿入口１１ａが形成されている。ベース石英１１の上面に、後述するフィン保温筒１５の支柱１５ａを位置決めするための凹部１１ｂが形成されている。
温度センサ挿入口９ａ，１１ａは、ベース石英１１上にＳＩＣボート７が搭載された状態で温度センサを反応管１内に挿入可能な位置に設けられている。
【００２４】
ベース石英１１上に、石英からなるキャップ部１３が配置されている。キャップ部１３は、ベース石英１１上面に配置され、温度センサ挿入口９ａ，１１ａを開閉するための突起部１３ａを備えた略円盤状のキャップ部ベース１３ｂと、キャップ部ベース１３ｂ上に配置されたフィン部１３ｃによって構成されている。キャップ部ベース１３ｂには、後述するフィン保温筒１５の支柱１５ａに対応する位置に円弧状の長穴１３ｄを備えている。図５及び図６では支柱１５ａの断面を図示している。
【００２５】
キャップ部１３上に、例えば石英からなるフィン保温筒１５が設置されている。フィン保温筒１５は例えば４本の支柱１５ａによってベース石英１１で支持されている。支柱１５ａの先端は、キャップ部ベース１３ｂの長穴１３ｄを介してベース石英１１の凹部１１ｂ内に配置されている。
フィン保温筒１５上にＳＩＣ保温筒１７が配置され、さらにその上にＳＩＣボート７が設置されている。
【００２６】
この縦型熱処理装置において、ＳＩＣボート７に搭載したウエハに対して加熱処理を行なうとき、キャップ部ベース１３ｂの突起部１３ａを温度センサ挿入口９ａ，１１ａ上に配置して温度センサ挿入口９ａ，１１ａを閉じておく（図１及び図６（Ａ）参照。）。これにより、ウエハの加熱処理時に反応管１内部の気体が温度センサ挿入口９ａ，１１ａを介して装置外へ漏れるのを防止することができる。
【００２７】
例えば反応管１の交換後に行なう温度プロファイルの測定や、定期実施される反応管１内の温度チェックを行なうときは、キャップ部ベース１３ｂの突起部１３ａが温度センサ挿入口９ａ，１１ａ上に配置されている状態からキャップ部ベース１３ｂを回動させて突起部１３ａを温度センサ挿入口９ａ，１１ａ上から移動させ、温度センサ挿入口９ａ，１１ａを開く（図６（Ｂ）及び図８参照。）。温度センサ挿入口９ａ，１１ａを開いた後、温度センサ挿入口９ａ，１１ａを介して反応管１内に例えば熱電対からなる温度センサ１９を配置する。
【００２８】
キャップ部ベース１３ｂを回動させるとき、フィン部１３ｃも同時に回動するが、キャップ部１３上に配置されているフィン保温筒１５の支柱１５ａはキャップベース１３ｂの長穴１３ｄを介してベース石英１１に支持されているのでフィン保温筒１５ならびにフィン保温筒１５上に配置されたＳＩＣ保温筒１７及びＳＩＣボート７は回動しない。これにより、ベース石英１１に対するフィン保温筒１５、ＳＩＣ保温筒１７及びＳＩＣボート７の位置を変えることなく、温度センサ挿入口９ａ，１１ａの開閉を行なうことができる。
【００２９】
このように、この実施例では、従来技術のように縦型熱処理装置を分解することなく温度センサ１９を反応管１内部に挿入することができる。
また、従来技術におけるベース石英交換作業では直接人の手の接触による作業となるため、人起因によるＮａ等の反応管内汚染防止目的で行なうベーキングが必要であり、ベーキングには約８時間を要するため、その間の製品処理が行なえなくなっていたが、この実施例では、ベース石英の交換作業を行なう必要がないので、ベース石英の交換作業にともなうベーキングを行なう必要も無くなり、稼働率の低下も防止できる。
【００３０】
さらに、ベース石英の交換を行なう必要が無くなったことから、ベース石英上に搭載されている構成部品の着脱も無くなり、着脱による位置ズレを修正するための位置調整を行なう必要がなくなる。従来技術では、ベース石英及びベース石英上の構成部品の交換及び組立てに少なくとも３時間以上の時間を要していたので、それらの時間と手間を大きく省くことが可能となる。
【００３１】
以上、本発明の実施例を説明したが、材料、形状、配置等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例の全体を模式的に示す図である。
【図２】同実施例の支持部、キャップ部、フィン保温筒、ＳＩＣ保温筒及びＳＩＣボートを組立てる前の状態を示す側面図である。
【図３】同実施例における、支持部ベース上にＳＩＣボートを搭載した状態の平面図である。
【図４】同実施例における、支持部ベース上にフィン保温筒を搭載した状態の平面図である。
【図５】同実施例における、支持部ベース上にキャップ部を搭載した状態を示す平面図である。
【図６】同実施例における、支持部ベース上に搭載したキャップ部をフィン及び支柱を除いて示す平面図であり、（Ａ）は温度センサ挿入口を閉じた状態、（Ｂ）は温度センサ挿入口を開いた状態を示す。
【図７】同実施例における、支持部ベース上に搭載したベース石英を示す平面図である。
【図８】同実施例の反応管内に温度センサを配置した状態の装置全体を模式的に示す図である。
【図９】従来の縦型熱処理装置を模式的に示す図である。
【図１０】従来の縦型熱処理装置における温度センサ装着時の状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  反応管
３  ヒータ（加熱部）
７  ＳＩＣボート（ウエハ保持部）
９  シールキャップ（支持部ベース）
９ａ．１１ａ  温度センサ挿入口
１１  ベース石英
１３  キャップ部
１３ｂ  長穴
１５  フィン保温筒
１５ａ  支柱
１９  温度センサ
【図１】
0005128874.tif 000002
【図２】
0005128874.tif 000003
【図３】
0005128874.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005128874.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005128874.tif 000008
【図８】
0005128874.tif 000009
【図９】
0005128874.tif 000010
【図１０】
0005128874.tif 000011