(57)【要約】  【課題】反応管がアダプタ上に設置される際に発生する破損を確実に防止することができる基板処理装置を提供する。  【解決手段】基板を処理する反応管４２と、反応管４２を支持するアダプタ４４とを有する基板処理装置１０であって、反応管４２は、アダプタ４４上に設置された緩衝材６８上に載せられた後、緩衝材６８が取り除かれることによりアダプタ４４上に設置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する反応管と、
前記反応管を支持するアダプタとを有する基板処理装置であって、
前記反応管は、前記アダプタ上に設置された緩衝材上に載せられた後、前記緩衝材が取り除かれることにより前記アダプタ上に設置される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、半導体ウエハやガラス基板等を処理するための基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の基板処理装置として、基板を処理する反応管とこの反応管を支持するアダプタとを有するものが広く用いられている。例えば、反応管が石英ガラスからなるものにおいては、熱処理温度が高温になると、熱と自重による応力とにより反応管が変形してしまうことがあった。そこで、高温の熱処理温度に耐え得るように、反応管の材質には例えばＳｉＣ（炭化珪素）などが用いられている。一方、比較的低温かつガス導入部・排気部等の複雑な加工を必要とする部分であるアダプタの材質には石英ガラスが用いられている。したがって、石英ガラス製のアダプタによりＳｉＣ製の反応管を支持するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、ＳｉＣ製の反応管を石英ガラス製のアダプタに設置する際に、ＳｉＣ製の反応管と石英ガラス製のアダプタとが衝突し、反応管の一部もしくはアダプタの一部が破損してしまうことがあった。
【０００４】
本発明の目的は、反応管がアダプタ上に設置される際に発生する破損を確実に防止することができる基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の特徴とするところは、基板を処理する反応管と、前記反応管を支持するアダプタとを有する基板処理装置であって、前記反応管は、前記アダプタ上に設置された緩衝材上に載せられた後、前記緩衝材が取り除かれることにより前記アダプタ上に設置される基板処理装置にある。
【０００６】
好適には、前記緩衝材は、石英ガラスよりも硬度が低い材料からなる。
【０００７】
好適には、前記緩衝材は、少なくとも常温以上の温度に保持することにより気化する材料からなる。
【０００８】
好適には、前記緩衝材は、氷（好ましくは純水を凍らせた氷）、ドライアイス、ナフタリン、高純度の有機系材料からなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる。
【０００９】
好適には、前記緩衝材は樹脂系シートからなる。
【００１０】
好適には、前記反応管と前記アダプタは材質が異なる。
【００１１】
好適には、前記反応管は、カーボン、Ｓｉ、焼結ＳｉＣ、ＳｉＣ、Ｓｉ含浸ＳｉＣ、それらをＳｉＣやＳｉＮ等の膜でコーティングしたものからなる群から選択される少なくとも１つの材料からなる。
【００１２】
好適には、前記反応管は、ＳｉＣからなる。
【００１３】
好適には、前記アダプタは、石英ガラスからなる。
【００１４】
好適には、前記反応管はＳｉＣからなり、前記アダプタは石英ガラスからなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、反応管が、アダプタ上に設置された緩衝材上に載せられた後、緩衝材が取り除かれることによりアダプタ上に設置されることで、反応管がアダプタ上に設置される際に発生する破損を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る基板理装置１０の一例を示す。この基板理装置１０は、バッチ式縦型熱処理装置であり、主要部が配置される筺体１２を有する。この筺体１２の正面側には、ポッドステージ１４が接続されており、このポッドステージ１４にポッド１６が搬送される。ポッド１６には、例えば２５枚の基板が収納され、図示しない蓋が閉じられた状態でポッドステージ１４にセットされる。
【００１７】
筺体１２内の正面側であって、ポッドステージ１４に対向する位置には、ポッド搬送装置１８が配置されている。また、このポッド搬送装置１８の近傍には、ポッド棚２０、ポッドオープナ２２及び基板枚数検知器２４が配置されている。ポッド棚２０はポッドオープナ２２の上方に配置され、基板枚数検知器２４はポッドオープナ２２に隣接して配置される。ポッド搬送装置１８は、ポッドステージ１４とポッド棚２０とポッドオープナ２２との間でポッド１６を搬送する。ポッドオープナ２２は、ポッド１６の蓋を開けるものであり、この蓋が開けられたポッド１６内の基板枚数が基板枚数検知器２４により検知される。
【００１８】
さらに、筺体１２内には、基板移載機２６、ノッチアライナ２８及び基板支持具３０（ボート）が配置されている。基板移載機２６は、例えば５枚の基板を取り出すことができるアーム（ツイーザ）３２を有し、このアーム３２を動かすことにより、ポッドオープナ２２の位置に置かれたポッド、ノッチアライナ２８及び基板支持具３０間で基板を搬送する。ノッチアライナ２８は、基板に形成されたノッチまたはオリフラを検出して基板のノッチまたはオリフラを一定の位置に揃えるものである。
【００１９】
さらに、筺体１２内の背面側上部には反応炉４０が配置されている。この反応炉４０内に、複数枚の基板を装填した基板支持具３０が搬入され熱処理が行われる。
【００２０】
図２に反応炉４０の一例を示す。この反応炉４０は、反応管４２を有する。この反応管４２は、高温の熱処理温度に耐え得る材料からなり、好ましくは、カーボン（炭素）、Ｓｉ（珪素）、焼結ＳｉＣ（珪素と炭素粉末との成形体を反応焼結させたもの）、ＳｉＣ（炭化珪素）、Ｓｉ含浸ＳｉＣ（ＳｉＣ多孔質焼結体の気孔にＳｉを含浸したもの）、それらをＳｉＣやＳｉＮ（窒化珪素）等の膜でコーティングしたものからなる群から選択される少なくとも１つの材料からなる。より好ましくは、反応管４２はＳｉＣからなる。
【００２１】
また、反応管４２は、上端部が閉塞され下端部が開放された円筒形状をしており、開放された下端部はフランジ状に形成されている。この反応管４２の下方には反応管４２を支持するよう石英ガラスからなるインレットフランジ（アダプタ４４）が配置される。したがって、上述したように反応管４２はＳｉＣ、アダプタ４４は石英ガラスからなり、反応管４２とアダプタ４４は材質が異なる。
【００２２】
アダプタ４４は上端部と下端部が開放された円筒形状をしており、開放された上端部と下端部はフランジ状に形成されている。アダプタ４４の上端部フランジの上面に反応管４２の下端部フランジの下面が当接している。すなわち、アダプタ４４によって反応管４２を支持している。また、アダプタ４４を除いた反応管４２の周囲には、ヒータ４６が配置されている。
【００２３】
反応炉４０の下部は、基板支持具３０を挿入するために開放され、この開放部分（炉口部）は炉口シールキャップ４８がＯリングを挟んでアダプタ４４の下端部フランジの下面に当接することにより密閉されるようにしてある。炉口シールキャップ４８は基板支持具３０を支持し、基板支持具３０と共に昇降可能に設けられている。炉口シールキャップ４８と基板支持具３０との間には、石英製の第１のキャップ５２と、この第１のキャップ５２の上部に配置された炭化珪素（ＳｉＣ）製の第２のキャップ５０とが設けられている。基板支持具３０は、多数枚の基板５４を略水平状態で隙間をもって多数段に支持し、反応管４２内に装填される。
【００２４】
アダプタ４４には、アダプタ４４と一体にガス供給口５６とガス排気口５９とが設けられている。ガス供給口５６にはガス導入管６０が、ガス排気口５９には排気管６２がそれぞれ接続されている。アダプタ４４の側壁部（肉厚部）には、ガス供給口５６と連通し、垂直方向に向かうガス導入経路６４が設けられ、その上部にはノズル取付孔が上方に開口するように設けられている。このノズル取付孔は、ガス供給口５６およびガス導入経路６４と連通している。このノズル取付孔にはノズル６６が挿入され固定されている。すなわち、アダプタ４４の上面にノズル６６が接続されることとなる。この構成により、ノズル接続部は熱で変形しにくく、また破損しにくい。また、ノズル６６とアダプタ４４の組立て、解体が容易になるというメリットもある。ガス導入管６０からガス供給口５６に導入された処理ガスは、アダプタ４４の側壁部に設けられたガス導入経路６４、ノズル６６を介して反応管４２内に供給される。なお、ノズル６６は、反応管４２の内壁に沿って基板配列領域の上方（基板支持具３０の上方）まで延びるように構成される。
【００２５】
次に、上述したように構成された基板処理装置１０の作用について説明する。
まず、ポッドステージ１４に複数枚の基板を収容したポッド１６がセットされると、ポッド搬送装置１８によりポッド１６をポッドステージ１４からポッド棚２０へ搬送し、このポッド棚２０にストックする。次に、ポッド搬送装置１８により、このポッド棚２０にストックされたポッド１６をポッドオープナ２２に搬送してセットし、このポッドオープナ２２によりポッド１６の蓋を開き、基板枚数検知器２４によりポッド１６に収容されている基板の枚数を検知する。
【００２６】
次に、基板移載機２６により、ポッドオープナ２２の位置にあるポッド１６から基板を取り出し、ノッチアライナ２８に移載する。このノッチアライナ２８においては、基板を回転させながら、ノッチを検出し、検出した情報に基づいて複数枚の基板のノッチを同じ位置に整列させる。次に、基板移載機２６により、ノッチアライナ２８から基板を取り出し、基板支持具３０に移載する。
【００２７】
このようにして、１バッチ分の基板を基板支持具３０に移載すると、例えば６００℃程度の温度に設定された反応炉４０内に複数枚の基板を装填した基板支持具３０を装入し、炉口シールキャップ４８により反応炉４０内を密閉する。次に、炉内温度を熱処理温度まで昇温させて、ガス導入管６０からガス導入口５６、アダプタ４４側壁部に設けられたガス導入経路６４、及びノズル６６を介して反応管４２内に処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素、アルゴン、水素、酸素、塩化水素（ＨＣｌ）、ジクロロエチレン（Ｃ２Ｈ２Ｃｌ２、略称ＤＣＥ）等が含まれる。基板を熱処理する際、基板は例えば１２００℃程度以上の温度に加熱される。
【００２８】
基板の熱処理が終了すると、例えば炉内温度を６００℃程度の温度に降温した後、熱処理後の基板を支持した基板支持具３０を反応炉４０からアンロードし、基板支持具３０に支持された全ての基板が冷えるまで、基板支持具３０を所定位置で待機させる。次に、待機させた基板支持具３０の基板が所定温度まで冷却されると、基板移載機２６により、基板支持具３０から基板を取り出し、ポッドオープナ２２にセットされている空のポッド１６に搬送して収容する。次に、ポッド搬送装置１８により、基板が収容されたポッド１６をポッド棚２０、またはポッドステージ１４に搬送して完了する。
【００２９】
次に、第１の実施例として反応管４２がアダプタ４４上に設置される方法について説明する。図３及び図４にＳｉＣ製の反応管４２が石英ガラス製のアダプタ４４上に設置される手順を示す。
【００３０】
まず、図３（ａ）に示すように、アダプタ４４上面すなわち、アダプタ４４の反応管４２が設置される面に緩衝材６８が設置される。
【００３１】
この緩衝材６８は、アダプタ４４よりも硬度が低い材料、すなわち石英ガラスよりも硬度が低い（軟らかい）材料からなる。また、緩衝材６８は、少なくとも常温以上の温度に保持することにより気化する（昇華する）材料からなる。好ましくは、緩衝材６８は、氷（より好ましくは純水を凍らせた氷）、ドライアイス（二酸化炭素の固体）、ナフタリン（ナフタレン）、高純度の有機系材料からなる群から選択される少なくとも一つの材料からなる。
【００３２】
次に、図３（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、反応管４２は、アダプタ４４上面に設置された緩衝材６８上に載せられる。
【００３３】
このとき、反応管４２と緩衝材６８とが衝突した場合であっても反応管４２及びアダプタ４４が破損するおそれが少ない。すなわち、反応管４２を設置する面にアダプタ４４（石英ガラス）よりも硬度が低い固体（緩衝材６８）をクッション部材として載置することにより、ＳｉＣと石英ガラスが接触した場合よりも衝突を和らげることがき、反応管４２もしくはアダプタ４４の破損を防止することができる。
これに対し、図７に示すように、緩衝材６８がアダプタ４４上面に設置されずに反応管４２がアダプタ４４上に載せられる場合は、反応管４２下面とアダプタ４４上面とが衝突し、反応管４２もしくはアダプタ４４が破損することがある。
【００３４】
次に、図４（ｄ）に示すように、反応管４２は、緩衝材６８が気化（もしくは昇華）して取り除かれることにより、アダプタ４４上の所定の位置に設置される。
【００３５】
このとき、緩衝材６８は徐々に気化（もしくは昇華）するようになっている。したがって、反応管４２下面とアダプタ４４上面とが急激に衝突することはなく、反応管４２もしくはアダプタ４４の破損を防ぐことができる。
【００３６】
このようにＳｉＣ製の反応管４２は、石英ガラス製のアダプタ４４上に設置された緩衝材６８上に載せられた後、緩衝材６８が取り除かれることによりアダプタ４４上に設置されることで、反応管４２がアダプタ４４上に設置される際に発生する破損を確実に防止することができる。
【００３７】
次に第２の実施例について説明する。
【００３８】
第２の実施例における緩衝材６８は、衝撃を和らげるためのクッション材となる材質、すなわちＳｉＣ（反応管４２）及び石英ガラス（アダプタ４４）よりも硬度が低い（軟らかい）材質からなる。例えば、緩衝材６８は樹脂系シートからなり、具体的には樹脂製のＯリングやテフロン（登録商標）のシートなどからなる。
また、緩衝材６８は、円周方向に対して複数に分割可能なリング状に形成されている。
【００３９】
図５にアダプタ４４上に設置された緩衝材６８が取り除かれる手順を示す。
図５（ａ）に示すように、反応管４２は、アダプタ４４上に設置された緩衝材６８上に載せられる。すなわち、あらかじめアダプタ４４上面に緩衝材６８を設置し、この緩衝材を挟むように第１の実施例と同様な手順で反応管４２が載せられる。緩衝材６８は、円周方向に対して例えば２つ（緩衝材６８ａ、６８ｂ）に分割可能なように構成されている。
【００４０】
まず、図５（ｂ）に示すように、反応管４２が微量傾けられて緩衝材６８ａ及び緩衝材６８ｂのどちらか一方（本例においては緩衝材６８ｂ）が反応管４２下面とアダプタ４４上面との間から取り除かれる（抜き取られる）。
このとき、緩衝材６８が円周方向に対して複数に分割可能に構成されているので、反応管４２とアダプタ４４との間から緩衝部材６８を容易に取り除くことができる。
【００４１】
続いて、図５（ｃ）に示すように、反応管４２が図５（ｂ）とは反対側に微量傾けられて反応管４２とアダプタ４４が接触する。反応管４２がさらに微量傾けられて、分割された他方の緩衝材６８（本例においては緩衝材６８ａ）が取り除かれる（抜き取られる）。
このとき、反応管４２下面の外縁とアダプタ４４上面の一部とが接触するが、反応管４２の傾き量（図５のθ１）が小さいので、反応管４２もしくはアダプタ４４の破損を防ぐことができる。
【００４２】
図５（ｄ）に示すように、反応管４２は、緩衝材６８が取り除かれた後、水平に戻されることにより、アダプタ４４上の所定の位置に設置される。
【００４３】
このように、分割可能に構成された緩衝材６８が、反応管４２とアダプタ４４との間から順に取り除かれることにより、反応管４２とアダプタ４４が接触する際、また、緩衝材６８が取り除かれる際に発生する破損を確実に防止することができる。
【００４４】
次に、第２の実施例における変形例について説明する。
【００４５】
本変形例における緩衝材６８は、この緩衝材６８が複数枚重ねられて構成されている。具体的には、緩衝材６８は、第１の緩衝部材７０と第２の緩衝部材７２とが分離可能に積層されている。また、第２の緩衝材７２は、第１の緩衝材７０に比べて厚みが薄くなるように形成されている。
【００４６】
図６にアダプタ４４上に設置された緩衝材６８が取り除かれる手順を示す。
図６（ａ）に示すように、反応管４２は、アダプタ４４上に設置された第２の緩衝材７２、さらに第２の緩衝材７２上に設置された第１の緩衝材７０の上に載せられる。すなわち、あらかじめアダプタ４４上面に緩衝材６８（第２の緩衝材７２上に第１の緩衝材７０）を設置し、この緩衝材６８を挟むように第１の実施例と同様な手順で反応管４２が載せられる。第１の緩衝材７０及び第２の緩衝材７２は、それぞれ円周方向に対して例えば２つ（第１の緩衝材７０ａ、７０ｂ及び第２の緩衝材７２ａ、７２ｂ）に分割可能なように構成されている。
【００４７】
まず、第２の実施例と同じ要領で反応管４２が順次微量傾けられて第１の緩衝材７０ａ及び第１の緩衝材７０ｂが順に反応管４２下面とアダプタ４４上面との間から取り除かれ（抜き取られ）、図６（ｂ）に示すように、最下部の第２の緩衝材７２ａ及び第２の緩衝材７２ｂのどちらか一方（本例においては第２の緩衝材７２ｂ）が反応管４２下面とアダプタ４４上面との間から取り除かれる（抜き取られる）。
【００４８】
次に、図６（ｃ）に示すように、反応管４２が図６（ｂ）とは反対側に微量傾けられて反応管４２とアダプタ４４が接触する。反応管４２がさらに微量傾けられて、分割された最後の緩衝材６８（本例においては第２の緩衝材７２ａ）が取り除かれる（抜き取られる）。
このとき、反応管４２下面の外縁とアダプタ４４上面の一部とが接触するが、反応管４２の傾き量（図６のθ２）が小さいので、反応管４２もしくはアダプタ４４の破損をより確実に防ぐことができる。すなわち、反応管４２の傾き量（図６のθ２）は、上述した第２の実施例における反応管４２の傾き量（図５のθ１）よりも小さくなっている。
【００４９】
図６（ｄ）に示すように、反応管４２は、最後の第２の緩衝材７２ａが取り除かれた後、水平に戻されることにより、アダプタ４４上の所定の位置に設置される。
【００５０】
このように、緩衝材６８が複数枚重ねられて構成され、最下部の緩衝材の厚みを薄くするように形成することにより、反応管４２とアダプタ４４とが接触する際、また緩衝材６８が取り除かれる際に発生する破損をより確実に防止することができる。
【００５１】
また、反応管４２がアダプタ４４上に載置される際に反応管４２と緩衝材６８とが衝突した場合であっても、緩衝材６８を複数枚重ねることにより、衝突をより和らげることができ、反応管４２もしくはアダプタ４４の破損をより確実に防止することができる。
【００５２】
なお、上記実施形態の説明にあっては、熱処理装置として、複数の基板を熱処理するバッチ式のものを用いたが、これに限定するものではなく、枚葉式のものであってもよい。
【００５３】
本発明は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）ウエハの一種であるＳＩＭＯＸ（Separation by Implanted Oxygen）ウエハの製造工程の一工程に適用することができる。
【００５４】
即ち、ＳＩＭＯＸにおいては、まずイオン注入装置等により単結晶シリコンウエハ内へ酸素イオンをイオン注入する。その後、酸素イオンが注入されたウエハを上記実施形態の熱処理装置を用いて、例えばＡｒ、Ｏ２雰囲気のもと、１３００℃〜１４００℃、例えば１３５０℃以上の高温でアニールする。これらの処理により、ウエハ内部にＳｉＯ２層が形成された（ＳｉＯ２層が埋め込まれた）ＳＩＭＯＸウエハが作製される。
【００５５】
また、ＳＩＭＯＸウエハの他、水素アニールウエハの製造工程の一工程に本発明を適用することも可能である。この場合、ウエハを本発明の熱処理装置を用いて、水素雰囲気中で１２００℃程度以上の高温でアニールすることとなる。これによりＩＣ（集積回路）が作られるウエハ表面層の結晶欠陥を低減することができ、結晶の完全性を高めることができる。
【００５６】
また、この他、エピタキシャルウエハの製造工程の一工程に本発明を適用することも可能である。
【００５７】
以上のような基板の製造工程の一工程として行う高温アニール処理を行う場合であっても、本発明を用いることにより、反応管がアダプタ上に設置される際に発生する破損を確実に防止することができる。
【００５８】
本発明は、半導体装置の製造工程にも適用することも可能である。
特に、比較的高い温度で行う熱処理工程、例えば、ウェット酸化、ドライ酸化、水素燃焼酸化（パイロジェニック酸化）、ＨＣｌ酸化等の熱酸化工程や、硼素（Ｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）等の不純物（ドーパント）を半導体薄膜に拡散する熱拡散工程等に適用するのが好ましい。
このような半導体デバイスの製造工程の一工程としての熱処理工程を行う場合においても、本発明を用いることにより、反応管がアダプタ上に設置される際に発生する破損を確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、基板を処理する反応管と、反応管を支持するアダプタとを有する基板処理装置において、反応管がアダプタ上に設置される際に発生する破損を確実に防止する必要があるものに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態に用いた熱処理装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に用いた反応炉を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係る反応管がアダプタ上に設置される手順を示した模式図であり、（ａ）及び（ｂ）は反応管が緩衝材上に載置される状態を示す。
【図４】本発明の第１の実施例に係る反応管がアダプタ上に設置される手順（図３の続き）を示す模式図であり、（ｃ）は反応管が緩衝材上に載置される状態を示し、（ｄ）は、緩衝材が気化し反応管がアダプタ上に載置された状態を示す。
【図５】本発明の第２の実施例に係るアダプタ上に設置された緩衝材が取り除かれる手順を示した模式図であり、（ａ)は緩衝材が取り除かれる前の状態を示し、（ｂ）は一方の緩衝材が取り除かれた状態、（ｃ）は全ての緩衝材が取り除かれた状態、（ｄ）はアダプタ上に反応管が設置された状態を示す。
【図６】本発明の第２の実施例における変形例に係るアダプタ上に設置された緩衝材が取り除かれる手順を示した模式図であり、（ａ)は緩衝材が取り除かれる前の状態を示し、（ｂ）は第１の緩衝材及び第２の緩衝材の一方が取り除かれた状態、（ｃ）は全ての緩衝材が取り除かれた状態、（ｄ）はアダプタ上に反応管が設置された状態を示す。
【図７】緩衝部材を用いることなく反応管がアダプタ上に設置される手順を示した模式図であり、（ａ）は反応管がアダプタに接近している状態を示し、（ｂ）は反応管とアダプタとが衝突した状態を示す。
【符号の説明】
【００６１】
１０  基板処理装置
４２  反応管
４４  アダプタ
６８  緩衝部材
【図１】
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【図２】
2007027158.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007027158.tif 000006
【図５】
2007027158.tif 000007
【図６】
2007027158.tif 000008
【図７】
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