(57)【要約】【課題】従来の技術よりも容易にメンテナンスを行うことを可能とする基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置１０は、下向きの開放部５４か形成された反応管５２と、この反応管５２を重力方向下側から支持しつつ、開放部５４を塞ぐ下側容器５６とを有する。下側容器５６の一部をなす炉口フランジ６８と反応管５２との間には、Ｏリング６０が配置される。炉口フランジ６８に設けられたネジ孔６８ｂに、下側からプッシュボルト６２が螺合されていて、このプッシュボルト６２を回転させることで、プッシュボルト６８の先端部６２ａが上昇し、先端部６２ａで反応管５２が押し上げられ、反応管５２が下側容器５６から離間する。【選択図】図３
2007173340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力方向下向きの開放部が形成された反応管と、
この反応管を重力方向下方から支持しつつ、前記開放部を塞ぐ炉口フランジと、
前記反応管と前記炉口フランジとの間に配置されたシール部材と、
前記シール部材への押圧力を調整する調整手段と、
を有す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の基板の表面をエッチングしたり、表面に薄膜を形成したり、表面を改質したり等する基板処理装置に関する。
【技術背景】
【０００２】
基板処理装置であって、重力方向下向きの開放部が形成された反応管と、この反応管の開放部を重力方向下方から支持しつつ、反応管に形成された開放部を塞ぐ炉口フランジと、反応管と炉口フランジとの間に配置されたシール部材とを有する技術が知られている。この技術では、反応管と炉口フランジとで囲まれる基板処理室に配置された部品を交換したり、基板処理室内を洗浄したり等のメンテナンスをする場合、反応管を持ち上げる等して、シール部材よりも上側に位置する部分とシール部材よりも下側に位置する部分に、基板処理装置を分解することが行われている。
【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、従来の技術では、シール部材がシール部材よりも上側に位置する部分と、シール部材よりも下側に位置する部分とに付着してしまうことがあり、この場合、基板処理装置を分解する作業が困難であり、基板処理装置のメンテナンスが容易になしえないことがあるとの問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決し、メンテナンスを容易に行うことを可能とする基板処理装置を提供することを目的とする。
【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、重力方向下向きの開放部が形成された反応管と、この反応管を重力方向下方から支持しつつ、前記開放部を塞ぐ炉口フランジと、前記反応管と前記炉口フランジとの間に配置されたシール部材と、前記シール部材への押圧力を調整する調整手段と、を有する基板処理装置にある。したがって、調整手段でシール部材への押圧力を調整し、シール部材に加わる押圧力を弱めることで、シール部材よりも上側に位置する部分とシール部材よりも下側部分とに基板処理装置分解することが容易になる。
【０００６】
好適には、少なくとも前記反応管を含み前記シール部材よりも上側に位置する上側部分と、少なくとも前記炉口フランジを含み前記シール部材よりも下側に位置する下側部分とを有し、前記調整手段は、前記上側部分と前記下側部分とを離間させる離間手段からなる。したがって、離間手段によって、基板処理装置が上側部分と下側部分とに離間される。
【０００７】
好適には、少なくとも前記反応管を含み前記シール部材よりも上側に位置する上側部分と、少なくとも前記炉口フランジを含み前記シール部材よりも下側に位置する下側部分とを有し、前記調整手段は、前記下側部分に対して前記上側部分を重力方向上方に移動させる移動手段からなる。したがって、移動手段により上側部分が下側部分に対して上方に移動して、基板処理装置が容易に上側部分と下側部分とに離間する。
【０００８】
好適には、少なくとも前記反応管を含み前記シール部材よりも上側に位置する上側部分と、少なくとも前記炉口フランジを含み前記シール部材よりも下側に位置する下側部分とを有し、前記調整手段は、前記上側部分又は前記下側部分の一方に設けられた、前記上側部分又は前記下側部分の他方を押圧する押圧手段からなる。したがって、上側部分と下側部分といずれか一方が押圧手段により押圧されて、シール部材に加わる押圧力が小さくなり、基板処理装置が上側部分と下側部分とに離間しやすくなる。
【０００９】
好適には、少なくとも前記反応管を含み前記シール部材よりも上側に位置する上側部分と、少なくとも前記炉口フランジを含み前記シール部材よりも下側に位置する下側部分とを有し、前記調整手段は、先端部が突出可能な状態で、前記上側部分又は前記下側部分の一方に螺合し、前記上側部又は前記下側部の他方を押圧するボルトを有する。したがって、ボルトの先端部により上側部分又は下側部分の一方が、上側部分又は下側部分の他方に対して押圧されて、基板処理装置が上側部分と下側部分とに離間しやすくなる。
【００１０】
好適には、前記ボルトの先端部から前記上側部又は前記下側部の一方に加えられる応力の集中を緩和する緩和部材を有する。したがって、押圧手段又はボルトから、上側部分又は下側部分に加わる応力が一部分に集中して加わることが防止され、集中して加えられる応力によって、上側容器又は下側容器が破損するとの問題が生じにくくなる。
【００１１】
また、好適には、応力緩和部材は金属製のリングからなる。したがって、応力緩和部材そのものの破損が生じにくい。
【００１２】
また、好適には、前記緩和部材と前記上側部分又は前記下側部分の一方との付着を防止する付着防止部材を有する。したがって、緩和部材と上側部材、又は緩和部材と下側部材とが互いに付着しやすい材質からできていても、応力緩和部材と上側部分又は下側部分とが付着しにくくなり、基板処理装置の分解がより容易になる。
【００１３】
また、好適には、前記付着防止部材は耐熱性樹脂からなる。また、好適には、前記シール部材はＯリングからなる。また、好適には、前記シール部材は、パーフオル系フッ素ゴムからなる。また、好適には、上側反応管は石英からなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、従来の技術よりも容易にメンテナンスを行うことを可能とする基板処理装置が提供される
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０が示されている。この基板処理装置１０は、縦型であり、主要部が配置された筺体１２を有する。この筺体１２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（ウエハ）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。
【００１６】
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。
【００１７】
さらに、筺体１２内には、基板移載機２６、ノッチアライナ２８及び複数枚の基板を支持する支持具として用いられる基板支持体（ボート）３０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（ツィーザ）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及び基板支持体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又はオリフラを検出して基板のノッチ又はオリフラを一定の位置に揃えるものである。さらに筐体１２内の背面側上部には反応炉５０が配置されている。この反応炉５０内に複数枚の基板を装填した基板支持体３０が搬入され熱処理が行われる。
【００１８】
図２及び３には、反応炉５０が示されている。反応炉５０は、重力方向下向きの開放部５４が形成された反応管５２と、この反応管５２を重力方向下方から支持しつつ、開放部５４を塞ぐ炉口フランジ６８と、反応管５２と炉口フランジ６８との間に配置されたシール部材として用いられるＯリング６０と、Ｏリング６０への押圧力を調整する調整手段として用いられるプッシュボルト６２と、プッシュボルト６２から反応管５２に加えられる応力の集中を緩和する緩和部材として用いられるスペーサリング６４と、スペーサリング６４と反応管５２との付着を防止する付着防止部材として用いられる耐熱樹脂リング６６とを有する。
【００１９】
反応管５２は石英からなり、上端部が閉塞され、下端部に開放部５４が形成され、開放部５４の周囲にフランジ５２ａが形成されている。反応管５２は、少なくとも反応管５２を含みＯリング６０よりも上方に位置する上側部分として用いられる。
【００２０】
炉口フランジ６８は、金属からなり、反応管５２に形成された開放部５４と略同径の開放部が上端部から下端部まで貫通するように形成されていて、この炉口フランジの開放部６と開放部５４とが上下に重なった状態となるように、炉口フランジ６８が反応管５２の下部に配置される。炉口フランジ６８の上向きの面には、スペーサリング６４と耐熱樹脂リング６６とを介して、反応管５２のフランジ５２ａの下向きの面が載置される。そして、フランジ５２ａが炉口フランジ６８に載置された状態で、反応管固定リング７２を用いて反応管５２と炉口フランジ６８とが固定される。
【００２１】
炉口フランジ６８の下方には、Ｏリング６１を解してシールキャップ７０が配置される。シールキャップ７０は、上向きの面で炉口フランジ６８を支持するとともに、炉口フランジ６８の開放部を密閉する。シールキャップ７０により炉口フランジ６８の開放部が密閉されるため、炉口フランジ６８を用いて反応管５２の開放部５４を塞ぐことができる。シールキャップ７０、炉口フランジ６８、及び後述するＯリング６１で、少なくとも炉口フランジ６８を含むＯリング６０よりも下側に位置する下側部分として用いられる下側容器５６が形成される。
【００２２】
炉口フランジ６８、シールキャップ７０、Ｏリング６１、及び反応管５２で囲まれる空間で基板処理室５８が形成され、この基板処理室５８内で基板１５０が処理される。また、反応管５２、炉口フランジ６８、及びシールキャップ７０が、基板処理室５８を形成する基板処理容器７４をなす。
【００２３】
基板処理室５８内には、処理がなされる基板１５０を支持する基板支持体３０が挿入されている。この基板支持体３０は、多数枚の、例えば２５枚〜１００枚程度の基板１５０を略水平状態で隙間をもって多段に支持する。
【００２４】
基板処理室５８内に反応ガスを供給する供給管８０と、基板処理室５８から反応ガスを排出する排出管８２とが、反応管５２を貫通するように反応管５２に取り付けられる。供給管８０の基板処理室５８内側に位置する端部には、基板支持体３０により多段に支持される基板１５０に反応ガスを吹き付けるノズル８４が接続され、供給管８０の基板処理室５８の外側に位置する端部には、反応ガス供給手段として用いられる図示を省略するガスボンベが接続されている。また、排出管８２の、基板処理室５８の外側に位置する端部には、吸引手段として用いられる図示を省略する吸引ポンプが接続されている。
【００２５】
基板処理室５８を形成する基板処理容器７４の周囲には、基板支持体３０により基板処理室５８内に支持される基板１５０を加熱する加熱手段として用いられるヒータ８８が配置される。このヒータ８８は、ヒータベース９０により下側から支持される状態にあり、このヒータベース９０は、天板９２と支持部材９４とで支持される。支持部材９４は、先述の炉口フランジ６８に固定ボルト９６により固定される。
【００２６】
Ｏリング６０は、反応管５２、炉口フランジ６８等で形成される基板処理室５８を略気密状態に維持するシール部材であり、反応管５２と炉口フランジ６８との間に隙間が生じないようにシールするシール部材である。このＯリング６０はパーフオル系フッ素ゴムからなり、反応管５２から加えられる重力やヒータ８８からの熱の影響等で、反応管５２と炉口フランジ６８とに付着しやすい。
【００２７】
プッシュボルト６２は、炉口フランジ６８に形成された略鉛直方向のネジ孔６８ｂに下方から螺合され、その先端部６２ａが炉口フランジ６８から突出可能となっている。プッシュボルト６２は、炉口フランジ６８の周方向に複数個が等間隔で設けられている。例えば、炉口フランジ６８の開放部の中心から、等角度に４５度間隔で８個のプッシュボルト６２が設けられている。操作者が、このプッシュボルト６２を上昇させる方向に回転させることで、先端部６２ａが上昇し、この上昇した先端部６２ａがスペーサリング６４と耐熱樹脂リング６６とを介して反応管５２を重力方向下方から押圧する。このように、プッショボルト６２は、下側容器５６に設けられた、反応管５２を押圧する押圧手段として用いられる。
【００２８】
また、プッショボルト６２は、反応管５２を重力方向下方から押圧することで、反応管５２を下側容器５６から離間させ、反応管５２を下側容器５６から重力方向上方に移動させる。このように、プッシュボルト６２は、Ｏリング６０への押圧力を調整する調整手段として用いられるのみならず、反応管５２を下側容器５６から離間させる離間手段として用いられ、また、反応管５２を重力方向上方に移動させる移動手段として用いられる。
【００２９】
スペーサリング６４は金属であるステンレスからなる。スペーサリング６４は、必ずしも円形である必要はなく、反応管５２の形状と炉口フランジ６８の形状とに合わせて、適宜、形状が選択される。スペーサリング６４を設けることで、プッシュボルト６２の先端部６２ａが直接に反応管５２を押し上げるのではなく、スペーサリング６４を介して反応管５２を押し上げることになる。このため、反応管５２に加えられる応力は、スペーサリング６４の反応管５２に接触する部分全体に分散され、プッシュボルト６２の先端部６２ａに応力が集中する場合に生じる虞がある反応管５２の破損が生じにくくなる。なお、スペーサリング６４を設けないこともできる。反応管の材質、反応管の重量、Ｏリングの材質、プッシュボルト６２の先端部６２ａが反応管５２に接する面積等から、応力集中による反応管５２の破損の虞がない場合等は、スペーサリング６４を設けなくても良い。
【００３０】
耐熱樹脂リング６６は、スペーサリング６４と反応管５２との間に配置され、金属であるステンレスからなるスペーサリング６４と、石英からなる反応管５２とを付着しにくくする。また、反応管５２と反応管固定リング７２との間に耐熱樹脂リング９８が配置される。よって、反応管固定リング７２を金属から形成しても、石英からなる反応管５２と付着しにくい。なお、耐熱樹脂リング６６と耐熱樹脂リング９８とを設けないこともできる。例えば、反応管５２の材質、炉口フランジ６８の材質、反応管固定リング７２の材質の組合せが、互いに付着しにくいものである場合等は、耐熱樹脂リング６６と耐熱樹脂リング９８とを設けなくても良い。
【００３１】
次に基板処理装置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１５０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１５０の枚数を検知する。
【００３２】
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１５０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１５０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１５０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１５０を取り出し、基板支持体３０に移載する。
【００３３】
このようにして、１バッチ分の基板１５０を基板支持体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５０内（基板処理室５８内）に複数枚の基板１５０を装填した基板支持体３０を装入し、シールキャップ７０により反応管５２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、供給管８０を介して反応管５２内に処理ガスを導入する。処理ガスには、窒素（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ２）、酸素（Ｏ２）等が含まれる。
【００３４】
基板１５０の熱処理が終了すると、炉内の温度が予め定められた温度まで下がった後、熱処理後の基板１５０を支持した基板支持体３０を反応炉５０からアンロードし、基板支持体３０に支持された全ての基板１５０が冷えるまで、基板支持体３０を所定位置で待機させる。次に、待機させた基板支持体３０の基板１５０が所定温度まで冷却されると、基板移載機２６により、基板支持体３０から基板１５０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１５０が収容されたポッド１６をポッド棚２０に搬送し、さらにポッドステージ１４に搬送して一連の処理が完了する。
【００３５】
また、メンテナンス等のために、反応管５２を下側容器５６から取り外すには、まず、基板処理容器７４が基板処理装置１０から取り外され、例えば、メンテナンスエリアへと搬送される。そして、メンテナンスエリアにおいて、反応管固定リング７２が、炉口フランジ６８から取り外される。その後、操作者が、このプッシュボルト６２を回転させることで、プッシュボルト６２の先端部６２ａを上昇させ、この上昇した先端部６２ａでスペーサリング６４と耐熱樹脂リング６６とを介して、反応管５２を重力方向下方から押圧し、反応管５２を重力方向上方に移動させて、反応管５２を下側容器５６から離間させる。
【００３６】
複数のプッシュボルト６２を操作する際には、炉口フランジ６８の開放部に対して、円周方向に均等となるように各プッシュボルト６２の操作がなされる。例えば、あるプッシュボルト６２を上昇させる操作をした直後に、炉口フランジ６８の開放部の中心に対して逆側にあるプッシュボルト６２（炉口フランジ６８の開放部の中心からの角度が１８０度の位置にあるプッシュボルト６２）の操作がなされる。このような順序でプッシュボルト６２の操作することで、反応管５２を、炉口フランジ６８と略平行な状態を保ったままで上昇させることができる。
【００３７】
メンテナンス等が終了した後に反応管５２を下側容器５６に取り付けるには、以上の動作を逆の順序で行う。
【００３８】
以上で説明した実施形態では、プッシュボルト６２として、操作者により操作される形態を説明したが、プッシュボルト６２を回転させプッシュボルト６２の先端部６２ａを上昇させる装置を設けても良い。また、本実施形態では、反応管５２を重力方向上方に移動させ、反応管５２を下側容器５６と離間させる離間手段として、プッシュボルト６２を用いたが、プッシュボルト６２に替えて、又はプッシュボルト６２と併せて、エアシリンダーやモータ等の動力源を用いても良い。
【００３９】
図４には、比較例に係る基板処理装置２００の、図３に示される本発明の要部に相当する部分が示されている。図３に示されるように、基板処理装置２００は、本発明の実施形態に係る基板処理装置１０が有していたプッシュボルト６２を有していない。したがって、反応管固定リング７２を取り外した後に、操作者が反応管５２を持ち上げることで、反応管５２が下側容器５６から取り外される。
【００４０】
この場合、石英からなる反応管５２にパーフオル系フッ素ゴムからなるＯリング６０が付着し、また、金属からなる炉口フランジ６８にＯリング６０が付着することで、反応管５２と炉口フランジ６８とが付着した状態となっていて、反応管５２を取り外すことが困難である。また、操作者が反応管５２を持ち上げる際に、反応管５２が傾いた状態となり、反応管５２のフランジ５２ａが金属からなる炉口フランジ６８に強く打ち付けられることがある。この場合、金属よりも破壊しやすい材質である石英からなる反応管５２が破損する虞が大きい。また、反応管５２を傾いた状態で持ち上げようとすると、反応管５２と炉口フランジ６８とのＯリング６０を介して付着している部分に強い力が加わり、反応管５２又は炉口フランジ６８を破損させる虞がある。なお、実施形態に係る基板処理装置１０と同一部分については、図４に同一の符号を付して、その説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上述べたように、本発明は、半導体ウエハやガラス基板等の基板の表面をエッチングしたり、表面に薄膜を形成したり、表面を改質したり等する基板処理装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いる処理炉を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る基板処理装置に用いる処理炉の要部を示し、図２の点線Ａで囲まれた部分を詳細に示す断面図である。
【図４】比較例に係る基板処理装置に用いる処理炉の、図３に示される本発明の要部に相当する部分を詳細に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 基板処理装置
３０ 基板支持体
５０ 反応炉
５２ 反応管
５４ 開放部
５６ 下側容器
５８ 基板処理室
６０ Ｏリング
６２ プッシュボルト
６４ スペーサリング
６６ 耐熱樹脂リング
６８ 炉口フランジ
７０ シールキャップ
７４ 基板処理容器
１５０ 基板
【図１】
2007173340.tif 000003
【図２】
2007173340.tif 000004
【図３】
2007173340.tif 000005
【図４】
2007173340.tif 000006