(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉内に１ないし複数本の反応ガス供給管が配置されて、その下端部がマニホールドに支持され、多数枚のウェハを収納したウェハボートを前記反応炉内に挿入して、該ウェハボートが搭載されたマニホールドキャップを前記マニホールドの下端面に密着させて前記反応炉内を密閉した状態で、真空排気装置により反応炉内を吸引排気しながら、前記反応ガス供給管から供給された反応ガスによって、前記ウェハの化学処理を行う構成の減圧式半導体製造装置において、
前記反応ガス供給管が折損して、前記マニホールドキャップ上に落下することにより生ずる振動を検出するために、該キャップに取付けられる加速度センサと、該加速度センサからの出力値を連続的に演算して、前記反応ガス供給管の折損時において、その検出信号を発するセンサコントローラと、前記加速度センサの出力状態を連続して表示する表示装置とを備えていることを特徴とする反応ガス供給管の折損検出装置。
【請求項２】
加速度センサは、マニホールドキャップの裏面に取付けられることを特徴とする請求項１に記載の反応ガス供給管の折損検出装置。
【請求項３】
加速度センサが検出可能な最少加速度は、ほぼ０．１Ｇであることを特徴とする請求項１又は２に記載の反応ガス供給管の折損検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減圧式半導体製造装置の反応炉内に配設される石英製の反応ガス供給管の折損を検出可能にした折損検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最初に、本発明に係る図面である図１を参照して、減圧式半導体製造装置の反応炉Ｆの構成と、その作用について簡単に説明する。反応炉Ｆを構成する円筒状をしたヒータ１内に、同じく円筒状をしたアウターチューブ２とインナーチューブ３とが同心となって配設されている。前記ヒータ１、並びにインナー及びアウターの各チューブ２，３は、それらの下端部においてマニホールド４に支持されている。インナーチューブ３の内側には、反応ガス供給管６が配設されており、該反応ガス供給管６は、その下端部が前記マニホールド４に支持されている。
【０００３】
そして、多数枚のウェハを多段状に収納したウェハボート７を前記マニホールド４の下端の開口から、インナーチューブ３の内部に挿入して、該ウェハボート７の下端部に設けられたマニホールドキャップ８を前記マニホールド４の下端面に密着させて、反応炉Ｆ内を密閉させる。この状態で、反応炉Ｆの内部を真空吸引装置（図示せず）により真空吸引すると、前記ヒータ１により反応炉Ｆが加熱された状態で、前記反応ガス供給管６から供給された反応ガスが吸引されてウェハの周辺を通過することにより、該ウェハの化学処理（化学的気相成長）が行われる。化学処理後には、ウェハボート７を下降させて、インナーチューブ３の内部から取り出す。この操作が反復されて、ウェハが連続的に化学処理される。なお、図１において、５は、アウターチューブ２とインナーチューブ３との間の残留ガス類を排気して、インナーチューブ３内を減圧するための排気管を示す。
【０００４】
上記反応ガス供給管６、及びアウター及びインナーの各チューブ２，３は、いずれも石英管で構成されている。特に、反応ガス供給管６は、細い石英管で構成されていて、「石英ノズル」とも称されており、反応炉Ｆ内の温度変化に伴う熱応力、反応ガスの圧力の変化、老朽化等が原因となって、破損、或いは折損されることがある。反応ガス供給管６が処理途中で折損された場合には、反応炉Ｆ内における反応ガスの流れが変わって、ウェハの化学処理自体に悪影響を及ぼす。また、その折損片の落下途中において、ウェハボートに収納されている処理中のウェハと接触して、該ウェハが損傷されることもある。
【０００５】
従来においては、反応ガス供給管６の折損は、その折損片がマニホールドキャップ８の上面に落下していることをオペレーターが見い出して、初めて判明していた。このため、ウェハの化学処理の全体の流れの中のどの段階が発生したかは、全く判らず、その原因の究明も難しいと共に、その対処も即座には行なえなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情を背景にして、反応炉内に配設された反応ガス供給管の折損を検出可能にして、その原因の究明に資すると同時に、反応ガス供給管の交換を即座に行えるようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の採用した手段は、反応炉内に１ないし複数本の反応ガス供給管が配置されて、その下端部がマニホールドに支持され、多数枚のウェハを収納したウェハボートを前記反応炉内に挿入して、該ウェハボートが搭載されたマニホールドキャップを前記マニホールドの下端面に密着させて前記反応炉内を密閉した状態で、真空排気装置により反応炉内を吸引排気しながら、前記反応ガス供給管から供給された反応ガスによって、前記ウェハの化学処理を行う構成の減圧式半導体製造装置において、前記反応ガス供給管が折損して、前記マニホールドキャップ上に落下することにより生ずる振動を検出するために、該キャップに取付けられる加速度センサと、該加速度センサからの出力値を連続的に演算して、前記反応ガス供給管の折損時において、その検出信号を発するセンサコントローラと、前記加速度センサの出力状態を連続して表示する表示装置とで、反応ガス供給管の折損検出装置を構成したことである。
【０００８】
マニホールドキャップに取付けられた加速度センサの出力値は、センサコントローラにより演算されて、表示装置に連続して表示されている。よって、反応ガス供給管が折損されて、その折損片がマニホールドキャップ上に落下すると、該キャップに力が作用して、これに対応する振動が発生し、該キャップに取付けられた加速度センサが、これを検出して、その出力値が大きく変化する。この出力値は、センサコントローラに入力演算されることにより、反応ガス供給管の折損を表示する検出信号として出力されて、表示装置に表示される。これにより、反応ガス供給管の折損が即座に判明すると同時に、反応ガス供給管は、その折損の検出情報を含めて、時間の変化に対する全ての状態が表示装置に記憶されているために、時間差をおいて表示装置を見た場合においても、ウェハの処理工程のどの段階で折損が発生したのかが即座に判明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。図１は、反応炉Ｆの部分の拡大断面図であり、図２は、本発明に係る反応ガス供給管の折損検出装置のブロック線図である。なお、「従来の技術」の項目で説明した部分との重複説明を避けて、本発明独自の部分についてのみ説明する。本発明においては、反応ガス供給管６の折損時において、その折損片がウェハボート７のマニホールドキャップ８に落下したことを検出するための加速度センサＳが、該キャップ８の裏面の昇降時において障害とならない部分に取付けられている。この加速度センサＳは、ほぼ（０．１Ｇ）よりも大きな加速度を検出できれば、上記目的においては、使用可能であることが実験的に判明している。また、ウェハボート７は、昇降するために、その昇降開始時、及び停止時において、そのマニホールドキャップ８は、速度が変化する（加速度が発生する）ために、これに対応した力を受けるが、この力は、反応ガス供給管の折損片の落下に基づく力よりも遙に小さいことは、実験的に確認されている。このため、ウェハボート７の昇降動作とは無関係に、反応ガス供給管６の折損が検出可能となる。
【００１０】
また、図２のブロック線図に示されるように、マニホールドキャップ８に取付けられた加速度センサＳからの出力値は電気量として、センサコントローラＣに連続的に入力されて、該コントローラＣにより演算されて、加速度センサＳからの出力値が設定値を超えた場合には、反応ガス供給管の破損片がマニホールドキャップ８上に落下したと判定して、その旨の検出信号（異常信号）が前記センサコントローラＣから発せられる。また、センサコントローラＣからの出力信号は、シーケンサーＫによってシーケンス制御されて、表示装置Ｄに入力されて記憶・表示される。更に、反応炉Ｆの部分を含めて、半導体製造装置の他の部分の作動は、シーケンサーＫによってシーケンス制御されて、表示装置Ｄに記憶・表示されており、本発明においては、マニホールドキャップ８に作用する力（振動）という物理量を加速度センサＳによって読み取って、連続的に出力させているために、半導体製造装置の他の部分の作動との関係において、反応ガス供給管６の折損の状態が判明する。
【００１１】
このため、反応ガス供給管６が破損されて、その破損片がマニホールドキャップ８上に落下すると、加速度センサＳの出力値が急激に大きくなって、センサコントローラＣから、反応ガス供給管が破損した旨の検出信号が発せられて、表示装置Ｄに記憶・表示される。これにより、オペレーターは、反応ガス供給管の破損を即座に知ることが可能になると同時に、表示装置Ｄには、加速度センサＳからの出力値に対応して、センサコントローラＣから発せられる出力信号が記憶されているために、反応ガス供給管の折損発生後においても、その履歴を判読することにより、ウェハの処理工程のどの段階で折損が発生したかを知ることができる。
【００１２】
なお、上記実施例の反応炉Ｆは、その内部に１本の反応ガス供給管が配設されている例であるが、長さの異なることのある複数本の反応ガス供給管が配設されることもあり、その本数が多くなる程、その折損の頻度が高くなると思われるので、反応炉内に配設される反応ガス供給管の本数が多い場合には、本発明の効果は特に大きくなる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係る反応ガス供給管の折損検出装置によれば、反応ガス供給管の折損を検出できるので、表示装置によってオペレーターは、反応ガス供給管の折損の事実を知り得て、装置の作動停止、反応ガス供給管の交換等の対応を即座に行うことが可能となる。また、反応ガス供給管の折損後においても、表示装置に記憶されているマニホールドキャップの振動情報を判読することにより、ウェハの処理工程のどの段階で反応ガス供給管の折損が発生したかが判読できるので、折損原因の究明等に資することがてきる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マニホールドキャップ８の裏面に加速度センサＳが取付けられた状態を示す反応炉Ｆの拡大断面図である。
【図２】本発明に係る反応ガス供給管の折損検出装置のブロック線図である。
【符号の説明】
Ｃ：センサコントローラ
Ｄ：表示装置
Ｆ：反応炉
Ｓ：加速度センサ
４：マニホールド
６：反応ガス供給管
７：ウェハボート
８：マニホールドキャップ
【図１】
0003864572.tif 000002
【図２】
0003864572.tif 000003