(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化炉或は拡散炉の様な高温処理炉に於ける反応管のクリーニング方法であって、反応管の下端にフランジを形成し、フランジアダプタの上フランジと前記フランジ間にシール溝を形成し、前記フランジと前記上フランジとを重合させ、前記シール溝にシールガスを供給し、前記シール溝内の圧力は反応管内外の圧力よりも高くする工程と、前記反応管内にクリーニングガスとしてＨＣｌガスを導入する工程と、前記シール溝内のシールガスを排気連絡管を介してクリーニングガスと合流させ共に排気する工程とを具備したことを特徴とする反応管のクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は縦型炉を有する半導体製造装置の、特に高温酸化処理等高温処理を行う炉口部の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に於いて従来の半導体製造装置の高温酸化処理用縦型炉を説明する。尚、図４は縦型炉の炉口部分を示している。
【０００３】
上端が閉塞された筒状のヒータユニット１はヒータベース３に断熱材２を介して立設され、前記ヒータベース３の下側には該ヒータユニット１の下面に取付けられた支持ブロック４を介して反応管ベース５が設けられている。該反応管ベース５にはフランジアダプタ６が設けられ、該フランジアダプタ６に上端が閉塞された筒状の反応管７が立設されている。該反応管７は下端がヒータベース３より下方に延出している。前記反応管７にはボート（図示せず）が装入される様になっており、該ボートはボートキャップ８を介してボート受台９に載置される様になっている。
【０００４】
前記断熱材２と前記反応管７の下端近傍との間隙を閉塞する様に炉口断熱材１０が設けられ、更に前記反応管７の下端部には断熱クロス１１が巻設され、炉口部の温度低下を抑制している。
【０００５】
高温、１２００℃以上では石英は耐熱性に問題があるので炭化硅素（Ｓi Ｃ）が用いられる。従来の半導体製造装置の縦型炉に於いても、反応管７は炭化硅素で製作され、フランジアダプタ６は石英製で製作されている。
【０００６】
上記した様に、反応管７の下端部はヒータユニット１に囲繞される加熱域から下方に突出している為、下端部と加熱域にある部分とは大きな温度差が生じる。反応管７の下端にフランジを設けた場合、前記温度差に起因する熱応力がフランジ部に集中する。又、反応管７の材料である炭化硅素は脆い材料であるので、大きな熱応力が生じると破損してしまう。この為前記反応管７の下端にはフランジを設けることができず、図４で示した従来例では反応管７の下端にはフランジが形成されていない。更に、前記反応管７とフランジアダプタ６との間には、耐熱性の問題からシール材が設けられてなく、前記反応管７とフランジアダプタ６との間のシールは反応管７下端面と反応管フランジアダプタ６上端面との面接触のみである。
【０００７】
その為、クリーニングガスとして塩化水素（ＨＣｌ）ガスを反応管７内に流すと、前記反応管７とフランジアダプタ６との接触面からＨＣｌガスが漏出し、装置の金属部を腐食させてしまうという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は斯かる実情に鑑み、高温処理用縦型炉に於いてクリーニングガスが反応炉より漏出することを防止し、クリーニングガスとしてＨＣｌガスの使用を可能としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、反応管の下端にフランジを形成し、フランジアダプタの上フランジと前記フランジ間にシール溝を形成し、前記フランジと前記上フランジとを重合させ、前記シール溝にシールガスを供給し、前記シール溝内の圧力は反応管内外の圧力よりも高くする工程と、前記反応管内にクリーニングガスを導入する工程とを具備した反応管のクリーニング方法に係るものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反応管の下端にフランジを形成し、フランジアダプタの上フランジと前記フランジ間にシール溝を形成し、前記フランジと前記上フランジとを重合させ、前記シール溝にシールガスを供給し、前記シール溝内の圧力は反応管内外の圧力よりも高くする工程と、前記反応管内にクリーニングガスを導入する工程とを具備したので、反応管内部への外部雰囲気の浸入、及び反応管内部からのガスの漏出が防止できるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例を示す炉口部の部分断面図であり、図３のＡ−Ｏ−Ｂ断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す炉口部の部分断面図であり、図３のＣ−Ｏ−Ｄ断面図である。
【図３】本発明の実施例を示す炉口部の平断面図であり、図１のＥ−Ｅ断面図である。
【図４】従来例の炉口部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
【００１３】
図１〜図３中、図４中で示したものと同様の構成要素には同符号を付してある。
【００１４】
上下に上フランジ１３ａ，下フランジ１３ｂを有する石英製のフランジアダプタ１３を反応管ベース５上に載設する。該フランジアダプタ１３の上フランジ１３ａの上端はヒータユニット１の加熱域の下端と一致、又は略一致しており、前記上フランジ１３ａに炭化硅素製の反応管７のフランジ７ａが重合され、反応管７が立設される。前記フランジアダプタ１３のヒータベース３より下方に露出する部分には断熱クロス１１が巻設されている。
【００１５】
前記断熱クロス１１、前記フランジアダプタ１３の円筒側壁を貫通して反応ガス導入ポート１４が設けられる。該反応ガス導入ポート１４は先端が閉塞され、先端部上面に反応ガス導入ノズル１５が連通している。該反応ガス導入ノズル１５は反応管７の上端部迄延び、反応ガス導入ポート１４の上端、及び適宜箇所に穿設された導入孔（図示せず）より反応ガスを導入する様になっている。又、前記フランジアダプタ１３の円筒側壁には排気ポート１６が連通され、外端部は断熱クロス１１を貫通して外部に突出している。
【００１６】
前記反応ガス導入ポート１４には給気配管１７が接続され、反応ガス導入ポート１４のフランジ、給気配管１７のフランジ間にＯリング１８が介設され、両フランジはフランジクランプ１９により結合される。又、前記排気ポート１６には排気配管２０が接続され、排気ポート１６のフランジ、排気配管２０のフランジ間にＯリング１８が介設され、両フランジはフランジクランプ１９により結合される。
【００１７】
前記反応ガス導入ポート１４、排気ポート１６と干渉しない位置にシールガス導入ポート２１を固着する。該シールガス導入ポート２１と図示しないシールガス源とは配管２２により接続する。又、前記上フランジ１３ａの上面にシール溝２３が刻設され該シール溝２３と前記シールガス導入ポート２１とは給気連絡管２４により連通され、前記シール溝２３と前記排気ポート１６とは排気連絡管２５により連通されている。
【００１８】
前記断熱クロス１１の周面から挿入し、断熱クロス１１の上端面から突出するＬ字状の窒素ガスパージノズル２６、ガス検知ノズル２７を各々設け、前記窒素ガスパージノズル２６は図示しない窒素ガス供給源に接続し、前記ガス検知ノズル２７は図示しないガス検出器にそれぞれ接続する。
【００１９】
尚、図中２８はボートキャップ８のフランジと下フランジ１３ｂ間とをシールするＯリングであり、２９はボート受台９の下面に埋設され前記Ｏリング２８を冷却する為の冷却管、３０は下フランジ１３ｂを固定するフランジ押え３１に形成された冷却路３２に冷却水を給排する為のノズルである。
【００２０】
以下、作用を説明する。
【００２１】
ヒータユニット１により加熱した状態で、図示しないボートにウェーハを装填し、ボートを反応管７内に装入し、前記給気配管１７、反応ガス導入ポート１４、反応ガス導入ノズル１５を介して反応管７内に反応ガスを導入し、ウェーハに所要の処理、例えば酸化処理を行う。処理後のガスは前記排気ポート１６、排気配管２０を介して排出される。処理が完了したウェーハは図示しないボートと共に引出される。
【００２２】
次に、反応管７内をＨＣｌガスによるクリーニングを行う場合、ウェーハが装填されていないボートを反応管７内に装入し、前記給気配管１７、反応ガス導入ポート１４、反応ガス導入ノズル１５を介して反応管７内にＨＣｌガスを導入し、更にＨＣｌガスを前記排気ポート１６、排気配管２０を介して排出する。
【００２３】
前記配管２２、給気連絡管２４を介して前記シール溝２３にシールガス、例えば窒素ガスを供給する。シール溝２３内の圧力は反応管７内外の圧力よりも高くしておき、該反応管７内のＨＣｌガスが上フランジ１３ａと反応管７のフランジ間より外部へリークするのをシールする。前記シール溝２３内のガスは前記排気連絡管２５を介して排気ポート１６に排気される為、反応管内部からシール溝２３へのＨＣｌガスのリークがあったとしても窒素ガスにより希釈された状態で排気ポート１６に排出される。
【００２４】
又、前記窒素ガスパージノズル２６から窒素ガスを上フランジ１３ａ近傍に供給する。上フランジ１３ａ近傍を窒素ガスで希釈し、前記ガス検知ノズル２７によりＨＣｌガスのリークを監視する。ＨＣｌガスのリークがあると前記ガス検知ノズル２７を介して図示しないガス検知器が直ちにＨＣｌガスのリークを検出し、警報器を作動し、或は制御装置にフィードバックし反応管７のＨＣｌガスの供給を停止する等の処置を行う。
【００２５】
前記した様に、酸化炉或は拡散炉では高温（１２００℃）処理となり、炉口部の温度も又高温となる。前記反応管７の下端はヒータユニット１の下端と一致、或は略一致しており、本実施例の様に炭化硅素製の反応管７下端にフランジ７ａを形成したとしてもフランジ近傍で大きな温度差が生じることがない。従って、反応管７のフランジ７ａが熱応力により破損することがない。更に、石英製のフランジアダプタ１３はヒータユニット１内の加熱域に含まれる部分がないので、耐熱性が問題となることはない。
【００２６】
而して、炉口部が高温である縦型炉に於いてＨＣｌガスを用いて装置の洗浄が安全に行える。
【００２７】
尚、上記窒素ガスパージノズル２６による窒素ガスのパージはガス検知ノズル２７でＨＣｌガス等有害ガスのリークを検出した時点で開始してもよい。又、パージガス、或はシール溝２３に供給するガスは窒素ガス以外の不活性ガス、例えばアルゴンガス、ヘリウムガスであってもよい。又、シール溝２３は反応管７のフランジ７ａに設けてもよく、或は上フランジ１３ａ、フランジ７ａの両方に形成してもよい。
【００２８】
（付記）
又、本発明は以下の実施の態様を含む。
【００２９】
（付記１）石英製のフランジアダプタに立設した炭化珪素製の反応管の下端を、該反応管を囲繞するヒータユニット加熱域の下端に一致させたことを特徴とする半導体製造装置。
【００３０】
（付記２）石英製のフランジアダプタに立設した炭化珪素製の反応管と、ヒータベースに断熱材を介して立設されたヒータユニットとを有し、前記反応管の下端を前記断熱材の上端に一致させたことを特徴とする半導体製造装置。
【００３１】
（付記３）ウェーハを収容し処理する炭化珪素製の反応管と、ヒータユニットが立設されるヒータベースとを有し、前記反応管の下端を前記ヒータベースよりも上側に設けることを特徴とする半導体製造装置。
【００３２】
（付記４）前記反応管の下端にフランジを形成し、前記フランジアダプタの上フランジと前記フランジ間にシール溝を形成し、前記フランジと前記上フランジとを重合させ、前記シール溝にシールガスを供給した付記１又は付記２の半導体製造装置。
【００３３】
（付記５）前記反応管の前記フランジと前記フランジアダプタの前記上フランジとの重合位置近傍にガス検知ノズルを設けた付記４の半導体製造装置。
【００３４】
（付記６）前記反応管の前記フランジと前記フランジアダプタの前記上フランジとの重合位置付近に不活性パージガス供給用のガスパージノズルを設けた付記４の半導体製造装置。
【００３５】
（付記７）１２００℃以上の高温処理を行う付記１〜付記３のうちいずれか１つの半導体製造装置。
【００３６】
（付記８）ウェーハを収容し処理する炭化珪素製の反応管と、ヒータユニットが立設されるヒータベースとを有し、前記反応管の下端を前記ヒータベースよりも上側に設けた半導体製造装置を用いたウェーハ処理方法であって、前記反応管にウェーハを装入し、前記反応管に反応ガスを導入してウェーハに所要の処理を行うことを特徴とするウェーハ処理方法。
【符号の説明】
【００３７】
１              ヒータユニット
７              反応管
１３            フランジアダプタ
１３ａ          上フランジ
２１            シールガス導入ポート
２３            シール溝
２４            給気連絡管
２５            排気連絡管
２６            窒素ガスパージノズル
２７            ガス検知ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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