(57)【要約】      （修正有）【課題】シールフランジの取り外し作業性を高める。【解決手段】メンテナンス治具２０はシールフランジ１１と等しい外形の円形リング形状のベース２１を有する。ベース２１にはシールフランジ１１の雌ねじ孔１３に対向する貫通孔２２、雄ねじ部材２４を保持する保持部材２３、取っ手２５、反応容器外からの熱気を遮蔽可能な遮蔽板２７を設ける。遮蔽板２７にはシールフランジ１１を目視するための開口孔２８を設ける。取っ手２５を持ってメンテナンス治具２０を炉口に運び、炉口を遮蔽板２７で塞ぎ、開口孔２８を通して目視しながら雄ねじ部材２４を雌ねじ孔１３にねじ込む。メンテナンス治具２０に締結したシールフランジ１１を所定の角度回動させ、シールフランジ１１の係合部とインナチューブ載せリング１０の係合部との係合を解除し、シールフランジ１１をインナチューブ載せリング１０から外す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室を画成し、少なくとも一端側に開口部を有する反応容器と、
該反応容器内を加熱する加熱装置と、
前記反応容器内に配された部品を連結する連結部品と、
前記開口部に設けられ、該開口部から前記反応容器外へ放出される雰囲気を遮蔽する遮蔽部品とを備え、
前記遮蔽部品は、前記反応容器外から前記連結部品にアクセス可能とする貫通孔と、少なくとも一部に前記連結部品の状態を目視可能とする開口孔とを有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関する。
例えば、半導体集積回路装置（以下、ＩＣという。）の製造方法において、ＩＣが作り込まれる半導体装置、つまり半導体ウエハ（以下、ウエハという。）に処理を施すものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣの製造方法においてウエハに熱処理を施すのに、バッチ式縦型熱処理装置（以下、熱処理装置という。）が使用されている。
従来のこの種の熱処理装置としては、反応容器としての処理室を形成したインナチューブと、インナチューブを取り囲んだアウタチューブと、処理室を加熱するヒータユニットと、複数枚のウエハを保持して処理室に搬入搬出するボートと、ボートが処理室への搬入搬出に対して待機する待機室と、複数枚のウエハを収納したウエハキャリアとボートとの間でウエハを移載するウエハ移載装置と、を備えているものがある。
【０００３】
一般に、熱処理装置においては、反応容器内の部品を点検したり、インナチューブおよびアウタチューブを洗浄したり、ヒータ素線の断線を修理したり、ヒータユニットを保守点検したりする等のヒータユニットの周辺部のメンテナンスが必要になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したメンテナンス時に、作業者が反応容器内から放出される熱風の熱気にさらされる危険があった。この危険を回避するために、ヒータユニットの温度を下げる。すなわち反応容器内の所定の温度以下（例えば５０℃以下）に下げて、作業者が危険を伴うことなく、作業するようにしていたが、この場合、再び、反応容器内の温度を所定の温度（例えば３００℃〜４００℃）に上げるまでの時間がかかるため装置のダウンタイムが増えてしまうという問題がある。
特に、Ｓｉ3 Ｎ4 等の反応副生成物を伴うプロセスを行う場合、反応容器を低温化させることにより、反応容器に反応副生成物が付着、剥離し、パーティクルを発生させてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、反応容器内のメンテナンス性を高め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】
【０００６】
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
（１）基板を処理する処理室を画成し、少なくとも一端側に開口部を有する反応容器と、  該反応容器内を加熱する加熱装置と、
前記反応容器内に配された部品を連結する連結部品と、
前記開口部に設けられ、該開口部から前記反応容器外へ放出される雰囲気を遮蔽する遮蔽部品とを備え、
前記遮蔽部品は、前記反応容器外から前記連結部品にアクセス可能とする貫通孔と、少なくとも一部に前記連結部品の状態を目視可能とする開口孔とを有する基板処理装置。
（２）前記開口孔には、透明部材が設けられている前記（１）の基板処理装置。
（３）前記熱遮蔽部品には、取っ手が設けられている前記（１）の基板処理装置。
（４）前記熱遮蔽部品は、前記開口孔のサイズより熱遮蔽部のサイズを大きくしている前記（１）の基板処理装置。
（５）前記（１）の基板処理装置を用いて処理する半導体装置の製造方法であって、
少なくとも前記連結部品にアクセスした後に、前記熱遮蔽部品を前記開口部から取外す工程と、
前記反応容器内に基板を搬入しつつ前記開口部を蓋体により蓋する工程と、
前記反応容器内の基板を加熱しつつ処理する工程と、
処理後の基板を前記反応容器から搬出する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
（６）基板を処理する処理室を画成し、少なくとも一旦側に開口部を有する反応容器と、  該反応容器内を加熱する加熱装置と、前記反応容器内に配された部品を連結する連結部品と、を有する基板処理装置に用いられるメンテナンス治具であって、
前記開口部に設けられ前記反応容器外から、前記連結部品にアクセス可能とする貫通孔と、少なくとも一部に前記連結部品の状態を目視可能とする開口孔とを有し、該開口部から前記反応容器外へ放出される熱を遮蔽する遮蔽部品とを少なくとも備えるメンテナンス治具。
【発明の効果】
【０００７】
前記（１）によれば、反応容器内のメンテナンス性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【０００９】
図１は本発明の実施の形態で好適に用いられる基板処理装置の処理炉２０２の概略構成図であり、縦断面図として示されている。
【００１０】
図１に示されているように、処理炉２０２は加熱機構としてのヒータ２０６を有する。ヒータ２０６は円筒形状であり、保持板としてのヒータベース２５１に支持されることにより垂直に据え付けられている。
【００１１】
ヒータ２０６の内側には、ヒータ２０６と同心円状に反応管としてのプロセスチューブ２０３が配設されている。プロセスチューブ２０３は内部反応管としてのインナチューブ２０４と、その外側に設けられた外部反応管としてのアウタチューブ２０５とから構成されている。
インナチューブ２０４は、例えば石英（ＳｉＯ2 ）または炭化シリコン（ＳｉＣ）等の耐熱性材料からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。インナチューブ２０４の筒中空部には処理室２０１が形成されており、基板としてのウエハ２００を後述するボート２１７によって水平姿勢で垂直方向に多段に整列した状態で収容可能に構成されている。
アウタチューブ２０５は、例えば石英または炭化シリコン等の耐熱性材料からなり、内径がインナチューブ２０４の外径よりも大きく上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されており、インナチューブ２０４と同心円状に設けられている。
【００１２】
アウタチューブ２０５の下方にはマニホールド（インレットフランジとも称される。）２０９が、アウタチューブ２０５と同心円状に配設されている。マニホールド２０９は、例えばステンレス等からなり、上端および下端が開口した円筒形状に形成されている。マニホールド２０９は、インナチューブ２０４とアウタチューブ２０５に係合しており、これらを支持するように設けられている。
なお、マニホールド２０９とアウタチューブ２０５との間には、シール部材としてのＯリング２２０ａが設けられている。
マニホールド２０９がヒータベース２５１に支持されることにより、プロセスチューブ２０３は垂直に据え付けられた状態となっている。
プロセスチューブ２０３とマニホールド２０９により反応容器が形成される。
【００１３】
後述するシールキャップ２１９にはガス導入部としてのノズル２３０が処理室２０１内に連通するように接続されており、ノズル２３０にはガス供給管２３２が接続されている。ガス供給管２３２のノズル２３０との接続側と反対側である上流側には、ガス流量制御器としてのＭＦＣ（マスフローコントローラ）２４１を介して図示しない処理ガス供給源や不活性ガス供給源が接続されている。
ＭＦＣ２４１には、ガス流量制御部２３５が電気的に接続されている。ガス流量制御部２３５は供給するガスの流量が所望の量となるように所望のタイミングにてＭＦＣ２４１を制御する。
【００１４】
マニホールド２０９には処理室２０１内の雰囲気を排気する排気管２３１が設けられている。排気管２３１はインナチューブ２０４とアウタチューブ２０５との隙間によって形成される筒状空間２５０の下端部に配置されており、筒状空間２５０に連通している。
排気管２３１のマニホールド２０９との接続側と反対側である下流側には、真空ポンプ等の排気装置２４６が圧力検出器としての圧力センサ２４５および圧力調整装置２４２を介して接続されており、これらにより、処理室２０１内の圧力は所定の圧力（真空度）となるよう排気される。
圧力調整装置２４２および圧力センサ２４５には、圧力制御部２３６が電気的に接続されている。圧力制御部２３６は圧力センサ２４５により検出された圧力に基づいて、圧力調整装置２４２により処理室２０１内の圧力が所望の圧力となるように所望のタイミングにて制御する。
【００１５】
マニホールド２０９の下方には、マニホールド２０９の下端開口を気密に閉塞可能な蓋体としてのシールキャップ２１９が設けられている。シールキャップ２１９はマニホールド２０９の下端に垂直方向下側から当接されるようになっている。
シールキャップ２１９は例えばステンレス等の金属からなり、円盤状に形成されている。シールキャップ２１９の上面にはマニホールド２０９の下端と当接するシール部材としてのＯリング２２０ｂが設けられる。
シールキャップ２１９の処理室２０１と反対側には、ボートを回転させる回転機構２５４が設置されている。回転機構２５４の回転軸２５５はシールキャップ２１９を貫通して、後述するボート２１７に接続されている。回転軸２５５はボート２１７を回転させることでウエハ２００を回転させる。
シールキャップ２１９はプロセスチューブ２０３の外部に垂直に設備された昇降機構としてのボートエレベータ１１５によって垂直方向に昇降される。これによりボート２１７を処理室２０１に対し搬入搬出することが可能となっている。
回転機構２５４及びボートエレベータ１１５には駆動制御部２３７が電気的に接続されており、駆動制御部２３７はこれらが所望の動作をするように所望のタイミングにてこれらを制御する。
【００１６】
基板保持具としてのボート２１７は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、複数枚のウエハ２００を水平姿勢でかつ互いに中心を揃えた状態で整列させて多段に保持するように構成されている。
なお、ボート２１７の下部には断熱部材としての断熱板２１６が水平姿勢で多段に複数枚配置されており、断熱板２１６は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料が使用されて円板形状に形成されている。断熱板２１６はヒータ２０６からの熱がマニホールド２０９側に伝わり難くさせる。
【００１７】
プロセスチューブ２０３内には、温度検出器としての温度センサ２６３が設置されている。ヒータ２０６と温度センサ２６３には、温度制御部２３８が電気的に接続されている。温度制御部２３８は温度センサ２６３により検出された温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合を調整することにより、処理室２０１内の温度が所望の温度分布となるように所望のタイミングにて制御する。
【００１８】
ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８は、操作部、入出力部をも構成し、基板処理装置全体を制御する主制御部２３９に電気的に接続されている。
これら、ガス流量制御部２３５、圧力制御部２３６、駆動制御部２３７、温度制御部２３８、主制御部２３９は、コントローラ２４０として構成されている。
【００１９】
次に、以上の構成に係る処理炉２０２を用いて、半導体デバイス（ＩＣ）の製造工程の一工程としてＣＶＤ法によりウエハ２００上に薄膜を形成する方法について説明する。
なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作はコントローラ２４０により制御される。
【００２０】
複数枚のウエハ２００がボート２１７に装填（ウエハチャージ）されると、図１に示されているように、複数枚のウエハ２００を保持したボート２１７は、ボートエレベータ１１５によって持ち上げられて処理室２０１に搬入（ボートローディング）される。
この状態で、シールキャップ２１９はＯリング２２０ｂを介してマニホールド２０９の下端をシールした状態となる。
【００２１】
処理室２０１内が所望の圧力（真空度）となるように排気装置２４６によって排気される。この際、処理室２０１内の圧力は、圧力センサ２４５で測定され、この測定された圧力に基づき圧力調節器２４２が、フィードバック制御される。
また、処理室２０１内が所望の温度となるようにヒータ２０６によって加熱される。この際、処理室２０１内が所望の温度分布となるように温度センサ２６３が検出した温度情報に基づきヒータ２０６への通電具合がフィードバック制御される。
続いて、回転機構２５４により、ボート２１７が回転されることで、ウエハ２００が回転される。
【００２２】
次いで、処理ガス供給源から供給され、ＭＦＣ２４１にて所望の流量となるように制御されたガスは、ガス供給管２３２を流通してノズル２３０から処理室２０１内に導入される。導入されたガスは処理室２０１内を上昇し、インナチューブ２０４の上端開口から筒状空間２５０に流出して排気管２３１から排気される。
ガスは処理室２０１内を通過する際にウエハ２００の表面と接触し、この際に熱ＣＶＤ反応によってウエハ２００の表面上に薄膜が堆積（デポジション）される。
【００２３】
予め設定された処理時間が経過すると、不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、処理室２０１内が不活性ガスに置換されるとともに、処理室２０１内の圧力が常圧に復帰される。
【００２４】
その後、シールキャップ２１９がボートエレベータ１１５により下降されて、マニホールド２０９の下端が開口されるとともに、処理済ウエハ２００がボート２１７に保持された状態でマニホールド２０９の下端からプロセスチューブ２０３の外部に搬出（ボートアンローディング）される。
その後、処理済ウエハ２００はボート２１７によって取り出される（ウエハディスチャージ）。
【００２５】
以下、本実施の形態に係るメンテナンス治具およびその使用方法を図２および図３について説明する。
【００２６】
図３に示されているように、メンテナンス時に、メンテナンス治具２０はシールフランジ１１に設けられる。シールフランジ１１はマニホールド２０９内に配置された部品としてのインナチューブ載せリング１０に、連結部品としての抜け止めねじ１２によって連結されて、マニホールド２０９にある内鍔をインナチューブ載せリング１０とシールフランジ１１とで挟むことで固定される。
【００２７】
メンテナンス治具２０はベース２１を有する。ベース２１はステンレス鋼やアルミニウム等の比較的に軽量の金属や耐熱性を備えた樹脂材料が使用されて、外径および内径がシールフランジ１１の外径および内径と略等しい円形リング形状に形成されている。
ベース２１の周辺部には貫通孔２２が複数個（図示例では６個）が、周方向に間隔を置かれて開設されており、各貫通孔２２は抜け止めねじ１２に対して反応容器外からアクセス可能になっている。
ベース２１の上面には円筒形状の保持部材２３が複数個（図示例では３個）、周方向に間隔を置かれて垂直に突設されており、各保持部材２３の円筒部内には雄ねじ部材２４が、それぞれ抜け止めされた状態で回転自在に保持されている。シールフランジ１１には、雌ねじ孔１３が雄ねじ部材２４を反応容器外から取付けられるように、各保持部材２３と対向する位置に設けられている。すなわち、各雄ねじ部材２４は雌ねじ孔１３に対して反応容器外からアクセス可能になっている。
ベース２１の下面には取っ手２５が、複数本のボルト２６によって固定されている。取っ手２５はステンレス鋼やアルミニウム等の比較的に軽量の金属や耐熱性を備えた樹脂材料が使用されて、手摺り部分と、この手摺り部分の両端にある柱部分とで門形状に形成されている。取っ手２５の両方の柱間隔はベース２１の外径よりも若干短くかつベース２１の内径よりも若干長く設定されている。また、両方の柱の高さは、手摺り部分を人が手で掴んだ際にベース２１の下面に手が触れない程度にベース２１の下面から充分に離間させるように設定されている。
【００２８】
メンテナンス治具２０は遮蔽部品としての遮蔽板２７を備えている。遮蔽板２７は反応容器一端側開口部としての炉口から反応容器外へ放出される雰囲気（熱気、パーティクル、残留ガス等）を遮蔽可能に構成されている。すなわち、遮蔽板２７は反応容器外へ放出される高温（例えば、１００℃程度）の熱を遮蔽することができる。
遮蔽板２７はステンレス鋼やアルミニウム等の比較的に軽量の金属や耐熱性を備えた不透明な樹脂材料が使用されて、平面視が小判形の平板形状に形成されている。遮蔽板２７の円弧の外径はベース２１の外径と等しく設定されており、遮蔽板２７の両直線部分は、少なくともベース２１の内径より大きく、かつ、保持部材２３および取っ手２５の取付部等を逃げるように設定されている。
遮蔽板２７にはシールフランジ１１の状態を目視可能な開口孔２８が複数個（図示例では４個）、開設されている。各開口孔２８は円弧（眉）形状に形成されており、同一半径上において周方向に等間隔に配置されている。遮蔽板２７は複数個の開口孔２８のサイズより遮蔽部分のサイズを大きく設定されている。
開口孔２８内には耐熱性ガラス等からなる透明部材２９が嵌め込まれており、各透明部材２９によって各開口孔２８はそれぞれ閉鎖されている。
【００２９】
次に、以上の構成に係るメンテナンス治具２０の使用方法を説明する。
【００３０】
取っ手２５を持ってメンテナンス治具２０をマニホールド２０９の炉口の真下に運び、炉口を遮蔽板２７によって塞ぐ。
続いて、取っ手２５を持った状態で、開口孔２８を通してシールフランジ１１を目視しながら、雄ねじ部材２４をシールフランジ１１の雌ねじ孔１３に対向させるように整合させ、雌ねじ孔１３に雄ねじ部材２４をねじ込む。
メンテナンス治具２０がシールフランジ１１に雄ねじ部材２４によって締結されると、各貫通孔２２がシールフランジ１１の各抜け止めねじ１２にそれぞれ整合することになる。
次いで、メンテナンス治具２０の取っ手２５を持って、貫通孔２２を通して、例えば、ドライバ等を用いて抜け止めねじ１２をそれぞれ取り外し、メンテナンス治具２０に締結したシールフランジ１１をインナチューブ載せリング１０から外す。
【００３１】
以上のようにして、シールフランジ１１をインナチューブ載せリング１０から外した後は、反応容器はボートエレベータ１１５等によって安全に取り外すことができる。
なお、シールフランジ１１のインナチューブ載せリング１０への取り付け作業は、前述した取り外し作業と逆の手順によって実施することができる。
但し、反応容器内が高温でない場合、シールフランジ１１のインナチューブ載せリング１０への取り付け作業には、メンテナンス治具２０は必ずしも使用しなくてもよい。
また、取外し作業を例示して説明したが、取外し作業だけでなく、抜け止めねじ１２の取付状態を確認したり、増し締め作業等、その他の反応容器内のメンテナンス時にも使用することができる。
【００３２】
前記実施の形態によれば、次に挙げる効果のうち少なくとも一つ以上の効果が得られる。
【００３３】
1)  反応容器内のメンテナンス作業時に、メンテナンス治具によって炉口を遮蔽することにより、炉口から反応容器外へ放出される熱線や雰囲気に作業者が晒されるのを防止することができるので、反応容器内のメンテナンス作業、例えばシールフランジの取り外し作業を安全に実施することができる。
【００３４】
2)  シールフランジをメンテナンス治具によって間接的に取り外すことができるので、作業者がシールフランジに直接的に触れるのを回避することができ、安全性をより一層向上させることができる。
【００３５】
3)  メンテナンス治具のシールフランジへの締結に際して、開口孔を通してシールフランジを目視しながら取っ手を操作し、雄ねじ部材をシールフランジの雌ねじ孔に整合させることができるので、作業性をより一層向上させることができる。
【００３６】
4)  反応容器内のメンテナンス作業時に、メンテナンス治具によって炉口を遮蔽することにより、反応容器内の温度を過度に下げることなくメンテナンスを行うことができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。
【００３７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【００３８】
例えば、遮蔽板の下面の中心にシャッタを回転自在に枢支することにより、シャッタを遮蔽板に対して相対的に回動させて、開口孔を開閉可能および開度調整可能に構成してもよい。
このような構成の場合、例えば連結部品を目視する際には開口孔を開き、メンテナンス治具を炉口に挿入する際には開口孔を閉じるように調整すると、より一層安全度が増すことになる。
【００３９】
例えば、透明部材２９を設けるのに比べて透明部材２９を設けない方が、炉口から反応容器外へ放出される雰囲気に作業者が晒されてしまう点で劣るものの、連結部品の状態を目視可能とすることができるため、透明部材２９は設けないようにしてもよい。
【００４０】
本発明は、熱処理装置、ＣＶＤ装置、酸化膜形成装置、拡散装置、アニール装置等々の基板処理装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態である基板処理装置の処理炉を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るメンテナンス治具を示す分解斜視図である。
【図３】メンテナンス治具によるシールフランジ取り外し作業を示しており、（ａ）は斜視断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ部を示す断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  インナチューブ載せリング
１１  シールフランジ
１２  抜け止めねじ
１３  雌ねじ孔
２０  メンテナンス治具
２１  ベース
２２  貫通孔
２３  保持部材
２４  雄ねじ部材
２５  取っ手
２６  ボルト
２７  遮蔽板
２８  開口孔
２９  透明部材
【図１】
2009170595.tif 000003
【図２】
2009170595.tif 000004
【図３】
2009170595.tif 000005