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JP2008258240A - Substrate processing equipment - Google Patents

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JP2008258240A
JP2008258240A JP2007096058A JP2007096058A JP2008258240A JP 2008258240 A JP2008258240 A JP 2008258240A JP 2007096058 A JP2007096058 A JP 2007096058A JP 2007096058 A JP2007096058 A JP 2007096058A JP 2008258240 A JP2008258240 A JP 2008258240A
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JP
Japan
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processing
substrate
flange portion
processing chamber
quartz layer
Prior art date
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Application number
JP2007096058A
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Japanese (ja)
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JP2008258240A5 (en
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Tetsuya Marubayashi
哲也 丸林
Itaru Okada
格 岡田
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Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Kokusai Electric Inc
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Publication date
Application filed by Hitachi Kokusai Electric Inc filed Critical Hitachi Kokusai Electric Inc
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Publication of JP2008258240A publication Critical patent/JP2008258240A/en
Publication of JP2008258240A5 publication Critical patent/JP2008258240A5/en
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Abstract

【課題】
処理管をシールするシール部材の焼損を防止しつつ、不純物の発生、パーティクルの発生を抑制可能とした基板処理装置を提供する。
【解決手段】
外側に突出したフランジ部を開放端に有し、基板3を処理する処理室17を区画する透明石英から成る処理管32と、前記基板を加熱する為前記処理室の外側に設けられる加熱手段31と、前記処理管内に所望のガスを供給するガス供給手段35と、前記処理管内の雰囲気を排出する排出手段34と、前記処理管と共に前記処理室を区画する部材33と、前記処理室を気密に区画する為、前記フランジ部の端面と、前記部材の端面との間に介在されるOリングとを備え、前記フランジ部には、該フランジ部の端面を形成する透明石英層と、該透明石英層の前記Oリング接触面と対向する面の全面に亘って隣接し、且つ前記対向面と垂直な方向に於ける前記フランジ部の厚さから、前記透明石英層の厚さを除いた厚さよりも薄い厚さで形成される不透明石英層とが設けられる。
【選択図】 図2
【Task】
Provided is a substrate processing apparatus capable of suppressing generation of impurities and generation of particles while preventing burning of a sealing member for sealing a processing tube.
[Solution]
A processing tube 32 made of transparent quartz having a flange portion protruding outward at the open end and partitioning the processing chamber 17 for processing the substrate 3, and a heating means 31 provided outside the processing chamber for heating the substrate. A gas supply means 35 for supplying a desired gas into the processing tube, a discharge means 34 for discharging the atmosphere in the processing tube, a member 33 that partitions the processing chamber together with the processing tube, and the processing chamber is airtight. And an O-ring interposed between the end surface of the flange portion and the end surface of the member, the flange portion includes a transparent quartz layer that forms the end surface of the flange portion, and the transparent A thickness obtained by excluding the thickness of the transparent quartz layer from the thickness of the flange portion adjacent to the entire surface of the quartz layer facing the O-ring contact surface and perpendicular to the facing surface. Formed with a thickness less than And an opaque quartz layer is provided.
[Selection] Figure 2

Description

本発明はシリコンウェーハ等の基板を処理炉内の処理室に収納して、基板表面に薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行う基板処理装置、特に処理室が透明な石英の処理管により画成されている基板処理装置に関するものである。   The present invention is a substrate processing apparatus for storing a substrate such as a silicon wafer in a processing chamber in a processing furnace, and performing processing such as thin film formation, impurity diffusion, annealing, and etching on the substrate surface, particularly the processing chamber is transparent. The present invention relates to a substrate processing apparatus defined by a quartz processing tube.

半導体装置を製造する1工程として、基板処理装置によりシリコンウェーハ、ガラス基板等の基板表面に、薄膜の生成、不純物の拡散、アニール処理、エッチング等の処理を行う基板処理工程がある。   As one process for manufacturing a semiconductor device, there is a substrate processing process in which a substrate processing apparatus performs processing such as generation of a thin film, diffusion of impurities, annealing, and etching on a substrate surface such as a silicon wafer or a glass substrate.

又、基板処理装置としては、基板を1枚ずつ処理する枚葉式の基板処理装置、基板を指定枚数一度に処理するバッチ式の基板処理装置があり、又バッチ式の基板処理装置として、縦型炉を有する縦型基板処理装置と横型炉を有する横型基板処理装置とがある。   In addition, as the substrate processing apparatus, there are a single-wafer type substrate processing apparatus that processes substrates one by one, a batch type substrate processing apparatus that processes a specified number of substrates at a time, and a vertical type as a batch type substrate processing apparatus. There are a vertical substrate processing apparatus having a mold furnace and a horizontal substrate processing apparatus having a horizontal furnace.

例えば、縦型基板処理装置では、処理室を画成する有天筒状の処理管と該処理管を囲繞して設けられたヒータを有し、被処理基板は基板保持具により多段に前記処理室に保持され、該処理室が気密に密閉された状態で、前記ヒータにより基板、前記処理室が加熱され、所定の処理ガスが前記処理室に導入されることで基板処理がなされる。   For example, a vertical type substrate processing apparatus has a cylindrical processing tube defining a processing chamber and a heater provided surrounding the processing tube, and the substrate to be processed is processed in multiple stages by a substrate holder. The substrate and the processing chamber are heated by the heater while the processing chamber is hermetically sealed, and the substrate processing is performed by introducing a predetermined processing gas into the processing chamber.

前記処理管は、開口端にフランジを有し、該フランジを介して、支持部材、強度部材に固定される様になっている。上記した様に、処理管が画成する処理室は気密性を要求される為、前記フランジの接合面にはOリング等のシール部材が挾設され、接合面が気密にシールされている。   The processing tube has a flange at the open end, and is fixed to the support member and the strength member via the flange. As described above, since the processing chamber defined by the processing tube is required to be airtight, a sealing member such as an O-ring is provided on the joint surface of the flange, and the joint surface is hermetically sealed.

Oリング等の材質は一般に合成ゴム等の有機材料であり、高温に対しては焼損する虞れがある。この為、従来よりフランジからの熱によってOリングが焼損しない様に対策が講じられている。   A material such as an O-ring is generally an organic material such as a synthetic rubber and may be burned out at high temperatures. For this reason, countermeasures have been taken so that the O-ring does not burn out due to heat from the flange.

図4は、従来の対策の一例を示しており、処理管の開口端部分の断面を示している。   FIG. 4 shows an example of a conventional measure, and shows a cross section of the open end portion of the processing tube.

図4中、32は処理室17を画成する処理管を示し、該処理管32は、処理管本体72と該処理管本体72の下端に溶接されたフランジ部73から構成されている。前記処理管本体72は透明石英製であり、上端が閉塞された有天筒形状をしており、前記フランジ部73は不透明石英製であり、前記処理管本体72に連続する円筒部74と該円筒部74下端に位置し、該円筒部74の軸心と直交する様に形成されるドーナツ盤状のフランジ75とを有している。前記不透明石英は、内部に微細な気泡を多量に含有しており、熱輻射を遮断すると共に熱伝導に対して大きな抵抗を有する。   In FIG. 4, reference numeral 32 denotes a processing tube that defines the processing chamber 17, and the processing tube 32 includes a processing tube main body 72 and a flange portion 73 welded to the lower end of the processing tube main body 72. The processing tube main body 72 is made of transparent quartz and has a cylindrical shape with a closed upper end, and the flange portion 73 is made of opaque quartz. It has a donut disk-like flange 75 which is located at the lower end of the cylindrical portion 74 and is formed so as to be orthogonal to the axial center of the cylindrical portion 74. The opaque quartz contains a large amount of fine bubbles inside, and blocks heat radiation and has a large resistance to heat conduction.

又、図中、76はマニホールドを示し、該マニホールド76はステンレス鋼等の金属製であり、前記処理管32と同心で円筒形状をしていると共に上端に前記処理管32の軸心と直交する支持用フランジ77を有している。   In the figure, reference numeral 76 denotes a manifold, which is made of metal such as stainless steel, has a cylindrical shape concentric with the processing tube 32, and is orthogonal to the axis of the processing tube 32 at the upper end. A support flange 77 is provided.

該支持用フランジ77の断面は内周縁部に対し外周縁部が所要段差分後退した段差形状となっており、前記内周縁部の上面は前記処理管32が載置される処理管載置面78、前記外周縁部の上面はシール面79となっている。   The cross section of the supporting flange 77 has a step shape in which the outer peripheral edge is set back by a required step with respect to the inner peripheral edge, and the upper surface of the inner peripheral edge is a processing tube mounting surface on which the processing tube 32 is mounted. 78, the upper surface of the outer peripheral edge portion is a seal surface 79.

前記内周縁部の周囲にOリング81が設けられ、該Oリング81の外側にクッション82が設けられ、前記処理管載置面78に前記処理管32が載置された状態では、前記フランジ75の下面と前記シール面79間に前記Oリング81、前記クッション82が圧縮状態で介設される。   In the state where an O-ring 81 is provided around the inner peripheral edge, a cushion 82 is provided outside the O-ring 81, and the processing tube 32 is mounted on the processing tube mounting surface 78, the flange 75. The O-ring 81 and the cushion 82 are interposed in a compressed state between the lower surface of the sealing member and the sealing surface 79.

断面が倒立L字状の固定リング83をクッション84を介在して前記支持用フランジ77に固定することで、前記フランジ75が前記固定リング83と前記支持用フランジ77との間に挾持され、前記処理管32が前記マニホールド76に支持、固定される。又、前記処理管32下端と前記マニホールド76上端との境界は前記Oリング81によって気密にシールされる。   By fixing a fixing ring 83 having an inverted L-shaped cross section to the supporting flange 77 with a cushion 84 interposed therebetween, the flange 75 is held between the fixing ring 83 and the supporting flange 77, and The processing tube 32 is supported and fixed to the manifold 76. The boundary between the lower end of the processing tube 32 and the upper end of the manifold 76 is hermetically sealed by the O-ring 81.

上記した様に、前記処理管本体72はヒータにより加熱されており、該処理管本体72からの熱伝導により、又該処理管本体72内部からの熱輻射により、前記Oリング81が加熱される。前記フランジ部73は不透明石英製となっており、大きな熱抵抗を有するので、前記処理管本体72からの熱伝導を抑制し、又不透明であることから、該処理管本体72内部からの熱輻射を遮断する。前記フランジ部73の熱遮断作用によって、前記Oリング81の焼損が防止される。   As described above, the processing tube main body 72 is heated by the heater, and the O-ring 81 is heated by heat conduction from the processing tube main body 72 and by heat radiation from the inside of the processing tube main body 72. . Since the flange portion 73 is made of opaque quartz and has a large thermal resistance, heat conduction from the processing tube main body 72 is suppressed, and since it is opaque, heat radiation from the inside of the processing tube main body 72 is achieved. Shut off. The O-ring 81 is prevented from being burned out by the heat blocking action of the flange portion 73.

基板処理の1つにエッチングがあり、或は前記処理室17の洗浄をする為のエッチングがある。エッチングが実施されると、前記フランジ部73に多数包含されている気泡が開放され、表面が著しく粗面化されることがある。粗面化した表面では、前記Oリング81の密着性が損われ、気密性が低下する。更に、粗面化した表面は、不純物を取込み易くなり、又脆くなる。この為、パーティクルの発生原因となる。   Etching is one of the substrate processes, or etching for cleaning the processing chamber 17. When etching is performed, bubbles contained in the flange portion 73 may be released, and the surface may be extremely roughened. On the roughened surface, the adhesion of the O-ring 81 is impaired, and the airtightness is lowered. Furthermore, the roughened surface becomes easy to take in impurities and becomes brittle. This causes generation of particles.

尚、処理管のフランジ部、又はフランジ部の一部に不透明石英を用いた公知例として、特許文献1、特許文献2に示されるものがある。然し乍ら、特許文献1、特許文献2では不透明石英部分の処理室内への露出面積が多い構造となっている。   In addition, there exist a thing shown by patent document 1 and patent document 2 as a well-known example which used the opaque quartz for the flange part of the processing tube, or a part of flange part. However, Patent Documents 1 and 2 have a structure in which an opaque quartz portion has a large exposed area in the processing chamber.

半導体装置、例えばLSIの超高集積化に伴い、半導体の製造プロセスでは、従来は無視してきていたレベルの欠陥や不純物が問題となっている。その為、石英部品からの不純物汚染に対しては、不純物濃度、OH基の少ない石英材料の使用や石英ガラスの製作工程の見直しにより不純物混入を排除した、高純度石英を使用する顧客が増えている。   With the ultra-high integration of semiconductor devices such as LSIs, defects and impurities at levels that have been ignored in the past have become a problem in the semiconductor manufacturing process. For this reason, there are an increasing number of customers who use high-purity quartz that eliminates impurity contamination by using quartz materials with low impurity concentration and low OH groups and reviewing the production process of quartz glass for impurity contamination from quartz parts. Yes.

不透明石英は、高純度石英に比べ、Fe、Al、Na、Cu等の不純物濃度や、OH基の含有量が多くなっており、上記特許文献1、特許文献2では処理室へ露出した不透明部分からの不純物汚染の虞れがあった。   Opaque quartz has a higher impurity concentration such as Fe, Al, Na, Cu and the content of OH groups than high-purity quartz. In Patent Document 1 and Patent Document 2, the opaque portion exposed to the processing chamber There was a risk of contamination from impurities.

又、透明石英と不透明石英とでは、透明石英の方が強度が大きく、不透明石英を厚くした場合、或は多くした場合フランジ部の強度が低下するという問題も有していた。   Further, the transparent quartz and the opaque quartz have a problem that the strength of the transparent quartz is higher, and the strength of the flange portion is lowered when the opaque quartz is thickened or increased.

特開2000−349028号公報JP 2000-349028 A

実開昭57−51639号公報Japanese Utility Model Publication No. 57-51639

本発明は斯かる実情に鑑み、処理管をシールするシール部材の焼損を防止しつつ、不純物の発生、パーティクルの発生を抑制可能とした基板処理装置を提供するものである。   In view of such circumstances, the present invention provides a substrate processing apparatus capable of suppressing generation of impurities and generation of particles while preventing burning of a sealing member for sealing a processing tube.

本発明は、外側に突出したフランジ部を開放端に有し、基板を処理する処理室を区画する透明石英から成る処理管と、前記基板を加熱する為前記処理室の外側に設けられる加熱手段と、前記処理管内に所望のガスを供給するガス供給手段と、前記処理管内の雰囲気を排出する排出手段と、前記処理管と共に前記処理室を区画する部材と、前記処理室を気密に区画する為、前記フランジ部の端面と、前記部材の端面との間に介在されるOリングとを備え、前記フランジ部には、該フランジ部の端面を形成する透明石英層と、該透明石英層の前記Oリング接触面と対向する面の全面に亘って隣接し、且つ前記対向面と垂直な方向に於ける前記フランジ部の厚さから、前記透明石英層の厚さを除いた厚さよりも薄い厚さで形成される不透明石英層とが設けられる基板処理装置に係り、又前記不透明石英層は3mmであり、前記透明石英層か2mmである基板処理装置に係るものである。   The present invention includes a processing tube made of transparent quartz having a flange portion protruding outward at an open end, and defining a processing chamber for processing a substrate, and a heating means provided outside the processing chamber for heating the substrate. Gas supply means for supplying a desired gas into the processing tube, discharge means for discharging the atmosphere in the processing tube, a member for partitioning the processing chamber together with the processing tube, and the processing chamber being airtightly partitioned. Therefore, an O-ring interposed between the end surface of the flange portion and the end surface of the member is provided. The flange portion includes a transparent quartz layer that forms the end surface of the flange portion, and the transparent quartz layer. The thickness of the flange portion adjacent to the entire surface facing the O-ring contact surface and perpendicular to the facing surface is less than the thickness excluding the thickness of the transparent quartz layer. An opaque quartz layer formed with a thickness and Relates to a substrate processing apparatus is provided, and the opaque quartz layer is 3 mm, in which according to the substrate processing apparatus is a transparent quartz layer or 2 mm.

本発明によれば、外側に突出したフランジ部を開放端に有し、基板を処理する処理室を区画する透明石英から成る処理管と、前記基板を加熱する為前記処理室の外側に設けられる加熱手段と、前記処理管内に所望のガスを供給するガス供給手段と、前記処理管内の雰囲気を排出する排出手段と、前記処理管と共に前記処理室を区画する部材と、前記処理室を気密に区画する為、前記フランジ部の端面と、前記部材の端面との間に介在されるOリングとを備え、前記フランジ部には、該フランジ部の端面を形成する透明石英層と、該透明石英層の前記Oリング接触面と対向する面の全面に亘って隣接し、且つ前記対向面と垂直な方向に於ける前記フランジ部の厚さから、前記透明石英層の厚さを除いた厚さよりも薄い厚さで形成される不透明石英層とが設けられるので、不透明石英層により、シール部材への熱伝導、熱輻射が抑制され、過熱焼損が防止され、シール部材が当接するのは透明石英層であり、粗面となることはないので気密性が維持され、又、不透明石英層が処理室に臨接するのは周面だけであり、不透明石英層から発生される不純物、パーティクルの発生を抑制することができる等の優れた効果を発揮する。   According to the present invention, a flange portion projecting outward is provided at an open end, and a processing tube made of transparent quartz that defines a processing chamber for processing a substrate, and provided outside the processing chamber for heating the substrate. A heating means, a gas supply means for supplying a desired gas into the processing tube, a discharge means for discharging the atmosphere in the processing tube, a member that partitions the processing chamber together with the processing tube, and the processing chamber is hermetically sealed In order to partition, an O-ring interposed between the end surface of the flange portion and the end surface of the member is provided. The flange portion includes a transparent quartz layer forming the end surface of the flange portion, and the transparent quartz From the thickness of the flange portion in the direction adjacent to the entire surface of the layer facing the O-ring contact surface and perpendicular to the facing surface, excluding the thickness of the transparent quartz layer Opaque stone formed with a thin thickness Therefore, the opaque quartz layer suppresses heat conduction and heat radiation to the seal member, prevents overheating burnout, and the seal member comes into contact with the transparent quartz layer, resulting in a rough surface. Since there is no airtightness, the opaque quartz layer comes into contact with the processing chamber only on the peripheral surface, and it is possible to suppress the generation of impurities and particles generated from the opaque quartz layer. Demonstrate.

以下、図面を参照しつつ本発明を実施する為の最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

先ず、図1に於いて、本発明が実施される基板処理装置について説明する。   First, a substrate processing apparatus in which the present invention is implemented will be described with reference to FIG.

図1中、1は基板処理装置、2は基板収納容器(カセット)を示し、前記基板処理装置1で処理されるシリコンウェーハ等の基板(ウェーハ)3は、前記カセット2に所要枚数、例えば25枚収納された状態で、搬入搬出される。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substrate processing apparatus, 2 denotes a substrate storage container (cassette), and a substrate (wafer) 3 such as a silicon wafer processed by the substrate processing apparatus 1 has a required number, for example 25, in the cassette 2. It is carried in and out in a state where the sheets are stored.

前記基板処理装置1の筐体4の正面壁5の下部にはメンテナンス用の開口部として正面メンテナンス口6が開設され、該正面メンテナンス口6は正面メンテナンス扉(図示せず)により開閉可能となっている。前記正面メンテナンス口6の上方には、前記カセット2の搬入搬出用の基板収納容器入出口8が開設され、該基板収納容器入出口8は入出口開閉機構(フロントシャッタ)(図示せず)によって開閉される様になっている。   A front maintenance port 6 is opened as a maintenance opening in the lower part of the front wall 5 of the housing 4 of the substrate processing apparatus 1, and the front maintenance port 6 can be opened and closed by a front maintenance door (not shown). ing. A substrate storage container inlet / outlet 8 for loading / unloading the cassette 2 is opened above the front maintenance port 6. The substrate storage container inlet / outlet 8 is opened and closed by an inlet / outlet opening / closing mechanism (front shutter) (not shown). It is designed to be opened and closed.

前記筐体4の内部、前記基板収納容器入出口8に臨接して基板収納容器授受装置(カセット授受ステージ)11が設けられ、該カセット授受ステージ11に対向し、前記カセット2を所要数保管する下基板収納容器収納棚(カセット棚)12、上基板収納容器収納棚(バッファカセット棚)13が設けられている。   A substrate storage container transfer device (cassette transfer stage) 11 is provided inside the housing 4 and in contact with the substrate storage container inlet / outlet 8, and faces the cassette transfer stage 11 to store the required number of cassettes 2. A lower substrate storage container storage shelf (cassette shelf) 12 and an upper substrate storage container storage shelf (buffer cassette shelf) 13 are provided.

前記カセット授受ステージ11と前記カセット棚12、前記バッファカセット棚13との間には、基板収納容器搬送装置(カセット搬送装置)14が設けられる。該カセット搬送装置14は、横行機構、昇降機構、回転機構を具備し、前記カセット搬送装置14は横行機構、昇降機構、回転機構の協働により、前記カセット授受ステージ11と前記カセット棚12、前記バッファカセット棚13との間で前記カセット2を所要の姿勢で搬送可能である。   A substrate storage container transfer device (cassette transfer device) 14 is provided between the cassette transfer stage 11 and the cassette shelf 12 and the buffer cassette shelf 13. The cassette carrying device 14 includes a traversing mechanism, an elevating mechanism, and a rotating mechanism. The cassette carrying device 14 cooperates with the traversing mechanism, the raising and lowering mechanism, and the rotating mechanism, so that the cassette transfer stage 11 and the cassette shelf 12, The cassette 2 can be transported in a required posture with the buffer cassette shelf 13.

前記筐体4の内部後方、下部には気密容器であるロードロック室15が設けられ、該ロードロック室15の上側には処理炉16が立設されている。該処理炉16は気密な処理室17を具備し、該処理室17は前記ロードロック室15と気密に連設され、前記処理室17の下端の炉口部は炉口ゲートバルブ20によって気密に閉塞可能となっている。   A load lock chamber 15, which is an airtight container, is provided in the rear and lower portions of the housing 4, and a processing furnace 16 is erected above the load lock chamber 15. The processing furnace 16 includes an airtight processing chamber 17. The processing chamber 17 is connected to the load lock chamber 15 in an airtight manner, and a furnace port portion at the lower end of the processing chamber 17 is airtightly connected by a furnace port gate valve 20. It can be closed.

前記ロードロック室15の内部には基板保持具(ボート)18が収納可能であり、該ボート18は、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなり、ウェーハ3を水平姿勢で多段に保持可能となっている。尚、前記ボート18の下部には、例えば石英や炭化珪素等の耐熱性材料からなる円板形状をした断熱部材としての断熱板(図示せず)が水平姿勢で多段に複数枚配置されて、下方への放熱を抑制している。   A substrate holder (boat) 18 can be accommodated in the load lock chamber 15. The boat 18 is made of a heat-resistant material such as quartz or silicon carbide, and can hold the wafers 3 in a multi-stage in a horizontal posture. It has become. In the lower part of the boat 18, a plurality of heat insulating plates (not shown) as a disk-shaped heat insulating member made of a heat resistant material such as quartz or silicon carbide are arranged in a multi-stage in a horizontal posture, The downward heat dissipation is suppressed.

又前記ボート18を支持し、該ボート18を前記処理室17に装脱する為の基板保持具昇降機構(ボートエレベータ)19が前記ロードロック室15に設けられている。   Further, a substrate holder lifting mechanism (boat elevator) 19 for supporting the boat 18 and loading / unloading the boat 18 to / from the processing chamber 17 is provided in the load lock chamber 15.

該ロードロック室15は前記ボート18にウェーハ3を移載する為の基板移載口21が設けられ、該基板移載口21はゲートバルブ25によって開放され、又気密に閉塞される。前記ロードロック室15には窒素ガス等の不活性ガスを供給するガス供給系22が接続され、前記ロードロック室15内部を排気して、負圧にする排気装置(図示せず)が接続されている。   The load lock chamber 15 is provided with a substrate transfer port 21 for transferring the wafer 3 to the boat 18. The substrate transfer port 21 is opened by a gate valve 25 and is airtightly closed. A gas supply system 22 that supplies an inert gas such as nitrogen gas is connected to the load lock chamber 15, and an exhaust device (not shown) that exhausts the inside of the load lock chamber 15 to make it negative pressure is connected. ing.

前記ロードロック室15と前記カセット棚12との間には基板移載装置(基板移載機)23が設けられ、該基板移載機23はウェーハ3を載置保持する基板保持プレート24を所要枚数(例えば5枚)具備し、又該基板保持プレート24を昇降する昇降機構部、回転させる回転機構部、進退させる進退機構部を具備している。   A substrate transfer device (substrate transfer device) 23 is provided between the load lock chamber 15 and the cassette shelf 12, and the substrate transfer device 23 requires a substrate holding plate 24 for mounting and holding the wafer 3. It has a number (for example, 5), and also includes an elevating mechanism unit for elevating and lowering the substrate holding plate 24, a rotating mechanism unit for rotating, and an advancing / retreating mechanism unit for moving back and forth.

前記基板移載機23は、昇降機構部、回転機構部、進退機構部の協働により、降下状態の前記ボート18と前記カセット棚12との間で前記基板移載口21を介して基板の移載が行われる様になっている。   The substrate transfer machine 23 is configured to move the substrate between the boat 18 in the lowered state and the cassette shelf 12 via the substrate transfer port 21 through the cooperation of the lifting mechanism unit, the rotation mechanism unit, and the advance / retreat mechanism unit. Transfer is to be performed.

尚、前記筐体4内部の所要位置、例えば、前記バッファカセット棚13に対向してクリーンユニット26が設けられ、該クリーンユニット26によって前記筐体4内部に清浄な雰囲気の流れが形成される。   A clean unit 26 is provided at a required position inside the housing 4, for example, facing the buffer cassette shelf 13, and a clean atmosphere flow is formed inside the housing 4 by the clean unit 26.

以下、前記基板処理装置1の作動について説明する。   Hereinafter, the operation of the substrate processing apparatus 1 will be described.

前記基板収納容器入出口8がフロントシャッタ(図示せず)によって開放され、前記カセット2が前記基板収納容器入出口8から搬入される。搬入されるカセット2は、ウェーハ3が垂直姿勢であって、ウェーハ3の出入れ口が上方向を向く様に載置される。   The substrate storage container inlet / outlet 8 is opened by a front shutter (not shown), and the cassette 2 is carried in from the substrate storage container inlet / outlet 8. The cassette 2 to be loaded is placed so that the wafer 3 is in a vertical posture and the entrance / exit of the wafer 3 faces upward.

次に、前記カセット搬送装置14によって、前記カセット棚12又は前記バッファカセット棚13の指定された棚位置へ搬送される。前記カセット棚12、前記バッファカセット棚13に保管されるカセット2は水平姿勢となっており、出入れ口は前記基板移載機23に向いている。又、一時的に保管された後、前記カセット搬送装置14によって前記バッファカセット棚13から前記カセット棚12に移載される。   Next, the cassette transport device 14 transports the cassette shelf 12 or the buffer cassette shelf 13 to a designated shelf position. The cassettes 2 stored in the cassette shelves 12 and the buffer cassette shelves 13 are in a horizontal posture, and the entrance / exit is directed to the substrate transfer machine 23. Further, after being temporarily stored, the cassette carrying device 14 transfers the buffer cassette shelf 13 to the cassette shelf 12.

予め前記ロードロック室15の内部が大気圧状態とされ、前記ボート18が前記ボートエレベータ19によって前記ロードロック室15内に降下される。前記ゲートバルブ25によって前記基板移載口21が開放され、前記基板移載機23によってウェーハ3が前記カセット2から前記ボート18へ移載される。   The inside of the load lock chamber 15 is previously set to atmospheric pressure, and the boat 18 is lowered into the load lock chamber 15 by the boat elevator 19. The substrate transfer port 21 is opened by the gate valve 25, and the wafer 3 is transferred from the cassette 2 to the boat 18 by the substrate transfer machine 23.

予め指定された枚数のウェーハ3が前記ボート18に装填されると、前記基板移載口21が前記ゲートバルブ25によって閉じられ、前記ロードロック室15が排気装置により、真空引きされることにより、減圧される。前記ロードロック室15が前記処理室17内の圧力と同圧に減圧されると、該処理室17の炉口部が前記炉口ゲートバルブ20によって開放され、前記ボートエレベータ19によって前記ボート18が前記処理室17に装入される。   When a predetermined number of wafers 3 are loaded in the boat 18, the substrate transfer port 21 is closed by the gate valve 25, and the load lock chamber 15 is evacuated by an exhaust device. Depressurized. When the load lock chamber 15 is depressurized to the same pressure as that in the processing chamber 17, the furnace port portion of the processing chamber 17 is opened by the furnace port gate valve 20, and the boat elevator 19 The processing chamber 17 is charged.

ウェーハ3の加熱、前記処理室17への処理ガスの導入、排気等が行われ、ウェーハ3に所定の処理が実施される。   The wafer 3 is heated, the processing gas is introduced into the processing chamber 17, exhausted, and the like, and a predetermined processing is performed on the wafer 3.

処理後は、前記ボートエレベータ19により前記ボート18が引出され、更に、前記ロードロック室15内部を大気圧に復圧させた後に前記ゲートバルブ25が開かれる。その後は、上記の逆の手順で、ウェーハ3及びカセット2は前記筐体4の外部へ搬出される。   After the processing, the boat 18 is pulled out by the boat elevator 19, and the gate valve 25 is opened after the inside of the load lock chamber 15 is restored to atmospheric pressure. Thereafter, the wafer 3 and the cassette 2 are carried out of the casing 4 by the reverse procedure described above.

図2に於いて、前記処理炉16、前記ボートエレベータ19について説明する。   With reference to FIG. 2, the processing furnace 16 and the boat elevator 19 will be described.

図2に示される様に、前記処理炉16は加熱機構としてのヒータ31を有する。該ヒータ31は円筒形状であり、ヒータ素線とその周囲に設けられた断熱部材より構成され、図示しない保持体に支持されることにより垂直に据付けられている。   As shown in FIG. 2, the processing furnace 16 has a heater 31 as a heating mechanism. The heater 31 has a cylindrical shape, is composed of a heater wire and a heat insulating member provided around the heater wire, and is vertically installed by being supported by a holding body (not shown).

前記ヒータ31近傍には、前記処理室17内の温度を検出する温度検出体としての温度センサ(図示せず)が設けられる。前記ヒータ31及び温度センサには、電気的に温度制御部45が接続されており、温度センサにより検出された温度情報に基づき前記ヒータ31への通電具合を調節することにより前記処理室17内の温度が所望の温度分布となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。   In the vicinity of the heater 31, a temperature sensor (not shown) is provided as a temperature detector for detecting the temperature in the processing chamber 17. A temperature control unit 45 is electrically connected to the heater 31 and the temperature sensor, and the inside of the processing chamber 17 is adjusted by adjusting the power supply to the heater 31 based on the temperature information detected by the temperature sensor. Control is performed at a desired timing so that the temperature has a desired temperature distribution.

前記ヒータ31の内側には、該ヒータ31と同心に処理管32が配設されている。該処理管32は、石英(SiO2 )又は炭化シリコン(SiC)等の耐熱性材料からなり、上端が閉塞し下端が開口した円筒形状に形成されている。前記処理管32は前記処理室17を画成し、前記ボート18を収納し、ウェーハ3は前記ボート18に保持された状態で前記処理室17に収納される。   A processing tube 32 is disposed inside the heater 31 concentrically with the heater 31. The processing tube 32 is made of a heat resistant material such as quartz (SiO2) or silicon carbide (SiC), and is formed in a cylindrical shape with the upper end closed and the lower end opened. The processing tube 32 defines the processing chamber 17 and stores the boat 18, and the wafer 3 is stored in the processing chamber 17 while being held in the boat 18.

前記処理管32の下方には、該処理管32と同心にマニホールド33が配設され、前記処理管32は前記マニホールド33に立設されている。該マニホールド33は、例えば、ステンレス鋼等からなり、上端及び下端が開口した円筒形状に形成されている。尚、前記マニホールド33と前記処理管32との間には、シール部材としてのOリング81(後述)が設けられている。前記マニホールド33が保持体、例えば前記ロードロック室15に支持されることにより、前記処理管32は垂直に設置された状態となっている。該処理管32と前記マニホールド33により反応容器が形成される。   Below the processing tube 32, a manifold 33 is disposed concentrically with the processing tube 32, and the processing tube 32 is erected on the manifold 33. The manifold 33 is made of, for example, stainless steel and has a cylindrical shape with an upper end and a lower end opened. An O-ring 81 (described later) is provided as a seal member between the manifold 33 and the processing tube 32. Since the manifold 33 is supported by a holding body, for example, the load lock chamber 15, the processing tube 32 is in a vertically installed state. A reaction vessel is formed by the processing tube 32 and the manifold 33.

図3は、図2のL部拡大図であり、前記処理管32の下端部と前記マニホールド33の上端部との接合部分の詳細を示している。尚、図3中、図4中で示したものと同等のものには同符号を付してある。   FIG. 3 is an enlarged view of a portion L in FIG. 2, and shows details of a joint portion between the lower end portion of the processing tube 32 and the upper end portion of the manifold 33. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals.

前記処理管32は、透明石英製の処理管本体72を有し、該処理管本体72の下端部には透明石英製のフランジ75が前記処理管本体72と一体成形により、或は溶接により一体化されている。   The processing tube 32 has a processing tube main body 72 made of transparent quartz, and a flange 75 made of transparent quartz is integrally formed with the processing tube main body 72 at the lower end portion of the processing tube main body 72 or by welding. It has become.

該フランジ75は円環形状をしており、中央の空間は前記処理管32の開口部を形成している。前記フランジ75の開口側端面(図示では下端面)に不透明石英層86を形成し、更に該不透明石英層86の開口側端面に透明石英層85を形成し、該透明石英層85の開口側端面については平坦加工を行い、バーナで焼き仕上げを行う。又、開口側端面の性状によっては研磨処理を行う。バーナ焼き仕上げで、表面が円滑化し、透明となる。   The flange 75 has an annular shape, and the central space forms the opening of the processing tube 32. An opaque quartz layer 86 is formed on the opening side end surface (lower end surface in the drawing) of the flange 75, and a transparent quartz layer 85 is formed on the opening side end surface of the opaque quartz layer 86, and the opening side end surface of the transparent quartz layer 85 is formed. Is flattened and burned with a burner. Further, depending on the properties of the opening side end face, a polishing process is performed. Burner finish makes the surface smooth and transparent.

前記不透明石英層86については、不透明石英のドーナツ状円板を溶接しても、或は溶接による肉盛りにより形成してもよい。又、前記透明石英層85についても、同様に透明石英のドーナツ状円板を溶接しても、或は溶接による肉盛りにより形成してもよい。   The opaque quartz layer 86 may be formed by welding an opaque quartz donut disk or by welding. Similarly, the transparent quartz layer 85 may be formed by welding a doughnut-shaped disc made of transparent quartz or by overlaying by welding.

前記不透明石英層86は、熱遮断効果が得られる厚みでよく、又前記透明石英層85は開口側端面を研磨できる程度の厚みであればよい。例えば、前記フランジ75の厚みが7mmとして、前記不透明石英層86の厚みは前記フランジ75の厚みより薄く、例えば不透明度を失わない様3mm程度、更に前記透明石英層85の厚みは洗浄工程でエッチングを受ける等を考慮し、2mm程度とする。   The opaque quartz layer 86 may be thick enough to obtain a heat blocking effect, and the transparent quartz layer 85 may be thick enough to polish the opening end face. For example, the thickness of the flange 75 is 7 mm, the thickness of the opaque quartz layer 86 is smaller than the thickness of the flange 75, for example, about 3 mm so as not to lose opacity, and the thickness of the transparent quartz layer 85 is etched in the cleaning process. In consideration of receiving, etc., about 2 mm.

前記マニホールド33は、図4で示したマニホールド76と同様に、略円筒形状であり、上端に前記フランジ75と接合する支持用フランジ77を有している。   Similar to the manifold 76 shown in FIG. 4, the manifold 33 has a substantially cylindrical shape, and has a supporting flange 77 joined to the flange 75 at the upper end.

該支持用フランジ77の断面は内周縁部に対し外周縁部が所要段差分後退した段差形状となっており、前記内周縁部の上面は前記処理管32が載置される処理管載置面78、前記外周縁部の上面はシール面79となっている。   The cross section of the supporting flange 77 has a step shape in which the outer peripheral edge is set back by a required step with respect to the inner peripheral edge, and the upper surface of the inner peripheral edge is a processing tube mounting surface on which the processing tube 32 is mounted. 78, the upper surface of the outer peripheral edge portion is a seal surface 79.

前記内周縁部の周囲にOリング81が設けられ、前記処理管載置面78に前記処理管32が載置された状態では、前記Oリング81が前記透明石英層85の研磨面に圧接される。   In the state where the O-ring 81 is provided around the inner peripheral edge and the processing tube 32 is mounted on the processing tube mounting surface 78, the O-ring 81 is pressed against the polishing surface of the transparent quartz layer 85. The

断面が倒立L字状の固定リング83により、クッション82、クッション84を介在して前記支持用フランジ77との間に前記フランジ75を挾持する。前記処理管32が前記マニホールド33に支持、固定され前記フランジ75と前記支持用フランジ77との接合部は、前記Oリング81によって気密にシールされる。   The flange 75 is held between the support flange 77 and the cushion 82 and the cushion 84 by a fixed ring 83 having an inverted L-shaped cross section. The processing tube 32 is supported and fixed to the manifold 33, and the joint between the flange 75 and the supporting flange 77 is hermetically sealed by the O-ring 81.

不透明石英である前記不透明石英層86は、前記処理管本体72からの熱伝導を抑制し、又該処理管本体72内部からの熱輻射を遮断し、前記Oリング81が過熱、損傷することを防止する。   The opaque quartz layer 86, which is opaque quartz, suppresses heat conduction from the processing tube main body 72, blocks heat radiation from the inside of the processing tube main body 72, and prevents the O-ring 81 from being overheated and damaged. To prevent.

前記マニホールド33には、ガス排気管34が設けられると共に、ガス供給管35が貫通する様設けられている。該ガス供給管35は、上流側で3つに分岐し、バルブ36,37,38とガス流量制御装置としてのMFC39,40,41を介して第1ガス供給源42、第2ガス供給源43、第3ガス供給源44にそれぞれ接続されている。   The manifold 33 is provided with a gas exhaust pipe 34 and a gas supply pipe 35 penetrating therethrough. The gas supply pipe 35 is branched into three on the upstream side, and the first gas supply source 42 and the second gas supply source 43 are connected through valves 36, 37, 38 and MFCs 39, 40, 41 as gas flow rate control devices. , And the third gas supply source 44, respectively.

前記MFC39,40,41及び前記バルブ36,37,38には、ガス流量制御部46が電気的に接続されており、該ガス流量制御部46は供給するガスの流量が所望の流量となる様所望のタイミングにて制御する様に構成されている。   A gas flow rate control unit 46 is electrically connected to the MFCs 39, 40, 41 and the valves 36, 37, 38, and the gas flow rate control unit 46 is configured so that the flow rate of the supplied gas becomes a desired flow rate. It is configured to control at a desired timing.

前記ガス排気管34の下流側には、図示しない圧力検出器としての圧力センサ及び圧力調整器としてのAPCバルブ47を介して真空ポンプ等の真空排気装置48が接続されている。該真空排気装置48は、排気能力の高い3次真空ポンプ、例えば分子ターボポンプ+機械ブースとポンプ+ドライポンプ等が用いられることが好ましい。   A vacuum exhaust device 48 such as a vacuum pump is connected to the downstream side of the gas exhaust pipe 34 via a pressure sensor (not shown) as a pressure detector and an APC valve 47 as a pressure regulator. The vacuum exhaust device 48 is preferably a tertiary vacuum pump having a high exhaust capability, such as a molecular turbo pump + mechanical booth and pump + dry pump.

圧力センサ及び前記APCバルブ47には、圧力制御部49が電気的に接続されており、該圧力制御部49は、圧力センサにより検出された圧力に基づいて前記APCバルブ47の開度を調節することにより、前記処理室17の圧力が所望の圧力となる様所望のタイミングにて制御する様構成されている。   A pressure control unit 49 is electrically connected to the pressure sensor and the APC valve 47, and the pressure control unit 49 adjusts the opening degree of the APC valve 47 based on the pressure detected by the pressure sensor. Thus, the pressure is controlled at a desired timing so that the pressure in the processing chamber 17 becomes a desired pressure.

前記処理炉16の構成に於いて、第1の処理ガスは、前記第1ガス供給源42から供給され、前記MFC39でその流量が調節された後、前記バルブ36を介して、前記ガス供給管35により前記処理室17内に導入される。第2の処理ガスは、前記第2ガス供給源43から供給され、前記MFC40でその流量が調節された後、前記バルブ37を介して前記ガス供給管35により前記処理室17内に導入される。第3の処理ガスは、前記第3ガス供給源44から供給され、前記MFC41でその流量が調節された後、前記バルブ38を介して前記ガス供給管35より前記処理室17内に導入される。又、該処理室17内のガスは、前記ガス排気管34に接続された前記真空排気装置48により、前記処理室17から排気される。   In the configuration of the processing furnace 16, the first processing gas is supplied from the first gas supply source 42, and its flow rate is adjusted by the MFC 39, and then the gas supply pipe is connected via the valve 36. 35 is introduced into the processing chamber 17. The second processing gas is supplied from the second gas supply source 43, the flow rate of which is adjusted by the MFC 40, and then introduced into the processing chamber 17 through the valve 37 through the gas supply pipe 35. . The third processing gas is supplied from the third gas supply source 44, the flow rate of which is adjusted by the MFC 41, and then introduced into the processing chamber 17 from the gas supply pipe 35 through the valve 38. . Further, the gas in the processing chamber 17 is exhausted from the processing chamber 17 by the vacuum exhaust device 48 connected to the gas exhaust pipe 34.

又、前記ボートエレベータ19について説明する。   The boat elevator 19 will be described.

該ボートエレベータ19の駆動機構部51は、前記ロードロック室15の側壁に設けられている。   The drive mechanism 51 of the boat elevator 19 is provided on the side wall of the load lock chamber 15.

前記駆動機構部51は、平行に立設されたガイドシャフト52、ボール螺子53を具備し、該ボール螺子53は回転自在に支持され、昇降モータ54により、回転される様になっている。昇降台55が前記ガイドシャフト52に摺動自在に嵌合すると共に前記ボール螺子53に螺合し、前記昇降台55には前記ガイドシャフト52と平行に中空の昇降シャフト56が垂設されている。   The drive mechanism 51 includes a guide shaft 52 and a ball screw 53 which are erected in parallel. The ball screw 53 is rotatably supported and is rotated by an elevating motor 54. A lifting platform 55 is slidably fitted to the guide shaft 52 and is screwed to the ball screw 53, and a hollow lifting shaft 56 is suspended from the lifting platform 55 in parallel with the guide shaft 52. .

該昇降シャフト56は、前記ロードロック室15の天井面を遊貫して内部に延出しており、下端には中空の駆動部収納ケース57が気密に設けられている。前記昇降シャフト56を非接触で覆う様にベローズ58が設けられ、該ベローズ58の上端は前記昇降台55の下面に、又前記ベローズ58の下端は前記ロードロック室15の上面にそれぞれ気密に固着され、前記昇降シャフト56及び該昇降シャフト56の遊貫部は気密にシールされている。   The elevating shaft 56 passes through the ceiling surface of the load lock chamber 15 and extends to the inside, and a hollow drive unit storage case 57 is airtightly provided at the lower end. A bellows 58 is provided so as to cover the lifting shaft 56 in a non-contact manner. The upper end of the bellows 58 is fixed to the lower surface of the lifting platform 55 and the lower end of the bellows 58 is fixed to the upper surface of the load lock chamber 15 in an airtight manner. The elevating shaft 56 and the loose portion of the elevating shaft 56 are hermetically sealed.

前記ロードロック室15の天井部には前記マニホールド33と同心に炉口59が設けられ、該炉口59はシールキャップ61によって気密に閉塞可能となっている。該シールキャップ61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、前記駆動部収納ケース57の上面に気密に固着されている。   A furnace port 59 is provided concentrically with the manifold 33 at the ceiling of the load lock chamber 15, and the furnace port 59 can be hermetically closed by a seal cap 61. The seal cap 61 is made of, for example, a metal such as stainless steel, is formed in a disk shape, and is airtightly fixed to the upper surface of the drive unit storage case 57.

該駆動部収納ケース57は、気密構造となっており、内部は前記ロードロック室15内の雰囲気と隔離される。前記駆動部収納ケース57の内部にはボート回転機構62が設けられ、該ボート回転機構62の回転軸は前記駆動部収納ケース57の天板、前記シールキャップ61を遊貫して上方に延出し、上端にはボート載置台63が固着され、該ボート載置台63に前記ボート18が載置される。   The drive unit storage case 57 has an airtight structure, and the inside is isolated from the atmosphere in the load lock chamber 15. A boat rotation mechanism 62 is provided inside the drive unit storage case 57, and the rotation shaft of the boat rotation mechanism 62 extends upward through the top plate of the drive unit storage case 57 and the seal cap 61. The boat mounting table 63 is fixed to the upper end, and the boat 18 is mounted on the boat mounting table 63.

前記シールキャップ61、前記ボート回転機構62はそれぞれ水冷式の冷却機構64,65によって冷却されており、該冷却機構64,65への冷却水管66は前記昇降シャフト56を通過して外部の冷却水源(図示せず)に接続されている。又、前記ボート回転機構62への給電は、前記昇降シャフト56を通して配線された電力供給ケーブル67を介して行われる。   The seal cap 61 and the boat rotating mechanism 62 are cooled by water-cooled cooling mechanisms 64 and 65, respectively, and a cooling water pipe 66 to the cooling mechanisms 64 and 65 passes through the elevating shaft 56 to provide an external cooling water source. (Not shown). The boat rotating mechanism 62 is supplied with power through a power supply cable 67 wired through the elevating shaft 56.

前記ボート回転機構62及び前記昇降モータ54には、駆動制御部68が電気的に接続されており、所望の動作をする様所望のタイミングにて制御する様構成されている。   A drive control unit 68 is electrically connected to the boat rotation mechanism 62 and the lift motor 54, and is configured to control at a desired timing so as to perform a desired operation.

前記温度制御部45、前記ガス流量制御部46、前記圧力制御部49、前記駆動制御部68は、操作部、入出力部をも構成し、前記基板処理装置1全体を制御する主制御部69に電気的に接続されている。   The temperature control unit 45, the gas flow rate control unit 46, the pressure control unit 49, and the drive control unit 68 also constitute an operation unit and an input / output unit, and a main control unit 69 that controls the entire substrate processing apparatus 1. Is electrically connected.

次に、前記処理炉16を用いて、半導体デバイスの製造工程の1工程として、ウェーハ3等の基板に成膜処理する方法について説明する。尚、以下の説明に於いて、基板処理装置1を構成する各部の動作は、前記主制御部69により制御される。   Next, a method for forming a film on a substrate such as the wafer 3 as one step of the semiconductor device manufacturing process using the processing furnace 16 will be described. In the following description, the operation of each unit constituting the substrate processing apparatus 1 is controlled by the main control unit 69.

所定枚数のウェーハ3が前記ボート18に装填されると、前記昇降モータ54の駆動で前記ボール螺子53が回転され、前記昇降台55、前記昇降シャフト56を介して前記駆動部収納ケース57が上昇し、前記ボート18が前記処理室17に装入される。この状態で、前記シールキャップ61はOリングを介して前記炉口59を気密に閉塞する。   When a predetermined number of wafers 3 are loaded into the boat 18, the ball screw 53 is rotated by driving the lifting motor 54, and the driving unit storage case 57 is lifted via the lifting platform 55 and the lifting shaft 56. Then, the boat 18 is charged into the processing chamber 17. In this state, the seal cap 61 hermetically closes the furnace port 59 via an O-ring.

前記処理室17内が所望の圧力(真空度)となる様に前記真空排気装置48によって真空排気される。この際、前記処理室17内の圧力は、圧力センサで測定され、この測定された圧力に基づき前記APCバルブ47がフィードバック制御される。又、前記処理室17内が所望の温度、所望の温度分布となる様に前記ヒータ31により加熱され、加熱状態は温度センサが検出した温度情報に基づき前記温度制御部45によりフィードバック制御される。続いて、前記ボート回転機構62により、前記ボート18が回転されることでウェーハ3が回転される。   The processing chamber 17 is evacuated by the evacuation device 48 so that a desired pressure (degree of vacuum) is obtained. At this time, the pressure in the processing chamber 17 is measured by a pressure sensor, and the APC valve 47 is feedback-controlled based on the measured pressure. Further, the processing chamber 17 is heated by the heater 31 so as to have a desired temperature and a desired temperature distribution, and the heating state is feedback-controlled by the temperature control unit 45 based on temperature information detected by a temperature sensor. Subsequently, the boat 3 is rotated by rotating the boat 18 by the boat rotating mechanism 62.

前記第1ガス供給源42、前記第2ガス供給源43、前記第3ガス供給源44からそれぞれの処理ガスが供給される。所望の流量となる様に前記MFC39,40,41の開度が調節された後、前記バルブ36,37,38が開かれ、それぞれの処理ガスが前記ガス供給管35を流通して、前記処理室17の上部から該処理室17内に導入される。導入されたガスは、前記処理室17内を通り、前記ガス排気管34から排気される。処理ガスは、前記処理室17内を通過する際にウェーハ3と接触し、ウェーハ3の表面上にEPI膜が成長し、堆積(デポジション)される。   Respective processing gases are supplied from the first gas supply source 42, the second gas supply source 43, and the third gas supply source 44. After the openings of the MFCs 39, 40, and 41 are adjusted so as to obtain a desired flow rate, the valves 36, 37, and 38 are opened, and the respective processing gases flow through the gas supply pipe 35 to perform the processing. It is introduced into the processing chamber 17 from the upper part of the chamber 17. The introduced gas passes through the inside of the processing chamber 17 and is exhausted from the gas exhaust pipe 34. The processing gas contacts the wafer 3 when passing through the processing chamber 17, and an EPI film grows on the surface of the wafer 3 and is deposited (deposited).

予め設定された時間が経過すると、図示しない不活性ガス供給源から不活性ガスが供給され、前記処理室17内が不活性ガスで置換されると共に、該処理室17内の圧力が常圧に復帰される。   When a preset time elapses, an inert gas is supplied from an inert gas supply source (not shown), the inside of the processing chamber 17 is replaced with the inert gas, and the pressure in the processing chamber 17 is returned to normal pressure. Will be restored.

その後、前記ボートエレベータ19により前記シールキャップ61が降下されて、前記炉口59が開口されると共に前記ボート18が前記炉口59から前記ロードロック室15内に搬出される。該ロードロック室15で所要温度となる迄、冷却された後、前記基板移載口21が開放され、処理済のウェーハ3は、前記基板移載機23によって前記ボート18より取出される(図1参照)。   Thereafter, the seal cap 61 is lowered by the boat elevator 19 to open the furnace port 59 and the boat 18 is carried out from the furnace port 59 into the load lock chamber 15. After cooling to the required temperature in the load lock chamber 15, the substrate transfer port 21 is opened, and the processed wafer 3 is taken out from the boat 18 by the substrate transfer device 23 (see FIG. 1).

上記基板処理過程で、ヒータにより前記処理管32、ウェーハ3が加熱され、前記処理管本体72からの熱伝導により、又該処理管本体72内部からの熱輻射により、前記Oリング81が加熱される。前記不透明石英層86は不透明石英製となっており、大きな熱抵抗を有するので、前記処理管本体72からの熱伝導を抑制し、不透明であるので、該処理管本体72内部からの熱輻射を遮断する。前記不透明石英層86の熱遮断作用によって、前記Oリング81の焼損が防止される。   In the substrate processing process, the processing tube 32 and the wafer 3 are heated by a heater, and the O-ring 81 is heated by heat conduction from the processing tube main body 72 and by heat radiation from the inside of the processing tube main body 72. The The opaque quartz layer 86 is made of opaque quartz and has a large thermal resistance. Therefore, the opaque quartz layer 86 suppresses heat conduction from the processing tube main body 72 and is opaque, so that heat radiation from the inside of the processing tube main body 72 is prevented. Cut off. The heat blocking action of the opaque quartz layer 86 prevents the O-ring 81 from being burned out.

又、基板処理がエッチングの場合、或は前記処理管32をエッチングにより洗浄した場合等にも、前記不透明石英層86が前記処理室17に露出するのは僅かな厚みの内周面だけであるので、不純物の発生が抑制され、又パーティクルの発生も大幅に低減できる。   Further, when the substrate processing is etching, or when the processing tube 32 is cleaned by etching, the opaque quartz layer 86 is exposed to the processing chamber 17 only on the inner peripheral surface with a small thickness. Therefore, the generation of impurities is suppressed, and the generation of particles can be greatly reduced.

更に、前記Oリング81が接触している前記フランジ75の開口側端面は透明石英であり、エッチングの影響により粗面となることはないので、気密性が損われることはない。   Further, the opening-side end surface of the flange 75 in contact with the O-ring 81 is transparent quartz and does not become a rough surface due to the influence of etching, so that airtightness is not impaired.

尚、一例迄、本実施の形態の処理炉にてウェーハを処理する際の処理条件としては、例えば、H2 アニール処理に於いては、処理温度750〜850℃、処理圧力1000Pa、ガス種、ガス供給流量H2 、20lが例示され、それぞれの処理条件を、それぞれの範囲内のある値で一定に維持することでウェーハに処理がなされる。   As an example, the processing conditions for processing a wafer in the processing furnace of the present embodiment include, for example, a processing temperature of 750 to 850 ° C., a processing pressure of 1000 Pa, a gas type and a gas in the H 2 annealing process. The supply flow rate H 2, 20 l is exemplified, and the wafer is processed by maintaining each processing condition constant at a certain value within each range.

又、基板処理装置の処理炉16は横型処理炉であってもよく、又処理管は両端が開口し、両端にそれぞれ開口を形成するフランジ部が設けられ、少なくとも一方のフランジ部に、不透明石英層を介在して透明石英層が形成されてもよい。   Further, the processing furnace 16 of the substrate processing apparatus may be a horizontal processing furnace, and the processing tube is open at both ends, provided with flange portions that form openings at both ends, and at least one flange portion is provided with an opaque quartz. A transparent quartz layer may be formed with the layer interposed.

本発明の実施の形態に係る基板処理装置の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the substrate processing apparatus which concerns on embodiment of this invention. 該基板処理装置に用いられる処理炉の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the processing furnace used for this substrate processing apparatus. 図2のL部拡大図である。It is the L section enlarged view of FIG. 従来の基板処理装置に用いられる処理管開口端部分の断面図である。It is sectional drawing of the process tube opening end part used for the conventional substrate processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 基板処理装置
3 ウェーハ
15 ロードロック室
16 処理炉
17 処理室
18 ボート
31 ヒータ
34 ガス排気管
35 ガス供給管
42 第1ガス供給源
43 第2ガス供給源
44 第3ガス供給源
45 温度制御部
46 ガス流量制御部
49 圧力制御部
68 駆動制御部
69 主制御部
72 処理管本体
75 フランジ
77 支持用フランジ
78 処理管載置面
81 Oリング
85 透明石英層
86 不透明石英層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate processing apparatus 3 Wafer 15 Load lock chamber 16 Processing furnace 17 Processing chamber 18 Boat 31 Heater 34 Gas exhaust pipe 35 Gas supply pipe 42 1st gas supply source 43 2nd gas supply source 44 3rd gas supply source 45 Temperature control part 46 Gas flow control unit 49 Pressure control unit 68 Drive control unit 69 Main control unit 72 Processing tube body 75 Flange 77 Supporting flange 78 Processing tube mounting surface 81 O-ring 85 Transparent quartz layer 86 Opaque quartz layer

Claims (1)

外側に突出したフランジ部を開放端に有し、基板を処理する処理室を区画する透明石英から成る処理管と、前記基板を加熱する為前記処理室の外側に設けられる加熱手段と、前記処理管内に所望のガスを供給するガス供給手段と、前記処理管内の雰囲気を排出する排出手段と、前記処理管と共に前記処理室を区画する部材と、前記処理室を気密に区画する為、前記フランジ部の端面と、前記部材の端面との間に介在されるOリングとを備え、前記フランジ部には、該フランジ部の端面を形成する透明石英層と、該透明石英層の前記Oリング接触面と対向する面の全面に亘って隣接し、且つ前記対向面と垂直な方向に於ける前記フランジ部の厚さから、前記透明石英層の厚さを除いた厚さよりも薄い厚さで形成される不透明石英層とが設けられることを特徴とする基板処理装置。   A processing tube made of transparent quartz having a flange portion protruding outward at an open end and defining a processing chamber for processing a substrate, heating means provided outside the processing chamber for heating the substrate, and the processing A gas supply means for supplying a desired gas into the pipe; a discharge means for discharging the atmosphere in the processing pipe; a member for partitioning the processing chamber together with the processing pipe; and the flange for airtightly partitioning the processing chamber. And an O-ring interposed between the end face of the member and the end face of the member, the flange portion having a transparent quartz layer forming the end face of the flange portion, and the O-ring contact of the transparent quartz layer Formed with a thickness smaller than the thickness of the flange portion excluding the thickness of the transparent quartz layer from the thickness of the flange portion adjacent to the entire surface facing the surface and perpendicular to the facing surface. And an opaque quartz layer to be provided A substrate processing apparatus, characterized in that.
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