JP2006049489A - Board processing device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the temperature reduction of an expansion member for retaining an airtightness of a processing chamber. <P>SOLUTION: A heater unit 327 is provided in a processing chamber 201. The heater unit 327 is supported by a support body (drive shaft) 376 to be inserted from the bottom of the processing chamber 201 so as to go up and down. Bellows (expansion members) 279 are provided outside of this support body 376. The bellows 279 allow a straight axis movement of the support body 376, while sealing an insertion part 378 into the processing chamber 201 of the support body 376. A cylindrical heating means 380 is provided coaxially with the bellows 279 via the bellows 279 and a space 388 outside of the bellows 279. This cylindrical heating means 380 is composed of male-female two cylindrical heaters 381, 382 so as to expand and contract the cylindrical heating means 380 together with expansion and contraction of the bellows 279. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、処理室へ駆動軸を挿入して基板載置台を昇降させる基板処理装置に係り、特にその駆動軸のシール部に関する。   The present invention relates to a substrate processing apparatus that inserts a drive shaft into a processing chamber to raise and lower a substrate mounting table, and particularly relates to a seal portion of the drive shaft.

半導体製造装置やＬＣＤ製造装置等といった基板処理装置は、基板にガスを供給することにより基板への薄膜形成、不純物ドーピング、表面処理などを行う。このような処理を行う基板処理装置として、枚葉式ＣＶＤ装置が知られている。   Substrate processing apparatuses such as semiconductor manufacturing apparatuses and LCD manufacturing apparatuses perform thin film formation, impurity doping, surface treatment, and the like on a substrate by supplying a gas to the substrate. A single wafer CVD apparatus is known as a substrate processing apparatus for performing such processing.

図５は、そのような従来の枚葉式熱ＣＶＤ装置の構成要素となる処理炉の概略図を示す。
処理炉は真空引き可能な処理室２０１を備える。この処理室２０１内に、ウェハ２００を載置して加熱するヒータユニット３２７が設けられる。このヒータユニット３２７は、処理室２０１の底部から挿入される昇降駆動軸体としての支持体３７６によって昇降自在に支持される。ヒータユニット３２７が上昇した処理位置（図示状態）でウェハ処理が行われ、ヒータユニット３２７が下降したウェハ搬入出位置でウェハ２００の搬入出が行われる。
この支持体３７６の外側にベローズ（筒状伸縮部材）２７９が設けられる。ベローズ２７９は、支持体３７６の処理室２０１への挿入部３７８をシールして、処理室２０２の真空状態を保持する。ベローズ２７９下部からの窒素パージを行うことで、ベローズ２７９と支持体３７６との隙間への処理ガスの回り込みを防止していた。 FIG. 5 shows a schematic view of a processing furnace as a component of such a conventional single wafer thermal CVD apparatus.
The processing furnace includes a processing chamber 201 that can be evacuated. A heater unit 327 for placing and heating the wafer 200 is provided in the processing chamber 201. The heater unit 327 is supported by a support 376 as an elevating drive shaft inserted from the bottom of the processing chamber 201 so as to be movable up and down. Wafer processing is performed at the processing position (shown) where the heater unit 327 is raised, and the wafer 200 is loaded / unloaded at the wafer loading / unloading position where the heater unit 327 is lowered.
A bellows (tubular elastic member) 279 is provided outside the support 376. The bellows 279 seals the insertion portion 378 of the support 376 into the processing chamber 201 and maintains the vacuum state of the processing chamber 202. By performing nitrogen purging from the lower part of the bellows 279, the processing gas is prevented from flowing into the gap between the bellows 279 and the support 376.

しかしながら、上述した基板処理装置の筒状伸縮部材は、その加熱手段をもっていない。このため、ガスが筒状伸縮部材部分に拡散により入り込み、温度の低い伸縮部材部分に処理ガスが接することにより、処理ガスの温度が低下し、処理ガスが固化し、低温部に付着するという問題があった。低温部の伸縮部材に処理ガスが固化付着し、伸縮部材が動いた際に固着部が剥がれて、パーティクルの発生の要因となっていた。
本発明の課題は、上述した従来技術の問題点を解消して、筒状伸縮部材の温度低下を防止して、パーティクルの発生を抑制することが可能な基板処理装置を提供することにある。 However, the cylindrical elastic member of the substrate processing apparatus described above does not have the heating means. For this reason, the gas enters the cylindrical elastic member portion by diffusion, and the processing gas comes into contact with the low temperature elastic member portion, so that the temperature of the processing gas is lowered and the processing gas is solidified and adheres to the low temperature portion. was there. The processing gas was solidified and adhered to the expansion / contraction member in the low temperature portion, and when the expansion / contraction member moved, the fixing portion was peeled off, causing generation of particles.
An object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus capable of solving the above-described problems of the prior art, preventing a temperature drop of a cylindrical elastic member, and suppressing generation of particles.

第１の発明は、基板を収容する処理室と、前記処理室に収容された基板を載置する基板載置台と、前記処理室に昇降自在に挿入されて前記基板載置台を昇降させる駆動軸と、前記駆動軸を覆って前記処理室への挿入部をシールする筒状の伸縮部材とを備え、前記処理室内にガスを供給しつつ排気することにより前記基板を処理する基板処理装置であって、前記伸縮部材の外周に、前記伸縮部材と所定の空間を介して、前記伸縮部材を加熱する筒状の加熱手段を設け、前記筒状加熱手段を、径の異なる複数の筒状ヒータではめ込み可能に構成したことを特徴とする基板処理装置である。   A first invention includes a processing chamber for storing a substrate, a substrate mounting table for mounting the substrate stored in the processing chamber, and a drive shaft that is inserted into the processing chamber so as to be movable up and down to raise and lower the substrate mounting table. And a cylindrical expansion / contraction member that covers the drive shaft and seals the insertion portion into the processing chamber, and is a substrate processing apparatus that processes the substrate by exhausting while supplying gas into the processing chamber. A cylindrical heating means for heating the expansion / contraction member via a predetermined space with the expansion / contraction member on the outer periphery of the expansion / contraction member, and the cylindrical heating means is composed of a plurality of cylindrical heaters having different diameters. A substrate processing apparatus characterized in that it can be fitted.

伸縮部材が筒状加熱手段によって加熱されるので、処理室から挿入部へ流れ込むガスが、伸縮部材に接触しても冷却されることがない。また、伸縮部材の外側に、所定の空間を介して筒状加熱手段を設けたので、所定の空間による断熱効果が発揮され、伸縮部材を有効に加熱できる。また、筒状の加熱手段を、はめ込み可能な複数の筒状ヒータで構成したので、伸縮部材の伸縮運動を許容できる。   Since the expansion / contraction member is heated by the cylindrical heating means, the gas flowing from the processing chamber into the insertion portion is not cooled even if it contacts the expansion / contraction member. Moreover, since the cylindrical heating means is provided outside the expansion / contraction member via a predetermined space, the heat insulating effect by the predetermined space is exhibited, and the expansion / contraction member can be effectively heated. Moreover, since the cylindrical heating means is composed of a plurality of cylindrical heaters that can be fitted, the expansion and contraction movement of the expansion and contraction member can be allowed.

本発明によれば、伸縮部材での処理ガスの固化を防止できるので、パーティクルの発生を抑止できる。   According to the present invention, it is possible to prevent the processing gas from being solidified by the elastic member, and thus it is possible to suppress the generation of particles.

以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
図２および図３において、本発明が適用される基板処理装置の概要を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
2 and 3, an outline of a substrate processing apparatus to which the present invention is applied will be described.

なお、本発明が適用される基板処理装置においてはウェハなどの基板を搬送するキャリヤとしては、ＦＯＵＰ（front opening unified pod ：以下、ポッドという。）が使用されている。また、以下の説明において、前後左右は図２を基準とする。すなわち、図２が示されている紙面に対して、前は紙面の下、後ろは紙面の上、左右は紙面の左右とする。   In the substrate processing apparatus to which the present invention is applied, a FOUP (front opening unified pod: hereinafter referred to as a pod) is used as a carrier for transporting a substrate such as a wafer. Further, in the following description, front, rear, left and right are based on FIG. That is, with respect to the paper surface shown in FIG. 2, the front is below the paper surface, the back is above the paper surface, and the left and right are the left and right sides of the paper surface.

図２および図３に示されているように、基板処理装置は真空状態などの大気圧未満の圧力（負圧）に耐えるロードロックチャンバ構造に構成された第一の搬送室１０３を備えており、第一の搬送室１０３の筐体１０１は平面視が六角形で上下両端が閉塞した箱形状に形成されている。第一の搬送室１０３には負圧下でウェハ２００を移載する第一のウェハ移載機１１２が設置されている。前記第一のウェハ移載機１１２は、エレベータ１１５によって、第一の搬送室１０３の気密性を維持しつつ昇降できるように構成されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the substrate processing apparatus includes a first transfer chamber 103 configured in a load lock chamber structure that can withstand a pressure (negative pressure) less than atmospheric pressure such as a vacuum state. The casing 101 of the first transfer chamber 103 is formed in a box shape having a hexagonal plan view and closed at both upper and lower ends. In the first transfer chamber 103, a first wafer transfer machine 112 for transferring the wafer 200 under a negative pressure is installed. The first wafer transfer device 112 is configured to be moved up and down by an elevator 115 while maintaining the airtightness of the first transfer chamber 103.

筐体１０１の六枚の側壁のうち前側に位置する二枚の側壁には、搬入用の予備室１２２と搬出用の予備室１２３とがそれぞれゲートバルブ２４４，１２７を介して連結されており、それぞれ負圧に耐え得るロードロックチャンバ構造に構成されている。さらに、予備室１２２には搬入室用の基板置き台１４０が設置され、予備室１２３には搬出室用の基板置き台１４１が設置されている。   The two side walls located on the front side of the six side walls of the housing 101 are connected to the carry-in spare chamber 122 and the carry-out spare chamber 123 via gate valves 244 and 127, respectively. Each has a load lock chamber structure that can withstand negative pressure. Further, a substrate placing table 140 for loading and unloading chambers is installed in the spare chamber 122, and a substrate placing table 141 for unloading chambers is installed in the spare chamber 123.

予備室１２２および予備室１２３の前側には、略大気圧下で用いられる第二の搬送室１２１がゲートバルブ１２８、１２９を介して連結されている。第二の搬送室１２１にはウェハ２００を移載する第二のウェハ移載機１２４が設置されている。第二のウェハ移載機１２４は第二の搬送室１２１に設置されたエレベータ１２６によって昇降されるように構成されているとともに、リニアアクチュエータ１３２によって左右方向に往復移動されるように構成されている。   A second transfer chamber 121 used at substantially atmospheric pressure is connected to the front side of the preliminary chamber 122 and the preliminary chamber 123 via gate valves 128 and 129. In the second transfer chamber 121, a second wafer transfer device 124 for transferring the wafer 200 is installed. The second wafer transfer device 124 is configured to be moved up and down by an elevator 126 installed in the second transfer chamber 121, and is configured to be reciprocated in the left-right direction by a linear actuator 132. .

図２に示されているように、第二の搬送室１２１の左側にはオリフラ合わせ装置１０６が設置されている。また、図３に示されているように、第二の搬送室１２１の上部にはクリーンエアを供給するクリーンユニット１１８が設置されている。   As shown in FIG. 2, an orientation flat aligning device 106 is installed on the left side of the second transfer chamber 121. Further, as shown in FIG. 3, a clean unit 118 for supplying clean air is installed in the upper part of the second transfer chamber 121.

図２および図３に示されているように、第二の搬送室１２１の筐体１２５には、ウェハ２００を第二の搬送室１２１に対して搬入搬出するためのウェハ搬入搬出口１３４と、前記ウェハ搬入搬出口を閉塞する蓋１４２と、ポッドオープナ１０８がそれぞれ設置されている。ポッドオープナ１０８は、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップおよびウェハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２を開閉するキャップ開閉機構１３６とを備えており、ＩＯステージ１０５に載置されたポッド１００のキャップおよびウェハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２をキャップ開閉機構１３６によって開閉することにより、ポッド１００のウェハ出し入れを可能にする。また、ポッド１００は図示しない工程内搬送装置（ＲＧＶ）によって、前記ＩＯステージ１０５に、供給および排出されるようになっている。   As shown in FIGS. 2 and 3, a wafer loading / unloading port 134 for loading and unloading the wafer 200 into and from the second transfer chamber 121 is provided in the housing 125 of the second transfer chamber 121. A lid 142 for closing the wafer loading / unloading port and a pod opener 108 are installed. The pod opener 108 includes a cap of the pod 100 placed on the IO stage 105 and a cap opening / closing mechanism 136 that opens and closes a lid 142 that closes the wafer loading / unloading port 134, and the pod placed on the IO stage 105. The lid 142 that closes the cap 100 and the wafer loading / unloading port 134 is opened and closed by the cap opening / closing mechanism 136, so that the pod 100 can be taken in and out of the wafer. The pod 100 is supplied to and discharged from the IO stage 105 by an in-process transfer device (RGV) (not shown).

図２に示されているように、筐体１０１の六枚の側壁のうち背面側に位置する二枚の側壁には、ウェハに所望の処理を行う第一の処理炉２０２と、第二の処理炉１３７とがそれぞれ隣接して連結されている。第一の処理炉２０２および第二の処理炉１３７はいずれもコールドウオール式の処理炉によってそれぞれ構成されている。また、筐体１０１における六枚の側壁のうちの残りの互いに対向する二枚の側壁には、第三の処理炉としての第一のクーリングユニット１３８と、第四の処理炉としての第二のクーリングユニット１３９とがそれぞれ連結されており、第一のクーリングユニット１３８および第二のクーリングユニット１３９はいずれも処理済みのウェハ２００を冷却するように構成されている。   As shown in FIG. 2, two side walls located on the back side among the six side walls of the housing 101 are provided with a first processing furnace 202 for performing a desired process on the wafer, and a second processing furnace. A processing furnace 137 is connected adjacently. Both the first processing furnace 202 and the second processing furnace 137 are each constituted by a cold wall type processing furnace. The remaining two side walls of the casing 101 that are opposite to each other are provided with a first cooling unit 138 as a third processing furnace and a second processing furnace as a fourth processing furnace. A cooling unit 139 is connected to each other, and both the first cooling unit 138 and the second cooling unit 139 are configured to cool the processed wafer 200.

以下、前記構成をもつ基板処理装置を使用した処理工程を説明する。   Hereinafter, a processing process using the substrate processing apparatus having the above-described configuration will be described.

未処理のウェハ２００は２５枚がポッド１００に収納された状態で、処理工程を実施する基板処理装置へ工程内搬送装置によって搬送されて来る。図２および図３に示されているように、搬送されて来たポッド１００はＩＯステージ１０５の上に工程内搬送装置から受け渡されて載置される。ポッド１００のキャップおよびウェハ搬入搬出口１３４を開閉する蓋１４２がキャップ開閉機構１３６によって取り外され、ポッド１００のウェハ出し入れ口が開放される。   In a state where 25 unprocessed wafers 200 are accommodated in the pod 100, the unprocessed wafer 200 is transferred to the substrate processing apparatus that performs the processing process by the in-process transfer apparatus. As shown in FIGS. 2 and 3, the pod 100 that has been transported is delivered and placed on the IO stage 105 from the in-process transport device. The cap 142 for opening and closing the cap of the pod 100 and the wafer loading / unloading port 134 is removed by the cap opening / closing mechanism 136, and the wafer loading / unloading port of the pod 100 is opened.

ポッド１００がポッドオープナ１０８により開放されると、第二の搬送室１２１に設置された第二のウェハ移載機１２４はポッド１００からウェハ２００をピックアップし、予備室１２２に搬入し、ウェハ２００を基板置き台１４０に移載する。この移載作業中には、第一の搬送室１０３側のゲートバルブ２４４は閉じられており、第一の搬送室１０３の負圧は維持されている。ウェハ２００の基板置き台１４０への移載が完了すると、ゲートバルブ１２８が閉じられ、予備室１２２が排気装置（図示せず）によって負圧に排気される。   When the pod 100 is opened by the pod opener 108, the second wafer transfer machine 124 installed in the second transfer chamber 121 picks up the wafer 200 from the pod 100, loads it into the spare chamber 122, and loads the wafer 200. Transfer to the substrate table 140. During this transfer operation, the gate valve 244 on the first transfer chamber 103 side is closed, and the negative pressure in the first transfer chamber 103 is maintained. When the transfer of the wafer 200 to the substrate table 140 is completed, the gate valve 128 is closed, and the preliminary chamber 122 is exhausted to a negative pressure by an exhaust device (not shown).

予備室１２２が予め設定された圧力値に減圧されると、ゲートバルブ２４４、１３０が開かれ、予備室１２２、第一の搬送室１０３、第一の処理炉２０２が連通される。続いて、第一の搬送室１０３の第一のウェハ移載機１１２は基板置き台１４０からウェハ２００をピックアップして第一の処理炉２０２に搬入する。そして、第一の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウェハ２００に行われる。   When the preliminary chamber 122 is depressurized to a preset pressure value, the gate valves 244 and 130 are opened, and the preliminary chamber 122, the first transfer chamber 103, and the first processing furnace 202 are communicated. Subsequently, the first wafer transfer device 112 in the first transfer chamber 103 picks up the wafer 200 from the substrate placing table 140 and loads it into the first processing furnace 202. Then, a processing gas is supplied into the first processing furnace 202 and a desired process is performed on the wafer 200.

第一の処理炉２０２で前記処理が完了すると、処理済みのウェハ２００は第一の搬送室１０３の第一のウェハ移載機１１２によって第一の搬送室１０３に搬出される。   When the processing is completed in the first processing furnace 202, the processed wafer 200 is unloaded to the first transfer chamber 103 by the first wafer transfer device 112 in the first transfer chamber 103.

そして、第一のウェハ移載機１１２は第一の処理炉２０２から搬出したウェハ２００を第一のクーリングユニット１３８へ搬入し、処理済みのウェハを冷却する。   Then, the first wafer transfer machine 112 carries the wafer 200 unloaded from the first processing furnace 202 into the first cooling unit 138, and cools the processed wafer.

第一のクーリングユニット１３８にウェハ２００を移載すると、第一のウェハ移載機１１２は予備室１２２の基板置き台１４０に予め準備されたウェハ２００を第一の処理炉２０２に前述した作動によって移載し、第一の処理炉２０２内に処理ガスが供給され、所望の処理がウェハ２００に行われる。   When the wafer 200 is transferred to the first cooling unit 138, the first wafer transfer machine 112 transfers the wafer 200 prepared in advance on the substrate mounting table 140 in the preliminary chamber 122 to the first processing furnace 202 by the operation described above. After the transfer, the processing gas is supplied into the first processing furnace 202, and a desired processing is performed on the wafer 200.

第一のクーリングユニット１３８において予め設定された冷却時間が経過すると、冷却済みのウェハ２００は第一のウェハ移載機１１２によって第一のクーリングユニット１３８から第一の搬送室１０３に搬出される。   When a preset cooling time has elapsed in the first cooling unit 138, the cooled wafer 200 is unloaded from the first cooling unit 138 to the first transfer chamber 103 by the first wafer transfer device 112.

冷却済みのウェハ２００が第一のクーリングユニット１３８から第一の搬送室１０３に搬出されたのち、ゲートバルブ１２７が開かれる。そして、第１のウェハ移載機１１２は第一のクーリングユニット１３８から搬出したウェハ２００を予備室１２３へ搬送し、基板置き台１４１に移載した後、予備室１２３はゲートバルブ１２７によって閉じられる。   After the cooled wafer 200 is unloaded from the first cooling unit 138 to the first transfer chamber 103, the gate valve 127 is opened. Then, the first wafer transfer device 112 transports the wafer 200 unloaded from the first cooling unit 138 to the preliminary chamber 123 and transfers it to the substrate mounting table 141, and then the preliminary chamber 123 is closed by the gate valve 127. .

予備室１２３がゲートバルブ１２７によって閉じられると、前記排出用予備室１２３内が不活性ガスにより略大気圧に戻される。前記予備室１２３内が略大気圧に戻されると、ゲートバルブ１２９が開かれ、第二の搬送室１２１の予備室１２３に対応したウェハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２と、ＩＯステージ１０５に載置された空のポッド１００のキャップがポッドオープナ１０８によって開かれる。続いて、第二の搬送室１２１の第二のウェハ移載機１２４は基板置き台１４１からウェハ２００をピックアップして第二の搬送室１２１に搬出し、第二の搬送室１２１のウェハ搬入搬出口１３４を通してポッド１００に収納して行く。処理済みの２５枚のウェハ２００のポッド１００への収納が完了すると、ポッド１００のキャップとウェハ搬入搬出口１３４を閉塞する蓋１４２がポッドオープナ１０８によって閉じられる。閉じられたポッド１００はＩＯステージ１０５の上から次の工程へ工程内搬送装置によって搬送されて行く。   When the preliminary chamber 123 is closed by the gate valve 127, the inside of the discharge preliminary chamber 123 is returned to the atmospheric pressure by the inert gas. When the inside of the preliminary chamber 123 is returned to substantially atmospheric pressure, the gate valve 129 is opened, and the lid 142 for closing the wafer loading / unloading port 134 corresponding to the preliminary chamber 123 of the second transfer chamber 121 and the IO stage 105 are opened. The cap of the placed empty pod 100 is opened by the pod opener 108. Subsequently, the second wafer transfer device 124 in the second transfer chamber 121 picks up the wafer 200 from the substrate table 141 and carries it out to the second transfer chamber 121, and carries the wafer in and out of the second transfer chamber 121. It is stored in the pod 100 through the outlet 134. When the storage of the 25 processed wafers 200 in the pod 100 is completed, the pod opener 108 closes the lid 142 that closes the cap of the pod 100 and the wafer loading / unloading port 134. The closed pod 100 is transferred from the top of the IO stage 105 to the next process by the in-process transfer apparatus.

以上の作動が繰り返されることにより、ウェハが、順次、処理されて行く。以上の作動は第一の処理炉２０２および第一のクーリングユニット１３８が使用される場合を例にして説明したが、第二の処理炉１３７および第二のクーリングユニット１３９が使用される場合についても同様の作動が実施される。   By repeating the above operations, the wafers are sequentially processed. The above operation has been described by taking the case where the first processing furnace 202 and the first cooling unit 138 are used as an example, but also when the second processing furnace 137 and the second cooling unit 139 are used. Similar operations are performed.

なお、上述の基板処理装置では、予備室１２２を搬入用、予備室１２３を搬出用としたが、予備室１２３を搬入用、予備室１２２を搬出用としてもよい。また、第一の処理炉２０２と第二の処理炉１３７は、それぞれ同じ処理を行ってもよいし、別の処理を行ってもよい。第一の処理炉２０２と第二の処理炉１３７で別の処理を行う場合、例えば第一の処理炉２０２でウェハ２００にある処理を行った後、続けて第二の処理炉１３７で別の処理を行わせてもよい。また、第一の処理炉２０２でウェハ２００にある処理を行った後、第二の処理炉１３７で別の処理を行わせる場合、第一のクーリングユニット１３８（または第二のクーリングユニット１３９）を経由するようにしてもよい。   In the above-described substrate processing apparatus, the spare chamber 122 is used for carrying in and the spare chamber 123 is used for carrying out. However, the spare chamber 123 may be used for carrying in, and the spare chamber 122 may be used for carrying out. Moreover, the 1st processing furnace 202 and the 2nd processing furnace 137 may perform the same process, respectively, and may perform another process. When performing another process in the first process furnace 202 and the second process furnace 137, for example, after performing a process on the wafer 200 in the first process furnace 202, another process is performed in the second process furnace 137. Processing may be performed. In addition, when a process is performed on the wafer 200 in the first processing furnace 202 and then another process is performed in the second processing furnace 137, the first cooling unit 138 (or the second cooling unit 139) is installed. You may make it go through.

図４に示されているように、本発明に係る処理炉２０２は、枚葉式ＣＶＤ炉（枚葉式コールドウオール形ＣＶＤ炉）として構成されており、被処理基板としてのウェハ（半導体ウェハ）２００を処理する処理室２０１を形成したチャンバ２２３を備えている。チャンバ２２３は上側キャップ２２４と円筒カップ２２５と下側キャップ２２６とが組み合わされて、上下の端面がいずれも閉塞した円筒形状に形成されている。     As shown in FIG. 4, the processing furnace 202 according to the present invention is configured as a single wafer type CVD furnace (single wafer type cold wall type CVD furnace), and a wafer (semiconductor wafer) as a substrate to be processed. A chamber 223 in which a processing chamber 201 for processing 200 is formed is provided. The chamber 223 is formed in a cylindrical shape in which an upper cap 224, a cylindrical cup 225, and a lower cap 226 are combined so that upper and lower end surfaces are closed.

チャンバ２２３の円筒カップ２２５の円筒壁の中間部にはゲートバルブ２４４によって開閉されるウェハ搬入搬出口２５０が水平方向に横長に開設されており、ウェハ搬入搬出口２５０は被処理基板であるウェハ２００を処理室２０１に図４に図示しないウェハ移載装置によって搬入搬出し得るように形成されている。すなわち、ウェハ２００はウェハ移載装置によって下から機械的に支持された状態で、ウェハ搬入搬出口２５０を搬送されて処理室２０１に対して搬入搬出されるようになっている。   A wafer loading / unloading port 250 that is opened and closed by a gate valve 244 is opened horizontally in the middle of the cylindrical wall of the cylindrical cup 225 of the chamber 223. The wafer loading / unloading port 250 is a wafer 200 that is a substrate to be processed. Is formed in the processing chamber 201 so that it can be loaded and unloaded by a wafer transfer device (not shown in FIG. 4). That is, the wafer 200 is transported through the wafer loading / unloading port 250 and loaded into and unloaded from the processing chamber 201 while being mechanically supported from below by the wafer transfer device.

円筒カップ２２５のウェハ搬入搬出口２５０と対向する壁面の上部には、真空ポンプ等からなる排気装置（図示せず）に接続された排気口２３５が処理室２０１に連通するように開設されており、処理室２０１内は排気装置によって排気されるようになっている。
また、円筒カップ２２５の上部には排気口２３５に連通する排気バッファ空間２４９が円環状に形成され、カバープレート２４８とともにウェハ２００の前面に対し、均一に排気が行われるように作用している。
なお、カバープレート２４８は、ウェハ２００のエッジ部を覆うように一部のサセプタ（基板保持手段）２１７上に延在しており、ウェハ２００のエッジ部に成膜されるＣＶＤ膜を制御するために用いられる。 An exhaust port 235 connected to an exhaust device (not shown) such as a vacuum pump communicates with the processing chamber 201 at the upper portion of the wall surface of the cylindrical cup 225 facing the wafer loading / unloading port 250. The inside of the processing chamber 201 is exhausted by an exhaust device.
Further, an exhaust buffer space 249 communicating with the exhaust port 235 is formed in an annular shape in the upper part of the cylindrical cup 225, and acts so that the exhaust is uniformly performed on the front surface of the wafer 200 together with the cover plate 248.
The cover plate 248 extends on a part of the susceptor (substrate holding means) 217 so as to cover the edge portion of the wafer 200, and controls the CVD film formed on the edge portion of the wafer 200. Used for.

チャンバ２２３の上側キャップ２２４には処理ガスを供給するシャワーヘッド２３６が一体的に組み込まれている。すなわち、上側キャップ２２４の天井壁にはガス供給管２３２が挿入されており、各ガス供給管２３２には例えば原料ガスやパージガス等の処理ガスＡ、Ｂを導入するため開閉バルブ２４３、流量制御装置（マスフローコントローラ＝ＭＦＣ）２４１からなるガス供給装置が接続されている。上側キャップ２２４の下面には円板形状に形成されたシャワープレート（以下、プレートという。）２４０がガス供給管２３２から間隔を置いて水平に固定されており、プレート２４０には複数個のガス吹出口（以下、吹出口という。）２４７が全面にわたって均一に配置されて上下の空間を流通させるように開設されている。
上側キャップ２２４の内側面とプレート２４０の上面とが画成する内側空間によってバッファ室２３７が形成されており、バッファ室２３７はガス供給管２３２に導入された処理ガス２３０を全体的に均等に拡散させて各吹出口２４７から均等にシャワー状に吹き出させるようになっている。 A shower head 236 for supplying a processing gas is integrally incorporated in the upper cap 224 of the chamber 223. That is, a gas supply pipe 232 is inserted into the ceiling wall of the upper cap 224, and an open / close valve 243, a flow rate control device for introducing processing gases A and B such as source gas and purge gas into each gas supply pipe 232, for example. A gas supply device composed of (mass flow controller = MFC) 241 is connected. A disc-shaped shower plate (hereinafter referred to as a plate) 240 is fixed horizontally at a distance from the gas supply pipe 232 on the lower surface of the upper cap 224. The outlets (hereinafter referred to as “blow-out outlets”) 247 are provided so as to be uniformly arranged over the entire surface and to circulate through the upper and lower spaces.
A buffer chamber 237 is formed by an inner space defined by the inner surface of the upper cap 224 and the upper surface of the plate 240, and the buffer chamber 237 diffuses the processing gas 230 introduced into the gas supply pipe 232 evenly as a whole. It is made to blow out from each blower outlet 247 equally in the shape of a shower.

チャンバ２２３の下側キャップ２２６の中心には挿通孔２７８が円形に開設されており、挿通孔２７８の中心線上には円筒形状に形成された支持軸２７６が処理室２０１に下方から挿通されている。支持軸２７６はエアシリンダ装置等が使用された昇降機構（昇降手段）２６８によって昇降されるようになっている。   An insertion hole 278 is formed in a circular shape at the center of the lower cap 226 of the chamber 223, and a support shaft 276 formed in a cylindrical shape is inserted into the processing chamber 201 from below on the center line of the insertion hole 278. . The support shaft 276 is raised and lowered by an elevating mechanism (elevating means) 268 using an air cylinder device or the like.

支持軸２７６の上端には加熱ユニット２５１が同心に配されて水平に固定されており、加熱ユニット２５１は支持軸２７６によって昇降されるようになっている。すなわち、加熱ユニット２５１は円板形状に形成された支持板２５８を備えており、支持板２５８は支持軸２７６の上端開口に同心円に固定されている。支持板２５８の上面には支柱を兼ねる複数本の電極２５３が垂直に立脚されており、これら電極２５３の上端間には円板形状に形成され複数領域に分割制御されるヒータ（加熱手段）２０７が架橋されて固定されている。これら電極２５３に対する電気配線２５７は支持軸２７６の中空部内を挿通されている。
また、ヒータ２０７の下方には反射板２５２が支持板２５８に固定されて設けられ、ヒータ２０７から発せられた熱をサセプタ２１７側に反射させて、効率のよい加熱に作用している。 A heating unit 251 is concentrically arranged at the upper end of the support shaft 276 and is fixed horizontally. The heating unit 251 is moved up and down by the support shaft 276. That is, the heating unit 251 includes a support plate 258 formed in a disc shape, and the support plate 258 is fixed concentrically to the upper end opening of the support shaft 276. A plurality of electrodes 253 that also serve as support columns are vertically erected on the upper surface of the support plate 258, and a heater (heating means) 207 that is formed in a disk shape between the upper ends of these electrodes 253 and is controlled to be divided into a plurality of regions. Is cross-linked and fixed. The electrical wiring 257 for these electrodes 253 is inserted through the hollow portion of the support shaft 276.
Further, a reflector 252 is fixed to the support plate 258 below the heater 207, and heat generated from the heater 207 is reflected toward the susceptor 217, thereby acting on efficient heating.

また、温度検出手段である放射温度計２６４が、支持軸２７６の下端から導入され、放射温度計２６４の先端がサセプタ２１７の裏面に対し所定の隙間を設けて設置されている。放射温度計２６４は、石英からなるロッドと光ファイバとの組み合わせから構成され、サセプタ２１７の裏面（例えばヒータ２０７の分割領域に対応する裏面）から発せられる放射光を検出し、サセプタ２１７の裏面温度を算出するのに用いられ（予め取得したウェハ２００とサセプタ２１７の温度の関係によりウェハ２００の温度を算出することも可能）、この算出結果に基づきヒータ２０７の加熱具合を制御している。   Further, a radiation thermometer 264 as temperature detecting means is introduced from the lower end of the support shaft 276, and the tip of the radiation thermometer 264 is installed with a predetermined gap with respect to the back surface of the susceptor 217. The radiation thermometer 264 is composed of a combination of a rod made of quartz and an optical fiber, detects radiation emitted from the back surface of the susceptor 217 (for example, the back surface corresponding to the divided region of the heater 207), and the back surface temperature of the susceptor 217. (The temperature of the wafer 200 can be calculated from the relationship between the temperature of the wafer 200 and the susceptor 217 acquired in advance), and the heating condition of the heater 207 is controlled based on the calculation result.

下側キャップ２２６の挿通孔２７８の支持軸２７６の外側には、支持軸２７６よりも大径の円筒形状に形成された回転軸２７７が同心円に配置されて処理室２０１に下方から挿通されており、回転軸２７７はエアシリンダ装置等が使用された昇降機構２６８によって支持軸２７６と共に昇降されるようになっている。回転軸２７７の上端には回転ドラム２２７が同心に配されて水平に固定されており、回転ドラム２２７は回転軸２７７によって回転されるようになっている。すなわち、回転ドラム２２７はドーナツ形の平板に形成された回転板２２９と、円筒形状に形成された回転筒２２８を備えており、回転板２２９の内周縁辺部が円筒形状の回転軸２７７の上端開口に固定されて、回転板２２９の上面の外周縁辺部に回転筒２２８が同心円に固定されている。回転ドラム２２７の回転筒２２８の上端には炭化シリコンや窒化アルミニウム等が使用されて円板形状に形成されたサセプタ２１７が回転筒２２８の上端開口を閉塞するように被せられている。   On the outside of the support shaft 276 of the insertion hole 278 of the lower cap 226, a rotating shaft 277 formed in a cylindrical shape having a larger diameter than the support shaft 276 is disposed concentrically and is inserted into the processing chamber 201 from below. The rotary shaft 277 is lifted and lowered together with the support shaft 276 by a lifting mechanism 268 using an air cylinder device or the like. A rotating drum 227 is concentrically arranged at the upper end of the rotating shaft 277 and fixed horizontally. The rotating drum 227 is rotated by the rotating shaft 277. That is, the rotating drum 227 includes a rotating plate 229 formed in a donut-shaped flat plate and a rotating cylinder 228 formed in a cylindrical shape, and an inner peripheral edge of the rotating plate 229 is an upper end of a cylindrical rotating shaft 277. A rotating cylinder 228 is concentrically fixed to the outer peripheral edge of the upper surface of the rotating plate 229 and is fixed to the opening. A susceptor 217 formed in a disk shape using silicon carbide, aluminum nitride or the like is placed on the upper end of the rotating cylinder 228 of the rotating drum 227 so as to close the upper end opening of the rotating cylinder 228.

図４に示されているように、回転ドラム２２７にはウェハ昇降装置２７５が設置されている。ウェハ昇降装置２７５は円形リング形状に形成された２つの昇降リングのそれぞれに突上ピン（基板突上手段）２６６、２７４を突設したものから構成されており、下側の昇降リング（以下、回転側リングという。）は回転ドラム２２７の回転板２２９の上に支持軸２７６と同心円に配置されている。回転側リングの下面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突上ピン（以下、回転側ピンという。）２７４が周方向に等間隔に配置されて垂直方向下向きに突設されており、各回転側ピン２７４は回転板２２９に回転筒２２８と同心円の線上に配置されて垂直方向に開設された各ガイド孔２５５にそれぞれ摺動自在に嵌入されている。各回転側ピン２７４の長さは回転側リングを水平に突き上げ得るように互いに等しく設定されているとともに、ウェハのサセプタ上からの突き上げ量に対応するように設定されている。各回転側ピン２７４の下端は処理室２０１の底面すなわち下側キャップ２２６の上面に離着座自在に対向されている。   As shown in FIG. 4, a wafer elevating device 275 is installed on the rotary drum 227. The wafer elevating device 275 is composed of two elevating rings formed in a circular ring shape, and projecting pins (substrate projecting means) 266, 274 projecting from each other. The rotation side ring is disposed on the rotating plate 229 of the rotating drum 227 concentrically with the support shaft 276. A plurality of (three in the present embodiment) protruding pins (hereinafter referred to as “rotating side pins”) 274 are arranged on the lower surface of the rotating side ring at equal intervals in the circumferential direction and vertically downward. Each rotation-side pin 274 is slidably fitted in each guide hole 255 that is arranged on the rotation plate 229 on a line concentric with the rotation cylinder 228 and opened in the vertical direction. The lengths of the rotation-side pins 274 are set to be equal to each other so that the rotation-side ring can be pushed up horizontally, and are set to correspond to the push-up amount of the wafer from the susceptor. The lower end of each rotation side pin 274 is opposed to the bottom surface of the processing chamber 201, that is, the upper surface of the lower cap 226 so as to be separable.

加熱ユニット２５１の支持板２５８には円形リング形状に形成されたもう一つの昇降リング（以下、ヒータ側リングという。）が支持軸２７６と同心円に配置されている。ヒータ側リングの下面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突上ピン（以下、ヒータ側ピンという。）２６６が周方向に等間隔に配置されて垂直方向下向きに突設されており、各ヒータ側ピン２６６は支持板２５８に支持軸２７６と同心円の線上に配置されて垂直方向に開設された各ガイド孔２５４にそれぞれ摺動自在に嵌入されている。これらのヒータ側ピン２６６の長さはヒータ側リングを水平に突き上げ得るように互いに等しく設定されているとともに、その下端が回転側リングの上面に適度のエアギャップを置いて対向されている。つまり、これらのヒータ側ピン２６６は回転ドラム２２７の回転時に回転側リングに干渉しないようになっている。   On the support plate 258 of the heating unit 251, another lifting ring (hereinafter referred to as a heater side ring) formed in a circular ring shape is disposed concentrically with the support shaft 276. On the lower surface of the heater side ring, a plurality of (three in the present embodiment) protruding pins (hereinafter referred to as heater side pins) 266 are arranged at equal intervals in the circumferential direction and vertically downward. Each heater-side pin 266 is slidably fitted in each guide hole 254 that is arranged on the support plate 258 on a line concentric with the support shaft 276 and opened in the vertical direction. The lengths of these heater-side pins 266 are set to be equal to each other so that the heater-side ring can be pushed up horizontally, and their lower ends are opposed to the upper surface of the rotation-side ring with an appropriate air gap. That is, these heater side pins 266 do not interfere with the rotation side ring when the rotation drum 227 rotates.

また、ヒータ側リングの上面には複数本（本実施の形態においては三本とする。）の突上ピン（以下、突上部という。）２６６が、周方向に等間隔に配置されて垂直方向上向きに突設されており、突上部２６６の上端はヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６に対向するようになっている。これらの突上部２６６の長さはヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６を下から挿通してサセプタ２１７に載置されたウェハ２００をサセプタ２１７から水平に浮かせるように互いに等しく設定されている。また、これらの突上部２６６の長さはヒータ側リングが支持板２５８に着座した状態において、その上端がヒータ２０７の上面から突出しないように設定されている。つまり、これらの突上部２６６は回転ドラム２２７の回転時にサセプタ２１７に干渉しないように、かつ、ヒータ２０７の加熱を妨げないようになっている。   In addition, a plurality of (three in the present embodiment) protruding pins (hereinafter referred to as protruding portions) 266 are arranged on the upper surface of the heater side ring at equal intervals in the circumferential direction. The upper end of the protruding portion 266 is opposed to the heater 207 and the insertion hole 256 of the susceptor 217. The lengths of the protruding portions 266 are set to be equal to each other so that the wafer 200 placed on the susceptor 217 is horizontally floated from the susceptor 217 through the insertion holes 256 of the heater 207 and the susceptor 217 from below. Further, the lengths of these protrusions 266 are set so that the upper ends of the protrusions 266 do not protrude from the upper surface of the heater 207 when the heater side ring is seated on the support plate 258. That is, these protrusions 266 do not interfere with the susceptor 217 during rotation of the rotary drum 227 and do not hinder the heating of the heater 207.

図４に示されているように、チャンバ２２３は複数本の支柱２８０によって水平に支持されている。これらの支柱２８０には各昇降ブロック２８１がそれぞれ昇降自在に嵌合されており、これら昇降ブロック２８１間にはエアシリンダ装置等が使用された昇降駆動装置（図示せず）によって昇降される昇降台２８２が架設されている。昇降台２８２の上にはサセプタ回転装置が設置されており、サセプタ回転装置とチャンバ２２３との間にはベローズ２７９が、回転軸２７７の外側を気密封止するように介設されている。   As shown in FIG. 4, the chamber 223 is horizontally supported by a plurality of columns 280. Each elevating block 281 is fitted to these columns 280 so as to be movable up and down, and an elevating platform that is raised and lowered by an elevating drive device (not shown) using an air cylinder device or the like is interposed between the elevating blocks 281. 282 is installed. A susceptor rotating device is installed on the lifting platform 282, and a bellows 279 is interposed between the susceptor rotating device and the chamber 223 so as to hermetically seal the outside of the rotating shaft 277.

昇降台２８２に設置されたサセプタ回転機構（回転手段）２６７にはブラシレスＤＣモータが使用されており、出力軸（モータ軸）が中空軸に形成されて回転軸２７７として構成されている。サセプタ回転機構２６７はハウジング２８３を備えており、ハウジング２８３が昇降台２８２の上に垂直方向上向きに据え付けられている。ハウジング２８３の内周面には電磁石（コイル）によって構成された固定子（ステータ）２８４が固定されている。すなわち、固定子２８４はコイル線材（エナメル被覆銅線）２８６が鉄心（コア）２８５に巻装されて構成されている。コイル線材２８６には図示しないリード線がハウジング２８３の側壁に開設された図示しない挿通孔を挿通して電気的に接続されており、固定子２８４はブラシレスＤＣモータのドライバ（図示せず）から電力をコイル線材２８６にリード線を通じて供給されることにより、回転磁界を形成するように構成されている。   A brushless DC motor is used for the susceptor rotating mechanism (rotating means) 267 installed on the lifting platform 282, and an output shaft (motor shaft) is formed as a hollow shaft and configured as a rotating shaft 277. The susceptor rotating mechanism 267 includes a housing 283, and the housing 283 is installed on the elevator base 282 in the vertical upward direction. A stator (stator) 284 composed of an electromagnet (coil) is fixed to the inner peripheral surface of the housing 283. That is, the stator 284 is configured by winding a coil wire (enamel-coated copper wire) 286 around an iron core (core) 285. A lead wire (not shown) is electrically connected to the coil wire 286 through an insertion hole (not shown) formed in the side wall of the housing 283, and the stator 284 receives electric power from a brushless DC motor driver (not shown). Is supplied to the coil wire 286 through a lead wire to form a rotating magnetic field.

固定子２８４の内側には回転子（ロータ）２８９がエアギャップ（隙間）を設定されて同心円に配置されており、回転子２８９はハウジング２８３に上下のボールベアリング２９３を介して回転自在に支承されている。すなわち、回転子２８９は円筒形状の本体２９０と鉄心（コア）２９１と複数個の永久磁石２９２とを備えており、本体２９０には回転軸２７７がブラケット２８８によって一体回転するように固定されている。鉄心２９１は本体２９０に嵌合されて固定されており、鉄心２９１の外周には複数個の永久磁石２９２が周方向に等間隔に固定されている。鉄心２９１と複数個の永久磁石２９２とによって環状に配列された複数の磁極が形成されており、固定子２８４の形成する回転磁界が複数個の磁極すなわち永久磁石２９２の磁界を切ることにより、回転子２８９が回転するようになっている。   Inside the stator 284, a rotor (rotor) 289 is arranged concentrically with an air gap (gap) set, and the rotor 289 is rotatably supported by the housing 283 via upper and lower ball bearings 293. ing. That is, the rotor 289 includes a cylindrical main body 290, an iron core (core) 291, and a plurality of permanent magnets 292, and a rotating shaft 277 is fixed to the main body 290 so as to rotate integrally with a bracket 288. . The iron core 291 is fitted and fixed to the main body 290, and a plurality of permanent magnets 292 are fixed to the outer periphery of the iron core 291 at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of magnetic poles arranged in an annular shape are formed by an iron core 291 and a plurality of permanent magnets 292, and the rotating magnetic field formed by the stator 284 cuts off the magnetic fields of the plurality of magnetic poles, that is, the permanent magnets 292. The child 289 rotates.

上下のボールベアリング２９３は回転子２８９の本体２９０の上下端部にそれぞれ設置されており、上下のボールベアリング２９３には本体２９０の熱膨張を吸収するための隙間が適宜設定されている。このボールベアリング２９３の隙間は本体２９０の熱膨張を吸収する一方で、最小のがたつきに抑制するために、５〜５０μｍに設定されている。なお、ボールベアリングの隙間とはボールをアウタレースまたはインナレースのいずれか片側に寄せた場合に反対側に発生する隙間を意味している。   The upper and lower ball bearings 293 are respectively installed at the upper and lower ends of the main body 290 of the rotor 289, and a gap for absorbing the thermal expansion of the main body 290 is appropriately set in the upper and lower ball bearings 293. The gap between the ball bearings 293 is set to 5 to 50 μm so as to absorb the thermal expansion of the main body 290 and suppress the minimum shakiness. The clearance of the ball bearing means a clearance generated on the opposite side when the ball is brought to either the outer race or the inner race.

固定子２８４と回転子２８９との対向面には二重筒壁を構成する外側と内側の囲い部材であるカバー２８７とが互いに対向されて、ハウジング２８３の内周面と本体２９０の外周面とにそれぞれ固定されており、それぞれのカバー２８７との間には所定のエアギャップ（隙間）が設定されている。カバー２８７は非磁性体であるステンレス鋼が使用されて、筒壁の厚さが極薄い円筒形状にそれぞれ形成されており、円筒の上下開口端においてハウジング２８３および本体２９０に電子ビーム溶接によって全周にわたって確実かつ均一に固着されている。カバー２８７は非磁性体であるステンレス鋼で極薄く形成されているため、磁束の拡散を防止してモータ効率の低下を防止するばかりでなく、固定子２８４のコイル線材２８６および回転子２８９の永久磁石２９２の腐食を防止することができ、かつまた、コイル線材２８６等による処理室２０１の内部の汚染を確実に防止することができる。カバー２８７は固定子２８４を気密シール状態に囲うことにより、固定子２８４を真空雰囲気となる処理室２０１の内部から完全に隔絶している。   The opposing surface of the stator 284 and the rotor 289 is opposed to a cover 287 which is an outer and inner enclosure member constituting a double cylindrical wall, and the inner peripheral surface of the housing 283 and the outer peripheral surface of the main body 290 are opposed to each other. A predetermined air gap (gap) is set between each cover 287 and each cover 287. The cover 287 is made of stainless steel, which is a non-magnetic material, and is formed in a cylindrical shape with a very thin cylindrical wall. The entire periphery of the cover 287 is formed by electron beam welding on the housing 283 and the main body 290 at the upper and lower opening ends of the cylinder. It is firmly and uniformly fixed over. The cover 287 is made of stainless steel, which is a non-magnetic material, and is extremely thin. Therefore, the cover 287 not only prevents the magnetic flux from diffusing, but also prevents the motor efficiency from decreasing, and the stator 284 coil wire 286 and the rotor 289 are permanent. Corrosion of the magnet 292 can be prevented, and contamination inside the processing chamber 201 due to the coil wire 286 and the like can be reliably prevented. The cover 287 completely isolates the stator 284 from the inside of the processing chamber 201 in a vacuum atmosphere by surrounding the stator 284 in an airtight seal state.

また、サセプタ回転装置には磁気式ロータリーエンコーダ２９４が設置されている。すなわち、磁気式ロータリーエンコーダ２９４は磁性体からなる被検出体としての被検出リング２９６を備えており、被検出リング２９６は鉄等の磁性体が使用されて円形リング形状に形成されている。被検出リング２９６の外周には被検出部としての歯が多数個環状に配列されている。   Further, a magnetic rotary encoder 294 is installed in the susceptor rotating device. That is, the magnetic rotary encoder 294 includes a detection ring 296 as a detection target made of a magnetic material, and the detection ring 296 is formed in a circular ring shape using a magnetic material such as iron. On the outer periphery of the detection ring 296, a large number of teeth as detection parts are arranged in an annular shape.

ハウジング２８３の被検出リング２９６の対向位置には被検出リング２９６の被検出部である各歯を検出する磁気センサ２９５が設置されている。磁気センサ２９５の先端面と被検出リング２９６の外周面との隙間（センサギャップ）は、０．０６〜０．１７ｍｍに設定されている。磁気センサ２９５は被検出リング２９６の回転にともうこれらの対向位置における磁束変化を磁気抵抗素子によってそれぞれ検出するように構成されている。磁気センサ２９５の検出結果はブラシレスＤＣモータすなわちサセプタ回転機構２６７の駆動制御部３０２に送信されて、サセプタ２１７の位置認識に使用されるとともに、サセプタ２１７の回転量の制御に使用される。なお、本処理炉２０２は、ガス制御部３０１、駆動制御部３０２、加熱制御部３０３、温度検出部３０４、等から構成される主制御部３００を有する。ガス制御部３０１はＭＦＣ２４１、開閉バルブ２４３に接続され、ガス流量、供給を制御する。駆動制御部３０２はサセプタ回転機構２６７、昇降ブロック２８１に接続され、これらの駆動を制御する。加熱制御部３０３は配線２５７を介しヒータ２０７に接続され、ヒータ２０７の加熱具合を制御する。温度検出部３０４は放射温度計２６４に接続され、サセプタ２１７の温度を検出し、加熱制御部３０３と連携してヒータ２０７の加熱制御に用いられる。   A magnetic sensor 295 for detecting each tooth which is a detected portion of the detected ring 296 is installed at a position of the housing 283 facing the detected ring 296. A gap (sensor gap) between the front end surface of the magnetic sensor 295 and the outer peripheral surface of the detected ring 296 is set to 0.06 to 0.17 mm. The magnetic sensor 295 is configured to detect the change in magnetic flux at these opposed positions by the magnetoresistive element as the detected ring 296 rotates. The detection result of the magnetic sensor 295 is transmitted to the drive control unit 302 of the brushless DC motor, that is, the susceptor rotation mechanism 267, and is used for position recognition of the susceptor 217 and used to control the rotation amount of the susceptor 217. The processing furnace 202 includes a main control unit 300 including a gas control unit 301, a drive control unit 302, a heating control unit 303, a temperature detection unit 304, and the like. The gas control unit 301 is connected to the MFC 241 and the open / close valve 243 and controls the gas flow rate and supply. The drive control unit 302 is connected to the susceptor rotating mechanism 267 and the lifting block 281 and controls the driving thereof. The heating control unit 303 is connected to the heater 207 via the wiring 257 and controls the heating state of the heater 207. The temperature detection unit 304 is connected to the radiation thermometer 264, detects the temperature of the susceptor 217, and is used for heating control of the heater 207 in cooperation with the heating control unit 303.

次に、以上の構成に係る処理炉の作用を説明することにより、本発明の一実施の形態である半導体装置の製造方法における成膜工程について説明する。   Next, by describing the operation of the processing furnace according to the above configuration, a film forming process in the method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described.

ウェハ２００の搬出搬入に際しては、回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１が回転軸２７７および支持軸２７６によって下限位置に下降される。すると、ウェハ昇降装置２７５の回転側ピン２７４の下端が処理室２０１の底面すなわち下側キャップ２２６の上面に突合するため、回転側リングが回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１に対して相対的に上昇する。上昇した回転側リングはヒータ側ピン２６６を突き上げることにより、ヒータ側リングを持ち上げる。ヒータ側リングが持ち上げられると、ヒータ側リングに立脚された三本の突上部２６６がヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６を挿通して、サセプタ２１７の上面に載置されたウェハ２００を下方から支持してサセプタ２１７から浮き上がらせる。   When the wafer 200 is carried in and out, the rotary drum 227 and the heating unit 251 are lowered to the lower limit position by the rotary shaft 277 and the support shaft 276. Then, since the lower end of the rotation-side pin 274 of the wafer lifting device 275 abuts the bottom surface of the processing chamber 201, that is, the upper surface of the lower cap 226, the rotation-side ring rises relative to the rotation drum 227 and the heating unit 251. . The raised rotation side ring lifts the heater side ring by pushing up the heater side pin 266. When the heater side ring is lifted, the three projecting upper portions 266 standing on the heater side ring pass through the heater 207 and the insertion hole 256 of the susceptor 217, and the wafer 200 placed on the upper surface of the susceptor 217 is viewed from below. Support and lift from the susceptor 217.

ウェハ昇降装置２７５がウェハ２００をサセプタ２１７の上面から浮き上がらせた状態になると、ウェハ２００の下方空間すなわちウェハ２００の下面とサセプタ２１７の上面との間に挿入スペースが形成された状態になるため、図４に図示しないウェハ移載機に設けられた基板保持プレートであるツィーザがウェハ搬入搬出口２５０からウェハ２００の挿入スペースに挿入される。ウェハ２００の下方に挿入されたツィーザは上昇することによりウェハ２００を移載して受け取る。ウェハ２００を受け取ったツィーザはウェハ搬入搬出口２５０を後退してウェハ２００を処理室２０１から搬出する。そして、ツィーザによってウェハ２００を搬出したウェハ移載機は、処理室２０１の外部の空ウェハカセット等の所定の収納場所にウェハ２００を移載する。   When the wafer lifting device 275 is in a state where the wafer 200 is lifted from the upper surface of the susceptor 217, an insertion space is formed between the lower space of the wafer 200, that is, the lower surface of the wafer 200 and the upper surface of the susceptor 217. A tweezer which is a substrate holding plate provided in a wafer transfer machine (not shown in FIG. 4) is inserted into the insertion space of the wafer 200 from the wafer loading / unloading port 250. The tweezer inserted below the wafer 200 moves up and receives the wafer 200. Upon receiving the wafer 200, the tweezer retreats from the wafer loading / unloading port 250 and unloads the wafer 200 from the processing chamber 201. Then, the wafer transfer machine that unloads the wafer 200 by the tweezers transfers the wafer 200 to a predetermined storage location such as an empty wafer cassette outside the processing chamber 201.

次いで、ウェハ移載機は実ウェハカセット等の所定の収納場所から次回に成膜処理するウェハ２００をツィーザによって受け取って、ウェハ搬入搬出口２５０から処理室２０１に搬入する。ツィーザはウェハ２００をサセプタ２１７の上方においてウェハ２００の中心がサセプタ２１７の中心と一致する位置に搬送する。ウェハ２００を所定の位置に搬送すると、ツィーザは若干下降することによりウェハ２００をサセプタ２１７に移載する。ウェハ２００をウェハ昇降装置２７５に受け渡したツィーザは、ウェハ搬入搬出口２５０から処理室２０１の外へ退出する。ツィーザが処理室２０１から退出すると、ウェハ搬入搬出口２５０はゲートバルブ（仕切弁）２４４によって閉じられる。   Next, the wafer transfer machine receives a wafer 200 to be subjected to a film formation process next time from a predetermined storage location such as an actual wafer cassette by a tweezer, and carries it into the processing chamber 201 from the wafer loading / unloading port 250. The tweezers transport the wafer 200 above the susceptor 217 to a position where the center of the wafer 200 coincides with the center of the susceptor 217. When the wafer 200 is transported to a predetermined position, the tweezers are slightly lowered to transfer the wafer 200 to the susceptor 217. The tweezer that has transferred the wafer 200 to the wafer lift 275 moves out of the processing chamber 201 from the wafer loading / unloading port 250. When the tweezer leaves the processing chamber 201, the wafer loading / unloading port 250 is closed by a gate valve (gate valve) 244.

ゲートバルブ２４４が閉じられると、処理室２０１に対して回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１が回転軸２７７および支持軸２７６を介して昇降台２８２によって上昇される。回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１の上昇により、突上ピン２６６、２７４が回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１に対し相対的に下降し、図４に示されているように、ウェハ２００はサセプタ２１７の上に完全に移載された状態になる。回転軸２７７および支持軸２７６は突上部２６６の上端がヒータ２０７の下面に近接する高さになる位置にて停止される。このときの回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１の位置が成膜位置となる。   When the gate valve 244 is closed, the rotary drum 227 and the heating unit 251 are lifted by the lift table 282 through the rotary shaft 277 and the support shaft 276 with respect to the processing chamber 201. As the rotary drum 227 and the heating unit 251 are raised, the thrust pins 266 and 274 are lowered relative to the rotary drum 227 and the heating unit 251, and the wafer 200 is placed on the susceptor 217 as shown in FIG. It will be in the state completely transferred to. The rotation shaft 277 and the support shaft 276 are stopped at a position where the upper end of the protrusion 266 is at a height close to the lower surface of the heater 207. The positions of the rotating drum 227 and the heating unit 251 at this time are film forming positions.

一方、処理室２０１が排気口２３５に接続された排気装置（図示せず）によって排気される。この際、処理室２０１の真空雰囲気と外部の大気圧雰囲気とはベローズ２７９によって隔絶されている。   On the other hand, the processing chamber 201 is exhausted by an exhaust device (not shown) connected to the exhaust port 235. At this time, the vacuum atmosphere in the processing chamber 201 and the external atmospheric pressure atmosphere are isolated by the bellows 279.

続いて、回転ドラム２２７が回転軸２７７を介してサセプタ回転機構２６７によって回転される。すなわち、サセプタ回転機構２６７が運転されると、固定子２８４の回転磁界が回転子２８９の複数個の磁極の磁界を切ることにより、回転子２８９が回転するため、回転子２８９に固定された回転軸２７７によって回転ドラム２２７が回転する。この際、サセプタ回転機構２６７に設置された磁気式ロータリーエンコーダ２９４によって回転子２８９の回転位置が時々刻々と検出されて駆動制御部３０２に送信され、この信号に基づいて回転速度等が制御される。   Subsequently, the rotating drum 227 is rotated by the susceptor rotating mechanism 267 via the rotating shaft 277. That is, when the susceptor rotating mechanism 267 is operated, the rotating magnetic field of the stator 284 cuts the magnetic field of the plurality of magnetic poles of the rotor 289, so that the rotor 289 rotates, so that the rotation fixed to the rotor 289 The rotating drum 227 is rotated by the shaft 277. At this time, the rotational position of the rotor 289 is detected every moment by the magnetic rotary encoder 294 installed in the susceptor rotation mechanism 267 and transmitted to the drive control unit 302, and the rotation speed and the like are controlled based on this signal. .

回転ドラム２２７の回転中には、回転側ピン２７４は処理室２０１の底面から離座し、ヒータ側ピン２６６は回転側リングから離座しているため、回転ドラム２２７の回転がウェハ昇降装置２７５に妨げられることはなく、しかも、加熱ユニット２５１は停止状態を維持することができる。すなわち、ウェハ昇降装置２７５においては、回転側リングと回転側ピン２７４が回転ドラム２２７と共に回転し、ヒータ側リングとヒータ側ピン２６６が加熱ユニット２５１と共に停止した状態になっている。   During the rotation of the rotating drum 227, the rotation side pin 274 is separated from the bottom surface of the processing chamber 201, and the heater side pin 266 is separated from the rotation side ring. In addition, the heating unit 251 can maintain a stopped state. That is, in the wafer elevating device 275, the rotation side ring and the rotation side pin 274 rotate together with the rotation drum 227, and the heater side ring and the heater side pin 266 are stopped together with the heating unit 251.

ウェハ２００の温度が処理温度まで上昇し、排気口２３５の排気量および回転ドラム２２７の回転作動が安定した時点で、図４に実線矢印で示されているように、処理ガス２３０が供給管２３２に導入される。ガス供給管２３２に導入された処理ガス２３０は、ガス分散空間として機能するバッファ室２３７に流入するとともに、径方向外向きに放射状に拡散して、シャワープレート２４０の各ガス吹出口２４７からそれぞれが略均等な流れになって、ウェハ２００に向かってシャワー状に吹き出す。吹出口２４７群からシャワー状に吹き出した処理ガス２３０はカバープレート２４８の上方空間を通って、排気バッファ空間２４９を経由して排気口２３５に吸い込まれて排気されて行く。   When the temperature of the wafer 200 rises to the processing temperature and the exhaust amount of the exhaust port 235 and the rotational operation of the rotary drum 227 are stabilized, the processing gas 230 is supplied to the supply pipe 232 as shown by solid arrows in FIG. To be introduced. The processing gas 230 introduced into the gas supply pipe 232 flows into the buffer chamber 237 functioning as a gas dispersion space and diffuses radially outward in the radial direction. The flow is substantially uniform and blows out toward the wafer 200 in a shower shape. The processing gas 230 blown out in the form of a shower from the group of the outlets 247 passes through the space above the cover plate 248 and is sucked into the exhaust port 235 via the exhaust buffer space 249 and exhausted.

この際、回転ドラム２２７に支持されたサセプタ２１７の上のウェハ２００は回転しているため、吹出口２４７群からシャワー状に吹き出した処理ガス２３０はウェハ２００の全面にわたって均等に接触する状態になる。処理ガス２３０がウェハ２００の全面にわたって均等に接触するため、ウェハ２００に処理ガス２３０によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウェハ２００の全面にわたって均一になる。   At this time, since the wafer 200 on the susceptor 217 supported by the rotary drum 227 is rotating, the processing gas 230 blown out in a shower form from the group of the outlets 247 is in a state of being in uniform contact over the entire surface of the wafer 200. . Since the processing gas 230 is in uniform contact with the entire surface of the wafer 200, the film thickness distribution and film quality distribution of the CVD film formed on the wafer 200 by the processing gas 230 are uniform over the entire surface of the wafer 200.

また、加熱ユニット２５１は支持軸２７６に支持されることにより回転しない状態になっているため、回転ドラム２２７によって回転されながら加熱ユニット２５１によって加熱されるウェハ２００の温度分布は全面にわたって均一に制御される。このようにウェハ２００の温度分布が全面にわたって均一に制御されることにより、ウェハ２００に熱化学反応によって形成されるＣＶＤ膜の膜厚分布や膜質分布はウェハ２００の全面にわたって均一に制御される。
なお、一例まで、本実施例の処理炉２０２にて処理される処理条件は、ポリシリコン膜の成膜において、ウェハ温度６１０℃、ガス種およびガス供給量は、ＳｉＨ₄：０．３ｓｌｍ、ＰＨ₃：０．３ｓｌｍ、処理圧力は３６０００Ｐａである。 Since the heating unit 251 is not rotated by being supported by the support shaft 276, the temperature distribution of the wafer 200 heated by the heating unit 251 while being rotated by the rotating drum 227 is uniformly controlled over the entire surface. The Thus, by uniformly controlling the temperature distribution of the wafer 200 over the entire surface, the film thickness distribution and film quality distribution of the CVD film formed on the wafer 200 by the thermochemical reaction are controlled uniformly over the entire surface of the wafer 200.
Note that, up to one example, the processing conditions processed in the processing furnace 202 of this embodiment are as follows: in the formation of a polysilicon film, the wafer temperature is 610 ° C., the gas type and the gas supply amount are SiH ₄ : 0.3 slm, PH ₃ : 0.3 slm, processing pressure is 36000 Pa.

予め選定された所定の処理時間が経過すると、サセプタ回転機構２６７の運転が停止される。この際、サセプタ２１７すなわち回転子２８９の回転位置はサセプタ回転機構２６７に設置された磁気式ロータリーエンコーダ２９４によって時々刻々と監視されているため、サセプタ２１７は予め設定された回転位置において正確に停止される。すなわち、突上部２６６とヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６は正確かつ再現性よく合致される。   When a predetermined processing time selected in advance elapses, the operation of the susceptor rotation mechanism 267 is stopped. At this time, since the rotational position of the susceptor 217, that is, the rotor 289 is monitored every moment by the magnetic rotary encoder 294 installed in the susceptor rotating mechanism 267, the susceptor 217 is accurately stopped at the preset rotational position. The That is, the protrusion 266 and the heater 207 and the insertion hole 256 of the susceptor 217 are matched accurately and with good reproducibility.

サセプタ回転機構２６７の運転が停止されると、前述に示されているように、回転ドラム２２７および加熱ユニット２５１は回転軸２７７および支持軸２７６を介して昇降台２８２によって搬入搬出位置に下降される。前述したように、下降の途中において、ウェハ昇降装置２７５の作用によりウェハ２００をサセプタ２１７の上から浮き上げる。この際、突上部２６６とヒータ２０７およびサセプタ２１７の挿通孔２５６とは正確かつ再現性よく合致されているため、突上部２６６がサセプタ２１７およびヒータ２０７を突き上げる突き上げミスが発生することはない。   When the operation of the susceptor rotating mechanism 267 is stopped, as described above, the rotating drum 227 and the heating unit 251 are lowered to the loading / unloading position by the lifting platform 282 via the rotating shaft 277 and the support shaft 276. . As described above, the wafer 200 is lifted from above the susceptor 217 by the action of the wafer lifting device 275 during the lowering. At this time, since the protruding portion 266 and the insertion hole 256 of the heater 207 and the susceptor 217 are matched accurately and with good reproducibility, there is no possibility that the protruding portion 266 pushes up the susceptor 217 and the heater 207.

以降、前述した作業が繰り返されることにより、次のウェハ２００にＣＶＤ膜が成膜処理されて行く。   Thereafter, by repeating the above-described operation, a CVD film is formed on the next wafer 200.

ところで、上述したＣＶＤ炉では、低温部のベローズ２７９に処理ガスが固化付着し、ベローズが動いた際に固着部が剥がれて、パーティクルの要因となるという問題があったことは前述した通りである。そこで、実施の形態では、ベローズを加熱することによって、そのような問題を解決している。   By the way, as described above, in the above-described CVD furnace, the processing gas is solidified and attached to the bellows 279 in the low temperature portion, and when the bellows moves, the fixing portion is peeled off and causes particles. . Therefore, in the embodiment, such a problem is solved by heating the bellows.

図１は、そのような実施の形態による枚葉式ＣＶＤ炉の概略断面図である。このＣＶＤ炉は、図４で説明したＣＶＤ炉との基本構成は同じである。主に異なる点は、筒状加熱手段３８０が設けられている点である。
なお、図１では、炉の説明を簡略化するために、回転機構を省略し、昇降機構のみとしており、図４の回転ドラム２２７に設けられる支持軸２７６と回転軸２７７は、ヒータユニット３２７に設けられる支持体３７６として一体化されている場合を示しているが、本実施の形態は回転機構が設けられている場合にも共通する。
以下に図１の概略構成を説明するが、図４を用いて説明した部分と同じ部分には同符号を付して、説明を簡略化する。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a single wafer CVD furnace according to such an embodiment. This CVD furnace has the same basic configuration as the CVD furnace described in FIG. The main difference is that a cylindrical heating means 380 is provided.
In FIG. 1, in order to simplify the explanation of the furnace, the rotation mechanism is omitted and only the lifting mechanism is provided. The support shaft 276 and the rotation shaft 277 provided on the rotation drum 227 in FIG. Although the case where the support body 376 is integrated is shown, this embodiment is common to the case where a rotation mechanism is provided.
The schematic configuration of FIG. 1 will be described below, but the same parts as those described with reference to FIG.

枚葉式ＣＶＤ炉はチャンバ２２３を有する。チャンバ２２３は、ウェハ２００を搬送室からチャンバ２２３の処理室２０１に搬入するためのウェハ搬入搬出口２５０を有する。また、処理室２０１に処理ガスを供給するガス供給管２３２と、ガスを排気するための排気口２３５とが設けられる。ガス供給管２３２が設けられる処理室２０１の上部にはプレート２４０が設けられる。   The single wafer CVD furnace has a chamber 223. The chamber 223 includes a wafer loading / unloading port 250 for loading the wafer 200 from the transfer chamber to the processing chamber 201 of the chamber 223. Further, a gas supply pipe 232 for supplying a processing gas to the processing chamber 201 and an exhaust port 235 for exhausting the gas are provided. A plate 240 is provided above the processing chamber 201 where the gas supply pipe 232 is provided.

処理室２０１内に、処理室２０１に収容されたウェハ２００を載置する基板載置台としてのヒータユニット３２７が設けられる。このヒータユニット３２７は、サセプタ２１７およびヒータ２０７を備える。サセプタ２１７は、その表面にウェハ２００を載置するとともに、載置した状態でヒータ２０７からの熱を均一化して、ウェハ２００を加熱する。
ヒータユニット３２７は、中空体から構成され、上部にサセプタ２１７を装着するユニット筒３２８を有し、ユニット筒３２８の底部に設けた底板２２９に筒状の支持体３７６を有する。この支持体３７６によってヒータユニット３２７は昇降されるようになっている。ヒータユニット３２７は、そのユニット筒３２８にサセプタ２１７が装着されることにより密閉構造となる。 A heater unit 327 serving as a substrate mounting table on which the wafer 200 accommodated in the processing chamber 201 is mounted is provided in the processing chamber 201. The heater unit 327 includes a susceptor 217 and a heater 207. The susceptor 217 mounts the wafer 200 on its surface, and heats the wafer 200 by uniformizing the heat from the heater 207 in the mounted state.
The heater unit 327 is formed of a hollow body, has a unit cylinder 328 on which a susceptor 217 is mounted, and has a cylindrical support 376 on a bottom plate 229 provided at the bottom of the unit cylinder 328. The heater unit 327 is moved up and down by the support 376. The heater unit 327 has a sealed structure when the susceptor 217 is attached to the unit cylinder 328.

カバープレート２４８は、ヒータユニット３２７が成膜位置に上昇したときは、チャンバ２２３内側の段差部に設けた保持ピン３７５からヒータユニット３２７に移載されて、サセプタ２１７上のウェハ２００の周辺部を覆うようになっている。また、カバープレート２４８は、ヒータユニット３２７がウェハ搬入搬出位置に向かって下降したときは、保持ピン３７５に移載されて、ヒータユニット３２７から降ろされるようになっている。   When the heater unit 327 is raised to the film forming position, the cover plate 248 is transferred to the heater unit 327 from the holding pins 375 provided in the stepped portion inside the chamber 223, and the peripheral portion of the wafer 200 on the susceptor 217 is moved. It comes to cover. Further, when the heater unit 327 is lowered toward the wafer loading / unloading position, the cover plate 248 is transferred to the holding pins 375 and is lowered from the heater unit 327.

中空体をしたヒータユニット３２７の内部に、底板２２９に支持された支持板２５８によって加熱ユニット２５１が固定されている。加熱ユニット２５１は、サセプタ２１７に対向する位置にヒータ２０７を有する。このヒータ２０７の下方には複数枚積層された反射板２５２が設けられ、ヒータ２０７から発せられた熱をサセプタ２１７側に反射させて、加熱効率を向上させている。   A heating unit 251 is fixed inside a hollow heater unit 327 by a support plate 258 supported by a bottom plate 229. The heating unit 251 has a heater 207 at a position facing the susceptor 217. A plurality of reflecting plates 252 are provided below the heater 207, and heat generated from the heater 207 is reflected to the susceptor 217 side to improve heating efficiency.

上述した支持体３７６は、チャンバ２２３の底部中央に設けた挿通孔２７８から処理室２０１内に挿入されて、処理室２０１内のヒータユニット３２７を支持するとともに、直線軸運動をしてヒータユニット３２７を処理室２０１内で昇降させる。支持体３７６の外側に支持体３７６を覆う筒状伸縮部材としての筒状ベローズ２７９が設けられる。このベローズ２７９の上端はチャンバ２２３底部の挿入孔２７８のまわりに固着され、下端は昇降台２８２に固着される。ベローズ２７９は、支持体３７６の直線軸運動を許容しつつ、支持体３７６の処理室２０１への挿入部３７８をシールして、処理室２０１内の気密性を保つ。   The above-described support 376 is inserted into the processing chamber 201 through an insertion hole 278 provided at the center of the bottom of the chamber 223, supports the heater unit 327 in the processing chamber 201, and moves linearly to the heater unit 327. Are moved up and down in the processing chamber 201. A cylindrical bellows 279 as a cylindrical elastic member that covers the support 376 is provided outside the support 376. The upper end of the bellows 279 is fixed around the insertion hole 278 at the bottom of the chamber 223, and the lower end is fixed to the lifting platform 282. The bellows 279 seals the insertion portion 378 of the support 376 into the processing chamber 201 while allowing the linear motion of the support 376, and keeps the airtightness in the processing chamber 201.

なお、昇降台２８２には、パージガス供給管３８５が挿入され、ベローズ２７９下部からのベローズ２７９と支持体３７６との隙間（以下ベローズ部分）３５７に窒素パージを行うことで、ベローズ部分３５７への処理ガスの回り込みを防止するようになっている。   In addition, a purge gas supply pipe 385 is inserted into the lifting / lowering base 282, and a process for the bellows portion 357 is performed by purging the gap (hereinafter, bellows portion) 357 between the bellows 279 and the support 376 from the lower portion of the bellows 279. It is designed to prevent gas wraparound.

上述したベローズ２７９の外側に、筒状のベローズ２７９を加熱する加熱源となる筒状加熱手段３８０を設ける。この筒状加熱手段３８０は、ベローズ２７９と所定の空間３８８を介して、ベローズ２７９と同軸的に設ける。筒状加熱手段３８０は、例えば、外側に設けた筒状反射板３８０ａと、この筒状反射板３８０ａの内側に貼り付けたヒータ３８０ｂとから構成することができる。   A cylindrical heating unit 380 serving as a heating source for heating the cylindrical bellows 279 is provided outside the bellows 279 described above. The cylindrical heating means 380 is provided coaxially with the bellows 279 via the bellows 279 and a predetermined space 388. The cylindrical heating means 380 can be composed of, for example, a cylindrical reflection plate 380a provided outside and a heater 380b attached to the inside of the cylindrical reflection plate 380a.

筒状加熱手段３８０は、ベローズ２７９の伸縮にともなって伸縮するようにはめ込み式の径の異なる２つの筒状ヒータ３８１、３８２で構成する。２つの筒状ヒータ３８１、３８２は、例えば、ヒータユニット３２７の底板２２９に垂設した上部円筒ヒータ３８１と、昇降台２８２に立設した下部円筒ヒータ３８２とで構成する。図示例では、上部円筒ヒータ３８１の内径を下部円筒ヒータ３８２の外径よりも大きくしているが、逆に下部円筒ヒータ３８２の内径を上部円筒ヒータ３８１の外径よりも大きくしてもよい。   The cylindrical heating means 380 includes two cylindrical heaters 381 and 382 having different fitting diameters so as to expand and contract as the bellows 279 expands and contracts. The two cylindrical heaters 381 and 382 include, for example, an upper cylindrical heater 381 that is suspended from the bottom plate 229 of the heater unit 327 and a lower cylindrical heater 382 that is erected on the lifting platform 282. In the illustrated example, the inner diameter of the upper cylindrical heater 381 is larger than the outer diameter of the lower cylindrical heater 382, but conversely, the inner diameter of the lower cylindrical heater 382 may be larger than the outer diameter of the upper cylindrical heater 381.

次に、上述したような筒状加熱手段３８０を備えたＣＶＤ炉の構成における作用を説明する。
処理ガスを処理室２０１内に流して、ウェハ２００を加熱して成膜するＣＶＤ炉において、ベローズ２７９が筒状加熱手段３８０によって加熱されているので、高温の処理ガスがベローズ部分３５７内に拡散してベローズ２７９に接しても、冷却されることがない。従って、ベローズ部分３５７で処理ガスが経時変化を起こすこともなく、ベローズ２７９の内側に副生成物が固化して付着することもない。その結果、ベローズ２７９内におけるパーティクルの発生を抑止でき、安定な成膜工程を行うことができる。 Next, the operation of the configuration of the CVD furnace provided with the cylindrical heating means 380 as described above will be described.
Since the bellows 279 is heated by the cylindrical heating means 380 in the CVD furnace in which the processing gas flows into the processing chamber 201 and heats the wafer 200 to form a film, the high temperature processing gas diffuses into the bellows portion 357. Even if it contacts the bellows 279, it is not cooled. Therefore, the processing gas does not change with time in the bellows portion 357, and the by-product does not solidify and adhere to the inside of the bellows 279. As a result, generation of particles in the bellows 279 can be suppressed, and a stable film forming process can be performed.

また、筒状加熱手段３８０を、ベローズ２７９の外側にベローズ２７９と同軸的に設けるとともに、はめ込み式の上下の筒状ヒータ３８１、３８２で構成したので、ベローズ２７９が上下に伸縮運動しても、ヒータ３８１、３８２が、その伸縮運動を干渉することがなく、ヒータユニット３２７の円滑な昇降を確保できる。   In addition, the cylindrical heating means 380 is provided outside the bellows 279 coaxially with the bellows 279 and is configured by the upper and lower cylindrical heaters 381 and 382, so that even if the bellows 279 expands and contracts vertically, The heaters 381 and 382 do not interfere with the expansion and contraction movement, and the smooth raising and lowering of the heater unit 327 can be ensured.

また、ベローズ２７９の外側に、ベローズ２７９と所定の空間３８８を介して、筒状ヒータ３８１、３８２を設けたことにより、所定の空間３８８による断熱効果が発揮されるので、はめ込み式の筒状ヒータ３８１、３８２間に隙間があっても、ベローズ２７９を有効に加熱できる。   Further, since the cylindrical heaters 381 and 382 are provided outside the bellows 279 via the bellows 279 and the predetermined space 388, the heat insulating effect by the predetermined space 388 is exhibited. Even if there is a gap between 381 and 382, the bellows 279 can be heated effectively.

また、ベローズ２７９は、支持体３７６の昇降にともなって伸縮する。そのため、加熱源となるベローズ加熱用のヒータ３８０ｂが断線するなどの不具合が生じるおそれがあり、ヒータを直接ベローズ２７９に貼り付けることは困難である。この点で、実施の形態では、ベローズ２７９に直接貼り付けるのではなく、伸縮しない筒状反射板３８０ａにヒータ３８０ｂを貼り付けるているので、ヒータ３８０ｂの貼付けは容易である。   Further, the bellows 279 expands and contracts as the support body 376 moves up and down. For this reason, there is a possibility that a problem such as disconnection of the heater 380b for heating the bellows serving as a heating source may occur, and it is difficult to directly attach the heater to the bellows 279. In this respect, in the present embodiment, the heater 380b is attached to the cylindrical reflector 380a that does not expand and contract rather than directly attached to the bellows 279, and thus the heater 380b is easily attached.

なお、実施の形態では、ベローズ加熱用の筒状加熱手段を、はめ込み式の径の異なる２つの筒状ヒータ３８１、３８２で構成したが、支持可能であれば、３つ以上の筒状ヒータで構成してもよい。   In the embodiment, the cylindrical heating means for heating the bellows is configured by two cylindrical heaters 381 and 382 having different fitting diameters. However, if it can be supported, three or more cylindrical heaters are used. It may be configured.

実施の形態による処理炉の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the processing furnace by embodiment. 実施の形態による基板処理装置の部分平断面図である。It is a partial plane sectional view of the substrate processing apparatus by an embodiment. 実施の形態による基板処理装置の部分縦断面図である。It is a fragmentary longitudinal cross-sectional view of the substrate processing apparatus by embodiment. 実施の形態による処理炉の概略を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the outline of the processing furnace by embodiment. 従来の処理炉の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the conventional process furnace.

符号の説明Explanation of symbols

２００ ウェハ（基板）
２１０ 処理室
３２７ ヒータユニット（基板載置台）
３７６ 支持体（駆動軸）
２７９ ベローズ（伸縮部材）
２３２ ガス供給管
２３５ 排気口
３８０ 筒状加熱手段
３８１、３８２ 筒状ヒータ 200 wafer (substrate)
210 Processing chamber 327 Heater unit (substrate mounting table)
376 Support (drive shaft)
279 Bellows (Expandable member)
232 Gas supply pipe 235 Exhaust port 380 Tubular heating means 381, 382 Tubular heater

Claims (1)

基板を収容する処理室と、
前記処理室に収容された基板を載置する基板載置台と、
前記処理室に昇降自在に挿入されて前記基板載置台を昇降させる駆動軸と、
前記駆動軸を覆って前記処理室への挿入部をシールする筒状の伸縮部材と
を備え、前記処理室内にガスを供給しつつ排気することにより前記基板を処理する基板処理装置であって、
前記伸縮部材の外周に、前記伸縮部材と所定の空間を介して、前記伸縮部材を加熱する筒状の加熱手段を設け、
前記筒状加熱手段を、径の異なる複数の筒状ヒータではめ込み可能に構成したことを特徴とする基板処理装置。 A processing chamber for accommodating the substrate;
A substrate mounting table for mounting a substrate accommodated in the processing chamber;
A drive shaft that is inserted into the processing chamber so as to be movable up and down to raise and lower the substrate mounting table;
A cylindrical processing member that covers the drive shaft and seals the insertion portion into the processing chamber, and processes the substrate by exhausting while supplying gas into the processing chamber,
A cylindrical heating means for heating the elastic member via the elastic member and a predetermined space is provided on the outer periphery of the elastic member,
A substrate processing apparatus, wherein the cylindrical heating means is configured to be fitted with a plurality of cylindrical heaters having different diameters.

Images