JP6663526B2 - Heat treatment equipment - Google Patents

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Description

この発明は、熱処理装置に関し、より具体的には、半導体チップなどの原料と成るシリコンウエハなどのワークに対して熱処理を施す工程に使用して有効な熱処理装置に関する。   The present invention relates to a heat treatment apparatus, and more specifically, to a heat treatment apparatus effective for use in a step of performing a heat treatment on a work such as a silicon wafer which is a raw material of a semiconductor chip or the like.

一般に、垂直型の反応管とその周囲に設置されるヒータとを備えた熱処理装置を用いて、反応管内にワークである複数のウエハを上下に配列して実施すると、反応副生成物が反応管の下部に多量に付着することが知られていた。   Generally, when a plurality of wafers, which are works, are arranged vertically in a reaction tube using a heat treatment apparatus having a vertical reaction tube and a heater installed around the reaction tube, a reaction by-product is formed in the reaction tube. It has been known that a large amount adheres to the lower part of the body.

従来の熱処理装置においては、このような反応副生成物をクリーニングによって除去するメンテナンスを頻繁に実施していたため、生産性の低下を招くという問題が発生していた。   In the conventional heat treatment apparatus, since maintenance for removing such reaction by-products by cleaning is frequently performed, there has been a problem that productivity is lowered.

反応管下端に、プロセスガス導入管などを反応管に取付けるための環状のアダプタが取付けられるタイプもあるが、このアダプタは反応管周囲に配置されるヒータから遠く、外気に晒されているので特に冷えやすく、アダプタの内面に反応性副生成物が付着しやすい。   There is also a type in which an annular adapter for attaching a process gas introduction tube or the like to the reaction tube is attached to the lower end of the reaction tube. However, since this adapter is far from the heater disposed around the reaction tube and is exposed to the outside air, It is easy to cool and reactive by-products easily adhere to the inner surface of the adapter.

そこで、反応管底面を密閉する閉塞部材に、アダプタ内周部に近接する、石英で作製された筒（堆積遅延筒）を立設してこの筒に反応性副生成物を堆積させることで、アダプタへの反応副生成物の付着を抑制することが提案されている（特許文献１参照。）   Therefore, a tube made of quartz (a deposition delay tube), which is close to the inner peripheral portion of the adapter, is erected on the closing member that seals the bottom surface of the reaction tube, and reactive by-products are deposited in this tube. It has been proposed to suppress the adhesion of reaction by-products to the adapter (see Patent Document 1).

特開２０１１−１２９５６７号公報JP 2011-129567 A

しかし、上記特許文献１の対策では、反応室において最もヒータから離れた位置にあり、温度低下が著しい閉塞部材の反応室側の表面が堆積遅延筒でカバーされていない。閉塞部材の反応室側の表面は、ワーク表面に対するＣＶＤ処理と同様に、閉塞部材の表面に膜状に反応副生成物が成長することになる。   However, in the countermeasure of Patent Document 1, the surface of the closing member, which is located farthest from the heater in the reaction chamber and has a remarkable temperature drop, on the reaction chamber side is not covered with the deposition delay tube. On the surface of the closing member on the side of the reaction chamber, reaction by-products grow in the form of a film on the surface of the closing member, similarly to the CVD process on the work surface.

閉塞部材は通常ステンレス製で、一方、反応副生成物の成長膜は例えばＳｉＯ２であり、熱膨張係数は前者は１０−５［１／℃］（０〜１００℃の平均）に対して後者は１０−７［１／℃］であり、大きな差がある。それ故、ウエハの搬出入時に、閉塞部材が反応管下端から離間されたときに、閉塞部材の反応室側の表面の温度が下がり、熱膨張係数の差により、反応副生成物の１０［μｍ］未満程度の膜厚の成長で膜剥がれが生じ、その為、パーティクルが発生して、メンテナンス周期が短くなる問題があった。 The closing member is usually made of stainless steel, while the growth film of the reaction by-product is, for example, SiO 2. The thermal expansion coefficient of the former is 10 −5 [1 / ° C.] (average of 0 to 100 ° C.). Is 10 −7 [1 / ° C.], and there is a great difference. Therefore, when the closing member is separated from the lower end of the reaction tube at the time of loading / unloading the wafer, the temperature of the surface of the closing member on the side of the reaction chamber decreases, and due to a difference in thermal expansion coefficient, 10 [μm However, there has been a problem that film peeling occurs when the film thickness is less than about [1], and particles are generated, thereby shortening the maintenance cycle.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、反応室を密閉する閉塞部材への反応副生成物の膜厚の成長を抑制して、メンテナンス周期を長くすることが可能な熱処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and a heat treatment apparatus capable of suppressing a growth of a film thickness of a reaction by-product on a closing member that seals a reaction chamber and extending a maintenance cycle. The purpose is to provide.

本発明熱処理装置は反応管、保持具、閉塞部材、成膜遅延カバーを有する。反応管内にはワークが収容される反応室が形成される。保持具は反応室でワークを保持する。閉塞部材は保持具を支持し、反応室を密閉する。成膜遅延カバーは石英製であり、閉塞部材の反応室側の表面を覆う。   The heat treatment apparatus of the present invention has a reaction tube, a holder, a closing member, and a film formation delay cover. A reaction chamber for accommodating a work is formed in the reaction tube. The holder holds the work in the reaction chamber. The closing member supports the holder and seals the reaction chamber. The film formation delay cover is made of quartz and covers the surface of the closing member on the reaction chamber side.

この構成によると、従来、閉塞部材の反応室側の表面に成長していた反応副生成物は、閉塞部材を覆う石英製の成膜遅延カバーに優先的に付着するようになるので、閉塞部材への膜厚の成長を大幅に遅延（抑制）させることが可能である。また、成膜遅延カバーが石英製であるため、反応副生成物の剥がれが抑制され、その結果として、パーティクルの発生を減少させることができる。なお、反応副生成物が堆積した成膜遅延カバーは閉塞部材から取り外して容易に交換することができる。   According to this configuration, the reaction by-product conventionally growing on the surface of the closing member on the reaction chamber side preferentially adheres to the quartz film-forming delay cover that covers the closing member. It is possible to greatly delay (suppress) the growth of the film thickness. Further, since the film formation delay cover is made of quartz, peeling of reaction by-products is suppressed, and as a result, generation of particles can be reduced. In addition, the film formation delay cover on which the reaction by-products are deposited can be easily replaced by removing it from the closing member.

このような熱処理装置では、反応管と閉塞部材との間に給気アダプタが配置されるタイプがある。給気アダプタ側面には反応室へプロセスガスを供給するためのガス供給管が接続される接続口が形成される。この給気アダプタは通常、耐熱性の高いステンレスなどの金属で作製されているので、反応室側である給気アダプタ内周部には閉塞部材と同様に反応副生成物が堆積しやすい。   In such a heat treatment apparatus, there is a type in which an air supply adapter is disposed between a reaction tube and a closing member. A connection port to which a gas supply pipe for supplying a process gas to the reaction chamber is connected is formed on the side of the gas supply adapter. Since this air supply adapter is usually made of a metal such as stainless steel having high heat resistance, reaction by-products tend to accumulate on the inner peripheral portion of the air supply adapter on the reaction chamber side as in the case of the closing member.

そこで、本発明熱処理装置では、成膜遅延カバーを、給気アダプタ内周部に近接対向する側面部を有する有底筒状に形成しておく。こうすることで、従来、給気アダプタ内周部へ堆積していた反応副生成物は、成膜遅延カバーの側面部に優先的に堆積するようになるので、給気アダプタへの堆積を大幅に遅延（抑制）させることが可能である。   Therefore, in the heat treatment apparatus of the present invention, the film formation delay cover is formed in a bottomed cylindrical shape having a side surface portion that is closely opposed to the inner peripheral portion of the air supply adapter. By doing so, the reaction by-products, which had conventionally accumulated on the inner peripheral portion of the air supply adapter, now preferentially accumulate on the side surface of the film formation delay cover. Can be delayed (suppressed).

さらに、本発明熱処理装置では、反応管内で給気アダプタに支持される両端開放の内管と、給気アダプタと反応管との間に配設される排気ジャケットと、を備え、ガス供給管が内管下端から内管内にプロセスガスを供給するように構成されている。この構成によると、ガス供給管から内管内の下端に導入されたプロセスガスは、内管内を上昇していく。この課程で、内管内に配置される保持具に保持されたワークがプロセスガスによって処理される。さらにプロセスガスは上昇し、内管の上端から内管外へ出た後、反応管と内管との間のスペースを下降して排気ジャケットの排気口から装置外へと排出される。   Furthermore, the heat treatment apparatus of the present invention includes an inner pipe open at both ends supported by the air supply adapter in the reaction tube, and an exhaust jacket disposed between the air supply adapter and the reaction tube, and the gas supply pipe is provided. The process gas is supplied from the lower end of the inner pipe into the inner pipe. According to this configuration, the process gas introduced from the gas supply pipe to the lower end in the inner pipe rises in the inner pipe. In this process, the work held by the holder arranged in the inner tube is processed by the process gas. Further, the process gas rises and exits from the upper end of the inner tube to the outside of the inner tube. Then, the process gas descends in the space between the reaction tube and the inner tube, and is discharged from the exhaust port of the exhaust jacket to the outside of the apparatus.

このタイプの熱処理装置では、反応室下部には、ワークを通過する前の新しいプロセスガスが常に供給されることになるので、閉塞部材や給気アダプタの反応室側に反応副生成物が付着しやすくなる。したがって、成膜遅延カバーが有用である。   In this type of heat treatment apparatus, a new process gas before passing through the workpiece is always supplied to the lower part of the reaction chamber, so that reaction by-products adhere to the reaction chamber side of the closing member and the air supply adapter. It will be easier. Therefore, a film formation delay cover is useful.

本発明熱処理装置では、すべてのワークに均等にプロセスガスが行き届き、処理効率を向上させることができる。   In the heat treatment apparatus of the present invention, the process gas can be evenly distributed to all the workpieces, and the processing efficiency can be improved.

この発明によれば、反応室を密閉する閉塞部材への反応副生成物の膜厚の成長を抑制して、メンテナンス周期を長くすることが可能になる。   According to the present invention, it is possible to suppress the growth of the film thickness of the reaction by-product on the closing member that seals the reaction chamber, and to lengthen the maintenance cycle.

この発明の実施形態に係る熱処理装置を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention. 同熱処理装置の要部の平面図である。It is a top view of the principal part of the same heat processing apparatus. 成膜遅延カバーを示す斜視図である。It is a perspective view which shows a film-forming delay cover. 成膜遅延カバーの分解図である。It is an exploded view of a film formation delay cover.

以下に、図面を参照して、この発明の実施の形態に係る熱処理装置を説明する。   Hereinafter, a heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示すように熱処理装置１０は、反応管１、内管２、排気ジャケット３、給気アダプタ４、保持具５、閉塞部材６、加熱機構７、回転機構８および成膜遅延カバー２０を備える。   As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus 10 includes a reaction tube 1, an inner tube 2, an exhaust jacket 3, an air supply adapter 4, a holder 5, a closing member 6, a heating mechanism 7, a rotation mechanism 8, and a film formation delay cover 20. Prepare.

反応管１は円筒状のチューブであり、垂直に配置される。反応管１の上端はドーム状の天井で閉塞され、下端は開放している。反応管１の内部の空間にワークＷが収容される反応室１１が形成される。   The reaction tube 1 is a cylindrical tube and is arranged vertically. The upper end of the reaction tube 1 is closed by a dome-shaped ceiling, and the lower end is open. A reaction chamber 11 for accommodating the work W is formed in a space inside the reaction tube 1.

反応管１の内側に内管２が設置される。内管２は円筒状のチューブであり、垂直に配置される。内管２の上下端は開放である。内管２は後述する給気アダプタ４に支持される。   An inner tube 2 is installed inside the reaction tube 1. The inner tube 2 is a cylindrical tube and is arranged vertically. The upper and lower ends of the inner tube 2 are open. The inner pipe 2 is supported by an air supply adapter 4 described later.

反応管１の外側には、反応室１１を加熱するための加熱機構７が設けられる。本実施形態では、加熱機構７はヒータ７１、枠体７２および断熱材７３を備える。枠体７２は反応管１の周囲を取り囲んで内側空間を大気から隔てる構造物である。枠体７２はステンレスなどの耐熱性を有する材料で形成される。枠体７２には断熱材７３が内張される。ヒータ７１は反応管１の外周に設置される。ヒータ７１は図示のように反応管１の外周を取り囲む断熱材７３に埋設するとヒータ７１の保持部材を断熱材７３で兼ねることができる。   A heating mechanism 7 for heating the reaction chamber 11 is provided outside the reaction tube 1. In the present embodiment, the heating mechanism 7 includes a heater 71, a frame 72, and a heat insulating material 73. The frame 72 is a structure that surrounds the periphery of the reaction tube 1 and separates the inner space from the atmosphere. The frame 72 is formed of a heat-resistant material such as stainless steel. A heat insulator 73 is lined with the frame 72. The heater 71 is installed on the outer periphery of the reaction tube 1. When the heater 71 is embedded in a heat insulating material 73 surrounding the outer periphery of the reaction tube 1 as shown in the figure, the holding member of the heater 71 can also serve as the heat insulating material 73.

排気ジャケット３は環状の部材であって反応管１の下端に取り付けられる。排気ジャケット３はステンレスなどの剛性と耐熱性を有する材料で形成される。排気ジャケット３の側面部には排気口３１が設けられている。反応管１と排気ジャケット３との間は図示しないガスケットによって密閉される。   The exhaust jacket 3 is an annular member and is attached to the lower end of the reaction tube 1. The exhaust jacket 3 is formed of a material having rigidity and heat resistance such as stainless steel. An exhaust port 31 is provided on a side surface of the exhaust jacket 3. The space between the reaction tube 1 and the exhaust jacket 3 is sealed by a gasket (not shown).

給気アダプタ４は環状の部材であって排気ジャケット３の下端に取り付けられる。給気アダプタ４はステンレスなどの剛性と耐熱性を有する材料で形成される。給気アダプタ４の側面部には給気ノズル１２を接続するための接続口４１が形成される。排気ジャケット３と給気アダプタ４との間は図示しないガスケットによって密閉される。   The air supply adapter 4 is an annular member and is attached to the lower end of the exhaust jacket 3. The air supply adapter 4 is formed of a material having rigidity and heat resistance such as stainless steel. A connection port 41 for connecting the air supply nozzle 12 is formed on a side surface of the air supply adapter 4. The space between the exhaust jacket 3 and the air supply adapter 4 is sealed by a gasket (not shown).

本実施形態では、給気ノズル１２は２本存在し、２本の給気ノズル１２は環状の給気アダプタ４の側面部の対向する２箇所に設けられた接続口４１に取付けられて反応室１１に挿入される。   In the present embodiment, there are two air supply nozzles 12, and the two air supply nozzles 12 are attached to connection ports 41 provided at two opposing sides of the side surface of the annular air supply adapter 4 to form a reaction chamber. 11 is inserted.

給気アダプタ４の上端部は反応室１１側に迫り出し、その迫り出す先端上部に内管支持部４２が形成される。給気アダプタ４の内管支持部４２には内管２が垂直に支持される。   The upper end of the air supply adapter 4 protrudes toward the reaction chamber 11, and an inner tube supporting portion 42 is formed at the upper end of the protruding end. The inner pipe 2 is vertically supported by the inner pipe support portion 42 of the air supply adapter 4.

本実施形態では、給気ノズル１２は９０度屈曲されたＬ字管が使用される。給気ノズル１２の一端は水平に開口するガス入口１２１である。ガス入口１２１には熱処理装置１０の外部でプロセスガス供給装置（不図示。）に接続されている。給気ノズル１２の他端は垂直上方に開口するガス出口１２２である。ガス出口１２２は、反応室１１における内管２の下端内側に開口している。なお、給気ノズル１２は、反応室にガスを送り込むことができればよく、水平に延びる直管を用いることもできる。   In the present embodiment, the air supply nozzle 12 uses an L-shaped tube bent at 90 degrees. One end of the air supply nozzle 12 is a gas inlet 121 that opens horizontally. The gas inlet 121 is connected to a process gas supply device (not shown) outside the heat treatment device 10. The other end of the air supply nozzle 12 is a gas outlet 122 that opens vertically upward. The gas outlet 122 opens inside the lower end of the inner tube 2 in the reaction chamber 11. The gas supply nozzle 12 only needs to be able to feed gas into the reaction chamber, and may use a straight pipe extending horizontally.

反応室１１は給気アダプタ４、排気ジャケット３および反応管１の内側に形成された空間である。反応室１１は、給気アダプタ４および内管２の内側に形成される空間が反応管１の天井付近まで達し、その外側に、内管２と反応管１および排気ジャケット３とに挟まれるドーナツ状の空間が形成される。２つの空間は反応室１１の上部で連通している。   The reaction chamber 11 is a space formed inside the air supply adapter 4, the exhaust jacket 3, and the reaction tube 1. In the reaction chamber 11, a space formed inside the air supply adapter 4 and the inner tube 2 reaches near the ceiling of the reaction tube 1, and outside the space, a donut sandwiched between the inner tube 2, the reaction tube 1, and the exhaust jacket 3. A space is formed. The two spaces communicate with each other at the upper part of the reaction chamber 11.

閉塞部材６は反応室１１の下端を密閉する板状部材であり、ステンレスなどの剛性と耐熱性を有する材料で形成される。反応室１１の底部を構成する環状の給気アダプタ４の下端は、反応室１１の炉口を提供し、ワークＷの搬出入口となる。閉塞部材６はその給気アダプタ４の下端に配置される。給気アダプタ４と閉塞部材６との間は図示しないシールで密閉される。閉塞部材６はエレベータ装置（不図示。）によって昇降自在に構成されており、自動で反応室１１の炉口を開閉する。   The closing member 6 is a plate-like member that seals the lower end of the reaction chamber 11, and is formed of a rigid and heat-resistant material such as stainless steel. The lower end of the annular air supply adapter 4 forming the bottom of the reaction chamber 11 provides a furnace port of the reaction chamber 11 and serves as a carry-in / out port for the workpiece W. The closing member 6 is arranged at the lower end of the air supply adapter 4. The space between the air supply adapter 4 and the closing member 6 is sealed with a seal (not shown). The closing member 6 is configured to be able to move up and down by an elevator device (not shown), and automatically opens and closes a furnace port of the reaction chamber 11.

保持具５はワークＷを保持するラックである。本実施形態では、保持具５は複数のワークＷを等間隔に水平姿勢で保持することが可能な多段式のラックとして構成されている。   The holder 5 is a rack that holds the work W. In the present embodiment, the holder 5 is configured as a multi-stage rack capable of holding a plurality of works W at equal intervals in a horizontal posture.

保持具５は閉塞部材６に装着されることで、閉塞部材６の昇降とともに保持具５を反応室１１に出し入れしてワークＷの処理や交換が簡単に行えるようになっている。   The holding tool 5 is mounted on the closing member 6, so that the holding tool 5 is moved in and out of the reaction chamber 11 as the closing member 6 moves up and down, so that the work W can be easily processed or replaced.

回転機構８は閉塞部材６における反応室１１と反対側に設置させる。ターンテーブル１４は閉塞部材６の反応室１１側に閉塞部材６から少し浮かせた状態で回転自在に配置される。シャフト８２は閉塞部材６の中心部を貫通する貫通孔６Ａを通してターンテーブル１４底面の中心に固定される。なお、反応室１１の炉口の密閉も兼ねて閉塞部材６の貫通孔６Ａには軸受１３が配置される。シャフト８２はこの軸受１３に支持されている。   The rotation mechanism 8 is installed on the side of the closing member 6 opposite to the reaction chamber 11. The turntable 14 is rotatably disposed on the reaction chamber 11 side of the closing member 6 while slightly floating from the closing member 6. The shaft 82 is fixed to the center of the bottom surface of the turntable 14 through a through hole 6 </ b> A penetrating the center of the closing member 6. In addition, a bearing 13 is disposed in the through hole 6A of the closing member 6, which also serves to seal the furnace port of the reaction chamber 11. The shaft 82 is supported by the bearing 13.

保持具５はターンテーブル１４上に中心軸を一致させた状態で固定されている。ターンテーブル１４が回転機構８の作動によって回転すると、同じ回転数で保持具５が回転する。これにより、保持具５に保持される複数のワークＷを反応室１１内で回転させることができる。   The holder 5 is fixed on the turntable 14 with the central axes thereof aligned. When the turntable 14 rotates by the operation of the rotation mechanism 8, the holder 5 rotates at the same rotation speed. Thereby, the plurality of works W held by the holder 5 can be rotated in the reaction chamber 11.

上記の構成で、熱処理装置１０を稼働すると、ヒータ７１が発熱し、回転機構８によりワークＷが回転される（矢印Ｓ）。反応室１１の温度は熱電対１５によってモニタすることができ、ヒータ７１からの熱量を調整することにより適切な温度範囲に維持される。   In the above configuration, when the heat treatment apparatus 10 is operated, the heater 71 generates heat, and the work W is rotated by the rotation mechanism 8 (arrow S). The temperature of the reaction chamber 11 can be monitored by the thermocouple 15, and is maintained in an appropriate temperature range by adjusting the amount of heat from the heater 71.

給気ノズル１２のガス入口１２１からプロセスガスを導入（矢印Ｒ１）すると、給気ノズル１２のガス出口１２２から内管２内の下端にプロセスガスが上方に向かって供給される（矢印Ｒ２）。プロセスガスは内管２内を上昇し（矢印Ｒ３）、その過程で保持具５に保持されるワークＷの処理に供される。処理後のプロセスガスの排気は内管２の上端から内管２外へ流れ（矢印Ｒ４）、内管２と反応管１の間の空間を下降し（矢印Ｒ５）、排気口３１から装置外へ排出される（矢印Ｒ６）。   When a process gas is introduced from the gas inlet 121 of the air supply nozzle 12 (arrow R1), the process gas is supplied upward from the gas outlet 122 of the air supply nozzle 12 to the lower end in the inner pipe 2 (arrow R2). The process gas rises in the inner pipe 2 (arrow R3), and is used for processing the workpiece W held by the holder 5 in the process. The exhaust of the process gas after the treatment flows from the upper end of the inner pipe 2 to the outside of the inner pipe 2 (arrow R4), descends in the space between the inner pipe 2 and the reaction pipe 1 (arrow R5), and is discharged from the exhaust port 31 to the outside of the apparatus. (Arrow R6).

成膜遅延カバー２０は石英製であり、図２に示すように、閉塞部材６の反応室１１側の表面（図１では上面。）を覆うように閉塞部材６に対して着脱自在に取り付けられる。成膜遅延カバー２０は閉塞部材６への反応副生成物の膜厚の成長を遅らせることを目的とするものであるので、最も単純な形状としては閉塞部材６の上面を覆う円盤でもよい。   The film formation delay cover 20 is made of quartz, and is detachably attached to the closing member 6 so as to cover the surface (the upper surface in FIG. 1) of the closing member 6 on the reaction chamber 11 side as shown in FIG. . Since the film formation delay cover 20 aims at delaying the growth of the thickness of the reaction by-product on the closing member 6, the simplest shape may be a disk covering the upper surface of the closing member 6.

本実施形態では、図３に示すように、成膜遅延カバー２０は側面部を有する有底の筒状に形成される。成膜遅延カバー２０の側面部は、閉塞部材６の上方に配置される給気アダプタ４の内周部に近接対向される。これにより、閉塞部材６への反応副生成物の膜厚の成長だけでなく、ステンレスで形成される給気アダプタ４の内周部に対する反応副生成物の堆積をも抑制することが可能となる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the deposition delay cover 20 is formed in a bottomed cylindrical shape having a side surface. The side surface portion of the film formation delay cover 20 is closely opposed to the inner peripheral portion of the air supply adapter 4 arranged above the closing member 6. Accordingly, it is possible to suppress not only the growth of the film thickness of the reaction by-product on the closing member 6 but also the accumulation of the reaction by-product on the inner peripheral portion of the air supply adapter 4 formed of stainless steel. .

本実施形態では、成膜遅延カバー２０は、図３に示すように、下部が大径で上部が小径となる異径円筒に形成される。この形状は、給気アダプタ４（図１参照。）の内周部の形状（上端部が反応室１１の中心側に向かって迫り出す形状）に倣ったものである。結果として、閉塞部材６を覆う、成膜遅延カバー２０の底面部の面積も広がるので、給気アダプタ４を含む反応室１１底部の広い範囲をこの成膜遅延カバー２０によって覆うことが可能となる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the film formation delay cover 20 is formed as a cylinder having a large diameter at the lower part and a small diameter at the upper part. This shape is similar to the shape of the inner peripheral portion of the air supply adapter 4 (see FIG. 1) (the upper end portion protrudes toward the center of the reaction chamber 11). As a result, the area of the bottom surface of the film formation delay cover 20 that covers the closing member 6 also increases, so that a wide range of the bottom of the reaction chamber 11 including the air supply adapter 4 can be covered by the film formation delay cover 20. .

成膜遅延カバー２０の底面の中心には、閉塞部材６の貫通孔６Ａ（図１参照。）に対応して大孔２３が形成される。さらに、成膜遅延カバー２０の底面には、２つの取付け用の小孔２４Ａ，２４Ｂが設けられる。これらの小孔２４Ａ，２４Ｂに対応して閉塞部材６の上面にボス（不図示。）が突設されており、成膜遅延カバー２０を閉塞部材６に取付ける際はこれらのボスを小孔２４Ａ、２４Ｂに嵌合させることにより、所定の位置に精度良く取付けることが出来る。２つの小孔２４Ａ，２４Ｂは成膜遅延カバー２０の底面における径方向および周方向に位置がずれており、中心から近い方の小孔２４Ｂは、閉塞部材６を貫通する熱電対１５（図１参照。）が挿通させる孔を兼ねている。   A large hole 23 is formed at the center of the bottom surface of the film formation delay cover 20 so as to correspond to the through hole 6A of the closing member 6 (see FIG. 1). Further, two small holes 24A and 24B for attachment are provided on the bottom surface of the film formation delay cover 20. Bosses (not shown) project from the upper surface of the closing member 6 corresponding to the small holes 24A and 24B. When the film formation delay cover 20 is attached to the closing member 6, these bosses are connected to the small holes 24A. , 24B, it is possible to accurately attach to a predetermined position. The two small holes 24A and 24B are displaced in the radial direction and the circumferential direction on the bottom surface of the film formation delay cover 20, and the small hole 24B closer to the center is a thermocouple 15 penetrating the closing member 6 (FIG. 1). ) Also serves as a hole to be inserted.

成膜遅延カバー２０の側面部の対向する箇所に、一対の切り欠き２２Ａ，２２Ｂが形成される。図２に示すように、切り欠き２２Ａ，２２Ｂは、給気アダプタ４に取付けられて反応室１１に挿入される給気ノズル１２の逃げ部として設けられる。成膜遅延カバー２０に設けられる切り欠きの数と位置は、給気ノズル１２の本数と配置に対応している。切り欠き２２Ａ，２２Ｂは成膜遅延カバー２０の側面部の面積を減少させるが、切り欠き２２Ａ，２２Ｂに配置される給気ノズル１２に切り欠き２２Ａ，２２Ｂの形状に倣った角管を採用するなどの対策を講じることで機能損失を低減することは可能である。   A pair of cutouts 22A and 22B are formed at opposing locations on the side surface of the deposition delay cover 20. As shown in FIG. 2, the cutouts 22 </ b> A and 22 </ b> B are provided as escape portions of the air supply nozzle 12 attached to the air supply adapter 4 and inserted into the reaction chamber 11. The number and position of the notches provided in the film formation delay cover 20 correspond to the number and arrangement of the air supply nozzles 12. The cutouts 22A and 22B reduce the area of the side surface of the film deposition delay cover 20, but a square tube that follows the shape of the cutouts 22A and 22B is used for the air supply nozzle 12 disposed in the cutouts 22A and 22B. It is possible to reduce functional loss by taking such measures.

成膜遅延カバー２０は、図４に示すように、底面の中心を通る中心角１８０度の直線で等分される２つのピース２１Ａ，２１Ｂを合体させて作製される。２分割は一例であり、３つ以上のピースに分割されても良い。分割数は、例えば、成膜遅延カバー２０に形成される切り欠きの数、すなわち給気ノズル１２の数に対応して設定される。   As shown in FIG. 4, the film formation delay cover 20 is formed by combining two pieces 21A and 21B equally divided by a straight line having a central angle of 180 degrees passing through the center of the bottom surface. The division into two is an example, and may be divided into three or more pieces. The number of divisions is set according to, for example, the number of cutouts formed in the film formation delay cover 20, that is, the number of air supply nozzles 12.

２つのピース２１Ａ，２１Ｂの底面には、接合部を跨いで組立用の孔２６Ａ，２６Ｂがそれぞれ形成される。一対の孔２６Ａ，２６Ｂは直線状の接合部に対応して二組用意される。２つのピース２１Ａ，２１Ｂは完成形に組み合わされた後、孔２６Ａ，２６Ｂに石英製の固定プレート２５のピン部２５１を差し込むことでつなぎ止められて合体される。成膜遅延カバー２０の組立にネジなどの固定具を使わず、嵌め込みだけで完成させることが可能であるため、組立が容易である。   Assembling holes 26A and 26B are formed on the bottom surfaces of the two pieces 21A and 21B, respectively, across the joint. Two pairs of holes 26A and 26B are prepared corresponding to the linear joints. After the two pieces 21A and 21B are assembled into a completed shape, the two pieces 21A and 21B are joined together by inserting the pin portions 251 of the quartz fixed plate 25 into the holes 26A and 26B. The assembly of the film deposition delay cover 20 can be completed only by fitting without using a fixing tool such as a screw, so that the assembly is easy.

本発明では、閉塞部材６に石英製の成膜遅延カバー２０を取付けたことにより、反応副生成物は、閉塞部材６を覆う石英製の成膜遅延カバー２０に優先的に付着するようになるので、閉塞部材６への膜成長を大幅に遅延（抑制）させることが可能である。   In the present invention, by attaching the film-forming delay cover 20 made of quartz to the closing member 6, the reaction by-product comes to adhere preferentially to the film-forming delay cover 20 made of quartz that covers the closing member 6. Therefore, it is possible to significantly delay (suppress) the film growth on the closing member 6.

具体的には、成膜遅延カバー２０を設置する前は、１０μｍ以下の反応副生成物の膜厚の成長で、ワークＷ１枚当たり千個以上のパーティクルが発生していたが、成膜遅延カバー２０を設置することにより、２０μｍを超えてもパーティクル数を１０個程度まで低減させることが可能となった。これにより、メンテナンス周期を長くすることが可能となる。なお、反応副生成物が堆積した成膜遅延カバー２０は閉塞部材６から取り外して容易に新しい物に交換することができる。   Specifically, before the deposition delay cover 20 was installed, 1000 or more particles were generated per workpiece W due to the growth of the reaction by-product film thickness of 10 μm or less. By installing 20, even if it exceeds 20 μm, the number of particles can be reduced to about 10 particles. This makes it possible to lengthen the maintenance cycle. In addition, the film deposition delay cover 20 on which the reaction by-products are deposited can be removed from the closing member 6 and easily replaced with a new one.

成膜遅延カバー２０にサンドブラスト加工で表面に凹凸を付けると、表面積が大きくなり、その結果、反応副生成物の膜厚を薄くする効果が期待でき、剥離防止にもつながる。   If the surface of the film formation delay cover 20 is made uneven by sandblasting, the surface area increases, and as a result, the effect of reducing the film thickness of the reaction by-products can be expected, which also prevents peeling.

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、この発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The description of the above embodiment is illustrative in all aspects and should not be construed as limiting. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the embodiments described above. Further, the scope of the present invention is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

１ 反応管
２ 内管
３ 排気ジャケット
４ 給気アダプタ
５ 保持具
６ 閉塞部材
６Ａ 貫通孔
７ 加熱機構
８ 回転機構
Ｗ ワーク
１０ 熱処理装置
１１ 反応室
１２ 給気ノズル
１３ 軸受
１４ ターンテーブル
１５ 熱電対
２０ 成膜遅延カバー
２１Ａ、２１Ｂ ピース
２２Ａ、２２Ｂ 切り欠き
２３ 大孔
２４Ａ、２４Ｂ 小孔
２５ 固定プレート
２６Ａ、２６Ｂ 孔
３１ 排気口
４１ 接続口
４２ 内管支持部
７１ ヒータ
７２ 枠体
７３ 断熱材
８２ シャフト
１２１ ガス入口
１２２ ガス出口
２５１ ピン部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction tube 2 Inner tube 3 Exhaust jacket 4 Air supply adapter 5 Holder 6 Closing member 6A Through hole 7 Heating mechanism 8 Rotation mechanism W Work 10 Heat treatment device 11 Reaction chamber 12 Air supply nozzle 13 Bearing 14 Turntable 15 Thermocouple 20 Membrane delay cover 21A, 21B Piece 22A, 22B Notch 23 Large hole 24A, 24B Small hole 25 Fixed plate 26A, 26B Hole 31 Exhaust port 41 Connection port 42 Inner tube support 71 Heater 72 Frame 73 Heat insulator 82 Shaft 121 Gas Inlet 122 Gas outlet 251 Pin section

Claims (4)

ワークが収容される反応室が形成された反応管と、
前記反応室で前記ワークを保持する保持具と、
前記保持具を支持し、前記反応室を密閉する閉塞部材と、
前記閉塞部材の前記反応室側の面を覆い、前記閉塞部材に対して着脱自在に配設された石英製の成膜遅延カバーと、
前記反応管と前記閉塞部材との間に配置される給気アダプタと、
を備え、
前記給気アダプタは、前記反応室へプロセスガスを供給するためのガス供給管が接続される接続口が形成された側面部を有し、
前記成膜遅延カバーは、前記給気アダプタの前記側面部の内周面に近接対向する側面部を有する有底筒状であって且つ前記側面部の上端から前記反応室の中心に向かって迫り出した部分を有する形状に形成されており、前記成膜遅延カバーの前記側面部及び前記迫り出した部分には、前記接続口に接続された前記ガス供給管が通る切り欠きが形成されている、熱処理装置。 A reaction tube in which a reaction chamber for accommodating the work is formed;
A holder for holding the work in the reaction chamber,
A closing member that supports the holding tool and seals the reaction chamber,
A film-forming delay cover made of quartz, which covers a surface of the closing member on the reaction chamber side and is detachably provided to the closing member,
An air supply adapter disposed between the reaction tube and the closing member,
With
The air supply adapter has a side surface formed with a connection port to which a gas supply pipe for supplying a process gas to the reaction chamber is connected,
The film formation delay cover is a bottomed cylindrical shape having a side surface portion facing and proximate to an inner peripheral surface of the side surface portion of the air supply adapter, and approaches from the upper end of the side surface portion toward the center of the reaction chamber. A cutout through which the gas supply pipe connected to the connection port is formed in the side surface portion and the protruding portion of the film formation delay cover. , Heat treatment equipment. 前記成膜遅延カバーは、少なくとも２つに分割して構成されており、その分割数が、前記ガス供給管の数に対応して設定されている、請求項１に記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the film formation delay cover is configured to be divided into at least two, and the number of divisions is set corresponding to the number of the gas supply pipes. 前記成膜遅延カバーは、前記分割数に対応した数のピースを固定プレートでつなぎ止めて構成されている、請求項２に記載の熱処理装置。   The heat treatment apparatus according to claim 2, wherein the film formation delay cover is configured by connecting a number of pieces corresponding to the number of divisions with a fixing plate. 前記反応管内で前記給気アダプタに支持される両端開放の内管と、
前記給気アダプタと前記反応管との間に配設される排気ジャケットであって、排気口が形成された側面部を有する排気ジャケットと、
をさらに備え、
前記ガス供給管は、前記内管の下端から当該内管内にプロセスガスが導入されるように構成されている、請求項１〜３の何れかに記載の熱処理装置。 An inner tube open at both ends supported by the air supply adapter in the reaction tube,
An exhaust jacket disposed between the air supply adapter and the reaction tube, the exhaust jacket having a side surface portion formed with an exhaust port,
Further comprising
The heat treatment apparatus according to claim 1, wherein the gas supply pipe is configured to introduce a process gas into the inner pipe from a lower end of the inner pipe.
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