专利名称：立式热处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及立式热处理装置。
背景技术：
在半导体器件的制造中，有对被处理物体例如半导体晶片实施例如氧化、扩散、CVD、退火等各种热处理的工艺，作为用于进行这些工艺的热处理装置的一种，使用一次可对多片晶片进行热处理的立式热处理装置。
在这种立式热处理装置中，备有用于容纳、热处理多枚晶片的处理容器，与此同时，设置了覆盖该处理容器周围的筒状加热器。以往的加热器通过在筒状绝热材料的内周上设置加热元件而构成。
但是，在所述立式热处理装置中，由于加热元件和绝热材料一体地形成，在发生加热元件劣化或断线等故障时，存在不能只更换加热元件，而必须更换整个加热器的问题。另一方面，作为加热器，也提出了具有可单个更换的多个加热元件的方案，但通常在立式热处理装置中，在从容纳加热器的筐体一侧进行维护的结构上，当进行位于筐体内另一侧(相反侧)的加热元件的更换或保养等维护操作时，存在操作性即维护性非常差的问题。
发明内容
本发明考虑到上述情况，目的在于提供可容易地进行加热元件的更换等的维护操作、谋求维护性提高的立式热处理装置。
为了实现上述目的，本发明的立式热处理装置包括用于容纳、热处理多个被处理物体的处理容器，覆盖该处理容器周围的筒状加热器，和以可从一侧对其进行维护的方式容纳所述加热器的筐体，其特征在于，所述加热器具有多个可单个更换的加热元件，所述加热器具有可旋转地支持加热器的旋转支持机构。
按照本发明，在进行位于立式热处理装置筐体内另一侧的加热元件的更换等维护操作时，通过使加热器旋转以便维护部位到达筐体的一侧，可容易地进行维护操作，谋求维护性的提高。
本发明的立式热处理装置可包括使加热器的旋转固定的固定部件，所述加热器由所述旋转支持机构可旋转地支持。按照本发明，借助固定部件可固定加热器，以便其在规定的角度不旋转。
本发明的立式热处理装置的所述旋转支持机构可包括使所述加热器升降的升降部件，和可旋转地支持所述加热器的支持部件。按照本发明，可利用升降部件使加热器上升或下降，利用支持部件支持加热器。由此，可将加热器抬起、可旋转地支持，将加热器降下来，令旋转固定。
本发明的立式热处理装置的所述升降部件为螺钉式升降部件或液压式升降部件，所述支持部件由球体、滚子、和含有聚四氟乙烯的低摩擦部件中任意一种构成。按照本发明，可以以简单的结构将重量重的加热器抬起，容易地使之旋转，谋求维护性的提高。
按照本发明的立式热处理装置，最好所述支持部件配置在同一圆周上，在所述加热器的底部设置配合所述支持部件的环状导槽。按照本发明，可沿加热器圆周方向可靠且容易地使之旋转，谋求维护性的提高。
本发明的立式热处理装置包括用于容纳、热处理多个被处理物体的处理容器，覆盖该处理容器周围的筒状加热器，和以可从一侧对其进行维护的方式容纳所述加热器的筐体，其特征在于，所述加热器具有可单个更换的多个加热元件，所述加热器具有可旋转地支持加热器的旋转支持机构，所述加热器沿水冷结构的筒状覆盖体的内周配备有多个加热元件，各加热元件的端子部贯通覆盖体，在外周上突出，与连接件连接。按照本发明，加热元件的端子部贯通覆盖体，在外周上突出，与配备加热器的旋转支持机构相结合，使加热元件的更换等维护变得容易，谋求维护性的提高。
本发明的立式热处理装置最好在所述加热器的覆盖体的外周面上设置连接件支持部件，所述连接件固定在所述连接件支持部件上。本发明的立式热处理装置在所述加热器的覆盖体的外周面上设置连接件支持部件，可将所述连接件和所述加热元件的端子部的固定零件固定在所述连接件支持部件上。
按照本发明，在连接件支持部件上固定连接件或连接件和固定零件。容易拆卸或安装加热元件的端子部。
本发明的立式热处理装置的特征是，在所述加热器的覆盖体的外周面上设置从所述加热器向半径方向外方大致水平地突出的环状连接件支持部件，在所述连接件支持部件上固定所述连接件或/和所述加热元件端子部的固定零件。按照本发明，由于连接件支持部件从加热器覆盖体的外周面向加热器半径方向外方大致水平地突出，因而容易进行被固定的连接件或加热元件的端子部的固定零件的拆卸、安装操作。
图1是表示本发明实施例的立式热处理装置的纵向剖面图。
图2是表示旋转支持机构的结构的概略剖面图。
图3是表示起重构件的结构的放大剖面图。
图4是起重构件的底面图。
图5是表示利用旋转支持机构可旋转地支持加热器、利用固定构件固定加热器的结构的放大的剖面图。
图6是表示作为支持构件具有滚柱的旋转支持机构的结构的概略剖面图。
图7是表示作为支持构件具有聚四氟乙烯的旋转支持机构的结构的概略剖面图。
具体实施方式
以下基于附图详述本发明实施例。图1是表示本发明实施例的立式热处理装置的纵向剖面图，图2是表示旋转支持机构(旋转支持组装体)的结构的概略剖面图，图3是表示起重构件的结构的放大剖面图，图4是起重构件的底面图。此外，在图2中，左半部表示加热器的固定状态，右半部表示顶起加热器的状态。
在图1中，1是立式热处理装置，该立式热处理装置1包括形成外壳(日语汉字外郭)的筐体11，在该筐体11内的上方设置用于容纳被处理物体例如半导体晶片w、实施预定处理例如氧化处理的立式热处理炉2。该热处理炉2主要由以下部分构成下部作为炉口3而被开口的细长的处理容器例如石英制反应管4，开闭该反应管4的炉口3的可升降的盖体5，和设计成覆盖所述反应管4的周围、可将反应管(炉)4内加热控制在预定温度例如300-1200℃的加热器6。
在所述筐体11内，也如图2所示，用于安置构成热处理炉2的反应管4或加热器6的例如SUS制的底板(加热器安置部)7通过台架29被水平设置。在底板7中形成用于从下向上插入反应管4的开口部7a。所述加热器6被可从筐体11的一侧面进行维护的方式容纳。在筐体11的一侧面设置用于进行加热器6维护的维护口11a，该维护口11a平时用图中未示出的盖子堵塞。
反应管4例如为石英制，在图示的例子(实施例)中由一层管构成。在该反应管4的下端部形成向外的凸缘部4a，通过用凸缘保持构件8将该凸缘部4a保持在底板7的下部，将反应管4保持在从下向上插通底板7的开口部7a的状态。形成为了洗净等目的从底板7下方拆卸反应管4的结构。
在反应管4的凸缘部4a中设置导入处理气体或清洁用的非活性气体的多个气体导入管9，气体供给系统的配管连接在这些气体导入管9上。而且，反应管4的顶部管径逐渐缩小，在该顶部形成L字形的排气口10，具有可对反应管4内进行减压控制的真空泵或压力控制阀等的排气系统的配管连接在该排气口10上(图中省略)。
在所述筐体11内从底板7向下方设置操作区(装运区域)12，该操作区12用于将在盖体5上设置的热处理用舟皿16搬入(装载)到热处理炉(即反应管4)2内，将其从热处理炉2中搬出(卸载)，或对舟皿16进行晶片W的搬运。为进行舟皿16的搬入、搬出，在该操作区12设置用于使盖体5升降的升降机构13。
所述盖体5例如为SUS制的，通过多个缓动机构例如弹簧14保持在保持板15上，该保持板15连接在所述升降机构13上。这样构成盖体5，以便通过与炉口3的开口端对接而将炉口3密闭。在盖体5的下部中央部设置用于旋转舟皿16的舟皿旋转机构20。
所述舟皿16例如是石英制的，具有舟皿本体17和一条腿的脚部18，该舟皿本体17将大口径例如直径300mm的多个例如75-100枚左右的晶片W以水平状态在上下方向上间隔放置，分多段支持，该脚部18连接在用于使舟皿本体17沿晶片的圆周方向旋转的旋转机构20的旋转轴上，舟皿本体17和脚部18一体地形成。在所述脚部18形成凸缘部19，该凸缘部19借助螺钉与旋转机构20的旋转轴连结。
在所述盖体5上固定作为炉口保温装置的炉口加热机构21。该炉口加热机构21主要由以下部分构成被装载配置成覆盖盖体5的上表面的环状盖板22，在该盖板22上沿圆周方向以适当间隔立设的多个支柱23，水平跨过这些支柱23的上端部设置的面状发热电阻体24，和在该发热电阻体24的下方以适当间隔跨过支柱23设置的多个例如两个隔热板25。
所述盖板22、支柱23和隔热板25例如为石英制的，利用盖板22保护盖体5的上表面，使之免受具有腐蚀性的处理气体影响。在所述发热电阻体24和隔热板25上设置被脚部18贯通的贯通孔26，该脚部18包含舟皿16的凸缘部19。此外，以从保持板15气密地贯通盖体5的状态设置用于导通为所述发热电阻体24供电的电缆的导通管27。在所述盖板22上，按图示的例子设置两层覆盖所述凸缘部19的周围及上方的环状隔热盖28。这些隔热盖28例如为石英制的，形成为对开状，以便容易装卸。
另一方面，所述加热器6主要由水冷结构的筒状最好圆筒状的覆盖体30和在该覆盖体30的内周上可单个替换地设置的多个加热元件31构成。覆盖体30具有位于下端部的环状底板部30a，并具有成一体的位于上端部的环状顶板部30b。反应管4的排气口10从该顶板部30b的中央开口部32突出。覆盖体30例如最好是SUS制的。在覆盖体30上例如按螺旋状等设置用于使冷却水流过的通水路33。
加热元件31由按细长的形状编入了例如作为电阻发热体的碳丝束，并在石英管内封入该碳丝束的碳加热器构成，在两端具有端子部34。作为加热元件31，使用沿覆盖体30的内周的上下方向设置的主加热元件31a、在覆盖体30内周的上部设置的上部加热元件31b、在覆盖体30内周的下部设置的下部加热元件31c、和在顶板部30b的开口部32设置的顶部加热元件31d。上部加热元件31b形成为蛇行状，下部加热元件31c及顶部加热元件31d形成为螺旋状。
各加热元件31配设在覆盖体30的内周上，各加热元件31的端子部34沿半径方向贯通覆盖体30，并突出于外周，与连接件35连接。在所述覆盖体30的外周面的上部和下部设置环状的法兰盘状部件(连接件支持部件)36，在该法兰盘状部件36安装用于连接端子部34的连接件35，同时安装用于支持固定端子部34的中间部分的固定零件37。连接件35通过电缆38与电力供给部电连接。
在进行位于筐体11内的另一侧的加热元件31的更换等维护操作时，为使加热器6旋转，以便维护部位达到筐体11内的一侧(维护口11a侧)从而容易进行维护操作，在作为加热器安置部的基板7上设置可旋转地支持加热器6的旋转支持机构(旋转支持组装体)40。该旋转支持机构40由将加热器6的底部(底板部30a的下表面)抬起或降下的多个例如4个螺钉式起重部件41和可旋转地设置在各起重部件41的上部可旋转地支持加热器6的底部的球体42(支持部件)构成。
起重部件41主要由以下部分构成图3至图4所示的螺钉棒部(升降部件)43，该部件43在下端部具有配合旋转工具的例如六角的配合部43a；沿上下方向可移动地与该螺钉棒部43螺合的轴承架部44；在螺钉棒部43的上端部通过球体支持部(轴承)45可旋转地设置的球体42(支持部件)。轴承架部44借助于多个例如3个螺钉46可拆装地安装在底板7的下面。所述起重部件41由于在螺钉棒部43的前端部具有可旋转的球体42，可被称为所谓的球阀(ペン)型旋转支持机构。
在所述底板7上设置孔部47，该孔部47与轴承架部44的筒状的上端部配合，同时容许含有球体42的球体支持部45升降移动。所述球体支持部45设置在螺钉棒部43的前端部(上端部)，在球体42的一部分从该球体支持部45的上端部突出的状态下，球体42被自由旋转地容纳、支持在球体支持部45内。在所述轴承架部44上形成容纳含有球体42的球体支持部45的容纳凹部48，以便球体42不从底板7的上面突出。可常设所述起重部件41，但也可以仅在维护加热器6时才安装使用。
起重部件41例如最好是SUS制的。此外，在所述轴承架部44的上端侧外周部形成凸缘部44a，借助螺钉46将该凸缘部44a安装固定在底板7的下表面。在这种情况下，为了不拆卸螺钉46就可拆卸起重部件41，在凸缘部44a与螺接在底板7上的螺钉46对应的部位处设置螺钉46头部46a可插通的孔部19，和容许螺钉46从该孔部49向圆周方向相对移动(即轴承架部44的转动)，同时螺钉46的头部46a不插通的长孔部49a。
为沿其圆周方向(绕轴心)稳定地可旋转或可转动地支持加热器6，将所述起重部件41(正确地说是作为支持部件的球体42)以加热器6的轴心为中心配置在同一圆周上(即与加热器同心的圆上)，在加热器6的底部设置配合所述起重部件41的球体42的环状导槽50。该导槽50形成为与加热器6同心的圆上的环状。此外，导槽50的剖面为最好V字状的槽。
所述加热器6平时通过自下方旋入的固定螺钉51被固定在底板7上，在维护加热器6时拆卸固定螺钉51，用旋转工具旋转起重部件41的螺钉棒部43，从底板7上仅将加热器6顶起规定的高度h就可以。由此可容易地旋转加热器6。此外，图1中，39是在加热器上部为覆盖其与排气口10间的开口部32而设置的环状对开结构的绝热材料。
在进行加热元件31的更换等维护的情况下，将反应管4由底板7拆卸，从加热器6内向下方抽出移到别的地方。而且，例如在进行图1左侧即筐体11的维护口11a相反侧上某个加热元件31的更换的情况下，由于是加热器6的背后，手不易到达，操作性非常差。
这里，拆卸将加热器6固定在底板7上的固定螺杆51，通过构成加热器6的旋转支持机构40的起重部件41将加热器6顶起(抬高)。此时，如果使扳手等旋转工具与构成起重部件41的螺钉棒部43的下端的配合部43a配合，旋转螺钉棒部43，就可借助螺钉进给作用使螺钉棒部43上升移动。由此，起重部件上端的球体与加热器6底部的导槽50配合，压上加热器6的底部，可容易地将重量重的加热器6从底板7上抬起。
如果操作全部起重部件41，将加热器6水平顶起，则通过手动使加热器6旋转，以便图1左侧的加热元件31到达右侧的维护口11a。由于在起重部件41的上部备有球体42，因而可使加热器6圆滑且容易地旋转。提到应该更换的加热元件31位于图1的右侧，则将该加热元件31的端子部34从法兰盘状部36的固定零件37以及连接件35取下，从加热器6内即覆盖体30的内侧拆卸该加热元件31。之后，可更换新的加热元件，如此可容易地进行加热元件的更换等维护。
按照以上结构构成的立式热处理装置1，由于具有用于容纳、热处理多个晶片w的作为处理容器的反应管4，覆盖该反应管4周围的筒状加热器6，安置该加热器6的底板(加热器安置部)7，和以可从一侧进行维护的方式容纳所述加热器6的筐体11，所述加热器6具有多个可单个更换的加热元件31，设置了将加热器6可旋转地支持在所述底板7上的旋转支持机构40，因此，在进行位于筐体11内另一侧的加热元件3 1的更换等维护操作的情况下，通过使加热器6旋转，以便维护部位到达筐体11内的一侧，可容易地进行维护操作，谋求维护性的提高。
此时，所述加热器6在水冷结构的筒状覆盖体30的内周上配备多个加热元件31，各加热元件31的端子部34贯通覆盖体30，突出于外周，与连接体35连接。如图1所示，法兰盘状部件36从覆盖体30的外周面向加热器6的半径方向的外方大致水平延伸，在其表面上连接体35和加热元件固定零件37被整齐排列，因此，通过在覆盖体30的外侧将端子部34从连接体35取下，可容易地从覆盖体30的内侧拆卸加热元件31。这种拆卸的容易和备有加热器6的旋转支持机构40相结合，容易进行加热元件31的更换等维护，谋求维护性的提高。
此外，由于所述旋转支持机构40由抬起、降下加热器6的底部的多个螺钉式起重部件41和可旋转地设置在各起重部件41的上部可旋转地支持加热器6底部的球体42构成，因而以简单的结构、可将重量重的例如340kg左右的加热器6抬起并容易地使之旋转，谋求维护性的提高。而且，由于所述起重部件41配置在同一圆周上，在加热器6的底部设置了配合所述起重部件41的球体42的环状导槽50，因而可可靠且容易地使加热器6沿圆周方向旋转，谋求维护性的提高。
下面描述本发明的另一实施例。
在图1-4的实施例中，旋转支持机构40可抬起、降下加热器6的底部，在通常运转时，使螺钉棒部43下降，如图2左半部所示那样固定加热器6，在进行加热元件31的更换等维护时，通过使螺钉棒部43上升，使加热器6可旋转。
与此相反，本方案作成不使旋转支持机构升降的结构，平常支持加热器6，另一方面在通常运转时或需要维护时可固定加热器6的旋转。在图5中示出了使加热器6的旋转固定的固定部件的一例。
在图5中，在覆盖体30的底板部30a和底部7设置可匹配的多个孔，作为固定部件的螺杆60以使预定的孔匹配的状态插通覆盖体30的底板部30a和底板7。此外，在图5中旋转支持机构40为可使球体42升降的构造，但旋转支持机构40也可以为可旋转地支持加热器6但不使支持部件升降的构造。此外，在图5中，使用螺杆60作为固定部件，使螺杆60插通设置在覆盖体30的底板部30a和底部7上的孔，但固定部件可以是本领域技术人员可获得的任意固定部件。例如，也可以是打入覆盖体30的底板部30a和底部7之间的楔状部件。
在图1-4的实施例中，可旋转地支持加热器6的底部的支持部件由球体42构成。
支持部件可以是可旋转地支持加热器6的本领域技术人员任意可获得的任意代替的装置。例如，支持部件可以是图6所示的滚子61。此时，最好设置可在覆盖体30的底板部30a的底面引导滚子61的导槽62。而且，支持部件可以是图7所示的低摩擦部件63。可使用例如聚四氟乙烯63作为低摩擦部件。聚四氟乙烯63周围最好由支持体保持，顶面最好与覆盖体30的底板部30a的底面对接。在此情况下，最好也在底板部30a的底面设置引导聚四氟乙烯63的导槽64。
在以上各实施例中，可旋转地支持加热器的支持部件(球体42、滚子61、聚四氟乙烯63)被一体地设置在使加热器升降的升降部件(螺钉棒部43)的上部。但是支持部件(球体42、滚子61和聚四氟乙烯63)和升降部件(螺钉棒部43)可以是另一个部件。此时，支持部件可旋转地支持加热器6，升降部件可使加热器6升降。
此外，在以上各实施例中，起重部件41是由螺钉棒部43和凸缘部44构成的螺钉式起重部件，但也可以是例如液压式的利用油压使升降部件升降的机构。
在图1-4的实施例中，支持连接件37的连接件支持部件由环状的法兰盘状部件36构成，但连接件支持部件可以是任意形状的，例如从加热器6的覆盖体外周面向加热器半径方向外方突出的任意形状的板。
以上利用图面详细说明了本发明的实施例，但本发明不限于所述的实施例，可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行种种设计变更等。例如，作为热处理装置，除氧化处理以外，也可以构成为便于进行CVD处理、扩散处理、退火处理等。作为所述舟皿的材料，除石英外，也可以是例如碳化硅或多晶硅(Si)等。作为被处理物体，除半导体晶片外，也可以是例如LCD基板或石英等。此外，反应管为内管和外管的双层管结构也可以。作为炉口保温装置，也可以是保温筒。
权利要求1.一种立式热处理装置，包括用于容纳、热处理多个被处理物体的处理容器，覆盖该处理容器周围的筒状加热器，和以可从一侧对其进行维护的方式容纳所述加热器的筐体，其特征在于，所述加热器具有多个可单个更换的加热元件，所述加热器具有可旋转地支持加热器的旋转支持机构。
2.如权利要求1的立式热处理装置，其特征在于，包括使加热器的旋转固定的固定部件，所述加热器由所述旋转支持机构可旋转地支持。
3.如权利要求1的立式热处理装置，其特征在于，所述旋转支持机构包括使所述加热器升降的升降部件，和可旋转地支持所述加热器的支持部件。
4.如权利要求3的立式热处理装置，其特征在于，所述升降部件为螺钉式升降部件或液压式升降部件，所述支持部件由球体、滚子、和含有聚四氟乙烯的低摩擦部件中任意一种构成。
5.如权利要求3的立式热处理装置，其特征在于，所述支持部件配置在同一圆周上，在所述加热器的底部设置配合所述支持部件的环状导槽。
6.一种立式热处理装置，包括用于容纳、热处理多个被处理物体的处理容器，覆盖该处理容器周围的筒状加热器，和以可从一侧对其进行维护的方式容纳所述加热器的筐体，所述加热器具有可单个更换的多个加热元件，所述加热器具有可旋转地支持加热器的旋转支持机构，其特征在于，所述加热器沿水冷结构的筒状覆盖体的内周配备有多个加热元件，各加热元件的端子部贯通覆盖体，在外周上突出，与连接件连接。
7.如权利要求6的立式热处理装置，其特征在于，在所述加热器的覆盖体的外周面上设置连接件支持部件，所述连接件固定在所述连接件支持部件上。
8.如权利要求6的立式热处理装置，其特征在于，在所述加热器的覆盖体的外周面上设置连接件支持部件，在所述连接件支持部件上固定所述连接件和所述加热元件端子部的固定零件。
9.如权利要求6的立式热处理装置，其特征在于，在所述加热器的覆盖体的外周面上设置从所述加热器向半径方向外方大致水平地突出的环状连接件支持部件，在所述连接件支持部件上固定所述连接件或/和所述加热元件端子部的固定零件。
专利摘要本实用新型容易进行加热元件的更换等维护操作，谋求维护性的提高。具有用于容纳多个被处理物体w并进行热处理的处理容器4，覆盖该处理容器4的周围的筒状加热器6，安置该加热器6的加热器安置部7，和以可从一侧进行维护的方式容纳所述加热器6的筐体11，所述加热器6具有可单个更换的多个加热元件31，在所述加热器安置部7设置了可旋转地支持加热器6的旋转支持机构40。
文档编号H01L21/22GK2600455SQ0229580
公开日2004年1月21日 申请日期2002年11月29日 优先权日2002年4月12日
发明者门部雅人, 中尾贤, 山贺健一 申请人:东京毅力科创株式会社