JPH10168571A - Ｏリングの冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｏリングの温度を必要な温度範囲に収めるこ
とが困難であるという問題と、反応室の温度を変えた場
合、Ｏリングが焼けてしまうおそれがあるという問題
と、費用がかかり、かつ、装置が大型化するという問題
とを招くことなく、Ｏリングの冷却し過ぎを防止するこ
とができるＯリングの冷却装置を提供する。 【解決手段】 冷却水供給部５８は冷却水用配管５７を
介して流路５６に冷却水が供給する。これにより、Ｏリ
ング５２が冷却される。温度センサ６０は、Ｏリング５
２の温度を検出する。温度制御部６２は、温度センサ６
０の検出出力に基づいて、ヒータ５９の駆動電流の大き
さを制御する。これにより、Ｏリング５２の温度が予め
定めた温度となるように、ヒータ５９の駆動電流の大き
さが制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｏリングの冷却装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、化学的反応を使って、ウェーハ
に対して薄膜を形成するＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖ
ａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置においては、反
応容器が複数の部品を繋ぎ合わせることによって形成さ
れている。したがって、このＣＶＤ装置においては、部
品の繋ぎ目から原料ガス等が漏れないようにするため
に、この繋ぎ目をＯリングで密封するようになってい
る。

【０００３】しかしながら、ＣＶＤ装置においては、原
料ガスの反応効率を高めるために、反応室の周囲にヒー
タを配設し、成膜中にウェーハを加熱するようになって
いる。したがって、このＣＶＤ装置においては、成膜中
に、Ｏリングが加熱される。

【０００４】しかしながら、Ｏリングは特種なゴムで形
成されている。したがって、Ｏリングは加熱されると、
破損してしまうおそれがある。そこで、ＣＶＤ装置にお
いては、成膜中は、Ｏリングを冷却する必要がある。

【０００５】この要求に応えるために、従来は、Ｏリン
グに沿って冷却水の流路を形成し、成膜中にこの流路に
冷却水を流すことにより、Ｏリングを冷却するようにな
っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成では、Ｏリングを冷却し過ぎて、反応室の壁に
副生成物が付着することがあるという問題があった。

【０００７】この問題を解決するためには、例えば、次
の３つ構成が考えられる。第１の構成は、冷却水の流量
を減らす構成である。第２の構成は、冷却水の流路をＯ
リングから離す構成である。第３の構成は、流路に対し
て、冷却水ではなく、オイルバス等で温度を制御された
液体を流す構成である。

【０００８】しかしながら、第１の構成では、冷却水の
流れる方向に沿ってＯリングに生じる温度差が大きくな
るので、冷却水の入り口付近と出口付近の両方で、Ｏリ
ングの温度を必要な温度範囲に収めることが困難にな
る。また、第２の構成では、反応室の温度を変えた場
合、Ｏリングを十分に冷却することができないので、Ｏ
リングが焼けてしまうおそれがある。また、第３の構成
では、費用がかかり、かつ、装置が大型化するという問
題が生じる。

【０００９】そこで、本発明は、Ｏリングの温度を必要
な温度範囲に収めることが困難であるという問題と、反
応室の温度を変えた場合、Ｏリングが焼けてしまうおそ
れがあるという問題と、さらには、費用がかかり、か
つ、装置が大型化するという問題とを招くことなく、Ｏ
リングの冷却し過ぎを防止することができるＯリングの
冷却装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載のＯリングの冷却装置は、Ｏリングに沿
って設定された流路を有し、この流路に冷却水を流すこ
とによりＯリングを冷却する冷却手段と、Ｏリングに沿
って設定された加熱部を有し、この加熱部によってＯリ
ングを加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】このような構成においては、Ｏリングは冷
却手段によって冷却されるとともに、加熱手段によって
加熱される。これにより、Ｏリングの冷却し過ぎが防止
される。また、冷却水の流路に十分な量の冷却水を流す
ことができるので、Ｏリングの温度が全体的にある温度
範囲に収められる。また、冷却水の流路をＯリングの近
くに設定することができるので、反応室の温度を変えた
場合でも、Ｏリングが焼けてしまうことが防止される。
また、Ｏリングを水によって冷却することができるの
で、冷却費用の増大と装置が大型化が防止される。

【００１２】また、請求項２記載のＯリングの冷却装置
は、請求項１記載の装置において、加熱手段が、Ｏリン
グの温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段
の検出出力に基づいて、加熱部によるＯリングの加熱を
制御する温度制御手段とを有することを特徴とする。

【００１３】このような構成においては、温度検出手段
によりＯリングの温度が検出される。そして、この検出
出力の基づいて、温度制御手段によりＯリングの加熱温
度が制御される。これにより、冷却水の流量が変更され
たり、反応室の温度が変更された場合でも、Ｏリングの
温度が自動的に予め定めた温度に設定される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態を詳細に説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施の形態の構成を示
す断面図である。以下、この図１を参照しながら、本実
施の形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、本
発明をＣＶＤ装置におけるＯリングの冷却装置に適用し
た場合を代表として説明する。したがって、まず、ＣＶ
Ｄ装置の構成および動作を説明する。

【００１６】図２は、本実施の形態のＯリングの冷却装
置を備えたＣＶＤ装置の一例の構成を示す側面図であ
る。図には、縦型のＣＶＤ装置を代表として示す。ＣＶ
Ｄ装置は、ウェーハの表面に薄膜を形成するための反応
管１０を有する。この反応管１０の内部、すなわち、反
応室には、ウェーハを収容するためのボート２０が収容
されている。また、この反応管１０の周囲には、ウェー
ハを加熱するためのヒータ３０が配設されている。

【００１７】反応管１０は、例えば、石英によって構成
されたアウタチューブ１１とインナチューブ１２とを同
軸的に配設した二重構造を有する。インナチューブ１２
の下端部には、インレットフランジ１３が設けられてい
る。このインレットフランジ１３の上端部はアウタチュ
ーブ１１の下端部と繋ぎ合わせられている。これによ
り、アウタチューブ１１とインナチューブ１２とは一体
化されている。また、インレットフランジ１３の下端部
は、底板１４と繋ぎ合わされている。これにより、イン
ナチューブ１２の底部は、底板１４によって塞がれてい
る。

【００１８】インレットフランジ１３には、バージガス
や原料ガスを反応室に導入するためのガス導入口部１５
が設けられている。このガス導入口部１５は、図示しな
いガス導入用配管を介してガス蓄積用タンクに接続され
ている。また、インレットフランジ１３には、反応室の
未反応ガスを排出するための排気口部１６が設けられて
いる。この排気口部１６は、図示しない排気配管を介し
て図示しない排気ガス処理部に接続されている。

【００１９】底板１４には、ウェーハを反応室に取り入
れたり、反応室から取り出すための接続開口部が設けら
れている。この接続開口部は、ゲートバルブ４０によっ
て塞がれるようになっている。

【００２０】上記構成において、動作を説明する。ま
ず、反応室に対して、ウェーハを取り入れる処理が実行
される。この場合、まず、ゲートバルブ４０が開かれ
る。次に、ウェーハが収容されたボート２０が底板１４
に設けられた接続開口部を介して反応室に運び込まれ
る。この場合、反応室が大気に触れるのを防止するため
に、ボート２０は、例えば、図示しないロードロック室
を介して運び込まれる。このロードロック室は、例え
ば、反応管１０の下部に設けられている。

【００２１】この取入れ処理が処理が終了すると、ウェ
ーハに対して薄膜を形成する成膜処理が実行される。す
なわち、ボート２０の取入れ処理が終了すると、図示し
ないガス蓄積用タンクからガス導入用配管とガス導入口
部１５を介して反応室にバージガスと原料ガスが導入さ
れる。また、ヒータ３０がオン状態に設定される。これ
により、導入ガスの化学反応によりウェーハに対して薄
膜が形成される。

【００２２】この成膜処理中は、未反応ガスがアウタチ
ューブ１１とインナチューブ１２との間を通って排気口
部１６に導かれた。排気口部１６に導かれた未反応ガス
は、図示しない排気用配管を介して図示しない排気ガス
処理部に供給され、所定の排気処理を受ける。

【００２３】この成膜処理が終了すると、ボート２０を
反応室から取り出す処理が実行される。この処理が終了
すると、ゲートバルブ４０が閉じられる。以上が、図１
に示すＣＶＤ装置の構成および動作である。

【００２４】次に、本発明の特徴とするＯリングの冷却
装置について説明する。上記のごとく、反応室１０は、
アウタチューブ１１とインレットフランジ１３とを繋ぎ
合わせるとともに、インレットフランジ１３と底板１４
とを繋ぎ合わせることにより構成される。したがって、
これらの繋ぎ合わせ部分は、原料ガス等の漏れを防止す
るために、Ｏリングで密封する必要がある。

【００２５】この場合、アウタチューブ１１とインレッ
トフランジ１３との繋ぎ合わせ部分は、ヒータ３０に近
いため、Ｏリングが焼けるおそれがある。このため、こ
の繋ぎ合わせ部分では、Ｏリングを冷却する必要があ
る。

【００２６】本発明の冷却装置は、このアウタチューブ
１１とインレットフランジ１３との繋ぎ合わせ部分に配
設されるＯリングを冷却するのに使用される。但し、イ
ンレットフランジ１３と底板１４との繋ぎ合わせ部分に
配設されるＯリングも焼けるおそれがある場合は、本発
明の冷却装置は、このＯリングの冷却に使用してもよ
い。

【００２７】図１は、アウタチューブ１１とインレット
フランジ１３との繋ぎ合わせ部分を、紙面と同一面で切
断した場合の断面のうち、丸で囲む部分Ａの断面を拡大
して示すものである。

【００２８】図１において、まず、アウタチューブ１１
とインレットフランジ１３との繋ぎ合わせ構成を説明す
る。図示のごとく、アウタチューブ１１の下端部は、例
えば、反応室の外側に向かってほぼ直角に折り曲げられ
ている。これにより、このアウタチューブ１１の下端部
には、ほぼ水平な接合部１１１が形成されている。同様
に、インレットフランジ１３の上端部は、反応室の外側
に向かってほぼ直角に折り曲げられている。これによ
り、インレットフランジ１３の上端部には、ほぼ水平な
接合部１３１が形成されている。

【００２９】アウタチューブ１１とインレットフランジ
１３とは、これら２つの接合部１１１，１３１とを突き
合わせるようにして繋ぎ合わせられる。この場合、イン
レットフランジ１３の接合部１３１の上面側は、外側か
ら内側に向かってほぼ水平に切り欠かれている。この切
欠きは、一部だけ行われる。これにより、接合部１１
１，１３１を突き合わせると、溝５１が形成される。こ
の溝５１に、Ｏリング５２が配設される。

【００３０】溝５１にＯリング５２が配設されると、接
合部１１１は、例えば、テフロンによって構成されたク
ッション材５３，５４を介して押え金具５５によって接
合部１３１に押さえ付けられる。これにより、アウタチ
ューブ１１とインレットフランジ１３とが繋ぎ合わせら
れる。以上が、アウタチューブ１１とインレットフラン
ジ１３との繋ぎ合わせ構成である。

【００３１】次に、本発明の特徴とするＯリングの冷却
装置の構成を説明する。インレットフランジ１３の接合
部１３１の内部には、Ｏリング５２を冷却するための冷
却水が流される流路５６が形成されている。この流路５
６は、Ｏリング５２に沿って形成されている。この流路
５６の両端は、図２に示す冷却水用配管５７を介して冷
却水供給部５８に接続されている。冷却水用配管５７
は、冷却水を冷却水供給部５８から流路５２に供給する
ための配管と、冷却水を流路５２から冷却水供給部５８
に戻すための配管とからなる。但し、図には、これらを
まとめて１本で示す。

【００３２】インレットフランジ１３の外面には、Ｏリ
ング５２に沿ってヒータ５９が巻かれている。この場
合、このヒータ５９は、インレットフランジ１３の接合
部１３１と本体部（垂直な部分）１３２との境界部に位
置決めされている。また、インレットフランジ１３の外
面には、複数の温度センサ６０が配設されている。この
場合、この複数の温度センサ６０は、Ｏリング５２に沿
って、ほぼ等間隔で配設されている。また、この複数の
温度センサ６０も、ヒータ５９と同様に、接合部１３１
と本体部１３２との境界部に位置決めされている。

【００３３】ヒータ５９と温度センサ６０は、配線６１
を介してヒータ５９の温度を制御するための温度制御部
６２に接続されている。配線６１は、ヒータ５９に電流
を供給するための配線と、温度センサ６０の検出出力を
温度制御部６２に供給するための配線とからなる。但
し、図には、これらをまとめて１本で示す。

【００３４】上記構成において、Ｏリング５２の冷却動
作を説明する。この冷却動作は、成膜処理中に実行され
る。この場合、冷却水供給部５８から冷却水用配管５７
を介して流路５６に冷却水が供給される。この冷却水
は、流路５６に従ってインレットフランジ１３２の周り
をほぼ１周した後、冷却水用配管５７を介して冷却水供
給部５８に戻される。冷却水供給部５８に戻された冷却
水は、この冷却水供給部５８により冷却された後、再
度、冷却水用配管５７を介して流路５６に供給される。
これにより、流路５６の周辺が冷却され、Ｏリング５２
が冷却される。

【００３５】Ｏリング５２の温度は、複数の温度センサ
６０により検出される。これにより、Ｏリング５２の各
部の温度が検出される。この検出出力は、配線６１を介
して温度制御部６２に供給される。温度制御部６２は、
複数の温度センサ６０の検出出力に基づいて、ヒータ５
９の駆動電流の大きさを制御する。これにより、Ｏリン
グ５２の各部の温度が予め定めた温度範囲に収まるよう
に、ヒータ５９の駆動電流の大きさが制御される。

【００３６】以上詳述した本実施の形態によれば、Ｏリ
ング５２に沿ってヒータ５９を配設し、このヒータ５９
によってＯリング５２を加熱するようにしたので、Ｏリ
ング５２の冷却し過ぎにより反応管１０の内壁に副生成
物が付着してしまうことを防止することができる。

【００３７】また、このような構成によれば、冷却水の
流量を減らすことなく、Ｏリング５２の冷却し過ぎを防
止することができるので、流路５６の入り口付近と出口
付近の両方で、Ｏリング５２の温度を必要な温度範囲に
収めることができる。

【００３８】また、このような構成によれば、冷却水の
流路５６をＯリング５２から離すことなく、Ｏリング５
２の冷却し過ぎを防止することができるので、反応室の
温度を変更した場合でも、Ｏリング５２が焼けてしまう
ことを防止することができる。

【００３９】また、このような構成によれば、オイルバ
スなどで、温度を制御された液体を使うことなく、Ｏリ
ング５２の冷却し過ぎを防止することができるので、冷
却費用の増大と装置の大型化を防止することができる。

【００４０】また、本実施の形態によれば、Ｏリング５
２の温度を検出する温度センサ６０を配設し、この温度
センサ６０の検出出力に基づいて、ヒータ５９の加熱温
度を制御するようにしたので、冷却水の流量を変更した
り、反応室の温度を変更した場合でも、Ｏリング５２の
温度を自動的に予め定めた温度に設定することができ
る。

【００４１】また、本実施の形態によれば、温度センサ
６０として、複数のセンサを設けるようにして、Ｏリン
グ５２の各部の温度を予め定めた温度範囲に収めること
ができる。

【００４２】以上、本発明の一実施の形態を詳細に説明
したが、本発明は、上述したような実施の形態に限定さ
れるものではない。

【００４３】例えば、先の実施の形態では、Ｏリング５
２の温度を検出し、この検出出力に基づいて、自動的に
Ｏリング５２の温度を制御する場合を説明した。しかし
ながら、本発明では、冷却水によるＯリング５２の冷却
温度が所用の温度より低いものの、これが固定であるよ
うな場合には、上述した自動制御機能を設けないように
してもよい。これは、このような場合は、Ｏリング５２
を加熱すべき量も固定となり、これを予め知ることがで
きるからである。

【００４４】また、先の実施の形態では、本発明を、Ｃ
ＶＤ装置で使用されるＯリングの冷却装置に適用する場
合を説明した。しかしながら、本発明は、ＣＶＤ装置以
外の装置で使用されるＯリングの冷却装置にも適用する
ことができる。

【００４５】このほかにも、本発明は、その要旨を逸脱
しない範囲で種々様々変形実施可能なことは勿論であ
る。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１記載のＯリ
ングの冷却装置によれば、冷却水の流路に沿って加熱部
を配設し、この加熱部によってＯリングを加熱するよう
にしたので、Ｏリングを冷却し過ぎてしまうことを防止
することができる。

【００４７】また、このような構成によれば、冷却水の
流量を減らすことなく、Ｏリングの冷却し過ぎを防止す
ることができるので、冷却水の流路の入り口付近と出口
付近の両方で、Ｏリングの温度を必要な温度範囲に収め
ることができる。

【００４８】また、このような構成によれば、冷却水の
流路をＯリングから離すことなく、Ｏリングの冷却し過
ぎを防止することができるので、反応室の温度を変更し
た場合でも、Ｏリングが焼けてしまうことを防止するこ
とができる。

【００４９】また、このような構成によれば、オイルバ
スなどで温度を制御された液体を使うことなく、Ｏリン
グの冷却し過ぎを防止することができるので、冷却費用
の増大と装置の大型化を防止することができる。

【００５０】また、請求項２記載のＯリングの冷却装置
によれば、Ｏリングの温度を検出する温度検出手段を設
け、この温度検出手段の検出出力に基づいて、加熱部に
よるＯリングの加熱温度を制御するようにしたので、冷
却水の流量を変更したり、反応室の温度を変更した場合
でも、Ｏリングの温度を自動的に予め定めた温度に設定
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＯリングの冷却装置の一実施の形
態の構成を示す側断面図である。

【図２】一実施の形態のＯリングの冷却装置が使用され
たＣＶＤ装置の構成を示す側面図である。

【符号の説明】

１０…反応管、１１…アウタチューブ、１２…インナチ
ューブ、１３…インレットフランジ、１３１…接合部、
１３２…本体、１４…底板、１５…ガス導入口部、１６
…排気口部、２０…ボート、３０…ヒータ、４０…ゲー
トバルブ、５１…溝、５２…Ｏリング、５３，５４…ク
ッション材、５５…押え金具、５６…流路、５７…冷却
水用配管、５８…冷却水供給部、５９…ヒータ、６０…
温度センサ、６１…配線、６２…温度制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｏリングに沿って設定された流路を有
   し、この流路に冷却水を流すことにより前記Ｏリングを
   冷却する冷却手段と、 前記Ｏリングに沿って設定された加熱部を有し、この加
   熱部によって前記Ｏリングを加熱する加熱手段とを備え
   たことを特徴とするＯリングの冷却装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段は、 前記Ｏリングの温度を検出する温度検出手段と、 この温度検出手段の検出出力に基づいて、前記加熱部に
   よる前記Ｏリングの加熱温度を制御する温度制御手段と
   を有することを特徴とする請求項１記載のＯリングの冷
   却装置。