JP2006237084A - 熱処理装置及び熱処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 円筒状の側壁110、上壁120、底壁130からなる気密構造の加熱容器100と、加熱容器100内に収納されるウェハWを保持するサセプタ500と、加熱容器100の上壁120を透過して加熱容器100内に収容されるウェハWを加熱するランプユニット200とを備える。また、加熱容器100の外周に設けられ、加熱容器100の鉛直軸を中心に回転する円筒状の外部ロータ300と、加熱容器100の内周に設けられ、サセプタ500を外部ロータ300と同心に回転させる円筒状の内部ロータ400と、外部ロータ300と内部ロータ400とを加熱容器100の側壁110を介して磁気的に結合して、外部ロータ300の回転運動を内部ロータ400に伝達してサセプタ500を回転させる磁気結合手段600とを備える。
【選択図】 図1
Description
底壁中央部のスペースを確保するために、容器の鉛直軸を中心に回転する円筒状の内部ロータを用いた回転機構でありながら、非接触型の磁気結合手段を用いることにより、接触型結合手段と比べて、容器内のコンタミネーションの発生を低減できる。また、磁気結合手段を用いることにより、容器の側壁を介して容器外から容器内へ回転運動を伝達できるので、容器の密閉構造が簡単になり、シール性を向上できる。
内部ロータの回転を許容する間隙を残して収納室の上部開口を覆うようにして、ランプユニットからの放射光を受ける面積を減らしたので、基板を均熱加熱できる。
磁気結合手段の内部結合部が、内部結合部の荷重を受けるラジアル受けとスラスト受けとを備えているので、内部結合部を安定に支持でき、基板保持手段の回転がより安定し、基板を一層均熱加熱できる。
内部ロータを浮上させるので、基板の汚染をより一層低減できる。
回転運動を、非接触型の磁気結合により容器外から容器内へ伝達するので、接触型結合と比べて、容器内のコンタミネーションの発生を大幅に低減できる。また、磁気結合により、容器の側壁を介して容器外から容器内へ回転運動を伝達できるので、容器のシール性を向上できる。
この熱処理装置は、気密構造の容器としての加熱容器100と、加熱容器100の上方に配置された円形のランプユニット200とを備える。加熱容器100は、円筒状の側壁110と、上部開口を塞ぐ円形状の上壁120と、下部開口を塞ぐ略円形状の底壁130とを備える。
また、円筒状の間隙190は、回転ドラム403(後述)の回転を非接触で許容する収納スペースだけが残るように、できるだけ狭く形成する。この狭い間隙190は、例えば、収納室170の真空壁を構成する加熱容器100の側壁下部111を薄くし、収納室170の上部に位置する側壁上部112を厚く形成し、この側壁上部112を底壁中央部131側にせり出して、側壁上部112と底壁中央部131の周壁との間隔を狭くすることによって形成する。これにより、収納室170の上部開口は側壁上部112で覆われて、ランプユニット202からの放射光を受ける面積を減らしている。
加熱容器100の底壁130は、収納室170の底部を構成する底壁周辺部132の下部に加熱容器100と鉛直軸を一致させた円筒形のスカート134を有する。
昇降機構90は、例えば、加熱容器100の底壁130に複数のロッド97により円形取付台91を水平に固定し、この円形取付台91に設けたモータ92によりネジ軸93を回転させ、このネジ軸93に螺合した昇降テーブル94、及びこの昇降テーブル94に下端が接したピン135を上昇または下降するようになっている。昇降台94が水平バランスを保ったまま昇降できるように、昇降台94に設けた複数の挿通孔98に前述した複数のロッド97をそれぞれ遊嵌してガイド96が構成されている。また、貫通孔136に挿入されたピン135は、加熱容器100の底壁130の下面と昇降台94の上面との間に設けたベローズ95によってシールされている。
円筒形の加熱容器100は、外側から内側に向かって順に、外部ロータ300の外部回転リング303、外部回転リング303に取り付けられた多数の永久磁石304、加熱容器100の側壁下部111(真空壁)、多数の磁性体404、これらの磁性体404を取り付けた内部ロータ400の内部回転リング401、内部回転リング401に取り付けられた複数のスラスト受け800、及びラジアル受け900、間隙190内にはめ込まれた回転ドラム403、底壁中央部の側壁137を備える。
スカート134、底壁130、及び側壁110の外周に沿って円筒状の外部ロータ300が回転自在に設けられる。外部ロータ300は、リング状プーリ301と、リング状プーリ301の上方に延在させた外部ブラケット302で連結される外部回転リング303とから構成される。
リング状プーリ301は、スカート134の外周に上下に設けたボールベアリング70を介して回転自在に支承される。リング状プーリ301はベルト703に連結されて外部ロータ300を回転させる。
上述した外部回転リング303及び永久磁石304から外部結合部610が構成される。また、内部回転リング401及び磁性体404から内部結合部620が構成される。
加熱容器100下部の内部の構成、加熱容器100下部の外部構成、及び収納室170内のリング状の内部ロータ400及び磁性体404の構成は、図3の構成と同じであるため説明を省略する。
収納室170内に収納したリング状の内部ブラケット402には、複数のラジアル受け900が設けられる。ラジアル受け900は、鉛直軸901と、鉛直軸901を中心に回動する回転子902とから構成され、回転子902は収納室170内の内壁、すなわち加熱容器100内の底壁中央部131の側壁137と接触して内部ロータ400の径方向の荷重を受けるようになっている。
このとき、外部ロータ300を内部回転リング401よりも高く持ち上げた状態で回転させ、永久磁石304と磁性体404との吸引力を利用して内部ロータ400を収納室170内で磁気浮上させる。
110 側壁
120 上壁
130 底壁
135 サセプタ(基板保持手段)
200 ランプユニット
300 外部ロータ
400 内部ロータ
600 磁気結合手段
W 基板
Claims (5)
- 円筒状の側壁、上壁、底壁からなる気密構造の容器と、
上記容器内の底壁に底壁外周部よりも高く設定された底壁中央部と、
上記容器内に収納される基板を上記底壁中央部の上方に保持する基板保持手段と、
上記容器の上壁を透過して上記容器内に収容される基板を加熱するランプユニットと、
上記容器の外周に設けられ、上記容器の鉛直軸を中心に回転する円筒状の外部ロータと、
上記容器内の上記底壁中央部の外周に嵌められ、上記基板保持手段を上記外部ロータと同心に回転させる円筒状の内部ロータと、
上記外部ロータと内部ロータとを上記容器の側壁を介して磁気的に結合し、上記外部ロータの回転運動を上記内部ロータに伝達して上記基板保持手段を回転させる磁気結合手段と
を備えた熱処理装置。 - 上記底壁外周部に、上記磁気結合手段を構成する外部結合部と内部結合部のうちの内部結合部を納めるリング状の収納室を設け、
上記収納室の上部を、上記底壁中央部の外周に嵌められる上記内部ロータの回転を許容する間隙を残して覆うようにしたことを特徴とする請求項1に記載の熱処理装置。 - 上記磁気結合手段の上記内部結合部が、内部ロータの径方向の荷重を受けるラジアル受けと、上記内部ロータの軸方向の荷重を受けるスラスト受けとを備えていることを特徴とする請求項2に記載の熱処理装置。
- 上記磁気結合手段が上記内部ロータを磁気浮上させて上記基板保持手段を回転させることを特徴とする請求項1ないし3に記載の熱処理装置。
- 底壁周辺部よりも底壁中央部が高く設定された底壁を有する気密構造の容器内へ基板を搬入する工程と、
上記容器の外周に設けた筒状の外部ロータの回転運動を、上記容器内の上記底壁中央部の外周に嵌めた筒状の内部ロータに磁気的結合により伝達して、上記内部ロータを回転させることにより上記容器内に搬入された上記基板を回転する工程と、
上記容器の外からランプ加熱により上記回転する基板を加熱処理する工程と、
加熱処理後上記容器の外へ上記基板を搬出する工程と
を備えた熱処理方法。
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