JP7463211B2 - 角度調整装置および回転伝達機構 - Google Patents

Description

本発明は、回転対象物と、回転対象物を下方から支持して鉛直方向の回転軸にて回転させる回転装置と、の間に介在して、回転対象物の水平面に対する傾斜角を調整する角度調整装置に関する。

上述した回転装置としては、例えば、半導体ウェハを１以上保持するべく上下方向に延びるボートを回転対象物とし、このボートを下方から支持して鉛直方向の回転軸にて回転させるものが知られている（特許文献１参照）。この回転装置は、表面処理用のガスで満たされた環境下で半導体ウェハごとボートを回転させることにより、半導体ウェハに表面処理を施す半導体処理装置の一部として用いられる。

特許第３８６３７８６号公報

この種の回転装置では、回転対象物を回転装置側に取り付ける際の精度などの要因で、回転対象物が水平面に対して傾斜し、回転対象物を回転させるべき望ましい回転中心が回転装置による回転軸からズレる可能性がある。

このズレは、取付部分から上方に離れるほど拡大されてしまうため、回転対象物が上下方向に長くなるほどズレ量が大きくなり、これが回転対象物側に不具合を生じさせる可能性が高くなる。例えば、上述したようにボートを回転対象物とする構成であれば、上方で保持された半導体ウェハほど水平面に対して傾いた状態で回転することになるため、この傾きが表面処理の品質に影響を与え、意図しない品質のばらつきを発生させてしまう。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回転対象物の回転中心と回転装置による回転軸とのズレを補正可能とするための技術を提供することである。

上記課題を解決するため第１局面は、回転対象物と、回転対象物を下方から支持して鉛直方向の回転軸で回転させる回転装置と、の間に介在する角度調整装置であって、前記回転装置において、前記回転軸と交差する面のうち、少なくとも前記回転軸を含む所定範囲に拡がる領域から上方へと円柱形状に延びるように取り付けられる柱状部と、裏面側が前記柱状部の上端に取り付けられる板状の部材であり、該部材の表面側で前記回転対象物を支持する支持部と、前記回転軸と交差する平面視で、該回転軸を中心とする均等な角度間隔で前記柱状部および前記支持部のいずれか一方を上下方向に貫通して他方側に到達する３以上の棒状部と、を備え、前記柱状部および前記支持部は、前記柱状部における上端面および前記支持部における裏面のうち、いずれか一方が他方に向けて凸となる球冠状に形成され、いずれか他方が一方の端面に沿って拡がる面状に形成されており、前記棒状部それぞれにおいて、前記柱状部および前記支持部のいずれか一方から他方へと向かう突出量を変化させることにより、前記支持部を介して前記回転対象物の水平面に対する傾斜角を調整する、角度調整装置である。

また、上記局面は、以下に示す第２局面のようにしてもよい。
第２局面において、前記柱状部および前記支持部は、前記柱状部における上端面および前記支持部における裏面側のうち、いずれか一方が他方に向けて凸となる球冠状に形成され、いずれか他方が一方の端面よりも曲率半径の大きい面状に形成されている。

これら局面の角度調整装置では、棒状部それぞれの支持部に向けた突出量を変化させることにより、柱状部および支持部のいずれか一方がなす球冠状の端面に他方のなす面を沿わせた状態で支持部を傾けることができ、これにより、回転対象物における回転中心の回転軸に対する角度、換言すれば回転対象物が水平面に対する傾斜角を調整することができる。

これにより、何らかの要因で、回転対象物を回転させるべき望ましい回転中心が、回転装置による回転軸からズレたとしても、このズレを小さくすべく補正することが可能となる。

また、上記局面は、以下に示す第３局面のようにしてもよい。
第３局面において、前記棒状部は、前記柱状部および前記支持部のいずれか一方を上下方向に貫通するネジとして形成され、上下方向に延びる軸を回転中心として回転させることにより、前記柱状部および前記支持部のいずれか他方に向けた突出量が変化するように構成されている。

この局面の角度調整装置では、棒状部がネジとして形成されているため、これを回転させることで、棒状部の突出量を精密に変化させることができる。

また、この局面は、以下に示す第４局面のようにしてもよい。
第４局面において、前記柱状部および前記支持部のいずれか他方は、前記棒状部それぞれが到達する位置に形成されたネジ穴を有しており、前記棒状部は、それぞれ前記柱状部および前記支持部のいずれか一方を上下方向に貫通して、いずれか他方に形成された前記ネジ穴にまで到達している。

この局面の角度調整装置では、ネジとして形成された棒状部の先端側が、柱状部および支持部のいずれか他方に形成されたネジ穴で固定されるため、支持部の水平面に対する傾斜角を調整した状態を安定的に維持することができる。

また、上記課題を解決するため第５局面は、回転対象物と、回転対象物を下方から支持して鉛直方向の回転軸で回転させる回転装置と、の間に介在し、回転装置における回転体の回転を前記回転対象物へと伝達する回転伝達機構であって、請求項１から４のいずれか一項に記載の角度調整装置が前記回転体と前記回転対象物との間に配置されている、回転伝達機構である。

この局面の回転伝達機構であれば、上記第１～第４のいずれかの局面と同様の作用効果を得ることができる。

本発明における角度調整装置を示す斜視図 本発明における角度調整装置を上下左右方向に拡がる平面で切断した状態を示す断面斜視図 別の実施形態（１／２）における角度調整装置を示す斜視図 別の実施形態（１／２）における角度調整装置を上下左右方向に拡がる平面で切断した状態を示す断面斜視図 別の実施形態（２／２）における角度調整装置を示す斜視図 別の実施形態（２／２）における角度調整装置を上下左右方向に拡がる平面で切断した状態を示す断面斜視図 別の実施形態における角度調整装置を上下左右方向に拡がる平面で切断した状態を示す断面斜視図（１） 別の実施形態における角度調整装置を上下左右方向に拡がる平面で切断した状態を示す断面斜視図（２）

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成

角度調整装置１は、図１、図２に示すように、回転対象物１００と、回転対象物１００を下方から支持して鉛直方向の回転軸２００で回転させる回転装置３００と、の間に介在して回転対象物１００の傾斜角を調整する装置であり、回転装置３００の所定領域から上方へと円柱形状に延びるように取り付けられる柱状部１０と、回転対象物１００を支持する板状の支持部２０と、柱状部１０および支持部２０のいずれか一方を上下方向に貫通して他方側に到達する３以上（本実施形態では４）の棒状部３０と、を備える。

本実施形態において、角度調整装置１は、回転装置３００が搭載された半導体処理装置に適用されるものである。この回転装置３００は、半導体ウェハを１以上保持するべく上下方向に延びるボートを回転対象物１００として回転させるものであり、半導体処理装置の一部として搭載されるものである。また、この半導体処理装置は、表面処理用のガスで満たされた環境下で半導体ウェハごとボートを回転させることにより、半導体ウェハに表面処理を施す用途で用いられるものである。

柱状部１０は、回転装置３００において、回転軸２００と交差する面のうち、少なくとも回転軸２００を含む所定範囲に拡がる領域から上方へと円柱形状に延びるように取り付けられる。本実施形態においては、柱状部１０を包囲する筒状の筒状体３１０の上端に沿って拡がる面のうち、回転軸２００を中心とする所定の領域から、筒状体３１０を上下方向に貫通するように柱状部１０が配置されている。

支持部２０は、裏面側が柱状部１０の上端に取り付けられる板状の部材であり、この部材における表面側で回転対象物１００を支持するように構成されている。本実施形態において、支持部２０は、板厚の大きい円形のブロックとして構成されている。

これら柱状部１０および支持部２０は、柱状部１０における上端面および支持部２０における裏面のうち、いずれか一方が他方に向けて凸となる球冠状に形成され、いずれか他方が一方の端面に沿って拡がる面状に形成されている。ここで、柱状部１０の上端面および支持部２０の裏面のいずれか他方は、いずれか一方の端面よりも曲率半径の大きい面状に形成されていればよく、例えば、いずれか一方の端面に沿って拡がる平面状に形成してもよい。

本実施形態では、柱状部１０の上端面が、支持部２０の裏面に向けて凸となる球冠状に形成され、支持部２０の裏面が、柱状部１０における球冠状の端面に沿って拡がる平面状に形成されている。つまり、本実施形態において、支持部２０の裏面は、水平面に沿って拡がる平面形状となっている。

棒状部３０は、それぞれが回転軸２００と交差する平面視で回転軸２００を中心とする均等な角度（９０°）間隔で、柱状部１０および支持部２０のいずれか一方を上下方向に
貫通して他方側に到達する。そして、棒状部３０は、柱状部１０および支持部２０のいずれか他方に向けた突出量を変化させることにより、支持部２０を介して回転対象物１００の水平面に対する傾斜角を調整することができる。

本実施形態では、棒状部３０が、それぞれ柱状部１０を上下方向に貫通して支持部２０の裏面側に到達し、支持部２０に向けた突出量を変化させることにより、支持部２０を介して回転対象物１００の水平面に対する傾斜角が調整される。

また、棒状部３０は、それぞれ柱状部１０および支持部２０のいずれか一方を上下方向に貫通して、いずれか他方に形成された嵌合孔にまで到達する充分な長さを有するネジとして形成されている。そして、柱状部１０および支持部２０のいずれか他方は、棒状部３０が到達するそれぞれの位置に、棒状部３０の先端側と嵌合するネジ穴として形成された嵌合孔を有している。このような構造により、ネジとしての棒状部３０を回転させることで、柱状部１０および支持部２０のいずれか他方に形成された嵌合孔に嵌合するネジの長さが変化し、その結果、棒状部３０の突出量が変化する。

本実施形態では、柱状部１０にその下方から上端にまで到達する貫通孔１１が形成され、支持部２０にその下方から上端側にまで到達する嵌合孔２３が形成されており、柱状部１０の貫通孔１１に通した棒状部３０を回転させることで、この棒状部３０のうち、支持部２０の嵌合孔２３に嵌合するネジの長さが変化し、その結果、棒状部３０の突出量が変化する。なお、貫通孔１１は、柱状部１０の上端側において途中から細くなり、それ以上は、ネジの本体部分のみが通過できるものの、棒状部３０におけるネジの頭部が通過できない構造となっており、この段差により棒状部３０の変位を規制する構成とされている。

また、本実施形態において、嵌合孔２３は、支持部２０を上下方向に貫通する孔として形成されており、これにより、棒状部３０が到達する側と反対側の端面（つまり支持部２０における表面）から、棒状部３０が嵌合孔２３に収まっている長さを視認可能となっている。なお、この嵌合孔２３は、支持部２０の上端にまで到達しない（上下方向に貫通していない）孔として形成されていてもよい。

このように構成された角度調整装置１は、柱状部１０を回転装置３００側で取り囲むように設けられたベアリング４０が設けられ、このベアリング４０が回転装置３００側の包囲壁３２０との間に介在することにより、回転装置３００における回転体（本実施形態では柱状部１０の下端側が当該回転体として一体的に構成されている）の回転を回転対象物１００へと伝達する回転伝達機構の一部をなしている。

（２）変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記実形態では、柱状部１０の上端面が球冠状に形成され、支持部２０の裏面が柱状部１０の端面に沿って拡がる面状に形成されている構成を例示した。しかし、柱状部１０および支持部２０は、図３、図４に示したように、支持部２０の裏面側が、柱状部１０の上端面に向けて凸となる球冠状に形成され、柱状部１０の上端が、支持部２０の端面に沿って拡がる面状に形成されている構成としてもよい。

この構成では、棒状部３０が、それぞれ支持部２０を上下方向に貫通して柱状部１０の上端側に到達し、柱状部１０に形成された嵌合孔１３に収まる長さおよび裏面側から突出する長さを変化させることにより、支持部２０を介して回転対象物１００の水平面に対す
る傾斜角が調整される。

また、上記実施形態では、４の棒状部３０が回転軸２００を中心として均等な角度（９０°）間隔で設けられた構成を例示した。しかし、棒状部３０は、図３、図４に示すように、６の棒状部３０が回転軸２００を中心として均等な角度（６０°）間隔で設けられた構成、図５、図６に示すように、３の棒状部３０が回転軸２００を中心として均等な角度（１２０°）間隔で設けられた構成としてもよい。また、５以上であるｎの棒状部３０が回転軸２００を中心として均等な角度（３６０°／ｎ）間隔で設けられた構成としてもよい。

なお、６の棒状部３０が回転軸２００を中心として均等な角度（６０°）間隔で設けられた構成においては、図４に示すように、柱状部１０の裏面から回転装置３００へと向けて延びる柱状の回転体５０と、この回転体５０を回転装置３００側で取り囲むように設けられたベアリング４０と、が設けられたものとすればよい。この構成では、ベアリング４０が回転装置３００側の包囲壁３２０との間に介在することにより、回転体５０の回転を回転対象物１００へと伝達する回転伝達機構の一部をなすこととなる。

また、上記実施形態において、柱状部１０には、棒状部３０それぞれに対応する貫通孔１１が、それぞれ下方から上端にまで到達する孔として形成されている構成を例示した。しかし、この貫通孔１１は、本発明としての機能を発揮できれば、必ずしも柱状部１０の下端から上端にまで到達していない構成としてもよい。

例えば、図７に示すように、柱状部１０における下端側の領域１５を、その外周が棒状部３０それぞれに対応する領域よりも内側（回転軸２００寄り）に位置するような外径とすることにより、貫通孔１１が柱状部１０における上端側の領域１７のみに形成された構成となるようにしてもよい。ここで、上端側の領域１７は、棒状部３０におけるネジの頭部が通過不能な径の貫通孔１１を形成し、下端側の領域１７との境界面を回転軸２００と交差する平面状に形成するとよい。

また、図８に示すように、柱状部１０における下端側の領域１５を中空の筒状とし、この中空の空間に棒状部３０それぞれに対応する領域が収まるようにすることにより、貫通孔１１が柱状部１０における上端側の領域１７のみに形成された構成となるようにしてもよい。ここで、上端側の領域１５は、棒状部３０におけるネジの頭部が通過不能な径の貫通孔１１を形成し、下端側の領域１５との境界を回転軸２００と交差する平面状に形成するとよい。

（３）作用効果
上述した角度調整装置１では、棒状部３０それぞれの支持部２０に向けた突出量を変化させることにより、柱状部１０および支持部２０のいずれか一方がなす球冠状の端面に他方のなす面を沿わせた状態で支持部２０を傾けることができ、これにより、回転対象物１００における回転中心の回転軸２００に対する角度、換言すれば回転対象物１００が水平面に対する傾斜角を調整することができる。

これにより、何らかの要因で、回転対象物１００を回転させるべき望ましい回転中心が、回転装置３００による回転軸２００からズレたとしても、このズレを小さくすべく補正することが可能となる。

本実施形態のように、半導体ウェハを１以上保持するボートを回転対象物１００とする半導体処理装置では、これら半導体ウェハに表面処理を施すにあたり、回転対象物１００における回転中心が回転軸２００に対してズレていると、ボートの上方で保持されている
半導体ウェハほど水平面に対して傾いた状態で回転することになり、この傾きが表面処理の品質に影響を与え、意図しない品質のばらつきを発生させる懸念がある。

このようなことから、本実施形態のように、回転対象物１００における回転中心の回転軸２００に対するズレを補正できることは、半導体処理装置における意図しない品質のばらつきを抑えることに寄与する。

また、上記角度調整装置１では、棒状部３０がネジとして形成されているため、これを回転させることで、棒状部３０の突出量を精密に変化させることができる。

また、上記角度調整装置１では、ネジとして形成された棒状部３０の先端側が、柱状部１０および支持部２０に形成された貫通孔および嵌合孔で固定されるため、支持部２０の水平面に対する傾斜角を調整した状態を安定的に維持することができる。

１…角度調整装置、１０…柱状部、１１…貫通孔、１３…嵌合孔、１５…下端側の領域、１７…上端側の領域、２０…支持部、２３…嵌合孔、３０…棒状部、４０…ベアリング、５０…回転体、１００…回転対象物、２００…回転軸、３００…回転装置、３１０…筒状体、３２０…包囲壁。

Claims (5)

1. 回転対象物と、回転対象物を下方から支持して鉛直方向の回転軸で回転させる回転装置と、の間に介在する角度調整装置であって、
   前記回転装置において、前記回転軸と交差する面のうち、少なくとも前記回転軸を含む所定範囲に拡がる領域から上方へと円柱形状に延びるように取り付けられる柱状部と、
   裏面側が前記柱状部の上端に取り付けられる板状の部材であり、該部材の表面側で前記回転対象物を支持する支持部と、
   前記回転軸と交差する平面視で、該回転軸を中心とする均等な角度間隔で前記柱状部および前記支持部のいずれか一方を上下方向に貫通して他方側に到達する３以上の棒状部と、を備え、
   前記柱状部および前記支持部は、前記柱状部における上端面および前記支持部における裏面のうち、いずれか一方が他方に向けて凸となる球冠状に形成され、いずれか他方が一方の端面に沿って拡がる面状に形成されており、
   前記棒状部それぞれにおいて、前記柱状部および前記支持部のいずれか一方から他方へと向かう突出量を変化させることにより、前記支持部を介して前記回転対象物の水平面に対する傾斜角を調整する、
   角度調整装置。
2. 前記柱状部および前記支持部は、前記柱状部における上端面および前記支持部における裏面側のうち、いずれか一方が他方に向けて凸となる球冠状に形成され、いずれか他方が一方の端面よりも曲率半径の大きい面状に形成されている、
   請求項１に記載の角度調整装置。
3. 前記棒状部は、前記柱状部および前記支持部のいずれか一方を上下方向に貫通するネジとして形成され、上下方向に延びる軸を回転中心として回転させることにより、前記柱状部および前記支持部のいずれか他方に向けた突出量が変化するように構成されている、
   請求項１または請求項２に記載の角度調整装置。
4. 前記柱状部および前記支持部のいずれか他方は、前記棒状部それぞれが到達する位置に形成されたネジ穴を有しており、
   前記棒状部は、それぞれ前記柱状部および前記支持部のいずれか一方を上下方向に貫通して、いずれか他方に形成された前記ネジ穴にまで到達している、
   請求項３に記載の角度調整装置。
5. 回転対象物と、回転対象物を下方から支持して鉛直方向の回転軸で回転させる回転装置と、の間に介在し、回転装置における回転体の回転を前記回転対象物へと伝達する回転伝達機構であって、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の角度調整装置が前記回転体と前記回転対象物との間に配置されている、回転伝達機構。