JPH10140355A

JPH10140355A - 扉開閉装置

Info

Publication number: JPH10140355A
Application number: JP29828796A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Hara; 茂雄原; Hiroyuki Kobayashi; 弘幸小林; Hiroshi Moriguchi; 博司森口; Shigeo Tomiyama; 滋夫富山; Haruo Iizuka; 春雄飯塚
Original assignee: Hitachi Tokyo Electronics Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Renesas Eastern Japan Semiconductor Inc
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 1998-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】反応炉の出入口を開閉する開閉扉の開閉動作
をスムーズにし、また反応炉内の気密性を向上させる。【解決手段】直線的に伸びたリニアガイド９と摺動自
在に係合するスライダ１０と、このスライダ１０とネジ
結合してリニアガイド９と平行に設けられ、ＣＢモータ
１４に回転されてスライダ１０をリニアガイド９に沿っ
て往復動させるボールネジ１２と、スライダ１０に回転
自在に取り付けられたギヤ１７と、スライダ１０により
移動されるギヤ１７の移動経路上に設置されてギヤ１７
を回転させるラック１８と、ギヤ１７の回転により揺動
するアーム８と、アーム８に取り付けられ、スライダ１
０が後退端にあるときには反応炉３の出入口を閉塞し、
スライダ１０が前進移動を開始すると出入口から離反
し、アーム８が揺動すると弧を描くように移動して出入
口を開く開閉扉６とにより扉開閉装置１を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、処理チャンバのワ
ーク出入口を開閉する扉開閉装置に関し、特に、ワーク
出入口を閉塞した際における処理チャンバ内の気密性向
上に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＬＳＩは、絶縁体、半導体、導電
体などの薄膜が幾層にも重ねて形成される。このような
薄膜を形成する技術の一つとして気相中の化学反応を利
用するＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition) 法がある。
ＣＶＤ法により半導体ウェハ上に薄膜を形成するＣＶＤ
装置としては、たとえば、大日本図書発行、「シリコン
ＬＳＩと化学」（1993年10月10日発行）、P166〜P167に
記載されているように、円筒状の反応炉内に複数枚の半
導体ウェハを収容して減圧下でこれを加熱処理するもの
が知られている。

【０００３】このＣＶＤ装置では、処理チャンバである
反応炉内に原料ガスや必要に応じて酸化ガスを導入した
り、数千Ｐａ〜数Ｐａ程度に減圧したり、たとえば1200
℃程度に加熱したりなどするので、気密性確保が極めて
重要になる。そのため、反応炉に形成されたウェハ出入
口を開閉する扉は、処理中において反応炉内がスムーズ
に、且つ完全に密封されるように、十分な力でウェハ出
入口と密着することが必要になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、扉をた
とえばエアーシリンダを駆動源としてリンク機構を介し
て円弧回転動作により開閉を行うとすれば、特に閉鎖直
前における低速での速度の安定化が図れず、スムーズな
開閉動作が行えない。

【０００５】また、リンク駆動による引っ張りバネ矯正
であるため、動作不良が発生しやすくなるのみならず、
扉の保持力が維持できない。この為、反応炉の気密性が
悪化して真空漏れが発生したり、高温ガスが噴出してウ
ェハ出入口をシールするパッキンが破損する等のトラブ
ルが懸念される。

【０００６】そして、このような問題は、前記したＣＶ
Ｄ装置の反応炉に関してのみではなく、扉のスムーズな
開閉や内部の気密性が必要とされる種々の処理チャンバ
に共通するものでもある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、扉の動作安定を
図り、スムーズな開閉動作を行うことができる扉開閉技
術を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、処理チャンバ内の気
密性を向上させることのできる扉開閉技術を提供するこ
とにある。

【０００９】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。

【００１１】すなわち、本発明による扉開閉装置は、直
線的に伸びた案内部材と摺動自在に係合する送り部材
と、この送り部材とネジ結合して案内部材と平行に設け
られ、モータに回転されて送り部材を案内部材に沿って
往復動させる回転部材と、送り部材に回転自在に取り付
けられたギヤと、送り部材により移動されるギヤの移動
経路上に設置され、ギヤと噛み合ってこのギヤを回転さ
せるラックと、ギヤに固定され、ギヤとラックとの噛み
合いにより揺動するアームと、このアームに取り付けら
れ、送り部材が後退端にあるときにはワーク出入口を閉
塞する一方、送り部材が前進移動を開始するとワーク出
入口から離反し、ギヤとラックとが噛み合ってアームが
揺動すると弧を描くように移動してワーク出入口を開く
開閉扉とを有することを特徴とする。

【００１２】この扉開閉装置において、回転部材にはボ
ールネジを、モータにはクラッチブレーキモータを、ワ
ークには半導体ウェハを適用することができる。また、
処理チャンバには、気相中の化学反応を利用して半導体
ウェハ上に所望の薄膜を形成するＣＶＤ装置の反応炉を
適用することができる。

【００１３】上記のような構成の扉開閉装置によれば、
モータを用いて開閉扉を動作させているので、開閉扉の
定速安定動作が実現されてスムーズな開閉が可能にな
る。

【００１４】また、ワーク出入口はモータ推力により強
力な閉じ保持力を伴って開閉扉により密閉されるので、
反応炉内の気密性が向上して処理条件が安定化する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一の部材には同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。

【００１６】図１は本発明の一実施の形態である扉開閉
装置を示す斜視図、図２は図１の扉開閉装置の内部機構
を示す説明図、図３は図１の扉開閉装置が取り付けられ
るＣＶＤ装置を示す概略図である。

【００１７】図１に示す扉開閉装置１は、たとえば図３
に示すＣＶＤ装置２の反応炉（処理チャンバ）３に形成
されて半導体ウェハ（ワーク）４の出し入れが行われる
出入口（ワーク出入口）５の開閉を行う開閉扉６を動作
させるもので、ケーシング７から水平方向に突出して上
方に立ち上がった形状のアーム８を備えている。

【００１８】図示するように、アーム８には前記した出
入口５側に向けて開閉扉６が取り付けられており、この
開閉扉６はアーム８の移動により出入口５を閉塞または
開放する。

【００１９】扉開閉装置１の内部機構を図２に示す。こ
の装置１は直線的に延びたリニアガイド（案内部材）９
を有しており、リニアガイド９にはスライダ（送り部
材）１０が摺動自在に係合されている。また、スライダ
１０は、両端がネジ受け１１に回転自在に支持されてリ
ニアガイド９と平行に設けられたボールネジ（回転部
材）１２とネジ結合している。ボールネジ１２の一方の
端部にはプーリ１３が取り付けられている。なお、回転
部材には、ボールネジ１２ではなくネジ溝のみが形成さ
れた通常のネジを用いてもよい。

【００２０】ボールネジ１２と離れた位置には、シャフ
ト１４ａにプーリ１５の取り付けられたクラッチブレー
キモータ（以下、「ＣＢモータ」という。）（モータ）
１４が設置されている。プーリ１３とプーリ１５との間
にはタイミングベルト１６が掛け渡されており、これに
よりＣＢモータ１４から駆動されてボールネジ１２が回
転され、このようなボールネジ１２によってスライダ１
０がリニアガイド９に沿って移動される。また、ボール
ネジ１２を反転させることによって、スライダ１０は反
対方向に移動される。したがって、ボールネジ１２の回
転方向を交互に違えることで、スライダ１０はリニアガ
イド９に沿って往復動される。

【００２１】スライダ１０には前記したアーム８の取り
付けられたギヤ１７が回転自在に装着され、スライダ１
０の移動とともに移動されるようになっている。なお、
図２に示すように、アーム８に取り付けられた開閉扉６
は、スライダ１０が後退端にあるときに反応炉３の出入
口５を閉塞するようになっている。

【００２２】ギヤ１７の移動経路上には、ギヤ１７と噛
み合ってこのギヤ１７を回転させるラック１８が設置さ
れている。したがって、スライダ１０が移動を開始し、
ギヤ１７がラック１８に噛み合って回転されると、ギヤ
１７に取り付けられたアーム８は揺動運動される。

【００２３】以上の構造を有する扉開閉装置１が用いら
れたＣＶＤ装置２を図３に示す。

【００２４】図示するＣＶＤ装置２は、横置きで設置さ
れた筒状の反応炉３内にカセット１９により複数枚の半
導体ウェハ４を収容し、減圧下における気相中の化学反
応を利用して所望の薄膜を堆積する横型の減圧熱ＣＶＤ
装置である。そして、図面左側に石英製の反応炉３の出
入口５が表されており、ここに前記した扉開閉装置１の
開閉扉６が取り付けられている。

【００２５】反応室２０に開口して、たとえばモノシラ
ンなどの処理ガスを導入するためのガス導入口２１が形
成されている。また、出入口５と反対側の端部には排気
口２２が開設されている。この排気口２２は図示しない
真空ポンプに接続されており、これによって反応室２０
内は数千〜数Ｐａ程度に真空引きされる。反応炉３の外
周を取り囲むようにして、ヒータ２３が設置されてい
る。そして、半導体ウェハ４はヒータ２３に囲まれた部
分に収容されるようになっている。なお、反応室２０内
を適正な圧力に保持するため、反応炉３には圧力計２４
が取り付けられている。

【００２６】このようなＣＶＤ装置２に取り付けられた
扉開閉装置１による開閉動作を説明する。

【００２７】開放動作は以下のようになる。

【００２８】スライダ１０が後退端に位置してアーム８
に取り付けられた開閉扉６が出入口５を閉塞している状
態において、ＣＢモータ１４によってボールネジ１２を
回転させ、スライダ１０をリニアガイド９に沿って前進
移動（図２の下方に向かう移動）させる。すると、開閉
扉６はスライダ１０の移動とともに出入口５から離反し
て行く。さらにスライダ１０が前進すると、スライダ１
０とともに移動するギヤ１７がラック１８と噛み合って
回転する。これによりアーム８が揺動され、アーム８に
取り付けられた開閉扉６は弧を描くように反応炉３の中
心から外れた位置に移動する。ここに出入口５が開放さ
れて、反応室２０に対する半導体ウェハ４の出し入れが
可能になる。

【００２９】次に、閉鎖動作は以下のようになる。

【００３０】開閉扉６が図２の二点鎖線に位置してスラ
イダ１０が前進位置にある状態において、ＣＢモータ１
４を前回と反対の方向に回転させると、ギヤ１７とラッ
ク１８とが噛み合ったままでスライダ１０が後退端に向
けて移動を開始する。すると、ギヤ１７の反転運動によ
りアーム８が開放動作時と反対方向に揺動し、このアー
ム８に取り付けられた開閉扉６は出入口５の正面まで移
動される。

【００３１】さらにスライダ１０が移動すると、ラック
１８との噛み合いが外れてアーム８の揺動が停止され、
開閉扉６は真っ直ぐに出入口５へと接近して行く。そし
て、スライダ１０が後退端に到達すると、開閉扉６はア
ーム８に引っ張られるようにして出入口５と密着し、こ
れを閉塞する。

【００３２】開閉扉６を開いて半導体ウェハ４を反応室
２０内に導入し、次に以上の手順で出入口５を閉塞した
後、半導体ウェハ４を加熱するとともに反応室２０を所
定レベルに減圧して処理ガスを導入し、ＣＶＤ法による
薄膜の堆積が行われる。

【００３３】このように、本実施の形態の扉開閉装置１
によれば、高出力のＣＢモータ１４を用いて開閉扉６を
動作させているので、開閉扉６の定速安定動作が実現さ
れてスムーズな開閉が可能になる。また、出入口５はモ
ータ推力により強力な閉じ保持力を伴って開閉扉６によ
り密閉されるので、反応炉３内の気密性が向上して処理
条件が安定化し、高品質の処理を行うことができる。

【００３４】以上、本発明者によってなされた発明をそ
の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前
記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもな
い。

【００３５】たとえば、本実施の形態においては、モー
タとしてＣＢモータ１４が用いられているが、これ以外
の種々のモータを用いてもよい。

【００３６】さらに、以上の説明では、主として本発明
者によってなされた発明をその属する技術分野である半
導体の製造に用いられるＣＶＤ装置２に適用した場合に
ついて説明したが、それに限定されるものではなく、気
密性が問題となる他の種々の処理チャンバに適用するこ
とが可能である。したがって、被処理物には半導体ウェ
ハ４にとどまらず、種々のワークが適用される。

【００３７】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。

【００３８】(1).すなわち、本発明の扉開閉装置によれ
ば、モータを用いて開閉扉を動作させているので、開閉
扉の定速安定動作が実現されてスムーズな開閉が可能に
なる。

【００３９】(2).ワーク出入口はモータ推力により強力
な閉じ保持力を伴って開閉扉により密閉されるので、反
応炉内の気密性が向上して処理条件が安定化する。これ
により、高品質の処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による扉開閉装置を示す
斜視図である。

【図２】図１の扉開閉装置の内部機構を示す説明図であ
る。

【図３】図１の扉開閉装置が取り付けられたＣＶＤ装置
を示す概略図である。

【符号の説明】

１扉開閉装置２ＣＶＤ装置３反応炉（処理チャンバ）４半導体ウェハ（ワーク）５出入口（ワーク出入口）６開閉扉７ケーシング８アーム９リニアガイド（案内部材）１０スライダ（送り部材）１１ネジ受け１２ボールネジ（回転部材）１３プーリ１４クラッチブレーキモータ（モータ）１４ａシャフト１５プーリ１６タイミングベルト１７ギヤ１８ラック１９カセット２０反応室２１ガス導入口２２排気口２３ヒータ２４圧力計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森口博司東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者富山滋夫東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内 (72)発明者飯塚春雄東京都青梅市藤橋３丁目３番地２日立東京エレクトロニクス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークに所定の処理を施す処理チャンバ
に形成されたワーク出入口を開閉する扉開閉装置であっ
て、直線的に伸びた案内部材と摺動自在に係合する送り部材
と、前記送り部材とネジ結合して前記案内部材と平行に設け
られ、モータに回転されて前記送り部材を前記案内部材
に沿って往復動させる回転部材と、前記送り部材に回転自在に取り付けられたギヤと、前記送り部材により移動される前記ギヤの移動経路上に
設置され、前記ギヤと噛み合ってこのギヤを回転させる
ラックと、前記ギヤに固定され、前記ギヤと前記ラックとの噛み合
いにより揺動するアームと、前記アームに取り付けられ、前記送り部材が後退端にあ
るときには前記ワーク出入口を閉塞する一方、前記送り
部材が前進移動を開始すると前記ワーク出入口から離反
し、前記ギヤと前記ラックとが噛み合って前記アームが
揺動すると弧を描くように移動して前記ワーク出入口を
開く開閉扉とを有することを特徴とする扉開閉装置。
【請求項２】請求項１記載の扉開閉装置において、前
記回転部材はボールネジであることを特徴とする扉開閉
装置。
【請求項３】請求項１または２記載の扉開閉装置にお
いて、前記モータはクラッチブレーキモータであること
を特徴とする扉開閉装置。
【請求項４】請求項１、２または３記載の扉開閉装置
において、前記ワークは半導体ウェハであることを特徴
とする扉開閉装置。
【請求項５】請求項４記載の扉開閉装置において、前
記処理チャンバは、気相中の化学反応を利用して前記半
導体ウェハ上に所望の薄膜を形成するＣＶＤ装置の反応
炉であることを特徴とする扉開閉装置。