KR101489548B1 - 진공 처리 장치의 조립 방법 및 진공 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 각각 석영에 의해 구성되는 동시에 서로 기밀하게 고정된 진공 용기 및 배기 포트를 구비한 진공 처리 장치에 있어서, 진공 용기의 파손을 억제하는 것이다.
반응관(11) 및 배기 포트(12)에 각각 보톰 플랜지(31) 및 플랜지 부재(52)를 장착하고, 이어서 이들 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 샤프트(71)에 의해 서로 고정한다. 계속해서, 반응관(11)을 상방 위치로 들어 올려, 보톰 플랜지(31)를 하우징(10)에 고정한다. 그런 후에, 플랜지 부재(52)와 배기관(41a)을 서로 접속한다.

Description

진공 처리 장치의 조립 방법 및 진공 처리 장치 {VACUUM PROCESSING APPARATUS AND ASSEMBLY METHOD THEREOF}
본 발명은, 석영제의 반응 용기를 구비한 진공 처리 장치를 조립하는 방법 및 진공 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼(이하,「웨이퍼」라 함)에 대해 성막 처리 등의 진공 처리를 뱃치(batch)식으로 행하는 장치로서, 복수매의 웨이퍼를 선반 형상으로 적재하기 위한 웨이퍼 보트와, 이 웨이퍼 보트가 하방측으로부터 기밀하게 삽입되는 석영으로 이루어지는 반응관(반응 용기)을 구비한 종형 열처리 장치가 알려져 있다. 반응관의 예를 들어 측면에는, 당해 반응관 내의 분위기를 진공 배기하기 위한 석영으로 이루어지는 배기 포트의 일단부측이 반응관에 용착되어 설치되어 있고, 이 배기 포트의 타단부측은, 진공 펌프를 향해 신장되는 금속제의 배기관에 접속되어 있다. 배기관은, 반응관의 내부의 분위기가 진공 분위기로 설정된 경우라도, 당해 분위기로 끌어당겨지지 않도록(움직이지 않도록), 배기 포트측의 단부가 예를 들어 장치의 외장체를 이루는 하우징에 고정되어 있다. 또한, 반응관은, 하단부 주연부가 웨이퍼 보트의 하단부에 설치된 덮개의 상면과 주위 방향에 걸쳐 기밀하게 접촉하도록, 웨이퍼 보트에 대해 웨이퍼가 적재되는 위치보다도 하방측에 있어서, 링 형상의 장착 부재인 보톰 플랜지에 의해 하면측으로부터 수평하게 유지된 상태에서 베이스 플레이트에 고정된다. 따라서, 배기관측의 배기 포트의 단부가 고정되는 위치와 반응관의 하단부가 고정되는 위치는, 이 장치에 있어서 서로의 위치 관계가 개략 정해져 있다.
이 장치에 반응관을 장착할 때 혹은 교환할 때에는, 보톰 플랜지를 하방측으로 하강시킨 상태에서 이 보톰 플랜지에 반응관을 고정하고, 이어서 배기관의 개구 단부에 배기 포트의 상기 타단부측이 면하도록 보톰 플랜지를 상승시키는 동시에, 베이스 플레이트에 보톰 플랜지를 고정한다. 계속해서, 예를 들어 작업자가 배기 포트와 배기관을 배관용 플랜지 부재를 사용하여 기밀하게 접속한다. 이렇게 하여 반응관과 배기관이 기밀하게 접속된다.
그런데, 석영 제품은, 예를 들어 금속 재료에 비해 가공성이 나빠, 가공 정밀도가 낮은 경우가 많다. 그로 인해, 배기 포트의 길이 치수나 반응관으로부터 신장되는 배기 포트의 방향 등이 반응관마다 다르게 되어 있는 경우가 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 반응관의 하단부(보톰 플랜지) 및 배기관의 서로의 위치 관계가 장치 내에서 정해져 있으므로, 배기관에 배기 포트를 접속하였을 때에, 당해 배기 포트에 대해 무리한 힘이 가해진 상태로 되는 경우가 있고, 그로 인해 예를 들어 배기 포트와 반응관 사이의 용착 부분에 있어서 반응관이 파손되어 버릴 우려가 있다.
따라서, 상술한 배기관에 대해, 배기 포트측의 제1 배관과 진공 펌프측의 제2 배관으로 구획하고, 제1 배관과 하우징을 고정하는 부재, 예를 들어 볼트가 삽입되는 볼트 구멍에 어느 정도의 마진을 마련한다. 그리고 이들 제1 배관과 제2 배관을 굴곡 가능 및 신축 가능한 벨로우즈에 의해 기밀하게 접속하여, 배기 포트의 자세에 따라서 제1 배관의 고정 위치를 조정할 수 있도록 하고 있다. 그러나 이들 제1 배관이나 배기 포트의 고정 작업이 상방 위치(작업자의 머리 위)에 있어서 행해지므로, 작업자의 숙련도에 따라서는, 배기관에 대해 배기 포트의 위치가 어긋난 상태에서 고정되어, 마찬가지로 배기 포트에 대해 무리한 힘이 가해진 상태로 되어 버릴 우려가 있다. 이때, 배기 포트에 대한 배기관의 위치 어긋남량이 극히 근소해도, 반응관 및 배기 포트의 용착 부분과 상기 고정 위치가 서로 이격되어 있으므로, 용착 부분에 근접함에 따라 배기 포트의 위치가 크게 어긋나려고 하여, 당해 용착 부분에 큰 힘이 가해져 버리는 경우가 있다. 또한, 반응관이나 배기 포트의 치수 오차가 극히 클 때에는, 상술한 마진을 마련해도 당해 치수 오차를 흡수할 수 없는(배기 포트에 무리한 힘이 가해져 버리는) 경우도 있다.
한편, 예를 들어 제1 배관과 배기 포트 사이에 상술한 벨로우즈를 설치하여, 배기 포트의 위치에 따라서 벨로우즈를 이동할 수 있도록 구성하면, 반응관 내를 진공 분위기로 하였을 때에 당해 벨로우즈가 수축하려고 하므로, 배기관측으로 배기 포트가 끌어당겨져, 반응관으로부터 배기 포트가 벗어나(파손되어) 버릴 우려가 있다.
특허 문헌 1에는, 종형 열처리 장치에 대해 기재되어 있지만, 상술한 과제는 검토되어 있지 않다.
일본 특허 출원 공개 제2010-239142호 공보
본 발명은 이러한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은, 배기 포트가 형성된 석영제의 반응 용기를 갖는 진공 처리 장치에 있어서, 반응 용기의 파손을 억제할 수 있는 진공 처리 장치의 조립 방법 및 진공 처리 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 진공 처리 장치의 조립 방법은, 일단부측이 기판의 반입구로서 개방되는 동시에 당해 일단부측에 배기 포트가 형성된 석영제의 반응 용기 내에서 감압 분위기하에서 기판을 진공 처리하는 진공 처리 장치를 조립하는 방법에 있어서,
상기 반응 용기의 일단부측에 장착 부재를 장착하는 공정 (a)와,
상기 배기 포트에, 배기관 중 적어도 플랜지부를 접속하여 고정하는 공정 (b)와,
상기 공정 (a) 및 상기 공정 (b) 후, 상기 배기 포트에 접속하여 고정된 적어도 플랜지부를 포함하는 배기관의 부분과 상기 장착 부재를 고정 부재에 의해 고정하는 공정 (c)와,
반응 용기에 장착 부재를 장착하는 상기 공정 (a) 후, 상기 장착 부재를 지지부에 고정하는 공정 (d)와,
상기 공정 (a) 내지 (d)의 공정이 종료된 후, 상기 배기관을, 상기 장착 부재에 대한 고정 위치보다도 하류측에서 상기 장착 부재와는 다른 배기관 고정 부위에 고정하는 공정 (e)를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 조립 방법은, 이하와 같이 구성해도 된다.
상기 반응 용기는, 복수매의 기판이 선반 형상으로 보유 지지된 보유 지지구가 일단부측인 하단부측으로부터 반입되는 종형의 반응관이고,
상기 고정 부재는, 상기 배기관에 있어서의 상기 배기 포트에 접속되는 플랜지부에 고정되는 구성.
상기 배기관은, 관로 부재의 일단부측에 착탈 가능하게 플랜지부가 설치되고,
배기 포트에, 배기관의 플랜지부를 접속하여 고정하는 공정 (b)는, 관로 부재로부터 분리된 상태에서 플랜지부를 배기 포트에 고정하는 공정이고,
플랜지부와 상기 장착 부재를 고정 부재에 의해 고정하는 공정 (c)를 행한 후에, 당해 플랜지부와 상기 관로 부재의 일단부측을 접속하여 고정하는 공정을 행하고,
그 후, 배기관을 배기관 고정 부위에 고정하는 공정 (e)를 행하는 구성.
상기 고정 부재는, 상기 배기 포트의 길이 방향으로 신장되는 축 주위로 서로 이격되도록 적어도 3개소에 배치되고,
각각의 고정 부재는, 상기 배기 포트의 내부 영역을 통해 다른 고정 부재에 대향하도록 배치되어 있는 구성.
상기 고정 부재는, 상기 배기관의 부분과 상기 장착 부재 사이에 있어서의 길이 치수가 조정 가능하게 구성되어 있는 구성.
상기 배기관은, 상기 배기관 고정 부위에 고정되는 위치와 상기 고정 부재에 의해 장착 부재에 고정되는 위치 사이에 벨로우즈체가 개재되어 설치되어 있는 구성.
일단부측이 기판의 반입구로서 개방되는 동시에 당해 일단부측에 배기 포트가 형성된 석영제의 반응 용기 내에서 감압 분위기하에서 기판을 진공 처리하는 진공 처리 장치를 조립하는 방법에 있어서,
상기 반응 용기의 일단부측에 장착 부재를 장착하는 공정 (a)와,
상기 배기 포트에, 배기관 중 적어도 플랜지부를 접속하여 고정하는 공정 (b)와,
반응 용기에 장착 부재를 장착하는 상기 공정 (a) 후, 상기 장착 부재를 지지부에 고정하는 공정 (c)와,
상기 배기관을 배기관 고정 부위에 고정하는 공정 (d)와,
상기 공정 (d) 후, 상기 배기 포트에 접속하여 고정된 적어도 플랜지부를 포함하는 배기관의 부분과 상기 장착 부재를 고정 부재에 의해 고정하는 공정 (e)를 구비하고,
상기 배기관은, 상기 배기관 고정 부위에 고정되는 위치와 상기 고정 부재에 의해 장착 부재에 고정되는 위치 사이에 벨로우즈체가 개재되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
상기 고정 부재는, 상기 배기관의 부분 및 상기 장착 부재에 각각 접속되는 접속부가 각각 각도 조정 가능하게 구성되어 있는 구성.
본 발명의 진공 처리 장치는,
일단부측이 기판의 반입구로서 개방되는 동시에 당해 일단부측에 배기 포트가 형성된 석영제의 반응 용기 내에서 감압 분위기하에서 기판을 진공 처리하는 진공 처리 장치에 있어서,
상기 반응 용기의 일단부측에 장착되는 장착 부재와,
상기 배기 포트에 고정되고, 배기관의 플랜지부와,
상기 배기 포트에 접속하여 고정된 적어도 플랜지부를 포함하는 배기관의 부분과 상기 장착 부재를 고정하는 고정 부재를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 장착 부재가 고정되는 지지부와,
상기 장착 부재에 대한 고정 위치보다도 하류측에 설치되는 동시에, 상기 장착 부재와는 다른 부재에 의해 구성되고, 상기 배기관을 고정하는 배기관 고정 부위를 구비하고 있어도 되고, 상기 배기관에 있어서, 상기 배기관 고정 부위에 고정되는 위치와 상기 고정 부재에 의해 장착 부재에 고정되는 위치 사이에는, 벨로우즈체가 개재되어 설치되어 있어도 된다.
본 발명은, 반응 용기를 지지부에 장착하기 위해 반응 용기의 일단부측에 고정된 장착 부재와 배기관의 적어도 플랜지부를 포함하는 부분 사이를 고정 부재로 고정하고 있다. 따라서, 배기관을 배기관 고정용 부위에 고정할 때에, 석영제의 배기 포트의 기단부에 무리한 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있으므로, 반응 용기의 파손을 방지할 수 있다. 또한, 배기관에 벨로우즈가 개재되어 설치되어 있는 경우라도, 진공화(감압)시에 벨로우즈가 수축되려고 할 때에 배기 포트의 기단부에 무리한 응력이 가해지지 않는다. 이로 인해 배기관에 벨로우즈를 개재시킨다고 하는 구성을 채용할 수도 있고, 이 경우는 배기관을 배기관 고정용 부위에 고정하는 작업이 용이해지는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 진공 처리 장치의 일례를 도시하는 종단면도.
도 2는 상기 진공 처리 장치의 일부를 확대하여 도시하는 사시도.
도 3은 상기 진공 처리 장치의 일부를 확대하여 도시하는 사시도.
도 4는 상기 진공 처리 장치에 설치되는 배기관의 일부를 확대하여 도시하는 측면도.
도 5는 상기 배기관의 일부를 확대하여 도시하는 종평면도.
도 6은 상기 배기관의 일부를 확대하여 도시하는 분해 사시도.
도 7은 상기 배기관의 일부를 확대하여 도시하는 사시도.
도 8은 상기 배기관을 고정하는 기구인 샤프트를 도시하는 사시도.
도 9는 상기 샤프트를 모식적으로 도시하는 종단면도.
도 10은 상기 배기관을 도시하는 종단면도.
도 11은 상기 진공 처리 장치의 조립 방법을 나타내는 흐름도.
도 12는 상기 진공 처리 장치에 있어서의 작용을 도시하는 모식도.
도 13은 상기 진공 처리 장치에 있어서의 작용을 도시하는 모식도.
도 14는 상기 진공 처리 장치에 있어서의 작용을 도시하는 모식도.
도 15는 상기 진공 처리 장치에 있어서의 작용을 도시하는 평면도.
도 16은 상기 진공 처리 장치에 있어서의 작용을 도시하는 모식도.
도 17은 상기 진공 처리 장치에 있어서의 작용을 도시하는 모식도.
도 18은 상기 진공 처리 장치에 대해 행한 강도 평가의 결과를 나타내는 특성도.
도 19는 상기 진공 처리 장치의 다른 예를 도시하는 배기관의 종단면도.
도 20은 상기 진공 처리 장치의 다른 예를 도시하는 배기관의 종단면도.
도 21은 상기 진공 처리 장치의 다른 예를 도시하는 샤프트의 사시도.
본 발명의 진공 처리 장치인 종형 열처리 장치의 실시 형태의 일례에 대해, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한다. 이 종형 열처리 장치는, 웨이퍼(W)를 내부에 수납하여 진공 처리, 이 예에서는 성막 처리를 행하기 위한 석영으로 이루어지는 종형의 반응관(반응 용기)(11)과, 이 반응관(11)의 내부의 분위기를 진공 배기(감압)하기 위해 당해 반응관(11)의 외주면에 기밀하게 고정(용착)된 석영으로 이루어지는 배기 포트(12)를 구비하고 있다. 그리고 이 배기 포트(12)는, 반응관(11)과의 용착 부분에 큰 힘이 가해지는 것(파손)이 억제된 상태에서, 장치[상세하게는 후술하는 보톰 플랜지(31) 및 플랜지 부재(52)]에 각각 고정되어 있다. 이 본 발명의 주요부인, 배기 포트(12)의 장치에의 고정 방법을 설명하기 전에, 장치의 전체의 구성 및 각 부의 상세에 대해, 이하에 차례로 설명한다.
반응관(11)의 외측에는, 내벽면에 주위 방향에 걸쳐 가열부인 히터(18)가 배치된 가열로 본체(19)가 설치되어 있고, 이 가열로 본체(19)는, 베이스 플레이트(10a)에 의해 하단부가 주위 방향에 걸쳐 지지되어 있다. 도 1 중 부호 10은, 반응관(11)을 지지하기 위해 종형 열처리 장치의 외면에 설치된 외장체를 이루는 하우징(장치 본체)이고, 지지부인 베이스 플레이트(10a)는 이 하우징(10)의 일부를 이루고 있다. 반응관(11)은, 개략 원통 형상으로 형성되어 있고, 천장면이 상측을 향해 팽창되는 동시에, 하단부가 개방되어 있다. 그리고 반응관(11)의 하단부의 외주면은, 외측을 향해 주위 방향에 걸쳐 수평으로 플랜지 형상으로 신장되어, 당해 반응관(11)을 지지하기 위한 플랜지부(11a)를 이루고 있다. 또한, 이 플랜지부(11a)의 내주측은, 내측을 향해 주위 방향에 걸쳐 신장되어, 후술하는 덮개(14)의 상면에 기밀하게 접촉하여 반응관(11)의 내부 영역을 밀폐하기 위한 시일부(11b)를 이루고 있다.
반응관(11)의 내부에는, 복수매의 웨이퍼(W)를 선반 형상으로 적재한 기판 보유 지지구인 웨이퍼 보트(13)와, 이 웨이퍼 보트(13)의 길이 방향을 따르도록 배치된 가스 인젝터(21)가 설치되어 있고, 웨이퍼 보트(13)는, 당해 웨이퍼 보트(13)의 하단부측에 설치된 개략 원판 형상의 덮개(14)와 함께, 도시하지 않은 보트 엘리베이터에 의해 승강 가능하게 구성되어 있다. 이 덮개(14)의 상면에 있어서의 주연부에는, 상술한 시일부(11b)에 주위 방향에 걸쳐 기밀하게 접촉하여 반응관(11)을 밀폐하기 위해, 도시하지 않은 탄성이 있는 유기 재료로 이루어지는 링 형상의 시일 부재인 O링 등이 설치되어 있다. 도 1 중 부호 13a는, 웨이퍼 보트(13)와 덮개(14) 사이에 설치된 개략 원통 형상의 단열체이고, 13b는 덮개(14)의 하방측에 있어서 웨이퍼 보트(13)를 연직축 주위로 회전시키는 모터이다.
가스 인젝터(21)의 하단부는, 반응관(11)의 측벽[플랜지부(11a)]을 기밀하게 관통하여, 유량 조정부(22)를 통해 성막 가스, 예를 들어 실란 가스가 저류된 처리 가스원(23)에 접속되어 있다. 도 1 중 부호 21a는, 웨이퍼 보트(13)에 있어서의 웨이퍼(W)의 적재 위치마다 가스 인젝터(21)의 측면에 형성된 가스 구멍이다. 또한, 도 1에서는, 웨이퍼 보트(13) 및 가스 인젝터(21)에 대해 일부를 간략화하여 묘화하고 있다.
반응관(11)은, 웨이퍼 보트(13)를 당해 반응관(11)에 대해 하방측으로부터 삽입할 수 있도록, 바닥면 레벨로부터 예를 들어 2m 정도 높은 위치에 있어서 장착 부재를 이루는 보톰 플랜지(31)에 의해 상술한 베이스 플레이트(10a)에 수평으로 고정되어 있다. 즉, 보톰 플랜지(31)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상술한 플랜지부(11a)를 상하 양측으로부터 주위 방향에 걸쳐 끼워넣도록 구성된 하측 부재(31a) 및 상측 부재(31b)와, 이 보톰 플랜지(31)[반응관(11)]를 가열로 본체(19)의 상방측으로부터 현수하기 위해 상측 부재(31b)의 상면에 주위 방향으로 예를 들어 3개소에 등간격으로 형성된 볼트 구멍 등의 고정부(31c)를 구비하고 있다.
그리고 이들 부재(31a, 31b)를 볼트(31d)에 의해 서로 고정하는 동시에, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 베이스 플레이트(10a)의 하면에 있어서 보톰 플랜지(31)의 각각의 고정부(31c)를 향해 수직으로 신장되는 지지축(10b)과, 각각의 고정부(31c)를 서로 고정함으로써, 반응관(11)은 베이스 플레이트(10a)로부터 수평으로 현수된 상태에서 고정된다. 도 2 중 부호 32는, 예를 들어 작업자에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 튜브 카트이고, 반응관(11)은, 베이스 플레이트(10a)에 고정되는[웨이퍼(W)에 대해 진공 처리가 행해지는] 높이 레벨과, 장치로부터 당해 반응관(11)을 제거하거나 교환할 때의 위치(바닥면의 높이 레벨) 사이에서 승강 가능하게 구성되어 있다. 또한, 도 2는 바닥면 레벨에 놓인 반응관(11)을 상방측으로부터 본 모습, 도 3은 베이스 플레이트(10a)에 고정되는 높이 위치로 들어 올려진 반응관(11)을 하방측으로부터 본 모습을 도시하고 있다. 또한, 도 2에서는, 후술하는 샤프트(71)에 대해서는 도시를 생략하고 있다.
또한, 보톰 플랜지(31)에 있어서의 배기 포트(12)측의 측 주위면에는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 후술하는 고정 부재인 샤프트(71)의 일단부측을 고정하기 위한 고정부(35)가 복수 개소, 이 예에서는 3개소에 설치되어 있다. 이들 고정부(35)는, 도 5 및 도 10에 도시하는 바와 같이, 배기 포트(12)를 상방측으로부터 보았을 때의 일측(도 10 중 우측)에 상하에 2개소에 배치되는 동시에, 배기 포트(12)의 타측(도 10 중 좌측)에 1개소에 설치되어 있다. 이들 고정부(35)에 대해서는, 후술하는 샤프트(71)와 더불어 설명한다. 또한, 도 4 중 부호 36은, 이들 고정부(35)를 하방측으로부터 지지하여 보톰 플랜지(31)에 고정하기 위한 베이스판이다.
계속해서, 배기 포트(12) 및 이 배기 포트(12)에 접속된 배기관(배기로)(41)에 대해 상세하게 서술한다. 배기 포트(12)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 반응관(11)의 하단부에 근접하는 영역에 설치되어 있고, 개략 원통 형상으로 되도록 구성되는 동시에 일단부측이 반응관(11)에 접속(용착)된 포트 본체(12a)와, 이 포트 본체(12a)의 타단부측의 주연부가 주위 방향에 걸쳐 외측으로 신장되어 구성된 플랜지부(12b)를 구비하고 있다. 포트 본체(12a)의 주위 방향에 있어서의 외주면의 직경 치수는, 예를 들어 3인치(약 75㎜) 내지 4인치(약 100㎜) 정도로 되어 있다. 이 플랜지부(12b)의 개구부에 근접하도록, 배기관(관로 부재)(41)의 일단부측이 배치되어 있고, 이들 플랜지부(12b)[배기 포트(12)]와 배기관(41)을 기밀하게 접속하기 위해, 플랜지 부재(52)가 설치되어 있다. 그리고 배기 포트(12)와 반응관(11)의 용착 부분에 있어서의 파손을 억제하기 위해, 이 플랜지 부재(52)와, 상술한 반응관(11)의 하단부면에 설치된 보톰 플랜지(31)를 서로 고정하기 위한 본 발명의 주요부인 고정 부재를 이루는 샤프트(71)가 설치되어 있다. 우선, 플랜지 부재(52)에 대해, 이하에 설명한다.
플랜지 부재(52)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 배기 포트(12)의 길이 방향으로 서로 이격되어 대향하도록 배치된 개략 직사각형의 2매의 판 형상 부재(53, 53)를 구비하고 있다. 이들 2매의 판 형상 부재(53) 중 배기 포트(12)측의 판 형상 부재(53) 및 배기관(41)측의 판 형상 부재(53)에 각각「53a」,「53b」의 부호를 부여하면, 판 형상 부재(53a)의 중앙부에는 원형의 관통구(55)가 형성되어 있고, 이 관통구(55)의 개구 치수는 플랜지부(12b)의 외경 치수보다도 커지도록 형성되어 있다. 또한, 이 판 형상 부재(53a)에 있어서, 도 6 중 Y 방향 전방측의 측벽부의 상단부 및 하단부의 각각과 도 6 중 Y 방향 안쪽측의 측벽부의 하단부는, 수평 방향으로 신장되어, 상술한 샤프트(71)의 일단부측을 각각 고정하기 위한 고정부(61)의 일부를 이루고 있다. 판 형상 부재(53b)의 배기관(41)측에는, 내부 영역이 배기 포트(12)와 연통되는 플랜지부(58)가 형성되어 있다. 또한, 도 6 및 도 7은 반응관(11)을 일부 절결하여 묘화하고 있고, 도 6은 배기 포트(12)와 플랜지 부재(52)를 분리시킨 상태, 도 7은 이들 배기 포트(12)와 플랜지 부재(52)를 접속한 상태를 나타내고 있다.
판 형상 부재(53a, 53b) 사이에는, 플랜지부(12b)를 상하 양측으로부터 끼워넣도록, 배기 포트(12)의 길이 방향으로부터 보았을 때에, 각각 플랜지부(12b)의 외측 테두리를 따라 개략 원호 형상으로 되도록 형성된 2개의 분할 형(型)(컬러체)(54, 54)이 배치되어 있다. 컬러체(54, 54)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 플랜지부(12b)의 외면을 따르도록 배치하였을 때에, 플랜지부(12b)의 외주 부분보다도 반응관(11)측의 단부[직경 축소부(54a)]가 당해 외주 부분보다도 직경 축소되도록 구성되어 있고, 이 직경 축소부(54a)가 상술한 판 형상 부재(53a)의 관통구(55) 내에 수납되도록 구성되어 있다. 따라서, 관통구(55) 내에 플랜지부(12b) 및 포트 본체(12a)가 삽입되도록 판 형상 부재(53a)를 배치하고, 이어서 플랜지부(12b)를 상하 양측으로부터 끼워넣도록 컬러체(54, 54)를 배치하는 동시에, 판 형상 부재(53a)를 컬러체(54, 54)측으로 이동시키면, 판 형상 부재(53a)는 이들 컬러체(54, 54)와 내주면이 끼워 맞추어진 상태로 된다. 그리고 판 형상 부재(53a, 53b) 사이에 O링 등의 시일 부재(56)를 개재시킨 상태에서 이들 판 형상 부재(53a, 53b)를 외주측으로부터 주위 방향에 걸쳐 볼트(57)에 의해 고정하면, 배기 포트(12)와 플랜지 부재(52)가 기밀하게 접속된다. 또한, 도 7에서는 컬러체(54, 54)에 대해서는 플랜지부(12b)를 묘화하기 위해 생략하고 있고, 도 6에서는 볼트(57)를 생략하고 있다. 또한, 도 4에서는 플랜지 부재(52)의 일부에 대해 단면을 도시하고 있다.
계속해서, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 서로 고정하기 위한 샤프트(71)에 대해 이하에 상세하게 서술한다. 여기서, 반응관(11) 및 배기 포트(12)는, 모두 석영에 의해 구성되어 있으므로, 가공 정밀도가 예를 들어 금속 재료보다도 낮은 경우가 있고, 그로 인해 예를 들어 배기 포트(12)의 길이 치수나, 반응관(11)으로부터 신장되는 배기 포트(12)의 방향 등이 반응관(11)[배기 포트(12)]마다 다르게 되어 있는 경우가 있다. 따라서, 이 샤프트(71)는, 반응관(11)이나 배기 포트(12)의 가공 정밀도에 상관없이 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 서로 고정할 수 있도록, 즉 반응관(11)에 대한 배기 포트(12)의 자세에 따라서 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 서로 고정할 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 이 샤프트(71)는, 길이 치수가 조정 가능하고 또한 양단부가 각각 볼 조인트 구조로 되어 있다. 구체적으로는, 샤프트(71)는, 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 길이 방향에 있어서의 일단부측 및 타단부측에 각각 설치된 구 형상의 볼 부재(72, 72)와, 이들 볼 부재(72, 72) 사이에 있어서 개략 원통 형상으로 형성된 샤프트 본체(74)를 구비하고 있다. 이들 볼 부재(72, 72) 중 일측(도 9에서는 우측)의 볼 부재(72)는 샤프트 본체(74)에 고정되어 있다. 또한, 타측(좌측)의 볼 부재(72)는, 샤프트 본체(74)의 내부 영역에 있어서 당해 샤프트 본체(74)의 길이 방향을 따라 신장되는 진퇴 축(73)에 접속되어 있고, 이 진퇴 축(73)에 의해 샤프트 본체(74)로부터 돌출 함몰 가능하게 구성되어 있다. 이 샤프트 본체(74)의 측면에는, 당해 샤프트 본체(74)의 길이 방향을 따르도록 형성된 고정용 구멍(75, 75)이 서로 대향하도록 2개소에 배치되어 있고, 진퇴 축(73)은, 이들 고정용 구멍(75, 75)을 통해 볼트(76)에 의해 측방측(상하)으로부터 고정할 수 있도록 구성되어 있다. 따라서, 진퇴 축(73)을 샤프트 본체(74)에 대해 돌출 함몰시키고, 이어서 볼트(76)에 의해 진퇴 축(73)을 고정함으로써, 볼 부재(72, 72) 사이의 길이 치수가 조정되게 된다.
계속해서, 볼 부재(72)[샤프트(71)]를 보톰 플랜지(31) 및 플랜지 부재(52)에 각각 고정하기 위한 고정부(35, 61)에 대해 설명한다. 여기서, 이들 고정부(35, 61)는 서로 거의 동일한 구성이므로, 도 6 중 Y 방향 전방측의 2개의 고정부(61, 61) 중 상방측의 고정부(61)를 예로 들어 설명한다. 이 고정부(61)는, 당해 고정부(61)에 대한 샤프트(71)의 접속(고정) 각도를 조정할 수 있도록, 즉 이 고정부(61)를 기점으로 하여 샤프트(71)의 방향을 조정할 수 있도록, 볼 부재(72)의 외면을 예를 들어 3개소에서 지지하도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 고정부(61)는 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 판 형상 부재(53a)의 측벽에 볼트(81)에 의해 고정되는 클램프 부재(82)를 구비하고 있다. 이 클램프 부재(82)의 상단부면은, 판 형상 부재(53a)의 상단부로부터 도 8 중 Y 방향 전방측을 향해 수평으로 신장되는 수평 부분(61a)과, 당해 수평 부분(61a)의 기단부로부터 하방으로 신장되는 판 형상 부재(53a)의 측면의 접속부(직각 부분)에 대향하도록 비스듬히 형성되어 있다. 또한, 수평 부분(61a)의 선단부는, 하방을 향해 수직으로 신장되는 동시에 판 형상 부재(53a)의 측면을 향해 직각으로 굴곡되어, 로크부(61b)를 이루고 있다. 이 로크부(61b)에 대향하는 클램프 부재(82)의 상단부는, 판 형상 부재(53a)의 측면과는 반대측을 향해 수평으로 굴곡되어, 당해 로크부(61b)와 로크되는 피로크부(82a)를 이루고 있다. 이들 수평 부분(61a), 판 형상 부재(53a)의 측면 및 클램프 부재(82)의 상단부면에 있어서 볼 부재(72)를 지지하는 부위는, 도시를 생략하지만, 당해 볼 부재(72)를 지지하기 위해, 각각 근소하게 볼 부재(72)의 외면을 따르도록 구 형상으로 움푹 들어가 있다.
그리고 수평 부분(61a)과, 판 형상 부재(53a)의 측면과, 클램프 부재(82)의 상단부에 의해 둘러싸이는 영역에 볼 부재(72)를 위치시키는 동시에, 이 볼 부재(72)로부터 신장되는 샤프트 본체(74)의 방향을 조정하여, 로크부(61b)와 피로크부(82a)를 서로 로크시켜, 클램프 부재(82)를 고정함으로써, 샤프트(71)의 일단부측이 고정부(61)에 고정된다. 다른 고정부(61) 및 보톰 플랜지(31)의 고정부(35)에 대해서도 이 고정부(61)와 마찬가지로 구성되어 있고, 마찬가지로 샤프트(71)의 방향을 조정 가능하게 고정할 수 있도록 되어 있다.
그리고 이들 고정부(35, 61)의 세트[샤프트(71)]는, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 배기 포트(12)의 외측에 있어서 주위 방향에 걸쳐 고정할 수 있도록, 도 10에 도시하는 바와 같이, 복수 개소(이 예에서는 3개소)에 배치되어 있다. 이들 고정부(35, 61)의 세트는, 배기 포트(12)의 길이 방향으로 신장되는 축 주위로 서로 이격되는 동시에, 배기 포트(12)의 내부 영역을 통해 서로 대향하도록 설치되어 있다. 구체적으로는, 상기 세트는, 배기 포트(12)의 길이 방향으로부터 보았을 때에 당해 배기 포트(12)의 직경 방향으로 서로 대향하도록 2개소에 설치되는 동시에, 이들 2개의 세트로부터 배기 포트(12)의 주위 방향으로 이격된 위치에 1개소 설치되어 있다. 따라서, 배기 포트(12)의 길이 방향에 대해 직교하는 방향으로 수평으로 신장되는 수평축과 각각의 상기 세트가 이루는 각도를 θ로 하면, 이들 세트에 대한 각도 θ는, 각각 -45°, 45°및 225°로 되어 있다. 이들 고정부(35, 61) 사이의 이격 거리[샤프트(71)의 길이 치수]는, 상술한 바와 같이 반응관(11)[배기 포트(12)]의 치수 오차에 따라서 각각 다르지만, 일례를 들면 예를 들어 57㎜ 내지 68.5㎜ 정도의 짧은 거리로 되어 있다.
다음에, 배기관(41)에 대해 설명한다. 이 배기관(41)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 배기 포트(12)측에 일단부측이 기밀하게 접속된 제1 배기관(41a)과, 이 제1 배기관(41a)의 타단부측에 기밀하게 접속되는 동시에, 버터플라이 밸브 등의 압력 조정부(42)를 통해 진공 펌프(43)를 향해 신장되는 제2 배기관(41b)에 의해 구성되어 있다. 이들 배기관(41a, 41b)은, 베이스 플레이트(10a)보다도 진공 펌프(43)측(하류측)에 있어서, 당해 베이스 플레이트(10a)와는 다른 부재인 지지판(배기관 고정 부위)(10c)에 도시하지 않은 볼트 등을 통해 지지부(40, 40)에 있어서 각각 고정되어 있다. 이 지지판(10c)은, 하우징(10)의 일부를 이룬다. 제1 배기관(41a)과 플랜지 부재(52)는, 서로 대향하도록 플랜지 형상으로 형성된 개구 단부끼리를 O링 등의 시일 부재(45)(도 4를 참조)를 통해 주위 방향에 걸쳐 클램프 부재(클램프 체인)(44)로 클램프하고, 그 후 당해 클램프 부재(44)의 일단부측 및 타단부측끼리를 고정함으로써 서로 기밀하게 접속된다. 이 제1 배기관(41a)에 있어서, 배기 포트(12)와의 사이의 접속부와 상술한 지지부(40) 사이에는, 신축 가능 및 굴곡 가능하게 구성된 벨로우즈체(46)가 기밀하게 개재 설치되어 있다.
배기관(41a, 41b)에 대해서도, 마찬가지로 O링 등의 시일 부재(45)를 통해 클램프 부재(44)에 의해 고정되어 있다. 제2 배기관(41b)에 있어서, 제1 배기관(41a)과의 접속부와 지지부(40) 사이에는, 상술한 벨로우즈체(46)가 기밀하게 개재 설치되어 있다. 또한, 이상의 배기 포트(12)나 배기관(41)에는, 단열재나 내부를 통류하는 가스를 가열하기 위한 히터 등이 설치되어 있지만, 도시를 생략하고 있다.
다음에, 이 장치에 반응관(11)을 장착할(교환할) 때에 있어서의 작용인, 본 발명의 진공 처리 장치의 조립 방법에 대해 설명한다. 도 11은, 이 조립 방법의 전체의 흐름도를 나타내고 있다. 우선, 도 12에 도시하는 바와 같이, 반응관(11)이 제거된 상태의 장치에, 반응관(11)을 적재한 튜브 카트(32)를 예를 들어 작업자가 반입하고, 가열로 본체(19)의 하부 위치에 당해 반응관(11)을 위치시킨다(스텝 S1). 이때, 배기관(41a, 41b)은, 벨로우즈체(46)와 함께 하우징(10)으로부터 제거되어 있다. 그리고 상술한 도 2에 도시하는 바와 같이, 반응관(11)의 플랜지부(11a)에 보톰 플랜지(31)를 장착한다(스텝 S2). 즉, 이 플랜지부(11a)에 상술한 하측 부재(31a)를 하방측으로부터 접촉시키고, 이어서 플랜지부(11a)의 상방측에 상방 부재(31b)를 배치하여, 이들 부재(31a, 31b)를 주위 방향에 걸쳐 볼트(31d)에 의해 고정한다. 그리고 베이스판(36)을 보톰 플랜지(31)에 고정하는 동시에, 베이스판(36)에 고정부(35)를 고정한다.
계속해서, 도 13에 도시하는 바와 같이, 상술한 바와 같이 배기 포트(12)에 플랜지 부재(52)를 기밀하게 장착한다(스텝 S3). 이 플랜지 부재(52)의 배기관(41)측의 개구 단부인 플랜지부(58)(도 15를 참조)는, 배기 포트(12)[플랜지부(12b)]의 개구 단부가 향하고 있는 방향을 따르도록 장착된다. 또한, 도 12 및 도 13은, 장치의 상방측에 대해 생략하고 있다. 이하의 도 14, 도 16 및 도 17에 대해서도 마찬가지이다.
계속해서, 도 14에 도시하는 바와 같이, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 샤프트(71)를 사용하여 고정한다(스텝 S4). 이때, 상술한 바와 같이 플랜지 부재(52)는, 배기 포트(12)의 개구 단부가 향하고 있는 방향을 따르도록 장착되어 있으므로, 예를 들어 포트 본체(12a)가 신장되는 방향에 대해 플랜지부(12b)의 개구 단부가 측방측으로 어긋난 방향을 향하고 있는 경우에는, 도 15에 모식적으로 도시하는 바와 같이, 상기 어긋난 방향을 향하고 있는 경우가 있다. 그러나 상술한 바와 같이 각각의 샤프트(71)가 신축 가능 및 보톰 플랜지(31) 및 플랜지 부재(52)에 대한 방향이 조정 가능하게 되어 있으므로, 반응관(11)에 대한 배기 포트(12)의 자세에 따라서, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)가 고정되게 된다.
구체적으로는, 각각의 고정부(35, 61) 사이의 이격 거리에 따라서 샤프트(71)의 길이 치수를 조정한다. 그리고 샤프트(71)의 일단부측 및 타단부측이 고정부(35, 61)에 각각 배치되도록 당해 샤프트(71)의 자세(각도)를 조정하는 동시에, 클램프 부재(82, 82)를 이들 고정부(35, 61)에 각각 고정함으로써, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)가 고정된다. 이렇게 하여 3개의 샤프트(71)에 대해, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52) 사이를 고정하도록 순차 배치한다. 이때, 반응관(11)으로부터 신장되는 배기 포트(12)의 방향이나 당해 배기 포트(12)의 길이 치수가 반응관(11)[배기 포트(12)]마다 각각 다른 경우라도, 샤프트(71)의 길이 치수 및 각도를 조정함으로써, 당해 반응관(11) 및 배기 포트(12)에 따라서, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)가 고정된다. 또한, 도 15는, 플랜지 부재(52)의 기울기를 과장하여 묘화하고 있다.
다음에, 배기관(41a)[벨로우즈체(46)]의 개구 단부에 배기 포트(12)의 개구 단부[플랜지부(58)]가 대향하도록, 튜브 카트(32)를 사용하여 반응관(11)을 상승시키고(스텝 S5), 도 16에 도시하는 바와 같이, 보톰 플랜지(31)와 베이스 플레이트(10a)를 지지축(10b)을 통해 고정한다(스텝 S6). 따라서, 반응관(11)의 하단부면[보톰 플랜지(31)]과 배기관(41)의 고정 부분[지지부(40)]의 서로의 위치 관계는, 이 장치에 있어서 거의 정해져 있는 것으로 된다. 또한, 도 16에 있어서는, 튜브 카트(32)를 생략하고 있다.
계속해서, 도 17에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 작업자가 머리 위에서, 배기관(41)으로부터 신장되는 벨로우즈체(46)의 개구 단부를 플랜지 부재(52)(도 4, 도 5 및 도 6을 참조)의 개구 단부에 접촉시켜, 당해 벨로우즈체(46)와 배기 포트(12)측의 플랜지부(58)(도 4, 도 5 및 도 6을 참조)를 클램프 부재(44)를 사용하여 기밀하게 접속한다(스텝 S7). 그리고 일단부측이 진공 펌프(43)에 접속된 배기관(41)[제1 배기관(41a) 및 제2 배기관(41b)]에 대해, 지지판(10c, 10c)에 각각 고정한다(스텝 S8). 이때, 상술한 바와 같이 반응관(11)이나 배기 포트(12)가 치수 오차가 비교적 큰 석영제이므로, 벨로우즈체(46)에 접속된 배기관(41)의 위치나 자세가 반응관(11)마다 다르게 되어 있는 경우가 있다. 그러나 벨로우즈체(46)가 신축 가능 및 굴곡 가능하므로, 배기관(41)의 위치나 자세에 관계없이, 당해 배기관(41)[제1 배기관(41a) 및 제2 배기관(41b)]이 하우징(10)[지지판(10c, 10c)]에 고정된다. 또한, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)가 이미 샤프트(71)를 통해 고정되어 있으므로, 배기관(41)을 하우징(10)에 고정할 때에 예를 들어 작업자에 의해 당해 플랜지부(58)에 큰 힘이 가해졌다고 해도, 반응관(11)과 배기 포트(12) 사이의 용착 부분에 대해 하중이 가해지는 것이 억제된다.
그런 후에, 튜브 카트(32)를 장치 외부로 반출하고, 웨이퍼 보트(13)나 가스 인젝터(21)를 장치에 각각 배치하는 동시에 각 부재를 접속함으로써, 장치에의 반응관(11)의 장착 작업이 종료된다. 그리고 반응관(11)의 하방 위치에 설치된 도시하지 않은 반송 아암을 통해 외부로부터 웨이퍼 보트(13)에 웨이퍼(W)를 적재하고, 이어서 이 웨이퍼 보트(13)를 반응관(11) 내에 기밀하게 삽입하는 동시에, 히터(18)에 의해 반응관(11) 내의 분위기를 예를 들어 수백 ℃ 정도로 가열한다. 계속해서, 반응관(11) 내를 진공화하는 동시에 성막 가스를 공급하여, 웨이퍼(W)에 대해 성막 처리를 행한다. 이때, 제1 배기관(41a)의 하우징(10)에의 고정 부분[지지부(40)]보다도 배기 포트(12)에 신축 가능한 벨로우즈체(46)를 설치하고 있으므로, 반응관(11) 내가 진공 분위기로 설정되면, 당해 벨로우즈체(46)는 배기관(41)의 길이 방향으로 수축하려고 한다. 그로 인해, 배기 포트(12)는, 벨로우즈체(46)에 의해 끌어당겨지려고(이동하려고) 한다. 그러나 배기 포트(12)보다도 벨로우즈체(46)측의 플랜지 부재(52)를 보톰 플랜지(31)에 샤프트(71)를 통해 고정하고 있으므로, 배기 포트(12)의 벨로우즈체(46)측으로의 이동이 억제되어, 반응관(11)[배기 포트(12)]의 파손이 억제된다.
상술한 실시 형태에 따르면, 석영제 반응관(11)을 구비한 종형 열처리 장치에 있어서, 하우징(10)에 대해 반응관(11)을 고정하는 보톰 플랜지(31)와, 하우징(10)에 고정된 배기관(41a)과 배기 포트(12)를 기밀하게 접속하는 플랜지 부재(52)를 샤프트(71)에 의해 고정하고 있다. 그리고 이 샤프트(71)에 대해, 반응관(11)에 대한 배기 포트(12)의 자세에 따라서 이들 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 서로 고정할 수 있도록, 길이 치수 및 보톰 플랜지(31) 및 플랜지 부재(52)에 대한 방향을 조정 가능하게 구성하고 있다. 그로 인해, 배기 포트(12)와 반응관(11)의 용착 부분에 응력이 가해지는 것을 억제할 수 있으므로, 반응관(11)의 파손을 억제할 수 있다.
또한, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 서로 고정하고 있으므로, 반응관(11) 내가 진공 분위기로 설정된 경우라도, 배기 포트(12)가 배기관(41a)측으로 끌어당겨지는 것을 억제할 수 있다. 그로 인해, 제1 배기관(41a)에 있어서의 지지부(40)보다도 배기 포트(12)측으로 신축 가능 및 굴곡 가능한 벨로우즈체(46)를 개재 설치할 수 있으므로, 배기관(41a)에의 배기 포트(12)의 장착 작업을 용이하고 또한 신속하게 행할 수 있다.
또한, 배기 포트(12)를 배기관(41)에 접속하는 데 있어서, 이들 배기 포트(12)와 배기관(41) 사이의 접속부를 2개소[배기 포트(12)와 플랜지 부재(52) 사이 및 플랜지 부재(52)와 배기관(41a) 사이]에 설치하고 있다. 즉, 종래[샤프트(71)를 설치하지 않는 경우]에서는 1개소에서 완료되어 있었던 상기 접속부를 2개소로 증설함으로써, 말하자면 배기관(41)의 일부의 부재[판 형상 부재(53b)]를 가열로 본체(19)의 하방 위치에 있어서 배기 포트(12)에 접속할 수 있도록 하고 있다. 그로 인해, 반응관(11)에의 이들 판 형상 부재(53b)[플랜지 부재(52)] 및 샤프트(71)의 고정 작업을 하방 위치에 있어서 행할 수 있으므로, 작업자가 머리 위에서 행하는 작업이 상술한 신축 가능 및 굴곡 가능한 벨로우즈체(46)와 플랜지부(58)를 클램프 부재(44)로 고정하는 작업 및 배기관(41a, 41b)의 고정 작업만으로 완료된다. 따라서, 배기관(41a) 등이 배치되어 있어 협소하여 작업을 하기 어려운 작업자의 머리 위에서의 작업을 최대한 줄일 수 있어, 반응관(11)의 설치 작업을 용이하고 신속하게 행할 수 있다. 그로 인해, 샤프트(71)를 설치하지 않는 경우와 비교하여, 반응관(11)의 설치나 교환에 필요로 하는 시간이 짧아지므로, 장치의 가동 시간을 늘릴 수 있다.
또한, 보톰 플랜지(31)에 샤프트(71)로 고정하는 부재로서, 배기 포트(12)의 측방에 배치되는 플랜지 부재(52)를 사용하고 있으므로, 배기 포트(12)의 전방단측[가스 인젝터(21)측] 및 후방단측[진공 펌프(43)측]에 있어서 각각 하우징(10)에 고정되는 고정 부위 사이의 거리[보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52) 사이의 이격 거리]는, 샤프트(71)를 설치하지 않는 경우[보톰 플랜지(31)와 배기관(41a)에 있어서의 지지부(40) 사이의 거리]보다도 극히 짧아진다. 그리고 상기 배기 포트(12)의 후방단측의 고정 부위에 있어서 배기 포트(12)에 대해 어느 치수만큼 위치가 어긋난 상태에서 고정된 경우에 당해 배기 포트(12)에 가해지는 응력은, 상기 거리가 짧아질수록 작아진다. 즉, 상기 후방단측의 고정 부위에 있어서 어느 치수만큼 위치가 어긋난 상태에서 배기 포트(12)를 고정하였을 때에, 당해 배기 포트(12)와 반응관(11)의 접속부는, 상기 거리가 길어질수록 크게 위치가 어긋나려고 한다. 그로 인해, 샤프트(71)를 고정하는 후방단측의 부위로서 플랜지 부재(52)를 사용함으로써, 샤프트(71)의 길이 치수를 짧게 억제할 수 있으므로, 이들 샤프트(71)와 플랜지 부재(52) 사이를 접속할 때의 위치 어긋남량의 허용값은, 샤프트(71)를 설치하지 않는 경우보다도 크게 설정할 수 있다고 할 수 있다. 따라서, 예를 들어 금속 재료보다도 치수 오차가 큰 석영으로 이루어지는 반응관(11)이나 배기 포트(12)라도, 작업자의 숙련도에의 의존 정도를 작게 하여, 반응관(11)의 파손을 억제하여 장치에의 설치 작업을 행할 수 있다.
또한, 샤프트(71)를 3개소에 배치하고 있으므로, 반응관(11)의 파손을 한층 더 억제할 수 있다. 또한, 이들 3개의 샤프트(71)의 배치 위치에 대해, 배기 포트(12)의 한쪽측에 치우친 위치에만 한꺼번에(서로 근접시켜) 배치하는 것이 아니라, 배기 포트(12)의 주위 방향으로 서로 이격되는 동시에, 당해 배기 포트(12)의 내부 영역을 통해 서로 대향하도록 하고 있다. 그로 인해, 예를 들어 플랜지 부재(52)에 가해지는 하중의 배기 포트(12)에의 전달을 한층 더 억제할 수 있다.
도 18은, 샤프트(71)의 유무 및 샤프트(71)의 개수에 따라, 배기 포트(12)에의 하중이 어느 정도가 되는지 확인한 결과를 나타내고 있다. 이 경우에는, 배기관(41a)에 있어서 벨로우즈체(46) 대신에 굴곡되지 않는 금속 배관을 접속하고, 이 금속 배관에 하중을 가하였을 때의 플랜지 부재(52)의 변위량을 측정하였다. 금속 배관에 가한 하중을 구하는 데 있어서, 금속 배관과 하우징(10)을 간극을 두고 볼트에 의해 서로 고정하여, 이때의 토크 렌치에 의해 볼트를 체결 장착하는 체결 장착 토크를 사용하였다. 이 결과, 샤프트(71)를 설치함으로써, 금속 배관에 하중이 가해져도 배기 포트(12)[플랜지 부재(52)]가 움직이기 어렵게 되어 있는[배기 포트(12)가 파손되기 어렵게 되어 있는] 것을 알 수 있었다. 또한, 샤프트(71)의 개수를 증가시킴으로써, 배기 포트(12)가 더욱 파손되기 어려워지는 것을 알 수 있었다. 또한, 이 도 18에 있어서 샤프트(71)를 1개 설치하는 데 있어서, 이 샤프트(71)의 배치 위치는, 배기 포트(12)가 신장되는 방향으로부터 보았을 때에, 금속 배관에 대해 하중을 가하는 방향에 대해 -45°로 되도록 설정하였다. 또한, 샤프트(71)를 2개 설치하는 경우에는, 금속 배관에 대해 하중을 가하는 방향에 대해 225°및 -45°로 되도록 샤프트(71)의 위치를 설정하였다. 샤프트(71)를 3개 설치하는 경우에는, 상술한 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 방향에 대해 -45°, 45° 및 225°로 되도록 샤프트(71)의 위치를 설정하였다.
상술한 예에서는, 가열로 본체(19)의 하방 위치에서 반응관(11) 및 배기 포트(12)에 보톰 플랜지(31), 플랜지 부재(52) 및 샤프트(71)를 이 순서로 장착하여, 그 후 상방 위치에 있어서 플랜지 부재(52)와 배기관(41a)을 접속하였지만, 이하의 (1) 내지 (3)에 나타내는 순서로 장착해도 된다. 이들 (1) 내지 (3)에 있어서, 지지부(40)에 있어서 하우징(10)에 배기관(41)을 미리 고정해 두어도 되고, 혹은 장치에 반응관(11) 및 배기 포트(12)를 설치(고정)한 후, 배기관(41)을 하우징(10)에 고정해도 된다.
(1) 하방 위치에서 반응관(11)에 보톰 플랜지(31)를 고정하고, 이어서 하방 위치 또는 상방 위치에 있어서 배기 포트(12)에 플랜지 부재(52)를 고정하고, 이어서 상방 위치에 있어서 샤프트(71)를 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52) 사이에 고정한다. 그런 후에, 하우징(10)에 보톰 플랜지(31)를 고정한 후, 플랜지 부재(52)와 배기관(41a)[벨로우즈체(46)]을 서로 접속한다. 이때, 하우징(10)에 보톰 플랜지(31)를 고정하는 타이밍으로서는, 반응관(11)을 상방 위치로 들어 올린 후이면, 플랜지 부재(52)와 배기관(41a)을 접속하기 전후의 어느 쪽이라도 좋다. 또한, 배기관(41) 및 보톰 플랜지(31)를 각각 하우징(10)에 고정한 후, 플랜지 부재(52)와 벨로우즈체(46)를 샤프트(71)에 의해 고정해도 된다.
(2) 하방 위치에 있어서, 배기 포트(12) 및 반응관(11)에 각각 플랜지 부재(52) 및 보톰 플랜지(31)를 이 순서로 장착한다. 이어서, 하방 위치 또는 상방 위치에 있어서 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 샤프트(71)에 의해 고정한다. 이어서, 보톰 플랜지(31)를 하우징(10)에 고정하는 동시에, 플랜지 부재(52)와 벨로우즈체(46)를 서로 접속한다.
(3) 하방 위치에서 반응관(11)에 보톰 플랜지(31)를 고정하는 동시에, 하방 위치 또는 상방 위치에 있어서, 배기 포트(12)에 플랜지 부재(52)를 고정한다. 계속해서, 상방 위치에 있어서 벨로우즈체(46)와 플랜지 부재(52)를 서로 접속하고, 보톰 플랜지(31)를 하우징(10)에 고정한다. 그런 후에, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 샤프트(71)를 사용하여 고정한다. 이 경우에는, 벨로우즈체(46)와 배기 포트(12)를 서로 접속하였을 때에, 예를 들어 배기관(41a)의 중량분 등에 따라, 배기 포트(12)에 약간 응력이 가해지는 경우도 있지만, 그 후 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 샤프트(71)에 의해 고정함으로써, 말하자면 상기 응력이 당해 샤프트(71)에 전달되어, 배기 포트(12)나 반응관(11)의 파손이 억제된다. 또한, 이 경우에 있어서 보톰 플랜지(31)를 하우징(10)에 고정하는 타이밍으로서는, 반응관(11)을 상방 위치로 들어 올린 후, 장치의 구동 전[웨이퍼(W)에 대한 처리의 개시 전]이면 된다. 따라서, 반응관(11)의 일련의 장착 스텝의 마지막에, 샤프트(71)가 고정되도록 해도 된다.
또한, 상술한 예에서는 제1 배기관(41a)에 벨로우즈체(46)를 설치하였지만, 이 벨로우즈체(46)를 설치하지 않아도 된다. 이 경우에 있어서, 상술한 (3)의 방법에서는, 배기관(41a)과 배기 포트(12)[플랜지 부재(52)]를 서로 접속하기 전에, 미리 당해 배기관(41a)의 지지부(40)를 하우징(10)으로부터 제거해 두고, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 샤프트(71)를 사용하여 서로 고정한 후, 배기관(41a)이 하우징(10)에 고정된다. 또한, 배기관(41a)과 플랜지 부재(52)를 별개의 부재로서 설치하였지만, 이들 배기관(41a)과 플랜지 부재(52)를 일체화해도 되고, 이 경우라도 배기관(41a)의 플랜지부[배기 포트(12)측의 개구 단부]와 배기 포트(12)가 서로 기밀하게 접속된다.
상술한 예에 있어서, 샤프트(71)를 3개 설치하였지만, 도 19에 도시하는 바와 같이, 1개 혹은 2개라도 좋고, 도 20에 도시하는 바와 같이, 4개 이상이라도 좋다. 또한, 샤프트(71)로서는, 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52) 사이에 있어서의 길이 치수를 조정 가능하고 또한 각각의 고정부(35, 61)에 있어서 수평 방향 및 연직 방향에 단부의 방향을 조정 가능하게 구성하면 된다. 도 21은, 이러한 샤프트(71)의 다른 예를 나타내고 있다.
즉, 상술한 고정부(35, 61) 각각은, 보톰 플랜지(31) 및 판 형상 부재(53a)에 있어서의 측방측[샤프트(71)측]에 있어서 상하 방향에 걸쳐 움푹 들어가도록 형성된 가이드 홈(111)과, 이 가이드 홈(111) 내에 있어서 당해 가이드 홈(111)의 양측면에 끼워 맞추면서 상하에 슬라이드 가능하게 구성되는 동시에, 샤프트(71)측에 볼트 구멍(112)이 형성된 슬라이드 부재(113)를 구비하고 있다. 이들 슬라이드 부재(113)는, 상하 방향으로 슬라이드한 상태에서 각각의 높이 위치를 고정할 수 있도록, 각각의 슬라이드 부재(113)를 측방측으로부터 나사 등에 의해 고정되도록 구성되어 있다.
또한, 샤프트(71)는, 막대 형상의 고정 축(101)과, 이 고정 축(101)이 각각 관통되도록 측면측에 관통구(102)가 각각 형성된 각형 부재(103, 103)를 구비하고 있다. 각형 부재(103)는, 이 관통구(102)의 개구 치수가 고정 축(101)의 직경 치수보다도 커지도록 형성되어 있고, 관통구(102)에 대해 직교하는 방향에 있어서의 각형 부재(103)의 상면측에는, 당해 관통구(102) 내에 삽입된 고정 축(101)을 상면측으로부터 고정하기 위한 볼트(104) 등이 설치되어 있다. 따라서, 고정 축(101)은, 이들 각형 부재(103, 103) 내에 삽입된 상태에서 이들 각형 부재(103, 103)가 배치된 면(예를 들어, 수평면)에 있어서 요동 가능(방향이 조정 가능)하게 구성되어 있다. 또한, 각형 부재(103, 103)에 있어서의 고정부(35, 61)측에는, 상술한 볼트 구멍(112)에 삽입(고정)되는 나사 홈(105, 105)이 형성되어 있다.
이 구성에 있어서 보톰 플랜지(31)와 플랜지 부재(52)를 서로 고정하는 경우에는, 우선 볼트 구멍(112)에 도시하지 않은 와셔 등을 통해 각형 부재(103)의 나사 홈(105)을 삽입하고, 각각의 슬라이드 부재(113)의 높이 위치를 조정하는 동시에, 각각의 관통구(102, 102)의 방향 및 위치를 조정한다. 이어서, 관통구(102, 102) 내에 고정 축(101)을 삽입하고, 각형 부재(103, 103)에 대해 당해 고정 축(101)을 고정한다. 이와 같이 샤프트(71)를 구성함으로써, 고정부(35, 61) 사이의 길이 치수에 따라서, 즉 반응관(11)에 대한 배기 포트(12)의 자세에 따라서, 각형 부재(103, 103)에 의해 각각 고정되는 고정 축(101)의 일단부측 및 타단부측의 위치[고정부(35, 61) 사이에 있어서의 고정 축(101)의 길이 치수]를 조정할 수 있다. 또한, 반응관(11)에 대한 배기 포트(12)의 자세가 설계보다도 상하 방향 혹은 수평 방향으로 변형되어 있는 경우에는, 당해 자세에 따라서, 상술한 슬라이드 부재(113)를 상하로 이동시키거나, 관통구(102, 102)에 있어서 고정 축(101)을 요동시킬 수 있다.
플랜지 부재(52)에 있어서의 고정부(61)의 설치 위치로서는, 배기 포트(12)측의 판 형상 부재(53a) 대신에, 배기관(41)측의 판 형상 부재(53b) 혹은 클램프 부재(44)에 설치해도 된다. 즉, 샤프트(71)는, 반응관(11)을 하우징(10)에 고정하는 장착 부재[보톰 플랜지(31)]와, 배기관(41)과 배기 포트(12)를 접속하는 배기관(41)의 부분을 고정하도록 배치된다. 따라서, 고정부(61)를 클램프 부재(44)에 설치하는 경우에는, 클램프 부재(44)는 상기 배기관(41)의 부분을 이룬다. 또한, 보톰 플랜지(31)에 의해 반응관(11)을 하우징(10)에 고정하는 데 있어서, 반응관(11)의 길이 방향에 있어서의 중단 위치를 측방측으로부터 지지하도록 해도 된다.
이상에 있어서, 반응관(11)과 배기 포트(12)를 서로 용착시켜 기밀하게 고정하였지만, 이들 반응관(11)과 배기 포트(12)의 고정 방법으로서는, 예를 들어 저융점 글래스를 사용한 용접법 등, 반응관(11)과 배기 포트(12)가 서로 일체적으로 기밀하게 고정되는 방법이 채용된다.
또한, 가스 인젝터(21)로부터 반응관(11) 내에 성막 가스를 공급하는 방법으로서는, 당해 가스 인젝터(21)의 측면에 상하 방향에 걸쳐 다수의 가스 구멍(21a)을 형성하는 대신에, 가스 인젝터(21)의 상단부를 웨이퍼 보트(13)의 상방 위치에 있어서 하방을 향해 U자형으로 굴곡시켜, 당해 상단부에 형성된 가스 구멍(21a)으로부터 성막 가스를 공급하도록 해도 된다.
W : 웨이퍼
10 : 하우징
11 : 반응관
12 : 배기 포트
31 : 보톰 플랜지
35 : 고정부
41 : 배기관
52 : 플랜지 부재
61 : 고정부
71 : 샤프트

Claims (11)

  1. 일단부측이 기판의 반입구로서 개방되는 동시에 당해 일단부측에 배기 포트가 형성된 석영제의 반응 용기 내에서 감압 분위기하에서 기판을 진공 처리하는 진공 처리 장치를 조립하는 방법에 있어서,
    상기 반응 용기의 일단부측에 보톰 플랜지를 장착하는 공정 (a)와,
    상기 배기 포트에, 배기관 중 적어도 플랜지부를 접속하여 고정하는 공정 (b)와,
    상기 공정 (a) 및 상기 공정 (b) 후, 상기 배기 포트에 접속하여 고정된 적어도 플랜지부를 포함하는 배기관의 부분과 상기 보톰 플랜지를 고정 부재에 의해 고정하는 공정 (c)와,
    반응 용기에 보톰 플랜지를 장착하는 상기 공정 (a) 후, 상기 보톰 플랜지를 지지부에 고정하는 공정 (d)와,
    상기 공정 (a) 내지 (d)의 공정이 종료된 후, 상기 배기관을, 상기 보톰 플랜지에 대한 고정 위치보다도 하류측에서 상기 보톰 플랜지와는 다른 배기관 고정 부위에 고정하는 공정 (e)를 구비한 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 반응 용기는, 복수매의 기판이 선반 형상으로 보유 지지된 웨이퍼 보트가 일단부측인 하단부측으로부터 반입되는 종형의 반응관이고,
    상기 고정 부재는, 상기 배기관에 있어서의 상기 배기 포트에 접속되는 플랜지부에 고정되는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배기관은, 관로 부재의 일단부측에 착탈 가능하게 플랜지부가 설치되고,
    배기 포트에, 배기관의 플랜지부를 접속하여 고정하는 공정 (b)는, 관로 부재로부터 분리된 상태에서 플랜지부를 배기 포트에 고정하는 공정이고,
    플랜지부와 상기 보톰 플랜지를 고정 부재에 의해 고정하는 공정 (c)를 행한 후에, 당해 플랜지부와 상기 관로 부재의 일단부측을 접속하여 고정하는 공정을 행하고,
    그 후, 배기관을 배기관 고정 부위에 고정하는 공정 (e)를 행하는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 부재는, 상기 배기 포트의 길이 방향으로 신장되는 축 주위로 서로 이격되도록 적어도 3개소에 배치되고,
    각각의 고정 부재는, 상기 배기 포트의 내부 영역을 통해 다른 고정 부재에 대향하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 부재는, 상기 배기관의 부분과 상기 보톰 플랜지 사이에 있어서의 길이 치수가 조정 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배기관은, 상기 배기관 고정 부위에 고정되는 위치와 상기 고정 부재에 의해 보톰 플랜지에 고정되는 위치 사이에 벨로우즈체가 개재되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 부재는, 상기 배기관의 부분 및 상기 보톰 플랜지에 각각 접속되는 접속부가 각각 각도 조정 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
  8. 일단부측이 기판의 반입구로서 개방되는 동시에 당해 일단부측에 배기 포트가 형성된 석영제의 반응 용기 내에서 감압 분위기하에서 기판을 진공 처리하는 진공 처리 장치를 조립하는 방법에 있어서,
    상기 반응 용기의 일단부측에 보톰 플랜지를 장착하는 공정 (a)와,
    상기 배기 포트에, 배기관 중 적어도 플랜지부를 접속하여 고정하는 공정 (b)와,
    반응 용기에 보톰 플랜지를 장착하는 상기 공정 (a) 후, 상기 보톰 플랜지를 지지부에 고정하는 공정 (c)와,
    상기 배기관을 배기관 고정 부위에 고정하는 공정 (d)와,
    상기 공정 (d) 후, 상기 배기 포트에 접속하여 고정된 적어도 플랜지부를 포함하는 배기관의 부분과 상기 보톰 플랜지를 고정 부재에 의해 고정하는 공정 (e)를 구비하고,
    상기 배기관은, 상기 배기관 고정 부위에 고정되는 위치와 상기 고정 부재에 의해 보톰 플랜지에 고정되는 위치 사이에 벨로우즈체가 개재되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치의 조립 방법.
  9. 일단부측이 기판의 반입구로서 개방되는 동시에 당해 일단부측에 배기 포트가 형성된 석영제의 반응 용기 내에서 감압 분위기하에서 기판을 진공 처리하는 진공 처리 장치에 있어서,
    상기 반응 용기의 일단부측에 장착되는 보톰 플랜지와,
    상기 배기 포트에 고정되고, 배기관의 플랜지부와,
    상기 배기 포트에 접속하여 고정된 적어도 플랜지부를 포함하는 배기관의 부분과 상기 보톰 플랜지를 고정하는 고정 부재를 구비한 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 보톰 플랜지가 고정되는 지지부와,
    상기 보톰 플랜지에 대한 고정 위치보다도 하류측에 설치되는 동시에, 상기 보톰 플랜지와는 다른 부재에 의해 구성되고, 상기 배기관을 고정하는 배기관 고정 부위를 구비한 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 배기관에 있어서, 상기 배기관 고정 부위에 고정되는 위치와 상기 고정 부재에 의해 보톰 플랜지에 고정되는 위치 사이에는, 벨로우즈체가 개재되어 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 진공 처리 장치.
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