WO1994011898A1 - Load lock chamber for vertical type heat treatment apparatus - Google Patents

Description

糸田 縦型熱処理装置用ロー ドロ ッ クチャ ンバ一 技術分野

本発明は、 ロー ドロ ッ ク式縦型熱処理装置に関し、 特 にロー ドロ ッ ク式縦型熱処理装置に設けられる ロー ドロ ッ クチャ ンバーに関する。 背景技術

図 3 a は従来のロー ドロ ッ ク式縦型熱処理装置の一部 断面図を示す。 図 3 a に示されているよ う に、 ロー ドロ ッ ク式縦型熱処理装置は、 処理チャ ンバ一 1 とエレベータ 一チャ ンバ一 1 1 とから成る。

処理チャ ンバ一 1 内には反応管 2が、 さ らに反応管 2 内には仕切管 3が備え付けられている。 処理チャ ンバ一 1 の下方には、 その中にガスを導入するガス導入口 9お よびガスを排気する排気口 1 0が設けられているマニホ 一ル ド 4が取り付け られている。 反応管 2の周囲にはヒ 一ターが配置され、 反応管 2、 反応管内部の非処理体 7 等を加熱する こ とができるよ う になつている。

仕切管 3内には、 複数の被処理体 7、 たとえば半導体 ウ ェフ ァ 7 を縦方向に間隔をおいて配置する被処理体支 持ボー ト 5およびそのボー ト 5を支持するボー トテープ ル 6がマ二ホール ド 4 を通って挿入、 取出 し可能に設置 されている。この被処理体 7 になされる処理は、 化学気 相成長による薄膜の形成のほか、 ァニ一 リ ングなどがあ

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エレベーターチャ ンノくー 1 1 は、 処理チャ ンバ一 1 の 真下に、 マ二ホール ド 4を介して連結されている。 エレ ベータ一チャ ンバ一 1 1 は、 その頂部に設けられた開口 部 1 1 a と、 この開口部 1 1 a (図 3 b ) よ り小径のマ 二ホール ド 4 の開口部 4 a (図 3 b ) とを通して処理チヤ ンバ一 1 と連通している。 このエレベーターチャ ンバ一 1 1 において、 未処理の被処理体が被処理体支持ボー ト 5 に配置され、 あるいは処理後の被処理体がそのボー ト 5から取り除かれる。

ボー トテーブル 6の底面には、 外径が開口部 4 a よ り 大径で開口部 1 1 a よ り小径のシールフラ ンジ 8が取り 付けられている。 このシールフラ ンジ 8 は、 開口部 4 a と開口部 1 1 a との間に形成される肩と当接し、 処理チヤ ンバー 1 内の空間を密閉する。 この密閉によ り、 処理チヤ ンバー 1 とエレベーターチャ ンバ一 1 1 の空間とは完全 に分離される。

シールフラ ンジ 8の下方には移動体 1 2が水平に延設 されて、 その一端には、 螺刻された穴が設けられている。 その穴の螺旋と螺合するボールネジ 1 3がその穴を通し て上下に伸びている。 ボールネジ 1 3の上端は、 エレべ 一ターチャ ンバ一 1 1 の上壁に回動自在に取り付けられ ている。 その下端は、 エレべ一ターチャ ンバ一 1 1 内の 気密を保持するための 0 リ ング 1 3 a を介してエレべ一 ターチャ ンバ一 1 1 の底面を貫通して外まで伸びている。 エレベーターチャ ンバ一 1 1から外に露出 したボール ネジの先端にはプー リ ー 1 5 bが取り付けられ、 そのプ 一リ ー 1 5 bはエレベーターチャ ンバ一 1 1 の外側側面 に設けられたモータ 1 4の先端に設けられたプー リ ー 1 5 a とベル ト 1 6 によ り連結されている。 したがって、 モータの回転によ り、 回転がボールネジに伝えられ、 移 動体 1 2が上下する。 これによ り、 ボー トテーブル 6が、 被処理体支持ボー ト 5 と と もにエレベーターチャ ンバ一 1 1 内から処理チャ ンバ一 1 へ、 またはその逆に移動す る。 エレベーターチャ ンバ一 1 1 を必要に応じて排気す る ときは、 排気口 1 7を介して排気される。

図 3 b は、 被処理体 5 までが完全にエレベーターチヤ ンバー 1 1 内に収納されるまでボー トテーブル 6を下降 させたときの熱処理装置の一部断面図を示す。 被処理体 を被処理体支持ボー トに配置させる ときは、 図 3 b に示 すよ う にボー ト 5をエレベーターチャ ンバ一 1 1へ下降 させ、 開口部 2 0およびゲー トバルブ 1 8を介して連結 された前室 1 9から未処理の被処理体をボー ト 5へと供 給する。 処理後は、 同様にボー ト 5を下降させ、 処理さ れた被処理体を前室 1 9 に戻す。

しかし、 従来のロー ドロ ッ ク縦型熱処理装置では、 ボ ー トテーブル 6を昇降させる手段、 すなわち移動体 1 2、 ボールネ ジ 1 3がエレベーターチャ ンバ一 1 1 内に設置 されている。 そのため、 ボールネジ 1 3の回転、 ボール ネジ 1 3 と移動体 1 2 との螺合によ りパーティ クルが発 生する。 また、 エレベータチ ャ ンバ一 1 1 内を真空に し、 ボー トテーブル 6 を昇降させる ときは、 円滑な昇降をなすた めに螺合部分に潤滑油を塗布する必要がある。 この潤滑 油をたとえ低蒸気圧のものと しても、 被処理体を処理後 に処理チェ ンバー 1 よ り取り 出 したとき、 被処理体等が 放つ輻射熱によ り、 エレベータチャ ンバ一 1 1 内の昇降 構造物を熱し、 そのため潤滑油はエレベータチ ャ ンバ一 1 1 内で蒸発し、 結果と して被処理体を汚染させる こ と に 7よる。

さ らに、 真空ロー ドロ ッ ク式の装置の場合、 チ X ンバ 一内が常時真空状態にあるため、 被処理体を保持するボ 一 トテーブルを回転させる機構を設けるこ とが非常に困 難であった。

そこで、 本発明の目的は、 エレベータチャ ンバ一から- パーティ クルを発生させ、 チヱ ンバーの汚染につながる 潤滑油等を必要とする昇降構造物を排除した縦型熱処理 装置用ロー ドロ ツ クチャバ一を提供する こ とである。

本発明の他の目的は、 外部から被処理体を保持するボ 一 トテーブルを回転させる こ とができる上記縦型熱処理 装置用ロー ドロ ツ クチャバーを提供する こ とである。 発明の開示

上記目的を達成する本発明の縦型熱処理装置用ロ ー ド ロ ッ クチ ヤバーは、 被処理体を支持する支持手段を、 下 から着脱自在に気密に挿入できる縦型熱処理装置の処理 チャ ンバ一の下方に配置され、 上下に伸縮自在なロー ド 口 ッ クチャ ンバーであって、 その外側に設けられた昇降 手段によ り伸縮する。 この支持手段はロー ドロ ッ クチヤ ンバーに取り付けられる。

ロー ドロ ッ クチャ ンバ一は、 大きさの異なる、 上下に 連結された 2つのチャ ンバ一部から構成しても良い。 こ の場合、 2つのチャ ンバ一部を連結手段によ り入れ子式 に結合する こ とが望ま しい。

このロー ドロ ッ クチャ ンバ一は金属製べローズが好適 であ り、 昇降手段は、 好適には垂直に伸びるボールネジ と、 該ボールネ ジと螺合し、 ロー ドロ ッ クチャ ンバ一の 底部と係合する移動体と、 さ らに 2つのべローズを用い る ときは連結手段と係合する移動体と、 ボールネジを回 転させる手段から成る。

本は発明の縦型熱処理装置用ロー ドロ ッ クチャ ンバ一 は外部に設けられた昇降手段により収縮し、 その収縮に 従って支持体によ り支持された被処理体は処理チャ ンバ 一へと挿入され、 そ してそこから除去される。 この支持 体の底の外側面を大気下にお く こ とができるこ とから、 支持体を回転させる手段を外部から接近可能となる。 昇降手段は、 ロー ドロ ッ クチヤバーの外側に設けられ ているため、 昇降などで生じたパーティ クルはチャ ンバ 一内に侵入する こ とがない。 図面の簡単な説明

図 l a は、 本発明を実施した、 ボー トテーブルを最も 上昇させた状態の縦型熱処理装置用ロー ドロ ツ クチャ ン バーの部分断面を示し、 図 l bは本発明を実施した、 ボ 一トテーブルを最も下降させた状態の縦型熱処理装置用 ロー ドロ ッ クチャ ンバ一の部分断面を示す。

図 2 aは、 本発明を実施した、 ボー トテーブルを最も 上昇させた状態の他の縦型熱処理装置用ロー ドロ ツ クチャ ンバーの部分断面を示し、 図 l bは本発明を実施した、 ボー トテーブルを最も下降させた状態の他の縦型熱処理 装置用口一 ドロ ツ クチャ ンバーの部分断面を示す。

図 3 aは、 ボー トテーブルを最も上昇させた従来の縦 型熱処理装置用ロー ドロ ツ クチャ ンバーの部分断面図を 示し、 ボー トテーブルを最も下降させた従来の縦型熱処 理装置用ロー ドロ ツ クチャ ンバーの部分断面図を示す。

発明を実施するための最良の形態

図 1 は、 本発明を実施した縦型熱処理装置用ロー ドロ ッ クチヤ ンバーの部分断面図を示し、 図 l aはロー ドロ ッ クチヤ ンバーが収縮した状態を示し、 図 1 bはロー ドロ ッ クチヤ ンバーが伸張した状態を示す。

図 1 に示す縦型熱処理装置用ロー ドロ ッ クチャ ンバ一 において、 図 3に示す縦型熱処理装置用ロー ドロ ッ クチヤ ンバーと共通する構成要素については同一符号が付され ている。

図 1 に示す装置において、 マ二ホール ド 4の下には、 中間チャ ンバ一 3 0が取り付けられ、 中間チャ ンバ一 3 0はシールフラ ンジ 8より大径の開口部 3 0 aにより処 理チャ ンバ一 1 と連通している。 また、 中間チャ ンバ一 3 0 は、 図 1 の場合と同様に排気口 1 7が、 さ らに非熱 処理体を供給、 除去するための前室 1 9がゲー トバルブ 1 8を介して設けられている。 さ らにまた、 中間チャ ン バー 3 0 は開口部 3 0 a とほぼ同径の開口部 3 0 bが設 けられている。

シールフラ ンジ 8の下には、 シールフラ ンジ 8 と同径 の円筒部 3 4 a およびその下端に設けられたフラ ンジ 3 4 bをから成る支持台が取り付けられ、 開口部 3 0 bを 貫通して外に伸びている。 フラ ンジ 3 4 bは、 移動体 1 2 ' の上に固着されるが、 そのフラ ンジ 3 4 b と中間チヤ ンバー 3 0 との間に金属製のベローズ 2 2が気密に取り 付けられ、 これによ り ロー ドロ ッ クチャ ンバ一が形成さ れ、 ボー トテーブル 6 は、 支持ボー ト 5を含め外部から 遮断される。

移動体 1 2 ' は、 円筒部 3 4 aの内径と同径の開口部 1 2 ' a が設けられ、 シールフラ ンジ 8の下面が外部に 露出する。 したがって、 外部からシールフラ ンジ 8を介 して回転機構を装着するこ とができる。 たとえば、 回転 機構のモータの回転軸を、 シールフラ ンジ 8の下から気 密かつ回転可能に貫通させ、 シールフラ ンンジ 8の上方 に位置するボー トテーブル 6 に直接に連結させるこ とで、 外部からボー トテーブル 6を直接回転させるこ とができ る o

移動体 1 2 ' の一端には螺刻された穴が設けられ、 ベ ローズ 2 2の外側でその螺刻された穴と螺合して上下に ヽ 伸びるボールネ ジ 1 3 ' が垂直に回転自在に設けられて いる。

そのボールネジ 1 3' には、 その下端に設けられたプ 一リ ー 1 5 aとモ一夕 1 4に設けられたプー リ ー 1 5 b との間を連結するベル ト 1 6によ り、 モータ 1 4の回転 が伝えられる。 ボ一ルネジ 1 3 ' の回転、 反転によ り移 動体 i 2 ' が昇降しボー トテーブル 6が昇降するが、 ベ ロ ーズ 1 2 ' はこの昇降に追随し、 ロー ドロ ッ クチャ ン バーは内部を気密に保ち続ける。

図 1は、 移動体 1 2' が最下位まで移動した状態の口 — ドロ ツ ク チ ャ ンバ一を示す。 こ の状態で、 被処理体が 被処理体支持ボー 卜へ配置またはそこから除去できる。 図 2は、 本発明の他の実施例を示す。 こ の実施例は、 図 1に示す実施例と異な り、 ベローズが 2つから成る。 図 1の装置と同様に、 シールフラ ンジ 8の下には円筒部 3 4 aとフ ラ ン ン ジ 3 4 bとから成る支持台 3 4が設け られ、 フ ラ ン ン ジ 3 4 bは、 開口部 1 2 a ' を有する第 1の移動体 1 2 a上に取り付けられている。 第 1の移動 体 1 2 aは、 図 1の場合と同様に、 第 1のボールネジ 1 3 aの回転、 反転によ り昇降できる。

支持台 3 4の円筒部 3 4 aの回りに、 下端がフ ラ ンン ジ 3 4 bに気密に取り付けられた小径の第 1のべローズ 2 2 aが配置されている。 そのべローズ 2 2 aの外側に は円筒状の連結手段 2 3が位置し、 連結手段 2 3の上端 の半径方向内側に伸びたフ ラ ンンジ 2 3 aに第 1のべ口 ーズ 22 aの上端が気密に取り付けられている。

連結手段 2 3の下端は、 半径方向外側に伸びるフラ ン ンジ 23 bを有し、 そのフラ ンジ 2 3は第 1のボールネ ジ 1 3' aと同様の第 2のボールネジ 1 3 bと螺合する 穴を有し、 第 2のボールネジ 1 3 bの回転、 反転によ り 昇降する第 2の移動体 1 2 b上に気密に取り付けらてい る。 もちろん、 第 2の移動体 1 2 bは、 第 1のべローズ 2 2 aが貫通できる中央開口部を有している。

中間チャ ンバ一 1 7の下端と連結手段 2 3のフラ ンン ジ 2 3 bとの間で、 連結手段 23の回りを取り巻く よう に、 連結手段 2 3よ り大径の第 2のべローズ 2 2 bが気 密に取り付けられる。 このよう にほぼ同じ長さの 2つの ベローズを入れ子式にするこ とによ り、 ベローズ全体の 長さを短く する こ とができる。 また、 図 1の実施例のベ ローズと異な り、 個々 のべローズの伸縮量が少な く 、 ベ ローズの寿命を長く するこ とができる。

この実施例とは逆に、 第 1のべローズを大径に、 第 2 のべローズを小径に してもよい。 また、 全長が長く なる が 2つのべローズを同径に して、 連結手段によ り連結し てよい。

かく して第 1および第 2のべローズによ り ロー ドロ ッ クチヤ ンバーが形成され、 ボー トテーブル 6は、 支持ボ ー ト 5を含め外部から遮断される。

ボールネ ジ 1 3 aの下方に設けられたプー リ ー 1 5 c の径をボールネジ 1 3 bの下方に設けられたプー リ ー 1 5 dの径の半分に して、 ベル ト 1 6 bによ り連結し、 モ —タ 1 4の回転を各ボールネ ジに伝える と、 第 1 の移動 体 1 2 a は第 2の移動体 1 2 bの移動速度が 2倍にな り、 図 2 bのよ う に 2つのべローズの伸縮が同量にする こ と ができる。

この例は 2つのプー リ 一の直径を調節したが、 ボール ネジのネ ジのピッチを変える こ とによ り、 あるいは各ボ 一ルネ ジを回転させるモータ手段などをそれぞれ設けモ 一夕手段の回転を調節する こ とによ りべローズの伸縮を 同量にする こ とができ る。

こ こで説明 した 2つの好適実施例で、 ボールネジによ る移動体の昇降を行ったが、 ボールネジの代わり に空気 式、 あるいは油圧式のシ リ ンダのよ うな昇降手段によ り 昇降させてもよい。

本発明の縦型熱処理装置用ロー ドロ ツ クチャ ンバ一は 被処理体を支持するボー トテーブルを昇降させる手段を その外部に設けたため、 昇降の際に生じるパーティ クル によ りが汚染される こ とがな く 、 常に気密に保たれる。

また、 このロー ドロ ッ クチャ ンノく一がべローズのよう な可撓性部材で作られ、 かつ昇降手段が外側に設けられ て入る こ とから、 そのチャ ンバ一の容積を小さ く する こ とができる。

さ らに、 ボー 卜テーブルに取り付けれられる シールフ ラ ンジは大気下にある こ とから、 ボー トテーブルを回転 させる機構を外部から接近させ、 ボー トテーブル、 すな わち被処理体を容易に回転させる こ とができ る。

Claims

言青 求 の 範 囲 . 被処理体を支持する支持手段を、 下から着脱自在に 気密に挿入できる縦型熱処理装置の処理チャ ンバ一の 下方に配置され、 上下に伸縮自在なロー ドロ ッ クチヤ ンバーであって、 該ロー ドロ ツ クチャ ンバーが、 その外側に設けられ た昇降手段によ り伸縮し、 前記支持手段がロー ドロ ッ クチャ ンバ一に取り付け られている、 ところのロー ドロ ッ クチャ ンバ一。 . 請求項 1 に記載のロー ドロ ツ クチャ ンバーであって、 当該ロー ドロ ッ クチャ ンバーが金属製べローズであ り、 前記昇降手段が、 垂直に伸びるボールネジと、 該ボ ールネジと螺合し、 前記ロー ドロ ッ クチャ ンバ一と係 合する移動体と、 ボールネジを回転させる手段から成 る、 ところのロー ドロ ッ クチャ ンバ一。. 被処理体を支持する支持手段を、 下から着脱自在に 気密に挿入でき る縦型熱処理装置の処理チャ ンバ一の 下方に配置され、 上下に伸縮自在なロー ドロ ッ クチヤ ンバーであって、 前記ロー ドロ ツ クチャ ンバーが、 大き さの異なる、 上下に連結された 2つのチャ ンバ一部から成り、 前記ロー ドロ ツ クチャ ンバーがその外側に設けられ た昇降手段によ り伸縮し、 前記支持手段が前記下に位置するチャ ンバ一部に取 り付けられている、 と ころのロー ドロ ッ クチャ ンバー。 . 請求項 3 に記載の口一 ドロ ツ クチャ ンバーであって、 前記 2つのチャ ンバ一部が金属製の円筒状べローズ であり、 前記 2つのチャ ンバ一部が連結手段によ り入れ子式 に結合され、 前記昇降手段が、 前記連結手段および前記下に位置 するチャ ンバ一部に係合する、 とこ ろのロー ドロ ッ ク チャ ンバ一。 補正された請求の範囲^ fti囲iは^史0 'よ *1!し6。04 (91^国 )】際事務局受理;出願当初の請求の範囲1及び2は取り下げられた;他の請求

1 . (削除）

2 . (削除）

3 . 被処理体を支持する支持手段を、 下から着脱自在に

気密に挿入できる縦型熱処理装置の処理チ ャ ンバ一の 下方に配置され、 上下に伸縮自在なロー ドロ ッ クチ ヤ ンバーであって、

前記ロー ドロ ッ クチ ャ ンバ一が、 大きさの異なる、 上下に連結された 2つのチ ャ ンバ一部から成り、

前記ロー ドロ ッ クチャ ンバーがその外側に設けられ た昇降手段によ り伸縮し、

前記支持手段が前記下に位置するチ ャ ンバ一部に取 り付けられている、 ところのロー ドロ ツ クチャ ンノく一 。

4 . 請求項 3 に記載のロー ドロ ッ クチ ャ ンバ一であって、

前記 2つのチ ヤ ンバ一部が金属製の円筒状べローズ であ り、

前記 2つのチ ャ ンバ一部が連結手段によ り入れ子式 に結合され、

前記昇降手段が、 前記連結手段および前記下に位置 するチ ャ ンバ一部に係合する、 ところのロー ドロ ッ ク チ ヤ ンバー。

補正きれた用紙 (条約第 19条)