(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースプレート上に水平方向から搬送移動されて設置されるヒーターを備えた縦型熱処理装置において、前記ヒーターは下部開口端に鍔状の底板を有し、該底板にバネを介して底面から引っ込み可能に突出付勢された球形の車輪を有する搬送移動用のキャスターを設け、ヒーターの底板をベースプレート上に締結固定具で締め付けることにより、前記バネを圧縮してキャスターの車輪をヒーターの底面から引っ込ませると共にヒーターをベースプレート上に固定したことを特徴とする縦型熱処理装置。
【請求項２】
前記キャスターは、球形の車輪を回転可能に支持したキャスター本体と、前記ヒーターの底板に設けた取付穴に取付けられ、キャスター本体を上下移動可能に収容するキャスターケーシングと、キャスター本体の上下移動を一定範囲に規制するためにキャスターケーシングの上端部および下端部に取付けられた上蓋および下蓋と、該下蓋に形成され前記車輪が突出又は引っ込み可能な開口部と、キャスターケーシングの上端とキャスター本体の下端に設けられて上下方向で互いに対向するフランジ部と、両フランジ部間にキャスター本体とキャスターケーシングの間の環状空間に収容された状態で介設され、前記車輪を下蓋の開口部から突出するように付勢するコイル状のバネとを備えていることを特徴とする請求項１記載の縦型熱処理装置。
【請求項３】
縦型熱処理装置におけるベースプレート上にヒーターを設置する方法において、前記ヒーターは下部開口端に鍔状の底板を有し、該底板にバネを介して底面から引っ込み可能に突出付勢された球形の車輪を有する搬送移動用のキャスターを設け、前記ベースプレート上に前記キャスター付ヒーターのキャスターを案内するレールを有するヒーターセット治具を取付け、前記キャスター付ヒーターを前記ヒーターセット治具のレールと対応するレールを有する昇降プレート上に載せ、この昇降プレートを昇降機によりヒーターセット治具の高さまで上昇搬送し、昇降プレートとヒーターセット治具の対向する端部同士を連結し、キャスター付ヒーターを昇降プレートとヒーターセット治具のレール上に沿ってベースプレート上まで搬送移動し、ヒーターセット治具を取り去り、ベースプレート上にキャスター付ヒーターの底板を締結固定具で締め付けることにより、前記バネを圧縮してキャスターの車輪をヒーターの底面から引っ込ませると共にヒーターをベースプレート上に固定することを特徴とするキャスター付ヒーターの設置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、縦型熱処理装置およびキャスター付ヒーターの設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造においては、被処理基板である半導体ウエハに酸化、拡散、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、アニールなどの処理を施すために、各種の熱処理装置が使用されている。その熱処理装置の一つである縦型熱処理装置は、筐体内に水平なベースプレートを備えており、このベースプレート上に縦型熱処理炉を構成する円筒状のヒーターを設置している。
【０００３】
この場合、上記ヒーターは、筐体の高さが限られていることから、水平方向からベースプレート上に搬送移動されて設置されるようになっている。従来のヒーターは、比較的小口径のウエハを対象として製作されており、それほど重くなかったので、ベースプレート上にスライド移動させて設置したり、あるいはメンテナンスのためにスライド移動させて搬出することができ、搬送移動に特に問題はなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ヒーターは、ウエハサイズの増大に伴い、重量が増大する傾向がある。例えば、８インチ用のヒーターでは、重量が７０〜８０Ｋｇと重くなり、搬送移動に苦労するようになり、また、３００ｍｍ用のヒータでは、重量が１２０〜３００Ｋｇと格段に重くなり、最早、従来の移動方法で搬送移動することは困難であった。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものである。本発明の目的は、ヒーターの重量が増大しても、ヒーターを容易に搬送移動することができる縦型熱処理装置を提供することにある。また、本発明の目的は、ヒーターが設置される筐体内の奥部に手が届きにくいことから、ヒーターの設置時にキャスターの取外しを不要にした縦型熱処理装置を提供することにある。また、本発明の目的は、ヒーターをベースプレート上に容易に搭載することができるキャスター付ヒーターの設置方法を提供することにある。
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のうち請求項１に係る発明は、ベースプレート上に水平方向から搬送移動されて設置されるヒーターを備えた縦型熱処理装置において、前記ヒーターは下部開口端に鍔状の底板を有し、該底板にバネを介して底面から引っ込み可能に突出付勢された球形の車輪を有する搬送移動用のキャスターを設け、ヒーターの底板をベースプレート上に締結固定具で締め付けることにより、前記バネを圧縮してキャスターの車輪をヒーターの底面から引っ込ませると共にヒーターをベースプレート上に固定したことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記キャスターが、球形の車輪を回転可能に支持したキャスター本体と、前記ヒーターの底板に設けた取付穴に取付けられ、キャスター本体を上下移動可能に収容するキャスターケーシングと、キャスター本体の上下移動を一定範囲に規制するためにキャスターケーシングの上端部および下端部に取付けられた上蓋および下蓋と、該下蓋に形成され前記車輪が突出又は引っ込み可能な開口部と、キャスターケーシングの上端とキャスター本体の下端に設けられて上下方向で互いに対向するフランジ部と、両フランジ部間にキャスター本体とキャスターケーシングの間の環状空間に収容された状態で介設され、前記車輪を下蓋の開口部から突出するように付勢するコイル状のバネとを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に係る発明は、縦型熱処理装置におけるベースプレート上にヒーターを設置する方法において、前記ヒーターは下部開口端に鍔状の底板を有し、該底板にバネを介して底面から引っ込み可能に突出付勢された球形の車輪を有する搬送移動用のキャスターを設け、前記ベースプレート上に前記キャスター付ヒーターのキャスターを案内するレールを有するヒーターセット治具を取付け、前記キャスター付ヒーターを前記ヒーターセット治具のレールと対応するレールを有する昇降プレート上に載せ、この昇降プレートを昇降機によりヒーターセット治具の高さまで上昇搬送し、昇降プレートとヒーターセット治具の対向する端部同士を連結し、キャスター付ヒーターを昇降プレートとヒーターセット治具のレール上に沿ってベースプレート上まで搬送移動し、ヒーターセット治具を取り去り、ベースプレート上にキャスター付ヒーターの底板を締結固定具で締め付けることにより、前記バネを圧縮してキャスターの車輪をヒーターの底面から引っ込ませると共にヒーターをベースプレート上に固定することを特徴とする。
【００１２】
【実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。図１は本発明の実施の形態を示すキャスター付ヒーターの斜視図、図２は同キャスター付ヒーターのキャスター部分の拡大断面図、図３はキャスター付ヒーターを具備した縦型熱処理装置の縦断面図である。
【００１３】
先ず、縦型熱処理装置の一例について図３を参照して説明する。この縦型熱処理装置は、例えばＣＶＤ処理に適するように構成された縦型熱処理炉１を有している。この縦型熱処理炉１は、熱処理室を構成する縦長円筒状の反応管２を有している。この反応管２は、耐熱性および赤外線透過性を有する材料、例えば石英により形成されている。また、反応管２は、上端および下端が開口した内管３と、上端が閉塞され、下端が開口した外管４とからなる二重管構造に構成されていることが好ましい。
【００１４】
上記反応管１の下端部には、処理ガス等の供給、排気を行なうガス供給管部５および排気管部６を側壁に有する円筒状のマニホールド７が接続されている。このマニホールド７は、耐食性および耐食性を有する材料、例えばステンレスにより形成されている。このマニホールド７は、上方に水平に配置されたベースプレート８に図示しない取付部材を介して取付けられている。
【００１５】
上記マニホールド７の上端部に上記外管４の下端部が気密に接続され、マニホールド７の内側に形成された鍔部９に上記内管３の下端部が支持されている。上記ガス供給管部５は、上記内管３の内側に沿って上方へ処理ガス等を供給するように設けられ、上記排気管部６は、上記内管３と外管４との間の環状通路１０から処理後の排ガスを排気するように設けられている。
【００１６】
上記反応管１の周囲には、反応管１内を所定の温度、例えば５００〜１２００℃に加熱するために、ヒーター１１が配置されている。このヒーター１１は、ヒーター線（発熱抵抗線）１２を反応管１の周囲を巻回する如くコイル状に形成し、このヒーター線１２の外側を断熱材１３で覆い、更にこの断熱材１３の外側を冷却ジャケット等のアウターシェル１４で覆った構造になっている。ヒーター１１は、後述するようにして上記ベースプレート８上に設置されている。
【００１７】
縦型熱処理炉１の炉口を形成する上記マニホールド７の下端開口部は、蓋体１５で開閉可能に閉じられるようになっている。この蓋体１５は、耐熱性および耐食性を有する材料、例えばステンレス製であることが好ましい。この蓋体１５上には、例えば石英製の保温筒１６を介して熱処理用基板支持具であるウエハボート１７が着脱可能に載置される。このウエハボート１７は、被処理基板である円板状の半導体ウエハＷを水平状態で上下方向に所定の間隔で多数枚、例えば１５０枚程度支持可能に構成されている。
【００１８】
上記蓋体１５は、昇降機構１８の昇降アーム１９に取付けられており、この昇降機構１８により蓋体１５の開閉と、反応管１に対するウエハボート１７の搬入、搬出が行なわれるようになっている。上記蓋体１５には、保温筒１６を介してウエハボート１７を軸廻りに回転させるための回転機構（図示省略）が設けられていることが好ましい。
【００１９】
上記マニホールド７の側壁に設けられたガス供給管部５には、処理ガス等の供給源に通じるガス供給管２０が接続され、排気管部６には、排気系に通じる排気管２１が接続されている。この排気系には、反応管１内を所定の減圧雰囲気ないし真空度、例えば１０〜１０−８Ｔｏｒｒに減圧排気するための図示しない真空ポンプ等を有する減圧制御装置（図示省略）が設けられている。上記縦型熱処理炉１の下方は、炉内へのウエハボート１７の搬入搬出を行うためのローディングエリアになっている。
【００２０】
上記縦型熱処理炉１や昇降機構１８、その他の関連機器等は、清浄な雰囲気に維持された図示しない筐体内に配設されている。ところで、縦型熱処理装置の組立においては、上記筐体内におけるベースプレート８上にヒーター１１を設置する場合、上記筐体の高さが限られていることから、ヒーター１１を水平方向からベースプレート８上に搬送移動して設置しなければならない。なお、ヒーター１１の設置後に、反応管２等が取付けられる。
【００２１】
上記ヒーター１１の設置時およびメンテナンス時におけるヒーター１１の搬送移動を容易にするために、ヒーター１１には、図１ないし図２に示すように、搬送移動用のキャスター２２が設けられている。このキャスター２２は、ヒーター１１にバネ２３を介して底面から引っ込み可能に突出付勢された状態で設けられており、図９に示すように、ヒーター１１をベースプレート８上にボルト２４により締め付け固定するときに、その締め付け力により上記バネ２３を圧縮させてキャスター２２をヒーター１１の底面から引っ込ませるように構成されていることが好ましい。
【００２２】
上記ヒーター１１は、その下部開口端にボトムメンバーである鍔状の底板２５を有しており、この底板２５に上記キャスター２２が取付けられている。キャスター２２は、ヒーター１１を安定した支持状態で移動可能とするために、周囲に適宜間隔で複数個配設されていることが好ましく、図示例のように、底板２５の四隅に配設されていることが好ましい。
【００２３】
上記キャスター２２は、ローラー状の一般的な車輪を有していてもよいが、移動性や構造上の観点から、球形の車輪２６を有していることが好ましい。この車輪２６としては、例えば鋼球が好適である。キャスター２２は、上記車輪２６をキャスター本体２７に回転可能に支持して構成されている。上記車輪２６は、キャスター本体２７にベアリングを介して回転可能に支持されていることが好ましい（図示省略）。
【００２４】
上記キャスター２２すなわちキャスター本体２７は、円筒状のキャスターケーシング２８内に上下移動可能に収容されている。キャスター本体２７の上下移動を一定範囲に規制するために、キャスターケーシング２８の上端部には上蓋２９が、下端部には車輪２６が突出又は引っ込み可能な開口部３０を有する下蓋３１が取付けられている。上記キャスターケーシング２８の上端とキャスター本体２７の下端には、上下方向で互いに対向するフランジ部３２，３３が設けられ、これら両フランジ部３２，３３間に、コイル状の上記バネ２３がキャスター本体２７とキャスターケーシング２８の間の環状空間に収容された状態で介設されている。
【００２５】
上記バネ２３としては、ヒーター１１の荷重により圧縮されてキャスター２２の車輪２６が底板２５の下面から引っ込むことがないように、所定のバネ定数のものが用いられる。上記バネ２３は、図示例では一重（一本）に配置されているが、二重に配置されていてもよい。上記ヒーター１１の底板２５には、キャスターケーシング２８を取付けるための取付穴３４が設けられ、キャスターケーシング２８は、上記取付穴３４に嵌合されてネジ３５で固定されている。以上のようにしてキャスター付ヒーター１１が構成されている。
【００２６】
次に、上記構成のキャスター付ヒーター１１をベースプレート８上に搭載設置する方法について図４〜図９を参照しながら説明する。図４はヒーターセット治具を用いてキャスター付ヒーターを縦型熱処理装置のベースプレート上にセットする状況を概略的に示す平面図、図５は図４の側面図、図６はヒーターセット治具の基部側の取付構造を示す側面図、図７はヒーターセット治具の先端側の位置決め支持構造を示す断面図、図８はベースプレートとキャスター付ヒーターの間からヒータセット治具を取り去る状況を示す部分的側面図、図９はベースプレート上にキャスター付ヒーターを固定した状態を示す部分的側面図である。
【００２７】
先ず、上記ベースプレート８上に、キャスター付ヒーター１１のキャスター２２を案内する一対のレール３６を有するヒーターセット治具３７を取付ける。このヒーターセット治具３７は、一対のレール３６を一端で連結板３８を介して連結することにより平面コ字状に形成されている。上記連結板３８の下面には、図６に示すように、ベースプレート８を支持固定している架台３９の側面に当接される位置決め用の当接部材４０を有しており、この当接部材４０がボルト４１と上記架台３９に固定されたナット４２とにより上記架台３９に固定されるようになっている。上記レール３６の先端部の位置決めおよび浮き上がり防止のために、上記ベースプレート８上には、図７に示すように、鋲状のストッパー４３が突設され、レール３６の先端には、上記ストッパー４３に係合する切欠部４４が形成されている。
【００２８】
次に、上記ヒーターセット治具３７と図示しない床との間には高低差があるため、例えば巻上機等によりキャスター付ヒーター１１を昇降プレート４５上に載せ、この昇降プレート４５を図示しないリフター（昇降機）によりヒーターセット治具３７の高さまで上昇搬送する。昇降プレート４５の下面には、リフターのフォーク４６を差し込むフォーク差込部４７が設けられている。昇降プレート４５の上面には、上記ヒーターセット治具３７のレール３６と対応する同様の一対のレール４８が設けられている。ヒーターセット治具３７上のレール３６および昇降プレート４５上のレール４８は、板状であり、その上面にキャスター２２の車輪２６を案内する案内溝４９，５０が形成されていることが好ましい。
【００２９】
上記昇降プレート４５上のレール４８がヒーターセット治具３７上のレール４６と同一レベルになったときに、両者を結合するために、昇降プレート４５とヒーターセット治具４７の対向する端部５１，５２同士をボルト５３とナット５４により連結する。この場合、上記ボルト５３は、図６に仮想線で示すように昇降プレート４５の端部５１側に収納可能に設けられていることが好ましい。
【００３０】
昇降プレート４５とヒーターセット治具３７の対向する端部５１，５２同士をボルト５３とナット５４により連結したなら、キャスター付ヒーター１１をキャスター２２を介してレール４８，３６上に沿ってベースプレート８の上部まで搬送移動する。次いで、図８に示すように、キャスター付ヒーター１１の底板２５に取付けられたセット用のボルト５５によりキャスター付ヒータ１１をベースプレート８上から浮かせた支持状態にし、この状態でベースプレート８とヒーター１１の間からヒーターセット治具３７を取り去る。次いで、図９に示すように、ヒーター１１の底板２５をベースプレート８上に締結固定具であるボルト２４により締め付けて固定すればよく、その締め付け力によりバネ２３が圧縮されてキャスター２２の車輪２６が底板２５の下面より引っ込み、底板２５がベースプレート８上に結合され、ヒーター１１の設置が完了する。このようにしてヒーター１１をベースプレート８上に容易に搭載することができる。
【００３１】
なお、ヒーター１１の底板２５には、上記ベースプレート８上に突設されたストッパー４３と干渉を避けるための凹部ないし穴部が設けられている（図示省略）。また、ヒーター１１のメンテナンスを行う場合には、上記とは逆の順序によりヒーター１１をベースプレート８上から容易に搬出することができる。
【００３２】
以上のように構成されたキャスター付ヒータ１１によれば、ヒーター１１に搬送移動用のキャスター２２が設けられているため、ヒーター１１の重量が増大しても、容易に搬送移動することができる。従って、ウエハサイズ３００ｍｍ以上用のヒーター１１であったとしても、ヒーター１１の設置時およびメンテナンス時の搬送作業を容易に行うことができ、労力の軽減および作業性の向上が図れる。
【００３３】
また、上記キャスター付ヒーター１１によれば、ヒーター１１にバネ２３を介して底面から引っ込み可能に突出付勢された搬送移動用のキャスター２２が設けられ、ヒーター１１をベースプレート８上に締め付け固定するときに、その締め付け力により上記バネ２３が圧縮されてキャスター２２がヒーター１１の底面から引っ込むように構成されているため、ヒーター１１の設置時にキャスター２２の取外しが不要になり、また、キャスター２２がヒーター１１の設置作業の妨げにならず、作業性の向上が図れる。ヒーター１１が設置される筐体内の奥部は手が届きにくく、キャスターの取外し作業を行うことが困難であるため、出没可能な上記キャスターを採用することにより、キャスターの取外しが不要になり、作業性が向上する。
【００３４】
更に、上記キャスター２２が球形の車輪２６を有していることから、ヒーター１１を任意の方向へ容易に搬送移動することができる。また、上記キャスター２２は、ヒーター１１の底部にバネ２３を介して設けられているため、ヒーター１１の搬送時に発生する振動を上記バネ２３によって吸収することができる。なお、キャスター２２は、ヒーター１１の設置後に取外さないが、ヒーター１１の外側の例えば５０℃程度しか昇温しない底板２５に設けられているため、熱影響を受ける心配はない。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、バネ２３は、高耐熱性を有する材料、例えばインコネル製あるいはセラミック製等であることが好ましいが、ステンレス製等の普通バネ材料であってもよい。縦型熱処理装置としては、ＣＶＤ以外に、例えば酸化、拡散、アニール等の熱処理に適するように構成されていてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００３７】
（１）請求項１に係る発明によれば、ヒーターの重量が増大してもヒーターを容易に搬送移動することができ、また、ヒーターの設置時にキャスターの取外しが不要になり、キャスターがヒータの設置作業の妨げにならず、作業性の向上が図れる。また、請求項３に係る発明によれば、ヒーターをベースプレート上に容易に搭載することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すキャスター付ヒーターの斜視図である。
【図２】同キャスター付ヒーターのキャスター部分の拡大断面図である。
【図３】キャスター付ヒーターを具備した縦型熱処理装置の縦断面図である。
【図４】ヒーターセット治具を用いてキャスター付ヒーターを縦型熱処理装置のベースプレート上にセットする状況を概略的に示す平面図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】ヒーターセット治具の基部側の取付構造を示す側面図である。
【図７】ヒーターセット治具の先端側の位置決め支持構造を示す断面図である。
【図８】ベースプレートとキャスター付ヒーターの間からヒータセット治具を取り去る状況を示す部分的側面図である。
【図９】ベースプレート上にキャスター付ヒーターを固定した状態を示す部分的側面図である。
【符号の説明】
８  ベースプレート
１１  ヒーター
２２  キャスター
２３  バネ
２６  球形の車輪
【図１】
0003587280.tif 000002
【図２】
0003587280.tif 000003
【図３】
0003587280.tif 000004
【図４】
0003587280.tif 000005
【図５】
0003587280.tif 000006
【図６】
0003587280.tif 000007
【図７】
0003587280.tif 000008
【図８】
0003587280.tif 000009
【図９】
0003587280.tif 000010