(57)【要約】【課題】装置上方に扉の開放のためのスペースを必要とせず、扉の開閉に補助動力を必要とせず、しかも扉閉鎖時におけるチャンバ装置内の気密性を維持可能とすること。【解決手段】本発明のチャンバ装置は、上面に開口部を備えるチャンバ本体と、前記開口部を開閉する扉と、前記チャンバ本体に設けられ、前記開口部に位置する前記扉を前記チャンバ本体側に押圧する押圧機構と、前記チャンバ本体に対して前記扉をスライド可能に支持するガイド機構と、を備え、前記扉は、前記開口部を覆う部分を含み、前記押圧機構に押圧される扉本体と、前記ガイド機構にスライド可能に支持されると共に、前記扉本体を前記チャンバ本体における前記上面から離間する方向に付勢する支持機構と、を備える。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に開口部を備えるチャンバ本体と、
前記開口部を開閉する扉と、
前記チャンバ本体に設けられ、前記開口部に位置する前記扉を前記チャンバ本体側に押圧する押圧機構と、
前記チャンバ本体に対して前記扉をスライド可能に支持するガイド機構と、を備え、
前記扉は、
前記開口部を覆う部分を含み、前記押圧機構に押圧される扉本体と、
前記ガイド機構にスライド可能に支持されると共に、前記扉本体を前記チャンバ本体における前記上面から離間する方向に付勢する支持機構と、を備える、
ことを特徴とするチャンバ装置。
【請求項２】
請求項１記載のチャンバ装置であって、
前記支持機構は、
前記扉本体を支持する第１の部材と、
前記ガイド機構に対してスライドされる第２の部材と、
前記第１の部材と前記第２の部材との間に介在される弾性部材と、を備える、
ことを特徴とするチャンバ装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のチャンバ装置であって、
前記開口部に対する前記扉の全開位置と全閉位置とにおいて、前記扉の位置を固定する位置決め機構を備える、
ことを特徴とするチャンバ装置。
【請求項４】
請求項３記載のチャンバ装置であって、
前記ガイド機構は、
前記チャンバ本体に固定されるガイドフレームと、
前記ガイドフレーム内に設けられと共に前記第２の部材に係合され、前記扉を前記ガイドフレームの延長方向に沿ってスライドさせるベアリングユニットと、
を備え、
前記位置決め機構は、前記ベアリングユニットにおける転動体と係合され、前記第２の部材に設けられる凹部を備える、
ことを特徴とするチャンバ装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のチャンバ装置であって、
前記押圧機構は、トグルクランプである、
ことを特徴とするチャンバ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のチャンバ装置と、
基板を処理する処理装置と、を備え、
前記処理装置は、
前記チャンバ装置の前記扉のスライド方向側に配置され、かつ、開放された前記扉と対向する位置に配設されたスロット部と、
前記スロット部と連通して前記扉を収容する収容部と、を備える、
ことを特徴とする処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はチャンバ装置及び処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造設備等においては、ウエハ等のワークは、内部が真空に維持されたチャンバ装置を経由して処理装置に対して出し入れされる。内部のメンテナンスを可能とするため、チャンバ本体の上部に開閉可能な扉を備えたチャンバ装置が提案されている。特許文献１には、片開き式の扉を備えたチャンバ装置が開示されており、扉を上下方向に回動することでチャンバ装置内が開閉される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８７９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ワークが大型化すると、チャンバ装置も大型化し、扉も大型化する傾向にある。片開き式の扉の場合、チャンバ装置の上方に扉を開放するための大きなスペースが必要となる。チャンバ装置が設置される設備環境によっては、その上方に扉の開放のための十分なスペースを確保できない場合がある。また、扉が大型化するとその重量も重くなることから、扉の回動が人力では困難な場合もあり、扉を開閉するために巻き上げ機や吊上げ機などの設備が必要となる。一方、チャンバ装置内の気密性を維持するため、扉の閉鎖時にはチャンバ本体に対して扉を押し付ける仕組みも必要となる。
【０００５】
本発明の目的は、チャンバ装置上方に扉の開放のためのスペースを必要とせず、扉の開閉に補助動力を必要とせず、しかも扉閉鎖時におけるチャンバ装置内の気密性を維持可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上面に開口部を備えるチャンバ本体と、前記開口部を開閉する扉と、前記チャンバ本体に設けられ、前記開口部に位置する前記扉を前記チャンバ本体側に押圧する押圧機構と、前記チャンバ本体に対して前記扉をスライド可能に支持するガイド機構と、を備え、前記扉は、前記開口部を覆う部分を含み、前記押圧機構に押圧される扉本体と、前記ガイド機構にスライド可能に支持されると共に、前記扉本体を前記チャンバ本体における前記上面から離間する方向に付勢する支持機構と、を備える、ことを特徴とするチャンバ装置が提供される。
【０００７】
また、本発明によれば、前記チャンバ装置と、基板を処理する処理装置と、を備え、前記処理装置は、前記チャンバ装置の前記扉のスライド方向側に配置され、かつ、開放された前記扉と対向する位置に配設されたスロット部と、前記スロット部と連通して前記扉を収容する収容部と、を備える、ことを特徴とする処理システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、チャンバ装置上方に扉の開放のためのスペースを必要とせず、扉の開閉に補助動力を必要とせず、しかも扉閉鎖時におけるチャンバ装置内の気密性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るチャンバ装置の使用例を示す斜視図。
【図２】図１のチャンバ装置において扉を全開にした態様を示す斜視図。
【図３】図１のチャンバ装置が備えるスライドレール、支持機構及び押圧機構の説明図。
【図４】（Ａ）は押圧解除時の態様を示す説明図、（Ｂ）は押圧時の態様を示す説明図。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は位置決め機構の説明図。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は処理システムの構成例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１及び図２は本発明の一実施形態に係るチャンバ装置Ａの使用例を示す斜視図であり、図１は扉２を全閉にした態様を示し、図２は扉２を全開にした態様を示す。本実施形態のチャンバ装置Ａは、基板（ウエハ）を搬送するロボット３０を収容する真空搬送装置の外壁を構成するものであるが、本発明のチャンバ装置は各種用途のチャンバ装置に適用可能である。なお、各図において、矢印Ｚは上下方向を示し、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示す。
【００１１】
本実施形態のチャンバ装置Ａは、チャンバ本体１と扉２とを備える。図２に示すようにチャンバ本体１は、上面に開口部１１が形成された箱型の中空体であり、開口部１１は扉２により開閉される。チャンバ本体１には、不図示のバキュームポンプが接続され、扉２の全閉時においては、その内部空間を真空状態に維持可能な気密性を有している。
【００１２】
チャンバ本体１のＸ方向の両側部には、ロードロックチャンバ１００、１００が接続されている。ロードロックチャンバ１００はゲートバルブを備え、ゲートバルブを開閉することで、チャンバ装置Ａとロードロックチャンバ１００との間で、ロボット３０による基板の出し入れが可能となる。ロボット３０は例えば水平多関節型のロボットである。
【００１３】
チャンバ本体１のＹ方向の一方側部には、プロセスチャンバ（不図示）に接続される開口部１２が形成されている。この開口部１２を介して、チャンバ装置Ａとプロセスチャンバとの間で、ロボット３０による基板の出し入れが可能となる。
【００１４】
扉２は、方形板状の扉本体２１と、扉本体２１を支持する支持機構２２とを備える。支持機構２２の詳細は図３及び図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照して後述する。
【００１５】
扉本体２１は開口部１１を覆う部分を含み、その中央部には、例えば、透明部材で閉鎖された窓部２１ａを有している。扉２の全閉時においても窓部２１ａを通してチャンバ内部を視認することが可能となっている。扉２のＸ方向の両側部において扉２とチャンバ本体１との間には、スライドレールＳＲが設けられており、扉２は図１の全閉位置と図２の全開位置との間で、Ｙ方向にスライド自在となっている。扉本体２１には扉２を開閉する際に作業者が把持可能なハンドル２１ｂ、２１ｂが設けられている。
【００１６】
チャンバ本体１には、全閉位置において扉２をチャンバ本体１側に押圧する押圧機構３が設けられている。本実施形態の場合、押圧機構３は、扉２のＸ方向両側の各辺に沿って２つずつ、合計で４つ配置されている。
【００１７】
図３及び図４（Ａ）及び（Ｂ）を参照してスライドレールＳＲ、支持機構２２及び押圧機構３の構成を説明する。
【００１８】
スライドレールＳＲは、本実施形態の場合、２段階で伸縮するスライドレールを例に挙げて説明する。スライドレールＳＲは、チャンバ本体１側の構成として、ガイドレール（アウタレール）１５１と、ベアリングユニットＢＵとを備え、これらはチャンバ本体１に対して扉２をスライド可能に支持するガイド機構を構成している。また、スライドレールＳＲは、扉２側の構成として可動レール（インナレール）２４を備える。なお、スライドレールのスライド段階数は、扉２の大きさ、開口の度合いに応じて適宜選択されるものであり、１段階や３段階以上で伸縮するスライドレールであってもよい。
【００１９】
ガイドレール１５１は、チャンバ本体１に固定されたレール部材であり、Ｃ字型の断面を有してＹ方向に延設されている。ベアリングユニットＢＵは、中間レール１５４と、外側転動体１５２と、保持器１５３と、内側転動体１５５と、保持器１５６とを備え、可動レール２４をガイドレール１５１の延長方向（Ｙ方向）に沿ってスライドさせる。
【００２０】
中間レール１５４は、Ｙ方向に延びるレール部材であり、ガイドレール１５１と全長が略同じであり、ガイドレール１５１の内側に配置されている。外側転動体１５２はボールベアリングであり、Ｚ方向に離間して２列設けられている。上列に位置する外側転動体１５２が上側のガイドレール１５１の内側に、下列に位置する外側転動体１５２が下側のガイドレール１５１の内側に摺動される。各列の外側転動体１５２はＹ方向に複数並べて配置された転動体群で構成されている。保持器１５３は各列の外側転動体１５２を一体に保持する。各列の外側転動体１５２は、ガイドレール１５１と中間レール１５４との間にそれぞれ配置されており、外側転動体１５２の転動により、中間レール１５４は円滑にＹ方向にスライド可能となっている。
【００２１】
内側転動体１５５はボールベアリングであり、外側転動体１５５の内側において、Ｚ方向に離間して２列設けられている。上列に位置する内側転動体１５５が上側の中間レール１５４の内側に、下列に位置する内側転動体１５５が下側の中間レール１５４の内側に摺動される。各列の内側転動体１５５はＹ方向に複数並べて配置された転動体群で構成されている。保持器１５６は各列の内側転動体１５５を一体に保持する。各列の内側転動体１５５は、中間レール１５４と可動レール２４との間にそれぞれ配置されており、内側転動体１５５の転動により、可動レール２４は円滑にＹ方向にスライド可能となっている。
【００２２】
支持機構２２は、上記のガイド機構（ガイドレール１５１、ベアリングユニットＢＵ）にスライド可能に支持されると共に、扉本体２１をチャンバ本体１における上面から離間する方向に付勢する機構である。
【００２３】
本実施形態の場合、支持機構２２は、可動レール２４と、支持体２３と、弾性部材２５と、支持体２１ｃと、を備える。支持体２３、弾性部材２５及び支持体２１ｃは、全閉位置を基準として、４つの押圧機構３の配設部位に対応した位置に設けられており、扉本体２１のＸ方向両側の各辺に沿って２つずつ、合計で４つ配置されている。これらの各配設部位において、扉本体２１には切欠き２１ｄが形成されている。
【００２４】
支持体２３は可動レール２４に固定されたＬ字型の部材である。本実施の形態においては、Ｙ方向に離間する２つの支持体２３、２３が、可動レール２４に固定される。２つの支持体２３と１つの可動レール２４とは、一体となって、Ｙ方向にスライドする部材を構成する。支持体２３は、切欠き２１ｄ内においてＺ方向に突出した円柱状の支持部２３ａを備える。支持部２３ａには弾性部材２５が取り付けられている。弾性部材２５は本実施形態の場合、コイルバネであり、その中心部に支持部２３ａが挿通されている。
【００２５】
支持体２１ｂは、切欠き２１ｄの上側を覆うように扉本体２１に固定されており、弾性部材２５の付勢力を受けて扉本体２１を支持する部材を構成する。弾性部材２５は、支持体２３と支持体２１ｃとの間に介在しており、支持体２１ｃを介して扉本体２１をチャンバ本体１の上面から離間する方向（Ｚ方向上側）に常時付勢している。言い換えると、弾性部材２５は、支持体２１ｃを介して扉本体２１をチャンバ本体１の上面から離間しうるように、その付勢力が調整されたものである。
【００２６】
以上の構成により、扉本体２１は、可動レール２４に対してＺ方向に変位可能にフローティング支持されている。
【００２７】
押圧機構３は、ハンドル３１と、リンク機構３２と、レバー３３と、を備える。レバー３３は、支持体２１ｃに当接する当接部材３３ａ（ここではボルト）を備えている。本実施形態の場合、押圧機構３はトグルクランプを構成しており、図４（Ａ）の状態と図４（Ｂ）の状態の２つの状態で安定する。図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにハンドル３１を下方に向けて回動すると、その回動方向に応じてリンク機構３２によってレバー３３が下方に向けて回動する。図４（Ａ）は、当接部材３３ａが支持体２１ｃから離間した退避状態を示しており、図４（Ｂ）は当接部材３３ａが支持体２１ｃに当接して扉本体２１をチャンバ本体１側に押圧するクランプ状態を示している。本実施形態では、ハンドル３１を手動操作することにより押圧機構３を動作させる構成としているが、モータ等の駆動源を備えて押圧機構３が自動的に作動するように構成してもよい。
【００２８】
チャンバ本体１の上面には、開口部１１を囲むように溝１３が形成されており、この溝１３にはシール部材（例えば、Ｏリング）１４が保持されている。扉２の全閉時に、図４（Ｂ）に示すように押圧機構３をクランプ状態にすると、扉本体２１が支持体２１ｃを介して下方に押圧され、シール部材１４を押しつぶすようにして降下する。これにより、開口部１１の周りにおける扉２とチャンバ本体１との当接部がシール部材１４によってシールされ、チャンバ装置Ａの内部空間が気密に維持される。
【００２９】
一方、図４（Ａ）に示すように押圧機構３を退避状態にすると、扉本体２１に対する押圧が解除され、弾性部材２５の付勢により扉本体２１が上昇する。このとき、扉本体２１はフローティング支持されている。このため、扉２における可動レール２４と、中間レール１５４との間にはＺ方向の負荷がほぼ作用しないので、扉２を全閉位置と全開位置との間で円滑にスライドすることができる。
【００３０】
以上の構成からなるチャンバ装置Ａの作用について、図１及び図２を参照して説明する。チャンバ装置Ａ内を気密にする場合、図１に示すように扉２を全閉位置に位置させ、かつ、押圧機構３をクランプ状態とする。これにより、図４（Ｂ）に示した通り、扉本体２１の下面とチャンバ本体１との間でシール部材１４が圧縮され、開口部１１を扉２で気密に塞ぐことができる。
【００３１】
扉２を全開にする場合、まず、押圧機構３を退避状態にする。これにより、図４（Ａ）に示した通り、弾性部材２５の付勢で扉本体２１が浮き上がった状態となる。作業者は、ハンドル２１ｂ、２１ｂを把持して、扉２をＹ方向にスライドさせ、図２に示すように全開位置に移動させることができる。これにより、開口部１１が開放されるので、チャンバ本体１の内部のメンテナンス等が可能となる。
【００３２】
このように本実施形態のチャンバ装置Ａは、扉２を水平にスライドさせるため、装置上方に扉の開放のためのスペースを必要としない。また、扉２はスライドさせる際、上下方向においてフローティング支持されているので、開閉時に要する力は極めて小さくて済む。よって、巻き上げ機や吊上げ機などの補助動力を要する設備を必要とせず、作業員のみで容易に開閉することができる。更に、押圧機構３によって、扉２の閉鎖時におけるチャンバ装置Ａ内の気密性を維持することができる。
【００３３】
＜他の実施形態＞
＜位置決め機構＞
全閉位置と全開位置とでそれぞれ扉２の位置を固定する位置決め機構を設けてもよい。これにより、不用意に扉２がスライドしてしまうことを防止できる。
【００３４】
図５（Ａ）及び（Ｂ）は位置決め機構の一例を示す。同図の例ではスライドレールＳＲに代わるスライドレールＳＲ’に位置決め機構を設けた例を示す模式図である。スライドレールＳＲ’は、ガイドレール１５１に代わるガイドレール１５１’と、可動レール２４に代わる可動レール２４’と、ベアリングユニットＢＵに代わるベアリングユニットＢＵ’とを備える。
【００３５】
スライドレールＳＲ’は１段階で伸縮するスライドレールであり、ベアリングユニットＢＵ’は中間レール１５４を備えずに、転動体Ｒとその保持器から構成され、ガイドレール１５１’のＹ方向の端部に固定配置されている。
【００３６】
可動レール２４’には、そのＹ方向の一方側部（図５（Ａ）中では左側部）の下側の転動面に、転動体Ｒが係合する凹部ＲＣ１が形成されている。また、可動レール２４’には、そのＹ方向の他方側部（図５（Ａ）中では右側部）の下側の転動面に、転動体Ｒが係合する凹部ＲＣ２が形成されている。凹部ＲＣ１、ＲＣ２は転動体Ｒの数に応じてここでは４つずつ設けられている。凹部ＲＣ１、ＲＣ２は、転動体Ｒの１／４〜１／３程度が嵌まり込む深さの、球状の凹部となっている。
【００３７】
図５（Ａ）は全閉時の態様を示し、図５（Ｂ）は全開時における態様を示す。図５（Ａ）に示す全閉時では、転動体Ｒが凹部ＲＣ１と係合し、可動レール２４’の位置（つまり扉２の位置）が固定される。扉２をＹ方向（図５（Ａ）中では左方向）にやや強めにスライドさせると、転動体Ｒが凹部ＲＣ１から抜け出すようにして両者の係合、言い換えると転動体Ｒの転がり止めが解除されて扉２をスライド可能になる。扉２が全開位置に到達すると、図５（Ｂ）に示すように、転動体Ｒが凹部ＲＣ２と係合し、可動レール２４’の位置（つまり扉２の位置）が固定される。扉２をＹ方向（図５（Ａ）中では右方向）でチャンバ本体１側にやや強めにスライドさせると、転動体Ｒが凹部ＲＣ２から抜け出すようにして両者の係合が解除され、扉２をスライド可能となる。
【００３８】
図５（Ｃ）及び（Ｄ）は位置決め機構の別例を示す。扉本体２１の下面には、図３に示した弾性部材２５が設けられている。押圧機構３による扉本体２１のチャンバ本体１への押圧を解除してクランプを開放することで、扉本体２１は弾性力によりチャンバ本体１から浮き上がった状態となる。扉本体２１の上面には、図５（Ｄ）に示すように、係合する凹部２２３を有する突起部２２２ａ、２２２ｂ（総称して突起部２２２という。）が設けられている。この突起部２２２は、扉本体２１の上面に２箇所（図５（Ｃ）、図５（Ｄ）中では扉本体２１の前方部および後方部に２箇所）設けられる。なお、ベアリング２２１ａ、２２１ｂを扉本体２１に形成し、突起部２２２をチャンバ本体１側に設けるようにしてもよい。また、突起部２２２及びベアリング２２１の設置箇所としては、２箇所に限定するものではなく、３箇所以上であってもよい。
【００３９】
図５（Ｃ）は全閉時の態様を示し、図５（Ｄ）は全開時における態様を示す。図５（Ｃ）に示す全閉時において、押圧機構３によるクランプを解除して扉本体２１がチャンバ本体１から浮き上がることにより、両突起部２２２ａ、２２２ｂの凹部２２３がチャンバ本体１側に固定して設けられたベアリング２２１ａ、２２１ｂにそれぞれ嵌まり込む。
【００４０】
このため、押圧機構３によるクランプを解除しても、扉本体２１の位置が固定されることから、扉本体２１がスライドフリーな状態となることはない。この状態から、図５（Ｄ）に示すように、扉２をＹ方向（図５（Ｄ）中では左方向）に所定の力以上でスライドさせると、それぞれの凹部２２３とベアリング２２１との係合が解除されて扉本体２１がスライドされる。扉本体２１が全開位置に到達すると、突起部２２２ａの凹部２２３とベアリング２２１ｂとが係合し、扉本体２１の位置が固定される。再度、扉を全閉する際は、扉本体２１をＹ方向（図５（Ｄ）中では右方向）に所定の力以上でスライドさせると、突起部２２２ａの凹部２２３とベアリング２２１ｂとの係合が解除され、扉本体２１がスライド可能となる。
【００４１】
＜処理装置＞
基板を処理する処理装置（プロセスチャンバ等）のうち、チャンバ装置Ａに隣接する処理装置に、扉２を収容する収容部を設けてもよい。図６（Ａ）はその一例を示す処理システムの模式図である。
【００４２】
チャンバ装置ＡのＹ方向一方側部（図６（Ａ）中では右側部）にはプロセスチャンバ２００が配置され、Ｙ方向他方側部（図６（Ａ）中では左側部）にはプロセスチャンバ２０１が配置されている。プロセスチャンバ２０１は、チャンバ装置Ａの扉２のスライド方向側（扉２をスライド開放させる方向側）に配置されている。この例では、チャンバ装置Ａはプロセスチャンバ２００との間で基板の出し入れを行い、プロセスチャンバ２０１とは基板の出し入れは行わない構成を想定している。プロセスチャンバ２０１は、例えば、別の真空搬送装置との間で基板の出し入れが行われる。尤も、プロセスチャンバ２０１がチャンバ装置Ａとの間で基板の出し入れを行う装置であってもよい。
【００４３】
プロセスチャンバ２０１は、その上部に、扉２を収容可能な収容空間２０２を有する。図６（Ｂ）は、プロセスチャンバ２０１の、チャンバ装置Ａに対向する面（以下、側面という）２０１ａの正面図を示している。プロセスチャンバ２０１の側面２０１ａには、スロット部２０２ａが形成されている。スロット部２０２ａは開放された扉２と対向する位置に配置されており、カバー２０３で開閉可能となっている。
【００４４】
扉２を開放する場合、図６（Ｃ）に示すようにカバー２０３を開いて、扉２をＹ方向にスライドさせる。すると、スロット部２０２ａから扉２が収容部２０２内に挿入され、収容される。このようにプロセスチャンバ２０１に扉２を収容可能な構成とすることにより、扉２の開放のための空間を避けてプロセスチャンバ２０１を配置する必要がなく、言い換えると、扉２をスライド開放させるためだけの領域（扉２のほぼ１枚分に相当する水平領域）を設ける必要がない。その結果、装置のレイアウトの自由度を向上できると共に、図６（Ａ）に示した装置システム全体のフットプリントを縮小することができる。
【符号の説明】
【００４５】
Ａ  チャンバ装置、ＳＲ  スライド機構、１  チャンバ本体、２  扉、３  押圧機構、２１  扉本体、２２  支持機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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