(57)【要約】【課題】線状材保持体を具備する半導体製造装置に於いて、可動部を収納する室を小型化し、装置の製作費の低減を図る。【解決手段】室１内部に可動部２７を有し、該可動部に接続される線状材１３が線状材保持体１５によって屈曲可能に保持され、該線状材保持体は一端が室外に係着され、室外部で逆Ｕ字状に屈曲されると共に前記可動部の可動方向に延出し、他端が前記室内部の可動部に係着され、前記線状材保持体の直線部に当接するガイド２６、３２が室内外に掛渡って設けられた。【選択図】　　　　図３
2004104010.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内部に可動部を有し、該可動部に接続される線状材が線状材保持体によって屈曲可能に保持され、該線状材保持体は一端が室外に係着され、室外部で逆Ｕ字状に屈曲されると共に前記可動部の可動方向に延出し、他端が前記室内部の可動部に係着され、前記線状材保持体の直線部に当接するガイドが室内外に掛渡って設けられたことを特徴とする半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンウェーハ等の基板に薄膜を生成し、或は不純物の拡散を行うＣＶＤ装置、拡散装置等の半導体製造装置、特にロードロック室を有する縦型半導体製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６〜図８により従来の半導体製造装置について説明する。
【０００３】
図中、１は気密室であるロードロック室、２は該ロードロック室１にゲートバルブ（図示せず）を介して気密に連設された気密な移載室、３は該移載室２の前面に設けられた蓋開閉機、４は該蓋開閉機３に臨接して設けられた容器授受ステージ、５は基板を収納する搬送用基板容器（ポッド）であり、該搬送用基板容器５は開閉可能な密閉容器となっている。
【０００４】
前記ロードロック室１の上面には縦型反応炉６が立設されている。該縦型反応炉６は反応室を画成する反応管（図示せず）、該反応管を囲繞するヒータ（図示せず）を具備している。又、図示しないが前記ロードロック室１には真空排気装置及び不活性ガス供給ラインが接続されている。
【０００５】
前記移載室２の内部には基板移載機７が昇降可能に設けられ、該基板移載機７の近傍には基板（ウェーハ）を所要枚数一時的に保管する基板保持部８が設けられている。又、前記移載室２内部にはクリーンユニット１０が設けられ、前記移載室２内部を清浄雰囲気としている。
【０００６】
前記ロードロック室１の内部には、ボートエレベータ９が設けられている。
【０００７】
前記ロードロック室１の底面から天井面に掛渡りガイドシャフト１１が設けられ、該ガイドシャフト１１に案内され昇降テーブル１２が昇降可能に設けられている。該昇降テーブル１２は中空構造となっており、内部は信号配線、電力配線、或は冷却水用のホース等の線状材１３等が挿通している。該線状材１３は後述するボート回転機構１８を駆動する為の給電、信号の通信、或はシール部に冷却水を供給する為のものである。
【０００８】
又、前記ガイドシャフト１１と平行にスクリューシャフト（図示せず）が回転可能に設けられ、該スクリューシャフトは上端が前記ロードロック室１の上方に突出しており、突出端に昇降モータ１４が連結され、前記スクリューシャフトと前記昇降テーブル１２とはナット（図示せず）を介して連結されている。
【０００９】
前記昇降テーブル１２には線状材保持体１５の一端が固着され、該線状材保持体１５はクローラ状に構成され、屈撓自在となっており、該線状材保持体１５は一旦垂下し、Ｕ字状に屈曲して他端が前記ロードロック室１の天井部に固着されている。前記線状材保持体１５には前記線状材１３が固定されており、該線状材１３は前記線状材保持体１５と一体となって屈伸する様になっている。
【００１０】
前記昇降テーブル１２の上面と前記ロードロック室１の天井下面との間には上部ベローズ（中空伸縮体）１６が設けられ、該上部ベローズ１６は前記昇降テーブル１２より上方に延出する前記ガイドシャフト１１、スクリューシャフト、線状材保持体１５、更に前記ガイドシャフト１１、スクリューシャフトの天井部貫通箇所、前記線状材１３の天井貫通部を気密に収納している。又前記昇降テーブル１２の下面と前記ロードロック室１の床面間には下部ベローズ（中空伸縮体）１７が設けられ、該下部ベローズ１７は前記昇降テーブル１２より下方に延出する前記ガイドシャフト１１、スクリューシャフト、線状材保持体１５を気密に収納する。而して、前記上部ベローズ１６と下部ベローズ１７により気密な隔壁が形成され、前記ロードロック室１内部は外気と遮断されると共に前記昇降テーブル１２等の可動部、特に摺動部からも完全に隔離される。
【００１１】
前記昇降テーブル１２の先端部にはボート回転機構１８が設けられ、該ボート回転機構１８は保持具であるボート（図示せず）が載置される。該ボートは基板を前記反応室で水平多段に保持する。又、前記ボート回転機構１８の上端部には前記縦型反応炉６の炉口部を気密に閉塞するシールキャップ１９が設けられる。
【００１２】
次に、基板処理について略述する。
【００１３】
前記ロードロック室１内は不活性ガスにより大気圧に復帰されている。前記容器授受ステージ４に前記搬送用基板容器５が載置され、前記蓋開閉機３に密着されると、該蓋開閉機３により前記搬送用基板容器５が開放される。
【００１４】
前記ロードロック室１と移載室２間のゲートバルブ（図示せず）が開放され、前記基板移載機７により基板２１が降下状態の前記ボート（図示せず）に移載される。或は、前記基板移載機７により一旦前記基板保持部８に移載され、前記蓋開閉機３が閉じられてから、前記基板保持部８から前記ボートへと前記基板移載機７により移載される。
【００１５】
前記ロードロック室１と移載室２間のゲートバルブが閉じられ、前記ロードロック室１が真空排気され、前記昇降モータ１４が駆動され、前記昇降テーブル１２が上昇され、前記ボートが前記縦型反応炉６に装入される。前記昇降テーブル１２が上昇すると、前記線状材保持体１５もＵ状屈曲部が上昇して追従する。
【００１６】
処理中、前記ボートは処理の均一性向上の為、前記ボート回転機構１８により回転される。前記基板２１が加熱されると共に反応室内に不活性ガスが導入され、該基板２１に所要の処理がなされる。
【００１７】
処理後、真空状態の前記ロードロック室１に前記ボートが降下され、所要温度迄冷却され、所要温度迄冷却されると前記ロードロック室１が大気圧迄復帰され、ゲートバルブが開放され、前記基板移載機７により処理済の基板２１が前記基板保持部８に或は直接前記搬送用基板容器５に払出される。
【００１８】
上記処理工程に於いて、前記ロードロック室１内には基板２１が露出状態で扱われ、更に高温状態の基板２１が一時保管される等するので、該基板２１の汚染を防止する為、高度の清浄雰囲気が要求される。前記ロードロック室１は真空雰囲気として高度の清浄雰囲気を達成するものである。シャフト等の構造部材が前記ロードロック室１を貫通し、及び前記ボートエレベータ９の可動部、摺動部から発塵の虞れがあり、又潤滑油の蒸気、或は前記線状材１３の被覆材からの蒸気による有機物汚染の虞れがある。構造部材のロードロック室貫通箇所のシール、ボートエレベータの可動部、摺動部の隔離、及び有機物汚染の防止の為、上記した様に前記上部ベローズ１６、下部ベローズ１７からなる中空伸縮体が設けられている。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の半導体製造装置では、中空伸縮体は前記ガイドシャフト１１、スクリューシャフトの他に線状材保持体１５も収納する構造である為、前記中空伸縮体の直径が大きく、該中空伸縮体の値段が高くなる。又、前記ロードロック室１が大きくなり、更に、フットプリントが大きくなり、装置を設置する場合の制約が大きくなる。前記ロードロック室１は気密な耐圧容器であるので、大型化により製作費が高くなる。又、該ロードロック室１は処理の度に真空排気、不活性ガスによる大気圧復帰を繰返すが、該ロードロック室１の容積が大きくなると真空排気、大気圧復帰に時間が掛り、スループットが低下する。更に、不活性ガスの使用量が増えランニングコストが増大する等の問題があった。
【００２０】
本発明は斯かる実情に鑑み、線状材保持体を具備する半導体製造装置に於いてロードロック室を小型化することで、装置の製作費を低減し、又ランニングコストの低減、スループットの向上を図るものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、室内部に可動部を有し、該可動部に接続される線状材が線状材保持体によって屈曲可能に保持され、該線状材保持体は一端が室外に係着され、室外部で逆Ｕ字状に屈曲されると共に前記可動部の可動方向に延出し、他端が前記室内部の可動部に係着され、前記線状材保持体の直線部に当接するガイドが室内外に掛渡って設けられた半導体製造装置に係るものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００２３】
図１〜図５は本発明の実施の形態を示しており、本発明の半導体製造装置の基本的な構成は、図６〜図８で示した従来の半導体製造装置と略同様であり、図１〜図５中、図６〜図８で示したものと同等のものには同符号を付してある。
【００２４】
ロードロック室１の底面から天井面に掛渡りガイドシャフト１１が設けられ、該ガイドシャフト１１と平行にスクリューシャフト２５が設けられ、更に該スクリューシャフト２５と平行に線状材保持体ガイド２６が設けられる。
【００２５】
前記ガイドシャフト１１に案内され昇降可能な昇降テーブル２７が設けられ、該昇降テーブル２７は前記スクリューシャフト２５にナット（図示せず）を介して連結される。又、前記スクリューシャフト２５の突出する上端部には昇降モータ１４が設けられ、該昇降モータ１４が前記スクリューシャフト２５を回転することで、前記昇降テーブル２７が昇降する様になっている。
【００２６】
該昇降テーブル２７は気密な中空構造であり、該昇降テーブル２７の先端部にボート回転機構１８が気密に設けられ、該ボート回転機構１８の上面にはシールキャップ１９が設けられ、該シールキャップ１９は縦型反応炉６の炉口部を気密に閉塞する。前記ボート回転機構１８は回転可能なボート支持台（図示せず）を有し、該ボート支持台にボート２８が載置される。
【００２７】
前記ロードロック室１の天井部の前記線状材保持体ガイド２６の上端固定部に隣接して通孔２９が穿設されている。前記ロードロック室１の上面には係着具３１が設けられ、該係着具３１に線状材保持体（ケーブルベア）１５の上端が係着される。該線状材保持体１５は一方向にのみ屈曲可能であり、前記ロードロック室１の上部で逆Ｕ字状に屈曲され、前記通孔２９を挿通して垂下し、下端が前記昇降テーブル２７の上面に固着される。
【００２８】
前記線状材保持体１５は一方向にのみ屈曲可能、図示では逆Ｕ時方向のみに屈曲可能となっており、該線状材保持体１５の垂下部分（直線部分）は前記線状材保持体ガイド２６に直線状に接触し、又摺動自在となっている。
【００２９】
前記ロードロック室１の上面に線状材保持体収納ボックス３２が設けられ、前記線状材保持体１５の前記ロードロック室１より上方に突出する逆Ｕ字状屈曲部は前記線状材保持体収納ボックス３２に収納される。
【００３０】
該線状材保持体収納ボックス３２の内寸法は、幅方向（図３中左右方向）が前記線状材保持体１５の最小屈曲状態の外径より若干大きく、厚み方向（図３中紙面に対して垂直方向）が該線状材保持体１５の厚みより若干大きくなっている。又、前記係着具３１と対向する前記線状材保持体収納ボックス３２の内面は前記線状材保持体ガイド２６のガイド面と面一状態となっている。
【００３１】
尚、前記線状材保持体１５の上端は前記線状材保持体収納ボックス３２の下端内面に係着させてもよい。
【００３２】
而して、前記線状材保持体収納ボックス３２に収納された線状材保持体１５は幅方向に倒れることが規制されると共に該線状材保持体１５の屈曲部が膨らむことが規制され、該線状材保持体１５の直線部は前記線状材保持体収納ボックス３２の内面に摺接可能となっている。又、前記線状材保持体１５は前記線状材保持体収納ボックス３２によって厚み方向に倒れることが規制される。
【００３３】
該線状材保持体収納ボックス３２の下端部、前記線状材保持体１５の係着位置近傍には線状材用孔３３が穿設されている。線状材１３は外部の電源、或は冷却水源に接続され、該線状材１３は前記線状材用孔３３を通して前記線状材保持体収納ボックス３２に挿通され、前記線状材保持体１５に沿って固定され、該線状材保持体１５の下端より更に前記昇降テーブル２７の内部を通って配設され、前記ボート回転機構１８に接続される。前記線状材１３によって前記ボート回転機構１８を駆動する為の給電、信号の通信、或はシール部に冷却水が供給される。
【００３４】
前記昇降テーブル２７の上面と前記ロードロック室１の天井下面との間には上部ベローズ（中空伸縮体）３４が設けられ、該上部ベローズ３４は前記昇降テーブル２７より上方に延出する前記ガイドシャフト１１、スクリューシャフト２５、線状材保持体１５、線状材保持体ガイド２６、更に前記ガイドシャフト１１、前記スクリューシャフト２５の天井部貫通箇所、前記通孔２９を気密に収納している。又前記昇降テーブル２７の下面と前記ロードロック室１の床面間には下部ベローズ（中空伸縮体）３５が設けられ、該下部ベローズ３５は前記昇降テーブル２７より下方に延出する前記ガイドシャフト１１、スクリューシャフト２５、線状材保持体１５、線状材保持体ガイド２６を気密に収納する。而して、前記上部ベローズ３４と下部ベローズ３５により気密な隔壁が形成され、前記ロードロック室１内部は外気と遮断されると共に前記昇降テーブル２７等の可動部、特に摺動部からも完全に隔離される。
【００３５】
前記上部ベローズ３４、下部ベローズ３５には所定間隔でリング状のフランジ３６が設けられ、該フランジ３６は上下方向に延びる図示しないフランジガイドに摺動自在に係合しており、該フランジ３６が前記フランジガイドに沿って昇降することで、前記上部ベローズ３４、前記下部ベローズ３５の座屈が防止される。
【００３６】
以下、作動について説明する。
【００３７】
尚、基板処理については上記した半導体製造装置と同様であるので説明を省略する。
【００３８】
図３は前記ボート２８が降下した状態、図４は該ボート２８が上昇した状態を示している。
【００３９】
該ボート２８を上昇するには、前記昇降モータ１４を駆動して前記スクリューシャフト２５を回転する。図示しないナットを介して前記昇降テーブル２７が上昇される。前記線状材保持体１５の下端が前記昇降テーブル２７と一体に上昇し、前記線状材保持体１５の垂下部分は前記線状材保持体ガイド２６に沿って上昇する。前記線状材保持体１５の垂下部分が上昇するに従って、該垂下部分が前記線状材保持体収納ボックス３２に進入し、該線状材保持体収納ボックス３２に収納される前記ロードロック室１より上方に突出する前記線状材保持体１５の逆Ｕ字状屈曲部が漸次増大する。
【００４０】
前記昇降テーブル２７の最上位置で、前記ボート２８は完全に前記縦型反応炉６に装入され、前記シールキャップ１９は炉口部を気密に閉塞する。又、前記線状材保持体１５の大半は前記線状材保持体収納ボックス３２に収納される。
【００４１】
前記昇降テーブル２７が降下する場合は、前記線状材保持体１５が前記線状材保持体収納ボックス３２から前記線状材保持体ガイド２６に沿って漸次前記ロードロック室１内に進入して行く。
【００４２】
上述した様に、前記線状材保持体１５の屈曲部は前記線状材保持体収納ボックス３２内に収納されるので、前記上部ベローズ３４、下部ベローズ３５は前記ガイドシャフト１１、スクリューシャフト２５、線状材保持体ガイド２６及びその近傍を収納する大きさでよく、従来に比べ上部ベローズ３４、下部ベローズ３５の直径は大幅に小さくなる。この為、前記ロードロック室１の形状も小さくできる。従って、安価なベローズが使用でき、前記ロードロック室１の製作費を低減できる。
【００４３】
前記上部ベローズ３４、下部ベローズ３５の形状が小さくなることで、該上部ベローズ３４、下部ベローズ３５の価格が安くなり、又圧力容器であるロードロック室１が小型化されることで、該ロードロック室１の製作費が低減し、更に排気、大気圧復帰に要する時間が短縮され、スループットを向上させることができる。更に又、窒素ガス等の大気圧復帰に使用される不活性ガス等の使用量が低減でき、ランニングコストの低減が図れる。
【００４４】
尚、前記線状材保持体１５は鉛直方向に移動し、逆Ｕ字状屈曲部は鉛直方向に突出させたが、該線状材保持体１５が水平方向に移動し、逆Ｕ字状屈曲部が水平方向に突出する場合でも同様に実施可能であることは勿論である。
【００４５】
又、上記実施の形態では、ロードロック室等の気密室に実施したが、開放型の室、例えば筐体内に線状材保持体を導入する場合でも同様に実施でき、室の形状を小型化できることは言う迄もない。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、室内部に可動部を有し、該可動部に接続される線状材が線状材保持体によって屈曲可能に保持され、該線状材保持体は一端が室外に係着され、室外部で逆Ｕ字状に屈曲されると共に前記可動部の可動方向に延出し、他端が前記室内部の可動部に係着され、前記線状材保持体の直線部に当接するガイドが室内外に掛渡って設けられたので、前記線状材保持体を収納する室内の容積を小さくでき、室を小型化でき、装置の製作費を低減できる等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を示す概略平面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す概略立断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に於いて、ボートが縦型反応炉に装入された状態を示す概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示す概略平断面図である。
【図６】従来例を示す概略斜視図である。
【図７】従来例を示す概略平面図である。
【図８】従来例を示す概略立断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　ロードロック室
６　　　　　縦型反応炉
９　　　　　ボートエレベータ
１１　　　　ガイドシャフト
１３　　　　線状材
１４　　　　昇降モータ
１５　　　　線状材保持体
２５　　　　スクリューシャフト
２６　　　　線状材保持体ガイド
２７　　　　昇降テーブル
２８　　　　ボート
３２　　　　線状材保持体収納ボックス
３４　　　　上部ベローズ
３５　　　　下部ベローズ
３６　　　　フランジ
【図１】
2004104010.tif 000003
【図２】
2004104010.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004104010.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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