(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット状の開口部を有する処理部であって前記開口部から内部に挿入されたウェハを真空状態で加熱する処理部と、
前記開口部の長手方向に直交する方向に沿って往復移動することにより前記開口部を開閉するシャッタと、
それぞれの軸方向を前記長手方向に直交させて配置され、前記シャッタにおける前記長手方向に沿う複数の位置に前記軸方向の上端部を取り付けた複数のシャフトと、
前記複数のシャフトのそれぞれが前記軸方向に沿って摺動自在に貫通する複数のガイド孔が形成されたガイド部材と、
前記複数のシャフトにおける前記軸方向の下端部に前記軸方向の移動力を供給する駆動機構と、
を備え、前記複数のシャフトのうち少なくとも前記長手方向の最も外側の一方に位置するシャフトが、前記下端部を前記長手方向に沿う所定範囲内で前記上端部に対して相対的に移動自在にした可動シャフトであるウェハ用真空加熱装置。
【請求項２】
前記複数のシャフトが、前記長手方向における前記シャッタの両端部に配置された２本のシャフトである請求項１に記載のウェハ用真空加熱装置。
【請求項３】
前記可動シャフトは、一方の端部側で前記軸方向に沿う第１部材と第２部材とに分割され、前記第１部材は前記軸方向の一端側の露出部を前記シャッタから露出させて前記シャッタに固定され、前記露出部と前記第２部材の前記軸方向における前記第１部材側の連結部とのそれぞれに、前記長手方向の係合溝と前記係合溝に前記長手方向に摺動自在に係合する係合片との何れかを形成した請求項１又は２に記載のウェハ用真空加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、真空状態で半導体ウェハを加熱するウェハ用真空加熱装置に関し、特に、半導体ウェハが搬入出される開口部を開閉するシャッタの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程には、半導体ウェハを真空状態で１０００℃程度に加熱するアニール処理等の真空加熱処理が含まれる場合があり、ウェハ用真空加熱装置が用いられる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
ウェハ用真空加熱装置は、半導体ウェハを水平に保持して収納する処理部を備えている。処理部には、長手方向を水平にした開口部が設けられている。処理部には、開口部を経由してウェハが１枚ずつ搬入及び搬出される。処理部内はウェハの処理に際して内部を真空状態にして高温に保持される。
【０００４】
このため、ウェハの処理中に開口部を閉鎖しておく必要があり、ウェハ用真空加熱装置には、開口部を開閉するシャッタが備えられている。シャッタは、開口部の前面で支持部を介して高さ方向に移動自在に支持されており、例えば空圧シリンダ等の駆動機構によって昇降することで、開口部を開閉する。
【０００５】
支持部は、加熱処理時に処理部からの熱伝導による温度変化に拘らずシャッタを円滑に昇降させることができるとともに、処理部の気密性を維持できる構造にする必要がある。
【０００６】
このため、シャッタの長手方向の両端部近傍に、垂直方向のガイド孔を貫通した円柱形状のシャフトの一方の端部を固定し、駆動機構から２本のシャフトを介してシャッタに昇降動作を伝達することが考えられる。駆動機構の駆動力は、ガイド孔内を摺動するシャフトを介してシャッタに伝達される。
【特許文献１】特開２００４−３３５６２1号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、シャッタは、熱処理時に処理部からの熱輻射や熱伝導による温度上昇によって長手方向に伸びを生じ、２本のシャフトの間隔がシャッタに固定されている一方の端部側で拡がる。このため、２本のシャフトがガイド孔内を摺動する際に大きな抵抗が生じ、シャッタを円滑に昇降させることができなくなる問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、シャッタに長手方向の熱変形を生じた場合でも、ガイド孔内を摺動する複数のシャフトを介してシャッタを円滑に昇降させることができるウェハ用真空加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のウェハ用真空加熱装置は、処理部、シャッタ、複数のシャフト、ガイド部材及び駆動機構を備えている。処理部は、スリット状の開口部を有し、開口部から内部に挿入されたウェハを真空状態で加熱する。シャッタは、開口部の長手方向に直交する方向に沿って往復移動して開口部を開閉する。複数のシャフトは、それぞれの軸方向を前記長手方向に直交させて配置され、シャッタにおける長手方向に沿う複数の位置に軸方向の上端部が取り付けられる。ガイド部材は、複数のシャフトのそれぞれが軸方向に沿って摺動自在に貫通する複数のガイド孔を備えている。駆動機構は、複数のシャフトにおける軸方向の下端部に軸方向の移動力を供給する。複数のシャフトのうち長手方向の最も外側の一方に位置するシャフトは、下端部を長手方向に沿う所定範囲内で上端部に対して相対的に移動自在にされた可動シャフトである。
【００１０】
シャッタは、駆動機構から複数のシャフトに供給される移動力により、開口部の長手方向に直交する方向に沿って往復移動し、処理部の開口部を開閉する。処理部におけるウェハの加熱処理時に処理部からの熱輻射や熱伝導による温度上昇によってシャッタが長手方向に伸びを生じた場合に、可動シャフトがシャッタに対して相対的に移動する。他のシャフトから離れる方向の応力が可動シャフトの一方の端部側に作用することがなく、複数のシャフトの間隔が維持される。このため、シャッタに温度変化による熱変形を生じた場合にも、複数のシャフトはガイド部材のガイド孔内を円滑に摺動する。
【００１１】
この構成において、長手方向におけるシャッタの両端部に合計２本のシャフトを備えてもよい。最小数のシャフトによって駆動機構の移動力をシャッタに安定して伝達できる。
【００１２】
また、可動シャフトは、一方の端部側で軸方向に沿う第１部材と第２部材とに分割したものであってもよい。第１部材を軸方向の一端側の露出部をシャッタから露出させてシャッタに固定し、露出部と第２部材の軸方向における第１部材側の連結部とのそれぞれに、長手方向の係合溝と係合溝に長手方向に摺動自在に係合する係合片との何れかを形成する。シャッタの熱変形に伴って第１部材が長手方向に移動しても、第２部材が長手方向に移動することはなく、シャッタに温度変化による熱変形を生じた場合にも、複数のシャフトをガイド部材のガイド孔内で円滑に摺動させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、シャッタに長手方向の熱変形を生じた場合に、可動シャフトがシャッタに対して相対的に移動して複数のシャフトの間隔が維持されるため、ガイド孔内を摺動する複数のシャフトを介してシャッタを円滑に昇降させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、この発明の実施形態であるウェハ用真空加熱装置１０の外観図である。図２は、ウェハ用真空加熱装置１０の要部の側面断面図である。ウェハ用真空加熱装置１０は、一例として半導体ウェハを真空状態で１０００℃程度に加熱するアニール処理等の真空加熱処理に用いられ、処理部１、支持部材２、シャッタ３、２本のシャフト４，５、ガイド部材６及び駆動機構７を備えている。
【００１５】
処理部１は、薄型の筐体であり、前面にスリット状の開口部１１を備えている。開口部１１は、長手方向（矢印Ｘ方向）を水平にして配置されている。処理部１の内部には、図示しないロボットアームを介して半導体ウェハが水平状態にして開口部１１から挿入される。処理部１は、外部に図示しない加熱手段を備えている。処理部１の内部は、図示しない真空ポンプにより、排気管１２を経由して真空状態に排気される。
【００１６】
支持部材２は、処理部１の前面に配置されている。支持部材２には、凹部２１が形成されている。凹部２１内には、シャッタ３が収納されている。支持部材２は、固定ネジ２２を介して前面に取り付けられるカバー部材８とともに、シャッタ３を開口部１１の長手方向に直交する方向である垂直方向（矢印Ｚ方向）に沿って往復移動自在に支持する。
【００１７】
シャッタ３は、一例としてアルミニウム合金を素材として形成されており、凹部２１内で矢印Ｚ方向に沿って往復移動する。シャッタ３は、下限位置で開口部１１を開放し、上限位置で開口部１１を気密状態で閉鎖する。
【００１８】
シャフト４，５は、軸方向を矢印Ｚ方向に平行にして、矢印Ｘ方向に沿って配置されている。シャフト４，５の上端部は、シャッタ３の底面における矢印Ｘ方向の両端部に取り付けられている。シャフト４，５の下端部は、連結バー７１に固定されている。
【００１９】
ガイド部材６は、支持部材２の下方に配置されている。ガイド部材６には、ガイド孔６１，６２が形成されている。ガイド孔６１，６２には、それぞれシャフト４，５が矢印Ｚ方向に摺動自在に貫通している。
【００２０】
なお、支持部材２には、貫通孔２４，２５が形成されている。貫通孔２４，２５には、それぞれシャフト４，５が矢印Ｚ方向に摺動自在に貫通している。
【００２１】
シャフト４，５は、例えば、ステンレスを素材として円柱形状に形成されており、ガイド孔６１，６２及び貫通孔２４，２５も円形断面に形成されている。
【００２２】
駆動機構７は、一例として空圧シリンダであり、圧空の流入出に応じて内部のピストンが矢印Ｚ方向に沿って昇降する。ピストンの昇降動作は、連結部材７２に伝達される。連結部材７２には、連結バー７１が固定されている。駆動機構７は、ピストンの昇降動作を連結部材７２、連結バー７１及びシャフト４，５を介してシャッタ３に矢印Ｚ方向の移動力として供給する。
【００２３】
図３は、シャフト５の上端部の組立図である。シャフト５は、軸方向である矢印Ｚ方向について第１部材５１及び第２部材５２との２分割に構成されている。シャフト５は、例えば、
第１部材５１には、基部５１１、嵌入部５１２、係合片５１３が同軸上に一体に形成されている。基部５１１は、偏平円柱体の周面を互いに平行な２平面５１１Ａ，５１１Ｂで面取りして形成されている。嵌入部５１２は、円柱形状を呈し、連結部５１４を介して基部５１１の上方に位置している。係合片５１３は、偏平円柱形状を呈し、連結部５１５を介して基部５１１の下方に位置している。嵌入部５１２及び係合片５１３は、基部５１１よりも小径にされている。
【００２４】
第２部材５２は、基部５１１の外径よりも大径の円柱形状を呈している。第２部材５２の上端部には、係合溝５２１及び開放溝５２２が形成されている。係合溝５２１の幅は、係合片５１３の外径に略等しくされている。係合溝５２１の高さは、係合片５１３の高さよりも長くされている。開放溝５２２は、第２部材５２の上端面から係合溝５２１に連通している。開放溝５２２の幅は、連結部５１５の外径に略等しくされている。開放溝５２２の高さは、連結部５１５の高さに略等しくされている。
【００２５】
開放溝５２２の長手方向を矢印Ｘ方向に平行にし、連結部５１５の矢印Ｙ及びＺ方向の位置を開放溝５２２の位置に一致させ、第１部材５１を第２部材５２に対して相対的に矢印Ｘ方向に近接させていくと、係合片５１３が係合溝５２１に嵌入し、連結部５１５が開放溝５２２に嵌入する。これによって、第１部材５１と第２部材５２とがシャフト５として一体にされ、第１部材５１は、第２部材５２に対して矢印Ｙ方向及び矢印Ｚ方向の相対的な移動を規制された状態で、矢印Ｘ方向に相対的に移動自在にされる。
【００２６】
第１部材５１及び第２部材５２は、図３に示す形状に限るものではなく、第１部材５１を第２部材５２に対して矢印Ｙ方向及び矢印Ｚ方向の相対的な移動を規制した状態で矢印Ｘ方向に相対的に移動自在にできることを条件に、種々の形状とすることができる。
図４は、ウェハ用真空加熱装置１０の要部の正面断面図であり、シャッタ３に対するシャフト４，５の取付状態を示している。シャッタ３の矢印Ｘ方向の両端部には、底面に開放した穴部３１，３２が形成されている。穴部３１，３２は、それぞれ下方の大径部３１Ａ，３２Ａと上方の小径部３１Ｂ，３２Ｂとで構成されている。大径部３１Ａ，３２Ａは、基部５１１の外径よりも僅かに小さい内径にされており、図３に示した２平面５１１Ａ，５１１Ｂと同じ幅の２平面が形成されており、基部５１１の高さより短くされている。小径部３１Ｂ，３２Ｂは、嵌入部５１２の外径よりも僅かに小さい内径にされており、嵌入部５１２の高さよりも長くされている。
【００２７】
シャフト４の上端部には、嵌入部４１、段部４２及び廻り止め部４３が同軸上に形成されている。嵌入部４１及び段部４２は、それぞれシャフト５の嵌入部５１２及び連結部５１４と同一の外径及び高さにされている。廻り止め部４３は、シャフト５の基部５１１と同一の外径にされており、図３に示した２平面５１１Ａ，５１１Ｂと同一幅の２平面が形成されている。
【００２８】
シャフト４の上端部は、シャッタ３の穴部３１に下方から圧入される。シャフト４において、嵌入部４１の外周面が小径部３１Ｂの内周面に圧接し、廻り止め部４３の上部の外周面が大径部３１Ａの内周面に圧接する。これによって、シャフト４の上端部は、シャッタ３に固定される。
【００２９】
シャフト５の第１部材の上端部は、シャッタ３の穴部３２に下方から圧入される。第１部材５１において、嵌入部５１２の外周面が小径部３２Ｂの内周面に圧接し、係合片５１３の上部の外周面が大径部３２Ａの内周面に圧接する。これによって、第１部材５１は、シャッタ３固定される。
【００３０】
処理部１における加熱処理時には、温度上昇によってシャッタ３が長手方向である矢印Ｘ方向に膨張し、矢印Ｘ方向におけるシャッタ３に固定されたシャフト４と第１部材５１との間隔が伸びる。このとき、第１部材５１は、第２部材５２の上端部に対して矢印Ｘ１方向に摺動し、矢印Ｘ方向におけるシャフト４と第２部材５２との間隔は変化しない。このため、シャッタ３に熱変形を生じた場合でも、シャフト４及び第２部材に変形を生じることがなく、ガイド孔６１，６２及び貫通孔２４，２５に対するシャフト４及び第２部材の摺動性が変化することがなく、シャッタ３を円滑に昇降させることができる。
【００３１】
シャッタ３は、第１部材５１とともに第２部材５２に対して矢印Ｘ方向に変位自在にされているが、シャフト４に対しては変位しないため、矢印Ｘ方向における開口部１１に対するシャッタ３の位置が変位することはない。
【００３２】
なお、小径部３１Ｂ，３２Ｂを雌ねじ穴とし、嵌入部４１，５１２の周面に雄ねじを形成し、シャッタ３に対してシャフト４及び第１部材５１を螺合させてもよい。
【００３３】
また、第１部材５１の下端部に係合溝を形成し、第２部材５２の上端部に係合片を形成してもよい。
【００３４】
この実施形態では、複数のシャフトを２本のシャフト４，５で構成したが、３本以上のシャフトで複数のシャフトを構成してもよい。この場合には、最も外側に位置する一方のシャフトを除く複数のシャフトをシャフト５と同様の構成とすればよい。
【００３５】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施形態であるウェハ用真空加熱装置の外観図である。
【図２】同ウェハ用真空加熱装置の要部の側面断面図である。
【図３】一方のシャフトの上端部の組立図である。
【図４】ウェハ用真空加熱装置の要部の正面断面図であり、シャッタに対するシャフトの取付状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１−処理部
３−シャッタ
４，５−シャフト
６−支持部
７−駆動機構
１０−ウェハ用真空加熱装置
１１−開口部
５１−第１部材
５２−第２部材
６１，６２−ガイド孔
５１３−係合片
５２１−係合溝
【図１】
0005279253.tif 000002
【図２】
0005279253.tif 000003
【図３】
0005279253.tif 000004
【図４】
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