(57)【要約】【課題】本発明は、Ｏ−リングが劣化した場合でも取り外しが容易な連結構造及びこれを用いた排気系、基板処理装置、並びにフランジの取り外し方法を提供することを目的とする。【解決手段】第１のフランジ１４と第２のフランジ１４とを連結するための連結構造であって、前記第１のフランジ及び前記第２のフランジのフランジ面１４ａ同士の間の内周側に設けられたインナーリング１５と、前記フランジ面同士の間の外周側に設けられたアウターリング１７と、前記フランジ面同士の間であって、前記インナーリングと前記アウターリングとの間に設けられたＯ−リング１６と、を有し、前記アウターリングは、径方向を貫通して外部から前記Ｏ−リングに連通する貫通孔１７ｃを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフランジと第２のフランジとを連結するための連結構造であって、
前記第１のフランジ及び前記第２のフランジのフランジ面同士の間の内周側に設けられたインナーリングと、
前記フランジ面同士の間の外周側に設けられたアウターリングと、
前記フランジ面同士の間であって、前記インナーリングと前記アウターリングとの間に設けられたＯ−リングと、を有し、
前記アウターリングは、径方向を貫通して外部から前記Ｏ−リングに連通する貫通孔を有する連結構造。
【請求項２】
前記アウターリングは、前記フランジ面の外周端部を外側から覆うリム部と、前記フランジ面同士の間に挿入される挿入部とを有し、前記貫通孔は前記リム部と前記挿入部とを連続的に貫通する請求項１に記載の連結構造。
【請求項３】
前記アウターリングの前記貫通孔が形成された箇所を含む前記挿入部の内側の先端部は、前記フランジ面に垂直な方向で凹形状を形成するように前記フランジ面に沿って内側に突出した突出部を有する請求項２に記載の連結構造。
【請求項４】
前記貫通孔は、周方向に離間して複数設けられた請求項１乃至３のいずれか一項に記載の連結構造。
【請求項５】
複数の前記貫通孔は、周方向に等間隔に設けられた請求項４に記載の連結構造。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の連結構造と、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の前記第１のフランジを有する第１の配管及び前記第２のフランジを有する第２の配管と、を有する排気系。
【請求項７】
前記第１の配管及び前記第２の配管は、真空配管である請求項６に記載の排気系。
【請求項８】
処理容器と、
該処理容器に接続された請求項６又は７に記載の排気系と、
該排気系に接続された排気手段と、を有する基板処理装置。
【請求項９】
前記処理容器は、基板を内部に収容して加熱処理するための熱処理容器である請求項８に記載の基板処理装置。
【請求項１０】
フランジ同士が、フランジ面の内周側に設けられたインナーリング、前記フランジ面の外周面側に設けられたアウターリング、及び前記インナーリングと前記アウターリングとの間に設けられたＯ−リングを介して連結された連結構造を分解するフランジの取り外し方法であって、
前記アウターリングには、前記Ｏ−リングと外部とを径方向に連通する貫通孔が設けられており、
該貫通孔に揮発性の液体を供給する工程と、
該液体が揮発し、前記フランジと前記Ｏ−リングとの間に隙間が発生した後、前記フランジ同士を引き剥がす工程と、を有するフランジの取り外し方法。
【請求項１１】
前記揮発性の液体を供給する工程は、アルコールを前記貫通孔に供給する工程である請求項１０に記載のフランジの取り外し方法。
【請求項１２】
前記アルコールはイソプロピルアルコールである請求項１１に記載のフランジの取り外し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結構造及びこれを用いた排気系、基板処理装置、並びにフランジの取り外し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インナーリングとアウターリングとでＯ−リングを径方向に挟むようにしてフランジ同士を連結するプロセスガス用配管の連結構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の連結構造では、フランジが一端に設けられ、他端側が上流配管に連結される上流側連結管と、フランジが一端に設けられ、他端側が下流側配管に連結される下流側配管とを有し、フランジ端面間との間隙に、管端面に当接する両側面と連結管内径面に連なる内径面を有するインナーリングが介設され、その外周側にＯ−リングを介設してアウターリングを配置している。アウターリングは、外周部側はフランジの外周側に位置してフランジの外周面に外接するリム部を有している。
【０００３】
このようなアウターリング及びインナーリングでＯ−リングを挟む構成により、連結部構造内部に微小な隙間や段差を生じさせることなく上流側配管と下流側配管とを連結することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７１０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、かかる構成を基板処理装置の配管系に用いた場合、生成物除去等により配管の清浄度を保つために定期的なメインテナンスが必要となるが、かかるメインテナンスで配管を取り外す際、接続部のＯ−リングが熱やガスに晒されるため劣化して軟化し、フランジに固着して貼り付き、配管が外し難くなる場合があるという問題があった。
【０００６】
また、Ｏ−リングを取り外すため、外側からアルコール等の揮発性の高い液体を浸透させ、固着を剥がそうとしても、アウターリングの外周部にリム部が存在するため、液体がフランジ同士の連結部分にうまく供給できないため、液体がＯ−リングまで到達せず、固着を剥がすことはやはり困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、Ｏ−リングが劣化した場合でも取り外しが容易な連結構造及びこれを用いた排気系、基板処理装置、並びにフランジの取り外し方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る連結構造は、第１のフランジと第２のフランジとを連結するための連結構造であって、
前記第１のフランジ及び前記第２のフランジのフランジ面同士の間の内周側に設けられたインナーリングと、
前記フランジ面同士の間の外周側に設けられたアウターリングと、
前記フランジ面同士の間であって、前記インナーリングと前記アウターリングとの間に設けられたＯ−リングと、を有し、
前記アウターリングは、径方向を貫通して外部から前記Ｏ−リングに連通する貫通孔を有する。
【０００９】
本発明の他の態様に係る排気系は、前記連結構造と、
前記第１のフランジを有する第１の配管及び前記第２のフランジを有する第２の配管と、を有する。
【００１０】
本発明の他の態様に係る基板処理装置は、処理容器と、
該処理容器に接続された前記排気系と、
前記排気系に接続された排気手段と、を有する。
【００１１】
本発明の他の態様に係るフランジの取り外し方法は、フランジ同士が、フランジ面の内周側に設けられたインナーリング、前記フランジ面の外周面側に設けられたアウターリング、及び前記インナーリングと前記アウターリングとの間に設けられたＯ−リングを介して連結された連結構造を分解するフランジの取り外し方法であって、
前記アウターリングには、前記Ｏ−リングと外部とを径方向に連通する貫通孔が設けられており、
該貫通孔に揮発性の液体を供給する工程と、
該液体が揮発し、前記フランジと前記Ｏ−リングとの間に隙間が発生した後、前記フランジ同士を引き剥がす工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、Ｏ−リングがフランジに固着している場合でも、フランジ同士の取り外しを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る連結構造を用いた排気系を有する基板処理装置の一例を示した全体構成図である。
【図２】熱処理装置内の保温手段の一例を示す断面図である。
【図３】２つの排気配管同士を連結するフランジの連結構造の一例を示した図である。
【図４】図３に示した連結構造を取り外す際の問題点を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る連結構造の一例を示した図である。
【図６】本発明の実施形態に係る連結構造の一例に用いられるアウターリングを示した構成図である。図６（ａ）は、本実施形態に係るアウターリングの平面図である。図６（ｂ）は、本実施形態に係るアウターリングの断面図である。図６（ｃ）は、本実施形態に係るアウターリングの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係る連結構造を用いた排気系を有する基板処理装置の一例を示した全体構成図である。本発明の実施形態に係る連結構造は、フランジを用いた連結構造であれば、種々の連結構造に適用することができるが、本実施形態においては、連結構造を基板処理装置の排気系に用いた例を挙げて説明する。また、基板処理装置についても、本実施形態に係る連結構造は、種々の基板処理装置に適用可能であるが、本実施形態では、基板を熱処理する熱処理装置に適用した例を挙げて説明する。
【００１６】
図１に示すように、熱処理装置２は、下端が開口された筒体状になされたバッチ式の縦長の処理容器４を有している。処理容器４は、例えば耐熱性の高い石英により円筒体状に成形されており、その下端部にはフランジ部６が形成されている。この処理容器４の天井部には上方へ突出された排気室８が形成されている。この排気室８からは、例えば石英製の排出管１０が延びており、排出管１０は処理容器４の外壁に沿って下方に延在されて、処理容器４の下部で水平方向へ屈曲されている。そして、排出管１０には、排気系１１が接続されており、処理容器４内の雰囲気を排気できるようになっている。
【００１７】
排気系１１は、排出管１０の先端部に接続された例えばステンレススチール製の排気流路１２を有している。排気流路１２は、複数の排気配管１３が、排気配管１３の端部に設けられたフランジ１４を介して連結されることにより形成される。また、排気流路１２には、その上流側から下流側に向けて圧力調整弁１８、排気ポンプ１９及び除害装置２０が順次介設されている。圧力調整弁１８の制御により処理容器４内の圧力を調整できるようになっている。また、排気ポンプ１９としては、例えばエゼクタを用いることができ、プロセス圧力が常圧に近い場合には、この排気ポンプ１９を省略することができる。除害装置２０では、排気ガス中に含まれる有害物質を除去できるようになっている。
【００１８】
また、処理容器４の下端の開口部からは、複数枚の基板としての半導体ウエハＷを保持する保持手段としてのウエハボート２２が昇降可能に挿脱自在（ロード及びアンロード）になされている。このウエハボート２２の全体は、例えば石英により形成されている。具体的には、このウエハボート２２は、天板２４と底板２６とを有し、両者間に複数本、例えば４本の支柱２８（図１では２本のみ記す）が掛け渡されている。
【００１９】
各支柱２８には、所定のピッチで支持溝（図示せず）が形成されており、この支持溝にウエハＷの周縁部を支持させることによって複数枚のウエハＷを多段に保持できるようになっている。そして、このウエハボート２２の横方向の一側よりウエハＷの搬入搬出を行うことができるようになっている。このウエハボート２２には、例えば直径が３００ｍｍのウエハＷを５０〜１５０枚程度保持できるようになっている。
【００２０】
ウエハボート２２は、石英製の保温手段３０を介してテーブル３２上に載置されており、このテーブル３２は、処理容器４の下端開口部を開閉する蓋部３４を貫通する回転軸３６の上端部に取り付けられている。そして、この回転軸３６の蓋部３４に対する貫通部には、例えば磁性流体シール３８が介設され、この回転軸３６を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部３４の周辺部と処理容器４のフランジ部６との間には、例えばＯ−リング等よりなるシール部材４０が介設されており、処理容器４内のシール性を保持している。そして、蓋部３４には、これを加熱する蓋部ヒータ部４２が設けられている。
【００２１】
回転軸３６は、例えばボートエレベータ等の昇降機構４４に支持されたアーム４６の先端に取り付けられており、ウエハボート２２及び蓋部３４等を一体的に昇降できるようになされている。また保温手段３０は、上述のように全体が石英で形成されている。
【００２２】
処理容器４の下部には、処理容器４内に処理ガスを導入するための、ガス導入手段７０が設けられる。ガス導入手段７０は、処理容器４の下部を気密に貫通するように設けられたガスノズル７１を有する。
【００２３】
なお、図１では、ガス導入手段７０が１つ設置される構成を示したが、本発明はこの点において限定されない。使用するガス種の数などに依存して、複数のガス導入手段７０を有する熱処理装置であっても良い。また、ガスノズル７０から処理容器４へと導入されるガスは、図示しない流量制御機構により、流量制御される。
【００２４】
図２は、熱処理装置内の保温手段の一例を示す断面図である。図２に示すように、保温手段３０は、円形リング状の天板４８と円板状の底板５０とを有し、これらの両者間に複数本、例えば４本の支柱５２（図２では２本のみ記す）を掛け渡して形成されている。そして、この支柱５２の途中に複数の円形リング状のフィン５４が所定のピッチで設けられている。
【００２５】
保温手段３０の部分に後述する加熱手段からの熱を蓄熱してウエハボート２２の下端部の領域の温度が過度に低下しないように保温している。ここでは、保温手段３０とウエハボート２２とを別体として形成しているが、両者を石英により一体成形したものも用いることができる。また、この保温手段３０として石英により円筒体状に成形することにより保温筒として形成されたものも用いることができる。
【００２６】
図１の説明に戻る。処理容器４の外周側には、処理容器４を囲むようにしてウエハＷなどの基板を加熱するヒータエレメント６０が設けられる。ヒータエレメント６０は、処理容器４及び処理容器４内のウエハＷを加熱するための加熱手段であり、発熱体から構成される。ヒータエレメント６０は、処理容器４及びウエハＷを加熱できれば、種々の手段から構成されてよいが、例えば、抵抗発熱線から構成されてもよい。ヒータエレメント６０が抵抗発熱線で構成されている場合、ヒータエレメント６０に電流を流すことにより、ヒータエレメント６０が発熱し、処理容器４及び内部のウエハＷを加熱することができる。
【００２７】
ヒータエレメント６０の外周側には、断熱部材６１が設けられる。断熱部材６１は、熱処理装置２の全体を断熱しつつカバーしている。断熱部材６１は、ケーシング６２と、断熱体６３とを備える。ケーシング６２は、断熱体６３を収容するための筐体であり、例えば、ステンレスから構成される。断熱体６３は、断熱効果の高い種々の材料から構成されてよい。
【００２８】
図１に示すように、ヒータエレメント６０は、断熱部材６１のケーシング６２の内周面上に、螺旋状に巻回して配置されてもよい。図１において、ヒータエレメント６０は、ケーシング６２の内周側に、側面の軸方向全体に亘って巻回して設けられている。なお、ヒータエレメント６０は、実際には、断熱部材６１のケーシング６２の内周面に設けられた保持構造により保持されて設けられるが、図１では、そのような詳細の構成は省略してある。
【００２９】
また、熱処理装置２は、装置制御部８０によりその動作が制御される。装置制御部８０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータとして構成され、記憶媒体８２にインストールされたレシピに基づいて熱処理を実行する。
【００３０】
上述のように、熱処理装置２には、処理容器４に接続された排出管１０を介して排ガスを排気する排気系１１が接続されているが、排気系１１を構成する排気配管１３の内部には、熱処理時に生成した生成物が付着するので、定期的に生成物を除去し、清浄度を保つためにメインテナンスを行う必要がある。かかるメインテナンスを行う際には、排気配管１３を取り外し、内部を洗浄する必要がある。
【００３１】
図３は、２つの排気配管１３同士を連結するフランジ１４の連結構造の一例を示した図である。図３に示すように、フランジ１４のフランジ面１４ａ同士の間隙の内周側にはインナーリング１５が配置され、フランジ面１４ａの外周側にはアウターリング１７が配置され、インナーリング１５とアウターリング１７との間にＯ−リング１６が配置されている。かかる構成により、Ｏ−リング１６は、インナーリング１５とアウターリング１７に確実に保持されるとともに、隙間や段差が生じ難い構成となっている。また、アウターリング１７は、フランジ１４の外周端を外側から覆うリム部１７ａと、フランジ面１４同士の間に挿入される挿入部１７ｂとを有し、リム部１７ａがフランジ面１４ａ同士の間隙を外側からカバーしているため、外部からの不純物等の侵入を確実に防止できる構造となっている。なお、Ｏ−リング１６は、ゴム等の弾性体からなる環状（リング状）の部材が用いられてよい。
【００３２】
図４は、図３に示した連結構造を取り外す際の問題点を説明するための図である。なお、図４においては、フランジ１４の片側断面のみが示され、また、フランジ１４に接続されている排気配管１３は横置きの状態を示している。
【００３３】
図４に示すように、フランジ１４を取り外す際、アルコール等の揮発性の液体９０をＯ−リング１６のある位置に侵入させ、揮発により発生した気泡により僅かな隙間を生じさせ、フランジ面１４ａ同士を引き剥がすことが行われる。即ち、Ｏ−リング１６は、圧接されている両側のフランジ面１４ａに固着している場合が多く、単にフランジ１４同士を引き離す力を加えても、両者を引き剥がすことができない場合が多いため、揮発性の液体９０を用いてフランジ１４の分解を容易にすることが行われる。
【００３４】
しかしながら、図４に示すように、アウターリング１７のリム部１７ａがフランジ面１４ａ同士の間隙を完全に覆っているため、このままではリム部１７ａにより揮発性の液体９０の侵入が妨げられ、外部からアウターリング１７に供給された揮発性の液体９０は、Ｏ−リング１６まで到達しない。
【００３５】
図５は、本発明の実施形態に係る連結構造の一例を示した図である。図５に示すように、アウターリング１７には、アウターリング１７を径方向に貫通する貫通孔１７ｃが設けられている。貫通孔１７ｃは、アウターリング１７の外部とＯ−リング１６とを連通しているため、アウターリング１７の外側から、貫通孔１７ｃを介してＯ−リング１６にアルコール等の揮発性の液体９０を供給することができる。このように、本実施形態に係る連結構造では、アウターリング１７の所定箇所に貫通孔１７ｃを設け、外部からＯ−リング１６に揮発性の液体９０を供給可能な構成とし、揮発性の液体９０が揮発し、気泡の発生により僅かな隙間が生じたら、発生した隙間からフランジ面１４ａ同士を引き離すことが可能となる。図５に示すように、貫通孔１７ｃは、リム部１７ａと挿入部１７ｂとを連続的に貫通する孔として構成される。
【００３６】
図６は、本発明の実施形態に係る連結構造の一例に用いられるアウターリング１７を示した構成図である。図６（ａ）は、本実施形態に係るアウターリング１７の平面図であり、図６（ｂ）は、本実施形態に係るアウターリング１７の断面図である。また、図６（ｃ）は、本実施形態に係るアウターリング１７の拡大断面図である。なお、図６（ａ）〜（ｃ）において、フランジ面１４ａが模式的に示されている。
【００３７】
図６（ａ）に示すように、アウターリング１７の貫通孔１７ｃは、アウターリング１７の周方向に間隔を有して複数設けられてもよい。フランジ１４を締め込んだ際、周方向のどの箇所に対してアクセスが容易となるか不明であるので、貫通孔１７ｃを複数形成しておけば、アウターリング１７がどのような配置となっても、貫通孔１７ｃに揮発性の液体９０を供給することが容易となる。例えば、排気配管１３が横置きに配置されている場合には、上方に配置された貫通孔１７ｃに揮発性の液体９０を供給するのが容易である。また、縦置きの場合には、壁側ではなく、内側を向いた貫通孔１７ｃに揮発性の液体９０を供給するのが容易である。図６（ａ）の例においては、４個の貫通孔１７ｃが、周方向に等間隔に、９０度の間隔を有して周を４分割するように設けられている。このように、アウターリング１７には、貫通孔１７ｃを複数設けるようにしてよい。また、複数の貫通孔１７ｃは、周方向に等間隔を有して設けるようにしてもよい。
【００３８】
また、図６（ａ）〜（ｃ）に示されるように、アウターリング１７の貫通孔１７ｃが設けられた箇所には、内側に突出した突出部１７ｄが設けられている。これは、Ｏ−リング１６に供給した揮発性の液体９０が外側に逆流することを防ぐための液体保持構造であり、全体として凹形状を有し、揮発性の液体を保持できる構造となっている。このように、液体保持構造として、アウターリング１７の貫通孔１７ｃを設けた箇所の周囲のフランジ面１４ａに垂直な両端部を、フランジ面１４ａに沿って内側に突出させる構成としてもよい。
【００３９】
図５で説明したように、フランジ１４同士の連結構造を分解し、フランジ１４同士を引き離すためには、アウターリング１７の貫通孔１７ｃに揮発性の液体９０を供給する。貫通孔１７ａｃを介して、揮発性の液体９０は、Ｏ−リング１６に到達する。揮発性の液体９０は、例えばアルコールであってもよい。アルコールは、種々のアルコールを用いることができるが、例えば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を用いてもよい。
【００４０】
揮発性の液体９０を貫通孔１７ｃに供給し、揮発性の液体９０が揮発して気泡が発生したら、Ｏ−リング１６とフランジ面１４ａとの間に僅かな隙間が生じる。フランジ１４同士を引き離すためには、Ｏ−リング１６とフランジ面１４ａとの間に僅かな隙間が存在すれば十分であり、この後フランジ１４に互いを引き離すような力を加えれば、連結されているフランジ１４同士を容易に引き離し、フランジ１４が設けられている排出配管１３同士を容易に取り外すことができる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、排出配管１３同士を取り外す例を挙げて説明したが、配管は、排出配管１３に限られず、フランジ１４同士が連結されている配管同士であれば、種々の配管に用いることができる。また、基板処理装置の種類を問わない点も、冒頭で述べた通りである。
【００４２】
本発明の実施形態に係る連結構造及びこれを用いた排気系、基板処理装置、並びにフランジの取り外し方法によれば、フランジ間に設けられたＯ−リングが軟化してフランジ面に固着していても、Ｏ−リングの固着を容易にフランジ面から引き剥がし、フランジ同士の連結構造を容易に分解して取り外すことができる。これにより、メインテナンス作業時の配管の取り外しも容易に行うことができる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説したが、本発明は、上述した実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００４４】
２    熱処理装置
４    処理容器
１１    排気系
１２    排気流路
１３    排気配管
１４    フランジ
１４ａ    フランジ面
１５    インナーリング
１６    Ｏ−リング
１７    アウターリング
１７ａ    リム部
１７ｂ    挿入部
１７ｃ    貫通孔
１７ｄ    突出部
１９    排気ポンプ
９０    揮発性の液体
【図１】
2016176497.tif 000003
【図２】
2016176497.tif 000004
【図３】
2016176497.tif 000005
【図４】
2016176497.tif 000006
【図５】
2016176497.tif 000007
【図６】
2016176497.tif 000008