(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容する空間を画成する反応管を備え、該反応管を反応管昇降手段を用いて昇降させる基板処理装置に於いて、前記反応管昇降手段は、昇降部がガイドロッドに昇降自在に設けられ、前記昇降部に水平方向に相対変位可能にボール螺子ナットが支持され、該ボール螺子ナットに前記昇降部昇降用のボール螺子が螺合したことを特徴とする昇降手段を用いて反応管を昇降させる基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は基板処理装置、特に縦型炉、縦型炉の反応管等を昇降手段を用いて昇降させる基板処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、縦型炉を具備する基板処理装置では、被処理基板（ウェーハ）を基板保持具（ボート）に多段に保持し、ボートを反応管内に装入してウェーハの処理を行っている。又、従来より縦型炉を具備する基板処理装置では、前記反応管に前記ボートを装入、引出しする為、ボートエレベータを具備している。
【０００３】
該ボートエレベータはガイドロッドに案内され昇降自在な昇降部と、該昇降部に連結され、昇降モータにより回転されるボール螺子とを具備し、前記ボートは前記昇降部に載置され、前記昇降モータにより前記ボール螺子を介して昇降される様になっている。
【０００４】
例えば熱ＣＶＤ処理では、処理ガスを熱分解して基板表面に薄膜を生成する基板処理を行うが、基板処理を行うことで、反応管等、反応室を画成する部材、反応室に臨接する部材にも反応生成物が付着堆積する。堆積物はやがて剥離してウェーハに付着し、ウェーハの処理不良の低下を招くので、前記反応管等は定期的に取外して洗浄する必要がある。
【０００５】
従来、前記反応管等の洗浄に伴う反応管等の交換作業を前記ボートエレベータにより行う基板処理装置があった。
【０００６】
特開平６−１５１３４６号に示される縦型拡散・ＣＶＤ装置では反応炉の構成要素であるヒータと反応管とを一体に装置外に水平移動可能とし、又前記ボートエレベータの昇降部に着脱可能な延長アームを取付け、該アームを介して装置外で反応管を昇降可能とし、該反応管を装置外で交換できる様にしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
半導体素子は高密度集積化、歩留りの向上の要請から、近年益々ウェーハは大径化している。ウェーハの大径化に伴い、前記反応管等ウェーハを収納する部品が大型化している。この為、前記反応管の重量も大幅に増大し、前記ボートエレベータに掛かる負担も大きくなっている。
【０００８】
上記した従来の基板処理装置では反応管等の交換を延長アームを介してボートエレベータにより行っており、該ボートエレベータは延長アームの分だけ更に大きな曲げモーメントを負担しなければならない状態となっている。特に、最大曲げモーメントが作用する昇降部とガイドロッドとの連結部分、又昇降部とボール螺子の連結部分には大きな荷重が作用する。特に、昇降部とボール螺子の連結部分に大きな荷重が作用すると、ボール螺子が撓み該ボール螺子を回転する為の負荷が大きくなり、昇降モータの負担が大きくなる。又、ボール螺子、昇降部の螺合部分の摩耗が大きくなる等の不具合が生じることが考えられる。
【０００９】
本発明は斯かる実情に鑑み、ウェーハが大径化し、ウェーハに関連する反応管等の部材の重量が大きくなった場合でも、昇降機構の負担が増大することなく、反応管の交換が容易に行える様にしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板を収容する空間を画成する反応管を備え、該反応管を反応管昇降手段を用いて昇降させる基板処理装置に於いて、前記反応管昇降手段は、昇降部がガイドロッドに昇降自在に設けられ、前記昇降部に水平方向に相対変位可能にボール螺子ナットが支持され、該ボール螺子ナットに前記昇降部昇降用のボール螺子が螺合し昇降手段を用いて反応管を昇降させる基板処理装置に係るものである。
【００１１】
【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。
【００１２】
本発明に於ける基板処理装置では、ボートエレベータの他に更に昇降手段を具備する。該昇降手段１０は、基板処理装置の筐体に連結可能であると共に分離可能であり、基板処理装置の稼働中は基板処理装置より分離されている。
【００１３】
図により、前記昇降手段１０について説明する。
【００１４】
走行自在な台車枠１の後部に昇降機構部２が立設されている。該昇降機構部２のガイドロッド３、ボール螺子４、昇降モータ５等は箱状のカバー６内に収納されている。
【００１５】
前記台車枠１の後部、左右に２本の前記ガイドロッド３，３が立設され、該ガイドロッド３，３の間に該ガイドロッド３と平行に前記ボール螺子４が回転自在に設けられ、該ボール螺子４の下端は前記昇降モータ５に減速器７を介して連結され、該減速器７、前記昇降モータ５は前記台車枠１の後端に一体的に設けられている。
【００１６】
前記ガイドロッド３にスライド軸受８を介して昇降基板９が昇降自在に設けられ、該昇降基板９には水平な昇降フレーム１１が設けられている。前記昇降基板９にはナットユニット１２が設けられ、該ナットユニット１２は回転を拘束されたボール螺子ナット１３を具備し、該ボール螺子ナット１３が前記ボール螺子４に螺合している。
【００１７】
前記ナットユニット１２を図４〜図６に於いて説明する。
【００１８】
前記昇降基板９にＬ字状のブラケット１４が固着され、該ブラケット１４の水平部分には前記ボール螺子ナット１３が貫通し、所要の遊びが形成されるナット孔１５が穿設されている。
【００１９】
前記ボール螺子ナット１３の下部には両側面が面取りされたスライドフランジ１６が固着され、該スライドフランジ１６はナットホルダ１７に収納される。該ナットホルダ１７には矩形状のフランジ収納凹部１７ａが形成され、前記スライドフランジ１６は前記フランジ収納凹部１７ａに前後方向に摺動自在に嵌合される。前記フランジ収納凹部１７ａの底部には前記ナット孔１５と同心の螺子孔１８が穿設され、該螺子孔１８に前記ボール螺子４が所要の遊びが形成される様貫通する。
【００２０】
前記ナットホルダ１７は前記ナット孔１５の下面に固着され、前記スライドフランジ１６は前記ナット孔１５と前記ナットホルダ１７間に回転が拘束され、前後方向にのみ変位可能に挾設される。
【００２１】
前記ボール螺子ナット１３と前記ナット孔１５間の遊び、前記ボール螺子４と前記螺子孔１８間の遊びは、前記ガイドロッド３が図示しないボートを反応炉に挿脱する場合、或は反応管を交換する場合に生じる最大撓み量以上の値とする。
【００２２】
前記スライドフランジ１６の摺動面、即ち前記ブラケット１４と前記スライドフランジ１６上面間、該スライドフランジ１６下面と前記ナットホルダ１７間、更に前記スライドフランジ１６の両側面と前記ナットホルダ１７間には摩擦抵抗を軽減する合成樹脂シート、例えば弗素樹脂シート１９，２１，２２を介設する。
【００２３】
前記カバー６の前パネル２３は左右に隙間２４を有しており、該隙間２４より前記昇降フレーム１１の水平アーム部１１ａが前方に延出している。
【００２４】
前記昇降フレーム１１の上面には反応管着脱用治具２５が着脱可能に設けられ、該反応管着脱用治具２５を介して反応管２９を載置可能となっている。尚、交換対象物がインナーチューブ等の場合は、前記反応管着脱用治具２５を適宜交換対象物にあったものと交換する。
【００２５】
基板処理装置３０は後面パネル（図示せず）が開放可能となっており、後面パネルが開放された状態では、縦型炉（図示せず）の下方に開放された空間４０が形成され、前記台車枠１は前記空間４０から前記基板処理装置３０に後方から進入可能となっており、進入した状態では該基板処理装置３０の前記反応管２９の設置位置の中心と前記反応管着脱用治具２５の中心とが合致する様になっている。
【００２６】
又、前記台車枠１が前記基板処理装置３０内に進入した状態で、前記台車枠１の位置合せを容易にする為の、台車枠連結ユニット２６が前記台車枠１の前端と前記基板処理装置３０の筐体２７間に設けられる。
【００２７】
前記台車枠１の前端には前方に突出する様にブラケット３２が設けられ、該ブラケット３２を介してキャスター３３が設けられている。又、前記ブラケット３２には連結孔３４が穿設されている。
【００２８】
前記筐体２７の前記空間４０に臨接する部位の下端にＬ字状の保持板３６が固着され、該保持板３６の後端に位置決めブロック３７が固着され、該位置決めブロック３７は前記連結孔３４に嵌脱可能な位置決めピン３８を少なくとも２つ具備している。
【００２９】
基板処理が行われ、前記反応管２９を交換する場合について説明する。
【００３０】
前記基板処理装置３０の後面パネル（図示せず）を開き、前記昇降手段１０を前記空間４０に進入させる。前記台車枠１の前端の前記ブラケット３２を前記位置決めブロック３７に突当て、前記位置決めピン３８を前記連結孔３４に嵌合することで、前記昇降手段１０の前記基板処理装置３０に対する位置決めが完了する。
【００３１】
前記昇降モータ５を駆動し、前記昇降フレーム１１を上昇させ、前記反応管２９と基板処理装置３０とを切離し、前記反応管２９を前記反応管着脱用治具２５上に載置する。前記昇降モータ５を駆動して、前記昇降フレーム１１を降下させ、更に、前記位置決めピン３８を前記連結孔３４から抜脱する。前記昇降手段１０を後退し、前記反応管２９を前記基板処理装置３０外に搬出する。搬出後は所要の手順で前記反応管２９を洗浄する。
【００３２】
該反応管２９が洗浄されると、或は既に洗浄された予備の反応管２９が上記取外しの逆の手順により前記基板処理装置３０に取付けられる。
【００３３】
次に、前記反応管２９交換時の前記ナットユニット１２の作用について説明する。
【００３４】
前記反応管着脱用治具２５を介して前記昇降フレーム１１が前記反応管２９を載置すると、前記昇降フレーム１１の支持部には支持部から前記反応管２９の重心位置迄の距離に対応する前記反応管２９の重量による曲げモーメントが作用する。即ち、前記スライド軸受８を介して前記ガイドロッド３に図２中反時計方向の曲げモーメントが作用し、該曲げモーメントにより前記ガイドロッド３が撓み、結果的に前記スライド軸受８が固着されている昇降基板９、昇降フレーム１１が前後方向に変異する。換言すると、前記ガイドロッド３は前記ボール螺子４に対して前後方向に相対変位する。
【００３５】
上記した様に、前記スライドフランジ１６は前記ナットホルダ１７、前記ブラケット１４に対し、即ち前記昇降基板９、昇降フレーム１１に対して摺動するので、前記ブラケット１４が前記ガイドロッド３の撓みにより水平変位した場合、前記スライドフランジ１６（ボール螺子ナット１３）は前記ガイドロッド３の撓み前の位置（前記ボール螺子４で拘束される位置）を維持する様、前記ブラケット１４、ナットホルダ１７に対して相対変位する。
【００３６】
従って、前記ガイドロッド３が撓み、前記昇降フレーム１１が水平方向に変位したとしても、前記ボール螺子４には水平方向の力は作用しない。該ボール螺子４と前記ボール螺子ナット１３間には垂直方向のみの力が作用する。従って、前記昇降モータ５は前記反応管２９の重量を昇降させるだけの動力を発揮すればよく、前記昇降モータ５に掛かる負荷は大幅に減少する。
【００３７】
尚、前記ナットユニット１２は前記ガイドロッド３の撓みが前記ボール螺子４に影響しない様にするものであり、前記スライドフランジ１６とナットホルダ１７とは左右方向に遊びがあってもよい。この場合、前記合成樹脂シート２２は不要である。
【００３８】
又、前記ナットユニット１２は前記昇降手段１０に設けた場合を示したが、もう１つの昇降手段であるボートエレベータのボール螺子と昇降部分との連結部に設けてもよいことは言う迄もない。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、基板を収容する空間を画成する反応管を備え、該反応管を反応管昇降手段を用いて昇降させる基板処理装置に於いて、前記反応管昇降手段は、昇降部がガイドロッドに昇降自在に設けられ、前記昇降部に水平方向に相対変位可能にボール螺子ナットが支持され、該ボール螺子ナットに前記昇降部昇降用のボール螺子が螺合しているので、前記昇降部に反応管等が載置され、反応管等の重量で、前記ガイドロッドが撓んでも前記ボール螺子ナットが水平方向に相対変位するので、ボール螺子、ボールナットに垂直方向以外の負荷が作用せず、昇降部を昇降させる場合の負荷が軽減されるという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に用いられる昇降手段の斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図１のＢ矢視図である。
【図４】前記昇降手段に用いられたナットユニットの平面図である。
【図５】図４のＣ矢視図である。
【図６】図４のＤ矢視図である。
【符号の説明】
１          台車枠
３          ガイドロッド
４          ボール螺子
５          昇降モータ
８          スライド軸受
１１        昇降フレーム
１２        ナットユニット
１３        ボール螺子ナット
１４        ブラケット
１５        ナット孔
１６        スライドフランジ
１７        ナットホルダ
１８        螺子孔
２６        台車枠連結ユニット
【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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