(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー（２）内に成膜部（４）と、前記成膜部を積載配置する排気部（５）と、を有する反応炉（３）が装備された排気装置（１）であって、
前記排気部の一外側面（５−１）の中央部（５−２）と、前記一外側面（５−１）に対面する前記チャンバー内の一内側面（２−１）の中央部（２−２）と、に配置する固定部材（８）によって、前記チャンバー（２）と前記反応炉（３）とは１点でのみで固定され、
前記成膜部（４）を積載配置する前記排気部（５）が、前記固定部材（８）によって前記チャンバー（２）に固定支持され、
前記排気部の前記一外側面（５−１）に対向する前記排気部の対向外側面（５−３）の中央部（５−４）のみに、摺動支持部（６）が設けられ、
前記チャンバーの前記一内側面（２−１）に対向する前記チャンバーの対向内側面（２−３）の中央部（２−４）のみに、ガイド部（７）が設けられ、且つ
前記排気部（５）から前記チャンバー（２）を貫通して外部の真空ポンプ（１２）へと、排気管（１１）が接続されることによって、
前記チャンバーと前記反応炉との熱伸縮にしたがって、前記摺動支持部が前記ガイド部に沿って前後方向（Ｘ−Ｘ）に摺動可能になり、且つ前記前後方向に対して水平方向（Ｙ−Ｙ）への前記反応炉の熱伸縮が２分割される、
ことを特徴とする熱伸縮を考慮した排気装置。
【請求項２】
前記摺動支持部または前記ガイド部の少なくとも一方が、摩擦係数の小さな材料であること特徴とする請求項１記載の排気装置。
【請求項３】
前記摺動支持部及び前記ガイド部のいずれか一方にローラー（９）を設け、前記摺動支持部と前記ガイド部とが互いに回転摺動することを特徴とする請求項１記載の排気装置。
【請求項４】
前記ローラーを設けていない前記摺動支持部または前記ガイド部と、前記ローラーとの少なくとも一方が、摩擦係数の小さな材料であることを特徴とする請求項３記載の排気装置。
【請求項５】
前記摩擦係数の小さな材料が、コバルト系合金であることを特徴とする請求項２または４に記載の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反応炉の温度の上昇及び降下に対して熱伸縮を考慮した排気装置に関し、特に、チャンバー内に成膜部と排気部とを有する反応炉を装備した排気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の真空チャンバー２２内に反応炉２３を装備する排気装置２１には、反応炉２３と真空チャンバー２２とが複数の固定端２４で固定されるものがある（図４参照）。このような構成の排気装置においては、反応炉の温度の上昇及び降下による装置自体の熱伸縮に対しては、ほとんど対策が取られていなくて、反応炉と真空チャンバーとの配置関係に熱伸縮により不都合が生じて、排気装置の性能低下及び装置部品の損傷等をもたらす。
【０００３】
また、最近では反応炉内で成膜処理する製品には、高品位で均質性の成膜製品が要求されてきている。これらの要求に対応するために熱伸縮を考慮した排気装置があり、この装置は反応炉と真空チャンバーとの互いの一隅或いは一端面で固定されている。このように一隅または一端面で固定した装置では、その固定部を基に固定されていない自由端方向に向かって熱伸縮する構造となっている。このような構造にすることによって、熱伸縮自体を拘束することは回避できるが、しかしこのような一隅固定部から他端部に向かって自由に熱伸縮する装置では、熱伸縮方向が一隅の固定端部を基点に垂直方向と水平方向に向かって次第に熱伸縮量が増大する。このような排気装置では、上部に成膜部を設けた反応炉を真空チャンバー内に装入して真空系統を接続するとき、及び成膜後にそれらを分離するときに、位置不一致等の問題が生じる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、装置自体が熱伸縮を拘束しないので装置の熱伸縮による破損等の問題をある程度回避することができるが、熱伸縮により生じる装置内の互いの位置ずれが自由端端部では最大となるため、上部に成膜部を設けた反応炉と真空チャンバーとを接続するとき及び成膜後に分離するとき、装置全体を冷却する十分な時間が必要であり、相変わらず作業時間に問題がある。
【０００５】
本発明は、上記状況を鑑み成されたものであり、排気装置内に生じる熱伸縮を可能なかぎり抑制して、これらの装置の熱伸縮による排気機能の低下及び装置部品の損傷等の問題を回避するだけでなく、成膜部を設けた反応炉を真空チャンバー内に装入して接続するとき及び成膜後に分離して搬出するときの作業時間を短縮し、さらに熱膨張による成膜位置のミスマッチングを回避し、高品位で均質性のある薄膜を成膜することが可能な排気装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、前述の特許請求の範囲の請求項１〜請求項５に記載する技術手段を採用する。
本発明の排気装置１は、チャンバー２内に成膜部４と排気部５とを有する反応炉３が装備される。この排気部の一外側面５−１の中央部５−２と、この排気部の一外側面５−１に対面するチャンバー内の一内側面２−１の中央部２−２とを固定部材８で固定する。そして、排気部の一外側面５−１に対向する排気部の対向外側面５−３の中央部５−４に、摺動支持部６を設ける。さらに、チャンバーの一内側面２−１に対向するチャンバーの対向内側面２−３の中央部２−４に、ガイド部７を設ける。
【０００７】
本発明の排気装置１が上記のような構成を備えることによって、排気装置１の熱伸縮を以下に述べるように制御することができる。
１）チャンバー２と反応炉３との熱伸縮にしたがって、摺動支持部６がガイド部７に向かって前後方向（図３のＸ−Ｘ方向）に摺動することが可能となる。したがって、この前後方向の熱伸縮は拘束されないので、排気装置１のチャンバー２と反応炉３、及び反応炉の成膜部４と排気部５とは、この前後方向に関する互いの位置的なミスマッチを回避できる。さらに、反応炉の排気部５の上に積載される成膜部４は、いずれに対しても固定されないので熱伸縮の影響を被ることがない。
【０００８】
２）排気部５とチャンバー２とが、それらの中央部２−２、５−２で互いに固定部材８で固定されるので、これらの固定部材８と摺動支持部６とを結ぶ線に水平な方向（図３のＹ−Ｙ方向）への反応炉３の熱伸縮が中央部で２分割することができる。すなわち、それぞれの熱伸縮による移動量は１／２にすることができる。
【０００９】
なお、本発明の排気装置１の摺動支持部６またはガイド部７の少なくとも一方を、摩擦係数の小さな材料にすることによって、反応炉３全体が滑らかに摺動支持されるので、装置の排気系統に損傷をもたらすことなく、且つ成膜時の薄膜に不均質性をもたらすことを回避できる。
さらに、本発明の排気装置１の摺動支持部６及びガイド部７のいずれか一方にローラー９を設け、摺動支持部６とガイド部７とが互いに回転摺動することができるので、さら装置の損傷を回避でき且つ薄膜の均質性を向上させることができる。
【００１０】
さらに、本発明の排気装置１のローラー９が設けられていない摺動支持部６またはガイド部７と、ローラー９との少なくとも一方が、摩擦係数の小さな材料であることが望ましい。そして、摩擦係数の小さな材料が、コバルト系合金であることが望ましい。
なお、本発明の排気装置は、従来の真空堆積法、化学気相堆積（ＣＶＤ）法及び原子層エピタキシー装置内に装備することによって、成膜した薄膜を高品位で均質性にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の熱伸縮を考慮した排気装置を以下に図面を参照して説明する。本発明の熱伸縮を考慮した排気装置１は、図１に示すように、チャンバー２と、成膜部４と排気部５とを有する反応炉３とを含み、チャンバー２内に反応炉３が装備される。チャンバー２は、その内部を真空に保持できる真空チャンバーである。真空チャンバー２内に装備される反応炉３は、排気部５から真空チャンバー２を貫通して真空ポンプ１２に接続される排気管１１が設けられていて、その内部を真空チャンバー２より高真空に維持することができる２重構造の真空装置である。したがって、反応炉３から真空チャンバー２内へのガスリークを防止することができる構造である。さらに、反応炉３は、排気部側壁と成膜部側壁とに沿って設けられたガス導入管１３を介して、成膜部４の上部から導入したガス（例えば、三塩化アルミニウム、Ｈ2 Ｏと及びＮ2 ガスキャリア）によって薄膜を成膜する。排気管１１およびガス導入管１３は、それぞれの接続部において気密性をもたせるために、シール構造となっている。
【００１２】
本発明の排気装置１の反応炉３は、成膜部４（図１参照）と排気部５とを備える。成膜部４は、成膜する製品及び治具の保持、及び原料ガスを振り分ける機能を有する（図１参照）。また、排気部５は、成膜部４を積載・配置できる台座の機能と、原料供給装置１４からガス導入管１３を固定シールする機能と、成膜部のガス導入管に接続する機能と、排気部から真空チャンバーの外部への排気管１１を接続する機能を備える。
【００１３】
熱伸縮量を所望量に制御し且つ熱伸縮を強制的に拘束しない本発明の排気装置１を、図２を参照して説明する。図２において反応装置部分は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。本発明の排気装置１は、排気装置の３方向（図３のＸ方向とＹ方向と、紙面に垂直方向）の熱伸縮を拘束しない構造にするため、真空チャンバー２と反応炉３とは一点でのみ固定する。すなわち、排気部５の一つの外側面５−１の中央部５−２と、この面５−１と向かい合う真空チャンバー２内の一つの内側面２−１との中央部２−２とを互いに固定部材８で固定する。さらに、３方向の熱伸縮方向のうち１方向（図３のＸ方向）の熱伸縮を案内するために、排気部５の一つの外側面５−１に向かい合う対向外側面５−３の中央部５−４に摺動支持部６を設け、そして、真空チャンバー２の一つの内側面２−１に向かい合う対向内側面２−３の中央部２−４にガイド部７を設ける。上記構成を備えることによって、真空チャンバー２と反応炉３との熱伸縮にしたがって、排気部５に設けた摺動支持部６が、真空チャンバー２に設けたガイド部７に向かって前後方向（Ｘ−Ｘ方向）に摺動が可能となり、これによって、この前後方向の熱伸縮は拘束されないので、排気装置１の真空チャンバー２と反応炉３、及び反応炉の成膜部４と排気部５とは、この前後方向に関する互いの位置的なミスマッチを回避できる。さらに、反応炉３の排気部５の上に積載される成膜部４は、いずれに対しても固定されないので特に図３の紙面に垂直方向の熱伸縮の影響を被ることがない。また、排気部５と真空チャンバー２とが、その中央部で互いに固定部材８で固定されるので、これらの固定部材８と摺動支持部６とを結ぶ線に水平な方向（Ｙ−Ｙ方向）への反応炉の熱伸縮が固定された中央部５−２で２分割することができる。すなわち、それぞれの熱伸縮による移動量は１／２にすることができる。
【００１４】
また、排気部５に設けた摺動支持部６または真空チャンバー２に設けたガイド部７のいずれか一方を摩擦係数の小さな材料にすることができ、そして摩擦係数の小さな材料は、コバルト合金が好ましい。さらに、排気部５に設けた摺動支持部６または真空チャンバー２に設けたガイド部７のいずれか一方にローラー９を設けことができる。排気部５の摺動支持部６にローラー９を設けた例を図５に示す。この摺動支持部６のローラー９が、真空チャンバー２に取り付けられたガイド部７と互いに非常に円滑な回転摺動することができる。
【００１５】
本発明の熱伸縮を考慮した排気装置は、排気装置内に生じる熱伸縮を可能なかぎり抑制することができたので、排気装置の熱伸縮による排気機能の低下及び装置部品の損傷等の問題を回避することができた。また、成膜部を設けた反応炉を真空チャンバー内に装入して接続するとき及び成膜後に分離して搬出するときの作業時間が短縮することができ、さらに熱膨張による成膜位置のミスマッチングを回避し、高品位で均質性のある薄膜を成膜することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱伸縮を考慮した排気装置の横断面を示す図である。
【図２】本発明の熱伸縮を考慮した排気装置の概略図であり、排気装置部分は図１のＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。
【図３】本発明の熱伸縮を考慮した排気装置の固定部材と摺動指示部とガイド部の取り付けを示す横断面の概略図である。
【図４】従来技術の排気装置の固定方法を示す横断面の概略図である。
【図５】本発明のローラーを装着した摺動指示部とガイド部との取り付けを示す概略図である。
【符号の説明】
１…排気装置
２…チャンバー、または真空チャンバー
２−１…チャンバーの一内側面
２−２…チャンバーの一内側面の中央部
２−３…チャンバーの対向内側面
２−４…チャンバーの対向内側面の中央部
３…反応炉
４…成膜部
５…排気部
５−１…排気部の一外側面
５−２…排気部の一外側面の中央部
５−３…排気部の対向外側面
５−４…排気部の対向外側面の中央部
６…摺動支持部
７…ガイド部
８…固定部材
９…ローラー
１１…排気管
１２…真空ポンプ
１３…ガス導入管
１４…原料供給装置
２１…排気装置
２２…チャンバー
２３…反応炉
２４…固定端
【図１】
0003750482.tif 000002
【図２】
0003750482.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003750482.tif 000005
【図５】
0003750482.tif 000006