JP2015141994A - 支持機構及び基板処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】蓋体のマニホールドに対する弾性的な当接と、気密保持性とを両立する支持機構を提供すること。
【解決手段】 昇降手段を用いた昇降により熱処理炉の炉口の封止又は前記封止の解除を行う蓋体を支持する支持機構であって、前記支持機構は、第１の弾性係数を有する第１の弾性体と、前記第１の弾性係数よりも弾性係数が大きい第２の弾性係数を有する第２の弾性体と、を有し、前記前記蓋体は、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接する際に、前記第１の弾性体に係る反力が印加され、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接した後に、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体に係る反力が印加される、支持機構。
【選択図】図１

Description

本発明は、支持機構及び基板処理装置に関する。
例えば半導体装置の製造においては、被処理体である基板（例えば半導体ウエハ：以下ウエハ）に対して、成膜処理、酸化処理、拡散処理、アニール処理、エッチング処理等の処理が施される。一般的に、これらの処理は、複数枚のウエハをバッチ式で処理可能な、ヒータ装置を有する縦型の基板処理装置で実施される。
基板処理装置は、一般的に、前工程から基板処理装置へと搬送される基板を収納する密閉型収納容器（例えば、ＦＯＵＰ）と、処理中にウエハが収納されるウエハボートと、の間でウエハの移載を行うローディングエリアを有する。このローディングエリアの上部空間には、プロセスチューブ（処理容器）及びヒータ装置が設けられており、ウエハが収納されたウエハボートは、昇降機構を介してプロセスチューブ内へと配置される。
ウエハボートの下方には、一般的に、基板処理中のヒータ装置内の気密を保持するために、プロセスチューブの開口部側に設けられたマニホールドをキャップする蓋体が、ウエハボートと一体的に形成されている。蓋体によりマニホールドをキャップする際には、キャップがマニホールドに対して弾性的に当接することが求められる。また、当接後には、気密保持性の観点から、キャップは所定の密着度を有してマニホールドに密着させる必要がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−２１４２１号公報
しかしながら、特許文献１の方法では、蓋体のマニホールドに対する弾性的な当接と、気密保持性とを両立することは困難であった。
上記課題に対して、蓋体のマニホールドに対する弾性的な当接と、気密保持性とを両立する支持機構を提供する。
昇降手段を用いた昇降により熱処理炉の炉口の封止又は前記封止の解除を行う蓋体を支持する支持機構であって、前記支持機構は、
第１の弾性係数を有する第１の弾性体と、
前記第１の弾性係数よりも弾性係数が大きい第２の弾性係数を有する第２の弾性体と、
を有し、
前記蓋体は、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接する際に、前記第１の弾性体に係る反力が印加され、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接した後に、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体に係る反力が印加される、支持機構。
蓋体のマニホールドに対する弾性的な当接と、気密保持性とを両立する支持機構を提供できる。
本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略構成図である。 本実施形態に係る熱処理炉の一例の概略構成図である。 従来の支持機構近傍の概略構成図である。 第１の実施形態に係る支持機構近傍の概略構成図である。 第１の実施形態に係る支持機構の効果の一例を説明するための概略図である。 第２の実施形態に係る支持機構の効果の一例を説明するための概略図である。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。先ず、本実施形態に係る基板処理装置の一例の全体概略構成について、図１及び図２を用いて説明し、その後、本実施形態に係る蓋体４３及び支持機構５０近傍の概略構成について、図３乃至図６を参照して説明する。なお、図２においては、説明の容易性の目的で、蓋体４３近傍の構成を概略的に示している。
（基板処理装置）
図１に、本実施形態に係る基板処理装置の一例の概略縦断面図を示す。なお、図１においては、説明のために、Ｘ軸方向を前後方向の前方向とし、ｚ軸方向を上下方向（又は昇降方向）の上方向として、説明する。また、図２に、本実施形態に係る熱処理炉の一例の概略構成図を示す。
基板処理装置１０は、載置台（ロードポート）２０、筐体３０及び制御部１２０を有する。
載置台２０は、筐体３０内の前方に設けられ、筐体３０内へのウエハＷの搬入搬出を行うためのものである。載置台２０は、複数枚例えば２５枚程度のウエハＷを所定の間隔で収納可能な密閉型収納容器（ＦＯＵＰ、基板搬送機器とも称される）２１、２２が、Ｚ軸方向又はＹ軸方向に整列して載置可能に構成される。図１に示す例では、密閉型収納容器２１、２２は、Ｚ軸方向に２つ設けられている例を示している。
密着型収納容器２１、２２は、前工程から基板処理装置１０の後述するローディングエリア４０へとウエハＷを搬入する又は基板処理装置１０から後工程へとウエハＷを搬出するための収納容器であり、前面に図示しない蓋を着脱可能に備える。
また、載置台２０の下方には、後述する移載機構４７により移載されたウエハＷの外周に設けられた切欠部（例えばノッチ）を一方向に揃えるための整列装置（アライナ）２３が設けられていても良い。
載置台２０の後方領域には、作業領域であるローディングエリア４０が設けられている。ローディングエリア４０は、密閉型収納容器２１、２２と、後述するウエハボート４４との間でウエハＷの移載を行う領域である。また、ローディングエリア４０の上方には、ウエハボート４４に収納されたウエハＷに対して、各種熱処理を実施する熱処理炉６０が設けられている。なお、ローディングエリア４０と熱処理炉６０との間には、ベースプレート３１が設けられている。
前述したように、ローディングエリア４０は、密閉型収納容器２１、２２と、後述するウエハボート４４との間でウエハＷの移載を行う領域である。ローディングエリア４０は、ドア機構４１、シャッター機構４２、蓋体４３、ウエハボート４４、移載機構４７及び昇降機構４８等が設けられている。
ドア機構４１は、密閉型収納容器２１、２２の図示しない蓋を取外して、密閉型収納容器２１、２２内をローディングエリア４０内に連通開放するためのものである。
シャッター機構４２は、ローディングエリア４０の上方領域であって、ベースプレート３１の下方側に設けられている。シャッター機構４２は、炉口６８から炉内の熱がローディングエリア４０に放出されるのを制御するために、蓋体４３を開けている（即ち、蓋体４３が降下している）場合に炉口６８を塞ぐように設けられている。
蓋体４３は、ウエハボート４４の下方側に、ウエハボート４４と一体的に設けられている。より具体的には、ウエハボート４４の下方側には、ウエハボート４４が蓋体４３側との伝熱により冷却されることを防止するために、保温筒４９が設けられている。そして、保温筒４９の下方には、例えばステンレススチールよりなるテーブル９２が固定されており、このテーブル９２の下方に設けられた軸９０の下方に、蓋体４３が設けられている。
また、蓋体４３の下方側には、蓋体４３を支持するための支持機構５０が設けられいる。蓋体４３を支持する支持機構５０の詳細については、後述する。なお、蓋体４３の上方に載置されているウエハボート４４は、処理容器６５内でウエハＷを水平面内で回転可能に保持することができる。
ウエハボート４４は、例えば、石英製であり、大口径例えば直径４５０ｍｍ又は３００ｍｍ等のウエハＷを、水平状態で上下方向に所定の間隔で搭載するように構成されている。一般的に、ウエハボート４４に収容されるウエハＷの枚数は、限定されないが、例えば５０〜１５０枚程度である。なお、図１では、基板処理装置１０が、ウエハボート４４を１つ有する構成について示したが、複数のウエハボート４４を有する構成であっても良い。
移載機構４７は、密閉型収納容器２１、２２と、ウエハボート４４との間でウエハＷの移載を行うためのものである。移載機構４７は、基台５７、昇降アーム５８、及び、複数のフォーク（移載板）５９を有する。基台５７は、昇降及び旋回可能に設けられている。昇降アーム５８は、昇降可能に設けられ、基台５７は、昇降アーム５８に水平旋回可能に設けられている。
昇降機構４８は、例えばボートエレベータであり、ウエハＷが移載されたウエハボート４４を、ローディングエリア４０から熱処理炉６０に対して搬出入する際において、ウエハボート４４（及び蓋体４３）を昇降駆動する。昇降機構４８は、支持機構５０と係合しており、支持機構５０を介してウエハボート４４及び蓋体４３を昇降駆動することができる。そして、昇降機構４８によって上昇した蓋体４３は、後述するマニホールド８４の下端部の開口部に設けられたキャップ部８６と当接して、炉口６８を密閉するように設けられている。蓋体４３とキャップ部８６との間には、Ｏリング等のシール部材９４が設けられている。
また、ウエハＷの各種処理が終了した後は、ウエハボート４４をローディングエリア４０の下方領域へと下降させる。即ち、昇降機構４８は、ウエハボート４４を、熱処理炉６０内に位置するロード位置（図２のウエハボート４４の位置参照）と、熱処理炉６０外に位置し、ロード位置の下方に位置するアンロード位置（図１のウエハボート４４の位置参照）との間で昇降させることができる。なお、本実施形態に係る蓋体４３による炉口６８の密閉の詳細については、本実施形態に係る支持機構５０の構造と共に、後述する。
熱処理炉６０は、複数枚のウエハＷを収容して、所定の熱処理を施すためのバッチ型縦型炉であり、処理容器６５を備えている。処理容器６５は、後述するマニホールド８４（図２参照）を介してベースプレート３１に支持されている。
次に、本実施形態に係る基板処理装置１０の熱処理炉６０部分の詳細な構成例について、図２を参照して説明する。
図２に示す例では、縦型の熱処理炉６０は、長手方向が垂直である処理容器６５と、処理容器６５の外周側に処理容器６５を囲むように設けられたヒータ装置７０と、を有する。
処理容器６５は、有天井の外筒８０と、この外筒８０の内周側に同心的に配置された円筒体の内筒８２とを有する、２重管構造で構成される。
外筒８０及び内筒８２は、石英等の耐熱性材料から形成される。また、外筒８０及び内筒８２は、ステンレススチール等から形成されるマニホールド８４によって、その下端部が保持される。
マニホールド８４の下端部の開口部には、例えばステンレススチール等からなる円環状のキャップ部８６が、Ｏリング等のシール部材８８を介して気密防止可能に取り付けられている。この円環状のキャップ部８６の中心の開口部が、熱処理炉６０の炉口に対応する。
熱処理炉６０には、処理容器６５内に処理ガスを導入するための、ガス導入手段９６が設けられる。ガス導入手段９６は、マニホールド８４を気密に貫通するように設けられたガスノズル１００を有する。なお、図２に示す例は、ガス導入手段９６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等に応じて、複数のガス導入手段９６を有する構成であっても良い。また、ガスノズル１００から処理容器６５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。
また、熱処理炉６０には、ガス出口１０２が設けられており、ガス出口１０２には、排気系１０４が連結される。排気系１０４には、ガス出口１０２に接続された排気通路１０６と、排気通路１０６の途中に順次接続された圧力調整弁１０８及び真空ポンプ１１０を含む。排気系１０４により、処理容器６５内の雰囲気を圧力調整しながら排気することができる。
処理容器６５の外周側には、処理容器６５を囲むようにして、ウエハＷ等の被処理体に熱処理を施すヒータ装置７０が設けられる。
ヒータ装置７０は、筒体の断熱壁体７２を有する。断熱壁体７２は、例えば、熱伝導性が低く、柔らかい無定形のシリカ及びアルミナの混合物等から形成することができる。
断熱壁体７２は、その内周面が処理容器６５の外周面に対して所定の距離離間するように配置される。また、断熱壁体７２の外周には、例えば、ステンレススチール等から形成される保護カバー７４が、断熱壁体７２の外周全体を覆うように取り付けられている。
断熱壁体７２の内周面側には、ヒータエレメント７６が複数回巻回して設けられている。例えば、ヒータエレメント７６は、筒体の断熱壁体７２の中心軸を軸として、螺旋状に形成されている。
また、断熱壁体７２には、ヒータエレメント７６を所定のピッチで保持するために、図示しない保持部材が、断熱壁体７２の軸方向に沿って設けられていても良い。もしくは、断熱壁体７２の内周側に、ヒータエレメント７６を保持するための溝部が設けられ、この溝部にヒータエレメント７６が収容される構成であっても良い。
ヒータ装置７０は、一般的に、その軸方向においてゾーン分割され、各ゾーン毎に温度制御できる構成になっている。
また、本実施形態に係る基板処理装置１０は、制御部１２０を有する。制御部１２０は、例えば、演算処理部、記憶部及び表示部を有する。演算処理部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を有するコンピュータである。記憶部は、演算処理部に、各種の処理を実行させるためのプログラムを記録した、例えばハードディスクにより構成されるコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。表示部は、例えばコンピュータの画面よりなる。演算処理部は、記憶部に記録されたプログラムを読み取り、そのプログラムに従って、基板処理装置を構成する各部に制御信号を送り、各種熱処理を実行する。
（第１の実施形態）
次に、本実施形態に係る蓋体４３及び支持機構５０近傍の実施形態例について、図を参照して説明する。
［従来の支持機構４５０の問題点］
先ず、従来の支持機構４５０を用いた、蓋体による炉口の封止の問題点について、図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照して説明する。図３（ａ）〜図３（ｃ）に、従来の支持機構４５０近傍の概略構成図を示す。図３（ａ）は、昇降機構４８による蓋体４３の上昇において、蓋体４３がキャップ部８６に当接する前の概略図であり、図３（ｂ）は、蓋体４３がキャップ部８６に当接した直後の概略図であり、図３（ｃ）は、蓋体４３が炉口６８を十分に封止した状態の概略図である。
なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）においては、説明の簡略化のために、マニホールド８４のキャップ部８６より上方の構成、及び、蓋体４３より上方の構成については、省略して示している。
先ず、従来の支持機構４５０は、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示すように、一方の端部が蓋体４３を接するバネ部材等の弾性部材４５２ａ、ｂと、各々の弾性部材４５２ａ、ｂの他方の端部に接する、弾性部材４５２ａ、ｂを支持する支持部材４５４（キャップベースとも呼ばれる）とを有する。
弾性部材４５２ａ、ｂは、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す例では、蓋体４３に対して２箇所に設けられているが、限定されず、蓋体４３の周に沿って例えば３箇所又はそれ以上設けられていても良い。そして、各々の弾性部材４５２ａ、ｂは、弾性係数が同じものが使用される。
支持部材４５４は、その下方側に搬送機構４８が設けられ、支持部材４５４を介して、蓋体４３及び弾性部材４５２ａ、ｂが昇降される。
従来の支持機構４５０においては、蓋体４３により炉口６８を確実に封止するために、全ての弾性部材４５２ａ、ｂの弾性係数は、シール部材９４を十分に潰す押圧力に対応する値に設計される。そのため、図３（ａ）に示す蓋体４３がキャップ部８６に当接する前の状態においても、蓋体４３には、前記押圧力の反力が印加されている。特に、近年、直径４５０ｍｍ又は３００ｍｍ等の大口径のウエハが求められており、その要求に対応して、ウエハＷの重量も増大している。即ち、蓋体４３の上方の負荷（ウエハＷが収納されたウエハボート４４の重量等）が大きくなっており、それに伴い、蓋体４３により炉口６８を確実に封止するために、全ての弾性部材４５２ａ、ｂの弾性係数は大きくなっている。
弾性部材４５２ａ、ｂの弾性係数が、炉口６８を確実に封止する程度に大きい状態で、蓋体４３を更に上昇させて、図３（ｂ）に示すように蓋体４３をキャップ部８６に当接させた場合、蓋体４３を弾性的に（又はソフトタッチで又は緩やかに）キャップ部８６に当接することができない。
蓋体４３を弾性的にキャップ部８６に当接させる案としては、昇降機構４８の上昇速度を遅くすることが考えられるが、この場合、スループットが低くなる。また、弾性部材４５２ａ、ｂを支持機構５０への組み込み時において、撓み量を少なくすること等も考えられるが、この場合、蓋体４３の厚みを大きくする必要があり、装置高さが高くなる。また、蓋体４３によるキャップクローズに要する時間が増えるため、スループットが低くなる。
なお、従来の支持機構４５０を使用した場合であっても、図３（ｃ）に示すように、シール部材９４を十分に潰すことにより、蓋体４３によって炉口６８を確実に封止することができる。
本発明者らは、従来技術に対する問題点を鋭意検討した結果、第１の弾性係数を有する第１の弾性体と、第１の弾性係数よりも弾性係数が大きい第２の弾性係数を有する第２の弾性体とを含む支持機構を使用し、各々の弾性体からの反力が蓋体に印加されるタイミングを制御することにより、弾性的な当接と、気密保持性とを両立できることを見出した。
即ち、本実施形態に係る支持機構は、
昇降手段を用いた昇降により熱処理炉の炉口の封止又は前記封止の解除を行う蓋体を支持する支持機構であって、前記支持機構は、
第１の弾性係数を有する第１の弾性体と、
前記第１の弾性係数よりも弾性係数が大きい第２の弾性係数を有する第２の弾性体と、
を有し、
前記蓋体は、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接する際に、前記第１の弾性体に係る反力が印加され、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接した後に、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体に係る反力が印加される。
本実施形態に係る支持機構の詳細については、下記に具体的な実施形態を挙げて、図を参照して説明する。
［第１の実施形態に係る支持機構５０ａの構成］
第１の実施形態に係る支持機構５０ａの構成例及び効果について、図４及び図５を参照して説明する。図４に、第１の実施形態に係る支持機構近傍の概略構成図を示す。
第１の実施形態に係る支持機構５０ａは、第１の弾性体と第２の弾性体が、昇降方向において並列に整列され、具体的には、
蓋体４３に対して下方に離間して設けられ、前記昇降機構の昇降に対応して昇降可能な第１の支持部材２０２と、
一方の端部が前記蓋体４３に接し、他方の端部が前記第１の支持部材２０２の前記蓋体４３に対向する第１の面２０２ａに接する、第１の弾性係数を有する第１の弾性体２０４と、
一方の端部が前記第１の支持部材２０２の第１の面２０２ａに接し、前記第１の弾性係数よりも弾性係数が大きい第２の弾性係数を有する第２の弾性体２０６と、
を有する。
そして、前記蓋体４３は、前記昇降手段４８によって上昇した前記蓋体４３が前記炉口６８に当接する際に、第１の弾性体２０４に係る反力が印加され、前記昇降手段４８によって上昇した前記蓋体４３が前記炉口６８に当接した後に、前記第２の弾性体２０６及び前記第１の弾性体２０４に係る反力が印加される。
なお、「前記昇降手段４８によって上昇した前記蓋体４３が前記炉口６８に当接した後に、前記第２の弾性体２０６に係る反力が印加される」とは、「蓋体４３が前記炉口６８に当接する際（又はその前）には、例えば図４のクリアランスＤ１により、蓋体４３に第２の弾性体２０６に係る反力が印加されないことを意味する。
第１の実施形態に係る支持機構５０ａの効果について、図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）に、第１の実施形態に係る支持機構５０ａの効果の一例を説明するための概略図を示す。図５（ａ）は、昇降機構４８による蓋体４３の上昇において、蓋体４３がキャップ部８６に当接する前の概略図であり、図５（ｂ）は、蓋体４３がキャップ部８６に当接した後であって、第２の弾性体２０６が蓋体４３に当接する直前の概略図であり、図５（ｃ）は、蓋体４３が炉口６８を十分に封止した状態の概略図である。
なお、図５（ａ）〜（ｃ）では、図４に示す第１の弾性体２０４及び第２の弾性体２０６が、蓋体４３の周方向に沿って２つずつ配置される例について示し、各々、第１の弾性体２０４ａ、ｂ、第２の弾性体２０６ａ、ｂと示す。しかしながら、本発明はこの点において限定されず、図４に示す第１の弾性体２０４、第２の弾性体２０６は、蓋体４３の周方向に沿って３つ以上、例えば６つずつ配置されても良い。
図５（ａ）に示すように、蓋体４３が炉口６８を封止していない場合には、第２の弾性体２０６ａ、ｂは、蓋体４３に対して離間している（クリアランスＤ１参照）。即ち、第２の弾性体２０６ａ、ｂは、蓋体４３と接していない。そのため、図５（ａ）に示す状態では、蓋体４３には、第１の弾性体２０４ａ、ｂに対応する反力が印加されるが、第２の弾性体２０６ａ、ｂに対応する反力は印加されていない。
この図５（ａ）に示す状態から、昇降機構４８により第１の支持部材２０２及び蓋体４３を上昇させると、第１の弾性体２０４ａ、ｂのみの弾性係数に対応して、蓋体４３がキャップ部８６に当接される。そのため、本実施形態に係る支持機構５０ａにより、蓋体４３を、弾性的に（又はソフトタッチで又は緩やかに）キャップ部８６へと当接することができる。
蓋体４３がキャップ部８６に当接した状態で、昇降機構４８により更に第１の支持部材２０２を上昇させると、この上昇幅に対応して、第１の弾性体２０４ａ、ｂが撓む。そして、第１の支持部材２０２が、クリアランスＤ１と等しい上昇幅で上昇した段階で、図５（ｂ）に示すように、第２の弾性体２０６ａ、ｂが、蓋体４３に接する。
この図５（ｂ）に示す状態から、昇降機構４８により更に支持機構５０ａを上昇させると、蓋体４３には、第１の弾性係数及び第２の弾性係数の和に対応する反力が印加される。その結果、シール部材９４を十分に潰すことができ、蓋体４３によって炉口６８を気密性良く封止することができる。
第１の弾性体２０４ａ、ｂの第１の弾性係数としては、蓋体４３（及びシール部材９４）を、弾性的に（又はソフトタッチで又は緩やかに）キャップ部８６へと当接することができれば、シール部材９４の材料や昇降機構４８による昇降速度に応じて当業者が選択することができる。具体的には、例えば、蓋体４３上の負荷が３０〜３００ｋｇｆの範囲内である場合、３５〜４００ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲内とすることができる。
また、第２の弾性体２０６ａ、ｂの第２の弾性係数は、第１の弾性体２０４ａ、ｂの１の弾性係数の和が、シール部材９４を十分に潰すことができる値であれば、特に制限はなく、シール部材９４の材料や昇降機構４８による昇降速度に応じて当業者が選択することができる。具体的には、例えば、蓋体４３上の負荷が１００〜１５００ｋｇｆの範囲内である場合、例えば、１５０〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲内とすることができる。
また、第１の弾性係数に対する第２の弾性係数の比の値としては、好ましくは、２〜５の範囲内、より好ましくは２〜１０の範囲内、さらに好ましくは２〜２０の範囲内である。
また、第１の弾性体２０４ａ、ｂ及び第２の弾性体２０６ａ、ｂは、好ましくはコイル状のバネ部材を使用することが好ましい。
クリアランスＤ１としては、特に制限はなく、例えば１〜２０ｍｍの範囲内とすることができる。
本実施形態に係る支持機構５０ａは、図４に示すように、軸２０８及びブッシュガイド２１０を有することが好ましい。
軸２０８は、第１の弾性体２０４ａ、ｂ及び第２の弾性体２０６ａ、ｂの、軸直角方向への伸縮を抑制又は低減し、軸方向への伸縮をガイドする部材である。
好ましくは、コイル状のバネ部材の第１の弾性体２０４ａ、ｂの各々の内周側に、コイル状のバネ部材の第２の弾性体２０６ａ、ｂが配置され、第２の弾性体２０６ａ、ｂの各々の内周側に、軸２０８が配置される。
また、ブッシュガイド２１０は、軸２０８の外周側に、軸２０８と接して配置される部材であり、軸２０８の軸方向長さよりも短く構成される。これにより、軸２０８の軸方向長さと、ブッシュガイド２１０の前記軸方向長さの差が、第１の弾性体２０４ａ、ｂ及び第２の弾性体２０６ａ、ｂの、最大収縮量となる。
以上、第１の実施形態に係る支持機構５０ａは、蓋体４３をキャップ部８６へと弾性的に当接させるための第１の弾性体２０４と、蓋体４３をキャップ部８６へと気密的に封止するための第２の弾性体２０６とを有する。これにより、蓋体４３のマニホールドに対する弾性的な当接と、気密保持性とを両立することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る支持機構５０ｂについて、図６（ａ）〜図６（ｄ）を参照して説明する。図６（ａ）〜図６（ｄ）に、第２の実施形態に係る支持機構５０ｂの効果の一例を説明するための概略図を示す。なお、図６（ａ）〜図６（ｄ）においては、支持機構５０ｂにおける必須の構成以外の構成要素については、省略して示している。
第２の実施形態に係る支持機構５０ｂは、弾性係数が異なる２種類の弾性体が、昇降方向に直列に配置される点で、第１の実施形態とは異なる。
より具体的には、第２の実施形態に係る支持機構５０ｂは、
蓋体４３に対して下方に離間して設けられ、前記昇降機構４８の昇降に対応して昇降可能な第２の支持部材３０２と、
前記第２の支持部材３０２に対して下方に離間して設けられ、前記昇降機構４８の昇降に対応して昇降可能な第３の支持部材３０４と、
前記第２の支持部材３０２と前記第３の支持部材３０４との間に設けられる基部３０６ａと、前記基部３０６ａと前記蓋体４３との間の距離が所定の距離となるように前記基部３０６ａと前記蓋体４３とを接続する接続部３０６ｂとを有する、第４の支持部材３０６と、
一方の端部が前記蓋体４３に接し、他方の端部が前記第２の支持部材３０２の前記蓋体に対向する第２の面３０２ａに接する、第３の弾性係数を有する第３の弾性体３０８ａ、ｂと、
一方の端部が前記第３の支持部材３０４の前記基部３０６ａと対向する第３の面３０４ａに接し、前記第３の弾性係数よりも弾性係数が大きい第４の弾性係数を有する第４の弾性体３１０と、
を有する。
そして、前記蓋体４３は、前記昇降手段４８によって上昇した前記蓋体４３が前記炉口６８に当接する際に、第３の弾性体３０８ａ、ｂに係る反力が印加され、前記昇降手段４８によって上昇した前記蓋体４３が前記炉口６８に当接した後に、前記第４の弾性体３１０ａ、ｂ及び前記第３の弾性体３０８ａ、ｂに係る反力が印加される。
第２の実施形態に係る支持機構５０ｂの効果について、改めて図６（ａ）〜図６（ｄ）を参照して説明する。図６（ａ）は、昇降機構４８による蓋体４３の上昇において、蓋体４３がキャップ部８６に当接する前の概略図であり、図６（ｂ）は、蓋体４３がキャップ部８６に当接する直前（又は直後）の概略図であり、図６（ｃ）は、蓋体４３がキャップ部８６に当接した後であって、第４の弾性体３１０が第２の支持部材３０２に当接する直前の概略図であり、図６（ｄ）は、蓋体４３が炉口６８を十分に封止した状態の概略図である。
図６（ａ）に示すように、蓋体４３が炉口６８を封止していない場合には、第４の弾性体３１０ａ、ｂは、基部３０６ａに対して離間している（所定のクリアランスＤ２を有している）。一方、第３の弾性体３０８ａ、ｂは、蓋体４３に直接接している。そのため、図６（ａ）に示す状態では、蓋体４３には、第３の弾性体３０８ａ、ｂに係る反力のみが印加される。別の言い方をすると、図６（ａ）に示す状態では、蓋体４３には、第４の弾性体３１０ａ、ｂに係る反力は印加されていない。
この図６（ａ）に示す状態から、昇降機構４８により蓋体４３、第２の支持部材３０２及び第３の支持部材３０４を上昇させて図６（ｂ）に示すように蓋体４３がキャップ部８６に当接させる。この図６（ｂ）に示す状態では、第１の実施形態と同様に、蓋体４３には、第３の弾性体３０８ａ、ｂに係る反力のみが印加される。そのため、蓋体４３のシール部材９４を介したキャップ部８６への当接は、弾性的に（又はソフトタッチで又は緩やかに）実施される。即ち、本実施形態に係る支持機構５０ｂにより、蓋体４３を、弾性的に（又はソフトタッチで又は緩やかに）キャップ部８６へと当接することができる。
図６（ｂ）に示す蓋体４３がキャップ部８６に当接した状態で、昇降機構４８により更に第２の支持部材３０２及び第３の支持部材３０４を上昇させる（蓋体４３は、シール部材９４の潰れ量に対応する分だけ上昇する）。第２の支持部材３０２の上昇によって、この上昇量に対応して、第３の弾性体３０８ａ、ｂが撓み、そして、第３の支持部材３０４の上昇によって、この上昇量に対応して、第３の弾性体３１０ａ、ｂの上端が基部３０６ａへと近づく。なお、第４の支持部材３０６の基部３０６ａと、蓋体４３との間の距離は、接続部３０６ｂの長さに対応して、常に一定の距離に維持されている。
そして、図６（ｃ）に示すように、第２の支持部材３０２及び第３の支持部材３０４の前記上昇量が、クリアランスＤ２の長さに達した時点で、第４の弾性体３１０ａ、ｂが基部３０６ａに当接する。これにより、蓋体４３には、第３の弾性体３０８ａ、ｂ及び第４の弾性体３１０ａ、ｂの両方に係る反力が印加される。なお、図６（ｃ）には、説明のために、図６（ｂ）における第２の支持部材３０２及び第３の支持部材３０４の位置を、破線で示している。
図６（ｃ）で示した第４の弾性体３１０ａ、ｂが基部３０６ａへと当接した後、更に、第２の支持部材３０２及び第３の支持部材３０４を、例えば幅Ｄ３（図６（ｄ））だけ上昇させる。その結果、シール部材９４を、第３の弾性体３０８ａ、ｂ及び第４の弾性体３１０ａ、ｂの両方に係る反力によって、十分に潰すことができる、即ち、蓋体４３によって炉口６８を気密性良く封止することができる。なお、図６（ｄ）には、説明のために、図６（ｃ）における第２の支持部材３０２及び第３の支持部材３０４の位置を、破線で示している。
なお、第３の弾性体３０８ａ、ｂの第３の弾性係数に関する好ましい範囲は、第１の実施形態の第１の弾性体２０４ａ、ｂの第１の弾性係数と同様である。また、第４の弾性体３１０ａ、ｂの第４の弾性係数に関する好ましい範囲は、第１の実施形態の第２の弾性体２０６ａ、ｂの第２の弾性係数と同様である。
また、第２の実施形態に係る支持機構５０ｂにおいても、図示しない軸及びブッシュガイドを配置する構成であっても良い。
クリアランスＤ２としては、特に制限はなく、クリアランスＤ１と同様に、例えば１〜２０ｍｍの範囲内とすることができる。
さらに、図６においては、第３の弾性体３０８ａ、ｂ及び第４の弾性体３１０ａ、ｂに示されるように、第３の弾性体及び第４の弾性体が、各々、蓋体４３の周方向に沿って２つずつ配置される例について示したが、本発明はこの点において限定されず、例えば、蓋体４３の周方向に沿って、３つ以上ずつ、例えば６つずつ配置される構成であっても良い。
以上、第２の実施形態に係る支持機構５０ｂは、蓋体４３をキャップ部８６へと弾性的に当接させるための第１の弾性体２０４と、蓋体４３をキャップ部８６へと気密的に封止するための第２の弾性体２０６とを有する。これにより、蓋体４３のマニホールドに対する弾性的な当接と、気密保持性とを両立することができる。
１０ 基板処理装置
２０ 載置台
３０ 筐体
３１ ベースプレート
４０ ローディングエリア
４３ 蓋体
４４ ウエハボート
４７ 移載機構
４８ 昇降機構
４８ 搬送機構
４９ 保温筒
５０ 支持機構
５８ 昇降アーム
６０ 熱処理炉
６５ 処理容器
６８ 炉口
７０ ヒータ装置
８４ マニホールド
８６ キャップ部
８８ シール部材
９０ 軸
９２ テーブル
９４ シール部材
１２０ 制御部
２０２ 第１の支持部材
２０４ 第１の弾性体
２０６ 第２の弾性体
２０８ 軸
２１０ ブッシュガイド
３０２ 第２の支持部材
３０４ 第３の支持部材
３０６ 第４の支持部材
３０８ 第３の弾性体
３１０ 第４の弾性体
また、第２の弾性体２０６ａ、ｂの第２の弾性係数は、第１の弾性体２０４ａ、ｂの第１の弾性係数との和が、シール部材９４を十分に潰すことができる値であれば、特に制限はなく、シール部材９４の材料や昇降機構４８による昇降速度に応じて当業者が選択することができる。具体的には、例えば、蓋体４３上の負荷が１００〜１５００ｋｇｆの範囲内である場合、例えば、１５０〜２０００ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲内とすることができる。
図６（ｂ）に示す蓋体４３がキャップ部８６に当接した状態で、昇降機構４８により更に第２の支持部材３０２及び第３の支持部材３０４を上昇させる（蓋体４３は、シール部材９４の潰れ量に対応する分だけ上昇する）。第２の支持部材３０２の上昇によって、この上昇量に対応して、第３の弾性体３０８ａ、ｂが撓み、そして、第３の支持部材３０４の上昇によって、この上昇量に対応して、第４の弾性体３１０ａ、ｂの上端が基部３０６ａへと近づく。なお、第４の支持部材３０６の基部３０６ａと、蓋体４３との間の距離は、接続部３０６ｂの長さに対応して、常に一定の距離に維持されている。

Claims (6)

  1. 昇降手段を用いた昇降により熱処理炉の炉口の封止又は前記封止の解除を行う蓋体を支持する支持機構であって、前記支持機構は、
    第１の弾性係数を有する第１の弾性体と、
    前記第１の弾性係数よりも弾性係数が大きい第２の弾性係数を有する第２の弾性体と、
    を有し、
    前記蓋体は、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接する際に、前記第１の弾性体に係る反力が印加され、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接した後に、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体に係る反力が印加される、支持機構。
  2. 前記蓋体に対して下方に離間して設けられ、前記昇降手段の昇降に対応して昇降可能な第１の支持部材を更に有し、
    前記第１の弾性体は、一方の端部が前記蓋体に接し、他方の端部が前記第１の支持部材の前記蓋体に対向する第１の面に接し、
    前記第２の弾性体は、一方の端部が前記第１の支持部材の第１の面に接する、
    請求項１に記載の支持機構。
  3. 前記蓋体に対して下方に離間して設けられ、前記昇降手段の昇降に対応して昇降可能な第２の支持部材と、
    前記第２の支持部材に対して下方に離間して設けられ、前記昇降手段の昇降に対応して昇降可能な第３の支持部材と、
    前記第２の支持部材と前記第３の支持部材との間に設けられる基部と、前記基部と前記蓋体との間の距離が所定の距離となるように前記基部と前記蓋体とを接続する接続部と、を有する第４の支持部材と、
    を更に有し、
    前記第１の弾性体は、一方の端部が前記蓋体に接し、他方の端部が前記第２の支持部材の前記蓋体に対向する第２の面に接し、
    前記第２の弾性体は、一方の端部が前記第３の支持部材の前記基部と対向する第３の面に接する、
    請求項１に記載の支持機構。
  4. 前記第１の弾性係数は、３５〜４００ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲内であり、
    前記第２の弾性係数は、１００〜１５００ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲内である、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の支持機構。
  5. 前記第１の弾性係数の前記第２の弾性係数に対する比の値は、２〜２０の範囲内である、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の支持機構。
  6. 熱処理炉と、
    前記熱処理炉の炉口の封止又は前記封止の解除を行う蓋体と、
    前記蓋体を支持する支持機構と
    前記支持機構を介して前記蓋体を昇降する昇降手段と、
    を有し、
    前記支持機構は、
    第１の弾性係数を有する第１の弾性体と、
    前記第１の弾性係数よりも弾性係数が大きい第２の弾性係数を有する第２の弾性体と、
    を有し、
    前記蓋体は、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接する際に、前記第１の弾性体に係る反力が印加され、前記昇降手段によって上昇した前記蓋体が前記炉口に当接した後に、前記第１の弾性体及び前記第２の弾性体に係る反力が印加される、支持機構と、
    を有する基板処理装置。
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