JPH078558Y2 - 石英ベルジャの着脱装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば、半導体ウエハにエピタキシャル成長
層を形成するための縦型気相成長装置の石英ベルジャを
洗浄，清掃時等に着脱するための着脱装置に関する。

［従来技術］ 従来より、半導体ウエハにエピタキシャル成長層を形成
する装置としては数種のタイプのものが知られている
が、その１つとして第８図に示すような縦型の気相成長
装置がある。この装置は、ガス供給口1aを有する外側の
金属製ベルジャ１と、その内側に設けられた石英ベルジ
ャ２とからなる二重構造のベルジャを備えており、外側
ベルジャ１はパッキン３を介して気密的に基台４上に配
置されている。このベルジャ内には半導体ウエハＷを載
置するサセプタ５と、該サセプタ５を水平回転させる中
空の駆動軸６が設けられ、該駆動軸６の内部には、ガス
供給管７が挿通されており、該ガス供給管７の上部より
モノシラン等の処理ガスが供給されるようになってい
る。さらに、上記サセプタ５の下方には、上記サセプタ
５を高周波誘導加熱によって加熱する高周波コイル８が
配設されている。

上記構成の装置では、駆動軸６によってサセプタ５が定
速で水平に回転し、高周波コイル８による高周波誘導に
より加熱され、その上に載置された半導体ウエハＷが加
熱されながら、ガス供給管７より散気される処理ガスと
均一に接触して、半導体ウエハＷ表面に単結晶シリコン
等のエピタキシャル成長層が徐々に形成される。そし
て、この処理ガスは、外側ベルジャ１のガス供給口1aよ
り供給されるバージ用の水素ガスと共に基台４の排気口
4aより排出されている。

このような気相成長装置では、処理時に高周波コイル８
の加熱によるサセプタ５からの輻放熱と、雰囲気内の伝
導熱によって石英ベルジャ２自体が高温となる。そのた
め、石英ベルジャ２の内面に処理ガスから分解されたシ
リコン等が多結晶の状態で付着するようになり、多量に
付着した多結晶シリコン等が剥離して半導体ウエハＷの
表面等に落下することがあった。これにより半導体ウエ
ハ表面には多結晶シリコン等による所謂マウンドが形成
されて後工程で問題になっていた。そのため、上記石英
ベルジャ２は定期的に取り外され、その内面にエッチン
グ等を施して洗浄し、付着した多結晶シリコン等が除去
されていた。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、石英ベルジャ２を定期的に取り外して洗
浄する場合には、次のような問題があった。まず、金属
製ベルジャ１の内面の数箇所に突設された中央に凹みの
ある突起1bに、石英ベルジャ２の外面の対応する箇所に
突設された突起2aが係合されているため、金属製ベルジ
ャ１から石英ベルジャ２を取り外す必要があった。その
ため、金属製ベルジャ１と石英ベルジャ２とを一体で複
数、例えば、３人の作業者が支持してから、石英ベルジ
ャ２内面を他の作業者が支え、金属製ベルジャ１又は石
英ベルジャ２を僅かに回転させて両者の係合状態を解除
したうえで石英ベルジャ２を金属製ベルジャ１から取り
外し、この石英ベルジャ２だけを複数の作業者で保持し
たた状態で洗浄設備まで運んでいた。

このように石英ベルジャ２の取り外しを複数の作業者に
よって行うと工数がかかるといった問題があった。ま
た、石英ベルジャ２自体が例えば、直径1m、高さ80cm、
厚さ５〜6mm、重量20kgと非常に大きく重いため、取り
外し作業が危険であり、特に石英ベルジャ２の内面を支
える作業者に対する危険性が極めて高いといった問題が
あった。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本考案の石英ベルジャの着
脱装置は、金属製ベルジャの内側に係合された石英ベル
ジャを着脱するための石英ベルジャの着脱装置であっ
て、取り外した石英ベルジャを支持する支持台を、台車
に取着された昇降機構を介して設けると共に、石英ベル
ジャを着脱するときに内面を支える支持部を、上記支持
台に取着された昇降機構を介して設けたことを特徴とす
る。

また、第２の石英ベルジャの着脱装置としては、取り外
した石英ベルジャを支持する支持台を台車に設けると共
に、石英ベルジャを着脱するときにその内面を支えるベ
ルジャ支持部を上記支持台又は台車に取着された昇降機
構を介して設けたことを特徴とする。

［作用］ 上記構成の第１の石英ベルジャの着脱装置では、石英ベ
ルジャを着脱するときに、金属製ベルジャの内側に係合
された石英ベルジャの下方に台車を移動させ、その台車
に取着された第１の昇降機構を介して支持台を上昇させ
ると共に、該支持台に取着された第２の昇降機構によっ
てベルジャ支持部を上昇させて石英ベルジャの内面を支
持することができる。この状態で金属製ベルジャとの係
合状態を解除し、石英ベルジャを支持したベルジャ支持
部を第２の昇降機構によって下降させ、支持台上に石英
ベルジャを支持することができ、台車によって自由に移
動できるようになる。

また、第２の石英ベルジャの着脱装置では、石英ベルジ
ャを着脱するときに、金属製ベルジャの内側に係合され
た石英ベルジャの下方に台車を移動させ、この台車又は
該台車に設けられた支持台に取着された昇降機構を介し
てベルジャ支持部を上昇させて石英ベルジャの内面を支
持することができる。この状態で金属製ベルジャとの係
合状態を解除し、石英ベルジャを支持したベルジャ支持
部を昇降機構によって下降させて支持台上に石英ベルジ
ャを支持することができ、台車によって自由に移動でき
るようになる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本考案の一実施例を説明する。

第１図は本考案の第１の実施例に係る石英ベルジャの着
脱装置の概略縦断面図、第２図は同実施例の石英ベルジ
ャの側面図である。図に示す石英ベルジャの着脱装置
は、第８図に示す従来の縦型気相成長装置の内側石英ベ
ルジャ２の内面に洗浄等を施すときに金属製ベルジャ１
から取り外し、または洗浄後に取り付けるときに用いら
れるものである。この着脱装置は、台車10と、該台車10
に取着された第１の昇降機構20と、該昇降機構20を介し
て取着された取り外された石英ベルジャ２の支持台30
と、該支持台30に取着された第２の昇降機構40と、該昇
降機構40を介して設けられた石英ベルジャ２を着脱する
ときにその内面を支えるベルジャ支持部50とよりなる。

上記台車10は、下面に例えば、４組のキャスター11が取
付けられ、後方に取着された手摺12によって手押しで移
動自在となっており、該台車10に第１の昇降機構20が取
着されている。

第１の昇降機構20は、例えば、２組のパンタグラフ21,2
1を所定間隔をおいて配置し、回転軸を連結材22によっ
てそれぞれを連結すると共に、一端の連結材22aを台車1
0上に固定し、他端の連結材22bを水平方向に摺動自在に
取着している。そして、該連結材22bには、ハンドル23
の回転によって水平方向に出没する棒材24が取付けられ
ており、ハンドル23を回転させることで棒材24が出没
し、連結材22bが水平方向に摺動して２組のパンタグラ
フ21,21が昇降自在となっている。

さらに、この昇降機構20の一方の上端連結材22cは、取
り外された石英ベルジャ２を支持する支持台30の下面に
固定され、他方の連結材22dは摺動自在に取着され、該
支持台30がこの摺動機構20によって上下に昇降自在とな
っている。

上記支持台30は平板状を呈し、その中心に石英ベルジャ
２の開口面より小さい開口面積となった開口部31が形成
され、該開口部31周縁の下方には第２の昇降機構40を取
着した取付台41が吊材32を介して取付けられている。

上記第２の昇降機構40は第１の昇降機構20と同様に２組
のパンタグラフ42,42を一定間隔をおいて連結材43で連
結され、上記取付台41上に取着したものである。上記連
結材43のうち下端の一方の連結材43aは取付台41に固定
され、他方の連結材43bは水平方向に摺動自在となって
いる。また、上端の一方の連結材43cは石英ベルジャ２
の内面を支持するベルジャ支持部50に固定され、他方の
連結材43dはベルジャ支持部50に対して摺動自在に取着
されている。そして、上記取付台41の下面にはハンドル
44に連結された棒材45が設けられ、ハンドル44を回転す
ることによって上記連結材43dが水平方向に摺動するよ
うになっている。

そして、上記ベルジャ支持部50は、上面に石英ベルジャ
２の内周面の曲率とほぼ等しい曲面をもったゴム等で製
作される緩衝材51が取着されており、石英ベルジャ２の
内面を支持するときの衝撃を緩和できるようになってい
る。

上記構成の石英ベルジャの着脱装置では、使用していな
いときには、第１の昇降機構20が最下端に位置すると共
に、第２の昇降機構40も最下端に位置して支持台30の開
口部31内にベルジャ支持部50の緩衝材51が位置してい
る。

上記構成の石英ベルジャの着脱装置を用いて金属製ベル
ジャ１から石英ベルジャ２を取り外す場合は、まず、金
属製ベルジャ１を図示していない把持機構によって把持
した状態で両者を一体で基台４から取り外し、通路等の
広い位置に移動させる。そして、本考案の着脱装置を両
ベルジャ1,2の下方に搬送させてから、第３図に示すよ
うに、ハンドル23を回転させてパンタグラフ21,21を連
結している連結材22bを水平方向に摺動させ、連結材22
a,22b間を狭めて上端に取着された支持台30を上昇させ
る。両ベルジャ1,2の直下にこの支持台30が位置すると
ころでハンドル23の回転を止めて支持台30の上昇を停止
する。

次に、ハンドル44を回転させることで第２の摺動機構40
のパンタグラフ41,41を上記した第１の昇降機構と同様
に上昇させ、上端に取着されているベルジャ支持部50の
緩衝材51を石英ベルジャ２の内面に当接する。このと
き、緩衝材51がゴム等で製作されているので石英ベルジ
ャ２に衝突して割れることが防止できる。緩衝材51を石
英ベルジャ２の内面に当接させると、さらにハンドル44
を回転させて第４図に示すようにベルジャ支持部50を僅
かに上昇させて石英ベルジャ２を持上げ、金属製ベルジ
ャ１の内面に突設された中央に凹みのある突起１に係合
されている突起2aを浮かせ、この状態で金属製ベルジャ
１を把持した把持機構等によって何れかのベルジャを水
平方向に数度程度回転させて両者の係合状態を解除す
る。

両ベルジャ1,2の係合状態が解除されると、第２の昇降
機構40を下降させて、ベルジャ支持部50に支持された石
英ベルジャ２だけを下降させ、その下端面を支持台30上
に支持してから、第２の昇降機構40を支持台30の開口部
31内に収容する。さらに、第５図に示すように、第１の
摺動機構20も下降させて元の最下端位置に戻してから、
台車10を押して支持台30上に支持した石英ベルジャ２を
エッチングしたり洗浄するため装置が設置された場所ま
で搬送する。

なお、洗浄後の石英ベルジャ２は上記動作と逆の順番で
金属製ベルジャ１に係合されて基台４上に設置される。

本考案の石英ベルジャ２の着脱装置では、作業者が直接
金属製ベルジャ１や石英ベルジャ２を支えることなく機
械的に着脱作業を行うことができるようになり、作業時
の危険性が極めて少なくなる。

なお、上記第１および第２の摺動機構20,40の昇降は、
ハンドル23および44を回転させることで行っているが、
モータや空気圧等を用いて行ってもよい。

第６図は本考案の第２の実施例に係る石英ベルジャの着
脱装置の概略断面図である。この着脱装置は、台車10
と、取り外した石英ベルジャ２の支持台60と、台車10上
に設けられた昇降機構70と、該昇降機構70の上方に設け
られたベルジャ支持部80よりなる。

上記台車10は既述ものと同一であるためここでは説明を
省略する。

上記支持台60は取り外された石英ベルジャ２の支持台で
あり、台車10上に固定状態にあり、該支持台60の中央部
分に開口部61が開口されている。そして、この支持台60
の内部の台車10上に昇降機構70が配設されている。

該昇降機構70は、例えば、エアシリンダ等の駆動源によ
って延びる分割式のシャフト71,72,73で構成され、上下
動自在となっている。

そして、上記シャフト73の上端にはジョイト74を介して
ベルジャ支持部80が取着されている。該ベルジャ支持部
80は、例えば、上記ジョイント74から三方に延びるアー
ム状の支持棒81が設けられ、各支持棒81の先端にそれぞ
れ石英ベルジャ２の内面を支持するゴム等の緩衝材82が
設けられている。

上記構成の着脱装置では、前記したと同様に基台４から
取り外された金属製ベルジャ１と石英ベルジャ２とを通
路等の広い場所に移動させてから台車10をその下方に位
置させる。そして、昇降機構70のシャフト71,72,73を延
し、このシャフト73の先端に取着されたベルジャ支持部
80の各支持棒81先端のそれぞれの緩衝材82を石英ベルジ
ャ２の内面に当接する。このとき、緩衝材82がゴム等で
製作されているため、石英ベルジャ２への衝撃が吸収で
き、割れる心配がなくなる。

各緩衝材82を石英ベルジャ２の内面に当接するとさらに
少しだけ石英ベルジャ２を持上げ、金属製ベルジャ１の
突起1bと石英ベルジャ２の突起2aとの係合を解除し、何
れかのベルジャ1,2を水平方向に数度だけ回転させてか
ら、第７図に示すように、シャフト71,72,73を下降さ
せ、石英ベルジャ２だけを支持台30上に載置し、洗浄装
置の設置されたことろまで搬送する。

洗浄等が終わった石英ベルジャ２は、上記動作を逆の順
番で行って金属製ベルジャ１内に係合させ、基台４上に
配置される。

この石英ベルジャの着脱装置においても、作業者が両ベ
ルジャ1,2に触れることなく機械的に着脱作業が行える
ため、安全性が高められる。

なお、上記ベルジャ支持部80の支持棒81内に光ケーブル
等を埋設し、緩衝材82と石英ベルジャ２内面との距離を
光センサ等で検出すれば、緩衝材82と石英ベルジャ２内
面との衝突が防止できるようになる。また、三方に突出
した支持棒81によって石英ベルジャ２の内面を支持する
ため、台車10が石英ベルジャ２の真下より多少ずれてい
ても、３点で確実に支持されるようなって片当りして支
持した石英ベルジャ２が傾くといった心配がない。

さらに、上記した何れかのベルジャ支持部50,70を適宜
取替えて使用することもでき、また、石英ベルジャ２の
着脱作業時には、台車10が移動しないように別途キャス
ターストッパー等によって床面に固定することが好まし
い。

［考案の効果］ 以上の説明から明らかなように、本考案の石英ベルジャ
の着脱装置では、作業者が直接金属性ベルジャや石英ベ
ルジャを支えることなく、機械的に金属ベルジャから石
英ベルジャを取り外すことができ、取り外された石英ベ
ルジャは支持台に支持されて台車によって簡単に移動さ
せることが可能となり、石英ベルジャの着脱と搬送作業
の安全性が十分に確保できるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例に係る石英ベルジャの着
脱装置の概略断面図、第２図は同実施例の概略側面図、
第３図から第５図は何れも同実施例の着脱装置による石
英ベルジャの取り外しを順を追って説明する概略断面
図、第６図および第７図は何れも本考案の第２の実施例
に係る石英ベルジャの着脱装置の概略断面図であり、石
英ベルジャの取り外しを順を追って説明している。 第８図は本考案の着脱装置によって着脱される石英ベル
ジャが用いられる気相成長装置の概略断面図である。 １…金属製ベルジャ、２…石英ベルジャ、10…台車、20
…第１の昇降機構、30,60…支持台、40…第２の昇降機
構、50,80…ベルジャ支持部、70…昇降機構。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】金属製ベルジャの内側に係合された石英ベ
   ルジャを着脱するための石英ベルジャの着脱装置であっ
   て、 取り外した石英ベルジャを支持する支持台を、台車に取
   着された第１の昇降機構を介して設けると共に、石英ベ
   ルジャを着脱するときに内面を支えるベルジャ支持部
   を、上記支持台に取着された第２の昇降機構を介して設
   けたことを特徴とする石英ベルジャの着脱装置。
2. 【請求項２】金属製ベルジャの内側に係合された石英ベ
   ルジャを着脱するための石英ベルジャの着脱装置であっ
   て、 取り外した石英ベルジャを支持する支持台を台車に設け
   ると共に、石英ベルジャを着脱するときにその内面を支
   えるベルジャ支持部を上記支持台又は台車に取着された
   昇降機構を介して設けたことを特徴とする石英ベルジャ
   の着脱装置。