JPH1177215A - 真空チャンバの製造方法 - Google Patents

真空チャンバの製造方法

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JPH1177215A
JPH1177215A JP10140117A JP14011798A JPH1177215A JP H1177215 A JPH1177215 A JP H1177215A JP 10140117 A JP10140117 A JP 10140117A JP 14011798 A JP14011798 A JP 14011798A JP H1177215 A JPH1177215 A JP H1177215A
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JP
Japan
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forging
vacuum chamber
manufacturing
die
vacuum
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Pending
Application number
JP10140117A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Tsujikawa
浩 辻川
Koji Oshitani
孝治 忍谷
Yoshiki Ogata
芳樹 緒方
Takashi Iwamoto
隆志 岩本
Shinichi Ono
信市 小野
Hideo Iwazawa
秀雄 岩澤
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/04Apparatus for manufacture or treatment

Landscapes

  • Forging (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 従来の圧延された板状材料をそのまま機械加
工する方法では板材の圧延方向に沿って繊維状の組織に
なっているため繊維方向に微少な空間が繊維方向断面と
して真空チャンバ内面に露出し、加工面にその微少空間
が生じ易くなり、水分、汚れなどが高真空下で除去され
にくなっていた。 【解決手段】 蓋部を成形する一面に開口部があると共
に開口部の反対面に開口部より小さい穴4が設けられた
容器からなる真空チャンバの製造方法であって、材料を
型鍛造するための外側金型、内側金型を設けた鍛造用の
プレス装置を使用し、金属製の前記材料を型鍛造に適合
する寸法に材料取りする工程と、材料を型鍛造する温度
に加熱する工程と、加熱された材料をプレス装置の外側
金型に投入し、一方の内側金型を鍛造用のプレス装置で
押しつけ鍛造成形する工程と、成形された材料は所定の
形状に機械加工する工程とよりなる方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体、液晶、太
陽電池などに用いられる製造装置のクラスタツール、真
空成膜装置などの真空チャンバの製造方法に関し、真空
チャンバ内部の圧力は大気に近い低真空から超高真空ま
でその用途、目的によって定められ、半導体、液晶など
の製造装置として使用され、特に鍛造により製造するた
めの新規な改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種のチャンバを製造する方法
は、圧延された板状の材料10をそのまま機械加工する
方法、または溶接構造で造る方法が知られている。従来
の機械加工の方法では図6に示すように、板材10の圧
延方向に沿って繊維状の組織13に成っているため繊維
方向に微少な空間があり真空に面する加工面にその微少
空間が生じ易くなる。真空チャンバ11の内面の12の
部分は繊維状の組織13の断面部であり、この微少空間
は材料内部に深く入っているので以下の問題がある。こ
の微少空間は真空チャンバとして使用する場合、材料内
部からのガス放出量の増大と放出時間が長くなること。
また、水分、汚れなどが微少空間に入った場合、真空条
件にしても除去されにくく真空ポンプの連続排気によっ
て所要の真空度に至る時間が著しく遅延する。このため
チャンバ内でウエハなどの処理が可能となる時間が遅く
成る(スループットの減少)。これは真空チャンバとし
ての性能が悪くなる原因となる。また、溶接構造で造る
方法では溶接部に微少クラックが生じ易く、溶接時にビ
ード部に溶け込んだガスが真空下で長時間放出するとい
う現象など上記したように真空チャンバ性能に悪影響を
与える場合が多い。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の圧延された板状
材料をそのまま機械加工する方法では図6に示すよう
に、板材の圧延方向に沿って繊維状の組織13になって
いるため繊維方向に微少な空間が繊維方向断面として真
空チャンバ内面に露出し、加工面にその微少空間が生じ
易くなる。この微少空間は上記したように真空チャンバ
用途では材料内部からのガス放出量の増大や、微少空間
にはいった水分、汚れなどが高真空下で除去されにくく
容器性能に悪影響を与えていた。また、最近では装置が
大型化する傾向にある。例として半導体製造装置で処理
するシリコンウエハの直径は8インチ(約200mm)
から12インチ(約300mm)に移行しつつありその
製造装置は大型化している。このため板材から削りだし
てチャンバを造る場合、チャンバ内部の材料除去量が多
く製造コストが高価になる傾向がでてきた。また、溶接
構造で造る方法では大型化に伴ってさらに溶接部が長い
ため微少クラックが生じ易く、真空チャンバ性能に悪影
響を与える場合が多い。
【0004】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、鍛造により製造することに
より、ガス放出性能が向上し、軽量化され、機械加工時
間が少なく、大型形状が容易にできるようにした真空チ
ャンバの製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明による真空チャン
バの製造方法は、半導体、液晶、太陽電池などに用いら
れる製造装置のクラスタツール、真空成膜装置などに用
いられ、蓋部を形成する一面に開口部があると共に前記
開口部の反対面に前記開口部より小さい穴が設けられた
容器からなる真空チャンバの製造方法において、材料を
型鍛造するための外側金型及び内側金型を設けた鍛造用
のプレス装置を使用し、金属製の前記材料は内部をくり
抜いた孔を有しこの材料を型鍛造に適合する寸法に材料
取りする工程と、前記材料を型鍛造する温度に加熱する
工程と、加熱された前記材料をプレス装置の外側金型に
投入し、一方の内側金型を鍛造用のプレス装置で押し付
け鍛造成形する工程と、成形された材料は所定の形状に
機械加工する工程と、を含む工程から成る方法であり、
前記容器は半導体、液晶製造装置のクラスタツール化さ
れた真空の搬送チャンバを形成する方法であり、さら
に、前記容器の材料はアルミニウムである方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による真
空チャンバの製造方法について説明する。図1及び図2
は本発明による真空チャンバを示す断面図及び平面図、
図3は真空チャンバの型鍛造状態を示す構成図、図4は
従来及び本発明の半導体装置のクラスタツールの斜視図
である。図4において本発明の容器を構成する真空チャ
ンバ11(図1では搬送チャンバ1)は、その内部にシ
リコンウエハ22搬送用のロボット19が設置されてい
る。この真空チャンバ11は外形が6面形でその6方向
にプロセスチャンバ18や、ロードロックのチャンバを
配置できるもので、これらの機器はバルブ17を介して
各々配置する。この真空チャンバ11上部は蓋15を設
けシール14で真空シールする開口部4Aが形成された
構成で、この真空チャンバ11の直径は約1mである。
図1から図3にこの真空チャンバ1(搬送チャンバ)の
製造方法を示す。図1は型鍛造後の真空チャンバ1の横
断面図で機械加工後の形状である。図2は図1の平面図
で機械加工後の形状である。図3は型鍛造の説明図で、
材料1−1を型鍛造するための外側金型3、内側金型2
を設けた鍛造用のプレス装置(図示せず)を使用する。
真空チャンバ1,11の材料1−1はアルミニウムA5
052で型鍛造に適合する寸法に材料取りして、約45
0℃に加熱し、図3の外側金型3に投入する。
【0007】材料1−1は鍛造後所要部分の機械加工が
できるように余肉を付けた形状にする。材料1−1は中
央部に孔4−4を設け、鍛造プレス圧力が過度に成らな
い形状にする。実験によると孔4−4が無い場合に比べ
同じ型鍛造でもプレス押し力は1.5分の1に軽減され
た。この場合の試験データを図5の各素材の荷重−変位
曲線図として以下例示する。このデータはアルミ材料J
IS−A5052を実物の1/20モデルに製作し、各
形状で型鍛造の試験を行った結果である。鍛造成形後の
形状は図1,2の6角形の小型モデルで、対辺54m
m、高さ17mmの形状。鍛造前素材形状は外径53.
5mm、内径25.0mm、高さ17.4mmの円筒形と
している。また比較のため素材外径を一定にして素材内
径を20mm、30mmのものと穴のない中実の素材を
合計4種類試験した。また素材体積が一定になるように
素材高さは変化させた。なお、素材加熱温度は480
℃。金型温度は450℃の条件である。結果は図5に示
すように中実素材に比べ中空素材は大幅な鍛造荷重の低
減が得られ、型の隅部に材料を押し圧して最終的な形状
を得るための余裕の荷重を考慮しても必要荷重は約1.
5分の1に軽減した。この試験は小型モデルで行ったが
実機でも結果は同じ傾向になる。型鍛造した後の材料組
織は鍛造効果で緻密になると共に図1に示すように材料
繊維方向が内型2の形状に沿って平行に流れ、チャンバ
内面は繊維と直交に分断する面が無くなる。図1、図2
は鍛造後機械加工後の形状であるが機械加工量は従来よ
り少なくなり、機械加工時間が少なく短時間で製作でき
る。図1の1点鎖線で示す形状1−2は型鍛造後の機械
加工前の材料形状を示す。材料1−2の上方にはバリ6
が生じる。また中央部は図1で示す捨軸7が生じ、材料
1−1の個々の体積誤差に応じてバリ6、捨軸7の形状
は変化する。これらのバリ6及び捨軸7は後加工にて除
去する。6ケ所の穴5は鍛造後機械加工で削り取る。鍛
造では外側金型の角部に材料が流れ難いので必要に応じ
て外側金型に凹み30を設け材料を流れ易くする。
【0008】穴4はロボットが入る穴であり、この穴4
の反対面の開口部4Aよりも小さく形成されている。側
部位置の穴5は半導体のシリコンウエハ22がロボット
アーム19Aで搬送される開口部で鍛造後に機械加工さ
れる。本例では直径約1mの真空チャンバ1,11であ
るが真空チャンバ1,11の材料重量が従来の機械で削
り出して製作する方法に比べ、約半減し、きわめて経済
的となった。他の用途として本形態の搬送チャンバ以外
にロードロックチャンバ、プロセスチャンバなどの製造
方法として適用してもよい。本方法において機械加工の
後、チャンバ内面をメッキ、酸化膜形成などの表面処理
をおこないチャンバ内面をさらにクリーン化、ガス放出
防止策を取り、信頼性を向上させてもよい。材料は一般
的なアルミニウムを例示したが他の材料、合金でもよ
い。
【0009】
【発明の効果】本発明による真空チャンバの製造方法
は、以上のように構成されているため、次のような効果
を得ることができる。すなわち、真空チャンバを型鍛造
することにより材料組織は鍛造効果で緻密になると共に
材料繊維方向が内側金型2の形状に沿って平行に流れ、
チャンバ内面は繊維と直交に分断する面が無くなり材料
のガス放出性能がよくなる。また、材料重量が減少し、
経済的である。また、鍛造後に機械加工する材料除去量
は従来より少なくなり、機械加工時間が少なく短時間で
製作できる。また、クラスタツール用の鍛造前の材料の
中央部に孔4−4を設けることで同じ型鍛造でもプレス
押し力は1.5分の1程度に軽減される。また、同じプ
レス押し力でより大型の真空チャンバを型鍛造すること
ができる。さらに、型鍛造にすることで容器を量産化す
ることができ、製造コストが低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の型鍛造後の真空チャンバの断面図であ
る。
【図2】図1の真空チャンバの平面図である。
【図3】図1の真空チャンバを型鍛造する前の型鍛造の
真空チャンバの材料の状態の断面図である。
【図4】本発明および従来の真空チャンバ(クラスタツ
ール)の構成図である。
【図5】小型モデルの鍛造試験結果の各素材の荷重−変
位曲線図である。
【図6】従来の完成後の真空チャンバの断面図である。
【符号の説明】
1 真空チャンバ(搬送チャンバ) 1−1 真空チャンバ(材料) 1−2 真空チャンバ(型鍛造後の材料) 2 内側金型 3 外側金型 4 穴 4−4 孔(材料) 4A 開口部 5 穴 6 バリ 7 捨軸 10 材料 11 真空チャンバ 12 内面 13 繊維状組織 14 シール 15 蓋 16 シール 17 バルブ 18 プロセスチャンバ 19 ロボット 20 真空ポンプ 22 ウエハ 30 凹み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/205 H01L 21/205 (72)発明者 岩本 隆志 北海道室蘭市茶津町4番地 株式会社日本 製鋼所内 (72)発明者 小野 信市 北海道室蘭市茶津町4番地 株式会社日本 製鋼所内 (72)発明者 岩澤 秀雄 北海道室蘭市茶津町4番地 株式会社日本 製鋼所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体、液晶、太陽電池などに用いられ
    る製造装置のクラスタツール、真空成膜装置などに用い
    られ、蓋部を形成する一面に開口部(4A)があると共に前
    記開口部(4A)の反対面に前記開口部(4A)より小さい穴
    (4)が設けられた容器からなる真空チャンバの製造方法
    において、材料(1-1)を型鍛造するための外側金型(3)及
    び内側金型(2)を設けた鍛造用のプレス装置を使用し、 金属製の前記材料(1-1)は内部をくり抜いた孔(4-4)を有
    しこの材料(1-1)を型鍛造に適合する寸法に材料取りす
    る工程と、 前記材料(1-1)を型鍛造する温度に加熱する工程と、 加熱された前記材料(1-1)をプレス装置の外側金型(3)に
    投入し、一方の内側金型(2)を鍛造用のプレス装置で押
    し付け鍛造成形する工程と、 成形された材料は所定の形状に機械加工する工程と、 から成る真空チャンバの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記容器は半導体、液晶製造装置のクラ
    スタツール化された真空の搬送チャンバを形成すること
    を特徴とする請求項1記載の真空チャンバの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記容器の材料はアルミニウムであるこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載の真空チャンバの製
    造方法。
JP10140117A 1997-06-26 1998-05-21 真空チャンバの製造方法 Pending JPH1177215A (ja)

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EP98111895A EP0887128A3 (en) 1997-06-26 1998-06-26 Method for manufacturing vacuum chamber
US09/105,149 US5996390A (en) 1997-06-26 1998-06-26 Method for manufacturing vacuum chamber

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JP9-170532 1997-06-26
JP17053297 1997-06-26
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EP (1) EP0887128A3 (ja)
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