JP2505425Y2 - 気相成長装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、気相成長ガスを基板面とほぼ平行に供給し
て該基板に半導体，超伝導体等の薄膜を形成する気相成
長装置に関する。

〔従来の技術〕

近時、基板の大径化に伴う気相成長室の大型化に対
し、該気相成長室内に気相成長ガスの流路を形成するフ
ローチャンネルを設けて気相成長ガスの流れを円滑にす
ると共に、気相成長ガスの有効利用を図ることが行われ
ている。

第６図は従来装置の一例を示す断面正面図、第７図は
同じく断面平面図で、この気相成長装置１は、気相成長
室２がゲート弁３を介して基板交換室４に連設し、該気
相成長室２内に基板Ｐの保持と加熱を兼ねる保持台５が
軸部材６に連設して昇降および水平回転可能に設けら
れ、基板Ｐは該保持台５より大径の円板でなるトレイ７
を介して該保持台５上に載置されるように形成されてい
る。

また、気相成長室２内の前記保持台５の上流側には、
気相成長ガスのガス導入管２ ａに連設るす角形筒状の
フローチャンネル８が設けられ、このフローチャンネル
８の開口端の上面部8aは保持台５の上方に達して該保持
台５の天井面を形成し、底面部8bは保持台５上のトレイ
７とほぼ同等の高さで該保持台５に近接配置されてい
る。

次に、基板交換室４内には、第７図に示すように、水
平方向に平行に２本の腕9a,9aをその内側の間隔が前記
保持台５の直径より大きく、かつトレイ７の直径より小
さくして配置してなるホーク９と、これに連設する軸部
材10とで構成される基板搬送機構が設けられており、ホ
ーク９はトレイ７底面の周縁部を保持して該トレイ７上
の基板Ｐを気相成長室２内の保持台５と基板交換室４と
の間で搬送でき、かつ、昇降できるよう構成されてい
る。

この従来装置１によって基板Ｐ上に薄膜を形成するに
は、まず、基板交換室４内で未処理の基板Ｐをトレイ７
を介してホーク９上にセットし、ゲート弁３を開けてホ
ーク９を保持台５位置に前進させて少し下げ、未処理基
板Ｐをトレイ７を介して保持台５上にセットした後、ホ
ーク９を基板交換室４内に後退させてゲート弁３を閉め
る。

次いで、保持台５の内部に設けたヒータ（図示せず）
を作動して基板Ｐを所定の温度に昇温すると共に、ガス
導入管2a,ガス導出管2bを介して気相成長ガスを気相成
長室２内に流通させる。これによって、気相成長ガスは
フローチャンネル８を介して基板Ｐ上に供給され、該基
板Ｐ面上で熱分解して反応生成物が該基板Ｐ上に堆積し
薄膜が形成される。

基板Ｐ上に所定の薄膜が形成され成膜基板が得られた
ら、気相成長ガスの導入を停止すると共に不活性ガスを
導入して気相成長室２内をパージし、次いで、ゲート弁
３を開けてホーク９をトレイ７の下方位置に前進させ、
次にホーク９を上動して該トレイ７を載置した後、基板
交換室４内に後退させてゲート弁３を閉じる。

基板交換室４内では、使用済みのトレイ７と共に成膜
基板をホーク９上から取り上げ、未処理基板を清浄なト
レイ７を介して該ホーク９上に移し替え、即ち、基板交
換、トレイ交換を行った後、以下前記同様にして気相成
長を継続して実施する。

このように、気相成長室２内に設けた断面積の小さな
フローチャンネル８を使用して気相成長ガスの使用量を
節減しつつ基板Ｐ上に薄膜を形成することができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、気相成長ガスの熱分解による反応生成物は、
基板Ｐ上だけでなく基板Ｐの天井面を形成するフローチ
ャンネル８の上面部8a及び気相成長室２内の保持台５の
下流側にも付着し、付着量の増加と共に剥離して落下す
る。

このため、前記上面部8aへの付着量が増大すると、薄
膜形成中の基板面に反応生成物が落下する虞があるだけ
でなく、基板Ｐを気相成長室２と基板交換室４との間で
搬送する際にも気相成長室２内面の前記反応生成物が落
下して基板Ｐを劣化させることがあった。

そこで、前記従来装置１では、フローチャンネル８を
外部に取り出して清掃したり、または、同時に気相成長
室２内の反応生成物付着部を清掃しているが、この清掃
は高品質の成膜基板を得るには頻繁に行う必要があり、
分解，清掃等のメンテナンスに時間がかかり生産性を著
しく低下させていた。

本考案はこのような従来装置の不都合を解決すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本考案の気相成長装置は、気相成
長室内に気相成長ガスのガス導入管と連設するフローチ
ャンネルを設けると共に、該気相成長室内の保持台と気
相成長室に連設する基板交換室とに、前記保持台より大
径のトレイを介して基板を搬送する基板搬送機構を設け
てなる気相成長装置において、前記フローチャンネルを
前記ガス導入管に連設する固定フローチャンネルと、該
固定フローチャンネルに着脱自在に連設する可搬フロー
チャンネルとから構成し、該可搬フローチャンネルに前
記基板搬送機構に係止される係止部を設けると共に、該
可搬フローチャンネルの底面に前記トレイより小径で、
かつ、保持台より大径の開口部を形成し、該開口部の縁
部に前記トレイを載置して、該トレイ上の基板と共に可
搬フローチャンネルを搬送できるよう構成したことを特
徴とし、さらに前記可搬フローチャンネルの底面に前記
トレイより大径にして下方に突設した段部を形成し、該
段部の底面に前記開口部を形成したことを特徴とする。

〔作用〕

上記の気相成長装置によれば、基板は可搬フローチャ
ンネルの底面に形成された開口部の縁部を利用して載置
したトレイを介して搬送されるので、基板搬送時に気相
成長室内に付着した反応生成物が落下しても該可搬フロ
ーチャンネルの天板部に遮られて基板面に付着せず、ま
た、基板交換室内での基板交換の際に併せて可搬フロー
チャンネルも交換すれば、薄膜形成中に可搬フローチャ
ンネルの天板部に反応生成物が付着しても付着量が少な
いので基板面に落下しない。

さらに、可搬フローチャンネルの底面に前記トレイよ
り大径にして下方に突設した段部を形成し、該段部の底
面に前記開口部を形成することにより、該段部にトレイ
を収納して搬送できるので、トレイの位置決めが容易に
行え、かつ搬送時のトレイを安定にすることができる。
特に、該段部の高さをトレイの厚み以上とすることによ
って、可搬フローチャンネルの底面を固定フローチャン
ネルの底面に一致させて連設した後、保持台を上動して
該保持台のトレイの高さを両フローチャンネルの底面に
一致させることができ、気相成長ガスの流れを円滑にす
ることができる。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本考案の実施例を説明するが、図
中前記第６図，第７図と同一構成要素には同一記号を付
して説明する。

第１図乃至第３図は本考案の気相成長装置の一実施例
を示すもので、第１図は断面正面図、第２図は可搬フロ
ーチャンネルの斜視図、第３図は第１図のIII−III断面
図である。

本実施例に示す気相成長装置11は、気相成長室２がゲ
ート弁３を介して基板交換室４に連設し、気相成長室２
内の保持台５の上流側に、ガス導入管2aに連設する角筒
状の固定フローチャンネル12と、これに着脱自在に連設
りする両端開口の角筒状の可搬フローチャンネル13とか
らなるフローチャンネルが設けられている。

上記可搬フローチャンネル13は、第２図に示すよう
に、両側面外側に長手方向に沿って係止用鍔部13a,13a
を有し、該係止用鍔部13a,13aに係止できる寸法に形成
されたホーク９に係止されて気相成長室２と基板交換室
４との間を搬送され、かつ、若干昇降可能になってい
る。また、可搬フローチャンネル13の底面には、保持台
５より大径で、かつ、トレイ７より小径な開口部14が形
成され、該開口部14の縁部を利用してトレイ７をセット
できるように形成されている。

この実施例装置11を用いて基板Ｐ上に薄膜を形成する
には、まず、基板交換室４内で、ホーク９に係止された
可搬フローチャンネル13底面の開口部14にトレイ７を介
して未処理基板Ｐをセットした後、ゲート弁３を開けて
ホーク９を保持台５位置に前進させ、この位置で少し下
げて可搬フローチャンネル13を保持台５の近傍に配置し
た支持材15,15上にセットする。

これによって、可搬フローチャンネル13が固定フロー
チャンネル12に連通すると共に、保持台５が前記開口部
14に入り込み、未処理基板Ｐがトレイ７を介して該保持
台５上にセットされる。

この後、ホーク９を基板交換室４内に後退させてゲー
ト弁３を閉め、次いで、前記同様に基板Ｐを所定の温度
に昇温すると共に、両フローチャンネル12,13を介して
気相成長ガスを気相成長室２内に流通させ、基板Ｐ上に
薄膜を形成する。

成膜基板が得られたら、気相成長ガスの導入を停止す
ると共に不活性ガスを導入して気相成長室２内をパージ
し、次いで、ゲート弁３を開けてホーク９を可搬フロー
チャンネル13の下方に前進させ、次に、ホーク９を上動
して可搬フローチャンネル13を保持して基板交換室４内
に後退させゲート弁３を閉じる。

基板交換室４内では、基板交換およびトレイ交換を行
い、また、必要に応じて可搬フローチャンネル13自体も
清浄なものと交換して、以下前記同様に気相成長を継続
する。

なお、基板交換室４内での基板Ｐ等の交換は適宜の方
法で実施でき、例えば、基板交換室４をグローブボック
スの仕様にし、該基板交換室４に別途設けた搬入口から
未処理基板，トレイ，可搬フローチャンネル等を搬入し
ておき、人がグローブを介して直接に操作して交換して
も良い。

また、気相成長室２内の底部に可搬フローチャンネル
13と、この底面にセットされたトレイ７を個々に昇降で
きる昇降手段を設けると共に、基板Ｐの搬送方向と直角
の位置にゲート弁を介して予備室を設け、該昇降手段と
同様な手段によって、トレイ７またはトレイ７と共に可
搬フローチャンネル13を該予備室に搬送して基板交換す
る等自動化することもできる。

なお、本実施例装置11では、トレイ７を介して基板Ｐ
を保持台５上にセットする際、可搬フローチャンネル13
を若干下げるため、トレイ７と同一高さに設定してある
固定フローチャンネル12の底面部に対し可搬フローチャ
ンネル13の底面部が若干下がり段差が形成されるので、
前記開口部14は固定フローチャンネル12側に形成して該
段差の影響を受けないようにして気相成長ガスが円滑に
基板面に供給されるよう配慮することが好ましい。

また、本実施例装置11では、係止用鍔部13aを可搬フ
ローチャンネル13外面の両側面に形成したが、これに限
定せず、基板搬送機構のホーク９との対応に配慮しつつ
任意の位置に設けることができる。更に、保持台５の近
傍に配置する可搬フローチャンネル載置用の支持材15に
ついても、適宜の形状、設置位置として良い。

次に、第４図および第５図は本考案の他の実施例を示
すもので、この実施例に示される可搬フローチャンネル
21は、底面にトレイ７より大径にして下方に突設した段
部22を有し、該段部22の底面にトレイ７より小径で保持
台５より大径の開口部23を形成している。

この可搬フローチャンネル21によれば、基板Ｐを載置
したトレイ７は、段部22内の開口部23上面の縁部に収納
されて正確な位置で、かつ安定した状態で搬送できる。
特に、該段部22の高さをトレイ７の厚み以上とすれば、
可搬フローチャンネル21の底面を固定フローチャンネル
12の底面に一致させて連設した後、軸部材６を上動して
保持台５上のトレイ７を該底面と同一高さにすることが
でき、これによって気相成長ガスの流れをより円滑にす
ることができる。

また、この可搬フローチャンネル21では、前記のよう
に両フローチャンネル12,21の底面を一致してセットで
きるので、前記段部22を有する開口部23は可搬フローチ
ャンネル21の底面の任意の位置に設けることができる。
従って、可搬フローチャンネル21の天板部を該開口部23
の上流側に張り出すことができ、これによって微少な反
応生成物が気相成長室２内を浮遊していた場合であって
も基板Ｐ面への付着を防止され、基板Ｐの劣化防止効果
をより高めることができる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案に係る気相成長装置によ
れば、基板を可搬フローチャンネルを介して搬送し、気
相成長室に付着した反応生成物が落下しても搬送中の基
板が劣化しないよう構成したので、従来より清掃頻度を
大幅に低減することができる。また、可搬フローチャン
ネル自体に反応生成物が付着しても、基板交換時に清浄
なものと交換できるようにして気相成長を停止すること
なく継続できるよう構成したので、従来に比べ大幅に生
産性を向上することができる。

特に、可搬フローチャンネルの底面に段部を形成し、
該段部にトレイを収納して搬送するよう構成すれば、ト
レイの位置決めが容易に行え、かつ搬送時のトレイを安
定にすることができる。また、前記段部の高さをトレイ
の厚み以上とすることによって、可搬及び固定フローチ
ャンネルの底面を基板面を含めて段差のない状態にする
ことができ、気相成長ガスの流れをより円滑して良好な
気相成長が実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案の気相成長装置の一実施例を
示すもので、第１図は断面正面図、第２図は可搬フロー
チャンネルの斜視図、第３図は第１図のIII−III断面
図、第４図及び第５図は本考案の他の実施例を示すもの
で、第４図は断面正面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ断面
図、第６図及び第７図は従来の気相成長装置を示すもの
で、第６図は断面正面図、第７図は断面平面図である。 ２……気相成長室、４……基板交換室、５……保持台、
７……トレイ、９……ホーク、11……気相成長装置、12
……固定フローチャンネル、13,21……可搬フローチャ
ンネル、14,23……開口部、22……段部、Ｐ……基板

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】気相成長室内に気相成長ガスのガス導入管
   と連設するフローチャンネルを設けると共に、該気相成
   長室内の保持台と気相成長室に連設する基板交換室と
   に、前記保持台より大径のトレイを介して基板を搬送す
   る基板搬送機構を設けてなる気相成長装置において、前
   記フローチャンネルを前記ガス導入管に連設する固定フ
   ローチャンネルと、該固定フローチャンネルに着脱自在
   に連設する可搬フローチャンネルとから構成し、該可搬
   フローチャンネルに前記基板搬送機構に係止される係止
   部を設けると共に、該可搬フローチャンネルの底面に前
   記トレイより小径で、かつ、保持台より大径の開口部を
   形成し、該開口部の縁部に前記トレイを載置して、該ト
   レイ上の基板と共に可搬フローチャンネルを搬送できる
   よう構成したことを特徴とする気相成長装置。
2. 【請求項２】前記可搬フローチャンネルの底面に前記ト
   レイより大径にして下方に突設した段部を形成し、該段
   部の底面に前記開口部を形成したことを特徴とする請求
   項１記載の気相成長装置。