JP2505426Y2 - 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３図は従来装置の一例を示す断面正面図、第４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2aに連設する角形筒状のフロ
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４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。

さらに気相成長時の反応生成物は、ゲート弁３にも付
着するため、ゲート弁３のシール部に反応生成物が付着
して気相成長室２と基板交換室４との閉塞性能を低下さ
せ、有毒な気相成長ガスが基板交換室４内に進入する慮
もあった。

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を、
固定フローチャンネルとの連通用開口部を有する箱型筒
状に形成し、かつ、下流側に気相成長室に連設するガス
導出管に連通するガス排出口を設け、さらに該可搬フロ
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、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。

特に、可搬フローチャンネルを固定フローチャンネル
に連設した際、両フローチャンネルの連設部および可搬
フローチャンネルのガス排出口と気相成長室のガス導出
管とが連通するように構成したことにより、固定フロー
チャンネルを介して可搬フローチャンネル内に導入され
た気相成長ガスは直ちに気相成長室外に導出され、気相
成長室への滞留は僅かになる。

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気密に連設した後、保持台を上
動して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一実施例を説明するが、
図中前記第３図，第４図と同一構成要素には同一記号を
付して説明する。

第１図及び第２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図は第１図の
II−II断面図である。

この気相成長装置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する可搬フ
ローチャンネル13とからなるフローチャンネルを備えて
おり、さらに保持台５の下流側の底部には気相成長室２
に連設するガス導出管2bが連設されている。

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。

この可搬フローチャンネル13は、その上流側端部が固
定フローチャンネル12の開口端12aと同一形状の連通用
開口部13bを有する箱型に形成され、下流側の底面には
前記ガス導出管2bと連通するガス排出口13cが形成され
ている。さらにこの可搬フローチャンネル13は、底面に
トレイ７より大径にして下方に突設した段部14を有し、
該段部14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15が形成されている。

このように段部14を形成することにより、基板Ｐを載
置したトレイ７は、段部14内の開口部15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14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13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13では、前記のよう
に両フローチャンネル12,13の底面を一致してセットで
きるので、前記段部14を有する開口部15は可搬フローチ
ャンネル13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13の天板部13dを該開口
部15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。

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15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の連通用開口部13bを固定
フローチャンネル12の開口端12aと気密に連通されると
共に、保持台５の近傍に配置した支持材16,16上にセッ
トする。

このように可搬フローチャンネル13を僅かに下げるこ
とにより、ガス排出口13cをガス導出管2bと気密に連通
させることができると共に、保持台５が前記開口部15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
上に確実にセットされる。

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、気相成長ガスを流通させ、基板Ｐ上
に薄膜を形成する。

このとき、気相成長ガスは両フローチャンネル12,13
からガス排出口13cを通ってガス導出管2bに流れるた
め、基板Ｐを通過して後の気相成長ガスはガス導出管2b
を介して直ちに外部に排出され、気相成長室２内やゲー
ト弁３に反応生成物が付着する度合が減少する。

これによって、気相成長室２内やゲート弁３の清掃頻
度を大幅に減少できると共に、特にゲート弁３のシール
部に反応生成物が付着した場合、気相成長室２と基板交
換室４との閉塞性能が低下して有毒な気相成長ガスが基
板交換室４内に侵入する虞を低減し安全性も向上する。

また、本実施例装置11では、可搬フローチャンネル13
の天板部13dを気相成長ガスの流れ方向に向けて下がり
勾配とし、気相成長ガスの流通断面積が斬減するように
形成しているが、これは基板面に形成される薄膜を均一
化するのに有効であり、特に保持台５を水平方向に回転
させず定置する場合に効果が高い。

そして、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。

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16に
ついても、適宜の形状、設置位置として良い。また、段
部14を形成しなくても、基板Ｐへの反応生成物の落下防
止や気相成長室２及びゲート弁３等への反応生成物の付
着防止を図れることは勿論である。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案の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
成長室内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上流側を固定フローチ
ャンネルに、下流側をガス導出口にそれぞれ連通させた
から、基板を通過した後の気相成長ガスは直ちに気相成
長室外に導出され、気相成長室内やゲート弁が汚染され
る度合が減少するので、気相成長室内の清掃頻度を大幅
に減少できると共に、ゲート弁への付着が防止できるの
で気相成長室と基板交換室との閉塞性能が高く維持され
安全性を高めることができる。

また、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。さらに、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図及び第２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図は第１図のII
−II断面図、第３図及び第４図は従来の気相成長装置を
示すもので、第３図は断面正面図、第４図は断面平面図
である。 ２……気相成長室、３……ゲート弁、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……
可搬フローチャンネル、13b……連通用開口部、13c……
ガス排出口、14……段部、15……開口部

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
   フローチャンネルを、固定フローチャンネルとの連通用
   開口部を有する箱型筒状に形成し、かつ、下流側に気相
   成長室に連設するガス導出管に連通するガス排出口を設
   け、さらに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、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。