JP2662615B2 - 液相エピタキシャル装置用の作業ボックス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は液相エピタキシャル装置用の作業ボックスに
関する。

（従来の技術） 液相エピタキシャル装置は、基板および溶液を搭載し
たボートを、外気から遮断してプロセスチューブ内に搬
送するために、従来より第６図に示すような作業ボック
スが用いられていた。

この作業ボックスは、ボート10の出し入れを行うパス
ボックス12と、パスボックス12とプロセスチューブ14と
の間でボート10の搬送作業を行うパージボックス16とを
有する。

前記パスボックス12は、外部からボート10を出入する
ためのドア18と、パージボックス16との間に設けられた
仕切ドア20とを有する。そして、ドア18を開けてボート
10をパスボックス12内に入れた後、ドア18,20を閉めた
状態でパスボックス12内を不活性ガスでパージするよう
形成されている。

前記、パージボックス16は、所定不活性ガス、たとえ
ばN2ガスなどを用いてその内部がパージされ、また作業
台22に沿ってプロセスチューブ14の搬入位置とパスボッ
クス12との間でボート10の搬送作業を行うよう形成され
ている。

通常、このようなパージボックス16内には、プロセス
チューブ14側に位置するトレイステーション24が設けら
れており、作業台22に沿って運ばれてくるボート10を、
このトレイステーション24を用いて同図一点鎖線で示す
ようにプロセスチューブ搬入位置まで昇降できるよう形
成されている。

このような作業台22に沿ったボート搬送作業は、通常
パージボックス16の側面に一定間隔をおいて設けられた
作業穴28から、作業者が手を第７図に示すように挿入し
て行われる。

すなわち、この作業穴28には、第７図に示すようにグ
ローブ30が設けられており、作業者はこのグローブ30内
に手を挿入し、一連の搬送作業を行う。たとえば、パス
ボックス12内に搬入されたボート10をプロセスチューブ
14へ向け搬送する場合には、まず仕切ドア20を開け、内
部が不活性ガスでパージされたパスボックス12内からボ
ート10をパージボックス16に引出す。そして、引出した
ボート10を、作業台22上を直接滑らしたり、また複数の
作業者による手渡し等によりトレイステーション24に向
け搬送していく。通常、ボート10には、溶液が固体の状
態で搭載されているため、前述した作業台22に沿った搬
送仕業を行う途中で図示しない加熱装置を用いてこのボ
ート10を加熱し、搭載された固体材料を液化する。

そして、このような搬送作業により、トレイステーシ
ョン24上にボート10が搬送されると、トレイステーショ
ン24は、第６図の一点鎖線で示すようにプロセスチュー
ブ14の開口部、すなわちチューブ搬入位置までボート10
を上昇させる。この状態で、図示しないロッドを用い
て、ボート10をトレイステーション24上からプロセスチ
ューブ14内に向け搬入する。

このようにして、従来の装置では、基板および溶液を
搭載したボート10を、作業ボックスを用いて液相エピタ
キシャル装置のプロセスチューブ14内へ搬入している。

また、プロセスチューブ14からのボート搬出作業は、
前述した工程と逆の手順で行われる。

（発明が解決しようとする問題点） このように従来の作業ボックスでは、パスボックス12
とプロセスチューブ14搬入位置との間のボート10の搬送
作業を、手渡しや、パージボックス16内に設けられてい
る作業台22上にボート10を直接滑らせることにより行っ
ていた。

このような搬送作業は、ボート10の形状が従来のよう
に概ね直方体形状をし、しかも小型でかつ軽量である場
合にはさほど問題はなかった。

しかし、近年ボート10は大型化しており、その重量が
20kgを上回るものも少なくない。しかもボート10の形状
も特殊化するいった傾向にあるため、従来のように手渡
でのボート搬送作業を行うことは次第に困難になってい
るという問題があった。

また、このようなボート搬送作業を、前述したように
作業台22上でボート10を直接滑らすことにより行うと、
ボート10自体の大型化や重量の増加により、ボート10自
体が破損したり摩耗するといった事態が発生してしまう
という問題があった。

さらに、近年のボート10は、たとえば円柱型などをし
た特殊な形状をしたものも多く、このため従来の搬送作
業では、搬送作業中にボート10自体が転倒、落下するこ
ともあるため、その有効な対策が望まれていた。

そこで、本発明の目的とするところは、上述した従来
の問題点を解決し、パスボックスとプロセスチューブ搬
入位置との間のボート搬送作業を良好に行うことができ
る液相エピタキシャル装置用の作業ボックスを提供する
ことにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明は、パスボックスを
介してボートの出し入れを行い、作業台に沿ってプロセ
スチューブ搬入位置とパスボックスとの間でボートの搬
送作業を行う液相エピタキシャル装置用の作業ボックス
において、 前記作業台上を小さい摩擦抵抗で移動するボートキャ
リアを設け、ボートの搬送作業を行うことを特徴とす
る。

（作用） このように本発明によれば、ボートを搭載したボート
キャリアを、小さい摩擦抵抗で作業台上を移動させ、パ
スボックスとプロセスチューブ搬入位置との間における
ボートの搬送作業を行っている。従って、大型で、しか
も重いボートを搬送する場合でも、ボートの破損や摩耗
を生じさせることなく、搬送作業を行うことができる。

また、本発明によれば、ボートが特殊な形状をしてい
る場合でも、この形状に合わせてボートキャリアのボー
ト受部を形成することにより、搬送作業中にボートが転
倒したり落下することを防止することができる。

また、本発明によれば、前記ボートキャリアをプロセ
スチューブ開口部と同じ高さでボートを載置するよう形
成することにより、ボートキャリアを用いて搬送したボ
ートを、そのままプロセスチューブ内へ搬送することが
できる。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に従って具体的に説明す
る。

なお、第１図および第２図において、第６図および第
７図に示した従来装置と対応する部材には同一符号を付
してその説明を省略する。

本発明に係る液相エピタキシャル装置用の作業ボック
スは、第１図および第２図に示すように、作業台22上を
小さい摩擦抵抗で移動するボートキャリア40を設け、こ
のボートキャリア40上にボート10を搭載してボートの搬
送作業を行うことを特徴とするものである。

このようにすることにより、ボート10が大型で、しか
も重いものであっても、またボート10が特殊な形状をし
ているものであっても、パスボックス12とプロセスチュ
ーブ14との間のボート搬送作業を良好に行うことができ
る。

このボートキャリア40は、全体の重量を軽くするため
に、たとえばアルミ、カーボン等の軽量でしかも化学的
に安定な材料を用いて形成することが好ましい。

実施例において、前記ボートキャリア40は、第３図
（Ｃ）に示すようにそのボート受部46がボート10の底面
形状に合わて形成されている。たとえば、第３図（Ｃ）
に示すように、ボート10の底面に沿って溝が形成されて
いる場合には、この溝と嵌り合うよう、ボート受部46の
中央にその長手方向に沿ってガイド凸部46aが形成され
る。このようにすることにより、ボート10が特殊な形状
をしている場合でも、ボート受部46上にボート10を安定
な状態で搭載することができる。

また、実施例のボートキャリア40は、その長手方向両
側に一対の取手44,44が設けられており、作業者が第７
図に示すようにグローブ30を介して作業を行う場合に、
ボートキャリアを掴みやすいよう形成されている。

さらに、本発明において、ボートキャリア40は、その
摺動面42の摩擦抵抗が小さくなるように形成されてお
り、この摺動面42の摩擦抵抗を小さくするためには、た
とえば摺動面42に摩擦抵抗の小さな合成樹脂材料を被覆
したり、またコロ等を設ければよい。

実施例においては、摺動面42をふっ素樹脂で加工する
ことにより小さな摩擦抵抗で作業台22上スライドできる
よう形成されている。

さらに、実施例のボートキャリア40は、摺動面42の四
隅にテーパ部48が設けられており、床面に多少の凹凸が
あってもボートキャリア40が円滑に移動できるよう形成
されている。

さらに、本実施例のボートキャリア40は、第１図に示
すように、プロセスチューブ14の開口部と同じ高さで、
かつプロセスチューブ14の曲率とほぼ同等の曲率で、ボ
ート10を搭載するよう形成されており、このようにする
ことにより、ボートキャリア40をトレイステーション24
までスライド移動させ、直接ボートキャリア40からプロ
セスチューブ14内にボート10の搬入および搬出すること
ができる。

また、本実施例において、パージボックス16内の作業
台22と、パスボックス12の床面12aは面一となるよう形
成されている。これにより仕切ドア20を開けることによ
り、ボートキャリア40がパスボックス12の床面12aとパ
ージボックス16の作業台22との間をスライド移動する事
ができる。

さらに、本実施例においては、ボートキャリア40の移
動をより円滑に行うために、作業台22および床面12a上
におけるボートキャリア移動経路に段差などの障害物が
ないように形成されている。また、床面12aおよび作業
台22のキャリア移動経路には、ボートキャリア40の移動
経路を規制するガイドを設け、しかもトレイステーショ
ン24や床面12aには、ボートキャリア40を所定停止位置
に位置決めするストッパ等を設けることが好ましい。

また、本実施例において、前記プロセスチューブ14
は、第４図（Ａ）に示すように、反応管50とマニホール
ド52とから構成されている。

前記反応管50は、たとえば石英ガラス等を用いて円筒
状に形成されており、その周囲に加熱装置54を有すると
ともに、その開口端側にはゲートバルブ56が設けられて
いる。また、このゲートバルブ56には、中空形状のガス
置換チャンバーとして前記マニホールド52が取付固定さ
れている。

一方、前記ボート10は、通常上側を溶液溜部10aと
し、下側を基板載置部10bとし、それぞれ石英製のプッ
シュロッド58a、58bによってスライド移動自在に支持さ
れている。このプッシュロッド58a、58bは、ともにパー
ジボックス16内に設けられたボートローダ装置60によっ
て一体的に移動自在であるとともに、上方のプッシュロ
ッド58aはさらにボートスライダ装置62によって独立に
移動自在となっている。なお、プッシュロッド58a、58b
の途中には、前記ガス置換用チャンバーであるマニホー
ルド52の開口端を閉鎖するためのキャップ部材64が固定
されている。

本実施例は以上の構成からなり、次にその作用とし
て、ボート10をプロセスチューブ14へ搬入する場合を例
にとり説明する。

この場合には、まずパスボックス12内へボートキャリ
ア40を予めセットしておく。

そして、ドア18を開け、ボート10をパスボックス12内
のボートキャリア40上に搭載した後、ドア18を閉め、パ
スボックス12内を所定の不活性ガス、たとえばN2でパー
ジする。その後、仕切ドア20を開いて、ボート10を搭載
したボートキャリア40を、パージボックス16の作業台22
上を滑らせながらトレイステーション24までスライド移
動させる。

実施例において、このトレイステーション24にはボー
トキャリア40を所定位置で位置決めするストッパが設け
られているため、ボートキャリア40は、ボート10をプロ
セスチューブ14の開口部に正対した状態でトレイステー
ション24上に正確に位置決めされる。

このようにして、本発明によれば、ボート10をボート
キャリア40上に搭載し、このボートキャリア40を小さな
摩擦抵抗で作業台22上を移動させるため、ボート10が大
型でしかも重いものてあっても、また特殊な形状をして
いるものであっても、パスボックス12とプロセスチュー
ブ14の搬入位置との間のボート搬送作業を良好にかつス
ムーズに行うことができる。

また、本実施例によれば、床面12aおよび作業台22は
段差などの障害がないよう形成されており、しかもボー
トキャリア40の摺動面42には、その四隅にテーパ部48が
形成されているため、ボートキャリア40は床面12aおよ
び作業台22上を極めて滑らかに移動することができ、従
来の作業ボックスに比べボート10の搬送作業を小さな力
でスムーズに行うことができる。

とりわけ、このような作業ボックス内における作業
は、第７図に示すようにグローブ30を介して行われるた
め、その作業性は必しも十分なものではないが、本発明
のように単にボートキャリア40を小さな力でスライドさ
せるという簡単な作業でボート10を搬送できるよう形成
することにより、従来装置に比べボート搬送作業を極め
て能率よく行うことが可能となり、しかも搬送作業中に
ボート10の破損や摩耗のみならず、転倒事故等も発生す
ることがないため、作業自体の信頼性を大巾に高めるこ
とができる。

更に、本実施例の装置では、プロセスチューブ14の同
じ高さでボート10が載置されるようボートキャリア40が
形成されているため、第１図に示されるように、ボート
キャリア40を用いてボート10がプロセスチューブ搬入位
置まで搬入されると、そのままボート10のみをプロセス
チューブ14内へ搬送することができ、ボート10の搬送作
業をより効率的に行うことができる。

次に、第１図において一点鎖線で示すように、プロセ
スチューブ搬入位置まで搬送されてきたボート10を、プ
ロセスチューブ14内へ搬送する作業を、第４図に従って
簡単に説明する。

このようなプロセスチューブ14内へのボート10の搬送
作業は、ボートローダ装置60を駆動することによってプ
ッシュロッド58a、58bを第４図（Ｂ）に示すように図中
左方向に移動させることによって行われる。そして、ボ
ート10が完全にマニホールド52内に包含され、またキャ
ップ部材64によってマニホールド52の開口部が密閉され
るようになるまでボート10の搬入作業を続行する。そし
て、キャップ部材64によって、マニホールド52の開口部
が密閉されるタイミングで、前記ボートローダ装置60の
駆動を停止する（第４図（Ｃ）参照）。

この後、マニホールド52内を真空引きし、さらに水素
H2パージを行う。

なお、ここまでの動作はゲートバルブ56を閉鎖した状
態で行うことになる。

そして、パージ終了後に、前記ゲートバルブ56を開放
し、ボートローダ装置60の駆動によってボート10を反応
管50内に搬入し、炉芯に達したところで駆動を停止する
（第４図（Ｄ）参照）その後は、周知の工程に従って、
液相エピタキシャル成長プロセスを実行することにな
る。

また、プロセス終了後のボート10の搬出は、上記搬入
動作と逆の工程を実施することにより行われる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能であ
る。

たとえば第５図に示すように、一組のパスボックス12
−１およびパージボックス16−１と、他の一組のパスボ
ックス12−２およびパージボックス16−２とが、上下２
段に設けられている作業ボックスに対しても本発明を適
用することが可能である。

この場合には大型で重量の重いボート10を、上段のパ
スボックス12−２内へ搬入する作業は極めて大変である
ため、パージボックス16の仕切ドア20側にエレベーター
70を設けることが好ましい。このようにすれば、下段の
パスボックス12−１から搬入したボート10をこのエレベ
ータ70を用いて上段のパージボックス16内に簡単に搬入
することができ、ボート10の搬入および搬出作業を前述
した実施例と同様に、簡単な作業で効率よく行うことが
できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、作業台上を小
さい摩擦抵抗で移動するボートキャリアを用い、パスボ
ックスとプロセスチューブ搬入位置との間のボートの搬
送作業を行うため、従来の作業ボックスでは困難であっ
た大型でしかも重いボートの搬送作業を、簡単な装置で
楽にかつ確実に行うことが可能となる。

特に、本発明によれば、ボートが大型で、しかも特殊
な形状をしている場合でも、これに合わせてボートキャ
リアを形成することにより、プロセスチューブとパスボ
ックスとの間のボート搬送作業を、ボートの破損、摩耗
等を発生させることなく、しかもボートの転倒事故など
を発生させることなく確実に行うことが可能となる。

とりわけ、液相エピタキシャル装置用の作業ボックス
のように、作業者がグローブ等を介して間接的にボート
の搬送作業を行うものにおいて、本発明のように単にボ
ートが搭載されたボートキャリアを小さな力でスライド
移動させるのみで、ボートの搬送作業を行うことができ
るよう形成することにより、従来装置に比べ、ボートの
搬送作業に要する手間と時間を大幅に短縮し、しかもボ
ート搬送作業の信頼性を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液相エピタキシャル装置用の作業
ボックスの好適な一例を示す説明図、 第２図は第１図に示す作業ボックスを斜め上方からみた
説明図、 第３図は第１図に示す作業ボックスに用いられるボート
キャリアの説明図であり、同図（Ａ）はボートキャリア
の平面説明図、同図（Ｂ）はボートキャリアの側面説明
図、同図（Ｃ）はボートキャリアの正面説明図、 第４図はプロセスチューブへボートを搬入する機構の概
略説明図、 第５図は本発明の係る作業ボックの他の一例を示す説明
図、 第６図は従来の作業ボックスの一例を示す説明図、 第７図は第１図、第５図に示す各作業ボックスに設けら
れた作業穴の説明図である。 10……ボート 12……パスボックス 14……プロセスチューブ 16……パージボックス 22……作業台 40……ボートキャリア 42……摺動面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パスボックスを介してボートの出し入れを
   行い、作業台に沿ってプロセスチューブ搬入位置とパス
   ボックスとの間でボートの搬送作業を行う液相エピタキ
   シャル装置用の作業ボックスにおいて、 前記作業台上を小さい摩擦抵抗で移動するボートキャリ
   アを設け、ボートの搬送作業を行うことを特徴とする液
   相エピタキシャル装置用の作業ボックス。