JP5317278B2 - 気相成長装置、気相成長装置における対向面部材またはサセプタ上面カバー取外し方法 - Google Patents
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Description
仕切板76は、周方向及び径方向に複数に分割形成されており、外周側に配置される大径リング状の外周側仕切板76aと、その内周側で周方向に分割された複数の扇形の分割体を組み合わせた小径リング状の内周側仕切板76b(本発明の「対向面部材」に相当)とで形成されている。外周側仕切板76aは、その外周縁がチャンバー本体77の周壁内周に載置された状態で所定位置に固定される。内周側仕切板76bは、基板80に対向する位置に配置されており、その外周縁が外周側仕切板76aの内周縁上に載置されるとともに、その内周縁がガス導入管71の下端に設けられたノズル84の外周縁上に載置されて着脱可能に形成され、上面には摘み部76cが突設されている。
しかしながら、内周側仕切板76bの取り外しの際に、内周側仕切板76bに付着した生成物などのゴミがサセプタ73の表面に落下する恐れがある。サセプタ73の表面に前記生成物が落下すると、これが次に薄膜成長する際に薄膜内に混入して、薄膜品質の不良要因となる。
また、対向面部材及び/またはサセプタ上面カバーの取外しの際にこれらに付着した生成物の落下によって悪影響を受けることのない気相成長装置における対向面部材及び/またはサセプタ上面カバー取外し方法を得ることを目的としている。
前記対向面部材を保持して昇降可能に構成された対向面部材昇降機構と、該対向面部材昇降機構に保持された前記対向面部材の下方に移動して平面視で前記サセプタを覆うように配置される搬送板を有すると共に該搬送板に前記対向面部材を載置して搬送する搬送装置とを備え、前記対向面部材昇降機構は前記対向面部材の保持と保持解除を行うことができる保持部を備えてなることを特徴とするものである。
前記サセプタ上面カバーを保持して昇降可能に構成されたサセプタ上面カバー昇降装置と、該サセプタ上面カバー昇降装置に保持された前記対向面部材の下方に移動して平面視で前記サセプタを覆うように配置される搬送板を有すると共に該搬送板に前記サセプタ上面カバーを載置して搬送する搬送装置とを備え、前記サセプタ上面カバー昇降装置は前記サセプタ上面カバーの保持と保持解除を行うことができる保持装置を備えてなるものである。
また、搬送装置は、(1)で説明したのと同様に、例えば搬送ロボットと搬送板から構成することができ、搬送板を搬送ロボットと分離独立させ、搬送ロボットが適宜必要なときに搬送板を保持して使用するようにしてもよい。
前記チャンバー蓋を開放して前記対向面部材を上昇させる工程と、該対向面部材の下方に平面視で前記サセプタを覆うように搬送板を配置する工程と、前記対向面部材を取り外して該搬送板に載置してチャンバー外に搬送する工程とを備えたことを特徴とするものである。
前記サセプタ上面カバーを保持して上昇させる工程と、該サセプタ上面カバーの下方に平面視で前記サセプタを覆うように搬送板を配置する工程と、該搬送板に前記サセプタ上面カバーを載置して搬送する工程とを備えたことを特徴とするものである。
本実施の形態に係る気相成長装置1は、図1〜図8に示すように、チャンバー本体3と、該チャンバー本体3に設けられて前記チャンバー本体3を開閉するチャンバー蓋5とを有するチャンバー7と、該チャンバー7内に設置されて基板9が載置されるサセプタ11と、サセプタ11の上面を覆うサセプタ上面カバー12と、該サセプタ11に対向配置される対向面部材13と、対向面部材13を保持して昇降可能に構成された対向面部材昇降機構14と、サセプタ上面カバー12を保持して昇降可能に構成されたサセプタ上面カバー保持装置15(図6、図10参照)と、対向面部材13またはサセプタ上面カバー12を載置する搬送板16を有すると共に搬送板16を保持して搬送する搬送装置17とを備えている。
本実施の形態の気相成長装置1においては、原料ガスを供給する原料ガス導入ノズル18は、チャンバー本体3側に設けられ、下方から上方に向かって原料ガスが流れるという構造になっている。
なお、図1において、搬送板16の一部が空中に浮いたように示されているが、これは搬送板16が後述する搬送ロボット45(図示なし)によって保持されて待機している状態を示したものである。
以下、気相成長装置1の主な構造を詳細に説明する。
チャンバー7は、全体形状が偏平円筒状をしており、下部側のチャンバー本体3と、チャンバー本体3を開閉するチャンバー蓋5とを備えている。
チャンバー本体3の中心部には、原料ガス導入ノズル18が設置され、サセプタ11に載置された基板9に原料ガスを供給できるようになっている。
チャンバー本体3の外周縁部は本体部フランジ19となっており、チャンバー蓋5の蓋部フランジ21と当接してチャンバー7を気密に閉止できるようになっている(図1参照)。
チャンバー本体3の外縁部であって蓋部フランジ21の内側には、供給された原料ガスの排出流路となるリング状の溝部23が形成されている。そして、溝部23の外壁25には、対向面部材13の外周を支持するリング状の対向面支持部材26が設置されている。
チャンバー本体3には、サセプタ11が公転(回転)可能に設置されており、サセプタ11における基板載置部29の下方には、基板9を加熱するためのヒーター27が設置されている。
サセプタ11は全体形状が円板状をしており、上述したように、チャンバー7内に公転可能に設置されている。サセプタ11には自転可能な複数の基板載置部29が設けられ、この基板載置部29に薄膜が形成される基板9が載置されている。
サセプタ11は、図示しない駆動機構によって全体が公転(回転)し、この公転に連動して基板載置部29が自転する機構になっている。
サセプタ11の上面には、サセプタ上面カバー12が着脱可能に設置されている。図2(a)はサセプタ上面カバー12を設置した状態であり、サセプタ上面カバー12は図2(b)に示すように、上方に持ち上げることによって取り外すことができるようになっている。
対向面部材13は、図3(a)に示すようにドーナツ板状をしており、その周縁部に段部31が形成されている。この段部31が対向面部支持部材26に支持されることにより、対向面部材13は、サセプタ11との間に原料ガス流路32を形成して設置される。
また、対向面部材13の中心部を拡大して示す図3(b)に示すように、対向面部材13の中心部には、径方向中心に向かって突出する円弧状の係止片33が3箇所形成されている。
対向面部材昇降機構14は、対向面部材13を保持して図示しない駆動部によって昇降可能かつ回動可能に構成されている。対向面部昇降機構は、図4に示すように、軸部35の下端部に円板状の保持部37を有している。
保持部37は、図4(b)に示すように、径方向に突出する円弧状の係合片39が3箇所形成されている。係合片39が対向面部材13の係止片33に係止することによって、保持部37は対向面部材13を保持する。
図5(a)に示すように、係合片39と係止片33が交互に配置された状態では係止片33と係合片39が係止していないので保持部37を上方に移動することで対向面部材13と保持部37は分離できる。
図5(b)に示す状態は、図5(a)に示す状態から60度回動させた状態に相当し、この状態では対向面部材13の係止片33に保持部37の係合片39を係止する。この状態で保持部37を上昇させると対向面部材13は保持部37と共に上昇する。
サセプタ上面カバー保持装置15は、サセプタ上面カバー12を保持できると共に保持した状態で昇降可能で、かつ保持の解除ができるように構成されている。サセプタ上面カバー保持装置15の構成は種々のものが考えられるが、例えば真空チャックにより対象物を保持する真空吸着装置により構成してもよい。
サセプタ上面カバー保持装置15は、図6に示すように、グローブボックス43内に設置されている。なお、サセプタ上面カバー保持装置15の設置位置は、比較的高い位置にあり、サセプタ上面カバー保持装置15の下方にはチャンバー7から取り外されたサセプタ11を載置するスペースが確保されている。
搬送装置17は、図6に示すように、グローブボックス43内に設置された搬送ロボット45と、同じくグローブボックス43内に載置された搬送板16によって構成される。
搬送板16は円板からなり、搬送ロボット45によってその一部を保持されてグローブボックス43内を移動する。
また、搬送板16は、サセプタ11の上方に配置したときに、平面視でサセプタ11を覆い、対向面部材13あるいはサセプタ上面カバー12から落下するゴミ(気相生成物の滓など)などを受け止めることができると共に対向面部材13あるいはサセプタ上面カバー12を載置して搬送することができる。
なお、グローブボックス43にも図示しない窒素ガス供給管が接続されており、該窒素供給管からの窒素パージによってグローブボックス43内を窒素雰囲気に置換できるようになっている。
気相成長装置1を使用して基板9に薄膜を成長させる場合、図1に示すように、基板載置部29に基板9を載置し、対向面部材13をサセプタ11に対向配置し、チャンバー蓋5を閉める。そして、サセプタ11を公転させると共に基板載置部29を自転させ、ヒーター27によって基板9を加熱し、この状態で原料ガスを流すことで基板9の表面に薄膜が成長する。
したがって、特許文献1のように、基板9を取り出す際に別途、対向面部材13(内周側仕切板16b)を取り外す動作が不要であり、効率的な取り出し作業ができる。
薄膜が形成された基板9が取り出されると、新しい基板9を基板載置部29にセットして、チャンバー蓋5を下降させて蓋を閉じて、上記と同様の動作を行う。
基板9に対する薄膜の成長を数回実施すると、対向面部材13を交換するために取り外す必要がある。
この場合、対向面部材昇降機構14の係合片39を対向面部材13の係止片33に係止させた状態で(図5(b)参照)、チャンバー蓋5及び対向面部材昇降機構14を上昇させると、図7に示すように、対向面部材13が対向面部材昇降機構14に保持されて上昇する。対向面部材昇降機構14に保持されている対向面部材13とサセプタ11の間に、搬送板16を搬送ロボット45によって挿入する(図7参照)。搬送板16が挿入されると、図8に示すように、対向面部材昇降機構14を下降させ、対向面部材13を搬送板16に載置する。この状態で、対向面部材昇降機構14を回動させ、係止片33と係合片39が交互に配置される状態にする(図5(a)参照)。そして、対向面部材昇降機構14を上昇させると、図9に示すように、対向面部材13が対向面部材昇降機構14から分離して搬送板16の上に残置される。その後、対向面部材13が載置された搬送板16を搬送ロボット45によってパスボックス47に搬送し、作業者によって搬送された対向面部材13を取り出すと共に洗浄済みの対向面部材13を搬送板16に載置する。
次にサセプタ上面カバー12の取替え方法を、図6、図10〜図12に基づいて説明する。なお、図10〜図12はサセプタ11を搬送ロボット45によってチャンバー7の外に取り出してサセプタ上面カバー保持装置15の下方に載置した状態を図示している。
図10に示されるように、サセプタ11が所定の位置に載置されると、サセプタ上面カバー保持装置15を下降させて、サセプタ上面カバー12を吸着保持し、さらに保持した状態で上昇させる(図11参照)。
サセプタ上面カバー保持装置15を下降させ、サセプタ上面カバー12を搬送板16に載置させた状態でサセプタ上面カバー保持装置15の保持を解除してサセプタ上面カバー12を搬送板16に載置する(図12参照)。このとき、サセプタ11の上方には搬送板16が配置されているので、サセプタ上面カバー12の取外しの際にサセプタ上面カバー12に付着しているゴミなどがサセプタ11に落下することがない。
その後、サセプタ上面カバー12が載置された搬送板16を搬送ロボット45によってパスボックス47に搬送し、搬送されたサセプタ上面カバー12を作業者によって取り出すと共に洗浄済みのサセプタ上面カバー12を搬送板16に載置する。
次に、サセプタ上面カバー保持装置15を下降させ、所定の位置において吸着保持を解除してサセプタ上面カバー12をサセプタ11の上面に設置する(図10参照)。
また、同様に、サセプタ上面カバー12の取外しに際しても、サセプタ上面カバー12に付着しているゴミなどがサセプタ11の表面に落下するのを防止できる。
このように、対向面部材13及びサセプタ上面カバー12の交換の際にこれらに付着したゴミなどがサセプタ11側に落下するのを防止できるので、成膜時においてゴミなどの影響を受けることなく均質な成膜を行うことができる。
また、対向面部材13の交換とサセプタ上面カバー12の交換順序は特に限定されるものではなく、いずれを先に行ってもよい。
7 チャンバー 9 基板 11 サセプタ
12 サセプタ上面カバー 13 対向面部材 14 対向面部材昇降機構
15 サセプタ上面カバー保持装置 16 搬送板
17 搬送装置 18 原料ガス導入ノズル 19 本体部フランジ
21 蓋部フランジ 23 溝部 25 外壁
26 対向面支持部材 27 ヒーター 29 基板載置部
31 段部 32 原料ガス流路 33 係止部
35 軸部 37 保持部 39 係合片
41 円環板状部材 43 グローブボックス 45 搬送ロボット
47 パスボックス 49 真空ポンプ 51 窒素ガス供給管
Claims (7)
- チャンバー本体と、該チャンバー本体に設けられて前記チャンバー本体を開閉するチャンバー蓋と、前記チャンバー本体内に設置されて基板が載置されるサセプタと、該サセプタに対向配置される対向面部材とを備え、前記サセプタに前記基板を載置した状態で前記基板を加熱し、前記対向面部材と前記サセプタとで形成される流路に原料ガスを供給することによって前記基板に薄膜を堆積させる気相成長装置であって、
前記対向面部材を保持して昇降可能に構成された対向面部材昇降機構と、該対向面部材昇降機構に保持された前記対向面部材の下方に移動して平面視で前記サセプタを覆うように配置される搬送板を有すると共に該搬送板に前記対向面部材を載置して搬送する搬送装置とを備え、前記対向面部材昇降機構は前記対向面部材の保持と保持解除を行うことができる保持部を備えてなることを特徴とする気相成長装置。 - 前記保持部は、前記対向面部材に形成した係止部に対して係脱可能に形成された係合部を備えてなることを特徴とする請求項1記載の気相成長装置。
- チャンバー本体と、該チャンバー本体に設けられて前記チャンバー本体を開閉するチャンバー蓋と、前記チャンバー本体内に設置されて基板が載置されるサセプタと、該サセプタの上面を覆うサセプタ上面カバーと、前記サセプタに対向配置される対向面部材とを備え、前記サセプタに前記基板を載置した状態で前記基板を加熱し、前記対向面部材と前記サセプタとで形成される流路に原料ガスを供給することによって前記基板に薄膜を堆積させる気相成長装置であって、
前記サセプタ上面カバーを保持して昇降可能に構成されたサセプタ上面カバー昇降装置と、該サセプタ上面カバー昇降装置に保持された前記対向面部材の下方に移動して平面視で前記サセプタを覆うように配置される搬送板を有すると共に該搬送板に前記サセプタ上面カバーを載置して搬送する搬送装置とを備え、前記サセプタ上面カバー昇降装置は前記サセプタ上面カバーの保持と保持解除を行うことができる保持装置を備えてなることを特徴とする気相成長装置。 - 前記保持装置は、サセプタ上面カバーを吸着して保持する吸着保持装置であることを特徴とする請求項3記載の気相成長装置。
- 前記サセプタは、自身が公転すると共に、前記基板を支持して自転可能な複数の基板戴置部を備えてなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の気相成長装置。
- チャンバー本体と、該チャンバー本体に設けられて前記チャンバー本体を開閉するチャンバー蓋と、前記チャンバー本体内に設置されて基板が載置されるサセプタと、該サセプタに対向配置される対向面部材とを備え、前記サセプタに前記基板を載置した状態で前記基板を加熱し、前記対向面部材と前記サセプタとで形成される流路に原料ガスを供給することによって前記基板に薄膜を堆積させる気相成長装置における前記対向面部材の取外し方法であって、
前記チャンバー蓋を開放して前記対向面部材を上昇させる工程と、該対向面部材の下方に平面視で前記サセプタを覆うように搬送板を配置する工程と、前記対向面部材を取り外して該搬送板に載置してチャンバー外に搬送する工程とを備えたことを特徴とする気相成長装置における前記対向面部材の取外し方法。 - チャンバー本体と、該チャンバー本体に設けられて前記チャンバー本体を開閉するチャンバー蓋と、前記チャンバー本体内に設置されて基板が載置されるサセプタと、該サセプタの上面を覆うサセプタ上面カバーと、前記サセプタに対向配置される対向面部材とを備え、前記サセプタに前記基板を載置した状態で前記基板を加熱し、前記対向面部材と前記サセプタとで形成される流路に原料ガスを供給することによって前記基板に薄膜を堆積させる気相成長装置におけるサセプタ上面カバー取外し方法であって、
前記サセプタ上面カバーを保持して上昇させる工程と、該サセプタ上面カバーの下方に平面視で前記サセプタを覆うように搬送板を配置する工程と、該搬送板に前記サセプタ上面カバーを載置して搬送する工程とを備えたことを特徴とする気相成長装置におけるサセプタ上面カバー取外し方法。
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