JP6068255B2 - 気相成長装置および気相成長装置の部材搬送方法 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示されている気相成長装置では、チャンバー外に設けられた搬送ロボットにより、部材を個別にチャンバー内外へ搬送して交換することができる。
これにより、搬送する部材の数が単数であるか複数であるかに係わらず、搬送対象の全ての部材が同時にチャンバー内外へ搬送される。
本発明を適用した気相成長装置の一例として、図1に示すMOCVD装置(気相成長装置)100の構成について、説明する。
始めに、(1)サセプタ3とサセプタカバー4と天井板5の搬送を行う方法について説明する。図1に示すMOCVD装置100の部材の位置を、各部材の初期位置とする。なお、各部材の初期位置は、後述する(2)〜(5)の部材搬送方法においても同一とする。また、各工程におけるMOCVD装置100の構成要素の動作は、制御部により制御する。
(第1工程)
先ず、天井板外周支持部12を下部チャンバー1に装着する。
次に、上部チャンバー2を初期位置から搬送アーム13の上段部13Aよりも高い位置(以降、「開放位置」と記載する)まで上昇させ、チャンバーを開放する。第1工程において、天井板外周支持部12は下部チャンバー1に装着されているため、本工程では、天井板5は初期位置に留まっている。
次に、天井板5の内周部5aをノズル部6の突き上げノズル6Aにより支持したままの状態で、突き上げノズル6Aを初期位置から搬送アーム13の上段部13Aの位置(以降、「第1上昇位置」と記載する)まで上昇させる。これにより、天井板5が初期位置から第1上昇位置まで上昇する。
次に、サセプタ昇降機構11の駆動部により、突き上げ棒11Aを初期位置からサセプタ3の貫通孔3pを貫通させずに、天井板5の第1上昇位置と下部チャンバー1の初期位置との間、具体的には搬送アーム13の上段部13Aの位置(以降、「第2上昇位置」と記載する)まで上昇させる。これにより、サセプタ3とサセプタカバー4が初期位置から第2上昇位置まで上昇する(図5参照)。
次に、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを初期位置から、第1及び第2の上昇位置に向かって移動させ、第1上昇位置に支持されている天井板5と、第2上昇位置に支持されているサセプタ3及びサセプタカバー4をそれぞれ、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの上段支持部14aと下段支持部14bで外周方向から支持する。このときの仮受部14のアーム14A,14B,14Cの位置を「支持位置」とする。
次に、仮受部14によって3方から支持されたサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5に対して、搬送アーム13を水平方向(図1に示すX方向)からチャンバー内の所定の位置(以降、「所定位置」と記載する)に挿入する。搬送アーム13が挿入されたときに、仮受部14のアーム14A,14B,14Cが搬送アーム13の上段部13A及び下段部13Bの測端切欠部18または中央切欠部19に位置するようになるため、搬送アーム13と仮受部14は干渉しない。
また、第5工程において、天井板5とサセプタ3とサセプタカバー4とを、仮受部14で保持する際には、これらの部材の中心位置とチャンバー(特に、下部チャンバー1)の中心位置とを一致させるように、各部材の外周部を中心に向かって、軽く押圧して保持することで、各部材をチャンバー内の正確な位置に確実に設置するように搬入することができる。
具体的には、第一工程前に搬出するサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5をチャンバー内に残したまま、搬入するサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5を初期位置の搬送アーム13に設置する。続いて、第1工程から第4工程を行う。
搬送アーム13には搬入する各部材が置かれていない状態であるから、この状態から本方法で搬出すべき各部材が搬出可能となる。そこで、第4工程を経て第5工程を省略し搬出する各部材を搬送アーム13に設置する。次いで、第6工程を経て搬出する各部材をチャンバー外へ搬出することができる。
次いで、(2)サセプタ3とサセプタカバー4の搬送を行う方法について説明する。
(第1工程)
先ず、天井板外周支持部12を上部チャンバー2に装着する。
次に、上部チャンバー2を初期位置から開放位置まで上昇させ、チャンバーを開放する。第1工程において、天井板外周支持部12は上部チャンバー2に装着されているため、本工程では、天井板5の外周部5bが天井板外周支持部12と嵌合しており、天井板5は開放位置まで上昇する。
次に、(1)の部材搬送方法の第4工程と同じ工程を行う。これにより、サセプタ3とサセプタカバー4が初期位置から第2上昇位置まで上昇する(図8参照)。
次に、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを初期位置から支持位置まで移動させる。これにより、サセプタ3、サセプタカバー4が、仮受部14の下段支持部14bにより下部チャンバー1の初期位置と上部チャンバー2の開放位置との間の中空に支持される。その後、突き上げノズル6A及び突き上げ棒11Aをそれぞれ、第1上昇位置及び第2上昇位置から下降位置まで下降させる。
次に、搬送アーム13を初期位置から所定位置に搬送する。その後、仮受部14のアーム14A,14B,14Cによるサセプタ3、サセプタカバー4の支持を解除する。これにより、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの下段支持部14bから搬送アーム13の下段部13Bに、サセプタ3、サセプタカバー4を同時に受け渡させる(図9参照)。その後、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを支持位置から初期位置まで退避させる。また、搬送アーム13を初期位置のチャンバー外まで退避させる(図10参照)。
また、第5工程において、天井板5とサセプタ3とサセプタカバー4とを、仮受部14で保持する際には、これらの部材の中心位置とチャンバー(特に、下部チャンバー1)の中心位置とを一致させるように、各部材の外周部を中心に向かって、軽く押圧して保持することで、各部材をチャンバー内の正確な位置に確実に設置するように搬入できる。
具体的には、第一工程前に搬出するサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5をチャンバー内に残したまま、搬入するサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5を初期位置の搬送アーム13に設置する。続いて、第1工程から第4工程を行う。
搬送アーム13には搬入する各部材が置かれていない状態であるから、この状態から本方法で搬出すべき各部材が搬出可能となる。そこで、第4工程を経て第5工程を省略し搬出する各部材を搬送アーム13に設置する。次いで、第6工程を経て搬出する各部材をチャンバー外へ搬出することができる。
次いで、(3)サセプタカバー4と天井板5の搬送を行う方法について説明する。この方法では、(1)の部材搬送方法の第1〜第3工程を順次同様に行う。
次に、サセプタ昇降機構11の駆動部により、突き上げ棒11Aを初期位置からサセプタ3の貫通孔3pを貫通させて、初期位置から第2上昇位置まで上昇させる(図11参照)。これにより、サセプタカバー4のみが初期位置から第2上昇位置まで上昇する。また、サセプタ3は、初期位置に留まる。
次に、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを初期位置から支持位置に移動させ、第1上昇位置に支持されている天井板5と、第2上昇位置に支持されているサセプタカバー4をそれぞれ、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの上段支持部14aと下段支持部14bで外周方向から支持する。これにより、サセプタカバー4と天井板5が下部チャンバー1の初期位置と上部チャンバー2の開放位置との間の中空で支持される。その後、突き上げノズル6A及び突き上げ棒11Aをそれぞれ、第1上昇位置及び第2上昇位置から下降位置まで下降させる。
次に、搬送アーム13を初期位置から所定位置に移動させる。その後、仮受部14のアーム14A,14B,14Cによるサセプタカバー4、天井板5の支持を解除する。これにより、仮受部14のアーム14A,14B,14Cから搬送アーム13の上段部13A及び下段部13Bに、サセプタカバー4、天井板5を同時に受け渡させる(図12参照)。その後、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを支持位置から初期位置まで退避させる。また、搬送アーム13を初期位置のチャンバー外まで退避させる(図13参照)。
次いで、(4)サセプタカバー4の搬送を行う方法について説明する。この方法では、(2)の部材搬送方法の第1,第2工程を順次同様に行う。
次に、(3)の部材搬送方法における第4工程と同様の工程を行う(図14参照)。
次に、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを初期位置から支持位置に移動させ、第2上昇位置に支持されているサセプタカバー4を、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの下段支持部14bで外周方向から支持する。これにより、サセプタカバー4が下部チャンバー1の初期位置と上部チャンバー2の開放位置との間の中空で支持される。その後、突き上げ棒11Aをそれぞれ、第1上昇位置及び第2上昇位置から下降位置まで下降させる。
次に、搬送アーム13を初期位置から所定位置に移動させる。その後、仮受部14のアーム14A,14B,14Cによるサセプタカバー4の支持を解除する。これにより、仮受部14のアーム14A,14B,14Cから搬送アーム13の下段部13Bに、サセプタカバー4を受け渡させる(図15参照)。その後、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを支持位置から初期位置まで退避させる。また、搬送アーム13を初期位置のチャンバー外まで退避させる(図16参照)。
引き続き、(5)天井板5の搬送を行う方法について説明する。この方法では、(1)の部材搬送方法の第1〜第3工程を順次同様に行う(図17参照)。
次に、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを初期位置から支持位置に移動させ、第1上昇位置に支持されている天井板5を、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの上段支持部14aで外周方向から支持する。これにより、天井板5が下部チャンバー1の初期位置と上部チャンバー2の開放位置との間の中空で支持される。その後、突き上げノズル6Aを第1上昇位置から下降位置まで下降させる。
次に、搬送アーム13を初期位置から所定位置に移動させる。その後、仮受部14のアーム14A,14B,14Cによる天井板5の支持を解除する。これにより、仮受部14のアーム14A,14B,14Cから搬送アーム13の上段部13Aに、天井板5を受け渡させる(図18参照)。その後、仮受部14のアーム14A,14B,14Cを支持位置から初期位置まで退避させる。また、搬送アーム13を初期位置のチャンバー外まで退避させる(図19参照)。
Claims (6)
- チャンバー内に設置した複数の基板上に、気相成長法により薄膜を成膜する気相成長装置であって、
下部チャンバーと、下部チャンバーに対して分割自在とされて前記下部チャンバーとともに前記チャンバーを構成する上部チャンバーと、
前記下部チャンバー内に設置されて前記基板が載置されるサセプタと、
前記サセプタ上に設置されたサセプタカバーと、
前記サセプタの上方に配置されて前記サセプタとともに前記薄膜を成膜するためのプロセスガスの流路を区画形成する天井板と、
前記サセプタと前記天井板との間に昇降可能に設置され、前記天井板を昇降自在に支持するとともに、前記プロセスガスの流路にプロセスガスを供給するノズル部と、
前記サセプタと前記サセプタカバーのいずれか一方または両方を昇降させるサセプタ昇降機構と、
前記天井板の外周部を支持するとともに、前記下部チャンバーまたは前記上部チャンバーのいずれか一方に着脱可能とされた天井板外周支持部と、
前記チャンバー外に設置され、前記天井板、前記サセプタ、前記サセプタカバーのいずれか1つ以上または全部を前記チャンバーの内外に搬送させる搬送アームと、
前記天井板、前記サセプタまたは前記サセプタカバーのいずれか1つ以上または全部をこれらの外周方向から支持可能な複数のアームよりなる仮受部と、
前記ノズル部、前記サセプタ昇降機構、前記天井板外周支持部、前記仮受部及び前記搬送アームの動作を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする気相成長装置。 - 請求項1に記載の気相成長装置を用いた部材搬送方法であって、
前記天井板外周支持部を前記下部チャンバーに装着させる第1工程と、
前記上部チャンバーを上昇させて前記チャンバーを開放する第2工程と、
前記ノズル部を上昇させることにより前記天井板を上昇させる第3工程と、
前記サセプタ昇降機構を上昇させることにより前記サセプタカバー及び前記サセプタを前記天井板と前記下部チャンバーの間に位置させる第4工程と、
前記天井板、前記サセプタ、前記サセプタカバーを前記仮受部によって保持する第5工程と、
前記搬送アームを前記チャンバー内に搬送して、前記天井板、前記サセプタ、前記サセプタカバーを前記仮受部から前記搬送アームに受け渡させた後、前記搬送アームを前記チャンバー外に搬送する第6工程と、
を有し、前記第1〜第6工程を順次行うことを特徴とする気相成長装置の部材搬送方法。 - 請求項1に記載の気相成長装置を用いた部材搬送方法であって、
前記天井板外周支持部を前記上部チャンバーに装着させる第1工程と、
前記上部チャンバーを上昇させて前記チャンバーを開放する第2工程と、
前記サセプタ昇降機構を上昇させることにより前記サセプタカバー及び前記サセプタを前記上部チャンバーと前記下部チャンバーの間に位置させる第3工程と、
前記サセプタカバー及び前記サセプタを前記仮受部によって保持する第4工程と、
前記搬送アームを前記チャンバー内に搬送して、前記サセプタカバーと前記サセプタを前記仮受部から前記搬送アームに受け渡させた後、前記搬送アームを前記チャンバー外に搬送する第5工程と、
を有し、前記第1〜第5工程を順次行うことを特徴とする気相成長装置の部材搬送方法。 - 請求項1に記載の気相成長装置を用いた部材搬送方法であって、
前記天井板外周支持部を前記下部チャンバーに装着させる第1工程と、
前記上部チャンバーを上昇させて前記チャンバーを開放する第2工程と、
前記ノズル部を上昇させることにより前記天井板を上昇させる第3工程と、
前記サセプタ昇降機構を上昇させることにより前記サセプタカバーのみを前記天井板と前記下部チャンバーの間に位置させる第4工程と、
前記天井板、前記サセプタカバーを前記仮受部によって保持する第5工程と、
前記搬送アームを前記チャンバー内に搬送して、前記天井板と前記サセプタカバーを前記仮受部から前記搬送アームに受け渡させた後、前記搬送アームを前記チャンバー外に搬送する第6工程と、
を有し、前記第1〜第6工程を順次行うことを特徴とする気相成長装置の部材搬送方法。 - 請求項1に記載の気相成長装置を用いた部材搬送方法であって、
前記天井板外周支持部を前記上部チャンバーに装着させる第1工程と、
前記上部チャンバーを上昇させて前記チャンバーを開放する第2工程と、
前記サセプタ昇降機構を上昇させることにより前記サセプタカバーのみを前記上部チャンバーと前記下部チャンバーの間に位置させる第3工程と、
前記サセプタカバーを前記仮受部によって保持する第4工程と、
前記搬送アームを前記チャンバー内に搬送して、前記サセプタカバーを前記仮受部から前記搬送アームに受け渡させた後、前記搬送アームを前記チャンバー外に搬送する第5工程と、
を有し、前記第1〜第5工程を順次行うことを特徴とする気相成長装置の部材搬送方法。 - 請求項1に記載の気相成長装置を用いた部材搬送方法であって、
前記天井板外周支持部を前記下部チャンバーに装着させる第1工程と、
前記上部チャンバーを上昇させて前記チャンバーを開放する第2工程と、
前記ノズル部を上昇させることにより前記天井板を上昇させる第3工程と、
前記天井板を前記仮受部によって保持する第4工程と、
前記搬送アームを前記チャンバー内に搬送して、前記天井板を前記仮受部から前記搬送アームに受け渡させた後、前記搬送アームを前記チャンバー外に搬送する第5工程と、
を有し、前記第1〜第5工程を順次行うことを特徴とする気相成長装置の部材搬送方法。
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