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

気相成長装置および気相成長装置の部材搬送方法 Download PDF

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Description

本発明は、気相成長装置および気相成長装置の部材搬送方法に関する。
気相成長法は、薄膜の原料をガス状態にして基板上に供給し、化学反応により基板表面に原料を結晶成長(堆積・成膜)させる薄膜形成法である。例えば、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードや紫色レーザダイオードの材料となる窒化ガリウム系半導体薄膜は、原料として有機金属を用いるMOCVD法により製造される。
半導体薄膜を成膜する気相成長装置としては、チャンバーの中央に配置されたノズルから、半導体薄膜の材料を含むプロセスガスを全方位の外周方向に供給し、ノズルの外周に配置した複数の基板上に、一度に半導体薄膜を気相成長させる自公転型MOCVD装置が知られている。
このような自公転型MOCVD装置においては、半導体薄膜の生産性を向上させるためにチャンバーの大型化が進められている。それに伴い、例えば天井板、サセプタカバーおよびサセプタ等のチャンバー内の部材が大型化している。また、チャンバー内の部材は、成膜を行う度に汚染されるため、定期的に洗浄、交換する必要がある。したがって、自公転型MOCVD装置における半導体薄膜の生産性向上のためには、大型部材の確実かつ効率的なハンドリングが重要である。
上記部材のハンドリングを行う搬送機構を備えた自公転型MOCVD装置として、例えば特許文献1には、チャンバー本体と、チャンバー蓋と、チャンバー本体内に設置されて基板が載置されたサセプタと、サセプタに対向するように配置された対向面部材とを備えた気相成長装置であって、対向面部材の保持と保持解除が可能な保持部を有するとともに対向面部材を保持部で保持して昇降可能に構成された対向面部材昇降機構と、対向面部材昇降機構に保持された対向面部材の下方に移動して平面視でサセプタを覆うように配置される搬送板を有するとともに搬送板に対向面部材を載置して搬送する搬送装置と、を備えた気相成長装置が開示されている。
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。
特開2011−23519号公報
しかしながら、特許文献1に開示されている気相成長装置において、2つ以上の部材を交換する場合は、それらの部材を個別に搬送ロボットにて搬送するため、全ての部材の搬送を完了するまでに時間がかかり、半導体薄膜の生産性が低下してしまう問題があった。
そこで本発明は、気相成長装置における天井板、サセプタカバー、サセプタ等の部材のいずれか1つ以上または全部を同時にチャンバー内外へ搬送することにより、部材の搬送を完了するまでの時間を短縮するとともに、半導体薄膜の生産性を高めることを可能とする気相成長装置および気相成長装置の部材搬送方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明によれば、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、前記仮受部およ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が提供される。
また、請求項2に係る発明によれば、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が提供される。
また、請求項3に係る発明によれば、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が提供される。
また、請求項4に係る発明によれば、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が提供される。
また、請求項5に係る発明によれば、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が提供される。
また、請求項6に係る発明によれば、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が提供される。
本発明の気相成長装置および気相成長装置の部材搬送方法によれば、天井板の搬送時には、天井板がノズル部により、仮受部のアームによる支持が可能な高さまで上昇する。また、サセプタ、サセプタカバーのいずれか1つまたは両方の搬送時には、天井板が天井板外周支持部に支持されて上部チャンバーとともに上昇した後に、サセプタ、サセプタカバーのいずれか1つまたは両方がサセプタ昇降機構により、仮受部のアームによる支持が可能な高さまで上昇する。さらに、所定の高さに上昇した1つまたは複数の部材は、仮受部の複数のアームにより同時に外周方向から支持される。外周方向から支持されたこれらの部材は、仮受部と搬送アームとの間で一括して受け渡されるとともに、搬送アームによりチャンバー内外に搬送される。そして、制御部により、搬送対象の部材に合わせて、ノズル部、サセプタ昇降機構、天井板外周支持部、仮受部および搬送アームの各動作が制御される。
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。
このように、本発明によれば、気相成長装置における部材の搬送時間を大幅に短縮することができる。また、気相成長装置における部材の搬送時間の短縮により、半導体薄膜の生産性を高めることができる。
さらに、本発明によれば、気相成長装置において複数の部材を同時に搬送できるため、保持装置を用いる必要がなく、気相成長装置を含むシステム全体の省スペース化が可能になる。
上記のように、本発明の気相成長装置および気相成長装置の部材搬送方法は、天井板、サセプタカバー、サセプタ等の部材のいずれか1つ以上または全部を同時にチャンバー内外へ搬送する機構を備えることにより、気相成長装置における部材の搬送を完了するまでの時間を短縮するとともに、半導体薄膜の生産性を高めることができる。
本発明の第1実施形態に係る気相成長装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置の要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置の別の要部の概略構成を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置のさらに別の要部の概略構成を示す図であって、(a)は平面図であり、(b)は断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。 本発明の第1実施形態に係る気相成長装置を用いた部材搬送方法の一工程を示す断面図である。
以下、本発明を適用した気相成長装置について、図1〜図4を参照し、説明する。また、図1〜図4においては、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、および厚みの比率等は実際のものと同一とは限らない。
(第1実施形態)
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。
図1に示すように、本実施形態のMOCVD装置100は、下部チャンバー1と、上部チャンバー2と、サセプタ3と、サセプタカバー4と、天井板5と、ノズル部6と、サセプタ昇降機構11と、天井板外周支持部12と、搬送アーム13と、仮受部14と、制御部(図示略)と、を有する。
下部チャンバー1は、MOCVD装置100の下部構成要素であり、固定して設けられている。また、下部チャンバー1は、気相成長法による半導体薄膜の成膜が行われる空間を形成する凹部を有する。
上部チャンバー2は、下部チャンバー1の上方に、下部チャンバー1に対して分割自在となるように設置されている。下部チャンバー1と上部チャンバー2との分割の際には、通常、上部チャンバー2は上下方向のみに移動するが、所定の位置まで上下方向に移動した後、水平方向かつ後述する搬送アーム13と干渉しない方向に移動してもよい。
また、上部チャンバー2は、下部チャンバー1とともにMOCVD装置100のチャンバーを構成する。チャンバーは、気相成長により基板上に半導体薄膜を成膜するための反応炉として機能する。
下部チャンバー1および上部チャンバー2の材質には、耐食性に優れたステンレスを用いることができる。また、MOCVD装置100は、窒素雰囲気に保たれたグローブボックス内に設置される場合がある。グローブボックス内では、後述するようにチャンバー内外へ搬送アーム13によって搬送される部材の交換のみが手動で行われ、その他の動作は全て制御部で制御される。これにより、半導体薄膜の成膜作業の信頼性が向上する。
サセプタ3は、下部チャンバー1内に設置された平面状部材である。サセプタ3の材質には、例えばカーボンを用いることができる。図2に示すように、サセプタ3の中心には貫通孔3Cが設けられており、貫通孔3Cには、ノズル部6の先端部が貫通している。
また、サセプタ3には、気相成長法により薄膜を成膜する基板(図示略)が載置される。具体的には、サセプタ3の外周方向に間隔を隔てて複数の開口部が設けられている。基板は、各開口部に設置される。なお、基板の材質は、成膜する半導体薄膜の材料に合わせて選択される。
さらに、サセプタ3には、その外周部に沿って複数の貫通孔3pが設けられている。後に説明するように貫通孔3pとサセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aとの位置を合わせたときには、突き上げ棒11Aが貫通孔3pを貫通する。
さらに、サセプタ3は、下部チャンバー1内に設置された図示しない中空回転機構の上端部に支持されて回転可能に設置されている。これにより、サセプタ3は下部チャンバー1の凹部内で回転する。
サセプタカバー4は、サセプタ3上に設置されている。また、サセプタカバー4は、ノズル部6から噴出されるプロセスガスの流路に露出しており、プロセスガスによる汚染や酸化等からサセプタ3を保護する。サセプタカバー4の材質には、例えば石英が用いられる。
天井板5は、サセプタ3の上方に、サセプタ3の上面と相互に間隔をあけて対向するように設置されている。図1に示すように、天井板5の外周部5bは、後述する天井板外周支持部12と嵌合して支持可能とされている。また、天井板5の内周部5aは、次に説明するノズル部6と嵌合して支持可能とされている。
また、天井板5は、サセプタ3とともに、半導体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。ノズル部6から噴出されるプロセスガスは、サセプタ3と天井板5との間の空間で構成されるプロセスガスの流路内を、チャンバーの中央から外周に向かって流れる。これにより、サセプタ3に設置された基板の表面上に半導体薄膜が形成される。天井板5の材質には、例えば石英を用いることができる。
ノズル部6は、サセプタ3と天井板5との間に昇降可能に設置されている。また、ノズル部6は、天井板5を昇降自在に支持するとともに、プロセスガスの流路にプロセスガスを供給する。
具体的には、図1に示すように、ノズル部6は、突き上げノズル6Aと、管状の固定ノズル6B,6C,6Dとを、順次中央から外周に間隔をあけて配置した構成となっている。成膜する半導体薄膜が窒化ガリウムである場合には、気相成長における原料として、有機金属とアンモニアを用いる。したがって、突き上げノズル6Aと、固定ノズル6B,6C,6Dの各空隙からなるガス流路L1,L2,L3には、図示略のプロセスガス供給部からそれぞれ、有機金属ガスと、アンモニアガスと、パージガスが供給される。ガス流路L1,L2,L3に供給された有機金属ガスと、アンモニアガスと、パージガスは、ノズル部6から噴出された後、サセプタ3と天井板5との間のプロセスガスの流路で混合される。
ノズル部6の突き上げノズル6Aは、昇降可能に設けられており、固定ノズル6B,6C,6Dは、下部チャンバー1に固定されている。また、天井板5の内周部5aは、突き上げノズル6Aにより支持可能とされている。後に説明するように、天井板外周支持部12が下部チャンバー1に装着され、天井板5と天井板外周支持部12との嵌合が解除された際には、突き上げノズル6Aの昇降に連動して、天井板5が昇降する。
なお、プロセスガスの材料は、成膜する半導体薄膜の種類等に合わせて選択される。したがって、ノズル部6は、図1に示す構成に限定されるものではなく、天井板5を昇降自在に支持可能であるとともに、プロセスガスの流路にプロセスガスを供給可能な構成であればよい。
サセプタ昇降機構11は、サセプタ3とサセプタカバー4のいずれか一方または両方を昇降させる。具体的には、サセプタ昇降機構11は、図1に示す複数の突き上げ棒11Aと、各突き上げ棒を昇降させる図示略の駆動部と、からなる。
突き上げ棒11Aは、サセプタ3の下からサセプタ3を支持して、サセプタ3と、その上に設置されているサセプタカバー4を昇降可能としている。また、図2に示すように、サセプタ3に設けられた複数の貫通孔3pと複数の突き上げ棒11Aの配置は、相対的に平面視で一致している。サセプタ3は、前述のように中空回転機構により回転自在とされているため、突き上げ棒11Aと貫通孔3pとの位置を合わせたときには、突き上げ棒11Aを上昇させる際に、貫通孔3pを貫通させることにより、サセプタ3はその位置(高さ)を保持したまま、サセプタカバー4のみを突き上げ棒11Aで上昇させることができる。
突き上げ棒11Aおよび貫通孔3pは、サセプタ3の外周方向に等間隔かつ3箇所以上設置されることが好ましい。これにより、上記のようにサセプタカバー4のみを上昇させる際に、安定してサセプタカバー4が支持される。
天井板外周支持部12は、図1に示すように、天井板5の外周部5bを嵌合して支持するとともに、下部チャンバー1または上部チャンバー2のいずれか一方に着脱可能に設置されている。天井板外周支持部12が下部チャンバー1に装着されると、天井板外周支持部12と天井板5の外周部5bとの嵌合が解除され、天井板5の内周部5aがノズル部6の突き上げノズル6Aで支持されることにより、天井板5が昇降自在になる。一方、天井板外周支持部12が上部チャンバー2に装着されると、天井板外周支持部12と天井板5の外周部5bとの嵌合が保持され、チャンバーの開放時に、上部チャンバー2の昇降と連動して、天井板外周支持部12および天井板5が昇降する。したがって、後に気相成長装置の部材搬送方法で説明するように、天井板外周支持部12は、天井板5を搬送する時には下部チャンバー1に装着され、薄膜の成膜時および天井板5を搬送しない時には上部チャンバー2に装着される。
搬送アーム13は、チャンバー外に設置され、サセプタ3、サセプタカバー4、天井板5のいずれか1つ以上または全部をチャンバーの内外に搬送する。図1および図3に示すように、搬送アーム13は、板状の上段部13Aと、板状の下段部13Bと、上段部13Aおよび下段部13Bを連結する連結部13Cと、連結部13Cに接続されたアーム部13Dと、から構成されている。上段部13Aおよび下段部13Bの面積は、搬送対象の部材であるサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5の大きさを勘案して設定される。上段部13Aと下段部13Bの間隔、すなわち連結部13Cの高さは、ノズル部6の突き上げノズル6Aの稼動範囲、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aの稼動範囲、および次に説明する仮受部14の複数のアーム14A,14B,14Cの形状を勘案して、搬送アームの上段部13Aおよび下段部13Bと、仮受部14の上段支持部14aおよび下段支持部14bとの間で搬送対象の部材の受け渡しが円滑に行われるように設定される。
また、上段部13Aおよび下段部13Bは、平面視したときに、図3に示すように、基端部13Xと、基端部13Xから突出した一対の支持アーム部13Yと、から形成されている。言い換えると、上段部13Aおよび下段部13Bは、平面視円形状の板20に、一対の測端切欠部18と、一対の測端切欠部18の間に設けられた中央切欠部19を設けた形状となっている。一対の測端切欠部18と中央切欠部19との間に、支持アーム部13Yが位置する関係になっている。
測端切欠部18および中央切欠部19の長さおよび幅は、搬送アーム13がチャンバー内に搬入された状態で平面視したときに、上段部13Aおよび下段部13Bが、突き上げノズル6Aおよび突き上げ棒11Aと干渉せず、さらにサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5のいずれか1つ以上または全部を支持する仮受部14の複数のアーム14A,14B,14Cとも干渉しないように設定される。
仮受部14は、サセプタ3、サセプタカバー4、天井板5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から、構成されている。図1には、一例として、3つのアーム14A,14B,14Cからなる仮受部14の構成を示しているが、搬送対象の部材を安定して支持できればよく、アームの形状、配置および数は特に限定されない。複数のアーム14A,14B,14Cは、チャンバーが開放されていない時、すなわち下部チャンバー1に上部チャンバー2が密着している時には、チャンバー外に退避している。
仮受部14のアーム14A,14B,14Cは、搬送アーム13との搬送対象の部材の受け渡しを行う際に、下部チャンバー1と上昇した上部チャンバー2の中空で、図4(a),(b)に示すように、部材を外周方向から支持する。アーム14A,14B,14Cはそれぞれ、上段支持部14aと下段支持部14bとを有する。上段支持部14aと下段支持部14bの間隔は、搬送アーム13の上段部13Aおよび下段部13Bの高さを勘案して設定される。部材を支持する際には、上段支持部14aで天井板5を、下段支持部14bでサセプタ3、サセプタカバー4のいずれか一方または両方を、図示略の部材押さえで外周から中心に向かって等しく押さえることにより支持する。なお、図4(a),(b)には、天井板5の外径がサセプタ3及びサセプタカバー4の外径より大きい場合のアーム14A,14B,14Cの形状を例示しているが、アーム14A,14B,14Cは複数の部材を同時に支持できればよく、この形状に限定されない。
制御部は、ノズル部6、サセプタ昇降機構11、天井板外周支持部12、搬送アーム13、仮受部14の動作を制御する。具体的には、搬送対象の部材に合わせて、ノズル部6の突き上げノズル6Aの昇降、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aを昇降させるための駆動部の動作、天井板外周支持部12の下部チャンバー1または上部チャンバー2への装着及び上部チャンバー2の昇降、搬送アーム13のチャンバー内外への搬送、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの移動及び部材の支持及び支持解除の動作を制御する。なお、制御部の設置場所は、ノズル部6、サセプタ昇降機構11、天井板外周支持部12、搬送アーム13、仮受部14の動作の制御が可能であれば、特に限定されない。
本実施形態のMOCVD装置100においては、天井板5はノズル部6の突き上げノズル6Aにより、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの上段支持部14aによる支持が可能な位置まで上昇する。また、サセプタ3、サセプタカバー4のいずれか1つまたは両方は、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aにより、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの下段支持部14bによる支持が可能な位置まで上昇する。そして、搬送対象の部材に合わせて、制御部によりノズル部6の突き上げノズル6Aの昇降と、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aを昇降させるための駆動部の動作と、天井板外周支持部12の下部チャンバー1または上部チャンバー2への装着、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの移動及び部材支持の動作が制御される。
さらに、搬送対象の部材は、ノズル部6の突き上げノズル6A及びサセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aと、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの上段支持部14a及び下段支持部14bとの間で一括して受け渡しがなされるとともに、仮受部14の上段支持部14a及び下段支持部14bと、搬送アーム13の上段部13A及び下段部13Bとの間で一括して受け渡され、搬送アーム13によりチャンバー内外に搬送される。そして、制御部により、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの部材の支持及び支持解除、搬送アーム13のチャンバー内外への搬送等の動作が制御される。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。
上記のように、本実施形態のMOCVD装置100には、天井板5、サセプタカバー4、サセプタ3のいずれか1つ以上または全部を同時にチャンバー内外へ搬送する機構が設けられている。その結果、気相成長装置における部材の交換を完了するまでの時間が短縮されるとともに、半導体薄膜の生産性が向上する。
次いで、MOCVD装置100を用いた部材搬送方法について、図5〜図19を参照しながら説明する。
MOCVD装置100の搬送対象の部材の組み合わせとしては、(1)サセプタ3とサセプタカバー4と天井板5、(2)サセプタ3とサセプタカバー4、(3)サセプタカバー4と天井板5、(4)サセプタカバー4、(5)天井板5、の5通りが挙げられる。なお、サセプタ3のみを交換する、あるいはサセプタカバー4を交換せずにサセプタ3と天井板5を交換する場合については、サセプタ3よりもプロセスガスの流路に露出しているサセプタカバー4の方が汚染され易い、あるいは損傷し易く、サセプタ3よりもサセプタカバー4の交換頻度が高い点、及び構造上、サセプタ3のみを昇降させることは困難である点から、想定され難いため、MOCVD装置100の搬送対象の部材の組み合わせからは除外する。
<(1)サセプタ3、サセプタカバー4、天井板5の搬送方法>
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。
初期位置において、上部チャンバー2は、下部チャンバー1に接している。すなわち、チャンバーは閉じた状態になっている。サセプタ3及びサセプタカバー4は、中空回転機構(図示略)に支持されている。天井板5は、内周部5aが突き上げノズル6Aに支持されるとともに、外周部5bが天井板外周支持部12に嵌合して支持されている。サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aは、先端部がサセプタ3の底面よりも下方に位置している。天井板外周支持部12は、上部チャンバー2の外周に装着されている。さらに、搬送アーム13及び仮受部14のアーム14A,14B,14Cはチャンバー外に退避している。
次に、以下に説明する第1〜第6工程を順次行う。
(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。
(第2工程)
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。
(第3工程)
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。
第3工程完了時に、突き上げ棒11Aが初期位置から上昇するとサセプタ3の貫通孔3pを貫通する位置にある場合は、第3工程と次に説明する第4工程との間で、中空回転機構を用いて、突き上げ棒11Aが貫通孔3pを貫通しない位置に、サセプタ3を回転させる。
(第4工程)
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)。
(第5工程)
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。
上記により、サセプタ3、サセプタカバー4、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上昇位置から下降させる。前述のように、平面視で突き上げノズル6A及び突き上げ棒11Aと、搬送アーム13の上段部13A及び下段部13Bとは、干渉しないため、突き上げノズル6A及び突き上げ棒11Aの下降完了時の位置(以降、「下降位置」と記載する)は、初期位置と一致しなくてもよい。
(第6工程)
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。
搬送アーム13の挿入後に、仮受部14を下降させて、アーム14A,14B,14Cによるサセプタ3、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3、サセプタカバー4、天井板5を同時に受け渡させる(図6参照)。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を水平方向に引き出し、チャンバー外の初期位置に退避させる(図7参照)。これにより、サセプタ3、サセプタカバー4、天井板5が一括してチャンバー外へ搬出される。
以上、第1〜第6工程を順次行うことにより、サセプタ3、サセプタカバー4、天井板5を同時にチャンバー内からチャンバー外へ搬出する。この後、搬出した複数の部材を、チャンバー外で洗浄及び交換することができる。
サセプタ3、サセプタカバー4、天井板5をチャンバー内に搬入する場合は、先ず、初期位置の搬送アームの上段部13Aに天井板5を置き、下段部13Bにサセプタ3、サセプタカバー4を置く。続いて、これらの部材の搬出時と逆の手順で、第6〜第1工程を順次行う。
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。
上記(1)サセプタ3とサセプタカバー4と天井板5の搬送方法によれば、サセプタ3、サセプタカバー4、天井板5の全ての部材をチャンバー内外へ搬送する際に、ノズル部6の突き出しノズル6Aにより、天井板5を初期位置と第1上昇位置との間で昇降させる。また、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aにより、サセプタ3及びサセプタカバー4を初期位置と第2上昇位置との間で昇降させる。その後、第1上昇位置の天井板5と、第2上昇位置のサセプタ3及びサセプタカバー4を、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの上段支持部14a及び下段支持部14bとの間で同時に受け渡させる。また、仮受部14の上段支持部14a及び下段支持部14bにより支持された天井板5及びサセプタ3、サセプタカバー4を、搬送アーム13の上段部13A及び下段部13Bとの間で同時に受け渡させる。これにより、従来は個別に搬送していたサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5の3つの部材を、同時にチャンバー内外へ搬送することができる。
また、第5工程は省略してもよい。この場合、ノズル部6の突き出しノズル6Aにより初期位置と第1昇降位置との間で昇降させた天井板5と、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aにより初期位置と第2昇降位置との間で昇降させたサセプタ3及びサセプタカバー4とは、仮受部14で支持されない。また、天井板5及びサセプタ3、サセプタカバー4を、搬送アーム13の上段部13A及び下段部13Bとの間で同時に受け渡させることとなる。
特に、搬出の第5工程を省略することで、搬出対象となるサセプタ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、搬入対象となるサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5をチャンバー内に搬入することもできる。
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。
上記の結果、サセプタ3、サセプタカバー4、天井板5の3つの部材を搬送する時間を大幅に短縮することができる。例えば、従来のMOCVD装置では3つの部材の搬入に約17分かかっていたのに対して、本実施形態のMOCVD装置100では同じ3つの部材の搬送を約8分で行うことができる。結果として、MOCVD装置における部材の搬送時間の短縮により、半導体薄膜の生産性を高めることができる。
また、個別に部材を搬送する従来のMOCVD装置においては、搬送アームによりチャンバー外へ搬出した部材を一旦保持する保持装置を用いていた。しかしながら、本実施形態のMOCVD装置100では、同時に複数の部材を搬送できるため、保持装置を用いる必要がなく、MOCVD装置を含むシステム全体の省スペース化が可能になる。省スペース化の効果は、以下で説明する(2)〜(5)の部材搬送方法においても同様に得られる。
<(2)サセプタ3、サセプタカバー4の搬送方法>
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。
以下に説明する第1〜第5工程を順次行う。
(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。
(第2工程)
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。
第2工程完了時に、突き上げ棒11Aが、初期位置から上昇するとサセプタ3の貫通孔3pを貫通する位置にある場合は、第2工程と次に説明する第3工程との間で、中空回転機構を用いて、突き上げ棒11Aが貫通孔3pを貫通しない位置に、サセプタ3を回転させる。
(第3工程)
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)。
(第4工程)
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。
(第5工程)
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)。
以上、第1〜第5工程を順次行うことにより、サセプタ3とサセプタカバー4を同時にチャンバー外へ搬出できる。この後、搬出した複数の部材を、チャンバー外で洗浄及び交換することができる。(1)の部材搬送方法と同様に、サセプタ3、サセプタカバー4をチャンバー内に搬入する場合は、先ず、初期位置の搬送アームの下段部13Bにサセプタ3とサセプタカバー4を置き、その後、これらの部材の搬出時と逆の手順で、第5〜第1工程を順次行う。
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。
上記(2)サセプタ3とサセプタカバー4の搬送方法によれば、サセプタ3、サセプタカバー4の全ての部材をチャンバー内外へ搬送する際に、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aにより、サセプタ3及びサセプタカバー4を初期位置と第2上昇位置との間で昇降させる。その後、第2上昇位置のサセプタ3及びサセプタカバー4を、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの下段支持部14bとの間で同時に受け渡させる。また、仮受部14の下段支持部14bにより支持されたサセプタ3、サセプタカバー4を、搬送アーム13の下段部13Bとの間で同時に受け渡させる。これにより、従来は個別に搬送していたサセプタ3、サセプタカバー4の2つの部材を、同時にチャンバー内外へ搬送することができる。これにより、サセプタ3、サセプタカバー4のチャンバー内外への搬送にかかる時間を短縮できる。
また、第5工程は省略してもよい。この場合、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aにより初期位置と第2昇降位置との間で昇降させたサセプタ3及びサセプタカバー4とは、仮受部14で支持されず、サセプタ3、サセプタカバー4を、搬送アーム13の下段部13Bとの間で同時に受け渡させる。
特に、搬出の第5工程を省略することで、搬出対象となるサセプタ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、搬入対象となるサセプタ3、サセプタカバー4、天井板5をチャンバー内に搬入することもできる。
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。
<(3)サセプタカバー4、天井板5の搬送方法>
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。
第3工程完了時に、突き上げ棒11Aが、初期位置から上昇するとサセプタ3の貫通孔3pを貫通する位置からずれている場合は、第3工程と第4工程との間で、中空回転機構を用いて、突き上げ棒11Aが貫通孔3pを貫通する位置に、サセプタ3を回転させる。
(第4工程)
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。
(第5工程)
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。
(第6工程)
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)。
以上、第1〜第6工程を順次行うことにより、サセプタカバー4、天井板5を同時にチャンバー外へ搬出できる。この後、搬出した複数の部材を、チャンバー外で洗浄及び交換することができる。(1)の部材搬送方法と同様に、サセプタカバー4、天井板5をチャンバー内に搬入する場合は、先ず、初期位置の搬送アームの上段部13Aに天井板5を置き、下段部13Bにサセプタカバー4を置く。続いて、これらの部材の搬出時と逆の手順で、第6〜第1工程を順次行う。
上記(3)サセプタカバー4と天井板5の搬送方法によれば、サセプタカバー4、天井板5の全ての部材をチャンバー内外へ搬送する際に、ノズル部6の突き出しノズル6Aにより、天井板5を初期位置と第1上昇位置との間で昇降させる。また、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aをサセプタ3の貫通孔3pに貫通させて、サセプタカバー4のみを初期位置と第2上昇位置との間で昇降させる。その後、第1上昇位置の天井板5と、第2上昇位置のサセプタカバー4を、仮受部14のアーム14A,14B,14Cの上段支持部14a及び下段支持部14bとの間で同時に受け渡させる。また、仮受部14の上段支持部14a及び下段支持部14bにより支持された天井板5及びサセプタカバー4を、搬送アーム13の上段部13A及び下段部13Bとの間で同時に受け渡させる。これにより、従来は個別に搬送していたサセプタカバー4、天井板5の2つの部材を、同時にチャンバー内外へ搬送することができる。
上記により、サセプタカバー4、天井板5のチャンバー内外への搬送にかかる時間を短縮できる。特に、サセプタカバー4と天井板5は、プロセスガスの流路に露出しているため、汚染または損傷し易い部材であり、チャンバー内外への搬送頻度が高い。したがって、これらの部材の搬送時間の短縮により、MOCVD装置100における半導体薄膜の生産性を極めて高めることができる。
<(4)サセプタカバー4の搬送方法>
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。
第2工程完了時に、突き上げ棒11Aが、初期位置から上昇するとサセプタ3の貫通孔3pを貫通する位置からずれている場合には、第3工程と第4工程との間で、中空回転機構を用いて、突き上げ棒11Aが貫通孔3pを貫通する位置に、サセプタ3を回転させる。
(第3工程)
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)。
(第4工程)
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。
(第5工程)
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)。
以上、第1〜第5工程を順次行うことにより、サセプタカバー4を同時にチャンバー外へ搬出できる。この後、搬出したサセプタカバー4を、チャンバー外で洗浄及び交換することができる。(1)の部材搬送方法と同様に、サセプタカバー4をチャンバー内に搬入する場合は、先ず、初期位置の搬送アームの下段部13Bにサセプタカバー4を設置する。続いて、サセプタカバー4の搬出時と逆の手順で、第5〜第1工程を順次行う。
<(5)天井板5の搬送方法>
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)。
(第4工程)
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。
(第5工程)
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)。
以上、第1〜第5工程を順次行うことにより、天井板5をチャンバー外へ搬出できる。この後、搬出した天井板5を、チャンバー外で洗浄及び交換する。(1)の部材搬送方法と同様に、天井板5をチャンバー内に搬入する場合は、先ず、初期位置の搬送アームの上段部13Aに天井板5を設置する。続いて、これらの部材の搬出時と逆の手順で、第5〜第1工程を順次行う。
上記(4)サセプタカバー4、あるいは(5)天井板5の搬送方法によれば、サセプタ昇降機構11の突き上げ棒11Aをサセプタ3の貫通孔3pに貫通させて、サセプタカバー4を初期位置と第2上昇位置との間で昇降させる。また、ノズル部6の突き出しノズル6Aにより、天井板5を初期位置と第1上昇位置との間で昇降させる。さらに、第1上昇位置の天井板5、あるいは第2上昇位置のサセプタカバー4を、それぞれ仮受部14のアーム14A,14B,14Cの上段支持部14a、あるいは下段支持部14bとの間で受け渡させる。また、仮受部14の上段支持部14aにより支持された天井板5、あるいは下段支持部14bにより支持されたサセプタカバー4を、搬送アーム13の上段部13A、あるいは下段部13Bとの間で受け渡させる。これにより、従来と同様にサセプタカバー4、あるいは天井板5を、個別にチャンバー内外へ搬送することもできる。
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
1…下部チャンバー、2…上部チャンバー、3…サセプタ、3C,3p…貫通孔、4…サセプタカバー、5…天井板、5a…内周部、5b,6b…外周部、6…ノズル部、6A…突き上げノズル、6B,6C,6D…固定ノズル、11…サセプタ昇降機構、11A…突き上げ棒、12…天井板外周支持部、13…搬送アーム、13A…上段部、13B…下段部、13C…連結部、13D…アーム部、14…仮受部、14A,14B,14C…アーム、14a…上段支持部、14b…下段支持部、15…制御部、18…側端切欠部、19…中央切欠部、100…MOCVD装置(気相成長装置)

Claims (6)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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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