JPH01230494A - 液相エピタキシャル成長装置におけるボート搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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成長装置におけるボート
搬送方法に関する。

（従来の技術） 液相エピタキシャル成長装置において、基板および溶液
を搭載したボートを反応管内に搬送するための従来方法
について、第２図を参照して説明する。

同図において、反応管１は例えば石英ガラスで円筒状に
形成され、その周囲に加熱装置２を有すると共に、開口
端側にはゲートバルブ３が設けられている。また、この
ケートバルブ３側を固定端とする中空筒形状のガス置換
用チャンバーとしてのマニホールド４か設けられている
。

一方、上側を溶液溜め部５ａとし、下側を基板載置部５
ｂとするボート５は、それぞれ石英製のブツシュロッド
６ａ、６ｂによってスライド移動自在に支持され、この
ブツシュロッド６ａ、６ｂは共にポートローダ装置７に
よって一体的に移動自在であると共に、上側のブツシュ
ロッド６ａはさらにボートスライタ装置８によって独立
して移動自在となっている。なお、ブツシュロッド６ａ
。

６ｂ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４の開口端を閉鎖するためのキャップ部材９か固
定されている。

また、マニホールド４外にあるボート５を載置支持する
なめのトレイステーション１０が昇降自在に設けられて
いる。

このような装置においては、先ず、第２図（ａ）に示す
ように、ボー１〜５をトレイステーション１０上にセラ
ｌ−して、ボー１−５の底面かマニホールド４の内面と
面一になるまで十昇さぜ、この後ボートロータ装置７の
駆動によってブツシュロッド６ａ、６ｂを同図の左側に
移動させる。そして、第２図（ｂ）示すように少なくと
もボート５の重心かマニホールド４内・に来るまで移動
されたら、このタイミングでトレイステーション１０を
下降させる。

この後もボート５の移動を続行することで、ボート５は
完全にマニホールド４内に包囲され、また、キャップ部
材９によってマニホールド４の開口部が密閉されること
になる。そして、キャップ部材９によってマニホールド
４の開口部が密閉されるタイミングで、前記ボートロー
タ装置７の駆動を停止する（第２図（ｃ）参照）。

この後、マニホールド４内を真空引きし、さらに水素Ｈ
２パージをおこなう。

なお、ここまでの動作はゲートバルブ３を閉鎖した状態
で行うことになる。

パージ終了後に、前記ゲートバルブ３を開放し、ボート
ローダ装置７の駆動によってボート５を反応管１内に搬
入し、炉芯に達した所で駆動を停止する（第２図（ｄ、
　）参＠）。

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。

なお、プロセス終了後のボート５の搬出は、上記搬入動
作の逆工程を実施することにより行なわれる。

（発明が解決しようとする問題点） １従した従来のボート搬送方法によれば、先ず、ボート
５の停止１−位置として、第２図（ａ）。

（ｃ）、（ｄ）の３か所が必要となり、トレイステーシ
ョン１０の下降時にボート５を停止するとずれば停止位
置は４か所となり、この各位置での停、止制御を行う必
要がある。

また、所定のタイミングでトレイステーション１０を」
二下動する制御も必要であり、停止位置制御と併せて機
械的および電気的な駆動制御が複雑となっていた。

さらに、ボート５の移動ス１−ロークとしては、反応管
１内の炉芯位置よりマニホールド４外に完全に離脱され
る位置までの移動ストロークを要している。

このように、ボー１−５の移動ストロークが長いため、
必然的に液相エピタキシャル成長装置の設置面積が増大
し、単位面積あたりのコストが高いクリーンルーム内で
の設置は小スペース化が要求されているにも拘らず、こ
の要求を満足することができなかった。

政た、移動ストロークが大きいなめ、石英製のブツシュ
ロッド６ａ、６ｂの長さも長くなり、撓みの発生、破損
の恐れか多く、また、強度的な問題の他にも高価な材料
を多く必要とするためにコストアツブとなっていた。

そこて、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、ボートの停止位置を少なくすることに
より移動制御の簡易化か図れ、しかもボートの移動スト
ロークを短縮することで設置面積の減少等を図ることが
できる液相エピタキシャル成長装置のボート搬送方法を
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） 本発明は、液相エピタキシャル成長装置のボートを反応
管に搬入するにあたり、 反応管開口部を閉鎖するゲートバルブとガス置換用チャ
ンバーとの間にボートを配置し、ガス置換用チャンバー
をゲートバルブ側に移動包囲して上記ボートを密封し、 ガス置換用チャンバー内をガス置換し、その後にケーＩ
・バルブを開放してボートを搬入することで、液相エピ
タキシャル成長装置におけるポート搬送方法を構成して
いる。

（作用） 本発明では、反応管開口部を閉鎖するゲートバルブとガ
ス置換用チャンバーとの間にあるボートに対し、ガス置
換用チャンバーを移動することでボートを包囲すること
ができ、この際に必要なガス置換を実行することができ
る。一方、プロセス開始前にボートをセットする場合、
およびプロセス終了後にボートを離脱する場合には、上
記位Ｖにホードを停止した吐ま、ガス置換用チャンバー
を退避することでボー１へのセットおよび離脱動作を実
行することがてきる。

従って、ボートの停止位置としては、−Ｆ述したケート
バルブとガス置換用チャンバーとの間の第１の停止位置
と、反応管の炉芯であるプロセス位置に対応する第２の
停止位置との２が所で済む。

従って、ボートの移動制御が容易となり、制御機構が簡
易化される。

、ｔな、ボートは炉芯位置に相当する第２の停止位置と
、ゲートバルブ外の第１の停止位置との間を移動ずろた
けで済むので、従来よりも少なくともボー１への長さ分
（従来の固定されたガス置換用チャンバーよりボートを
離脱する分のストローク）たけ移動ストロークか短くな
り、この分たけ設置面積が減少すると共に、ブツシュロ
ッドも短くて済むのて、強度−Ｌの問題等も解消するこ
とかできる。

（実施例） 以干、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図において、第２図に示した部材と同一機能
を有する部材については同一符号を付してその詳細な説
明を省略する。

第２図に示した従来構造と相違する点について説明する
と、従来のマニホールド４をチーＩ・バルブ３側に固定
されたものと、移動可能なものとに分割した構成を採用
している。すなわち、反応管１に接続されているゲート
バルブ付きマニホールド２０は、マニホールド部分が短
く、外周にはロック部２１を備え、下端には反応管１と
遠ざかる方向にボート台２２を片持ち状として固定して
いる。このボート台２２は、ステンレスあるいは石英等
で構成されている。

そして、このマニホールド２０に接離自在にスライド移
動可能なガス置換用チャンバーの一例であるロードロッ
クチャンバー３０が設けられている。このロードロック
チャンバ−３０は、例えばステンレスによって中空筒状
に形成され、マニホールド２０と対向する側は開口し、
外周の前記ロック部２１によってロックされる被係止部
３１が形成されている。また、ロードロックチャンバー
３０の他端側はブツシュロッド６ａ、６ｂの通過経路以
外は密閉され、この通過経路にはシールボート３２が装
着されている。このシールボート３２は、ブツシュロッ
ド６ａ、６ｂの移動が不可で気密状態を保持できるクロ
ーズ状態、気密状態を保ちかつブツシュロッド６ａ、６
ｂの移動を許容するハーフクローズ状態および気密状態
を解除したオープン状態の３つの状態を、例えは空気圧
の調整等によって実行可能としている。

また、前記ロードロックチャンバー３０は、チャンバー
スライタ３３によって支持され、このヂャンバースライ
ダ３３は、ボー１へ台２２」二のボート５を完全に霧出
してセットおよび収り外しが可能な退避位置と、ボート
台２２」−のボート５を完全に密閉包囲可能なパージ位
置とに、移動可能となっている。

なお、前記ロードロックチャンバー３０内を真空引きし
、かつ、ガスの排気が可能な排気管２３が、前記ゲート
バルブ付きマニホールド２０の例えば下端に接続され、
かつ、前記ロードロックチャンバー３０内に水素Ｈ２、
チッ素Ｎ２等のガスを導入可能なガス導入管３４が、前
記排気管２３よりも離れた位置であるロードロックチャ
ンバー３０の例えば右」二端に接続されている。なお、
このガス導入管３４は、ロードロックチャンバ−３０が
移動可能であるため、好ましくはフレキシブルチューブ
て構成することか望ましい。また、この種のガス導入管
としては、必ずしもロードロックチャンバ−３０に配置
するものに限らず、固定側のマニホールド２０に固定す
るようにしても良い。この場合、ガス置換を効率良く行
なうためには排気管２３となるべく遠ざけた位置よりガ
ス噴出を実行する必要があるため、マニホールド２０の
固定側よりノズルを延在させてその一端よりガス噴出す
ることができ、このノス゛ルはボート台２２の下側ある
いは側面に配置するか、ボート５の設置位置の上方に配
置することもできる。

次に、上記実施例装置での本発明に係わるボート搬送方
法の一実施例について説明する。

先ず、ゲートバルブ３を閉鎖した状態として、反応管１
側を真空引きおよび水素Ｎ２パージによりガス置換して
おく。

その後、ゲートバルブ付きマニホールド２０より右側の
領域を包囲するＮ２ボックス（図示せす）内にボート５
を入れ、当初は固体状の材料を加熱した後に溶液溜め部
５ａにセットし、この後この溶液溜め部５ａおよび基板
載置部５ｂを重ね合わせてボート５を形成し、このボー
ト５をボート台２２上にセットする。なお、この種の作
業はＮ２ボックスに形成されたグローブを介して人手に
よって実行される。

また、上記ボート５のボート台２２上へのセットにあた
り、ロードロックチャンバー３０は第１図（ａ）に示す
ように、退避位置に設定しておく。

ボート５のセット終了後に図示しない駆動機構によって
チャンバースライダ３３をマニホールド２０側に移動さ
せ、両者の開口部を図示しないシール部材を介して当接
させる。この際、シールボート３２はオープン状態とな
っていて、さらに、例えばエアー駆動等によってマニホ
ールド２０のロック部２１か駆動され、ロードロックチ
ャンバー３０の被係止部３１をロックする。このロック
動作および前記シールボート３２をクローズ状態とする
ことで、ロードロックチャンバー３０はボート５を包囲
した状態で完全に密封されることになる（第１図（ｂ）
参照）。

なお、前記シールボート３２は、ブツシュロッド６ａ、
６ｂを移動する必要がある場合にはハーフクロース状態
とされ、それ以外の時はクローズ状態とされ、常時気密
状態を維持できるように調整されることになる。

第１図（ｂ）の状態で、ロードロックチャンバー３０内
を排気管２３を介して真空引きし、さらに水素ガスＨ２
をガス導入口３４を介して導入することで、水素パージ
を実行してガス置換を行なう。

この後、ゲートバルブ３を開放し、ボートローダ装Ｗ７
によってブツシュロッド６ａ、６ｂを駆動し、ボート５
をボート台２２上で滑らせて反応管１内に搬入する。な
お、ゲートバルブ３の開放後に反応管１およびロードロ
ックチャンバー３０を連通させて両方を同時にガス置換
することも可能であるが、このようなガス置換は装置の
初期設定時および反応管１の洗浄後に実行すれば足り、
それ以外のときには反応管１は大気と完全に分離するこ
とができるので、上記の連通状態でのガス置換をプロセ
ス毎に行なわなくて済む。

ボート５の反応管１内への設定にあたり、ボート５は反
応管１の炉芯にセットされる第２の停止位置で停止され
る。そして、この位置で液相エピタキシャル成長プロセ
スを実行し、このプロセス中に溶液溜め部５ａを基板載
置部５ｂに対してボートスライダ装置８の駆動によって
スライド移動することで、ボートスライド法によるプロ
セスを実行することができる。

このプロセスの終了後に、ボート５をボートロータ装置
７の駆動によって反応管１より搬出し、第１図（ｂ）に
示すように、ロードロックチャンバー３０によって包囲
されるイニシャル位置としての第１の停止位置まで移動
して停止される。

このボート搬出時には、第１図（ｂ）の位置で、ゲート
バルブ３を閉鎖し、ここでクーリングを実行し、ボート
５のハンドリングが可能な温度まで冷却する。

さらに、Ｎ２ボックス内の雰囲気と同一雰囲気とするた
めに、Ｎ２パージを実行し、この後にロードロックチャ
ンバー３０をイニシャル位置である退避位置まで後退さ
せる。

このようにして、ボート５の周囲は開放されるので、ボ
ート５のハンドリングが可能となり、次の処理に移行す
ることができる。

このように、本実施例においては、先ず、ボート５の停
止位置か、ボート５のセット位置である第１の位置と、
反応管１内のプロセス位置である第２の位置との２か所
たけて済むので、従来の第２図に示ず３ポジシヨンある
いは４ポジシヨンで停止制御を行なうものに較べて停止
制御が簡易となる。しかも、上記実施例ではボート台２
２は固定でありエレベータ機構を要しないので、この駆
動を省くことができ、全体として駆動制御が大幅に簡易
となる。

次に、ボート５の移動ストロークとしては、炉芯からゲ
ートパルプ付きマニホールド２ｏ外に完全に離脱される
位置までとなり、従来に比べて少なくともマニホールド
４の長さに相当するボート長分のストロークを短くする
ことができ、その分設置面積か減少するので、クリーン
ルーム内にしめる占有面積を縮小することができる。ま
た、ブツシュロッド６ａ、６ｂの長さも短くすることが
でき、強度上の問題もなくなり、しがもコストタランを
図ることかできる。

なお、本発明は上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種々の変形実施が可能である。

例えば、上記実施例ではボート台２２をマニホールド３
０に固定する方式を採用したが、ボート５のセットを容
易とするために昇降並びに前後動自在なＩ・レイステー
ションを採用することもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば反応管開口部を閉
鎖するゲートパルプとガス置換用チャンバーとの間にボ
ートを配置し、ガス置換用チャンバーをスライド移動し
て上記ボートを包囲し、ガス置換用ヂャンバー内をガス
置換しているので、従来よりも反応管に近接した位置で
ボートをセラ１へし、この位置でガス置換を実行できる
ので、ボートの停止位置としては、イニシャル位置とプ
ロセス位置との２か所で済み、ボートの停止制御が簡易
となる。また、ボートの移動、ストロークも短くなるの
で、装置の設置面積の減少を図ることができ、さらにボ
ート移動用のブツシュロッドを短くすることかできると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例方法を説明するための概略
説明図、 第２図は、従来のボート搬送方法を説明するための概略
説明図である。 １・・・反応管、 ３・・・ゲートパルプ、 ５・・・ボート、 ６ａ、６ｂ・・・ブツシュロッド、 ２０・・・マニホールド、 ３０・・・ガス置換用チャンバー ３２・・・シールボート。 代理人　弁理士　井　上　　−（他１名）ｑ只−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　液相エピタキシャル成長装置のボートを反応管に搬入
   するにあたり、 反応管開口部を閉鎖するゲートバルブとガス置換用チャ
   ンバーとの間にボートを配置し、 ガス置換用チャンバーをゲートバルブ側に移動包囲して
   上記ボートを密封し、 ガス置換用チャンバー内をガス置換し、 その後にゲートバルブを開放してボートを反応管内に搬
   入することを特徴とする液相エピタキシャル成長装置に
   おけるボート搬送方法。