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
【課題】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を提供する。
【解決手段】チャンバー本体３と、チャンバー蓋５と、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１１と、サセプタ１１に対向配置される対向面部材１３とを備えた気相成長装置であって、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、対向面部材昇降機構１４に保持された対向面部材１３の下方に移動して平面視でサセプタ１１を覆うように配置される搬送板１６を有すると共に搬送板１６に対向面部材１３を載置して搬送する搬送装置とを備え、対向面部材昇降機構１４は対向面部材１３の保持と保持解除を行うことができる保持部を備える。
【解決手段】チャンバー本体３と、チャンバー蓋５と、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１１と、サセプタ１１に対向配置される対向面部材１３とを備えた気相成長装置であって、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、対向面部材昇降機構１４に保持された対向面部材１３の下方に移動して平面視でサセプタ１１を覆うように配置される搬送板１６を有すると共に搬送板１６に対向面部材１３を載置して搬送する搬送装置とを備え、対向面部材昇降機構１４は対向面部材１３の保持と保持解除を行うことができる保持部を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を加熱しながら気相原料を供給して基板上に薄膜を堆積させる気相成長装置、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
サセプタに保持された基板を所定温度に加熱した状態で反応室内に原料ガスを供給し、前記基板面に薄膜を堆積（成長）させる気相成長装置として、複数枚の基板に均一に薄膜を形成するため、サセプタを回転させるとともに、該サセプタの回転に伴って基板を載置する基板載置部材（基板トレイ）を回転させ、成膜中の基板を自公転させる機構を備えた気相成長装置が知られている。
【０００３】
図１３は特許文献１に開示された気相成長装置７０の断面図である。特許文献１に開示された気相成長装置７０は、上部中央にガス導入管７１を配設した偏平円筒状のチャンバー７２内に、円盤状のカーボンからなるサセプタ７３と、該サセプタ７３の外周部分の同心円上に等間隔で配置された複数の基板ホルダー７４と、サセプタ７３の上方に対向配置されてチャンバー７２内を上下に区画し、サセプタ７３側に反応室７５を形成する仕切板７６とを備えている。
【０００４】
チャンバー７２は、反サセプタ側の上方が開口したチャンバー本体７７と、該チャンバー本体７７の周壁上部にＯリングを介して気密に装着されるチャンバー蓋７８とに分割形成されている。チャンバー本体７７の底部中央部には、サセプタ７３を回転させるための回転駆動軸７９が設けられ、該回転駆動軸７９でサセプタ７３を回転させることにより、基板８０を保持した基板ホルダー７４がサセプタ７３の中心に対して公転するとともに、サセプタ７３の外周に設けられた自転歯車機構によって自転する仕組みになっている。
【０００５】
また、基板ホルダー７４の下方には、基板８０を加熱するためのヒーター８１がリング状に配設され、サセプタ７３の外周側にはリング状の排気通路８２が設けられている。
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。
【０００６】
また、前記サセプタ７３及び基板ホルダー７４の上面には、周方向及び径方向に複数に分割形成されたサセプタカバー８５が載置されている。このサセプタカバー８５は、各基板ホルダー７４の上面を覆い、基板ホルダー７４と共に回転するホルダーカバー８５ａと、ホルダーカバー８５ａで覆われる部分以外のサセプタ７３の上面を覆うカバー本体８５ｂとで形成されており、ホルダーカバー８５ａには基板８０を保持するための開口が設けられている。
【０００７】
チャンバー蓋７８は、外周部に設けた複数のブラケット８６ａを介して昇降手段８６に取り付けられ、ガス導入管７１の上部に設けた上部フランジ７１ａとの間に円筒状のベローズ８７を気密に取り付けており、昇降手段８６を上昇方向に作動させてベローズ８７を縮ませながらチャンバー蓋７８を上昇させることにより、チャンバー本体７７の開口を開放できるように形成されている。
【０００８】
上記のように構成された気相成長装置７０を使用して基板８０に薄膜を成長させる際には、１回の成膜操作が終了したときに、チャンバー蓋７８を上昇させ、仕切扉３１を開いて薄膜が形成された基板８０を取り出すとともに、内周側仕切板７６ｂを取り外し、あらかじめ用意した新品又は洗浄後の清浄な状態の内周側仕切板７６ｂをチャンバー７２内の所定位置に配置するとともに、新たな基板８０を所定位置に設置した状態で次の成膜操作を開始する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８―２６２９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の気相成長装置７０においては、基板８０の取り出しの際に、内周側仕切板７６ｂを取り外して、新品又は洗浄後の清浄な状態の内周側仕切板７６ｂに取り替えるとしている。
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。
【００１１】
また、サセプタ７３の上面を覆うカバー本体８５ｂ（本発明の「サセプタ上面カバー」に相当）についても、内周側仕切板７６ｂと同様に反応生成物が付着するため、装置からカバー本体８５ｂを取り外して洗浄する必要がある。このカバー本体８５ｂの取り外しの際に、カバー本体８５ｂに付着した生成物がサセプタ面に落下する恐れがある。サセプタ面に生成物が落下すると、カバー本体８５ａを設置したときに表面側に凹凸ができ、これによって気流の乱れが発生したり、あるいは反応領域の温度分布が不均一になったりして、同一品質の薄膜を生成できなくなるという問題がある。
【００１２】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、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を得ることを目的としている。
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明に係る気相成長装置は、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ものであって、
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ものである。
【００１４】
なお、搬送装置は、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。
【００１５】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、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ものである。
【００１６】
（３）本発明に係る気相成長装置は、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ものであって、
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ものである。
【００１７】
なお、サセプタ上面カバー昇降装置は、チャンバー本体と分離独立したものであって、搬送ロボットなどによって所定の場所に搬送されて使用されるものであってもよい。
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。
【００１８】
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、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ものである。
【００１９】
（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のものにおいて、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ものである。
【００２０】
（６）本発明の気相成長装置における対向面部材の取外し方法は、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ものである。
【００２１】
（７）本発明の気相成長装置におけるサセプタ上面カバー取外し方法は、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ものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の気相成長装置においては、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ので、対向面部材の取外しに際して、対向面部材を上昇させた後、搬送板を対向面部材とサセプタの間に挿入し、該搬送板によって対向面部材を搬送するようにしたので、対向面部材の取外しの際に対向面部材に付着している生成物などのゴミがサセプタ側に落下するのを防止でき、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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の説明図であり、従来例を示した図１３のＡ部に相当する部分を示すものである。
【図２】図１の一部を拡大して示す説明図である。
【図３】図１に示した気相成長装置の一部を拡大して示す説明図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の中心部分を拡大して示している。
【図４】図１に示した気相成長装置の一部を拡大して示す説明図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の矢視Ａ−Ａ図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、対向面部材昇降機構１４を下面側から見た状態を示している。
【図６】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の全体を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、対向面部材１３の交換手順の説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、対向面部材１３の交換手順の説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、対向面部材１３の交換手順の説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、サセプタ上面カバー１２の交換手順の説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、サセプタ上面カバー１２の交換手順の説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、サセプタ上面カバー１２の交換手順の説明図である。
【図１３】従来の気相成長装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施様態に係る気相成長装置を図１〜図８を用いて説明する。
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。
【００２５】
＜チャンバー＞
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。
【００２６】
チャンバー蓋５は、図示しない昇降機構によってチャンバー本体３に対して昇降するようになっている。また、チャンバー蓋５の外周縁部には、蓋部フランジ２１が形成され、この蓋部フランジ２１が本体部フランジ１９に対向配置されている。
【００２７】
＜サセプタ＞
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。
【００２８】
＜対向面部材＞
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。
【００２９】
＜対向面部材昇降機構＞
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。
【００３０】
係合片３９と所定の隙間を介して、かつ平面視で係合片３９を覆うように円環板状部材４１が保持部３７の上面側にその全周に亘って設置されている。この円環板状部材４１は保持部３７に対向面部材１３を保持したときに対向面部材１３の内端部が浮き上がるのを防止すると共に成膜時に原料ガス流路３２からガスが漏れるのを防止する。
【００３１】
保持部３７によって対向面部材１３を保持する仕組みを説明する。図５は保持部３７と対向面部材１３を下面側から見た状態を示しており、図５（ａ）は対向面部材１３の係止片３３と保持部３７の係合片３９が交互に配置された状態を示し、図５（ｂ）は対向面部材１３の係止片３３に保持部３７の係合片３９を係止させた状態を示している。
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。
【００３２】
＜サセプタ上面カバー保持装置＞
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。
【００３３】
＜搬送装置＞
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。
【００３４】
なお、チャンバー７や搬送装置１７が設置されているグローブボックス４３には、対向面部材１３やサセプタ上面カバー１２の受渡しをするためのパスボックス４７が設けられている。パスボックス４７には、真空ポンプ４９や窒素ガス供給管５１が接続され、パスボックス４７内の雰囲気を窒素雰囲気に置換できるようになっている。
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。
【００３５】
上記のように構成された本実施の形態の気相成長装置１の動作を、「薄膜成長と基板の取出し及び再セット」、「対向面部材交換」、「サセプタ上面カバー交換」に分けて説明する。
【００３６】
＜薄膜成長、基板の取出し及び再セット＞
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。
【００３７】
基板９に所定の薄膜が形成されると、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に係合させた状態でチャンバー蓋５を上昇させる。チャンバー蓋５を上昇させることにより、図４に示すように、対向面部材１３がチャンバー蓋５と共に持ち上げられ、基板９が露出する。
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。
【００３８】
＜対向面部材交換＞
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。
【００３９】
そして、搬送ロボット４５を駆動して搬送板１６をチャンバー７内に搬送し（図９参照）、前述した対向面部材１３の取外しの動作と逆の動作を行うことによって対向面部材１３を対向面部材昇降機構１４に設置する。つまり、図９に示す状態から、対向面部材昇降機構１４を下降させ（図８参照）、係止片３３と係合片３９が交互に配置される状態にし（図５（ａ）参照）、この状態で、対向面部材昇降機構１４を回動させて係止片３３と係合片３９を係止させる（図５（ｂ）参照）。そして、対向面部材昇降機構１４を上昇させると、対向面部材１３が対向面部材昇降機構１４に保持されて対向面部材昇降機構１４と共に上昇する（図７参照）。搬送板１６をチャンバー７から抜き出す。
【００４０】
＜サセプタ上面カバー取替え＞
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）。
【００４１】
次に、搬送板１６を搬送ロボット４５によって搬送して、サセプタ上面カバー保持装置１５によって保持されているサセプタ上面カバー１２の下方に配置する。このとき、サセプタ１１の表面は平面視で搬送板１６に覆われる。
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。
【００４２】
そして、搬送ロボット４５を駆動して搬送板１６をサセプタ１１の上方まで搬送し（図１２参照）、前述したサセプタ上面カバー取外しの動作と逆の動作を行うことによってサセプタ上面カバー１２をサセプタ上面に設置する。つまり、図１２に示す状態から、サセプタ上面カバー保持装置１５を下降させ、搬送板１６に載置されているサセプタ上面カバー１２を吸着保持し、搬送板１６を抜き取る（図１１参照）。
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）。
【００４３】
以上のように、本実施の形態においては、対向面部材１３の取外しに際して、対向面部材１３を上昇させた後、対向面部材１３を載置できると共に平面視でサセプタ１１を覆うことのできる搬送板１６を対向面部材１３とサセプタ１１の間に挿入し、該搬送板１６によって対向面部材１３を搬送するようにしたので、対向面部材１３の取外しの際に対向面部材１３に付着しているゴミなどがサセプタ１１側に落下するのを防止できる。
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。
【００４４】
また、本実施の形態においては、対向面部材１３を対向面部材昇降機構１４によって保持して昇降できるようにしているので、チャンバー蓋５の昇降にあわせて基板９を露出させることができる。このため、基板９の出し入れの都度、対向面部材１３を別途取り外す必要がなく、作業効率がよい。また、基板９の出し入れの都度、搬送ロボット４５によって対向面部材１３を搬送するとすれば搬送ロボット４５の使用頻度が高くなるが、本実施の形態では基板９の出し入れと対向面部材１３の交換を切り離すことができ、それ故に搬送ロボット４５の使用頻度を下げることができ、搬送ロボット４５の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
なお、上記の説明においては、対向面部材１３及びサセプタ上面カバー１２の取り外しを機械装置によって自動で行うようにした例を示したが、対向面部材１３及びサセプタ上面カバー１２の取り外しを人手によって行うようにしてもよい。
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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、特に化合物半導体を成膜する半導体製造装置に関し、該装置によって製造される半導体の品質向上に利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 気相成長装置 ３ チャンバー本体 ５ チャンバー蓋
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を加熱しながら気相原料を供給して基板上に薄膜を堆積させる気相成長装置、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
サセプタに保持された基板を所定温度に加熱した状態で反応室内に原料ガスを供給し、前記基板面に薄膜を堆積（成長）させる気相成長装置として、複数枚の基板に均一に薄膜を形成するため、サセプタを回転させるとともに、該サセプタの回転に伴って基板を載置する基板載置部材（基板トレイ）を回転させ、成膜中の基板を自公転させる機構を備えた気相成長装置が知られている。
【０００３】
図１３は特許文献１に開示された気相成長装置７０の断面図である。特許文献１に開示された気相成長装置７０は、上部中央にガス導入管７１を配設した偏平円筒状のチャンバー７２内に、円盤状のカーボンからなるサセプタ７３と、該サセプタ７３の外周部分の同心円上に等間隔で配置された複数の基板ホルダー７４と、サセプタ７３の上方に対向配置されてチャンバー７２内を上下に区画し、サセプタ７３側に反応室７５を形成する仕切板７６とを備えている。
【０００４】
チャンバー７２は、反サセプタ側の上方が開口したチャンバー本体７７と、該チャンバー本体７７の周壁上部にＯリングを介して気密に装着されるチャンバー蓋７８とに分割形成されている。チャンバー本体７７の底部中央部には、サセプタ７３を回転させるための回転駆動軸７９が設けられ、該回転駆動軸７９でサセプタ７３を回転させることにより、基板８０を保持した基板ホルダー７４がサセプタ７３の中心に対して公転するとともに、サセプタ７３の外周に設けられた自転歯車機構によって自転する仕組みになっている。
【０００５】
また、基板ホルダー７４の下方には、基板８０を加熱するためのヒーター８１がリング状に配設され、サセプタ７３の外周側にはリング状の排気通路８２が設けられている。
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。
【０００６】
また、前記サセプタ７３及び基板ホルダー７４の上面には、周方向及び径方向に複数に分割形成されたサセプタカバー８５が載置されている。このサセプタカバー８５は、各基板ホルダー７４の上面を覆い、基板ホルダー７４と共に回転するホルダーカバー８５ａと、ホルダーカバー８５ａで覆われる部分以外のサセプタ７３の上面を覆うカバー本体８５ｂとで形成されており、ホルダーカバー８５ａには基板８０を保持するための開口が設けられている。
【０００７】
チャンバー蓋７８は、外周部に設けた複数のブラケット８６ａを介して昇降手段８６に取り付けられ、ガス導入管７１の上部に設けた上部フランジ７１ａとの間に円筒状のベローズ８７を気密に取り付けており、昇降手段８６を上昇方向に作動させてベローズ８７を縮ませながらチャンバー蓋７８を上昇させることにより、チャンバー本体７７の開口を開放できるように形成されている。
【０００８】
上記のように構成された気相成長装置７０を使用して基板８０に薄膜を成長させる際には、１回の成膜操作が終了したときに、チャンバー蓋７８を上昇させ、仕切扉３１を開いて薄膜が形成された基板８０を取り出すとともに、内周側仕切板７６ｂを取り外し、あらかじめ用意した新品又は洗浄後の清浄な状態の内周側仕切板７６ｂをチャンバー７２内の所定位置に配置するとともに、新たな基板８０を所定位置に設置した状態で次の成膜操作を開始する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８―２６２９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１の気相成長装置７０においては、基板８０の取り出しの際に、内周側仕切板７６ｂを取り外して、新品又は洗浄後の清浄な状態の内周側仕切板７６ｂに取り替えるとしている。
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。
【００１１】
また、サセプタ７３の上面を覆うカバー本体８５ｂ（本発明の「サセプタ上面カバー」に相当）についても、内周側仕切板７６ｂと同様に反応生成物が付着するため、装置からカバー本体８５ｂを取り外して洗浄する必要がある。このカバー本体８５ｂの取り外しの際に、カバー本体８５ｂに付着した生成物がサセプタ面に落下する恐れがある。サセプタ面に生成物が落下すると、カバー本体８５ａを設置したときに表面側に凹凸ができ、これによって気流の乱れが発生したり、あるいは反応領域の温度分布が不均一になったりして、同一品質の薄膜を生成できなくなるという問題がある。
【００１２】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、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を得ることを目的としている。
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）本発明に係る気相成長装置は、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ものであって、
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ものである。
【００１４】
なお、搬送装置は、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。
【００１５】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、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ものである。
【００１６】
（３）本発明に係る気相成長装置は、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ものであって、
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ものである。
【００１７】
なお、サセプタ上面カバー昇降装置は、チャンバー本体と分離独立したものであって、搬送ロボットなどによって所定の場所に搬送されて使用されるものであってもよい。
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。
【００１８】
（４）また、上記（３）に記載のものにおいて、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ものである。
【００１９】
（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のものにおいて、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ものである。
【００２０】
（６）本発明の気相成長装置における対向面部材の取外し方法は、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ものである。
【００２１】
（７）本発明の気相成長装置におけるサセプタ上面カバー取外し方法は、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ものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の気相成長装置においては、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ので、対向面部材の取外しに際して、対向面部材を上昇させた後、搬送板を対向面部材とサセプタの間に挿入し、該搬送板によって対向面部材を搬送するようにしたので、対向面部材の取外しの際に対向面部材に付着している生成物などのゴミがサセプタ側に落下するのを防止でき、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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の説明図であり、従来例を示した図１３のＡ部に相当する部分を示すものである。
【図２】図１の一部を拡大して示す説明図である。
【図３】図１に示した気相成長装置の一部を拡大して示す説明図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の中心部分を拡大して示している。
【図４】図１に示した気相成長装置の一部を拡大して示す説明図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の矢視Ａ−Ａ図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、対向面部材昇降機構１４を下面側から見た状態を示している。
【図６】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の全体を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、対向面部材１３の交換手順の説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、対向面部材１３の交換手順の説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、対向面部材１３の交換手順の説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、サセプタ上面カバー１２の交換手順の説明図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、サセプタ上面カバー１２の交換手順の説明図である。
【図１２】本発明の一実施の形態に係る気相成長装置の動作説明図であり、サセプタ上面カバー１２の交換手順の説明図である。
【図１３】従来の気相成長装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施様態に係る気相成長装置を図１〜図８を用いて説明する。
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。
【００２５】
＜チャンバー＞
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。
【００２６】
チャンバー蓋５は、図示しない昇降機構によってチャンバー本体３に対して昇降するようになっている。また、チャンバー蓋５の外周縁部には、蓋部フランジ２１が形成され、この蓋部フランジ２１が本体部フランジ１９に対向配置されている。
【００２７】
＜サセプタ＞
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。
【００２８】
＜対向面部材＞
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。
【００２９】
＜対向面部材昇降機構＞
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。
【００３０】
係合片３９と所定の隙間を介して、かつ平面視で係合片３９を覆うように円環板状部材４１が保持部３７の上面側にその全周に亘って設置されている。この円環板状部材４１は保持部３７に対向面部材１３を保持したときに対向面部材１３の内端部が浮き上がるのを防止すると共に成膜時に原料ガス流路３２からガスが漏れるのを防止する。
【００３１】
保持部３７によって対向面部材１３を保持する仕組みを説明する。図５は保持部３７と対向面部材１３を下面側から見た状態を示しており、図５（ａ）は対向面部材１３の係止片３３と保持部３７の係合片３９が交互に配置された状態を示し、図５（ｂ）は対向面部材１３の係止片３３に保持部３７の係合片３９を係止させた状態を示している。
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。
【００３２】
＜サセプタ上面カバー保持装置＞
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。
【００３３】
＜搬送装置＞
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。
【００３４】
なお、チャンバー７や搬送装置１７が設置されているグローブボックス４３には、対向面部材１３やサセプタ上面カバー１２の受渡しをするためのパスボックス４７が設けられている。パスボックス４７には、真空ポンプ４９や窒素ガス供給管５１が接続され、パスボックス４７内の雰囲気を窒素雰囲気に置換できるようになっている。
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。
【００３５】
上記のように構成された本実施の形態の気相成長装置１の動作を、「薄膜成長と基板の取出し及び再セット」、「対向面部材交換」、「サセプタ上面カバー交換」に分けて説明する。
【００３６】
＜薄膜成長、基板の取出し及び再セット＞
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。
【００３７】
基板９に所定の薄膜が形成されると、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に係合させた状態でチャンバー蓋５を上昇させる。チャンバー蓋５を上昇させることにより、図４に示すように、対向面部材１３がチャンバー蓋５と共に持ち上げられ、基板９が露出する。
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。
【００３８】
＜対向面部材交換＞
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。
【００３９】
そして、搬送ロボット４５を駆動して搬送板１６をチャンバー７内に搬送し（図９参照）、前述した対向面部材１３の取外しの動作と逆の動作を行うことによって対向面部材１３を対向面部材昇降機構１４に設置する。つまり、図９に示す状態から、対向面部材昇降機構１４を下降させ（図８参照）、係止片３３と係合片３９が交互に配置される状態にし（図５（ａ）参照）、この状態で、対向面部材昇降機構１４を回動させて係止片３３と係合片３９を係止させる（図５（ｂ）参照）。そして、対向面部材昇降機構１４を上昇させると、対向面部材１３が対向面部材昇降機構１４に保持されて対向面部材昇降機構１４と共に上昇する（図７参照）。搬送板１６をチャンバー７から抜き出す。
【００４０】
＜サセプタ上面カバー取替え＞
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）。
【００４１】
次に、搬送板１６を搬送ロボット４５によって搬送して、サセプタ上面カバー保持装置１５によって保持されているサセプタ上面カバー１２の下方に配置する。このとき、サセプタ１１の表面は平面視で搬送板１６に覆われる。
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。
【００４２】
そして、搬送ロボット４５を駆動して搬送板１６をサセプタ１１の上方まで搬送し（図１２参照）、前述したサセプタ上面カバー取外しの動作と逆の動作を行うことによってサセプタ上面カバー１２をサセプタ上面に設置する。つまり、図１２に示す状態から、サセプタ上面カバー保持装置１５を下降させ、搬送板１６に載置されているサセプタ上面カバー１２を吸着保持し、搬送板１６を抜き取る（図１１参照）。
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）。
【００４３】
以上のように、本実施の形態においては、対向面部材１３の取外しに際して、対向面部材１３を上昇させた後、対向面部材１３を載置できると共に平面視でサセプタ１１を覆うことのできる搬送板１６を対向面部材１３とサセプタ１１の間に挿入し、該搬送板１６によって対向面部材１３を搬送するようにしたので、対向面部材１３の取外しの際に対向面部材１３に付着しているゴミなどがサセプタ１１側に落下するのを防止できる。
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。
【００４４】
また、本実施の形態においては、対向面部材１３を対向面部材昇降機構１４によって保持して昇降できるようにしているので、チャンバー蓋５の昇降にあわせて基板９を露出させることができる。このため、基板９の出し入れの都度、対向面部材１３を別途取り外す必要がなく、作業効率がよい。また、基板９の出し入れの都度、搬送ロボット４５によって対向面部材１３を搬送するとすれば搬送ロボット４５の使用頻度が高くなるが、本実施の形態では基板９の出し入れと対向面部材１３の交換を切り離すことができ、それ故に搬送ロボット４５の使用頻度を下げることができ、搬送ロボット４５の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
なお、上記の説明においては、対向面部材１３及びサセプタ上面カバー１２の取り外しを機械装置によって自動で行うようにした例を示したが、対向面部材１３及びサセプタ上面カバー１２の取り外しを人手によって行うようにしてもよい。
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。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、特に化合物半導体を成膜する半導体製造装置に関し、該装置によって製造される半導体の品質向上に利用できる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 気相成長装置 ３ チャンバー本体 ５ チャンバー蓋
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項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。
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２５５０８３（Ｐ２０１０−２５５０８３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９８６２（Ｐ２００９−１０９８６２）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【出願人】（５０９０５４００５）大陽日酸イー・エム・シー株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（０００２３１２３５）大陽日酸株式会社 (642)
【出願人】（５０９０５４００５）大陽日酸イー・エム・シー株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
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