JPS61240647A

JPS61240647A - 半導体製造装置

Info

Publication number: JPS61240647A
Application number: JP60083331A
Authority: JP
Inventors: Toku Tokumasu; 徳徳増; Fumiya Matsui; 松井　文哉; Toshihiko Fukuyama; 福山　敏彦
Original assignee: Applied Materials Japan Inc
Current assignee: Applied Materials Japan Inc
Priority date: 1985-04-17
Filing date: 1985-04-17
Publication date: 1986-10-25

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】（産業上の利用分野）本発明は半導体製造装置に関するものである。

（背景技術およびその問題点）半導体装置の一種であるＣＶｎ　（化学的気相成長）装
置は、一般に真空チャンバー内に必要な反応ガスを導入
して、所要の薄膜を乱板上に形成するものである。この
場合、ＣＶＤ装置が大型になると、真空チャンバー内へ
の基板の自動的な搬出入機構および真空チャンバー内で
の基板の移動機構が必要となる。

このようなＩｌｉ出人出槽機構動機構は、従来において
は、コンヘヤ方式、ローラ方式、ロボット装置等の機械
的な装置が採用されていた。これらにおいてはいずれも
駆動装置としてのモータが必要であり、また回転ローラ
とその軸との関係のように機械的な摺動部が必然的に介
在してくる。

そして上記のモータが真空チャンバー内に配置されると
きは、モータからの発熱が真空ヂャンハ−外に放熱され
ず、真空チャンバー内温度が常に上昇することとなり、
真空チャンバー内の温度制御が困難となる問題がある。

また、ＲＩＥ（ＲｅａｃｔｉｖｅＪｏｎ　Ｅｔｃｈ）装
置においては真空チャンバー内に腐蝕性ガスが流れるの
で耐蝕性上問題となることがある。真空装置専用のモー
タが開発されてはいるが、モータが真空チャンバー内に
配置される限り、上述の問題は多少とも富に発生ずる。

」二記のモータは、真空チャンバーの構造によっては真
空チャンバー外に配置することもできる。

しかしながら真空チャンバー内におけるＸＹ方向への伝
達機構たる歯車機構は真空チャンバー内に配置される必
要があり、また直接の１ｕｌｌ送体であるコンベヤ、ロ
ーラ、ロポント装置のアーム等も必然的に真空チャンバ
ー内に配置される。これらには前述のように多くの摺動
部があり、真空中での摩擦係数が大気中のそれと比して
極めて大きい（５０倍程度）ことから、発生する摩擦熱
も大であり、やはり真空チャンバーの温度制御が困難と
なる。

周知のようにＣＶＤ装置は気相中あるいは基板表面での
化学反応により薄膜を形成するものであるから、化学反
応速度との関係で温度制御は均一な厚さの薄膜を得る」
−で極めて重要なファクターであるのであるか、上述の
ように従来の装置は温度制御に問題点があり、均一な厚
さの薄膜を高精度で得ることが困難であった。

また上記のように、大きな摩１察抵抗により摩１察熱が
発生ずる摺動部には、摩擦抵抗を極力減するべく、各種
の潤滑剤や、金ボール、銀ボール等を用いるヘアリング
が使用されたりするが、前者にあっては潤滑剤が真空チ
ャンバー内に揮散して薄膜中に不純物が混入する問題点
があり、後者にあっては装置が極めて高価となる問題点
がある。

以上のように、ＣＶＤ装置およびＲＩＥ装置における真
空チャンバー内での基板のＩＢ送機構には種々の問題点
がある。

（発明の概要）本発明は上記様々の問題点を解消すべくなされたもので
あり、その目的とするところは、基板を載置搬送する搬
送体を、真空チャンバー外部から作用する磁気力によっ
て浮上させて搬送する機構を採用することによって、摺
動部のない無接触方式とすることができ、したがって摩
擦熱の発生がなく正確な温度制御が可能となり、かつ、
パーティクルの発生がなく所望の均一な厚さの良好な薄
膜を得ることができる半導体製造装置を提供するにあり
、その特徴は、真空チャンバーと、該真空チャンバー内
への基板のｌ股出入機構とを具備する半導体製造装置に
おいて、前記基板の搬出入機構は、前記真空チャンバー
の下方に配置されるとともに、正負の電流が交互に通じ
られて、電流の磁気作用を真空チャンバー内に及ぼすコ
イルと、前記コイルからの磁気作用によって真空チャン
バー内で浮上される、強磁性体から成る１Ｂ送体と、前
記真空チャンバーの両側方に、前記浮上する１Ｍ送体を
挟んで配置され、適宜機構によって真空チャンバーに沿
って移動されることによって前記浮上している搬送体を
吸引力によって真空ヂャンハー内を移動させる磁石とで
構成されているところにある。

（実施例）以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図は本発明装置の概要を示す正面図、第２図はその
平面図を示す。

全体符号１０は反応筒、１２はその真空チャンバーであ
り、その前後にはそれぞれ第１の予備真空室１４、第２
の予備真空室１６が接続されてい　−る。

真空チャンバー１２と第１、第２の予備真空室１４．１
６とはそれぞれ隔壁１８．２０、端面壁２２．２４で気
密に仕切られている。各隔壁１Ｂ、２０および各端面壁
２２．２４には、第３図に示すように、後記する搬送体
およびこれに載置する基板が通過しうる所定の大きさの
透孔２６が開口され、この透孔２６には透孔を開閉自在
に蝶弁２８．３０．３２．３４が嵌合されている。３６
はその回動軸で、外部から正逆モータ３８によって駆動
される。

４０は真空形成用の吸引パイプであり、真空チャンハー
１２、第１、第２予備真空室１４．１６にそれぞれ設け
られている。

４２は浮上刃形成用のコイルであり、真空チャンバー１
２、第１、第２予備真空室１４．１６の下方に配置され
ている。４４ばコイル４２に通電する電源装置であり、
第５図（ｂ）に示すような正負のパルス電源をコイル４
２に通ずる。

４６は強磁性体から成る板状の１般送体であり、薄膜を
気相成長させる基板４８を載置するサセプタの役目を兼
用する。

上記コイル４２に通電されると、コイル４２周辺に磁界
が生じ、この磁界によって強磁性体から成る搬送体４６
が磁化される。これによって搬送体４６にはコイル４２
と逆の磁極が生じ、相互に吸引力が及ぼされることとな
る。次いでコイル４２に逆向きの電流が通電されると、
コイルの磁極は上記と逆になる。そして搬送体４６には
上記と逆向きの磁界が作用するが、１ｕｌｌ送体４６の
磁極は残留磁気によって直ちに逆向きとはならず、磁化
の強さが零になるまでは、コイル４２の磁極と同じ磁極
が対向して生じているから、この間は搬送体４６がコイ
ル４２から反発力を受けて浮」二する。

さらに継続して逆向きの磁界が作用すると今度は搬送体
４６の磁極が切り換わり、急激に逆方向に磁化される。

この間は上述と同じように搬送体４６はコイル４２に対
して相互に吸引力を及ぼされるが、はとんど瞬間的に磁
極の強さが飽和近くに達し、実際上はほとんど吸引力が
作用されない。すなわち磁化の強さが飽和近くに達した
後直ちにコイル４２への通電の方向を切り変えると、今
度は前述と同様に残留磁気の影響によって浮上刃が作用
する方向に切り換わるからである。このように浮」二カ
が支配的に作用するためには、強磁性体から成る搬送体
４６として、第４図に示すように、磁化の速さに比して
消磁の速さが遅い強磁性材料を用いる必要がある。

第５図は、強磁性体から成る搬送体４６の経時的な磁化
の強さの変化と、コイル４２への通電パルスとを模式的
に示したものである。

再び第１図および第２図において、５０は搬送体４６を
吸引して移動させるための永久磁石である。該永久磁石
５０は、反応筒１０の両側方に反応筒１０の器壁に沿う
ようにループ状に配した非磁性体から成るガイドレール
５２上を移動自在に設けられ、前記のごとく反応筒１０
内で浮上している搬送体４６を移動する。すなわち、本
実施例においては、ｌｉｄ送体４６が、各予備真空室１
４．１６および真空チャンバー１２内に５個ずつ並ぶよ
うに設定されているが、永久磁石５０は、この各室１２
．１４．１６のそれぞれの搬送体４６の両側方に対応位
置するように設けられ、永久磁石５０がガイドレール５
２上を動くことによって、各搬送体４６はその両側に位
置する永久磁石５０に吸引されつつ移動する。各室１２
．１４．１６に対応する永久磁石（本実施例においては
５個連結１組）は、各群ごとに移動が可能となっている
。

この永久磁石群自体の移動は、例えばガイドレール５２
に刻設したランクに歯合して自走する自走式小型モータ
等（図示せず）によって行うことができる。

５４は第１の予備真空室１４内に搬送体４６を搬入する
搬入装置であり、２本の支持体５６上に搬送体４６を載
せて第１の予備真空室１４内に搬入する。

５８は、搬出コンヘアであり、第２の予備真空室１６か
ら搬送体４６を搬出するものである。

ナオ、図示シないが真空チャンバー１２には反応ガス導
入パイプ、排気パイプが接続され、またランプ加熱等の
必要な加熱源が設けられている。

本発明は以上のように構成されている。

続いてその動作について説明する。

まず処理すべき基板４８をのせた１般送体４６を、搬入
装置５４の支持体５６上に所定数列置する。

次いで１般入装置５４を駆動して支持体５６」二に列置
した（搬送体４６が第１の予備真空室１４内に位置する
ようにする。このとき、前述の永久磁石５゜の影響を受
けないように、永久磁石５ｏも搬送体４６の動きに追随
して移動されるものである。なおこの第１の予備真空室
１４内に１ｕｌｌ送体４６がｌｌｌｉ人されている間に
真空チャンバー１２内では先行する基板４日上への気相
成長工程が行われ、また第２の予備真空室１６内のすで
に気相成長が完了したものは搬出コンヘア５８」二に移
送される。この点についてはさらに後述する。

上記のように第１の予備真空室１４内に搬入された搬送
体４６は、前記したようにコイル４２の作用によって支
持体５６」二から浮上するようになる。この状態で搬入
装置５４が後退し、支持体５６が第１の予備真空室１４
外に出、次いで蝶弁２８が閉しられ、真空装置によって
第１の予備真空室１４内が減圧され待機状態となる。真
空チャンバー１２内での先行するものの気相反応工程が
終了したならば、蝶弁３０、蝶弁３２が開放されて、対
応する永久磁石５０が移動されることによって、第１の
予備真空室Ｉ４内の搬送体４６がチャンバー１２内に、
真空チャンバー１２内の搬送体４６が第２の予備真空室
１６内に基板４８をのせたまま移送される。次いで蝶弁
３０、蝶弁３２が閉じられ、真空チャンバー１２内で新
たな気相成長工程が行われる。第１の予備真空室１４に
は、蝶弁２８が開放されて、前述のごとく次のサイクル
の搬送体４６が搬入される。第２の予備真空室１６内に
搬入された搬送体４６は、蝶弁３４が開放され、対応す
る永久磁石５０が移動されることによって、搬出コンベ
ヤ５８上に移入される。ここで搬送体４６を両側方から
吸引支持する一対の永久磁石５０が、第２図のごとくル
ープ状のガイドレール５２に沿って各々移動して両側方
に離反するとともに、コイル４２からの浮上刃が作用す
る範囲外となることによって、搬送体４６が１１１１出
コンベヤ５８上に移載され、搬送コンベヤ５８によって
次々に移送される。次いで蝶弁３４が閉じられ真空装置
によって第２の予備真空室１６内が減圧されて待機状態
となるのである。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、基板を載置Ｉｌｌ送する
１ｕｌｌ送体を、真空チャンバー外部から作用する磁気
力によって浮上させて搬送する機構を採用したから、摺
動部のない無接触方式とすることができ、したがって摩
擦熱の発生がなく正確な温度制御が可能となり、所望の
均一な厚さの薄膜の気相成長が行える。また摺動部がな
いから、部材の摺動による異物の発生がなく、緒特性に
優れる薄膜の気相成長が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一例を示す正面図、第２図はその
平面図である。第３図は蝶弁の構造を示す説明図、第４
図は搬送体として用いる強磁性体のヒステリシス曲線を
示す。また、第５図はｉｌｌｌｌ送磁化の経時変化とコイルに
印加するパルス電流との関係を示すグラフである。１０・・・反応筒、　　１２・・・真空チャンバー、　
１４．１６・・・予備真空室、１８．２０・・・隔壁、　２２．２４・・・端面壁、　
２６・・・透孔、　２Ｂ、３０．３２．３４・・・蝶弁
、　３６・・・回動軸、　３８・・・正逆モータ、　４
０・・・吸引パイプ、４２・・・コイル、　４４・・・
電源装置、４６・・・搬送体、　４８・・・基板、５０
・・・永久磁石、　５２・・・ガイドレール、５４・・
・搬入装置、　５６・・・支持体、５８・・・搬出コン
ベヤ。

Claims

【特許請求の範囲】１、真空チャンバーと、該真空チャンバー内への基板の
搬出入機構とを具備する半導体製造装置において、前記基板の搬出入機構は、前記真空チャンバーの下方に配置されるとともに、正負の電流が交互に通じられて、電流の磁気作
用を真空チャンバー内に及ぼすコイルと、前記コイルからの磁気作用によって真空チャンバー内で浮上される、強磁性体から成る搬送体と、前記真空チャンバーの両側方に、前記浮上する搬送体を挟んで配置され、適宜機構によって真空チ
ャンバーに沿って移動されることによって前記浮上して
いる搬送体を吸引力によって真空チャンバー内を移動さ
せる磁石とで構成されていることを特徴とする半導体製
造装置。