(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスを使用して反応容器内で薄膜形成されるガラス基板を支持するためのＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具において、この収納治具が、
ガラス基板の裏面を支持する裏面支持部と、
ガラス基板の４つの側面を支える上部カバー部、下部支持部及び左右側面支持部と、
より構成され、
少なくともガス流の下流に位置する該下部支持部がガラス基板の下辺表面を覆う押え壁を有していることを特徴とするＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具。
【請求項２】
ガラス基板の残りの３の側面を支える上部カバー部、左右側面支持部もそれぞれガラス基板の周辺表面を覆う押え壁を有していることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具。
【請求項３】
前記押え壁のガラス基板と接する側と反対側の端部を流線形として、ガス流の抵抗を低減したことを特徴とする請求項１又は２に記載のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具。
【請求項４】
ガラス基板を挟持する前記押え壁と前記裏面支持部との間隔が可変となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具。
【請求項５】
前記押え壁と前記裏面支持部との間を可変とする機構が、ボルトを挿通する穴を有する円筒状カラーを、少なくとも前記下部支持部に穿孔された、カラーの外径よりやや大きい径の孔内に配置し、該カラーを利用して前記下部支持部と前記裏面支持部とをボルトで締結することよりなることを特徴とする請求項４に記載のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具。
【請求項６】
ガラス基板が２枚一組として裏面支持部の両側で保持されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子の製造プロセスにおけるガラス基板への薄膜形成、例えば金属膜、酸化膜などの成膜を行ったり、或いはガラス基板への単結晶層のエピタキシャル成膜を行なう半導体成膜装置における反応容器内でのガラス基板の収納治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス基板に絶縁膜を形成するＣＶＤやＡＬＥ（Atomic Layer Epitaxy）装置等では、約３００℃以上の高温が大型ガラス基板に印加される場合がある。このような大型ガラス基板をＡＬＥ装置にて処理する場合、反応容器内での大型ガラス基板の支持として、熱変形を考慮すると図７のようにガラス面を点で支持する方法が容易に考えられる。これは、台座Ａに固定された位置決めピンＢによってガラス基板Ｃを支持する方法である。この場合、反応容器内の成膜ガスがガラス基板の裏面に容易に回り込んでしまうため、ガラス基板の一部しか正常部が得られなかったり、成膜後に膜を剥離するという余分な工程を必要とするという問題があった。
【０００３】
また、このガラス基板の裏面への成膜ガスの回り込みを防止するには、シール性を向上させれば良く、ガラス基板の周囲と裏面とをシール材でシールする方法が考えられる。しかし、ＣＶＤやＡＬＥ装置等で３００℃以上の高温が印加される場合は、ゴム等の軟弱なシール部品が適用できず、金属によるシール即ちガラスと金属を接触させることが必須となっている。しかしながら、高温下においては金属とガラスの線膨張係数の違いによるガラス基板とこれを保持する治具との温度変形差により、ガラスの欠け・割れが発生してしまう。生産効率を向上するために、ガラス基板が大型化すると特にこの問題は重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、このガスのガラス基板の回り込みによるガラス基板裏面への成膜量が、ガス流の方向とガスの乱流とに相関関係があることに着目し、ガラス基板の割れ・欠けとガラス基板裏面への成膜との２つの問題を解決したＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具を提供する。
請求項１に記載のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具は、ガラス基板の４つの側面を支える上部カバー部、下部支持部及び左右側面支持部のうち少なくともガス流の下流に位置する下部支持部がガラス基板の下辺表面を覆う押え壁を有することにより、ガス流下流に位置するガラス基板の下部でのガラス基板裏面への回り込むガス量が最も多い回り込みを防止でき、正常な成膜部が多くなり、生産性が向上する。
【０００６】
請求項２の該収納治具は、ガラス基板の４つの側面を支える上部カバー部、下部支持部及び左右側面支持部とを備えていて、上部カバー部、下部支持部及び左右側面支持部の各々が、ガラス基板の各周辺表面を覆う押え壁を有することにより、ガラス基板の各周辺でのガス流の回り込みが防止でき、ガス流の回り込みが更に改善される。
請求項３の該収納治具は、押え壁のガラス基板と接する側と反対側の端部を流線形にしたものであり、ガス流が押え壁の端部に当って乱流となることを低減でき、ガス流が押え壁の流線形に沿ってスムーズに流れるので、ガス流のガラス基板裏面への回り込みが一層改善される。
【０００７】
請求項４の該収納治具は、ガラス基板を挟持する押え壁と裏面支持部との間隔を可変することで、成膜中の熱による材料の熱膨張差による変形を吸収でき、ガラス基板の割れ・欠けを防止できる。更にガラス基板をセットする際に挿入部位（間隔）を拡げ、挿入後に該部位を狭めることで、セット時のガラス基板の割れ・欠けも防止できる。
請求項５の該収納治具は、前記押え壁と前記裏面支持部との間隔を可変にする機構を具体化したものであり、請求項４と同様の作用効果を奏する。
請求項６の該収納治具は、ガラス基板を２枚一組として裏面支持部の両側で支持することにより、ガラス基板を効率よく支持でき、ほぼ２倍の生産効率を上げることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具について説明する。一般にＣＶＤ，ＡＬＥ装置においては、図６に示すように反応容器１内に成膜するガラス基板１０を収納した収納治具２０を載置する支持台２が設けられ、反応容器１には原料ガスを供給するための供給管３とガスを排気するための排気管４が接続されている。このガラス基板１０は、垂直状又は水平状或いは傾斜状に多数並置される。供給される原料ガス、例えばＡｌＣｌ3 ，ＴｉＣｌ2 等は、反応容器１内の高温雰囲気中で同じく供給された水（Ｈ2 Ｏ）と反応し、ガラス基板１０上にＡｌ2 Ｏ3 又はＴｉＯ2 等の膜を生成すると同時にガス状の副生成物を発生する。これが排気管４から排気される。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態のガラス基板収納治具２０を示している。収納治具２０は、ガラス基板１０の裏面を支える裏面支持部２１と、ガラス基板１０の４つの側面を支える上部カバー部２２、下部支持部２３及び側面支持部２４とから構成されている。更にこれら上部カバー部２２、下部支持部２３及び側面支持部２４は、ガラス基板１０の表面周辺を覆うための押え壁２５をそれぞれ有している。したがって、図２，３に示されるように、ガラス基板１０は、裏面支持部２１と押え壁２５とにより挟持されるようになる。
この押え壁２５は、それぞれ対応する上部カバー部２２、下部支持部２３及び側面支持部２４に一体に形成されてよく、又は別体として形成され溶接、ボルト等により固着してもよい。また、図示されてはいないが、裏面支持部２１と、上部カバー部２２、下部支持部２３及び側面支持部２４とは、ボルト等により数個所で締結されている。
【００１０】
図１に示されたものでは、ガラス基板１０の４辺に渡って押え壁２５が設けられているが、実際にはガス流は下流に位置するガラス基板１０の下部から裏面に回り込むのが最も多く、図２に示されるように、ガラス基板１０の裏面支持部２１と、押え壁２５を有する下部支持部２３のみを設けるだけで、かなりの効果を上げることができるものである。
【００１１】
図３は、押え壁２５の別の実施の形態を示すもので、ここでは押え壁２５のガラス基板１０と接しない方の端部２６を流線形にしている。これは、図２のように押え壁２５の該端部２６が角部を形成していると、ガス流がこの角部に当って乱流を発生し、押え壁２５とガラス基板１０との隙間から入り込みガラス基板１０の裏面にいくらか回り込むために、このガス漏れを更に防止するために流線形にしたものである。これにより、ガス流はスムーズになり、乱流の発生が押えられる。なお、図３に示されるように下部支持部２３の下端部も流線形にすると一層効果が上がる。
【００１２】
図４の（ａ）は、更に別の実施の形態を示すもので、押え壁２５と裏面支持部２１と間隔を可変にする構造としている。これは成膜中の熱によるガラス基板１０と収納治具２０との熱膨張差から、この間隔が不規則に変形する。そこでガラス基板１０の側面の支持部である上部カバー部２２、下部支持部２３及び側面支持部２４と裏面支持部２１との締結を、溶接等の完全固定式から数mm程度ずれて可動する構造とすることで、この変形を吸収しガラスの割れ・欠けを防止するようにしている。
【００１３】
図４の（ｂ）は、この１つの実施例を示している。下部支持部２３には、裏面支持部２１に締結するための孔２７が穿設される。ボルト等の締結具３０を挿通する穴３１が明けられた円筒状のカラー３２が、下部支持部２３の孔２７内に配置される。孔２７の内径は、カラー３２の外径より大きく、カラー３２が横方向に数mm程度移動できる大きさとなっている。カラー３２の前後には孔２７より大きな径のワッシャー３３が配置される。このような状態で、締結具３０をワッシャー３３及びカラー３２を挿通し、裏面支持部２１のねじ穴に螺合することで裏面支持部２１と下部支持部２３とが締結される。このような締結個所がガラス基板１０の１側辺当り数個所設けられる。なお、下部支持部２３の表面からワッシャー３３が突出しないように、下部支持部２３の表面にはワッシャー３３の収容部が形成されている。
この構造により下部支持部２３は裏面支持部２１に対して横方向に数mm程度移動できる。即ち裏面支持部２１と押え壁２５との間隔が可変にできるものである。
従って、ガラス基板の大型化によって厳しくなった熱膨張差による変形の影響を排除できる。
【００１４】
前記のように下部支持部２３と裏面支持部２１との可動構造は、大型ガラス基板１０をセットする際に、裏面支持部２１と押え壁２５とで形成される挿入部位を拡げ、ガラス基板を挿入後に手で押す等によって狭めることで、セット時のガラスの欠け・割れを防止することもできる。
なお、下部支持部２３以外の上部カバー部２２及び側面支持部２４にも、前記の裏面支持部２１との可動構造を採用できるものである。
【００１５】
図５は更に別の実施の形態を示すもので、裏面支持部２１の両面にガラス基板１０を配置したものである。当然、この場合には押え壁２５は、上部カバー部２２、下部支持部２３及び側面支持部２４とも両側に設けられている。また、前記した押え壁２５の端部２６の流線形化及び裏面支持部２１と支持部２２，２３，２４との可動な締結構造を適宜採用できるものである。
このように裏面支持部の両側を有効に利用することで、省スペースでなおかつ約２倍のガラス基板を収納できる。
なお、本実施の形態では、ガラス基板を垂直に多数並置する場合を例にとって説明しているが、水平に多数並置する場合においても適用可能なものである。その場合は、原料ガスを反応容器内に横方向から導入して、ガス状副生成物を横方向から排出する等の工夫が必要であろう。
【００１６】
以上説明したように本発明のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具においては、ガラス基板の成膜の不具合部を減少できると共に大型のガラス基板であっても割れ・欠けを防止することができ、かつ省スペースで大量のガラス基板を収納できるので、１バッチの処理時間が約１２時間程かかるＣＶＤ，ＡＬＥ装置にあっては、その生産効率を格段に改善できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のＣＶＤ，ＡＬＥ装置用ガラス基板収納治具の斜視図である。
【図２】本発明の収納治具の一部側面拡大図である。
【図３】本発明の別の実施の形態の収納治具の一部側面拡大図である。
【図４】（ａ）は本発明の更に別の実施の形態の収納治具の一部側面拡大図で、（ｂ）はその一実施例を示す一部側面拡大断面図である。
【図５】本発明の更に別の実施の形態の収納治具の一部側面拡大図である。
【図６】ＣＶＤ，ＡＬＥ装置の反応容器内に配置されたガラス基板収納治具を概念的に説明する図である。
【図７】従来のガラス基板収納治具を説明する図である。
【符号の説明】
１０…ガラス基板
２０…収納治具
２１…裏面支持部
２２…上部カバー部
２３…下部支持部
２４…側面支持部
２５…押え壁
２６…端部
３０…締結具
３２…カラー
３３…ワッシャー
【図１】
0004211185.tif 000002
【図２】
0004211185.tif 000003
【図３】
0004211185.tif 000004
【図４】
0004211185.tif 000005
【図５】
0004211185.tif 000006
【図６】
0004211185.tif 000007
【図７】
0004211185.tif 000008