JP2006128561A - Substrate rolling mechanism and film formation device with it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板回転機構および成膜装置に関するものであり、より詳細には、有機金属化学気相成長(MOCVD;Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法(以下「MOCVD法」)などの各種成膜処理を、複数の基板に対して施す成膜装置に好適に利用可能な基板回転機構および、その基板回転機構を備えた成膜装置に関するものである。 The present invention relates to a substrate rotation mechanism and a film forming apparatus, and more specifically, various film forming processes such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method (hereinafter referred to as “MOCVD method”). The present invention relates to a substrate rotating mechanism that can be suitably used for a film forming apparatus that applies to a plurality of substrates, and a film forming apparatus including the substrate rotating mechanism.
近年、半導体デバイスの分野において、所望の表面を形成させる成膜処理技術に対する要求がますます高まってきている。その中で特に、MOCVD法は、光デバイスや高速デバイス等に有用な化合物半導体の薄膜を形成させる成膜処理技術として注目されている。 In recent years, in the field of semiconductor devices, there has been an increasing demand for film formation processing technology for forming a desired surface. Among them, the MOCVD method is particularly attracting attention as a film forming technique for forming a thin film of a compound semiconductor useful for an optical device, a high-speed device or the like.
このMOCVD法に用いられる基板回転機構を備えた成膜装置では、反応性を有する原料ガスを基板表面に導入して所定の化学反応を生じさせて所望の薄膜を均一に形成させる技術が重要である。 In a film forming apparatus equipped with a substrate rotation mechanism used in this MOCVD method, it is important to introduce a reactive source gas into the substrate surface to cause a predetermined chemical reaction to form a desired thin film uniformly. is there.
MOCVD法によって所望の薄膜を形成する際、反応性を有する原料ガスによって基板表面で起こる表面反応は、極めて複雑な機構を有することが知られている。すなわち、基板の温度、原料ガスの温度、流速、圧力、原料ガスに含まれる活性化学種の種類、反応系における残留ガス成分等、多数のパラメータが、前記表面反応に寄与する。このため、これらのパラメータを制御し、MOCVD法によって所望の薄膜を形成することは、極めて難しいとされる。 When forming a desired thin film by the MOCVD method, it is known that the surface reaction that occurs on the surface of the substrate by the reactive source gas has an extremely complicated mechanism. That is, a large number of parameters contribute to the surface reaction, such as the temperature of the substrate, the temperature of the source gas, the flow rate, the pressure, the type of active chemical species contained in the source gas, and the residual gas components in the reaction system. For this reason, it is extremely difficult to control these parameters and form a desired thin film by MOCVD.
このような状況のもと、MOCVD法を用いる成膜装置(MDCVD装置)において、前記パラメータの一定の条件下で、基板表面に所望の薄膜をより均一、かつ、より安定に形成させる手法が種々提案されている。 Under such circumstances, in a film forming apparatus (MDCVD apparatus) using the MOCVD method, there are various methods for forming a desired thin film more uniformly and more stably on the substrate surface under the conditions of the above parameters. Proposed.
膜厚および膜の組成を均一化して薄膜を形成する手法として、一般的には、平面上で基板を回転させる方法が用いられている。例えば、InP基板上に、格子整合するInGaAsP薄膜を形成させる場合に、MOCVD装置に含まれる反応管内の圧カ、およびキヤリアガス流量を、多重量子井戸(MQW)構造の界面急峻性のみから決定し、キヤリアガスフローの上流から下流にかけて生じる膜厚および組成の均一化は、平面上で基板を回転させる方法を用いて平均化が行なわれている。 In general, a method of rotating a substrate on a plane is used as a method of forming a thin film by making the film thickness and the film composition uniform. For example, when forming a lattice-matched InGaAsP thin film on an InP substrate, the pressure in the reaction tube included in the MOCVD apparatus and the carrier gas flow rate are determined only from the interface steepness of the multiple quantum well (MQW) structure, The uniform film thickness and composition generated from upstream to downstream of the carrier gas flow are averaged using a method of rotating the substrate on a plane.
前記基板を回転させる手法の中で、基板の回転による膜厚および膜組成の均一化の効果をさらに高める方策として、基板を自転させるとともに、この基板を保持するサセプタを回転させてこの基板を前記サセプタの回転軸回りに公転させる、いわゆる基板の「自公転機構」を備えた手段が用いられるようになってきている(例えば、特許文献1〜4)。
In the method of rotating the substrate, as a measure for further enhancing the effect of uniforming the film thickness and the film composition by rotating the substrate, the substrate is rotated and the susceptor holding the substrate is rotated to rotate the substrate. Means equipped with a so-called “self-revolving mechanism” of the substrate that revolves around the rotation axis of the susceptor has been used (for example,
図11は、このような基板の自公転機構を備えた成膜装置Dの断面図である。図11に示すように、成膜装置Dは、一般に、基板Wと、基板Wを保持する基板トレイ200と、基板トレイ200を保持するサセプタ300と、基板Wを自転させる基板の自転機構(図示省略)と、サセプタ300を回転させる回転シヤフトSCとを備えて構成されている。そして、回転シャフトにSCによりサセプタ300を回転させることによって、基板トレイ200に保持された基板Wに成膜処理を施す。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a film forming apparatus D having such a substrate self-revolution mechanism. As shown in FIG. 11, the film forming apparatus D generally includes a substrate W, a
一方、特許文献5には、駆動ギアを介して、基板を回転(自転・公転)させる基板回転機構を備えた成膜装置が開示されている。図12は、この成膜装置における基板回転機構Xの斜視図である。図13は、基板回転機構Xの構成を模式的に示す断面図である。図14は、図12の基板回転機構Xに設けられるベアリングB1を支持するベアリング溝132・162の構成を模式的に示す断面図である。この基板回転機構Xは、MOCVD法をはじめとする成膜処理装置に利用される。この成膜装置では、基板の自転と公転とを同時に行なうために、複数の基板を保持する円板形状のサセプタ(ステージ)130の回転(公転)を、駆動ギア105を介して行っている。すなわち、サセプタ130の回転軸C10に一致して設けられる回転シヤフト(図11参照)を排除し、前記基板を保持する基板トレイ120の外周部に歯車121を形成し、この歯車121とこの基板トレイ120とが保持される前記サセプタ130の外周部の上部に固定して配設された固定ギア104とが噛合するように構成されている。これにより、前記サセプタ130が回転(公転)すると、この基板トレイ120、ひいては、基板保持部125に保持された基板も同時に自転することが可能となる。
On the other hand, Patent Document 5 discloses a film forming apparatus provided with a substrate rotation mechanism that rotates (rotates and revolves) a substrate via a drive gear. FIG. 12 is a perspective view of the substrate rotation mechanism X in this film forming apparatus. FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the substrate rotation mechanism X. FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the
また、この成膜装置では、図13に示すように、第1の回転機構101は、サセプタ130とベースプレート106の各々に設けられたベアリング溝132・162で支持されたベアリングB1を介してサセプタ130を回転自在に保持し、第2の回転機構102は、基板トレイ120とサセプタ130の各々設けられたベアリング溝123・133で支持されたベアリングB2を介して前記基板トレイ120を回転自在に保持する。
In this film forming apparatus, as shown in FIG. 13, the
また、この成膜装置では、図14に示すように、第1の回転機構101に含まれるサセプタ130側に設けられたベアリング溝132とベースプレート106側に設けられたベアリング溝162は各々、水平方向に形成された水平平面と垂直方向に形成された垂直平面を有し、サセプタ130側に設けられたベアリング溝132は、ベアリングB1を、このベアリングB1の上側の水平平面に位置する上支持部103aおよびその外側の垂直平面に位置する外支持部103bの2点で支持し、ベースプレート106側に設けられたベアリング溝162は、ベアリングB1を、このベアリングB1の下側の水平平面に位置する下支持部106aおよびその内側の垂直平面に位置する内支持部106bを含む少なくとも2点で支持し、上支持部103aと下支持部106aは各々、ベアリングB1の最上部と最下部に位置するとともに、外支持部と内支持部は各々、ベアリングB1の水平方向の両端部に位置して構成されている。
Further, in this film forming apparatus, as shown in FIG. 14, the
このようにして、特許文献5の成膜装置では、安定してサセプタを回転させ、ひいては基板を公転させることを可能としている。
しかしながら、特許文献5に記載の成膜装置では、図13に示すように、基板トレイ120・サセプタ130・ベースプレート106に形成されたベアリング溝123・133132・162によって、ベアリングB1・B2を保持している。このため、基板トレイ120およびサセプタ130の回転によって、ベアリング溝123・133,132・162と、ベアリングB1・B2とが摩擦して磨耗しやすいという問題がある。その結果、ベアリングB1・B2のみならず、ベアリング溝123・133132・162が形成された基板トレイ120・サセプタ130・ベースプレート106も交換する必要がある。
However, in the film forming apparatus described in Patent Document 5, the bearings B1 and B2 are held by the
具体的には、図13に示すように、ベアリングB1は、サセプタ130側に設けられたベアリング溝132と、ベースプレート106側に設けられたベアリング溝162とに接触することによって保持されている。同様に、ベアリングB2は、基板と例120側に設けられたベアリング溝123と、サセプタ130側に設けられたベアリング溝133とに接触することによって保持されている。このため、基板を回転させる際に、ベアリング溝132・162(123・133)と、ベアリングB1(B2)との摩擦は避けられず、ベアリング溝132・162(123・133)の磨耗、または、ベアリングB1(B2)の磨耗が進行する。磨耗した状態で回転を長期間続けると、基板トレイ120上での基板位置が変化してしまうため、均一かつ安定な成膜処理が行えなくなってしまう。従って、ベアリングB1・B2のみならず、ベアリング溝123・133,132・162が形成された部材(基板トレイ120・サセプタ130・ベースプレート106)の交換が、頻繁に必要となる。すなわち、特許文献5の構成では、ベアリングB1・B2等に関わる各部材の寿命が短く、頻繁なメンテナンスが必要となるといった問題がある。
Specifically, as shown in FIG. 13, the bearing B1 is held by contacting a
さらに、ベアリングB1(B2)とベアリング溝132・162(123・133)との摩擦によって磨耗粉が発生すると、その磨耗粉が研磨剤として作用する。その結果、ベアリング溝132・162(123・133)およびベアリングB1(B2)の磨耗を促進し、更にその寿命を短くするという問題も生じる。また、磨耗粉が、被処理基板側(成膜面)に混入し、膜質に影響を及ぼすという問題も生じる。
Further, when wear powder is generated due to friction between the bearing B1 (B2) and the
また、ベアリング溝132・162(123・133)が形成された部材(基板トレイ120・サセプタ130・ベースプレート106)は、耐熱材料、原料ガスとの低反応性材料を用いる必要があること、また、ベアリング溝132・162(123・133)には回転精度を確保するため、高精度の加工を行う必要があることなどのため、非常に高価なものである。このため、これらの部材を頻繁に交換することは、ランニングコストの上昇につながるため、好ましくない。
Further, the member (substrate tray 120,
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、メンテナンス時の交換部品点数を削減するとともに、低コスト化を図った基板回転機構およびその基板回転機構を備えた成膜装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to reduce the number of replacement parts at the time of maintenance and to reduce the cost, and to form a film including the substrate rotation mechanism. To provide an apparatus.
本発明にかかる基板回転機構(本基板回転機構)は、上記の課題を解決するために、基板を載置する載置部を有し、基板を回転自在に保持する第1の基板保持部材と、複数の第1の基板保持部材を、回転自在に保持する第2の基板保持部材と、第2の基板保持部材を保持する支持体とを備えた基板回転機構において、第1の基板保持部材と第2の基板保持部材との間、および、第2の基板保持部材と支持体との間に、第1の基板保持部材または第2の基板保持部材を回転させるための複数の環状部材を内部に保持した回転部材を備え、第1の基板保持部材および第2の基板保持部材に、上記回転部材を収容する保持溝が形成されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, a substrate rotation mechanism according to the present invention includes a first substrate holding member that includes a placement portion on which a substrate is placed and rotatably holds the substrate. In the substrate rotation mechanism including a second substrate holding member that rotatably holds a plurality of first substrate holding members and a support that holds the second substrate holding member, the first substrate holding member A plurality of annular members for rotating the first substrate holding member or the second substrate holding member between the second substrate holding member and the second substrate holding member and the support. A rotation member held inside is provided, and a holding groove for accommodating the rotation member is formed in the first substrate holding member and the second substrate holding member.
上記の構成によれば、第1の基板保持部材は、回転部材を介して、第2の基板保持部材に保持され、第2の基板保持部は、回転部材を介して、支持体に保持されている。そして、その回転部材の内部の環状部材が、第1の基板保持部材および第2の基板保持部材を回転させる。このため、回転部材を第1の基板処理部材および第2の基盤保持部材と別部材とすることができる。環状部材は、回転部材の内部に保持されているため、環状部材と回転部材との摩擦によって、回転磨耗が発生した場合には、保持溝が形成された回転部材を交換することが可能となる。それゆえ、環状部材と保持溝との回転磨耗が発生したとしても、交換するのは、回転部材のみでよい。すなわち、第1の基板保持部材および第2の基板保持部材自体、第1の基板保持部材と第2の基板保持部材のそれぞれに設置された保持溝、および支持体は交換する必要が無くなる。このため、メンテナンス時の交換部品点数を削減することができ、低コスト化を図ることが可能となる。 According to said structure, a 1st board | substrate holding member is hold | maintained at a 2nd board | substrate holding member via a rotation member, and a 2nd board | substrate holding part is hold | maintained at a support body via a rotation member. ing. Then, the annular member inside the rotating member rotates the first substrate holding member and the second substrate holding member. For this reason, the rotating member can be a separate member from the first substrate processing member and the second substrate holding member. Since the annular member is held inside the rotating member, it is possible to replace the rotating member in which the holding groove is formed when rotational wear occurs due to friction between the annular member and the rotating member. . Therefore, even if rotational wear occurs between the annular member and the holding groove, only the rotating member needs to be replaced. That is, it is not necessary to replace the first substrate holding member and the second substrate holding member itself, the holding grooves provided in each of the first substrate holding member and the second substrate holding member, and the support. For this reason, the number of replacement parts at the time of maintenance can be reduced, and the cost can be reduced.
本基板回転機構において、上記回転部材には、上記環状部材と回転部材との摩擦によって生じる磨耗粉を回収する回収部が形成されていることが好ましい。 In the present substrate rotation mechanism, it is preferable that a collecting portion for collecting wear powder generated by friction between the annular member and the rotating member is formed on the rotating member.
上記の構成によれば、回転部材に摩擦粉を回収する回収部が形成されているため摩擦粉を回収することが可能である。これにより、磨耗粉が環状部材に付着したまま、研磨剤として作用することを防止できる。そのため、環状部材6や回転部材の磨耗も低減することができ、回転機構をさらに高寿命化することが可能となる。また、摩擦粉による、基板の汚染を防止できる。
According to said structure, since the collection | recovery part which collect | recovers friction powder is formed in the rotating member, it is possible to collect | recover friction powder. Thereby, it can prevent acting powder as an abrasive | polishing agent with the abrasion powder adhering to the annular member. Therefore, wear of the
本基板回転機構において、上記環状部材は、内径の異なる複数のリング状部材によって保持されていることが好ましい。 In the substrate rotating mechanism, the annular member is preferably held by a plurality of ring-shaped members having different inner diameters.
上記の構成によれば、環状部材が、内径の異なる複数のリング状部材に保持されているため、リング状部材とリング状部材との間に、所定の間隔(空間)が形成される。このため、さらに、径の異なる1対のリングのそれぞれの間には、空間が形成される。そして、この空間が、回収部としても機能する。これによって、回転部材にその厚みを増加させることが無く回収部を配設することが可能となる。 According to the above configuration, since the annular member is held by the plurality of ring-shaped members having different inner diameters, a predetermined interval (space) is formed between the ring-shaped member and the ring-shaped member. For this reason, a space is further formed between each of the pair of rings having different diameters. This space also functions as a collection unit. This makes it possible to dispose the recovery unit on the rotating member without increasing its thickness.
また、内径の異なる複数のリング状部材によって環状部材を保持することによって、遠心力により、より削れ量(磨耗量)の多い外周側の外周側リングを単独で交換することが可能となるため、メンテナンス時の交換部品点数を削減することができ、ランニングコストの低減が可能となる。 In addition, by holding the annular member with a plurality of ring-shaped members having different inner diameters, it becomes possible to independently replace the outer peripheral ring on the outer peripheral side with a larger amount of abrasion (amount of wear) by centrifugal force. The number of replacement parts at the time of maintenance can be reduced, and the running cost can be reduced.
本基板回転機構において、上記保持溝は、第1の基板保持部材および第2の基板保持部材を貫通する貫通部を有することが好ましい。 In the substrate rotation mechanism, it is preferable that the holding groove has a through portion that penetrates the first substrate holding member and the second substrate holding member.
上記の構成によれば、貫通部は、第1の基板保持部材および第2の基板保持部材を貫通している。このため、回転部材を交換(取外し)するときには、例えば、貫通部の深さ以上の長さの以上のねじ等を挿入し、複数のねじを順番に均等に締めていくことによって、回転部材へ余分な応力を加えずに取り外すことが可能となる。それゆえ、回転部材へ余分な応力を加えること無く、保持溝から回転部材Aを取り外すことが可能となる。 According to said structure, the penetration part has penetrated the 1st board | substrate holding member and the 2nd board | substrate holding member. For this reason, when exchanging (removing) the rotating member, for example, by inserting a screw having a length longer than the depth of the penetrating portion and tightening the screws evenly in order, It can be removed without applying excessive stress. Therefore, it is possible to remove the rotating member A from the holding groove without applying extra stress to the rotating member.
本発明にかかる成膜装置(本成膜装置)は、上記の課題を解決するために、前記いずれかの基板回転機構を備えていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a film forming apparatus according to the present invention (the present film forming apparatus) includes any one of the substrate rotating mechanisms.
上記の構成によれば、本基板回転機構を備えているため、第1の基板保持部材および第2の基板保持部材2自体、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2のそれぞれに設置されたリング溝17a、およびベースプレート7は交換する必要が無くなる。このため、低コスト化を図ることが可能となる。
According to the above configuration, since the present substrate rotation mechanism is provided, the first substrate holding member, the second
本成膜装置において、上記載置部は、基板の成膜処理面を、鉛直方向下向きに保持することが好ましい。これにより、基板の成膜処理面にゴミ等が付着しないため、均一な成膜処理が可能となる。 In the present film forming apparatus, it is preferable that the placement unit holds the film forming process surface of the substrate vertically downward. Thereby, since dust or the like does not adhere to the film forming surface of the substrate, a uniform film forming process is possible.
本基板回転機構は、以上のように、第1の基板保持部材と第2の基板保持部材との間、および、第2の基板保持部材と支持体との間に、第1の基板保持部材または第2の基板保持部材を回転させるための複数の環状部材を内部に保持した回転部材を備え、第1の基板保持部材および第2の基板保持部材に、上記回転部材を収容する保持溝が形成されている。それゆえ、環状部材と保持溝との回転磨耗が発生したとしても、交換するのは、回転部材のみでよい。すなわち、第1の基板保持部材および第2の基板保持部材自体、第1の基板保持部材と第2の基板保持部材のそれぞれに設置された保持溝、および支持体は交換する必要が無くなる。このため、低コスト化を図ることが可能となるという効果を奏する。 As described above, the substrate rotating mechanism includes the first substrate holding member between the first substrate holding member and the second substrate holding member, and between the second substrate holding member and the support. Alternatively, a rotation member that holds a plurality of annular members for rotating the second substrate holding member therein, and a holding groove that accommodates the rotation member is provided in the first substrate holding member and the second substrate holding member. Is formed. Therefore, even if rotational wear occurs between the annular member and the holding groove, only the rotating member needs to be replaced. That is, it is not necessary to replace the first substrate holding member and the second substrate holding member itself, the holding grooves provided in each of the first substrate holding member and the second substrate holding member, and the support. For this reason, there is an effect that the cost can be reduced.
以下、本発明の実施の一形態について説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。以下では、本実施形態として、本発明にかかる基板回転機構(本基板回転機構)を備えた成膜装置を例に挙げて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to this. Hereinafter, as this embodiment, a film forming apparatus including the substrate rotation mechanism (the present substrate rotation mechanism) according to the present invention will be described as an example.
〔実施の形態1〕
まず、本実施形態の成膜装置(本成膜装置)について説明する。図7は、本成膜装置の基本構成を示す断面図(断面模式図)である。図7に示すように、成膜装置10は、反応室R内部で、第1の処理基板保持部材1に保持された基板Wの表面(成膜処理面)に、所定の成膜処理を施すものである。成膜装置10は、反応室R内に、基板Wと、基板Wを自転または公転する自公転機構(基板回転機構)Aと、その他の必要な部分の温度を調節する温調装置TAを有する温調機構TCとを備えている。自公転機構Aは、第1の処理基板保持部材1を固定ギア3によって回転させることにより、第1の処理基板保持部材1に載置された基板Wを自転させるとともに、この第1の処理基板保持部材1が保持される第2の処理基板保持部材2を駆動ギア4によって回転させて基板Wを公転させるものである。
[Embodiment 1]
First, the film forming apparatus (this film forming apparatus) of this embodiment will be described. FIG. 7 is a cross-sectional view (schematic cross-sectional view) showing the basic configuration of the film forming apparatus. As shown in FIG. 7, the
なお、本実施形態において、「基板Wの自転」とは、基板Wを保持する第1の処理基板保持部材1上で回転することを示し、「基板Wの公転」とは、第1の処理基板保持部材1を保持する第2の処理基板保持部材2の回転軸C1を回転軸として回転することを示す。また、図7の成膜装置10では、基板Wを搬送する機構、基板Wに施す所定の成膜処理に用いる原料を導入する機構、および反応室Rの内部の圧力を所定の圧力に制御する機構等は省略してある。
In the present embodiment, “the rotation of the substrate W” indicates that the substrate W is rotated on the first processing
また、本基板回転機構およびそれを備えた成膜装置10は、MOCVD等の気相成長法を用いた成膜処理に、特に有効であるが、これに限定されるものではなく、この他にも、例えば、プラズマを用いた成膜処理として、プラズマCVDや、スパッタリング等の成膜処理、あるいは、気相中で基板の表面にエッチング処理を施すドライエッチング等のプロセス処理に適用することも可能である。
The substrate rotating mechanism and the
次に、本基板回転機構について説明する。図1は、自公転機構Aを備えた成膜装置10に用いられる回転機構の主要部を模式的に示す分解斜視図であり、図2は、その拡大図である。図1に示すように、基板Wの自公転機構Aは、主に、基板Wを保持する複数(図1では3つ)の開口を有する環状(リング形状)の第1の処理基板保持部材1と、この第1の処理基板保持部材1を球(環状部材)6を介して回転自在に保持する円板形状の第2の処理基板保持部材2と、第2の処理基板保持部材2を球6を介して回転自在に保持するベースプレート(支持体)7とから構成されている。
Next, the substrate rotation mechanism will be described. FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a main part of a rotation mechanism used in a
複数の第1の処理基板保持部材1は、後述のように、第2の処理基板保持部材2の回転軸C1を中心に、等距離に配置されるようになっている。言い換えれば、各第1の処理基板保持部材1の中心は、回転軸C1を中心とする同心円上に配置されるようになっている。
The plurality of first processing
また、各第1の処理基板保持部材1の外周部には、後述する固定ギヤ3の歯3aと噛合する歯1aが形成されている。なお、第1の処理基板保持部材1は、この固定ギア3と第2の処理基板保持部材2との間に設けられる。
Further,
また、第1の処理基板保持部材1の内周部には、基板Wを保持するための基板保持部(載置部)9が形成されている。この基板保持部9は、第1の処理基板保持部材1の固定ギア3側の表面から、第2の処理基板保持部材2側に窪み、第1の処理基板保持部材1表面と平行な平面を有するように形成されている。
In addition, a substrate holding portion (mounting portion) 9 for holding the substrate W is formed on the inner peripheral portion of the first processing
また、第1の処理基板保持部材1および基板保持部9の中央には開口が形成されており、この開口が、基板Wを基板保持部9に載置する際の基板挿入孔8となる。
An opening is formed in the center of the first processing
第2の処理基板保持部材2は、第1の処理基板保持部材1と支持体との間に設けられる。また、第2の処理基板保持部材2は、円盤形状であり、複数の第1の処理基板保持部材1が保持されるようになっている。また、第2の処理基板保持部材2の外周には、駆動ギア4の歯4aと噛合する歯2aが形成されている。なお、第2の処理基板保持部材2の表面(第1の処理基板保持部材1と対向する面)には、第1の処理基板保持部材1を保持するための保持溝17aが形成されている。この保持溝17aには、回転部材16Aの一方のリング16aが収納される。保持溝17aについては、後述する。
The second processing
ベースプレート7は、第2の処理基板保持部材2を保持するためのものである。ベースプレート7は、中央が開口した環状(リング状)の部材である。ベースプレート7の外径は、第2の処理基板保持部材2の外径よりもさらに大きくなっている。また、ベースプレート7の表面(第2の処理基板保持部材2との対向面)には、第2の処理基板保持部材2を保持するための保持溝17bが形成されている。この保持溝17bには、回転部材16Bの一方のリング16bが収納される。保持溝17bについては、後述する。
The
このように、成膜装置10の自公転機構Aは、固定ギア3,第1の処理基板保持部材1,第2の処理基板保持部材2,ベースプレート7の順に形成されている。また、第1の処理基板保持部材1(基板保持部9),第2の処理基板保持部材2,およびベースプレート7には、ベースプレート7から基板保持部9に貫通する開口が形成されている。
Thus, the self-revolving mechanism A of the
固定ギア3は、中央が開口した環状(リング状)であり、その内周部(開口)に、第1の処理基板保持部材1の歯1aと噛合する歯3aが形成されている。この開口(言い換えれば、内周部の歯)は、複数の第1の処理基板保持部材1のそれぞれに、接点を有するようになっている。そして、固定ギア3の回転によって、複数の第1の処理基板保持部材1の配置状態を維持したまま、各第1の処理基板保持部材1の中心を回転軸として、回転する。すなわち、前述のように、各第1の処理基板保持部材1の基板保持部9に載置された基板Wは、各第1の処理基板保持部材1の回転軸を回転軸として自転する。
The fixed
駆動ギア4は、円盤形状であり、その外周に、第2の処理基板保持部材2の外周の歯2aと噛合う歯4aを有している。これにより、駆動ギア4を駆動すると、第2の処理基板保持部材2が回転する。これに伴い、第2の処理基板保持部材2に保持された第1の処理基板保持部材1も回転する。第1の処理基板保持部材1は、第2の処理基板保持部材2の回転軸C1を回転軸として回転する。すなわち、前述のように、各第1の処理基板保持部材1は、回転軸C1の周囲を公転する。
The
なお、固定ギア3および駆動ギア4を駆動させる駆動機構としては、通常、用いられている駆動機構を使用することができ、例えば、比較的容易に安定した動作が実現可能な駆動機構として、磁気シールされたサーボモータやステッピングモータ等を用いることができる。
In addition, as a drive mechanism for driving the fixed
このように、自公転機構Aは、第1の処理基板保持部材1と、その外周部の歯1aと噛合う歯3aを有する固定ギア3と、第2の処理基板保持部材2と、第2の処理基板保持部材2の外周に設けられた歯2aと噛合する歯4aを有する駆動ギア4と、第2の処理基板保持部材2を保持するベースプレート7とを含んで構成される。そして、基板Wの成膜処理を施すべき面(表面)を下方(ベースプレート7側)に向けて、第1の処理基板保持部材の基板挿入孔8を通して基板保持部9に載置された基板Wが、自転および公転をしながら、成膜処理が施される。
As described above, the self-revolving mechanism A includes the first processing
次に、図1〜図3に基づいて、自公転機構Aの特徴的構成について説明する。図3は、回転部材16Aおよびその周囲の断面図である。自公転機構Aは、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2との間に、第1の処理基板保持部材1を回転させるための回転部材16Aを、第2の処理基板保持部材2とベースプレート7との間に、第2の処理基板保持部材2を回転させるための回転部材16Bとを備えている。そして特に、回転部材16A・16Bは、内部に、球(環状部材)6を保持していることを特徴としている。
Next, a characteristic configuration of the self-revolving mechanism A will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a sectional view of the rotating
本実施形態では、回転部材16A(16B)は、1対のリング16a・16a(16b・16b)を組み合わせてなり、そのリング16a・16a(16b・16b)の内部に沿って、複数の球6が保持されている。すなわち、回転部材16A(16B)の内部には、複数の球6が、全体としてリング状となるように、保持されている。なお、各図面では、外径の異なる1対のリング16a・16a(16b・16b)を組み合わせている。しかし、この外径は、同じでもよく、特に限定されるものではない。
In this embodiment, the rotating
より詳細には、回転部材16Aは、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2との間に設けられ、第2の処理基板保持部材2の保持溝17aに収容される。1対のリング16a・16aは、第1の処理基板保持部材1および第2の処理基板保持部材2と対向する面(外面)に接触面を有しており、内部の球6は、第1の処理基板保持部材1および第2の処理基板保持部材2に接触することはない。また、リング16a・16aは略相似形状であり、組み合わせて対をなすことにより、内部に略閉空間が形成される。この閉空間に、球6が保持される。リング16aの内径は、第1の処理基板保持部材1の窪んだ基板保持部9の外径にほぼ等しくなっている。また、図示しないが、第1の処理基板保持部材1のリング16aと対向する面(裏側)には、リング16aを収容するための保持溝が形成されている。すなわち、回転部材16Aのリング16a・16aは、第1の処理基板保持部材1および第2の処理基板保持部材2に形成された各保持溝に収容されるようになっている。
More specifically, the rotating member 16 </ b> A is provided between the first processing
これにより、図3に示すように、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2との間に設けられた、内部に球6を保持したリング16a・16aからなる回転部材16Aを介して、第1の処理基板保持部材1が第2の処理基板保持部材2上に保持されることとなる。
As a result, as shown in FIG. 3, the rotating member is provided between the first processing
回転部材16Bの構造は、大きさ以外は、回転部材16Aと略同様の構造である。すなわち回転部材16B、第2の処理基板保持部材2とベースプレート7との間に設けられ、ベースプレート7の保持溝17bに収容される。1対のリング16b・16bは、第2の処理基板保持部材2およびベースプレート7と対向する面(外面)に接触面を有しており、内部の球6は、第2の処理基板保持部材2およびベースプレート7に接触することはない。また、リング16b・16bは略相似形状であり、組み合わせて対をなすことにより、内部に略閉空間が形成される。この閉空間に、球6が保持される。リング16bの形状(大きさ)は、ベースプレート7の保持溝17bにほぼ等しくなっている。また、図示しないが、第2の処理基板保持部材2のリング16bと対向する面(裏側)にも、リング16bを収容するための保持溝17bが形成されている。すなわち、回転部材16Bのリング16b・16bは、第2の処理基板保持部材2およびベースプレート7に形成された各保持溝17bに収容されるようになっている。
The structure of the rotating
これにより、図示しないが、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2との間に設けられた、内部に球6を保持したリング16a・16aからなる回転部材16Aを介して、第1の処理基板保持部材1が第2の処理基板保持部材2上に保持されることとなる。
Thereby, although not shown in figure, it is provided between the 1st process
このように、自公転機構Aでは、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2との間、および、第2の処理基板保持部材2とベースプレート7との間に、内部に球6を有する回転部材16A・16Bを備えている。これにより、第1の処理基板保持部材1および第2の処理基板保持部材2を回転自在に保持できる構成となっている。このため、回転部材16A・16Bは、固定ギア3および駆動ギア7による第1の処理基板保持部材1または第2の処理基板保持部材2の回転を補助する回転補助部材ともいえる。
As described above, in the self-revolving mechanism A, there is an internal space between the first processing
さらに、図3に示すように、回転部材16A(16B)の内部(リング16a・16a(16b・16b)の各々)には、球6を保持する球保持溝14が形成されている。リング16a・16a(16b・16b)は、球保持溝14を内側に球6を挟み込むように対向するよう設置される。より詳細には、回転部材16Aの場合、リング16a・16aは、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2それぞれに設置された保持溝17aに、各々嵌め合わされている。また、回転部材16Bの場合は、第2の処理基板保持部材2およびベースプレート7のそれぞれに設置された保持溝17bに各々嵌め合わされている。このように、回転部材16A(16B)は、保持溝17a(17b)に収容されるため、見かけ上は、第1の処理基板保持部材1が第2の処理基板保持部材2に保持され、第2の処理基板保持部材2がベースプレート7に保持されているように見える。
Furthermore, as shown in FIG. 3, a
第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2との間、および、第2の処理基板保持部材2とベースプレート7との間は、球6によって、若干間隔が空いている。これにより、第1の処理基板保持部材1および第2の処理基板保持部材2の回転がスムーズに進行する。
The
さらに、球保持溝14は、特に、球6の中心の直下に、空間23を有するような形状である。このため、第1の処理基板保持部材1または第2の処理基板保持部材2の回転により、球6と、回転部材16aとの摩擦によって生じる磨耗粉は、その空間23に回収できる。つまり、この空間23は、磨耗粉を回収するための回収部となっている。
Further, the
球保持溝14は、図3の構成では、その断面が、球6を内接円とする四角形に略近い形状となっている。図3の断面図では、球6が、球保持溝14に4点で保持されている。球保持溝14は、各リング16a・16aに備えられており、互いに対向して配置され、球6を保持している。回転軸C1側を内側、固定ギア3側を上側とすると、球保持溝14は、球6を、第1の処理基板保持部材1側のリング16aでは、内側かつ上側の上内支持部18と外側かつ上側の上外支持部19との2点、第2の処理基板保持部材2側のリング16aでは、内側かつ下側の下内支持部20と外側かつ下側の下外支持部21で支持するように構成されている。さらに、上内支持部18と下外支持部21、および、上側の上外支持部19と下内支持部20は、球6の中心から対称となる位置にある。
In the configuration of FIG. 3, the cross-section of the
なお、各リング16a・16bは、耐熱性を有し、また、成膜に使用される原料ガスに対して、低反応性を有する材料、かつ、低摩擦係数、低被磨耗性を有する材料が用いられる。例えば、カーボン、アルミナ、窒化ホウ素、モリブデン、石英などが例示される。
Each of the
また、回転部材16A(16B)と保持溝17a(17b)との嵌合は、隙問嵌めによってなされる場合は、回転部材16A(16B)が回転力によって、移動しないように、キー溝、突起などによって、周方向移動を拘束するように構成する。周方向への移動を拘束するための回転部材16A(16B)の設置方法は、このような方法に限定するものではなく、回転部材16A(16B)が別の部材に固定・保持される方法であればよい。
Further, when the
なお、図3では、球6が、上側の上内支持部18と上側の上外支持部19との2点、下側の下内支持部20と下側の下外支持部21で支持するように構成されているが、これに限定されるものではない。
In FIG. 3, the
以上のように、本実施形態によれば、基板Wの自公転機構Aは、駆動ギア4の歯4aと第2の処理基板保持部材2の外周に形成された歯2aとを噛合させるとともに、第2の処理基板保持部材2の回転によって、回転部材16B内の球6を介して第1の処理基板保持部材1を、回転軸C1を回転軸として回転させる回転機構(公転機構)と、固定ギア3の歯3aと第1の処理基板保持部材1の外周に形成された歯1aとを噛合させるとともに、第2の処理基板保持部材2の回転によって回転部材16A内の球6を介して第1の処理基板保持部材1を回転させる回転機構(自転機構)とによって、第1の処理基板保持部材1を、基板Wを自公転する。
As described above, according to the present embodiment, the self-revolving mechanism A of the substrate W meshes the
そして、特に、球保持溝14が形成された回転部材16A(16B)を、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2との対向面にそれぞれに設置されたリング溝17a(第2の処理基板保持部材2とベースプレート7との対向面のそれぞれに設置されたリング溝17b)に、別部品として設置することができる。このため、球6と球保持溝14の回転磨耗が発生した場合には、球保持溝14が形成された回転部材16A(16B)を交換することが可能となる。それゆえ、球6と球保持溝14の回転磨耗が発生したとしても、第1の処理基板保持部材1および第2の処理基板保持部材2自体、第1の処理基板保持部材1と第2の処理基板保持部材2のそれぞれに設置されたリング溝17a、およびベースプレート7は交換する必要が無くなる。このため、メンテナンス時の交換部品点数を削減することができ、低コスト化が可能となる。
In particular, the ring member 17 </ b> A (16 </ b> B) in which the
また、本実施形態の構成においても、球6と球保持溝14の摩擦によって、球6および球保持溝14の材料が削れ、磨耗粉が発生することは避けられない。上記の回転磨耗の発生による、磨耗粉を、球保持溝14の空間23に回収することも可能である。これにより、成膜処理時における、基板Wの汚染を防止できる。
Also in the configuration of the present embodiment, it is inevitable that the material of the
また、複数の球6を設けることによって、基板W(被処理基板)の近傍に回転拘束する部材を設置できる為、高精度の回転が可能となる。これに対し、従来のベアリングは、回転により高温になることと、成膜のための材料ガスによる腐食とが問題となるため、被処理基板の近傍に適用できなかった。
Further, by providing a plurality of
なお、図3では、回転部材16Aについてのみ説明したが、回転部材16Bについても、略同様であるためその説明を省略する。 In FIG. 3, only the rotating member 16 </ b> A has been described, but the rotating member 16 </ b> B is also substantially the same, and the description thereof is omitted.
以下、実施の形態2〜実施の形態4として、本実施形態の自公転機構Aの別の構成例について、説明する。なお、基本的な構成は、実施の形態1の構成と同様であるため、以下の実施形態では、主に、異なる点について説明する。また、説明の便宜上、前記実施の形態1にて示した各部材と同一の機能を有する部材には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。 Hereinafter, another configuration example of the self-revolving mechanism A of the present embodiment will be described as the second to fourth embodiments. Since the basic configuration is the same as the configuration of the first embodiment, the following embodiment will mainly describe different points. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the first embodiment are given the same reference numerals and explanation thereof is omitted.
〔実施の形態2〕
図4は、本実施形態の回転部材16Aの別の構成例を示す断面図であり、図8はその回転部材16Aにおけるリング16aの斜視図である。前述のように、本発明の成膜装置10によっても、球6と球保持溝14との摩擦によって、球6および球保持溝14の材料が削れ、磨耗粉が発生することがある。実施の形態1の構成では、発生した磨耗粉が、球保持溝14の空いた空間23に溜まっていく。しかし、磨耗粉はその空間23に留まっておらず、回転によって、球6に付着し、球6また球保持溝14を研磨剤として削る働きを起こす。そのため、磨耗粉によって、球6や球保持溝14の磨耗が促進され、その寿命を低減させてしまう場合がある。
[Embodiment 2]
FIG. 4 is a sectional view showing another configuration example of the rotating
そこで、本実施の形態では、図4および図8に示すように、第2の処理基板保持部材2側のリング16aの球保持溝14における、球6の鉛直下方部(球6の真下の領域)に、磨耗粉回収溝15が形成されていることを特徴としている。この回収溝15は、実施の形態1の空間23を積極的に除去して、その領域を広くしたもの(空間の深さを深くしたもの)ともいえる。この回収溝15は、球6と球保持溝14との接触面を除く個所(その接触面以外の球保持溝14)に、磨耗粉回収溝15が形成されている。回収溝15の断面は、矩形形状、すなわち、全体として、リング16aとは内径の異なるリング状に形成されている。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 8, in the
本実施形態によれば、球6や球保持溝14の摩擦によって発生した磨耗粉は、重カによって回収溝15へ自由落下し、回収されるため、磨耗粉が球6へ付着したまま、研磨剤として作用することを防止できる。そのため、球6や球保持溝14の磨耗も低減することができ、回転機構をさらに高寿命化することが可能となる。尚、本回収溝15は、矩形断面に限定するものではなく、磨耗粉を回収可能な形状に構成すればよい。
According to the present embodiment, the abrasion powder generated by the friction of the
回転部材の摩擦によって磨耗粉が生じると、その磨耗粉によって、以下の不具合が発生すると考えられる。(a)磨耗紛の堆積によって回転精度が悪化(縦振れ、球の乗上による脱輪など);(b)磨耗紛が球16とリング16a・16aの間にあるため、砥粒加工のように研磨される(但し、磨耗紛が潤滑性を有するもの(例えば、カーボン、モリブデン、二硫化モリブデン、ボロンナイトライドなど)であれば、研磨されることは無いが(a)の問題は残る。)。すなわち、磨耗粉が、球6とリング16a・16aの間にあると、このような問題が発生する可能性がある。本実施形態では、回収溝15を積極的に形成しているため、このような問題を回避できる。
When wear powder is generated by friction of the rotating member, it is considered that the following problems occur due to the wear powder. (A) Rotational accuracy deteriorates due to accumulation of wear powder (longitudinal swing, de-wheeling due to ball climbing, etc.); (b) Since wear powder is between ball 16 and rings 16a and 16a, it looks like abrasive processing. (However, if the abrasion powder has lubricity (for example, carbon, molybdenum, molybdenum disulfide, boron nitride, etc.), it is not polished, but the problem (a) remains). ). That is, if the wear powder is between the
〔実施の形態3〕
図5は、本実施形態の回転部材16Aのさらに別の構成例を示す断面図であり、図9その回転部材16Aの分解図である。
[Embodiment 3]
FIG. 5 is a cross-sectional view showing still another configuration example of the rotating
実施の形態2の構成例では、磨耗粉を回収するための回収溝15の領域を広くして、効率よく磨耗粉を回収するためには、球保持溝構成リング16Aの厚みを厚く構成して回収溝15を加工する必要がある。
In the configuration example of the second embodiment, in order to widen the region of the
しかしながら、回転部材16A(16B)の厚みを増加させることは、回転部材16A(16B)の重量増加を招くため、第2の処理基板保持部材2の重量が増加する。すなわち、ベースプレート7へ設置された回転部材16Bへかかる負荷が増加する。負荷の増加は、回転機構の寿命を低減させるため、極力軽量化を図ることが好ましい。また、回転部材16A(16B)に働く遠心力は、その内周側に比べて、外周側の方が大きくなるため、回転部材16A(16B)にかかる負荷も、遠心力のより大きい、外周側に大きくかかる。このため、磨耗による削れは外周側が大きくなる。
However, increasing the thickness of the rotating
そこで、本実施形態では、図5および図8に示すように、回転部材16A(各リング16a・16a)を内周側リング24a・24bと外周側リング25a・25bのように2分割する。内周側リング24a・24bは、リング溝17aの内周側へ嵌合され、外周側リング25a・25bは、リング溝17aの外周側へ嵌合される。内周側リング24a・24bと外周側リング25a・25bとの間には、空間が配設され、その空間が回収溝15の機能を有する。言い換えれば、実施の形態2の空間23および実施の形態3の回収溝15を、保持溝17a方向に第1の処理基板保持部材1または第2の処理基板保持部材2に達するまで、加工した構成ともいえる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 8, the rotating
以上のように、本実施形態によれば、1対の部材から構成していた回転部材16A(16B)、すなわち、リング16a・16a(16b・16b)のそれぞれを、円周方向に2分割する構成である。すなわち、リング16a・16aのそれぞれは、径の異なる1対のリングとなる。そして、各リングには、球6との接点(接面)がある。すなわち、球6は、4つのリングによって保持される。さらに、径の異なる1対のリングのそれぞれの間には、空間が形成される。この空間が、回収溝15として機能する。これによって、回転部材16にその厚みを増加させることが無く回収溝15を配設することが可能となる。このため,回転部材16Aの軽量化が可能となる。また、遠心力により、より削れ量(磨耗量)の多い外周側の外周側リング25a・25bを単独で交換することが可能となるため、メンテナンス時の交換部品点数を削減することができ、ランニングコストの低減が可能となる。
As described above, according to the present embodiment, each of the
〔実施の形態4〕
図6は、本実施形態の回転部材16Aのさらに別の構成例を示す断面図であり、図10はその回転部材16Aの分解図ある。前述までの実施形態では、回転部材16Aは、保持溝17aに収容されるため、回転部材16Aの交換時、例えば、回転部材16Aの洗浄のために取外しを行うようなときには、その取外しが難しく、取外し時に、回転部材16Aに破損する恐れがある。
[Embodiment 4]
FIG. 6 is a sectional view showing still another configuration example of the rotating
そこで、本実施例では、保持溝17aのリング16a・16aと対向する面に、保持溝17aへ回転部材16Aを設置(収容)した際、第1の処理基板保持部材1の表面から、保持溝17aの端面まで貫通する、複数の突き上げ孔(貫通部)26を設けることを特徴としている。具体的には、図6および図10に示すように、第1の処理基板保持部材1では、この突き上げ孔26は、リング16aまで貫通したリング状となっている。一方、第2の処理基板保持部材2では、この突き上げ孔26は、第2の処理基板保持部材2の円周上に複数の突き上げ孔26が点在している。第2の処理基板保持部材2の突き上げ孔26は、メネジ穴で構成されており、突き上げ孔26の深さ以上の長さのオネジが配設される。回転部材16Aを取り外しする際には、突き上げ孔26へ、突き上げ孔26の深さ以上の長さのオネジを挿入し、複数のオネジを順番に均等に締めていくことによって、回転部材16Aへ余分な応力を加えずに取り外すことが可能となる。また、第1の処理基盤保持部材1の突き上げ孔26も同様にして、回転部材16A(リング16a)を取り外すことが可能となる。
Therefore, in this embodiment, when the rotating
以上のように、本実施例によれば、球保持溝構成リング16へ余分な応力を加えること無く、保持溝17から回転部材16Aを取り外すことが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to remove the rotating
なお、本発明にかかる基板回転機構は、以下のように表現することもできる。 The substrate rotation mechanism according to the present invention can also be expressed as follows.
〔1〕反応室内部に回転自在に保持された被処理基板を保持し、該被処理基板に反応ガスを供給しつつ前記反応室内部を加熱し、CVD処理方法により前記被処理基板に成膜する基板処理装置において、回転自在に保持された処理基板保持部材の回転機構は、被処理基板の近傍に複数個の球が設置されるとともに、その回転受部(回転部材16A・16B)は、球を保持するリング状の球保持溝が形成された球保持溝構成リング(リング16a・16b)と、その球保持溝構成リングを保持するリング溝(保持溝)とを備えていることを特徴とする基板回転機構。
[1] A substrate to be processed held rotatably in a reaction chamber is held, the reaction chamber is heated while supplying a reaction gas to the substrate to be processed, and a film is formed on the substrate by a CVD processing method. In the substrate processing apparatus, the rotation mechanism of the processing substrate holding member rotatably held has a plurality of spheres installed in the vicinity of the substrate to be processed, and the rotation receiving portions (rotating
この構成によると、球保持溝が形成された球保持溝構成リングを、回転機構(第1の処理基板保持部材と第2の処理基板保持部材のそれぞれ)に設置されたリング溝、第2の処理基板保持部材、ベースプレートそれぞれに設置されたリング溝に別部品として設置することができるため、球と球保持溝の回転磨耗が発生した場合には、球保持溝が形成された球保持溝構成リングを交換することが可能となり、第1の処理基板保持部材と第2の処理基板保持部材それぞれに設置されたリング溝、第2の処理基板保持部材、ベースプレートは交換する必要が無くなるため、低コスト化が可能な基板回転機構を提供することができる。 According to this configuration, the sphere holding groove forming ring in which the sphere holding groove is formed is provided with the ring groove, the second groove installed in the rotation mechanism (each of the first processing substrate holding member and the second processing substrate holding member). Since it can be installed as a separate part in the ring groove installed on each of the processing substrate holding member and the base plate, the ball holding groove configuration in which the ball holding groove is formed when rotational wear of the ball and the ball holding groove occurs Since the ring can be exchanged, the ring groove, the second treatment substrate holding member, and the base plate installed in each of the first treatment substrate holding member and the second treatment substrate holding member need not be exchanged. It is possible to provide a substrate rotating mechanism capable of reducing costs.
〔2〕上記回転受部には、球を保持する球保持溝と、球と球保持溝との接触面を除く個所に、更に回収溝が設置されたことを特徴とする上記〔1〕記載の基板回転機構。 [2] The above-mentioned [1], wherein the rotation receiving portion is further provided with a collection groove at a location excluding a ball holding groove for holding the ball and a contact surface between the ball and the ball holding groove. Substrate rotation mechanism.
〔3〕上記回転受部は、球保持溝構成リングが2分割されることを特徴とする上記〔1〕または〔2〕に記載の基板回転機構。 [3] The substrate rotation mechanism according to the above [1] or [2], wherein the rotation receiving portion has a sphere holding groove constituting ring divided into two.
〔4〕上記回転受部を保持する回転受部保持部は、球保持溝構成リングを保持するリング溝に、球保持構成リング端面まで貫通する突き上げ孔を有することを特徴とする〔1〕,〔2〕,または〔3〕に記載の基板回転機構。 [4] The rotation receiving portion holding portion for holding the rotation receiving portion has a push-up hole penetrating to the end surface of the ball holding structure ring in the ring groove holding the ball holding groove forming ring [1], The substrate rotating mechanism according to [2] or [3].
〔2〕の発明によると、球や球保持溝の摩擦によって発生した磨耗粉は、重力によって回収溝へ自由落下し、回収されるため、磨耗粉が球へ付着したまま、研磨剤として作用することを防止することが可能となる。そのため、球や球保持溝の磨耗も低減することができ、回転機構を高寿命化することが可能となる基板回転機構を提供することができる。 According to the invention of [2], the abrasion powder generated by the friction of the sphere and the sphere holding groove freely falls into the collection groove by gravity and is collected, so that the abrasion powder remains attached to the sphere and acts as an abrasive. This can be prevented. Therefore, wear of the sphere and the sphere holding groove can be reduced, and a substrate rotation mechanism that can extend the life of the rotation mechanism can be provided.
このように、本発明によれば、反応室内部に回転自在に保持された被処理基板を保持し、該被処理基板に反応ガスを供給しつつ前記反応室内部を加熱し、CVD処理方法により前記被処理基板に成膜する基板処理装置において、基板回転機構の長寿命化、低コスト化が図れる基板回転機構を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the substrate to be processed that is rotatably held in the reaction chamber is held, and the reaction chamber is heated while supplying the reaction gas to the substrate to be processed. In the substrate processing apparatus for forming a film on the substrate to be processed, it is possible to provide a substrate rotating mechanism capable of extending the life and cost of the substrate rotating mechanism.
〔3〕の発明によると、球保持溝構成リングを2分割することによって、球保持溝構成リングにその厚みを増加させることが無く回収溝を配設することが可能となり、軽量化が可能となる。また、より削れ量の多い外周側の外周側球保持溝構成リングを単独で交換することが可能となるため、メンテナンス時の交換部品点数を削減することができ、ランニングコストの低減が可能となる基板回転機構を提供することができる。 According to the invention of [3], by dividing the sphere holding groove constituting ring into two, it becomes possible to dispose the collecting groove without increasing the thickness of the sphere holding groove constituting ring, and the weight can be reduced. Become. In addition, it is possible to replace the outer peripheral side ball holding groove constituting ring on the outer peripheral side with a larger amount of shaving alone, so that the number of replacement parts at the time of maintenance can be reduced, and the running cost can be reduced. A substrate rotation mechanism can be provided.
〔4〕の発明によると、球保持溝構成リングへ余分な応カを加えること無く、リング溝から球保持溝構成リングを取り外すことが可能となる基板回転機構を提供することができる。 According to the invention of [4], it is possible to provide a substrate rotating mechanism that enables the ball holding groove constituting ring to be removed from the ring groove without adding extra force to the ball holding groove constituting ring.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明に係る基板回転機構およびそれを備えた成膜装置は、MOCVD等の気相成長法を用いた成膜処理に、特に有効であるが、これに限定されるものではなく、この他にも、例えば、プラズマを用いた成膜処理として、プラズマCVDや、スパッタリング等の成膜処理、あるいは、気相中で基板の表面にエッチング処理を施すドライエッチング等のプロセス処理に適用することも可能である。 The substrate rotation mechanism and the film forming apparatus including the same according to the present invention are particularly effective for film forming processing using a vapor phase growth method such as MOCVD, but are not limited thereto. In addition, for example, as a film forming process using plasma, it can also be applied to a film process such as plasma CVD or sputtering, or a process process such as dry etching in which an etching process is performed on the surface of a substrate in a gas phase. It is.
A 自公転機構(基板回転機構)
W 基板
1 第1の処理基板保持部材(第1の基板保持部材)
2 第2の処理基板保持部材(第2の基板保持部材)
6 球(環状部材)
7 ベースプレート(支持体)
9 基板保持部(載置部)
10 成膜装置
14 球保持溝
15 回収溝(回収部)
16A・16B 回転部材
17a・17b 保持溝
24a・24b内周側リング(リング状部材)
25a・25b外周側リング(リング状部材)
26 突き上げ孔(貫通部)
A Self-revolution mechanism (substrate rotation mechanism)
2 Second processing substrate holding member (second substrate holding member)
6 sphere (annular member)
7 Base plate (support)
9 Substrate holder (mounting part)
10
16A,
25a / 25b outer ring (ring-shaped member)
26 Push-up hole (through part)
Claims (6)
複数の第1の基板保持部材を、回転自在に保持する第2の基板保持部材と、
第2の基板保持部材を保持する支持体とを備えた基板回転機構において、
第1の基板保持部材と第2の基板保持部材との間、および、第2の基板保持部材と支持体との間に、第1の基板保持部材または第2の基板保持部材を回転させるための複数の環状部材を内部に保持した回転部材を備え、
第1の基板保持部材および第2の基板保持部材に、上記回転部材を収容する保持溝が形成されていることを特徴とする基板回転機構。 A first substrate holding member having a mounting portion for mounting the substrate and rotatably holding the substrate;
A second substrate holding member for rotatably holding a plurality of first substrate holding members;
In a substrate rotation mechanism comprising a support that holds the second substrate holding member,
To rotate the first substrate holding member or the second substrate holding member between the first substrate holding member and the second substrate holding member and between the second substrate holding member and the support. A rotating member holding the plurality of annular members inside,
A substrate rotation mechanism, wherein the first substrate holding member and the second substrate holding member are formed with holding grooves for receiving the rotating member.
The film forming apparatus according to claim 5, wherein the placement unit holds the film forming surface of the substrate downward in the vertical direction.
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