JP2012153927A - Film forming apparatus with rotation support structure - Google Patents

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Masayasu Futagawa
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film forming apparatus with a rotation support structure that can stabilize film-forming conditions and reduce cost by using a material reduced to the necessary minimum with a simple shape and having good wear resistance.SOLUTION: The film forming apparatus includes a guide member 13, a self-rotating ring 14, and a rolling element 16 placed between the guide member and the self-rotating ring. The apparatus has a rotation support structure 15 that can rotate in the gravity direction as a rotational axis under a high temperature environment. In a direction parallel to the rotational axis, a first rail 17 and a second rail 18 are disposed between the rolling element 16 and the guide member 13 and between the rolling element 16 and the self-rotating ring 14, respectively. Surfaces of the first and second rails 17, 18 in contact with the rolling element 16 are perpendicular to the rotational axis.

Description

本発明は、高温環境下で回転する回転支持構造を有する成膜装置に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus having a rotation support structure that rotates in a high temperature environment.

半導体レーザー素子、LED(発光ダイオード:Light Emitting Diode)素子等の化合物半導体の製造には、一般的にMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)装置が用いられている。   Generally, a MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) apparatus is used to manufacture compound semiconductors such as a semiconductor laser element and an LED (Light Emitting Diode) element.

図6は従来のMOCVD装置の側面断面図である。このMOCVD装置100は、反応室20の内部においてウエハ30が回転台40の上面に設けられた複数の載置台50に載せられている(本図では2個のみ図示)。ウエハ30の材料は、例えばSi、GaAs、GaN、サファイアガラス等、生産する素子の種類により適切なものが使用される。   FIG. 6 is a side sectional view of a conventional MOCVD apparatus. In the MOCVD apparatus 100, a wafer 30 is placed on a plurality of mounting tables 50 provided on the upper surface of a rotating table 40 in the reaction chamber 20 (only two are shown in the figure). As the material of the wafer 30, for example, an appropriate material such as Si, GaAs, GaN, or sapphire glass is used depending on the type of element to be produced.

回転台40は、回転軸60の上端で支持されており、回転軸60はモーター70によって回転するようになっている。また、回転台40の上面に設けられた複数の載置台50は、それぞれ自転するように構成されている。このウエハ30を載置した載置台50を自転させる仕組みは、結晶成長層の均一性を向上させるために設けられたもので、結晶成長中にウエハ30を自転させることにより、成長する膜の均一性を高めることができる。具体的な構造は、例えば特許文献1〜3に記載されているものがある。   The turntable 40 is supported by the upper end of the rotating shaft 60, and the rotating shaft 60 is rotated by a motor 70. In addition, the plurality of mounting tables 50 provided on the upper surface of the turntable 40 are each configured to rotate. The mechanism for rotating the mounting table 50 on which the wafer 30 is mounted is provided in order to improve the uniformity of the crystal growth layer. By rotating the wafer 30 during the crystal growth, the film to be grown is made uniform. Can increase the sex. Specific structures include those described in Patent Documents 1 to 3, for example.

更に、回転台40の下方にはヒーター80が配置されており、ヒーター80によってウエハ30を加熱できるようになっている。反応室20の上側面には配管90が接続されており、この配管90の装置内部の先端はガス吹き出し口1000となっており、原料ガス110が結晶膜の原料としてウエハ30表面に供給される。配管90の装置外部の他端には図示しないガス供給装置が接続されている。   Further, a heater 80 is disposed below the turntable 40 so that the wafer 30 can be heated by the heater 80. A pipe 90 is connected to the upper surface of the reaction chamber 20, and the tip of the pipe 90 inside the apparatus is a gas outlet 1000, and the source gas 110 is supplied to the surface of the wafer 30 as a raw material for the crystal film. . A gas supply device (not shown) is connected to the other end of the pipe 90 outside the device.

この原料ガス110は、載置台50上に載せられ、かつヒーター80によって加熱されたウエハ30上を通過後、下流側に設けられた排気経路120より排気される。その結果、ウエハ30上近傍で所望の化学反応が行われることによってウエハ30上に所望の成膜処理が実行される。   This raw material gas 110 is placed on the mounting table 50 and passes through the wafer 30 heated by the heater 80, and then exhausted from the exhaust path 120 provided on the downstream side. As a result, a desired chemical reaction is performed in the vicinity of the wafer 30 to execute a desired film forming process on the wafer 30.

特公平7−78276号公報(第7a図)Japanese Examined Patent Publication No. 7-78276 (Fig. 7a) 特開2002−175992号公報(図1)Japanese Patent Laid-Open No. 2002-175992 (FIG. 1) 特開2007−243060号公報(図1)Japanese Patent Laying-Open No. 2007-243060 (FIG. 1)

近年、照明やフラットパネルディスプレイのバックライト分野のLED化が急速に進捗しており、これに使用される青色LEDの需要が拡大を続けている。その為、青色LEDの生産に用いられるMOCVD装置においても一台当たりの生産能力を拡大する為に使用するウエハサイズが大型化している。   In recent years, the use of LEDs in the backlight field of lighting and flat panel displays has been rapidly progressing, and the demand for blue LEDs used for this has continued to expand. Therefore, even in the MOCVD apparatus used for the production of blue LEDs, the wafer size used for expanding the production capacity per unit is increasing.

特許文献1では載置台をガス流により浮上・回転させる方法が開示されているが、ガス流により浮上・回転させる方法は、ガス流による載置台の冷却作用を考慮して加熱しなければならない点と、ウエハの回転数が管理できない問題がある。   Patent Document 1 discloses a method for levitating and rotating a mounting table by a gas flow, but the method for levitating and rotating by a gas flow requires heating in consideration of the cooling action of the mounting table by a gas flow. There is a problem that the number of rotations of the wafer cannot be managed.

一方、特許文献2と特許文献3におけるベアリング、もしくは転動体と遊星ギヤを用いる方法は上記課題が無い為、これまで広く用いられてきた。しかしながら、近年の2〜3インチから4インチを経て6インチ以上へというウエハの大型化によって、ウエハを載置する回転部材の重量増加が著しい。   On the other hand, the methods using the bearings or rolling elements and planetary gears in Patent Document 2 and Patent Document 3 have been widely used so far because there is no such problem. However, as the size of the wafer increases from 2 to 3 inches in recent years to 4 inches through 6 inches or more, the weight of the rotating member on which the wafer is placed is remarkably increased.

その結果、前記ベアリング、もしくは転動体、及びこれらが転動接触する転動面に加わる負荷が増大した為、前記ベアリング、もしくは転動体、及びこれらが転動接触する転動面の摩耗が急速に進行するという問題が発生している。   As a result, since the load applied to the bearing or the rolling element and the rolling contact surface with which they are in rolling contact is increased, the wear of the bearing or the rolling element and the rolling contact surface with which they are in rolling contact is rapidly increased. There is a problem of progress.

MOCVD装置では載置台近傍は800℃から1000℃を越える温度となる為、耐熱性、加工性からグラファイトや窒化硼素系の材料が用いられるが、これらの材料は一般に脆く、摩耗しやすい。摩耗が進行すると回転抵抗が増加し、なめらかな回転が阻害される他、摩耗粉によるウエハ表面の汚染等の問題が発生する。さらに、摩耗の進行によって載置台の高さが徐々に低下することで成膜条件が刻々と変わっていく為、安定な生産ができないという深刻な問題も発生する。   In the MOCVD apparatus, the vicinity of the mounting table has a temperature of 800 ° C. to over 1000 ° C., and therefore, graphite and boron nitride-based materials are used from the viewpoint of heat resistance and workability. However, these materials are generally brittle and easily worn. As wear progresses, rotational resistance increases, and smooth rotation is hindered. In addition, problems such as contamination of the wafer surface with wear powder occur. Furthermore, since the film formation conditions change every moment as the height of the mounting table gradually decreases with the progress of wear, there is a serious problem that stable production cannot be performed.

この摩耗問題を軽減する為には、転動体と転動体が接触する部材を耐熱且つ耐摩耗材料で作製すればよい。例えば、ガイド部材13や載置台5をすべてアルミナ(Al23)で製作する方法が考えられる。もしくはすべてアルミナで構成されたベアリングを用いる方法も考えられる。しかしながら、アルミナは高硬度であり耐摩耗性を期待できる反面、加工性が悪く、大きくかつ複雑な形状に精度良く成形することが困難であり、高コストになるという問題がある。 In order to reduce this wear problem, the rolling element and the member that contacts the rolling element may be made of a heat-resistant and wear-resistant material. For example, a method in which the guide member 13 and the mounting table 5 are all made of alumina (Al 2 O 3 ) can be considered. Alternatively, a method using a bearing composed entirely of alumina is also conceivable. However, alumina has high hardness and can be expected to have wear resistance, but has poor workability, and it is difficult to accurately form a large and complicated shape, resulting in a high cost.

本発明は、単純な形状で必要最小限に抑えた耐摩耗性の良い材料を用い、成膜条件の安定化と低コスト化とを実現する回転支持構造を有する成膜装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a film forming apparatus having a rotary support structure that uses a simple shape and has a minimum wear resistance and achieves stable film forming conditions and low cost. Objective.

上記目的を達成するために本発明は、非回転部材と、回転部材と、両部材間に配された転動体とを備え、高温環境下で重力方向を回転軸として回転する回転支持構造を有する成膜装置であって、前記回転軸と平行な方向において、前記転動体と前記非回転部材との間に第1内張部材を、前記転動体と前記回転部材との間に第2内張部材をそれぞれ配し、第1及び第2内張部材の前記転動体との接面は前記回転軸に垂直であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention includes a rotation support structure that includes a non-rotating member, a rotating member, and a rolling element disposed between the two members, and that rotates in a high-temperature environment with the direction of gravity as the rotation axis. In the film forming apparatus, in a direction parallel to the rotation axis, a first lining member is provided between the rolling element and the non-rotating member, and a second lining member is provided between the rolling element and the rotating member. The members are arranged, and the contact surfaces of the first and second lining members with the rolling elements are perpendicular to the rotation axis.

上記の回転支持構造を有する成膜装置において、第1及び/又は第2内張部材の前記転動体との接面とは異なる面の少なくとも一部が、前記回転支持構造の外部から見て曝露していることが好ましい。   In the film forming apparatus having the above rotation support structure, at least a part of a surface different from the contact surface of the first and / or second lining member with the rolling element is exposed as viewed from the outside of the rotation support structure. It is preferable.

また上記の回転支持構造を有する成膜装置において、前記非回転部材及び第1内張部材がリング状であり、第1内張部材の内側面の少なくとも一部が前記非回転部材の内側から見て曝露していることが好ましい。   Further, in the film forming apparatus having the above rotation support structure, the non-rotating member and the first lining member are ring-shaped, and at least a part of the inner surface of the first lining member is viewed from the inside of the non-rotating member. Are preferably exposed.

また上記の回転支持構造を有する成膜装置において、前記回転部材及び第2内張部材がリング状であり、第2内張部材の内側面の少なくとも一部が前記回転部材の内側から見て曝露していることが好ましい。   Further, in the film forming apparatus having the above rotation support structure, the rotating member and the second lining member are ring-shaped, and at least a part of the inner surface of the second lining member is exposed when viewed from the inside of the rotating member. It is preferable.

また上記の回転支持構造を有する成膜装置において、第1及び/又は第2内張部材の外側面の少なくとも一部が前記回転支持構造の外側から見て曝露していることが好ましい。   In the film forming apparatus having the rotation support structure, it is preferable that at least a part of the outer surface of the first and / or second lining member is exposed as viewed from the outside of the rotation support structure.

また上記の回転支持構造を有する成膜装置において、第1及び/又は第2内張部材の前記転動体との接面とは反対面の一部が、前記回転支持構造の外部から見て曝露していることが好ましい。   Further, in the film forming apparatus having the above rotation support structure, a part of the surface opposite to the contact surface of the first and / or second lining member with the rolling element is exposed as viewed from the outside of the rotation support structure. It is preferable.

また上記の回転支持構造を有する成膜装置において、第1及び/又は第2内張部材の前記転動体との接面とは反対面の一部が、前記非回転部材又は前記回転部材に形成された貫通穴を介して前記回転支持構造の外部から見て曝露していることが好ましい。   Further, in the film forming apparatus having the rotation support structure described above, a part of the surface opposite to the contact surface of the first and / or second lining member with the rolling element is formed on the non-rotating member or the rotating member. It is preferable that the exposed portion is exposed from the outside of the rotary support structure through the formed through hole.

本発明によると、転動体及び転動体が接触する最も大きな重力荷重負荷が加わる部分を限定的に耐摩耗性が良い材料を用いて作製された内張部材で保護できるので、ウエハ径が大きくなっても摩耗を抑制することができる。   According to the present invention, the rolling element and the portion to which the largest gravitational load applied to contact with the rolling element can be protected by the lining member made using a material having limited wear resistance, so that the wafer diameter is increased. However, wear can be suppressed.

また、耐摩耗性が良い材料の使用量を必要最小限に抑えられると共に、内張部材は非常に単純な形状にでき、かつ十分な効果が得られる為、低コストで実現することができる。   In addition, the amount of the material having good wear resistance can be minimized, and the lining member can be formed in a very simple shape and a sufficient effect can be obtained, so that it can be realized at low cost.

また、複数の転動体それぞれの内張部材と接触する2つの接触点を結ぶ直線は回転軸に平行になるので、転動体と内張部材とは主に転がり接触が発生することになる為、よりいっそう摩耗を抑制することができる。その結果、長期間にわたってなめらかな回転が維持されると共に、載置台の位置変化を抑制でき、かつ摩耗粉による汚染も防止できる。   In addition, since the straight line connecting the two contact points that contact the lining member of each of the plurality of rolling elements is parallel to the rotation axis, the rolling element and the lining member mainly generate rolling contact. Wear can be further suppressed. As a result, smooth rotation can be maintained over a long period of time, a change in the position of the mounting table can be suppressed, and contamination by wear powder can also be prevented.

また、少なくとも一方の内張部材の、転動体及び転動体と接触する面とは異なる面の一部がガイド部材や載置台から外側もしくは内側、もしくは内張部材の転動体と接触する面に対し裏面となる側の少なくとも一部が回転支持構造体の外部から見て曝露されている為、内張部材と載置台とを一体的に取り扱いできるように保持、もしくは組み立て時に両者の嵌合状態を確認しながら組み立てができるようになり、組み立て性が大幅に改善される。   In addition, at least one of the lining members is different from the rolling element and the surface that contacts the rolling element on the outer side or the inner side from the guide member or the mounting table, or the surface that contacts the rolling element of the lining member. Since at least a part of the back side is exposed from the outside of the rotary support structure, it is held so that the lining member and the mounting table can be handled integrally, or the fitting state of both is maintained during assembly. Assembling can be performed while checking, and assemblability is greatly improved.

第1実施形態のMOCVD装置の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the MOCVD apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態のMOCVD装置の回転支持構造の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the rotation support structure of the MOCVD apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態のMOCVD装置の他の形態の回転支持構造の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the rotation support structure of the other form of the MOCVD apparatus of 1st Embodiment. 第2実施形態の回転支持構造の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the rotation support structure of 2nd Embodiment. 第3実施形態の回転支持構造の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the rotation support structure of 3rd Embodiment. 従来のMOCVD装置の側面断面図である。It is side surface sectional drawing of the conventional MOCVD apparatus.

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。各実施形態で具体的に説明している部分の組み合わせ、寸法等に限るものではなく、特に支障が生じなければ、異なる組み合わせ、寸法であってもよい。また実施形態は、本発明に係る技術を具体化するために例示するものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明に係る技術内容は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。   Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, parts corresponding to items already described in the forms preceding each form may be denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section. It is not restricted to the combination of the part specifically demonstrated by each embodiment, a dimension, etc., If a trouble does not arise especially, a different combination and dimension may be sufficient. Further, the embodiments are exemplified to embody the technology according to the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention. The technical contents according to the present invention can be variously modified within the technical scope described in the claims.

(第1実施形態)
図1は第1実施形態のMOCVD装置の側面断面図である。MOCVD装置(成膜装置)1は、反応室2を有し、反応室2の内部には重力方向を回転軸方向として回転する回転台4を備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a side sectional view of the MOCVD apparatus according to the first embodiment. The MOCVD apparatus (film formation apparatus) 1 includes a reaction chamber 2 and includes a turntable 4 that rotates in the reaction chamber 2 with the direction of gravity as the rotation axis direction.

回転台4の上側にはガイド部材(非回転部材)13と自転リング(回転部材)14とを含み、回転台4と同様に重力方向を回転軸方向として回転しうる回転支持構造15が複数配置され、それぞれの自転リング14には載置台5が配置されている。載置台5の上面には被処理ウエハとしてのウエハ3が設置される。装置によっては載置台5の上面にウエハ3を直接置かずに、石英や窒化硼素、炭化珪素、グラファイト等で作られたウエハホルダーを使用する場合もある。ウエハ3としては、たとえばSi、GaAsやInP、GaN、サファイア等が使用される。   A plurality of rotation support structures 15 that include a guide member (non-rotating member) 13 and a rotating ring (rotating member) 14 on the upper side of the turntable 4 and that can rotate with the gravitational direction as the rotation axis direction are arranged similarly to the turntable 4 The mounting table 5 is disposed on each of the rotation rings 14. A wafer 3 as a wafer to be processed is placed on the upper surface of the mounting table 5. Depending on the apparatus, a wafer holder made of quartz, boron nitride, silicon carbide, graphite or the like may be used without directly placing the wafer 3 on the upper surface of the mounting table 5. As the wafer 3, for example, Si, GaAs, InP, GaN, sapphire or the like is used.

回転台4の下側には加熱手段としてのヒーター8が配置されている。回転台4には回転台4に接続された回転軸6が通っている。回転軸6の下端にはモーター7が設けられている。また、図示しない回転駆動手段によって自転リング14側面に駆動力を加えることで回転駆動可能に構成されている。   A heater 8 as a heating means is disposed below the turntable 4. A rotating shaft 6 connected to the rotating table 4 passes through the rotating table 4. A motor 7 is provided at the lower end of the rotating shaft 6. Moreover, it is comprised so that rotation drive is possible by applying a drive force to the autorotation ring 14 side surface by the rotation drive means which is not shown in figure.

反応室2の上部(上側面)には配管9が接続されており、この配管9の装置内部側の先端はガス吹き出し口10となっており、回転台4の回転軸上から回転台4表面に沿って放射状に、原料ガス11が結晶膜の原料としてウエハ3表面に供給される。一方、配管9の装置外部側の他端には図示しないガス供給装置が接続されている。原料ガス11は、載置台5上に載せられ、かつヒーター8によって加熱されたウエハ3上を通過後、下流側に設けられた排気経路12より排気される。その結果、ウエハ3上近傍で所望の化学反応が行われることによってウエハ3上に所望の成膜処理が実行される。   A pipe 9 is connected to the upper part (upper side surface) of the reaction chamber 2, and a tip of the pipe 9 on the inside of the apparatus serves as a gas outlet 10, and the surface of the turntable 4 from the rotation axis of the turntable 4. The raw material gas 11 is supplied to the surface of the wafer 3 as a raw material for the crystal film. On the other hand, a gas supply device (not shown) is connected to the other end of the pipe 9 outside the device. The raw material gas 11 is placed on the mounting table 5, passes through the wafer 3 heated by the heater 8, and then exhausted from an exhaust path 12 provided on the downstream side. As a result, a desired film formation process is performed on the wafer 3 by performing a desired chemical reaction in the vicinity of the wafer 3.

次に、図2を用いてガイド部材13と自転リング14とで構成される回転支持構造15の詳細を説明する。図2はMOCVD装置1の回転支持構造の側面断面図である。ガイド部材13と自転リング14それぞれにはアルミナ(Al23)製の球体である転動体16が配置される為の溝様形状部が形成されている。ガイド部材13に設けられた溝様形状部にはリング状に形成された内張部材(第1内張部材)としてアルミナ製の第1レール17がはめ込まれている。一方、自転リング14に設けられた溝様形状部にもリング状に形成された内張部材(第2内張部材)としてアルミナ製の第2レール18がはめ込まれている。 Next, details of the rotation support structure 15 including the guide member 13 and the rotation ring 14 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a side sectional view of the rotational support structure of the MOCVD apparatus 1. Each of the guide member 13 and the rotation ring 14 is formed with a groove-like shape portion on which a rolling element 16 that is a sphere made of alumina (Al 2 O 3 ) is disposed. A first rail 17 made of alumina is fitted as a ring-shaped lining member (first lining member) in a groove-like shape portion provided in the guide member 13. On the other hand, a second rail 18 made of alumina is fitted as a lining member (second lining member) formed in a ring shape in a groove-like shape portion provided in the rotation ring 14.

ガイド部材13と自転リング14を、両者の第1レール17と第2レール18とで複数個の転動体16を挟むように重ね合わせて回転支持構造15が構成される。つまり回転支持構造15は、ガイド部材13と第1レール17と転動体16と第2レール18と自転リング14とがこの順序で自転リング14の自転軸方向に平行に配置されている。   The rotation support structure 15 is configured by superimposing the guide member 13 and the rotation ring 14 such that the plurality of rolling elements 16 are sandwiched between the first rail 17 and the second rail 18. That is, in the rotation support structure 15, the guide member 13, the first rail 17, the rolling element 16, the second rail 18, and the rotation ring 14 are arranged in this order in parallel with the rotation axis direction of the rotation ring 14.

第1レール17及び第2レール18の転動体16とのそれぞれの接面は自転リング14の自転軸方向に垂直に形成されているので、第1レール17及び第2レール18は研削加工によって容易に精度良く製作することができる。また、第1レール17の転動体16との接面及び第2レール18の転動体16との接面は、自転リング14の自転軸方向に垂直に形成されており、かつ自転リング14の自転軸方向は重力方向と一致しているので、自転リング14及び載置台5及びウエハ3の重量による荷重は第1レール17及び第2レール18の転動体16との接面に垂直に作用する。   Since the contact surfaces of the first rail 17 and the second rail 18 with the rolling elements 16 are formed perpendicular to the direction of the rotation axis of the rotation ring 14, the first rail 17 and the second rail 18 can be easily processed by grinding. Can be manufactured with high accuracy. The contact surface of the first rail 17 with the rolling element 16 and the contact surface of the second rail 18 with the rolling element 16 are formed perpendicular to the direction of the rotation axis of the rotation ring 14, and the rotation of the rotation ring 14. Since the axial direction coincides with the gravity direction, the load due to the weight of the rotation ring 14, the mounting table 5, and the wafer 3 acts perpendicularly to the contact surfaces of the first rail 17 and the second rail 18 with the rolling elements 16.

つまり、複数個の転動体16個々の荷重は、重力方向にほぼ一直線に並んだ第1レール17と転動体16との第1接触点19と、第2レール18と転動体16との第2接触点20とで支持されることとなる。   That is, the load of each of the plurality of rolling elements 16 is the first contact point 19 between the first rail 17 and the rolling element 16 aligned in a substantially straight line in the direction of gravity, and the second contact between the second rail 18 and the rolling element 16. It will be supported at the contact point 20.

その結果、第1レール17表面と転動体16表面との相対速度は第2レール18と転動体16との相対速度とほぼ一致するので、どちらの接触点においても主に転がり接触が発生し、滑り接触がほとんど発生しない。つまり、荷重のほとんどを構成する重力成分を転がり接触で支持する構成となっているので、第1及び第2レール17、18と転動体16の摩耗消耗を最小限にすることができる。   As a result, the relative speed between the surface of the first rail 17 and the surface of the rolling element 16 is substantially the same as the relative speed between the second rail 18 and the rolling element 16, so that rolling contact occurs mainly at either contact point. There is almost no sliding contact. That is, since the gravitational component that constitutes most of the load is supported by rolling contact, wear and tear of the first and second rails 17 and 18 and the rolling element 16 can be minimized.

また、前記第2レール18はその内径側(内側面)21が自転リング14の内側から見て曝露(露出)されている。   The second rail 18 has an inner diameter side (inner side surface) 21 exposed (exposed) when viewed from the inside of the rotation ring 14.

上記の回転支持構造15の組み立ては以下の手順で実施する。まずガイド部材13を平らな台の上に静置し、ガイド部材13に設けられた溝様形状部に第1レール17を載置する。次に、第1レール17の上に複数個の転動体16を並べる。   The assembly of the rotary support structure 15 is performed according to the following procedure. First, the guide member 13 is placed on a flat base, and the first rail 17 is placed in a groove-like shape portion provided in the guide member 13. Next, a plurality of rolling elements 16 are arranged on the first rail 17.

一方、別途自転リング14と第2レール18を嵌合させ、両者の位置関係が変化しないように自転リング14の内側から見て曝露されている第2レール18の内径側21と自転リング14とを保持しつつ、転動体16の上に載置する。その結果、回転支持構造15が完成する。   On the other hand, the rotation ring 14 and the second rail 18 are separately fitted, and the inner diameter side 21 of the second rail 18 and the rotation ring 14 exposed from the inside of the rotation ring 14 so that the positional relationship between the two does not change. Is placed on the rolling element 16. As a result, the rotation support structure 15 is completed.

第2レール18はその内径側21が自転リング14の内側から見て曝露されている為、作業者は両者を手もしくは治具で同時に把持することができるので、回転支持構造15を容易に組み立てることができる。   Since the inner diameter side 21 of the second rail 18 is exposed when viewed from the inside of the rotation ring 14, the operator can hold both of them simultaneously with a hand or a jig, so that the rotary support structure 15 can be easily assembled. be able to.

仮に第2レール18の内径側21が自転リング14の内側から見て曝露されていない場合、自転リング14と第2レール18を嵌合させた転動体16の上に自転リング14と第2レール18を嵌合させたものを第2レール18を下向きに載置しようとした段階で、曝露されておらず把持できない第2レール18は重力によって自転リング14との嵌合が解除されてしまい、容易には組み立てることができない。   If the inner diameter side 21 of the second rail 18 is not exposed when viewed from the inside of the rotation ring 14, the rotation ring 14 and the second rail are placed on the rolling element 16 in which the rotation ring 14 and the second rail 18 are fitted. At the stage where the second rail 18 is to be placed downward in a state where the 18 is fitted, the second rail 18 that is not exposed and cannot be gripped is released from fitting with the rotation ring 14 due to gravity, It cannot be assembled easily.

自転リング14と第2レール18を接着する方法は、本回転支持構造15が非常に高温の環境化(載置台近傍は800℃から1000℃を越える温度となる)で使用されることから適切な接着方法が無い為、実現不可能である。なお、本実施形態では第2レール18の内径側21が自転リング14の内側から見てすべて曝露されている構成としているが、すべて曝露されている必要は無く、その一部が曝露されているだけでもよい。望ましくは、曝露部分は第2レール18の中心を囲んだ2カ所か、若しくは3カ所以上あるとよい。   A method of bonding the rotation ring 14 and the second rail 18 is appropriate because the rotation support structure 15 is used in a very high temperature environment (the temperature near the mounting table is 800 ° C. to over 1000 ° C.). Since there is no bonding method, it is not feasible. In the present embodiment, the inner diameter side 21 of the second rail 18 is entirely exposed as viewed from the inside of the rotation ring 14, but it is not necessary that all is exposed, and a part thereof is exposed. Just be fine. Desirably, there may be two or three or more exposed portions surrounding the center of the second rail 18.

曝露についても第2レール18の内径側が自転リング14の内側から突出している必要はなく、例えば図3に示すように、自転リング141の内側から第2レール181の内側面に向かって、自転リング141の数カ所に貫通穴22が設けられているだけでもよい。   Regarding the exposure, the inner diameter side of the second rail 18 does not need to protrude from the inner side of the rotation ring 14. For example, as shown in FIG. 3, the rotation ring moves from the inner side of the rotation ring 141 toward the inner surface of the second rail 181. The through holes 22 may be provided only at some 141 locations.

この場合、作業者は真空吸着保持治具を使用してこの貫通穴22を介して、第2レール181を吸着することができ、結果として自転リング141と第2レール181を同時に把持することができるので、回転支持構造151を容易に組み立てることができる。   In this case, the operator can suck the second rail 181 through the through hole 22 using the vacuum suction holding jig, and as a result, the rotating ring 141 and the second rail 181 can be gripped simultaneously. Therefore, the rotation support structure 151 can be easily assembled.

もちろん作業者が使用する治具は真空吸着保持治具に限らず貫通穴22を通して第2レール18を保持できるものであれば何でもよい。なお、本実施形態では第2レール18、181の内径側が自転リング14、141の内側から見て曝露されている構成としているが、逆に第1レール17の内径側がガイド部材13の内側から見て曝露されている構成であってもよい。   Of course, the jig used by the operator is not limited to the vacuum suction holding jig, and any jig can be used as long as it can hold the second rail 18 through the through hole 22. In the present embodiment, the inner diameter side of the second rails 18 and 181 is exposed when viewed from the inside of the rotation rings 14 and 141, but conversely, the inner diameter side of the first rail 17 is viewed from the inside of the guide member 13. May be exposed.

この場合、ガイド部材13はリング状であることが望ましく、かつ組み立て作業時は自転リング14を上下逆さまにして平らな台の上に静置し、自転リング14に設けられた溝に設けられた凹部にアルミナ製の第2レール18を嵌合させ、その上に複数個のアルミナ製の球体である転動体16を並べ、更にその上にガイド部材13と第1レール17を嵌合させ、両者の位置関係が変化しないようにガイド部材13の内側から見て曝露されている第1レール17の内径側とガイド部材13とを保持しつつ、前記転動体16の上に載置した後、組み上がった回転支持構造15をその構成が変化しないように保持しつつ上下を正しい向きにひっくり返すことで組み立てを行うことができる。   In this case, it is desirable that the guide member 13 has a ring shape, and at the time of assembling work, the rotation ring 14 is turned upside down and left on a flat table, and is provided in a groove provided in the rotation ring 14. The second rail 18 made of alumina is fitted into the recess, a plurality of rolling elements 16 made of alumina spheres are arranged thereon, and the guide member 13 and the first rail 17 are further fitted thereon, The first rail 17 exposed from the inside of the guide member 13 and the guide member 13 are held while being held on the rolling element 16 so that the positional relationship of the guide member 13 is not changed. Assembling can be performed by turning the upper and lower portions upside down while holding the raised rotation support structure 15 so that its configuration does not change.

なお、本実施形態では転動体16、第1レール17、第2レール18、181はアルミナで作製したが、窒化珪素やモリブデン等、耐熱性、耐摩耗性のよい他の材料でもよい。例えば、転動体16はアルミナ、第1レール17、第2レール18、181はモリブデンといった組み合わせであってもよい。   In this embodiment, the rolling elements 16, the first rails 17, and the second rails 18 and 181 are made of alumina, but other materials having good heat resistance and wear resistance such as silicon nitride and molybdenum may be used. For example, the rolling element 16 may be a combination of alumina, and the first rail 17 and the second rails 18 and 181 may be a combination of molybdenum.

(第2実施形態)
図4は第2実施形態の回転支持構造の側面断面図である。本実施形態は、第1実施形態に対し、第2レール18の外径側(外側面)23の少なくとも一部が自転リング142の外側から見て曝露(露出)されている構成である。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a side sectional view of the rotation support structure of the second embodiment. In the present embodiment, at least a part of the outer diameter side (outer surface) 23 of the second rail 18 is exposed (exposed) as viewed from the outside of the rotation ring 142 with respect to the first embodiment.

第1実施形態と同様に、ガイド部材13と自転リング142とで構成される回転支持構造152を組み立てる際に、第2レール182はその外径側23が自転リング142の外側から見て曝露されている為、作業者は両者を手もしくは治具で同時に把持することができるので、回転支持構造152を容易に組み立てることができる。なお、第1実施形態と同様に、逆に第1レール17の外径側がガイド部材13の外側から見て曝露されている構成であってもよい。その他の構成についても第1実施形態と同様である。   Similar to the first embodiment, when the rotation support structure 152 constituted by the guide member 13 and the rotation ring 142 is assembled, the outer diameter side 23 of the second rail 182 is exposed when viewed from the outside of the rotation ring 142. Therefore, since the operator can hold both of them simultaneously with a hand or a jig, the rotation support structure 152 can be easily assembled. Similarly to the first embodiment, the outer diameter side of the first rail 17 may be exposed when viewed from the outside of the guide member 13. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

(第3実施形態)
図5は第3実施形態の回転支持構造の側面断面図である。本実施形態は、第1実施形態及び第2実施形態に対し、第2レール183の転動体16との接面とは反対面24の少なくとも一部が、自転リング143に形成された貫通穴22を介して回転支持構造153の外部から見て曝露(露出)している構成である。換言すれば、第2レール183の転動体16との接面に対し裏面となる側24(以下裏面側24と呼称)の少なくとも一部が、回転支持構造15を裏面側24から見て曝露(露出)されている構成である。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a side sectional view of the rotation support structure of the third embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment and the second embodiment in that the through-hole 22 has at least a part of the surface 24 opposite to the contact surface with the rolling element 16 of the second rail 183 formed in the rotation ring 143. It is the structure exposed (exposed) seeing from the exterior of the rotation support structure 153 via. In other words, at least a part of the side 24 (hereinafter referred to as the back side 24) which is the back side with respect to the contact surface of the second rail 183 with the rolling element 16 is exposed when the rotary support structure 15 is viewed from the back side 24 ( Exposed).

ガイド部材13と自転リング143とで構成される回転支持構造153を組み立てる際に、裏面側24の一部が、自転リング143の上面側から見て曝露されている。具体的には、自転リング14の上面側から第2レール18に向かって貫通穴22が設けられている。   When assembling the rotation support structure 153 composed of the guide member 13 and the rotation ring 143, a part of the back surface 24 is exposed as viewed from the upper surface side of the rotation ring 143. Specifically, a through hole 22 is provided from the upper surface side of the rotation ring 14 toward the second rail 18.

作業者は真空吸着保持治具を使用して貫通穴22を介して、第2レール183を吸着することができ、結果として自転リング143と第2レール183を同時に把持することができるので、回転支持構造153を容易に組み立てることができる。   The operator can suck the second rail 183 through the through hole 22 using the vacuum suction holding jig, and as a result, the rotation ring 143 and the second rail 183 can be gripped at the same time. The support structure 153 can be easily assembled.

なお、作業者が使用する治具は真空吸着保持治具に限るものではなく、貫通穴22を通して第2レール183を保持できるものであれば何でもよい。また、第1実施形態と同様に、逆に第1レール17の転動体16との接面とは反対面の一部が、ガイド部材13に形成された貫通穴を介して回転支持構造の外部から見て曝露している構成であってもよい。換言すれば、第1実施形態と同様に、逆に第1レール17の転動体16との接面に対し裏面となる側の一部がガイド部材13の外側から見て曝露されている構成であってもよい。その他の構成についても第1実施形態と同様である。   The jig used by the operator is not limited to the vacuum suction holding jig, and any jig can be used as long as it can hold the second rail 183 through the through hole 22. Similarly to the first embodiment, on the contrary, a part of the surface of the first rail 17 opposite to the contact surface with the rolling element 16 is outside the rotation support structure through a through hole formed in the guide member 13. It may be a configuration that is exposed from the viewpoint. In other words, in the same manner as in the first embodiment, on the contrary, a part of the back surface side exposed to the contact surface with the rolling element 16 of the first rail 17 is exposed when viewed from the outside of the guide member 13. There may be. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

1 MOCVD装置(成膜装置)
13 ガイド部材(非回転部材)
14 自転リング(回転部材)
16 転動体
17 第1レール(第1内張部材)
18 第2レール(第2内張部材)
21 第2内張部材の内側面
22 貫通穴
23 第2内張部材の外側面
24 反対面
1 MOCVD equipment (film deposition equipment)
13 Guide member (non-rotating member)
14 Rotating ring (Rotating member)
16 Rolling elements 17 First rail (first lining member)
18 Second rail (second lining member)
21 Inner surface of the second lining member 22 Through hole 23 Outer surface of the second lining member 24 Opposite surface

Claims (7)

非回転部材と、回転部材と、両部材間に配された転動体とを備え、高温環境下で重力方向を回転軸として回転する回転支持構造を有する成膜装置であって、
前記回転軸と平行な方向において、前記転動体と前記非回転部材との間に第1内張部材を、前記転動体と前記回転部材との間に第2内張部材をそれぞれ配し、
第1及び第2内張部材の前記転動体との接面は前記回転軸に垂直であることを特徴とする回転支持構造を有する成膜装置。
A film forming apparatus including a non-rotating member, a rotating member, and a rolling element disposed between both members, and having a rotation support structure that rotates in a high temperature environment about the direction of gravity as a rotation axis,
In a direction parallel to the rotation axis, a first lining member is disposed between the rolling element and the non-rotating member, and a second lining member is disposed between the rolling element and the rotating member, respectively.
A film forming apparatus having a rotation support structure, wherein contact surfaces of the first and second lining members with the rolling elements are perpendicular to the rotation axis.
第1及び/又は第2内張部材の前記転動体との接面とは異なる面の少なくとも一部が、前記回転支持構造の外部から見て曝露していることを特徴とする請求項1記載の回転支持構造を有する成膜装置。   The at least part of the surface different from the contact surface with the rolling element of the first and / or second lining member is exposed as viewed from the outside of the rotating support structure. A film forming apparatus having a rotating support structure. 前記非回転部材及び第1内張部材がリング状であり、
第1内張部材の内側面の少なくとも一部が前記非回転部材の内側から見て曝露していることを特徴とする請求項2記載の回転支持構造を有する成膜装置。
The non-rotating member and the first lining member are ring-shaped,
3. The film forming apparatus having a rotation support structure according to claim 2, wherein at least a part of the inner side surface of the first lining member is exposed as viewed from the inside of the non-rotating member.
前記回転部材及び第2内張部材がリング状であり、
第2内張部材の内側面の少なくとも一部が前記回転部材の内側から見て曝露していることを特徴とする請求項2又は3記載の回転支持構造を有する成膜装置。
The rotating member and the second lining member are ring-shaped,
4. The film forming apparatus having a rotation support structure according to claim 2, wherein at least a part of an inner surface of the second lining member is exposed as viewed from the inside of the rotation member.
第1及び/又は第2内張部材の外側面の少なくとも一部が前記回転支持構造の外側から見て曝露していることを特徴とする請求項2〜4の何れかに記載の回転支持構造を有する成膜装置。   The rotation support structure according to any one of claims 2 to 4, wherein at least a part of the outer surface of the first and / or second lining member is exposed as viewed from the outside of the rotation support structure. A film forming apparatus. 第1及び/又は第2内張部材の前記転動体との接面とは反対面の一部が、前記回転支持構造の外部から見て曝露していることを特徴とする請求項2〜5の何れかに記載の回転支持構造を有する成膜装置。   The part of the surface opposite to the contact surface of the first and / or second lining member with the rolling element is exposed when viewed from the outside of the rotating support structure. A film forming apparatus having the rotation support structure according to any one of the above. 第1及び/又は第2内張部材の前記転動体との接面とは反対面の一部が、前記非回転部材又は前記回転部材に形成された貫通穴を介して前記回転支持構造の外部から見て曝露していることを特徴とする請求項6記載の回転支持構造を有する成膜装置。   A part of the surface opposite to the contact surface of the first and / or second lining member with the rolling element is outside the rotation support structure through a through hole formed in the non-rotation member or the rotation member. The film forming apparatus having a rotating support structure according to claim 6, wherein the film forming device is exposed as viewed from above.
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