JP3070158B2 - Susceptor rotation support structure for thin film vapor phase growth equipment - Google Patents

Susceptor rotation support structure for thin film vapor phase growth equipment

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JP3070158B2
JP3070158B2 JP3190724A JP19072491A JP3070158B2 JP 3070158 B2 JP3070158 B2 JP 3070158B2 JP 3190724 A JP3190724 A JP 3190724A JP 19072491 A JP19072491 A JP 19072491A JP 3070158 B2 JP3070158 B2 JP 3070158B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はMOCVD装置などの
薄膜気相成長装置において用いられるサセプタの支持回
転構造に関する。特にウエハを載せたサセプタを着脱し
自動搬送できしかも成長時はサセプタを自転公転できる
ようにした改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a susceptor support rotating structure used in a thin film vapor phase growth apparatus such as an MOCVD apparatus. In particular, the present invention relates to an improvement in which a susceptor on which a wafer is mounted can be automatically attached and detached, and the susceptor can be revolved and rotated during growth.

【0002】[0002]

【従来の技術】MOCVD法は真空チャンバの中に有機
金属ガスや水素化物ガスを導入し加熱された基板の上に
反応生成物の薄膜を成長させるものである。ガスは上か
ら下に向けて流れる。サセプタの上に基板を置くが、サ
セプタの形状にはいくつもの種類がある。鉛直に近い傾
斜面に複数の基板を取り付けるバレル型のものもある。
また水平面の上に1枚の基板を置くもの(枝葉式)もあ
る。さらに水平面の上に複数の基板(ウエハ)を載せる
方式のものもある。本発明はこのようなものの改良に関
する。この場合、サセプタは公転することができるよう
になっている。ガスの流れや温度が円周方向に於いて相
異すると薄膜形成の条件が異なるわけであるから膜厚や
膜質が一定にならない。それで円周方向の均一性を挙げ
るためにサセプタを中心軸の周りに回転するようになっ
ているのである。
2. Description of the Related Art In the MOCVD method, an organic metal gas or a hydride gas is introduced into a vacuum chamber, and a thin film of a reaction product is grown on a heated substrate. Gas flows from top to bottom. The substrate is placed on the susceptor, and there are many types of susceptors. There is also a barrel type in which a plurality of substrates are mounted on a vertical inclined surface.
There is also a type in which one substrate is placed on a horizontal plane (branch type). Further, there is a type in which a plurality of substrates (wafers) are placed on a horizontal surface. The present invention is concerned with such improvements. In this case, the susceptor can revolve. If the gas flow and the temperature are different in the circumferential direction, the conditions for forming the thin film are different, so that the film thickness and the film quality are not constant. Thus, the susceptor is rotated about a central axis to increase circumferential uniformity.

【0003】MOCVD法に於いてもうひとつ重要な事
は、基板を自動搬送する事ができるという事である。基
板をサセプタに着装するためいちいち真空チャンバを開
き大気にさらしているようではいけない。生産性が低下
するしチャンバ壁に不純物が吸着されるということもあ
る。また有毒な成分が外部へ飛散するということもあ
る。多くの場合水平方向に移動でき先端が二股になった
フォ−クによりウエハトレイを搬送するようになってい
る。さて複数枚の基板を載せることのできるサセプタで
あるが、中心軸のまわりに回転させているだけでは、半
径方向の均一性を確保することができない。そこで複数
の基板自体を基板の中心軸のまわりに自転させたいとい
う要求が強くなってきた。しかし高温で真空中のチャン
バ内部のことであるから、多数の機械部品、駆動源を設
けるわけにはゆかない。
Another important point in the MOCVD method is that the substrate can be automatically transferred. The vacuum chamber must not be opened and exposed to the atmosphere to mount the substrate on the susceptor. Productivity may be reduced and impurities may be adsorbed on the chamber walls. In addition, toxic components may be scattered outside. In many cases, the wafer tray is transported by a fork which can move in the horizontal direction and has a forked end. Now, although the susceptor is capable of mounting a plurality of substrates, it is not possible to secure radial uniformity simply by rotating the susceptor around the central axis. Therefore, there has been an increasing demand to rotate the plurality of substrates themselves around the central axis of the substrates. However, since it is inside the chamber in a vacuum at a high temperature, it is not possible to provide many mechanical parts and driving sources.

【0004】特開昭64−27226には図4,図5に
示すような自転する基板を有する気相成長装置が説明さ
れている。図4は水平円板のサセプタ41の上に複数の
止め穴42を穿ちそのまわりに軸受43を設け、サセプ
タ41の中心に太陽歯車44を設置したものである。複
数のウエハ受け歯車45をサセプタの上に置く。これら
は周縁に歯車が切ってあり下方中央に突起46を有す
る。この突起46が止め穴42の中に入るのでウエハ受
け歯車45は回転できる。ウエハ受け歯車45の外歯が
太陽歯車44に噛み合っているため、公転用モ−タ47
によってサセプタ41が公転し、自転用モ−タ48によ
って太陽歯車44が回転すると、その中心軸のまわりに
自転する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 27226/1984 describes a vapor phase growth apparatus having a rotating substrate as shown in FIGS. FIG. 4 shows a horizontal disk susceptor 41 in which a plurality of stop holes 42 are drilled, bearings 43 are provided around the holes, and a sun gear 44 is installed at the center of the susceptor 41. A plurality of wafer receiving gears 45 are placed on the susceptor. These are geared on the periphery and have a projection 46 in the lower center. Since the projection 46 enters the stop hole 42, the wafer receiving gear 45 can rotate. Since the external teeth of the wafer receiving gear 45 mesh with the sun gear 44, the revolving motor 47
When the sun gear 44 is rotated by the rotation motor 48, the susceptor 41 revolves around its central axis.

【0005】この装置はたしかにウエハ49を自転公転
させることができるのであるがウエハを真空中で自動的
に搬送することはできない。ウエハ受け歯車を側方から
フォ−クで持ち上げる事ができないし、ウエハだけを持
ち上げるということも難しいからである。図5に示すも
のはウエハ51を斜め上向きに複数枚支持するものであ
る。ベベルギヤ52、53の噛合いを用いている。個々
のサセプタ54の内端にベベルギヤ52があり、これら
が水平方向に固定されたベベルギヤ53に噛み合ってい
る。円錐状のサセプタ支持錐5が公転すると、ウエハ5
1は公転自転する。しかしこの装置もウエハを真空中に
於いて自動的に搬送することができない。ウエハの交換
のためには真空チャンバを開き作業者が手によってウエ
ハを交換しなければならないのである。
Although this apparatus can certainly rotate the wafer 49, it cannot automatically transfer the wafer in a vacuum. This is because the wafer receiving gear cannot be lifted from the side by forks, and it is also difficult to lift only the wafer. The one shown in FIG. 5 supports a plurality of wafers 51 obliquely upward. The engagement between the bevel gears 52 and 53 is used. At the inner end of each susceptor 54 is a bevel gear 52, which meshes with a horizontally fixed bevel gear 53. When the conical susceptor support cone 5 revolves, the wafer 5
1 revolves around the orbit. However, this apparatus cannot transfer a wafer automatically in a vacuum. In order to replace the wafer, the vacuum chamber must be opened and the operator must replace the wafer by hand.

【0006】このようにウエハを支持するサセプタに歯
車を設け、固定歯車との噛合いでウエハを自転させるも
のは公転のための駆動力を利用して自転させるのである
から、新たに駆動機構などを設ける必要がないという利
点がある。しかし歯車の噛合いが必要であり、フォ−ク
のように操作性の悪いもので歯車の着脱はできないか
ら、このような装置では自動搬送というような事は全く
不可能であった。本発明はこのような難点を解決し、ウ
エハ(基板)を真空中で自動搬送することができしかも
ウエハが自転公転できるようにしたサセプタ支持回転構
造を提供する。
Since the susceptor supporting the wafer is provided with gears and the wafer is rotated by meshing with the fixed gear, the wafer is rotated using the driving force for revolving, so that a new drive mechanism is required. There is an advantage that there is no need to provide. However, gears must be meshed, and the gears cannot be attached or detached due to poor operability such as a fork. Therefore, such a device cannot perform automatic conveyance at all. The present invention solves such a problem, and provides a susceptor support rotating structure that can automatically transfer a wafer (substrate) in a vacuum and that enables the wafer to revolve and revolve.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜気相成長装
置のサセプタ回転支持構造は、真空チャンバの中へ原料
気体を導入し加熱されたサセプタの上に置かれた基板の
上へ反応生成物の薄膜を成長させる事とした薄膜気相成
長装置のサセプタ回転支持構造であって、筒状で鉛直方
向に設けられた鉛直軸のまわりに回転する事のできる公
転軸と、公転軸の上端によって固定支持されるより直径
の大きい筒状体である支持筒と、円板状であってサセプ
タが上から入るような段部を有する挿入穴が複数個切欠
かれており支持筒の上端に着脱可能に戴置できるトレイ
と、公転軸の内部を通って鉛直方向に設けられ回転しな
い固定軸と、固定軸の上端に直接或は間接に設けられる
中心軸と、中心軸の上端のトレイとほぼ同じ高さに固定
される太陽歯車と、支持筒の上端に於いて中心方向に向
けて固定され先端に傾斜穴を有する複数のキャリヤと、
円形であって上面に凹部を有し下面中心に下向き突起を
有し周囲に遊星歯車を刻んでありトレイの挿入穴に遊嵌
され前記キャリヤの傾斜穴に下向き突起が挿入され遊星
歯車が前記太陽歯車に噛合うようにした複数のサセプタ
受け歯車と、円形であってトレイの挿入穴の段部よりも
大きい直径を有し上面に基板を支持し前記サセプタ受け
歯車の凹部に戴置されるべき複数のサセプタとよりな
り、公転軸が回転する事によりサセプタが公転自転する
ようにした事を特徴とする。
According to the present invention, there is provided a susceptor rotating support structure for a thin film vapor phase growth apparatus, in which a source gas is introduced into a vacuum chamber and a reaction is generated on a substrate placed on a heated susceptor. A susceptor rotation support structure for a thin film vapor phase growth apparatus that grows a thin film of an object, a revolving axis that can rotate around a vertical axis provided in a cylindrical, vertical direction, and an upper end of the revolving axis The support cylinder, which is a cylindrical body having a larger diameter than the cylindrical body, is fixed and supported, and a plurality of disc-shaped insertion holes having a stepped portion into which the susceptor enters from above are cut out and attached to and detached from the upper end of the support cylinder. A tray that can be mounted as possible, a fixed shaft that is provided vertically in the revolving shaft and that does not rotate, a central shaft that is provided directly or indirectly at the upper end of the fixed shaft, and a tray that is almost at the upper end of the central shaft. With sun gear fixed at the same height A plurality of carrier having inclined holes to the distal end is fixed toward the center at the upper end of the support tube,
It is circular, has a concave portion on the upper surface, has a downward projection at the center of the lower surface, has a planetary gear carved around it, is loosely fitted in the insertion hole of the tray, the downward projection is inserted into the inclined hole of the carrier, and the planetary gear is the sun. A plurality of susceptor receiving gears meshed with the gears; and a circular susceptor receiving gear that has a diameter larger than the step portion of the tray insertion hole, supports the substrate on the upper surface, and is placed in the concave portion of the susceptor receiving gear. The susceptor comprises a plurality of susceptors, and the susceptor revolves around its axis when the orbital shaft rotates.

【0008】[0008]

【作用】サセプタ受け歯車の中心軸は、キャリヤの傾斜
穴に差し込んでありキャリヤは公転軸とともに回転する
から、サセプタ受け歯車は公転する。サセプタ受け歯車
は側周に遊星歯車を持ちこれが静止した太陽歯車と噛み
合っているからサセプタ受け歯車がその中心軸のまわり
に自転する。このような点は先述のものと同じである。
しかし本発明に於いてはトレイを持ち上げることがで
き、トレイを持ち上げると、段部によってサセプタも持
ち上がるので、ウエハ(基板)の自動搬送が可能であ
る。サセプタ受け歯車は持ち上がらず、サセプタのみが
これから離れてトレイとともに持ち上がる。このため歯
車と歯車との噛合部が外れたり噛み合ったりするような
ことがない。また歯車は外れないから中心軸を合わせて
再挿入しなければならないということもない。
The center axis of the susceptor receiving gear is inserted into the inclined hole of the carrier and the carrier rotates together with the revolving shaft, so that the susceptor receiving gear revolves. The susceptor receiving gear has a planetary gear on the side circumference and meshes with a stationary sun gear, so that the susceptor receiving gear rotates around its central axis. Such points are the same as those described above.
However, in the present invention, the tray can be lifted, and when the tray is lifted, the susceptor is lifted by the step portion, so that the automatic transfer of the wafer (substrate) is possible. The susceptor receiving gear does not lift, only the susceptor lifts away from it with the tray. For this reason, the meshing portion between the gears does not come off or mesh with each other. Further, since the gears do not come off, there is no need to reinsert the gears with the center axis aligned.

【0009】トレイをフォ−クのような先端の分岐した
搬送装置で持ち上げればトレイとサセプタ、基板のみが
他の部品から分離する。もちろんトレイを回転支持構造
の上へ置く場合はトレイの位相と支持機構の回転部の位
相とを合致させておかなくてはならない。回転軸を一定
箇所に静止させるための技術は既に用いられている。こ
れは例えば回転軸のまわりにいくつかの切り込みを設け
たリングを固定しておき、切り込みに対して進退する止
め部材を設けておくことによってなされる。モ−タの回
転角を制御することによりおおざっぱな停止位置に回転
軸を止める。この状態で止め部材を進ませて切り込みに
押し込むと回転軸が微かに動いて一定位置に停止するの
である。
If the tray is lifted by a forked transporting device such as a fork, only the tray, the susceptor and the substrate are separated from other components. Of course, when the tray is placed on the rotary support structure, the phase of the tray must match the phase of the rotating part of the support mechanism. Techniques for stopping the rotating shaft at a fixed position have already been used. This is done, for example, by fixing a ring provided with several cuts around the rotation axis and providing a stop member which moves forward and backward with respect to the cut. The rotation axis is stopped at a rough stop position by controlling the rotation angle of the motor. In this state, when the stop member is advanced and pushed into the cut, the rotary shaft slightly moves and stops at a certain position.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明の実施例にかかるサセプタ回転
支持構造の縦断面図である。図2はやや縮小した平面図
である。サセプタ回転支持のための機構は、最上位置に
円板状のトレイ1を有する。トレイ1は広い円筒状の部
材である支持筒2の上端に着脱自在に設けられる。支持
筒2はその下端に於いて公転軸3の上フランジ部4に固
着されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a susceptor rotation support structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a slightly reduced plan view. The mechanism for susceptor rotation support has a disc-shaped tray 1 at the uppermost position. The tray 1 is detachably provided at the upper end of a support cylinder 2 which is a wide cylindrical member. The support cylinder 2 is fixed to the upper flange 4 of the revolving shaft 3 at its lower end.

【0011】公転軸3も筒体であるがこれは下方で適当
な軸受けによって回転可能に支持されかつ駆動機構(図
示せず)によって回転できるようになっている。公転軸
3、上フランジ部4、支持筒2、トレイ1は一体となっ
て中心軸線のまわりを回転する。公転軸3の内部に固定
軸5がある。固定軸5の上端には固定円板6が固着され
る。固定円板6には鉛直方向に複数の固定支持棒7が立
設してある。固定支持棒7の上端には円板状の受け板8
が固定されている。受け板8の上には円環状のリフレク
タ9が複数枚積層されている。これはMo又Taなど耐
熱金属の薄板である。受け板8の中央には中心軸10が
上向きに固着させている。これもMoなどの高融点金属
で作ることができる。中心軸10の上には太陽歯車11
が固着される。下方の筒部12が中心軸10に固定され
ているから太陽歯車11は回転しない。
The revolving shaft 3 is also a cylindrical body, which is rotatably supported below by a suitable bearing and is rotatable by a driving mechanism (not shown). The revolving shaft 3, the upper flange portion 4, the support cylinder 2, and the tray 1 rotate around the central axis as a unit. A fixed shaft 5 is provided inside the revolution shaft 3. A fixed disk 6 is fixed to the upper end of the fixed shaft 5. A plurality of fixed support bars 7 are provided upright on the fixed disk 6 in the vertical direction. A disk-shaped receiving plate 8 is provided at the upper end of the fixed support bar 7.
Has been fixed. A plurality of annular reflectors 9 are stacked on the receiving plate 8. This is a thin plate of a heat-resistant metal such as Mo or Ta. The center axis 10 is fixed upward at the center of the receiving plate 8. This can also be made of a high melting point metal such as Mo. Sun gear 11 on center axis 10
Is fixed. The sun gear 11 does not rotate because the lower cylindrical portion 12 is fixed to the central shaft 10.

【0012】トレイ1は平面円板状であるが外側で下方
へ垂下された形状の外縁13を有する。外縁13によっ
て支持筒2の上端周を囲むようになっている。トレイ1
は支持筒2に固定されておらず、着脱可能である。外縁
13が支持筒2に嵌りこむから、着装した状態でトレイ
1は左右に動かない。トレイ1の中心14は、太陽歯車
11が入るための凹部15が内部に形成されているので
薄肉になっている。支持筒2の上端16にトレイ1の裏
面が支持されるのであるが、これの近くの内周面に内側
に突き出たリング状の段17が形成してある。
The tray 1 has an outer edge 13 which is flat disk-shaped but has a shape hanging downward on the outside. The outer edge 13 surrounds the periphery of the upper end of the support cylinder 2. Tray 1
Is not fixed to the support cylinder 2 and is detachable. Since the outer edge 13 fits into the support cylinder 2, the tray 1 does not move left and right in the state of being worn. The center 14 of the tray 1 is thin because a recess 15 for receiving the sun gear 11 is formed therein. The back surface of the tray 1 is supported on the upper end 16 of the support tube 2, and a ring-shaped step 17 protruding inward is formed on the inner peripheral surface near the tray 1.

【0013】この段17には、内向きに延びる複数のキ
ャリヤ18を有するキャリヤリング19が固定されてい
る。キャリヤリングは例えばMoで作ることができる。
ウエハの数に等しいキャリヤ18を持っている。この部
分を詳しく示すために図2の平面図ではトレイの一部を
切欠き、サセプタを除いた状態のものも示している。ト
レイ1には処理すべきウエハの数に等しい円形の挿入穴
20が穿たれる。これは中間高さに段部21を有する。
上方からサセプタ22、サセプタ受け歯車23がトレイ
1の挿入穴20へ嵌めこまれる。
A carrier ring 19 having a plurality of carriers 18 extending inward is fixed to the step 17. The carrier ring can be made, for example, of Mo.
It has carriers 18 equal to the number of wafers. In order to show this part in detail, the plan view of FIG. 2 also shows a state where a part of the tray is cut out and the susceptor is removed. A circular insertion hole 20 is formed in the tray 1 equal to the number of wafers to be processed. It has a step 21 at an intermediate height.
The susceptor 22 and the susceptor receiving gear 23 are fitted into the insertion hole 20 of the tray 1 from above.

【0014】サセプタ受け歯車23は上面に、サセプタ
22がぴったり嵌り込む凹部24を有する。側周には遊
星歯車25が刻んであって、これが中心の太陽歯車11
に噛み合っている。サセプタ受け歯車23の下面中央に
は下向きに先細りの突起26が形成してある。この突起
26がすべり筒27を介して、キャリヤ18の先端に穿
たれた傾斜穴28に差し込まれている。つまりサセプタ
受け歯車23は傾斜穴28の中心軸線のまわりに回転で
きる。サセプタ受け歯車23の側周にある遊星歯車25
はトレイ1の挿入穴20の内側面には接触しない。段部
21の内径よりもさらに小さい外径を有するからであ
る。キャリヤリング19はMoによって作ることができ
る。
The susceptor receiving gear 23 has on its upper surface a recess 24 into which the susceptor 22 fits exactly. A planetary gear 25 is engraved on the side circumference, and this is the sun gear 11 at the center.
Are engaged. At the center of the lower surface of the susceptor receiving gear 23, a downwardly tapered projection 26 is formed. The projection 26 is inserted through a slide cylinder 27 into an inclined hole 28 formed at the tip of the carrier 18. That is, the susceptor receiving gear 23 can rotate around the central axis of the inclined hole 28. Planetary gear 25 on the side circumference of susceptor receiving gear 23
Does not contact the inner surface of the insertion hole 20 of the tray 1. This is because the outer diameter is smaller than the inner diameter of the step portion 21. The carrier ring 19 can be made of Mo.

【0015】サセプタ22は円形の薄い容器である。上
面にはウエハ29を戴置すべき浅い凹部30がある。下
面はサセプタ受け歯車23の凹部24によって支持され
る。周縁のフランジ部31はサセプタ受け歯車23より
も広くて、トレイ1の挿入穴20の中間にある段部21
より広い直径を持つ。このためトレイ1を持ち上げると
段部21に引っかかってサセプタ22が持ち上がること
になる。以上がサセプタの回転支持のための機構であ
る。この実施例ではサセプタを抵抗加熱するようになっ
ているから、支持筒2の内部にカ−ボンのヒータを内蔵
している。もちろん本発明は抵抗加熱方式に限られるも
のではなく、外部にある誘導コイルによってサセプタを
加熱するようにした誘導加熱方式にも適用できる。この
場合は支持筒の中にヒ−タは存在しないわけである。
The susceptor 22 is a circular thin container. On the upper surface there is a shallow recess 30 in which the wafer 29 is to be placed. The lower surface is supported by the recess 24 of the susceptor receiving gear 23. The peripheral flange portion 31 is wider than the susceptor receiving gear 23, and the step portion 21 is located in the middle of the insertion hole 20 of the tray 1.
Has a wider diameter. Therefore, when the tray 1 is lifted, the susceptor 22 is lifted by being caught on the step portion 21. The above is the mechanism for supporting the rotation of the susceptor. In this embodiment, since the susceptor is heated by resistance, a carbon heater is built in the support cylinder 2. Of course, the present invention is not limited to the resistance heating method, but can be applied to an induction heating method in which the susceptor is heated by an external induction coil. In this case, no heater exists in the support cylinder.

【0016】固定軸5の内側に2本の電極棒32が縦に
設けられる。これらは上端で半径方向に拡がる水平部3
3、縦方向立上り部34に変形されている。これもたと
えばMoの棒材で作られる。縦方向立上り部34に、電
極部35を介して渦巻き状のカ−ボン抵抗36が取り付
けられる。カ−ボン抵抗36は電極部35と一体のもの
として作られている。渦巻き状抵抗36の形状や分布は
ウエハの面内の温度分布が均一になるように適当に決定
される。電流は一方の電極棒32から一方の電極棒35
を通りカ−ボン抵抗体を通って反対側の電極部35、電
極棒32へと流れていく。
Two electrode rods 32 are provided vertically inside the fixed shaft 5. These are the horizontal parts 3 that extend radially at the top
3. It is deformed into a vertical rising portion 34. This is also made of, for example, a Mo bar. A spiral carbon resistor 36 is attached to the vertical rising portion 34 via an electrode portion 35. The carbon resistor 36 is formed integrally with the electrode section 35. The shape and distribution of the spiral resistor 36 are appropriately determined so that the temperature distribution in the plane of the wafer becomes uniform. The current flows from one electrode rod 32 to one electrode rod 35
Through the carbon resistor to the electrode part 35 and the electrode rod 32 on the opposite side.

【0017】カ−ボン抵抗体からジュ−ル熱が発生し輻
射となってサセプタ22を加熱する。リフレクタ9は下
側に向かった輻射を反射してサセプタ22の方へ戻すた
めのものである。以上の構成に於いてその作用を説明す
る。公転軸3が下部にあるモ−タ(図示せず)の力によ
って回転する。この公転の角速度をΩ1 とする。これと
同じ角速度で支持筒2、トレイ1が回転する。トレイ1
が回転すると、キャリヤ18も同じ速さで回転する。従
ってサセプタ22、サセプタ受け歯車23も同じ角速度
で回転する。
Joule heat is generated from the carbon resistor and is radiated to heat the susceptor 22. The reflector 9 reflects the radiation directed downward and returns the radiation toward the susceptor 22. The operation of the above configuration will be described. The revolving shaft 3 is rotated by the force of a motor (not shown) provided below. The angular velocity of this revolution and Ω 1. The support cylinder 2 and the tray 1 rotate at the same angular velocity. Tray 1
When the carrier rotates, the carrier 18 also rotates at the same speed. Therefore, the susceptor 22 and the susceptor receiving gear 23 also rotate at the same angular velocity.

【0018】ところがサセプタ受け歯車23の側周にあ
る遊星歯車25が静止した太陽歯車11と噛み合ってい
るので、サセプタ受け歯車23は公転の方向と同じ方向
に自転もする。自転の角速度Ω2 は Ω2 =(S+P)Ω1 /P (1) である。ただしSは太陽歯車の歯数、Pは遊星歯車の歯
数である。Ω2 は実験室系に対する回転角速度である。
サセプタ受け歯車のトレイに対する相対回転角速度Ω3
を求めると、これは、 Ω3 =Ω2 −Ω1 =SΩ1 /P (2) となる。相対自転角速度は公転角速度Ω1 よりも小さい
(S/P<1であれば)がそれでも自転することはする
のである。温度分布やガス流の分布を同一にするために
ウエハを回転するのであるからあまり速く回転しなくて
もよいのである。
However, since the planetary gear 25 on the side circumference of the susceptor receiving gear 23 meshes with the stationary sun gear 11, the susceptor receiving gear 23 also rotates in the same direction as the revolving direction. The angular velocity Ω 2 of the rotation is Ω 2 = (S + P) Ω 1 / P (1) Here, S is the number of teeth of the sun gear, and P is the number of teeth of the planetary gear. Ω 2 is the rotational angular velocity for the laboratory system.
Relative angular speed Ω 3 of susceptor receiving gear relative to tray
Is obtained, this results in Ω 3 = Ω 2 −Ω 1 = SΩ 1 / P (2) Although the relative rotation angular velocity is smaller than the revolution angular velocity Ω 1 (if S / P <1), it still rotates. Since the wafer is rotated to make the temperature distribution and the gas flow distribution the same, it is not necessary to rotate too fast.

【0019】さて本発明に於いて最も重要なのはウエハ
が自動搬送できるという事である。トレイ1の外縁13
の下に入る二股分岐を持ったフォ−クを支持筒2の周囲
に差し込み、支持筒2、固定軸5、公転軸3など全体を
下方に下げる。するとフォ−クの上にトレイ1が乗り、
他の部分から切り離される。トレイ1の段部21によっ
てサセプタ22、ウエハ29がトレイ1の上に残る。サ
セプタ受け歯車23は下方へ降りる。図3は持ち上げら
れたトレイ部分のみを示す断面図である。このようなト
レイ1、サセプタ22、ウエハ29のみが取り上げられ
る。この状態でフォークによって搬送される。トレイを
取り付ける場合はこの逆であるが、位置決めをしなくて
はならない。つまり公転軸3を停止した場合に常に同じ
位相で停止するようにするのである。これについては既
に述べた。モ−タの停止時の回転数を適当に規定するこ
とによりおおまかな位置決めをして、さらに機械的手段
によって、厳格な位置決めをするのである。
The most important point in the present invention is that the wafer can be automatically transferred. Outer edge 13 of tray 1
Is inserted around the support cylinder 2 and the whole of the support cylinder 2, the fixed shaft 5, the revolving shaft 3 and the like are lowered. Then tray 1 rides on the fork,
Separated from other parts. The susceptor 22 and the wafer 29 are left on the tray 1 by the step 21 of the tray 1. The susceptor receiving gear 23 descends. FIG. 3 is a sectional view showing only the raised tray portion. Only such tray 1, susceptor 22, and wafer 29 are taken up. It is conveyed by a fork in this state. The opposite is true when installing a tray, but you must position it. That is, when the revolving shaft 3 is stopped, it always stops at the same phase. This has already been mentioned. Rough positioning is performed by appropriately defining the number of rotations of the motor when stopped, and strict positioning is performed by mechanical means.

【0021】[0021]

【発明の効果】薄膜気相成長装置に於いてウエハを自転
公転させることができるので、温度分布やガス流れの分
布が各ウエハ間、及びひとつのウエハの面内で均一にな
る。このため膜厚、膜質の一定した薄膜を成長させるこ
とができる。さらにウエハを載せたトレイを取り付けた
り取り外したりするのが自動的に行えるので自動搬送す
ることができる。真空を破ることなくウエハの交換がで
きるから、生産性が向上するし、品質が一定する。
According to the present invention, the wafers can be rotated and revolved in the thin film vapor phase growth apparatus, so that the temperature distribution and the gas flow distribution are uniform between the wafers and within the plane of one wafer. Therefore, a thin film having a constant thickness and quality can be grown. Further, a tray on which wafers are placed can be automatically attached and detached, so that automatic transfer can be performed. Since the wafer can be replaced without breaking the vacuum, the productivity is improved and the quality is constant.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例にかかる薄膜気相成長装置のサ
セプタ回転支持構造の概略を示す縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a susceptor rotation support structure of a thin film vapor phase growth apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じものの一部切欠き平面図。FIG. 2 is a partially cutaway plan view of the same.

【図3】トレイのみを持ち上げた場合のトレイ部品の縦
断面図。
FIG. 3 is a vertical sectional view of a tray component when only the tray is lifted.

【図4】従来例にかかる気相成長装置の概略断面図。FIG. 4 is a schematic sectional view of a vapor phase growth apparatus according to a conventional example.

【図5】他の従来例にかかる気相成長装置の概略断面
図。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a vapor phase growth apparatus according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 トレイ 2 支持筒 3 公転軸 4 上フランジ部 5 固定軸 6 固定円板 7 固定支持棒 8 受け板 9 リフレクタ 10 中心軸 11 太陽歯車 13 トレイの外縁 18 キャリヤ 19 キャリヤリング 20 挿入穴 21 段部 22 サセプタ 23 サセプタ受け歯車 25 遊星歯車 26 突起 28 傾斜穴 29 ウエハ 32 電極棒 35 電極部 36 抵抗加速ヒ−タ REFERENCE SIGNS LIST 1 tray 2 support cylinder 3 revolving shaft 4 upper flange 5 fixed shaft 6 fixed disk 7 fixed support rod 8 receiving plate 9 reflector 10 central axis 11 sun gear 13 outer edge of tray 18 carrier 19 carrier ring 20 insertion hole 21 step 22 Susceptor 23 Susceptor receiving gear 25 Planetary gear 26 Projection 28 Inclined hole 29 Wafer 32 Electrode rod 35 Electrode part 36 Resistance acceleration heater

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 真空チャンバの中へ原料気体を導入し加
熱されたサセプタの上に置かれた基板の上へ反応生成物
の薄膜を成長させる事とした薄膜気相成長装置のサセプ
タ回転支持構造であって、筒状で鉛直方向に設けられた
鉛直軸のまわりに回転する事のできる公転軸と、公転軸
の上端によって固定支持されるより直径の大きい筒状体
である支持筒と、円板状であってサセプタが上から入る
ような段部を有する挿入穴が複数個切欠かれており支持
筒の上端に着脱可能に戴置できるトレイと、公転軸の内
部を通って鉛直方向に設けられ回転しない固定軸と、固
定軸の上端に直接或は間接に設けられる中心軸と、中心
軸の上端のトレイとほぼ同じ高さに固定される太陽歯車
と、支持筒の上端に於いて中心方向に向けて固定され先
端に傾斜穴を有する複数のキャリヤと、円形であって上
面に凹部を有し下面中心に下向き突起を有し周囲に遊星
歯車を刻んでありトレイの挿入穴に遊嵌され前記キャリ
ヤの傾斜穴に下向き突起が挿入され遊星歯車が前記太陽
歯車に噛合うようにした複数のサセプタ受け歯車と、円
形であってトレイの挿入穴の段部よりも大きい直径を有
し上面に基板を支持し前記サセプタ受け歯車の凹部に戴
置されるべき複数のサセプタとよりなり、公転軸が回転
する事によりサセプタが公転自転するようにした事を特
徴とする薄膜気相成長装置のサセプタ回転支持構造。
1. A susceptor rotating support structure of a thin film vapor phase growth apparatus wherein a source gas is introduced into a vacuum chamber and a thin film of a reaction product is grown on a substrate placed on a heated susceptor. A revolving shaft capable of rotating around a vertical axis provided in a cylindrical shape in a vertical direction, a support cylinder being a cylindrical body having a larger diameter fixedly supported by an upper end of the revolving shaft, and a circle. A plate-shaped tray with a plurality of notched insertion holes with steps to allow the susceptor to enter from above, and a tray that can be detachably mounted on the upper end of the support cylinder, and provided vertically through the inside of the revolving shaft A fixed shaft that does not rotate, a central shaft provided directly or indirectly at the upper end of the fixed shaft, a sun gear fixed at substantially the same height as the tray at the upper end of the central shaft, and a center at the upper end of the support cylinder. It is fixed to the direction and has an inclined hole at the tip A plurality of carriers, circular, having a concave portion on the upper surface, having a downward projection at the center of the lower surface, having a planetary gear carved around the periphery, being loosely fitted into the insertion hole of the tray, and having the downward projection inserted into the inclined hole of the carrier. A plurality of susceptor receiving gears in which the planetary gear meshes with the sun gear, and are circular and have a diameter larger than the step portion of the tray insertion hole, support the substrate on the upper surface, and have a concave portion of the susceptor receiving gear. A susceptor rotation support structure for a thin film vapor phase growth apparatus, comprising a plurality of susceptors to be mounted, wherein the susceptor revolves around its axis of rotation when the orbital axis rotates.
【請求項2】 真空チャンバの中へ原料気体を導入し加
熱されたサセプタの上に置かれた基板の上へ反応生成物
の薄膜を成長させる事とした薄膜気相成長装置のサセプ
タ回転支持構造であって、筒状で鉛直方向に設けられた
鉛直軸のまわりに回転する事のできる公転軸と、公転軸
の上端によって固定支持されるより直径の大きい筒状体
である支持筒と、円板状であってサセプタが上から入る
ような段部を有する挿入穴が複数個切欠かれており支持
筒の上端に着脱可能に戴置できるトレイと、公転軸の内
部を通って鉛直方向に設けられ回転しない固定軸と、固
定軸の上端に設けられた水平の受け板と、受け板の上面
周縁に置かれた複数の円板状のリフレクタと、支持筒の
内部であってリフレクタとサセプタの間に設けられる抵
抗加熱ヒ−タと、抵抗加熱ヒ−タを支持しかつこれに電
流を流すため公転軸の内部に設けられた電極棒と、前記
受け板の中央に上向きに固定された中心軸と、中心軸の
上端のトレイとほぼ同じ高さに固定される太陽歯車と、
支持筒の上端に於いて中心方向に向けて固定され先端に
傾斜穴を有する複数のキャリヤと、円形であって上面に
凹部を有し下面中心に下向き突起を有し周囲に遊星歯車
を刻んでありトレイの挿入穴に遊嵌され前記キャリヤの
傾斜穴に下向き突起が挿入され遊星歯車が前記太陽歯車
に噛合うようにした複数のサセプタ受け歯車と、円形で
あってトレイの挿入穴の段部よりも大きい直径を有し上
面に基板を支持し前記サセプタ受け歯車の凹部に戴置さ
れるべき複数のサセプタとよりなり、公転軸が回転する
事によりサセプタが公転自転するようにした事を特徴と
する薄膜気相成長装置のサセプタ回転支持構造。
2. A susceptor rotating support structure of a thin film vapor phase growth apparatus for introducing a raw material gas into a vacuum chamber and growing a thin film of a reaction product on a substrate placed on a heated susceptor. A revolving shaft capable of rotating around a vertical axis provided in a cylindrical shape in a vertical direction, a support cylinder being a cylindrical body having a larger diameter fixedly supported by an upper end of the revolving shaft, and a circle. A plate-shaped tray with a plurality of notched insertion holes with steps to allow the susceptor to enter from above, and a tray that can be detachably mounted on the upper end of the support cylinder, and provided vertically through the inside of the revolving shaft Fixed shaft that does not rotate, a horizontal receiving plate provided at the upper end of the fixed shaft, a plurality of disk-shaped reflectors placed on the peripheral edge of the upper surface of the receiving plate, and a reflector and a susceptor inside the support cylinder. A resistance heating heater provided between An electrode rod provided inside the revolving shaft for supporting the anti-heating heater and supplying current thereto, a center shaft fixed upward in the center of the receiving plate, and a tray at an upper end of the center shaft. A sun gear fixed at the same height,
A plurality of carriers that are fixed toward the center at the upper end of the support cylinder and have inclined holes at the tip, and a planetary gear that is circular, has a concave portion on the upper surface, has a downward projection on the lower surface, and has a downward protruding portion. A plurality of susceptor receiving gears, which are loosely fitted into the insertion holes of the tray and into which the downward projections are inserted into the inclined holes of the carrier so that the planetary gears mesh with the sun gears; The susceptor comprises a plurality of susceptors having a diameter larger than that supporting the substrate on the upper surface and to be placed in the concave portion of the susceptor receiving gear, wherein the susceptor revolves around itself by rotation of the revolving shaft. Susceptor rotation support structure of a thin film vapor phase growth apparatus.
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