JP4694637B2 - Vapor growth equipment - Google Patents
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Description
本発明は、本体と蓋とから構成されたチャンバーを備えた気相成長装置に関する。 The present invention relates to a vapor phase growth apparatus provided with a chamber composed of a main body and a lid.
気相成長装置内の塵埃を除去する掃除方法として、生産ロットの切り替え時の空き時間等を利用して、装置に付着した塵埃を除去する掃除方法がある。このような掃除方法を採用したタイプの気相成長装置は、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1に記載の気相成長装置は、デイスパーションヘッドを備え、被成膜対象である基板を搬送ベルトなどにより装置内へ連続送りする仕様になっている。そして、基板がデイスパーションヘッド下を通過したときに原料ガスを吹きつけて薄膜形成を行うようになっている。特許文献1に記載の気相成長装置は、掃除機とデイスパージョンヘッドの排気管とを、コントロールバルブ付きの分岐管で接続し、イン・プロセス方式のダスト除去機構を構成している。そして、この構成により、非成膜時にデイスパーションヘッドに付着した塵埃を吸引除去するようになっている。 As a cleaning method for removing dust in the vapor phase growth apparatus, there is a cleaning method for removing dust adhering to the apparatus by using a free time at the time of switching production lots. A vapor phase growth apparatus of a type that employs such a cleaning method is described in Patent Document 1, for example. The vapor phase growth apparatus described in Patent Document 1 includes a dispersion head, and is configured to continuously feed a substrate, which is a film formation target, into the apparatus using a transport belt or the like. When the substrate passes under the dispersion head, a raw material gas is blown to form a thin film. In the vapor phase growth apparatus described in Patent Document 1, an in-process dust removing mechanism is configured by connecting a vacuum cleaner and an exhaust pipe of a dispersion head with a branch pipe with a control valve. With this configuration, dust adhering to the dispersion head during non-film formation is removed by suction.
また、特許文献2には、磁気ディスククリーニング装置が開示されている。 Patent Document 2 discloses a magnetic disk cleaning device.
しかしながら、上述の特許文献1に開示された従来技術は、反応炉として、本体と蓋とから構成されるチャンバーを備えた気相成長装置に適用することができないという問題がある。 However, the conventional technique disclosed in Patent Document 1 described above has a problem that it cannot be applied as a reaction furnace to a vapor phase growth apparatus including a chamber composed of a main body and a lid.
すなわち、特許文献1に記載の気相成長装置のタイプは、原料ガス噴射口であるデイスパーションヘッドに付着した塵埃除去を主目的としている。このため、デイスパーションヘッドと掃除機とが分岐管で接続され、一体構造になっている。 That is, the type of the vapor phase growth apparatus described in Patent Document 1 is mainly intended to remove dust adhering to a dispersion head that is a raw material gas injection port. For this reason, the dispersion head and the vacuum cleaner are connected by a branch pipe to form an integral structure.
一方、本体と蓋とから構成されるチャンバーを備え、該チャンバー内で成膜を行う気相成長装置(以下、蓋付気相成長装置と記す)では、基板および基板トレイ(被成膜物)を交換するときに、以下の動作を行う必要がある。すなわち、作業員の手または自動搬送ロボットのハンドを、チャンバー内部に入れる動作が必要になる。そして、この動作のために、チャンバーの蓋を大きく上昇させる。 On the other hand, in a vapor phase growth apparatus (hereinafter referred to as a vapor phase growth apparatus with a lid) that includes a chamber composed of a main body and a lid and performs film formation in the chamber, a substrate and a substrate tray (film formation object) When replacing, the following operations must be performed. That is, it is necessary to move the worker's hand or the hand of the automatic transfer robot into the chamber. And for this operation, the lid of the chamber is greatly raised.
それゆえ、蓋付気相成長装置のチャンバー内における被成膜物載置台上の塵埃除去に、特許文献1に開示された技術を適用した場合、掃除機は、チャンバーの蓋とともに上昇する構成になる。このような構成では、チャンバー内の基板トレイ載置台上の塵埃を除去することができない。 Therefore, when the technique disclosed in Patent Document 1 is applied to the dust removal on the deposition object placing table in the chamber of the vapor deposition apparatus with a lid, the cleaner is configured to rise with the lid of the chamber. Become. With such a configuration, dust on the substrate tray mounting table in the chamber cannot be removed.
また、特許文献1に記載の気相成長装置は、上述のように、掃除機とチャンバーとが一体構造になっている。このため、掃除機をメンテナンスするに際し、チャンバーを分解しなければならず、装置稼働率が著しく低下する。 In the vapor phase growth apparatus described in Patent Document 1, the vacuum cleaner and the chamber are integrated as described above. For this reason, when the vacuum cleaner is maintained, the chamber must be disassembled, and the apparatus operating rate is significantly reduced.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、蓋付気相成長装置においてチャンバーの開閉に伴うチャンバー蓋の上下動に影響されることなく、被成膜物載置台上の塵埃を除去することができるとともに、チャンバー内の成膜作業を中断させることなく、被成膜物載置台上の塵埃を除去する除去手段のメンテナンスを行うことができる気相成長装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to mount a film-forming object without being affected by the vertical movement of the chamber lid accompanying opening and closing of the chamber in the vapor phase growth apparatus with lid. A vapor phase growth apparatus capable of removing dust on a mounting table and performing maintenance of a removing means for removing dust on a deposition object mounting table without interrupting film forming work in a chamber. It is to provide.
本発明の気相成長装置は、上記の課題を解決するために、本体と蓋とから構成されたチャンバーと、上記チャンバー内に配置された被成膜物載置台と、上記被成膜物載置台上の塵埃を除去する除去手段とを備えた気相成長装置であって、上記除去手段は、上記被成膜物載置台へ延びたアームと、上記アームの一方の端部に設けられた吸引ノズルと、上記チャンバーの中心軸と平行な第1の方向に延びた第1の軸部を上記チャンバー外部に有し、該第1の軸部を回転軸として上記アームを回転させることにより、上記吸引ノズルを、上記チャンバーの外部から内部へ、及び外部から内部へ移動させる移動機構とを備えたことを特徴としている。 In order to solve the above problems, a vapor phase growth apparatus according to the present invention includes a chamber composed of a main body and a lid, a film mounting table placed in the chamber, and the film mounting board. A vapor phase growth apparatus provided with a removing means for removing dust on the mounting table, wherein the removing means is provided at an arm extending to the film mounting table and at one end of the arm By having a suction nozzle and a first shaft portion extending in a first direction parallel to the central axis of the chamber outside the chamber, and rotating the arm with the first shaft portion as a rotation axis, And a moving mechanism for moving the suction nozzle from the outside to the inside of the chamber and from the outside to the inside.
本発明の気相成長装置は、本体と蓋とから構成されたチャンバーを備えた蓋付気相成長装置である。上記の構成によれば、被成膜物載置台上の塵埃を除去する除去手段は、上記被成膜物載置台へ延びたアームと、上記アームの一方の端部に設けられた吸引ノズルと、上記チャンバーの中心軸と平行な第1の方向に延びた第1の軸部を上記チャンバー外部に有し、該第1の軸部を回転軸として上記アームを回転させることにより、上記吸引ノズルを、上記チャンバーの外部から内部へ、及び外部から内部へ移動させる移動機構とを備えた構成になっており、上記チャンバーと別ユニットになっている。 The vapor phase growth apparatus of the present invention is a vapor phase growth apparatus with a lid provided with a chamber composed of a main body and a lid. According to said structure, the removal means which removes the dust on a to-be-film-formed object mounting base has the arm extended to the said to-be-film-formed object mounting base, and the suction nozzle provided in one edge part of the said arm. The suction nozzle has a first shaft portion extending in a first direction parallel to the central axis of the chamber outside the chamber, and the arm is rotated using the first shaft portion as a rotation axis. And a moving mechanism that moves the chamber from the outside to the inside of the chamber and from the outside to the inside, and is a separate unit from the chamber.
したがって、上記の構成によれば、チャンバーの開閉に伴う上記蓋の上下動に影響されることなく、被成膜物載置台上の塵埃を除去することが可能になる。さらに、除去手段のメンテナンスに際し、このメンテナンス作業が成膜物の生産タクトに影響を与えることがない。すなわち、除去手段のメンテナンスのために、チャンバー内で行われる成膜作業を中断させる必要がないので、メンテナンスによる装置稼働率の低下を防止することができる。 Therefore, according to said structure, it becomes possible to remove the dust on the to-be-film-formed object mounting stand, without being influenced by the vertical motion of the said lid accompanying opening and closing of a chamber. Further, when the removing means is maintained, this maintenance work does not affect the production tact of the film formation. That is, since it is not necessary to interrupt the film forming operation performed in the chamber for the maintenance of the removing means, it is possible to prevent the apparatus operating rate from being lowered due to the maintenance.
本発明の気相成長装置では、上記チャンバーの中心軸を回転軸として、上記被成膜物載置台を回転させる回転機構を備えたことが好ましい。このように、上記チャンバーの中心軸を回転軸として、上記被成膜物載置台を回転させることにより、上記除去手段は、回転してくる被成膜物載置台について、順次塵埃を除去することになる。それゆえ、上記の構成によれば、より効率的に、被成膜物載置台上の塵埃を除去することが可能になる。 In the vapor phase growth apparatus according to the present invention, it is preferable that the vapor deposition apparatus includes a rotation mechanism that rotates the deposition object mounting table with the central axis of the chamber as a rotation axis. In this way, by rotating the film mounting table with the central axis of the chamber as the rotation axis, the removing means sequentially removes dust from the rotating film mounting table. become. Therefore, according to the above configuration, it is possible to more efficiently remove dust on the film formation object mounting table.
本発明の気相成長装置では、上記アームの長手方向において、上記吸引ノズルの幅は、上記被成膜物載置台の幅以上になっていることが好ましい。 In the vapor phase growth apparatus of the present invention, it is preferable that a width of the suction nozzle is not less than a width of the deposition object mounting table in the longitudinal direction of the arm.
これにより、上記被成膜物載置台がチャンバーの中心軸を回転軸として一周回転したときに、全ての被成膜物載置台上の塵埃を除去することができ、塵埃除去を効率的に行うことができる。 As a result, when the film deposition table is rotated around the central axis of the chamber as a rotation axis, dust on all the film deposition platforms can be removed, and dust removal is performed efficiently. be able to.
本発明の気相成長装置では、上記移動機構は、上記第1の方向、および上記アームの長手方向に対し垂直な第2の方向に延びた第2の軸部と、上記第1の軸部を回転軸として上記アームが回転したときに、第1の方向において、上記吸引ノズルを上下動させるカム機構とを備えたことが好ましい。 In the vapor phase growth apparatus according to the present invention, the moving mechanism includes a second shaft portion extending in the first direction and a second direction perpendicular to the longitudinal direction of the arm, and the first shaft portion. And a cam mechanism for moving the suction nozzle up and down in the first direction when the arm rotates about the rotation axis.
上記の構成によれば、上記移動機構は、上記第1の方向、および上記アームの長手方向に対し垂直な第2の方向に延びた第2の軸部を備えているので、上記第2の軸部を回転軸としてアームが回転可能になる。そして、これにより、アームの一方の端部に設けられた吸引ノズルが、第2の軸部に垂直な第1の方向に移動可能になる。上記の構成によれば、移動機構は、さらに、上記第1の軸部を回転軸として上記アームが回転したときに、第1の方向において、上記吸引ノズルを上下動させるカム機構を備えており、このカム機構が吸引ノズルの第1の方向の移動を決定している。 According to the above configuration, the moving mechanism includes the second shaft portion extending in the first direction and the second direction perpendicular to the longitudinal direction of the arm. The arm can be rotated with the shaft portion as the rotation axis. Thus, the suction nozzle provided at one end of the arm can be moved in the first direction perpendicular to the second shaft portion. According to the above configuration, the moving mechanism further includes a cam mechanism that moves the suction nozzle up and down in the first direction when the arm rotates with the first shaft portion as a rotation axis. The cam mechanism determines the movement of the suction nozzle in the first direction.
このため、第1の軸部と被成膜物載置台との間に、被成膜物載置台よりも高くなるように、第1の方向(上記中心軸の方向)に立設した段差部が配された場合であっても、上記の構成によれば、移動機構が、上記吸引ノズルを第1の方向に上下動させ、段差部を乗り越えて、被成膜物載置台上の適切な位置に吸引ノズルを移動させることができる。 For this reason, the level | step-difference part erected in the 1st direction (the direction of the said central axis) between the 1st axial part and the to-be-film-formed object mounting stand so that it may become higher than a to-be-film-formed object mounting base. Even when the moving mechanism is arranged, the moving mechanism moves the suction nozzle up and down in the first direction, climbs over the stepped portion, and appropriately moves on the deposition object mounting table. The suction nozzle can be moved to a position.
なお、上記第2の軸部は、上記第1の軸部と上記アームとの接続部分に設けられた第2の軸本体と、上記第2の軸本体の軸受とを備えたことが好ましい。これにより、上記第2の軸部を回転軸としたアーム回転の中心と、上記第1の軸部を回転軸としたアーム回転の中心が、ともに上記第1の軸部と上記アームとの接続部分になり、より効率的にアームを回転させることができる。 The second shaft portion preferably includes a second shaft body provided at a connection portion between the first shaft portion and the arm, and a bearing of the second shaft body. As a result, the center of the arm rotation with the second shaft portion as the rotation axis and the center of the arm rotation with the first shaft portion as the rotation axis are both connected to the first shaft portion and the arm. This makes it possible to rotate the arm more efficiently.
本発明の気相成長装置では、上記アームは、上記第1の方向において、鉛直下向きに延びたストッパーを備えたことが好ましい。 In the vapor phase growth apparatus of the present invention, the arm preferably includes a stopper extending vertically downward in the first direction.
上記の構成によれば、上記アームは、上記第1の方向において、鉛直下向きに延びたストッパーを備えているので、吸引ノズルが被成膜物載置台へ移動したとき、上記ストッパーがチャンバーの上記本体の上面に接触することになる。すなわち、上記の構成によれば、鉛直下向きに延びた上記ストッパーは、被成膜物載置台と吸引ノズルとの距離を保つ役割を果たす。したがって、上記の構成によれば、アームや吸引ノズルの自重、および吸引ノズルによる吸引力によるアームのたわみに影響されず、被成膜物載置台と吸引ノズルとのとの距離を常に一定に保つことができ、塵埃除去を効率的に行うことができる。 According to the above configuration, the arm includes a stopper that extends vertically downward in the first direction. Therefore, when the suction nozzle moves to the deposition object mounting table, the stopper is moved to the chamber. It will contact the upper surface of the main body. That is, according to said structure, the said stopper extended perpendicularly downward plays the role which maintains the distance of the to-be-film-formed object mounting base and suction nozzle. Therefore, according to the above-described configuration, the distance between the deposition object mounting table and the suction nozzle is always kept constant regardless of the weight of the arm and the suction nozzle and the deflection of the arm due to the suction force of the suction nozzle. And dust removal can be performed efficiently.
本発明の気相成長装置では、上記第1の軸部は、上記アームにおける吸引ノズルと反対側の端部に接続した第1の軸本体と、上記第1の軸本体を回転させる動力源とを備えたことが好ましい。これにより、効率的にアームを回転させることができる。 In the vapor phase growth apparatus of the present invention, the first shaft portion includes a first shaft body connected to an end portion of the arm opposite to the suction nozzle, and a power source for rotating the first shaft body. It is preferable to have provided. Thereby, an arm can be rotated efficiently.
本発明の気相成長装置は、以上のように、上記除去手段は、上記被成膜物載置台へ延びるアームと、上記アームの一方の端部に設けられた吸引ノズルと、上記中心軸と平行な第1の方向に延びた第1の軸部を上記チャンバー外部に有し、該第1の軸部を回転軸として上記アームを回転させることにより、上記吸引ノズルを、上記チャンバーの外部から内部へ、及び外部から内部へ移動させる移動機構とを備えた構成である。 In the vapor phase growth apparatus according to the present invention, as described above, the removing unit includes an arm extending to the film mounting table, a suction nozzle provided at one end of the arm, and the central axis. A first shaft portion extending in a parallel first direction is provided outside the chamber, and the arm is rotated about the first shaft portion as a rotation axis, whereby the suction nozzle is moved from the outside of the chamber. It is the structure provided with the moving mechanism to which it moves to the inside and the inside from the exterior.
それゆえ、チャンバーの開閉に伴う蓋の上下動に影響されることなく、被成膜物載置台上の塵埃を除去することが可能になる。さらに、除去手段のメンテナンスのために、チャンバー内で行われる成膜作業を中断させる必要がないので、メンテナンスによる装置稼働率の低下を防止することができる。 Therefore, it is possible to remove dust on the deposition object mounting table without being affected by the vertical movement of the lid accompanying opening and closing of the chamber. Furthermore, since it is not necessary to interrupt the film forming operation performed in the chamber for the maintenance of the removing means, it is possible to prevent the apparatus operating rate from being lowered due to the maintenance.
以下、本発明の実施の一形態について、図1及び図2を参照して、詳細に説明する。図1は、本実施形態の気相成長装置の概略構成を示す側面図である。図2は、本実施形態の気相成長装置の概略構成を示す平面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a side view showing a schematic configuration of the vapor phase growth apparatus of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view showing a schematic configuration of the vapor phase growth apparatus of the present embodiment.
本実施形態の気相成長装置(以下、本気相成長装置と記す)は、反応炉としてのチャンバー1と、掃除手段(除去手段)2と、グローブボックス3とを備えている。グローブボックス3の内部には、チャンバー1及び掃除手段2が配されている。また、グローブボックス3の内部は、気密性が保たれている。
The vapor phase growth apparatus of the present embodiment (hereinafter referred to as the present vapor phase growth apparatus) includes a chamber 1 as a reaction furnace, a cleaning means (removal means) 2, and a
チャンバー1は、円筒形状のチャンバー本体4と、チャンバー本体4を閉塞する円筒形状のチャンバー蓋6とから構成されている。また、チャンバー蓋6は、上下動機構5によって上昇または下降され、チャンバー1の開閉が自在になっている。 The chamber 1 includes a cylindrical chamber body 4 and a cylindrical chamber lid 6 that closes the chamber body 4. The chamber lid 6 is raised or lowered by the vertical movement mechanism 5 so that the chamber 1 can be opened and closed freely.
また、本気相成長装置は、チャンバー本体4の内部に収容されたサセプタ10と、サセプタ10を回転させる回転機構11とを備えている。回転機構11は、チャンバー1の中心軸Oを回転軸として、サセプタ10を回転させている。また、サセプタ10におけるチャンバー蓋6との対向面には、基板トレイ載置台(被成膜物載置台)9が複数設けられている。図2に示されるように、基板トレイ載置台9は、平面視において中心軸Oを避けて配置されており、回転機構11によりサセプタ10とともに回転するようになっている。
In addition, the vapor phase growth apparatus includes a
本気相成長装置の成膜対象である基板(被成膜物)7は、基板トレイ8に載せられた状態で、チャンバー1内部で成膜される。それゆえ、本気相成長装置を用いて基板7に成膜処理を施すためには、まず、上下動機構5によりチャンバー蓋6を上昇させてチャンバー本体4を開放させる。そして、基板7及び基板トレイ8を基板トレイ載置台9に載置した後、上下動機構5によりチャンバー蓋6を下降させて、チャンバー本体4を閉塞する。
A substrate (film formation target) 7 to be formed by the vapor phase growth apparatus is formed inside the chamber 1 while being placed on a
基板7に成膜処理を施しているとき、チャンバー1内部は、外部と完全に遮断されている。成膜処理中、チャンバー1内部は、図示しないヒータにより、高温環境になる。そして、この高温環境下で、基板7に対し原料ガスを噴射することにより、基板7への薄膜形成が行われる。また、成膜処理中、基板7及び基板トレイ8は、基板トレイ載置台9に載置されており、回転機構11により中心軸Oの回りを回転している。
When the film formation process is performed on the
基板7に成膜処理を施さないとき(または基板7の成膜処理が完了したとき)、上下動機構5により、チャンバー蓋6を上昇させ、チャンバー本体4を開放する。そして、基板7は、基板トレイ8とともに、図示しない自動搬送ロボットにより、チャンバー1外部へ回収され、新しいものと交換される。
When the film formation process is not performed on the substrate 7 (or when the film formation process on the
掃除手段2は、上記自動搬送ロボットが基板7及び基板トレイ8を回収及び交換する動作と並行して、基板トレイ載置台9上の塵埃を除去する。このように、掃除手段2は、基板7及び基板トレイ8の交換時間を利用して、基板トレイ載置台9上の塵埃を吸引除去することができるので、基板7の生産タクトに影響を与えることがない。また、掃除手段2は、チャンバー1の開閉を制御する上下動機構5と別の機構で、基板トレイ載置台9上の塵埃を除去する。そのため、本気相成長装置においては、チャンバー1の開閉に伴うチャンバー蓋6の上下動に影響されることなく基板トレイ載置台9上の塵埃を除去することが可能になる。また、掃除手段2のメンテナンスのために、チャンバー1内で行われている成膜作業を中断させる必要がないので、メンテナンスによる装置稼働率の低下を防止することができる。以下、掃除手段2の構成について、詳述する。
The cleaning unit 2 removes dust on the substrate tray mounting table 9 in parallel with the operation of the automatic transfer robot collecting and replacing the
図1に示されるように、掃除手段2は、基板トレイ載置台9上の塵埃を除去するための吸引ノズル21と、一端に吸引ノズル21が連結されたアーム22と、アーム22を介して吸引ノズル21を、チャンバー1の内部から外部へ、及び外部から内部へ移動させる(チャンバー1における外部と内部との間を往復させる)移動機構23とを備えている。移動機構23は、チャンバー1の外部に設けられており、かつ、上下動機構5と独立した機構で、吸引ノズル21を移動するようになっている。
As shown in FIG. 1, the cleaning means 2 includes a
吸引ノズル21は、移動機構23により、チャンバー1内部の基板トレイ載置台9の真上に移動される。そして、吸引ノズル21は、基板トレイ載置台9に対し、基板トレイ載置台9に対し非接触に配置される。また、吸引ノズル21には、吸引した塵埃をグローブボックス3外部へ排出するための配管チューブ24が接続している。この配管チューブ24は、図示していないダストフィルタおよび真空ポンプへと繋がれている。
The
また、アーム22は、一方の端部に吸引ノズル21が接続され、他方の端部に移動機構23が接続されている。以下、説明の便宜上、チャンバー1の中心軸Oの方向から見て(すなわち、図2において)、アーム22の軸が延びる方向(長手方向)をx軸方向する。また、チャンバー1の高さ方向をz軸方向(第1の方向)とする。そして、x軸及びz軸の両軸に対し垂直な方向をy軸方向(第2の方向)とする。なお、z軸方向は、被成膜対象としての基板7の法線方向、あるいは中心軸Oの方向であるともいえる。
The
移動機構23は、アーム22に、y軸回転、及びz軸回転という2つの回転動作をさせることにより、吸引ノズル21を移動させている。以下、移動機構23について、さらに詳述する。
The moving
図1及び図2に示されるように、移動機構23は、z軸方向に延びた第1の回転軸シャフト部(第1の軸部)25と、y軸方向に延びた第2の回転軸シャフト部(第2の軸部)26と、カム機構27とを備えている。第1の回転軸シャフト部25は、アーム22における吸引ノズル21と反対側の端部に接続されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the moving
アーム22は、第1の回転軸シャフト部25を回転軸としてz軸回転可能になっているとともに、第2の回転軸シャフト部26を回転軸としてy軸回転可能になっている。そして、アーム22がz軸回転することにより、吸引ノズル21が移動する。また、アーム22がy軸回転することにより、吸引ノズル21がz軸方向において上下動する。以下、アーム22のz軸回転により、吸引ノズル21を移動させる動作を動作Aとし、アーム22のy軸回転により、吸引ノズル21を、z軸方向において上下動させる動作を動作Bとする。以下、移動機構23による動作A及び動作Bについて、以下に詳述する。
The
まず、第1の回転軸シャフト部25は、シャフト本体(第1の軸本体)25aと、ステッピングモータ(動力源)25bと、磁性流体シール25cとを備えている。ステッピングモータ25bは、グローブボックス3の外部に設置されており、シャフト本体25aをz軸回転させる動力源である。また、アーム22に接続しているシャフト本体25aは、磁性流体シール25cにより支持されている。磁性流体シール25cは、シャフト本体25aと気密性を保持したまま、シャフト本体25aに回転力のみを伝達するようになっている。移動機構23は、ステッピングモータ25bを動力源として、シャフト本体25aをz軸回転させている。そして、シャフト本体25aの回転によりアーム22をz軸回転させることで、動作Aが行われる。
First, the first rotating
第2の回転軸シャフト部26は、シャフト本体(第2の軸本体)26aと、シャフト本体26aの軸受としての2つのベアリング26bとから構成されている。シャフト本体26aは、アーム22における吸引ノズル21と反対側の端部に一体的に形成されている。また、2つのベアリング26bは、第1の回転軸シャフト部25におけるz軸方向の上部(アーム22側の端部)に固定されている。第1の回転軸シャフト25とアーム22との接続部は、シャフト本体26aが2つのベアリング26aに挿入されることで構成される。
The 2nd rotating
また、カム機構27は、アーム22のz軸回転時の、吸引ノズル21のz軸方向の変位を決定する機構であり、カムフォロア27aと、カムフォロア27aと接触するカム面27bを有するカム部とを備えている。カムフォロア27aは、アーム22の下面に設けられており、上述のアーム22のz軸回転に合わせて変位するようになっている。上記カム面27bを有するカム部は、図2に示されるように、カムフォロア27aの変位によって描かれる軌道上に設置されている。これにより、カムフォロア27aは、アーム22がz軸回転している間、常にカム面27bに接触し回転するようになる。このカム面27bは、xy平面に対し傾斜した傾斜面と、xy平面に平行な平坦面とから構成されている。それゆえ、アーム22がz軸回転しているとき、カムフォロア27aは、カム面27bにおける平坦面及び傾斜面を連続的に回転移動する。そして、このカムフォロア27aの回転移動に合わせて、アーム22はy軸回転する。そして、アーム22のy軸回転により、吸引ノズル21がz軸方向において上下動する動作Bが行われる。
The
本気相成長装置においては、移動機構23により吸引ノズル21が基板トレイ載置台9上に移動したとき、吸引ノズル21のz軸方向の底面21bが、チャンバー本体4のz軸方向の上面4aよりも低い位置に配される。このような構成において、移動機構23が吸引ノズル21に対し動作Aのみを行う場合、吸引ノズル21がチャンバー本体4の側面に当接してしまう。このため、吸引ノズル21を、チャンバー1の内部から外部へ、及び外部から内部へ移動させることができなくなる。移動機構23による動作Bは、吸引ノズル21を上下動させることで、吸引ノズル21の底面21aを、チャンバー本体4の上面4aよりも高い位置に変位させる動作である。言い換えれば、本気相成長装置によれば、動作Bにより、吸引ノズル21は、チャンバー1の内部から外部へ、もしくは外部から内部へ移動する(すなわち、動作Aによる移動)に際し、サセプタ10の収容空間を形成する段差部(上面4a)を乗り越えるようになる。
In this vapor phase growth apparatus, when the
動作Bにおいて、吸引ノズル21のz軸方向の上下動変位は、カム面27bにおける傾斜面及び平坦面の位置により決定される。すなわち、アーム22のz軸回転時にカムフォロア27aが平坦面を回転移動する場合、吸引ノズル21は上下動することなく、z軸方向の変位はない。一方、カムフォロア27aが、傾斜面として例えば上記平坦面から隆起した隆起面を回転移動する場合、吸引ノズル21は、z軸方向において、上側(チャンバー蓋6側)に変位する。
In the operation B, the vertical displacement of the
なお、本気相成長装置において、吸引ノズル21が、掃除対象である基板トレイ載置台9上に移動したとき、基板トレイ載置台9と吸引ノズル21との距離は、カムフォロア27aとカム面27bとの関係により決定されるのではない。アーム22における吸引ノズル21側の端部には、鉛直(z軸方向)下向きにストッパー28が固定されている。基板トレイ載置台9と吸引ノズル21との距離は、吸引ノズル21が基板トレイ載置台9上に移動したとき、最終的にストッパー28がチャンバー本体4の上面4aに接触することにより、常に一定に保たれる。
In this vapor phase growth apparatus, when the
本気相成長装置が備えるチャンバー1は、チャンバー本体4とチャンバー蓋6とを密着させるためのシール部と、全ての基板7に等分布で反応ガスを供給するための基板回転部と、シール部及び基板回転部以外の固定部とから構成されている。基板回転部は、基板トレイ載置台9と、サセプタ10とを備えている。また、固定部は、サセプタ10の収容空間を形成する段差部(上面4a)を備えている。一般的に、基板回転部に反応ガスを供給したとき、反応ガス流は、固定部に当たる。このため、チャンバー1における固定部には、成膜に直接関係しない構造物を配置することができない。また、掃除対象である基板トレイ載置台9は、中心軸Oを回転軸として回転している。このため、チャンバー1のサイズが大きく、アーム22が長く設計されている場合、アーム22の端部(吸引ノズル21側の端部)で発生する吸引力により、アーム22が共振振動するおそれがある。
The chamber 1 provided in the vapor phase growth apparatus includes a seal part for bringing the chamber body 4 and the chamber lid 6 into close contact, a substrate rotating part for supplying reaction gas to all the
本気相成長装置では、上述のように、アーム22における吸引ノズル21近傍に鉛直下向きに延びたストッパー28が設けられている。それゆえ、ストッパー28が上面4aに当接したとき、アーム22におけるストッパー28設置点が支点となって、吸引力によるアーム22の回転モーメントを小さくすることができる。その結果、アーム22の共振振動を抑制することができる。
In this vapor phase growth apparatus, as described above, the
また、吸引ノズル21及びアーム22の自重や吸引力によるアーム22のたわみに影響されず、基板トレイ載置台9と吸引ノズル21との距離を一定に保つことができる。
In addition, the distance between the substrate tray mounting table 9 and the
次に、本気相成長装置における掃除手段2の運用方法について、図2を用いて、詳述する。 Next, the operation method of the cleaning means 2 in this vapor phase growth apparatus will be described in detail with reference to FIG.
まず、図示していない自動搬送ロボットにより、基板トレイ載置台9に載置された基板7及び基板トレイ8をチャンバー1外へ搬送・回収する。そして、最後の基板7及び基板トレイ8をチャンバー1外へ搬送・回収した直後に、ステッピングモータ25bを作動させる。これにより、アーム22をz軸回転させるとともに、吸引ノズル21を上下動させ、チャンバー本体4の上面4aを乗り越えるようにする。そして、吸引ノズル21を基板トレイ載置台9上まで移動したとき、ステッピングモータ25bの作動を停止する。
First, the
次に、吸引ノズル21を静止させたまま、図示しない真空ポンプを作動させ、基板トレイ載置台9上の塵埃除去を開始する。このとき、基板トレイ載置台9は、サセプタ10とともに、回転機構11により、一定の角速度でチャンバー1の中心軸O回りを回転している。ここで、x軸方向において、吸引ノズル21の幅が、基板トレイ載置台9の幅以上であることが好ましい。これにより、基板トレイ載置台9及びサセプタ10がチャンバー1の中心軸O回りを一周回転したときに、全ての基板トレイ載置台9上の塵埃を除去することができ、効率的な塵埃除去を実現することができる。
Next, a vacuum pump (not shown) is operated while the
全ての基板トレイ載置台9上の塵埃を除去した後、図示していない真空ポンプによる吸引を終了する。そして、ステッピングモータ25bを作動させて、アーム22をz軸回転させる。そして、アーム22がチャンバー1外部へ移動したら、ステッピングモータ25bを停止させる。
After all the dust on the substrate tray mounting table 9 is removed, the suction by a vacuum pump (not shown) is terminated. Then, the stepping
本気相成長装置においては、図示しない自動搬送ロボットが新しい基板7および基板トレイ8を基板トレイ載置台9に設置するまでに、上述の一連の動作が完了するように掃除手段2を運用する。
In this vapor phase growth apparatus, the cleaning means 2 is operated so that the above-described series of operations are completed before an automatic transfer robot (not shown) installs the
本発明を以下のように表現することもできる。 The present invention can also be expressed as follows.
(第1の構成)
本体と蓋から構成されたチャンバーと、前記チャンバー内に、被成膜物載置台と、前記被成膜物載置台をチャンバー中心軸回りに回転させる機構と、前記被成膜物載置台上の塵埃を除去する手段とを備えた気相成長装置において、前記塵埃除去手段は、前記チャンバー外に回転軸を有するアームを備え、前記アーム端に前記被成膜物載置台に対して非接触な吸引ノズルを有し、前記アーム回転によって前記吸引ノズルを前記チャンバーの内から外、および外から内へ移動できることを特徴とする気相成長装置。
(First configuration)
A chamber composed of a main body and a lid; a deposition object placing table; a mechanism for rotating the deposition object placing table around a central axis of the chamber; and the film deposition object placing table on the deposition object placing table. In the vapor phase growth apparatus provided with a means for removing dust, the dust removing means includes an arm having a rotating shaft outside the chamber, and is not in contact with the deposition object mounting table at the end of the arm. A vapor phase growth apparatus having a suction nozzle and capable of moving the suction nozzle from the inside of the chamber and from the outside to the inside by rotating the arm.
(第2の構成)
前記吸引ノズル幅が被成膜物載置台幅と同じ、またはそれ以上であることを特徴とする第1の構成の気相成長装置。
(Second configuration)
The vapor phase growth apparatus of the first configuration, wherein the suction nozzle width is equal to or greater than the film-formation object mounting table width.
(第3の構成)
前記アーム回転軸は、回転時にアームを上下動させるカム機構を備えていることを特徴とする第1または第2の構成の気相成長装置。
(Third configuration)
The vapor phase growth apparatus having the first or second configuration, wherein the arm rotation shaft includes a cam mechanism that moves the arm up and down during rotation.
(第4の構成)
前記アームは、鉛直下向きに延びているストッパーを備えていることを特徴とする第1〜第3の何れかの構成の気相成長装置。
(Fourth configuration)
The arm includes a stopper extending vertically downward, and the vapor phase growth apparatus having any one of the first to third configurations.
本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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 can be made within the scope shown in the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
本発明の気相成長装置は、チャンバーの開閉に伴う蓋の上下動に影響されることなく、被成膜物載置台上の塵埃を除去することが可能になるので、気相成長による成膜が必要な半導体基板製造分野などに利用することができる。 The vapor phase growth apparatus of the present invention can remove dust on the deposition object mounting table without being affected by the vertical movement of the lid accompanying opening and closing of the chamber. Can be used in the field of semiconductor substrate manufacturing that requires
1 チャンバー
2 掃除手段(除去手段)
3 グローブボックス
4 チャンバー本体
5 上下動機構
6 チャンバー蓋
7 基板(被成膜物)
8 基板トレイ
9 基板トレイ載置台(被成膜物載置台)
10 サセプタ
11 回転機構
21 吸引ノズル
22 アーム
23 移動機構
24 配管チューブ
25 第1の回転軸シャフト部(第1の軸部)
25a シャフト本体(第1の軸本体)
25b ステッピングモータ(動力源)
25c 磁性流体シール
26 第2の回転軸シャフト部(第2の軸部)
26a シャフト本体(第2の軸本体)
26b ベアリング(軸受)
27 カム機構
27a カムフォロア
27b カム面
28 ストッパー
1 Chamber 2 Cleaning means (removal means)
3 Glove box 4 Chamber body 5 Vertical movement mechanism 6
8
10 Susceptor 11 Rotating
25a Shaft body (first shaft body)
25b Stepping motor (power source)
25c
26a Shaft body (second shaft body)
26b Bearing
27
Claims (6)
上記チャンバー内に配置された被成膜物載置台と、
上記被成膜物載置台上の塵埃を除去する除去手段とを備えた気相成長装置であって、
上記除去手段は、
上記被成膜物載置台へ延びたアームと、
上記アームの端部に設けられた吸引ノズルと、
上記チャンバーの中心軸と平行な第1の方向に延びた第1の軸部を上記チャンバー外部に有し、該第1の軸部を回転軸として上記アームを回転させることにより、上記吸引ノズルを、上記チャンバーの外部から内部へ、及び外部から内部へ移動させる移動機構とを備え、
上記移動機構は、
上記第1の方向および上記アームの長手方向に対し垂直な、第2の方向に延びた第2の軸部と、
さらに、上記第1の軸部を回転軸とした上記アームの回転に伴い、上記アームを上記第2の軸部を回転軸として回転させることにより、上記吸引ノズルを、第1の方向において上下動させるカム機構とを備えたことを特徴とする気相成長装置。 A chamber composed of a main body and a lid;
A deposition object mounting table disposed in the chamber;
A vapor phase growth apparatus provided with a removing means for removing dust on the film mounting table,
The removing means is
An arm extending to the deposition object mounting table;
A suction nozzle provided at an end of the arm;
A first shaft portion extending in a first direction parallel to the central axis of the chamber is provided outside the chamber, and the arm is rotated about the first shaft portion as a rotation axis, whereby the suction nozzle is A moving mechanism for moving the chamber from the outside to the inside and from the outside to the inside ,
The moving mechanism is
A second shaft portion extending in a second direction perpendicular to the first direction and the longitudinal direction of the arm;
Furthermore, the suction nozzle is moved up and down in the first direction by rotating the arm with the second shaft portion as a rotation axis as the arm rotates with the first shaft portion as a rotation axis. vapor deposition apparatus characterized by comprising a cam mechanism for.
上記アームにおける吸引ノズルと反対側の端部に接続した第1の軸本体と、A first shaft body connected to the end of the arm opposite to the suction nozzle;
上記第1の軸本体を回転させる動力源とを備えたことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の気相成長装置。The vapor phase growth apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a power source for rotating the first shaft main body.
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