JP6457643B2 - 支持ピン及び成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板を支持する支持ピン及び該支持ピンに支持された基板に膜を形成する成膜装置に関する。

従来、基板に膜を形成する成膜装置、例えばＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。成膜装置は、反応室と、該反応室に配してあり、基板を支持するサセプタとを備える。サセプタは昇降可能に構成されており、上下に貫通した複数の貫通孔を有する。各貫通孔には、反応室の底部に設けた支持ピンが挿入される。

成膜は以下のようにして実行される。サセプタが下降し、支持ピンの上部がサセプタよりも上側に位置する。搬送装置は基板を反応室に搬送し、支持ピンは搬送された基板を支持する。サセプタが上昇し、サセプタが基板を支持する。反応室内にガスが供給され、基板に膜が形成される。

特開２０１２−２３７０２６号公報

支持ピンは、上下に延びた支持筒と、該支持筒の上端部に挿入されたヘッドとを備える。ヘッド及び支持筒に貫通孔が設けられている。貫通孔に連結部材が挿入され、ヘッド及び支持筒が連結される。搬送装置によって基板の反応室への搬出入が繰り返され、ヘッドには基板が繰り返し載置される。貫通孔によってヘッドの強度は低下しており、基板が繰り返し載置されることでヘッドが破損するおそれがある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、破損を抑制する支持ピン及び該支持ピンを備える成膜装置を提供することを目的とする。

本発明に係る支持ピンは、基板を支持するヘッドと、該ヘッドを支持する支持筒とを備え、前記ヘッド及び支持筒夫々に前記ヘッド及び支持筒を連結する連結部材を挿入する貫通孔が設けられており、前記基板に膜を形成する成膜装置の反応室に配置される支持ピンにおいて、前記ヘッドは、前記基板が載置される載置部と、該載置部から突出しており、前記支持筒の端部に挿入される挿入部とを備え、前記挿入部は、前記支持筒の径方向における寸法が前記支持筒の内径よりも大きい大寸部分を有し、前記大寸部分が挿入される溝が前記支持筒の前記端部に設けられていることを特徴とする。

本発明に係る支持ピンは、前記挿入部は、前記径方向の寸法が前記支持筒の内径に対応した小寸部分を有し、前記大寸部分は前記小寸部分から径方向外向きに突出していることを特徴とする。

本発明に係る支持ピンは、前記挿入部は、前記径方向の寸法が前記支持筒の内径に対応した小寸部分を有し、前記大寸部分は前記載置部から前記支持筒の軸方向に突出し、前記小寸部分は前記大寸部分の突出端部から前記軸方向に突出していることを特徴とする。

本発明に係る成膜装置は、上述したいずれかの支持ピンと、該支持ピンを収納する反応室とを備えることを特徴とする。

本発明においては、挿入部に大寸部分を形成し、ヘッドの強度を向上させる。

本発明においては、大寸部分のみならず、小寸部分をも形成し、ヘッドの強度を更に向上させる。

本発明においては、大寸部分及び小寸部分によって段が形成され、小寸部分が支持筒に挿入され、ヘッドの揺動が抑制される。

本発明に係る支持ピン及び成膜装置は、挿入部に大寸部分を形成し、ヘッドの強度を向上させるので、ヘッドの破損を抑制することができる。

実施の形態１に係る成膜装置の構成を略示する側面断面図である。 サセプタ及び支持ピンを略示する側面断面図である。 支持ピンの構成を略示する拡大分解斜視図である。 実施の形態２に係る成膜装置のヘッドの構成を略示する拡大分解斜視図である。 図４のＶ―Ｖ線を切断線とした略示断面図である。 実施の形態３に係る成膜装置の挿入部の略示断面図である。 実施の形態４に係る成膜装置の支持ピンを略示する部分拡大分解斜視図である。 支持ピンを略示する部分拡大縦断面図である。

（実施の形態１）
以下本発明を実施の形態１に係る成膜装置を示す図面に基づいて説明する。図１は成膜装置の構成を略示する側面断面図、図２はサセプタ及び支持ピンを略示する側面断面図である。

成膜装置は反応室１を備える。反応室１には供給管３を介して、成膜のためのガスを供給するガス供給部２が接続されている。反応室１の側面に基板１０を搬出入するための搬出入口４が設けられている。反応室１には排気管６を介して、真空ポンプ５が接続されている。

反応室１の上側にガスを分散するディフューザ７が設けられている。ディフューザ７は供給管３に接続されており、上部電極としても機能する。反応室１の底面に基板１０を支持する複数の支持ピン９が立設している。反応室１の下側には、基板１０を支持し、前後左右に延びた平板状のサセプタ８が設けられている。サセプタ８には、上下に貫通した複数のピン用孔８ａが設けられている。ピン用孔８ａは支持ピン９に対応した形状をなす。ピン用孔８ａには支持ピン９が挿入されている。サセプタ８は上下動可能に構成されている。サセプタ８は下部電極としても機能する。ディフューザ７及びサセプタ８は電圧を印加する電圧印加装置（図示略）に接続されている。

成膜は以下のようにして実行される。図２の矢印にて示すように、サセプタ８が下降し、支持ピン９の上部がサセプタ８よりも上側に位置する。搬送装置（図示略）によって、搬出入口４から反応室１に基板１０が搬入される。支持ピン９は搬送された基板１０を支持する。そしてサセプタ８が上昇し、基板１０を支持する。ガス供給部２から反応室１内にガスが供給され、電圧印加装置によってディフューザ７及びサセプタ８に電圧が印加され、基板１０に膜が形成される。膜形成後、真空ポンプ５によって反応室１内のガスが排気される。

図３は、支持ピン９の構成を略示する拡大分解斜視図である。支持ピン９は、反応室１に立設した支持筒２０と、該支持筒２０の上端部にて支持されたヘッド３０とを備える。支持筒２０の上端面には二つの溝２１、２１が形成されている。溝２１は上端側が開口したコ字状に形成されており、軸方向に延びている。溝２１は径方向に貫通している。二つの溝２１、２１は径方向に対向している。

支持筒２０の上端部周面に径方向に貫通した二つの長孔２２、２２が形成されている。長孔２２は軸方向に延びている。軸回りにおいて、長孔２２は溝２１に対して略９０度偏倚した位置に配されており、二つの長孔２２、２２は径方向に対向している。二つの溝２１、２１及び二つの長孔２２、２２は、９０度の位相を空けて軸回りに交互に配されている。

ヘッド３０は、基板１０が一面に載置される円盤状の載置部３１と、該載置部３１の他面から突出した板状の挿入部３２とを備える。載置部３１の直径は支持筒２０の外径以上である。前記載置部３１の径方向における挿入部３２の寸法（以下、載置部３１の径方向における寸法を横寸法という）は載置部３１の直径以下であり、また支持筒２０の外径と略同じである。即ち、挿入部３２の横寸法は支持筒２０の内径よりも大きい。挿入部３２は大寸部分を構成する。なお挿入部３２の横寸法を載置部３１の直径よりも大きくしてもよい。

載置部３１の軸方向における挿入部３２の寸法は、支持筒２０の軸方向における溝２１の寸法（深さ）と略同じである。挿入部３２には、長孔２２に対応する貫通孔３３が設けられている。

貫通孔３３及び長孔２２を対応させて挿入部３２が溝２１に挿入されている。棒状の連結部材４０、例えばアルミニウム部材が長孔２２、２２及び貫通孔３３それぞれに挿入され、支持筒２０及び挿入部３２を貫通している。長孔２２、２２から突出した連結部材４０の端部はかしめられており、かしめによってヘッド３０及び支持筒２０が連結されている。なお支持筒２０の軸方向における貫通孔３３の位置は寸法公差の範囲内で、ヘッド３０毎に異なる場合があるが、支持筒２０の貫通した孔を長孔２２にすることによって、貫通孔３３の寸法公差がヘッド３０及び支持筒２０の組み立てに影響することを防止している。

挿入部３２の横寸法は、支持筒２０の内径よりも大きいので、載置部３１の径方向に平行な面を切断面とした貫通孔３３付近における挿入部３２の断面積は、挿入部３２の横寸法が支持筒２０の内径以下に設定されている場合に比べて大きい。そのためヘッド３０の強度が向上し、ヘッド３０の破損を抑制することができる。なお載置部３１と挿入部３２との間に補強のためのリブを設けてもよい。

（実施の形態２）
以下本発明を実施の形態２に係る成膜装置を示す図面に基づいて説明する。図４は、ヘッド３０の構成を略示する拡大分解斜視図、図５は、図４のＶ―Ｖ線を切断線とした略示断面図である。挿入部３４は、載置部３１の他面から突出しており、支持筒２０の内径と略同じ直径を有する円柱状の小寸部分３４ａと、該小寸部分３４ａの外周面から径方向に突出した直方体状の二つの大寸部分３４ｂ、３４ｂとを備える。二つの大寸部分３４ｂ、３４ｂは互いに反対向きに突出している。二つの大寸部分３４ｂ、３４ｂの間の横寸法は支持筒２０の外径と略同じである。小寸部分３４ａには軸方向に貫通した貫通孔３３が設けられている。

貫通孔３３は、軸回りにおいて、大寸部分３４ｂから９０度偏倚した位置に配されており、また長孔２２に対応した位置に配されている。貫通孔３３及び長孔２２を対応させて、大寸部分３４ｂ、３４ｂは溝２１、２１に挿入され、小寸部分３４ａは支持筒２０の内周に挿入されている。連結部材４０は長孔２２及び貫通孔３３それぞれに挿入されている。

挿入部３４は、大寸部分３４ｂのみならず、小寸部分３４ａをも備えるので、貫通孔３３付近における挿入部３４の断面積が更に大きくなり、ヘッド３０の強度を更に向上させることができる。なお載置部３１と小寸部分３４ａとの間に補強のためのリブを設けてもよい。

実施の形態２に係る成膜装置の構成の内、実施の形態１と同様な構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

（実施の形態３）
以下本発明を実施の形態３に係る成膜装置を示す図面に基づいて説明する。図６は、挿入部３４の略示断面図である。支持筒２０の内周が平面視矩形に形成されている場合、図６に示すように、小寸部分３４ｃも平面視矩形に形成する。なお図５の支持ピンよりも断面積を大きくする場合、図６の矩形が図５の小寸部分３４ａの円形に外接するように、支持ピン９を設計すればよい。

実施の形態３に係る成膜装置の構成の内、実施の形態１又は２と同様な構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

（実施の形態４）
以下本発明を実施の形態４に係る成膜装置を示す図面に基づいて説明する。図７は、支持ピン９を略示する部分拡大分解斜視図、図８は、支持ピン９を略示する部分拡大縦断面図である。なお図７及び図８において、連結部材４０の記載は省略している。

挿入部３５は、載置部３１の他面から突出した板状の大寸部分３５ａと、該大寸部分３５ａの突出端部から突出した円柱状の小寸部分３５ｂとを備える。大寸部分３５ａの横寸法は支持筒２０の外径と略同じであり、小寸部分３５ｂの直径は支持筒２０の内径と略同じである。大寸部分３５ａ及び小寸部分３５ｂによって、段差が形成されている。

大寸部分３５ａには、長孔２２、２２に対応する貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３を長孔２２に対応させて、小寸部分３５ｂが支持筒２０の内周に挿入され、大寸部分３５ａが溝２１に挿入されている。連結部材４０は長孔２２、２２及び貫通孔３３それぞれに挿入されている。

大寸部分３５ａ及び小寸部分３５ｂによって段が形成され、小寸部分３５ｂが支持筒２０に挿入されているので、径方向におけるヘッド３０の揺動が抑制される。

実施の形態４に係る成膜装置の構成の内、実施の形態１〜３と同様な構成については、同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。各実施例にて記載されている技術的特徴は互いに組み合わせることができ、本発明の範囲は、請求の範囲内での全ての変更及び請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。

１ 反応室
９ 支持ピン
１０ 基板
２０ 支持筒
２１ 溝
３０ ヘッド
３１ 載置部
３２、３４、３５ 挿入部
３３ 貫通孔
３４ａ、３４ｃ、３５ｂ 小寸部分
３４ｂ、３５ａ 大寸部分
４０ 連結部材

Claims (4)

1. 基板を支持するヘッドと、該ヘッドを支持する支持筒とを備え、前記ヘッド及び支持筒夫々に前記ヘッド及び支持筒を連結する連結部材を挿入する貫通孔が設けられており、前記基板に膜を形成する成膜装置の反応室に配置される支持ピンにおいて、
   前記ヘッドは、
   前記基板が載置される載置部と、
   該載置部から突出しており、前記支持筒の端部に挿入される挿入部と
   を備え、
   前記挿入部は、前記支持筒の径方向における寸法が前記支持筒の内径よりも大きい大寸部分を有し、
   前記大寸部分が挿入される溝が前記支持筒の前記端部に設けられていること
   を特徴とする支持ピン。
2. 前記挿入部は、前記径方向の寸法が前記支持筒の内径に対応した小寸部分を有し、
   前記大寸部分は前記小寸部分から径方向外向きに突出していること
   を特徴とする請求項１に記載の支持ピン。
3. 前記挿入部は、前記径方向の寸法が前記支持筒の内径に対応した小寸部分を有し、
   前記大寸部分は前記載置部から前記支持筒の軸方向に突出し、
   前記小寸部分は前記大寸部分の突出端部から前記軸方向に突出していること
   を特徴とする請求項１に記載の支持ピン。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の支持ピンと、
   該支持ピンを収納する反応室と
   を備えることを特徴とする成膜装置。

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