JPH0426762A - Rotary introducing mechanism in vacuum vessel - Google Patents
Rotary introducing mechanism in vacuum vesselInfo
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Abstract
Description
本願発明は、真空容器における回転導入機構に関する。 The present invention relates to a rotation introduction mechanism in a vacuum container.
たとえば、Ｉ−Ｖ族化合物半導体の製造過程において、
単結晶基板上に■−■族元素をエピタキシャル成長させ
る手法として、分子線エピタキシー法が注目されている
。これは、真空蒸着法の一種であり、ガリウムＧａ、ア
ルミニウムＡ１、インジウムＩｎ等の■族元素、および
ヒ素Ａｓ、燐Ｐ等の■族元素を成長材料として、Ｉ Ｏ
−”ｔｏｒｒの超高真空の中で、これらの元素を原子ま
たは分子線の形で照射してＧａ Ａｓ ＳＡＩ Ｇａ
Ａｓ、 Ｉｎ Ｐあるいはｒｎ Ｇａ Ａｓ Ｐ等のＩ
−Ｖ族化合物半導体結晶をエピタキシャル成長させる方
法である。
このような分子線エピタキシー法によると、■超高真空
中ての蒸着であるため残留ガスからの不純物の混入が非
常に少なく、基板表面を清浄に保つことができる、■大
面積にわたり、均一でかつ原子レベルで平坦な膜を得る
ことができる、■蒸着速度を非常に遅くでき、しかも正
確に制御できるため、膜厚を数人という単原子層のオー
ダて高精度に制御することができる、■多成分系の混晶
薄膜も蒸発源を増やすだけで容易に得られる、■結晶成
長中に、成長層表面あるいは分子線から成長条件につい
てのさまざまな情報を得ることかてき、それを直ちに成
長制御にフィードバックすることができる、などの利点
を享受することかできる。
このような、分子線エピタキシー法を行う分子線エピタ
キソー装置の概略構成を第３図に示す。
真空ポンプｌにつながる真空容器２の中央には、基板ホ
ルダ３が配置されるとともに、この基板ホルダ３は、基
板上の結晶成長を−様なものとするため回転するように
構成されている。また、この基板ホルダ３に保持される
基板Ｂを所望の温度に昇温するためのヒータが付設され
ている。そして、真空容器２の一側には、上記基板ホル
ダ３に向けて開口するルツボ４に各成長材料を充填して
なる複数の蒸発源５ａ、５ｂか配置される。この蒸発源
５ａ、５ｂもまた、温度センサによる検出温度に基づい
て制御されるヒータにより、所望の温度に昇温されるよ
うになっている。なお、各蒸発源５ａ、５ｂは、各蒸発
源か互いに熱の影響やｌ’ｊ染の影響を受けないように
、液体窒素ンユラウｌ’ ６で囲まれている。結晶成長
の開始および停止は、各ルツボ４の開口の全面に配置さ
れるシャッタ７７を開閉することにより行われる。
たとえば、Ｇａ Ａｓ単結晶基板」二にＧａ Ａｓ層を
成長させるにはＧａか充填された蒸発源５ａおよびＡＳ
か充填された蒸発源５ｂを所定の温度に加熱するととも
に、基板ホルダ３の温度を適当な温度に設定しつつ、上
記の各蒸発源５ａ、５ｂのシャッタ７を所定時間開状態
とする。
ところで、上記基板ホルダ３は外部に設けられるモータ
等の駆動手段８によって回転させられるように構成され
ているが、真空容器２の内部は超高真空に保たれている
ため、容器内部の真空度を低下させないように、上記基
板ホルダ３を回転させなければならない。このため、通
常、真空容器２の気密性を保持しつつ内部に回転力を伝
達しうる回転導入機９か採用されている。
上記回転導入機９は、上記真空容器２内に配置される上
記基板ホルダ３の回転軸ＩＯに係合する入力軸１１を有
し、上記入力軸ＩＩを真空容器２の気密性を保持しつつ
外部から回転駆動できるように構成した一種の軸継手で
ある。通常、ベローズあるいはマグネット等を利用する
ことにより、上記入力軸１１を外気に接触させることな
く回転駆動できるように構成されている。For example, in the manufacturing process of IV group compound semiconductors,
Molecular beam epitaxy is attracting attention as a method for epitaxially growing group ■-■ elements on a single crystal substrate. This is a type of vacuum evaporation method, and uses group Ⅰ elements such as gallium Ga, aluminum A1, and indium In, and group Ⅰ elements such as arsenic As and phosphorus P as growth materials.
Ga As SAI Ga is produced by irradiating these elements in the form of atomic or molecular beams in an ultra-high vacuum at
I such as As, In P or rn Ga As P
- This is a method of epitaxially growing a group V compound semiconductor crystal. According to this molecular beam epitaxy method, ■ Since the deposition is performed in an ultra-high vacuum, there is very little contamination of impurities from residual gas, and the substrate surface can be kept clean. ■ It is possible to deposit uniformly over a large area. It is also possible to obtain a film that is flat at the atomic level. ■The deposition rate can be extremely slow and precisely controlled, making it possible to control the film thickness with high precision on the order of a few monoatomic layers. ■Multi-component mixed crystal thin films can be easily obtained by simply increasing the number of evaporation sources. ■During crystal growth, various information about the growth conditions can be obtained from the surface of the growing layer or from molecular beams, and this information can be quickly grown. You can enjoy advantages such as being able to feed back to control. FIG. 3 shows a schematic configuration of a molecular beam epitaxo apparatus for performing such a molecular beam epitaxy method. A substrate holder 3 is disposed at the center of a vacuum container 2 connected to a vacuum pump 1, and the substrate holder 3 is configured to rotate in order to cause crystal growth on the substrate to be uniform. Further, a heater is attached to raise the temperature of the substrate B held by the substrate holder 3 to a desired temperature. On one side of the vacuum container 2, a plurality of evaporation sources 5a and 5b are arranged, each of which is formed by filling a crucible 4 that opens toward the substrate holder 3 with each growth material. The evaporation sources 5a and 5b are also heated to a desired temperature by a heater that is controlled based on the temperature detected by the temperature sensor. The evaporation sources 5a and 5b are surrounded by liquid nitrogen 6 so that the evaporation sources are not affected by heat or radiation from each other. Crystal growth is started and stopped by opening and closing shutters 77 placed over the entire opening of each crucible 4. For example, to grow a GaAs layer on a GaAs single crystal substrate, a Ga-filled evaporation source 5a and an AS
The shutters 7 of the evaporation sources 5a and 5b are kept open for a predetermined period of time while heating the evaporation source 5b filled with the evaporation source 5b to a predetermined temperature and setting the temperature of the substrate holder 3 to an appropriate temperature. Incidentally, the substrate holder 3 is configured to be rotated by a driving means 8 such as a motor provided externally, but since the inside of the vacuum container 2 is maintained at an ultra-high vacuum, the degree of vacuum inside the container may vary. The substrate holder 3 must be rotated so as not to lower the temperature. For this reason, a rotation introduction device 9 is usually employed that can transmit rotational force to the inside of the vacuum container 2 while maintaining its airtightness. The rotation introduction device 9 has an input shaft 11 that engages with the rotation shaft IO of the substrate holder 3 disposed in the vacuum container 2, and the input shaft II is connected to the input shaft II while maintaining the airtightness of the vacuum container 2. This is a type of shaft coupling that can be rotated from the outside. Usually, the input shaft 11 is configured to be rotationally driven without coming into contact with the outside air by using a bellows, a magnet, or the like.
ところか、上記真空容器２の内部は超高真空の圧力環境
にあるため、上記入力軸ＩＩを支持する軸受１２の寿命
がきわめて短くなり、回転導入機９を頻繁に交換し、あ
るいは修理しなければならないという問題がある。
すなわち、超高真空の圧力環境下では、油等の液体潤滑
剤は蒸散しやす（、真空容器２の内部を汚染していまう
ため、上記軸受１２に潤滑油を使用することができない
。このため、樹脂等で形成された固体軸受を使用したり
、あるいは固体潤滑剤等を使用せざるをえない。しかし
、上記固体軸受等は、通常の潤滑剤で潤滑される軸受に
比してその寿命か短い。また、上記真空容器２の内部は
超高真空に加えて高温であり、しかも上記成長物質等の
蒸気に曝されるため、上記軸受寿命かきわめて短くなる
。
一方、結晶を不純物の混入なく成長させるためには、上
記真空容器２の内部を超高真空に維持するとともに、上
記真空容器２の内部を分子、原子レベルで清浄に保つ必
要がある。このため、上記回転導入機９を交換等するた
めに、上記真空容器に一旦外気が入ると、もとの真空度
および清浄度に回復するまで多大な時間を要し、その間
装置の運転を中止しなければならない。したがって、生
産性を向上させるには、装置をできるだけ長時間連続し
て運転することが好ましく、上記回転導入機９を頻繁に
交換等することはできない。
本願発明は、上述の事情のもとで考え出されたものであ
って、上記従来の問題を解決し、真空容器内部の真空度
および清浄度を保持したまま、回転軸を駆動する回転導
入機を交換することができ、装置を長時間連続運転する
ことのできる真空容器における回転導入機構を提供する
ことをその課題とする。However, since the inside of the vacuum container 2 is in an ultra-high vacuum pressure environment, the life of the bearing 12 that supports the input shaft II is extremely short, and the rotation introduction device 9 must be frequently replaced or repaired. There is a problem that it must be done. That is, in an ultra-high vacuum pressure environment, liquid lubricants such as oil easily evaporate (and contaminate the inside of the vacuum container 2, so lubricating oil cannot be used in the bearing 12. , it is necessary to use solid bearings made of resin, etc., or solid lubricants.However, the solid bearings mentioned above have a shorter lifespan than bearings lubricated with ordinary lubricants. In addition, the inside of the vacuum vessel 2 is under ultra-high vacuum and high temperature, and is exposed to the vapor of the growth substance, which shortens the life of the bearing.On the other hand, if the crystals are contaminated with impurities In order to achieve smooth growth, it is necessary to maintain the inside of the vacuum container 2 at an ultra-high vacuum and to keep the inside of the vacuum container 2 clean at the molecular and atomic level. Once outside air enters the vacuum container for replacement, etc., it takes a long time to restore the original degree of vacuum and cleanliness, and during that time the operation of the equipment must be stopped.Therefore, productivity decreases. In order to improve the performance, it is preferable to operate the device continuously for as long as possible, and the rotation introduction machine 9 cannot be replaced frequently.The present invention was conceived under the above circumstances. This technology solves the above-mentioned conventional problems, allows the rotation introduction machine that drives the rotating shaft to be replaced while maintaining the degree of vacuum and cleanliness inside the vacuum container, and allows the device to operate continuously for long periods of time. The object of the present invention is to provide a rotational introduction mechanism in a vacuum container that allows for
上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手
段を講している。
すなわち、本願発明は、真空容器中に設けられる回転軸
に、外部から容器の気密性を保持しつつ回転力を伝達す
る回転導入機構てあって、上記容器外部からの回転力を
気密性を保持しつつ容器内部に伝達する入力軸を有する
複数の回転導入機を備える一方、
上記各回転導入機は、入力軸か上記回転軸に係合して回
転力を伝達する第一の位置と、」１記入力軸か上記回転
軸に係合しない第二の位置を選択的にとりうるように構
成されていることを特徴とする。In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical measures. That is, the present invention has a rotation introduction mechanism that transmits rotational force from the outside while maintaining the airtightness of the container to a rotating shaft provided in the vacuum container, and the rotational force from the outside of the container is transmitted to the rotational shaft while maintaining the airtightness of the container. and a plurality of rotation introduction devices each having an input shaft that transmits rotational force to the inside of the container, each rotation introduction device having a first position that engages with the input shaft or the rotation shaft to transmit rotational force; It is characterized in that it is configured to be able to selectively take either the first input shaft or a second position that does not engage with the rotation shaft.
本願発明に係る回転導入機構は、複数の回転導入機を備
える。そして、上記各回転導入機は、その入力軸か容器
内の回転軸に係合して回転力を伝達する第一の位置と、
上記入力軸か回転軸に係合しない第二の位置とを選択的
にとろうるように構成されている。
上記複数の回転導入機のうち、−の回転導入機に」二足
第−の位置をとらせる一方、その他の回転導入機に第二
の位置をとらせ、上記−の回転導入機の入力軸を上記回
転軸に係合させて回転力を伝達する。
上記−の回転導入機の寿命が尽きて適正な回転力か伝達
されなくなった場合、あるいは故障か生じて回転力を伝
達てきなくなった場合に、」１記−の回転導入機に第二
の位置をとらせる。そして、」１記その他の回転導入機
の一つに第一の位置をとらせ、回転軸を回転させて装置
の運転を続行する。
以後、上記複数の回転導入機に順次第一の位置をとらせ
ることにより、装置の運転を続けることかできる。
上記のように、本願発明においては、−の回転導入機の
寿命が尽き、あるいは故障か生して回転力を伝達できな
くなった場合でも、複数の回転導入機を備えるため、真
空容器を開けて上記故障等が生した回転導入機を交換す
ることなく運転を続行することができる。
このため、−旦容器を真空にした後は、回転軸を長時間
連続して回転させることが可能となり、超高真空下にお
いて半導体を製造する場合には生産性が飛躍的に向上す
る。
また、上記各回転導入機は、容器の気密性を保持したま
ま第一の位置と、第二の位置とを選択的にとることがで
きるように構成されているため、回転導入機を交換する
際に真空度が低下したり、容器内部に外気が侵入する恐
れははない。このため、容器内部に不純物か侵入する恐
れもなく、品位の高い半導体を連続して製造することが
可能となる。The rotation introduction mechanism according to the present invention includes a plurality of rotation introduction machines. and a first position where each of the rotation introduction devices engages with its input shaft or the rotation shaft in the container to transmit rotational force;
It is configured to selectively take either the input shaft or a second position in which it does not engage the rotation shaft. Among the plurality of rotation introduction machines, the - rotation introduction machine is made to take the second - position, while the other rotation introduction machines are made to take the second position, and the input shaft of the - rotation introduction machine is made to take the second position. is engaged with the rotating shaft to transmit rotational force. If the life of the rotation introduction machine (-) above has expired and it no longer transmits proper rotational force, or if a malfunction occurs and it no longer transmits rotational force, the rotation introduction machine (1) should be set to the second position. Let them take it. Then, one of the other rotation introducing machines described in 1. is set to the first position, and the rotating shaft is rotated to continue operation of the apparatus. Thereafter, the operation of the apparatus can be continued by sequentially causing the plurality of rotation introducing machines to take the first position. As mentioned above, in the present invention, even if the life of the rotation introduction machine (-) has expired or the rotational force cannot be transmitted due to a failure, since multiple rotation introduction machines are provided, it is possible to open the vacuum container. Operation can be continued without replacing the rotary introduction machine that has the above-mentioned malfunction. Therefore, once the container is evacuated, the rotating shaft can be rotated continuously for a long period of time, and productivity is dramatically improved when semiconductors are manufactured under ultra-high vacuum. In addition, each of the rotation introduction machines described above is configured to be able to selectively take the first position and the second position while maintaining the airtightness of the container, so it is not necessary to replace the rotation introduction machine. There is no risk that the degree of vacuum will decrease or that outside air will enter the inside of the container. Therefore, it is possible to continuously manufacture high quality semiconductors without fear of impurities entering the inside of the container.
以下、本願発明に係る実施例を第１図ないし第２図に基
づいて具体的に説明する。
第１図は本願発明に係る実施例の概略構成を示す断面図
、第２図は要部の断面図である。本実施例は、本願発明
に係る回転導入機構を分子線エピタキシー装置における
真空容器（成長室）に適用した例である。なお、第１図
に示す分子線エピタキシー装置は、第３図に示すものと
基本的構成は同しであり、同等の部品あるいは部材には
第３図と同一の符号を付しである。
本実施例においては、■族元素および１・−パントを成
長材料とする蒸発源５ａ、５ｂ・・を真空容器２の一側
において、その軸線ａ、ｂ・・か基板ホルダ３の中心を
向いて集中するようにして、かつ真空容器２の軸線βを
中心として環状に配置するとともに、■族元素であるヒ
素（Ａｓ）を成長材料とする蒸発源５′を、成長室の中
央に配置してその容量の増大を図っている。上記各蒸発
源５ａ、５ｂ・・は、上端が真空容器２の底壁に固定さ
れた有底円筒状のハウジング１３・・内に各成長材料を
充填したルツボ４・・・を装填して構成される。また、
各蒸発源５ａ、５ｂ・・・に対応して、分子線束を遮蔽
し、かつ解放するために、本実施例においては、上記円
筒状ハウジング１３のルツボ４・・・の開口を開閉てき
るように、回転式シャッタ７かそれぞれ配設されている
。
また、本実施例においては、上記基板Ｂ上の結晶成長を
制御するため、」１記真空容器２の側部に原子吸光式成
膜モニタ１４が設けられており、光源１５から発せられ
基板Ｂの表面近傍を通過する光を受光することにより、
蒸気中の目的元素の密度を計測できるように構成されて
いる。上記モニタ１４からの信号は制御装置１６に送ら
れ、各蒸発源５ａ、５ｂの温度、シャツタフの開閉等の
制御を行い、基板Ｂ上の結晶成長を制御するように構成
されている。
基板Ｂを保持する上記基板ホルダ３は円板状をしており
、下面に基板Ｂを保持するとともに、上面から上方に延
びる回転軸１０を備える。上記回転軸１０は図示しない
軸受に回転自在に保持されるとともに、その上端に回転
力が伝達される歯車１７を備えている。そして、上記歯
車１７に本願発明に係る回転導入機構１８から回転力か
伝達され、」１記基板ホルダ３を回転させることにより
、上記基板Ｂの表面」二に結晶を一様に成長させるよう
に構成されている。
さて、本願考案に係る回転導入機構１８は、第１図に示
すように、」１記真空容器２の天井壁に設けられており
、上記真空容器２の外部に設けられる駆動モータ８から
の回転力を気密性を保持しつつ真空容器２の内部に伝達
する一対の回転導入機１９ａ １９ｂと、上記回転導
入機１９ａ、１９ｂを上記真空容器２の天井壁に固定す
るとともに、この回転導入機１９ａ、＋９ｂを上記回転
軸１０の軸線ｌに平行に所定距離移動させる一対の取付
はフランジ２０ａ、２０ｂとを備える。上記左右の回転
導入機１９ａ、１９ｂおよび取付はフランジ２０ａ、２
０ｂは同一の部品であるので、必要な場合以外は左右の
別を表す符号ａ、 ｂを省略して以下の説明を行う。
本実施例において採用されている回転導入機１９は、第
２図に示すように、下端部において」１記回転軸ｌＯに
係合し、この回転軸ＩＱに回転力を伝達する入力軸１１
と、上端部において外部の駆動モータ８に連結された駆
動軸２２と、上記駆動軸２２からの回転力を上記入力軸
１１に伝達する円板状カップリング２５と、上記駆動軸
２２および入力軸１１を回転可能に支持するとともに、
上記取付はフランジ２０の上部に固定されるハウジング
２１と、上記ハウジング２１の内部に収容され上記円板
状カップリング２５の周縁および上記ハウジング２■の
下部内周に端部が密着されたベローズ２６とを備える。
上記人力軸１１は、その下端部に上記回転軸ｌＯの上端
に設けられた歯車１７に係合する歯車３９を備える一方
、その上端部に軸線方向と所定の角度をもって屈曲形成
された屈曲軸部２７を備え、中間部か上記ハウジング２
１の下方内側に設けられた軸受１２を介して回転可能に
支持されている。
また、上記入力軸１１の上記屈曲軸部２７は、」１記カ
ップリング２５の下面に設けられた軸受２８に挿入され
ている。
」：記駆動軸２２は、上記入力軸１１と同一の軸心を有
するとともに、上記ハウジング２１の上方に設けられた
軸受２９に支持されて、上方からノ１ウジング２１の内
部に挿入されている。また、上記ハウジング２１の内部
における」１記駆動軸２２の下端部には、駆動軸２２の
軸心に対して偏心し、かつ上記入力軸１１の屈曲軸部２
７の軸心方向に傾斜する軸受３０が設けられている。
一方、上記カップリング２５は、その下面に上記屈曲軸
部２７が挿入される軸受２８を備える一方、上面に上記
駆動軸２２の下端部に設けた軸受３０に挿入支持される
凸軸３１が一体形成されている。そして、上記カップリ
ング２５は、上下に配置された上記軸受３０．２８によ
って、上記屈曲軸部２７に対応した傾斜状態で、上記駆
動軸２２と入力軸１１の間に回動自在に保持される。
上記ベローズ２６は、上端部カ月二足カップリング２５
の周縁に密着固定されるとともに、下端部が上記ハウジ
ング２１の内周下部に密着固定され、ベローズ２６の内
部が後に説明する取付はフランジ２０を介して真空容器
２の内部に連通ずるように構成されている。このベロー
ズ２６は、上記ｊＪツブリング２５およびハウシング２
１と協働して、上記ベローズ２６の内部の気密性を保持
しつつ、上記真空容器２の内部に挿入される上記入力軸
１１を回転できるように構成している。
上記構成の回転導入機１９において、上記駆動軸２２を
駆動モータ８によって回転させると、駆動軸２２に対し
て偏心しかつ傾斜する上記カップリング２５か、」１記
駆動軸２２の軸心の回りに」二足傾ｔ１角度を保持しつ
つ振り回される。一方、上記カップリング２５の下面に
設けた軸受２８に挿入される屈曲軸部２７は、上記傾斜
角度を維持するため入力軸１１の軸心の回りを」１記カ
ップリング２５に共回りさせられる。この屈曲軸部２７
の上記カップリング２５に対する共回り運動によって、
」１記入力軸ＩＩに回転力か伝達されるのである。
一方、上記入力軸１１は、上記カップリング２５および
その周縁に密着されたベローズ２６によって、その動き
を阻害されることなく外部空間からから区画されており
、上記駆動軸２２の回転力か気密性をもって上記入力軸
１１に伝達されるのである。
上記回転導入機１９を上記真空容器２の天井壁に固定す
る取付はフランジ２０は、真空容器２の天井壁に固定さ
れる下フランジ部３３と、上記回転導入機１９を取付け
る上フランジ部３４と、」−記下フランジ部３３の内縁
と上フランジ部３４の内縁とを気密性をもってつなぐベ
ローズ３５を備える。また、上記下フランジ部３３には
、上記上フランジ部３５に向かって延出する複数のスタ
ッドホルト３６・・が設けられており、このスタッドボ
ルト３６・・・か上記上フランジ部３４に形成された通
挿孔３７に通挿されるとともに、上記上フランジ部３４
を挟むようにして上記スタッドポルト３６に螺合される
一対の固定ナツト３８によって、上記上フランジ部３４
の」二足下フランジ部３３に対する位置か規定できるよ
うに構成されている。
上記構成の回転導入機構１８において、」１記スタッド
ボルト３６に螺合される固定ナラ１〜３８を螺進退させ
ることにより、」二足上フランジ部３４を上記下フラン
ジ部３３に対して上下に移動させ、以下に説明するよう
に、真空容器２の気密性を保持しつつ左右の回転導入機
＋９ａ、＋９ｂに第一の位置あるいは第二の位置をとら
せるのである。
第２図に示すように、本実施例の回転導入機構１８は、
」二連した上記回転導入機１９と取付はフランジ２０と
て構成されるユニットを一対備え、各ユニットは、各入
力軸１１ａ、Ｉｌｂの端部の歯車３９ａ、３９ｂか、上
記基板ホルダ３の回転軸１０の端部に設けられた歯車１
７に左右両側から係合しうるように配置されている。
第２図は、右方のユニットの回転導入機１９ａに第一の
位置をとらせる一方、左方のユニットの回転導入機１９
ａに第二の位置をとらせた場合を示している。この図に
示すように、右方の回転導入機１９ａの入力軸１１ａの
歯車３９ａか回転軸ＩＯの歯車１７に噛合させられる一
方、左方の回転導入機＋９ｂの入力軸１１ｂの歯車３９
ｂは、上記回転軸１０の歯車１７に噛合しなし・ように
、上方に退避させられている。
上記右方の回転導入機１９ａの寿命か尽きて適正な回転
力か伝達できなくなった場合、あるいは故障が生じて回
転力を１云達できなくなった場合には、上記右方のユニ
ットの取付はフランジ２０ａの上フランジ部３４ａを上
方へ移動させることにより、第２図において仮想線で示
すように、入力軸１１ａの歯車３９ａを上方へ退避させ
る。そして、上記左方の回転導入機＋９ｂに第一の位置
をとらせ、その入力軸１１ｂの歯車３９ｂを回転軸１０
の歯車１７に係合させ、左方の回転導入機１９ｂから上
記回転軸ＩＯに回転力を伝達して装置の運転を続行する
。
上記のように、本実施例においては、右方の回転導入機
１９ａの寿命が尽き、あるいは故障が生じて回転力を伝
達できなくなった場合でも、左方の回転導入機＋９ｂを
用いて運転を続行することができる。このため、真空容
器２を開けて上記ｌｆ命の尽きた右方の回転導入機１９
ａを交換あるいは修理することなく運転を続行すること
ができる。
その結果、真空容器２を真空にした後に、回転軸１０を
長時間連続して回転させることが可能となり、生産性か
飛躍的に向上する。
また、上記各回転導入機１９ａ、１９ｂは、」１記取付
はフランジ２０ａ、２０ｂのへローズ３５ａ、３５ｂに
よって、真空容器２の気密性を保持したまま上下に移動
させることができ、第一の位置と、第二の位置とを選択
的にとらせることかてきる。このため、回転力を伝達す
る回転導入機Ｉ９ａ、＋９ｂを交換する際に真空度か低
下したり、真空容器２の内部に外気か侵入する恐れはは
ない。
したかって、容器内部に不純物が侵入する恐れもなく、
品位の高い半導体を連続して製造することが可能となる
。
本願発明は、上述の実施例に限定されることはない。実
施例においては、二つの回転導入機Ｉ９ａ、１９ｂを備
える回転導入機構１８を採用したが、３以上の回転導入
機を備える回転導入機構を構成することもてきる。また
、本実施例においては、ベローズ３５を用いた取付はフ
ランジ２０によって、回転導入機１９ａ、１９ｂに第一
の位置と第二の位置とを取らせるように構成したか、他
の手段によって上記位置を選択できるように構成しても
よい。また、本実施例における、回転導入機１９ａ、＋
９ｂはベローズ２６とカップリング２６とを用いたもの
を採用したか、従来例で示したようなマグネットを用い
た回転導入機等信の回転導入機を採用することもてきる
。
さらに、実施例は、本願発明を分子線エピタキシー装置
における真空容器に適用した例であるか、他の装置にお
ける真空容器に適用することも可能である。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of an embodiment according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of main parts. This example is an example in which the rotational introduction mechanism according to the present invention is applied to a vacuum container (growth chamber) in a molecular beam epitaxy apparatus. The basic structure of the molecular beam epitaxy apparatus shown in FIG. 1 is the same as that shown in FIG. 3, and the same parts or members are given the same reference numerals as in FIG. 3. In this embodiment, the evaporation sources 5a, 5b, etc., whose growth materials are group (I) elements and 1. The evaporation source 5', which uses arsenic (As), which is a group (I) element, as a growth material, is arranged in the center of the growth chamber. We are working to increase its capacity. Each of the above-mentioned evaporation sources 5a, 5b... is constructed by loading a crucible 4... filled with each growth material into a bottomed cylindrical housing 13... whose upper end is fixed to the bottom wall of the vacuum container 2. be done. Also,
In this embodiment, the openings of the crucibles 4 of the cylindrical housing 13 are opened and closed in order to shield and release the molecular beam flux corresponding to each evaporation source 5a, 5b... A rotary shutter 7 is disposed at each of the positions. In addition, in this embodiment, in order to control the crystal growth on the substrate B, an atomic absorption type film forming monitor 14 is provided on the side of the vacuum vessel 2, and a light source 15 emits light onto the substrate B. By receiving light passing near the surface of
It is configured to be able to measure the density of a target element in steam. Signals from the monitor 14 are sent to a control device 16, which controls the temperature of each evaporation source 5a, 5b, opening and closing of the shirt tough, etc., and is configured to control crystal growth on the substrate B. The substrate holder 3 that holds the substrate B has a disk shape, holds the substrate B on its lower surface, and is provided with a rotating shaft 10 that extends upward from the upper surface. The rotating shaft 10 is rotatably held by a bearing (not shown), and has a gear 17 at its upper end to which rotational force is transmitted. Then, rotational force is transmitted to the gear 17 from the rotation introduction mechanism 18 according to the present invention, and by rotating the substrate holder 3, crystals are grown uniformly on the surface of the substrate B. It is configured. Now, as shown in FIG. A pair of rotation introduction devices 19a and 19b transmit force to the inside of the vacuum container 2 while maintaining airtightness, and the rotation introduction devices 19a and 19b are fixed to the ceiling wall of the vacuum container 2, and the rotation introduction device 19a is fixed to the ceiling wall of the vacuum container 2. , +9b for a predetermined distance in parallel to the axis l of the rotating shaft 10 includes flanges 20a and 20b. The left and right rotation introduction devices 19a, 19b and the mounting flanges 20a, 2
Since 0b is the same part, the following explanation will be given by omitting the symbols a and b representing left and right unless necessary. As shown in FIG. 2, the rotation introduction device 19 employed in this embodiment has an input shaft 11 that engages the rotating shaft 1O at its lower end and transmits rotational force to the rotating shaft IQ.
a drive shaft 22 connected to an external drive motor 8 at its upper end; a disc-shaped coupling 25 that transmits the rotational force from the drive shaft 22 to the input shaft 11; and the drive shaft 22 and the input shaft. 11 rotatably supported,
The above installation consists of a housing 21 fixed to the upper part of the flange 20, and a bellows 26 which is housed inside the housing 21 and whose ends are tightly attached to the periphery of the disc-shaped coupling 25 and the lower inner periphery of the housing 2. Equipped with. The human power shaft 11 is provided with a gear 39 at its lower end that engages with the gear 17 provided at the upper end of the rotating shaft IO, and has a bent shaft portion bent at a predetermined angle with respect to the axial direction at its upper end. 27, the middle part or the housing 2
1 is rotatably supported via a bearing 12 provided on the lower inner side of 1. The bent shaft portion 27 of the input shaft 11 is inserted into a bearing 28 provided on the lower surface of the coupling 25. ": The drive shaft 22 has the same axis as the input shaft 11, is supported by a bearing 29 provided above the housing 21, and is inserted into the housing 21 from above. . In addition, at the lower end of the drive shaft 22 inside the housing 21, a bent shaft portion 2 of the input shaft 11 is eccentric with respect to the axial center of the drive shaft 22.
A bearing 30 is provided that is inclined in the axial direction of the bearing 7. On the other hand, the coupling 25 has a bearing 28 on its lower surface into which the bent shaft portion 27 is inserted, and an integral convex shaft 31 on its upper surface that is inserted and supported by a bearing 30 provided at the lower end of the drive shaft 22. It is formed. The coupling 25 is rotatably held between the drive shaft 22 and the input shaft 11 in an inclined state corresponding to the bent shaft portion 27 by the bearings 30.28 arranged above and below. . The bellows 26 has an upper end coupling 25
The bellows 26 is tightly fixed to the peripheral edge of the housing 21, and its lower end is tightly fixed to the lower inner circumference of the housing 21, and the inside of the bellows 26 is configured to communicate with the inside of the vacuum vessel 2 via the flange 20, which will be explained later. has been done. This bellows 26 is attached to the jJ tube ring 25 and the housing 2.
1, the input shaft 11 inserted into the vacuum container 2 can be rotated while maintaining airtightness inside the bellows 26. In the rotation introducing machine 19 having the above configuration, when the drive shaft 22 is rotated by the drive motor 8, the coupling 25 is eccentric and inclined with respect to the drive shaft 22. The two legs are swung around while maintaining the t1 angle. On the other hand, the bent shaft portion 27 inserted into the bearing 28 provided on the lower surface of the coupling 25 is caused to rotate together with the coupling 25 around the axis of the input shaft 11 in order to maintain the above-mentioned inclination angle. . This bent shaft portion 27
By the co-rotating movement of with respect to the coupling 25,
” 1 The rotational force is transmitted to the input shaft II. On the other hand, the input shaft 11 is separated from the external space by the coupling 25 and the bellows 26 that are tightly attached to the periphery of the coupling 25, and its movement is not inhibited and the input shaft 11 is separated from the external space by the rotational force of the drive shaft 22. The signal is then transmitted to the input shaft 11. The flange 20 has a lower flange portion 33 fixed to the ceiling wall of the vacuum container 2, and an upper flange portion 34 to which the rotation introduction device 19 is attached. - A bellows 35 is provided that connects the inner edge of the lower flange portion 33 and the inner edge of the upper flange portion 34 in an airtight manner. Further, the lower flange portion 33 is provided with a plurality of stud bolts 36 extending toward the upper flange portion 35, and the stud bolts 36 are formed on the upper flange portion 34. The upper flange portion 34 is inserted through the insertion hole 37, and
The upper flange portion 34 is secured to the upper flange portion 34 by a pair of fixing nuts 38 screwed onto the stud port 36 so as to sandwich the
The position of the two legs with respect to the lower flange portion 33 can be determined. In the rotation introduction mechanism 18 having the above configuration, by screwing the fixing nuts 1 to 38 screwed into the stud bolts 36 back and forth, the upper flange 34 can be moved up and down with respect to the lower flange 33. As described below, the left and right rotation introduction machines +9a and +9b are made to take the first position or the second position while maintaining the airtightness of the vacuum container 2. As shown in FIG. 2, the rotation introduction mechanism 18 of this embodiment is as follows:
'' A pair of units are provided, each of which is configured by the two rotation introduction devices 19 and the mounting flange 20, and each unit is connected to the rotation of the substrate holder 3 by the gears 39a and 39b at the end of each input shaft 11a and Ilb. Gear 1 provided at the end of shaft 10
7 so that it can be engaged from both left and right sides. In FIG. 2, the rotation introduction machine 19a of the right unit is placed in the first position, while the rotation introduction machine 19a of the left unit is placed in the first position.
This shows the case where a is made to take the second position. As shown in this figure, the gear 39a of the input shaft 11a of the right rotation introducing machine 19a is meshed with the gear 17 of the rotating shaft IO, while the gear 39 of the input shaft 11b of the left rotation introducing machine +9b is meshed with the gear 39a of the input shaft 11a of the right rotation introduction machine 19a.
b is retracted upward so that it does not mesh with the gear 17 of the rotating shaft 10. If the life of the rotation introduction device 19a on the right side runs out and it is no longer able to transmit an appropriate rotational force, or if a failure occurs and the rotational force cannot be achieved by 1 level, the installation of the unit on the right side is not necessary. By moving the upper flange portion 34a of the flange 20a upward, the gear 39a of the input shaft 11a is retracted upward as shown by the imaginary line in FIG. Then, the left rotation introduction machine +9b is set to the first position, and the gear 39b of the input shaft 11b is connected to the rotation shaft 10.
The rotational force is transmitted from the left rotation introduction device 19b to the rotation shaft IO to continue the operation of the apparatus. As described above, in this embodiment, even if the right rotation introduction machine 19a reaches the end of its life or becomes malfunctioning and cannot transmit rotational force, operation can be continued using the left rotation introduction machine +9b. You can continue. For this reason, open the vacuum container 2 and use the above-mentioned lf.
Operation can be continued without replacing or repairing a. As a result, after the vacuum container 2 is evacuated, the rotating shaft 10 can be continuously rotated for a long period of time, and productivity is dramatically improved. In addition, each of the rotation introduction devices 19a and 19b can be moved up and down while maintaining the airtightness of the vacuum container 2 by means of the hollows 35a and 35b of the flanges 20a and 20b. It is also possible to selectively take the first position and the second position. For this reason, when replacing the rotation introduction devices I9a and +9b that transmit rotational force, there is no fear that the degree of vacuum will decrease or that outside air will enter the interior of the vacuum container 2. Therefore, there is no fear of impurities entering the inside of the container.
It becomes possible to continuously manufacture high quality semiconductors. The present invention is not limited to the embodiments described above. In the embodiment, a rotation introduction mechanism 18 including two rotation introduction devices I9a and 19b is employed, but a rotation introduction mechanism including three or more rotation introduction devices can also be configured. In addition, in this embodiment, the attachment using the bellows 35 is configured such that the rotation introduction devices 19a and 19b are set to the first position and the second position by the flange 20, or by other means. The configuration may be such that the position can be selected. Further, in this embodiment, the rotation introduction machine 19a, +
For 9b, a device using a bellows 26 and a coupling 26 may be adopted, or a rotation introduction device such as a rotation introduction device using a magnet as shown in the conventional example may be adopted. Further, the embodiments are examples in which the present invention is applied to a vacuum vessel in a molecular beam epitaxy apparatus, or it is also possible to apply the present invention to a vacuum vessel in other apparatuses.
【図面の簡単な説明】
第１図は本願発明に係る回転導入機構を分子線エピタキ
シー装置の真空容器に適用した場合の概略を示す断面図
、第２図は第１図の要部の断面図、第３図は従来例を示
す概略断面図である。
２・・・真空容器、ｌＯ・・・回転軸、１１ 人力軸、
１８・・・回転導入機構、１９・・・回転導入機。[Brief Description of the Drawings] Fig. 1 is a sectional view schematically showing a case where the rotational introduction mechanism according to the present invention is applied to a vacuum vessel of a molecular beam epitaxy device, and Fig. 2 is a sectional view of the main part of Fig. 1. , FIG. 3 is a schematic sectional view showing a conventional example. 2... Vacuum container, lO... Rotating axis, 11 Human power axis,
18...Rotation introduction mechanism, 19...Rotation introduction machine.
Claims (1)
の気密性を保持しつつ回転力を伝達する回転導入機構で
あって、 上記容器外部からの回転力を気密性を保持 しつつ容器内部に伝達する入力軸を有する複数の回転導
入機を備える一方、 上記各回転導入機は、入力軸が上記回転軸 に係合して回転力を伝達する第一の位置と、上記入力軸
が上記回転軸に係合しない第二の位置を選択的にとりう
るように構成されていることを特徴とする、真空容器に
おける回転導入機構。(1) A rotation introduction mechanism that transmits rotational force from the outside to a rotating shaft provided in a vacuum container while maintaining airtightness of the container, A plurality of rotation introduction devices each having an input shaft for internal transmission are provided, and each of the rotation introduction devices has a first position where the input shaft engages with the rotation shaft to transmit rotational force, and a first position where the input shaft engages with the rotation shaft to transmit rotational force. A rotation introduction mechanism for a vacuum container, characterized in that it is configured to be able to selectively take a second position in which it does not engage with the rotation shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12845590A JPH0426762A (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | Rotary introducing mechanism in vacuum vessel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12845590A JPH0426762A (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | Rotary introducing mechanism in vacuum vessel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426762A true JPH0426762A (en) | 1992-01-29 |
Family
ID=14985134
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12845590A Pending JPH0426762A (en) | 1990-05-17 | 1990-05-17 | Rotary introducing mechanism in vacuum vessel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0426762A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5455555A (en) * | 1992-11-24 | 1995-10-03 | Tdk Corporation | Chip varistor |
| JP2008169457A (en) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Matsushita Electric Works Ltd | Vacuum deposition system |
| US11935762B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-03-19 | Kokusai Electric Corporation | Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and recording medium |
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| JPS62294174A (en) * | 1986-06-12 | 1987-12-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Apparatus for producing optical disk |
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1990
- 1990-05-17 JP JP12845590A patent/JPH0426762A/en active Pending
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