JPH07335554A - 薄膜形成装置用基板マニプレータ - Google Patents
薄膜形成装置用基板マニプレータInfo
- Publication number
- JPH07335554A JPH07335554A JP12221894A JP12221894A JPH07335554A JP H07335554 A JPH07335554 A JP H07335554A JP 12221894 A JP12221894 A JP 12221894A JP 12221894 A JP12221894 A JP 12221894A JP H07335554 A JPH07335554 A JP H07335554A
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- Japan
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- substrate
- shape memory
- memory alloy
- spring
- manipulator
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】薄膜形成装置用基板マニプレータにおいて、基
板交換の機構を簡略化し、装置故障を低減させ、安定稼
働させる。 【構成】形状記憶合金のばねと形状記憶合金でないばね
の構成で基板を交換するようにし、従来の基板上下機構
を無くした。また、回転部ベアリングを低温側に配置す
る構成とした。
板交換の機構を簡略化し、装置故障を低減させ、安定稼
働させる。 【構成】形状記憶合金のばねと形状記憶合金でないばね
の構成で基板を交換するようにし、従来の基板上下機構
を無くした。また、回転部ベアリングを低温側に配置す
る構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は薄膜形成装置における基
板マニプレータに関する。
板マニプレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、例えば、日電アネルバ製
ＭＢＥ(分子線エピタキシ装置)８５０Ｖ，８３０Ｖに見
られるように、基板マニプレータは基板受渡し用上下機
構と基板の回転は独立した機構である。
ＭＢＥ(分子線エピタキシ装置)８５０Ｖ，８３０Ｖに見
られるように、基板マニプレータは基板受渡し用上下機
構と基板の回転は独立した機構である。
【０００３】図３に従来の基板マニプレータの構造を示
す。真空フランジ３１は成膜装置に取付けられ、内部は
超高真空に排気される。真空フランジ３１には基板回転
用導入機３２と３個の上下機構用直進導入機３３が取り
付いている。内部にはヒータ部３４と複数枚のリフレク
タ３５がある。リフレクタ３５全体は真空フランジ３１
に固定されている。ヒータ部３４より数mm下側のホルダ
３６に基板４５（ウエハ）が搭載され、成長温度（約６
００℃）に加熱される。
す。真空フランジ３１は成膜装置に取付けられ、内部は
超高真空に排気される。真空フランジ３１には基板回転
用導入機３２と３個の上下機構用直進導入機３３が取り
付いている。内部にはヒータ部３４と複数枚のリフレク
タ３５がある。リフレクタ３５全体は真空フランジ３１
に固定されている。ヒータ部３４より数mm下側のホルダ
３６に基板４５（ウエハ）が搭載され、成長温度（約６
００℃）に加熱される。
【０００４】基板回転操作はモータＡ３７，基板回転用
導入機３２からの回転運動を小歯車３８に伝達されると
大歯車３９が回転する。大歯車３９はベアリング４０を
支持しており、さらに、４本の支柱４１によりホルダ３
６を固定している。したがって、大歯車３８が回転する
と基板が数回転する。この時、基板は通常約６００℃に
加熱されて回転する。
導入機３２からの回転運動を小歯車３８に伝達されると
大歯車３９が回転する。大歯車３９はベアリング４０を
支持しており、さらに、４本の支柱４１によりホルダ３
６を固定している。したがって、大歯車３８が回転する
と基板が数回転する。この時、基板は通常約６００℃に
加熱されて回転する。
【０００５】一方、基板の上下機構は基板交換のための
ものであり、数十mmストロークが必要である。操作はヒ
ータ部の通電を止めて以下の通り行う。３個の上下機構
用直進導入機３３にはスプロケット４２が取り付いてい
る。３個の直進導入機３３がチェーン４３に連結されて
おり、モータ４４の駆動により直進導入機３３が回転す
ると同時に直進移動する構造である。これにより直進導
入機３３が下方向に移動する。ベアリング４０を保持し
ている３本の支柱４６は直進導入機３３に連結されてい
る。このため、基板を搭載したつり篭４７全体が直進移
動する。この時、大歯車３９は小歯車３８をすべって、
ベアリング４０を含む基板を搭載されたつり篭４７が下
方向に直進移動する。ベアリング４８はガイドの目的の
ためのものである。以上が従来の基板マニプレータであ
り、ヒータ部３４を加熱し、基板を高温に加熱しながら
回転する。基板交換はヒータを停止して、基板を下方向
（鉛直方向）に移動して基板を交換していた。
ものであり、数十mmストロークが必要である。操作はヒ
ータ部の通電を止めて以下の通り行う。３個の上下機構
用直進導入機３３にはスプロケット４２が取り付いてい
る。３個の直進導入機３３がチェーン４３に連結されて
おり、モータ４４の駆動により直進導入機３３が回転す
ると同時に直進移動する構造である。これにより直進導
入機３３が下方向に移動する。ベアリング４０を保持し
ている３本の支柱４６は直進導入機３３に連結されてい
る。このため、基板を搭載したつり篭４７全体が直進移
動する。この時、大歯車３９は小歯車３８をすべって、
ベアリング４０を含む基板を搭載されたつり篭４７が下
方向に直進移動する。ベアリング４８はガイドの目的の
ためのものである。以上が従来の基板マニプレータであ
り、ヒータ部３４を加熱し、基板を高温に加熱しながら
回転する。基板交換はヒータを停止して、基板を下方向
（鉛直方向）に移動して基板を交換していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の基板マ
ニプレータでは、基板回転機構と直進移動機構が独立の
ため、機構が複雑であること。また、上下移動の際に歯
車がすべるという問題がある。このため、塵埃が発生
し、基板に付着するという問題がある。さらに、回転用
ベアリングがヒータ部に近いため、高温になり、寿命が
著しく短くなる。これにより、定期的なメンテナンスが
必要となり、装置の稼働率を低下させる大きな原因とな
っている。
ニプレータでは、基板回転機構と直進移動機構が独立の
ため、機構が複雑であること。また、上下移動の際に歯
車がすべるという問題がある。このため、塵埃が発生
し、基板に付着するという問題がある。さらに、回転用
ベアリングがヒータ部に近いため、高温になり、寿命が
著しく短くなる。これにより、定期的なメンテナンスが
必要となり、装置の稼働率を低下させる大きな原因とな
っている。
【０００７】本発明の目的は、構造を複雑にさせていた
基板上下機構を単純化し、回転機構のみとする。また、
ベアリングを低温部に配置し、装置のメンテナンス期間
を大幅に延長することにある。
基板上下機構を単純化し、回転機構のみとする。また、
ベアリングを低温部に配置し、装置のメンテナンス期間
を大幅に延長することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、形状記憶合金
ばねと形状記憶合金でないばねで構成することによっ
て、基板の上下移動、すなわち、基板の受渡しをする。
低温では形状記憶合金が弛緩した状態にあり、形状記憶
合金でないばねのみが働いており、一方、高温では形状
記憶合金はばねに変形し、形状記憶合金でないばねと両
者が働き釣合うという現象を利用し、基板マニプレータ
の上下操作を行う。また、回転部のベアリングを低温部
に設置することで、回転寿命を大幅に向上させる。
ばねと形状記憶合金でないばねで構成することによっ
て、基板の上下移動、すなわち、基板の受渡しをする。
低温では形状記憶合金が弛緩した状態にあり、形状記憶
合金でないばねのみが働いており、一方、高温では形状
記憶合金はばねに変形し、形状記憶合金でないばねと両
者が働き釣合うという現象を利用し、基板マニプレータ
の上下操作を行う。また、回転部のベアリングを低温部
に設置することで、回転寿命を大幅に向上させる。
【０００９】
【作用】上記の構成によれば、基板受渡しのため真空内
の複雑な直進機構を無くすることができる。さらに、回
転用ベアリングを低温部に配置でき、装置を安定に稼働
させることができると共に、装置の信頼性，装置稼働率
を大幅に向上させることができる。
の複雑な直進機構を無くすることができる。さらに、回
転用ベアリングを低温部に配置でき、装置を安定に稼働
させることができると共に、装置の信頼性，装置稼働率
を大幅に向上させることができる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例の薄膜形成用マニプ
レータの断面図である。真空フランジ１が薄膜形成装置
に取付けられ、内部は高真空に保持される。真空フラン
ジ１の上部は磁気カップリングが形成されており、真空
外にはマグネッット２と大歯車３と歯車４および基板回
転用のモータ５がある。真空内には真空隔壁６を介して
マグネット７とその上下にベアリング８、及び回転パイ
プ９があり、治具１０に固定されている。一方、真空内
部下方向にはヒータ１１，複数のリフレクタ１２があ
る。リフレクタ１２は支柱１３を介して支え１４により
真空フランジ１に固定されている。ホルダ１５には基板
１６が搭載されている。ホルダ１５は４本の支柱１７に
固定され、支柱１７の上部の治具１０内には形状記憶合
金を材料としたばね１８と形状記憶合金でない材料のば
ね１９が挿入されている。また、支柱１７が治具１０か
ら飛び出さないようにストッパ２０がある。図に示して
いないが、治具１０の形状記憶合金のばねと形状記憶合
金でないばね部は円筒状のシリンダ形状でもよい。
レータの断面図である。真空フランジ１が薄膜形成装置
に取付けられ、内部は高真空に保持される。真空フラン
ジ１の上部は磁気カップリングが形成されており、真空
外にはマグネッット２と大歯車３と歯車４および基板回
転用のモータ５がある。真空内には真空隔壁６を介して
マグネット７とその上下にベアリング８、及び回転パイ
プ９があり、治具１０に固定されている。一方、真空内
部下方向にはヒータ１１，複数のリフレクタ１２があ
る。リフレクタ１２は支柱１３を介して支え１４により
真空フランジ１に固定されている。ホルダ１５には基板
１６が搭載されている。ホルダ１５は４本の支柱１７に
固定され、支柱１７の上部の治具１０内には形状記憶合
金を材料としたばね１８と形状記憶合金でない材料のば
ね１９が挿入されている。また、支柱１７が治具１０か
ら飛び出さないようにストッパ２０がある。図に示して
いないが、治具１０の形状記憶合金のばねと形状記憶合
金でないばね部は円筒状のシリンダ形状でもよい。
【００１１】基板の回転はモータ５からの駆動力を歯車
３，４に伝達すると、磁気カップリングを形成している
ため、回転パイプ９が回転して４本の支柱１７およびホ
ルダ１５が回る。つまり、基板が回転することになる。
この時、形状記憶合金ばね１８（例えば、Ｔｉ−Ｎｉ系
合金）がヒータ部１１からの輻射，伝導で高温となり、
ばね力が働き伸びた状態となる。一方、形状記憶合金で
ない材料のばね１９は縮んだ状態となり、４本の支柱１
７で固定されているホルダ１５とそれに搭載されている
基板１６がヒータ部に接近した状態（数mm程度）で加熱
回転される。
３，４に伝達すると、磁気カップリングを形成している
ため、回転パイプ９が回転して４本の支柱１７およびホ
ルダ１５が回る。つまり、基板が回転することになる。
この時、形状記憶合金ばね１８（例えば、Ｔｉ−Ｎｉ系
合金）がヒータ部１１からの輻射，伝導で高温となり、
ばね力が働き伸びた状態となる。一方、形状記憶合金で
ない材料のばね１９は縮んだ状態となり、４本の支柱１
７で固定されているホルダ１５とそれに搭載されている
基板１６がヒータ部に接近した状態（数mm程度）で加熱
回転される。
【００１２】次に基板交換について説明する。まず、基
板交換のためヒータ部１１を停止する。この状態で形状
記憶合金１８は低温になり、ばね力が弱くなり、形状記
憶合金でないばね１９のばね力が強くなり、基板１６を
搭載したホルダ１５を下方向に押し下げる。この時、ヒ
ータ部１１とホルダ１５間に数十mm程度の隙間ができて
基板交換が可能となる。
板交換のためヒータ部１１を停止する。この状態で形状
記憶合金１８は低温になり、ばね力が弱くなり、形状記
憶合金でないばね１９のばね力が強くなり、基板１６を
搭載したホルダ１５を下方向に押し下げる。この時、ヒ
ータ部１１とホルダ１５間に数十mm程度の隙間ができて
基板交換が可能となる。
【００１３】図２は基板上下機構の動作を示す原理図で
ある。図は形状記憶合金のばね１８，形状記憶合金でな
いばね１９，これらを保持している治具１０，支柱１７
から構成されている。例えば、１００℃で変態するＴｉ
−Ｎｉ系形状記憶合金のばねを考える。今、基板を成長
温度に加熱すると、支柱１７がヒータ部３４からの輻
射，伝導で形状記憶合金のばね１８が１００℃の定常状
態に達したならば、低温で弛緩した状態にあったばねが
高温で強いばね力が働き、支柱１７を鉛直方向上側に押
し上げることになる。また、逆に形状記憶合金のばね１
８が低温になったら、形状記憶合金でないばね１９のば
ね力が強くなり、支柱１７を鉛直方向下側に押し下げ
る。この動作を利用して基板の交換を行う。
ある。図は形状記憶合金のばね１８，形状記憶合金でな
いばね１９，これらを保持している治具１０，支柱１７
から構成されている。例えば、１００℃で変態するＴｉ
−Ｎｉ系形状記憶合金のばねを考える。今、基板を成長
温度に加熱すると、支柱１７がヒータ部３４からの輻
射，伝導で形状記憶合金のばね１８が１００℃の定常状
態に達したならば、低温で弛緩した状態にあったばねが
高温で強いばね力が働き、支柱１７を鉛直方向上側に押
し上げることになる。また、逆に形状記憶合金のばね１
８が低温になったら、形状記憶合金でないばね１９のば
ね力が強くなり、支柱１７を鉛直方向下側に押し下げ
る。この動作を利用して基板の交換を行う。
【００１４】このように、本発明は作動ストロークが大
きい特性を有する形状記憶合金を薄膜形成装置用マニプ
レータに使用したものである。
きい特性を有する形状記憶合金を薄膜形成装置用マニプ
レータに使用したものである。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、形状記憶合金のばねと
形状記憶合金でないばねを利用したことと、回転部ベア
リングを低温側に配置したことで次のような効果が得ら
れる。 （１）基板マニプレータの構造を簡略化でき、小型化で
きた。
形状記憶合金でないばねを利用したことと、回転部ベア
リングを低温側に配置したことで次のような効果が得ら
れる。 （１）基板マニプレータの構造を簡略化でき、小型化で
きた。
【００１６】（２）（１）によりコストが大幅に削減で
きた。
きた。
【００１７】（３）定期メンテナンス期間を大幅に延長
することができる。
することができる。
【００１８】（４）装置の信頼性が向上し、安定稼働が
可能となる。
可能となる。
【図１】本発明の一実施例の薄膜形成用マニプレータの
断面図。
断面図。
【図２】本発明の動作原理を説明するためのばね部分の
断面図。
断面図。
【図３】従来の基板マニプレータの説明図。
１…真空フランジ、２…マグネット、３…大歯車、４…
歯車、５…モータ、６…真空隔壁、７…マグネット、８
…ベアリング、９…回転パイプ、１０…治具、１１…ヒ
ータ、１２…リフレクタ、１３…支柱、１４…支え、１
５…ホルダ、１６…基板、１７…支柱、１８…ばね、１
９…ばね。
歯車、５…モータ、６…真空隔壁、７…マグネット、８
…ベアリング、９…回転パイプ、１０…治具、１１…ヒ
ータ、１２…リフレクタ、１３…支柱、１４…支え、１
５…ホルダ、１６…基板、１７…支柱、１８…ばね、１
９…ばね。
Claims (5)
- 【請求項１】形状記憶合金を材料としたばねと形状記憶
合金でない金属を材料としたばねからなることを特徴と
する薄膜形成装置用基板マニプレータ。 - 【請求項２】結晶成長時の基板温度と室温との間で形状
が変化する形状記憶合金を材料としたばねと形状記憶合
金でない材料のばねからなることを特徴とする薄膜形成
装置用基板マニプレータ。 - 【請求項３】請求項２において、形状記憶合金のばね材
料はＴｉ−Ｎｉ系あるいはＣｕ系形状記憶合金である薄
膜形成装置用基板マニプレータ。 - 【請求項４】低温で形状記憶合金を材料としたばねが弛
緩した状態にあり、形状記憶合金でないばねのみが働い
て、加熱源であるヒータと基板を搭載している基板ホル
ダの間に隙間をつくり基板の交換ができることを特徴と
する薄膜形成装置用基板マニプレータ。 - 【請求項５】高温で形状記憶合金を材料としたばねが強
いばねに変形し、基板ホルダを押し下げ、加熱源である
ヒータと基板を搭載している基板ホルダの間が近づいた
状態で基板を加熱しながら回転することを特徴とする薄
膜形成装置用基板マニプレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12221894A JPH07335554A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 薄膜形成装置用基板マニプレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12221894A JPH07335554A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 薄膜形成装置用基板マニプレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07335554A true JPH07335554A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14830478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12221894A Pending JPH07335554A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 薄膜形成装置用基板マニプレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07335554A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100375985B1 (ko) * | 2000-08-17 | 2003-03-15 | 삼성전자주식회사 | 반사부를 구비하는 박막 형성 장치 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP12221894A patent/JPH07335554A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100375985B1 (ko) * | 2000-08-17 | 2003-03-15 | 삼성전자주식회사 | 반사부를 구비하는 박막 형성 장치 |
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