JPH10226595A

JPH10226595A - 分子線エピタキシャル成長装置のクヌーセンセルの交換治具

Info

Publication number: JPH10226595A
Application number: JP4845997A
Authority: JP
Inventors: Masataka Koyama; 正孝小山
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1997-02-17
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 1998-08-25

Abstract

(57)【要約】【課題】成長室の真空を破らずに、しかも、新規に大
がかりな設備導入も行なうことなく、クヌーセンセルを
取り出すことができるクヌーセンセルの交換治具を提供
する。【解決手段】分子線エピタキシャル成長装置のセル取
付ポート１２に締め具１９により固定したクヌーセンセ
ル２の交換治具において、前記クヌーセンセルのセルフ
ランジを覆って前記セル取付ポートに気密に着脱可能に
設けられるシール用フランジ２４と、このシール用フラ
ンジに接続されると共にゲートバルブ４１を有し、他端
が開閉可能になされた筒体状の予備排気ケース２５と、
このケース内に沿って移動可能に収容されると共に先端
に前記セルフランジと前記締め具を収容して固定するフ
ランジ収容凹部４７を有するセルキャリア部材２６とを
備えるように構成する。これにより、セルキャリア部材
にセルフランジを保持させ、成長室内の真空状態を維持
したままクヌーセンセルを取り外し、或いは取り付け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体単結晶薄膜
を成長させ、半導体ＩＣ、光デバイス等の半導体部品を
作製する分子線エピタキシャル成長装置（ＭＢＥ）にお
いて用いられるクヌーセンセルの交換治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】分子線エピタキシャル成長装置は、超高
真空下において半導体基板表面に成長させるべき材料の
分子線を当ててエピタキシャル成長させるものであり、
高品質の薄膜を得ることから半導体部品の製造工程にお
いてしばしば用いられている。蒸発させて成長させるべ
き材料は、るつぼなどの容器内に入れられ、これを加熱
することにより分子線として飛ばすことができるように
なっている。この材料を収納する容器及びこれに付属す
る部品全体を一般にクヌーセンセル（以下、Ｋセルと称
す）という。

【０００３】従来、Ｋセル内の材料がなくなる毎に、以
下の何れかの方法が用いられてＫセル内に新しい材料の
仕込みが行なわれている。第１の方法として、高真空で
ある成長室の真空を破り、室内を大気に晒しながら、Ｋ
セルの取付ポートからＫセルを取り外し、るつぼに新た
に材料を加えた後に、Ｋセルを再び取り付ける。

【０００４】第２の方法として、図１５に示すように成
長室１の底部のセル取付ポート１２にＫセル２を取り付
けたＭＢＥ装置の機種では、上方に材料補充装置３を設
けたものもある。この装置３は、ゲートバルブ４を介し
て伸縮可能なベローズ５を設け、このベローズ５の伸縮
方向に沿って先端に開閉蓋６のついた筒体状の材料収容
パイプ７を設けている。そして、側部に設けたベローズ
送りハンドル９を回してベローズ伸縮送りねじ８でベロ
ーズ５を縮めることによって材料収容パイプ７を成長室
１内に侵入させ、中心に対して反対側に位置するＫセル
２までその先端を届かせ、この状態で蓋ハンドル１０を
操作して先端の開閉蓋６を開いてＫセル２内に材料を移
し変える。

【０００５】第３の方法として、図１６に示すように、
上記材料補充装置３の構造をＫセル２に組み付けた方法
がある。すなわち、ゲートバルブ１１付きの真空排気可
能なベローズ１０３をセル取付ポート１２に接続し、Ｋ
セル自体のロッド１０４を長く設定する。通常はベロー
ズ１０３を縮めて、Ｋセル２の先端を成長室１に突き出
しておく。この時、ゲートバルブ１１は開いている。材
料がなくなると、ベローズ１０３を伸ばして、Ｋセル２
をゲートバルブ１１の外側に後退させ、ゲートバルブ１
１を閉じ、ベローズ部分のみの真空を破って、Ｋセル２
を固定部から切り離し、これに材料を入れることによ
り、成長室１の真空を破らずに材料を追加することがで
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の第１
の方法によれば、成長室１内は大気に晒されることから
内壁に大気中の水分等が吸着し、成長室１を組立た後、
再び１０^-9〜１０^-10 Ｔｏｒｒの高真空にするために
は、短くても２週間、更に真空を破る前の成長条件に戻
すには１ケ月近くを要するため、時間がかかり、効率が
悪いという問題がある。また、低融点の材料では、開閉
蓋６を閉じているときに蒸気圧が高くなるため、Ｋセル
２の先端付近が液体窒素のシュラウドで冷やされている
ことも重なって、材料が凝固し易くなるばかりか蒸発経
路も塞ぎ、そのたびに成長室１の真空を破らねばならな
い場合もあり、これもまた効率の悪さを引き起こす。こ
の対策として、経路が塞がらないように開閉蓋６をＫセ
ル２の先端から離すか、煽って、蒸気が溜らないように
するが、この方法は、開閉蓋６の隙間から、蒸気が漏
れ、不要な材料を成長膜中に混入させてしまうという問
題があり、根本的な解決にならないどころか、製品の特
性を悪化させる。

【０００７】第２の方法は、図１５から分かるとおり、
材料補充装置３を任意のＫセル２に対向させて取り付け
るために、Ｋセル２の上部にゲートバルブ４をもったポ
ート１５を全て準備しなければならないという装置上の
制約条件があり、どのようなＭＢＥ装置にも適用するこ
とができるというものではなく、効率を向上させるに
は、従来から所有している装置を廃棄し、新規の設備投
資が必要であり、無駄が出る。第３の方法は、ベローズ
１０３とゲートバルブ１１が成長室１の一部となってい
るといえる装置であり、各Ｋセル毎に取り付ける必要が
ある。またＫセルのロッド１４の長さも、ゲートバルブ
１１の厚み分とベローズ１０３の縮んだ時の最小長分、
長さを長く改造する必要がある。これは標準品として市
販されているＫセルのコストの倍以上のコストが高くな
ることを意味する。

【０００８】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的は、成長室の真空を破らずに、しかも、新規に大がか
りな設備導入も行なうことなく、市販のＫセルを取り出
すことができるＫセルの交換治具を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、分子線エピタキシャル成長装置のセル
取付ポートに締め具により固定したクヌーセンセルの交
換治具において、前記クヌーセンセルのセルフランジを
覆って前記セル取付ポートに気密に着脱可能に設けられ
るシール用フランジと、このシール用フランジに接続さ
れると共にゲートバルブを有し、他端が開閉可能になさ
れた筒体状の予備排気ケースと、このケース内に沿って
移動可能に収容されると共に先端に前記セルフランジと
前記締め具を収容して固定するフランジ収容凹部を有す
るセルキャリア部材とを備えるように構成したものであ
る。

【００１０】これにより、Ｋセルの交換時には、まず、
シール用フランジをセル取付ポートに気密に取り付け
る。そして、筒体状の予備排気ケースを上記シール用フ
ランジに取り付ける。そして、このケース内を所定の圧
力まで真空引きした後に、ケース内に収容されていたセ
ルキャリア部材を前進させて、この先端のフランジ収容
凹部にセルフランジとこれを固定している締め具を挿入
させて固定する。この状態で、締め具の反対側よりこれ
を緩め、緩めつつこの締め具がセルフランジより脱落し
ないように上記セルキャリア部材を後退させる。

【００１１】そして、締め具を完全に緩めたならば、セ
ルフランジを保持固定したままセルキャリア部材を後退
させて、Ｋセル全体をセル取付ポートより引き出す。そ
して、引き出しが完了したならば、予備排気ケースの先
端側に設けてあるゲートバルブを閉じてセル取付ポート
側を密閉し、その後、ゲートバルブ以降のセルキャリア
部材内の常圧に戻して、この端部より搬送してきたＫセ
ルを取り出せばよい。そして、このＫセルに材料を充填
するなどのメンテナンス作業を施した後、前記したと逆
の操作を行なってこのＫセルを再度、セル取付ポートに
取り付けるようにする。

【００１２】ここで、予備排気ケースの内壁にその長手
方向に沿って案内部材を設けておくことにより、セルキ
ャリア部材を位置ずれさせることなく案内することがで
き、その先端のフランジ収容凹部に保持したセルフラン
ジを所定の位置に正確に装着させることが可能となる。
また、一般に、セルフランジとポート側フランジとの間
にはガスケットなどのシール部材が介設されるが、セル
フランジにこのシール部材を保持するシール部材クラン
パを設けておくことにより、セルフランジの着脱時にこ
のシール部材も一緒に着脱することが可能となる。

【００１３】更に、クヌーセンセルは、ある程度の長さ
があるためにてこの原理でその先端側が重みのためにケ
ース軸心方向から下方へずれる場合も生ずるが、予備排
気ケースに出没可能な支持ロッドを設けてこれをケース
内に延出させることによってクヌーセンセルの先端を支
持し、ケース軸心方向からの下方へのずれを抑制して、
着脱操作を容易に行なうことが可能となる。また、セル
キャリア部材のケースの長手方向への移動は、このケー
スの外側に設けた駆動マグネットの磁気結合力により行
なうことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る分子線エピ
タキシャル成長装置のクヌーセンセルの交換治具の一実
施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は分子線エピ
タキシャル成長装置及びこれに設けたクヌーセンセルの
交換治具を示す図、図２はクヌーセンセルの拡大図、図
３はクヌーセンセルの取付分を示す拡大部分断面図、図
４はクヌーセンセルのセルフランジの締め具を示す図、
図５はセルフランジを示す平面図、図６はクヌーセンセ
ルの交換治具を取り付けた状態を示す部分断面全体図、
図７はシール用フランジの一部を示す図、図８はシール
用フランジの分解組み立て図、図９はシール用フランジ
の組み立て後を示す図、図１０は予備排気ケースを示す
断面図、図１１はセルキャリア部材の先端を示す平面
図、図１２はシール部材クランパを示す平面図、図１３
は図１２のクランパの部分断面斜視図、図１４は図１２
のクランパの断面図である。

【００１５】尚、先に示した従来装置と同一部分につい
ては同一符号を付して説明する。図１に示すように分子
線エピタキシャル装置の成長室１は、その外殻は例えば
ステンレススチール等により容器状に成形されており、
底部は、略半球状になされている。この成長室１の側壁
には半導体ウエハＷをロード・アンロードする時に開閉
する搬出入ゲートバルブ１０６、図示しない真空ポンプ
などの排気系に接続された排気ポート１０７が設けられ
る。また、成長室１の内部には、エピタキシャル成長が
行なわれる半導体ウエハＷ及び開閉シャッタ１０８が図
示しない保持体により保持されている。

【００１６】そして、成長室１の底部壁に、図示例では
２個のセル取付ポート１２が設けられ、それぞれのポー
ト１２に、クヌーセンセル（Ｋセル）２が取り付け固定
されている。また、図１においては、図中左側の一方の
セル取付ポート１２に本発明のＫセルの交換治具１３が
装着されている。図２に示すようにＫセル２は、加熱コ
イル等を設けたセラミック製の材料容器１４を例えば長
さが３０ｃｍ程度のセルロッド１５の先端に設け、この
セルロッド１５の基端部にセルフランジ１６を取り付け
て構成されている。そして、セルフランジ１６にボルト
孔１７を設け、このセルフランジ１６をセル取付ポート
１２のポート側フランジ１８に締め具として例えばボル
ト部材１９により締め付け固定している（図３参照）。
そして、上記材料容器１４内に例えばＧａ、Ａｓ、Ｚ
ｎ、Ｓｅ等の蒸発材料が収容される。

【００１７】この場合、図３に示すように、ポート側フ
ランジ１８とセルフランジ１６との間には、接合部の気
密性を確保するためにシール部材として例えばリング状
のガスケット２０が介在されている。そして、両フラン
ジ１６、１８を接合するボルト部材１９は、図４に示す
ようにボルト部１９Ａとナット部１９Ｂよりなり、特に
ボルト部１９Ａの基部には２つのシール溝２１を形成
し、この部分にシール部材としてＯリング２２を介在さ
せて後述するようにこのボルト部材１９を緩めても、こ
れを取り外しない限り、シール性を保持するようになっ
ている。また、ここでは、通常の取り付け状態とは逆
に、ポート側フランジ１８側よりボルト部１９Ａを挿入
し、セルフランジ１６側からナット部１９Ｂを螺合させ
て締め付け固定している。

【００１８】図５はセルフランジ１６の平面図を示して
おり、これには６つのボルト孔１７が設けられ、更に、
このセルフランジ１６の接合面には、直径方向に延びる
一対のフランジ溝２３が形成されており、この溝２３に
後述するシール部材クランパの一部を挿入し得るように
なっている。また、ポート側フランジ１８の接合面もこ
のセルフランジ１６と同様に形成されており、一対のフ
ランジ溝（図示せず）を有している。

【００１９】さて、図３に示すように両フランジ１６、
１８が固定された状態で、成長室１内の真空を破ること
なくＫセル２のメンテナンスを行なう時に、図１及び図
６に示すようにＫセルの交換治具１３を取り付けること
になる。この交換治具１３は、セル取付ポート１２に着
脱可能に設けられるシール用フランジ２４と、このフラ
ンジ２４に接続される筒体状の予備排気ケース２５と、
このケース２５内に沿って移動可能に収容されるセルキ
ャリア部材２６とにより主に構成される。シール用フラ
ンジ２４は、フランジ固定具２７と、フランジ本体２８
とよりなり（図７及び図８参照）、このフランジ固定具
２７は、セル取付ポート１２の外周を取り囲むように２
分割された半円状の固定ベルト２９を有し、両者はその
両端でボルト３０により締め付け固定される。また、各
固定ベルト２９の中央部には、ボルト孔３１を有する係
合片３２が設けられている。

【００２０】また、フランジ本体２８は、図８にも示す
ように、前記セルフランジ１６及びポート側フランジ１
８を嵌装し得るようにこれよりも僅かに大きく設定され
たリング状の嵌装部３３と、内径が上記セルフランジ１
６の外径よりもかなり例えば１ｃｍ程度大きく設定され
た覆い部３４とにより構成される。嵌装部３３の端面に
は、上記ボルト孔３１に連通するボルト穴３５が形成さ
れると共に、その内周壁にはシール溝３６が形成され、
ここにＯリング等のリング状のシール部３７が挿入され
る。これにより、この嵌装部３３の内周面は、ポート側
フランジ１８の外周面にシール部材３７でもって気密に
接触し、この時、セルフランジ１６は所定の間隔を隔て
て覆い部３４内に収容し得るようになっている（図９参
照）。また、覆い部３４の周辺部には、適当箇所にボル
ト孔３８が設けられている。

【００２１】一方、図６に戻って予備排気ケース２５
は、例えばステンレススチールにより円筒体状に成形さ
れており、その一端には、ボルト４０により締め付け固
定されたゲートバルブ４１が設けられており、このゲー
トバルブ４１と上記シール用フランジ２４の覆い部３４
をボルト４２により締め付け固定して、予備排気ケース
２５を連結し得るようになっている。尚、各接合部には
気密性を保持するシール部材が介在されるのは勿論であ
る。

【００２２】また、この予備排気ケース２５は、この中
に前記Ｋセル２の全体を収容し得る程度の長さを有して
おり、他端には、ボルト４３により気密に開閉可能に取
り付けられたケース開閉蓋４４が取り付けられている。
そして、このケース開閉蓋４４の中心部には、図示しな
い真空ポンプに接続される給排気ポート４５が設けられ
ており、必要に応じてケース２５内を真空引きしたり、
或いはこの中を大気圧に戻すことができるようになって
いる。この予備排気ケース２５の内壁には、図１０に示
すように案内部材としてその長手方向に沿って形成され
た案内溝４６が設けられ、後述するようにセルキャリア
部材２６の移動を案内し得るようになっている。

【００２３】そして、この予備排気ケース２５内に収容
されるセルキャリア部材２６は、例えばステンレススチ
ールにより円筒体状に成形されており、ケース２５の内
周面に摺接しつつその長手方向へ移動できるようになさ
れている。このセルキャリア部材２６の先端は僅かに縮
径されて断面段部状になされている。そして、このセル
キャリア部材２６の先端には、前記セルフランジ１６を
収容できる大きさになされたフランジ収容凹部４７が設
けられると共に、この凹部４７の底部（図６中において
左側）には、セルフランジ１６を締め付け固定している
ボルト部材１９のナット部１９Ｂ（図３参照）を収容し
て固定するナット収容凹部４８が設けられる（図１１参
照）。そして、上記フランジ収容凹部４７の内周壁に
は、リング状のＯリング等よりなる弾性クランプ材４９
が設けられており、装着時に上記セルフランジ１６の外
周壁を保持するようになっている。

【００２４】このセルキャリア部材２６の基部には、リ
ング状の従動マグネット５０が設けられており、これと
ケース２５の外周に設けられたリング状の駆動マグネッ
ト５１とが磁気的に結合し、この駆動マグネット５１を
ケース２５に沿って動かすことにより、セルキャリア部
材２６も動かすようになっている。そして、図１１に示
すように、このセルキャリア部材２６の上部には、上記
ケース２５の案内溝４６（図１０参照）に嵌装される案
内凸部５１が設けられており、セルキャリア部材２５の
周方向の回転を規制しつつこれを長手方向へ案内し得る
ようになっている。また、図６に示すように予備排気ケ
ース２５の先端部側には、ケース２５の軸心方向へ気密
に出没可能になされた支持ロッド５２が設けられてお
り、この基部に設けた調整ネジ５３により所望する位置
に固定し得るようになっている。この支持ロッド５２に
より、Ｋセル２の先端側を支持することにより、Ｋセル
２の先端がケース軸心方向から下方へずれることを抑制
して、この挿脱を容易に行なわせるようになっている。

【００２５】そして、前記セルフランジ１６には、図１
２乃至図１４に示すようにこの外周面を覆って２つ割り
可能になされた半円状のシール部材クランパ５４が着脱
可能に設けられる。図１２において、クランパ５４は左
右の矢印の部分にて上下に２分割される。この各シール
部材クランパ５４の中心からは、ガスケット保持アーム
５５が中心方向に延びており、その先端に、２枚の弾発
性を有するガスケット保持片５６が設けられる。そし
て、このガスケット保持片５６によりガスケット２０の
外周縁を挟み込んでこれを保持し得るようになってい
る。そして、図１３及び図１４に示すようにガスケット
保持アーム５５の取付面とは反対側のクランパ面には、
僅かな長さに設定された断面Ｌ字状のクランプ片５７が
形成されており、このガスケット保持アーム５５を前記
両フランジ１６、１８（図５参照）間に形成されるフラ
ンジ溝２３に差し込むことによって、このクランパ５４
をセルフランジ１６に取り付け得るようになっている。

【００２６】次に、以上のように構成された本実施例の
装置について説明する。通常、ＭＢＥは、図１に示す右
側のセル取付ポート１２のようにＫセルの交換治具１３
は取り外された状態で使用される（図３参照）。そし
て、Ｋセル２の材料容器１４（図２参照）に収容されて
いた蒸発材料がなくなったり、Ｋセル自体に異常等が生
じた時に、本発明の交換治具１３を用いて成長室１内の
真空を破ることなくＫセル２を取り外すことになる。

【００２７】まず、図１２乃至図１４に示すシール部材
クランパ５４を、図８に示すようにセルフランジ１６の
外周面に取り付ける。この時、ガスケット保持アーム５
４は、両フランジ１６、１８間に形成されるフランジ溝
２３内に差し込まれ、その先端のガスケット保持片５６
により両フランジ１６、１８間に介在されているガスケ
ット２０（図３参照）の外周を挟み込んでこれを保持し
た状態としておく。尚、このようなフランジ溝２３を有
するフランジとしては、例えばＩＣＦ７０フランジ（日
本工業規格）を用いることができる。

【００２８】次に、図８に示すようにシール用フランジ
２４の２つ割りのフランジ固定具２７（図７参照）をセ
ル取付ポート１２に装着してボルト３０で締め付け固定
し、更に、図８に示すようにフランジ本体２８を、セル
フランジ１６側から挿入し、ボルト５８を締め付けるこ
とによりこのフランジ本体２８をフランジ固定具２７側
へ固定する。この時の状態は図９に示される。この状態
では、フランジ本体２８のシール部材３７は、ポート側
フランジ１８の外周面に強固に当接し、ここでシール性
が保持されている。また、この時、セルフランジ１６
は、シール部材クランパ５４が取り付けられた状態で、
覆い部３４により僅かな隙間を隔てて覆われている。

【００２９】次に、図６に示すように予めゲートバルブ
４１がボルト４０により一体的に取り付けられている円
筒体状の予備排気ケース２５を上記覆い部３４に接合
し、両者をボルト４２によって気密に締め付け固定す
る。尚、この接続に際しては、上記手順に限定されず、
ゲートバルブ４１をボルト４２により覆い部３４に固定
し、その後、予備排気ケース２５をボルト４０によって
ゲートバルブ４１に接続固定するようにしてもよい。

【００３０】このように予備排気ケース２５の接続が完
了したならば、次に、駆動マグネット５１をケース長手
方向に沿って移動させることによって、ケース２５内の
セルキャリア部材２６を前進させてこれを、セルフラン
ジ１６に当接し、この先端のフランジ収容凹部４７にセ
ルフランジ１６を収容すると共にナット収容凹部４８に
ナット部１９Ｂを押し込んでそれぞれ固定する。この
際、フランジ収容凹部４７に設けた弾性クランプ部材４
９によりセルフランジ１６を確実に固定することができ
る。また、ナット収容凹部４８は、ナット部１９Ｂに合
致するように予め設定されており、このセルキャリア部
材２６が移動する時には、これに設けた案内凸部５１
（図１１参照）が、ケース２５に沿って設けた案内溝４
６（図１０参照）に嵌装されてその移動が案内されるの
で、位置ずれすることなくナット収容凹部４８にナット
部１９Ｂを正確に押し込むことができる。

【００３１】次に、予備排気ケース２５のケース開閉蓋
４４に設けた給排気ポート４５からケース内を真空引き
し、１０^-6〜１０^-7Ｔｏｒｒまで排気する。そして、こ
の状態で、セルフランジ１６とポート側フランジ１８を
固定しているボルト部材１９のボルト部１９Ａを少しず
つ緩め、これと同時にセルキャリア部材２６を少しずつ
後退させて、ボルト部１９Ａがボルト孔から脱落するこ
とを防止する。この理由は、ボルト部１９Ａに設けたＯ
リング２２によるシール性を維持してケース２５内の真
空保つためである。

【００３２】このようにして、ナット部１９Ｂがボルト
１９Ａから外れたならば、ボルト１９Ａをボルト孔から
抜くことなくそのままの状態で、セルキャリア部材２６
を後退させて、これを図６中において左側一杯に持って
行き、ケース２５の先端に設けたゲートバルブ４１を閉
じる。当然のこととして、セルキャリア部材２６を後退
させた時には、フランジ収容凹部４７にセルフランジ１
６が固定されているので、Ｋセル２が一体的に取り出さ
れることになる。この際、図２に示すようなＫセル２の
先端部の材料容器１４が例えば重力等でケース軸心方向
から下方へ位置ずれする場合も生ずるので、図６に示す
支持ロッド５２を所定量だけ上方へ延出させておき、こ
の材料容器１４を支持することによって、この下方への
位置ずれを規制するようにしてもよい。

【００３３】このようにして、Ｋセル２を予備排気ケー
ス２５内に移動させてゲートバルブ４１を閉じたなら
ば、給排気ポート４５からケース２５内に大気を導入
し、このケース２５内を大気圧に戻す。そして、ボルト
４３を緩めてケース開閉蓋４４を取り外してケースを開
き、Ｋセル２を取り出して、蒸発材料を充填するなどの
必要な措置を行なう。尚、セルフランジ１６を覆って取
り付けたシール部材クランパ５４はガスケット２０を保
持しているので、このガスケット２０も一緒に取り出す
ことができる。このようにＫセル２に対して必要な措置
を講じたならば、次に前記と逆の操作を行なってＫセル
２を成長室１内に収容する。

【００３４】まず、シール部材クランパ５４により新し
いガスケット２０を保持させた状態でこれをセルフラン
ジ１６に取り付け、そして、ナット部１９Ｂをナット収
容凹部４８に装着し、また、このセルフランジ１６をフ
ランジ収容凹部４７に装着してメンテナンス済みのＫセ
ル２をセルキャリア部材２６に取り付ける。このセルキ
ャリア部材２６を予備排気ケース２５内に収容して、ケ
ース開閉蓋４４を閉じ、ケース内を気密状態にする。そ
して、給排気ポート４５からケース２５内を真空引きし
てこの中を１０^-6〜１０^-7Ｔｏｒｒ程度の減圧状態とす
る。

【００３５】次に、ゲートバルブ４１を開いてセルキャ
リア部材２６を前進させ、セルフランジ１６をポート側
フランジ１８に当接させる。この時、支持ロッド５２を
所定量だけ上方に向けて延在させて置き、Ｋセル２の材
料容器１４がケース軸心方向より下方へ位置ずれしない
ように支持させておくことにより、この材料容器１４を
容易にセル取付ポート１２内へ導入させることができ
る。また、前述のようにセルキャリア部材２６に設けた
案内凸部５１（図１１参照）はケースの案内溝４６（図
１０参照）に嵌装して案内されるので、ナット部１９Ｂ
はボルト部１９Ａの先端部に正確に当接することにな
る。

【００３６】次に、ナット部１９Ｂを固定した状態のま
まボルト部１９Ａを回転してこれを締め付けることによ
り、セルフランジ１６をポート側フランジ１８に強固に
締め付け固定する。これによりセル取付ポート１２はセ
ルフランジ１６により完全にシールされることになる。
次に、予備排気ケース２５内を大気圧に戻してこの変換
治具１３を分解してセル取付ポート１２から取り外せば
よい。このようにして、本発明の交換治具１３によれ
ば、成長室１内の真空を破ることなくＫセル２の取り外
し、また、取り付けを行なうことができる。この場合、
Ｋセル２は従来の市販品で済み、これに何らの工夫も加
える必要もない。また、成長室１内の真空を破ることが
ないので、成膜処理を迅速に行なうことができ、スルー
プットを向上させることができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の分子線エ
ピタキシャル成長装置のクヌーセンセルの交換治具によ
れば、次のように優れた作用効果を発揮することができ
る。Ｋセルや成長装置の改造や新規の購入の必要もな
く、材料の枯渇したＫセルに容易に且つ短時間でしかも
成長室の真空を破ることなく材料を補充することができ
る。また、蒸気圧の高い材料でＫセル詰まりがおきても
これを容易に取り除くことができる。これによって、シ
ャッタのあおりの必要もなく、低コストで特性の良い結
晶成長が可能となり、また生産上の効率をあげることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分子線エピタキシャル成長装置及びこれに設け
たクヌーセンセルの交換治具を示す図である。

【図２】クヌーセンセルの拡大図である。

【図３】クヌーセンセルの取付分を示す拡大部分断面図
である。

【図４】クヌーセンセルのセルフランジの締め具を示す
図である。

【図５】セルフランジを示す平面図である。

【図６】クヌーセンセルの交換治具を取り付けた状態を
示す部分断面全体図である。

【図７】シール用フランジの一部を示す図である。

【図８】シール用フランジの分解組み立て図である。

【図９】シール用フランジの組み立て後を示す図であ
る。

【図１０】予備排気ケースを示す断面図である。

【図１１】セルキャリア部材の先端を示す平面図であ
る。

【図１２】シール部材クランパを示す平面図である。

【図１３】図１２のクランパの部分断面斜視図である。

【図１４】図１２のクランパの断面図である。

【図１５】分子線エピタキシャル成長装置のＫセルに蒸
発材料を充填する従来の装置を示す図である。

【図１６】分子線エピタキシャル成長装置のＫセルに蒸
発材料を充填する従来の他の装置を示す図である。

【符号の説明】

１…成長室、２…クヌーセンセル（Ｋセル）、１２…セ
ル取付ポート、１３…Ｋセルの交換治具、１４…材料容
器、１６…セルフランジ、１８…ポート側フランジ、１
９…ボルト部材（締め具）、１９Ａ…ボルト部、１９Ｂ
…ナット部、２０…ガスケット（シール部材）、２４…
シール用フランジ、２５…予備排気ケース、２６…セル
キャリア部材、４１…ゲートバルブ、４６…案内溝（案
内部材）、４７…フランジ収容凹部、４８…ナット収容
凹部、５２…支持ロッド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分子線エピタキシャル成長装置のセル取
付ポートに締め具により固定したクヌーセンセルの交換
治具において、前記クヌーセンセルのセルフランジを覆
って前記セル取付ポートに気密に着脱可能に設けられる
シール用フランジと、このシール用フランジに接続され
ると共にゲートバルブを有し、他端が開閉可能になされ
た筒体状の予備排気ケースと、このケース内に沿って移
動可能に収容されると共に先端に前記セルフランジと前
記締め具を収容して固定するフランジ収容凹部を有する
セルキャリア部材とを備えたことを特徴とする分子線エ
ピタキシャル成長装置のクヌーセンセルの交換治具。
【請求項２】前記予備排気ケースの内壁には、この長
手方向に沿って前記セルキャリア部材を案内する案内部
材が設けられることを特徴とする請求項１記載の分子線
エピタキシャル成長装置のクヌーセンセルの交換治具。
【請求項３】前記セルフランジには、このセルフラン
ジと前記ポート側フランジとの間に介設されるシール部
材を保持するシール部材クランパが着脱可能に設けられ
ることを特徴とする請求項１または２記載の分子線エピ
タキシャル成長装置のクヌーセンセルの交換治具。
【請求項４】前記予備排気ケースには、前記クヌーセ
ンセルの長手方向におけるケース軸心方向からの位置ず
れを抑制するためにこれを支持する支持ロッドが出没可
能に設けられることを特徴とする請求項１乃至３記載の
分子線エピタキシャル成長装置のクヌーセンセルの交換
治具。
【請求項５】前記セルキャリア部材は、前記予備排気
ケースの長手方向に沿って移動可能に設けた駆動マグネ
ットにより移動されることを特徴とする請求項１乃至４
記載の分子線エピタキシャル成長装置のクヌーセンセル
の交換治具。