(57)【要約】【課題】  基板を保持する複数の基板ホルダー、複数の該基板ホルダーに回転駆動力を伝達する回転板、及び該回転板に回転駆動力を伝達する回転軸からなる基板回転機構と、前記複数の基板ホルダーを回転自在に保持するサセプタに回転駆動力を伝達するサセプタ回転機構を備えた気相成長装置において、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させるための容易な調整方法を提供する。【解決手段】  サセプタの任意の一ヶ所に固定された基準点を設け、サセプタを回転させながら該基準点と回転軸との距離を測定し、該基準点の移動による距離の変化が小さくなるようにサセプタと回転軸の位置調整を行なう。【選択図】  図４
2014229704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する複数の基板ホルダー、複数の該基板ホルダーに回転駆動力を伝達する回転板、及び該回転板に回転駆動力を伝達する回転軸からなる基板回転機構と、前記複数の基板ホルダーを回転自在に保持するサセプタに回転駆動力を伝達するサセプタ回転機構を備えた気相成長装置において、サセプタの任意の一ヶ所に固定された基準点を設け、サセプタを回転させながら該基準点と回転軸との距離を測定し、該基準点の移動による距離の変化が小さくなるようにサセプタと回転軸の位置調整を行なう操作を含むことを特徴とする基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる調整方法。
【請求項２】
サセプタの基準点と回転軸との距離の測定が、ダイヤルゲージによって行われる請求項１に記載の調整方法。
【請求項３】
回転軸の基準点が、該回転軸のサセプタ側の端部上の外周円上の点、または該回転軸の任意の水平断面の外周円上の点であって、サセプタに固定された基準点との距離が最短となる点である請求項１に記載の調整方法。
【請求項４】
回転軸の基準点が、該回転軸のサセプタ側の底面の中心点である請求項１に記載の調整方法。
【請求項５】
サセプタの任意の一ヶ所に固定された基準点を設け、サセプタを回転させながら、該基準点と、該サセプタが収納された反応容器の側面との距離を測定し、該基準点の移動による距離の変化が小さくなるようにサセプタの位置調整を行って、サセプタの自転中心軸と前記反応容器の中心軸を一致させる操作をさらに含んでなる請求項１に記載の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の回転機構とサセプタの回転機構が設けられた気相成長装置において、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる中心軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
結晶膜を基板上に成長する方法には、化学的気相成長（ＣＶＤ）法等があり、基板加熱を伴うＣＶＤ法は熱ＣＶＤ法等として知られている。近年、高温（例えば１０００℃以上）で基板を加熱して行う気相成長が増加しており、青色若しくは紫外ＬＥＤ又は青色若しくは紫外レーザーダイオードを製作するための窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長もその一つである。
例えば、窒化ガリウム系化合物半導体結晶膜の成長は、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリメチルアルミニウム等の有機金属ガスとアンモニアとを原料ガスとして用い、１０００℃以上の高温に加熱されたシリコン（Ｓｉ）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）又は窒化ガリウム（ＧａＮ）等の基板上に結晶膜を気相成長する熱ＣＶＤ法により行われることがある。
【０００３】
このような気相成長においては、気相成長中に基板を自転させることにより、基板面内で均一な膜厚及び膜質の結晶膜を成長させることができる。また、気相成長中に基板を自公転させることにより、同一基板面内だけでなく各基板間においても均一な膜厚及び膜質を得ることができる。
例えば、特許文献１、２に記載されている気相成長装置には、基板を保持する複数の基板ホルダー、複数の該基板ホルダーに回転駆動力を伝達する回転板、及び該回転板に回転駆動力を伝達する回転軸からなる基板回転機構と、前記複数の基板ホルダーを回転自在に保持するサセプタに回転駆動力を伝達するサセプタ回転機構が、各々別々に独立した構成で備えられている。
【０００４】
ここで、前記の回転板及び回転軸の鉛直方向の中心軸は、実質的に装置内の反応炉の鉛直方向の中心軸と一致するように設定され、サセプタも同様に実質的に前記の鉛直方向の中心軸と一致するように設定される。このような気相成長装置においては、回転軸から伝達される回転駆動力により基板が自転すると共に、サセプタ回転機構によるサセプタの自転に伴って基板が前記の鉛直方向の中心軸を中心として公転する。
【特許文献１】特開２０１２−２２７２３１号公報
【特許文献２】特開２０１３−１６５４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような基板回転機構とサセプタ回転機構が設けられる気相成長装置においては、基板の公転中心軸（回転の中心軸）とサセプタの自転中心軸が一致していないと、回転中に部材が脱落する等の不具合が生じ、気相成長に問題が生じていた。特に、近年は、気相成長に用いられる基板の直径が大きくなり、さらに一度に気相成長が行われる基板の枚数も増加する傾向があることから、大型のサセプタが用いられることが多く、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸が高精度で一致していないと、前述のような問題が特に生じやすかった。そのため、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させるための容易な調整方法が求められてきた。
従って、本発明が解決しようとする課題は、前述のような気相成長装置の組立て時、基板、サセプタの出し入れ時、装置のメンテナンス時等において、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を、容易に一致させることができる調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討した結果、前述のような基板回転機構とサセプタ回転機構を有する気相成長装置において、サセプタの任意の一ヶ所に固定された基準点を設け、サセプタを回転させながら該基準点と回転軸との距離を測定し、該基準点の移動による距離の変化が小さくなるようにサセプタと回転軸を位置調整することにより、前述の課題を解決できること等を見出し、本発明の調整方法に到達した。
【０００７】
すなわち本発明は、基板を保持する複数の基板ホルダー、複数の該基板ホルダーに回転駆動力を伝達する回転板、及び該回転板に回転駆動力を伝達する回転軸からなる基板回転機構と、前記複数の基板ホルダーを回転自在に保持するサセプタに回転駆動力を伝達するサセプタ回転機構を備えた気相成長装置において、サセプタの任意の一ヶ所に固定された基準点を設け、サセプタを回転させながら該基準点と回転軸との距離を測定し、該基準点の移動による距離の変化が小さくなるようにサセプタと回転軸の位置調整を行なう操作を含むことを特徴とする基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる調整方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、前述のような基板回転機構とサセプタ回転機構を有する気相成長装置において、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を容易に一致させることができ、回転中に部材が脱落する等の不具合を防止することができる。
また、本発明の調整方法は、回転軸と回転板が分離された状態であっても用いることができるので、回転軸と回転板を分離可能に構成することによって開閉を容易にした反応容器を備えた気相成長装置であっても、反応容器を開放した状態でサセプタと回転軸の位置調整を行なうことができ、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を容易に一致させることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、基板を保持する複数の基板ホルダー、複数の該基板ホルダーに回転駆動力を伝達する回転板、及び該回転板に回転駆動力を伝達する回転軸からなる基板回転機構と、前記複数の基板ホルダーを回転自在に保持するサセプタに回転駆動力を伝達するサセプタ回転機構を備えた気相成長装置に適用される。
以下、本発明の調整方法について、図１〜図５に基づいて詳細に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
【００１０】
尚、図１は、本発明の調整方法が適用される気相成長装置の一例を示す垂直断面図である。図２は、図１の気相成長装置において反応容器が開放された状態を示す垂直断面図である。図３は、本発明の調整方法が図１の気相成長装置に適用され、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる調整が行われている状態を示す垂直断面図である。図４は、図３におけるサセプタ（リング状部材）、回転軸（基板ホルダー回転軸）、及び測定器具一式の配置を示す斜視図である。図５は、本発明の調整方法が図１の気相成長装置に適用され、サセプタの自転中心軸と反応容器の中心軸を一致させる調整が行われている際の、サセプタ（リング状部材）、反応容器（下部）、及び測定器具一式の配置を示す斜視図である。
【００１１】
本発明の調整方法は、図１に示すような、基板２を保持する複数の基板ホルダー１、複数の該基板ホルダー１に回転駆動力を伝達する回転板１５（基板ホルダー回転板）、及び該回転板１５に回転駆動力を伝達する回転軸１２（基板ホルダー回転軸）からなる基板回転機構と、前記複数の基板ホルダー１を回転自在に保持するサセプタ４に回転駆動力を伝達するサセプタ回転機構を備えた気相成長装置において、基板２の公転中心軸とサセプタ４の自転中心軸を一致させるために用いられる。図１の気相成長装置においては、基板２の公転中心軸を中心として回転軸１２が回転し、サセプタ４の自転中心軸を中心として基板２が公転する。
【００１２】
本発明の調整方法は、前述のような気相成長装置において、サセプタ４の任意の一ヶ所に固定された基準点を設け、サセプタ４を回転させながら該基準点と回転軸１２との距離を測定し、該基準点の移動による距離の変化が小さくなるようにサセプタ４と回転軸１２の位置が調整される調整方法である。その際、サセプタ４と回転軸１２の相対的な位置関係が調整されればよく、サセプタ４または回転軸１２のいずれかを移動することにより調整が行われる。
【００１３】
本発明の調整方法においては、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸とが近づくほど、基準点の移動による前記の距離の変化は小さくなり、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸とが一致していれば、基準点の移動による距離の変化は消失する。基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸のずれは、サセプタを１回転する間に測定されたダイヤルゲージの指示値の最大値と最小値の差の２分の１に相当するので、ダイヤルゲージの測定値から容易に計算することができる。
【００１４】
尚、本発明におけるサセプタの基準点と回転軸との距離は、通常はこれらを結ぶ最短距離であり、そのために回転軸に設けられる基準点（回転軸の基準点）は、円柱状の回転軸のサセプタ側の端部（最下部）上の外周円上の点である。しかし、本発明の目的は、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させることであり、回転軸の基準点は、例えば前記に代えて、回転軸の任意の水平断面の外周円上の点とすることもできる。この方法は、例えば回転軸のサセプタ側の底面が水平ではなく、楕円等となっている場合にも利用可能である。また、回転軸の基準点を、該回転軸のサセプタ側の底面の中心点とすることもできる。この方法は、例えば回転軸の水平断面が、楕円や正多角形等の場合にも利用可能な方法である。
【００１５】
また、本発明において、サセプタの任意の一ヶ所に固定された基準点は、サセプタの表面上に設けられる点に限定されることなく、例えばサセプタとともに回転する物に固定された点とすることもできる。
図１の気相成長装置において、結晶膜を成長するための気相成長反応は円盤状の反応容器２２の内部で行われる。反応容器２２には、結晶膜を気相成長させるための基板２、基板２を保持する複数の基板ホルダー１、複数の該基板ホルダー１に回転駆動力を伝達する回転板（基板ホルダー回転板１５）、均熱板３を介して基板２を加熱するヒータ６、複数の基板ホルダー１及び基板ホルダー回転板１５をベアリングボール１９により回転自在に保持する円盤状のサセプタ４、ベアリングボール１９によりサセプタ４を回転自在に保持するリング状の基台２１が備えられており、これらの部材は反応容器２２の中に収納される。そして、サセプタ４は、サセプタの対面５とともに反応炉７を形成し、気相成長反応は反応炉７において行われる。
【００１６】
また、図１の気相成長装置のサセプタ４は、特許文献２に記載されている気相成長装置と同様に、円盤状部材４ａ、及び円盤状部材４ａから分離できるリング状部材４ｂから構成される。サセプタ４は、円盤状部材４ａの外周上部に設けた突出部の下面とリング状部材４ｂの内周下部に設けた突出部の上面を重ね合せることにより、リング状部材４ａをリング状部材４ｂに嵌め合わせて形成される。円盤状部材４ａは、ベアリングボール１９を介して各基板ホルダー１を回転自在に保持する一方、リング状部材４ｂは、ベアリングボール１９を介して基台２１により回転自在に保持されるので、円盤状部材４ａとリング状部材４ｂが結合されてなるサセプタ４全体が回転自在に保持される。円盤状部材４ａ及びリング状部材４ｂは任意の結合手段で結合されてよく、結合手段としては、螺旋、ボルト及びナット、ピン、嵌め合わせ等が挙げられるが、これらの結合手段に限定されることはない。
【００１７】
また、図１の気相成長装置の反応容器２２は、上部２２ａ及び下部２２ｂに分割できるように構成され、上部２２ａに設けられた回転軸（基板ホルダー回転軸１２）と下部２２ｂに設けられた回転板（基板ホルダー回転板１５）が分離可能に構成されている。これにより、図２に示すように、昇降手段２４により反応容器の上部２２ａを昇降させることによって反応容器２２を開放及び閉鎖することができるので、反応容器内部のメンテナンスや基板の出し入れを容易に行うことができる。そして、本発明の調整方法は、例えば図３に示すように、反応容器２２が開放され、回転軸（基板ホルダー回転軸１２）を回転板（基板ホルダー回転板１５）から分離した状態であっても適用することができる。
【００１８】
本発明の調整方法において、サセプタの基準点と回転軸との距離を測定するための測定手段は、特に限定されることはないが、ダイヤルゲージを用いることが好ましい。例えば、図３、４に示すように、ダイヤルゲージ２８ｃが、折り曲げによる伸縮を可能としたアーム２８ｂに固定され、該アーム２８ｂの一端が台座２８ａに固定されてなる測定器具一式２８を用いることができる。測定器具一式２８は、サセプタ（リング状部材４ｂ）に設置され、螺旋２８ｄで固定されて用いられる。アーム２８ｂを伸縮させてダイヤルゲージ２８ｃの測定子を回転軸（基板ホルダー回転軸１２）の側面に当ててから、アーム２８ｂが伸縮しないように固定し、サセプタ上の基準点３０と基板ホルダー回転軸１２との距離を測定する。このとき、アーム２８ｂが台座２８ａに固定された点が基準点３０となる。
【００１９】
また、図３に示すように、基板ホルダー回転軸１２を破損しないように、基板ホルダー回転軸１２のサセプタ側先端に円柱状のキャップ２９を固定し、キャップ２９の側面にダイヤルゲージ２８ｃを当てて測定を行うこともできる。尚、図３においては、測定器具一式の設置や測定を容易に行うために、サセプタ４の円盤状部材４ａを取り外し、リング状部材４ｂに測定器具一式２８を設置している。
【００２０】
本発明の調整方法は、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる操作の他に、気相成長装置サセプタの任意の一ヶ所に固定された基準点を設け、サセプタを回転させながら、該基準点と、該サセプタが収納された反応容器の側面との距離を測定し、該基準点の移動による距離の変化が小さくなるようにサセプタの位置調整を行って、サセプタの自転中心軸と前記反応容器の中心軸を一致させる操作をさらに含んでなることが好ましい。この操作は、断面が円形である円盤状の反応容器の他に、例えば反応容器の水平断面が、楕円や正多角形等の場合にも利用可能である。尚、サセプタの自転中心軸と前記反応容器の中心軸を一致させる操作は、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる操作の前に行われることが好ましい。
【００２１】
本発明の調整方法において、サセプタの自転中心軸と反応容器の中心軸を一致させる操作は、図５に示すように、ダイヤルゲージ２８ｃのような測定手段を円盤状の反応容器（反応容器の下部２２ｂ）の側面に当ててサセプタ（リング状部材４ｂ）を回転させながら行われる他は、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる操作と同様に行われる。
【００２２】
本発明の調整方法は、結晶膜の成長が行われる成長面を下向きにして基板が配置される気相成長装置に適用できるが、基板が下向きに配置にされる気相成長装置への適用に限定されることはなく、例えば、基板が上向きまたは横向きに配置される気相成長装置に適用してもよい。また、本発明は、反応炉の中央部から原料ガスを供給し、周辺部から外部に排出する気相成長装置への適用に限定されることはなく、例えば反応炉の一端から原料ガスを供給し、反応後のガスを他の一端から外部に排出する気相成長装置に適用することもできる。
【００２３】
次に、図１の気相成長装置を詳細に説明する。図１の気相成長装置の基板回転機構により、基板２は自転によって回転する。すなわち、サセプタ４により回転自在に保持された基板ホルダー１は、基板ホルダー回転駆動器１１からの回転駆動力を受けて回転する。基板ホルダー回転駆動器１１からの回転駆動力は、まず、磁性流体シール等の手段により反応容器２２に対して回転自在に封止された基板ホルダー回転軸１２に伝達される。基板ホルダー回転軸１２のツメ１３が基板ホルダー回転板１５の差込口１４に差し込まれることによって、サセプタ４により回転自在に保持された基板ホルダー回転板１５に回転駆動力が伝達される。そして、基板ホルダー回転板１５の外周に設けられた歯車と各基板ホルダー１の外周に設けられた歯車が噛み合わさることにより、各基板ホルダー１に回転駆動力が伝達され、各基板２は自転する。
【００２４】
また、図１の気相成長装置のサセプタ回転機構により、基板２は公転によって回転する。基台２１により回転自在に保持されたサセプタ４は、サセプタ回転駆動器１６からの回転駆動力を受けて回転する。すなわち、サセプタ回転駆動器１６からの回転駆動力が、磁性流体シール等の手段により反応容器２２の密封性を損なわないように回転自在にシールされたサセプタ回転軸１７を介して、サセプタ回転軸１７のサセプタ側先端に固定されたサセプタ回転板１８に伝達される。そして、サセプタ４（リング状部材４ｂ）の外周、及びサセプタ回転板１８の外周には歯車が設けられており、これらが噛み合わさることによりサセプタ回転駆動器１６からの回転駆動力はサセプタ４に伝達されて、各基板２は公転する。
【００２５】
反応炉７の中心部には原料ガス配管１０が設けられ、原料ガスは原料ガス導入部８から放射状に吹き出し、基板２の結晶成長面に対して水平に供給される。気相成長反応は、反応炉７において、ヒータ６により均熱板３を介して基板２を加熱しながら、原料ガス導入部８から原料ガスを供給することにより行われ、基板２の結晶成長面には結晶膜が形成される。気相成長反応に用いられた原料ガスは、そのまま反応ガスとして反応ガス排出部９から排出される。
【００２６】
気相成長中、基板２は、基板ホルダー１及びサセプタ４の回転により常時自転及び公転することが好ましい。基板ホルダー１及びサセプタ４の回転方向及び回転速度は、それぞれ、基板ホルダー回転駆動器１１及びサセプタ回転駆動器１６の回転方向及び回転速度を変化させることにより、任意に設定することができる。各基板間において均一な膜厚及び膜質を得るために、各基板ホルダー１（各基板２）は、原料ガス導入部８を中心とする同一円周上に配置され、原料ガス導入部８からの距離を等しくすることが好ましいが、そのような構成に限定されることはない。
【００２７】
また、本発明の調整方法が、前述のようなサセプタの自転中心軸と前記反応容器の中心軸を一致させる操作をさらに含んでなることにより、通常は反応容器の中心に配設される原料ガス導入部８（原料ガス配管１０）から各基板ホルダー１（各基板２）までの距離を回転中においても常に等しくすることが可能になるので、各基板間においてさらに均一な膜厚及び膜質が得られる。
【００２８】
反応容器２２を構成する材質には、金属又は合金が挙げられるが、これらの材質に限定されることはない。基板ホルダー１、均熱板３、サセプタ４、サセプタの対面５、基板ホルダー回転板１５、及びサセプタ回転板１８は、カーボン系材料、セラミック系材料、またはセラミック系材料でコーティングされたカーボン系材料から構成されることが好ましいが、そのような材質に限定されることはない。基板ホルダー回転軸１２及びサセプタ回転軸１７は、金属、合金、カーボン系材料、セラミック系材料、セラミック系材料でコーティングされたカーボン系材料、またはこれらの組み合わせが好ましいが、そのような材質に限定されることはない。ヒータ６はカーボンヒータ又はセラミックヒータが好ましいが、これらのヒータに限定されることはない。ベアリングボール１９は、セラミック系材料であることが好ましいが、セラミック系材料に限定されることはない。
【００２９】
ここで、金属の例には、アルミニウム等があるが、アルミニウムに限定されることはなく、合金の例には、ステンレス又はインコネル等があるが、これらに限定されることはない。カーボン系材料の例には、カーボン、パイオロリティックグラファイト（ＰＧ）、グラッシカーボン（ＧＣ）等があるが、これらに限定されることはない。セラミック系材料の例には、アルミナ、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ホウ素（ＢＮ）等があるが、これらに限定されることはない。
【００３０】
反応容器２２を構成する材質はステンレスが特に好ましい。基板ホルダー１、均熱板３、サセプタ４、サセプタの対面５、基板ホルダー回転板１５、及びサセプタ回転板１８は、ＳｉＣコートカーボン、ヒータ６はカーボンヒータ、サセプタ回転軸１７はステンレス、ベアリングボール１９はアルミナであることが特に好ましい。基板ホルダー回転軸１２は、強度を確保するために基板ホルダー回転駆動器側部分をインコネル製とし、基板ホルダー回転板１５との噛み合わせを取る際の破損等を防止するために基板ホルダー回転板側部分をカーボン製とし、ネジ等で両者を固定することにより一体化したものが好ましい。
【実施例】
【００３１】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明がこれにより限定されるものではない。
（気相成長装置の製作）
図１に示すような気相成長装置を製作した。まず、サセプタ４を構成する円盤状部材４ａ（ＳｉＣコートカーボン製、直径７２０ｍｍ（突出部を含む）、厚さ１１ｍｍ、６インチの基板を６枚保持可能）及びリング状部材４ｂ（ＳｉＣコートカーボン製、外径８００ｍｍ、内径７１１ｍｍ（突出部を含む）、厚さ１１ｍｍ、外周に平歯車構造を有する）を製作した。円盤状部材４ａの外周上部に設けた突出部の下面とリング状部材４ｂの内周下部に設けた突出部の上面を重ね合せることにより、円盤状部材４ａをリング状部材４ｂに嵌め合わせて、サセプタ４を形成した。
【００３２】
次に、直径６インチのサファイア基板を１枚保持可能である基板ホルダー１（ＳｉＣコートカーボン製）６個と、基板ホルダー回転板１５（ＳｉＣコートカーボン製、直径２５５ｍｍ、厚さ８．５ｍｍ）を、上記のサセプタ４により、基板ホルダー１、基板ホルダー回転板１５の下面、及び基台２１の上面に刻まれたベアリング溝２０により挟持されたベアリングボール１９を介して保持し、基板ホルダー１と基板ホルダー回転板１５の平歯車を噛み合わせた。このようにして基板及び基板ホルダーを保持したサセプタ４を、サセプタ４の下面及び基台２１の上面に刻まれたベアリング溝２０により挟持されたベアリングボール１９を介して基台２１により回転自在に保持した。そして、これらの部材を、外形が円盤状の反応容器２２の中に収納した。
【００３３】
次に、基板ホルダー回転軸１２はインコネル及びＳｉＣコートカーボンからなり、基板ホルダー回転駆動器側部分をインコネル製（直径２０ｍｍ、長さ２７０ｍｍの円柱状）とし、基板ホルダー回転板側部分をＳｉＣコートカーボン製（直径２０ｍｍ、長さ３０ｍｍの円柱状）とし、両者をカーボン製の螺旋で固定することにより一体化して基板ホルダー回転軸１２とした。ツメ１３（直径５ｍｍ、長さ７ｍｍの円柱状）はＳｉＣコートカーボン製とし、２本のツメ１３を、基板ホルダー回転軸１２の下面にあらかじめ一体として形成した。そして、ツメ１３の差込口１４として、基板ホルダー回転板１５の上面に円柱状の凹部を各ツメに対して１つずつ設けた。サセプタ回転軸１７は、直径２０ｍｍ、長さ３００ｍｍのステンレス製とし、サセプタ回転板１８は、直径１００ｍｍ、厚さ１１ｍｍのＳｉＣコートカーボン製とし、カーボン製の螺旋でサセプタ回転軸１７のサセプタ側先端に固定した。尚、サセプタの対面５、及び基台２１はカーボン製とし、反応容器２２はステンレス製とした。
【００３４】
（サセプタの自転中心軸と反応容器の中心軸の調整）
このようにして製作した気相成長装置に、本発明の調整方法を適用した。すなわち、図３に示すように、反応容器の２２ａを上昇させて反応容器２２を開放してから、サセプタ４の円盤状部材４ａを気相成長装置の外部に取り出し、サセプタ４のリング状部材４ｂに測定器具の台座２８ａを設置し、螺旋２８ｄで固定した。
【００３５】
まず、測定器具のアーム２８ｂを調整し、ダイヤルゲージ２８ｃの測定子を反応容器の下部２２ｂの内側面に当ててから、アーム２８ｂが伸縮しないように固定した。この状態で、サセプタ（リング状部材４ｂ）を回転させながらダイヤルゲージ２８ｃの指示値を記録した。ダイヤルゲージ２８ｃの指示値から求められるサセプタの自転中心軸２６と反応容器の中心軸３１のずれは、０．１２ｍｍであった。そこで、サセプタ（リング状部材４ｂ）の位置を調整してから、前述と同様の測定を行ったところ、サセプタの自転中心軸２６と反応容器の中心軸３１のずれは、０．０９ｍｍであった。
【００３６】
（基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸の調整）
次に、基板ホルダー回転軸１２のサセプタ側先端に、基板ホルダー回転軸１２と同じ直径を有する円柱状のキャップ２９を取り付けた。そして、測定器具のアーム２８ｂを調整し、ダイヤルゲージ２８ｃの測定子をキャップ２９の側面に当ててから、アーム２８ｂが伸縮しないように固定した。この状態で、サセプタ（リング状部材４ｂ）を回転させながらダイヤルゲージ２８ｃの指示値を記録した。ダイヤルゲージ２８ｃの指示値から求められる基板の公転中心軸２５とサセプタの自転中心軸２６のずれは、１．５２ｍｍであった。
【００３７】
そこで、基板ホルダー回転軸１２の位置を調整してから、前述と同様の測定を行ったところ、基板の公転中心軸２５とサセプタの自転中心軸２６のずれは、０．１９ｍｍであった。各基板ホルダー１にサファイアからなる基板を１枚ずつセットしてから、各基板ホルダー１を保持した円盤状部材４ａをリング状部材４ｂに嵌め合わせてサセプタ４を形成し、下記の気相成長実験に備えた。
【００３８】
（気相成長実験）
このようにして調整を終えた気相成長装置を用いて、基板の表面に窒化ガリウム（ＧａＮ）を成長させた。まず、基板ホルダー回転駆動器１１及びサセプタ回転駆動器１６を稼働させて、基板を自転（１０ｒｐｍ）及び公転（１ｒｐｍ）させた。そして、原料ガス導入部８から水素を流しながら基板２の温度を１０５０℃まで昇温させ、基板２のアニールを行った。続いて、基板２の温度を５１０℃まで下げて、原料ガスとしてトリメチルガリウムとアンモニア、キャリアガスとして水素を用いて、サファイア基板２の上にＧａＮからなるバッファー層の成長を行い、バッファー層成長後に、トリメチルガリウムのみ供給を停止し、基板２の温度を１０５０℃まで上昇させた。
【００３９】
その後、原料ガス導入部８の上層の噴出口からアンモニア（流量：３０Ｌ／ｍｉｎ）、中層の噴出口からトリメチルガリウム（流量：６０ｃｃ／ｍｉｎ）と水素（流量：３０Ｌ／ｍｉｎ）、下層の噴出口から窒素（流量：４０Ｌ／ｍｉｎ）を供給して、窒化ガリウム膜を２時間成長させた。
以上のようにＧａＮを成長させた後、基板を室温付近まで冷却し、反応容器２２から取り出した。基板２の自転及び公転の開始から終了まで、基板ホルダー回転駆動器１１及びサセプタ回転駆動器１６は正常に作動し、冷却後に、反応容器２２内部の各部材を目視で点検したところ、各部材に脱落や破損等の異常はなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、基板の回転機構とサセプタの回転機構が設けられる気相成長装置において、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる中心軸調整方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の調整方法が適用される気相成長装置の一例を示す垂直断面図である。
【図２】図１の気相成長装置において反応容器が開放された状態を示す垂直断面図である。
【図３】本発明の調整方法が図１の気相成長装置に適用され、基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸を一致させる調整が行われている状態を示す垂直断面図である。
【図４】図３におけるサセプタ（リング状部材）、回転軸（基板ホルダー回転軸）、及び測定器具一式の配置を示す斜視図である。
【図５】本発明の調整方法が図１の気相成長装置に適用され、サセプタの自転中心軸と反応容器の中心軸を一致させる調整が行われている際の、サセプタ（リング状部材）、反応容器（下部）、及び測定器具一式の配置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  基板ホルダー
２  基板
３  均熱板
４  サセプタ
４ａ  円盤状部材
４ｂ  リング状部材
５  サセプタの対面
６  ヒータ
７  反応炉
８  原料ガス導入部
９  反応ガス排出部
１０  原料ガス配管
１１  基板ホルダー回転駆動器
１２  基板ホルダー回転軸
１３  ツメ
１４  差込口
１５  基板ホルダー回転板
１６  サセプタ回転駆動器
１７  サセプタ回転軸
１８  サセプタ回転板
１９  ベアリングボール
２０  ベアリング溝
２１  基台
２２  反応容器
２２ａ  反応容器の上部
２２ｂ  反応容器の下部
２３  冷媒を流通する流路
２４  昇降手段
２５  基板の公転中心軸
２６  サセプタの自転中心軸
２７  基板の公転中心軸とサセプタの自転中心軸のずれ
２８  測定器具一式
２８ａ  台座
２８ｂ  アーム
２８ｃ  ダイヤルゲージ
２８ｄ  螺旋
２９  キャップ
３０  基準点
３１  反応容器の中心軸
３２  サセプタの自転中心軸と反応容器の中心軸のずれ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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