ホーム > 特許ランキング > アイクストロン、エスイー
特表2024-538656支持リングを有するＣＶＤリアクタ及び基板用支持リング
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-23
(54)【発明の名称】支持リングを有するＣＶＤリアクタ及び基板用支持リング
(51)【国際特許分類】
H01L 21/205 20060101AFI20241016BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20241016BHJP
C23C 16/458 20060101ALI20241016BHJP
【ＦＩ】
H01L21/205
H01L21/68 N
C23C16/458
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024519873
(86)(22)【出願日】2022-10-06
(85)【翻訳文提出日】2024-04-01
(86)【国際出願番号】 EP2022077767
(87)【国際公開番号】W WO2023057542
(87)【国際公開日】2023-04-13
(31)【優先権主張番号】102021126019.1
(32)【優先日】2021-10-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】502010251
【氏名又は名称】アイクストロン、エスイー
(74)【代理人】
【識別番号】100095267
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 高城郎
(74)【代理人】
【識別番号】100124176
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 典子
(74)【代理人】
【識別番号】100224269
【弁理士】
【氏名又は名称】小島 佑太
(72)【発明者】
【氏名】ホルツヴァルト、ジャレット・リー
(72)【発明者】
【氏名】コルベルク、マーセル
(72)【発明者】
【氏名】ムキノビッチ、メリム
(72)【発明者】
【氏名】シュトラウヒ、シュテファン
【テーマコード（参考）】
4K030
5F045
5F131
【Ｆターム（参考）】
4K030AA06
4K030AA09
4K030BA37
4K030FA10
4K030GA06
4K030JA01
4K030JA03
4K030KA23
5F045AA06
5F045AB06
5F045AC01
5F045AC07
5F045AD17
5F045AD18
5F045AE01
5F045BB02
5F045DP15
5F045DP27
5F045DP28
5F045EK07
5F045EM02
5F045EM10
5F131AA02
5F131BA04
5F131CA03
5F131CA06
5F131EA04
5F131EA24
5F131EB67
5F131EB89
(57)【要約】
本発明は、ＣＶＤリアクタ内に配置されかつ支持構造の一部である支持リング（２０）に関し、支持リング（２０）は基板（１０）の装着を目的としてサセプタ上方に配置されかつサセプタにより熱供給される。その熱は、支持リング（２０）のリングウェブ（３３）を介してサセプタから支持リング（２０）の径外方領域（２１）又は径方向内側領域（２２）へと伝わる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板（１０）上にＳｉＣ層を堆積するためのＣＶＤリアクタであって、ハウジング（１）と、前記ハウジング（１）内に配置されたサセプタ構造（３）と、前記サセプタ構造（３）を加熱するための加熱装置（６）と、プロセスチャンバ天井（４）と前記サセプタ構造（３）との間に配置されたプロセスチャンバ（２）と、前記プロセスチャンバ（２）内にプロセスガスを供給するためのガス入口部材（５）と、を有し、前記サセプタ構造（３）は、前記プロセスチャンバ（２）内で処理される前記基板（１０）を支持するための少なくとも１つの支持装置を有し、前記支持装置は、上面（３２）とその反対側にある下面（１２’）と円筒面上に延在する周囲壁（１９）とを有する円盤状の基板ホルダー（１２）と、前記基板ホルダー（１２）の支持フランク（１３）により担持される支持リング（２０）と、を有し、
前記支持リング（２０）は、前記支持フランク（１３）上に載置される下面（２２”）と前記下面（２２”）の反対側にあって前記基板（１０）の縁（１０’）を載置するための支持面（２３）を形成する上面とを具備する径方向内側領域（２２）を有し、
前記支持リング（２０）は、上面（２６）と前記上面（２６）の反対側にあって円筒面上に延在する外壁（３６）に隣接する下面（３０’）とを具備する径方向外側領域（２１）を有し、かつ、
前記支持面（２３）は、第１直径（Ｄ１）をもつ接触面（２４）によって画定される、前記ＣＶＤリアクタにおいて、
リングウェブ（３３）が、中空円筒内面上に延びる内壁（３４）を有し、前記内壁（３４）は第２直径（Ｄ２）をもちかつ前記周囲壁（１９）に沿って延在しており、
前記第１直径（Ｄ１）は、前記基板（１０）の直径公差の分だけ前記第２直径（Ｄ２）より大きく、かつ、前記下面（２２”）から前記リングウェブ（３３）の下縁（３７）まで計測した前記リングウェブ（３３）の距離（ｄ）が、前記基板ホルダ（１２）の下面（１２’）から前記支持フランク（１３）までの距離（ｂ）よりも小さいことを特徴とするＣＶＤリアクタ。
【請求項2】
前記距離（ｄ）は、前記距離（ｂ）の１００％より小さく、前記距離（ｂ）の少なくとも５０％又は少なくとも８０％又は少なくとも９０％であることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤリアクタ。
【請求項3】
基板（１０）上にＳｉＣ層を堆積するためのＣＶＤリアクタで使用する支持リング（２０）であって、基板ホルダ（１２）の支持フランク（１３）上に載置される下面（２２”）と前記下面（２２”）の反対側にあって第１直径（Ｄ１）をもつ接触面（２４）によって画定される支持面（２３）とを具備する径方向内側領域（２２）と、
上面（２６）と前記上面（２６）の反対側にあって円筒面上に延在する外壁（３６）に隣接する下面（３０’）とを具備する径方向外側領域（２１）と、を有し、
前記外壁（３６）は、前記外壁（３６）の反対側にある内壁（３４）を形成するリングウェブ（３３）により形成されており、
中空円筒内面上に延在する前記内壁（３４）は、前記内壁（３４）の径方向内側に延在する前記径方向内側領域（２２）の下面（３２”）に隣接している、前記支持リング（２０）において、
前記第１直径（Ｄ１）は、前記基板（１０）の直径公差の分だけ前記内壁（３４）の第２直径（Ｄ２）よりも大きいことを特徴とする支持リング。
【請求項4】
ＣＶＤリアクタ内で基板（１０）を支持するための支持構造であって、円筒面上に延在する周囲壁（１９）を有する円形の基板ホルダー（１２）と、前記基板ホルダー（１２）の支持フランク（１３）により担持される支持リング（２０）と、を有し、
前記支持リング（２０）は、前記支持フランク（１３）上に載置される下面（２２”）と前記下面（２２”）の反対側にあって前記基板（１０）の縁（１０’）を載置するための支持面（２３）を形成する上面とを具備する径方向内側領域（２２）を有し、
前記支持リング（２０）は、上面（２６）と前記上面（２６）の反対側にあって円筒面上に延在する外壁（３６）に隣接する下面（３０’）とを具備する径方向外側領域（２１）を有し、
前記支持面（２３）は、第１直径（Ｄ１）をもつ接触面（２４）によって画定される、前記支持構造において、
リングウェブ（３３）が、第２直径（Ｄ２）をもつ中空円筒内面上に延びる内壁（３４）を形成し、
前記第１直径（Ｄ１）は、前記基板（１０）の公差の分だけ前記第２直径よりも大きいことを特徴とする支持構造。
【請求項5】
前記下面（２２”）から前記リングウェブ（３３）の下縁（３７）まで計測した前記リングウェブ（３３）の距離（ｄ）が、前記基板ホルダ（１２）の下面（１２’）から前記支持フランク（１３）までの距離（ｂ）の１００％よりも小さく、少なくとも５０％又は８０％又は９５％であることを特徴とする請求項４に記載の支持構造。
【請求項6】
中空円筒内面上に延在する前記接触面（２４）は、前記外壁（３６）よりも径方向内側かつ前記内壁（３４）よりも径方向外側に延在することを特徴とする請求項１もしくは２に記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３に記載の支持リング、又は請求項４もしくは５に記載の支持構造。
【請求項7】
前記内壁（３４）は、前記リングウェブ（３３）の材料厚さを低減する丸み部分又は傾斜面（３５）を形成して、前記外壁（３６）に隣接する下縁（３７）と繋がることを特徴とする請求項１、２もしくは６に記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３もしくは６に記載の支持リング、又は請求項４、５もしくは６に記載の支持構造。
【請求項8】
断面にて略Ｔ字状に形成された前記支持リング（２０）がＳｉＣから作製されることを特徴とする請求項１、２、６もしくは７に記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３、６もしくは７に記載の支持リング、又は請求項４～７のいずれかに記載の支持構造。
【請求項9】
前記径方向外側領域（２１）は、円筒面上に延在する外面（３０）を形成し、かつ、前記径方向内側領域（２２）は、中空円筒内面上の内壁（３４）よりも径方向内側に延在する内面（２２’）を有することを特徴とする請求項１、２、６、７もしくは８に記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３、６、７もしくは８に記載の支持リング、又は請求項４～８のいずれかに記載の支持構造。
【請求項10】
互いに同心状に延びる２つの前記円筒面（３４，３６）間の距離が、前記リングウェブ（３３）の下面（３７）から前記径方向内側領域の前記下面（２２”）までの距離（ｄ）よりも小さく、かつ前記距離（ｄ）の最大５０％であることを特徴とする請求項１、２、６、７、８もしくは９に記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３、６、７、８もしくは９に記載の支持リング、又は請求項４～９のいずれかに記載の支持構造。
【請求項11】
内側の前記円筒面（３４）が外側の前記円筒面（３６）よりも大きい高さを有することを特徴とする請求項１、２、６、７、８、９もしくは１０に記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３、６、７、８、９もしくは１０に記載の支持リング、又は請求項４～１０のいずれかに記載の支持構造。
【請求項12】
前記径方向内側領域（２２）の前記支持面（２３）から前記下面（２２”）までの距離が、前記基板ホルダー（１２）の前記上面（２３）から前記支持フランク（１３）までの距離よりも小さいことを特徴とする請求項１、２、６、７、８、９、１０もしくは１１に記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３、６、７、８、９、１０もしくは１１に記載の支持リング、又は請求項４～１１のいずれかに記載の支持構造。
【請求項13】
前記径方向内側領域（２２）の材料厚さが前記径方向外側領域（２１）の材料厚さと同じであること、及び／又は、前記径方向内側領域（２２）の材料厚さ及び前記径方向外側領域（２１）の材料厚さがそれぞれ２ｍｍであることを特徴とする請求項１、２もしくは６～１２のいずれかに記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３もしくは６～１２のいずれかに記載の支持リング、又は請求項４～１２のいずれかに記載の支持構造。
【請求項14】
前記リングウェブ（３３） の材料厚さを規定する内壁（３４）と外壁（３６）との間の距離が、前記下面（２２”）から前記リングウェブ（３３）の下縁（３７）までの距離（ｄ）の半分よりも小さいことを特徴とする請求項１、２もしくは６～１３のいずれかに記載のＣＶＤリアクタ、又は請求項３もしくは６～１３のいずれかに記載の支持リング、又は請求項４～１３のいずれかに記載の支持構造。
【請求項15】
前出請求項のいずれか１項に記載の特徴的な特徴の１つ以上を有することを特徴とするＣＶＤリアクタ、支持構造又は支持リング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＣＶＤリアクタ内で使用する支持リングに関し、基板ホルダーの支持フランク上に載置される下面とその下面の反対側にあって接触面に隣接する支持面とを具備する径方向内側領域を有するとともに、上面とその上面の反対側にあって円筒面上に延在する外壁に隣接する下面とを具備する径方向外側領域を有しており、外壁は、外壁の反対側にある内壁を形成するリングウェブによって形成されており、中空円筒内面上に延在する内壁は、内壁の径方向内側に延在する径方向内側領域の下面に隣接する。
【0002】
本発明はさらに、そのような支持リング及び基板ホルダーからなる構造並びに１つ以上のそのような構造を有するＣＶＤリアクタに関する。
【背景技術】
【0003】
特許文献１は、サセプタを有するＣＶＤリアクタを開示する。サセプタは、コーティングされる基板を載置可能な上面を有する。基板の縁はサセプタの円周凹部を超えて突出しており、その中に支持リングの径方向内側領域が係合する。支持リングの径方向外側領域は、リングウェブを超えて突出している。
【0004】
特許文献２は、基板をその上に載置可能な基板ホルダーを担持し下方から加熱されるサセプタを具備するＣＶＤリアクタを開示する。例示的実施形態では、支持リングが基板ホルダーの段部上に載置されている。支持リングの径方向内側に向いた面は、円錐台側面のように上方から下方に向かって広がっている。内側に向いた面も段状になっていることによって、支持リングの断面形状はＴ字状である。、
【0005】
特許文献３は、同様にＴ字状の断面形状を有する支持リングを開示しており、ここでも、支持リングにおける内側の基板ホルダーに向いた表面が円錐台側面上に延在する。
【0006】
特許文献４は、Ｚ字状の断面形状を有する、ＣＶＤリアクタ内で使用する支持リングを開示する。
【0007】
特許文献５は、その縁に沿って段部を形成したサセプタを開示している。この段部上に支持リングが位置し、支持リングは内向きの支持肩部によって基板の縁を支持する。径方向外側領域では、支持リングの下向きのリブがサセプタの環状凹部と係合する。リブの鉛直高さが凹部の鉛直深さよりも小さいことによって、リブの下端面は、段部面から離間している。
【0008】
特許文献６及び特許文献７は、それぞれＣＶＤリアクタを開示し、コーティングされる基板が基板ホルダー上に載置され、基板ホルダーは支持リングを担持し、支持リングによって基板を搬送することができる。
【0009】
例えば特許文献８で知られるようなＣＶＤリアクタでは、サセプタ構造が加熱装置によって下方から加熱される。一般的なＣＶＤリアクタは、ケイ素又は炭化ケイ素の堆積に使用される。堆積プロセスは、１３００℃～１６００℃のプロセス温度で行われる。サセプタ構造は、加熱装置によって加熱される基体プレートを有する。加熱装置によって発生した熱は、基体プレートを通って、基板を支持する基板ホルダーに流入する。
支持リングの径方向内側領域は、基板ホルダーの支持フランク上で支持されており、それを用いてＣＶＤリアクタに対する搭載時及び取り出し時に基板を搬送することができる。そのために支持リングは、グリッパによって下方から到達可能な径方向外側領域を有する。支持リングは、基板ホルダーに供給される熱によって、そして支持フランクを介して支持リングに伝導する熱によって加熱される。
プロセスチャンバの床に配置された支持リングは、そこに配置された基板と同様に、低温のプロセスチャンバ天井に熱を伝達する。したがって、支持リングは、基体プレートとプロセスチャンバ天井との間の温度勾配の中にある。支持リングと基板ホルダーとの間、又は、基板ホルダーと基体プレートとの間の界面領域における変形やその他の不正確さは、熱の流れに影響を与える可能性がある。その結果、搬送リングの温度が変動しやすくなる。
支持リングの径方向内側領域は、基板ホルダーの支持フランク上で支持されており、それを用いてＣＶＤリアクタに対する搭載時及び取り出し時に基板を搬送することができる。そのために支持リングは、グリッパによって下方から到達可能な径方向外側領域を有する。支持リングは、基板ホルダーに供給される熱によって、そして支持フランクを介して支持リングに伝導する熱によって加熱される。
プロセスチャンバの床に配置された支持リングは、そこに配置された基板と同様に、低温のプロセスチャンバ天井に熱を伝達する。したがって、支持リングは、基体プレートとプロセスチャンバ天井との間の温度勾配の中にある。支持リングと基板ホルダーとの間、又は、基板ホルダーと基体プレートとの間の界面領域における変形やその他の不正確さは、熱の流れに影響を与える可能性がある。その結果、搬送リングの温度が変動しやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】米国特許出願公開第2010/ 0071624号明細書
【特許文献2】独国特許出願公開第10 2013 012 082号明細書
【特許文献3】独国特許出願公開第10232731号明細書
【特許文献4】独国特許出願公開第10 2020 117645号明細書
【特許文献5】米国特許出願公開第2016/ 0172165号明細書
【特許文献6】独国特許出願公開第10 2017101 648号明細書
【特許文献7】独国特許出願公開第101 35 151号明細書
【特許文献8】独国特許出願公開第102018 113400号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、この温度変動を低減できる手段を特定するという目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【0012】
この課題は、特許請求の範囲に規定された発明によって解決され、従属項は、下位の請求項に記載された発明の有利なさらなる発展を示すだけでなく、課題に対する独立した解決手段も示す。
【0013】
本発明の第１の態様によれば、Ｔ字状の断面を有する支持リングが提供される。２つのＴ字の脚は、径方向内側領域と径方向外側領域とを形成する。Ｔ字のウェブはリングウェブを形成し、それを介して熱が基体から径方向内側又は径方向外側のリングに伝導する。径方向内側領域は下面を有し、それにより支持リングは基板ホルダーの支持フランク上に載置され得る。
一平面内に延在する下面の反対側には、同様に一平面内に延在する支持面があり、プロセスチャンバへの又はプロセスチャンバからの搬送中、コーティングされる基板の縁をその上に載置可能である。その支持面は、接触面により形成された凹部に含まれ得る。その接触面は、中空円筒内面上に延在し得る。
支持リングの径方向外側領域は一平面内に延在する下面を有し、その下面は、支持リングを基板ホルダーから持ち上げることによって基板を搬送するためにフォーク又はグリップアームにより下方から把持することができる。径方向外側領域の下面は、上面の反対側に位置する。
径方向内側領域の下面は、中空円筒内面上に延在するリングウェブの内壁に隣接する。円筒面上に延在するリングウェブの外壁は、径方向外側領域の下面に隣接する。径方向外側領域の下面と径方向内側領域の下面とは、高さの異なる平面内に延びている。したがって、例えば、径方向外側領域の下面からリングウェブの下縁までの距離は、径方向内側領域の下面からリングウェブの下縁までの距離よりも大きくなり得る。
さらに、リングウェブの下縁に隣接する領域における内壁を、傾斜面又は面取り部を形成して拡がるように設けることができる。これにより、リングを基板ホルダー上に載置し易くなる。さらなる進展では、支持リングは炭化ケイ素で作製される。
本発明のさらなる態様は、中空円筒内面であって、リングウェブの外壁の径方向内側かつ内壁の径方向外側に延在し得る接触面に関する。
一平面内に延在する下面の反対側には、同様に一平面内に延在する支持面があり、プロセスチャンバへの又はプロセスチャンバからの搬送中、コーティングされる基板の縁をその上に載置可能である。その支持面は、接触面により形成された凹部に含まれ得る。その接触面は、中空円筒内面上に延在し得る。
支持リングの径方向外側領域は一平面内に延在する下面を有し、その下面は、支持リングを基板ホルダーから持ち上げることによって基板を搬送するためにフォーク又はグリップアームにより下方から把持することができる。径方向外側領域の下面は、上面の反対側に位置する。
径方向内側領域の下面は、中空円筒内面上に延在するリングウェブの内壁に隣接する。円筒面上に延在するリングウェブの外壁は、径方向外側領域の下面に隣接する。径方向外側領域の下面と径方向内側領域の下面とは、高さの異なる平面内に延びている。したがって、例えば、径方向外側領域の下面からリングウェブの下縁までの距離は、径方向内側領域の下面からリングウェブの下縁までの距離よりも大きくなり得る。
さらに、リングウェブの下縁に隣接する領域における内壁を、傾斜面又は面取り部を形成して拡がるように設けることができる。これにより、リングを基板ホルダー上に載置し易くなる。さらなる進展では、支持リングは炭化ケイ素で作製される。
本発明のさらなる態様は、中空円筒内面であって、リングウェブの外壁の径方向内側かつ内壁の径方向外側に延在し得る接触面に関する。
【0014】
支持リングは、全周に亘って同じ一定の断面を有する中実の環状体とすることができる。リングウェブの高さは、径方向内側領域又は径方向外側領域の径方向の長さよりも大きくし得る。リングウェブの材料厚さは、径方向内側領域の材料厚さよりも大きくし得る。リングウェブの材料厚さは、径方向外側領域の材料厚さよりも小さくし得る。リングウェブの材料厚さは、リングウェブの高さよりも小さく、特に半分よりも小さくし得る。その場合、リングウェブの高さは、径方向外側領域又は径方向下側領域の２つの下面の一方からリングウェブの下縁までの距離と理解し得る。２つの距離が互いに異なっている場合、リングウェブの高さは、２つの距離のうち小さい方と理解し得る。径方向外側領域及び径方向内側領域の自由端面並びにリングウェブの下縁は、丸みのある縁を有し得る。
【0015】
本発明による支持リングは、Ｔ字状の形状であることによって、従来ＳｉＣの堆積に用いられた支持リングに比べて捻れ耐性が増強されている。
さらに、基板ホルダーの上面での基板のセンタリングに寄与する接触面の直径が、リングウェブの内壁の直径にほぼ対応する場合に有利である。リングウェブの内壁の直径は、基板ホルダーの周囲壁の直径よりも僅かに大きいだけである。したがって、本発明による接触面の直径の寸法設定によって、接触面によって画定される支持面が得られ、基板を支持するための支持面は、基板ホルダーの平面視での外郭にほぼ対応する。したがって、基板の堆積中、基板の縁は、基板ホルダーの周縁に沿ってほぼ位置合わせされる。よって基板ホルダーは、基板とほぼ同じ直径を有する。
本発明の好ましい実施形態では、公称直径１５０ｍｍの基板がコーティングされる。その際、接触面によって画定される支持面は、好ましくは約１５１ｍｍの直径を有するが、基板ホルダーの直径は１５０ｍｍであってもよい。搬送リングを基板ホルダー上に自動的に載置し、再び基板ホルダーから取り外すためには、リングウェブの内壁の内直径が、基板ホルダーの直径よりも０．５ｍｍだけ大きければよい。
径方向内側領域の径方向の長さはできるだけ小さく、かつ径方向内側領域の材料厚さにほぼ一致し、特に好ましくは２ｍｍである場合に特に有利であることが判る。径方向外側領域の径方向の長さは同じ値を有することが好ましい。しかしながら、径方向外側領域の径方向の長さは、径方向内側領域の径方向の長さより大きくてもよい。
基板ホルダーは、サセプタの上面に直接載置することができる。しかしながら、それは、サセプタの上面と基板ホルダーの下面との間にガスを供給することによって形成されるガスクッションにより支持されてもよい。
さらに、基板ホルダーの上面での基板のセンタリングに寄与する接触面の直径が、リングウェブの内壁の直径にほぼ対応する場合に有利である。リングウェブの内壁の直径は、基板ホルダーの周囲壁の直径よりも僅かに大きいだけである。したがって、本発明による接触面の直径の寸法設定によって、接触面によって画定される支持面が得られ、基板を支持するための支持面は、基板ホルダーの平面視での外郭にほぼ対応する。したがって、基板の堆積中、基板の縁は、基板ホルダーの周縁に沿ってほぼ位置合わせされる。よって基板ホルダーは、基板とほぼ同じ直径を有する。
本発明の好ましい実施形態では、公称直径１５０ｍｍの基板がコーティングされる。その際、接触面によって画定される支持面は、好ましくは約１５１ｍｍの直径を有するが、基板ホルダーの直径は１５０ｍｍであってもよい。搬送リングを基板ホルダー上に自動的に載置し、再び基板ホルダーから取り外すためには、リングウェブの内壁の内直径が、基板ホルダーの直径よりも０．５ｍｍだけ大きければよい。
径方向内側領域の径方向の長さはできるだけ小さく、かつ径方向内側領域の材料厚さにほぼ一致し、特に好ましくは２ｍｍである場合に特に有利であることが判る。径方向外側領域の径方向の長さは同じ値を有することが好ましい。しかしながら、径方向外側領域の径方向の長さは、径方向内側領域の径方向の長さより大きくてもよい。
基板ホルダーは、サセプタの上面に直接載置することができる。しかしながら、それは、サセプタの上面と基板ホルダーの下面との間にガスを供給することによって形成されるガスクッションにより支持されてもよい。
【0016】
本発明はさらに、ＣＶＤリアクタ内で基板を支持するための支持構造に関し、その支持構造は、基板ホルダーにより担持される支持リングを有する。径方向内側領域の下面は、凹部の支持フランク上に載置される。その凹部は、円盤状の基板ホルダーを取り囲んでいる。凹部の支持フランクから基板ホルダーの下面までの距離が、径方向内側領域の下面からリングウェブの下縁までの距離よりも大きいことによって、リングウェブの下縁又は下縁により形成されるリング面は、基板ホルダーが挿入されたポケットの床面から距離を有する。その場合、ポケットは１つ以上のカバープレートにより形成することができ、それらのカバープレートはサセプタ構造の基体上に載置されている。
リングウェブの高さは、径方向内側領域の下縁からリングウェブの下縁までの距離で規定され、支持フランクと基板ホルダーの下面との間の距離の少なくとも５０％又は少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％であるが、最大で１００％でありかつ好ましくは１００％未満とし得る。
特に、ポケットの床にガス供給管が開口し、そこから搬送ガスを送出でき、搬送ガスはポケットの床と基板ホルダーの下面との間にガスクッションを形成し、その上に基板ホルダーが載置されることによって、熱流がガスクッションを通過しなければならないように構成されている。ガスクッションの高さ及び／又は搬送ガスの組成によって、基板ホルダーへの熱流は変化し得る。ガス供給管はノズルを形成し、それらのノズルは、それらから出て来るガス流が基板ホルダーを回転軸の周りで回転させるように配列されている。
カバープレート同士の間にはチャネルを設けることができ、それらを通して、支持リングの径方向外側領域を下方から把持し得るグリップアームを到達させることができる。このために、サセプタ構造は、平面視で円形の外郭を有することができる。チャネルは、サセプタ構造の縁から内側に延在し、それらは互いに平行に延びる構成で設けられている。
リングウェブの高さは、径方向内側領域の下縁からリングウェブの下縁までの距離で規定され、支持フランクと基板ホルダーの下面との間の距離の少なくとも５０％又は少なくとも８０％、好ましくは少なくとも９０％であるが、最大で１００％でありかつ好ましくは１００％未満とし得る。
特に、ポケットの床にガス供給管が開口し、そこから搬送ガスを送出でき、搬送ガスはポケットの床と基板ホルダーの下面との間にガスクッションを形成し、その上に基板ホルダーが載置されることによって、熱流がガスクッションを通過しなければならないように構成されている。ガスクッションの高さ及び／又は搬送ガスの組成によって、基板ホルダーへの熱流は変化し得る。ガス供給管はノズルを形成し、それらのノズルは、それらから出て来るガス流が基板ホルダーを回転軸の周りで回転させるように配列されている。
カバープレート同士の間にはチャネルを設けることができ、それらを通して、支持リングの径方向外側領域を下方から把持し得るグリップアームを到達させることができる。このために、サセプタ構造は、平面視で円形の外郭を有することができる。チャネルは、サセプタ構造の縁から内側に延在し、それらは互いに平行に延びる構成で設けられている。
【0017】
本発明はさらに、ＣＶＤリアクタ内の１つ以上の上述した構造に関し、それらの構造は、中心のガス入口部材を中心に円周上に配置されている。ガス入口部材は、環状のプロセスチャンバの中心に配置できる。しかしながら、ガス入口部材は、プロセスチャンバ天井により形成することもでき、例えばシャワーヘッドである。
【図面の簡単な説明】
【0018】
以下、添付の図面を参照して例示的実施形態を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図２に示すように、ＣＶＤリアクタはステンレス製のハウジング１を有する。ハウジング内には、真空引き可能なプロセスチャンバ２がある。例示的実施形態では、プロセスチャンバ２の中央にガス入口部材５があり、それを通して様々なプロセスガスをプロセスチャンバ内に供給できる。プロセスガスは、特に、例えばシランであるケイ素元素含有ガスと、例えばメタンである炭素元素含有ガスとを含む。これら両方の反応ガスは、例えば水素である搬送ガスと共にプロセスチャンバ２に供給される。プロセスチャンバ２の上方は、プロセスチャンバ天井４によって画定されている。プロセスチャンバ天井４は冷却され得る。しかしながら、プロセスチャンバ天井４を能動的に冷却しないこともある。プロセスチャンバ２の床面は、図２及び図３に示すようにサセプタ構造３から構成されている。
【0020】
サセプタ構造３はグラファイトからなり、特にコーティングされたグラファイトで作製された基体１４を有する。基体１４は、複数のカバープレートを担持しており、それらの間に円形の格納場所を残す。各格納場所はポケット１７を形成し、それらは基体１４により形成される床面１７’を有する。
【0021】
直線状に延びるチャネル３１が、円形の外郭を有するサセプタ構造３の縁から各格納場所のほぼ中間まで延在している。互いに平行に延びる２つのチャネル３１が、それぞれ１つの格納場所に接している。基板１０を基板ホルダー１２から持ち上げるためにチャネル３１を通してグリッパの２つのグリップアームを挿入できる。
【0022】
ＳｉＣ層の堆積のために、サセプタ構造３は、サセプタ構造３の下方に配置された加熱装置６によって１０００℃を超える温度に、そして特に１３００℃を超える範囲に、特に１６００℃を超える範囲の温度に加熱される。ガス入口部材５を通ってケイ素と炭素とを含むプロセスガスがプロセスチャンバ２に供給され、そこでプロセスガスが熱分解することによって、そこに配置された基板１０の上面に炭化ケイ素層が堆積される。均一な層厚と、特に層の均一なドーピング分布を得るためには、基板１０の表面温度の、平均値からの局所的な偏差が最小限でなければならない。このために、十分な熱流が基板１０の縁領域に供給され、又は、過大でない熱流が基板１０の縁領域に供給されることが必要である。
【0023】
図４は、カバープレート１５により画定された、ポケット床面１７’を有するポケット１７を示している。ポケット１７の縁は、中空円筒内面上に延びるカバープレート１５の内壁１８により形成されている。内壁１８には面取り部１６が続き、面取り部１６はプロセスチャンバ２に面するカバープレート１５の上面に隣接している。
【0024】
ポケット１７内には、下面１２’を有する円盤状の基板ホルダー１２がある。図示しないガス供給管を通して下面１２’とポケット床面１７’との間の間隙３９にガスクッションとなる搬送ガスが供給されることによって、下面１２’はポケット床面１７’から距離ａだけ離れている。このガスクッションにより、様々な熱伝導率をもつガスの混合物を用いかつ混合割合を変えることによって、又はガス流の強さでガスクッションの高さを変えることによって、熱流が基板１０に影響を及ぼすことが可能となる。
【0025】
基板ホルダー１２は、円筒面上に延在する周囲壁１９を形成し、周囲壁１９は、支持フランク１３により形成される凹部に隣接する。支持フランク１３は、基板ホルダー１２の周囲に環状に一平面内に延在する。その凹部は、周囲壁１９に対して径方向にオフセットした側面を形成して基板ホルダー１２の上面３２と繋がる。上面３２は、基板１０を支持可能な支持突出部を有し得る。しかしながら、上面３２が凹部を有することもあり得る。
【0026】
Ｔ字状の断面を有する支持リング２０が設けられる。支持リング２０は、下面２２”を具備する径方向内側領域２２を有し、その下面２２”にて径方向内側領域２２を支持フランク１３上に載置することができる。下面２２’は、支持面２３の反対側に位置し、図４に示す動作状態では、基板１０の縁１０’から所定の距離にある。支持面２３は、支持リング２０が持ち上げられるときにその効果を発揮する。そのとき、基板１０は、その縁１０’によって支持面２３上で支持される。したがって、下面２２”から支持面２３までの距離は、基板ホルダーの上面３２から支持フランク１３までの高低差よりも小さい。
【0027】
支持リング２０は、径方向外側領域２１を形成している。径方向外側領域は、支持リング２０を持ち上げるためにグリップアームの一つによって下方から到達可能な下面３０’を有する。下面３０’は、下面２２”が延在する平面とは高さの異なる平面内に延在する。径方向外側領域２１もまた、支持面２３とは高さの異なる平面内に延在する上面２６を有することによって、支持面２３と支持面２３を取り囲み中空円筒内面上に延びる接触面２４との間に凹部１１を形成する。径方向外側領域２１は、径方向内側領域の内面２２’の反対側に位置する外面を形成する。外面３０は、丸エッジ２９を形成して上面２６と繋がる。
【0028】
支持リング２０は、径方向内側領域２２及び径方向外側領域２１によってＴ字の脚を形成している。支持リング２０は、リングウェブ３３によってＴ字のウェブを形成している。リングウェブ３３は、内側領域２２及び外側領域２１と同一材料で成形された円筒状の環状体である。リングウェブ３３は、円筒面上に延在し、直角を形成して下面３０’と繋がっている外壁３０を有する。リングウェブ３３の内壁３４は、直角を形成して、径方向内側領域２２の下面３２”と繋がっている。外壁３６は、丸い下部リング面３７を形成して面取り部又は傾斜面３５に繋がっており、それは中空円筒内面上に延びる内壁３４に接続している。搬送時又は格納時に基板１０の狭い端縁がその上で支持され得る接触面２４は、内壁３４の半径よりやや大きい半径をもつ中空円筒内面上に延びている。接触面２４の半径は、外壁３６の半径よりもやや小さい。
【0029】
図４に符号ｂで示した支持フランク１３と基板ホルダー２の下面１２’との距離は、下面２２”とリングウェブ３３の下縁又は下部リング面３７との距離ｄよりも大きい。下面１２’を含む面からリング面３７までの距離は、０．５ｍｍ～３ｍｍとし得る。
【0030】
内壁３４の半径が周囲壁１９の半径よりもかなり大きいことによって、周囲壁１９と内壁３４との間に間隙幅ｃをもつ間隙が形成される。周囲壁１９と内壁３４との間の距離ｃは、０．５ｍｍ～３ｍｍとし得る。
【0031】
支持リング２０は、断面にて３つの翼部を具備するＳｉＣ製の均質な固体であり得る。その場合、１つの翼部はリングウェブ３３から形成され、そこから、内側領域２２及び外側領域２１によって形成される２つの翼部が直角に突き出ている。
【0032】
基板１０は、基板ホルダー１２を通る熱流によってプロセス温度に加熱される。基板１０に面した基板ホルダー１２の上面が１つ以上の凹部を有することによって、基板ホルダー１２の上面から基板１０まで、局所的に異なる高さをもつガス間隙を介して熱流が生じ、そのため凹部の底面の形状によって熱流が影響を受け得る。基板ホルダー１２の上面は、凹形状とすることができる。基板の縁のみが基板ホルダー１２の縁に載置でき、その場合、基板１０を支持する個々の支持要素をこの場所に設けることができる。基板１０が載置される支持点又は支持線は、基板１０の外縁から離間して配置される。
基板１０の縁１０’への熱流は、支持リング２０を通して行われる。基板１０のコーティング時、基板１０の縁１０’は、支持面２３の上方に僅かな距離を空けて延在しているため、支持リング２０から基板１０への熱流も同様にガス間隙を介して生じる。しかしながら、従来技術とは異なり、基体１４からの主な熱流は、基板ホルダ１２を通って径方向内側領域２０へと生じるのではなく、むしろリングウェブ３３を通って生じる。このために、リングウェブ３３が基板ホルダー１２全体を取り囲むことによって、基板ホルダー１２が支持リング２０の空洞内に載置されるようにする。
したがって、リングウェブ３３は熱伝導経路を形成し、それを介して熱の大部分が基体１４から径方向内側領域２２へ、かつ／又は、径方向外側領域２１へと伝導される。熱流は、リングウェブ３３の材料厚さを介して調整することができ、したがって、異なるリングウェブ３３を具備する支持リング２０を選択して使用することができる。支持リングは、その全周囲に亘って同じ一定の断面形状を有する。
基板１０の縁１０’への熱流は、支持リング２０を通して行われる。基板１０のコーティング時、基板１０の縁１０’は、支持面２３の上方に僅かな距離を空けて延在しているため、支持リング２０から基板１０への熱流も同様にガス間隙を介して生じる。しかしながら、従来技術とは異なり、基体１４からの主な熱流は、基板ホルダ１２を通って径方向内側領域２０へと生じるのではなく、むしろリングウェブ３３を通って生じる。このために、リングウェブ３３が基板ホルダー１２全体を取り囲むことによって、基板ホルダー１２が支持リング２０の空洞内に載置されるようにする。
したがって、リングウェブ３３は熱伝導経路を形成し、それを介して熱の大部分が基体１４から径方向内側領域２２へ、かつ／又は、径方向外側領域２１へと伝導される。熱流は、リングウェブ３３の材料厚さを介して調整することができ、したがって、異なるリングウェブ３３を具備する支持リング２０を選択して使用することができる。支持リングは、その全周囲に亘って同じ一定の断面形状を有する。
【0033】
間隙ｃは、下面２２”から始まって傾斜面３５の始点まで、好ましくは鉛直方向の間隙長さの５０％を超える一定の間隙幅を有することができる。傾斜面３５は、リングウェブ３３の内側領域に沿って延在することができ、それは距離ｄの５０％未満に対応する。好ましくは、傾斜面３５は丸み部分に繋がり、この丸み部分は傾斜面のない外壁３６へと繋がることができ、その結果、外壁３６は、丸み部分を形成して下部リング面３７又は頂点ラインへと繋がる円筒面により形成される。したがって、下部リング面３７の中央を通って延びる頂点ラインは、支持リング２０の断面を通る中心線から半径方向外側にオフセットして延在する。
径方向外側領域２１の径方向の長さが径方向内側領域２２の径方向の長さよりも大きい場合に有利であることが判る。したがって、内壁３４から内面２２’までの距離は、外壁３６から外面３０までの距離よりも小さいことが好ましい。
径方向内側領域２２の材料厚さ、すなわち支持面２３から下面２２”までの距離が、径方向外側領域２１の材料厚さ、すなわち下面３０’から上面２６までの距離よりも小さいこともまた有利である。本発明によるリングウェブ２３のさらなる利点は、その基部領域、すなわちリングウェブ３３が下面２２”に接続される領域における材料厚さである。その部分におけるリングウェブ３３の材料厚さは、リングウェブの鉛直方向の長さｄよりも小さい。好ましくは、互いに同心状に延びる円筒面３４、３６の領域におけるリングウェブの材料厚さは、下部リング面３７から下面２２”までの距離の半分よりも小さい。径方向外側領域２１の下面３０’の高さ位置が、径方向内側領域２２の下面２２”の高さ位置と上面２３の高さ位置との間にあるとき、さらに利点となり得る。
径方向外側領域２１の径方向の長さが径方向内側領域２２の径方向の長さよりも大きい場合に有利であることが判る。したがって、内壁３４から内面２２’までの距離は、外壁３６から外面３０までの距離よりも小さいことが好ましい。
径方向内側領域２２の材料厚さ、すなわち支持面２３から下面２２”までの距離が、径方向外側領域２１の材料厚さ、すなわち下面３０’から上面２６までの距離よりも小さいこともまた有利である。本発明によるリングウェブ２３のさらなる利点は、その基部領域、すなわちリングウェブ３３が下面２２”に接続される領域における材料厚さである。その部分におけるリングウェブ３３の材料厚さは、リングウェブの鉛直方向の長さｄよりも小さい。好ましくは、互いに同心状に延びる円筒面３４、３６の領域におけるリングウェブの材料厚さは、下部リング面３７から下面２２”までの距離の半分よりも小さい。径方向外側領域２１の下面３０’の高さ位置が、径方向内側領域２２の下面２２”の高さ位置と上面２３の高さ位置との間にあるとき、さらに利点となり得る。
【0034】
好ましくは外壁３６が、カバープレート１５の内壁３４の反対側にあり、それによって支持リング２０は、環状凹部のその周囲の大部分の領域に亘って延在し、環状凹部の底面は基体１４の上面によって、環状凹部の壁は基板ホルダー１２の周囲壁１９及びカバープレート１５の内壁１８によって形成されている。
【0035】
リングウェブ３３の比較的大きい鉛直高さは、径方向外側領域２１と組み合わされて断面Ｌ字状の安定化した本体を形成し、そこから基板１０の支持機能を発揮するウェブが径方向内側に突出するという効果を奏する。Ｌ字状の基体は、ＳｉＣの堆積時に支持リング１０が僅かな変形しか生じないことを意味する。上述した設計上の特徴によって、従来技術と比較して熱応力に対して機械的に安定した支持リングが提供される。
【0036】
図７は、１３００℃を超える、特に１６００℃の範囲の温度にてＣＶＤリアクタ内でＳｉＣを堆積する方法を実行するための支持リング２０のさらに別の例示的実施形態を示している。支持リング２０は、ＳｉＣから作製できる。支持リング２０は、基板ホルダー１２の支持フランク１３上に載置される径方向内側領域２２を有し、その径方向内側領域２２の材料厚さは約２ｍｍであり、リングウェブ３３の内壁３４から約２ｍｍだけ内側に突出している。
径方向内側領域２２の材料厚さが、段部の高さ、すなわち支持フランク１３から基板ホルダー１２の上面３２までの距離よりも小さいことによって、基板１０上にＳｉＣ層が堆積されるとき、基板１０の縁が支持面２３上で支持されない。支持面２３は、支持リング２０が持ち上げられたときにのみ、基板１０の縁と接触することになる。このために、支持リング２０は、リングウェブ３３の外壁３６を超えて突出しかつ下面３０’を具備する径方向外側領域２１を有し、下面３０’はロボットアームの指によって下方から把持できる。
径方向内側領域２２の材料厚さが、段部の高さ、すなわち支持フランク１３から基板ホルダー１２の上面３２までの距離よりも小さいことによって、基板１０上にＳｉＣ層が堆積されるとき、基板１０の縁が支持面２３上で支持されない。支持面２３は、支持リング２０が持ち上げられたときにのみ、基板１０の縁と接触することになる。このために、支持リング２０は、リングウェブ３３の外壁３６を超えて突出しかつ下面３０’を具備する径方向外側領域２１を有し、下面３０’はロボットアームの指によって下方から把持できる。
【0037】
径方向外側領域２１は、第１直径Ｄ１をもつ円形ライン上に延在する接触面２４を形成する。第１直径Ｄ１は、基板１０の直径１５０ｍｍよりもやや大きい。
【0038】
基板ホルダー１２は、約１５０ｍｍの第２直径Ｄ２をもつ円弧ライン上に延在する周囲壁１９を有する。この構成の結果、ＳｉＣ層の堆積中、基板１０は基板ホルダ１２上の中心に位置することになり、基板１０の縁は、円筒形の周囲壁１９と位置合わせされる。第１直径Ｄ１は、基板１０の直径の製造公差の分だけ第２直径Ｄ２よりも大きい。このために、基板ホルダー２２の外側面に対し僅かな遊びをもって位置し得る内面２２’によってセンタリング機能を実行することができる。この内面２’の第３直径Ｄ３は、支持フランク１３により形成される段部の円筒壁の外直径よりも僅かに大きいだけである。
【0039】
その他の設計上の特徴は、図４に示した支持リング２０に対応しているので、関連する説明を参照されたい。
【0040】
上記の記載は、全体として本願の対象となる発明を説明するものであり、これらの発明は、少なくとも以下の特徴の組み合わせを通じて従来技術を独立して発展させており、これらの特徴の組み合わせのうちの２つ、それ以上、又はすべてを組み合わせることもできる。
ＣＶＤリアクタ、ＣＶＤリアクタ内で用いるための支持リング及びＣＶＤリアクタ内で基板を支持するための支持構造であって、
支持リングは、
基板ホルダーの直径が基板の直径に実質的に対応するように、かつ／又は、
断面にてＴ字状の支持リング２０の径方向内側領域及び径方向外側領域が同じ材料厚さを有するとともに、径方向内側領域は、基板の縁の下方で径方向内側領域２２のほぼ材料厚さの分だけ径方向内側に延在するように、かつ／又は、
リングウェブ３３が基板ホルダー１２の下部分のほぼ全高に亘って延在し、基板ホルダー１２の下部分はその上端を支持フランクによって、そしてその下端を下面１２’によって画定されるように、かつ／又は、
基板ホルダー１２が、支持リング２０によって取り囲まれた凹部内にほぼ完全に位置するとともに材料が一体的に形成されるように、形成されており、かつ／又は、
支持リング２０により囲まれていない基板ホルダー１２の下面１２’と、下部リング面３７との間に最大２ｍｍの間隙が残り、かつ／又は、
支持リング２０の内側円筒面と基板ホルダ２の外側円筒面との間の距離は、支持フランク１３によって形成された段部上で支持リング２０がセンタリングされて載置されるように選択される。
基板の製造公差は、直径については約１ｍｍである。製造公差は、直径の１％～２％とし得る。
ＣＶＤリアクタ、ＣＶＤリアクタ内で用いるための支持リング及びＣＶＤリアクタ内で基板を支持するための支持構造であって、
支持リングは、
基板ホルダーの直径が基板の直径に実質的に対応するように、かつ／又は、
断面にてＴ字状の支持リング２０の径方向内側領域及び径方向外側領域が同じ材料厚さを有するとともに、径方向内側領域は、基板の縁の下方で径方向内側領域２２のほぼ材料厚さの分だけ径方向内側に延在するように、かつ／又は、
リングウェブ３３が基板ホルダー１２の下部分のほぼ全高に亘って延在し、基板ホルダー１２の下部分はその上端を支持フランクによって、そしてその下端を下面１２’によって画定されるように、かつ／又は、
基板ホルダー１２が、支持リング２０によって取り囲まれた凹部内にほぼ完全に位置するとともに材料が一体的に形成されるように、形成されており、かつ／又は、
支持リング２０により囲まれていない基板ホルダー１２の下面１２’と、下部リング面３７との間に最大２ｍｍの間隙が残り、かつ／又は、
支持リング２０の内側円筒面と基板ホルダ２の外側円筒面との間の距離は、支持フランク１３によって形成された段部上で支持リング２０がセンタリングされて載置されるように選択される。
基板の製造公差は、直径については約１ｍｍである。製造公差は、直径の１％～２％とし得る。
【0041】
ＣＶＤリアクタであって、周囲壁１９に沿って距離ｃを空けて延在する中空円筒内面上に延びる内壁３４を有するリングウェブ３３を特徴とする。
【0042】
ＣＶＤリアクタであって、下面２２”からリングウェブ３３の下縁３７までのリングウェブ３３の全高ｄは、基板ホルダー１２の下面１２’から支持フランク１３までの距離ｂよりも小さいこと、及び／又は、その高さｄは、距離ｂの１００％よりも小さいが、距離ｂの少なくとも５０％又は少なくとも８０％又は少なくとも９０％であることを特徴とする。
【0043】
支持リングであって、内壁３４は、リングウェブ３３の材料厚さを低減する丸み部分又は傾斜面３５を形成して、外壁３６が隣接する下部リング面３７へと繋がることを特徴とする。
【0044】
支持構造であって、周囲壁１９に沿って距離ｃを空けて延在する中空円筒内面上に延びる内壁３４を形成するリングウェブ３３を特徴とする。
【0045】
支持構造であって、下面２２”からリングウェブ３３の下縁３７までのリングウェブ３３の全高ｄが、基板ホルダー１２の下面１２’から支持フランク１３までの距離ｂの１００％よりも小さいが、少なくとも５０％又は８０％又は９５％であることを特徴とする。
【0046】
ＣＶＤリアクタであって、中空円筒内面上に延在する接触面２４が、外壁３６の径方向内側かつ内壁３４の径方向外側に延在することを特徴とする。
【0047】
ＣＶＤリアクタであって、内壁３４は、リング３３の材料厚さを低減する丸み部分又は傾斜面３５を形成して、外壁３６が隣接する下縁３７に繋がることを特徴とする。
【0048】
ＣＶＤリアクタであって、断面にて略Ｄ字状に形成された支持リング２０がＳｉＣから作製されることを特徴とする。
【0049】
ＣＶＤリアクタ、支持構造、又は支持リングであって、径方向外側領域２１が、円筒面上に延在する外面３０を形成し、かつ、径方向内側領域２２が、内壁３４の径方向内側にて中空円筒内面上に延在する内面２２’を有することを特徴とする。
【0050】
ＣＶＤリアクタ、支持構造、又は支持リングであって、互いに同心状に延びる２つの円筒面３４、３６の間の距離は、リングウェブ３３の下面３７から径方向内側領域２２の下面２２”までの距離ｄよりも小さくかつ距離ｄの最大５０％であることを特徴とする。
【0051】
ＣＶＤリアクタ、支持構造、又は支持リングであって、内側円筒面３４は、外側円筒面３６よりも大きい高さを有することを特徴とする。
【0052】
開示された全ての特徴は、（それ自体のために、また互いに組み合わされて）本発明に不可欠である。ここでの出願の開示は、関連する／追加された優先権書類（先の出願の写し）の開示内容をその内容全体に含み、それはこれらの書類の特徴を本願の請求項に組み込む目的でもある。従属請求項は、特にこれらの請求項に基づいて分割出願を行うために、引用される請求項の特徴がなくても、先行技術の独立した発明性のあるさらなる発展を特徴とする。各請求項で特定された発明は、前述の説明で特定された、特に参照符号が付与された、及び／又は符号の説明で特定された、１つ以上の機能を追加で有することができる。本発明はまた、特に、それらがそれぞれの使用目的に明らかに不要であるか、又は技術的に同じ効果を有する別の手段で置き換えることができる限り、前述の説明で述べた特徴の個々のものが実装されない設計形態に関する。
【符号の説明】
【0053】
１ ＣＶＤリアクタ
２ プロセスチャンバ
３ サセプタ構造
４ プロセスチャンバ天井
５ ガス入口
６ 加熱装置
７ シャフト
８ ガス出口部材
９ 回転駆動部
１０ 基板
１０’ 基板の縁
１１ 凹部
１２ 基板ホルダー
１２’ 下面
１３ 支持フランク
１４ 基体
１５ カバープレート
１６ 面取り部
１７ ポケット
１７’ ポケット床面
１８ 内壁
１９ 周囲壁
２０ 支持リング
２１ 径方向外側領域
２２ 径方向内側領域
２２’内面
２２” 下面
２３ 支持面
２４ 接触面
２５ 丸エッジ
２５’ 面取り部
２６ 上面
２７ カバープレート
２９ 丸エッジ
３０ 外面
３０’ 下面
３１ チャネル
３２ 上面
３３ リングウェブ
３４ 内壁
３５ 傾斜面
３６ 外壁
３７ 下縁
３８ 凹部
３９ 間隙
ａ 間隙高さ
ｂ 距離
ｃ 間隙幅
ｄ 距離
Ｄ１ 第１直径
Ｄ２ 第２直径
Ｄ３ 第３直径
２ プロセスチャンバ
３ サセプタ構造
４ プロセスチャンバ天井
５ ガス入口
６ 加熱装置
７ シャフト
８ ガス出口部材
９ 回転駆動部
１０ 基板
１０’ 基板の縁
１１ 凹部
１２ 基板ホルダー
１２’ 下面
１３ 支持フランク
１４ 基体
１５ カバープレート
１６ 面取り部
１７ ポケット
１７’ ポケット床面
１８ 内壁
１９ 周囲壁
２０ 支持リング
２１ 径方向外側領域
２２ 径方向内側領域
２２’内面
２２” 下面
２３ 支持面
２４ 接触面
２５ 丸エッジ
２５’ 面取り部
２６ 上面
２７ カバープレート
２９ 丸エッジ
３０ 外面
３０’ 下面
３１ チャネル
３２ 上面
３３ リングウェブ
３４ 内壁
３５ 傾斜面
３６ 外壁
３７ 下縁
３８ 凹部
３９ 間隙
ａ 間隙高さ
ｂ 距離
ｃ 間隙幅
ｄ 距離
Ｄ１ 第１直径
Ｄ２ 第２直径
Ｄ３ 第３直径
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2024-04-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板（１０）上にＳｉＣ層を堆積するためのＣＶＤリアクタであって、ハウジング（１）と、前記ハウジング（１）内に配置されたサセプタ構造（３）と、前記サセプタ構造（３）を加熱するための加熱装置（６）と、プロセスチャンバ天井（４）と前記サセプタ構造（３）との間に配置されたプロセスチャンバ（２）と、前記プロセスチャンバ（２）内にプロセスガスを供給するためのガス入口部材（５）と、を有し、前記サセプタ構造（３）は、前記プロセスチャンバ（２）内で処理される前記基板（１０）を支持するための少なくとも１つの支持装置を有し、前記支持装置は、上面（３２）とその反対側にある下面（１２’）と円筒面上に延在する周囲壁（１９）とを有する円盤状の基板ホルダー（１２）と、前記基板ホルダー（１２）の支持フランク（１３）により担持される支持リング（２０）と、を有し、
前記支持リング（２０）は、前記支持フランク（１３）上に載置される下面（２２”）と前記下面（２２”）の反対側にあって前記基板（１０）の縁（１０’）を載置するための支持面（２３）を形成する上面とを具備する径方向内側領域（２２）を有し、
前記支持リング（２０）は、上面（２６）と前記上面（２６）の反対側にあって円筒面上に延在する外壁（３６）に隣接する下面（３０’）とを具備する径方向外側領域（２１）を有し、かつ、
前記支持面（２３）は、第１直径（Ｄ１）をもつ接触面（２４）によって画定される、前記ＣＶＤリアクタにおいて、
リングウェブ（３３）が、中空円筒内面上に延びる内壁（３４）を有し、前記内壁（３４）は第２直径（Ｄ２）をもちかつ前記周囲壁（１９）に沿って延在しており、
前記第１直径（Ｄ１）は、前記基板（１０）の直径公差の分だけ前記第２直径（Ｄ２）より大きく、かつ、前記下面（２２”）から前記リングウェブ（３３）の下縁（３７）まで計測した前記リングウェブ（３３）の距離（ｄ）が、前記基板ホルダ（１２）の下面（１２’）から前記支持フランク（１３）までの距離（ｂ）よりも小さいことを特徴とするＣＶＤリアクタ。
【請求項2】
前記距離（ｄ）は、前記距離（ｂ）の１００％より小さく、前記距離（ｂ）の少なくとも５０％又は少なくとも８０％又は少なくとも９０％であることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤリアクタ。
【請求項3】
基板（１０）上にＳｉＣ層を堆積するためのＣＶＤリアクタで使用する支持リング（２０）であって、基板ホルダ（１２）の支持フランク（１３）上に載置される下面（２２”）と前記下面（２２”）の反対側にあって第１直径（Ｄ１）をもつ接触面（２４）によって画定される支持面（２３）とを具備する径方向内側領域（２２）と、
上面（２６）と前記上面（２６）の反対側にあって円筒面上に延在する外壁（３６）に隣接する下面（３０’）とを具備する径方向外側領域（２１）と、を有し、
前記外壁（３６）は、前記外壁（３６）の反対側にある内壁（３４）を形成するリングウェブ（３３）により形成されており、
中空円筒内面上に延在する前記内壁（３４）は、前記内壁（３４）の径方向内側に延在する前記径方向内側領域（２２）の下面（２２”）に隣接している、前記支持リング（２０）において、
前記第１直径（Ｄ１）は、前記基板（１０）の直径公差の分だけ前記内壁（３４）の第２直径（Ｄ２）よりも大きいことを特徴とする支持リング。
【請求項4】
ＣＶＤリアクタ内で基板（１０）を支持するための支持構造であって、円筒面上に延在する周囲壁（１９）を有する円形の基板ホルダー（１２）と、前記基板ホルダー（１２）の支持フランク（１３）により担持される支持リング（２０）と、を有し、
前記支持リング（２０）は、前記支持フランク（１３）上に載置される下面（２２”）と前記下面（２２”）の反対側にあって前記基板（１０）の縁（１０’）を載置するための支持面（２３）を形成する上面とを具備する径方向内側領域（２２）を有し、
前記支持リング（２０）は、上面（２６）と前記上面（２６）の反対側にあって円筒面上に延在する外壁（３６）に隣接する下面（３０’）とを具備する径方向外側領域（２１）を有し、
前記支持面（２３）は、第１直径（Ｄ１）をもつ接触面（２４）によって画定される、前記支持構造において、
リングウェブ（３３）が、第２直径（Ｄ２）をもつ中空円筒内面上に延びる内壁（３４）を形成し、
前記第１直径（Ｄ１）は、前記基板（１０）の公差の分だけ前記第２直径よりも大きいことを特徴とする支持構造。
【請求項5】
前記下面（２２”）から前記リングウェブ（３３）の下縁（３７）まで計測した前記リングウェブ（３３）の距離（ｄ）が、前記基板ホルダ（１２）の下面（１２’）から前記支持フランク（１３）までの距離（ｂ）の１００％よりも小さく、少なくとも５０％又は８０％又は９５％であることを特徴とする請求項４に記載の支持構造。
【請求項6】
中空円筒内面上に延在する前記接触面（２４）は、前記外壁（３６）よりも径方向内側かつ前記内壁（３４）よりも径方向外側に延在することを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項7】
前記内壁（３４）は、前記リングウェブ（３３）の材料厚さを低減する丸み部分又は傾斜面（３５）を形成して、前記外壁（３６）に隣接する下縁（３７）と繋がることを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項8】
断面にて略Ｔ字状に形成された前記支持リング（２０）がＳｉＣから作製されることを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項9】
前記径方向外側領域（２１）は、円筒面上に延在する外面（３０）を形成し、かつ、前記径方向内側領域（２２）は、中空円筒内面上の内壁（３４）よりも径方向内側に延在する内面（２２’）を有することを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項10】
互いに同心状に延びる２つの前記円筒面（３４，３６）間の距離が、前記リングウェブ（３３）の下面（３７）から前記径方向内側領域の前記下面（２２”）までの距離（ｄ）よりも小さく、かつ前記距離（ｄ）の最大５０％であることを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項11】
内側の前記円筒面（３４）が外側の前記円筒面（３６）よりも大きい高さを有することを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項12】
前記径方向内側領域（２２）の前記支持面（２３）から前記下面（２２”）までの距離が、前記基板ホルダー（１２）の前記上面（３２）から前記支持フランク（１３）までの距離よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項13】
前記径方向内側領域（２２）の材料厚さが前記径方向外側領域（２１）の材料厚さと同じであること、及び／又は、前記径方向内側領域（２２）の材料厚さ及び前記径方向外側領域（２１）の材料厚さがそれぞれ２ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項14】
前記リングウェブ（３３） の材料厚さを規定する内壁（３４）と外壁（３６）との間の距離が、前記下面（２２”）から前記リングウェブ（３３）の下縁（３７）までの距離（ｄ）の半分よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の支持リング。
【請求項15】
請求項６～１４のいずれかに記載の支持リングを有することを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤリアクタ。
【請求項16】
請求項６～１４のいずれかに記載の支持リングを有することを特徴とする請求項４に記載の支持構造。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
支持リングは、全周に亘って同じ一定の断面を有する忠実の環状体とすることができる。リングウェブの高さは、径方向内側領域又は径方向外側領域の径方向の長さよりも大きくし得る。リングウェブの材料厚さは、径方向内側領域の材料厚さよりも大きくし得る。それは、径方向外側領域の材料厚さよりも小さくし得る。リングウェブの材料厚さは、リングウェブの高さよりも小さく、特に半分よりも小さくできる。その場合、リングウェブの高さは、径方向外側領域又は径方向内側領域の２つの下面の一方からリングウェブの下縁までの距離と理解し得る。２つの距離が互いに異なっている場合、リングウェブの高さは、２つの距離のうち小さい方と理解し得る。径方向外側領域及び径方向内側領域の自由端面並びにリングウェブの下縁は、丸みのある縁を有し得る。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0026】
Ｔ字状の断面を有する支持リング２９が設けられる。支持リング２０は、下面２２”を具備する径方向内側領域２２を有し、その下面２２”にて径方向内側領域２２を支持フランク１３上に載置することができる。下面２２”は、支持面２３の反対側に位置し、図４に示す動作状態では、基板１０の縁１０’から所定の距離にある。支持面２３は、支持リング２０が持ち上げられるときにその効果を発揮する。そのとき、基板１０は、その縁１０’によって支持面２３上で支持される。したがって、下面２２”から支持面２３までの距離は、基板ホルダーの上面３２から支持フランク１３までの高さの差よりも小さい。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0028】
支持リング２０は、径方向内側領域２２及び径方向外側領域２１によってＴ字脚を形成している。リングウェブ３３によって支持リング２０はＴ字ウェブを形成している。リングウェブ３３は、内側領域２２と外側領域２１を同一材料で成形された円筒状の環状体である。リングウェブ３３は、円筒面上に延在し、直角を形成して下面３０’と繋がっている外壁３６を有する。リングウェブ３３の内壁３４は、直角を形成して、径方向内側領域２２の下面２２”と繋がっている。外壁３６は、丸い下部リング面３７を形成して面取り部又は傾斜面３５に繋がっており、それは中空円筒内面上に延びる内壁３４に接続している。搬送時又は格納時に基板１０の狭い端縁がその上で支持され得る接触面２４は、内壁３４の半径よりやや大きい半径をもつ中空円筒内面上に延びている。接触面２４の半径は、外壁３６の半径よりもやや小さい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0032】
基板１０は、基板ホルダー１２を通る熱流によってプロセス温度に加熱される。基板１０に面した基板ホルダー１２の上面が１つ以上の凹部を有することによって、基板ホルダー１２の上面から基板１０まで、局所的に異なる高さをもつガス間隙を介して熱流が生じ、そのため凹部の底面の形状によって熱流が影響を受け得る。基板ホルダー１２の上面は、凹形状とすることができる。基板の端のみが基板ホルダー１２の縁に載置でき、その場合、基板１０を支持する個々の支持要素をこの場所に設けることができる。基板１０が載置される支持点又は支持線は、基板１０の外縁から離間して配置される。
基板１０の縁１０’への熱流は、支持リング２０を通して行われる。基板１０のコーティング時、基板１０の縁１０’は、支持面２３の上方に僅かな距離を空けて延在しているため、支持リング２０から基板１０への熱流も同様にガス間隙を介して生じる。しかしながら、従来技術とは異なり、基体１４からの主な熱流は、基板ホルダ１２を通って径方向内側領域２２へと生じるのではなく、むしろリングウェブ３３を通って生じる。このために、リングウェブ３３が基板ホルダー１２全体を取り囲むことによって、基板ホルダー１２が支持リング２０の空洞内に載置されるようにする。
したがって、リングウェブ３３は熱伝導経路を形成し、それを介して熱の大部分が基体１４から径方向内側領域２２へ、かつ／又は、径方向外側領域２１へと伝導される。熱流は、リングウェブ３３の材料厚さを介して調整することができ、したがって、異なるリングウェブ３３を具備する支持リング２０を選択して使用することができる。支持リングは、その全周囲に亘って同じ一定の断面形状を有する。
基板１０の縁１０’への熱流は、支持リング２０を通して行われる。基板１０のコーティング時、基板１０の縁１０’は、支持面２３の上方に僅かな距離を空けて延在しているため、支持リング２０から基板１０への熱流も同様にガス間隙を介して生じる。しかしながら、従来技術とは異なり、基体１４からの主な熱流は、基板ホルダ１２を通って径方向内側領域２２へと生じるのではなく、むしろリングウェブ３３を通って生じる。このために、リングウェブ３３が基板ホルダー１２全体を取り囲むことによって、基板ホルダー１２が支持リング２０の空洞内に載置されるようにする。
したがって、リングウェブ３３は熱伝導経路を形成し、それを介して熱の大部分が基体１４から径方向内側領域２２へ、かつ／又は、径方向外側領域２１へと伝導される。熱流は、リングウェブ３３の材料厚さを介して調整することができ、したがって、異なるリングウェブ３３を具備する支持リング２０を選択して使用することができる。支持リングは、その全周囲に亘って同じ一定の断面形状を有する。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0033】
間隙ｃは、下面２２”から始まって傾斜面３５の始点まで、好ましくは鉛直方向の間隙長さの５０％を超える一定の間隙幅を有することができる。傾斜面３５は、リングウェブ３３の内側領域に沿って延在することができ、それは距離ｄの５０％未満に対応する。好ましくは、傾斜面３５は丸み部分に繋がり、この丸み部分は傾斜面のない外壁３６へと繋がることができ、その結果、外壁３６は、丸み部分を形成して下部リング面３７又は頂点ラインへと繋がる円筒面により形成される。したがって、下部リング面３７の中央を通って延びる頂点ラインは、支持リング２０の断面を通る中心線から半径方向外側にオフセットして延在する。
径方向外側領域２１の径方向の長さが径方向内側領域２２の径方向の長さよりも大きい場合に有利であることが判る。したがって、内壁３４から内面２２’までの距離は、外壁３６から外面３０までの距離よりも小さいことが好ましい。
径方向内側領域２２の材料厚さ、すなわち支持面２３から下面２２”までの距離が、径方向外側領域２１の材料厚さ、すなわち下面３０’から上面２６までの距離よりも小さいこともまた有利である。本発明によるリングウェブ３３のさらなる利点は、その基部領域、すなわちリングウェブ３３が下面２２”に接続される領域における材料厚さである。その部分におけるリングウェブ３３の材料厚さは、リングウェブの鉛直方向の長さｄよりも小さい。好ましくは、互いに同心状に延びる円筒面３４、３６の領域におけるリングウェブの材料厚さは、下部リング面３７から下面２２”までの距離の半分よりも小さい。径方向外側領域２１の下面３０’の高さ位置が、径方向内側領域２２の下面２２”の高さ位置と上面２３の高さ位置との間にあるとき、さらに利点となり得る。
径方向外側領域２１の径方向の長さが径方向内側領域２２の径方向の長さよりも大きい場合に有利であることが判る。したがって、内壁３４から内面２２’までの距離は、外壁３６から外面３０までの距離よりも小さいことが好ましい。
径方向内側領域２２の材料厚さ、すなわち支持面２３から下面２２”までの距離が、径方向外側領域２１の材料厚さ、すなわち下面３０’から上面２６までの距離よりも小さいこともまた有利である。本発明によるリングウェブ３３のさらなる利点は、その基部領域、すなわちリングウェブ３３が下面２２”に接続される領域における材料厚さである。その部分におけるリングウェブ３３の材料厚さは、リングウェブの鉛直方向の長さｄよりも小さい。好ましくは、互いに同心状に延びる円筒面３４、３６の領域におけるリングウェブの材料厚さは、下部リング面３７から下面２２”までの距離の半分よりも小さい。径方向外側領域２１の下面３０’の高さ位置が、径方向内側領域２２の下面２２”の高さ位置と上面２３の高さ位置との間にあるとき、さらに利点となり得る。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0034】
好ましくは外壁３６が、カバープレート１５の内壁１８の反対側にあり、それによって支持リング２０は、環状凹部のその周囲の大部分の領域に亘って延在し、環状凹部の底面は基体１４の上面によって、環状凹部の壁は基板ホルダー１２の周囲壁１９及びカバープレート１５の内壁１８によって形成されている。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0035】
リングウェブ３３の比較的大きい鉛直高さは、径方向外側領域２１と組み合わされて断面Ｌ字状の安定化本体を形成し、そこから基板１０の支持機能を発揮するウェブが径方向内側に突出するという効果を奏する。Ｌ字状の基体は、ＳｉＣの堆積時に支持リング２０が僅かな変形しか生じないことを意味する。上述した設計上の特徴によって、従来技術と比較して熱応力に対して機械的に安定した支持リングが提供される。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0038】
基板ホルダー１２は、約１５０ｍｍの第２直径Ｄ２をもつ円弧ライン上に延在する周囲壁１９を有する。この構成の結果、ＳｉＣ層の堆積中、基板１０は基板ホルダ１２上の中心に位置することになり、基板１０の縁は、円筒形の周囲壁１９と位置合わせされる。第１直径Ｄ１は、基板１０の直径の製造公差の分だけ第２直径Ｄ２よりも大きい。このために、基板ホルダー１２の外側面に対し僅かな遊びをもって位置し得る内面２２’によってセンタリング機能を実行することができる。この内面２２’の第３直径Ｄ３は、支持フランク１３により形成される段部の円筒壁の外直径よりも僅かに大きいだけである。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0048】
ＣＶＤリアクタであって、断面にて略Ｔ字状に形成された支持リング２０がＳｉＣから作製されることを特徴とする。
【国際調査報告】