Ein
Beispiel eines Epitaxiereaktors ist dem U.S.-Patent Nr. 4.961.399
für Frijlink
beschrieben, das durch Hinweis auf dieses hier summarisch eingefügt wird.
Dieses Patent beschreibt einen Reaktor, in den Reaktionsgase über einen
Quarztrichter eingeleitet werden, der in der Mitte des Reaktors
angeordnet ist. Die Reaktionsgase strömen sodann radial nach auswärts zu einem
Quarzring, der den Reaktor begrenzt. Entlang des Umfangs des Quarzrings
befinden sich gleichmäßig beabstandete
Schlitze, die die zur Reaktion gebrachten Gase sammeln und die Gleichmäßigkeit
der Verteilung der Reaktionsgase innerhalb der Reaktionskammer erhöhen. Den
oberen Bereich der Reaktionskammer begrenzend befindet sich eine
Quarzscheibe. Die Quarzscheibe dichtet gegen O-Ringe ab, die hinter
dem Quarzring positioniert sind. Weil Quarz ein brüchiges und
unflexibles Material ist, dichtet die Quarzscheibe nicht gegen den
Quarzring ab. Stattdessen ist ein Spalt zwischen der Quarzscheibe
und dem Quarzring vorgesehen, um ein Abbröckeln bzw. Abblättern bzw.
Abplatzen von beiden zu verhindern.
Der
Spalt zwischen der Quarzscheibe und dem Quarzring kann Schwierigkeiten
innerhalb des Reaktors verursachen. Z.B. können Reaktionsgase durch den
Spalt entweichen und Niederschläge
bzw. Ablagerungen außerhalb
der Reaktionskammer bilden. Diese Niederschläge können den Betrieb der Reaktionskammer
stören
und ebenfalls abblättern bzw.
abspringen und als Verunreinigungen wirken. Obwohl ein engerer Spalt
vorgesehen werden kann, wenn ein harter Fremdkörper, der breiter als der Spalt ist,
in den Spalt eingeführt
wird, z.B. während
des Öffnens
der Reaktionskammer, könnte
der Fremdkörper die
Quarzscheibe daran hindern, über
die Reaktionskammer genau abzudichten, oder er kann ein Abblättern bzw.
Abplatzen entweder der Quarzscheibe oder des Quarzrings verursachen.
Eine
für die
oben erläuterten
Schwierigkeiten versuchte Lösung
ist in dem U.S.-Patent
Nr. 4.976.217 für
Frijlink beschrieben, das durch Hinweis auf dieses hier summarisch
eingefügt
wird. Dieses Patent beschreibt eine Sammelglocke oder einen Gassammler,
der sowohl dazu verwendet wird, um Reaktionsgase von der Reaktionskammer
zu sammeln, als auch dazu, eine Dichtung zwischen der Reaktionskammer
und einer Quarzscheibe oder -abdeckung vorzusehen.
Der
Gassammler und die Reaktionskammer nach dem Stand der Technik sind
in 1 und 2 veranschaulicht. Der Gassammler 1 ist
auf einer abstützenden
Plattform 4 durch eine horizontale Platte 10 angebracht,
die auf der abstützenden
Plattform 4 ruht. Die abstützende Plattform 4 ist
typischerweise aus Quarz gebildet und ist innerhalb eines zylindrischen
Körpers 19 des
Reaktors positioniert, wobei dieser zylindrische Körper 19 die
Reaktionskammer und den Gassammler 1 umgibt. Die Abdeckung 8 der Reaktionskammer
begrenzt die Oberseite der Reaktionskammer und dichtet gegen den
oberen, vorstehenden Grat bzw. Kante 6 des Gassammlers 1 und gegen
torische Dichtungen 20 innerhalb des zylindrischen Körpers 19 ab.
Der
Gassammler 1 ist weiterhin in 3 veranschaulicht. Der Gassammler 1 ist
aus einer gefalteten Platte aus Molybdän gebildet, die elastische
Eigenschaften aufweist. Die Molybdänplatte ist entlang horizontaler
Falz- bzw. Faltlinien 13 und vertikaler Falz- bzw. Faltlinien 14 gefaltet,
um mehrfache, flache Platten 17, 5, 18, 9, 3, 10 zu
bilden, die miteinander entlang der Faltlinien 13, 14 verbunden
sind. Ferner berühren
sich zwei Platten 2, 3, ohne miteinander befestigt
zu sein. Die Kombination der Platten 17, 5, 18, 9, 3, 10 bildet
eine Leitung 30, die die Reaktionskammer umgibt. Eine der
Platten 17 enthält
regelmäßig beabstandete
Einlassöffnungen 12,
die die Reaktionsgase von der Reaktionskammer sammeln. Anstelle
der Einlassöffnungen 12 kann,
wie unten auf der rechten Seite nach 3 gezeigt,
die Wandplatte 17 mit umgebogenen, unteren Vorsprüngen 15 versehen
sein, die den bewegbaren unteren Rand 2 weg von dem befestigten
bzw. fixierten Rand 3 trennen, um zwischen den Rändern 2, 3 einen
Schlitz zu lassen, durch den sodann das Reaktionsgas gehen kann.
Das '217-Patent stellt
fest, dass ein wesentliches Element des Gassammlers 1 die
vertikale Prallplatte bzw. Ablenkplatte ist, die durch Platten 17, 3 gebildet
ist, wobei der untere Rand 2 der oberen Platte 17 mit
einer gleitenden Bewegung gegen den oberen Rand der unteren Platte 3 gedrückt bzw.
gepresst wird. Die horizontalen Platten 10, die mit den
unteren Platten 3 verbunden sind, dienen dazu, den Gassammler 1 an
dem Rand der Plattform 4 anzuordnen (am besten in 5 gezeigt). Darüber hinaus
ist die obere Platte 5 geneigt und enthält einen oberen, vorstehenden
Grat bzw. Kante 6.
Aufgrund
der vertikalen Faltlinien 14 ist die Leitung 30 in
aufeinanderfolgende Teile unterteilt. Die Gesamtheit des Gassammlers 1 bildet
ein die Plattform umgebendes Polygon (das teilweise gezeigte Polygon
in 2 ist ein Polygon
mit 24 Seiten). Wenn die Abdeckung 8 noch nicht auf dem
Gassammler 1 positioniert ist, ist die obere Kante 6 des Gassammlers 1 geringfügig höher als
die obere Seite des zylindrischen Körpers 19 des Reaktors.
Somit drückt,
wenn die Abdeckung 8 an dem Gassammler 1 positioniert
ist, die Abdeckung 8 gegen die Kante 6 der oberen
Platte 5. Die Abwärtskraft
durch die Abdeckung 8 verursacht ebenfalls eine feste Berührung der
horizontalen Platte 10 mit der Oberseite 31 der Plattform 4.
Weil die horizontale Platte 10 an der fixierten Plattform 4 befestigt
ist, bilden die Platten 3, 9, 18, 5 eine
Feder, die es der Kante 6 und der oberen Platte 17 erlaubt,
in Bezug auf die fixierte Plattform 4 bewegt zu werden.
Die federnde Wirkung der Platten 3, 9, 18, 5 verursacht,
dass die obere Platte 17 in Bezug auf die untere Platte 3 angehoben
wird, nachdem die Kraft gegen die obere Platte 5 durch
die Abdeckung 8 beseitigt ist.
Wie
in 4 veranschaulicht,
kann der Gassammler 1 aus einer Molybdänplatte aus einem einzelnen,
geschnittenen Teil gebildet sein. Die Faltlinien 13, 14 sind
z.B. mit einer punktierten Linie aus Löchern markiert, die mittels
eines Lasers hergestellt sind. Infolgedessen wird während der
Herstellung des Gassammlers 1 die Platte entlang der vorgesehenen
Faltlinien 13, 14 gefaltet. Ein Auslass 21 kann ferner
vorgesehen sein und ist mit einem Rohr 29 (am besten in 2 gezeigt) verbunden, das
die Reaktionsgase von bzw. aus der durch den Gassammler 1 gebildeten
Leitung abgibt bzw. auslässt.
Das '217-Patent stellt
fest, dass in die Reaktionskammer eingeleitete Reaktionsgase nicht
zwischen der Kante 6 des Gassammlers 1 und der
Abdeckung 8 verlaufen können
und dass Reaktionsgase auch nicht zwischen der horizontalen Platte 10 und
der Plattform 4 verlaufen können; und daher verlaufen die
Reaktionsgase ausschließlich
durch die Einlässe 12 und
bilden weder an der Abdeckung 8 noch an dem Umfang 11 der
Plattform 4 verschmutzende Niederschläge. Jedoch wurde die tatsächliche Verwendung
dieses Gassammlers 1 anderweitig erprobt bzw. untersucht.
Der
offenbarte Gassammler 1 leidet an mehreren Schwierigkeiten.
Zu einer nicht erschöpfenden Liste
dieser Schwierigkeiten gehört
eine Verunreinigung bzw. Kontamination des Umfangs 11 der
Plattform, der oberen Platte 5 und des zylindrischen Körpers 19;
ungleichmäßiger Gasstrom
und ungleichmäßige Gasdichte
der Reaktionsgase durch die Reaktionskammer; und Verunreinigung
innerhalb der Reaktionskammer. Viele dieser Schwierigkeiten rühren von
dem Gassammler 1 her, der aus einer Platte bzw. einem Blech
aus Molybdän
gebildet ist, wobei das Blech entlang der Faltlinien 13, 14 gefaltet
ist. Blechstrukturen sind sehr schwierig mit einem hohen Grad an
Abmessungs- bzw. Dimensionspräzision
bzw. -genauigkeit herzustellen. Z.B. ist das Biegen des Blechs entlang
der Faltlinien 13, 14 bestenfalls ungenau. Darüber hinaus
wird der Gassammler 1 unter Verwendung kleiner Schrauben
und Muttern hergestellt, die sich nicht dazu eignen, einen hohen
Grad an Dimensionsgenauigkeit aufrecht zu erhalten.
Der
aus Blech gebildete Gassammler 1 ergibt daher geringe Dimensionsgenauigkeit
oder Maßtoleranzen
sowohl für
die horizontale Platte 10, die sich über die Plattform 4 erstreckt;
als auch für
die Positionen der Einlässe 12 in
der oberen Platte 17; als auch für die Verbindungen der oberen
Platten 17 miteinander; als auch für die Kanten 6 der
oberen bzw. Deckplatte 5. Ein anderer Grund für die geringen
Maßtoleranzen
des Gassammlers 1 resultiert aus thermischer Beanspruchung
des Blechs während
des Ablagerungsprozesses. Da sich das dünne Molybdänblech des Gassammlers 1 während jedes Prozesszyklus
ausdehnt und zusammenzieht, krümmt
bzw. verzieht sich und verwirft sich schließlich der Gassammler 1,
wodurch die dimensionsgerechte Integrität des Gassammlers 1 zerstört wird.
Das
Ergebnis dieser geringen Maßtoleranzen
besteht darin, dass der Gassammler 1, obwohl er es sich
zur Aufgabe macht, die Reaktionsgase innerhalb der Reaktionskammer,
ausgenommen durch die Einlassöffnungen 12,
abzudichten bzw. einzuschließen,
zahlreiche Stellen für
die Reaktionsgase ergibt, um aus der Reaktionskammer zu entweichen.
Z.B. ermangelt es der Kante 6 oftmals daran, den Gassammler 1 gegen
die Abdeckung 8 vollständig
abzudichten. So sind z.B. die Reaktionsgase frei, an der Kante 6 vorbeizuströmen und
Ablagerungen bzw. Niederschläge
zu bilden, z.B. an der oberen Platte 5, der hinteren Platte 18 und
an dem zylindrischen Körper 19.
Die
an dem Gassammler 1 und dem zylindrischen Körper 19 gebildeten
Ablagerungen erfordern ein häufiges
Reinigen sowohl des Gassammlers 1 als auch des zylindrischen
Körpers 19.
Z.B. wurde bei einer Anwendung der offenbarte Gassammler 1 nach etwa
allen 20 Prozesszyklen gereinigt. Darüber hinaus sind, weil der Gassammler 1 aus
Molybdänblech gebildet
ist, die Ablagerungen an dem Gassammler 1 sehr schwierig
zu entfernen, ohne den Gassammler 1 zu beschädigen. Dies
begrenzt die Anzahl von Reinigungen eines einzelnen Gassammlers 1 durchschnittlich
auf dreimal, bevor der Gassammler 1 ausgetauscht wird.
Einen
Nachteil des Vorhandenseins von Ablagerungen an dem Gassammler 1 besteht
darin, dass die Ablagerungen abblättern bzw. abspringen bzw.
abplatzen und die Innenseite des Reaktors verunreinigen können. Diese
Blättchen
bzw. Schuppen können
den Ablagerungs- bzw. Niederschlagsprozess an den Halbleiterwafern
stören
und die nachfolgende Zurückweisung
der Wafer verursachen. Bei dem offenbarten Gassammler 1 des
Standes der Technik werden z.B. bei einer Anwendung etwa 13,5% der
Wafer wegen Verunreinigung, die durch Blättchen verursacht ist, zurückgewiesen.
Die
Blättchen
werden z.B. verursacht, weil der Gassammler 1 aus Molybdänblech gebildet
ist. Molybdän
ist ein Material, an dem Niederschläge nicht fest anhaften können. Daher
können
diese Niederschläge
leicht abblättern,
wenn sie beansprucht bzw. Spannung unterworfen werden. Ein Biegen
des Molybdänblechs
erzeugt innerhalb der Niederschläge
die Spannungen, die die Bildung von Blättchen oder abgesprungenen
Stückchen
verursachen. Das Blech biegt sich aus mehreren Gründen, wobei
einer davon darin besteht, dass der Gassammler aus Blech gebildet
ist und Blech für
Biegen nur zu bekannt ist, was ferner damit in Beziehung steht,
warum Konstruktionen aus Blech geringe Positions- bzw. Lagetoleranzen
aufweisen. Ein zweiter Grund besteht darin, dass der Gassammler 1 konzipiert
ist, um gebogen zu werden. Wie oben angegeben, bilden die Platten 3, 9, 18, 5 eine
Feder; und daher werden irgendwelche an den Platten 3, 9, 18, 5 gebildete
Niederschläge
während
des Öffnens
und Schließens
der Abdeckung 8 Spannung unterworfen. Ein noch weiterer
Grund für
das Biegen besteht darin, dass sich Molybdän wegen des Erwärmens und
Kühlens
des Gassammlers 1 während
eines Prozesszyklus ausdehnt und zusammenzieht.
Eine
andere Quelle für
Blättchen
ergibt sich daraus, dass sich die horizontale Platte 10 von
dem Gassammler 1 radial einwärts in Richtung zu der Reaktionskammer
erstreckt. Wie in 5 veranschaulicht,
erstreckt sich bei dem Gassammler 1 nach dem Stand der
Technik die horizontale Platte 10 nach einwärts bis
etwa zur Hälfte
der Breite der Oberseite 31 der Plattform 4 und
lässt die
andere Hälfte
der Oberseite 31 freigelegt. Während der Bearbeitung bzw. des
Verarbeitungsablaufs bilden sich Niederschläge sowohl an der horizontalen
Platte 10 als auch an der freigelegten Hälfte der
Oberseite 31. Es ist festgestellt worden, dass eine Bewegung
der horizontalen Platte 10, z.B. dann, wenn die Reaktorabdeckung 8 geschlossen
wird, um den Gassammler 1 zu komprimieren, die horizontale
Platte 10 dazu veranlasst, sich relativ zu der Plattform 4 zu
bewegen. Diese Bewegung der horizontalen Platte 10 an der
Plattform 4 spannt Niederschläge, die die Oberseite 31 der
Plattform 4 und die horizontale Platte 10 überbrücken und in
nachteiliger Weise die Bildung von Blättchen verursachen.
Der
oben in dem U.S.-Patent Nr. 4.961.399 offenbarte Reaktor, bei dem
der Gassammler 1 nach dem Stand der Technik verwendet wird,
ist derart konzipiert bzw. konstruiert, dass Reaktionsgase gleichmäßig von
der Mitte der Reaktionskammer nach auswärts in den Gassammler 1 strömen. Eine Strömung bzw.
ein Strom wird als gleichmäßig betrachtet,
wenn die Gasdichten und -geschwindigkeiten bei einem gegebenen Radius
weg von der Mitte der Reaktionskammer im wesentlichen gleich sind. Wenn
die Reaktionsgase nicht gleichmäßig von
der Mitte der Reaktionskammer strömen, ändert sich der Niederschlagsprozess
in Abhängigkeit
von der Stelle der Wafer innerhalb der Reaktionskammer, weil sich die
Dichten der verschiedenen Bestandteile der Reaktionsgase ebenfalls ändern. So
können
sich z.B. die Dicke und die Qualität des Niederschlags von einem
Wafer zu dem nächsten ändern, selbst
innerhalb des gleichen Chargenprozesses. Beispielsweise ändert sich,
wenn AlxGaAs unter Verwendung des Gassammlers 1 nach
dem Stand der Technik niedergeschlagen wird, der prozentuale Anteil
(x) von Aluminium, das niedergeschlagen wird, nicht nur von einer Charge
von Wafern zu der nächsten,
sondern ändert sich
ebenfalls innerhalb Wafern in einer einzelnen Charge und ebenfalls
innerhalb eines einzelnen Wafers.
Jedoch
ist eine Erzielung einer gleichmäßigen Strömung von
Reaktionsgasen bei dem Gassammler 1 nach dem Stand der
Technik schwierig. Eine gleichmäßige Strömung von
Reaktionsgasen ergibt sich von dem Gassammler 1, der einen
identischen Druckunterschied zwischen der Reaktionskammer und der
Leitung 18 innerhalb des Gassammlers 1 vorsieht.
Jedoch ist, wie oben erwähnt,
der Gassammler 1 nach dem Stand der Technik mit geringen
positionsmäßigen Toleranzen
bzw. Lagetoleranzen ausgebildet, die Spalten zwischen der Kante 6 und
der Abdeckung 8, Spalten zwischen benachbarten vorderen
Platten 17 und Spalten zwischen der horizontalen Platte 10 und
der Plattform 4 ergeben. Zusätzlich ergeben auch die Löcher, die
zum Bilden der Biegelinien 13, 14 verwendet werden,
zusätzliche Spalten
in dem Gassammler 1. Diese Spalten sind entlang des Umfangs
des Gassammlers 10 nicht konsistent bzw. übereinstimmend
und erzeugen unterschiedliche Druckdifferenzen entlang des Umfangs,
die daher die Reaktionsgase dazu veranlassen, unterschiedliche Strömungsmuster
in Abhängigkeit
von der radialen Richtung der Strömung der Reaktionsgase aufzuweisen.
Darüber hinaus
sind die Einlassöffnungen 12 an
einer vorderen Platte 17 angeordnet, die relativ zu der
Plattform 4 bewegbar ist. Diese Bewegung der Einlassöffnungen 12 relativ
zu der Reaktionskammer kann sich jedes Mal ändern, wenn die Abdeckung 8 angehoben
und abgesenkt wird, und verursacht unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten,
die sich während
jedes Chargenprozesses und/oder von jedem Gassammler 1 ändern können. Z.B.
kann sich der Betrag des Druckes, der dem Gassammler 1 auferlegt
wird, wenn die Abdeckung 8 des Reaktors geschlossen ist, ändern und
dies kann verursachen, dass sich die Positionen der Einlassöffnungen 12 ändern. Ebenfalls
können
sich z.B. die Positionen der Einlassöffnungen 12 ändern, selbst
dann, wenn der Druck der Abdeckung 8 der gleiche bleibt,
weil sich die Flexibilität
bzw. Biegsamkeit des den Gassammler 1 bildenden Bleches
mit der Zeit ändert.
Ferner kann, weil der Gassammler 1 nach dem Stand der Technik
aus Blech hergestellt und unter Verwendung kleiner Schrauben gebaut
ist, die Biegsamkeit oder die federnde Nachgiebigkeit bzw. Elastizität eines einzelnen
Gassammlers 1 nicht konsistent bzw. gleichbleibend gebildet
werden und daher ändert sich
die Elastizität
von einem Gassammler 1 zu dem nächsten. Diese positionsmäßigen Änderungen
der Einlassöffnungen 12 verursachen,
dass sich das Strömungsmuster
der Reaktionsgase durch die Reaktionskammer ändert und diese Änderung
des Gasströmungsmusters
beeinträchtigt
den Niederschlagsprozess. Somit verursacht das Positionieren der
Einlassöffnungen 12 in
einem relativ zu der Reaktionskammer bewegbaren Element eine unerwünschte Veränderlichkeit
bzw. Abweichung in dem Niederschlagsprozess.
Eine
andere aus der Verwendung des Gassammlers 1 nach dem Stand
der Technik resultierende Schwierigkeit besteht in der Erzeugung
von stehenden bzw. dauernden bzw. stationären Wirbelströmen benachbart
zu dem Gassammler 1, die Reaktionsgase während des
Verarbeitungsablaufs einfangen. Dies kann z.B. dann ein Problem
sein, wenn eine Verarbeitungsabfolge unter Verwendung der Reaktionskammer
die Reaktionsgasmischungen während
des Prozesses ändert.
Während
des Prozesses des Änderns
der Reaktionsgase werden die alten Reaktionsgase von der Reaktionskammer
abgeführt
und die neuen Reaktionsgase werden sodann in die Reaktionskammer
eingeleitet. Jedoch können,
weil die alten Reaktionsgase durch die stationären Wirbelströme eingefangen
werden können, diese
alten Reaktionsgase darauffolgend in die Reaktionskammer während des
Verarbeitungsablaufs mit den neuen Reaktionsgasen wieder eingeleitet werden
und diese Verunreinigung der neuen Reaktionsgase kann ungünstige Auswirkungen
auf den Prozess bzw. das Arbeitsverfahren aufweisen. Die stationären Wirbelströme werden
an scharfen Ecken des Gassammlers 1 gebildet, wie z.B.
in 5 veranschaulicht,
wo beispielsweise die vertikale Platte 17 auf die horizontale
Platte 10 trifft.
Ein
Beispiel für
diese Schwierigkeit tritt während
des Dotierens bzw. Dopens eines GaAs-Halbleiters auf. Silizium wird
für das
N-Typ-Dotieren von GaAs verwendet und Zink wird für das P-Typ-Dotieren
von GaAs verwendet. Wenn die Gase, die diese Dotiermittel bzw. Dotierungsstoffe
ergeben, nicht vollständig
entfernt werden, bevor das andere Gas eingeleitet wird, können die
durch das Dotieren erzeugten, aktiven Regionen ausgewaschen werden,
was die Leistungsfähigkeit
der herzustellenden Einrichtung verschlechtert.
Es
besteht daher eine Notwendigkeit für einen Gassammler, der die
Schwierigkeiten nach dem Stand der Technik verhindert, wozu gehören: Leckage
von Reaktionsgasen an dem Gassammler vorbei; Blättchen, die während des
Biegens des Gassammlers gebildet werden; und ungleichmäßige Strömung, die
durch die verschiedenen Spalten verursacht ist, die in dem Gassammler
eingefügt
sind.
Zusammenfassung
der Erfindung
Diesem
Erfordernis und anderen Erfordernissen wird durch Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung entsprochen, wobei diese Ausführungsformen
einen Gassammler bzw. einen Gassammler zum Sammeln von Gasen von
innerhalb bzw. dem Inneren einer Reaktionskammer eines Reaktors
ergeben. Der Gassammler weist einen starren Körper auf, in dem eine Leitung,
Einlässe,
ein Auslass und eine Dichtung definiert sind. Die Dichtung arbeitet
mit einem abnehmbaren Deckel bzw. einer abnehmbaren Abdeckung des
Reaktors zusammen, um ein Entweichen des Gase aus der Reaktionskammer
zu verhindern. Ferner lenken bzw. richten die Einlässe die
Gase von der Reaktionskammer in die Leitung und der Auslass gibt
die Gase von der Leitung in ein Abführungs- bzw. Ausströmungsrohr
des Reaktors ab.
Durch
Verwenden eines starren Körpers
widersteht der Körper
einem Biegen, das Beanspruchung bzw. Spannung an Niederschlägen erzeugt, die
an dem Körper
gebildet sind. Das Beanspruchen bzw. Spannen der Niederschläge erzeugt
abgesprungene Stückchen
oder Blättchen
des niedergeschlagenen Materials, die die Zurückweisung einer Einrichtung
verursachen können,
die innerhalb des Reaktors beschichtet wird. Die Verminderung des Biegens
durch Verwenden eines starren Körpers
verringert in vorteilhafter Weise Vorkommen von abgesprungenen Stückchen und
Blättchen.
Bei
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist ein Gassammler einen Körper auf,
in dem eine Leitung, Einlässe,
ein Auslass und eine Dichtung definiert sind. Der Körper weist
ferner wenigstens zwei voneinander getrennte Elemente auf. Der Körper kann
ferner Zwischenelementdichtungen enthalten, die die Strömung der Gase
durch eine Zwischenfläche
zwischen einem ersten Element und einem zweiten Element des Körpers verringern.
Die Zwischenelementdichtungen sind zwischen dem ersten Element und
dem zweiten Element angeordnet und erlauben eine Bewegung des ersten
Elements relativ zu dem zweiten Element. Eine der Zwischenelementdichtungen
kann an einer äußeren Wand
gebildet sein, die zu einer der Reaktionskammer benachbarten Wand
entgegengesetzt ist. Ferner kann jede der Zwischenelementdichtungen
eine Bewegung des ersten Elements relativ zu dem zweiten Element
in einer gemeinsamen Richtung ermöglichen.
Gemäß einem
Gesichtspunkt des Gassammlers definiert eines von beiden, nämlich erstes Element
und zweites Element, eine Nut, und ein anderes von beiden, nämlich erstes
Element und zweites Element, enthält einen Vorsprung, wobei dieser Vorsprung
in die Nut eingreift, um die Zwischenelementdichtung zu bilden.
Alternativ hierzu enthält
die Zwischenelementdichtung einen männlichen Bereich bzw. Teil
und einen weiblichen Bereich bzw. Teil, die ineinandergreifen. Darüber hinaus
ist der männliche Teil
zumindest teilweise in den weiblichen Teil eingesetzt, wenn der
Gassammler und der Deckel getrennt sind, und der männliche
Teil erstreckt sich um etwa 40% bis etwa 60% der Tiefe des weiblichen
Teils, wenn der Gassammler mit dem Deckel in Eingriff ist.
Durch
Vorsehen wenigstens zweier, voneinander getrennter Elemente kann
die Leitung des Gassammlers leichter dadurch gereinigt werden, dass
die zwei Elemente vor dem Reinigen getrennt werden. Im Gegensatz
hierzu ist ein Zugang zu der Leitung des Gassammlers nach dem Stand
der Technik sehr schwierig, weil der Gassammler durch ein einzelnes
Teil bzw. Stück
aus Blech gebildet ist.
Bei
einer noch anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist ein Gassammler einen Körper auf,
in dem eine Leitung, Einlässe,
ein Auslass und eine Dichtung definiert sind. Ferner sind die Einlässe relativ
zu der Reaktionskammer stationär. Darüber hinaus
kann der Körper
ein erstes Element, das relativ zu der Reaktionskammer stationär ist, und ein
zweites Element aufweisen, das relativ zu der Reaktionskammer bewegbar
ist, wobei die Einlässe
in dem ersten Element angeordnet sind. Durch Positionieren der Einlässe an einem
Element, das relativ zu der Reaktionskammer stationär ist, wird
das Strömungsmuster
der Gase während
der Reaktion vorteilhafterweise konsistenter bzw. übereinstimmender bzw.
bleibender.
Zusätzlich kann
der Gassammler eine Einrichtung zum Pressen bzw. Drücken der
Dichtung gegen den Deckel aufweisen und die Einrichtung kann sowohl
das erste Element als auch das zweite Element berühren, um
die an dem zweiten Element angeordnete Dichtung gegen den Deckel
zu pressen. Darüber
hinaus kann die Einrichtung elastische bzw. federnd nachgiebige
Elemente enthalten, die innerhalb der Leitung angeordnet sind. Somit
kann die Einrichtung eine Passage der Gase durch die Einrichtung
erlauben, wobei gemäß einem
Beispiel Federn mit offenen Windungen vorhanden sind. Die Federn
können
in der Leitung positioniert sein, wobei Sitze bzw. Aufnahmen in
zumindest einem der Elemente des Körpers gebildet sind.
Bei
einer noch anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
ein Gassammler einen Körper,
in dem eine Leitung, Einlässe,
ein Auslass, wenigstens eine Lippe bzw. ein Ansatz und eine Dichtung
definiert sind. Die Lippe ist an einem Bereich des Körpers benachbart
zu der Reaktionskammer angeordnet und die Lippe gestaltet bzw. formt gleichmäßig den
Strom bzw. die Strömung
der Gase in die Einlässe.
Zusätzlich
kann die Lippe an einem relativ zu der Reaktionskammer stationären Bereich des
Körpers
positioniert sein. Gemäß einem
Gesichtspunkt verläuft
die Lippe schräg
bzw. geneigt horizontal einwärts
in Richtung zu der Reaktionskammer und sie verläuft schräg bzw. geneigt vertikal weg von
den Einlässen.
Zusätzlich
kann die Lippe ein gekrümmtes
und/oder gerades Profil aufweisen.
Durch
Vorsehen einer Lippe zum Formen des Stromes der Gase in die Einlässe strömen die Gase
gleichmäßiger durch
den Reaktor. Dies sorgt für
einen konsistenteren Niederschlag innerhalb des Reaktors. Ferner
kann, anders als der aus dem Stand der Technik bekannte Gassammler,
der die Merkmale aufweist, die stehende bzw. dauernde bzw. stationäre Wirbelströme erzeugen,
die Reaktionsgase einfangen, die Lippe benachbart zu dem Gassammler
so ausgebildet sein, um das Einfangen von Reaktionsgasen zu reduzieren.
Dies ist wichtig, da andernfalls eingefangene Reaktionsgase in die Reaktionskammer
zu dem Nachteil des Prozesses wieder eingeführt werden könnten, insbesondere dann,
wenn der Prozess mehrfache Gaszusammensetzungen während des
Prozesses verwendet.
Bei
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung weist der Gassammler einen Körper auf,
in dem eine Leitung, Einlässe,
ein Auslass, wenigstens eine Lippe und eine Dichtung definiert sind.
Die Lippe stützt
den Körper
an einer Plattform in der Reaktionskammer ab und die Lippe bedeckt
vollständig
eine Oberseite der Plattform. Bei dem Gassammler nach dem Stand
der Technik wurde lediglich ein Bereich bzw. ein Teil der Oberseite der
Plattform bedeckt und dies verursachte die Bildung von abgesprungenen
Stückchen
und Blättchen. Jedoch
ist durch vollständiges
Bedecken der Oberseite die Bildung von abgesprungenen Stückchen und
Blättchen
verringert worden.
Bei
einer noch weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bilden von Ablagerungen
bzw. Niederschlägen
an einer Halbleitereinrichtung innerhalb einer Reaktionskammer eines
Epitaxierreaktors offenbart. Das Verfahren weist auf: Einleiten
bzw. Einführen
von Reaktionsgasen in einen mittleren Bereich der Reaktionskammer;
Ziehen der Gase radial auswärts
von dem mittleren Bereich in eine Leitung in einem Gassammler bzw.
Gassammler des Reaktors; gleichmäßiges Formen
des Stromes der Gase in Einlässe,
die in dem Gassammler gebildet sind; und Bilden der Niederschläge an der
Halbleitereinrichtung, wenn das Gas von dem mittleren Bereich der
Reaktionskammer in den Gassammler strömt. Das Verfahren kann ein
Lenken bzw. Richten der Gase von der Leitung zu einem Abführungs-
bzw. Ausströmungsrohr
durch wenigstens einen Auslass aufweisen, der in dem Gassammler
gebildet ist. Zusätzlich
können
die Gase von bzw. aus der Reaktionskammer vollständig entfernt werden, bevor
Reaktionsgase mit einer unterschiedlichen Zusammensetzung in die
Reaktionskammer eingeführt
werden. Ferner kann das Material, das abgelagert bzw. niedergeschlagen
wird, GaAs enthalten.
Bei
einer noch anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
ein Gassammler einen Körper,
in dem eine Leitung, Einlässe,
ein Auslass und eine Dichtung definiert sind. Ferner enthält der Körper Graphit.
Graphit bleibt vorteilhafterweise bei hohen Temperaturen stabil
und gast nicht irgendwelche Verunreinigungen oder Teilchen ab. Darüber hinaus
haften Reaktionsmaterialien, z.B. GaAs, leicht an Graphit an und
Graphit ist ein starres Material, das einem Biegen widersteht und
einen geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist,
wenn mit vielen Metallen verglichen. Zusätzlich weist Graphit eine gute
maschinelle Bearbeitbarkeit auf, was eine engere Kontrolle bzw.
Steuerung bzw. Regelung von Maßtoleranzen
ermöglicht.
Zusätzliche
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für Fachleute aus der nachfolgenden, detaillierten
Beschreibung leicht offensichtlich, in der lediglich eine als Beispiel
zu betrachtende Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, einfach auf dem Wege der Erläuterung
der Art und Weise, die zum Ausführen
der vorliegenden Erfindung als die beste angesehen wird, gezeigt
und beschrieben wird. Wie erkannt wird, ist die vorliegende Erfindung
zu anderen und unterschiedlichen Ausführungsformen befähigt und
ihre verschiedenen Einzelheiten sind zu Änderungen bzw. Modifikationen
in verschiedenen, offensichtlichen Hinsichten befähigt, wobei
in allen Fällen
von der Erfindung nicht abgewichen wird. Dementsprechend sind die
Zeichnungen und die Beschreibung in der Art als erläuternd und
nicht als beschränkend
anzusehen.
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
Es
wird nunmehr auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, in denen Elemente mit den gleichen Bezugsziffern
durchgehend gleiche Elemente darstellen und in denen zeigen:
1 eine
seitliche Schnittansicht eines Gassammlers bzw. -kollektors und
eines Reaktors in Übereinstimmung
mit dem Stand der Technik;
2 eine
Draufsicht auf den in 1 gezeigten Reaktor bei abgenommener
Abdeckung;
3 eine
perspektivische Schnittansicht des Gassammlers nach 1;
4 eine
Draufsicht auf eine Platte, aus der der Gassammler nach dem Stand
der Technik durch Falten gebildet wird;
5 eine
teilweise seitliche Schnittansicht des Gassammlers nach dem Stand
der Technik, der auf einer Plattform innerhalb des Reaktors ruht;
6 eine
Explosionsdarstellung eines Gassammlers, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist;
7 eine
perspektivische Schnittansicht des Gassammlers;
8 eine
perspektivische Schnittansicht des Gassammlers mit einer Feder,
die innerhalb der Leitung des Gassammlers positioniert ist; und
9A und 9B jeweils
eine alternative bzw. abgeänderte
Schnittansicht des Gassammlers.
Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf und löst das Problem einer Reaktionskammer,
wobei schädliche
bzw. nachteilige Verunreinigungen innerhalb einer Reaktionskammer
erzeugt und ein gleichmäßiger Strom
von Reaktionsgasen von der Reaktionskammer in den Gassammler aufrecht
erhalten werden. Dies wird teilweise dadurch erreicht, dass ein
Gassammler mit einem starren Körper
vorgesehen wird, der den Gassammler am Biegen hindert, das verunreinigende
Blättchen
bzw. Schuppen aus Reaktionsmaterial erzeugt, das an dem Gassammler abgelagert
wird. Der Gassammler reduziert ferner das Auftreten von stehenden
bzw. dauernden bzw. stationären
Wirbelströmen
dadurch, dass der Gasstrom in Einlässe an dem Gassammler gestaltet
bzw. geformt wird. Zusätzlich
ist durch Aufrechterhalten einer undurchlässigen bzw. hermetischen Dichtung zwischen
dem Gassammler und sowohl dem Reaktor als auch dem Deckel des Reaktors
der Gasstrom durch die Reaktionskammer voraussagbarer.
Ein
Gassammler entsprechend einem Gesichtspunkt der Erfindung ist in 6 veranschaulicht.
Der Gassammler 100 weist einen Körper 110 mit Einlässen 116 zum
Aufnehmen von Gasen von bzw. aus der (am besten in 1 und 2 gezeigten)
Reaktionskammer des Reaktors auf, obwohl der Gassammler hinsichtlich
seiner Verwendung nicht auf einen besonderen Reaktor beschränkt ist.
Jedoch wird gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt der Erfindung der Gassammler bei einem Epitaxiereaktor
verwendet, z.B. den Epitaxiereaktoren, die in den U.S.-Patenten
mit den Nummern 4.961.399 und 4.976.217 offenbart sind.
Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung weist der Körper 110 wenigstens
zwei Elemente 112, 114 auf, die voneinander getrennt
sind. Die Elemente 112, 114 des Körpers 110,
entweder einzeln oder in Kombination, empfangen Gase von innerhalb
bzw. dem Inneren der Reaktionskammer des Reaktors und arbeiten ebenfalls
mit dem Reaktor zusammen, z.B. mit dem Deckel des Reaktors, um eine
Dichtung zu bilden, die das Entweichen von Gasen aus der Reaktionskammer
vermindert. Der Gassammler 100 sammelt chemische Gase bzw.
Dämpfe
(d.h. Reaktionsgase aus der chemischen Gasphasenabscheidung) in
einer Leitung 118 von der Reaktionskammer des Reaktors
und lenkt die Reaktionsgase zu Abführungs- bzw. Ausströmungsrohren
des Reaktors (am besten in 2 mit der
Bezugsziffer 20 zu sehen) durch Auslässe 124, die in einer
Außenwand
des Körpers 110 gebildet
sind. Obwohl nicht auf diese Art begrenzt, kann der Gassammler 100 zumindest
einen zweiten bzw. sekundären
Einlass 126 enthalten, der in der Außenwand des Körpers 110 gebildet
ist, um die Einleitung eines Spülgases
in die Leitung 118 zu erleichtern. Abgesehen von den Einlass-
und Auslassöffnungen 116, 126, 124 umgibt
der Körper 110 gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung die Leitung 118 und verhindert
das Entweichen von Gasen von innerhalb der Leitung 118.
Die
Erfindung ist nicht auf eine besondere Dichtung zwischen dem Körper 110 und
dem Deckel begrenzt. Beispielsweise kann die Dichtung ein Streifen
aus einem biegsamen Material, z.B. Molybdän, sein, der an einem oberen
Bereich des Körpers 110 positioniert
ist. Jedoch ist gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt der Erfindung die Dichtung die Oberseite des Körpers 110.
Der
Bereich (oder die innere Wand) des Körpers 110 benachbart
zu der Reaktionskammer ist nicht auf eine besondere Gestalt beschränkt. Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt bezüglich
des Gassammlers 100 umgibt jedoch der Gassammler 100 wenigstens
einen Bereich des Umfangs der Reaktionskammer. Darüber hinaus
kann der Gassammler 100 einen Bereich des kreisförmigen Umfangs
der Reaktionskammer umgeben. Auf diese Art und Weise richtet der
Gassammler 100 Gase innerhalb der Reaktionskammer so, dass
sie radial auswärts
in den Gassammler 100 strömen. Wenn z.B. die Reaktionskammer
einen kreisförmigen
Querschnitt aufweist, wenn in einer Draufsicht betrachtet, kann
der Bereich des Körpers 110 benachbart
zu der Reaktionskammer eine im wesentlichen kreisförmige Ausgestaltung
aufweisen.
Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung kann das zweite Element 114 mit
einem Deckel bzw. einer Abdeckung (am besten in 1 mit
der Bezugsziffer 8 gezeigt) des Reaktors zusammenarbeiten,
um das Entweichen von Reaktionsgasen aus der Reaktionskammer zu
reduzieren. Bei Betrieb wird der Deckel auf das zweite Element 114 abgesenkt, um
eine Dichtung zwischen dem zweiten Element 114 und dem
Deckel zu bilden. Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung ist das zweite Element 114 in
Bezug auf das erste Element 112 bewegbar. Zusätzlich können Zwischenelementdichtungen 122 (in 7 und 8 gezeigt)
zwischen dem ersten Element 112 und dem zweiten Element 114 vorgesehen sein.
Die Zwischenelementdichtungen 122 erlauben eine Bewegung
des ersten Elements 112 und des zweiten Elements 114 relativ
zueinander und verringern das Entweichen von Reaktionsgasen aus
der Leitung 118 durch eine Zwischenfläche zwischen dem ersten Element 112 und
dem zweiten Element 114, wobei irgendwelche so befähigte Zwischenelementdichtungen 122 zur
Verwendung bei der Erfindung annehmbar sind.
Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt enthält
eine Zwischenelementdichtung 122 einen weiblichen Bereich
bzw. Teil 130 und einen männlichen Bereich bzw. Teil 132,
die ineinander eingreifen. Der weibliche Teil 130 ist entweder
an dem ersten Element 112 oder dem zweiten Element 114 positioniert
und der männliche
Teil 132 ist an dem gegenüberliegenden Element positioniert,
das entsprechend das zweite Element 114 oder das erste
Element 112 ist. Zusätzlich
enthält
gemäß einem
gegenwärtigen Gesichtspunkt
der Erfindung der Gassammler ein aneinander angepasstes Paar von
Zwischenelementdichtungen 122, die jeweils an einer inneren
Wand und einer äußeren Wand
des Gassammlers 100 angeordnet sind. Die Dichtungen 122 sind
aneinander angepasst, weil beide Dichtungen eine Bewegung des ersten
Elements 112 relativ zu dem zweiten Element 114 in
gemeinsamen Richtungen erlauben. Durch Vorsehen eines aneinander
angepassten Paares von Zwischenelementdichtungen 122 kann
sich das zweite Element 114 relativ zu dem ersten Element 112 bewegen,
ohne entweder das erste Element 112 oder das zweite Element 114 zu
biegen.
Im
Gegensatz hierzu sieht der Gassammler nach dem Stand der Technik
nur eine Dichtung zwischen zwei benachbarten Platten vor, was erfordert, dass
sich der Körper
des Gassammlers biegt, um zu ergeben, dass sich eine der zwei benachbarten
Platten relativ zu der anderen Platte bewegt. Dieses Biegen des
Körpers
des Gassammlers verursacht Spannung in irgendeinem an dem Körper gebildeten
Niederschlagsmaterial, wobei eine solche Spannung zu der nachteiligen
bzw. schädlichen
Bildung von Blättchen
bzw. Schuppen führt.
Jedoch können,
weil ein Paar von aneinander angepassten Zwischenelementdichtungen 122 gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung vorgesehen ist, das erste Element 112 und
das zweite Element 114 vorteilhafterweise starr bleiben.
Der
Gassammler 100 empfängt
Gase von innerhalb der Reaktionskammer durch Einlässe 116 in dem
zu der Reaktionskammer benachbarten Bereich des Körpers 110.
Die Einlässe 116 können in
irgendeinem der Elemente 110, 112 gebildet sein
und die Einlässe 116 sind
weder auf eine besondere Gestalt oder eine besondere Größe beschränkt noch sind
die Einlässe 116 auf
ein besonderes Verteilungsmuster in den Elementen 110, 112 begrenzt.
Z.B. können
die Einlässe 116 in
ihrer Gestalt jeweils ein enger bzw. schmaler Schlitz bzw. Spalt
sein, der oval oder, wie veranschaulicht, kreisförmig ist. Zusätzlich kann
der Körper 110 Einlässe 116 mit
unterschiedlichen Gestalten und/oder Größen aufweisen. Bei einem gegenwärtigen Gesichtspunkt
bezüglich
des Gassammlers 100 sind die Einlässe 116 an dem Gassammler 100 so
vorgesehen, um einen gleichmäßigen Strom
von Gasen von innerhalb der Reaktionskammer in den Gassammler 100 zu
erzeugen.
Gemäß einem
(nicht gezeigten) Gesichtspunkt der Erfindung wird ein gleichmäßiger Strom von
Gasen dadurch erzeugt, dass die Fläche bzw. Weite der regelmäßig beabstandeten
Einlässe 116 in einer
Richtung weg von dem Auslass 124 vergrößert wird. Somit ist die Größe eines
Einlasses 116, der von einem Auslass 124 am weitesten
entfernt ist, größer als
die Größe eines
Einlasses 116, der zu einem Auslass 124 unmittelbar
benachbart ist. Alternativ hierzu wird ein gleichmäßiger Strom
von Gasen dadurch erzeugt, dass die Anzahl gleichflächiger Einlässe 116 in
einer Richtung weg von dem Auslass 124 erhöht wird.
Somit nimmt, obwohl jeder Einlass 116 die gleiche Fläche aufweist,
die Dichte der Einlässe 116 in
dem Körper 110 in
einer Richtung weg von dem Auslass 124 zu. Gemäß einem
weiteren Gesichtspunkt wird ein gleichmäßiger Strom von Gasen dadurch
erzeugt, dass ein Prallblech bzw. Leitblech in der Leitung 118 benachbart
zu jedem Auslass 124 derart positioniert wird, dass das
Leitblech den direkten Weg der Reaktionsgase zu dem Auslass 124 behindert.
Obwohl
nicht auf diese Art und Weise beschränkt, sind gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt in Bezug auf den Gassammler 100 die Einlässe 116 bei
einem Element 112 positioniert, das relativ zu der Reaktionskammer
des Reaktors stationär
ist. Wie veranschaulicht, enthält
ein erstes Element 112 Einlässe 116 und das erste
Element 112 ruht auf einer Fläche innerhalb der Reaktionskammer (am
besten in 9 zu sehen) und es ist daher
relativ zu der Reaktionskammer stationär. Wenn so vorgegangen wird, ändert sich
die positionsmäßige Beziehung
der Einlässe 116 in
dem ersten Element 112 zu der Reaktionskammer nicht. Somit ändert sich durch
Positionieren der Einlässe 116 bei
einem Element 112, das relativ zu der Reaktionskammer stationär ist, das
Strömungsmuster
der Gase durch die Reaktionskammer nicht von einem Chargenprozess bzw.
-betrieb zu dem nächsten
und/oder von einem Gassammler zu dem nächsten. Im Gegenteil kann ein
Positionieren der Einlässe
bei einem Element, das relativ zu der Reaktionskammer bewegbar ist, z.B.
bei dem Gassammler nach dem Stand der Technik, dazu führen, dass
die Strömungscharakteristika der
Gase durch die Reaktionskammer sich zwischen Gassammleren ändern und
sich zwischen Bearbeitungschargen ändern.
Der
Körper 110 enthält wenigstens
einen Auslass 124, durch den Reaktionsgase in der Leitung 118 zu
dem Abführungs-
bzw. Ausströmungsrohr
des Reaktors ausgelassen werden. Die Auslässe 124 können in
irgendeinem der Elemente 110, 112 gebildet sein
und die Auslässe 124 sind
weder auf eine einzelne bzw. besondere Gestalt oder eine einzelne bzw.
besondere Größe beschränkt, noch
sind die Auslässe 124 auf
ein einzelnes bzw. besonderes Verteilungsmuster in den Elementen 110, 112 beschränkt. Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt sind mehrfache Auslässe 124 in dem Körper 110 derart
vorgesehen, dass die Auslässe 124 eine gleichmäßige Druckdifferenz
entlang des Umfangs der Leitung 118 ergeben. Auf diese
Art und Weise strömen
die Reaktionsgase gleichmäßig bzw.
gleichförmig
von der Reaktionskammer durch die Einlässe 116 in die Leitung 118 und
von der Leitung durch die Auslässe 124 und
in das Abführungs-
bzw. Ausströmungsrohr.
Obwohl
nicht auf diese Art und Weise beschränkt, kann wenigstens eines
der Elemente 112, 114 des Körpers 110 starr sein.
Ein Element 112, 114, das starr ist, verringert
in vorteilhafter Weise ein Biegen des Körpers 110, das Änderungen
in dem Gasströmungsmuster
in der Reaktionskammer verursachen kann und das ferner die Leckage
von Gas von innerhalb der Reaktionskammer verursachen kann. Ferner
erlaubt ein Verfügen über ein
starres Element 112, 114 eine nähere bzw.
engere Kontrolle bzw. Steuerung bzw. Regelung von Maßtoleranzen,
was einen festeren Sitz zwischen dem Gassammler 100 und
dem Reaktor ermöglicht.
Der festere Sitz zwischen dem Gassammler 100 und dem Reaktor
verringert ferner die Leckage von Gas von innerhalb der Reaktionskammer.
Ebenfalls kann, weil Spannung an abgelagertem Material, das an den
Flächen
bzw. Oberflächen
des Gassammlers gebildet ist, die Bildung von Blättchen bzw. Schuppen verursachen kann,
ein starres Element 112, 114 in vorteilhafter Weise
die Bildung von Blättchen
bzw. Schuppen durch Verringern der Spannung verhindern, die durch Biegen
des Gassammlers 100 verursacht wird. Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt in Bezug auf den Gassammler 100 sind der
Körper 110 und daher
sowohl das erste Element 112 als auch das zweite Element 114 starr.
Die
Elemente 112, 114 des Körpers 110 können aus
irgendeinem Material gebildet sein, das dazu befähigt ist, die Prozessbedingungen,
die aus der Anwendung des Reaktors herrühren, ohne Verschlechterung
auszuhalten. Beispielsweise erreicht, wenn GaAs abgelagert wird,
die Temperatur innerhalb der Reaktionskammer des Reaktors etwa 700°C und die Temperatur
an dem Gassammler erreicht rund 600–650°C. Die Temperatur für andere
Prozesse erreicht so hohe Werte bis etwa 1200°C innerhalb der Reaktionskammer,
obwohl sogar höhere
Temperaturen möglich
sind. Ein zur Erläuterung
dienendes Beispiel eines Materials, das dazu befähigt ist, die Prozessbedingungen
auszuhalten, ist Inconel, das von Inco Alloys International hergestellt
wird.
Obwohl
nicht auf diese Art und Weise beschränkt, können die Elemente 112, 114 des
Körpers 110 ebenfalls
aus einem Material gebildet sein, das bei den vorerwähnten Temperaturen
keine Verunreinigungen erzeugt, z.B. Gasabgabe bzw. Ausgasen. Verunreinigungen
können
in nachteiliger Weise zusätzliche
Reaktionsmittel oder Teilchen in die Reaktionskammer einführen, die
den Ablagerungs- bzw. Niederschlagsprozess stören können. Ein Beispiel eines Materials,
das keine Verunreinigungen erzeugt, ist ein Material hoher Reinheit,
z.B. Titan und Molybdän.
Wiederum
können,
obwohl nicht auf diese Art und Weise beschränkt, die Elemente 112, 114 des Körpers 110 aus
einem Material gebildet sein, an dem das Niederschlagsmaterial besser
anhaftet. Wenn so vorgegangen wird, kann das Ausmaß von Niederschlagsmaterial,
das von dem Gassammler 100 abblättert bzw. abspringt bzw. abplatzt,
wegen der besseren Anhaftung des Niederschlagsmaterials verringert
werden. Wie dem Fachmann bekannt ist, gehören zu Beispielen von Materialeigenschaften, welche
die Anhaftung beeinflussen, Oberflächentextur bzw. -struktur und
Porosität.
Ein zur Erläuterung dienendes
Beispiel eines Materials, das eine gute Anhaftung für Niederschlagsmaterialien
ergibt, ist Graphit.
Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt der Erfindung ist wenigstens eines der Elemente 112, 114 des
Körpers 110 aus
Graphit gebildet. Graphit bleibt vorteilhafterweise bei hohen Temperaturen
stabil und gast nicht irgendwelche Verunreinigungen oder Teilchen
aus. Darüber
hinaus haften Reaktionsmaterialien, die bei dem Reaktor abgelagert
bzw. niedergeschlagen werden, z.B. GaAs, leicht an Graphit an und
Graphit ist ein starres Material, das Biegen widersteht. Somit ist
die Verwendung von Graphit zum Bilden der Elemente 112, 114 hinsichtlich
des Verhinderns eines Abblätterns
bzw. Abspringens bzw. Abplatzens von an den Elementen 112, 114 niedergeschlagenem
Reaktionsmaterial besonders vorteilhaft. Zusätzlich weist Graphit eine gute
maschinelle Verarbeitbarkeit auf, was eine engere Kontrolle von Maßtoleranzen
erlaubt. Ferner wird, weil Graphit im wesentlichen starr ist, der
Körper 110 ebenfalls
starr sein und, wie zuvor erörtert,
fördert
ein starrer Körper 110 einen
konsistenteren Strom von Reaktionsgasen durch die Reaktionskammer.
Außerdem
weist Graphit einen niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten
als viele Metalle auf, was ein Biegen der Elemente 112, 114 verringert,
das vom mit einem Prozesszyklus des Reaktors verbundenen Ändern der Temperaturbedingungen
herrührt.
Der
Körper 110,
der aus einem verarbeitbaren Material, z.B. Graphit, hergestellt
ist, ermöglicht es
ebenfalls dem zu der Reaktionskammer benachbarten Bereich des Körpers 110,
im wesentlichen kreisförmig
zu sein. Im Gegensatz ist der Gassammler nach dem Stand der Technik
aus Mehrfachpolygonen gebildet; und daher ist ein zu der Reaktionskammer
benachbarter Bereich nicht im wesentlichen kreisförmig. Dadurch,
dass der zu der Reaktionskammer benachbarte Bereich des Gaskörpers 110 so ausgebildet
wird, um im wesentlichen kreisförmig
zu sein, ist der radiale Strom der Reaktionsgase in dem Gassammler 100 konsistenter.
Der
Gassammler 100 ist nicht auf ein besonderes Merkmal beschränkt, das
den Gassammler 100 in der Reaktionskammer abstützt. Z.B.
kann der Boden des Körpers 110 des
Gassammlers 100 auf einer Fläche in der Reaktionskammer
ruhen. Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt, wie in 9A und 9B veranschaulicht,
ist der Körper 110 des Gassammlers 100 an
einer Oberseite einer Plattform 200 innerhalb der Reaktionskammer
durch einen Ansatz bzw. eine Lippe 128 abgestützt, die
sich von dem Körper 110 erstreckt.
Obwohl sich die Lippe 128 entlang der Oberseite der Plattform 200 um
irgendeine Strecke bzw. Distanz erstrecken kann, bedeckt gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung die Lippe 128 wenigstens 90%
der Breite der Oberseite der Plattform 200. Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt bedeckt die Lippe 128 vollständig die Breite
der Oberseite der Plattform 200. Durch Bedecken bzw. Abdecken
eines beträchtlichen
Bereichs der Oberseite der Plattform 200 mit der Lippe 128 können Blättchen bzw.
Schuppen, die durch an der Oberseite der Plattform 200 gebildetes
Niederschlagsmaterial verursacht sind, verringert oder verhindert
werden.
Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt enthält
das erste Element 112 die Einlässe 116 und das erste
Element 112 ruht an einer Oberseite der Plattform 200 innerhalb
der Reaktionskammer und ist daher relativ zu der Reaktionskammer
stationär. Wenn
so vorgegangen wird, ändern
die Einlässe 116 in
dem ersten Element 112 nicht ihre Positionen relativ zu
der Reaktionskammer. Somit ist durch Positionieren der Einlässe 116 bei
einem Element 112, das relativ zu der Reaktionskammer stationär ist, das Strömungsmuster
der Gase durch die Reaktionskammer konsistent und ändert sich
nicht von einem Chargenprozess zu dem nächsten und/oder von einem Gassammler
zu dem nächsten.
Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung ist der zu der Reaktionskammer benachbarte
Bereich des Körpers 110 so
ausgebildet, um die Bildung von stationären Wirbelströmen benachbart
zu dem Gassammler 100 dadurch zu verringern, dass der Strom der
Gase von der Reaktionskammer in den Gassammler 100 gestaltet
bzw. geformt wird. Die zu dem Gassammler 100 benachbarten,
stationären
Wirbelströme
können
die Reaktionsgase einfangen und diese eingefangenen Reaktionsgase
können
später in
die Reaktionskammer zu dem Nachteil des Prozesses wiedereingeführt werden.
Die
Erfindung ist nicht auf eine besondere Gestalt des zu der Reaktionskammer
benachbarten Bereichs des Körpers 110 beschränkt, um
einen Strom von Gasen in den Gassammler 100 so zu formen,
dass die Erzeugung von stationären
Wirbelströmen
verhindert wird. Z.B. kann, wie in 7 und 8 veranschaulicht,
der Körper 110 eine
Lippe 128 aufweisen, die sich von dem Körper 110 zu den Einlässen 116 benachbart
erstreckt, oder, wie in 9A und 9B veranschaulicht,
kann der Körper 110 zwei
Lippen 128a, 128b aufweisen, die sich von dem
Körper 110 erstrecken
und zu den Einlässen 116 benachbart
sind. Gemäß einem
gegenwärtigen Aspekt
verläuft
die Lippe 128 schräg
bzw. geneigt horizontal einwärts
in Richtung zu der Reaktionskammer und vertikal weg von dem Einlass 116.
Auf diese Art und Weise können
eine oder mehrere Lippen 128 den Strom der Gase in die
Einlässe 116 des
Gassammlers 100 so formen, dass die Bildung von stationären Wirbelströmen benachbart
zu dem Gassammler 100 verhindert wird.
Die
Erfindung ist nicht auf ein besonderes Profil der Lippe 128 beschränkt, das
einen Strom von Gasen in die Leitung 118 des Gassammlers 100 so formt,
um die Bildung von stationären
Wirbelströmen benachbart
zu dem Gassammler 100 zu verhindern. Z.B. weist, wie in
der 9A gezeigt, die Lippe 128a, 128b einen
Bereich mit einem geraden Profil auf, der sich zu der Reaktionskammer
hin und von dem Einlass 116 weg erstreckt. Jedoch kann
die Lippe 128 ein gekrümmtes
Profil oder sowohl ein gekrümmtes Profil
als auch ein gerades Profil aufweisen, wie in 9B veranschaulicht.
Wenn gekrümmt,
kann das Profil entweder konvex sein, wie in 9B veranschaulicht,
oder konkav.
Jede
Lippe 128 kann entweder an einem relativ zu den Einlässen 116 bewegbaren
Element 114 des Körpers 110 oder
an einem Element 112 des Körpers 110 positioniert
sein, das relativ zu den Einlässen 116 stationär ist. Z.B.
ist, wie in 9A gezeigt, die Lippe 128 an
einem Element 112 positioniert, das relativ zu den Einlässen 116 stationär ist. Auf
diese Art und Weise ist die positionsmäßige Beziehung zwischen der
Lippe 128 und den Einlässen 116 konstant;
und daher wird der von der Lippe 128 herrührende Strom
der Gase in die Einlässe 116 vorteilhafterweise
konsistent sein. Alternativ hierzu kann, wie in 9B gezeigt,
die Lippe 128b an einem Element 114 positioniert
sein, das relativ zu den Einlässen 116 bewegbar
ist.
Gemäß einem
Gesichtspunkt der Erfindung sind das erste Element 112 und
das zweite Element 114, zusätzlich dazu, dass sie relativ
zueinander bewegbar sind, ebenfalls relativ zueinander trennbar. Z.B.
kann das zweite Element 114 von dem ersten Element 112 leicht
entfernt werden, um die Leitung 118 freizulegen bzw. freizugeben.
Die Entfernbarkeit des ersten Elements 112 relativ zu dem
zweiten Element 114 begünstigt
einen leichten Zugang zu der Leitung 118. Dies kann während dem
periodischen Reinigen des Gassammlers 100 besonders vorteilhaft
sein, da sich innerhalb der Leitung Niederschlagsmaterial bilden
kann und ein Zugang zu diesem Niederschlagsmaterial innerhalb der
Leitung 118 andernfalls sehr schwierig sein kann.
Es
ist darauf hingewiesen worden, dass ein Gassammler 100 entsprechend
der Erfindung nach etwa 200–220
Prozesszyklen gereinigt wird, obwohl die Erfindung auf diese Art
und Weise nicht beschränkt
ist. Zusätzlich
kann der Gassammler 100 ohne irgendeine schädliche bzw.
nachteilige Wirkung auf den Gassammler 100 unbegrenzt wieder
bzw. erneut gereinigt werden. Jedoch erfordert der Gassammler nach
dem Stand der Technik ein häufigeres Reinigen
und der Gassammler wird in typischer Weise nur dreimal wiedergereinigt,
bevor der Gassammler durch einen neuen Gassammler ersetzt wird.
Somit liefert der Gassammler 100 entsprechend der Erfindung
gegenüber
dem Gassammler nach dem Stand der Technik beträchtliche Vorteile, die in einer bedeutend
reduzierten Häufigkeit
von Reinigungen und in einer bedeutend erhöhten Fähigkeit liegen, vor einem Austausch
wiedergereinigt zu werden.
Der
Gassammler 100 kann zusätzlich
eine oder mehrere Einrichtungen zum Pressen bzw. Drücken des
zweiten Elements 114 gegen den Deckel aufweisen, um eine
Dichtung zwischen dem Gassammler 100 und dem Deckel zu
bilden, und irgendeine, so befähigte
Einrichtung ist zur Verwendung bei dem Gassammler 100 annehmbar.
Zusätzlich
können
die Einrichtungen so angeordnet sein, dass eine gleichmäßig verteilte
Kraft auf das zweite Element 114 ausgeübt wird, um eine Dichtung zwischen
dem Gassammler 100 und dem Deckel zu bilden. Z.B. kann
ein sowohl das erste Element 112 als auch das zweite Element 114 berührender
Kolben innerhalb der Leitung 118 positioniert sein. Bei
Aktivierung bzw. Betätigung
kann der Kolben das zweite Element 114 gegen den Deckel
drücken,
um die Dichtung zwischen dem Gassammler 100 und dem Deckel
zu bilden.
Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt ist die Einrichtung zum Drücken des zweiten Elements 114 gegen
den Deckel elastisch bzw. federnd nachgiebig, derart, dass die Einrichtung
der gegen das zweite Element 114 drückenden Kraft des Deckels widersteht.
Z.B. kann eine federartige Einrichtung aus einer oder mehreren Federn 120 bestehen, die
sowohl das erste Element 112 als auch das zweite Element 114 berühren. Obwohl
nicht auf diese Art und Weise beschränkt, sind die Federn 120 innerhalb der
Leitung 118 positioniert. Zusätzlich können die Federn 120 offen
sein und in vorteilhafter Weise den Durchgang von Gasen durch die
Windungen der Feder 120 erlauben. Wenn so vorgegangen wird,
stört das
Anordnen der Federn 120 innerhalb der Leitung 118 nur
minimal den Durchgang der Reaktionsgase durch die Leitung 118.
Dies erlaubt es, dass eine größere Anzahl
von Federn 120 innerhalb der Leitung 118 positioniert
wird, ohne einen Auslass 124 zwischen jedem Paar von Federn 120 zu
erfordern.
Wenn
die Federn 120 innerhalb der Leitung 118 positioniert
sind, kann das erste Element 112 und/oder das zweite Element 114 Sitze
bzw. Aufnahmen 134 aufweisen, die den Federn 120 zugeordnet sind.
Diese Sitze 134 wirken, um eine seitliche Bewegung jeder
Feder 120 innerhalb der Leitung 118 zu verhindern,
und jeder so befähigte
Sitz 134 ist zur Verwendung bei dem Gassammler 100 annehmbar. Gemäß einem
gegenwärtigen
Gesichtspunkt sind die Sitze 134 in der Gestalt einer Ausnehmung
oder eines versenkten Loches innerhalb des ersten Elements 112.
Zusätzlich
kann der Durchmesser der Federn 120 etwas geringer sein
als die Breite bzw. Weite der Leitung 118. Auf diese Art
und Weise kann eine seitliche Bewegung der Federn 120 in
einer radialen Richtung des Gassammlers 100 durch die Seitenwände der
Leitung 118 verhindert werden.
Die
Federn 120 können
aus irgendeinem Material gebildet sein, das dazu befähigt ist,
den aus der Verwendung des Reaktors herrührenden Prozessbedingungen
ohne Verschlechterung standzuhalten. Wie zuvor erörtert, ist
ein zur Erläuterung
dienendes Beispiel für
ein Material, das dazu befähigt ist,
den Prozessbedingungen standzuhalten, Inconel, das von Inco Alloys
International hergestellt wird.
Obwohl
auf diese Art und Weise nicht beschränkt, werden die Federn 120 so
ausgewählt, dass
der männliche
Teil 132 der Zwischenelementdichtung 122 sich
in den weiblichen Teil 130 um etwa 40–60% der Tiefe des weiblichen
Teils 130 erstreckt, wenn der Gassammler 100 mit
dem Deckel in Eingriff ist. Zusätzlich
werden die Federn 120 so ausgewählt, dass der männliche
Teil 132 der Zwischenelementdichtung 122 sich
wenigstens teilweise in den weiblichen Teil 130 erstreckt,
wenn der Gassammler 100 mit dem Deckel nicht in Eingriff
ist, was in vorteilhafter Weise eine seitliche Bewegung des zweiten
Elements 114 relativ zu dem ersten Element 112 verhindert,
wenn der Gassammler 100 mit dem Deckel nicht in Eingriff
ist. Darüber
hinaus erlaubt, weil sich der männliche
Teil 132 nur teilweise in den weiblichen Teil 130 erstreckt,
wenn der Gassammler 100 mit dem Deckel nicht in Eingriff
ist, die Zwischenelementdichtung 122 eine Bewegung des
ersten Elements 112 relativ zu dem zweiten Element 114,
wenn der Deckel auf das zweite Element 114 abgesenkt ist,
um eine Dichtung zwischen dem zweiten Element 114 und dem
Deckel zu bilden.
Durch
Vorsehen eines aus Graphit gebildeten, starren Körpers ergibt der Gassammler
nach der vorliegenden Erfindung eine gleichmäßigere Strömung von Reaktionsgasen in
den Gassammler von der Reaktionskammer, was die Qualität des Materials erhöht, das
innerhalb der Reaktionskammer niedergeschlagen bzw. abgelagert
wird. Weiterhin verringert der Gassammler nach der vorliegenden
Erfindung die Bildung von verunreinigenden Blättchen bzw. Schuppen, die die
Zurückweisung
von Wafern verursachen können,
die innerhalb der Reaktionskammer beschichtet werden. Untersuchungen
bzw. Tests haben gezeigt, dass die Zurückweisungsrate von Wafern wegen
Verunreinigung bei Verwendung des Gassammlers nach der vorliegenden
Erfindung etwa 4,5% ist, wohingegen die Zurückweisungsrate von Wafern bei
Verwendung des Gassammlers nach dem Stand der Technik etwa 13,5%
ist. Der Gassammler nach der vorliegenden Erfindung ergibt daher
in vorteilhafter Weise eine erhöhte
Produktivität, verbunden
mit einer größeren Dauerhaftigkeit
bzw. Haltbarkeit und einer herabgesetzten Notwendigkeit für eine Reinigung,
wenn verglichen mit den Gassammler nach dem Stand der Technik.
Die
vorliegende Erfindung kann durch Verwenden herkömmlicher Materialien, herkömmlicher Methodik
bzw. Verfahren und herkömmlicher
Ausrüstung
ausgeführt
werden. Dementsprechend sind die Einzelheiten solcher Materialien,
Ausrüstung
und Verfahren hierin nicht im Detail angegeben. In den vorhergehenden
Beschreibungen sind zahlreiche, spezifische Details angegeben worden,
z.B. spezifische Materialien, Strukturen, Chemikalien, Verfahren,
usw., um ein gründliches
Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu ergeben. Es soll jedoch davon Notiz
genommen werden, dass die vorliegende Erfindung ausgeführt werden
kann, ohne von den spezifisch angegebenen Einzelheiten Gebrauch
zu machen. In anderen Fällen
bzw. Beispielen sind wohlbekannte Verfahrensausführungen im einzelnen nicht beschrieben
worden, um die vorliegende Erfindung nicht in unnötiger Weise
unklar zu machen.
Nur
ein exemplarischer Aspekt der vorliegenden Erfindung und allein
einige Beispiele ihrer Vielseitigkeit sind in der vorliegenden Offenbarung gezeigt
und beschrieben worden. Es versteht sich, dass die vorliegende Erfindung
in zahlreichen anderen Kombinationen und Milieus bzw. Umgebungen brauchbar
ist und innerhalb des Umfangs des erfinderischen Konzepts, wie hierin
zum Ausdruck gebracht, zu Änderungen
oder Abwandlungen befähigt ist.