DE102017101648A1 - transport ring - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport eines Substrates in Form eines eine Ringöffnung zumindest teilweise umgebenden ringförmigen Körpers (1), mit einem bezogen auf die Ringöffnung radial auswärts ragenden ersten Abschnitt (2) und mit einem radial einwärts ragenden zweiten Abschnitt (3), wobei die Abschnitte (2, 3) jeweils Wärmetransporteigenschaften aufweisen, die bei einem bezogen auf eine Flächennormale der Fläche der Ringöffnung axialen Temperaturunterschied einen axialen Wärmetransport durch die Abschnitte bestimmen. Zumindest eine Wärmetransporteigenschaften, spezifische Wärmeleitfähigkeit oder Emissivität der Oberfläche, des ersten Abschnitts (2) ist derart von der Wärmetransporteigenschaft des zweiten Abschnitts (3) verschieden, dass die in Achsrichtung durch ein Einheitsflächenelement fließende Wärme im ersten Abschnitt (2) kleiner ist als im zweiten Abschnitt (3).The invention relates to a device for transporting a substrate in the form of an annular opening (1) at least partially surrounding an annular opening, having a first section (2) projecting radially outward relative to the ring opening and having a second section (3) projecting radially inwards the sections (2, 3) each have heat transport properties which determine an axial heat transfer through the sections in the case of a temperature difference which is axial with respect to a surface normal of the surface of the ring opening. At least one of the heat transfer properties, specific heat conductivity or surface emissivity of the first section (2) is different from the heat transfer characteristic of the second section (3) such that the heat flowing in the axial direction through a unitary surface element is smaller in the first section (2) than in the second section Section (3).

Description

Gebiet der TechnikField of engineering

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Transport eines Substrates in Form eines eine Ringöffnung zumindest teilweise umgebenden ringförmigen Körpers, mit einem bezogen auf die Ringöffnung radial auswärts ragenden ersten Abschnitt und mit einem radial einwärts ragenden zweiten Abschnitt, wobei die Abschnitte erste bzw. zweite spezifische Wärmetransporteigenschaften aufweisen, die bei einem bezogen auf eine Flächennormale der Fläche der Ringöffnung axialen Temperaturunterschied einen axialen Wärmetransport durch die Abschnitte bestimmen.The invention relates to a device for transporting a substrate in the form of an annular opening at least partially surrounding the annular body, with a respect to the ring opening radially outwardly projecting first portion and having a radially inwardly projecting second portion, said portions having first and second specific heat transfer properties that determine an axial heat transfer through the sections in a relative to a surface normal of the surface of the ring opening axial temperature difference.

Stand der TechnikState of the art

Aus der WO 2012/096466 A2 ist ein CVD-Reaktor bekannt, bei dem auf einem drehbar in einer Prozesskammer angeordneten Suszeptor eine Vielzahl von Substrathaltern angeordnet sind. Die Substrathalter liegen in einer temperaturübertragenden flächigen Anlage auf der nach oben weisenden Breitseite eines von unten beheizten Suszeptors auf. Auf der nach oben weisenden Breitseite des Substrathalters liegt ein Substrat, insbesondere Halbleitersubstrat, welches mittels eines in die oberhalb des Suszeptors angeordnete Prozesskammer eingespeisten Prozessgase beschichtet wird. Um die Substrate automatisiert auf die Substrathalteroberseiten aufzulegen und von diesen wieder zu entfernen, ist ein Greifer vorgesehen, der zwei Greifarme aufweist, die unter den Rand eines Transportrings greifen, der auf einer Ringstufe des Substrathalters aufliegt und mit einem radial nach innen weisenden Abschnitt den äußeren Rand des Substrates untergreift. Ein nach radial außen weisender Abschnitt des Transportrings überragt die einen seitlichen Rand bestimmende Seitenfläche des Substrathalters, so dass der nach außen weisende Abschnitt des Transportrings von den beiden Greifarmen des Greifers untergriffen werden kann.From the WO 2012/096466 A2 For example, a CVD reactor is known in which a plurality of substrate holders are arranged on a susceptor rotatably arranged in a process chamber. The substrate holders are in a temperature-transmitting planar system on the upwardly facing broad side of a susceptor heated from below. A substrate, in particular a semiconductor substrate, which is coated by means of a process gas fed into the process chamber arranged above the susceptor is located on the upward-pointing broad side of the substrate holder. In order to automatically place the substrates on the substrate holder tops and remove them again, a gripper is provided which has two gripping arms which engage under the edge of a transport ring, which rests on an annular step of the substrate holder and with a radially inwardly facing portion of the outer Edge of the substrate engages below. A radially outwardly pointing section of the transporting ring projects beyond the side edge of the substrate holder which determines a lateral edge, so that the outwardly pointing section of the transporting ring can be grasped by the two gripping arms of the gripper.

Der Beschichtungsprozess erfolgt in einer Prozesskammer deren obere Wandung gekühlt ist, so dass sich zwischen dem beheizten Suszeptor und der Prozesskammerdecke ein steiler Temperaturgradient ausbildet. Der Temperaturgradient hat einen Wärmefluss vom Suszeptor zur Prozesskammerdecke zur Folge, wobei der Wärmefluss aufgrund der hohen Suszeptortemperatur von mehr als 500 Grad Celsius, bei einigen Prozessen auch mehr als 1000 Grad Celsius, durch Wärmestrahlung und über den Substrathalter und das darauf aufliegende Substrat auch über Wärmeleitung erfolgt.The coating process takes place in a process chamber whose upper wall is cooled, so that a steep temperature gradient is formed between the heated susceptor and the process chamber ceiling. The temperature gradient has a heat flow from the susceptor to the process chamber ceiling result, the heat flow due to the high susceptor temperature of more than 500 degrees Celsius, in some processes more than 1000 degrees Celsius, by heat radiation and on the substrate holder and the substrate resting thereon also via heat conduction he follows.

Eine ähnliche Vorrichtung wird in der DE 10 2004 058 521 A1 beschrieben. Dort liegt das Substrat allerdings nicht auf einem zweiten Abschnitt des Transportrings auf. Der Transportring trägt vielmehr ein radial einwärts ragendes, ringförmiges Stützelement, auf dem sich der äußere Rand des Substrates abstützt.A similar device is used in the DE 10 2004 058 521 A1 described. There, however, the substrate does not rest on a second section of the transport ring. Rather, the transport ring carries a radially inwardly projecting, annular support member on which the outer edge of the substrate is supported.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Transportring derart weiterzubilden, dass die auf dem Substrat abgeschiedene Schicht eine höhere laterale Homogenität bekommt.The invention is based on the object of further developing the transport ring in such a way that the layer deposited on the substrate acquires a higher lateral homogeneity.

Modellrechnungen haben ergeben, dass sich bei einer herkömmlichen Anordnung eines Transportrings in einem CVD-Reaktor der nach radial außen gerichtete erste Abschnitt zur Auflage auf Greifarmen eines Greifers auf eine niedrigere Temperatur aufheizt als der radial einwärts ragende zweite Abschnitt zum Untergreifen des Randes eines Substrates. Als Folge der Temperaturleitfähigkeit des Körpers, der den Transportring ausbildet, fließt vom zweiten Abschnitt Wärme zum ersten Abschnitt, was zur Folge hat, dass der Randbereich des Substrates eine niedrigere Oberflächentemperatur besitzt als der Zentralbereich des Substrates, der oberhalb einer nach oben weisenden Breitseitenfläche des Substrathalters angeordnet ist und insbesondere berührend auf dieser Breitseitenfläche aufliegt. Als Folge dieses Temperaturunterschiedes herrschen im Randbereich andere Wachstumsbedingungen als im Zentralbereich, was dazu führt, dass die stöchiometrische Zusammensetzung der auf dem Substrat abgeschiedenen Schicht, deren Schichtdicke oder deren Dotierung zumindest im Randbereich eine Inhomogenität aufweist. An den Transportring wird zum einen die Anforderung gestellt, im Bereich, der den Rand des Substrates trägt, eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufzuweisen, damit vom Suszeptor bereitgestellte Wärme durch den Substrathalter und den Transportring hindurch bis in den Rand des Substrates fließt, um den Rand des Substrates auf dieselbe Temperatur aufzuheizen, auf die der Zentralbereich des Substrates aufgeheizt wird. Andererseits soll der Wärmeverlust aus dem den Rand des Substrates tragenden Abschnitt des Transportrings in Richtung zu dem Abschnitt des Transportrings, der zur Auflage auf den Greifer benötigt wird, minimal sein.Model calculations have shown that in a conventional arrangement of a transport ring in a CVD reactor, the radially outwardly directed first section to rest on gripping arms of a gripper heats up to a lower temperature than the radially inwardly projecting second section for engaging under the edge of a substrate. As a result of the thermal conductivity of the body forming the transport ring, heat flows from the second section to the first section, with the result that the edge region of the substrate has a lower surface temperature than the central region of the substrate above an upwardly facing broadside surface of the substrate holder is arranged and in particular rests touching on this broadside surface. As a consequence of this temperature difference, other growth conditions prevail in the edge region than in the central region, with the result that the stoichiometric composition of the layer deposited on the substrate, its layer thickness or its doping has an inhomogeneity at least in the edge region. On the transport ring, on the one hand, the requirement is made to have a high thermal conductivity in the region which supports the edge of the substrate so that heat provided by the susceptor flows through the substrate holder and the transport ring into the edge of the substrate around the edge of the substrate to heat to the same temperature to which the central region of the substrate is heated. On the other hand, the heat loss from the edge of the substrate carrying portion of the transport ring towards the portion of the transport ring, which is required for resting on the gripper, to be minimal.

Erfindungsgemäß sollen die Abschnitte des Körpers unterschiedliche Wärmetransporteigenschaften aufweisen. Zur Definition der Abstände wird von einer gedachten Achse ausgegangen, die sich in Richtung der Flächennormalen der vom Körper zumindest teilweise umschlossenen Fläche der Ringöffnung erstreckt. Der erste Abschnitt, der dazu dient von den Greifarmen des Greifers untergriffen zu werden, ist erfindungsgemäß ein radial auswärts ragender Abschnitt. Der zweite Abschnitt, der insbesondere eine dickenverminderte Stufe ausbildet, auf der der Rand des Substrates aufliegt, ist erfindungsgemäß ein radial einwärts ragender Abschnitt. Der Wärmetransport durch den Körper erfolgt in Achsrichtung, nämlich von einer nach unten weisenden Breitseite des Körpers in Richtung einer nach oben zur Prozesskammerdecke weisenden Breitseitenfläche des Körpers. Die Wärmetransporteigenschaften können insbesondere die spezifische Wärmeleitfähigkeit der Abschnitte oder die Emissivitäten der Oberflächen der Abschnitte sein. Erfindungsgemäß ist zumindest eine der Wärmetransporteigenschaften derart verschieden im ersten Abschnitt und im zweiten Abschnitt, dass die in Achsrichtung durch ein Einheitsflächenelement fließende Wärme im ersten Abschnitt kleiner ist als im zweiten Abschnitt. Der erste, radial auswärts angeordnete Abschnitt besitzt somit einen größeren Wärmeflusswiderstand als der zweite Abschnitt, der den Rand des Substrates in berührender Anlage stützt. Alternativ oder in Kombination dazu kann die Emissivität der Oberfläche des ersten Abschnitts kleiner sein als die Emissivität des zweiten Abschnitts. Der den Transportring ausbildende Körper kann ein Ring sein. Der ringförmige Körper kann einen geschlossenen oder einen offenen Ring ausbilden. Der erste Abschnitt kann unmittelbar an den zweiten Abschnitt angrenzen. Die Grenze zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt kann im Bereich der Ringstufe des Substrathalters verlaufen, auf dem der ringförmige Körper aufliegt. Die Grenze kann aber auch unmittelbar oberhalb des Randes, also der Seitenfläche des Substrathalters liegen. Die Grenze kann aber auch in einem Bereich des ringförmigen Körpers liegen, der über den Rand des Substrathalters in Radialauswärtsrichtung hinausragt. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Abschnitt nicht unmittelbar an den zweiten Abschnitt angrenzt, sondern dass sich zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt ein Zwischenabschnitt erstreckt. Dieser dritte Abschnitt kann dieselben Wärmetransporteigenschaften, also insbesondere denselben Wärmeflusswiderstand aufweisen, den der zweite Abschnitt, also der Abschnitt aufweist, auf dem das Substrat mit seinem Rand aufliegt. Die Grenze zwischen dem ersten Abschnitt und dem dritten Abschnitt kann auf der Ringstufe des Substrathalters liegen. Er kann auf dem Rand der Ringstufe oder radial außerhalb der Ringstufe liegen. Der erste Abschnitt überragt den Substrathalter in Radialauswärtsrichtung bevorzugt vollständig. Er ragt somit frei über eine Seitenfläche des Substrathalters, so dass er von der Oberfläche des Suszeptors strahlungsbeheizt wird. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Transportrings hat die Folge, dass das Entweichen von Energie in Form von Wärme aus dem ringförmigen Körper gegenüber dem Stand der Technik vermindert wird. Der oben geschilderte Abkühlungseffekt wird dadurch reduziert mit der Folge, dass die Randtemperatur des Substrates weniger stark von der Zentraltemperatur des Substrates abweicht. Die verminderte Wärmeleitfähigkeit führt dazu, dass weniger Wärme vom zweiten Abschnitt, der über einen Kontakt zum Substrathalter aufgeheizt wird, zum ersten Bereich fließt, wo die Wärme im Wesentlichen durch Strahlung oder durch Wärmeleitung über das in der Prozesskammer sich befindende Gas abgeleitet wird. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die nach oben weisende Breitseitenfläche des ersten Abschnitts eine geringe Emissivität aufweist, was auch zur Folge hat, dass die Energieabgabe in Richtung der gekühlten Prozesskammerdecke durch Strahlung vermindert wird. Der ringförmige Körper, der ein Mittel darstellt um das Substrat mit einem Greifer zu handhaben, ist bevorzugt aus mehreren Bestandteilen gefügt, wobei die Bestandteile unterschiedliche Wärmeleitfähigkeiten oder deren Oberflächen unterschiedliche Emissivitäten aufweisen. Bevorzugt wird der erste Abschnitt von einem Ringelement ausgebildet oder er wird von mehreren Ringelementen ausgebildet, die eine geringe spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Der radial äußere Abschnitt besitzt somit ein oder mehrere Ringelemente aus Quarz, Zirkonoxid oder einem anderen Werkstoff, so dass er verglichen mit dem Material des radial einwärts ragenden Abschnitts eine geringere spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist. Der radial einwärts ragende Abschnitt kann einen Grundkörper ausbilden, der eine hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist. Dieser Grundkörper kann aus Graphit, Siliciumkarbid oder einem anderen gut wärmeleitenden Werkstoff bestehen. Die unterschiedlichen Emissivitäten können nicht nur die Materialauswahl definiert werden. Es ist auch möglich, die Oberflächen der Abschnitte unterschiedlich zu beschichten. Es ist auch vorgesehen, dass insbesondere der erste Abschnitt ein Reflexionselement aufweist. Das Reflexionselement kann ein Metallstreifen sein, der nach außen hin gekapselt ist, wobei die Kapselung durch ein transparentes Material erfolgen kann. Der erste Abschnitt kann aus ein oder mehreren Ringelementen aus einem transparenten Material und/oder mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen. Die Ringelemente kapseln eine reflektierende Schicht, bei der es sich um eine Metallschicht handeln kann. Die Emissivität der Oberfläche des ersten Abschnitts kann kleiner 0,3 sein. Die Emissivität der Oberfläche des zweiten Abschnitts und/oder des dritten Abschnitts ist größer als 0,3. Relevant ist hier die zur Prozesskammerdecke weisende Oberfläche. Die spezifischen Wärmeleitfähigkeiten können sich um den Faktor 10 unterscheiden. Die spezifische Wärmeleitfähigkeit des zweiten Abschnitts ist bevorzugt mindestens 10-mal so groß wie die spezifische Wärmeleitfähigkeit des ersten Abschnitts. In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass sich ein Grundkörper, aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, beispielsweise Graphit oder Zirkonoxid über die gesamte radiale Breite des ringförmigen Körpers erstreckt. Der Grundkörper bildet somit den zweiten Abschnitt aus. Der Grundkörper bildet einen Tragabschnitt des ersten Abschnitts, auf dem ein ringförmiges Element mit geringer Wärmeleitfähigkeit und/oder einer hohen Reflektivität angeordnet ist. Der erste Abschnitt und der dritte Abschnitt bilden zusammen eine zur Prozesskammerdecke weisende Oberfläche. Der erste Abschnitt bildet ebenfalls eine zur Prozesskammerdecke weisende Oberfläche, wobei die Oberfläche des ersten Abschnitts bevorzugt mindestens doppelt so groß ist wie die Oberfläche des dritten Abschnitts. Die Grenze zwischen dem dritten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt kann im Bereich einer Begrenzungsfläche der Auflagezone liegen, auf der der Rand des Substrates aufliegt. Der dritte Abschnitt besitzt somit bevorzugt eine größere in Achsrichtung gemessene Dicke als der zweite Abschnitt, wobei der erste Abschnitt bevorzugt dieselbe axiale Dicke aufweist wie der dritte Abschnitt. Der erste und der dritte Abschnitt unterscheiden sich aber hinsichtlich ihres Wärmeflusswiderstandes.According to the invention, the sections of the body should have different heat transport properties. To define the distances, it is assumed that an imaginary axis extends in the direction of the surface normal of the surface of the ring opening which is at least partially enclosed by the body. The first section, which serves to be engaged by the gripping arms of the gripper, is according to the invention a radially outwardly projecting section. The second section, which forms in particular a reduced-thickness stage on which the Edge of the substrate rests, according to the invention is a radially inwardly projecting portion. The heat transport through the body takes place in the axial direction, namely from a broadside of the body pointing downwards in the direction of a broad side surface of the body pointing upwards towards the process chamber ceiling. The heat transport properties may in particular be the specific heat conductivity of the sections or the emissivities of the surfaces of the sections. According to the invention, at least one of the heat transport properties is so different in the first section and in the second section that the heat flowing in the axial direction through a unitary surface element is smaller in the first section than in the second section. The first radially outwardly disposed portion thus has a greater heat flow resistance than the second portion which supports the edge of the substrate in contacting abutment. Alternatively, or in combination, the emissivity of the surface of the first portion may be smaller than the emissivity of the second portion. The transport ring forming body may be a ring. The annular body may form a closed or an open ring. The first section may immediately adjoin the second section. The boundary between the first section and the second section may extend in the region of the annular step of the substrate holder, on which the annular body rests. However, the boundary can also lie directly above the edge, ie the side surface of the substrate holder. However, the boundary may also lie in a region of the annular body which projects beyond the edge of the substrate holder in the radial outward direction. In a development of the invention, it is provided that the first section does not directly adjoin the second section, but rather that an intermediate section extends between the first section and the second section. This third section may have the same heat transfer properties, ie in particular the same heat flow resistance, which the second section, that is to say the section on which the substrate rests with its edge. The boundary between the first portion and the third portion may be on the ring stage of the substrate holder. It can be on the edge of the ring step or radially outside the ring step. The first section preferably projects completely beyond the substrate holder in the radially outward direction. It thus protrudes freely over a side surface of the substrate holder, so that it is radiantly heated by the surface of the susceptor. The inventive design of the transport ring has the consequence that the escape of energy in the form of heat from the annular body over the prior art is reduced. The above-described cooling effect is thereby reduced with the result that the edge temperature of the substrate deviates less strongly from the central temperature of the substrate. The reduced thermal conductivity causes less heat from the second portion, which is heated via contact with the substrate holder, to flow to the first region where the heat is dissipated substantially by radiation or by conduction through the gas in the process chamber. It is provided in particular that the upward-facing broadside surface of the first section has a low emissivity, which also has the consequence that the energy output in the direction of the cooled process chamber ceiling is reduced by radiation. The annular body, which is a means to handle the substrate with a gripper, is preferably made up of a plurality of components, wherein the components have different thermal conductivities or their surfaces have different emissivities. Preferably, the first portion is formed by a ring member or it is formed by a plurality of ring elements having a low specific thermal conductivity. The radially outer portion thus has one or more ring elements made of quartz, zirconium oxide or another material, so that it has a lower specific thermal conductivity compared to the material of the radially inwardly projecting portion. The radially inwardly projecting portion may form a main body having a high specific thermal conductivity. This basic body may consist of graphite, silicon carbide or another good heat-conducting material. The different emissivities can not only define the material selection. It is also possible to coat the surfaces of the sections differently. It is also provided that, in particular, the first section has a reflection element. The reflection element may be a metal strip which is encapsulated outwardly, wherein the encapsulation can be carried out by a transparent material. The first section may consist of one or more ring elements of a transparent material and / or with low thermal conductivity. The ring elements encapsulate a reflective layer, which may be a metal layer. The emissivity of the surface of the first section may be less than 0.3. The emissivity of the surface of the second section and / or the third section is greater than 0.3. Relevant here is the surface facing the process chamber ceiling. The specific thermal conductivities can differ by a factor of ten. The specific thermal conductivity of the second section is preferably at least 10 times as great as the specific thermal conductivity of the first section. In a preferred variant of the invention, it is provided that a base body, made of a good heat-conducting material, such as graphite or zirconium oxide extends over the entire radial width of the annular body. The main body thus forms the second section. The main body forms a support portion of the first section on which a annular element is arranged with low thermal conductivity and / or high reflectivity. The first section and the third section together form a surface facing the process chamber ceiling. The first section also forms a surface facing the process chamber ceiling, wherein the surface of the first section is preferably at least twice as large as the surface of the third section. The boundary between the third section and the second section may lie in the region of a boundary surface of the support zone, on which the edge of the substrate rests. The third section thus preferably has a greater thickness measured in the axial direction than the second section, wherein the first section preferably has the same axial thickness as the third section. However, the first and third sections differ in their heat flow resistance.

Figurenlistelist of figures

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 schematisch die Draufsicht auf eine Suszeptoranordnung in einem CVD-Reaktor,
  • 2 den Schnitt gemäß der Linie II - II in 1,
  • 3 eine Darstellung gemäß 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels und
  • 4 eine Darstellung gemäß 3 eines dritten Ausführungsbeispiels.
In the following the invention will be explained in more detail by means of exemplary embodiments. Show it:
  • 1 1 is a schematic plan view of a susceptor arrangement in a CVD reactor,
  • 2 the section according to the line II - II in 1 .
  • 3 a representation according to 2 a second embodiment and
  • 4 a representation according to 3 a third embodiment.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden kristalliner oder nicht kristalliner Schichten, insbesondere Halbleiterschichten auf einem Substrat 11, welches mit seiner Unterseite auf einer Auflagefläche 13 eines Substrathalters 12 aufliegt. Die untere Breitseitenfläche 14 des kreisscheibenförmigen Substrathalters 12 liegt in berührender Anlage auf einer nach oben weisenden Oberfläche 17 eines Suszeptors 16 auf, der mit nicht dargestellten Heizelementen von unten beheizt wird.The invention relates to a device for depositing crystalline or non-crystalline layers, in particular semiconductor layers, on a substrate 11 which with its underside on a bearing surface 13 a substrate holder 12 rests. The lower broadside surface 14 the circular disc-shaped substrate holder 12 lies in touching contact on an upwardly facing surface 17 a susceptor 16 on, which is heated with heating elements, not shown from below.

Oberhalb des Substrates 11 befindet sich eine Prozesskammer, in die mittels eines nicht dargestellten Gaseinlassorgans Prozessgase eingespeist werden, die sich entweder in der Prozesskammer oder auf der Oberfläche des beheizten Substrates 11 pyrolytisch zerlegen. Die Zerlegungsprodukte reagieren miteinander und bilden eine insbesondere kristalline Schicht aus, die aus zwei, drei oder mehreren Bestandteilen bestehen kann.Above the substrate 11 There is a process chamber into which process gases are fed by means of a gas inlet element, not shown, which are located either in the process chamber or on the surface of the heated substrate 11 decompose pyrolytically. The decomposition products react with each other and form a particular crystalline layer, which may consist of two, three or more components.

Nach oben hin wird die Prozesskammer durch eine Prozesskammerdecke 19 begrenzt, die mit nicht dargestellten Kühlelementen gekühlt wird.At the top, the process chamber is through a process chamber ceiling 19 limited, which is cooled with cooling elements, not shown.

Die Suszeptortemperatur Ts liegt zwischen 500 Grad und 1000 Grad Celsius. Die Temperatur Tc der Prozesskammerdecke 19 liegt in einem Bereich zwischen 100 Grad und 300 Grad Celsius. Als Folge dieses Temperaturunterschiedes bildet sich zwischen der Oberseite 17 des Suszeptors 16 und der Prozesskammerdecke 19 ein vertikaler Temperaturgradient aus, der zur Folge hat, dass Wärme vom Suszeptor 16 zur Prozesskammerdecke 19 fließt. Dies erfolgt einerseits durch Wärmestrahlung aber auch durch Wärmeleitung durch den Substrathalter 12, der aus gut wärmeleitfähigem Material, beispielsweise Graphit, besteht.The susceptor temperature ts is between 500 degrees and 1000 degrees Celsius. The temperature tc the process chamber ceiling 19 lies in a range between 100 degrees and 300 degrees Celsius. As a result of this temperature difference forms between the top 17 of the susceptor 16 and the process chamber ceiling 19 a vertical temperature gradient, which has the consequence that heat from the susceptor 16 to the process chamber ceiling 19 flows. This is done on the one hand by heat radiation but also by heat conduction through the substrate holder 12 , which consists of good thermally conductive material, such as graphite.

Die 1 zeigt die Draufsicht auf einen Boden einer Prozesskammer. Auf einem, in der 1 nicht sichtbaren, von unten beheizten Suszeptor 16 liegen mehrere, ebenfalls nicht sichtbare, Substrathalter 12 die eine Kreisscheibenform besitzen. Auf einer, in der 1 ebenfalls nicht sichtbaren, Ringstufe 15, die eine Tragfläche ausbildet, ruht jeweils ein ringförmiger Körper 1, der einen Transportring ausbildet. Die einzelnen Substrathalter 12 sind von Zwischenstücken 21, 22 umgeben, die die Fläche zwischen den einzelnen Substrathaltern 12 ausfüllen und die aus einem gut wärmeleitfähigen Material, beispielsweise Graphit, gefertigt sind.The 1 shows the top view of a bottom of a process chamber. On one, in the 1 invisible, susceptor heated from below 16 are several, also not visible, substrate holder 12 which have a circular disk shape. On one, in the 1 also not visible, ring stage 15, which forms a bearing surface, each rests an annular body 1 making a transport ring. The individual substrate holders 12 are of intermediate pieces 21 . 22 surround the area between each substrate holder 12 fill and which are made of a good thermal conductivity material, such as graphite.

Zu jedem Substrathalter 12 bzw. Transportring 1 sind zwei im Wesentlichen radial und parallel zueinander verlaufende Kanäle 23 in den Zwischenstücken 22 vorgesehen, durch die Arme eines nicht dargestellten Greifers unter eine untere Breitseitenfläche eines ersten Abschnitts 2 des ringförmigen Körpers 1 greifen können, um den ringförmigen Körper 1 anzuheben. Auf einem radial einwärts ragenden zweiten Abschnitt 3 des ringförmigen Körpers 1 ruht der Rand des Substrates 11, so dass durch Anheben des ringförmigen Körpers 1 das Substrat 11 vom Substrathalter 12 entfernt werden kann.To every substrate holder 12 or transport ring 1 are two substantially radially and parallel to each other channels 23 in the intermediate pieces 22 provided by the arms of a gripper, not shown, below a lower broad side surface of a first section 2 of the annular body 1 to the annular body 1 to raise. On a radially inwardly projecting second section 3 of the annular body 1 the edge of the substrate rests 11 , so by lifting the annular body 1 the substrate 11 from the substrate holder 12 can be removed.

Die 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Transportrings 1, der einen ersten Abschnitt 2 aufweist, der bezogen auf eine durch die Öffnungsfläche des Transportrings 1 gezogene Achse ein radial äußerer Abschnitt 2 ist. Der radial äußere Abschnitt 2 besitzt eine zur Prozesskammerdecke 19 weisende obere Breitseitenfläche 4 und eine zum Suszeptor 16 weisende untere Breitseitenfläche 6, wobei die untere Breitseitenfläche 6 direkt der Oberseite 17 des Suszeptors 16 gegenüberliegt und somit Wärmestrahlung empfängt, die der Suszeptor 16 emittiert. Die Wärme Q1 durchströmt den ersten Abschnitt 2 in Achsrichtung und wird im Wesentlichen über Wärmestrahlung von der oberen Breitseitenfläche 4 in Richtung auf die Prozesskammerdecke 19 abgegeben.The 2 shows a first embodiment of a transport ring 1 , the first section 2 having, based on a through the opening surface of the transport ring 1 pulled axis a radially outer portion 2 is. The radially outer section 2 has one to the process chamber ceiling 19 facing upper broadside surface 4 and one to the susceptor 16 pointing lower broadside surface 6 , wherein the lower broadside surface 6 directly to the top 17 of the susceptor 16 opposite and thus receives heat radiation, the susceptor 16 emitted. The heat Q 1 flows through the first section 2 in the axial direction and is essentially about thermal radiation from the upper broad side surface 4 towards the process chamber ceiling 19 issued.

Ein radial nach innen ragender zweiter Abschnitt 3 besitzt eine geringere axiale Dicke als der erste Abschnitt 2. Der zweite Abschnitt 3 besitzt eine nach unten weisende Breitseitenfläche 7, mit der der zweite Abschnitt 3 auf einer nach oben weisenden Ringstufe 15 des Substrathalters 12 aufliegt. Auf einer nach oben weisenden Breitseitenfläche, die eine Auflagefläche 5 ausbildet, ruht der Rand des Substrates 11.A radially inwardly projecting second section 3 has a smaller axial thickness than the first section 2 , The second section 3 has a downward facing broadside surface 7 with which the second section 3 on an upwardly facing ring step 15 of the substrate holder 12 rests. On an upward-facing broadside surface, which is a support surface 5 forms, rests the edge of the substrate 11 ,

Das Substrat 11 wird über Wärmeleitung durch den Substrathalter 12 und durch Wärmeleitung durch die Auflagefläche 13 auf eine Prozesstemperatur aufgeheizt. Der Rand des Substrates 11 wird durch den Wärmefluss Q2 durch den zweiten Abschnitt 3 aufgeheizt, nämlich durch einen Wärmefluss von der Breitseitenfläche 7 zur Auflagefläche 5. Der Wärmetransport vom Suszeptor 16 zum ersten Abschnitt 2 ist geringer als der Wärmetransport vom Suszeptor 16 zum zweiten Abschnitt 3, so dass die Tendenz besteht, dass Wärme von zweiten Abschnitt 3 zum ersten Abschnitt 2 fließt, die durch Wärmestrahlung von der Breitseitenfläche 4 zur Prozesskammerdecke 19 abgestrahlt wird. Zur Verminderung dieses vertikalen bzw. radialen Wärmeflusses innerhalb des Transportrings 1 ist vorgesehen, dass die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Abschnitts 3 größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des ersten Abschnitts 2.The substrate 11 is via heat conduction through the substrate holder 12 and by heat conduction through the support surface 13 heated to a process temperature. The edge of the substrate 11 is due to the heat flow Q 2 through the second section 3 heated, namely by a heat flow from the broadside surface 7 to the contact surface 5 , The heat transfer from the susceptor 16 to the first section 2 is less than the heat transfer from the susceptor 16 to the second section 3 so that the tendency is that heat from second section 3 to the first section 2 flows, by heat radiation from the broadside surface 4 to the process chamber ceiling 19 is emitted. To reduce this vertical or radial heat flow within the transport ring 1 is provided that the thermal conductivity of the second section 3 greater than the thermal conductivity of the first section 2 ,

Der zweite Abschnitt 3 kann unmittelbar an den ersten Abschnitt 2 angrenzen.The second section 3 can go directly to the first section 2 adjoin.

Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jedoch zwischen dem ersten Abschnitt 2 und dem zweiten Abschnitt 3 ein dritter Abschnitt 8 vorgesehen. Der dritte Abschnitt 8 besitzt eine nach oben weisende Breitseitenfläche 9, die mit der Breitseitenfläche 4 bündig abschließt. Eine nach unten weisende Breitseitenfläche 10 des dritten Abschnitts 8 schließt bündig mit der Breitseitenfläche 6 des ersten Abschnitts 2 ab.In the in the 2 However, the embodiment shown is between the first section 2 and the second section 3 a third section 8th intended. The third section 8th has an upwardly facing broadside surface 9 that with the broadside surface 4 flush. A downward facing broadside surface 10 of the third section 8th closes flush with the broadside surface 6 of the first section 2 from.

Der zweite Abschnitt 3 grenzt an den dritten Abschnitt 8 im Bereich einer vertikalen Begrenzungsfläche 20, die den dickenverminderten Bereich des zweiten Abschnitts 3 umgrenzt. Die Begrenzungsfläche 20 bildet eine Stufe aus.The second section 3 adjoins the third section 8th in the area of a vertical boundary surface 20 that the thinned area of the second section 3 circumscribed. The boundary surface 20 forms a level.

Die Materialeigenschaften des zweiten Abschnitts 3 sind im Wesentlichen dieselben wie die Materialeigenschaften des dritten Abschnitts 8. Die Materialeigenschaften des ersten Abschnitts 2 unterscheiden sich von den Materialeigenschaften des zweiten Abschnitts 3 dadurch, dass mit ihnen der Wärmeflusswiderstand des ersten Abschnitts 2 größer ist als der Wärmeflusswiderstand des zweiten Abschnitts 3. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Abschnitts 3 und gegebenenfalls des dritten Abschnitts 8 größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des ersten Abschnitts 2. Der erste Abschnitt 2 und der zweite Abschnitt 3 bzw. der dritte Abschnitt 8 können aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt sein. Der ringförmige Körper 1 kann aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein. Die Teile können miteinander formschlüssig oder kraftschlüssig verbunden sein. Die Teile können aber auch miteinander versintert sein. Es kann sich auch um einen Mehrkomponentenkörper handeln.The material properties of the second section 3 are essentially the same as the material properties of the third section 8th , The material properties of the first section 2 differ from the material properties of the second section 3 in that with them the heat flow resistance of the first section 2 greater than the heat flow resistance of the second section 3 , It is especially provided that the thermal conductivity of the second section 3 and possibly the third section 8th greater than the thermal conductivity of the first section 2 , The first paragraph 2 and the second section 3 or the third section 8th can be made of different materials. The annular body 1 can be composed of several parts. The parts can be connected to each other positively or non-positively. The parts can also be sintered together. It can also be a multi-component body.

Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Grenze zwischen dem ersten Abschnitt 2 und dem dritten Abschnitt 8 bzw. die Grenze zwischen dem dritten Abschnitt 8 und dem zweiten Abschnitt 3 oberhalb der Ringstufe 15 des Substrathalters 12.In the in the 2 illustrated embodiment, the boundary between the first section 2 and the third section 8th or the border between the third section 8th and the second section 3 above the ring step 15 of the substrate holder 12 ,

Die nach oben weisenden Breitseitenflächen 4, 9 und 5, sowie die nach unten weisenden Breitseitenflächen 6, 10 und 7 besitzen ein Emissionsvermögen für infrarote Strahlung und ein Reflexionsvermögen für infrarote Strahlung. Das Emissionsvermögen der dem ersten Abschnitt 2 zugeordneten Oberflächen 4, 6, zumindest aber der nach oben weisenden Breitseitenfläche 4 ist geringer als das Emissionsvermögen der dem zweiten Abschnitt 3 zugeordneten Breitseitenflächen 4, 7 und der dem dritten Abschnitt 8 zugeordneten Breitseitenflächen 9, 10, wobei zumindest das Emissionsvermögen der nach oben weisenden Breitseitenfläche 5 größer ist als das Emissionsvermögen der nach oben weisenden Breitseitenfläche 4. Dementsprechend besitzen die Breitseitenflächen 4, 6 ein höheres Reflexionsvermögen als die Breitseitenflächen 5 und 7 bzw. 9 und 10.The upward facing broadside surfaces 4 . 9 and 5 , as well as the downward facing broadside surfaces 6 . 10 and 7 have an infrared radiation emissivity and infrared radiation reflectivity. The emissivity of the first section 2 associated surfaces 4 . 6 , but at least the upward facing broadside surface 4 is less than the emissivity of the second section 3 associated broadside surfaces 4 . 7 and the third section 8th associated broadside surfaces 9 . 10 , wherein at least the emissivity of the upwardly facing broadside surface 5 greater than the emissivity of the upwardly facing broadside surface 4 , Accordingly, have the broadside surfaces 4 . 6 a higher reflectivity than the broadside surfaces 5 and 7 respectively. 9 and 10 ,

Es kann aber ausreichen, wenn lediglich eine der Wärmetransporteigenschaften Wärmeleitfähigkeit, Emissionsvermögen oder Reflexionsvermögen verschieden ist.However, it may be sufficient if only one of the heat transfer properties thermal conductivity, emissivity or reflectivity is different.

Die 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der ringförmige Körper 1 einen Grundkörper 24 ausbildet, der materialeinheitlich den zweiten Abschnitt, den dritten Abschnitt und einen unteren Bereich des ersten Abschnitts ausbildet. Der zweite Abschnitt 3 unterscheidet sich vom dritten Abschnitt 8 im Wesentlichen dadurch, dass die axiale Dicke des dritten Abschnitts größer ist als die axiale Dicke des zweiten Abschnitts 3, so dass die Auflagefläche 5 an eine vertikale Stufe 20 angrenzt, die in die obere Breitseitenfläche 9 des dritten Abschnitts 8 übergeht. Die unteren Breitseitenflächen 7, 6 gehen bündig ineinander über.The 3 shows a second embodiment of the invention, in which the annular body 1 a basic body 24 Forming the material unitary forms the second section, the third section and a lower portion of the first section. The second section 3 is different from the third section 8th essentially in that the axial thickness of the third section is greater than the axial thickness of the second section 3 so that the bearing surface 5 to a vertical step 20 adjacent to the upper broadside 9 of the third section 8th passes. The lower broadside surfaces 7 . 6 go flush together.

Auf einem Bereich des Grundkörpers 24 sind zwei Ringelemente 25, 26 aus einem transparenten Material angeordnet. Die Ringelemente 25, 26 können aus Quarz bestehen. Sie besitzen eine geringere Wärmeleitfähigkeit als der Werkstoff des Grundkörpers 24, der Graphit sein kann.On an area of the main body 24 are two ring elements 25 . 26 arranged from a transparent material. The ring elements 25 . 26 can be made of quartz. They have a lower thermal conductivity than the material of the body 24 which can be graphite.

Zwischen den beiden Ringelementen 25, 26 ist ein Reflexionskörper angeordnet. Es kann sich dabei um einen Metallfilm handeln, der zwischen den beiden Ringelementen 25, 26 gekapselt ist.Between the two ring elements 25 . 26 a reflection body is arranged. It may be it is a metal film between the two ring elements 25 . 26 is encapsulated.

Der Metallfilm 27 verleiht dem ersten Abschnitt 2 bzw. der zur Prozesskammerdecke weisenden Breitseitenfläche 4 des ersten Abschnitts 2 eine höhere Reflektivität und damit eine geringere Emissivität als die nach oben weisenden Breitseitenflächen 9 oder 5 des zweiten Abschnitts 3 bzw. des dritten Abschnitts 8.The metal film 27 gives the first section 2 or the broadside surface facing the process chamber ceiling 4 of the first section 2 a higher reflectivity and thus a lower emissivity than the upward-facing broadside surfaces 9 or 5 of the second section 3 or the third section 8th ,

Bei dem in der 4 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel bildet der Grundkörper 24 einen bis zum radial äußeren Rand des Transportrings 1 weisenden Fortsatz, der ebenso wie der Fortsatz des in der 3 dargestellten Ausführungsbeispiels eine nach oben weisende Auflagefläche ausbildet, die auf Höhe der Anlagefläche 5 verläuft und von der Anlage Fläche 5 durch einen ringförmigen Steg des dritten Abschnitts 8 getrennt ist.In the in the 4 illustrated third embodiment, the main body forms 24 one to the radially outer edge of the transport ring 1 pointing extension, which as well as the extension of in the 3 illustrated embodiment forms an upwardly facing support surface, the height of the contact surface 5 runs and from the plant area 5 through an annular web of the third section 8th is disconnected.

Auf dieser Auflagefläche des ersten Abschnitts 2 ruht hier ein einzelner ringförmiger Körper. Es handelt sich um ein Ringelement 25 aus einem Werkstoff mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit.On this bearing surface of the first section 2 here rests a single ring-shaped body. It is a ring element 25 made of a material with a low thermal conductivity.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Oberflächen und insbesondere die zur gekühlten Prozesskammer weisenden Oberflächen des Transportrings 1 unterschiedliche Emissivitäten aufweisen. Die radial nach außen liegenden Breitseitenflächen haben eine geringe Emissivität und demzufolge eine hohe Reflektivität. Die radial inneren Breitseitenflächen haben hingegen eine geringe Reflektivität und eine hohe Emissivität. Um stabile thermische Eigenschaften zu erreichen, sollte die Emissivität der Oberflächen bzw. von Oberflächenbeschichtungen nicht durch chemische Reaktionen oder parasitäre Depositionen verändert werden. Dies wird dadurch erreicht, dass Ringelemente verwendet werden, die aus einem transparenten Material mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Quarzglas bestehen. In dem Ringkörper wird eine reflektierende, insbesondere metallische Schicht eingekapselt, die allseitig von einem sie schützenden transparenten Material umgegeben ist. Die Reflektivität sollte größer als 60 Prozent sein.In particular, it is provided that the surfaces and in particular the surfaces of the transport ring facing the cooled process chamber 1 have different emissivities. The radially outward broadside surfaces have a low emissivity and consequently a high reflectivity. The radially inner broad side surfaces, however, have a low reflectivity and high emissivity. In order to achieve stable thermal properties, the emissivity of surfaces or surface coatings should not be altered by chemical reactions or parasitic depositions. This is achieved by using ring elements which consist of a transparent material with a low thermal conductivity, for example quartz glass. In the annular body, a reflective, in particular metallic layer is encapsulated, which is surrounded on all sides by a protective transparent material. The reflectivity should be greater than 60 percent.

Es ist insbesondere vorgesehen, dass zwischen einem Ringelement aus gering wärmeleitfähigem Werkstoff und der Auflagefläche 5 ein ringförmiger Steg angeordnet ist, der eine hohe Wärmeleitfähigkeit, also einen geringen spezifischen Wärmeflusswiderstand aufweist. Dadurch wird gewährleistet, dass die Temperatur im Randbereich des Substrates erhöht ist und das Substrat ausgehend von dieser Rippe auch seitlich erwärmt wird. Die den dritten Abschnitt 8 ausbildende Rippe wird über Wärmeleitung über die Ringstufe 15 beheizt. Die Oberfläche des ersten Abschnitts 2 sollte mindestens genau so groß sein wie die Oberfläche des dritten Abschnitts 8, wobei die radiale Breite des ringförmigen Stegs, der den dritten Abschnitt 8 ausbildet, mindestens 0,5 mm betragen sollte.It is provided in particular that between a ring element of low heat conductive material and the support surface 5 an annular web is arranged, which has a high thermal conductivity, ie a low specific heat flow resistance. This ensures that the temperature in the edge region of the substrate is increased and the substrate is also heated laterally from this rib. The third section 8 forming rib is via heat conduction through the ring stage 15 heated. The surface of the first section 2 should be at least as large as the surface of the third section 8th , wherein the radial width of the annular web, the third section 8th should be at least 0.5 mm.

In den 2 bis 4 ist der Substrathalter 12 als im Wesentlichen auf dem Suszeptor 16 aufliegend dargestellt. Der Substrathalter 12 kann aber auch in einer Tasche des Suszeptors 16 einliegen. Es ist ferner möglich, dass der Substrathalter 12 drehbar dem Suszeptor 16 zugeordnet ist. Beispielsweise können unterhalb der Breitseitenfläche 14 des Substrathalters 12 Gasaustrittskanäle münden, durch die ein Spülgas in den Zwischenraum zwischen Substrathalter 12 und Suszeptor 16 eingebracht wird, welches ein Gaspolster bildet, auf dem der Substrathalter 12 ruht. Durch eine geeignete Strömungsrichtung des Spülgases kann der Substrathalter 12 in Drehung versetzt werden.In the 2 to 4 is the substrate holder 12 as essentially on the susceptor 16 shown lying on top. The substrate holder 12 But it can also be in a bag of the susceptor 16 einliegen. It is also possible that the substrate holder 12 rotatable to the susceptor 16 assigned. For example, below the broadside surface 14 of the substrate holder 12 Gas outlet channels open, through which a purge gas in the space between substrate holder 12 and susceptor 16 is introduced, which forms a gas cushion, on which the substrate holder 12 rests. By a suitable flow direction of the purge gas, the substrate holder 12 be set in rotation.

Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zumindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenständig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinationen auch kombiniert sein können, nämlich:The above explanations serve to explain the inventions as a whole, which in each case independently further develop the prior art, at least by the following combinations of features, wherein two, several or all of these combinations of features may also be combined, namely:

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest eine Wärmetransporteigenschaften des ersten Abschnitts 2 derart von der Wärmetransporteigenschaft des zweiten Abschnitts 3 verschieden ist, dass die in Achsrichtung durch ein Einheitsflächenelement fließende Wärme im ersten Abschnitt 2 kleine ist als im zweiten Abschnitt 3.A device, characterized in that at least one heat transport properties of the first section 2 so from the heat transfer property of the second section 3 different is that the heat flowing in the axial direction through a unitary surface element in the first section 2 small is as in the second section 3 ,

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wärmetransporteigenschaft die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Abschnitts ist, wobei die spezifische Wärmeleitfähigkeit des ersten Abschnitts 2 kleiner ist als die des zweiten Abschnitts 3.A device characterized in that the heat transfer characteristic is the specific thermal conductivity of the section, the specific heat conductivity of the first section 2 smaller than the second section 3 ,

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wärmetransporteigenschaft die Emissivität zumindest einer in Achsrichtung weisenden Oberfläche der Abschnitte 2, 3 ist, wobei die Emissivität der Oberfläche des ersten Abschnitts 2 geringer ist als die Emissivität der Oberfläche des zweiten Abschnitts 3.A device characterized in that the heat transfer characteristic is the emissivity of at least one axially facing surface of the sections 2 . 3 is, with the emissivity of the surface of the first section 2 is less than the emissivity of the surface of the second section 3 ,

Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch einen zwischen dem ersten Abschnitt 2 und dem zweiten Abschnitt 3 angeordneten dritten Abschnitt 8, dessen Wärmetransporteigenschaften im Wesentlichen denen des zweiten Abschnitts 3 entsprechen.A device characterized by one between the first section 2 and the second section 3 arranged third section 8th , whose heat transport properties are essentially those of the second section 3 correspond.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der zweite Abschnitt 3 und gegebenenfalls der dritte Abschnitt 8 auf einer Ringstufe 15 eines Substrathalters 12 aufliegt.A device characterized in that the second section 3 and if necessary, the third section 8th on a ring step 15 a substrate holder 12 rests.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Substrathalter 12 von einem von unten beheizten Suszeptor 16 getragen wird und der erste Abschnitt 2 frei über eine Seitenfläche 18 des Substrathalters 12 ragt.A device characterized in that the substrate holder 12 from a susceptor heated from below 16 is worn and the first section 2 freely over a side surface 18 of the substrate holder 12 protrudes.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der ringförmige Körper 1 aus mehreren miteinander verbundenen Elementen 24, 25, 26 besteht, die voneinander verschiedene spezifische Wärmetransporteigenschaften aufweisen.A device characterized in that the annular body 1 of several interconnected elements 24 . 25 . 26 exists, which have different specific heat transfer properties from each other.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein oder mehrere dem ersten Abschnitt 2 zugeordnete Ringelemente 25, 26 eine geringe spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweisen und insbesondere aus Quarz oder Zirkonoxid bestehen und ein Grundkörper 24, der zumindest dem zweiten Abschnitt zugeordnet ist, eine hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist und insbesondere aus Graphit oder Siliciumkarbid besteht.A device characterized in that one or more of the first section 2 assigned ring elements 25 . 26 have a low specific thermal conductivity and in particular consist of quartz or zirconium oxide and a base body 24 , which is associated with at least the second portion, has a high specific thermal conductivity and in particular consists of graphite or silicon carbide.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die voneinander verschiedenen Emissivitäten der Oberflächen durch voneinander verschiedene Oberflächenbeschichtungen oder durch zumindest ein Reflexionselement 27 bestimmt sind.A device which is characterized in that the mutually different emissivities of the surfaces are determined by mutually different surface coatings or by at least one reflection element 27.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein oder mehrere dem ersten Abschnitt 2 zugeordnete Ringelemente 24, 25 aus einem transparenten Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, in dem eine reflektierende Schicht 27, insbesondere Metallschicht, gekapselt ist.A device characterized in that one or more of the first section 2 assigned ring elements 24 . 25 consist of a transparent material with low thermal conductivity, in which a reflective layer 27 , in particular metal layer, is encapsulated.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die spezifische Wärmeleitfähigkeit des zweiten Abschnitts 3 mindestens zehnmal so groß ist wie die spezifische Wärmeleitfähigkeit des ersten Abschnitts 2 und/ oder, dass die Emissivität der Oberfläche 4 des ersten Abschnitts 2 kleiner 0,3 ist und die Emissivität der Oberfläche 5, 9 des zweiten Abschnitts 3 und/oder des dritten Abschnitts 8 größer ist als 0,3.A device characterized in that the specific thermal conductivity of the second section 3 at least ten times the specific thermal conductivity of the first section 2 and / or that the emissivity of the surface 4 of the first section 2 is less than 0.3 and the emissivity of the surface 5 . 9 of the second section 3 and / or the third section 8th greater than 0.3.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der ringförmige Körper 1 von einem sich über den ersten Abschnitt 2 und dem zweiten Abschnitt 3 erstreckenden Grundkörper 24 ausgebildet ist, wobei der erste Abschnitt 2 zumindest ein Ringelement 25, 26 aufweist mit vom Grundkörper 24 verschiedenen Wärmetransporteigenschaften.A device characterized in that the annular body 1 from one over the first section 2 and the second section 3 extending body 24 is formed, wherein the first section 2 at least one ring element 25 . 26 has with of the main body 24 different heat transport properties.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der erste Abschnitt 2 und der dritte Abschnitt 8 jeweils eine zu einer Prozesskammerdecke 19 weisende Oberfläche 4, 9 aufweist, wobei die Oberfläche 4 des ersten Abschnitts 2 mindestens doppelt so groß ist wie die Oberfläche 9 des dritten Abschnitts 8.A device characterized in that the first section 2 and the third section 8th one each to a process chamber ceiling 19 facing surface 4 . 9 having, wherein the surface 4 of the first section 2 at least twice as large as the surface 9 of the third section 8th ,

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine zur Prozesskammerdecke 19 weisende Oberfläche 5 des zweiten Abschnitts 3 eine Auflagezone ausbildet zur Auflage des Randes des Substrates 11, wobei die Auflagezone von einer Begrenzungsfläche 20 des dritten Abschnitts 8 umgeben ist, der ebenso wie der zweite Abschnitt 3 mit einer zum Suszeptor 16 weisenden Oberfläche 10, 7 auf der Ringstufe 15 des Substrathalters 12 aufliegt.A device which is characterized in that one to the process chamber ceiling 19 pointing surface 5 of the second section 3 a support zone forms the support of the edge of the substrate 11 , wherein the support zone of a boundary surface 20 of the third section 8th is surrounded, as well as the second section 3 with one to the susceptor 16 pointing surface 10 . 7 on the ring step 15 of the substrate holder 12 rests.

Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another). The disclosure of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also incorporated in full in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application. The subclaims characterize with their features independent inventive developments of the prior art, in particular to make on the basis of these claims divisional applications.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
ringförmiger Körperannular body
22
erster Abschnittfirst section
33
zweiter Abschnittsecond part
44
BreitseitenflächeBroadside surface
55
Auflageflächebearing surface
66
BreitseitenflächeBroadside surface
77
BreitseitenflächeBroadside surface
88th
dritter Abschnittthird section
99
BreitseitenflächeBroadside surface
1010
BreitseitenflächeBroadside surface
1111
Substratsubstratum
1212
Substrathaltersubstrate holder
1313
Auflageflächebearing surface
1414
BreitseitenflächeBroadside surface
1515
Tragfläche, RingstufeWing, ring step
1616
Suszeptorsusceptor
1717
Oberseitetop
1818
Seitenflächeside surface
1919
ProzesskammerdeckeProcess chamber ceiling
2020
Begrenzungsflächeboundary surface
2121
Zwischenstückconnecting piece
22 22
Zwischenstückconnecting piece
2323
Kanalchannel
2424
Grundkörperbody
2525
Ringelement ring element
2626
Ringelementring element
2727
Reflexionselement reflection element
Tsts
Suszeptortemperatursusceptor
Tctc
Temperatur ProzesskammerdeckeTemperature process chamber ceiling
Q1 Q 1
Wärmewarmth
Q2 Q 2
Wärmeflussheat flow

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Claims (15)

Vorrichtung zum Transport eines Substrates in Form eines eine Ringöffnung zumindest teilweise umgebenden ringförmigen Körpers (1), mit einem bezogen auf die Ringöffnung radial auswärts ragenden ersten Abschnitt (2) und mit einem radial einwärts ragenden zweiten Abschnitt (3), wobei die Abschnitte (2, 3) jeweils Wärmetransporteigenschaften aufweisen, die bei einem bezogen auf eine Flächennormale der Fläche der Ringöffnung axialen Temperaturunterschied einen axialen Wärmetransport durch die Abschnitte bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Wärmetransporteigenschaften des ersten Abschnitts (2) derart von der Wärmetransporteigenschaft des zweiten Abschnitts (3) verschieden ist, dass die in Achsrichtung durch ein Einheitsflächenelement fließende Wärme im ersten Abschnitt (2) kleine ist als im zweiten Abschnitt (3).Device for transporting a substrate in the form of an annular body (1) at least partially surrounding an annular opening, having a first section (2) projecting radially outward relative to the ring opening and having a second section (3) protruding radially inward, the sections (2 , 3) each have heat transfer properties, which determine an axial heat transfer through the sections in relation to a surface normal of the surface of the ring opening, characterized in that at least one heat transfer properties of the first section (2) of the heat transfer property of the second section (3 ) is different in that the heat flowing in the axial direction through a unitary surface element in the first section (2) is small than in the second section (3). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetransporteigenschaft die spezifische Wärmeleitfähigkeit des Abschnitts ist, wobei die spezifische Wärmeleitfähigkeit des ersten Abschnitts (2) kleiner ist als die des zweiten Abschnitts (3).Device after Claim 1 characterized in that the heat transfer characteristic is the specific thermal conductivity of the section, wherein the specific thermal conductivity of the first section (2) is smaller than that of the second section (3). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmetransporteigenschaft die Emissivität zumindest einer in Achsrichtung weisenden Oberfläche der Abschnitte (2, 3) ist, wobei die Emissivität der Oberfläche des ersten Abschnitts (2) geringer ist als die Emissivität der Oberfläche des zweiten Abschnitts (3).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heat transfer property is the emissivity of at least one axially facing surface of the sections (2, 3), wherein the emissivity of the surface of the first section (2) is less than the emissivity of the surface of the second Section (3). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zwischen dem ersten Abschnitt (2) und dem zweiten Abschnitt (3) angeordneten dritten Abschnitt (8), dessen Wärmetransporteigenschaften im Wesentlichen denen des zweiten Abschnitts (3) entsprechen.Device according to one of the preceding claims, characterized by a third section (8) arranged between the first section (2) and the second section (3), the heat transfer properties of which substantially correspond to those of the second section (3). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (3) und gegebenenfalls der dritte Abschnitt (8) auf einer Ringstufe (15) eines Substrathalters (12) aufliegt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second portion (3) and optionally the third portion (8) on an annular step (15) of a substrate holder (12) rests. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Substrathalter (12) von einem von unten beheizten Suszeptor (16) getragen wird und der erste Abschnitt (2) frei über eine Seitenfläche (18) des Substrathalters (12) ragt.Device after Claim 5 characterized in that the substrate holder (12) is carried by a susceptor (16) heated from below and the first portion (2) projects freely over a side surface (18) of the substrate holder (12). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Körper (1) aus mehreren miteinander verbundenen Elementen (24, 25, 26) besteht, die voneinander verschiedene spezifische Wärmetransporteigenschaften aufweisen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the annular body (1) consists of a plurality of interconnected elements (24, 25, 26) which have different specific heat transfer properties from each other. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere dem ersten Abschnitt (2) zugeordnete Ringelemente (25, 26) eine geringe spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweisen und insbesondere aus Quarz oder Zirkonoxid bestehen und ein Grundkörper (24), der zumindest dem zweiten Abschnitt zugeordnet ist, eine hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweist und insbesondere aus Graphit oder Siliciumkarbid besteht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the first section (2) associated ring elements (25, 26) have a low specific thermal conductivity and in particular of quartz or zirconium oxide and a base body (24), at least the second Section assigned, has a high specific thermal conductivity and in particular consists of graphite or silicon carbide. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die voneinander verschiedenen Emissivitäten der Oberflächen durch voneinander verschiedene Oberflächenbeschichtungen oder durch zumindest ein Reflexionselement (27) bestimmt sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the mutually different emissivities of the surfaces are determined by mutually different surface coatings or by at least one reflection element (27). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere dem ersten Abschnitt (2) zugeordnete Ringelemente (24, 25) aus einem transparenten Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit bestehen, in dem eine reflektierende Schicht (27), insbesondere Metallschicht, gekapselt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more of the first section (2) associated ring elements (24, 25) consist of a transparent material with low thermal conductivity, in which a reflective layer (27), in particular metal layer, is encapsulated , Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Wärmeleitfähigkeit des zweiten Abschnitts (3) mindestens zehnmal so groß ist wie die spezifische Wärmeleitfähigkeit des ersten Abschnitts (2) und/oder, dass die Emissivität der Oberfläche (4) des ersten Abschnitts (2) kleiner 0,3 ist und die Emissivität der Oberfläche (5, 9) des zweiten Abschnitts (3) und/oder des dritten Abschnitts (8) größer ist als 0,3.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the specific thermal conductivity of the second section (3) is at least ten times as large as the specific thermal conductivity of the first section (2) and / or that the emissivity of the surface (4) of the first section (2) is less than 0.3 and the emissivity of the surface (5, 9) of the second portion (3) and / or the third portion (8) is greater than 0.3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der ringförmige Körper (1) von einem sich über den ersten Abschnitt (2) und dem zweiten Abschnitt (3) erstreckenden Grundkörper (24) ausgebildet ist, wobei der erste Abschnitt (2) zumindest ein Ringelement (25, 26) aufweist mit vom Grundkörper (24) verschiedenen Wärmetransporteigenschaften.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the annular body (1) of a over the first portion (2) and the second portion (3) extending base body (24) is formed, wherein the first portion (2) at least a ring element (25, 26) with different from the base body (24) heat transport properties. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (2) und der dritte Abschnitt (8) jeweils eine zu einer Prozesskammerdecke (19) weisende Oberfläche (4, 9) aufweist, wobei die Oberfläche (4) des ersten Abschnitts (2) mindestens doppelt so groß ist wie die Oberfläche (9) des dritten Abschnitts (8).Device according to one of the preceding claims, characterized in that the first portion (2) and the third portion (8) each have a to a process chamber ceiling (19) facing surface (4, 9), wherein the surface (4) of the first portion (2) is at least twice as large as the surface (9) of the third section (8). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zur Prozesskammerdecke (19) weisende Oberfläche (5) des zweiten Abschnitts (3) eine Auflagezone ausbildet zur Auflage des Randes des Substrates (11), wobei die Auflagezone von einer Begrenzungsfläche (20) des dritten Abschnitts (8) umgeben ist, der ebenso wie der zweite Abschnitt (3) mit einer zum Suszeptor (16) weisenden Oberfläche (10, 7) auf der Ringstufe (15) des Substrathalters (12) aufliegt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a to the process chamber ceiling (19) facing surface (5) of the second portion (3) has a support zone is formed to support the edge of the substrate (11), wherein the support zone is surrounded by a boundary surface (20) of the third section (8), which, like the second section (3), has a surface (10) facing the susceptor (16). 7) rests on the annular step (15) of the substrate holder (12). Vorrichtung, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.Device characterized by one or more of the characterizing features of one of the preceding claims.
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