DE102018128558A1 - Gas outlet device of a CVD reactor - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors (1) mit einem ringförmigen Gassammelkanal (11), der eine radial innenliegende Innenwand (12) und eine von der Innenwand (12) nach radial außen beabstandete Außenwand (13) aufweist, und mit einer ringförmigen inneren Gasleitplatte (20), die mit einem radial äußeren Bereich (22) an die Innenwand (12) und mit einem radial inneren Bereich (21) an einen zentralen Freiraum (27) zur Aufnahme eines Suszeptors (2) angrenzt. Die innere Gasleitplatte (20) stützt sich auf der Innenwand (12) ab. Der radial innere Bereich (21) der inneren Gasleitplatte (20) ist derart elektrisch leitend ausgebildet, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld im radial inneren Bereich (21) erzeugten Wirbelströmen beheizbar ist und besitzt eine Materialstärke, die größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22).

Figure DE102018128558A1_0000
The invention relates to a gas outlet device of a CVD reactor (1) with an annular gas collection channel (11), which has a radially inner wall (12) and an outer wall (13) spaced radially outwards from the inner wall (12), and with an annular inner gas baffle plate (20) which is adjacent to the inner wall (12) with a radially outer region (22) and to a central free space (27) for receiving a susceptor (2) with a radially inner region (21). The inner gas baffle (20) is supported on the inner wall (12). The radially inner region (21) of the inner gas baffle plate (20) is designed to be electrically conductive in such a way that it can be heated by means of eddy currents generated by an alternating electromagnetic field in the radially inner region (21) and has a material thickness that is greater than the material thickness of the radially outer region (22).
Figure DE102018128558A1_0000

Description

Gebiet der TechnikTechnical field

Die Erfindung betrifft eine Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors mit einem ringförmigen Gassammelkanal, der eine radial innenliegende Innenwand, eine von der Innenwand nach radial außen beabstandete Außenwand und einen Boden aufweist, und mit einer ringförmigen inneren Gasleitplatte, die mit einem radial äußeren Bereich an die Innenwand und mit einem radial inneren Bereich an einen zentralen Freiraum zur Aufnahme eines Suszeptors angrenzt.The invention relates to a gas outlet device of a CVD reactor with an annular gas collection channel, which has a radially inner wall, an outer wall spaced radially outward from the inner wall and a bottom, and with an annular inner gas baffle plate, which has a radially outer area on the inner wall and adjoins a central free space for receiving a susceptor with a radially inner region.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine ringförmige Gasleitplatte zur Verwendung in einer Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors.The invention also relates to an annular gas baffle plate for use in a gas outlet device of a CVD reactor.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen CVD-Reaktor mit einer derartigen Gasauslassvorrichtung, wobei der CVD-Reaktor einen Suszeptor aufweist, der in der Lage ist, Substrate zu tragen, die in einer Prozesskammer des CVD-Reaktors beschichtet werden können und der Substrathalter von einer RF-Heizspule durch Erzeugen von Wirbelströmen innerhalb des elektrisch leitenden Suszeptors beheizbar ist.The invention also relates to a CVD reactor with such a gas outlet device, the CVD reactor having a susceptor which is capable of carrying substrates which can be coated in a process chamber of the CVD reactor and the substrate holder by an RF -Heating coil is heated by generating eddy currents within the electrically conductive susceptor.

Stand der TechnikState of the art

Eine gattungsgemäße Vorrichtung wird in der DE 10 2015 120 329 A1 beschrieben. Ein drehbarer Suszeptor gleitet auf einer Tragplatte, die bis an eine innere Wand eines Gassammelkanales angrenzt. Eine Oberseite des Suszeptors geht bündig in eine Gasleitplatte über, die sich mit dem Suszeptor mitdreht und bis an eine obere Öffnung des Gassammelkanals ragt.A generic device is in the DE 10 2015 120 329 A1 described. A rotatable susceptor slides on a support plate that borders on an inner wall of a gas collection duct. An upper side of the susceptor merges flush into a gas baffle plate that rotates with the susceptor and protrudes up to an upper opening of the gas collection channel.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden.The invention has for its object to develop a generic device advantageous use.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Erfindung darstellen, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe.The object is achieved by the invention specified in the claims, the subclaims not only representing advantageous developments of the invention specified in the independent claims, but also independent solutions to the object.

Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass sich die innere Gasleitplatte auf der Innenwand des Gassammelkanals abstützt. Die innere Gasleitplatte besitzt eine Gasführungsfläche, die nach oben weist, in Radialrichtung gekrümmt ist und bündig in eine Oberseite des Suszeptors übergeht, auf der zumindest ein Substrat angeordnet werden kann, welches durch Einleiten von Prozessgasen in eine Prozesskammer beschichtet werden kann. Hierzu ist ein Gaseinlassorgan vorgesehen, mit dem die Prozessgase in die Prozesskammer eingespeist werden können, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass sich das Gaseinlassorgan im Zentrum der Prozesskammer, etwa in der Mitte des kreisscheibenförmigen Suszeptors befindet. Das Gaseinlassorgan kann drei übereinander angeordnete Gaseinlasszonen aufweisen, durch die voneinander verschiedene Prozessgase, insbesondere mit Elementen der IV-Hauptgruppe aber auch metallorganische Verbindungen von Elementen der III-Hauptgruppe und Hydride von Elementen der V-Hauptgruppe in die Prozesskammer eingespeist werden können, wobei die Prozesskammer nach oben hin durch eine Prozesskammerdecke begrenzt ist. An die Prozesskammerdecke kann sich radial außen eine äußere Gasleitplatte anschließen, die sich auf der äußeren Wand des Gassammelkanals abstützt. Der Gassammelkanal besitzt einen Boden mit Öffnungen, durch die das sich im Gassammelkanal sammelnde Gas abgesaugt werden kann. Indem sich die innere Gasleitplatte auf der Innenwand des Gassammelkanals abstützt, dreht sich die innere Gasleitplatte nicht mit dem Suszeptor mit, der von einem Drehantrieb drehantreibbar ist. Ein radial innerer Bereich der inneren Gasleitplatte ist durch einen Ringspalt vom Suszeptor radial beabstandet. Die äußere Gasleitplatte kann eine radiale Öffnung aufweisen, durch die ein Greifarm eines Beladeroboters in die Prozesskammer eingreifen kann, um auf der Oberseite des Suszeptors zu beschichtende Substrate zu deponieren. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Abscheiden von Schichten, die Elemente der IV-Hauptgruppe beinhalten, insbesondere zum Abscheiden von SiC-Schichten, wobei Prozessgase, die Silizium und/oder Kohlenstoff enthalten, durch das Gaseinlassorgan in die Prozesskammer eingespeist werden. Mit der RF-Spule wird der Suszeptor auf eine Prozesstemperatur gebracht, bei der sich die Prozessgase pyrolytisch zerlegen, so dass die Zerlegungsprodukte eine Schicht bildend auf der Oberflächen des Substrates abgeschieden werden. Ein Substrat kann auf einem Substrathalter angeordnet sein, der in bekannter Weise von einem Gaskissen getragen wird, wobei der das Gaskissen erzeugende Gasstrom derart gerichtet ist, dass der Substrathalter in eine Drehung versetzt wird.First and foremost, it is proposed that the inner gas baffle plate be supported on the inner wall of the gas collection duct. The inner gas baffle plate has a gas guide surface which faces upwards, is curved in the radial direction and merges flush into an upper side of the susceptor, on which at least one substrate can be arranged, which can be coated by introducing process gases into a process chamber. For this purpose, a gas inlet member is provided with which the process gases can be fed into the process chamber, it being provided in particular that the gas inlet member is located in the center of the process chamber, approximately in the middle of the circular disk-shaped susceptor. The gas inlet element can have three gas inlet zones arranged one above the other, through which process gases which are different from one another, in particular with elements from the IV main group but also organometallic compounds from elements from the III main group and hydrides from elements from the V main group, can be fed into the process chamber, the process chamber is limited at the top by a process chamber ceiling. An outer gas baffle plate, which is supported on the outer wall of the gas collection duct, can adjoin the process chamber ceiling radially on the outside. The gas collection duct has a bottom with openings through which the gas collecting in the gas collection duct can be extracted. Because the inner gas baffle plate is supported on the inner wall of the gas collection channel, the inner gas baffle plate does not rotate with the susceptor, which can be driven in rotation by a rotary drive. A radially inner region of the inner gas guide plate is radially spaced from the susceptor by an annular gap. The outer gas guide plate can have a radial opening through which a gripper arm of a loading robot can engage in the process chamber in order to deposit substrates to be coated on the upper side of the susceptor. The device is particularly suitable for the deposition of layers which contain elements of the IV main group, in particular for the deposition of SiC layers, wherein process gases which contain silicon and / or carbon are fed into the process chamber through the gas inlet element. With the RF coil, the susceptor is brought to a process temperature at which the process gases decompose pyrolytically, so that the decomposition products are deposited to form a layer on the surfaces of the substrate. A substrate can be arranged on a substrate holder, which is carried in a known manner by a gas cushion, the gas stream generating the gas cushion being directed such that the substrate holder is set in rotation.

Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der radial innere Bereich der inneren Gasleitplatte elektrisch leitend ausgebildet ist. Zumindest der radial innere Bereich der inneren Gasleitplatte ist derart elektrisch leitend ausgebildet, dass ein externes elektromagnetisches Wechselfeld im inneren Bereich Wirbelströme erzeugen kann, so dass der innere Bereich der inneren Gasleitplatte mittels einer RF-Heizung aufheizbar ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der CVD-Reaktor eine RF-Heizspule, die derart unterhalb des Suszeptors angeordnet ist, dass das von der RF-Spule erzeugte elektromagnetische Wechselfeld im inneren Bereich der inneren Gasleitplatte Wirbelströme erzeugt, um so zumindest den radial inneren Bereich auf eine Temperatur zu bringen, die annähernd der Temperatur des Suszeptors entspricht.According to a variant of the invention, it is provided that the radially inner region of the inner gas baffle plate is designed to be electrically conductive. At least the radially inner region of the inner gas baffle plate is designed to be electrically conductive such that an external alternating electromagnetic field can generate eddy currents in the inner region, so that the inner region of the inner gas baffle plate can be heated by means of an RF heater. In a preferred embodiment, the CVD reactor has an RF heating coil, which is below the susceptor is arranged that the alternating electromagnetic field generated by the RF coil generates eddy currents in the inner region of the inner gas baffle plate, so as to bring the radially inner region at least to a temperature which approximately corresponds to the temperature of the susceptor.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich in Radialauswärtsrichtung an den inneren Bereich der inneren Gasleitplatte anschließenden radial äußeren Bereich nur eine geringere Erwärmung stattfindet. Um dies zu gewährleisten, wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der radial innere Bereich der inneren Gasleitplatte materialstärker ausgeführt, als der radial äußere Bereich der inneren Gasleitplatte. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die radiale Erstreckung des inneren Bereichs in etwa, also +/- 20% der Materialstärke des inneren Bereichs entspricht. Der radial innere Bereich, in dem sich die eine Erwärmung erzeugenden Wirbelströme ausbilden können, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung von einem Wulst ausgebildet. Die ringförmige innere Gasleitplatte besitzt bevorzugt einen ringförmigen, nach unten weisenden Wulst. In Radialauswärtsrichtung schließt sich an den Wulst der radial äußere Bereich an, dessen Materialstärke bevorzugt kleiner ist, als die Hälfte der Materialstärke im radial inneren Bereich.In a development of the invention it is provided that in the radial outward direction only a slight heating takes place in the radially outer region adjoining the inner region of the inner gas baffle plate. In order to ensure this, according to a preferred development of the invention, the radially inner region of the inner gas guide plate is made of thicker material than the radially outer region of the inner gas guide plate. In particular, it is provided that the radial extent of the inner region approximately corresponds to +/- 20% of the material thickness of the inner region. The radially inner region, in which the eddy currents which produce a heating can form, is formed by a bead in accordance with a preferred embodiment of the invention. The annular inner gas guide plate preferably has an annular, downward-pointing bead. In the radial outward direction, the bead is adjoined by the radially outer region, the material thickness of which is preferably less than half the material thickness in the radially inner region.

Der radial äußere Bereich der inneren Gasleitplatte stützt sich unter Ausbildung einer ringförmigen Auflagefläche, insbesondere einen Randsteg der inneren Wand übergreifend, auf der inneren Wand des Gassammelkanales ab. Von dieser ringförmigen Auflagefläche ragen Zungen in Radialauswärtsrichtung, wobei die Zungen eine Länge besitzen können, die der Öffnungsweite des Gassammelkanales entsprechen können. Zwischen den Zungen verbleiben Öffnungen, durch die das Gas aus der Prozesskammer in den Gassammelkanal eintreten kann.The radially outer region of the inner gas baffle plate is supported on the inner wall of the gas collection channel, forming an annular bearing surface, in particular overlapping an edge web of the inner wall. Tongues protrude from this annular contact surface in the radial outward direction, the tongues having a length which can correspond to the opening width of the gas collection channel. Openings remain between the tongues through which the gas from the process chamber can enter the gas collection channel.

FigurenlisteFigure list

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Unteransicht auf eine Gasauslasseinrichtung eines CVD-Reaktors,
  • 2 einen Halbschnitt durch einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen CVD-Reaktor mit der ringförmig einen Suszeptor 2 umgebenden Gasauslassvorrichtung gemäß der Schnittlinie II-II in 1,
  • 3 einen Schnitt durch die Gasauslassvorrichtung im Bereich einer Beladeöffnung 25 gemäß der Linie III-III in 1,
  • 4 eine perspektivische Darstellung der Gasauslassvorrichtung gemäß 1,
  • 5 den Schnitt gemäß der Linie V-V in 4 und
  • 6 eine Draufsicht auf die innere Gasleitplatte 20 der Gasauslassvorrichtung.
An embodiment of the invention is explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 2 shows a bottom view of a gas outlet device of a CVD reactor,
  • 2nd a half-section through an essentially rotationally symmetrical CVD reactor with the ring-shaped susceptor 2nd surrounding gas outlet device according to the cutting line II-II in 1 ,
  • 3rd a section through the gas outlet device in the region of a loading opening 25th according to the line III-III in 1 ,
  • 4th a perspective view of the gas outlet device according to 1 ,
  • 5 the cut along the line VV in 4th and
  • 6 a top view of the inner gas baffle 20th the gas outlet device.

Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments

Der in den Figuren im Wesentlichen schematisch dargestellte CVD-Reaktor 1 besitzt ein äußeres, gasdichtes Gehäuse, in dem sich ein aus Graphit, insbesondere beschichtetem Graphit bestehender Suszeptor 2 befindet. Der Suszeptor 2 kann durch eine Drehachse drehangetrieben werden. Auf dem Suszeptor 2 befinden sich mehrere Substrathalter 3, die jeweils in Taschen einer zu einer Prozesskammer 7 weisenden Oberseite des Suszeptors 2 angeordnet sind. In einer Tasche liegt ein Substrathalter 3 ein, der mittels eines nicht dargestellten Gasstroms auf einem Gaspolster liegend drehangetrieben werden kann. Jeder Substrathalter 3 kann zumindest ein Substrat 4 tragen.The CVD reactor shown essentially schematically in the figures 1 has an outer, gas-tight housing in which there is a susceptor made of graphite, in particular coated graphite 2nd located. The susceptor 2nd can be driven by a rotary axis. On the susceptor 2nd there are several substrate holders 3rd each in pockets one to a process chamber 7 pointing top of the susceptor 2nd are arranged. A substrate holder is in a pocket 3rd a, which can be driven in a lying position on a gas cushion by means of a gas flow, not shown. Any substrate holder 3rd can be at least one substrate 4th wear.

Etwa in der Mitte des kreisscheibenförmigen Suszeptors 2 ist eine Vertiefung angeordnet, in der ein unterer Abschnitt eines Gaseinlassorganes 5 einliegt. Das Gaseinlassorgan 5 besitzt mehrere in Vertikalrichtung hintereinander angeordnete Gasverteilkammern, die jeweils Gasaustrittsöffnungen 6 aufweisen, durch die ein Prozessgas in die Prozesskammer 7 eingespeist werden kann. Die Prozesskammer 7 erstreckt sich zwischen Suszeptor 2 und einer sich parallel zum Suszeptor 2 erstreckenden Prozesskammerdecke 9. Beim Ausführungsbeispiel wird die Prozesskammer 7 in Radialrichtung vom Prozessgas durchströmt. Das Prozessgas besitzt insbesondere Gase der Elemente Silizium und Kohlenstoff.Approximately in the middle of the circular disc-shaped susceptor 2nd a depression is arranged in which a lower section of a gas inlet element 5 lies in. The gas inlet element 5 has several gas distribution chambers arranged one behind the other in the vertical direction, each with gas outlet openings 6 have through which a process gas into the process chamber 7 can be fed. The process chamber 7 extends between susceptor 2nd and one parallel to the susceptor 2nd extending process chamber ceiling 9 . In the exemplary embodiment, the process chamber 7 Process gas flows in the radial direction. The process gas in particular has gases of the elements silicon and carbon.

Unterhalb des Suszeptors 2 befindet sich eine RF-Heizspule 8, die mit einem hochfrequenten Wechselstrom bestromt wird, so dass in dem Suszeptor 2 Wirbelströme erzeugt werden, die dazu führen, dass der Suszeptor 2 aufgeheizt wird.Below the susceptor 2nd there is an RF heating coil 8th which is energized with a high-frequency alternating current, so that in the susceptor 2nd Eddy currents are generated that cause the susceptor 2nd is heated.

Die 1 zeigt den CVD-Reaktor 1 im Halbschnitt. Auf dem Suszeptor 2 sind mehrere, auf einer Kreisbogenlinie um das Gaseinlassorgan 5 angeordnete Substrathalter 3 vorgesehen.The 1 shows the CVD reactor 1 in half cut. On the susceptor 2nd are several, on a circular arc line around the gas inlet element 5 arranged substrate holder 3rd intended.

Die Suszeptoranordnung ist von einem Gassammelkanal 11 umgeben, der in den 1 und 2 im Schnitt und in der 3 zum Teil perspektivisch dargestellt ist. Der Gassammelkanal 11 besitzt eine radial innere Wand 12 und eine die radial innere Wand 12 mit einem Abstand umgebende radial äußere Wand 13. Der Gassammelkanal 11 umgibt die Suszeptoranordnung ringförmig. Der Gassammelkanal 11 besitzt einen Boden 19 mit Austrittsöffnungen 17. An die Austrittsöffnung 17 schließt sich ein Austrittskanal 18 an, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen werden kann.The susceptor assembly is from a gas collection channel 11 surrounded who in the 1 and 2nd in the cut and in the 3rd is partially shown in perspective. The gas collection channel 11 has a radially inner wall 12th and one the radially inner wall 12th with a radially outer wall surrounding it at a distance 13 . The gas collection channel 11 surrounds the susceptor arrangement in a ring. The gas collection channel 11 has a bottom 19th with outlet openings 17th . At the exit opening 17th an outlet channel closes 18th that can be connected to a vacuum pump.

Auf der radial äußeren Wand 13 der Gasauslassvorrichtung 10 stützt sich eine ringförmige äußere Gasleitplatte 14 ab, die radial einwärts gekrümmt ist und an die Prozesskammerdecke 9 angrenzt. Die radial äußere Gasleitplatte 14 besitzt an einer Umfangsposition eine radiale Öffnung, die eine Beladeöffnung 25 ausbildet, durch die ein Greifarm eines Beladeroboters in die Prozesskammer 7 eingreifen kann, um dort Substrate von den Substrathaltern 3 zu entnehmen beziehungsweise Substrate 4 auf die Substrathalter 3 abzulegen. Die Beladeöffnung 25 ist in der 2 dargestellt. Sie besitzt eine Breite, die größer ist als der Durchmesser eines Substrates 4 oder eines Substrathalters 3.On the radially outer wall 13 the gas outlet device 10th an annular outer gas baffle is supported 14 from which is curved radially inwards and to the process chamber ceiling 9 adjacent. The radially outer gas baffle 14 has a radial opening at a circumferential position, the loading opening 25th through which a gripper arm of a loading robot enters the process chamber 7 can intervene to get substrates from the substrate holders 3rd to remove or substrates 4th on the substrate holder 3rd to file. The loading opening 25th is in the 2nd shown. It has a width that is larger than the diameter of a substrate 4th or a substrate holder 3rd .

Es ist eine innere Gasleitplatte 20 vorgesehen mit einer zur äußeren Gasleitplatte 14 weisenden Gasleitfläche. Die Gasleitfläche grenzt bündig an die Oberseite des Suszeptors 2 an, wobei sich zwischen der inneren Gasleitplatte 20 und dem Suszeptor 2 ein Spalt 26 ausbildet. Die innere Gasleitplatte 20 ist drehfest mit der Innenwand 12 verbunden. Die Innenwand 12 besitzt einen nach oben weisenden Ringsteg 28, der von einem radial äußeren Bereich 22 der inneren Gasleitplatte 20 übergriffen wird. Die innere Gasleitplatte 20 besteht aus einem elektrisch leitenden Werkstoff und ist insbesondere aus einem beschichteten Graphit gefertigt. Erfindungsgemäß ist ein radial innerer Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20, der sich unmittelbar an den Spalt 26 anschließt, derart ausgebildet, dass in ihm von der RF-Heizspule 8 Wirbelströme erzeugt werden können. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass sich die RF-Heizspule 8 bis in einen radial äußeren Bereich erstreckt, der vertikal unterhalb des radial inneren Bereichs 21 der inneren Gasleitplatte 20 angeordnet ist.It is an inner gas baffle 20th provided with one to the outer gas baffle 14 pointing gas guide surface. The gas guide surface is flush with the top of the susceptor 2nd on, between the inner gas baffle 20th and the susceptor 2nd A gap 26 trains. The inner gas baffle 20th is non-rotatable with the inner wall 12th connected. The inner wall 12th has a ring web pointing upwards 28 that of a radially outer area 22 the inner gas baffle 20th is attacked. The inner gas baffle 20th consists of an electrically conductive material and is especially made of a coated graphite. According to the invention is a radially inner area 21st the inner gas baffle 20th , which is directly on the gap 26 connects, designed such that in it from the RF heating coil 8th Eddy currents can be generated. For this purpose, it can be provided that the RF heating coil 8th extends into a radially outer region that is vertically below the radially inner region 21st the inner gas baffle 20th is arranged.

Beim Ausführungsbeispiel wird der radial innere Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20 von einem Wulst 24 ausgebildet, der sich vertikal nach unten erstreckt. Im Bereich des Wulstes 24 besitzt der radial innere Bereich 21 etwa eine Materialstärke, die der radialen Erstreckung des sich über die gesamte Umfangslänge der inneren Gasleitplatte 20 erstreckenden Wulstes. Die innere Gasleitplatte 20 umgibt den kreisscheibenförmigen Suszeptor 2 und ist somit als Ring ausgebildet. Zwischen der drehfest mit dem Gassammelkanal 11 verbundenen inneren Gasleitplatte 20 und dem Suszeptor 2 erstreckt sich ein in der 1 vergrößert dargestellte Ringspalt 26, der eine Relativdrehung des Suszeptors 2 gegenüber der inneren Gasleitplatte 20 ermöglicht. Die zur äußeren Gasleitplatte 14 weisende Oberfläche der inneren Gasleitplatte 20 schließt sich bündig an die Oberfläche des Suszeptors 2 an und fällt in Radialauswärtsrichtung ab, da die innere Gasleitplatte 20 im Querschnitt bogenförmig verläuft.In the exemplary embodiment, the radially inner area 21st the inner gas baffle 20th from a bead 24th formed, which extends vertically downwards. In the area of the bead 24th has the radially inner area 21st about a material thickness that corresponds to the radial extent of the over the entire circumferential length of the inner gas baffle 20th extending bead. The inner gas baffle 20th surrounds the circular disc-shaped susceptor 2nd and is thus designed as a ring. Between the rotatable with the gas collection channel 11 connected inner gas baffle 20th and the susceptor 2nd extends one in the 1 Annular gap shown enlarged 26 which is a relative rotation of the susceptor 2nd opposite the inner gas baffle 20th enables. The one to the outer gas baffle 14 facing surface of the inner gas baffle 20th closes flush with the surface of the susceptor 2nd and falls in the radial outward direction, since the inner gas baffle 20th is arched in cross section.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich an den radial inneren Bereich 21 ein radial äußerer Bereich 22 anschließt, der eine geringere Materialstärke aufweist, als der radial innere Bereich 21. Es ist ferner vorgesehen, dass der radial innere Bereich 21 sich über einen geringeren Radialabschnitt erstreckt, als der radial äußere Bereich 22. Die Materialstärke des gebogenen radial äußeren Bereichs 22 kann etwa der Hälfte der Materialstärke des radial inneren Bereichs 21 betragen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Materialstärke des radial äußeren Bereichs 22 maximal der Hälfte der Materialstärke des Wulstes 24 entspricht.In a further development it is provided that the radially inner area 21st a radially outer area 22 connects, which has a lower material thickness than the radially inner region 21st . It is also provided that the radially inner area 21st extends over a smaller radial section than the radially outer region 22 . The material thickness of the curved radially outer area 22 can be about half the material thickness of the radially inner area 21st be. It is particularly provided that the material thickness of the radially outer region 22 a maximum of half the material thickness of the bead 24th corresponds.

An einem Abschnitt des radial äußeren Bereichs 22, der den Randsteg 28 übergreifend auf der inneren Wand 12 aufliegt, schließen sich in Radialrichtung erstreckende Zungen 23' ab, wobei die radiale Länge einer Zunge 23' etwa der Öffnungsweite des Gassammelkanals 11 entspricht, also dem Abstand der inneren Wand 12 von der äußeren Wand 13 im oberen Bereich des Gassammelkanals 11. Die radial äußeren Enden der Zungen 23' liegen somit unmittelbar benachbart an der nach innen weisenden Gasleitfläche der äußeren Gasleitplatte 14.On a portion of the radially outer area 22 that the edge web 28 spanning the inner wall 12th rests, tongues extending in the radial direction close 23 ' starting with the radial length of a tongue 23 ' about the opening width of the gas collection duct 11 corresponds to the distance of the inner wall 12th from the outer wall 13 in the upper area of the gas collection duct 11 . The radially outer ends of the tongues 23 ' are thus immediately adjacent to the inward-facing gas guide surface of the outer gas guide plate 14 .

Die erfindungsgemäße innere Gasleitplatte 20 bildet somit eine zusätzliche Diffusionsbarriere zum Gassammelkanal 11, da die von ihr ausgebildeten Zungen 23' die Öffnung des Gassammelkanals 11 bereichsweise überdecken und damit den freien Querschnitt der Öffnung des Gassammelkanals 11 vermindern. Der erfindungsgemäß ausgestaltete radial innere Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20 ist so ausgebildet, dass sich zumindest der radial innere Bereich 21 durch die Wirkung des von der RF-Heizspule erzeugten elektromagnetischen Wechselfeldes aufheizen kann, so dass eine zusätzliche Heizung für die innere Gasleitplatte 20 entfallen kann. Gleichwohl wird mit einer derartigen Anordnung das laterale Temperaturprofil innerhalb der Prozesskammer vergleichmäßigt.The inner gas baffle according to the invention 20th thus forms an additional diffusion barrier to the gas collection channel 11 , because the tongues she trained 23 ' the opening of the gas collection channel 11 cover areas and thus the free cross section of the opening of the gas collection duct 11 Reduce. The radially inner region designed according to the invention 21st the inner gas baffle 20th is designed so that at least the radially inner area 21st can heat up by the action of the electromagnetic alternating field generated by the RF heating coil, so that an additional heating for the inner gas baffle 20th can be omitted. Nevertheless, the lateral temperature profile within the process chamber is evened out with such an arrangement.

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 statements serve to explain the inventions covered by the application as a whole, which also independently further develop the state of the art at least through the following combinations of features, it being possible for two, more or all of these combinations of features to also be combined, namely:

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die innere Gasleitplatte 20 auf der Innenwand 12 abstützt.A device that is characterized in that the inner gas baffle 20th on the inside wall 12th supports.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial innere Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20 derart elektrisch leitend ausgebildet ist, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld im radial inneren Bereich 21 erzeugten Wirbelströme beheizbar ist.A device that is characterized in that the radially inner region 21st the inner Gas baffle 20th is designed such that it is electrically conductive by means of an alternating electromagnetic field in the radially inner region 21st generated eddy currents is heated.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Materialstärke des inneren Bereichs 21 der inneren Gasleitplatte 20 größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs 22.A device that is characterized in that the material thickness of the inner region 21st the inner gas baffle 20th is greater than the material thickness of the radially outer area 22 .

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die radiale Breite des radial inneren Bereichs 21 in etwa (+/- 20%) der Materialstärke des radial inneren Bereichs 21 entspricht.A device that is characterized in that the radial width of the radially inner region 21st approximately (+/- 20%) of the material thickness of the radially inner area 21st corresponds.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Materialstärke des radial äußeren Bereichs 22 maximal der halben Materialstärke des radial inneren Bereichs 21 entspricht.A device that is characterized in that the material thickness of the radially outer region 22 a maximum of half the material thickness of the radially inner area 21st corresponds.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial innere Bereich 21 durch einen sich nach unten erstreckenden Wulst 24 ausgebildet wird.A device that is characterized in that the radially inner region 21st by a bead extending downwards 24th is trained.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial äußere Bereich 22 einen Randsteg 28 der inneren Wand 12 übergreift.A device that is characterized in that the radially outer region 22 a footbridge 28 the inner wall 12th spreads.

Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Zungen 23', die zwischen sich Öffnungen 23 belassen, oberhalb einer Öffnung des Gassammelkanals 11 angeordnet sind, wobei die radiale Länge der Zungen 23' etwa der radialen Breite der Öffnung des Gassammelkanals 11 entspricht.A device that is characterized by tongues 23 ' that have openings between them 23 left, above an opening of the gas collection duct 11 are arranged, the radial length of the tongues 23 ' about the radial width of the opening of the gas collection channel 11 corresponds.

Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine sich auf der äußeren Wand 13 der Gasauslassvorrichtung 10 abstützenden äußeren Gasleitplatte 14, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die äußere Gasleitplatte 14 eine nach radial außen offene Beladeöffnung 25 aufweist.A device that is characterized by a located on the outer wall 13 the gas outlet device 10th supporting outer gas baffle 14 , in particular providing that the outer gas baffle 14 a loading opening that is open radially to the outside 25th having.

Eine Gasleitplatte, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial innere Bereich 21 der kreisringförmigen Gasleitplatte 20 derart elektrisch leitend ausgebildet ist, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld erzeugten Wirbelströmen beheizbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Materialstärke des inneren Bereichs 21 der inneren Gasleitplatte 20 größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs 22.A gas baffle that is characterized in that the radially inner area 21st the annular gas baffle 20th is designed to be electrically conductive such that it can be heated by means of eddy currents generated by an alternating electromagnetic field, it being provided in particular that the material thickness of the inner region 21st the inner gas baffle 20th is greater than the material thickness of the radially outer area 22 .

CVD-Reaktor 1 mit einer Gasauslassvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine innerhalb des zentralen Freiraums 27 angeordneter Suszeptor 2 von unten her mittels einer RF-Heizspule 8 beheizbar ist, wobei die RF-Heizspule 8 insbesondere derart angeordnet ist, dass das von ihr erzeugte elektromagnetische Wechselfeld im inneren Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20 Wirbelströme erzeugt und/oder dass der von einem Drehantrieb drehantreibbare Suszeptor 2 durch einen ringförmigen Spalt 26 vom radial inneren Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20 beabstandet ist.CVD reactor 1 with a gas outlet device according to any one of the preceding claims, wherein one within the central clearance 27th arranged susceptor 2nd from below using an RF heating coil 8th is heated, the RF heating coil 8th is in particular arranged in such a way that the electromagnetic alternating field generated by it in the inner region 21st the inner gas baffle 20th Eddy currents are generated and / or that the susceptor is driven by a rotary drive 2nd through an annular gap 26 from the radially inner area 21st the inner gas baffle 20th is spaced.

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, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorstehenden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbesondere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden können.All the features disclosed are essential to the invention (by themselves, but also in combination with one another). The disclosure content of the associated / attached priority documents (copy of the prior application) is hereby also included 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 sub-claims characterize, even without the features of a referenced claim, independent inventive developments of the prior art with their features, in particular in order to make divisional applications based on these claims. The invention specified in each claim can additionally have one or more of the features specified in the preceding description, in particular provided with reference numbers and / or in the list of reference numbers. The invention also relates to designs in which some of the features mentioned in the above description are not realized, in particular insofar as they are recognizably unnecessary for the respective intended use or can be replaced by other technically equivalent means.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
CVD-ReaktorCVD reactor
22nd
SuszeptorSusceptor
33rd
SubstrathalterSubstrate holder
44th
SubstratSubstrate
55
GaseinlassorganGas inlet member
66
GasaustrittsöffnungGas outlet opening
77
ProzesskammerProcess chamber
88th
RF-HeizspuleRF heating coil
99
ProzesskammerdeckeProcess chamber ceiling
1010th
GasauslassvorrichtungGas outlet device
1111
GassammelkanalGas collection channel
1212
innere Wandinner wall
1313
äußere Wandouter wall
1414
äußere Gasleitplatteouter gas baffle
1515
oberer Randupper edge
1616
oberer Randupper edge
1717th
AustrittsöffnungOutlet opening
1818th
AustrittskanalOutlet channel
19 19th
Bodenground
2020th
innere Gasleitplatteinner gas baffle
2121
radial innerer Bereichradially inner area
2222
radial äußerer Bereichradially outer area
2323
Öffnungopening
23'23 '
Zungetongue
2424th
Wulstbead
2525th
BeladeöffnungLoading opening
2626
Spaltgap
2727th
zentraler Freiraumcentral space
2828
RandstegEdge bridge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015120329 A1 [0004]DE 102015120329 A1 [0004]

Claims (12)

Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors (1) mit einem ringförmigen Gassammelkanal (11), der eine radial innenliegende Innenwand (12) und eine von der Innenwand (12) nach radial außen beabstandete Außenwand (13) aufweist, und mit einer ringförmigen inneren Gasleitplatte (20), die mit einem radial äußeren Bereich (22) an die Innenwand (12) und mit einem radial inneren Bereich (21) an einen zentralen Freiraum (27) zur Aufnahme eines Suszeptors (2) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass sich die innere Gasleitplatte (20) auf der Innenwand (12) abstützt.Gas outlet device of a CVD reactor (1) with an annular gas collection channel (11), which has a radially inner inner wall (12) and an outer wall (13) spaced radially outward from the inner wall (12), and with an annular inner gas baffle plate (20 ), which is adjacent to the inner wall (12) with a radially outer region (22) and to a central free space (27) for receiving a susceptor (2) with a radially inner region (21), characterized in that the inner gas baffle plate (20) is supported on the inner wall (12). Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors (1) mit einem ringförmigen Gassammelkanal (11), der eine radial innenliegende Innenwand (12) und eine von der Innenwand (12) nach radial außen beabstandete Außenwand (13) aufweist, und mit einer ringförmigen inneren Gasleitplatte (20), die mit einem radial äußeren Bereich (22) an die Innenwand (12) und mit einem radial inneren Bereich (21) an einen zentralen Freiraum (27) zur Aufnahme eines Suszeptors (2) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Bereich (21) der inneren Gasleitplatte (20) derart elektrisch leitend ausgebildet ist, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld im radial inneren Bereich (21) erzeugten Wirbelströme beheizbar ist.Gas outlet device of a CVD reactor (1) with an annular gas collection channel (11), which has a radially inner inner wall (12) and an outer wall (13) spaced radially outward from the inner wall (12), and with an annular inner gas baffle plate (20 ), which adjoins the inner wall (12) with a radially outer region (22) and a central free space (27) for receiving a susceptor (2) with a radially inner region (21), characterized in that the radially inner region (21) of the inner gas guide plate (20) is designed to be electrically conductive such that it can be heated by means of eddy currents generated in the radially inner region (21) by an alternating electromagnetic field. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke des inneren Bereichs (21) der inneren Gasleitplatte (20) größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22).Device after Claim 1 or 2nd , characterized in that the material thickness of the inner region (21) of the inner gas guide plate (20) is greater than the material thickness of the radially outer region (22). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Breite des radial inneren Bereichs (21) in etwa (+/- 20%) der Materialstärke des radial inneren Bereichs (21) entspricht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radial width of the radially inner region (21) corresponds approximately (+/- 20%) to the material thickness of the radially inner region (21). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22) maximal der halben Materialstärke des radial inneren Bereichs (21) entspricht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the material thickness of the radially outer region (22) corresponds at most to half the material thickness of the radially inner region (21). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Bereich (21) durch einen sich nach unten erstreckenden Wulst (24) ausgebildet wird.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radially inner region (21) is formed by a bead (24) which extends downwards. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Bereich (22) einen Randsteg (28) der inneren Wand (12) übergreift.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radially outer region (22) overlaps an edge web (28) of the inner wall (12). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zungen (23'), die zwischen sich Öffnungen (23) belassen, oberhalb einer Öffnung des Gassammelkanals (11) angeordnet sind, wobei die radiale Länge der Zungen (23') etwa der radialen Breite der Öffnung des Gassammelkanals (11) entspricht.Device according to one of the preceding claims, characterized in that tongues (23 '), which leave openings (23) between them, are arranged above an opening of the gas collecting duct (11), the radial length of the tongues (23') being approximately the radial one Width of the opening of the gas collection channel (11) corresponds. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sich auf der äußeren Wand (13) der Gasauslassvorrichtung (10) abstützenden äußeren Gasleitplatte (14), wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die äußere Gasleitplatte (14) eine nach radial außen offene Beladeöffnung (25) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized by an outer gas guide plate (14) which is supported on the outer wall (13) of the gas outlet device (10), it being provided in particular that the outer gas guide plate (14) has a loading opening (25) which is open radially to the outside ) having. Gasleitplatte (20) zur Verwendung in einer Gasauslassvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Bereich (21) der kreisringförmigen Gasleitplatte (20) derart elektrisch leitend ausgebildet ist, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld erzeugten Wirbelströmen beheizbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Materialstärke des inneren Bereichs (21) der inneren Gasleitplatte (20) größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22).Gas guide plate (20) for use in a gas outlet device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the radially inner region (21) of the annular gas guide plate (20) is designed to be electrically conductive such that it is generated by means of eddy currents generated by an alternating electromagnetic field is heatable, it being provided in particular that the material thickness of the inner region (21) of the inner gas guide plate (20) is greater than the material thickness of the radially outer region (22). CVD-Reaktor (1) mit einer Gasauslassvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine innerhalb des zentralen Freiraums (27) angeordneter Suszeptor (2) von unten her mittels einer RF-Heizspule (8) beheizbar ist, wobei die RF-Heizspule (8) insbesondere derart angeordnet ist, dass das von ihr erzeugte elektromagnetische Wechselfeld im inneren Bereich (21) der inneren Gasleitplatte (20) Wirbelströme erzeugt und/oder dass der von einem Drehantrieb drehantreibbare Suszeptor (2) durch einen ringförmigen Spalt (26) vom radial inneren Bereich (21) der inneren Gasleitplatte (20) beabstandet ist.CVD reactor (1) with a gas outlet device according to one of the preceding claims, wherein a susceptor (2) arranged within the central free space (27) can be heated from below by means of an RF heating coil (8), the RF heating coil (8 ) is arranged in particular in such a way that the alternating electromagnetic field it generates generates eddy currents in the inner region (21) of the inner gas baffle plate (20) and / or that the susceptor (2), which can be driven in rotation by a rotary drive, passes through an annular gap (26) from the radially inner one Area (21) of the inner gas baffle (20) is spaced. Vorrichtung oder Verfahren oder Gasleitplatte oder CVD-Reaktor, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.Device or method or gas baffle plate or CVD reactor, characterized by one or more of the characterizing features of one of the preceding claims.
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