DE102020107552A1 - Heizvorrichtung für einen Suszeptor eines CVD-Reaktors - Google Patents

Heizvorrichtung für einen Suszeptor eines CVD-Reaktors Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen eines Suszeptors (16) eines CVD-Reaktors mit ein oder mehreren in einer inneren Heizzone angeordneten inneren Heizelementen (2), die sich in einer unteren Ebene erstrecken und mit zwei oder mehreren in Umfangsrichtung um die innere Heizzone hintereinanderliegenden äußeren Heizelementen (3, 4, 5). Erfindungsgemäß soll sich zumindest ein ersten äußeres Heizelement (4, 5) in einer oberen Ebene erstrecken, die von der unteren Ebene in einer Richtung quer zur Flächennormalen der unteren Ebene beabstandet ist. Das äußere Heizelement ist dann näher am Suszeptor (16) angeordnet und in der Lage, mehr Wärmeleistung auf den Rand des Suszeptors (16) zu übertragen. Ein zweites äußeres Heizelement ist aus der oberen Ebene in Richtung der unteren Ebene versetzt angeordnet oder kann dahin verlagert werden, um Raum für den Eingriff eines Greifarms zu schaffen.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beheizen eines Suszeptors eines CVD-Reaktors mit ein oder mehreren in einer insbesondere einen kreisförmigen Grundriss aufweisenden inneren Heizzone angeordneten inneren Heizelementen, die sich in einer unteren Ebene erstrecken und mit zwei oder mehreren in Umfangsrichtung um die innere Heizzone hintereinanderliegenden äußeren Heizelementen.
  • Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine aus einem Suszeptor und einer derartigen Heizvorrichtung bestehende Anordnung sowie einen CVD-Reaktor, in dem sich diese Anordnung befindet.
  • Stand der Technik
  • Ein CVD-Reaktor besitzt ein Reaktorgehäuse, in dem sich ein Gaseinlassorgan zum Einspeisen von Prozessgasen befindet. Die Prozessgase werden in eine Prozesskammer eingespeist, deren Boden von einem Suszeptor ausgebildet wird, der von einer Heizeinrichtung auf eine Prozesstemperatur aufgeheizt wird, bei der durch das Gaseinlassorgan in die Prozesskammer eingespeiste Prozessgase derart chemisch reagieren, dass auf Substraten, die vom Suszeptor getragen werden, Schichten, insbesondere einkristalline Schichten abgeschieden werden.
  • Heizeinrichtungen zeigen beispielsweise die WO 00/70658 , US 2018/0 286 732 A1 , US 2017/0 280 509 A1 , WO 2006/060 134 , WO 2004/089 039 oder US 2016/0 270 150 A1 .
  • Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung einer Heizeinrichtung wie sie in der DE 10 2019 107 857 A1 beschrieben ist. Aus dem Offenbarungsgehalt dieser Schrift, die Teil dieser Offenbarung ist, geht eine zwei Heizzonen aufweisende Heizeinrichtung hervor. Eine innere Heizzone erstreckt sich auf einer kreisförmigen Fläche und besitzt drei streifenförmige, sich mäanderartig jeweils über einen Kreissektor erstreckende innere Heizelemente, die durch Hindurchleiten eines Stroms beheizt werden. Die innere Heizzone ist von einer äußeren Heizzone umgeben, die von mehreren äußeren Heizelementen gebildet ist, die sich jeweils über gleichlange Kreisbogenabschnitte um die inneren Heizelemente erstrecken und ebenfalls streifenförmig ausgebildet sind und durch Hindurchleiten eines Stroms beheizt werden. Mit den inneren Heizelementen wird ein Zentralbereich eines Suszeptors beheizt. Die schmalen äußeren Heizelemente erstrecken sich im Wesentlichen nur unterhalb des äußeren Randes des einen kreisförmigen Grundriss aufweisenden Suszeptors. Zwischen der Unterseite des Suszeptors und den Heizelementen erstreckt sich ein Spalt. Das Spaltmaß ist über die gesamte Erstreckungsfläche des Suszeptors bzw. der Heizeinrichtung gleichbleibend, da sich die Heizelemente in einer gemeinsamen Ebene erstrecken.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Um den Suszeptor mit Substraten zu beladen oder zu entladen oder um den Suszeptor gegen einen anderen Suszeptor auszutauschen muss der Suszeptor aus dem Gehäuse des CVD-Reaktors entfernt werden. Die von der äußeren Heizzone beheizte Randzone des Suszeptors hat größere Wärmeverluste, als der Zentralbereich des Suszeptors, weshalb es im Randbereich zu einer Temperaturabsenkung kommt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, dass Handhaben des Suszeptors zu vereinfachen und/oder Maßnahmen anzugeben, mit denen sich die Temperaturabsenkung im Randbereich zumindest vermindern lassen und/oder das Handhaben des Suszeptors zu vereinfachen.
  • 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, sondern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe darstellen.
  • Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass sich die Heizelemente in voneinander verschiedenen Ebenen erstrecken. Es ist eine untere Ebene vorgesehen, in der sich die inneren Heizelemente erstrecken. Es ist eine zweite Ebene vorgesehen, die in Richtung der Flächennormalen der ersten Ebene versetzt verläuft. In dieser oberen Ebene erstreckt sich zumindest eines der äußeren Heizelemente das zumindest eine erste äußere Heizelement ist somit geringer von der Unterseite des Suszeptors beabstandet, als die inneren Heizelemente. Es ist ein zweites äußeres Heizelement vorgesehen, welches weiter von der Unterseite des Suszeptors beabstandet ist, als das mindestens eine erste äußere Heizelement. In dem zumindest ein erstes äußeres Heizelement, bevorzugt aber mehrere äußere Heizelemente einen geringeren Abstand zur Unterseite des Suszeptors aufweisen, als die inneren Heizelemente, kann im Randbereich des Suszeptors eine größere Wärmeleistung pro Fläche auf den Suszeptor übertragen werden, als im Zentralbereich. Eine doppelte Lage von Heizelementen ist nicht erforderlich. Die Heizelemente brauchen sich jeweils nur in einer Ebene zu erstrecken.
  • In dem zumindest ein zweites äußeres Heizelement einen größeren Abstand vom Suszeptor besitzt oder besitzen kann, kann zwischen dem zweiten äußeren Heizelement und der Unterseite des Suszeptors ein Greifer, insbesondere können Finger eines Greifers in den Spalt zwischen innere Heizelemente und Unterseite des Suszeptor gebracht werden, um den Suszeptor anzuheben und durch eine Beladeöffnung des Gehäuses aus dem Gehäuse zu transportieren. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die laterale Anordnung der inneren und/oder äußeren Heizelemente und/oder die Form der inneren und/oder äußeren Heizelemente und/oder das Zusammenwirken der inneren und/oder äußeren Heizelemente mit Stromverteilern zum Bestromen der inneren und/oder äußeren Heizelemente identisch oder im Wesentlichen identisch ist mit den Ausführungsbeispielen der DE 10 2019 107 857 A1 . Es ist insbesondere vorgesehen, dass die innere Heizzone von zwei, drei oder mehreren mäanderförmig angeordneten inneren Heizelementen gebildet ist, die sich jeweils über einen Sektor einer Kreisfläche erstrecken. Die innere Heizzone kann eine Kreisform aufweisen. Sämtliche inneren Heizelemente können in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die äußere Heizzone weist bevorzugt zumindest drei sich jeweils über bevorzugt gleichlange Kreisbogenabschnitte erstreckende äußere Heizelemente auf. Die äußeren Heizelemente können sich jeweils über einen Kreisbogen von 120° erstrecken. Von den mehreren äußeren Heizelementen kann genau ein zweites äußeres Heizelement aus der oberen Ebene in Richtung der unteren Ebene versetzt angeordnet sein. Das zumindest zweite äußere Heizelement kann sich in der unteren Ebene erstrecken, sodass in der unteren Ebene nicht nur die inneren Heizelemente, sondern auch zumindest ein äußeres Heizelement liegt. Sowohl die inneren Heizelemente als auch die äußeren Heizelemente können streifenförmige Flachkörper sein. Dabei können die inneren Heizelemente eine größere Breite als die äußeren Heizelemente aufweisen. Die Heizelemente bestehen bevorzugt aus Metall und insbesondere aus einem hitzebeständigen Metall. Die Heizelemente können aber auch aus einem anderen elektrisch leitenden Werkstoff bestehen. Sie können aus einem plattenförmigen Rohling ausgeschnitten oder ausgestanzt werden. Bevorzugt werden sie durch Laserschneiden gefertigt. Über Kontaktelemente können die Heizelemente mit den Stromverteilern elektrisch verbunden sein. Die Stromverteiler können sich in einer unter der unteren Ebene liegenden Stromverteilerebene erstrecken. Die Kontakte, mit denen die Heizelemente mit den Stromverteilern elektrisch verbunden sind, können Distanzelemente ausbilden, mit denen die Heizelemente in den ihnen zugeordneten Ebenen fixiert werden. Der Abstand zwischen der unteren Ebene und der oberen Ebene, also der Abstand der inneren Heizelemente von den ersten äußeren Heizelementen in einer Richtung senkrecht zur unteren oder oberen Ebene kann im Bereich zwischen 8 und 25 mm, bevorzugt zwischen 12 und 20 mm und besonders bevorzugt zwischen 15 und 17 mm liegen. Es ist von fertigungstechnischem Vorteil, wenn die inneren Heizelemente und/oder die äußeren Heizelemente untereinander denselben Grundriss aufweisen, dieselben Querschnitte besitzen und aus demselben Material bestehen. Es ist aber auch vorgesehen, dass sich die Heizelemente jeweils durch verschiedene Grundrisse, verschiedene Querschnitte und verschiedene Materialien unterscheiden. Die Heizelemente können elektrisch parallel oder in Serie geschaltet werden. Bevorzugt kann die Heizleistung der inneren Heizelemente unabhängig von den äußeren Heizelementen geregelt werden. Es ist aber auch vorgesehen, dass die inneren und äußeren Heizelemente gemeinsam geregelt werden. Hierzu können ein oder mehrere Regelvorrichtungen vorgesehen sein. Die inneren und äußeren Heizelemente sind somit sowohl separat als auch gemeinsam bestrombar. Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Riegeleinrichtung auf und kann das Verhältnis der in die inneren beziehungsweise äußeren Heizelemente eingespeisten Heizleistung voreingestellt werden.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass einzelne, alle oder nur einige der inneren und/oder äußeren Heizelemente in einer Richtung insbesondere quer zur unteren oder oberen Ebene verlagerbar sind. Die Heizelemente können insbesondere zu Wartungszwecken abgesenkt oder angehoben werden. Es ist aber auch möglich, die Heizelemente zur Beeinflussung des Temperaturprofils des Suszeptors anzuheben oder abzusenken. In einer Varianßere Heizelement höhenverlagerbar ist, sodass es zum Handhaben des Suszeptors in die untere Ebene und zum Durchführen eines Beschichtungsprozesses in die obere Ebene gebracht werden kann, sodass der Rand des Suszeptors über den gesamten Umfang gleichmäßig beheizt wird.
  • Die erfindungsgemäße Suszeptoranordnung besteht aus einem Suszeptor, der die Form einer Kreisscheibe besitzt und aus einem hitzebeständigen Material, beispielsweise Quarz, einer Keramik oder aus beschichtetem Graphit besteht. Der Suszeptor kann aber auch aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise Metall bestehen. Der Suszeptor ist derart oberhalb der oberen Ebene angeordnet, dass sich zwischen der oberen Ebene ein erster Spalt ausbildet, der ein derart geringes Spaltmaß besitzt, dass die Finger eines Greifer nicht durch den ersten Spalt greifen können. Das mindestens eine gegenüber der oberen Ebene abgesenkte und bevorzugt in der unteren Ebene liegende zweite äußere Heizelement ist von der Unterseite des Suszeptors um ein derart großes Spaltmaß beabstandet, dass ein Greifer bzw. die Finger eines Greifer durch den Spalt hindurchgreifen können, um den Suszeptor anzuheben.
  • Der erfindungsgemäße CVD-Reaktor, der die zuvor beschriebene Suszeptoranordnung aufweist, besitzt ein Gaseinlassorgan, mit dem Prozessgase in eine Prozesskammer einspeisbar sind, die sich zwischen dem Gaseinlassorgan und der Suszeptoroberseite befinden. Unterhalb der Unterseite des Suszeptors befindet sich die Heizeinrichtung. Das Gaseinlassorgan besitzt eine der Prozesskammer zugewandte Gasaustrittsfläche, in der sich eine Vielzahl gleichmäßig angeordneter Gasaustrittsöffnungen befindet. Aus den Gasaustrittsöffnungen tritt das Prozessgas in die Prozesskammer. Mit dem erfindungsgemäßen CVD-Reaktor wird ein Verfahren ausgeübt, mit dem auf dem Suszeptor auf liegende Substrate, insbesondere einkristalline Substrate mit einer Schicht, insbesondere einkristallinen Schicht beschichtet werden. Bei der Schicht kann es sich um Verbindungshalbleiter handeln. Die Schicht besteht insbesondere aus Elementen der III.-V. Hauptgruppe oder aus Elementen der II. und VI. Hauptgruppe oder aus Elementen der IV. Hauptgruppe. Das Prozessgas kann eine metallorganische Verbindung eines Elementes der III. Hauptgruppe oder der II. Hauptgruppe oder der IV. Hauptgruppe aufweisen. Das Prozessgas kann auch eine Hydrid der V. Hauptgruppe, der VIII. Hauptgruppe oder der IV. Hauptgruppe aufweisen. Das Prozessgas kann darüber hinaus ein Inertgas, beispielsweise Wasserstoff aufweisen, mit welchem die zuvor genannten reaktiven Gase transportiert werden. Mit der Heizeinrichtung wird die Prozesskammer bzw. werden die Oberflächen der Substrate auf Temperaturen aufgeheizt, bei denen die für das Abscheiden der Schichten erforderlichen chemischen Reaktionen stattfinden können.
  • Figurenliste
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • 1 In einer schematischen Querschnittsdarstellung einen CVD-Reaktor mit einem Reaktorgehäuse 23, einem darin angeordneten Suszeptor 16, der von einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 1 beheizbar ist,
    • 2 Perspektivisch den Suszeptor 16 und eine Greifer 19, dessen Finger 20 den Suszeptor 16 zwecks Entnahme aus dem Gehäuse 23 durch eine Beladeöffnung 25 untergreifen können,
    • 3 Perspektivisch die Heizeinrichtung 1,
    • 4 Eine Draufsicht auf die Heizeinrichtung 1,
    • 5 Eine Seitenansicht auf die Heizeinrichtung,
    • 6 Den Schnitt gemäß der Linie VI-VI in 4,
    • 7 Den Schnitt gemäß der Linie VII-VII in 4,
    • 8 Den Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in 3 und
    • 9 Den Schnitt gemäß der Linie IX-IX in 3.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • In einem Gehäuse 23 eines CVD-Reaktors, welches nach außen gasdicht ist, befindet sich ein die Form eines Showerhead aufweisendes Gaseinlassorgan 21. Das Gaseinlassorgan 21 erstreckt sich über eine kreisförmige Grundfläche und besitzt eine in dieser kreisförmigen Grundfläche sich erstreckende Gasaustrittsfläche mit einer Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen 22, aus denen ein in ein Volumen des Gaseinlassorganes 21 eingespeistes Prozessgas in eine unterhalb des Gaseinlassorgans 21 angeordnete Prozesskammer eingespeist wird.
  • Der Boden der Prozesskammer wird von einem Suszeptor 16 gebildet, der eine Vielzahl von gleichmäßig angeordneten Lagerplätzen 17 aufweist, auf denen jeweils ein zu beschichtendes Substrat gelagert werden kann. Die kreisförmige Grundfläche des Suszeptors entspricht derjenigen des Gaseinlassorganes 21. Der Suszeptor kann aus Graphit und insbesondere beschichtetem Graphit bestehen, sodass er auf Temperaturen zwischen 500 °C und 1500 °C aufgeheizt werden kann.
  • Unterhalb des Suszeptors 16 erstreckt sich eine Heizeinrichtung 1, mit der der Suszeptor 16 auf die zuvor beschriebenen Temperaturen aufgeheizt werden kann. Das Gehäuse 23 besitzt eine Beladeöffnung 25, durch die der Suszeptor 16 mittels eines Greifer 19 entnommen werden kann. Hierzu weist der Greifer 19 Finger 20 auf, die in Suszeptor 16 untergreifen können. Hierzu wird der Greifer 19 bzw. dessen Finger 20 in eine Spalt 18' zwischen Heizelementen 2, 3 der Heizeinrichtung 1 und der Unterseite des Suszeptors 16 gebracht.
  • Die Heizeinrichtung besitzt eine aus mehreren voneinander beabstandeten und/oder isolierten Teilen bestehende Grundplatte. Die mehreren Teile der Grundplatte werden von Stromverteilern 6, 7, 8 gebildet, in die mittels Anschlusselementen 24 Strom eingespeist werden kann, um innere Heizelemente 2 und äußere Heizelemente 3, 4, 5 zu heizen.
  • Die Heizvorrichtung 1 besitzt eine innere, kreisförmige Heizzone, in der sich drei gleichgestaltete innere Heizelemente 2 befinden. Die inneren Heizelemente 2 werden von Metallstreifen gebildet, die sich mäanderartig jeweils über einen Kreissektor erstrecken, der einen Öffnungswinkel von 120° besitzt. Jeweils an einem Ende besitzt das Heizelement 2 einen Kontakt, mit dem es mit einem Stromverteiler 6, 7, 8 verbunden ist. Das Heizelement 2 besitzt einen über die gesamte Erstreckungslänge gleichbleibenden Querschnitt. Das Heizelement kann aus einem Metallblech durch Laserschneiden gefertigt sein. Es sind Distanzkörper 11 vorgesehen, mit denen das Heizelement 2 einerseits in einem Abstand zum Stromverteiler 7 gehalten ist und andererseits mit Strom versorgt wird. Mit den Distanzkörpern 11 werden die inneren Heizelemente 2 in einer gemeinsamen unteren Ebene fixiert, unter welcher unteren Ebene sich in einer Parallelebene dazu die Stromverteiler 6, 7, 8 erstrecken.
  • Es können auch weitere, beispielsweise aus einem isolierenden Werkstoff gebildete Distanzkörper 11 vorgesehen sein, um die Lage der Heizelemente in einer Ebene zu fixieren.
  • Die Heizvorrichtung 1 besitzt eine äußere, kreisringförmige Heizzone, die die innere Heizzone mit einem gleichbleibenden Abstand umgibt. Die radiale Erstreckung der äußeren Heizzone ist mindestens ein Faktor 5, bevorzugt ein Faktor zwischen 5 und 10 kleiner, als die Radialerstreckung der inneren Heizzone. Die äußere Heizzone erstreckt sich somit nur über eine schmalen Umgebungsstreifen um die innere Heizzone.
  • Die äußere Heizzone besitzt drei gleichmäßig in Umfangsrichtung um die innere Heizzone angeordnete äußere Heizelemente 3, 4, 5. Die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 sind untereinander gleichgestaltet und einlagig angewendet. Sie besitzen über ihre gesamte Erstreckungslänge einen gleichbleibenden Querschnitt. Sie bestehen aus einem Metallblech, dass durch Laserschneiden gefertigt sein kann. Es sind Distanzkörper 9, 10 vorgesehen, mit denen das äußere Heizelement 3, 4, 5 einerseits mit einem Abstand zum Stromverteiler 7 gehalten ist und andererseits mit Strom versorgt wird. Mit den Distanzkörpern 9, 10 werden die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 fixiert. Zwei der äußeren Heizelemente 4, 5 werden mit längeren Distanzkörpern 10 mit den Stromverteilern 6, 7 verbunden als die inneren Heizelemente 2, sodass sich die beiden Heizelemente 4, 5 in einer oberen Ebene erstrecken, die von der unteren Ebene, in der sich die inneren Heizelemente 2 erstrecken, beabstandet sind. Der Abstand beträgt etwa 16 mm. Ein zweites äußeres Heizelement 3 ist mit Distanzkörpern 9 mit einem Stromverteiler 6, 7 verbunden, die kürzer sind und beim Ausführungsbeispiel dieselbe Länge aufweisen, wie die Distanzkörper 11, die die inneren Heizelemente 2 halten. Dieses zweite äußere Heizelement 3 ist der Beladeöffnung 25 gegenüberliegend angeordnet, sodass es durch ein größeres Spaltmaß vom Suszeptor 16 beabstandet ist, als die ersten äußeren Heizelemente 4, 5.
  • Die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 können darüber hinaus auch mit isolierenden Distanzmitteln in ihrer Erstreckungsebene fixiert werden. Die Breite der die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 ausbildenden Metallstreifen ist geringer als die Breite der die inneren Heizelemente 2 ausbildenden Metallstreifen. Die Metallstreifen bilden jeweils Widerstands Heizelemente, die sich beim Hindurchleiten eines Stromes erwärmen.
  • Die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 erstrecken sich unmittelbar unterhalb des Randes des Suszeptors 16. In dem die äußeren Heizelemente 4, 5 einen geringeren Abstand zu Unterseite des Suszeptors aufweisen, wird mit ihnen eine größere Wärmeleistung pro Fläche auf den Suszeptor 16 übertragen, sodass randseitige Wärmeverluste des Suszeptors 16 ausgeglichen werden können.
  • Gemäß einer Variante der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das zweite äußere Heizelement 3 von der in den Zeichnungen dargestellten Stellung, in der es sich in der unteren Ebene befindet, mit einer nicht dargestellten Hubeinrichtung bis in die obere Ebene angehoben werden kann. Bei dieser Variante bringen alle äußeren Heizelemente 3, 4, 5 eine vergrößerte Heizleistung im Randbereich. Das zweite äußere Heizelement 3 kann bei dieser Variante nur zum Handhaben des Suszeptors 16 höhenverlagert werden. Die Stromzufuhr erfolgt bei dieser Variante ebenfalls über Kontaktelemente 9, 10, die fest mit einer Hubeinrichtung verbunden sein können, mit der das zumindest eine äußere Heizelement 3 in Vertikalrichtung verlagert werden kann.
  • 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:
  • Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich zumindest ein erstes äußeres Heizelement 4, 5 in einer oberen Ebene erstreckt, die von der unteren Ebene in einer Richtung quer zur Flächennormalen der unteren Ebene beabstandet ist.
  • Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass zumindest ein zweites äußeres Heizelement 3 aus der oberen Ebene in Richtung der unteren Ebene versetzt angeordnet ist oder verlagert werden kann.
  • Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die innere Heizzone von zwei, drei oder mehreren mäanderartig angeordneten inneren Heizelementen 2 gebildet ist und/oder dass die innere Heizzone eine kreisförmigen Grundriss aufweist und/oder dass sich die inneren Heizelemente 2 sich jeweils über einen Sektor einer Kreisfläche erstrecken und/oder dass die äußere Heizzone zumindest drei sich jeweils über gleichlange Kreisbogen Abschnitte erstreckende äußere Heizelemente 3, 4, 5 aufweist und/oder dass von den mehreren äußeren Heizelementen 3, 4, 5 nur ein zweites äußeres Heizelement 3 aus der oberen Ebene in Richtung der unteren Ebene versetzt angeordnet ist oder verlagert werden kann und/oder dass sich die inneren Heizelemente 2 und/oder die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 jeweils in nur einer gemeinsamen Ebene erstrecken.
  • Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die inneren Heizelemente 2 und/oder die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 streifenförmige Flachkörper sind, aus Metall oder einem anderen elektrisch leitenden Werkstoff bestehen und/oder durch Laserschneiden gefertigt sind und/oder mit Kontaktelementen 9, 10, 11 mit Stromverteilern 6, 7, 8 elektrisch leitend verbunden sind, und/oder dass das zweite äußere Heizelement 3 in der unteren Ebene liegt.
  • Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Abstand zwischen der unteren Ebene und der oberen Ebene im Bereich zwischen 8 und 25 mm liegt oder zwischen 12 und 20 mm oder zwischen 15 und 17 mm liegt und/oder dass die inneren Heizelemente 2 und/oder die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 untereinander den selben Grundriss aufweisen oder Grundrisse aufweisen, die voneinander verschieden sind und/oder dass die inneren Heizelemente 2 und/oder die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 untereinander denselben Querschnitt aufweisen oder Querschnitte aufweisen, die voneinander verschieden sind.
  • Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass alle inneren Heizelemente 2 und/oder alle äußeren Heizelemente 3, 4, 5 elektrische Heizelemente sind, die parallel oder in Reihe geschaltet sind, und/oder dass die inneren Heizelemente 2 gegenüber den äußeren Heizelementen 3, 4, 5 separat beheizbar sind und/oder, dass die inneren Heizelemente 2 und die äußeren Heizelemente 3, 4, 5 aus demselben Werkstoff oder jeweils aus voneinander verschiedenen Werkstoffen gefertigt sind.
  • Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die innere Heizzone und/oder die äußere Heizzone quer zur oberen oder unteren Ebene verlagerbare innere Heizelemente 2 oder äußere Heizelemente 3, 4, 5 aufweist und/oder dass zumindest eines der äußeren Heizelemente 3, 4, 5 gegenüber einem anderen äußeren Heizelement 3, 4, 5 in einer Richtung quer zur Erstreckungsebene der oberen Ebene verlagerbar ist.
  • Eine Suszeptoranordnung, die gekennzeichnet ist durch einen ersten Spalt 18 zwischen dem über der oberen Ebene angeordneten Suszeptor 16 und einen zweiten Spalt 18' zwischen dem zweiten äußeren Heizelement 3 und dem Suszeptor 16, wobei der erste Spalt 18 ein Spaltmaß aufweist, dass geringer ist, als das Spaltmaß des zweiten Spaltes 18', welches eine ausreichende Größe aufweist, damit Greiffinger 20 eines Greifer 19 den Suszeptor 16 untergreifen können.
  • Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wand des Gehäuses 23 eine Beladeöffnung 25 aufweist, zu welcher der zweite Spalt 18' weist und/oder dass das Gaseinlassorgan 21 eine Vielzahl von gleichmäßig über eine Gasaustrittsfläche verteilt angeordnete Gasaustrittsöffnungen 22 aufweist und/oder dass dem CVD-Reaktor ein Greifer 19 zugeordnet ist, der so ausgestaltet ist, dass er durch die Beladeöffnung 25 hindurch und mit Fingern 20 in den zweiten Spalt 18' greifen, den Suszeptor 16 anheben und durch die Beladeöffnung 25 transportieren kann.
  • Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.
  • 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.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizeinrichtung
    2
    inneres Heizelement
    3
    äußeres Heizelement
    4
    äußeres Heizelement
    5
    äußeres Heizelement
    6
    Stromverteiler
    7
    Stromverteiler
    8
    Stromverteiler
    9
    Distanzkörper
    10
    Distanzkörper
    11
    Distanzkörper
    12
    Fortsatz
    13
    Halteelement
    14
    Fortsatz
    15
    Halteelement
    16
    Suszeptor
    17
    Lagerplatz
    18
    Spalt
    18'
    Spalt
    19
    Greifer
    20
    Finger
    21
    Gaseinlassorgan
    22
    Gasaustrittsöffnung
    23
    Gehäuse
    24
    Anschlusselement
    25
    Beladeöffnung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • US 2018/0286732 A1 [0004]
    • US 2017/0280509 A1 [0004]
    • WO 2006/060134 [0004]
    • WO 2004/089039 [0004]
    • US 2016/0270150 A1 [0004]
    • DE 102019107857 A1 [0005, 0010]

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Beheizen eines Suszeptors (16) eines CVD-Reaktors mit ein oder mehreren in einer inneren Heizzone angeordneten inneren Heizelementen (2), die sich in einer unteren Ebene erstrecken und mit zwei oder mehreren in Umfangsrichtung um die innere Heizzone hintereinanderliegenden äußeren Heizelementen (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein erstes äußeres Heizelement (4, 5) in einer oberen Ebene erstreckt, die von der unteren Ebene in einer Richtung quer zur Flächennormalen der unteren Ebene beabstandet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweites äußeres Heizelement (3) aus der oberen Ebene in Richtung der unteren Ebene versetzt angeordnet ist oder verlagert werden kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Heizzone von zwei, drei oder mehreren mäanderartig angeordneten inneren Heizelementen (2) gebildet ist und/oder dass die innere Heizzone eine kreisförmigen Grundriss aufweist und/oder dass sich die inneren Heizelemente (2) jeweils über einen Sektor einer Kreisfläche erstrecken und/oder dass die äußere Heizzone zumindest drei sich jeweils über gleichlange Kreisbogenabschnitte erstreckende äußere Heizelemente (3, 4, 5) aufweist und/oder dass von den mehreren äußeren Heizelementen (3, 4, 5) nur ein zweites äußeres Heizelement (3) aus der oberen Ebene in Richtung der unteren Ebene versetzt angeordnet ist oder verlagert werden kann und/oder dass sich die inneren Heizelemente (2) und/oder die äußeren Heizelemente (3, 4, 5) jeweils in nur einer gemeinsamen Ebene erstrecken.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Heizelemente (2) und/oder die äußeren Heizelemente (3, 4, 5) streifenförmige Flachkörper sind, aus Metall oder einem anderen elektrisch leitenden Werkstoff bestehen und/oder durch Laserschneiden gefertigt sind und/oder mit Kontaktelementen (9, 10, 11) mit Stromverteilern (6, 7, 8) elektrisch leitend verbunden sind, und/oder dass das zweite äußere Heizelement (3) in der unteren Ebene liegt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand zwischen der unteren Ebene und der oberen Ebene im Bereich zwischen 8 und 25 mm oder zwischen 12 und 20 mm oder zwischen 15 und 17 mm liegt und/oder dass die inneren Heizelemente (2) und/oder die äußeren Heizelemente (3, 4, 5) untereinander den selben Grundriss aufweisen oder Grundrisse aufweisen, die voneinander verschieden sind und/oder dass die inneren Heizelemente (2) und/oder die äußeren Heizelemente (3, 4, 5) untereinander denselben Querschnitt aufweisen oder Querschnitte aufweisen, die voneinander verschieden sind.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle inneren Heizelemente (2) und/oder alle äußeren Heizelemente (3, 4, 5) elektrische Heizelemente sind, die parallel oder in Reihe geschaltet sind, und/oder dass die inneren Heizelemente (2) gegenüber den äußeren Heizelementen (3, 4, 5) separat beheizbar sind und/oder, dass die inneren Heizelemente (2) und die äußeren Heizelemente (3, 4, 5) aus demselben Werkstoff oder jeweils aus voneinander verschiedenen Werkstoffen gefertigt sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Heizzone und/oder die äußere Heizzone quer zur oberen oder unteren Ebene verlagerbare innere Heizelemente (2) oder äußere Heizelemente (3, 4, 5) aufweist und/oder dass zumindest eines der äußeren Heizelemente (3, 4, 5) gegenüber einem anderen äußeren Heizelement (3, 4, 5) in einer Richtung quer zur Erstreckungsebene der oberen Ebene verlagerbar ist.
  8. Suszeptoranordnung bestehend aus einem Suszeptor (16) und einer Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche zum Beheizen des Suszeptors (16), gekennzeichnet durch einen ersten Spalt (18) zwischen dem über der oberen Ebene angeordneten Suszeptor (16) und einen zweiten Spalt (18') zwischen dem zweiten äußeren Heizelement (3) und dem Suszeptor (16), wobei der erste Spalt (18) ein Spaltmaß aufweist, dass geringer ist, als das Spaltmaß des zweiten Spaltes (18'), welches eine ausreichende Größe aufweist, damit Greiffinger (20) eines Greifer (19) den Suszeptor (16) untergreifen können.
  9. CVD-Reaktor mit einer Suszeptoranordnung gemäß Anspruch 8, die sich zusammen mit einem Gaseinlassorgan (21) in einem Gehäuse (23) befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand des Gehäuses (23) eine Beladeöffnung (25) aufweist, zu welcher der zweite Spalt (18') weist und/oder dass das Gaseinlassorgan (21) eine Vielzahl von gleichmäßig über eine Gasaustrittsfläche verteilt angeordnete Gasaustrittsöffnungen (22) aufweist und/oder dass dem CVD-Reaktor ein Greifer (19) zugeordnet ist, der so ausgestaltet ist, dass er durch die Beladeöffnung (25) hindurch und mit Fingern (20) in den zweiten Spalt (18') greifen, den Suszeptor (16) anheben und durch die Beladeöffnung (25) transportieren kann.
  10. Vorrichtung, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.
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