DE3634129A1 - Verfahren und reaktor zum chemischen aufdampfen - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das chemische
Ablagern eines von einem Gas mitgeführten oder getragenen
Materials auf ein festes Substrat, und insbesondere auf einen
Reaktor für die chemische Dampfabscheidung oder das
chemische Aufdampfen, der eine axiale Symmetrie aufweist.
Es ist bekannt, eine chemische Dampfabscheidung von Materialien,
z. B. eine epitaxiale chemische Dampfabscheidung,
dadurch herbeizuführen, daß ein Gas, das die
Reaktionsstoffe enthält, über ein festes Substrat geleitet
wird. Das Gas enthält das Material, das auf dem Substrat
niedergeschlagen oder abgeschieden werden soll. Das feste
Substrat muß im allgemeinen auf erhöhter Temperatur gehalten
werden, damit die Reaktion mit der Oberfläche unterstützt
und aufrechterhalten wird. Die Abscheidung kann
typischerweise in einem Behälter durchgeführt werden, der
die Gasströmung über ein Substrat hinweg, das auf einem
nachstehend als Basis bezeichneten Suszeptor angeordnet
worden ist, oder, typischer, über eine Vielzahl von Substraten
auf einem Suszeptor hinweg, verursacht.
Bei den bekannten Reaktoren für das chemische Aufdampfen
können verschiedene Probleme auftreten. Es ist typisch,
daß die Abscheidereaktion mit dem Substrat Dampfabscheidungsmaterialien
aus dem Gasfluß entfernt und zu einer
Änderung der Konzentration des Reaktionsmittels in dem
Gas führt. Da das Gas gezwungen wird, über ein Scheibensubstrat
hinweg zu strömen, kann die Konzentrationsänderung
zu einer ungleichmäßigen abgeschiedenen Schicht
führen. Diese Ungleichförmigkeit von Abscheidungsschichten
kann für eine Vielzahl von Substraten, aber auch über ein
einzelnes Substrat hinweg auftreten. Darüber hinaus haben
derzeit benutzte Systeme eine begrenzte Kapazität hinsichtlich
der Schaffung einer gleichmäßigen Temperatur für eine
Vielzahl von Substraten oder auch für ein einzelnes Substrat.
Die Gleichförmigkeit der Temperatur wird typischerweise
dadurch geschaffen, daß dem Substrat eine große
thermische Masse zugeordnet ist. Die große thermische Masse
und die damit verbundene thermische Trägheit können Ungleichförmigkeiten
in der Temperaturverteilung des Substrats
herabsetzen. Die große thermische Masse begrenzt
jedoch die Geschwindigkeit, mit welcher das Substrat auf
thermisches Gleichgewicht gebracht werden kann, und kann
demzufolge einen nachteiligen Effekt auf die für die Bearbeitung
der Substrate erforderliche Zeit haben. Die große
thermische Masse kann daher direkt die Produktivität betreffen.
Des weiteren können die Reaktoren für chemisches Aufdampfen,
die gegenwärtig für die epitaxiale Abscheidung benützt
werden, eine Selbstdotierung ermöglichen, d. h. eine Dotierung
des Abscheide- oder Niederschlagsmaterials, die von
Dotiermittel herrührt, das von der entgegengesetzten Seite
des typischerweise hoch dotierten Substrats abdampft. Bei
den bekannten Reaktoren mußte große Sorgfalt auf die Abdichtung
der entgegengesetzten Seite des Substrats angewendet
werden, um die Autodotierung zu verhindern.
Es wurde versucht, die Produktivität von Reaktoren zum
chemischen Aufdampfen dadurch zu erhöhen, daß die Reaktoren
hinsichtlich ihrer Abmessungen vergrößert wurden, um
mehr Substratmaterial aufnehmen zu können. Diese Vergrößerung
führte zu einer erhöhten Verunreinigung des Substrats
mit Partikeln. Die Partikelsubstanz stammte von
unerwünschten Materialablagerungen an den Reaktorwänden,
Ablagerungen, die sich von den Wänden lösen und in die
Abscheidezone gelangen können.
Bei typischen chemischen Aufdampfsystemen können die Zusammensetzung
des gasförmigen Materials, die Temperatur
und die Selbstdotierung gesteuert werden, doch suchte man
nach einer zusätzlichen Steuerung des Abscheide- oder Aufdampfprozesses.
Kürzlich wurde die Möglichkeit der Anwendung einer axial
symmetrischen Gasströmung über jedes Substrat zur Schaffung
eines zufriedenstellenderen chemischen Dampfabscheideprozesses
untersucht. Mit der axial symmetrischen
Strömung und passenden Randbedingungen ist eine gleichmäßigere
Niederschlagsschicht zu erzielen. Die Abscheidung
auf einer einzelnen Scheibe (wafer) erlaubt eine Flexibilität
in der Methode des Erhitzens, womit Heiz- und Kühlzeiten
herabgesetzt werden können. Der axial symmetrische
Gasfluß hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Selbstdotierung,
d. h. die unerwünschte Dotierung der abgeschiedenen
oder niedergeschlagenen Schicht durch Atome aus dem hoch
dotierten Substrat, vermindert werden kann. Hinzu kommt,
daß es die axial symmetrische Gasströmung erlaubt, größere
Substrate zu verwenden, was zu Einscheiben-Reaktoren führt.
Die Einscheiben-Reaktoren zeigten die Tendenz, die Verunreinigung
von Abscheideregionen auf dem Substrat mit Partikeln
zu reduzieren.
Es bestand daher ein Bedürfnis für einen chemischen Aufdampf-
oder Dampfabscheide-Reaktor, der sich der Vorteile
einer axial symmetrischen Gasströmung bedienen und zusätzlich
eine gleichmäßige Beheizung bewirken kann, so daß
dem Substrat eine kleine thermische Masse zugeordnet werden kann.
Ein Ziel der Erfindung besteht daher darin, einen verbesserten
Reaktor für die chemische Dampfabscheidung oder
das chemische Aufdampfen zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Reaktor
zum chemischen Aufdampfen für ein axial symmetrisches
Substrat zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Prozess
der chemischen Dampfabscheidung zu schaffen, der eine
axial symmetrische Geometrie hat.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zum gleichmäßigen Erhitzen
eines Substrats mit Kreisgeometrie zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Reaktor
für die chemische Dampfabscheidung zu schaffen, der
eine Vorrichtung aufweist, die fähig ist, eine zusätzliche
Steuerung des Abscheideprozesses herbeizuführen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Aufdampfreaktor
zu schaffen, bei dem die Gasströmung, die
das Reaktionsmaterial über das Substrat führt, eine aixale
Symmetrie aufweist.
Die vorstehenden und weitere Ziele der Erfindung werden
gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung erreicht, die
eine kreisförmige Reaktionskammer für das chemische Aufdampfen
von Materialien auf ein im wesentlichen kreisförmiges
Substrat aufweist. Das kreisförmige Substrat wird
auf einer Basis von einem Säulenfuß oder Ständer getragen.
Gas, das das auf dem Substrat abzuscheidende Material
führt, wird durch eine Vorrichtung, die in einem steuerbaren
Abstand von dem Substrat angeordnet ist, mit im
wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit senkrecht gegen
die Substratoberfläche gerichtet. Das Gas wird zu
einem im wesentlichen axial symmetrischen Fluß über die
Oberfläche des Substrats gezwungen. Für die Beheizung des
Substrats und der zugehörigen Apparatur auf eine gleichmäßige
Temperatur ist eine Strahlungs-Heizvorrichtung vorgesehen.
Die von der Heizvorrichtung geschaffene gleichmäßige
Temperatur läßt es zu, daß das Substrat und der
zugehörige Apparat eine verhältnismäßig kleine thermische
Masse haben. Die kleine thermische Masse erlaubt es, daß
das thermische Gleichgewicht rasch für eine gewählte Substrattemperatur
erreicht wird. Der das Substrat tragende
Ständer kann zur weiteren Vergleichmäßigung der Temperatur
und der Abscheidung gedreht werden. Zur Verringerung
der Selbstdotierung der abgeschiedenen Schicht kann eine
zusätzliche Gasströmung eingeführt werden.
Die vorstehenden und weitere Merkmale der Erfindung ergeben
sich in näheren Einzelheiten aus der nachstehenden
Erörterung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die Kammern eines erfindungsgemäßen Dampfabscheidereaktors,
schematisch in auseinandergezogener
Anordnung dargestellt,
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht der Kammern
des erfindungsgemäßen Dampfabscheidereaktors,
Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen
Reaktorkammer, die weitere Einzelheiten
der bevorzugten Ausführungsform wiedergibt,
und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des säulenfußförmigen
Ständers für die Schaffung einer zusätzlichen
Gasströmung zum Vermindern der Selbstdotierung
des auf dem Substrat niedergeschlagenen Materials.
Die Fig. 1 zeigt in auseinandergezogener perspektivischer
schematischer Darstellung die Vorrichtung, die die Reaktorkammern
für die chemische Dampfabscheidung oder das
chemische Aufdampfen aufweist. Die Reaktorkammervorrichtung
weist eine obere und eine untere Heizkammer 60 auf.
Den beiden Heizkammern ist eine Vielzahl von Strahlungs-
Heizelementen 50 zugeordnet. Die Heizelemente sind
typischerweise langgestreckte Lampen, und die einzelnen
Kammern können bei der bevorzugten Ausführungsform rechteckig
sein. Selbstverständlich können auch andere Kammergeometrien
zur Anwendung gelangen. Die Lampen sind durch
Öffnungen in den Kammerwandungen hindurch eingesetzt und
im wesentlichen parallel zu den anderen darin befindlichen
Lampen sowie in einer Ebene parallel zu dem Substrat
10 angeordnet. Die obere und die untere Kammer sind
im wesentlichen so angeordnet, daß sich die Lampenanordnung
einer jeden Kammer unter einem rechten Winkel zu der
anderen Lampenanordnung erstreckt. Das Substrat 10 und
die zugehörige Aufnahmebasis 15 sind in dem Reaktor von
einem säulenfußartigen Ständer 80 getragen. Das Gas 11,
das die auf dem Substrat 10 abzuscheidenden Materialien
mit sich führt, wird mittels einer Vorrichtung 70 in den
Reaktor eingebracht. Die Vorrichtung 70 besteht im allgemeinen
aus Quarz (damit die Wärmestrahlung durchgelassen
wird) und weist eine Kammer auf, in die das Gas 11 eingeführt
wird. Die Vorrichtung 70 hat eine der Substratoberfläche
zugewendete und im wesentlichen parallel zu dieser
ausgerichtete Oberfläche. Die Oberfläche weist eine Vielzahl
von Öffnungen auf, die es ermöglichen, daß das Gas
in einem im wesentlichen gleichförmigen Fluß zum Substrat
hin austritt.
Die Fig. 2 zeigt den Reaktor für die chemische Dampfabscheidung
im Querschnitt. Die Lampen 50 in den beiden
Heizkammern 60 ergeben eine gleichmäßige Beheizung des
Substrats 10 und der zugehörigen Basis 15. In Fig. 2 sind
die Lampen 50 nicht in zueinander senkrechter Anordnung
dargestellt, damit zwei Heizlampenanordnungen zu erkennen
sind. Bei der unteren Heizlampenanordnung richten Parabol-
Reflektoren die Strahlungsenergie zur Basis 15 und zum zugehörigen
Substrat 10. Bei der oberen Kammer 60 in Fig. 2
sind den äußeren Heizlampen 50 Parabol-Reflektoren zugeordnet.
Die inneren Heizlampen befinden sich vor einem
ebenen Bereich 52. Der ebene Bereich und die Parabol-Reflektoren
sind mit hochgradig reflektierendem Material
überzogen, um die Strahlung auf die Substrat-Basis-Kombination
zu richten. Die Substrat/Basis-Kombination wird
von einem säulenfußartigen Ständer 80 getragen, und die
Basis des Ständers erstreckt sich durch eine Heizkammer
60 (in Fig. 2 nicht dargestellt). Die Vorrichtung 70 zum
Zuführen des das abzuscheidende Material enthaltenden
Gases zum Substrat weist einen Einlaß für die Aufnahme des
Gases 11 und eine Vielzahl von Öffnungen 74, die das Gas
gleichförmig zum Substrat 10 hin richten, auf. Bei der im
einzelnen nicht dargestellten Vorrichtung 90 handelt es
sich um eine Vorrichtung zum Abziehen des Gases aus der
Abscheidekammer in solcher Weise, daß die axiale Symmetrie
des Gasflusses erhalten bleibt. Die Vorrichtung 90 kann
eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen, wobei die Hauptfunktion
darin besteht, den Gasfluß zu steuern. Die Vorrichtung
90 schafft auch eine Wärmeverlustquelle, die die
Gleichförmigkeit der Temperatur über die Substrat/Basis-
Kombination hinweg beinhaltet. Die Fig. 3 zeigt eine detailliertere
Ausführung der Reaktorkammer. Die Kammern 60 enthalten
Lampen 50, die elektrisch und mechanisch durch
Kupplungseinrichtungen 51 an die übrige Vorrichtung angeschlossen
sind und denen ein reflektierender Bereich gemäß
Fig. 2 zugeordnet sein kann. Die Vorrichtung 70 weist
eine erste Materialplatte 72 und eine zweite Materialplatte
71 auf. Die Materialplatte 71 erstreckt sich im wesentlichen
parallel zum Substrat 10 und ist mit einer Vielzahl
von Öffnungen versehen, die das Gas 11 zum Substrat
hin richten. Das Substrat 10 ist von einem Ständer 80 getragen.
Das Gas wird gezwungen, an einer Vielzahl von Leitplatten
91 vorbeizuströmen, um einen axial symmetrischen
Fluß aufrechtzuerhalten. Das Substrat und der obere Teil
des Ständers sind im wesentlichen von der Platte 71, der
Platte 75 und Außenflächen 76 umschlossen, um den Gasfluß
einzuschränken. Das Gas kann ebenfalls durch eine Vielzahl
von Öffnungen aus der Einfassung abgezogen werden.
Das Gehäuse 8 ist mit den Heizkammern 60 gekoppelt und
weist eine zusätzliche, nicht dargestellte Vorrichtung
für den Anschluß an die oberen und unteren Teile der Reaktorkomponenten
und zum Tragen der inneren Einfassungsvorrichtung
auf.
Die Fig. 4 zeigt eine Möglichkeit zum Verhindern einer
Selbstdotierung des Niederschlags oder der abgeschiedenen
Schicht. Das Gas 11 fließt in axial symmetrischer Strömung
auswärts zu den Kanten des Substrats 10. Das Substrat 10
ist mit Hilfe von Abstandshaltern 60 oberhalb der Basis 15
abgestützt. Die Basis ist mittels Zwischenstücken 81 und
durch die vertikalen Wände des Ständers 80 über dem
letzteren gehalten. Durch einen Kanal im Ständer 80 und
durch eine Öffnung 83 in der Basis 15 strömt ein Gas 13 zu
dem Raum zwischen der Basis und dem Substrat. Diese radial
auswärts gerichtete Strömung führt in Verbindung mit der
radial auswärts gerichteten Strömung des Trägergases 11
unerwünschte Dotieratome des Substrats vom Abscheideteil
des Substrats weg.
Der Aufbau des Reaktors zum chemischen Aufdampfen ist so
getroffen, daß die vorteilhaften Wirkungen eines axial
symmetrischen Flusses des Trägergases über ein Substrat
ausgenützt werden. Diese Gestaltung des Gasflusses, die
auch als Stagnationspunkt-Fluß bezeichnet wird, ergibt die
Vorteile einer radialen Gleichförmigkeit der Konzentration
der Abscheidematerialien in der Nähe des Substrats, einer
radialen Gleichförmigkeit der Temperatur-Isothermen im Gas
oberhalb der Substratoberfläche und einer radialen Gleichförmigkeit
der Geschwindigkeiten der chemischen Reaktionen
im Gas und auf der Substratoberfläche.
Die Vorrichtung 70, welche bei der bevorzugten Ausführungsform
aus Materialplatten mit Öffnungen in der dem Substrat
nächsten Platte bestehen kann, ergibt eine brauchbare
Technik zum Einbringen der axial symmetrischen Gasströmung
in die Kammer. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind
die Öffnungen an den Ecken von gleichseitigen Dreiecken
angeordnet. Es ist eine Vorrichtung, z. B. die Leitplatte
91 vorgesehen, die sicherstellt, daß das Abziehen des
Trägergases den axial symmetrischen Gasfluß nicht merklich
stört. Die Vorrichtung 70 ist typischerweise aus einem
Material hergestellt, das fähig ist, einen großen Teil der
Strahlung zu der Basis/Substrat-Kombination zu übertragen.
In ähnlicher Weise sind die Heizkammern so ausgeführt, daß
die axiale Symmetrie der Abscheidung unterstützt und eine
gleichförmige Temperatur über dem Substrat aufrechterhalten
wird. In den Heizkammern befinden sich eine Vielzahl
von Lampen 50. Die Wände der Kammern 53 sowie der reflektierende
Bereich 52 und die Parabol-Reflektoren 51 sind
mit einem hochgradig reflektierenden Material überzogen,
um den thermischen Wirkungsgrad zu begünstigen und den
Bereich von virtuellen Wärmequellen zu vergrößern, die
von dem resultierenden Substrat zu sehen sind. Unter Bezugnahme
beispielsweise auf Fig. 2 ist zu erkennen, daß
die Kante des Substrats nicht der gleichen Strahlung ausgesetzt
ist wie der übrige Teil des Substrats, und zwar
mangels Heizquellen in der Richtung des Bereichs 90. Zur
Kompensation dieser kühleren Umgebung können die äußersten
Heizlampen mit zusätzlicher Leistung betrieben werden,
wodurch die Strahlungsheizung in dem Bereich vergrößert
wird. Zur Kompensation der größeren Wärmeverluste des
äußeren Substratbereichs können auch die Stellungen der
Heizelemente verändert werden, indem die äußersten Heizlampenanordnungen
neigbar eingerichtet werden, oder die
Heizkammern gut über das Substrat hinaus erstreckt werden.
Die Seiten der Heizkammern können mit hochgradig reflektierendem
Material versehen werden, was, vom Substrat aus
gesehen, wegen der reflektierten Strahlung den Effekt zusätzlicher
Wärmequellen ergibt. Um die sich aus der Verwendung
von diskreten Heizquellen ergebende Struktur zu
mildern, ist die Ausrichtung der Heizlampen bezüglich der
Ausrichtung der Heizlampen in der anderen Kammer gedreht.
Zur weiteren Herabsetzung einer verbleibenden thermischen
Struktur kann der das Substrat tragende Ständer gedreht
werden.
Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei
der eine Gasströmung 13 zum Vermindern der Selbstdotierung
eingesetzt werden kann. Die Gasströmungen der Gase 11 und
13 bewirken, daß Dotiermaterialien, die von der Unterseite
des Substrats abgedampft sind, von der die Niederschlagsmaterialien
empfangenden Substratoberfläche weggeführt
werden. Der Ständer besteht typischerweise aus einem Material,
das für einen großen Teil des Spektrums der Heizstrahlung
transparent ist.
Eine dünnere Gestaltung oder Eliminierung der das Substrat
tragenden Basis kann die Masse reduzieren, die zum Erreichen
des thermischen Gleichgewichts aufgeheizt werden
muß. Durch Verminderung der thermischen Masse können in
einer gegebenen Zeit mehr Substrate behandelt und eine
größere Produktivität erzielt werden.
Die Substrate können in passender Weise relativ zu der
Platte, durch welche das Trägergas eingebracht wird, auf-
oder abbewegt werden. Diese Flexibilität der Anordnung
ergibt eine zusätzliche Steuerung der Abscheidekonditionen.
Eine weitere Ungleichförmigkeitsquelle ist das Strahlungsfeld,
das die Basis/Substrat-Kombination aufgrund der Absorbtionscharakteristiken
und der Temperatur der Vorrichtung
70, des Ständers und irgendwelcher anderer struktureller
Teile, die zwischen den Strahlungsquellen und der
Basis/Substrat-Kombination eingefügt werden müssen, empfindet. Es
muß den sich im Strahlungsfeld ergebenden Strömungen Rechnung
getragen werden, die sich aus dem Vorhandensein dieser
Elemente ergeben, sowie dem sich aus der Absorbtion und Emission
von Strahlung ergebenden thermischen Einfluß der strukturellen
Teile.
An den dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispielen
können vielerlei Abwandlungen vorgenommen werden, ohne daß
der Rahmen der Erfindung überschritten wird.
Claims (19)
1. Reaktor für die chemische Dampfabscheidung auf ein
beheiztes Substrat, mit einer Substrateinrichtung,
die eine kreisrunde Gestaltung hat, gekennzeichnet
durch eine Heizvorrichtung zum gleichförmigen Aufheizen
der Substrateinrichtung und eine Gasströmungseinrichtung
zum Schaffen eines axial symmetrischen
Gasflusses über die Substrateinrichtung hinweg.
2. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Tragvorrichtung zum Tragen der Substrateinrichtung,
wobei es die Tragvorrichtung ermöglicht, einen Abstand
zwischen der Gasströmungseinrichtung und der Substrateinrichtung
zu steuern.
3. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Trageinrichtung zum Tragen des Substrats, wobei die
Tragvorrichtung fähig ist, das Substrat zu drehen.
4. Reaktor nach Anspurch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasströmungseinrichtung eine Vorrichtung
aufweist, die das Gas mit gleichförmiger Geschwindigkeit
senkrecht zu einer Oberfläche des Substrats gerichtet
einführt.
5. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung eine erste und eine zweite
Kammer aufweist, wobei mindestens eine der Kammern
eine Vielzahl von Heizlampen enthält.
6. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Teil der Innenwände der Kammern
mit einem hochgradig reflektierenden Material überzogen
ist.
7. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die axial symmetrische Gasströmung die Konfiguration
einer Stagnationspunkt-Gasströmung ermöglicht.
8. Reaktor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
Kammer mit einer Vielzahl von Öffnungen, die im wesentlichen
eine axiale Symmetrie bezüglich der
Substrateinrichtung aufweisen und von dieser im wesentlichen
gleich weit entfernt sind, wobei die Heizeinrichtung
eine Vielzahl von Heizlampen aufweist,
die eine im wesentlichen gleichmäßige Temperatur in
der Substrateinrichtung herbeiführen, und wobei
mindestens eine Öffnung im wesentlichen symmetrisch
um einen Umfang der kreisförmigen Substrateinrichtung
herum angeordnet ist.
9. Reaktor nach Anspurch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer aus einem Material gefertigt ist,
das strahlungsdurchlässig ist.
10. Reaktor nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine
Öffnungseinrichtung unterhalb der Substrateinrichtung
zum Einführen einer zweiten Gasströmung zu der
Substrateinrichtung.
11. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizlampen oberhalb und/oder unterhalb
der Substrateinrichtung angeordnet sind.
12. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Substrateinrichtung von einer Basis getragen
ist.
13. Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer und die mindestens eine Öffnung
so gestaltet sind, daß eine Stagnationspunkt-Gasströmung
geschaffen wird.
14. Reaktor nach Anspurch 8, gekennzeichnet durch eine
erste Heizkammer, die auf einer ersten Seite der Substrateinrichtung
angeordnet ist, und eine zweite
Heizkammer, die auf einer zweiten Seite der Substrateinrichtung
angeordnet ist, wobei die erste und die
zweite Heizkammer eine Vielzahl von Heizlampen aufweisen
und die Heizlampen der ersten Heizkammer im
wesentlichen senkrecht zu den Heizlampen der zweiten
Heizkammer angeordnet sind.
15. Reaktor nach Anspurch 8, gekennzeichnet durch Mittel
zum Drehen der Substrateinrichtung.
16. Verfahren zur chemischen Dampfabscheidung unter Verwendung
des Reaktors nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß ein gleichmäßiges Substrat gebildet
wird, das Substrat gleichmäßig auf eine vorbestimmte
Temperatur erhitzt wird und an dem Substrat
ein Gas vorbeigeleitet wird, wobei die Gasströmung
eine axiale Symmetrie aufweist und das Gas Materialien
zum Abscheiden auf dem Substrat enthält.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß das Substrat gedreht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß eine zweite Gasströmung eingebracht
und an einer zweiten Oberfläche des Substrats vorbeigeführt
wird, um die Selbstdotierung zu vermindern.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verfahrensschritt des Vorbeileitens
eines Gases das Erzeugen einer Stagnationspunkt-Gasströmung
bezüglich des Substrats umfaßt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US78473785A | 1985-10-07 | 1985-10-07 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3634129A1 true DE3634129A1 (de) | 1987-05-07 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country Status (4)
Country | Link |
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JP (1) | JPS6289871A (de) |
DE (1) | DE3634129A1 (de) |
GB (1) | GB2181458A (de) |
NL (1) | NL8602356A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3741708A1 (de) * | 1987-12-09 | 1989-06-22 | Asea Brown Boveri | Einrichtung zur materialabscheidung aus der gasphase |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8620273D0 (en) * | 1986-08-20 | 1986-10-01 | Gen Electric Co Plc | Deposition of thin films |
US5755886A (en) * | 1986-12-19 | 1998-05-26 | Applied Materials, Inc. | Apparatus for preventing deposition gases from contacting a selected region of a substrate during deposition processing |
US5000113A (en) * | 1986-12-19 | 1991-03-19 | Applied Materials, Inc. | Thermal CVD/PECVD reactor and use for thermal chemical vapor deposition of silicon dioxide and in-situ multi-step planarized process |
US5198034A (en) * | 1987-03-31 | 1993-03-30 | Epsilon Technology, Inc. | Rotatable substrate supporting mechanism with temperature sensing device for use in chemical vapor deposition equipment |
US4993355A (en) * | 1987-03-31 | 1991-02-19 | Epsilon Technology, Inc. | Susceptor with temperature sensing device |
US4821674A (en) * | 1987-03-31 | 1989-04-18 | Deboer Wiebe B | Rotatable substrate supporting mechanism with temperature sensing device for use in chemical vapor deposition equipment |
US4854263B1 (en) * | 1987-08-14 | 1997-06-17 | Applied Materials Inc | Inlet manifold and methods for increasing gas dissociation and for PECVD of dielectric films |
US5156820A (en) * | 1989-05-15 | 1992-10-20 | Rapro Technology, Inc. | Reaction chamber with controlled radiant energy heating and distributed reactant flow |
US4990374A (en) * | 1989-11-28 | 1991-02-05 | Cvd Incorporated | Selective area chemical vapor deposition |
CH687258A5 (de) * | 1993-04-22 | 1996-10-31 | Balzers Hochvakuum | Gaseinlassanordnung. |
US5975912A (en) | 1994-06-03 | 1999-11-02 | Materials Research Corporation | Low temperature plasma-enhanced formation of integrated circuits |
WO1995033866A1 (en) * | 1994-06-03 | 1995-12-14 | Materials Research Corporation | Method and apparatus for producing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor |
US5665640A (en) | 1994-06-03 | 1997-09-09 | Sony Corporation | Method for producing titanium-containing thin films by low temperature plasma-enhanced chemical vapor deposition using a rotating susceptor reactor |
US5628829A (en) | 1994-06-03 | 1997-05-13 | Materials Research Corporation | Method and apparatus for low temperature deposition of CVD and PECVD films |
US6086680A (en) * | 1995-08-22 | 2000-07-11 | Asm America, Inc. | Low-mass susceptor |
WO1997009737A1 (en) | 1995-09-01 | 1997-03-13 | Advanced Semiconductor Materials America, Inc. | Wafer support system |
US6113702A (en) * | 1995-09-01 | 2000-09-05 | Asm America, Inc. | Wafer support system |
US7025831B1 (en) | 1995-12-21 | 2006-04-11 | Fsi International, Inc. | Apparatus for surface conditioning |
US6183565B1 (en) | 1997-07-08 | 2001-02-06 | Asm International N.V | Method and apparatus for supporting a semiconductor wafer during processing |
US5884412A (en) * | 1996-07-24 | 1999-03-23 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for purging the back side of a substrate during chemical vapor processing |
US5960555A (en) * | 1996-07-24 | 1999-10-05 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for purging the back side of a substrate during chemical vapor processing |
US6161500A (en) | 1997-09-30 | 2000-12-19 | Tokyo Electron Limited | Apparatus and method for preventing the premature mixture of reactant gases in CVD and PECVD reactions |
US6165273A (en) * | 1997-10-21 | 2000-12-26 | Fsi International Inc. | Equipment for UV wafer heating and photochemistry |
US6465374B1 (en) | 1997-10-21 | 2002-10-15 | Fsi International, Inc. | Method of surface preparation |
JP2001522142A (ja) | 1997-11-03 | 2001-11-13 | エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド | 改良された低質量ウェハ支持システム |
US6179924B1 (en) | 1998-04-28 | 2001-01-30 | Applied Materials, Inc. | Heater for use in substrate processing apparatus to deposit tungsten |
JP2002530859A (ja) * | 1998-11-16 | 2002-09-17 | エフエスアイ インターナショナル インコーポレイテッド | Uvウェハ加熱および光化学作用のための装置 |
US6173673B1 (en) | 1999-03-31 | 2001-01-16 | Tokyo Electron Limited | Method and apparatus for insulating a high power RF electrode through which plasma discharge gases are injected into a processing chamber |
US6149365A (en) * | 1999-09-21 | 2000-11-21 | Applied Komatsu Technology, Inc. | Support frame for substrates |
FR2815395B1 (fr) * | 2000-10-13 | 2004-06-18 | Joint Industrial Processors For Electronics | Dispositif de chauffage rapide et uniforme d'un substrat par rayonnement infrarouge |
US20030168174A1 (en) | 2002-03-08 | 2003-09-11 | Foree Michael Todd | Gas cushion susceptor system |
US6776849B2 (en) | 2002-03-15 | 2004-08-17 | Asm America, Inc. | Wafer holder with peripheral lift ring |
US6861321B2 (en) | 2002-04-05 | 2005-03-01 | Asm America, Inc. | Method of loading a wafer onto a wafer holder to reduce thermal shock |
JP4257576B2 (ja) * | 2003-03-25 | 2009-04-22 | ローム株式会社 | 成膜装置 |
CN100401474C (zh) * | 2004-09-22 | 2008-07-09 | 旺宏电子股份有限公司 | 高密度等离子化学气相沉积方法及改善膜厚均匀性的方法 |
US8092606B2 (en) | 2007-12-18 | 2012-01-10 | Asm Genitech Korea Ltd. | Deposition apparatus |
US8801857B2 (en) | 2008-10-31 | 2014-08-12 | Asm America, Inc. | Self-centering susceptor ring assembly |
GB2478269A (en) * | 2009-12-18 | 2011-09-07 | Surrey Nanosystems Ltd | Nanomaterials growth system and method |
USD914620S1 (en) | 2019-01-17 | 2021-03-30 | Asm Ip Holding B.V. | Vented susceptor |
US11961756B2 (en) | 2019-01-17 | 2024-04-16 | Asm Ip Holding B.V. | Vented susceptor |
USD920936S1 (en) | 2019-01-17 | 2021-06-01 | Asm Ip Holding B.V. | Higher temperature vented susceptor |
US11404302B2 (en) | 2019-05-22 | 2022-08-02 | Asm Ip Holding B.V. | Substrate susceptor using edge purging |
US11764101B2 (en) | 2019-10-24 | 2023-09-19 | ASM IP Holding, B.V. | Susceptor for semiconductor substrate processing |
USD1031676S1 (en) | 2020-12-04 | 2024-06-18 | Asm Ip Holding B.V. | Combined susceptor, support, and lift system |
CN114959645B (zh) * | 2021-08-03 | 2023-09-22 | 江苏汉印机电科技股份有限公司 | 基于SiC功率器件的高速大面积CVD设备 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB770955A (en) * | 1954-04-09 | 1957-03-27 | Ohio Commw Eng Co | Improvements in the surface coating and impregnation of metal surfaces |
GB1056430A (en) * | 1962-11-13 | 1967-01-25 | Texas Instruments Inc | Epitaxial process and apparatus for semiconductors |
DE1289833B (de) * | 1964-12-29 | 1969-02-27 | Siemens Ag | Verfahren zum epitaktischen Abscheiden einer Halbleiterschicht |
GB1291357A (en) * | 1970-11-03 | 1972-10-04 | Applied Materials Tech | Improvements in or relating to radiation heated reactors |
US3894164A (en) * | 1973-03-15 | 1975-07-08 | Rca Corp | Chemical vapor deposition of luminescent films |
US3874900A (en) * | 1973-08-13 | 1975-04-01 | Materials Technology Corp | Article coated with titanium carbide and titanium nitride |
JPS59207631A (ja) * | 1983-05-11 | 1984-11-24 | Semiconductor Res Found | 光化学を用いたドライプロセス装置 |
-
1986
- 1986-09-17 NL NL8602356A patent/NL8602356A/nl not_active Application Discontinuation
- 1986-10-06 JP JP23780986A patent/JPS6289871A/ja active Pending
- 1986-10-06 GB GB08623976A patent/GB2181458A/en not_active Withdrawn
- 1986-10-07 DE DE19863634129 patent/DE3634129A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3741708A1 (de) * | 1987-12-09 | 1989-06-22 | Asea Brown Boveri | Einrichtung zur materialabscheidung aus der gasphase |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2181458A (en) | 1987-04-23 |
NL8602356A (nl) | 1987-05-04 |
GB8623976D0 (en) | 1986-11-12 |
JPS6289871A (ja) | 1987-04-24 |
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