JP2002530265A - 蒸着リアクタおよび蒸着方法 - Google Patents

蒸着リアクタおよび蒸着方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、平面全体に伸びる基板（１０）にコート材料を化学的に蒸着する方法に関し、この方法は、耐火材料でつくられ、蒸着に必要なガス成分によって一掃される導管（６）に基板（１０）を配置するステップを有し、前記導管（６）は、基板（１０）と基板（１０）の平面の各側に配置された第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）との間に配置され、第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）によって加熱された導管（１０）からの熱放射によって基板（１０）を加熱するステップを有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板に材料の層を製造する技術分野に関する。さらに詳細には、層
、特に単結晶の層をつくるために基板に材料を化学的に蒸着する方法に関する。
また本発明は、この方法を実施するリアクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
１つまたは複数の先駆物質が有機金属成分の形態で存在するとき、いわゆるＣ
ＶＤ（化学蒸着）またはＭＯＣＶＤ（金属有機化学蒸着）によって基板に蒸着す
る多数の装置がすでに知られている。
【０００３】 種々の用途において十分に高品質である材料の層を得るために、蒸着する基板
を加熱する必要がある。通常、この基板は、基板と、サスセプタと称される基板
ホルダとの間の熱伝導によって加熱され、それ自身は誘導、抵抗加熱またはラン
プによて発生する放射によって加熱される。
【０００４】 例えば、ＰＣＴ国際特許出願、ＷＯ96/23912は、ＣＶＤ法によってシリコンカ
ーバイドのエピタキシャル成長用のリアクタを開示している。このリアクタは、
外室と内側ダクトとを有する。キャリアガスおよび成長ガスは、内側ダクトに流
れるが、内側ダクトと外側室との間にある空隙にも流れる。このようなリアクタ
において、層が蒸着される基板は、内側ダクト内のガス流に配置される。この基
板は、サスセプタとコイルを有する手段を加熱することによって加熱される。通
常、サスセプタは、蒸着中基板が配置される内側ダクトの領域の下側に配置され
る。サスセプタは、内側ダクト近傍にあるか、それに接触している。このサスセ
プタは、この領域でダクトの壁の一部分を形成する。コイルは、サスセプタの領
域で無線周波数を発生し、サスセプタは、無線周波数電界によって励磁され熱を
発生する。
【０００５】 日本の特許の要約第７巻、２５１号から知られるように、平面内に伸びる基板
の材料層に蒸着用のリアクタがあり、このリアクタは、ダクトに配置される基板
のどちらかの側に石英ダクトの外側に配置され、ランプを有する第１と第２の加
熱手段を有する。
【０００６】 しかしながら、一方において、放射によるものと同様、この態様の加熱のエネ
ルギーバランスは、発生器（コイルまたはランプ）およびサスセプタとの間の結
合が小さいという理由で特によくない。
【０００７】 ときどき、ガスを通すために中を基板ホルダを包囲する石英管が使用されると
き、また、管を冷却するために水の循環を可能にするために管が二重壁であると
き、エネルギーバランスを悪くする。 しかしながら、これは、誘導コイルとサ
スセプタとの間の結合を制限する。
【０００８】 したがって、1500°Ｃ以上の温度でこのタイプのリアクタを使用し、層を蒸着
するために、直径が５０ｍｍの基板の容積を有するリアクタの場合、１０キロワ
ット以上の電力をリアクタに供給する必要がある。さらに、誘導加熱は、高周波
の発生器を使用するとき、この技術による高額な投資と、大きな機器が必要にな
る。
【０００９】 他方において、基板ホルダと基板との間の熱結合によって加熱の態様がどのよ
うなものであってもエネルギーバランスは低下する。この理由は、単に基板が基
板ホルダに配置されるとき、固体の伝導によって非常に小さい熱交換が生じ、特
にガス圧が非常に低い場合、ガスの伝導によってほとんどか、またはまったく
熱交換が生じず、もし基板がサスセプタの放射範囲で透明な場合には、放射によ
ってほとんど熱交換が生じない。基板を基板ホルダに接着剤で結合するか、基板
の背後で吸収層を蒸着することによってこのような問題をなくす解決法がある。
しかしながら、これらの解決法は、望ましくない追加の準備ステップを必要とし
、接着性の結合材料又は後面に蒸着される結合材料は、蒸着リアクタおよびこれ
らのリアクタで生じた層を汚し、これらの解決法は、高温の加熱の場合には非効
率的である。
【００１０】 本発明の１つの目的は、従来技術の装置によって可能なものよりさらに良好な
エネルギーバランスによってさらに経済的である基板に薄いフィルム材料を蒸着
する方法を提供する。
【００１１】 この目的は、１つの側面において、１つの平面に伸びる基板上に伸びる基板上
に材料層を蒸着する方法において、耐火材料からつくられ、蒸着に必要なガス状
成分によって一掃されたダクトに基板を配置するステップであって、前記ダクト
は、前記基板と前記基板の平面の各側に配置された第１の加熱手段および第２の
加熱手段との間に配置されるステップと、 前記第１の加熱手段および第２の加熱手段によってそれ自身加熱される、前記
ダクトの熱の放射によって前記基板を加熱するステップと、を有することを特徴
とする蒸着方法によって達成される。
【００１２】 したがって、本発明の方法によれば、ほぼ平面基板の２つの主面が加熱される
。第２の手段による蒸着面の加熱によって、この面からの放射熱損失を補償する
ことができる。その結果、この面に所望な温度は、第１の加熱手段によって対向
面を小さく加熱することによって達成される。この方法において、第１の加熱手
段において少量の電力を消費することができる。全体として、この低下した電力
は、第２の加熱手段の消費とは片寄らない。したがって、本発明による蒸着処理
は、すでに知られた蒸着処理よりもさらに経済的である。
【００１３】 さらに、蒸着が必要なガス成分によって一掃されたダクトに基板が配置されて
おり、ダクトは、基板と第１の加熱手段および第２の加熱手段との間に配置され
ており、基板は、ダクトの熱からの放射によって加熱され、これは、ダクトの近
傍に配置された加熱手段によるが、ダクトによって加熱されるガスによって加熱
される。さらに、これは、加熱手段と基板との間の結合を改良する。さらにダク
トは、ガス流を流し、基板上での材料層の成長を乱す傾向がある乱流を制限する
。
【００１４】 有利なことに、本発明の方法は、第１の加熱手段と第２の加熱手段の周りに少
なくとも１つの熱シールドを配置する際のステップを有する。
【００１５】 また、本発明の方法によれば、基板の平面に直角で第１の方向を向いている温
度勾配を発生する際のステップを有する。また本発明の方法は、第１の方向に関
して温度勾配の方向を反転するステップを有する。傾斜の方向を選択し変更する
ことができる事実は、本発明による処理において非常に有利な選択である。
【００１６】 他の側面によれば、本発明は、基板上の材料層の蒸着用のリアクタであり、こ
れは、主に平面に伸びる基板の各側に配置された第１の加熱手段および第２の加
熱手段を有するリアクタにおいて、耐熱性材料からつくられ、蒸着に必要なガス
成分によって一掃され、このダクトは、基板と第１の加熱手段および第２の加熱
手段との間に配置されている。有利には、本発明のリアクタは、第１の加熱手段
および第２の加熱手段の周りに少なくとも１つの加熱シールドを有する。
【００１７】 さらに他の側面によれば、本発明の 利点および目的は、つぎの詳細な説明を
読むことによって明らかになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のリアクタの制限しない一例を図１に示す。このリアクタ１は、管３と
、この管３の端部の一方に配置された第１の閉鎖体プレート４と、第１の閉鎖体
プレート４に関して管３の対向端部に配置された出口クロス５とを有する。全体
のリアクタ１は、密封され、数ＭＰａの圧力に耐えることができる。リアクタ１
は、シール３２，３３によって密封される。
【００１９】 出口クロス５は、「Ｔ」形状部材と交換される。
【００２０】 管３の軸線は水平方向にある。それと同軸の管３の内側にはダクト６が配置さ
れている。管３の外側には、管３を冷却することができる冷却手段１１が配置さ
れている。管３は、ステンレススチールからつくられるシリンダが有利である。
【００２１】 クロス５は、その出口の一端がポンプ装置に接続されているので固定されるこ
と好ましい。
【００２２】 出口クロス５は、下方オリフィスおよび上方オリフィスを有し、これらは、垂
直方向に半径方向に対向している。この出口クロス５の下方オリフィスは、ポン
プおよび低圧の圧力調整器または一定の圧力でガスを放出するように大気圧以上
の圧力で圧力開放弁に接続される。これらの装置は、図１には示されていない。
出口クロス５の上方オリフィスは、第２の閉鎖プレート２６によって密封するよ
うに閉鎖される。また、出口クロス５は、管３と長手方向に対向したオリフィス
を所有する。このオリフィスは回転通路を選択的に備えている。ここに存在する
実施の形態において、このオリフィスは、管３の軸に直角な第３の閉鎖プレート
２７によって閉鎖される。この第３のプレート２７はダクト６の内側の光測定用
のウインドウかまたは可動ミラーを備えている。この第３の閉鎖プレート２７は
、基板１０をリアクタ１に導入するか、または引き出す、密封するようにシール
されたポート２８を含む。また、第３の閉鎖プレート２７は、ガイド３０，３１
を含む。これらのガイド３０，３１は、閉鎖プレート２７の平面に直角であり、
それに固定される。これらのガイド３０，３１は、図面には示さないマミュプレ
ータを水平方向に案内するように作動する。また第３の閉鎖プレート２７は、第
１の電流線２２，２３の通路を含む。室２の内側に向かって配置される第１の電
流線のこれらの部分は、コネクタ２４，２５を備えている。
【００２３】 ダクト６は、ダクト６を第１の閉鎖プレート４に取り付ける手段３５によって
管３の所定の位置に配置され保持される。したがって、ダクト６は、管３に接触
しないように所定の位置に保持される。これは、熱伝導を制限し熱応力を避ける
ことができる。
【００２４】 図２に示すように、ダクト６は、その一端に小径部分３６を有する矩形の断面
の管の形態を有する。このダクト６は、下方壁３７および上方壁３８を形成する
２つのプレートを有する。ダクト６の下方壁３７および上方壁３８は、蒸着中占
める位置において基板１０の平面に水平であり、平行である。側壁３９，４０は
、ダクト６を長手方向に閉鎖するために下方壁３７および上方壁３８の長手方向
縁部を接合する。小径部分３６と同じ側に配置されたダクト６の端部は、矩形の
断面を有する。それは、ダクト６の長手方向軸線に直角な支持プレート４１を備
えている。この支持プレート４１は、小径部分３６と同じ側に配置されたダクト
６の口に面する開口を有する。支持プレート４１は、固定手段３５を使用して第
１のダクト６を第１の閉鎖プレート４に固定することができるようにするために
穴を有する。ダクト６は、第１の閉鎖プレート４に固定されるとき、小径部分３
６と同じ側に配置されたダクト６の口および支持プレート４１の開口はガス入口
７に面して配置される。ダクト６は、ガス入口７で第１の閉鎖プレート４密封さ
れるように接続される。ダクト６と第１の閉鎖プレート４との間の接続は、例え
ば固定手段を使用して黒鉛シールを締め付けることによって密封される。
【００２５】 ガス入口７は、キャリヤおよび先駆物質ガスをリアクタ１に送るように作動す
る。この第１の閉鎖体プレート４は、ガス通路４４が備えられており、このガス
通路４４は、第１の閉鎖プレート４によって形成されたディスクの平面に直角な
対称軸に関して片寄っており、ダクト６と管３の壁との間から出る。またガス通
路４４は、リアクタ１へのガスの導入を可能にする。ガス通路４４は、ガスの流
れを可能にし、このガスはリアクタ１に含まれる材料全体に関して、および蒸着
されるか、ダクト６に流れるガスに関して不活性である。この不活性ガスによっ
てダクト６の外部へ加熱部品に向かうこの工程から生じるガスが戻ることを防止
する。
【００２６】 好ましくは、ダクト６は所定の材料であり、この材料は、全体が同時に良好な
熱伝導体であり、良好な電気絶縁性を有し、大きな耐熱性を有し、化学的に非常
に安定しており、動作温度で低い蒸気圧を有するが、選択的に、このリアクタ１
の基板１０に蒸着された材料の前のコーティングは、リアクタ１の正常な動作中
に気体がなくなる物質の拡散を最小限にするためにダクト６の壁３７，３８，３
９，４０の内面に蒸着することができる。
【００２７】 また有利には、この材料は、ダクト６の壁の厚さを薄くすることができるよう
に良好な機械的な強度を有する。これらの壁３７，３８，３９，４０の薄い厚さ
は、熱伝導の熱伝導の損失を最小限にすることを可能にする。
【００２８】 ダクトの材料の機械的強度は、小径部分３６と支持プレート４１と同じ側に配
置された端部によってのみこのダクトを支持することができる。
【００２９】 ダクト６の構成材料は、もし、高濃度の窒素の存在が生産される材料に予期さ
れた品質を付与しないならば、１２００℃以下の温度でまたは高温で使用するボ
ロンニトライドが有利である。
【００３０】 高温の場合、ダクト６は黒鉛からつくられる。１つのケースにおいて、ダクト
６は、二次ダクトと最も高温の部分で内部的に整列され、これは、例えば、ダク
トに流れるガスに関して不活性であり、蒸着される材料を汚さない耐火性金属か
らつくられる。黒鉛またはボロンニトライドからつくられるダクト６は、ピロリ
（pyrolitic)蒸着か、または壁３７，３８，３９，４０の種々の構成プレートと
支持プレート４１を組み立てるか、または接着剤で結合することによって製造さ
れる。この二次ダクトは、連続的な方法でダクト６の内側にあり、すなわち、も
しプレートで構成される場合には、接触し、これらのプレートに穴はない。例え
ば、二次ダクトは、タングステン、タンタル、モリブデン黒鉛またはボロンニト
ライドから製造される。
【００３１】 １例として、ダクト６の壁の厚さは、ほぼ１ｍｍ以下である。ダクト６の内側
の高さは、３０ｍｍ以下であることが好ましい。ダクト６の幅は基板１０の幅に
等しいか、または同じ蒸着中に処理される基板１０の幅の合計に等しいか、基板
１０と壁３９および４０の間でほぼ１ｃｍ加えられる。
【００３２】 小径部３６に対応するダクト６の部分は、ダクト６の全長の約１／５に対応す
る。ダクト６の一定の断面積を有する部分の長さは、最も大きな基板１０の寸法
または長さのほぼ５倍であり、蒸着は同じ動作の間に実行される。基板の直径に
対応する長さまたは基板の長さに対応する長さにわたって伸びるダクト６の部分
は、以降蒸着領域と称される。
【００３３】 有利には、リアクタ１は、蒸着領域の近傍に配置された基板１０の平面の各側
に配置された第１の加熱手段８と第２の加熱手段９を備えている。
【００３４】 有利には、抵抗部材からなる第１の加熱手段８と第２の加熱手段９、すなわち
、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９の構成材料はダクト６と管３との間
に流れるガスと直接接触する。
【００３５】 第１の加熱手段８および第２の加熱手段９に対応する各抵抗部材は、バンド、
すなわち、ストリップまたは合成プレート部材からなり、これは、ダクト６の下
方壁３７および上方壁３８に平坦に配置されるか、平行に配置される。このスト
リップまたはバンドは、蒸着領域において蒸着用に意図された基板１０の表面の
中間温度からの変位が最小限になるように適当な形状を有する。さらに好ましく
は、これらの変位は３℃以下である。好ましくは、各抵抗素子は、この幅にほぼ
等しいダクト６の幅に平行な方向に所定の寸法を有する。ダクト６の長さに平行
な方向の各抵抗素子の寸法は、蒸着領域の長さのほぼ２倍に等しい。これは、蒸
着領域の温度領域の均一性を最適化するためのものである。好ましくは、抵抗素
子の各バンドまたはストリップは、管３の長手方向に互いに平行であり、これら
のバンドは、ジグザグ形状を形成するようにそれらの端部の一方または他方で交
互に対となって互いに接続する。螺旋形状のような他の形状も考慮される。
【００３６】 各抵抗素子は、その厚さを変化することによって得られる長手方向の抵抗プロ
フィールを有し、このプロフィールは、蒸着領域の制御された温度プロフィール
を形成する。
【００３７】 各抵抗素子は、それらの所望の局所温度上でできるだけ低いままであるように
蒸着領域で大きな充填効率を有する。
【００３８】 各抵抗素子のバンドの間の空隙は、放電または回路のショートを避けるために
十分であるが、一時的な領域で承認できる同一性を維持するために十分小さく、
このために蒸着が生じるそれ自身のダクトの温度よりかなり高い温度である必要
がある。好ましくは、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９は２４０ボルト
以下の電圧および１００または１１０ボルト以上の電圧であることが好ましい。
【００３９】 選択的には、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９の各々は、上述したタ
イプのいくつかの抵抗素子からなる。
【００４０】 有利には、抵抗素子は、動作温度で非常に低い蒸気圧を有する導電性および耐
火性材料からつくられる。例えば、この材料は、黒鉛、タンタルまたはタングス
テンのような金属または耐火性合金等である。好ましくは高純度の黒鉛である。
【００４１】 第１の加熱手段８および第２の加熱手段９は、異なる温度まで上昇することが
できるように互いに独立した電流が供給される。基板１０の平面に直角な温度勾
配を発生することが可能である。この勾配は、第１の加熱手段８および第２の加
熱手段９の一方に供給される電力を独立して制御することによって正、負または
ゼロ値を有する。
【００４２】 第１の加熱手段８および第２の加熱手段９は、それらが下方壁３７および上方
壁３８と接触するように蒸着領域でダクト６の外側に供給される。しかしながら
、変形例によれば、これらの手段は、下方壁３７または上方壁３８の一方から１
ないし３ｍｍの距離になるようにダクト６の外側に配置される。第１の加熱手段
８および第２の加熱手段９は電気的に絶縁性で熱的に導電性の保持プレート１２
，１３によって上方壁３７および下方壁３８に対して押される。もしダクト６が
電気的な絶縁材料ではないならば、ダクト６と第１の加熱手段８および第２の加
熱手段９との間で、もし非常に高温が達成される場合には特に高温領域で電気接
触を避けるように電気的に絶縁する中間材料を置く必要がある。
【００４３】 これらの保持プレート１２，１３は、ボロンニトライドからつくられ、ほぼ１
ｍｍまたはそれ以下の厚さである。また、ボロンニトライドの分解および窒素の
形成を防止するようにダクト６の部材の最も低温の端部に保持プレート１２，１
３を包囲することが特に有利である。熱電対５１に構成されるボロンニトライド
シースは、１２，１３に接続されるが、またそれらは、第１の加熱手段８および
第２の加熱手段９の上で自由である。
【００４４】 これらの熱電対５１（図１ないし図３には図示せず）は、蒸着領域のダクトを
調整し、蒸着領域でダクトの一様性を制御するために使用される。それらは、１
７００℃以上の温度で１７００℃以下の温度で使用することができ、温度は、光
高温計または接点のない熱電対によって測定しなければならない。これらの熱電
対５１の高温接合は、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９にできるだけ接
近してダクト６の外側に配置される。
【００４５】 図２に示すように、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９並びに保持プレ
ート１２，１３は、クレイドル１６，１７によってダクト６に対して一緒に保持
される。各クレイドル１６，１７は、互いに平行であり、それらに直角なロッド
によって一緒に接続される２つのハーフディスクからなる。２つのハーフディス
クからなるディスクの直径は、管３の内径よりわずかに小さい。２つのハーフデ
ィスクの直線的な縁部は、水平面にある。各ハーフディスクの直線縁部は、保持
プレート１２または１３、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９を受け、ダ
クト６の高さの半分の高さである。第１の加熱手段８および第２の加熱手段９の
抵抗性部材は、クレイドル１６，１７によってダクト６から分離されたままであ
る。
【００４６】 ダクト６が黒鉛でつくられるとき、すなわち、それが導通しているとき、第１
の加熱手段８および第２の加熱手段９は剛性の黒鉛でつくられる。それらは、例
えば、ボロンニトライドからつくられ、数ミリメートルだけダクト６から離れた
ボロンニトライドでつくられたスペーサによってダクト６から電気的に絶縁され
ている。これらのスペーサは、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９の端部
に固定され、したがって、過剰に加熱されることがない。黒鉛またはボロンニト
ライドからつくられた１つまたは複数のシースは、耐熱的で断熱性であり、電気
的に絶縁されている熱電対を包囲するためにダクト６の面に固定されている。
【００４７】 ダクト６の長手方向軸線に平行な方向のこれらのクレイドル１６，１７の寸法
は、この方向の第１の加熱手段８および第２の加熱手段９の長さにほぼ対応する
。
【００４８】 これらのクレイドル１６，１８は、その長さ方向に沿って考慮されるダクト６
のほぼ中間に配置される。
【００４９】 通常、このクレイドル１６，１７のハーフディスクは、クレイドルの低温の部
品でダクト６と接触している。
【００５０】 熱シールド１４，１５は、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９の外側で
第１の加熱手段８および第２の加熱手段９のいずれかに配置される。さらに詳細
には、熱シールド１５は、管３の内壁とクレイドル１６，１７をつくるハーフデ
ィスクの曲線部分との間に配置されている。それらは、管３の内面の下に伸びて
いるが、管３の内面には接触せず、加熱領域の周りに同心円的に伸びている。他
の加熱シールド１４は、保持プレート１２，１３と前の熱シールド１５との間に
配置されている。これらの熱シールド１４，１５は、磨かれた２つまたは３つの
薄いシートからなり、タンタル、モリブデン等のような反射および耐火金属のシ
トからなる。最も外側の加熱シールド１４または１５は、管３の内壁から数ミリ
メートルの最も近い点にある。管３の内側の第１の加熱手段８および第２の加熱
手段９を備え、ダクト６および２つまたは３つの加熱シールド１４，１５と接触
する長手方向の形状は、シリコンカーバイドの蒸着に必要な高温で非常に顕著で
ある放射損失を非常に制限する。
【００５１】 クレイドル１６，１７のハーフディスクは、電気的熱的絶縁材料でつくられる
。したがって、加熱シールド１４，１５は、互いに熱的に絶縁され、加熱手段８
，９から絶縁されている。
【００５２】 ダクト６、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９、保持プレート１２，１
３、加熱シールド１４，１５とともにこれら部材の全体を一緒に保持するクレイ
ドル１６，１７は管３に配置される。この組立体は、ダクトの高温部分の外側の
ガス流を制限し、熱損失を制限するように補助する。 有利には、２つのディスク１８，１９は、クレイドル１６，１７と出口クロス
５との間の管３の軸線に直角に配置される。
【００５３】 図３に示すように、これらのディスク１８，１９は、矩形の中央開口を備えて
おり、この面積は、これらのディスク１８，１９をダクト６にスリップすること
ができるようにダクト６の断面にほぼ対応する。またこれらのディスク１８，１
９は、中央の開口の周囲であり、第２の電線２０，２１と熱電対ワイヤ５１が通
過する穴を有する。これらのディスク１８，１９の一方１９は、出口クロス５に
配置されている。これらのディスクの他方１８はディスク１９とクレイドル１６
，１７との間に配置されている。これらのディスク１８，１９の目的は、ダクト
６、第２の電線２０，２１および熱電対５１のワイヤを一緒に保持すること、並
びにダクト６の内側とダクト６と管３との間にある空隙との間のガス交換を制限
することである。しかしながら、ディスク１８，１９は、圧力が壁３７，３８、
３９４０の各側でバランスがとれるように、ダクト６の内側空隙とダクト６と管
３との間にある空隙との間をダクト６の出口から来るガスが通過することができ
るようにしなければならない。
【００５４】 第２の電線２０，２１の対がコネクタ２４，２５によって第１の電流線２２，
２３に接続されている。また、熱電対５１は、室２に配置されたコネクタを介し
て室２の外側に接続される。
【００５５】 ディスク１８，１９は、電気的、熱的に絶縁されるが、高度な耐火性材料は必
ずしも必要ではない。
【００５６】 密封されたシールポート２８は、ダクト６の幅とほぼ等しい幅の傾向をカバー
する。この開口は、ダクト６の軸線に配置される。それは、基板１０を挿入およ
び取り外すことができるようにする。基板１０を挿入し取り除く動作の間リアク
タ１が大気に連通することを防止するために第３の閉鎖プレート２７に入口のエ
アロックが接続される。
【００５７】 基板１０は、基板ホルダ２９によってリアクタ１に挿入されることが有利であ
る。有利には、基板ホルダ２９は、それが熱慣性をほとんど有さないように良好
な熱導体である材料からつくられる。好ましくは、この基板ホルダ２９は、ボロ
ンニトライドからつくられるが、例えば黒鉛からつくることもできる。基板ホル
ダ２９は、ガイド３０，３１に沿ってスライドするグリッパ・マミュピュレータ
によってリアクタ１に挿入される。このマニュプレータは、ダクト６の軸線と同
軸の細い剛性の管、リアクタ１の側でこの管の内側に２つの対称的なグリッパに
ねじ込まれ、固定された長いロッドからなり、この２つの対称的なグリッパ部材
は、垂直ヒンジの周りでヒンジ結合され、ネジつきロッドの外端は、自由に回転
するキャプティブナットによってねじ込まれる。このナットをねじることによっ
て、ねじのついたロッドの外端は、キャプティブナットを自由に回転することに
よってねじ込まれる。このナットをねじ込むことによって、ねじの付いたロッド
は後退し、グリッパは、基板ホルダ２９の垂直部分に熱的にクランプされる。マ
ニュピレータは、基板ホルダ２９を挿入するか、または取り外すためにガイド３
０，３１に沿って移動することができる。ダクト６が壁３７の内面をこすらない
ように、ダクト６の内側の位置において基板ホルダ２９を捕捉するとき、グリッ
パを上昇させることができるようにマニュピュレータのカムが提供される。
【００５８】 リアクタ１を作動させる前に、リアクタ１が作動する有力な製品のコーティン
グは、通常の蒸着温度より高い温度でガスを取り除く工程の後に基板ホルダ２９
か、またはキャリヤガス内で排出を通じてダクト６内に蒸着される。このステッ
プは、基板１０を有することなく、基板キャリヤ２９の同様の蒸着が続く。この
リアクタは使用される準備がなされる。
【００５９】 抵抗性の第１の加熱手段８および第２の加熱手段９が説明された。このタイプ
の加熱手段は、材料の低い投資によって１７５０℃より高い温度に従来の方法お
よびリアクタの場合よりも低いエネルギー消費で達することができる。しかしな
がら、他のタイプの加熱手段８，９は、それらがあまり有利でない場合であって
も、第１の加熱手段８および第２の加熱手段９がダクト６の周りに配置された１
つの装置のみを形成する誘導加熱手段、加熱手段を考慮することができる。
【００６０】 図４は、本発明によるリアクタ１の他の実施形態を示す。この実施形態におい
ては、リアクタ１は、２つの同心円的なステンレススチール管３からなる室２を
有し、この回転の共通軸線は、水平方向である。冷却剤がこれらの管３，１０３
の２つの壁の間の空隙を流れる。
【００６１】 良好なガス速度の均一性を達成するために導電性であるようにするためにガス
入口７の軸線にアンチスプラッシュノズル５０が取り付けられている。ガス通路
４４は、アンチスプラッシュ・ノズルを選択的に備えている。
【００６２】 ガス密の貫通部分６２を貫通する軸６１によって駆動される機構６０およびス
ライド結合部分６３は、蒸着の大きな均一性を保証するように基板１０を回転す
ることができる。
【００６３】 第３の閉鎖プレート２７および第１の閉鎖プレート４への電気および流体接続
は、ダクト６の長さのほぼ２倍にわたって、それらを移動することができるよう
に十分に長く可撓性を有する。別の例として、また接続部分は、第１の閉鎖プレ
ートにのみ行われる。
【００６４】 第１の閉鎖プレート４は、垂直支持体６４および水平支持体６５を有するキャ
リッジに固定される。
【００６５】 水平支持体６５は、図示しない走行軌道上を管３の軸線に平行に移動する。ダ
クト６およびその装置を有する組立体を取り付けるために、第１の閉鎖プレート
４が開放され、管３はクロス５に固定されたままである。
【００６６】 基板１０を取り付け、取り外すために、管３をクロス５から分離することと、
第３の閉鎖プレート２７を開放することとの間で選択される。
【００６７】 基板１０は、黒鉛基板ホルダ２９によって蒸着領域の所定の場所に挿入され、
保持され、黒鉛基板ホルダ２９は、ダクト６の水平面で大きく突出するようにガ
ス流に対して下流側に数度上昇される。基板ホルダは、例えば、リムを備えたデ
ィスクからなる。都合よくは、リムは、基板１０の高さより高い。基板ホルダ１
０は、さらに良好な蒸着一要請を保証するために支持する基板１０を回転するこ
とができる。都合のよいことに、これは、水平軸を有し軸６１に固定されるベベ
ルギヤからなる機械的な伝達によって達成され、この軸は、可変速度でリアクタ
１の外側のモータによって回転され、毎秒１０回転までの範囲で基板の回転速度
を提供する。
【００６８】 図示しない本発明による有利な変形例によれば、リアクタは、ダクト６の長手
方向に互いに片寄っている第１の加熱手段８および第２の加熱手段９を有する。
またこれは、温度分布が基板の全面積上に一様になることを可能とし、長手方向
の温度プロフィールにおいて平坦面を形成する。
【００６９】 他の有利な変形例によれば、基板ホルダ２９の基板１０の中心は、基板１０が
別途この領域から出ることなく第１の加熱手段８および第２の加熱手段９の領域
において、ガス流の下流方向に向かって移動する。
【００７０】 図５に示す他の変形例によれば、二次ダクトは、図６には図示しない溝で摺動
することによって容易に挿入および取り外される可動なプレート７０からなる。
【００７１】 これらのプレート７０は、基板１０から離れてダクト６が蒸着しないようにする
ために有効である。それらは、容易に保守することができ、この方法の温度およ
び大気媒体と互換性がある、黒鉛、ボロンニトライド、他の耐火性材料でつくる
ことができる。
【００７２】 また図５に示す他の有利な変形例によれば、温度を測定する手段の寿命を延ば
すために熱電対よりも、ダクト６に固定されたシースに配置され、ダクト６と第
１の加熱手段８および第２の加熱手段９との間に配置された光高温計ファイバ７
１によって測定される。
【００７３】 本発明による方法は、得られる層の不純物の水準を維持しながら、前述した利
点を達成することができ、この層は、従来技術の方法およびリアクタによって得
られる層に等しい。
【００７４】 本発明による方法およびリアクタは、基板１０のシリコンカーバイドまたはア
ルミニウムニトライドの成長に特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるリアクタの一例の長手方向の中間部分における図面である。
【図２】 第１の加熱手段とダクトの構成を示す分解斜視図であり、これらは、図１に示
したリアクタの構造で示される。
【図３】 図１に示すリアクタの室内でダクトを所定の位置に保持することができる部品
の平面図である。
【図４】 本発明によるリアクタの他の例の長手方向の中間部分の図面である。
【図５】 本発明によるリアクタの他の例の長手方向の中間部分の図面である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 耐火材料からつくられ、蒸着に必要なガス状成分によって一掃されたダクト（
    ６）に基板（１０）を配置するステップであって、前記ダクト（６）は、前記基
    板（１０）と前記基板（１０）の平面の各側に配置された第１の加熱手段（８）
    および第２の加熱手段（９）との間に配置されるステップと、 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）によってそれ自身加熱
    される前記ダクト（６）の熱の放射によって前記基板（１０）を加熱するステッ
    プと、を有することを特徴とする平面内に伸びる基板（１０）に材料層を蒸着す
    る蒸着方法。
  2. 【請求項２】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）の周りに少なくとも１
    つの加熱シールド（１４，１５）を配置するステップを有することを特徴とする
    請求項１に記載の蒸着方法。
  3. 【請求項３】 前記基板（１０）の平面に直角であり、第１の方向を向いている温度勾配を発
    生するステップを有することを特徴とする請求項１または２に記載の蒸着方法。
  4. 【請求項４】 前記第１の方向に関して温度勾配を反転するステップを有することを特徴とす
    る請求項３に記載の蒸着方法。
  5. 【請求項５】 前記リアクタに含まれる材料全体に関して、蒸着すべき材料に関しておよび前
    記ダクト（６）に流れるガスに関して不活性であるガス流をつくることを特徴と
    する請求項１ないし４のいずれかに記載の蒸着方法。
  6. 【請求項６】 前記基板（１０）の平面の各側に配置された第１の加熱手段（８）および第２
    の加熱手段（９）を有し、所定の平面内に伸びる基板（１０）に材料層を蒸着す
    る装置において、耐火材料からつくられるとともに前記蒸着に必要なガス状成分
    によって一掃されるダクトを有し、前記ダクトは、前記基板と前記第１の加熱手
    段（８）および第２の加熱手段（９）との間に配置されることを特徴とする平面
    内に伸びる基板１０に材料層を蒸着するリアクタ。
  7. 【請求項７】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）は、裸の抵抗素子を有
    することを特徴とする請求項６に記載のリアクタ。
  8. 【請求項８】 前記ダクト（６）は矩形の断面を有し、下方壁（３７）と上方壁（３８）を形
    成する２つのプレートを有し、前記下方壁（３７）および上方壁（３８）は、蒸
    着中の基板（１０）の平面に水平であり平行であることを特徴とする請求項６ま
    たは７に記載のリアクタ。
  9. 【請求項９】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）の周りに少なくとも１
    つの熱シールド（１４，１５）を有することを特徴とする請求項６ないし８のい
    ずれかに記載のリアクタ。
  10. 【請求項１０】 ダクト（６）、第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）および各加
    熱シールド（１４，１５）からなる組立体は管（３）の所定の位置に配置される
    ことを特徴とする請求項９に記載のリアクタ。
  11. 【請求項１１】 前記ダクト（６）は、前記管（３）に接触しないように前記管（３）の所定の
    位置に保持されることを特徴とする請求項１０に記載のリアクタ。
  12. 【請求項１２】 ガスは、前記ダクト（６）の壁（３７，３８，３９，４０）の圧力のバランス
    をとるために前記ダクトの内側空隙と前記ダクト（６）と前記管（３）との間に
    ある空隙との間にダクト（６）の出口を介して流れることを特徴とする請求項１
    ０または１１に記載のリアクタ。
  13. 【請求項１３】 前記ダクト（６）の壁（３７，３８，３９，４０）は、１ｍｍ以下の厚さを有
    することを特徴とする請求項１２に記載のリアクタ。
  14. 【請求項１４】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）は、蒸着領域において
    、蒸着する基板（１０）の表面の平均温度からの変位が３℃以下になるように適
    当な形状において、前記ダクト（６）の下方壁（３７）および上方壁（３８）に
    平坦な平行に配置された黒鉛ストリップまたはバンドからなることを特徴とする
    請求項８ないし１３のいずれかに記載のリアクタ。
  15. 【請求項１５】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）は、下方壁（３７）ま
    たは上方壁（３８）の一方から１ないし３ｍｍの距離でダクト（６）の外側に配
    置されていることを特徴とする請求項８ないし１４に記載のリアクタ。
  16. 【請求項１６】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）は、異なる温度まで上
    昇されることを特徴とする請求項６ないし１５のいずれかに記載のリアクタ。
  17. 【請求項１７】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）の全部が、前記ダクト
    （６）の周囲に配置された１つの加熱装置を形成することを特徴とする請求項６
    ないし１６のいずれかに記載のリアクタ。
  18. 【請求項１８】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）は、前記蒸着領域に配
    置されることを特徴とする請求項６ないし１７のいずれかに記載のリアクタ。
  19. 【請求項１９】 前記加熱手段（８，９）は、２３０ボルト以下の電圧が印可されることを特徴
    とする請求項６ないし１８のいずれかに記載のリアクタ。
  20. 【請求項２０】 前記ダクト（６）は、最も高温の部品において、耐火材料からつくられた二次
    ダクトと連続的に内側で整列することを特徴とする請求項６ないし１９のいずれ
    かに記載のリアクタ。
  21. 【請求項２１】 前記第１の加熱手段（８）および第２の加熱手段（９）は、前記ダクト（６）
    の長手方向に互いに片寄っていることを特徴とする請求項６ないし２０のいずれ
    かに記載のリアクタ。
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