JP2019533310A

JP2019533310A - 反応室外部のリフレクタを有するエピタキシャル堆積リアクタと、サセプタ及び基板を冷却する方法

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Publication number: JP2019533310A
Application number: JP2019518227A
Authority: JP
Inventors: プレッティ，シルヴィオ; オグリアリ，ヴィンチェンゾ; プレティ，フランコ
Original assignee: エルピーイーソシエタペルアチオニ
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: EP3523458A2; WO2018065852A3; CN109844175A; IT201600099783A1; CN109844175B; EP3523458B1; US11377754B2; JP7061116B2; WO2018065852A2; US20200024768A1

Abstract

本発明は、基板（１００）上に半導体材料をエピタキシャル堆積させるためのリアクタ（１）に関する。リアクタ（１）は、下壁（２１）、上壁（２２）及び側壁（２３，２４）により画成されたキャビティ（２０）が設けられたリアクタチャンバ（２）と；キャビティ（２０）の内部に配置され、エピタキシャル堆積中に基板（１００）を支持及び加熱するように適合されたサセプタ（３）と；サセプタ（３）を加熱するように適合された加熱システム（６）と；上壁（２２）より上方に配置され、サセプタ（３）を覆い、サセプタ（３）により放射された熱放射をサセプタ（３）に向けて反射する上方プレート（７）と；を備えている。上方プレート（７）を冷却するために、上方プレート（７）内又は上方プレート（７）上に液体流（ＬＦ）が提供される。上壁（２２）から上方プレート（７）への熱伝達を促進するために、上壁（２２）と上方プレート（７）との間にガス流（ＧＦ）が提供される。

Description

本発明は、反応室（リアクションチャンバ）外部のリフレクタを有するエピタキシャル堆積反応器（リアクタ）に関し、また、エピタキシャル堆積リアクタのリアクションチャンバ内のサセプタ及び基板を均一且つ迅速に冷却する方法に関する。

いずれのエピタキシャルリアクタも、リアクションチャンバ内に配置されたエピタキシャル堆積される基板を加熱するための加熱システムを備えている。

多くの場合、加熱システムはサセプタを直接加熱し、基板は、基板を支持するサセプタから熱を伝導により受け取る。

従って、エピタキシャル堆積プロセス段階に先行して、加熱段階が行われる。

エピタキシャル堆積を行うために、基板を、プロセスの高温（例えば、８００℃〜１７００℃の範囲の温度）から、周囲温度（例えば、１６℃〜３２℃の範囲の温度）まで冷却しなければならない。基板の冷却の一部は、一般的にリアクションチャンバ内で行われる。リアクションチャンバ内にサセプタが存在する場合、サセプタもまた冷却される。幾つかの公知の方法によれば、基板はリアクションチャンバから、低温（例えば、１００℃〜２５０℃の範囲の温度）で取り出される。その他の公知の方法によれば、基板はリアクションチャンバから、中間温度（例えば、５００℃〜１０００℃の範囲の温度）で取り出される。

幾つかの公知の方法によれば、サセプタは、常にリアクションチャンバ内に残される。その他の公知の方法によれば、サセプタは基板と共に取り出される。

従って、エピタキシャル堆積プロセス段階に続いて、冷却段階が行われる。

リアクションチャンバ内部を冷却させるための最も簡単な方法は、加熱システムを停止して、或る程度の時間にわたり待機することである。このような時間間隔は、方法及びプロセスに応じて、一般的に３分〜３０分の間で変動する。

この待機期間中に、リアクションチャンバの外壁が、例えばガス流及び／又は液体流により冷却され得る。

この待機期間中に、リアクションチャンバの内部キャビティが、例えばガス流により冷却され得る。

リアクションチャンバ内の冷却の持続が短時間であることが有利である。この利点は、例えば、リアクタの生産性がより高く、及び／又は、リアクタ内で処理された基板の品質がより良好であることによる。

複数の回転可能なストリップをリアクションチャンバの上壁全体の上に配置することを本出願人が過去（２０年以上前）に既に提示していることに、完全を期すために留意されたい（特許文献１を参照）。

この解決法によれば、全てのストリップが、第１の反射面及び第２の吸収面を有し、且つ、前記サセプタにより放出された熱放射を必要に応じて反射するように任意の角度位置に配置され得る。ストリップの位置決めは、リアクションチャンバの側方にある２つの複数の歯車により得られ、全てのストリップが同一の角度位置を取る。この位置決めは、リアクタの初期設定の動作の一つである。

この解決法によれば、ストリップより上に、プレートによりストリップから分離された冷却液のタンクが存在する。

また、本出願人が、特許文献１の解決法を自社製品に実装したことがないことにも留意されたい。なぜなら、この解決法は、過度に複雑で（機械的に）、過度に危機的で（多くの歯車が高温及び高温変動を受ける）、且つ、過度にコスト高だからである。その代わりに、本出願人は、反射材料（一般的に、金を含む塗料）の薄層が外面に直接塗布された透明石英製のリアクションチャンバを、サセプタから放射される熱放射を良好に反射させるために使用した。

特許文献２は、平坦なリフレクタ（参照番号１２２で示す）がリアクションチャンバの湾曲上壁（参照番号１２８で示す）の上方に配置されているリアクタ（図１参照）を記載及び例示している。リフレクタは、その内部に、リフレクタを冷却するために水が流通されるチャネルを有し得る。チャネルの入口（参照番号１２６で示す）及び出口（参照番号１２６で示す）がリフレクタの上面にある。チャンバの上壁は、その内部に、チャンバを冷却するために水が流通される同様のチャネルを有し得る。

国際公開第９６／０１０６５９号パンフレット国際公開第２０１４／１７６１７４号パンフレット

本出願人は、本出願人が行った実験の結果として、基板の温度がプロセス中だけでなく冷却中も均一であることが非常に有利であることを認識した。この利点は、例えば、熱応力及び熱欠陥（特には「スリップライン」（ｓｌｉｐｌｉｎｅ））の減少によるものである。

本出願人は、エピタキシャル堆積中及び冷却中の両方において基板の均一な温度を得ることを可能にする解決策を提供することを目的としている。

また、本出願人は、急速な冷却を可能にする解決策を提供することを目的としている。

最後に、本出願人は、効果的であるだけでなく単純でもある解決策を提供することを目的としている。

これらの目的は、エピタキシャル堆積リアクタ、及び、添付の特許請求の範囲に記載の、本明細書の不可欠な部分である技術的特徴を有する冷却方法により実質的に達成される。

本発明の一態様は、エピタキシャル堆積リアクタのリアクタチャンバ内のサセプタ及び基板の冷却を均一且つ迅速に行うための方法に対応している。この方法の主要な技術的特徴は、本明細書の不可欠な部分である添付の特許請求の範囲に記載されている。

本発明は、添付図面と共に考慮されるべき以下の詳細な説明から、より容易に明らかになろう。

本発明を説明するための、エピタキシャル堆積リアクタの非常に概略的な（部分）鉛直断面図である。本発明を説明するための、エピタキシャル堆積リアクタの非常に概略的な（部分）鉛直断面図である。本発明を説明するための、エピタキシャル堆積リアクタの非常に概略的な（部分）鉛直断面図である。本発明を説明するための、エピタキシャル堆積リアクタの非常に概略的な（部分）鉛直断面図である。図１のリアクタの非常に概略的な（部分）上面図である。本発明によるエピタキシャル堆積リアクタの一実施形態の概略（部分）鉛直断面図である。図３のリアクタの概略（部分）上面図である。図３及び図４のリアクタのプレートを３つの異なる位置で非常に概略的に示した図のうち、１つの位置におけるリアクタのプレートの図である。図３及び図４のリアクタのプレートを３つの異なる位置で非常に概略的に示した図のうち、他の１つの位置におけるリアクタのプレートの図である。図３及び図４のリアクタのプレートを３つの異なる位置で非常に概略的に示した図のうち、さらに他の１つの位置におけるリアクタのプレートの図である。

容易に理解されるように、本発明を実際に実行するための様々な方法が存在し、本発明は、添付の特許請求の範囲によりその主要な有利な態様が定義される。

ここで、本発明を、「シングルウェハ」（ｓｉｎｇｌｅ−ｗａｆｅｒ）リアクタを示す図１Ａ〜図１Ｄ及び図２を主に非限定的に参照しつつ説明する。

基板上に半導体材料をエピタキシャル堆積させるためのリアクタ１（これらのうちの１つが図１Ａの参照番号１００で示されている）が、
‐キャビティ２０が設けられたリアクションチャンバ２であって、前記キャビティ２０の大部分（反応ガスが入ってくる前側、及び、排出ガスが出ていく後側を除く）が、下壁２１、上壁２２、及び、側壁２３，２４により画成されているリアクションチャンバ２と、
‐キャビティ２０の内部に配置されたサセプタ３（円盤状、すなわち、その高さが直径よりも著しく小さい円筒状で、少なくともエピタキシャル堆積プロセス中に回転する）であって、少なくともエピタキシャル堆積プロセス中に基板（１００）を支持するように（図１Ａに示されているように直接、或いは、間接的に、すなわち、支持要素を介して）、且つ加熱するように適合されているサセプタ３と、
‐サセプタ３（また、設けられていれば、基板（単数又は複数）支持要素もおそらく）を加熱するように適合されている加熱システム６（図３参照）と、
‐少なくとも部分的に反射する上方プレート７であって、上壁２２よりも上に所定の距離を有して配置され、且つ、サセプタ３により放射される熱放射を少なくとも部分的にサセプタ３に向かって反射するようにサセプタ３の少なくとも大部分（例えば、７０％又は８０％又は９０％）を覆う上方プレート７と、を備え、
（少なくとも）１つの制御された（すなわち、非自然の）ガス流ＧＦが、上壁２２と上方プレート７との間に提供されて、上壁２２から上方プレート７への熱伝達を促進し（具体的には、ガス流ＧＦは導管内で生じ、この導管は、その上側の境界が、プレート７の下面により定められ、その下側の境界が、上壁２２の上面により定められており）、
（少なくとも）１つの制御された（すなわち、非自然の）液体流ＬＦが、上方プレート７を冷却するために、上方プレート７内又は上方プレート７上に提供される。

エピタキシャル堆積中に、上壁２２の温度、特には、上壁２２の、サセプタ３（及び、従って、支持されている基板）に面した下面の温度を適切に選択することが重要である。実際、前記下面の温度によっては、エピタキシャル堆積中に壁部上にスプリアス堆積（ｓｐｕｒｉｏｕｓｄｅｐｏｓｉｔ）が生じる可能性がある。

上方プレート７（反射要素である）の温度、特に、その上面の温度は、液体の温度にほぼ対応し、従って、優れた冷却をもたらす。

上壁２２の温度は、少なくとも４つの幾何学的パラメータ（サセプタ３と上壁２２との間の距離、壁２２の厚さ、壁２２とプレート７との間の距離、及び、プレート７の厚さ）と、２つの化学的パラメータ（壁２２の材料、及び、プレート７の材料）に依存する。上方プレート７（反射要素である）がリアクションチャンバの外部にあるため、これら４つの幾何学的パラメータは、設計段階で非常に自由に選択され得る。

ガス流ＧＦは、上壁２２（特には、上壁２２の上面）の温度を決定するために使用されるだけでなく、壁２２とプレート７との間の間隙における温度プロファイル、並びに、少なくとも部分的に、プレート７の下面の温度（及び、従って、壁２２からプレート７への熱伝達）を決定するためにも使用される。ガス流ＧＦの流量、流速、温度、及び化学的成分の選択が、これらの温度を広範囲において決定することを可能にする。これは有利なことである。なぜなら、前述の幾何学的パラメータは設計段階で設定されるもので、動作中に変更されることには適さず、すなわち、これらの温度を制御する自由度を構成しないからである。

図１Ａに示されているように、有利には、プレート７の下面と上壁２２の上面とは平行である。さらにより有利には、これらの面は両方共平坦である。こうして、接線方向で且つ均一なガス流ＧＦが、壁２２とプレート７との間に（これらの面に平行で且つサセプタ３の回転軸に対して垂直な方向において）確立され、流速及び流量が自由に選択でき、また、温度に対する流れの影響を正確に予測できる。

典型的に、上壁は透明な石英から作成され、上方プレートは、金属（又は金属合金）、例えば、銅、アルミニウム、鋼鉄から作成される。

ガス流ＧＦ（特に、その流量、及び／又は流速、及び／又は温度）は、リアクタの動作段階（加熱、堆積、冷却）に応じて異なり得る。さらに、これは、同一の動作段階内でも変化し得る。

液体流ＬＦは、リアクタの動作段階（加熱、堆積、冷却）に応じて異なり得る。さらに、これは、同一の動作段階内でも変化し得る。

プレート７は、サセプタ３の少なくとも大部分（例えば、７０％又は８０％又は９０％）を覆う第１の部分７１を含み、第１部分７１は、多様に反射するために移動するようになっており、例えば、単純に９０°回転できる。詳細には、第１部分７１は、並進（ｔｒａｎｓｌａｔｅ）でき（図１Ｂおよび図１Ｃの矢印Ｔ）、且つ、回転でき（図１の矢印Ｒ）、具体的には、その対称軸を中心に回転できる。さらに詳細には（図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄを参照）、第１部分７１は、図１Ａの位置から、最初に、第２の部分７２に対して上昇し（図１Ｂ及び図１Ｃも併せて参照）、次いで、１８０°回転し（図１Ｃは回転前に対応し、図１Ｄは回転後に対応している（図１Ｂ及び図１Ｄも併せて参照）、そして最後に、第２部分７２に対して下降する（これに対応する図はない）。

図１Ａ〜図１Ｄにおいて、プレート７は、第１部分７１と第２部分７２とに分割されている。第２部分７２は第１の部分７１の周りに配置され（詳細には、第１部分７１は第２部分７２の穴７０に挿入され）、サセプタ３を覆う範囲は、せいぜい（ａｔｍｏｓｔ）最小限の範囲（例えば３０％又は２０％又は１０％）である。第２部分７２は、均等に反射するように、常時固定保持されるようになっている。具体的には、第２部分７２の下面７２Ａ、すなわち、上壁２２により近い面が、サセプタ３に向かって熱放射を少なくとも部分的に反射するようになっている。当然のことながら、第２部分７２もまた、リアクタの組立中、分解中、及び、動作維持中（ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｏｒ）に移動できる。詳細には、これらの動作中に、第１部分７１と第２部分７２とは、第１部分７１のみの運動とは異なる運動により、一体的に移動できる。

図１Ａ〜図１Ｄは、第１部分７１の第２部分７２に対する位置決め及び移動を簡略化して説明するためのものである。図３及び図４の実施形態から理解されるように、第１部分７１の並進及び回転を、より複雑な運動から発生させることもできる。

図１Ａ、図１Ｃ、図１Ｄにおいて、第１部分７１の第１の面７１Ａが熱放射を反射するように適合されており、第１部分７１の第２の面７１Ｂが熱放射を吸収するように適合されている。

図２において、第２面７１Ｂは、少なくとも１つの吸収形状（具体的には、星形）の領域７３と、少なくとも１つの反射形状領域７４とを有する。特には、領域７３と領域７４とは相補的（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ）である。吸収領域７３の形状は、平均吸収（ｔｈｅａｖｅｒａｇｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）（円周に沿って計算される）が、第１部分７１の中心から第１部分７１の周囲に向かって減少するような形状である。言い換えると、プレート７は中心部で多く吸収し、周囲部ではほとんど又は全く吸収しない。サセプタ３は回転しているため、重要なのは主に平均吸収であり、各点での吸収ではない。

図１Ａ及び図２において、サセプタ３は円形（又はほぼ円形）の形状を有し、また、第１部分７１も、円形（又はほぼ円形）の形状を有する。さらに、第１部分７１の直径は、サセプタ３の直径よりも（例えば、２０％又は１５％又は１０％、或いは、４０ｍｍ又は３０ｍｍ又は２０ｍｍ）小さい。

図１Ａ及び図２において、サセプタ３は、円形（又はほぼ円形）の形状を有する単一の基板１００を支持するように適合されている。第１部分７１の直径は、個々の基板１００の直径よりも（例えば、１５％又は１０％又は５％、或いは、３０ｍｍ又は２０ｍｍ又は１０ｍｍ）小さい。

図１Ａ，図１Ｂ及び図２において、第２部分７２は、例えばほぼ円形の形状を有する穴７０を有し、穴７０の形状は第１部分７１の形状に（ほぼ）合致する。

図１Ａ及び図２は、ただ１つのガス流ＧＦ及びただ１つの液体流ＬＦを示している。しかし、３つ以上の流れも存在し得る。例えば、図３及び図４から理解されるように、第１の液体流ＬＦ１（詳細には、プレート７の第１部分７１内又は第１部分７１上で制御される（すなわち、非自然の））が存在し、これとは別に、第２の液体流ＬＦ２（詳細には、プレート７の第２部分７２内又は第２部分７２上で制御される（すなわち、非自然の））が存在し得る。さらに、図３及び図４の流れＬＦ２の場合のように、単一の流れを細分化及び分岐させ、すなわち、左側（ＬＦ２Ａ）と右側（ＬＦ２Ｂ）とに細分化及び分岐させることもできる。

図１Ａ〜図１Ｄ及び図２を参照すると（図５Ａ〜図５Ｃも理解に有用であり得る）、エピタキシャル堆積のためのリアクタ１のリアクションチャンバ２内のサセプタ３と、サセプタ３により（直接的又は間接的に）支持されている基板（１００）とを均一且つ迅速に冷却させる方法が、
Ａ）プレート７を上壁２２上に配置するステップと、
Ｂ）プレート７の第１部分７１を、サセプタ３により放出された熱放射を第１部分７１がサセプタ３に向けて反射するように第１の位置（図１Ａ及び図１Ｃ）に配置し、且つ、この第１位置（図１Ａ）を、エピタキシャル堆積プロセス中に維持するステップと、次いで、
Ｃ）第１部分７を、サセプタ３により放出された熱放射をプレート７がサセプタ３に向けて反射するように第２の位置（図１Ｄ）に配置し、且つ、この第２位置を、エピタキシャル堆積プロセス終了の（すぐ）後に維持するステップと、を含む。

液体流ＬＦ及びガス流ＧＦは非常に有利であるが、上述の方法の目的に不可欠ではないことに留意されたい。

図１Ａ、図１Ｃ、図１Ｄ及び図２において、プレート７の第１部分７１は、ステップＢ及びステップＣを実行するために、１８０°（具体的には第１部分７１の対称軸を中心に）回転（Ｒ）される。

図１Ａ、図１Ｃ、図１Ｄ及び図２において、プレート７の第１部分７１は、２つの動作位置のみを有し、これらの動作位置は両方共、水平である。

図１Ａ〜図１Ｄ及び図２において、プレート７は第１部分７１と第２部分（７２）（反射）とに分割され、第２部分７２が常に固定保持された状態で第１部分７１が適切に回転される。

詳細には、第１面７１Ａが熱放射を反射するように適合され、且つ、第２面７１Ｂが熱放射を吸収するように適合されていることを考えて、
ステップＢは、第１部分７１を、第１面７１Ａがサセプタ３に面するように配置することにより実行され、
ステップＣは、第１部分７１を、第２面７１Ａがサセプタ３に面するように配置することにより実行される。

一般的に、１以上の基板（１００）を有するサセプタ３は、第１面７１Ａがサセプタ３に面しているとき、及び、第２面７１Ｂがサセプタ３に面しているときの両方において回転する。

有利には、吸収及び反射面７１Ｂは、図２に示されているように、又は同等の方法で構成され得る。

有利には、上壁からプレートへの熱伝達を促進するために、少なくとも１つの制御された（すなわち、非自然の）ガス流（図１ＡのＧＦ）を、プレート７とリアクションチャンバ２の上壁２２との間に確立できる。

有利には、プレート７を冷却するために、少なくとも１つの制御された（すなわち、非自然の）液体流（図１ＡのＬＦ）を、プレート７内又はプレート７上に確立できる。

周辺環状領域が中央領域よりも急速に冷却される傾向があることがすでに観察されているため（これは、サセプタの形状が、高さが直径よりも著しく小さい円筒形状であるという事実にもよる）、中央領域において熱放射をより多く吸収させ、周辺環状領域においては熱放射の吸収をより少なくさせることを考えた。この目的のために、例えば、図１Ａ〜図１Ｄ及び図２のプレート７は、サセプタ３の周辺環状領域が熱放射の反射を常に実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）同一に受けるように構成される。実際、第２部分７２は固定されて反射しており、穴７０の直径はサセプタ３の直径よりも小さい。同一の理由で、幾つかの場合において、穴７０の直径を、基板（図１Ａ及び図２の１００）の直径よりも小さくなるように選択することが好都合であり得る。

図３及び図４の実施形態を以下に説明する。

図面から容易に明らかなように、図３及び図４の実施形態は、図１Ａ〜図１Ｄ及び図２に関して説明したことを大体反映している。

サセプタ３（高さが直径よりも著しく小さい円筒形状）が回転シャフト４に固定されている。

チャンバ２の下壁２１は、シャフト４を通過させるための穴及びスリーブを有する。

チャンバ２のキャビティ２０の内部に、基板１００に位置合わせされた水平内壁２５が存在する。

チャンバ２の全ての壁が、透明な石英から作成されている。

チャンバ２は、タンク５に収容された液体に部分的に浸漬されている。液体は、通常、水である。

プレート７は、チャンバ２の上壁２２の外側の対向壁として機能する。さらに、チャンバ２の第１の側壁２３の外側の対向壁として機能する第１の側方プレート８３と、チャンバ２の第２の側壁２４の外側の対向壁として機能する第２の側方プレート８４とが存在する。第１側方プレート８３及び第２側方プレート８４は両方共、反射性である。

プレート７の第１部分は、下側プレート７１Ａ及び上側プレート７１Ｂを有する中空要素７１から成り、その内部を液体流ＬＦ１が、特に軸ＳＡを中心として流れる。（図示されていないが、流れをガイドする手段が存在する）。軸ＳＡはサセプタの軸に対応している。プレート７の第２部分は単純なプレート７２から成り、プレート７２の上を、液体流ＬＦ２（ＬＦ２Ａ＋ＬＦ２Ｂ）が流れて、タンク５内で側方に落下する。穴７０に、要素７１を囲む障壁７５が存在する。

液体流ＬＦ２は、液体をプレート７２上に噴霧する２つの側方分配導管７６（そのうちの１つのみが図４に示されている）から流入し、次いで、この液体の第１の部分ＬＦ２Ａが第１の側部から流れ、そして、この液体の第２の部分ＬＦ２Ｂが第２の側部から流れ、これもまた障壁７５の機能によるものである。

図４に、要素７１に機械的に固定されているアーム７８も概略的に示されている。アーム７８は中空であり、液体流ＬＦ１はアーム７９を通って要素７１に出入りする。また、アーム７８は、要素７１を持ち上げ（上昇させ）、回転（アーム７８の軸ＰＡを中心に１８０°）させ、そして、要素７１を下げ戻す（下降させる）ためにも使用される。詳細には、アーム７８は、チャンバ２の第１の側縁に平行な軸を中心に回転し、従って、要素７１の上昇及び下降は単純な並進運動（ａｓｉｍｐｌｅｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）ではない。有利には、リアクタの組立、分解及びメンテナンス作業を実行するためには、第１部分７１（アーム７８と共に）と第２部分７２（導管７６と共に）とが一体的に移動し、且つ、軸ＣＡを中心に回転する。軸ＣＡは、チャンバ２の、第１側縁の反対側の第２側縁に平行である。

リアクタの加熱システム、例えば図３のシステム６は、通常、複数の巻線を含む少なくとも１つのインダクタから成り、このインダクタは、巻線に電力が供給されているときに電磁誘導によりサセプタ３（及び、おそらくは（ｐｏｓｓｉｂｌｙ）１つ以上の支持要素）を加熱するように適合されている。

サセプタ３を均一に加熱するために、冷却中に幾つかの巻線に電力を（わずかに）供給し、電力供給される１以上の巻線の位置を変更することも可能である。例えば、開ループ制御（ａｎｏｐｅｎ−ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ）を、温度（及び実験キャンペーン）に基づいて使用可能であり、或いは、閉ループ制御（ａｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ）を、温度の関数として使用し得る。

図５Ａ、図５Ｂ及び得５Ｃは、プレート７の動き、より詳細には、要素７１及びアーム７８の動き（要素７２は固定されている）の理解に役立つ。図５Ａにおいて、要素７１と要素７２とは位置合わせされており、要素７１は、反射面７１Ａが上を向き、且つ吸収面７１Ｂが下を向くように配置されている。図５Ｂにおいて、要素７１は、（図５Ａの位置に続く）或る位置にあり、この位置は、組立体７１＋７８を、軸ＣＡを中心として上方に、例えば３５°回転させた位置であり、次いで、組立体７１＋７８は、軸ＰＡを中心に１８０°回転される。図５Ｃにおいて、要素７１は、（図５Ｂの位置に続く）所定の位置にあり、この位置は、組立体７１＋７８を、軸ＰＡを中心として１８０°回転させ、次いで、組立体７１＋７８を、軸ＣＡを中心として下方に３５°回転させた位置である。図５Ｃにおいて、要素７１と要素７２とは位置合わせされており、要素７１は、反射面７１Ａが下方を向き且つ吸収面７１Ｂ（暗色で示す）が上方を向くように配置されている。

１リアクタ
２リアクションチャンバ
３サセプタ
６加熱システム
７上方プレート
２０キャビティ
２２上壁
２３，２４側壁
７０穴
７１プレートの第１部分
７１Ａ第１部分７１の第１面
７１Ｂ第１部分７１の第２面
７２プレートの第２部分
７８アーム
１００基板
ＧＦガス流
ＬＦ液体流

Claims

基板（１００）上に半導体材料をエピタキシャル堆積させるためのリアクタ（１）であって、
‐下壁（２１）、上壁（２２）、及び側壁（２３，２４）により画成されたキャビティ（２０）を備えたリアクションチャンバ（２）と、
‐前記キャビティ（２０）の内部に配置され、且つ、エピタキシャル堆積中に基板（１００）を支持及び加熱するように適合されたサセプタ（３）と、
‐前記サセプタ（３）を加熱するように適合された加熱システム（６）と、
‐前記上壁（２２）より上に配置された上方プレート（７）であって、前記サセプタ（３）により放射された熱放射を前記サセプタ（３）に向けて反射するように前記サセプタ（３）を覆う上方プレート（７）と、を備え、
液体流（ＬＦ）が、前記上方プレート（７）を冷却するために、前記上方プレート（７）内又は上方プレート（７）上に提供され、
ガス流（ＧＦ）が、前記上壁（２２）と前記上方プレート（７）との間に、前記上壁（２２）から前記上方プレート（７）への熱伝達を促進するために提供される、リアクタ（１）。
前記プレート（７）が第１の部分（７１）を含み、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）が前記サセプタ（３）を覆い、且つ、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）が、異なるように反射するために、移動（Ｒ，Ｔ）するように適合され、特には回転（Ｒ）するように適合されている、請求項１に記載のリアクタ（１）。
前記プレート（７）が、第１の部分（７１）と第２の部分（７２）とに分割されており、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）が前記サセプタ（３）を覆い、前記プレート（７）の前記第２部分（７２）が、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の周囲に配置され、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）が、異なるように反射するために、移動（Ｒ，Ｔ）するように適合され、特には回転（Ｒ）するように適合されており、且つ、前記プレート（７）の前記第２部分（７２）が、常時固定保持されるように適合されている、請求項２に記載のリアクタ（１）。
前記プレート（７）の前記第２部分（７２）の少なくとも１つの面（７２Ａ）が、前記サセプタ（３）に向けて熱放射を反射するように適合されている、請求項３に記載のリアクタ（１）。
前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の第１の面（７１Ａ）が、熱放射を反射するように適合されており、且つ、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の第２の面（７１Ｂ）が熱放射を吸収するように適合されている、請求項１又は請求項２又は請求項３又は請求項４に記載のリアクタ（１）。
前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の前記第２面（７１Ｂ）が、少なくとも１つの吸収領域（７３）と少なくとも１つの反射領域（７４）と有し、当該領域（７３，７４）が具体的には相補的である、請求項５に記載のリアクタ（１）。
前記プレート（７）の第１の部分（７１）内又は第１の部分（７１）上に第１の液体流（ＬＦ１）が提供され、且つ、前記プレートの第２の部分（７２）又はその上に第２の液体流（ＬＦ２）が提供される、請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載のリアクタ（１）。
前記サセプタ（３）が円形であり、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）が円形であり、且つ、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の直径が前記サセプタ（３）の直径よりも小さい、請求項２〜請求項７のいずれか一項に記載のリアクタ（１）。
前記サセプタ（３）が、円形の単一の基板（１００）を支持するように適合されており、且つ、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の前記直径が、前記単一の基板（１００）の直径よりも小さい、請求項８に記載のリアクタ（１）。
前記プレート（７）の前記第２部分（７２）が、所定の形状の穴（７０）を有し、前記プレート（７）の前記第２部分（７２）の前記穴（７０）の形状が、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の形状に対応している、請求項３〜請求項９のいずれか一項に記載のリアクタ（１）。
エピタキシャル堆積のためのリアクタ（１）のリアクションチャンバ（２）内のサセプタ（３）と、前記サセプタ（３）により支持された基板（１００）とを均一且つ迅速に冷却させる方法であって、
Ａ）前記サセプタ（７）を覆う第１の部分（７１）を含むプレート（７）を、前記リアクションチャンバ（２）の上壁（２２）より上に配置するステップと、
Ｂ）前記プレート（７）の前記第１部分（７１）を、前記サセプタ（３）により放出された熱放射を前記第１部分（７１）が前記サセプタ（３）に向けて反射するように第１の位置（図１Ａ及び図１Ｃ）に配置し、且つ、当該第１位置（図１Ａ及び図１Ｃ）を、エピタキシャル堆積プロセス中に維持するステップと、次いで、
Ｃ）前記プレート（７）の前記第１部分（７１）を、前記サセプタ（３）により放出された熱放射を前記第１部分（７１）が前記サセプタ（３）に向けて反射しないように第２の位置（図１Ｄ）に配置し、且つ、当該第２位置（図１Ｄ）を、前記エピタキシャル堆積プロセスの終了後に維持するステップと、を含む、方法。
前記ステップＢ及び前記ステップＣを実行するために、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）が回転され（Ｒ）、特には１８０°回転される、請求項１１に記載の方法。
前記プレート（７）が第１の部分（７１）と第２の部分（７２）とに分割され、前記プレート（７）の前記第２部分（７２）が前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の周囲に配置され、且つ、前記プレート（７）の前記第２部分（７２）が常に固定保持される、請求項１１又は請求項１２に記載の方法。
前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の第１の面（７１Ａ）が、熱放射を反射するように適合され、且つ、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）の第２の面（７１Ｂ）が、熱放射を吸収するように適合されており、
前記ステップＢが、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）を、前記第１面（７１Ａ）が前記サセプタ（３）に面するように配置することにより行われ、
前記ステップＣが、前記プレート（７）の前記第１部分（７１）を、前記第２面（７１Ｂ）が前記サセプタ（３）に面するように配置することにより行われる、請求項１１又は請求項１２又は請求項１３に記載の方法。
前記プレート（７）と前記リアクションチャンバ（２）の前記上壁（２２）との間に、前記上壁（２２）から前記プレート（７）への熱伝達を促進するためにガス流（ＧＦ）が確立される、請求項１１〜請求項１４のいずれか一項に記載の方法。
前記プレート（７）を冷却するために、前記プレート（７）内又は前記プレート（７）上に液体流（ＬＦ）が確立される、請求項１１〜請求項１５のいずれか一項に記載の方法。
第１の液体流（ＬＦ１）が前記プレート（７）の第１の部分（７１）内又は前記第１の部分（７１）上に確立され、且つ、第２の液体流（ＬＦ２）が前記プレート（７）の第２の部分（７２）内又は前記第２の部分（７２）上に確立される、請求項１６に記載の方法。
前記プレート（７）は、前記サセプタ（３）の周辺環状領域が熱放射の反射を常に実質的に同一に受けるように構成されている、請求項１１〜請求項１７のいずれか一項に記載の方法。