JP5555241B2 - 材料蒸着のための装置、材料蒸着のためのシステムおよび材料蒸着のための方法 - Google Patents
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Description
本明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
(項目1)
材料蒸着のための装置であって、
放射エネルギーを透過する材料を使用して形成される反応チャンバと、
該反応チャンバの内部に位置する一対のサセプタであって、各サセプタは、前側と背側とを有し、該前側は、いくつかの基材を載置し、該サセプタは、該サセプタの該前側が相互に対面するように垂直に位置付けられ、該サセプタの垂直縁部は、相互と接触しており、それによって、異なるサセプタ上に載置された該基材間に、実質的に囲まれた狭いチャネルを形成する、一対のサセプタと、
第1の数のガスノズルであって、該第1の数のガスノズルのうちの少なくとも1つは、反応ガスを該狭いチャネルに注入するためのガス吸入口と、排気を排出するためのガス排出口とを含み、該ガス吸入口および該ガス排出口は、異なるガス管に連結され、該ガス吸入口および該ガス排出口は、該狭いチャネルの内部の反応ガス流方向を交互にすることができるように制御され、それによって、均一な材料蒸着を促進し、該ガス吸入口は、材料蒸着中、該ガス吸入口が反応ガスを該狭いチャネルに注入していない時に、所定の少量のパージガスを注入するように構成され、それによって、該ガス吸入口の周囲への材料蒸着を防止し、該パージガスは、HCl、SiCl 4 、およびH 2 のうちの少なくとも1つを含む、第1の数のガスノズルと、
該反応チャンバの外部に位置するいくつかの加熱ユニットであって、該加熱ユニットは、それらが熱エネルギーを該サセプタの該背側に直接放射するように配設される、いくつかの加熱ユニットと
を備える、装置。
(項目2)
前記パージガスの流量は、前記反応ガスの流量の5%未満である、項目1に記載の装置。
(項目3)
材料蒸着のためのシステムであって、
該システムに電力を提供するためのAC(交流電流)パネルと、
サセプタ搭載/非搭載ステーションと、
サセプタを搭載/非搭載するために該搭載/非搭載ステーションに連結される走行ビームと、
マルチチャンバモジュールであって、
ガスボックスと、
SCR(シリコン制御整流器)パネルと、
相互の隣に位置するいくつかの反応チャンバであって、該チャンバは、放射エネルギーを透過する材料を使用して形成され、少なくとも1つの反応チャンバは、
該反応チャンバの内部に位置する一対のサセプタであって、各サセプタは、前側と、背側とを有し、該前側は、いくつかの基材を載置し、該サセプタは、該サセプタの該前側が相互に対面するように垂直に位置付けられ、該サセプタの垂直縁部は、相互と接触しており、それによって、異なるサセプタ上に載置された該基材間に、実質的に囲まれた狭いチャネルを形成する、一対のサセプタと、
第1の数のガスノズルであって、該第1の数のガスノズルのうちの少なくとも1つは、反応ガスを該狭いチャネルに注入するためのガス吸入口と、排気を排出するためのガス排出口とを含み、該ガス吸入口および該ガス排出口は、異なるガス管に連結され、該ガス吸入口および該ガス排出口は、該狭いチャネルの内部の反応ガス流方向を交互にすることができるように制御され、それによって、均一な材料蒸着を促進し、該ガス吸入口は、材料蒸着中、該ガス吸入口が反応ガスを該狭いチャネルに注入していない時に、所定の少量のパージガスを注入するように構成され、それによって、該ガス吸入口の周囲への材料蒸着を防止し、該パージガスは、HCl、SiCl 4 、およびH 2 のうちの少なくとも1つを含む、第1の数のガスノズルと
を備える、いくつかの反応チャンバと
を備える、マルチチャンバモジュールと、
各反応チャンバの外部に位置するいくつかの加熱ユニットであって、少なくとも1つの加熱ユニットは、2つの隣接する反応チャンバの側壁間に位置し、それによって、該少なくとも1つの加熱ユニットは、該2つの隣接する反応チャンバを同時に加熱することができ、該加熱ユニットは、それらが熱エネルギーを該サセプタの該背側に直接放射するように配設される、いくつかの加熱ユニットと
を備える、システム。
(項目4)
前記パージガスの流量は、前記反応ガスの流量の5%未満である、項目3に記載のシステム。
(項目5)
材料蒸着のための方法であって、
一対のサセプタの前側上にいくつかの基材を定置するステップと、
該一対のサセプタを、放射エネルギーを透過する材料を使用して形成された反応チャンバの内部に垂直に定置するステップであって、該一対のサセプタの該前側は、相互に対面し、該サセプタの垂直縁部は、相互と接触しており、それによって、異なるサセプタ上に載置された該基材間に、実質的に囲まれた狭いチャネルを形成する、ステップと、
該反応チャンバの外部のいくつかの加熱ユニットを用いて、該サセプタを加熱するステップであって、該加熱ユニットは、それらが熱エネルギーを該サセプタの背側に直接放射するように配設される、ステップと、
反応ガスを第1の数のガスノズルから該チャネルに注入するステップであって、該第1の数のガスノズルのうちの少なくとも1つは、反応ガスを該狭いチャネルに注入するためのガス注入口と、排気を排出するためのガス排出口とを含み、該ガス注入口および該ガス排出口は、異なるガス管に連結され、該ガス注入口および該ガス排出口は、該狭いチャネルの内部の反応ガス流方向を交互にすることができるように制御され、それによって、均一な材料蒸着を促進し、該ガス注入口は、材料蒸着中、該ガス注入口が反応ガスを該狭いチャネルに注入していない時に、所定の少量のパージガスを注入するように構成され、それによって、該ガス注入口の周囲への材料蒸着を防止し、該パージガスは、HCl、SiCl 4 、およびH 2 のうちの少なくとも1つを含む、ステップと
を含む、方法。
(項目6)
前記パージガスの流量は、前記反応ガスの流量の5%未満である、項目5に記載の方法。
(項目7)
材料蒸着のためのシステムであって、
相互に隣接して定置されるいくつかの反応チャンバであって、該いくつかの反応チャンバの壁は、放射エネルギーを透過する材料を使用して形成される、いくつかの反応チャンバと、
該反応チャンバの外部に位置するいくつかの加熱ユニットであって、少なくとも1つの加熱ユニットは、2つの隣接する反応チャンバ間に定置され、それによって、該少なくとも1つの加熱ユニットが、熱エネルギーを該2つの隣接するチャンバの両方に同時に放射することを可能にする、いくつかの加熱ユニットと
を備える、システム。
(項目8)
加熱ユニットの数および電力を制御するための閉ループフィードバック制御をさらに備える、項目7に記載のシステム。
本発明の実施形態は、Si蒸着のための拡張可能な高処理量マルチチャンバエピタキシャル反応器を提供する。反応器は、いくつかの伸展可能な独立制御型マルチチャンバモジュールを含む。反応チャンバは、隣接するチャンバ間に交互に挿入される、ランプ加熱ユニットによって加熱される。各反応チャンバは、基材を支持するための一対のサセプタを囲む。反応ガスは、蒸着の均一性を保証するために、ある側から別の側に交互にチャンバに注入される。
図3は、実施形態に係る、9−チャンバエピタキシャル反応器の側面図を図示する、ブロック図を提示する。反応器の後方部分(図3の左側)は、ガス/化学物質ボックス302等のガス/化学物質源と、AC(交流電流)パネル304およびSCR(シリコン制御整流器)パネル306等の種々の制御パネルとを含む。3区分熱交換器および送風器308は、ACパネル304の下方にある。反応器の前方部分は、いくつかの反応チャンバ310を含む。各反応チャンバは、ランプ加熱ユニット314によって包囲され、蓋312で被覆される。走行ビーム316は、反応器の正面に取り付けられ、工場のサセプタ搭載/非搭載ステーション318と接合する。サセプタスタンド320は、搭載/非搭載ステーション318の上方に位置する。
図6Aは、実施形態に係る、反応チャンバの内部のサセプタの前側を図示する、略図を提示する。サセプタ604は、チャンバ602の内部に垂直に定置される。チャンバ壁による熱吸収を回避するために、チャンバ602は、放射熱を透過する材料を使用して形成される。一実施形態では、チャンバ602は、石英を使用して形成される。一方、サセプタ604は、SiCでコーティングされたグラファイトおよびモノリシックSiC等、放射熱エネルギーを透過せずに吸収する材料を使用して形成することができる。一実施形態では、サセプタ604は、SiCでコーティングされたグラファイトを使用して形成される。結果として、ランプ加熱ユニットからの放射熱の大部分は、サセプタ604によって吸収される。加えて、チャンバ602の壁は、内面上へのSi蒸着を低減するために、包囲する強制気流によって涼しく保たれる。
Claims (8)
- 材料蒸着のための装置であって、
放射エネルギーを透過する材料を使用して形成される反応チャンバと、
該反応チャンバの内部に位置する一対のサセプタであって、各サセプタは、前側と背側とを有し、該前側は、いくつかの基材を載置し、該サセプタは、該サセプタの該前側が相互に対面するように垂直に位置付けられ、該サセプタの垂直縁部は、相互と接触しており、それによって、異なるサセプタ上に載置された該基材間に、実質的に囲まれた狭いチャネルを形成する、一対のサセプタと、
第1の数のガスノズルであって、該第1の数のガスノズルのうちの少なくとも1つは、反応ガスを該狭いチャネルに注入するためのガス吸入口と、排気を排出するためのガス排出口とを含み、該ガス吸入口および該ガス排出口は、異なるガス管に連結され、該ガス吸入口および該ガス排出口は、該狭いチャネルの内部の反応ガス流方向を交互にすることができるように制御され、それによって、均一な材料蒸着を促進し、該ガス吸入口は、材料蒸着中、該ガス吸入口が反応ガスを該狭いチャネルに注入していない時に、所定の少量のパージガスを注入するように構成され、それによって、該ガス吸入口の周囲への材料蒸着を防止し、該パージガスは、HCl、SiCl4、およびH2のうちの少なくとも1つを含む、第1の数のガスノズルと、
該反応チャンバの外部に位置するいくつかの加熱ユニットであって、該加熱ユニットは、それらが熱エネルギーを該サセプタの該背側に直接放射するように配設される、いくつかの加熱ユニットと
を備える、装置。 - 前記パージガスの流量は、前記反応ガスの流量の5%未満である、請求項1に記載の装置。
- 材料蒸着のためのシステムであって、
該システムに電力を提供するためのAC(交流電流)パネルと、
サセプタ搭載/非搭載ステーションと、
サセプタを搭載/非搭載するために該搭載/非搭載ステーションに連結される走行ビームと、
マルチチャンバモジュールであって、
ガスボックスと、
SCR(シリコン制御整流器)パネルと、
相互の隣に位置するいくつかの反応チャンバであって、該チャンバは、放射エネルギーを透過する材料を使用して形成され、少なくとも1つの反応チャンバは、
該反応チャンバの内部に位置する一対のサセプタであって、各サセプタは、前側と、背側とを有し、該前側は、いくつかの基材を載置し、該サセプタは、該サセプタの該前側が相互に対面するように垂直に位置付けられ、該サセプタの垂直縁部は、相互と接触しており、それによって、異なるサセプタ上に載置された該基材間に、実質的に囲まれた狭いチャネルを形成する、一対のサセプタと、
第1の数のガスノズルであって、該第1の数のガスノズルのうちの少なくとも1つは、反応ガスを該狭いチャネルに注入するためのガス吸入口と、排気を排出するためのガス排出口とを含み、該ガス吸入口および該ガス排出口は、異なるガス管に連結され、該ガス吸入口および該ガス排出口は、該狭いチャネルの内部の反応ガス流方向を交互にすることができるように制御され、それによって、均一な材料蒸着を促進し、該ガス吸入口は、材料蒸着中、該ガス吸入口が反応ガスを該狭いチャネルに注入していない時に、所定の少量のパージガスを注入するように構成され、それによって、該ガス吸入口の周囲への材料蒸着を防止し、該パージガスは、HCl、SiCl4、およびH2のうちの少なくとも1つを含む、第1の数のガスノズルと
を備える、いくつかの反応チャンバと
を備える、マルチチャンバモジュールと、
各反応チャンバの外部に位置するいくつかの加熱ユニットであって、少なくとも1つの加熱ユニットは、2つの隣接する反応チャンバの側壁間に位置し、それによって、該少なくとも1つの加熱ユニットは、該2つの隣接する反応チャンバを同時に加熱することができ、該加熱ユニットは、それらが熱エネルギーを該サセプタの該背側に直接放射するように配設される、いくつかの加熱ユニットと
を備える、システム。 - 前記パージガスの流量は、前記反応ガスの流量の5%未満である、請求項3に記載のシステム。
- 材料蒸着のための方法であって、
一対のサセプタの前側上にいくつかの基材を定置するステップと、
該一対のサセプタを、放射エネルギーを透過する材料を使用して形成された反応チャンバの内部に垂直に定置するステップであって、該一対のサセプタの該前側は、相互に対面し、該サセプタの垂直縁部は、相互と接触しており、それによって、異なるサセプタ上に載置された該基材間に、実質的に囲まれた狭いチャネルを形成する、ステップと、
該反応チャンバの外部のいくつかの加熱ユニットを用いて、該サセプタを加熱するステップであって、該加熱ユニットは、それらが熱エネルギーを該サセプタの背側に直接放射するように配設される、ステップと、
反応ガスを第1の数のガスノズルから該チャネルに注入するステップであって、該第1の数のガスノズルのうちの少なくとも1つは、反応ガスを該狭いチャネルに注入するためのガス注入口と、排気を排出するためのガス排出口とを含み、該ガス注入口および該ガス排出口は、異なるガス管に連結され、該ガス注入口および該ガス排出口は、該狭いチャネルの内部の反応ガス流方向を交互にすることができるように制御され、それによって、均一な材料蒸着を促進し、該ガス注入口は、材料蒸着中、該ガス注入口が反応ガスを該狭いチャネルに注入していない時に、所定の少量のパージガスを注入するように構成され、それによって、該ガス注入口の周囲への材料蒸着を防止し、該パージガスは、HCl、SiCl4、およびH2のうちの少なくとも1つを含む、ステップと
を含む、方法。 - 前記パージガスの流量は、前記反応ガスの流量の5%未満である、請求項5に記載の方法。
- 材料蒸着のためのシステムであって、
請求項1または請求項2に記載の装置を備え、該装置は、いくつかの前記反応チャンバを相互の隣に定置させるように構成され、
前記加熱ユニットのうちの少なくとも1つの加熱ユニットは、2つの隣接する反応チャンバ間に定置され、それによって、該少なくとも1つの加熱ユニットが、熱エネルギーを該2つの隣接するチャンバの両方に同時に放射することを可能にする、システム。 - 加熱ユニットの数および電力を制御するための閉ループフィードバック制御をさらに備える、請求項7に記載のシステム。
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