JP5732466B2 - 複数のゾーンから成るガスクッション上に置かれている基板ホルダを備えるｃｖｄ反応炉 - Google Patents
複数のゾーンから成るガスクッション上に置かれている基板ホルダを備えるｃｖｄ反応炉 Download PDFInfo
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Description
本発明は、動的ガスクッション上で基板ホルダキャリアによって運ばれる少なくとも１つの基板ホルダを持つＣＶＤ反応炉に関する。その基板ホルダはヒーターによって裏面から加熱可能である。
また、本発明は、下から加熱され、動的なガスクッションで運ばれ、特に回転駆動される基板ホルダの表面温度の制御方法に関する。
特許文献１は、反応炉ハウジング、その反応炉ハウジングの中に配置されたプロセスチャンバー、およびそのプロセスチャンバーの底を形成する基板ホルダキャリアを持ったＣＶＤ反応炉を開示する。これは中心の周りにリング状に配置された多数の円形の支持ポケットを持ち、その中にガス供給ラインが開く。基板ホルダキャリアは支持ポケットの中に包み込まれ、各基板ホルダキャリアは基板を運ぶ。基板は、III-V属半導体層でコーティングされる。これのために必要とされる出発物質は、ガス状であり、例えば有機金属成分と水素化物から成る。出発物質は、ガス混合システムでキャリアガスと混合される。ガス混合物は別々のチャンネルを通ってガス注入エレメントに着き、それらのガスはプロセスチャンバーに導入される。プロセスチャンバーは下から加熱される。これはＲＦヒーターまたは抵抗ヒーターによって生じさせられる。グラファイトから成る基板ホルダキャリアを通ってプロセスチャンバーに面する基板ホルダの表面に熱伝導によって熱が伝わる。これのために基板に運ばれる熱は、動的ガスクッションによって形成されるギャップのバリアを越えなければならない。動的ガスクッションの上に基板ホルダが置かれ、動的ガスクッションによって基板ホルダは回転駆動される。プロセスチャンバーの中に導入されたガス、例えばＴＭＧａまたはＴＭＩｎまたはＴＭＡｌの他にＡＳＨ３、ＮＨ３またはＰＨ３もまた熱分解される。分解反応は、プロセスチャンバーの床の熱い表面および下から加熱される基板の表面で主として起こる。成長率および層の組成または結晶の質は、かなりの程度それぞれの局部的な表面温度によって決まる。最高の可能な横方向の温度の均一性を得るために、基板ホルダキャリアから基板ホルダへの熱の流れが局部的に異なるように、支持ポケットの底と基板ホルダの裏面との間のギャップの高さが変わるように構成することが特許文献１で提案される。ギャップの高さの半径方向の変化の適切な選択によって、凹状または凸状の温度プロファイルを達成することができ、または平らな温度プロファイルさえ達成することができる。
特許文献２は同様に基板ホルダキャリアを持ったＣＶＤ反応炉に関する。プロセスチャンバーに面する基板ホルダキャリアの表面に多数の基板ホルダが配置されており、各基板ホルダは動的回転ベアリングの上に置かれている。ここで、各動的回転ベアリングは個別のガス供給に接続されており、それでガスの質は個別に変えられることができる。
特許文献３は、ＣＶＤ反応炉の中の基板の表面温度の制御方法に関する。平均温度は、異なるポイントで測定された表面温度から定められる。基板温度はガスクッションの高さによって調節されることができる。また、これは各基板ホルダに対して個別であることができる。
特許文献４から知られる基板処理装置では、基板は基板ホルダの表面に置かれる。基板ホルダの支持面は、お互いに関して同心円状に位置する複数の浅い溝を与える。それらの溝の中にガス供給ラインが開き、それらの溝からガス排出ラインが出る。それらの溝は圧力可変の冷却ガスによって作用される。
特許文献５から知られるＣＶＤ反応炉では、基板ホルダキャリアが３つの支持ピンを運び、ディスク状の基板ホルダが各支持ピンの周りに回転可能に取り付けられ、ガスクッションの上に回転可能に置かれる。
特許文献６は、ガスを排出することができる多数の開口を持つワークピースキャリアを開示する。そのガスはキャリアとワークピースの間で熱の移動を達成する動的ガス層を形成する。
特許文献７は、基板をガスクッションの上で支持することができるベアリングシェルを持つ基板ホルダを備えたＣＶＤ反応炉を開示する。多数のガス供給ラインが支持ポケットの底に開く。
特許文献８は、お互いから離れた２つのガス供給ラインと、支持ポケットの底に配置されており、それらのガス供給ラインを通って供給されるガスチャンネルとを備えた加熱可能な基板ホルダを開示する。
特許文献９は、基板がガスクッションの上に置かれることができる基板ホルダを備えたＣＶＤ反応炉を開示する。
本発明は、１インチ以上の直径を持つ基板のための基板ホルダの場合には、表面に直角の温度勾配のために基板にゆがみが生じるという問題に取り組む。基板が基板ホルダの上で中心領域にのみまたは半径方向に外側の領域にのみ置かれるので、この基板のへこみまたは湾曲は横方向の温度勾配に導く。
この結果として、基板ホルダから基板への熱の輸送が一様ではなくなる。熱の輸送におけるこの不均等性を相殺するために、対応する凹状または凸状の温度プロファイルを基板ホルダの表面に生じさせる。
凸状または凹状の温度プロファイルを基板ホルダの表面に生じさせることができる手段を提供することが本発明の目的である。
この目的は、請求項に記載された本発明によって達成される。
請求項１は、基板ホルダの裏面との間のガスクッションが個別のガス供給ラインによって供給されることができる複数のゾーンを持つことを最初に提案する。それらのゾーンは望ましくは基板ホルダの回転軸の周りに同心円状に置かれる。最も単純なケースでは、ガスクッションは２つのゾーン、中心ゾーンと外側のゾーンから成る。けれどもまた、複数のゾーンが中心のゾーンを囲むことができる。隣接したゾーンとの間のガスの交換が削減されるように、個々のゾーンはお互いから分離される。これのために適切な手段がゾーンの間に与えられる。望ましくは、個々のゾーンは拡散障壁によってお互いから分離される。ゾーンの同心の配置では、拡散障壁は、リング状であり、ゾーンに供給されるガスのかなりの量が隣接するゾーンに入るのを防ぐ。拡散障壁は、削減された高さの中間のゾーン、ラビリンスシールまたはパージされた中間のゾーンであることができる。
重要なことは、拡散障壁によってお互いに隣接する２つのゾーンの間のガスの交換が最小になることである。この種のガス交換の原因は実質的に拡散であり、それは例えば拡散障壁の半径方向の長さとその横断面によって決まる。従って、拡散障壁の横断面が最小化され、拡散障壁の長さ、特に拡散障壁の半径方向の長さが最大化されることが有利である。お互いに隣接する２つのゾーンの間におけるさらなるガスの移動のメカニズムは、２つのゾーンの間の圧力差に帰せられる対流または流れである。この種の流れを避けるために、同じガス圧力がお互いに隣接するゾーンに広がることが有利である。個々のゾーンに導入されるガスは、ガス混合システムで準備される。これらのガスは、お互いに非常に異なる熱伝導特性を持つ。特に一方で窒素および他方で水素が使われ、または一方でアルゴンおよび他方で水素が使われ、または一方で窒素および他方でヘリウムが使われ、同様に一方でアルゴンおよび他方でヘリウムが使われる。最も単純なケースでは、いずれの場合にもガスがゾーンの一つに導入され、最初のガスと非常に異なる熱伝導特性を持つ他のガスが他のゾーンに導入される。そのとき、２つのガスギャップは異なる熱輸送特性を持つ。このように、熱の輸送はガスギャップによって局部的に影響を及ぼされることができる。けれども望ましくは、異なる熱伝導度を持つ少なくとも２つのガスの混合物が個々のゾーンに導入される。ガスキャップを通る熱の輸送は、２つのガスの混合比によって調節されることができる。例えば、中心のゾーンに導入されるガス混合物が外側のゾーンに導入されるガス混合物よりも大きな熱伝導度を持つならば、基板ホルダの表面の中心は周辺よりももっと強く加熱され、それで周辺は中心よりも低い温度を持つ。他方、外側のゾーンに導入されるガス混合物よりも小さな熱伝導度を持つガス混合物が中心に導入されるとき、周辺は中心よりももっと強く加熱される。そのとき、中心の表面は外側の領域よりも冷たい。
熱は基板ホルダキャリアの下にあるヒーターによって生成され、基板ホルダキャリアを加熱する。基板ホルダキャリアまたは基板ホルダの上面の上に、縦方向にプロセスガスが流れるプロセスチャンバーがある。先行技術において原理上は知られているように、プロセスガスは望ましくはプロセスチャンバーの中心に位置するガス注入エレメントを通ってプロセスチャンバーに導入される。プロセスガスは初めに示された有機金属成分と初めに示された水素化物を持つことができる。プロセスチャンバーはガス排出エレメントによって囲まれ、ガス排出エレメントによって分解生成物とキャリアガスが排出される。数ミリバールと大気圧の間の範囲にプロセスチャンバーの中の全圧を設定することができるように、ガス排出エレメントは通常真空ポンプに接続される。
望ましくは、上述した拡散障壁は基板ホルダキャリアの支持面の環状突起によって形成される。このように、横断面は縮小され、そこを通ってガスの交換が２つのゾーンの間で起こることができる。基板ホルダが包み込まれるポケットの底によって支持面が形成されることができる。けれどもまた、溝に挿入されるグラファイトまたは金属のボディによってリングが形成されることができる。基板ホルダの裏面は環状の溝を持ち、溝の中に環状の隆起、必要に応じて挿入リングが係合することができる。この溝はリングの幅よりも大きな壁の間隔を持ち、それでラビリンスシールのように何度も方向を変える密封ギャップが形成される。けれどもその一方で基板ホルダの裏面およびポケットの底と関連付けられる溝にリングを固定して接続することが可能である。
ガス排出ラインが内側に位置するゾーンと関連付けられており、そのラインを通って内側のゾーンに導入されたキャリアガスが排出されることができ、そのガスは上述したガスの混合物であってもよい。ガス排出ラインは、基板ホルダキャリアの裏面に開いている穴であることができる。また、半径方向に外側のゾーンもいずれの場合にもガス排出ラインを備え付けられることができる。本発明の好ましい構成において、各ゾーン、および特に内側のゾーンは、外側のゾーンの端に沿って位置しており、ガス排出穴と通じているガス収集チャンネルを備えている。更に、供給チャンネルがあり、その中にガス供給ラインが半径方法に内側に、またはゾーンの中心に開く。供給チャンネルは、特にらせん状である多数のガス分配チャンネルを供給することができる。ガスは、円周に向く流れの方向でこれらのガス分配チャンネルを通って流れ、基板ホルダを支持面から上昇させるのみならず、また基板ホルダに回転の運動量を与える。それで、基板ホルダは回転駆動される。これらのらせん状のガス分配チャンネルは各ゾーンに与えられることができる。ゾーンの１つのみがこれらのガス分配チャンネルを持てば足りる。従って、半径方向に外側に置かれているゾーンのみ、または半径方向に内側に位置している中心のゾーンのみが基板ホルダの回転駆動のために必要なガス分配チャンネルを持つことが特に与えられる。ガス分配チャンネル自体は異なる構成を持つことができる。
本発明に係るＣＶＤ反応炉は、基板ホルダキャリアの中心の周りに配置された多数の支持ポケットを持ち、いずれの場合にも支持ポケットの中に基板を有する基板ホルダが包み込まれる。各支持ポケットは、そのゾーンの各々に対して個別にガス供給ラインを持つ。これらの個々のガス供給ラインの各々は、ガス混合システムの個別の混合要素に接続されることができ、それで各基板ホルダの各ゾーンは個別のガス混合システムによって作用されることができる。けれどもまた、これに対する代替案として、それぞれの中心のゾーンおよびそれぞれの半径方向に外側のゾーンはガス混合物を共通に供給されることができる。この変形例では、全ての中心のゾーンは第１のガス混合物を一緒に受け取り、全ての半径方向に外側に位置するゾーンは第２のガス混合物を一緒に受け取る。ガス混合物を準備するために、多数のガス供給源を持つガス混合システムが提供される。それらのガス供給源はバルブによって個々のガス供給ラインに切替可能であり、マスフローコントローラを通って調節されることができる。
従って、温度制御の一般的方法が複数のゾーンを持つガスクッションによって改善され、それらの複数のゾーンの中にはお互いに異なる熱伝導特性を持ち、特にガス混合物を変えることによって調節されることができるガスまたはガス混合物が供給されることができる。
望ましくは、ＣＶＤ反応炉はガス混合システムによって供給される。そのガス混合システムはガス流制御エレメントを備え、それらのガス流制御エレメントによってお互いに異なるガスまたはガス混合物が個々のガス供給ラインに対して供給されることができる。
添付図面を参照して本発明の実施形態を以下に説明する。：
ＣＶＤ反応炉の概略が図７に示される。そのＣＶＤ反応炉は、特にステンレス鋼から成る機密構造の反応炉ハウジング３１で構成される。反応炉ハウジング３１は、図７に従うガス混合システムおよび図示されない真空ポンプに接続される。反応炉ハウジングの中にプロセスチャンバー２３があり、それはカバー２２によって上方に区切られる。カバー２２はクオーツまたはグラファイトで構成されることができる。プロセスチャンバー２３は、半径方向に対象な構造を持ち、その中央にガス注入口２１を有する。ガス注入口２１を通ってプロセスガスがプロセスチャンバー２３に導入されることができる。ガス注入口２１はガス混合システムのプロセスガスを供給される。プロセスガスはＴＭＧａ、ＴＭＩｎ、ＴＭＡｌ、ヒ化水素、ホスフィンまたはメタンであることができる。更に、キャリアガス、例えば水素、窒素または希ガスがガス注入口２１を通って導入される。図示されない真空デバイスによって、プロセスチャンバー２３の中の全圧は１ミリバールと大気圧の間の値に保たれる。プロセスチャンバー２３は、半径方向に外側にガス排出口２４によって囲まれる。ガス排出口２４を通ってキャリアガスと分解生成物が吸い出される。
プロセスチャンバー２３の底は、基板ホルダキャリア１の上方に向いた面と基板ホルダ２の上方に向いた面とによって形成される。コーティングされる基板３は基板ホルダ２の上に置かれる。プロセスチャンバー２３の底の中央は中央プレート２５によって形成される。図２に示される実施形態では、中央プレート２５の下にガス分配チャンバー２７がある。基板ホルダキャリア１は中央キャリア２６によって運ばれる。また、中央キャリア２６を通って供給ライン２８と２９が延びる。
基板ホルダキャリア１の底面はヒーター３０によって加熱される。本実施形態では、これはＲＦヒーターであり、グラファイトから成る基板ホルダキャリア１におけるうず電流の生成によって熱を生じる。
上述した供給ライン２８、２９は、入口５、６によって基板ホルダキャリア１の支持ポケット４の底面４’に開く供給ライン７、８に続く。供給ライン２８、２９は、外側のライン３８を通ってガス混合システムに接続される。個々のガス混合物はこれらのラインを通って支持ポケット４の中に流れる。本実施形態において、ガス混合システムは窒素の供給源３５、水素の供給源３６およびヘリウムの供給源３７を持つ。切替バルブ３４によってこれらのガスはそれぞれマスフローコントローラ３２、３３で交換されることができ、マスフローコントローラ３２、３３によって入口５、６を通って異なる点で支持ポケット４の中に流れるガスの組成を個々に調整することができる。マスフローコントローラ３２、３３によってまとまって混合されるガスは、非常に異なる熱伝導度特性を持つ２つのガス、例えば、ガスのペアＮ２−Ｈ２、Ａｒ−Ｈ２、Ｎ２−Ｈｅ、Ａｒ−Ｈｅから成る。ガスの組成の調節によって、ガスの組成の熱伝導度特性を調整することができる。
支持ポケット４の底面４’は異なる方法で構成されることができる。図５および図８から図１３はこの例を示す。
全ての実施形態のために、支持ポケット４の底面４’は２つの同心のゾーンに分けられる。内側の同心のゾーンＣが中心の周りに広がり、その中に基板ホルダ２の中心開口に係合する付加的な中心ピン２０がある。中心４１の周りに、最初の供給チャンネル４０が配置され、その中に供給ライン７の入口５が開く。供給チャンネル４０は、らせん状の曲線であるガス分配チャンネル９に狭い接続チャンネル４２によって接続される。ガス分配チャンネル９を通って流れるガスは、基板ホルダ２をギャップ位置に持ち上げるのみならず、また基板ホルダ２を中心４１の周りの回転運動に至らせる。
ゾーンＣの半径方向に外側の領域に、円形のラインであるガス収集チャンネル１１がある。ガス収集チャンネル１１は排出ライン１３に接続される。排出ライン１３は基板ホルダキャリア１を通る大きな直径の垂直の穴であり、入口５を通って供給されたガスが排出ライン１３を通って再び排出される。
中央のゾーンＣと外側の環状のゾーンＡの間の境界は拡散障壁によって形成され、その構造は図６から知られる。支持ポケット４の底面４’の底環状溝１６の中に密封リング１５が挿入される。それは、底面４’から外に、基板ホルダの裏面の中の環状溝１７の中に突き出す。環状溝１７の幅は密封リング１５の幅よりも大きい。それで、比較的小さい密封ギャップ１８が生じる。それは、ゾーンＡとゾーンＣの間に一種のラビリンスシールを形成する。
ゾーンＡの半径方向に内側の領域では、供給チャンネル３９を形成し、入り口６に接続される最初の同心のリングが支持ポケット４の底面４’の上に延びる。供給チャンネル３９は、同様にらせん状の曲線であるガス分配チャンネル１０に接続チャンネル４３によって接続される。ゾーンＡの半径方向に外側の領域にガス収集チャンネル１２がある。ガス収集チャンネル１２は大きな直径の排出ライン１４に接続され、排出ライン１４は同様に大きな直径の垂直の穴である。入口６を通って導入されたガスは排出ライン１４を通って排出されることができる。
基板ホルダ２の高さは実質的に支持ポケット４の深さに対応する。そして基板ホルダ２はプロセスチャンバー２３に面するその表面に凹部を持ち、その凹部の中に基板３が配置される。
図２に示される本実施形態では、供給ライン２９がガス分配チャンバー２７の中に開き、ガス分配チャンバー２７によって半径方向に外側のゾーンに開くすべての供給ライン８が供給される。中央のゾーンＣのための供給ライン２８は、また共通にガス混合物を供給されることができる。
図８に示される実施形態では、半径方向に外側のゾーンＡの中にのみらせん状のガス分配チャンネル１０がある。図９に示される実施形態では、内側のゾーンＣと外側のゾーンＡの両方の中にらせん状のガス分配チャンネル９、１０がある。
図１０に示される実施形態では、半径方向に外側のゾーンＡの中に広いらせん状のガス分配チャンネル１０がある。
図１１に示される実施形態では、半径方向に外側のゾーンＡはらせんの形状である唯一のガス分配チャンネル１０を持つ。図１２は、図８と同様に、外側のゾーンＡの中にのみ配置されたガス分配チャンネルを示す。図１３は、中央のゾーンＣの中にのみ複数のガス分配チャンネル９が存在する実施形態を示す。
上述されたデバイスは以下のように機能する。：
コーティングプロセスの間、基板３の端は上または下に曲がる。それで、基板３の中心のみまたは基板３の端のみが基板ホルダ２の表面に平らに置かれる。それどころか、場合によっては局部的に異なるギャップの高さを持って基板３と基板ホルダ２との間にギャップが存在する。
基板３上に堆積される層の質と厚さは基板３の表面温度に非常に依存する。この後者は、局部的な熱の流入に依存している。局部的な熱の流入は、本発明に従って、支持ポケット４の底面４’と基板ホルダ２の裏面との間のガスギャップの熱伝導度特性を制御することによって調節される。支持ポケット４の中へ入口５、６を通って入るガスは、基板ホルダ２を間隔の空いたガスポジションに持ち上げる。それで、ガスクッション１９が形成される。拡散障壁（密封リング１５）のために、２つの分離されたガスクッション１９があり、それらは入口５、６を通ってガス中間空間に入るガスによって個々に造られる。個々のゾーンＡ、Ｃに導入されたガス混合物は異なる熱伝導度を持つ。例えば、高い熱伝導度を持ったガス混合物が中心のゾーンＣに導入され、低い熱伝導度を持ったガス混合物が外側のゾーンＡに導入されたならば、基板ホルダ２の表面は図１４中にａによって概略的に示されるような温度プロファイルに帰着する。中心のゾーンＣに導入されたガスが、外側のゾーンＡに導入されたガスよりもわずかに高い熱伝導度のみを持つならば、そのとき図１４中にｂによって示される温度プロファイルが生じる。
外側のゾーンＡに導入されたガス混合物が、中心のゾーンＣに導入されたガス混合物よりも高い熱伝導度を持つならば、図１４中にｃによって示される温度プロファイルが生じる。例ａおよびｂと異なり、中心の領域は今周辺の領域より熱くはなくて、外側の領域が中心の領域より高い表面温度を持つ。導入されるガス混合物の熱伝導度の差を増やすことによって、中心の領域と外側の領域との間の温度差を更に増やすことができる。ガスの他の混合物を使うことによって、温度プロファイル曲線を定量的に制御するのみならず、定性的に制御することができ、これは例えばｄによって示される温度プロファイルによって示される。
図１５に示されるガス混合システムでは、２つのガス３５、３６、すなわち、窒素と水素が供給される。個々のガスは、供給ラインと切替バルブ３４を経由してマスフローコントローラ３２、３３に供給される。本実施形態では、３つの基板ホルダが与えられ、それらはいずれも中央のゾーンCに別々にガス３５、３６の混合物を供給される。ガスの流れはマスフローコントローラ３２、３３によって、適切に調節される。
外側の環状のゾーンは、同様な方法で切替バルブ３４’とマスフローコントローラ３２’、３３’を経由してガス混合物を供給される。本実施形態では、圧力調整器４４が内側のゾーンCと外側のゾーンAへの供給ラインの間に与えられる。この圧力調整器は差分圧力センサである。それで、２つのゾーンAとCの圧力差が設定されることができる。ゾーンAへの供給ラインの圧力は、さらにスルーフロー圧力調節器４５によって設定される。スルーフロー圧力調節器４５は排出ラインに接続される。
全ての開示された特徴は、（それ自体で）本発明に関連する。関係する／添付の優先権書類（先の出願のコピー）の開示内容もまた、本願の特許請求の範囲にこれらの書類の特徴を包含させる目的も含め、その出願の開示全体をここに含める。従属する請求項は、それらの選択的に従属する構成において、特にこれらの請求項に基づいて部分的に応用する目的のために先行技術の独立した発明の発展を特徴づける。
１ 基板ホルダキャリア
２ 基板ホルダ
３ 基板
４ 支持ポケット
４‘ 支持ポケットの底面
５ 入口
６ 入口
７ 供給ライン
８ 供給ライン
９ ガス分配チャンネル
１０ ガス分配チャンネル
１１ ガス収集チャンネル
１２ ガス収集チャンネル
１３ 排出ライン
１４ 排出ライン
１５ 拡散障壁（密封リング）
１６ 底環状溝
１７ 環状溝
１８ 密封ギャップ
１９ ガスクッション
２０ 中心ピン
２１ ガス注入口
２２ カバー
２３ プロセスチャンバー
２４ ガス排出口
２５ 中央プレート
２６ 中央キャリア
２７ ガス分配チャンバー
２８ 供給ライン
２９ 供給ライン
３０ ヒーター
３１ 反応炉ハウジング
３２ マスフローコントローラ
３２‘ マスフローコントローラ
３３ マスフローコントローラ
３３‘ マスフローコントローラ
３４ 切替バルブ
３４‘ 切替バルブ
３５ ガス供給源
３６ ガス供給源
３７ ガス供給源
３８ 外側のライン
３９ 供給チャンネル
４０ 供給チャンネル
４１ 中心
４２ 接続チャンネル
４３ 接続チャンネル
４４ 圧力調整器
４５ スルーフロー圧力調節器
Ａ 外側の環状のゾーン
Ｃ 内側の同心のゾーン
ａ 温度プロファイル
ｂ 温度プロファイル
ｃ 温度プロファイル
ｄ 温度プロファイル
２ 基板ホルダ
３ 基板
４ 支持ポケット
４‘ 支持ポケットの底面
５ 入口
６ 入口
７ 供給ライン
８ 供給ライン
９ ガス分配チャンネル
１０ ガス分配チャンネル
１１ ガス収集チャンネル
１２ ガス収集チャンネル
１３ 排出ライン
１４ 排出ライン
１５ 拡散障壁（密封リング）
１６ 底環状溝
１７ 環状溝
１８ 密封ギャップ
１９ ガスクッション
２０ 中心ピン
２１ ガス注入口
２２ カバー
２３ プロセスチャンバー
２４ ガス排出口
２５ 中央プレート
２６ 中央キャリア
２７ ガス分配チャンバー
２８ 供給ライン
２９ 供給ライン
３０ ヒーター
３１ 反応炉ハウジング
３２ マスフローコントローラ
３２‘ マスフローコントローラ
３３ マスフローコントローラ
３３‘ マスフローコントローラ
３４ 切替バルブ
３４‘ 切替バルブ
３５ ガス供給源
３６ ガス供給源
３７ ガス供給源
３８ 外側のライン
３９ 供給チャンネル
４０ 供給チャンネル
４１ 中心
４２ 接続チャンネル
４３ 接続チャンネル
４４ 圧力調整器
４５ スルーフロー圧力調節器
Ａ 外側の環状のゾーン
Ｃ 内側の同心のゾーン
ａ 温度プロファイル
ｂ 温度プロファイル
ｃ 温度プロファイル
ｄ 温度プロファイル
Claims (11)
- プロセスチャンバー（２３）と当該プロセスチャンバー（２３）の中に位置する基板ホルダキャリア（１）とを備えるＣＶＤ反応炉であって、
前記基板ホルダキャリア（１）が少なくとも１つの支持面（４‘）を備え、複数のガス供給ライン（７、８）が当該支持面（４‘）に開き、
前記基板ホルダキャリア（１）が基板ホルダ（２）を備え、当該基板ホルダ（２）の裏面が前記支持面（４‘）に面し、
前記支持面（４‘）と前記基板ホルダ（２）の裏面との間の空間に前記ガス供給ライン（７、８）を通って供給されるガスが、前記基板ホルダ（２）を運ぶガスクッション（１９）を形成し、
前記ガスクッション（１９）が、各々関連する前記ガス供給ライン（７、８）を通って個別に供給されることができる複数のゾーン（Ａ、Ｃ）を備え、
前記ゾーン（Ａ、Ｃ）が、当該ゾーン（Ａ、Ｃ）の間でガスの交換を抑制する手段によってお互いから分離されており、
ガス排出ライン（１３）が少なくとも内側のゾーン（Ｃ）と関連し、当該ガス排出ライン（１３）を通って、前記内側のゾーン（Ｃ）に前記ガス供給ライン（７）を通って供給されるガスを排出することができる、
ことを特徴とするＣＶＤ反応炉。 - 前記ゾーン（Ａ、Ｃ）の間でガスの交換を抑制する手段が、前記基板ホルダ（２）の回転の中心を環状に囲む拡散障壁を形成することを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ反応炉。
- 前記拡散障壁が、前記基板ホルダキャリア（１）の表面、特に前記支持面（４‘）の上に突き出ており、特に底環状溝（１６）に挿入される密封リング（１５）であり、
前記密封リング（１５）が、前記２つのゾーン（Ａ、Ｃ）のガスクッションの間に何回も方向を変えるギャップのみが残るように、対向する面、特に前記基板ホルダ（２）の裏面に位置する環状溝（１７）に係合する、
ことを特徴とする請求項２に記載のＣＶＤ反応炉。 - いずれの場合にも前記ガス排出ライン（１３）が複数の前記内側のゾーン（Ｃ）と関連することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＣＶＤ反応炉。
- 前記ガス排出ライン（１３）が特に半径方向に外側に配置されたガス収集チャンネル（１１）とつながっており、当該ガス収集チャンネル（１１）が前記ゾーン（Ｃ）の端に沿って円周方向に延びることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＣＶＤ反応炉。
- 前記ガス供給ライン（７）が供給チャンネル（４０）とつながっており、当該供給チャンネル（４０）が特に半径方向に内側に位置するように前記ゾーン（Ｃ）の中心の周りに延びることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のＣＶＤ反応炉。
- 前記基板ホルダ（２）が、前記基板ホルダキャリア（１）の支持ポケット（４）に包み込まれ、
前記支持ポケット（４）の底面（４‘）が、前記支持面を形成し、
前記基板ホルダ（２）の裏面が、前記支持ポケット（４）の底面（４‘）と並行であり、
基板（３）が、前記基板ホルダ（２）上で前記プロセスチャンバー（２３）のカバー（２２）の方向に上方に面する前記基板ホルダ（２）の表面に配置されることができ、
前記支持ポケット（４）の底面（４‘）が、供給チャンネル（３９、４０）と、当該供給チャンネル（３９、４０）とつながっており、特にらせん状であるガス分配チャンネル（９、１０）とを備え、
ガス排出ライン（１４）が外側のゾーン（Ａ）と関連し、当該ガス排出ライン（１４）を通って、前記外側のゾーン（Ａ）に前記ガス供給ライン（８）を通って供給されるガスを排出することができ、
前記ガス分配チャンネル（９、１０）が、前記ガス排出ライン（１３、１４）とつながるガス収集チャンネル（１１、１２）によって囲まれる、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のＣＶＤ反応炉。 - 多数の支持ポケット（４）が前記基板ホルダキャリア（１）の中心の周りに円形に配置され、当該各支持ポケット（４）は前記基板ホルダ（２）を収容することができ、
前記各基板ホルダ（２）は前記複数のゾーン（Ａ、Ｃ）を持つ前記ガスクッション（１９）によって運ばれ、
ガス排出ライン（１４）が外側のゾーン（Ａ）と関連し、当該ガス排出ライン（１４）を通って、前記外側のゾーン（Ａ）に前記ガス供給ライン（８）を通って供給されるガスを排出することができ、
前記ガス供給ライン（７、８）が個々の前記ゾーン（Ａ、Ｃ）のために与えられ、前記ガス供給ライン（７、８）はガス供給デバイスに個別に接続されるか、または共通のガス供給デバイスに接続される、
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載のＣＶＤ反応炉。 - 下から加熱され、動的なガスクッション（１９）で運ばれ、特に回転駆動される基板ホルダ（２）の表面温度の制御方法であって、
前記ガスクッション（１９）が、特にお互いに関して同軸上に配置された複数のゾーン（Ａ、Ｃ）を持ち、
前記複数のゾーン（Ａ、Ｃ）の中にお互いに異なる熱伝導特性を持つガス（３５、３６、３７）またはガス混合物が供給され、当該熱伝導特性は特に前記ガス混合物を変えることによって調節することができる、
ことを特徴とする基板ホルダの表面温度の制御方法。 - プロセスチャンバー（２３）と当該プロセスチャンバー（２３）の中に配置された基板ホルダキャリア（１）とを持つＣＶＤ反応炉を備える基板処理装置であって、
前記基板ホルダキャリア（１）が、前記プロセスチャンバー（２３）に面する表面上の支持面（４‘）で基板ホルダ（２）を運び、ヒーター（３０）によって裏面から加熱されることができ、
ガス供給ライン（７、８）が、前記支持面（４‘）に開き、
前記ガス供給ライン（７、８）が、ガス混合システムによって前記基板ホルダ（２）を運ぶ動的なガスクッション（１９）を形成するガスを供給され、
前記ガスクッション（１９）がお互いに隣接する複数のゾーン（Ａ、Ｃ）を備え、当該複数のゾーン（Ａ、Ｃ）が個々の前記ガス供給ライン（７、８）を通って前記ガス混合システムから供給され、
前記ガス混合システムが、お互いに異なるガス、またはガス混合物を前記個々のガス供給ライン（７、８）に対して供給することができるガス流制御エレメント（３２、３３、３４）を備える、
ことを特徴とする基板処理装置。 - 前記ガス混合システムが、第１のガスのための第１のガス供給源（３５）と第２のガスのための第２のガス供給源（３６）とを備え、
前記ガスの組成の調節によって各前記ゾーン（Ａ、Ｃ）における前記ガスクッション（１９）の熱伝導特性を個別に調節するために、お互いに異なる熱伝導特性を持つ２つのガスが前記ガス流制御エレメント（３２、３３、３４）によって個別に混合されることができる、
ことを特徴とする請求項１０に記載の基板処理装置。
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