JP7460621B2 - Ｃｖｄリアクタの構成要素の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、石英からなりかつ少なくとも１つのキャビティを有する、ＣＶＤリアクタの構成要素の製造方法に関する。
本発明は、石英ブランクから製造された構成要素の使用に関する。
石英製のガス入口ユニットは、特許文献１に記載されている。そこに記載されているガス入口ユニットは、ガス入口ユニットの幾何学的軸の周りに配置された中央本体を有する。ガス入口ユニットの中央領域には、互いに同心円状に配置された複数のガス入口ダクトが延びており、これらは、全周長に亘って延びる出口に開口している。ガス入口ダクトの出口は、中央部を環状に取り囲むガス分配室に隣接しており、それは、分離床によって、上下に配置された複数のガス分配レベルに分離されている。各ガス分配室の半径方向の外縁は、ガス出口開口に通じる多数のガス通路孔を有するガス分配壁によって囲まれ、それを通してプロセスガスをＣＶＤリアクタのプロセスチャンバーに供給することができる。複数のガス分配室の各々に、プロセスガスの個々のガス混合物を供給することができるので、プロセスガスは、ガス入口ユニットに隣接するプロセスチャンバー内に互いに異なるレベルで流れることができる。プロセスチャンバーでは、基板は、下方から加熱されるサセプタ上に載置され、III－Ｖ層、IV層、又はII－VI層でコーティングできる。
石英本体の構造化方法は、特許文献１～５から公知である。表面が研磨された石英ブランクは、最初にレーザービームで処理される。ここで、レーザービームは超短パルスを生成し、集束される。焦点は、石英ブランクの塊を通って、例えば一ライン毎に書き込み動作で移動する。レーザービームは、焦点において石英材料で材料変性が行われるしきい値強度を超える強度に到達する。次に、変性された材料は、流体エッチャント、例えば水酸化カリウム溶液で除去することができる。この方法を用いて、スプレーヘッド又はスプレー缶のノズル本体用の液体チャネルを作製することが、従来技術から知られている。投影照明システムの構成要素に、キャビティ構造を作製することも既知の技術である。ＳＬＥ（選択的レーザー誘起エッチング）として知られるこの方法を使用して、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、サファイア、及びルビーで作製された透明な部品にマイクロチャネル、成形された孔、及び輪郭のある切欠きを生成することも既知の技術である。
従来技術は、特許文献６～１０及び非特許文献１、２も含む。
"Selective, Laser-Induced Etching of Fused Silica at High Scan-Speeds Using KOH", JLMN Journal of Laser Micro/Nanoengineering, Vol. 9, No. 2, 2014, pp. 126-131
"Selective Laser-Induced Etching of 3D Precision Quartz Glass Components for Microfluidic Applications - Up-Scaling of Complexity and Speed", Micromachines, Vol. 8(4), 2017, No. 110, pp. 1-10
本発明の根本的な目的は、特に、複雑な設計のＣＶＤリアクタの構成要素を石英から製造することができる方法の仕様、及びそのような石英構成要素の仕様である。
その目的は、請求項で特定される本発明により達成され、従属項は独立項に記載された主題の有利な発展を表すのみでなく、目的の独立した解決手段でもある。
本発明によるＣＶＤリアクタの石英構成要素は、選択的レーザー誘起エッチング（ＳＬＥ）によって作製されるキャビティを有する。この方法では、当初の均質な石英本体の局所的な材料変性が、最初のプロセスステップで実行される。この目的のために、超短パルスレーザービームが、マイクロメートル範囲の焦点に集束され、その焦点は、石英ワークピースに対するレーザービームの三次元運動によって、石英本体の塊を通って動かされる。最初に、研磨された表面を有することができる固体石英本体が作製される。集束レーザービームは、表面から離れた塊領域を露光するために使用される。石英材料の材料変性は、マルチフォトンプロセスによってレーザービームの焦点で行われる。
このように変性された材料は、エッチング液を使用して第２のプロセスステップで除去することができる。エッチング流体は、好ましくは、液体、例えばＫＯＨの形態をとる。ＣＶＤリアクタにおける本発明の構成要素は、それ自体は既知の技術であるこの方法を使用して製造されることとなる。例えば、ガス分配壁、そのガス通路孔、中央台座、そのガス供給ライン、及び、その通路孔を具備し中央部とガス分配壁との間に延びるフローバリアを、この方法により円盤状の石英ベース本体に作製することができる。このように材料的に一体的に作製された円盤状のガス分配体／セクションは、その後、１つずつ互いに積み重ねることができ、特に、材料結合によって互いに結合することができる。
本発明の特に好適な変形形態では、ガス分配体が、互いに材料的に一体的な態様で結合されている。上述したＳＬＥ法はまた、均一な石英ブランクから作製されるこのような一体的なガス入口ユニットの製造のために用いられる。本発明による方法は、例えば鋳造、ブロー成形、又は機械加工などの他の成形プロセスにより作製できない、特にＣＶＤリアクタのそれらの構成要素を作製するために用いることができる。本発明に従って製造された構成要素は、複雑な空洞形状を有することができ、ＣＶＤリアクタで５００℃以上の温度で使用することができる。その場合IV－、Ｖ－、VI－主族の水素化物と、又は、II－、III－、Ｖ－主族の元素の有機金属化合物若しくはハロゲンと接触することができる。
本発明の石英構成要素は、特に、基板キャリア、ガス出口ユニット、ガス入口ユニット、シールドプレート、サセプタ、光通路プレート、シース、又はカバープレートである。その場合、特に、これらの構成要素が、構成要素の２つの表面の間に延在しかつガス出口面上に基本的に均一な態様で配置されている多数のガス通路孔を有するキャビティ配置を備えていることが提供される。このような構成要素は、特にＣＶＤリアクタのプロセスチャンバ内に均一なガスの流れを発生させることを目的としており、この目的のために、ガス出口面のガス出口開口、すなわちガス通路孔の自由端は、表面上に均一に分布されている。ガス通路孔は、０．１ｍｍよりも小さい直径を有することができる。ただし、ガス通路孔の直径が３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、又は０．２ｍｍよりも小さいものも提供される。
さらに、好ましくは、構成要素が、ガス分配室を形成する少なくとも１つの大きなチャンバによって形成されるキャビティを有することが提供される。ガス分配室は、多数のガス通路孔に分岐し、それによってガス出口開口は、１つの共通のガス分配室、又は複数のガス分配室と連通することができる。少なくとも１つのガス供給ラインがガス分配室に開口している。特に、ガス分配室の内面は、材料的に一体的な態様で設計され、少なくとも１つのガス供給ラインの出口及びガス通路孔の開口によってのみ遮断されることが提供される。
したがって、小さい自由断面積をもつガス供給ラインが、自由断面積が流れの方向に対して直角に延在する大きい自由断面積をもつガス分配室に開口することが提供される。ガス分配室の自由断面積は、少なくとも１つのガス供給ラインの自由断面積、又は複数のガス供給ラインの自由断面積の合計よりも少なくとも１０倍、好ましくは２０倍大きくすることができる。さらに、構成要素を通る流れに対して横方向に延在するガス分配室の自由断面積が、ガス分配室から出ているガス通路孔の自由断面積の合計の少なくとも２倍、５倍、１０倍、好ましくは少なくとも２０倍、少なくとも５０倍、又は少なくとも１００倍であることが提供される。
さらに、特に、ガス出口開口に開口するガス通路孔が互いに実質的に平行に延在するように設けることができる。ガス出口開口が平面内にある場合、ガス通路孔は、数学的に平行に延びることが好ましい。ガス出口開口が円筒形の外周面上にある場合、ガス通路孔は、半径方向に延びることが好ましい。さらに、ガス出口孔が、１又は複数のガス供給ラインと整列しないように設けることができる。
さらに、石英構成要素のキャビティは、特にガス供給ラインが直線状に延在しないように、しかしながら複数の方向転換点を有するように設けることができる。ガス供給ラインは、キンク点の形態で互いに移行する複数の直線状に延びる部分を有することができる。しかしながら、ガス供給ラインはまた、石英構成要素を通って曲線状に延びることができ、特に、三次元的に曲がりくねった経路上に延びることができる。
特に、プロセスは、プロセス温度が６００、８００、１０００、又は１２００°Ｃを超えるＣＶＤリアクタで実行されるため、構成要素はこれらの温度まで加熱することができる。特に、石英構成要素は、石英構成要素の使用に許容される任意の温度に加熱することができる。
このように変性された材料は、エッチング液を使用して第２のプロセスステップで除去することができる。エッチング流体は、好ましくは、液体、例えばＫＯＨの形態をとる。ＣＶＤリアクタにおける本発明の構成要素は、それ自体は既知の技術であるこの方法を使用して製造されることとなる。例えば、ガス分配壁、そのガス通路孔、中央台座、そのガス供給ライン、及び、その通路孔を具備し中央部とガス分配壁との間に延びるフローバリアを、この方法により円盤状の石英ベース本体に作製することができる。このように材料的に一体的に作製された円盤状のガス分配体／セクションは、その後、１つずつ互いに積み重ねることができ、特に、材料結合によって互いに結合することができる。
本発明の特に好適な変形形態では、ガス分配体が、互いに材料的に一体的な態様で結合されている。上述したＳＬＥ法はまた、均一な石英ブランクから作製されるこのような一体的なガス入口ユニットの製造のために用いられる。本発明による方法は、例えば鋳造、ブロー成形、又は機械加工などの他の成形プロセスにより作製できない、特にＣＶＤリアクタのそれらの構成要素を作製するために用いることができる。本発明に従って製造された構成要素は、複雑な空洞形状を有することができ、ＣＶＤリアクタで５００℃以上の温度で使用することができる。その場合IV－、Ｖ－、VI－主族の水素化物と、又は、II－、III－、Ｖ－主族の元素の有機金属化合物若しくはハロゲンと接触することができる。
本発明の石英構成要素は、特に、基板キャリア、ガス出口ユニット、ガス入口ユニット、シールドプレート、サセプタ、光通路プレート、シース、又はカバープレートである。その場合、特に、これらの構成要素が、構成要素の２つの表面の間に延在しかつガス出口面上に基本的に均一な態様で配置されている多数のガス通路孔を有するキャビティ配置を備えていることが提供される。このような構成要素は、特にＣＶＤリアクタのプロセスチャンバ内に均一なガスの流れを発生させることを目的としており、この目的のために、ガス出口面のガス出口開口、すなわちガス通路孔の自由端は、表面上に均一に分布されている。ガス通路孔は、０．１ｍｍよりも小さい直径を有することができる。ただし、ガス通路孔の直径が３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、又は０．２ｍｍよりも小さいものも提供される。
さらに、好ましくは、構成要素が、ガス分配室を形成する少なくとも１つの大きなチャンバによって形成されるキャビティを有することが提供される。ガス分配室は、多数のガス通路孔に分岐し、それによってガス出口開口は、１つの共通のガス分配室、又は複数のガス分配室と連通することができる。少なくとも１つのガス供給ラインがガス分配室に開口している。特に、ガス分配室の内面は、材料的に一体的な態様で設計され、少なくとも１つのガス供給ラインの出口及びガス通路孔の開口によってのみ遮断されることが提供される。
したがって、小さい自由断面積をもつガス供給ラインが、自由断面積が流れの方向に対して直角に延在する大きい自由断面積をもつガス分配室に開口することが提供される。ガス分配室の自由断面積は、少なくとも１つのガス供給ラインの自由断面積、又は複数のガス供給ラインの自由断面積の合計よりも少なくとも１０倍、好ましくは２０倍大きくすることができる。さらに、構成要素を通る流れに対して横方向に延在するガス分配室の自由断面積が、ガス分配室から出ているガス通路孔の自由断面積の合計の少なくとも２倍、５倍、１０倍、好ましくは少なくとも２０倍、少なくとも５０倍、又は少なくとも１００倍であることが提供される。
さらに、特に、ガス出口開口に開口するガス通路孔が互いに実質的に平行に延在するように設けることができる。ガス出口開口が平面内にある場合、ガス通路孔は、数学的に平行に延びることが好ましい。ガス出口開口が円筒形の外周面上にある場合、ガス通路孔は、半径方向に延びることが好ましい。さらに、ガス出口孔が、１又は複数のガス供給ラインと整列しないように設けることができる。
さらに、石英構成要素のキャビティは、特にガス供給ラインが直線状に延在しないように、しかしながら複数の方向転換点を有するように設けることができる。ガス供給ラインは、キンク点の形態で互いに移行する複数の直線状に延びる部分を有することができる。しかしながら、ガス供給ラインはまた、石英構成要素を通って曲線状に延びることができ、特に、三次元的に曲がりくねった経路上に延びることができる。
特に、プロセスは、プロセス温度が６００、８００、１０００、又は１２００°Ｃを超えるＣＶＤリアクタで実行されるため、構成要素はこれらの温度まで加熱することができる。特に、石英構成要素は、石英構成要素の使用に許容される任意の温度に加熱することができる。
以下、本発明の実施形態の例を、添付の図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明によるガス導入ユニット２を備えたＣＶＤリアクタの構造を、縦断面で本質的に概略的に示したものである。
図２は、ガス入口ユニット２を形成するために上下に配置された５つのガス分配体４．１、４．２、４．３、４．４及び４．５を示している。
図３は、ガス入口ユニットを示している。
図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面で、図３に示されているガス入口ユニットを示している。
図５は、図４のＶの詳細を拡大して示している。
図６は、図４のラインＶＩ－ＶＩに沿った断面を示している。
図７は、ガス入口ユニットの第２の例示的実施形態を示している。
図８は、本発明に従って構成されたガス入口ユニット２、本発明に従って構成されたサセプタ１９、本発明に従って構成された基板キャリア３３、本発明に従って構成されたガス出口２２、及び本発明に従って構成された光通路プレート３４を備えた、図１と同様の図における第３の例示的実施形態を示している。
図９は、図８のＩＸの詳細を拡大して示している。
図１０は、図８のＸの詳細を拡大して示している。
図１１は、図１０のラインＸＩ－ＸＩに沿った断面を示している。
図１２は、発明に従って構成されたガス入口ユニット２、本発明に従って構成されたシールドプレート４２、及び本発明に従って構成されたサセプタ１９を備えた、 図１と同様に示した本発明の第４の例示的実施形態を示している。
図１３は、図１２のラインＸＩＩＩ－ＸＩＩＩに沿った断面を示している。
図１４は、図１２のラインＸＩＶ－ＸＩＶに沿った断面を示している。
図１５は、光導波路用のシースの形態のさらなる例示的実施形態を示している。
図１６は、図１５のラインＸＶＩ－ＸＶＩに沿った断面を示している。
図１は、ＣＶＤリアクタの構造を実質的に概略的に示しており、そのプロセスチャンバ２０内でＣＶＤ堆積プロセスを実行することができ、その中では層、特に半導体層を複数の基板２１上に堆積することができる。基板２１は、III－Ｖ化合物、シリコン、サファイア、又は別の適切な材料からなることができる。基板上に１又は複数の層が堆積され、それらはIV－主族、III－Ｖ主族、又はII－VI主族の元素からなることができる。様々なプロセスガスが、例えばＨ２又は希ガスである搬送ガスにより、ガス入口ユニット２を通してプロセスチャンバ２０内に導入される。その場合、プロセスガスは、IV－主族若しくはＶ－主族の水素化物、又は、IV－主族若しくはIII主族の有機金属化合物を含むことができる。基板２１を搭載する、コーティングされたグラファイト又は類似のものであるサセプタ１９が、加熱装置２４により下方からプロセス温度とされることによって、ガス入口ユニットによりプロセスチャンバ２０の中心に供給されたプロセスガスが、中心の周りに円形に配置された基板の表面で熱分解することで層を、特に単結晶層を形成する。プロセスチャンバ２０を通って半径方向に流れるプロセスガスは、サセプタ１９を取り囲むガス出口２２を通ってプロセスチャンバ２０から出る。そのガス出口２２は吸引ポンプ（図示せず）に接続されている。
サセプタ１９は、石英からなる支持プレート４４上で支持されている。支持プレート４４は、やはり石英からなる支持管４５上で支持されている。石英製の拡散バリア４６は、加熱装置２４とサセプタ１９との間に延在している。
リアクタハウジング１の内部には、プロセスチャンバ天井２３が配置され、それを通ってアタッチメント部３がプロセスチャンバ２０内に突出している。ガス入口ユニット２は、金属製、特にステンレス鋼製とすることができるアタッチメント部３に固定されている。
図２に示されるガス分配体／セクション４．１、４．２、４．３、４．４及び４．５は、各々円盤形状のベースプレートを有しており、その上に分離床１１が設けられ、それによって、互いに上下に配置されたガス分配体４．１、４．２、４．３、４．４及び４．５が互いに分離されている。
円形のガス分配壁６が、分離床１１の円形縁から延在しており、その壁６は多数の均一に配置されたガス通路孔１３を有する。ガス通路孔１３は、３ｍｍより小さい、特に１ｍｍより小さい直径を有する。半径方向に延在するガス通路孔１３はそれぞれ、ガス出口開口７に開口している。ガス入口ユニット２の（幾何学的軸に関する）軸方向に測ったガス分配体４．１、４．２、４．３、４．４、４．５の高さは、５ｍｍ～２ｃｍとすることができる。ガス分配壁６の（幾何学的軸に関する）半径方向に延びる幅は、同様に０．５ｃｍ～２ｃｍとすることができる。
ガス分配壁６は、中央部１５の周りに延在するガス分配室８を取り囲んでいる。例示的実施形態では、ガス分配室８が３つの環状セクション８’、８”及び８”’に分割されている。ガス分配室８の第１のセクション８’は、ガス分配壁６から、ガス分配壁６と同心円状に配置されたフローバリア１２まで延在している。フローバリア１２により取り囲まれたガス分配室８のセクション８”の半径方向内側には、ガス分配壁６に対して同心円状に走る第２のフローバリア１２’が延在し、フローバリア１２’は、ガス分配室８のセクション８”’を取り囲む。セクション８”’は、中央部１５に隣接している。フローバリア１２、１２’は、ガス分配壁６と同じ高さを有し、かつ例示的実施形態では、同じ半径方向の幅も有する。２つの隣り合うフローバリア１２、１２’の間、又は、中央部１５とフローバリア１２’との間、又は、フローバリア１２とガス分配壁６との間の距離は、フローバリア１２、１２’の壁厚、又は、ガス分配壁６の壁厚よりも大きい。特に、ガス分配室８のセクション８’、８”、８”’の半径方向の幅は、１ｃｍよりも大きい。
環状のフローバリア１２、１２ 'は、均一な周囲分布で配置されたガス通路孔１４、１４'を有する。ガス通路孔１４、１４ 'の直径は、ガス通路孔１３と同じ直径を有することができる。しかしながら、内側フローバリア１２ 'のガス通路孔１４'は、外側フローバリア１２のガス通路孔１４よりも小さい直径を有するように、また、ガス分配壁６のガス通路孔１３は、フローバリア１２のガス通路孔１４よりも大きな直径を有するようにも設けられる。
中央部１５は、台座として設計されており、フローバリア１２、１２'、又はガス分配壁６と同じ軸方向高さを有し、その結果、フローバリア１２、１２'及びガス分配壁の上端が、台座１５の広い面である主面１５ 'も延在する同じ平面内にある。
各台座は出口１０を有しており、そこから、個々のガス分配体４．１、４．２、４．３、４．４、４．５に関係するガス入口ダクト９．１、９．２、９．３、９．４及び９．５が、ガス分配室８の半径方向内側のセクション８”内に開口する。出口１０は、分離床１１の上面から上側のガス分配体の分離床１１の下面まで延在している。
個々のガス分配体４．１、４．２、４．３、４．４、及び４．５が、それぞれ石英ブランクから得た「固体から」機械加工できる場合にも有利であると考えられる。ガス分配体４．１、４．２、４．３、４．４及び４．５を備えたガス入口ユニット２全体が、その後に材料的に一体的な態様で互いに結合されて、単一ブランクから機械加工できる場合にも有利であると考えられる。
上記のＳＬＥ法は、ガス入口ユニット２の製造に好ましく使用され、高集束超短パルスレーザービームが、書き込みの形態によって石英ブランクの塊領域の材料を変性するために用いられる。これらの塊領域は、ガス通路孔１３、ガス通路孔１４、ガス分配室８のセクション８ '、８”、８”'、ガス入口ダクト９．１、９．２、９．３、９．４、９．５、それらの出口１０、及びアタッチメント孔１７である。材料変性が起こった後、変性された材料は、エッチング液によって石英本体から溶解される。
この製造方法により、組み立てられる部品を最小限に抑えることができれば特に有利であると考えられる。
図７に示される第２の例示的実施形態は、２つのガス分配室８が互いに上下に配置されたガス入口ユニット２である。その場合、ガス分配室は、フローバリア１２によって２つのセクション、すなわち上流セクション８”と下流セクション８’に分割されている。ガスダクト９．１、９．２は、各ガス分配室８に開口している。ガス入口ユニット２の本質的に円筒形の本体は、その円筒形の外周面にガス通路孔１３、１４、１４ 'を有し、それによりガス分配壁６を形成している。２つのガス分配室８は、分離床１１によって互いに分離されている。ベースプレート３１は、下側のガス分配室８の床を形成している。
ガス入口ユニット２は、一体型の一塊の石英部品からなる。キャビティは、ＳＬＥプロセスを使用して作製される。
図８～図１１に示される第２の例示的実施形態では、サセプタ１９、ガス出口２２、基板キャリア３３、ガス入口ユニット２、及び光通路プレート３４は、石英製である。これらの構成要素もＳＬＥプロセスを使用して製造される。
サセプタ１９は、ガス供給ライン３９を有し、これを用いて、パージガスをポケット４０に供給することができる。ガスクッション上に浮かぶ基板キャリア３３は、ポケット４０内で支持されている。ガスクッションを生成するガスは、供給ライン３９を介して供給される。
基板キャリア３３は、その下面に供給ライン３９を有し、これは、ガス分配室３８に開口し、そしてガス分配室３８は、基板キャリア３３のポケット４０に開口する開口を有する。基板２１は、基板キャリア３３のポケット４０ '内で支持されている。
サセプタ１９及び基板キャリア３３の場合、分配室３８及び供給ライン３９は、ＳＬＥプロセスで製造される。
ガス出口２２にもキャビティがある。それは、サセプタ１９を取り囲み、複数の上向きの開口を有する環状体の形態をとり、それを通って、ＣＶＤリアクタのプロセスチャンバに供給されたプロセスガスがガス収集チャンバに流れ込み、そこからガス出口孔を通ってプロセスガスが出ることができる。
円弧線上に配置された複数のガス入口開口が設けられており、そこを通ってプロセスガスが環状のガス収集チャンバに流入する。ガス入口開口は、ガス収集チャンバよりも小さい自由断面積を有する。１又は複数のガス出口孔もまた、全体で、ガス収集チャンバの自由断面積よりも小さい自由断面積を有する。
ガス入口ユニット２は、図１～６に示され、又は図７に示されるように構成することができる。
参照符号３２は、サセプタ表面又は基板２１の表面の温度を計測できるパイロメーターを示している。プロセスチャンバ天井２３には、石英製の光通路プレート３４があり、これは、少なくとも１つの光通路孔３６を有する。例示的実施形態では、３つの光通路孔３６が設けられ、それぞれを光路が通っている。
図１０及び図１１は、光通路孔３６を拡大して示している。光通路孔３６は、ガス分配室３８により囲まれており、そこからパージチャネル３７が光通路孔３６まで延在し、光通路孔３６をパージガスでパージする。分配室３８は、円形環で光通路孔３６を取り囲んでいる。半径方向内側に向けられたパージチャネル３７は、分配室３８から延在し、パージチャネル３７は、光通路孔３６の方向に対して斜めに延びている。
供給ライン３９が設けられ、それを通してパージガスを分配室３８に供給することができる。
図１２～図１４に示される例示的実施形態は、シャワーヘッドのガス入口ユニット２を備えたＣＶＤリアクタ１を示しており、ここでは、２つの異なるプロセスガスを、それぞれ２つのガス入口ダクト９．１、９．２を通ってそれぞれのガス分配室８に供給することができる。２つのガス分配室８は、上下に鉛直方向に配置され、それぞれにおいて、ガス入口ユニット２のガス出口面で終端するガス通路孔１３、１３ 'を有する。各ガス分配室８内には、ガス通路孔１４を具備するフローバリア１２、１２ 'が配置されており、フローバリア１２、１２'は圧力バリアとして機能する。
ガス出口面４３に隣接するのは、ガス入口ユニット２を冷却するために冷却剤が流れることができる冷却剤空間４１である。ガス通路孔１３、１３ 'は、冷却剤空間４１を通過する。
ガス出口面４３の下には、シールドプレート４２が配置されており、これもガス通路孔１３を具備する。
シールドプレート４２の下には、ポケットを具備する石英製のサセプタ１９が延在し、ポケットの各々に、ガスクッション上に置かれる基板キャリア３３が挿入されている。
上述した例示的実施形態のように、加熱装置２４は、サセプタ１９をプロセス温度まで上げるために設けられている。
図１５及び図１６は、光導波路４９のシース４８を示している。光導波路４９は、中心キャビティ３６に挿入される。ガス通路孔３７は、キャビティ３６に開口し、これらの孔は、鋭角を形成してガス供給ライン３９に接続し、これらのラインは、キャビティ３６の軸方向にキャビティ３６の内壁に平行に延びている。キャビティ３６にパージガスを供給する目的でパージラインを形成する複数のキャビティ３７、３９が、周囲に均等に分布して配置され、設けられている。
上記の石英構成要素（ガス通路プレート３４、基板キャリア３３、サセプタ１９、ガス出口２２、ガス入口ユニット２、支持プレート４４、支持管４５、拡散バリア４６、シース４８、及びシールドプレート４２）は、それぞれＳＬＥプロセスを用いて石英ブランクから製造することができる。その場合、例えばガス入口ユニット２又はサセプタ１９である、個々の構成要素のみをＳＬＥプロセスを用いて製造し、そして、それらの構成要素を、例えばホウケイ酸塩セメントである適切な材料結合剤により互いに結合することも想定される。
上述した内容は、出願全体が包含する発明を説明するためのものであり、これらの発明は、それぞれの場合において、少なくとも以下の特徴の組み合わせによって、先行技術を独立してさらに進展させる。ここで、２つ、複数、又はすべてのこれらの特徴の組み合わせも可能である。
キャビティ８’、８”、８”’；１３、１４、１４’；９．１、９．２、９．３、９．４、９．５；３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１は、選択的レーザーエッチングによって作製されることを特徴とする方法。
石英ブランクから製造される部品の使用であって、少なくとも１つのキャビティ８’、８”、８”’；１３、１４、１４’；９．１、９．２、９．３、９．４、９．５；３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１が、ＣＶＤリアクタ１の構成要素として、選択的レーザーエッチングによって作製され、その場合、流体が、少なくとも１つのキャビティ８’、８”、８”’；１３、１４、１４’；９．１、９．２、９．３、９．４、９．５；３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１を通って流れ、その場合、構成要素が、使用中に５００°Ｃを超える温度に加熱され、IV－、Ｖ－、又はVI－主族の水素化物、及び／又はII－、III－、又はＶ－主族の元素の有機金属化合物又はハロゲン化合物と接触させられる。
構成要素が、ガス入口ユニット２、基板キャリア３３、ガス出口ユニット２２、シールドプレート４２、サセプタ１９、光通路プレート３４、支持管４５、拡散バリア４６、支持プレート４４、シース４８、又はカバープレートであることを特徴とする方法又は使用。
少なくとも１つのキャビティ８’、８”、８”’；１３、１４、１４’；９．１、９．２、９．３、９．４、９．５；３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１が、構成要素の２つの表面の間に延在し、ガス出口面上に本質的に均一な態様で配置される複数のガス通路孔１３、１４、１４ 'を有することを特徴とする方法又は使用。
ガス通路孔１３、１４、１４ ’、３７の直径が、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、０．２ｍｍ、又は０．１ｍｍ未満であることを特徴とする方法又は使用。
少なくとも１つのキャビティが、ガス分配室８、８ '、８”、３８を有し、それが、複数のガス通路孔１３、１４、１４'、３７と連通していることを特徴とする方法又は使用。
ガス分配室８、８ '、８”、３８の内面が、それに通じるガス供給ライン９．１、９．２、９．３、９．４、９．５、３９及びそれから出ているガス通路孔１３、１４、１４’、３７を除いて、材料的に一体的な態様で閉じられていることを特徴とする方法又は使用。
構成要素を通る流れに対して横方向に延在するガス分配室８、８’、８”、３８の自由断面積が、ガス分配室に通じるガス供給ライン９．１、９．２、９．３、９．４、９．５、３９又はガス分配室から出ているガス通路孔１３、１４、１４’の自由断面積の合計の少なくとも１０倍、少なくとも２０倍、少なくとも５０倍、又は少なくともの１００倍であることを特徴とする方法又は使用。
ガス供給ライン９．１、９．２、９．３、９．４、９．５、３９は、ガス通路孔１３、１４、１４'、３７と整列していないことを特徴とする方法又は使用。
少なくとも１つのキャビティが、基板２１、又は基板ホルダー３３を収容するための凹部４０、４０'であることを特徴とする方法又は使用。
少なくとも１つのキャビティ、直線状に延在しない、又は、１又は複数の方向転換点を有するガスライン３８、３９であることを特徴とする方法又は使用。
使用中に構成要素が、６００℃、８００℃、１０００℃、又は１２００℃を超える温度に曝されることを特徴とする方法又は使用。
開示された全ての特徴は、（それ自体のために、また互いに組み合わされて）本発明に不可欠である。ここでの出願の開示は、関連する／追加された優先権書類（先の出願の写し）の開示内容をその内容全体に含み、それはこれらの書類の特徴を本願の請求項に組み込む目的でもある。従属請求項は、特にこれらの請求項に基づいて分割出願を行うために、引用される請求項の特徴がなくても、先行技術の独立した発明性のあるさらなる発展を特徴とする。各請求項で特定された発明は、前述の説明で特定された、特に参照符号が付与された、及び／又は符号の説明で特定された、１つ以上の機能を追加で有することができる。本発明はまた、特に、それらがそれぞれの使用目的に明らかに不要であるか、または技術的に同じ効果を有する他の手段で置き換えることができる限り、前述の説明で述べた特徴の個々のものが実装されない実施形態に関する。
１ ＣＶＤリアクタ
２ ガス入口ユニット
３ アタッチメント部
３’ アタッチメント面
４．１ ガス分配体／セクション
４．２ ガス分配体／セクション
４．３ ガス分配体／セクション
４．４ ガス分配体／セクション
４．５ ガス分配体／セクション
５ ガス供給ライン
６ ガス分配壁
７ ガス出口開口
７’ ガス出口開口
８ ガス分配室
８’ 下流セクション
８” 下流セクション
８”’ 上流セクション
９．１ ガス入口ダクト
９．２ ガス入口ダクト
９．３ ガス入口ダクト
９．４ ガス入口ダクト
９．５ ガス入口ダクト
１０ 出口
１１ 分離床
１２ フローバリア
１２’ フローバリア
１３ ガス通路孔
１３’ ガス通路孔
１４ ガス通路孔
１４’ ガス通路孔
１５ 中央部台座
１５’ 主面
１６ 出口開口
１７ アタッチメント孔
１８ バッフル
１９ サセプタ
２０ プロセスチャンバ
２１ 基板
２２ ガス出口、－ユニット
２３ プロセスチャンバ天井
２４ 加熱装置
２５ 凹部
２６ ガス出口孔
２７ アタッチメント孔
２８ ナット
２９ ばね
３０ 固定ねじ
３１ ベースプレート
３２ パイロメーター
３３ 基板キャリア、－ホルダー
３４ 光通路プレート
３５ キャビティ、光路
３６ キャビティ、光通路孔
３７ キャビティ、ガス通路孔、パージチャネル
３８ キャビティ、ガス分配室
３９ キャビティ、ガス供給ライン
４０ キャビティ、凹部、ポケット
４０’ 凹部、ポケット
４１ キャビティ、冷却剤空間
４２ ガス出口面
４３ 支持プレート
４４ 支持管
４５ 拡散バリア
４６ フランジ部
４７ シース
４９ 光導波路
２ ガス入口ユニット
３ アタッチメント部
３’ アタッチメント面
４．１ ガス分配体／セクション
４．２ ガス分配体／セクション
４．３ ガス分配体／セクション
４．４ ガス分配体／セクション
４．５ ガス分配体／セクション
５ ガス供給ライン
６ ガス分配壁
７ ガス出口開口
７’ ガス出口開口
８ ガス分配室
８’ 下流セクション
８” 下流セクション
８”’ 上流セクション
９．１ ガス入口ダクト
９．２ ガス入口ダクト
９．３ ガス入口ダクト
９．４ ガス入口ダクト
９．５ ガス入口ダクト
１０ 出口
１１ 分離床
１２ フローバリア
１２’ フローバリア
１３ ガス通路孔
１３’ ガス通路孔
１４ ガス通路孔
１４’ ガス通路孔
１５ 中央部台座
１５’ 主面
１６ 出口開口
１７ アタッチメント孔
１８ バッフル
１９ サセプタ
２０ プロセスチャンバ
２１ 基板
２２ ガス出口、－ユニット
２３ プロセスチャンバ天井
２４ 加熱装置
２５ 凹部
２６ ガス出口孔
２７ アタッチメント孔
２８ ナット
２９ ばね
３０ 固定ねじ
３１ ベースプレート
３２ パイロメーター
３３ 基板キャリア、－ホルダー
３４ 光通路プレート
３５ キャビティ、光路
３６ キャビティ、光通路孔
３７ キャビティ、ガス通路孔、パージチャネル
３８ キャビティ、ガス分配室
３９ キャビティ、ガス供給ライン
４０ キャビティ、凹部、ポケット
４０’ 凹部、ポケット
４１ キャビティ、冷却剤空間
４２ ガス出口面
４３ 支持プレート
４４ 支持管
４５ 拡散バリア
４６ フランジ部
４７ シース
４９ 光導波路
Claims (6)
- 複数の円盤状のガス分配体（４．１、４．２、４．３、４．４、４．５）の作製を含む、ＣＶＤリアクタ（１）におけるガス分配用のガス分配装置の製造方法であって、
前記円盤状のガス分配体（４．１、４．２、４．３、４．４、４．５）の各々が、選択的レーザーエッチングにより材料的に一体的な態様で作製され、
前記ガス分配体（４．１、４．２、４．３、４．４、４．５）は互いに上下に積み重ねられ、
前記円盤状のガス分配体（４．１、４．２、４．３、４．４、４．５）の各々は、
中央部（１５）と、
キャビティにより形成されたガス分配室（８）と、
前記ガス分配室（８）の床を形成する分離床（１１）と、
前記ガス分配室（８）から出ている複数のガス通路孔（１３）を配置されたガス分配壁（６）と、を具備し、
前記ガス分配装置は、各々が前記ガス分配室（８）の１つに連通しかつ前記中央部（１５）に位置する複数のガス供給ライン（９．１、９．２、９．３、９．４、９．５）を有し、
前記中央部（１５）は前記ガス分配壁（６）と同じ軸方向高さを有し、かつ前記ガス分配壁（６）の上端が前記中央部（１５）の主面（１５’）も延在する同じ平面内にある、方法。 - 前記ガス分配体（４．１、４．２、４．３、４．４、４．５）が、石英から作製されることを特徴とする請求項１の方法。
- 前記ガス分配壁（６）の２つの面の間に延在する前記複数のガス通路孔（１３）は、ガス出口面上に均一に分布して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
- 前記複数のガス通路孔（１３）は、３ｍｍより小さい直径を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかの方法。
- 前記ガス供給ライン（９．１、９．２、９．３、９．４、９．５）の出口（１０）は、前記ガス通路孔（１３）と整列していないことを特徴とする請求項１～４のいずれかの方法。
- 前記ガス分配壁（６）と前記中央部（１５） との間にフローバリア（１２、１２’）が配置され、前記フローバリア（１２、１２’）は、前記中央部（１５）を取り囲みかつ複数のガス通路孔（１４、１４’）を有することを特徴とする請求項１～５のいずれかの方法。
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