JPS599623B2 - Method for cooling induction heated vapor deposition equipment and cooling device therefor - Google Patents

Method for cooling induction heated vapor deposition equipment and cooling device therefor

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JPS599623B2
JPS599623B2 JP13601579A JP13601579A JPS599623B2 JP S599623 B2 JPS599623 B2 JP S599623B2 JP 13601579 A JP13601579 A JP 13601579A JP 13601579 A JP13601579 A JP 13601579A JP S599623 B2 JPS599623 B2 JP S599623B2
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JP
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liquid
coil
deionized
container
vapor deposition
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JP13601579A
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Japanese (ja)
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ロ−レンス・ヒル
デニス・ガ−ビス
ロバ−ト・ヘラ−
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Arris Technology Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷却方法に関し、特に誘導加熱される蒸着装置
を冷却する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a cooling method, and more particularly to a method for cooling an induction heated vapor deposition apparatus.

誘導加熱される蒸着装置は典型的には内部にサセプタ支
持されたウエーハを配置せしめ、まわりにはRF誘導加
熱コイルの本質的に電気的に絶縁されていない巻線を配
置せしめた蒸着封入体(エピタクシヤルな石英管または
ベル・シャーのごとき)を含む。
Inductively heated deposition systems typically include a deposition enclosure (within which is disposed a susceptor-supported wafer surrounded by essentially non-electrically insulated windings of an RF induction heating coil). (such as epitaxial quartz tubes or Bel Shears).

コイル巻線に電流が通されると、コイルは蒸着封入体を
通るガスをウエハ一上にエピメクシヤルに沈澱せしめる
に充分な温度(少なくとも500℃)までサセプタの加
熱を誘導する。不都合なことは、サセプタがウエハ一を
加熱するにつれて、それは蒸着封入体をも加熱すること
により蒸着封入体を通るガスの、蒸着封入体の内壁上に
おける沈澱を促進する。蒸着封入体の内壁上におけるか
かる沈澱物は蒸着封入体内で成長しつつある材料の質に
有害な影響を及ぼし、スパイキ、ピツトおよびその他の
種々の表面欠陥の発生を促進する。かかる沈澱物は更に
与えられた操業からのドーバントを含むことがあ9うる
し、その場合沈澱物は将来の連続的な操業においてドー
パントの望まない源として作用しうる。いつたん形成し
たこれらの沈澱物を除去するには、蒸着封入体をクリー
ニングのために流れから取出すことにより、蒸着装置の
生産性を低下させねばならない。かかる沈澱物の形成を
防止するためには、蒸着封入体を種々の公知の技法のい
ずれかにより冷却するのが普通である。例えば、空気、
窒素または他のガスを冷却流内で蒸着封入体の外部上へ
と導いてそれから熱を吸収除去することができる。蒸着
封入体のまわりには水ジャケツトを配置してよく、それ
を通つて流れる水が蒸着封入体の外面から熱を吸収除去
する。蒸着封入体はその外面から放射熱を吸収する黒箱
によつて少なくとも部分的に包囲されてよい。遮壁包囲
管等の排気系を用いて蒸着ml人体の外面のすぐ近くか
ら熱を除去してもよい。しかし、公知の冷却技法のいず
れも系の資本および作動コストを不当に増大せしめる(
例えば、高価なガス冷却、熱交換器、排気ダクト等を必
要とすることにより)ことなしには充分な冷却を与えな
いものである。問題の複雑さを充分に理解するには、使
用され.る冷却技法がRFコイルの両端間(約16キロ
ボルトの典型的な電圧差がこの点に存在する)における
短絡のいかなる可能性をも避けるのみならずRFコイル
の隣り合う巻線間または1つの巻線から接地への短絡を
も避けなければならないということが理解されねばなら
ない。
When current is passed through the coil winding, the coil induces heating of the susceptor to a temperature (at least 500 DEG C.) sufficient to cause the gases passing through the deposition enclosure to precipitate epimexially onto the wafer. Disadvantageously, as the susceptor heats the wafer, it also heats the encapsulation, thereby promoting precipitation of gases passing through the encapsulation onto the inner walls of the encapsulation. Such deposits on the inner walls of the deposition enclosure have a detrimental effect on the quality of the material growing within the deposition enclosure, promoting the formation of spikes, pits, and various other surface defects. Such precipitates may also contain dopant from a given operation, in which case the precipitate may act as an unwanted source of dopants in future continuous operations. To remove these precipitates once formed, the deposition enclosure must be removed from the stream for cleaning, thereby reducing the productivity of the deposition apparatus. To prevent the formation of such precipitates, it is common to cool the deposited enclosure by any of a variety of known techniques. For example, air,
Nitrogen or other gas may be directed in a cooling stream onto the exterior of the deposition enclosure to absorb and remove heat therefrom. A water jacket may be placed around the vapor deposition enclosure, through which water flowing absorbs and removes heat from the exterior surface of the vapor deposition enclosure. The deposition enclosure may be at least partially surrounded by a black box that absorbs radiant heat from its outer surface. An exhaust system, such as a shielded envelope tube, may be used to remove heat from the immediate vicinity of the external surface of the body being deposited. However, all of the known cooling techniques unduly increase the capital and operating costs of the system (
(e.g., by requiring expensive gas cooling, heat exchangers, exhaust ducts, etc.) without providing sufficient cooling. To fully understand the complexity of the problem, it is used. This cooling technique not only avoids any possibility of short circuits across the RF coil (a typical voltage difference of about 16 kilovolts exists at this point) but also between adjacent windings of the RF coil or within one winding. It must be understood that short circuits from the line to ground must also be avoided.

RF誘導源(即ち発生器)の発振回路と蒸着封入体内の
サセプタのコイル誘導周波数との間には基本的な合致が
ある。コイル巻線の最小限の短絡または接地の結果とし
ての不一致による平常周波数(典型的には約4.5メガ
ヘルツであるが使用される装備に依存する)からのいか
なる周波数変化も、1ミリボルト範囲内にあつても、発
振器の同調の損失従つて電力の有効損失を招来するもの
である。従つて本発明の1つの目的は経済的且つ効率的
な誘導加熱される蒸着装置を冷却するための方法を提供
することにある。
There is a fundamental match between the oscillator circuit of the RF induction source (or generator) and the coil induction frequency of the susceptor within the vapor deposition enclosure. Any frequency change from the normal frequency (typically around 4.5 MHz, but depending on the equipment used) due to a mismatch as a result of a minimal short circuit or grounding of the coil windings will be within 1 millivolt. However, this results in loss of oscillator tuning and therefore effective loss of power. Accordingly, one object of the present invention is to provide an economical and efficient method for cooling an induction heated deposition apparatus.

本発明の他の目的は作動が安全で容易な上記方法を提供
することにある。
Another object of the invention is to provide the above method which is safe and easy to operate.

本発明の更に他の目的はかかる冷却方法に使用するため
の装置を提供することにある。
Yet another object of the invention is to provide an apparatus for use in such a cooling method.

本発明の上記および関連目的は蒸着装置上に直接吹付け
られる脱イオン化した水を使用することから成る冷却方
法において得られることが判明した。
It has been found that the above and related objects of the invention are obtained in a cooling method consisting of the use of deionized water sprayed directly onto the deposition apparatus.

従来一般にはRFコイルの高い作動電位(16キロボル
トまでまたはそれ以上)直接水冷却技法の使用を近くの
作業員にとつてきわめて危険なものにすると当業者によ
つて考えられてきたが、少なくとも14タグオーム一糎
の固有抵抗を有する脱イオン化した水は、かかる冷却工
程においても安全に使用されうることが判明した。水の
脱イオン化はその固有抵抗をその噴霧が工程中において
安全に使用されうる点まで増大せしめる。更に水の脱イ
オン化は水の噴霧が蒸発するにつれて蒸着封入体の外面
上での材料の沈澱を避けることにより、蒸着封入体内に
維持されている温度輪郭に影響し従つて除去を要するよ
うな望ましくない局部的沈澱物の形成を最小限に抑える
。更に特定的には、本発明は電気的に接地された蒸着封
入体と本質的に電気的に絶縁されていない巻線を蒸着封
入体のまわりに配置せしめたRF誘導加熱コイルとを含
む誘導加熱される蒸着装置を冷却する方法に関する。
In the past, the high operating potential of RF coils (up to 16 kilovolts or more) has been considered by those skilled in the art to make the use of direct water cooling techniques extremely hazardous to nearby personnel; It has been found that deionized water, which has a resistivity of one tag ohm, can be safely used in such cooling processes. Deionization of water increases its resistivity to the point that the spray can be safely used in the process. Furthermore, deionization of water avoids the precipitation of material on the outer surface of the vaporized inclusion as the water spray evaporates, thereby affecting the temperature profile maintained within the vaporized inclusion and thus reducing the desirability of materials that require removal. Minimize the formation of no localized precipitates. More particularly, the present invention provides an induction heating system comprising an electrically grounded vapor deposition enclosure and an RF induction heating coil having an essentially electrically non-insulated winding disposed around the vapor deposition enclosure. The present invention relates to a method for cooling a vapor deposition apparatus.

該方法は少なくとも14タグオーム「糎の固有抵抗を有
する脱イオン化しjた液体を装置上に直接吹付ける工程
から成る。
The method consists of spraying a deionized liquid having a resistivity of at least 14 tag ohms directly onto the device.

脱イオン化した液体は典型的には室温にある、好ましく
は脱イオン化した水である。脱イオン化した液体は一般
に蒸着封入体およびコイル巻線上に、好ましくは装置の
頂部上に、直接吹付けられる。脱イオン化した液体は好
ましくは蒸着封入体のより高温部がより低温部よりも大
きな容積の脱イオン化した液体を受容するように体積測
定パターンで吹付けられる。本発明の好ましい一実施例
においては、装置は流体を受容するようになされた容器
を蔽つて配置され、コイルの両端部は該容器の底部を通
され、該両端部は容器およびその液体内容物から電気的
に隔離される。
The deionized liquid is typically at room temperature, preferably deionized water. The deionized liquid is generally sprayed directly onto the deposited enclosure and coil windings, preferably onto the top of the device. The deionized liquid is preferably applied in a volumetric pattern such that the hotter sections of the deposition enclosure receive a greater volume of deionized liquid than the cooler sections. In a preferred embodiment of the invention, the device is placed over a container adapted to receive a fluid, the ends of the coil being threaded through the bottom of the container, and the ends of the coil being connected to the container and its liquid contents. electrically isolated from

コイル端部は該コイル端部を電気的に隔離するためにポ
リテトラフルオロエチレンで好ましくは包まれる。本発
明の他の面はかかる誘導加熱される蒸着装置を冷却する
に用いるに適した装置における改良に関し、かかる脱イ
オン化した液体を封入体上に直接吹付けるために蒸着封
入体に接近しうる位置に位置せしめられた手段と吹付け
られた液体を回収するための手段とから成る。
The coil ends are preferably wrapped in polytetrafluoroethylene to electrically isolate the coil ends. Another aspect of the invention relates to an improvement in an apparatus suitable for use in cooling such an inductively heated vapor deposition apparatus, providing access to the vapor deposition enclosure for spraying such deionized liquid directly onto the enclosure. and means for recovering the sprayed liquid.

好ましくは、回収手段は液体を受容するようになされた
容器から成り、蒸着装置はコイルの両端部が容器の底部
を通るようにして容器の底部よジ上方に配置され、該両
端部は容器およびその液体内容物から電気的に隔離され
る。
Preferably, the collection means comprises a container adapted to receive the liquid, and the vapor deposition device is arranged above the bottom of the container such that the ends of the coil pass through the bottom of the container, and the vapor deposition device is arranged above the bottom of the container, with the ends passing through the bottom of the container. electrically isolated from its liquid contents.

吹付け手段、回収手段およびコイル端部は好ましくは独
立に接地される。さて図面、特にその第1図および第2
図を参照するに、全体的に10で示される誘導加熱され
る蒸着装置が図示されている。
The blowing means, the collecting means and the coil end are preferably independently grounded. Now the drawings, especially the first and second figures.
Referring to the figures, an induction heated deposition apparatus, generally designated 10, is illustrated.

装置10は流体を受容するようになされた頂部開口した
容器12またはパン内に装着されており、蒸着封入体1
4(例えば水平石英エピタクシ管)と該蒸着封入体14
のまわりに巻線18を配置された内側を水で被覆された
RF誘導加熱コイル16とを含む。かかる装置の常とし
て、結晶成長に必要なガスを蒸着室14の入口端へ給送
するために入口導管20が設けられる一方、矢印23の
方向に流れる未使用のガスを除去するために蒸着封入体
14の出口端には出口導管22が連結されている。コイ
ル巻線18の間隔を維持するために電気的絶縁材料で形
成された適切なスペーサ(不図示)が用いられている。
RF誘導コイル16の一端24は発生器((不図示)等
のRF誘導源に固定され、他端24は接地されている。
蒸着封入体14内には発生器の発振回路に同調せしめら
れた段状サセプタ(不図示)が配置されている。上記要
素のすべて(パン12を例外として)は誘導加熱される
蒸着装置において公知であるから、ここではこれ以上説
明しない。次に本発明の新規な特徴について述べると、
公知の装置10はパン12の頂部と底部の中間に配置さ
れ、コイル巻線18の底部は好ましくはパン底部よりも
約フインチ(約17.780!IL)だけ上方にあり、
ガス入口20およびガス出口22はパン側壁を貫通して
いる。
Apparatus 10 is mounted within an open-topped container 12 or pan adapted to receive a fluid and includes a vapor deposition enclosure 1.
4 (for example, a horizontal quartz epitaxy tube) and the vapor-deposited enclosure 14
an RF induction heating coil 16 coated on the inside with water and having a winding 18 disposed around the RF induction heating coil 16 . As is customary in such devices, an inlet conduit 20 is provided to deliver the gases necessary for crystal growth to the inlet end of the deposition chamber 14, while a deposition enclosure is provided to remove unused gas flowing in the direction of arrow 23. An outlet conduit 22 is connected to the outlet end of body 14 . Suitable spacers (not shown) made of electrically insulating material are used to maintain the spacing of the coil windings 18.
One end 24 of the RF induction coil 16 is fixed to an RF induction source such as a generator (not shown), and the other end 24 is grounded.
A stepped susceptor (not shown), which is tuned to the oscillator circuit of the generator, is arranged within the deposition enclosure 14. All of the above elements (with the exception of pan 12) are known in induction heated deposition apparatus and will not be further described here. Next, the novel features of the present invention will be described.
The known device 10 is located intermediate the top and bottom of the pan 12, with the bottom of the coil winding 18 preferably being about a finch (about 17.780!IL) above the bottom of the pan;
A gas inlet 20 and a gas outlet 22 extend through the pan side walls.

パン12は好ましくは電気的に接地された枠(不図示)
内に装着され、そして後述の理由からパン12内の流体
のレベルをパン底部よりも約1インチ(約2.54Cr
!L)上方に維持すると共に余剰分を廃棄する電気的に
絶縁されたドレン26をそなえている。蒸着装置10の
上方には全体的に30で示された噴霧系が配置され、該
噴霧系30はその上に配置された装置の頂部、更に詳細
には蒸着封入体14およびコイル巻線18を液体が噴霧
するようになされた複数のノズル34を有する液体導管
32から成る。
Pan 12 is preferably an electrically grounded frame (not shown)
1 inch below the bottom of the pan 12 for reasons explained below.
! L) It has an electrically insulated drain 26 to keep it above and discard the excess. Disposed above the deposition apparatus 10 is a spray system, generally designated 30, which spray system 30 extends over the top of the apparatus disposed thereon, and more particularly over the deposition enclosure 14 and the coil windings 18. It consists of a liquid conduit 32 having a plurality of nozzles 34 adapted to atomize the liquid.

噴霧系30は少なくとも14タグオーム一糎の固有抵抗
を有する脱イオン化した液体、好ましくは脱イオン化し
た水の源(不図示)に連結されており、該源は導管32
を介し従つて噴霧ノズル34を介して装置10上へと与
えられた固有抵抗の脱イオン化した流体を導入するよう
になされている。脱イオン化した液体は少なくとも14
タグオーム一糎、好ましくは14〜18タグオーム一糎
の固有抵抗を有しなければならないという条件は、蒸着
封入体およびRFコイルに沿つて分配される脱イオン化
した流体の通路は制御不可能であつてある時には分配さ
れた噴霧はRF源の全電力(この場合には約16K)に
さらされる電気通路を構成しうるという仮定に基くもの
である。蒸着装置上に噴霧される流体の脱イオン化した
(即ち非鉱物化した)性質はその外壁上に局部的な冷却
を行なわせ、結局沈澱物除去のために装置の閉止を要す
ることになるかもしれない鉱物沈澱物が形成されるのを
妨げるものである。も.ちろん噴霧系30はその中を矢
印35の方向に通過する流体の脱イオン化した性質また
は高固有抵抗に悪影響を与えない材料で構成されている
。RFコイル16の両端24が容器12の底部を貫通し
、パンの底部上には流体38の浅い溜めが存在する(第
2図参照)から、RFコイルの各端24は全体的に40
で示した隔離組立体によつてパン12(およびその中の
流体)から遮蔽されている。次に特に第3図を参照する
に、各隔離組立体40は1対の同軸状の管と、テフロン
(ポリテトラフルオロエチレンに対するデユポン社の登
録商標)製の内側管42と、各端において外側にねじ山
を付けられたアルミニウム製の外側管44とから成る。
Spray system 30 is connected to a source (not shown) of deionized liquid, preferably deionized water, having a resistivity of at least 14 tag ohms, which source is connected to conduit 32.
and thus through the atomizing nozzle 34 onto the device 10 . The deionized liquid is at least 14
The condition that it must have a resistivity of 14 to 18 Tag ohms, preferably 14 to 18 Tag ohms, means that the path of the deionized fluid distributed along the vaporized enclosure and the RF coil is uncontrollable. It is based on the assumption that at some point the distributed spray may constitute an electrical path exposed to the full power of the RF source (approximately 16K in this case). The deionized (i.e., non-mineralized) nature of the fluid sprayed onto the deposition apparatus may cause localized cooling on its outer walls, eventually requiring closure of the apparatus for precipitate removal. There is no mineral precipitate that will prevent it from forming. too. Of course, the spray system 30 is constructed of a material that does not adversely affect the deionized nature or high resistivity of the fluid passing therethrough in the direction of arrow 35. Since both ends 24 of the RF coil 16 pass through the bottom of the container 12 and there is a shallow reservoir of fluid 38 above the bottom of the pan (see FIG. 2), each end 24 of the RF coil has a total of 40
It is shielded from the pan 12 (and the fluid therein) by an isolation assembly shown at . Referring now specifically to FIG. 3, each isolation assembly 40 includes a pair of coaxial tubes with an inner tube 42 made of Teflon (DuPont's registered trademark for polytetrafluoroethylene) and an outer tube 42 at each end. and a threaded aluminum outer tube 44.

管42,44の各端の中間にはテフロン製縁当46が配
置される一方、外側アルミニウム製管44の両端上には
縁当46を管42,44と共に機械的にロツクするため
にアルミニウム製ナツト48が螺着されている。各アル
ミニウム製ナツト48の外端上にはテフロン製ブツシユ
50が嵌合せしめられ、これはコイル端24と内側管4
2との中間で下方へ延びてコイル端24を溜め内の流体
にさらされないように密封する内側フランジ52を有す
る。隔離組立体40の頂部(即ちブツシユ50の頂部)
はパン底部より約3インチ(約7.62CfL)だけ上
方に、従つて溜め内の流体のレベルよυ約2インチ(約
5.08?)だけ上方に延びている。溜め内に流体が存
在することはパン12、従つてそれを貫通する隔離組立
体40のテフロン部分をも冷却状態に保つことを助ける
((そうでなければ該部分は割れる恐れがある)一方、
隔離組立体40の頂部を溜め内の流体のレベルより上方
に配置したことは溜め内の流体が2つのコイル端24間
に直接的な電気通路を与える可能性を最小に抑えるもの
である。隔離組立体40の内側スリーブ42の最小厚さ
は用いられる材料の種類に依存する。
A Teflon rim 46 is positioned intermediate each end of the tubes 42, 44, while an aluminum rim 46 is placed on each end of the outer aluminum tube 44 to mechanically lock the rim 46 with the tubes 42, 44. A nut 48 is screwed on. Fitted onto the outer end of each aluminum nut 48 is a Teflon bushing 50 that connects the coil end 24 and inner tube 4.
2 and has an inner flange 52 extending downwardly to seal the coil end 24 from exposure to fluid in the reservoir. Top of isolation assembly 40 (i.e. top of bush 50)
extends approximately 3 inches (about 7.62 CfL) above the bottom of the pan and thus about υ 2 inches (about 5.08?) above the level of the fluid in the sump. The presence of fluid in the sump also helps to keep the pan 12, and therefore the Teflon portion of the isolation assembly 40 passing therethrough, cool (which could otherwise crack);
Positioning the top of isolation assembly 40 above the level of the fluid in the sump minimizes the possibility that fluid in the sump provides a direct electrical path between the two coil ends 24. The minimum thickness of the inner sleeve 42 of the isolation assembly 40 depends on the type of material used.

ポリテトラフルオロエチレンは厚さ1ミリにつき1キロ
ボルトの誘電容量を有するので0.060インチ(0.
1524(Mlt)の内側スリーブ厚さは16キロボル
トまでを含む電力適用例に対し充分以上である。ポリテ
トラフルオロエチレンはよく知られているように溶解す
ることなしに高温に耐えうることと、その絶縁性と、そ
の機械加工のし易さと、その非多孔性と、割れることな
しに温度差に順応しうることとのため好ましいプラスチ
ツク材である。RFコイルの両端24上に利用される隔
離組立体40が必要とされるのは該両端がパン12の底
部にある流体のブールを直接貫通するからだけである。
Polytetrafluoroethylene has a dielectric capacity of 1 kilovolt per millimeter of thickness, so it has a dielectric capacity of 0.060 inches (0.060 inches).
The inner sleeve thickness of 1524 (Mlt) is more than sufficient for power applications including up to 16 kilovolts. Polytetrafluoroethylene is well known for its ability to withstand high temperatures without melting, its insulating properties, its ease of machining, its nonporous nature, and its ability to withstand temperature differences without cracking. Plastics are preferred because of their malleability. Isolation assemblies 40 utilized on both ends 24 of the RF coil are only required because the ends pass directly through the fluid boule at the bottom of pan 12.

もしRFコイル24がパン12からその側部を介して(
底部でなしに)且つその中に蓄積された流体のレベルよ
り上方において取出されるならば、隔離組立体40は全
く無くてもよい。脱イオン化した流体はまた蒸着封入体
14の両側および底部においてノズル34により導かれ
うる(但しパン12が分配された噴霧の回収を確実なら
しめるに充分な高さを有するならば、であるが、通常最
も高温でそれゆえ最大量の冷却を要するのは、蒸着封入
体10の頂部である。均等な蒸着を確実ならしめるため
に段状サセプタが採用される場合には、蒸着封入体のよ
リ高温部分がより低温部分よりも常に大きな容積の脱イ
オン化した液体を受容するように、ノズル34の間隔を
変化せしめる(例えば、第1図に示すごとくノズルを蒸
着装置の高温端に一団に集めることにより)か、あるい
は特定のノズル34の体積測定容量を変化せしめればよ
い。流体の必要固有抵抗、利用される流体体積率、吹付
角および採用されるべき噴霧パターンはすべて個々の適
用例とともに変化し、且つ所望の冷却量(利用されうる
RF源電力および蒸着封入体壁上に凝縮しようとするガ
スの傾向により定められるごとき)、蒸着封入体の面積
、採用されるRF電力範囲、サセプタ温度選択および輪
郭等の要因に依存する。
If the RF coil 24 is connected from the pan 12 through its side (
The isolation assembly 40 may be absent altogether if it is removed (not at the bottom) and above the level of the fluid accumulated therein. Deionized fluid may also be directed by nozzles 34 on both sides and at the bottom of the deposition enclosure 14, provided that the pan 12 has sufficient height to ensure collection of the dispensed spray. It is usually the top of the deposition encapsulant 10 that is the hottest and therefore requires the greatest amount of cooling. Varying the spacing of the nozzles 34 so that the hot section always receives a larger volume of deionized liquid than the cooler section (e.g., by clustering the nozzles at the hot end of the deposition apparatus as shown in Figure 1). ) or by varying the volumetric capacity of a particular nozzle 34. The required resistivity of the fluid, the fluid volume fraction utilized, the spray angle and the spray pattern to be employed will all vary with the particular application. and the amount of cooling desired (as determined by the available RF source power and the tendency of the gas to condense on the deposited inclusion walls), the area of the deposited inclusion, the RF power range employed, and the susceptor temperature selection. and depends on factors such as contour.

RF電力範囲を16キロボルトまでとし、サセプタ温度
を少なくとも500℃、一般には1000〜1200℃
とし、クロロシレン(ChlOrOsilane)ガス
からの蒸着を包含する与えられた適用例の場合、適当な
パラメータは以下の通りである。水固有抵抗 14〜
18タグオーム一糎ノズル吹付角 80〜90タ ノズル噴霧パ ターン 立体円錐 全系のための ノズル容積: 30psigにて毎分当ク0.052ガ
ロンノズル間隔: 8インチ(20.32(177!)
管の場合、中心から中心までの間隔が8インチ(20.
32CTIL) 隔離組立体の内側 スリープの厚さ :0.060インチ(イ).1524
(7n)上述の方法は最小量の脱イオン化した流体を要
する作動において使用するのに適しているが、より大き
な量が必要とされる場合には、使われた脱イオン化した
流体をただ単に廃棄するよりもそれを集め、冷却しリサ
イクルする方が経済的である。
RF power range up to 16 kilovolts and susceptor temperature of at least 500°C, typically 1000-1200°C
and for a given application involving deposition from ChlorOsilane gas, suitable parameters are: Water specific resistance 14~
18 tag ohm nozzle spray angle 80-90 tag nozzle spray pattern Nozzle volume for complete cone system: 0.052 gallons per minute at 30 psig Nozzle spacing: 8 inches (20.32 (177!)
For tubes, the center-to-center spacing is 8 inches (20.
32 CTIL) Inner sleeve thickness of isolation assembly: 0.060 inch (A). 1524
(7n) The method described above is suitable for use in operations requiring minimal amounts of deionized fluid, but if larger volumes are required, the used deionized fluid is simply discarded. It is more economical to collect, cool and recycle it than to collect it, cool it and recycle it.

安全手段として、ドレン26、パン12、蒸着封入体1
4、更には、流体導管32も独立に接地されるべきであ
る。更に、パン12の壁は吹付けられた液体が蒸着封入
体およびパン12からはね返ることを防止するに充分な
高さにすべきである。本発明の目的は冷却方法であるが
、蒸着封入体の過剰冷却、特にその局部的過剰冷却を生
じることがないように注意せねばならないことは言うま
でもない。この目的上、脱イオン化した流体は好ましく
は室温かそれに近い温度にし、ノズル34は噴霧の重な
り合いを最小にすべく充分に離隔せしめられる。一方、
蒸着封入体14の長さに沿つて延びる1列のノズル34
が蒸着封入体14の幅の故に充分な冷却を与えることが
できない場合には、複数の平行列のノズル34を用いて
よい。本発明によれば蒸着封入体の壁は容易且つ経済的
に冷却されうることにより蒸着封入体の内壁上での蒸着
が少なくなるから、蒸着されるエピタクシヤルな結晶の
質が向上する(スパイキ、ピツトおよび表面欠陥を最小
にすることによV))と共に保守が最小にされ、吸収さ
れたドーパントによる未来操業の汚染が最小にされ、ま
たガス冷却、水ジヤケツト、黒箱および排気系が必要と
されないので作動コストが低減せしめられるものである
。従つて本発明は経済的で、効率的で安全且つ操作し易
い冷却方法を提供するものである。本発明の好ましい実
施例を詳細に図示説明した以上本発明における種々の変
形および改良は当業者には容易に明らかとなるであろう
As a safety measure, drain 26, pan 12, vapor deposition enclosure 1
4. Furthermore, the fluid conduit 32 should also be independently grounded. Additionally, the walls of pan 12 should be of sufficient height to prevent sprayed liquid from splashing back from the deposition enclosure and pan 12. Although the object of the invention is a cooling method, it goes without saying that care must be taken to avoid overcooling the vapor-deposited enclosure, especially local overcooling thereof. For this purpose, the deionized fluid is preferably at or near room temperature and the nozzles 34 are spaced far enough apart to minimize spray overlap. on the other hand,
A row of nozzles 34 extending along the length of the deposition enclosure 14
Multiple parallel rows of nozzles 34 may be used if the nozzles 34 cannot provide sufficient cooling because of the width of the deposition enclosure 14. According to the invention, the walls of the deposition enclosure can be easily and economically cooled, resulting in less deposition on the inner walls of the deposition enclosure, thereby improving the quality of the epitaxial crystals deposited (spikes, pits, etc.). Maintenance is minimized by minimizing surface defects and V)), contamination of future operations with absorbed dopants is minimized, and gas cooling, water jackets, black boxes and exhaust systems are not required. Therefore, operating costs can be reduced. Accordingly, the present invention provides a cooling method that is economical, efficient, safe and easy to operate. Now that the preferred embodiments of the invention have been illustrated and described in detail, various modifications and improvements in the invention will become readily apparent to those skilled in the art.

従つて、本発明の精神および範囲は特許請求の範囲によ
つてのみ限定されるべきであつて上記開示には限定され
ないものである。
Accordingly, the spirit and scope of the invention should be limited only by the claims appended hereto, and not by the above disclosure.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の方法において有用な装置の断片的土面
図、第2図は第1図の2−2線に沿つて一部断面した断
片的側立面図、第3図はRFコイルのカプセル付端部の
一部断面した断片的拡大側立面図である。 主要部分の符号の説明、蒸着装置・・・・・・10、1
2・・・容器、14・・・蒸着封入体、16・・・RF
誘導加熱コイル、18・・・コイル巻線、34・・・ノ
ズル。
FIG. 1 is a fragmentary top view of an apparatus useful in the method of the present invention; FIG. 2 is a fragmentary side elevation partially sectioned along line 2--2 of FIG. 1; and FIG. 3 is a RF FIG. 3 is a fragmentary, enlarged side elevational view, partially in section, of the encapsulated end of the coil; Explanation of symbols of main parts, vapor deposition equipment...10, 1
2... Container, 14... Evaporation inclusion body, 16... RF
Induction heating coil, 18... Coil winding, 34... Nozzle.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電気的に接地された蒸着封入体と本質的に電気的に
絶縁されていない巻線を前記蒸着封入体のまわりに配置
せしめたRF誘導加熱コイルとを含む誘導加熱される蒸
着装置を冷却する方法において、少なくとも14メグオ
ーム一糎の固有抵抗を有する脱イオン化した液体を前記
装置上に直接吹付ける工程を設けたことを特徴とする方
法。 2 特許請求の範囲第1項において、前記脱イオン化し
た液体は、脱イオン化した水であることを特徴とする方
法。 3 特許請求の範囲第1項または第2項において前記脱
イオン化した液体は前記蒸着封入体および前記コイル巻
線上に直接吹付けられることを特徴とする方法。 4 特許請求の範囲第3項において、前記脱イオン化し
た液体は前記装置の頂部上に直接吹付けられることを特
徴とする方法。 5 特許請求の範囲第1項において、前記脱イオン化し
た液体は室温にあることを特徴とする方法。 6 特許請求の範囲第1項において、前記脱イオン化し
た液体は前記蒸着封入体のより高温部がより低温部より
も大きな容積の前記脱イオン化した液体を受容するよう
なパターンで吹付けられることを特徴とする方法。 7 特許請求の範囲第1項において、前記装置は流体を
受容するようになされた容器内に配置され前記コイルの
両端部は該容器の底部を貫通し、前記両端部は前記容器
およびその液体内容物から電気的に隔離されていること
を特徴とする方法。 8 特許請求の範囲第1項において、前記コイル端部は
該コイル端部を電気的に隔離するためにポリテトラフル
オロエチレンに包まれていることを特徴とする方法。 9 特許請求の範囲第7項において、前記容器内に前記
包まれたコイル端部の頂部より下の液体レベルを維持す
る工程を設けたことを特徴とする方法。 10 電気的に接地された蒸着封入体と本質的に電気的
に絶縁されていない巻線を前記蒸着封入体のまわりに配
置させたRF誘導加熱コイルとを含む誘導加熱される蒸
着装置を冷却するための装置において、少なくとも14
メグオーム一糎の固有抵抗を有する脱イオン化した液体
を前記封入体上に直接吹付けるために前記封入体に接近
しうる位置に位置せしめられた手段と、吹付けられた液
体を回収するための手段とを有することを特徴とする装
置。 11 特許請求の範囲第10項において、前記脱イオン
化した液体は、脱イオン化した水であることを特徴とす
る装置。 12 特許請求の範囲第10項において、前記吹付け手
段は前記脱イオン化した液体を前記封入体および前記コ
イル巻線上に直接吹付けるように配置されていることを
特徴とする装置。 13 特許請求の範囲第12項において、前記吹付け手
段は前記脱イオン化した液体を前記蒸着装置の頂部上に
直接吹付けるように配置されていることを特徴とする装
置。 14 特許請求の範囲第10項において、前記吹付け手
段は前記蒸着封入体のよう高温部がより低温部よりも大
きな体積の前記脱イオン化した液体を受容するようなパ
ターンで前記脱イオン化した液体を吹付けるように配置
されていることを特徴とする装置。 15 特許請求の範囲第10項において、前記回収手段
は液体を受容するようになされた容器から成り、前記蒸
着装置は前記コイルの両端部が前記容器の底部を貫通す
るようにして前記容器の底部より上方に配置され、前記
両端部は前記容器およびその液体内容物から電気的に隔
離されていることを特徴とする装置。 16 特許請求の範囲第15項において、前記コイル端
部は該コイル端部を電気的に隔離するためにポリテトラ
フルオロエチレンに包まれていることを特徴とする装置
。 17 特許請求の範囲第15項において、前記容器内に
前記包まれたコイル端部の頂部より下の液体レベルを維
持するための手段を有することを特徴とする装置。 18 特許請求の範囲第17項において、前記レベル維
持手段は前記液体レベルを前記容器の底よりも約1イン
チ(2.54cm)だけ上方に維持するための手段から
成ることを特徴とする装置。 19 特許請求の範囲第10項において、前記吹付け手
段および前記回収手段を独立に接地するための手段を含
むことを特徴とする装置。 20 特許請求の範囲第15項において、前記コイル端
部は接地されていることを特徴とする装置。
Claims: 1. An induction heated heating coil comprising an electrically grounded vapor deposition encapsulant and an RF induction heating coil having an essentially electrically non-insulated winding disposed around the vapor deposition encapsulant. A method for cooling a deposition apparatus comprising the step of spraying a deionized liquid having a resistivity of at least 14 megohms directly onto the apparatus. 2. The method of claim 1, wherein the deionized liquid is deionized water. 3. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that the deionized liquid is sprayed directly onto the evaporative inclusion and the coil winding. 4. A method according to claim 3, characterized in that the deionized liquid is sprayed directly onto the top of the device. 5. The method of claim 1, wherein the deionized liquid is at room temperature. 6. In claim 1, the deionized liquid is sprayed in a pattern such that hotter areas of the vapor deposition enclosure receive a greater volume of the deionized liquid than cooler areas. How to characterize it. 7. In claim 1, the device is disposed within a container adapted to receive a fluid, the ends of the coil passing through the bottom of the container, and the ends of the coil extending through the bottom of the container and its liquid contents. A method characterized by electrical isolation from objects. 8. The method of claim 1, wherein the coil ends are wrapped in polytetrafluoroethylene to electrically isolate the coil ends. 9. The method of claim 7 including the step of maintaining a liquid level in the container below the top of the wrapped coil end. 10. Cooling an induction heated deposition apparatus comprising an electrically grounded deposition enclosure and an RF induction heating coil having an essentially electrically non-insulated winding disposed around the deposition enclosure. in an apparatus for at least 14
means positioned in a position accessible to the inclusion body for spraying a deionized liquid having a resistivity of one megohm directly onto the inclusion body; and means for collecting the sprayed liquid. A device comprising: 11. The device according to claim 10, wherein the deionized liquid is deionized water. 12. The apparatus of claim 10, wherein said spraying means is arranged to spray said deionized liquid directly onto said enclosure and said coil winding. 13. The apparatus of claim 12, wherein said spraying means is arranged to spray said deionized liquid directly onto the top of said vapor deposition apparatus. 14. In claim 10, the spraying means applies the deionized liquid in a pattern such that hotter areas of the vapor deposition enclosure receive a larger volume of the deionized liquid than cooler areas. A device characterized in that it is arranged to spray. 15. In claim 10, the recovery means comprises a container configured to receive a liquid, and the vapor deposition device is arranged so that both ends of the coil pass through the bottom of the container. Apparatus, characterized in that it is located higher up and that said ends are electrically isolated from said container and its liquid contents. 16. The apparatus of claim 15, wherein the coil ends are wrapped in polytetrafluoroethylene to electrically isolate the coil ends. 17. The apparatus of claim 15, including means for maintaining a liquid level within the container below the top of the wrapped coil end. 18. The apparatus of claim 17, wherein said level maintenance means comprises means for maintaining said liquid level approximately 1 inch (2.54 cm) above the bottom of said container. 19. The apparatus according to claim 10, comprising means for independently grounding the spraying means and the collecting means. 20. The device according to claim 15, wherein the coil end is grounded.
JP13601579A 1978-10-23 1979-10-23 Method for cooling induction heated vapor deposition equipment and cooling device therefor Expired JPS599623B2 (en)

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