JPS63284810A - エピタキシヤル反応炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、エピタキシャル反応炉の収率を増大させ、寄
生熱の生成を減少させ、かつ該反応炉と特に、反応炉中
で処理される物体において温度勾配を最小にするための
、エピタキシャル反応炉において使用される誘導子とサ
セプターに関する。

従来の技術 半導体産業において、化学析出によるエピタキシャル成
長により種々の物質の基板を覆うことを提供するエピタ
キシャル反応炉の使用が公知である。特に、該反応炉は
、半導体装置の製造のためにシリコン基板において単結
晶シリコンのエピタキシャル析出を提供するために使用
される。

発明が解決しようとする問題点 半導体産業において歴史的に普及した多数のエピタキシ
ャル反応炉の中で、米国特許第４，５７９．０８０　号
、ジョーンＧ、マルタン他、において優れた特徴が規定
かつ請求され、明らかにされたものが著名である。ここ
でそれを参照すると、この場合多面ブリズマ又は角錐台
形状を有するサセプターを使用し、該サセプターは内部
が化学蒸気に関して非反応性の絶縁ガラス鐘に封入され
、該ガラス鐘は、例えば金属層のような反射層によって
覆われ、作業中核サセプターによって照射された熱エネ
ルギーを反射し、パワー消費を減少し、かつ該サセプタ
ーの温度を一様にし、そして水のような液体によって冷
却された冷却ライナーによって取り囲まれ、反応炉にお
いて処理された基板において潜在的に存在する汚染物質
の該壁における実質的な析出を防止する温度に、該ガラ
ス鐘の壁が保持されるものである。

該ガラス鐘は、該サセプターを加熱するためにパワーを
提供する、中間周波数交流（ｌ乃至１５ｋＨｚ）によっ
てエネルギーを与えられる誘導子（１ｎｄｕｃｔｏｒ）
又はコイルによって取り囲まれており、この誘電子又は
コイルは、適正に間隔をあけられた多数の巻線によって
巻かれた導体により形成され、各点ごとに可変なパワー
を該サセプターに提供することが、特に、上記の特許の
第１２欄、５９行、６７行に記載されている。

ある理由のために、サセプターにおける局所パワーを変
化させなければならないのならば、隣接する巻線の間隔
を、該巻線の間隔を制御する手段により変化させなけれ
ばならないが、これは、該導体の寸法に関連した機械的
及び間隔範囲の問題を提起する。さらに、巻線がより間
隔をあけられる場合、コイルを形成する導体は、サセプ
ター軸に関してもはや垂直ではない平面にあり、そして
その結果、電流が、該巻線に並列に誘導され、同様の重
大な熱勾配を生成する局所加熱を与え、さらに、サセプ
ターの回転のために、局所脈動加熱を生成し、熱勾配を
高め、減少させ、その結果処理される基板又はウェーハ
ーにおいて結晶欠陥又はきずを生成する。

さらに、サセプターは、グラファイトのような良好な電
気導体によって形成され、多分炭化ケイ素の如く物質に
よって覆われ、反応炉に存在する製品によって生ずる化
学反応物質及びガスに関して十分な耐性があり、そして
サセプターは、所望パターンに従って熱を分散させる目
的のために、加熱される基板又はウェーハーを収容する
ポケット又は凹みの回りの領域の如く幾つかの領域にお
いて厚くなった部分又は突起を備え（上記の特許第８欄
５０〜５５行参照）、更に、二面角コーナーと上方及び
下方領域（同第１３欄６６行乃至第１４欄１４行参照）
の如く他の領域において薄くなった部分を備える。

しかし、そのようなパターンは、最良の熱的結果を与え
かつサセプターの側壁の面にわたるより一様な温度プロ
フィルを生成するための最良形状を見いだすために、単
調で退屈な時間を消費する経験的プロセスを必要とする
。

最後に、該特許において、す七ブタ−によって放射され
た熱と、石英ガラス鐘をライニングする反射金属層内の
誘導電流によって生成された熱により、送風により効果
的な冷却を獲得することが非常に困難であり、そしてそ
の結果、該ガラス鐘を取り囲む水の移動するライナーに
よって提供された水冷却を使用する（同第１１欄５７行
乃至第１２欄１７行参照）ことが好まれることが、断言
される。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題に対する対策を見いだすことであ
り、反射層と液体冷却ライナーのない石英ガラス鐘を使
用し、そして該誘導子又はコイルを構成する導体の内部
領域に該反射機能を課し、適正な反射機能を有したこれ
らが製造される。

ガラス鐘壁において反射層をもはや備えないこのシステ
ムは、ガラス鐘の加熱を減少させ、該反射層において誘
導電流を回避し、そしてさらに、コイルの導体が中空で
ありかつ冷却液体が移動するとき、それらは、非常に効
果的に該反射体を冷却するので、送風により効果的な冷
却を行うことが可能である。好ましくは、該送風冷却を
特に効果的にするために、システムは、完全に該誘導子
又はコイルを取り囲むチャンバー内に空気を圧縮するフ
ァン又は送風器を具備し、この空気は、それから指向ブ
レード・アセンブリ又はノズルを通じて放出され、該石
英ガラス鐘の基部から頂部に上昇する渦巻き流を形成し
、残りは、該ガラス鐘と周囲のコイルの間を運ばれ、そ
してそれから自動車のラジェーターに類似した空気−水
熱交換器へと送風器入口に接続された上方チャンバーか
ら排出される。

さらに好ましくは、空気は、基部においてガラス鐘壁に
一層接触するためＩこ適正なギャップを通して侵入し、
コイルの隣接巻線の間隔によって、空気の流れを増し、
ガラス鐘の回りを移動し、他の空気は、中空でかつ液体
冷却されるコイル導体の回りを通過することによりさら
に冷却を行う。

しかし、このシステムは、サセプター軸に実質的に垂直
な平面にあるリング形状の導体巻線によって形成された
コイルを使用し、該サセプターにおいてサセプター軸に
垂直な電流を誘導し、サセプターの回転に関連した上記
の脈動加熱を避ける利点を有するが、ガラス鐘の回りの
反射体の連続性を減少するためにかなり閉じた巻線と、
固定形状とを有する誘導子を必要とするという重大な問
題を有し、その結果サセプターに誘導された電磁場とパ
ワーを局所的に変化させるために巻線を移動させること
が可能でない。

しかし、適正なタップによりコイルの個々の巻線におい
て電流を局所的に変化させることにより、磁場を局所的
に変化させることが可能であり、この場合タップは、特
定ニーズにより性質が誘導性、容量性、又は両方である
非損失（ｎｏｎ　ｄｉｓｓｉｐａ−ｔｉｎｇ）又はリア
クタンス制御回路に結合される。

特に、幾つかの巻線を通る電流を減少させることが望ま
れるならば、誘導性回路が該巻線に分路接続されるが、
一方、該電流を増大させることが望まれるならば、容量
性回路が分路接続される。

好ましくは、誘導性回路は、可変にされ、巻線の幾つか
の結合又は切断のいづれかを行い、又は、使用周波数に
適した種類の強磁性コアを導入及び導出する。

容量性回路は、接続プラグ、又は手動、あるいは電気制
御スイッチにより分路接続可能な多数のコンデンサーを
使用して可変にすることができる。

回路は、並列又は直列に結合された多数の誘導子及びコ
ンデンサーの結合によって提供される。

特に、連続的に可変な誘導子を選択的に接続された個別
のコンデンサーに結合することによって、誘導性及び容
量性特性を有する可変回路を有することが可能であり、
そのように形成された誘導子及びコンデンサー・アセン
ブリは、電流の束を回収し、サセプターを加熱するコイ
ルの巻線に流す機能を有する。

別の解決法によれば、コイル反射体アセンブリは、金属
薄板の円筒形表面によって形成され、母線に沿って切断
され、それらの任意のものは、それに対して溶接又は半
田付けされた少なくとも中空液体冷却導体によって取り
囲まれ、該表面の高さはコイルの隣接巻線の間の空間に
より変化し、そしてブリッジによりそれらの間に直列結
合された導体であり、隣接巻線からコイルの形成を許容
し、該サセプターの軸に関して垂直な平面にある。

好ましい実施態様によれば、コイルの外側の磁場分散を
制限するために、角形状ブロックが提供され、該コイル
の頂部と下方縁を取り囲み、そして該ブロックは、コイ
ルとエネルギーを与える電流の周波数によって与えられ
た磁場により選ばれた強磁性物質からなる。

好ましい実施態様によれば、角形状強磁性ブロックは、
該コイルを取り囲む円筒形設によって結合される。

別の好ましい実施態様によれば、角形状強磁性ブロック
は、互いに分離されかつ該コイルを部分的にのみ取り囲
む強磁性物質の柱によって互いに結合される。

本発明の最後の実施態様によれば、サセプターは、側部
コーナーにおいて、内側よりも外側で大きな面取りを有
し、これらの領域において厚さを一定に保持するか又は
減少し、そしてさらに、処理されるウェーハーを収容す
るポケット又は凹部において壁厚が減少させられる。

特に、これらの減少は、円形平面底部くぼみの形状、円
形面取り底部くぼみの形状、又は中心から該ポケットの
周辺への全体的な円錐リリーフの形状を有する。さらに
、磁束を包含し、基部から頂部に減少するサセプターの
角錐形状は、誘導パワーを減少させるので、一定電流密
度を維持するために、サセプターの全体の厚さに比例し
た減少により、該減少を補償することができる。

本発明の特徴と利点は、他の目的と共に、例示的かつ非
制限的目的のために与えられた実施態様の次の詳細な説
明から明らかになり、また添付の図面が提供される。

実施例 第１図を参照すると、本発明により、エピタキシャル反
応炉ＩＯが、絶縁されかつ多分透明な通常石英のガラス
鐘１４中にて回転かつ導入可能なサセプター１２によっ
て形成される。該ガラス鐘１４を、平面リングの形状を
取る多数の巻線１８によって形成されたコイル１６が取
り囲み、巻線１８は側面において開いており、そして隣
接巻線の間で電気接続を提供する伝導ブリッジ又はジャ
ンパー２０によって互いに接続される。巻線は、本質的
に、方形パイプの如く中空導体によって形成され、水の
如く冷却液体が移動し、適正な反応炉の作用に適応して
使用温度に維持される。特に、コイル１６の巻線１８に
よって形成された中空導体は、コイルにおける中空導体
の位置により種々の高さを有し、コイル１６の端部にお
いてより低く、そして中間領域においてより高く、サセ
プター１２の端部領域において高電流密度と、このため
高加熱パワーを許容し、そして中間領域においてより低
い電流密度を許容する。

誘導子１６とガラス鐘１４のアセンブリは、下方平面２
４と分割平面２６によって閉じられたと頂部に接触した
円筒形壁２２によって形成された加圧室２１に封入され
、該ガラス鐘１４を包含する構造体２８と、コイル１６
を支える構造体３０を具備する。そして、これは、上方
カバー３２を有し、ウィンドー３６を通して空気−水熱
交換器３８と連絡する上方室３４を規定し、空気−水熱
交換器３８は外部金属区画４２によって規定された外部
室４０に結合され、外部金属区画４２は平面２４に接触
し、そしてガラス鐘１４を取り囲む全体空気回路を閉鎖
する。送風器４４は、モーター４６によって作動され、
外部室４０がら空気を取り、開口４８を通って加圧室２
１に取り入れる。

ここから、空気が、渦巻き生成ノズル５０を通ってガラ
ス鐘１４をかすめるように通過する。この場合ノズル５
０は、偏向及び運搬ブレード５２を具備し、矢印５４に
より明らかにされる（特に第２図を参照）ような空気に
渦巻き動作を提供する。

さらに、ノズル５０を通過するために、冷却空気は、コ
イル１６の一つの巻線１８の間の分離キャップ５６を通
過し、石英ガラス鐘１４の壁からの熱除去を補助する乱
流を高める。

該ギャップ５６はまた、虹彩絞りを調整する開口を具備
し、それらを通過する空気束と、こうしてガラス鐘１４
の壁温度に影響を与える。

多角形基部（この例において六角形）を備えた角錐台の
形状を有するサセプター１２は、複数の面５８を具備し
、この場合エピタキシャル成長を受容する典型的なシリ
コン・ウェーハーのような、処理されるウェーハー又は
スライス材料６２を収容するポケット又は凹部６０を切
り取られる。支持６４によってもたらされた該サセプタ
ー１２は、適切な密封支持を通過するシャフト６６によ
って回転され、そしてモーター（図示されていない）に
よって作動される。該支持は、それをガスケット７０に
対し押して保持するために、ガラス鐘１４の下方基部に
対して接触する押し支持６８と統合される。ガスケット
７０はガラス鐘基部と下方平面２４の間に含まれる。そ
して密封穴あき板（ｓｅａｌ　ｉｎｇ　　ｐｉｅｒｃｅ
ｄ　　ｐｌａｔｅ）７２に対し支持７６に隣接するバネ
７４によって押され、管７８によりエピタキシャル反応
炉において使用されるガス、例えば、５ｔＣＩい　５ｉ
ＨＣＩ、、Ｈ２Ｓ及びアルミニュームやリン（１４物の
如く、他のガス化合物を導入させ、適正なシリコン・ド
ーピングを保証する。

サセプター１２の温度は、反応炉作動中、矢印８２と８
４の方向に可動な少なくとも１つの光高温計８０によっ
て検出され、コイル１６の巻線１８の間のギャップ５６
によりサセプター１２を測定し、そしてケーブル８６を
通して第１処理中実装置８８、例えば、アナログ対デジ
タル変換器（Ａ／Ｄ）に接続される。アナログ対デジタ
ル変換器は、ケーブル９０を通して温度データを中央処
理装置９２に送信する。中央処理装置９２は、多重バス
９４により、エピタキシャル反応炉全体の管理のための
全命令及びデータを受信し、調整信号、例えば、第１信
号をライン９６を通して送信し送風器４４を作動するモ
ーター４６の速度を制御し、束調整弁１０２の作動器１
００のための第２信号をライン９８を通して送信し、空
気−水熱交換器（３８）において冷却水束を調整し、そ
して以下に開示されるシステムによるコイル１６の一つ
の巻線における電流制御のために、第３信号をライン０
４を通して送信する。

代替的に、単一可動高温計８０の代わりに、複数の光高
温計を使用することができ、多数の適切に選ばれた測定
点に適切に配置され、そして今度は、本情報処理技術に
おいて広く普及されかつ公知の多数の電子交換回路の１
つにより上記の処理中実装置８８に接続される。

前述の如く、コンデンサー１１０の如くコンデンサー又
は誘導子に分路接続されたコイル１６の指定巻線におい
て電流を局所的に変化させることが可能である。誘導子
１１２は、作動器！＋６により誘電子に導入又は引き抜
かれる強磁性コアｌ１４のようなコアの使用により、可
変とすることができる。モーターのような作動器１１６
は、該強磁性コア１１４に結合されたラック棒１１８に
おいて作動する。該強磁性コアは、誘導子１６にエネル
ギーを与える電流の周波数（１ｋＨｚ乃至２０ｋＨｚ）
に適切な、特に薄くかつ良好に絶縁された積層のスタッ
クによって形成することができ、又は、高透磁率を宵し
、そして高磁場に置かれ、半導体装置により制御される
電圧コンバーターの変圧器において使用されるような、
円筒形セラミック・フェライト棒により形成することが
できる。

作動器１１６によって移動されるラック棒１１８は、位
置トランスデユーサ−１２０を具備し、ライン１２２を
通して中央処理装置９２に誘導子１１２の巻線内のコア
１１４の位置について知らせる機能を有する。

電磁場を局所的に制御しそしてこのためサセプター１２
に誘導されたパワーを制御するために、コイル１６の特
定巻線における電流を局所的に制御する可能性は、第３
〜５図を参照してさらに良く理解される。

第３ａ図において簡単なケースが参照される。

コイル１６は、番号１２６の交流発電機によって給電さ
れ、そして分路接続されたコンデンサー１２８により発
電機１２６の周波数において共振し、コンデンサー１２
８は、そのような共振を生成するために適する形状を取
る。

コイル１６の指示巻線において同一タップが考えられる
ならば、該タップは、コイル１６を単巻変圧器として作
動させ、そして無効負荷が該タップに接続されるならば
、該タップの一対の間に電流を誘導することが可能であ
る。

無効負荷は、その性質が誘導性又は容量性であるという
事実のために、該２つのタップの間で誘導された電流は
、コイルの巻線における電流に対し増減される。第３ａ
図に示された例により、タップ対１３２と１３４の間に
、幾つかのコンデンサー１１０ａ、ｌ　ｌｏｂ、Ｉ　］
、Ｏｃ、等が接続され、該タップ対の間の選択された電
流の増大が獲得される。該ある場合には水で冷却される
コンデンサーと交差する非常に高い電流により、該コン
デンサーに対する接続は、固定ねじ又はボルトを動かす
ために使用される適切な工具を使用して、適切なコネク
ターにより手で行われることが好ましい。

同一コイル１６のタップ対１３’６と１３８の間におい
て、同様にして、該負荷誘導子１１２の隣接する巻線の
タップ１４２の間にボルトにより結合された板等からな
る短絡導体１４０を備えた、負荷誘導子１１２が接続さ
れる。上記の制御の形式は、手で結合かつ制御すること
ができ、そしてコイル１６において電流の予備選択され
た一定調整を行うことができる。さらに、該調整を行う
ために、コイル１６へのパワーは切断されなければなら
ず、そしてその結果、反応炉の作動と生産が遮断されな
ければならない。

例えばタップ対１３６と１３８の間で誘導された電流の
連続かつ自動調整を行うために、第３ｂ図のアセンブリ
が使用される。この図において、タップ１３６と１３８
の間に接続された誘導子ｌ１２のインダクタンスは、強
磁性コア１１４を該誘導子から出し入れすることにより
変化させることができる。該コアは、中央処理装置９２
によってライン１０４を通して制御された作動器１１６
によって移動させられる。中央処理装置９２は、サセプ
タ一温度を測定しそしてこうして個々のコイル（１６）
巻線における電流に接続された局所パワー密度を測定す
る、光高温計８０から入る信号をライン９０を通して受
信し、そしてライン１２２を通して誘導子１１２内のコ
ツ１１４位置についてトランスデユーサ−１２０によっ
て生成された位置データを受信する。第３ｂ図と第１図
の両方に示された上記の装置は、コイル１６のタップ１
３６と１３８の間で誘導された電流を連続的、制御可能
かつ自動的に変動させる。

第３ｃ図に示されたコイル１６の無効負荷回路のさらに
改良は、タップ１３６と１３８の間に接続された多数の
コンデンサー１１０ａ、１ｌｏｂ。

１１０ｃ、等の接続に存し、多分可動強磁性コア１１４
により可変な誘導子１１２を分路接続する。

スイッチ又はリレー接点アセンブリ１４４　ａ。

１４４ｂ、１４４ｃ、　　・・ｓ、及び１４６は、１つ
以上のコンデンサー及び／又は可変誘導子１１２の分路
接続を許容する。並列共振回路が獲得され、定数（即ち
、インダクタンス及び／又は静電容量）を変化させるこ
とにより、並列共振回路は発電機１２６の周波数に関し
て高位又は低位の周波数に共振し、それぞれ、無効回路
に誘導性又は容量性特性のいづれかの特性を与え、そし
て誘導子１２２の簡単な変化により、容量性から誘導性
、又は逆に、該回路の特性を連続的に変更することを可
能にし、コイル１６の特別な有用性を許容する。

該無効回路の特定作用が、第４〜５図の図面を参照して
以下に説明される。

誘導性と容量性の間で可変な特性を有する無効回路が、
さらに、第３ｄ図に示される。該回路において、互いに
分路接続されたコンデンサー１１０ａ％　１ｌｏｂＳ　
１１０ｃ、等があり、そして可動コア１１４’を備えた
可変誘導子１１２’と連続的に直列接続される。無効回
路は、実際に、直列共振回路であり、定数を変化させる
ことにより、発電機１２６の周波数に関して低位又は高
位の周波数において共振することができ、そ°れぞれ、
無効回路に容量性又は誘導性特性を与える。スイッチ又
はリレー接点１４４’　ｂ、１４４’　ｃは、コンデン
サー１１０’ａに関してコンデンサー１１０’　ｂ、１
１０’　ｃを分路接続させ、一方、さらにスイッチ又は
リレー接点１４４’ａは、総てのコンデンサー１１０’
ａ乃至１１０’ｃを除いて短絡させ、そしてさらに、ス
イッチ又はリレー接点１４６′は、誘導子１１２’を除
いて短絡させる。直列結合共振回路によって形成される
この無効回路は、並列共振回路に等価に作用するが、共
振周波数の近くで、回路は、非常に高い電流にあるとい
う欠点を有しており、そしてさらに、過電圧に対するコ
ンデンサーを保護するために、少なくともコンデンサー
１１０’ａ乃至１１０’ｃの両端において、電圧従属抵
抗器（ＶＤＲ）又はバリスターのような電圧制限部材１
５０の用意を提示するほど、リアクタンス部材の両端に
非常に高い電圧を発生させる。最も望ましい第３Ｃ図の
回路の作用の十分な理解のために、令弟４〜５図を参照
すると、インピーダンス及び電圧と電流の間の位相角、
異なるインダクタンスと容量接続に対するそれぞれの線
図、及び連続的インダクタンス変動に対して異なるコン
デンサーのコイル１６から増減された電流に対する線図
が示される。

線図Ａにより、３１．３マククロヘンリーのインダクタ
ンスと２４マイクロフアラツド容量を有する回路は、５
．７５ｋＨｚにおいて共振し、殆ど１ｏｋＨｚ周波数に
おいて純粋なコンデンサーとして作用し、もちろん低位
の容量も有する。線図Ｂにより、１５．８マククロヘン
リーのインダクタンスと１６マイクロフアラツド容量を
有する回路は、１０に’Ｈｚにおいて正確に共振し、純
粋な抵抗として作用する。線図Ｃにより、８．０７マク
クロヘンリーのインダクタンスと１６マイクロフアラツ
ド容量を有する回路は、１４ｋＨｚにおいて共振し、１
ＱｋＨｚ周波数において殆ど純粋な誘導子として作用し
、もちろん低位のインダクタンスも有する。

第５図は、コンデンサー１１０の所与の容量に対し誘導
子１１２を変化させることにより、コイル１６の巻線か
ら減ぜられた電流から、該巻線に加えられるか又は導入
される電流まで変化することが可能なことを線図で明確
に示す。例えば、３２マイクロフアラツド容量に対し記
録された第１の線図は、６マククロヘンリーのインダク
タンスにより、無効回路は、３０アンペアの電流をコイ
ル１６の巻線から減じ、この場合コイル１６には５０ボ
ルトが形成され（これは、もちろん、１ＯｋＨｚ周波数
である）、一方、３０マククロヘンリーのインダクタン
スにより約７０アンペアの電流を該巻線に加え、電流は
、８マククロヘンリーのインダクタンスに対し実質的に
ゼロであり、この場合１０ｋＨｚの共振がある。

２４マイクロフアラツド容量と６マククロヘンリーのイ
ンダクタンスにより、回路は、５５アンペアの電流を減
じ、モして３０マククロヘンリーのインダクタンスによ
り、コイル１６において約４５アンペアの電流を導入し
、該電流は、約１０゜５マククロヘンリーのインダクタ
ンスによって提供される１０ｋＨｚの共振条件において
実質的にゼロである。残りの線図も、同様に理解するこ
とができ、同一インダクタンスにおいて容量を低下させ
ることにより、コイル１６から減ぜられる電流は増大さ
れ、一方、コイル１６に入る電流は減少されることが注
目される。

今、第６〜７図を参照すると、コイル１６によりて生成
された磁場の分散を減少させる第１アセンブリが、コイ
ルの外側に示される。この分散の減少は、強磁性物質の
角形状ブロック１６０．１６０ａ、１６０ｂ、−−−１
及び１７０、ｌ　７０　ａ。

１７０ｂ、・・・をそれぞれコイル１６の上方及び下方
縁の近くに備えることにより獲得される。

使用周波数を考慮し、例えば、非常に薄いケイ素鋼積層
で作製された該ブロックは、強磁性場を案内し、それを
記号Ｈ４によって指示された非常に分散した形態から記
号Ｈ２によって指示されたコイル１６の近くのより集中
した形態に再形成する。

コイル１６の外側で、磁場Ｈ８は、磁場Ｈ３よりもより
速やかに減少し、該磁場に入れられた金属成分の加熱を
減少するが、該金属成分の加熱低下は、ブロック１６０
−１７０の加熱に負の平衡を得、ブロック１６０−１７
０は、高パワーのために水冷却を必要とする。

第６〜７図に示された積層ブロック１６０−１７０を、
使用周波数において非常に小さなパワー損失しか有さな
い公知のセラミック・フェライトの如く電気的に伝導性
又は絶縁性のない、第８〜９図に示された磁性材料のブ
ロック１８０−１９０で置き換えることによって、前記
の欠点は非常に減少される。

さらに、第８〜９図を考察すると、ブロック１８０．１
８０ａ、１８０ｇは、コイル１６の頂部縁を取り囲み、
ブロック１９０、ｔ９０ａ、１９０ｄ等は、同一コイル
１６の底部縁を取り囲み、コイル１６の内側と、該ブロ
ック１８０．１８０ａ−１８０ｇと、１９０．１９０ａ
−１９０ｇと、柱２００．２００ａ−２００ｇによって
形成された外部経路との間に磁場Ｈ８の形態化が許容さ
れる。柱は、コイル１６の外側の磁場分散を最小にする
Ｉ；めに上記のブロックを結合する。

サセプター１２の面５８において処理されるつニーバー
又はスライス材料を収容する目的を有する、凹部又はポ
ケット６０に対し特定の加熱プロフィルを保証するため
に、サセプター１２の内側表面５９に特定形状を用いる
ことができ、ｇｔｏ〜Ｉ２図に示された如く、該ポケッ
ト６０と整合される。特に、第１０図において、ポケッ
ト６０の後ろに、残りの面５９と同一レベルにおいて平
面領域２１２を取り囲む円形トレンチの形状を有する、
くぼみ２１０が提供される。第１１図において、ポケッ
ト６０の後ろに、外部から内部周辺に徐々に上昇し面５
９と同一レベルにおいて平面領域２１６に到達する円形
コロナの形状を有する、面取りされたくぼみ２１４が提
供される。第１２図において、ポケット６０の後ろに、
ポケット６０の中心と実質的に整合した頂点２１８にお
いて頂部を宵する円錐形状の連続レリーフが提供される
。

第１Ｏ〜１２図に示された凹部又はレリーフの総ては、
ポケット６０において、本技術における当業者には明白
な温度プロフィルを生成し、サセプターの厚さの低下が
、サセプターと、こうして該ポケット６０に収容された
ウェーハーの温度の高さと対応する。

取られた対策はさらに、サセプター厚さを一定に維持又
は局所的に減少させそしてこうして電流密度を一定に維
持又は局所的に増大させるために、サセプター１２の側
部コーナーに内側より外側に大きな面取りを備えること
である。

本明細書において、例として、エピタキシャル反応炉の
コイル及びサセプターに対する改良か示され、サセプタ
ー１２のポケット６０に収容されたウェーハーを処理す
るために必要な特に適正な作業が行われる。

明らかに、本技術における当業者は、本明細書に示され
たものに全体として又は部分的に等価なアプローチ及び
対策を見いだすことができ、そして特許請求の範囲によ
って規定された本発明の範囲内の該等価な対策とアプロ
ーチの総てがカバーされることが意図される。

本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。

１、コイル（１６）の巻線によって誘導された電流！こ
より加熱され、石英の如く絶縁性かつ光学的に透明な物
質から作られたガラス鐘（１４）に収容され、作業中放
射された熱をサセプターに対し反射させる目的を有する
反射体によって取り囲まれた、回転するサセプター（１
２）に存する結晶基板上に気相からエピタキシャル層を
析出する反応炉において、 反射体として、該コイル（１６）を形成する巻線（１８
）の光学的に仕上げられた内側側面を使用し、 該巻線は、中空導体ｌこよって与えられ、冷却液体が移
動し、該巻線によって形成された反射体の最小の離断を
設けるために互いに距離を置かれ、かつ機械的に安定し
た構成又は形状で固定され、該サセプターにおいて要求
される局所パワーの変動によって必要とされるコイル（
１６）の内側の磁場の局所変動は、該パワー変動が要求
されるサセプター（１２）領域に対応するコイル（１６
）の該予め選択された巻線（１８）に対しリアクタンス
法にて電流を減少又は増加させる手段によって提供され
ることを特徴とする反応炉。

２、コイル（１６）の巻線（１８）が、リング形状導体
によって与えられ、サセプタ＝（１２）軸に実質的に垂
直な平面に置かれ、該軸に垂直に電流を誘導し、該サセ
プター軸に関する該電流の垂直性の欠如とこのサセプタ
ーの回転に関連した加熱脈動を回避することを特徴とす
る上記第１項に記載の反応炉。

３、該ガラス鐘（１４）を冷却させるために、送風器（
４４）から流入し、ノズルと渦巻き生成器（５０）に案
内され、該ガラス鐘（１４）と該コイル（１６）の間を
流れ、こうして、該ガラス鐘（１４）の回りから流出し
、熱交換手段（３８）によって冷却させられ、該送風器
（４４）に戻される、通風を用いることを特徴とする上
記第１項又は第２項のいづれか１つの項に記載の反応炉
。

４、該送風器（４４）から出る空気が、まず加圧室に入
り、そしてそこから該ノズル及び渦巻き発生器（５０）
を通り、該コイル（１６）の巻線（１８）の間のギャッ
プ（５６）からなる補助タップを通ってガラス鐘（１４
）とコイル（１６）の間を通過することを特徴とする上
記第３項に記載の反応炉。

５、該コイル（１６）の巻線（Ｉ８）から電流をリアク
タンス的に減する手段が、該巻線の間に接続された誘導
子（１１２）によって与えられ、そして該巻線（１８）
に電流をリアクタンス的に加える手段が、該巻線（１８
）の間に接続されたコンデンサー（１１０）によって与
えられえることを特徴とする上記第１項に記載の反応炉
。

６、該誘導子（１１２）が可変であることを特徴とする
上記第５１Ｘに記載の反応炉。

７、該誘導子（１１２）の任意のものが、タップ（１４
２）を短絡導体又はブリッジ（１４０）に結合すること
により可変であることを特徴とする上記第６項に記載の
反応炉。

８、該誘導子（１１２）の任意のものが、該誘導子中で
可動な強磁性コア（１１４）により可変であることを特
徴とする上記第６項に記載の反応炉。

９、該コンデンサー（１１０）の任意のものが、可変で
あることを特徴とする上記第５項に記載の反応炉。

１０、該コンデンサー（１１０）の任意のものが、選択
された数のコンデンサ一部材を分路接続することによる
増加により可変であることを特徴とする上記第９項に記
載の反応炉。

１１、少なくとも１つの誘導子（１１２）とコンデンサ
ー（１１０）の結合であることを特徴とする上記第５項
に記載の反応炉。

１２、該少なくとも１つの誘導子（１１２）とコンデン
サー（１１０）の結合が、増加により可変なコンデンサ
ー（ｌ　ｌ　Ｏ）と、強磁性可動コア（１１４）により
可変な誘導子（１１２）とによる並列結合であることを
特徴とする上記第１１項に記載の反応炉。

１３、該少なくとも１つの誘導子（１１２’）とコンデ
ンサー（ｌ　ｌ　Ｏ”）の結合が、増加により可変なコ
ンデンサー（ｌ　ｌ　Ｏ’　）と、強磁性可動コア（１
１４’）により可変な誘導子（１１２’）とによる直列
結合であることを特徴とする上記第１１項に記載の反応
炉。

１４、共振条件の近くで該コンデンサー（１１０′）に
形成される可能な過電圧を制限するために、該コンデン
サー（１１０’　）の両端に電圧制限部材（１５０）が
接続されることを特徴とする上記第１３項に記載の反応
炉。

１５、該コイル（１６）が、コイル（１６）の外側の磁
場を案内かつ制限する目的を有する強磁性ブロック（１
６０，１７０１１８０％　１９０）を具備することを特
徴とする上記第１項に記載の反応炉。

１６、該ブロック（１６０，１７０，１８０，１９０）
が、角形状を有し、かつそれぞれ、該コイル（１６）の
頂部縁と底部縁の回りに備えられることを特徴とする上
記第１５項に記載の反応炉。

１７、該ブロック（１６０，１７０，１８０，１９０）
が、強磁性積層スタックからなることを特徴とする上記
第１６項に記載の反応炉。

１８、該ブロック（１６０，１７０，１８０，１９０）
が、セラミック・フェライトからなることを特徴とする
上記第１６項に記載の反応炉。

１９、該強磁性ブロック（１６０，１７０，１８０，１
９０）が、該コイル（１６）の外側の回りの外部強磁性
殻によって結合されることを特徴とする上記第１５項に
記載の反応炉。

２０、該ブロック（１６０，１７０，１８０，１９０）
と該殻が、セラミック・フェライトからなることを特徴
とする上記第１９項に記載の反応炉。

２１、該７エライト・ブロック　（１６０，１７０，１
８０，１９０）が、該フェライト・コイル（１６）の外
側のフェライト柱（２００）によって結合されることを
特徴とする上記第１８項に記載の反応炉。

２２、伝導膜に存する該サセプター（１２）が、正多角
形基部を有する角錐台の形状を有し、外側表面（５８）
と内側表面（５９）を有し、さらに、該殻の内側表面が
、処理される材料のスライス（６２）のウェーハーを収
容する該外側表面（５８）におけるポケット又は凹部と
整合しかつ実質的に間延のくぼみ又はレリーフを具備す
ることを特徴とする上記第１項に記載の反応炉。

２３、サセプター（１２）の厚さ変動が、該サセプター
（１２）の角錐形状に関連した誘導パワー変動を補償す
ることを特徴とする上記第２２項に記載の反応炉。

２４、該ポケット　（６０）と整合した該くぼみが、該
内部表面（５９）と実質的に同一レベルにおいて中心領
域（２１２）を取り囲む円形トレンチの形状を有する平
面くぼみであることを特徴とする上記第２２項又は第２
３項のいづれか１つの項に記載の反応炉。

２５、該くぼみが、該内側表面と実質的に同一レベルに
おいて中心領域（２１６）から始まる斜面をつけられた
円形トレンチ（２１４）であることを特徴とする上記第
２２項又は第２３項のいづれか１つの項に記載の反応炉
。

２６、該レリーフが、該サセプター（１２）の内側表面
（５９）において、該ポケット（６０）の中心と実質的
に整合した頂点（２４８）を有する全体的に円錐形表面
であることを特徴とする上記第２２項又は第２３項のい
づれか１つの項に記載の反応炉。

２７、サセプター（１２）の側部コーナーが、内側より
も外側で十分に大きな面取りを与えられ、サセプター（
１２）厚さを局所的に維持又は縮小させ、そしてこのた
め同一物における電流密度を局所的に維持又は増大させ
ることを特徴とする上記第２２〜２６項のいづれか１つ
の項に記載の反応炉。

２８、上記第１〜２１項のいづれか１つの項に記載のコ
イル（１６）と、上記第２２〜２７項のいづれか１つの
項に記載のサセプター（１２）を特徴とする反応炉。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による改良を提供されたエピタキシャ
ル反応炉の概略断面図。 第２図は、本発明による空気渦巻き及び送風システムを
特に示す、第１図のライン２−２に沿って取られた図。 第３図は、コイルの個々の巻線において電流を制御する
ために様々に制御される各種のりアクタンス回路をセク
ションａ）〜ｄ）で示す図。 第４図は、第３ｃ図によるリアクタンス回路のインピー
ダンス及び位相特性を示す図。 第５図は、多様なインダクタンス及び静電容量値により
、第３ｃ図によるリアクタンス回路によってコイルから
吸収又はコイルに提供された電流を示す図。 第６図は、コイルの外側の電磁場分散を減少させるため
に、強磁性材料の角形状ブロックを端部に備えたコイル
及びサセプター・アセンブリの軸方向断面図。 第７図は、第６図のライン７−７に沿った図。 第８図は、電磁場の分散を最大に減少させるために、全
体強磁性殻を提供されたコイル及びサセプター・アセン
ブリの軸方向断面図。 第９図は、第８図のライン９−９に沿った図。 第１０図は、円形平面トレンチの形状を有するくぼみを
後面に備えたサセプターの部分の、それぞれ、後面図、
断面による側面図及び前面図。 第１１図は、外側が面取りされた円形トレンチの形状を
をするくぼみを後面に備えたサセプターの部分の、それ
ぞれ、後面図、断面による側面図及び前面図。 第１２図は、全体に円錐レリーフを備えたサセプターの
部分の、それぞれの、後面図、断面による側面図及び前
面図。 図中、ｌＯ・・・・エピタキシャル反応炉、１２・・・
・サセプター、１４・・・・ガラス鐘、１６・・・・コ
イル、１８・・・・巻線、２０・・・・ジャンパー、３
８・・・・空気−水熱交換器、４６・・・・モーター、
５０・・・・渦巻き生成ノズル、５２・・・・ブレード
、６２・・・・ウェハー、８０・・・・光高温計、９２
・・・・中央地理装置、ｌｌＯ・・・・コンデンサー、
１１２・・・・負荷誘導子、１１４・・・・強磁性コア
、１２６・・・・交流発電機、１２４．１３６及び１３
８・・・・タップ、１６０．１７０．１８０及び１９０
・・・・ブロックである。 特許出願人　エルピーイー・ソチェタ・ベル・アチオニ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コイル（１６）の巻線によって誘導された電流によ
   り加熱され、石英の如く絶縁性かつ光学的に透明な物質
   から作られたガラス鐘（１４）に収容され、作業中放射
   された熱をサセプターに対し反射させる目的を有する反
   射体によって取り囲まれた、回転するサセプター（１２
   ）に存する結晶基板上に気相からエピタキシャル層を析
   出する反応炉において、 反射体として、該コイル（１６）を形成する巻線（１８
   ）の光学的に仕上げられた内側側面を使用し、 該巻線は、中空導体によって与えられ、冷却液体が移動
   し、該巻線によって形成された反射体の最小の離断を設
   けるために互いに距離を置かれ、かつ機械的に安定した
   構成又は形状で固定され、該サセプターにおいて要求さ
   れる局所パワーの変動によって必要とされるコイル（１
   ６）の内側の磁場の局所変動は、該パワー変動が要求さ
   れるサセプター（１２）領域に対応するコイル（１６）
   の該予め選択された巻線（１８）に対しリアクタンス法
   にて電流を減少又は増加させる手段によって提供される
   ことを特徴とする反応炉。