SE500124C2

SE500124C2 - Cold wall reactor for heating silicon wafers with microwave energy

Info

Publication number: SE500124C2
Application number: SE9300742A
Authority: SE
Inventors: Rudolf Buchta; Jan Svennebrink
Original assignee: Stiftelsen Inst Foer Mikroelek
Priority date: 1993-03-05
Filing date: 1993-03-05
Publication date: 1994-04-18
Also published as: SE9300742D0; SE9300742L; WO1994020980A1

Abstract

A cold wall reactor for heating a silicon wafer and comprising a microwave cavity to which there is connected a microwave generator for delivering microwave energy to the cold wall reactor. The invention is characterized in that the cold wall reactor (1) together with a waveguide (21) located between the microwave generator (22) and the cavity (2) is constructed to generate a rotating microwave field in the cavity (2); and in that a substrate holder (17) for supporting a wafer (18) in the reactor is positioned so that the wafer will be located at a minimum of the electric field strength in the rotating field. According to one preferred embodiment of the invention, the waveguide (21) and the microwave generator (22) are together intended to generate a circular polarized standing wave in the cavity.

Description

(_31 \ .J L.) 10 15 20 25 30 35 Föreliggande uppfinning hänför sig således till en kallväggsreaktor anordnad att uppvärma en kiselskiva, en s.k. wafer, där kallväggsreaktorn är utformad som en milcrmrågslcavitet och till vilken en mikrovågsgenerator är inkopplad och anordnad att tillföra mikrovågsenergi till kallväggsreaktorn, och utnärkes av, att kallväggsreaktorn tillsammans ned en vågledare mellan mikrovågsgeneratorn och kaviteten är anordnade att utbilda ett roterande mikrovågsfält i kaviteten och av att en substrathållare i reaktorn för en kiselskiva är placerad så att kiselskivan kcxmner att befinna sig vid ett lninilxnnn för den elektriska fältstyrkan i det roterande fältet. (_31 \ .J L.) 10 15 20 25 30 35 The present invention thus relates to a cold wall reactor arranged to heat a silicon wafer, a so-called wafer, where the cold wall reactor is designed as a microwave cavity and to which a microwave generator is connected and arranged to supply microwave energy to the cold wall reactor, and is characterized by, that the cold wall reactor together down a waveguide between the microwave generator and the cavity are arranged to form a rotary microwave field in the cavity and by a substrate holder in the reactor for a The silicon wafer is positioned so that the silicon wafer is located at one lninilxnnn for the electric field strength in the rotating field.

Nedan beskrives uppfinningen närmare, delvis i samband ned på bifogade ritningar visade utföririgsexelxapel av iippfirnnirigen, där - figur 1 visar ett genom en kallväggsreaktor enligt en första utföringsform av uppfinningen - figur 2 visar en kallväggsreaktor enligt en andra utföringsform av urppfirmirigen - figur 3 visar en princip för av en kiselskivas tenzpera- tur.The invention is described in more detail below, partly in connection with the appended claims drawings showed detailed examples of iippfirnnirigen, there figure 1 shows one through a cold wall reactor according to a first embodiment of the invention figure 2 shows a cold wall reactor according to a second embodiment of urppfirmirigen Figure 3 shows a principle of operation of a silicon wafer lucky.

I figur 1 visas en kallväggsreaktor 1 vilken är utformad som en mikrovågs- kavitet 2. Kaviteten 2 har dubbla väggar 3, 4, nellan vilka kylvatten införs via en ledning 5. Kylvatten bortleds via en ledning 6. I reaktorns övre del förefinns ett gasinlopp 7 ned en tillhörande s.k. dusch 8. I realctorïis nedre del förefinns ett gasutsug 9 kopplat till en vakumtpxmp.Figure 1 shows a cold wall reactor 1 which is designed as a microwave cavity 2. Cavity 2 has double walls 3, 4, nellan which cooling water is introduced via a line 5. Cooling water is diverted via a line 6. In the reactor upper part there is a gas inlet 7 down an associated so-called shower 8. I In the lower part of the realctor there is a gas extraction 9 connected to a vacuum pump.

Gasutsugsledningen 9 är ansluten till en gasutsugslåda 10 som i sin tur står i förbindelse ned själva kaviteten 2 via en perforerad skiva 11.The gas extraction line 9 is connected to a gas extraction box 10 which in turn communicates down the cavity 2 itself via a perforated disc 11.

I reaktorns nedre del förefinns vidare en inkopplingsselction 12 för in- koppling av milcrovågseriergi till kaviteten 2. Denna sektion 12 har cirkulärt Sektionen är dubbelväggig, där det mellan väggarna 13, 14 förefinns ett utrymme för kylvatten. Kylvatten tillföræ via en ledning 15 och bortföres via en ledning 16.In the lower part of the reactor there is also a connection selection 12 for coupling of microwave wave series to cavity 2. This section 12 has circular The section is double-walled, where it is between the walls 13, 14 there is a space for cooling water. Cooling water is supplied via a line 15 and is removed via a line 16.

I kaviteten 2 förefinns en substrathållare 17 för att uppbära en En kiselskiva 18 visas ned streckade linjer i figur 1. Substratliållaren kan exempelvis innefatta tre uppståerade tunna stänger i ett material med låg förlustfaktor. Härigenom åstadkommes att dessa inte i grad 10 15 20 25 30 35 (..ï'| (fi) L.) ._ \ h.) -Fm 3 uppvärms medelst den mikrovågsenergi san tillföres kaviteten. Exempel på sådana lågförlustmaterial är högrent kvartsglas, andra keramiska material och teflon (Reg. varumärke). Företrädesvis är stängernas 17 övre ände utformad med en spets för att minimera värmeöverföring via konduktion från kiselskivan till Kallväggsreaktorn är således anordnad så att hela den inre delen av reaktorn hålls väl kyld. Genau att endast en kiselskiva är avsedd att uppvärmas i reaktorn kanmer ämnen och föreningar san tillföres reaktorn genan gas- inloppet 7 att deponeras endast på kiselskivan.In the cavity 2 there is a substrate holder 17 for supporting one A silicon wafer 18 is shown in broken lines in Figure 1. The substrate holder may, for example, comprise three resulting thin rods in a material with low loss factor. This ensures that these are not in degree 10 15 20 25 30 35 (..ï '| (fi) L.) ._ \ hrs.) -Fm 3 is heated by the microwave energy supplied to the cavity. Examples of such low-loss materials are high-purity quartz glass, other ceramic materials and Teflon (Reg. trademark). Preferably, the upper end of the rods 17 is designed with a tip to minimize heat transfer via conduction from the silicon wafer to The cold wall reactor is thus arranged so that the entire inner part of the reactor kept well chilled. Exactly that only one silicon wafer is intended to be heated in the reactor contains substances and compounds which are fed to the reactor inlet 7 to be deposited only on the silicon wafer.

I reatorns övre del förefinns ett fönster 19 för medelst en pyraneter, san mäter den infraröda strålningen 20 från en kiselskiva.In the upper part of the reactor there is a window 19 for by means a pyranether, which measures the infrared radiation 20 from a silicon wafer.

Reaktorn kan lämpligen utföras i rostfritt stål eller i aluminium. Om korrosiva gaser som till exempel HCl (saltsyra) eller C12 (klor) eller gaser som bildar korrosiva produkter vid termiskt sönderfall, till exempel 'ICA (trikloretan) eller 'ICE (trikloretylen) beläggs enligt en föredragen utföringsfom reaktorns inre väggar och eventuella andra inre delar, såsom pumpdelen, med ett tunt lager av korrosionsbeständigt material med låg förlustfaktor, exempelvis teflon (reg. varumärke).The reactor can suitably be made of stainless steel or aluminum. If corrosive gases such as HCl (hydrochloric acid) or C12 (chlorine) or gases that form corrosive products during thermal decomposition, for example 'ICA (trichloroethane) or' ICE (trichlorethylene) is coated according to a preferred embodiments of the inner walls of the reactor and any other inner parts, such as pump part, with a thin layer of corrosion-resistant material with low loss factor, for example Teflon (registered trademark).

Gasilnloppet 7 är på känt sätt anslutbart till ett antal gaskällor för olika gaser san skall tillföras reaktorn, såsan deponeringsgaser, d.v.s. gaser san används i deponeringsfasen samt gaser för back-etsning och rengöring. merpel på sådana gasar är Ar, siH4, wFs, NF: och cF4, där de två sistnämnda är typiska etsgaser.The gas inlet 7 is in a known manner connectable to a number of gas sources for different gases to be supplied to the reactor, such as landfill gases, i.e. gases san are used in the deposition phase as well as gases for back etching and cleaning. Examples of such gases are Ar, siH4, wFs, NF: and cF4, where they the latter two are typical etch gases.

Enligt uppfinningen är kallväggsreaktorn 1 tillsammans med en vågledare 21 mellan en mikrovågsgenerator 22 och kaviteten 2 så anordnad att det utbildas ett roterande fält i kaviteten.According to the invention, the cold wall reactor 1 is together with a waveguide 21 between a microwave generator 22 and the cavity 2 so arranged that it is formed a rotating field in the cavity.

Enligt ett föredraget utförande utbildas en cirkulärpolariserad stående våg i kaviteten. Kaviteten är utbildad san en single - mod kavitet.According to a preferred embodiment, a circularly polarized portrait is formed wave in the cavity. The cavity is trained as a single-mod cavity.

Enligt uppfinningen är vidare substratlaållaren 17 i reaktorn för uppbärande av en kiselskiva 18 placerad så att en kiselskivan 18 kommer att befinna LT! (. _) L-) 10 15 20 25 30 35 -_ \ FJ .Fx 4 sig vid ett nlininnnn för den elektriska fältstyrkan av det roterande fältet.According to the invention, further, the substrate layer holder 17 is in the reactor for support of a silicon wafer 18 positioned so that a silicon wafer 18 will be located LT! (. _) L-) 10 15 20 25 30 35 -_ \ FJ .Fx 4 at a nlininnnn for the electric field strength of the rotating field.

Att skivan är placerad där den elektriska fältstyrkan har ett nünimm att den magnetiska fältstyrkan har ett neximuxn där skivan är placerad.That the disc is located where the electric field strength has a nünimm that the magnetic field strength has a neximuxn where the disk is located.

Detta nedför i sin tur att den resistiva kiselskivan induktivt kopplas till det magnetiska fältet och således uppvärns genom resistiv Genom att fältet roterar uppnås en perfekt synm-etri avseende effekt- fördelningen i fältet.This in turn means that the resistive silicon wafer is inductively coupled to the magnetic field and thus warmed up by resistive By rotating the field, a perfect symmetry of effect is achieved. the distribution in the field.

Enligt en föredragen utföringsfom är nülormrågsgmeratorn 22 en m - mikro- vågsgenerator (continuous wave). lämpligen används en miJcL-mrågsgenerator med en frekvens av 2.45 GHz och ned en effekt av exempelvis 1600 watt när kiselskivan har en diameter av 100 millineter. När större kiselskivor skall behandlas, exempelvis skivor ned en diameter av 200 millimeter sänks frekvensen lämpligen till 915 Pil-Iz.According to a preferred embodiment, the zero worm aggregator 22 is a m - micro- wave generator (continuous wave). suitably a miJcL mr generator is used with a frequency of 2.45 GHz and down a power of for example 1600 watts when the silicon wafer has a diameter of 100 millimeters. When larger silicon wafers to be treated, for example slices down a diameter of 200 millimeters are lowered frequency suitably to 915 Pil-Iz.

Enligt en mycket föredragen utföringsform är reaktorn utformad att utbilda en TE lln - mod i kaviteten. Denna mod är idealt rotationssyrunetïisk san en konsekvens av cirkulärpolarisationen. Genom av derma mod och en placering av kiselskivan i en position där den elektriska fältstyrkan har ett minimum! nedför att en mycket jänm av kiselskivan sker.According to a highly preferred embodiment, the reactor is designed to train a TE lln - mod in the cavity. This mode is ideally rotationally acidic consequence of the circular polarization. Through of this courage and one placing the silicon wafer in a position where the electric field strength has a minimum! down that a very even of the silicon wafer occurs.

Temperaturskillnaderna hos olika delar av kiselskivan ligger härvid inom l %O Enligt tippfirmirmgen åstadkommes en cirkulärpolariserad stående våg i kaviteten genom en samverkan nellan kaviteten och vågledaren 21. Mellan mikrovågsgerieratorn 22 oda reaktorn 1 förefinns ett första parti 23 av våg- ledaren san innefattar en rektangulär vågledare anordnad att utbilda en 'I'E 10 - mod. Ett andra parti 25 av vågledare irmefattar en trattfonxad del anordnad att anpassa det första rektangulära vågledarpartiet 23 till ett tredje cirkulärt parti 26 av vågledaren. Det andra partiet 25 av vågledaren är anordnad att iïarefornera TE 10 - moden till en linjärpolariserad TE ll _ Ilbd.The temperature differences of different parts of the silicon wafer are within this l% O According to the tipping company, a circularly polarized standing wave is produced in the cavity through a interaction between the cavity and the waveguide 21. Between microwave generator 22 or reactor 1 there is a first portion 23 of the microwave the conductor san comprises a rectangular waveguide arranged to train an 'I'E 10 - mod. A second portion 25 of waveguides comprises a funnel-shaped portion arranged to adapt the first rectangular waveguide portion 23 to a third circular portion 26 of the waveguide. The second portion 25 of the waveguide is arranged to reformulate the TE 10 mode to a linearly polarized one TE ll _ Ilbd.

Enligt ett föredraget utförande förefinns i ett avsnitt av det första partiet av vågledaren anordnat en 3-ports cirkulator och en riktkopplare.According to a preferred embodiment, it is present in a section of the first the portion of the waveguide provided a 3-port circulator and a directional coupler.

I figur 1 visas nämnda cirkulator och riktkopplare schematiskt och betecknas ned siffran 24. Detta nämrda första parti 23 av vågledaren är anordnat att efter riktkogïplaren utbilda en 'I'E 10 - mod. till detta utförande 10 15 20 25 30 35 fJ-l f ) (If) -LS FJ .En 5 är att kurma mäta imnatad respektive reflekterad energi.In Figure 1, said circulator and directional coupler are shown schematically and are designated down the number 24. This said first portion 23 of the waveguide is arranged to after the direction coagulator train an 'I'E 10 - mod. to this embodiment 10 15 20 25 30 35 fJ-l f) (If) -LS FJ .One 5 is to kurma measure imnatad and reflected energy.

Enligt en första föredragen utföringsform av uppfinningen, illustrerad i figur 2, förefinns mellan det tredje partiet 25 och ett fjärde, cirkulärt, parti 27 av vågledaren ett femte, elliptiskt, parti 32 av vågledaren.According to a first preferred embodiment of the invention, illustrated in Figure 2, is present between the third portion 25 and a fourth, circular, portion 27 of the waveguide a fifth, elliptical, portion 32 of the waveguide.

Denna del av vågledaren innefattar två cirkulära partier 33,34 och två trattliknande partier 35,36 samt ett mellan de trattformade partierna liggande parti 37 ned ett euiptiekt tvärsnitt. Detta eiiiptisle parti är anordnat att transformera den linjärpolariserade vågen till en cirkulär- polariserad våg, vilken cirkulärpolariserade våg inkopplas i kaviteten.This part of the waveguide comprises two circular portions 33, 34 and two funnel-like portions 35,36 and one between the funnel-shaped portions lying portion 37 down an euiptic cross-section. This eiiiptisle party is arranged to transform the linearly polarized wave into a circular polarized wave, which circularly polarized wave is connected in the cavity.

Enligt denna utföringsfonn erhålles således en stående våg i kaviteten. Även enligt denna utföringsform värms kiselsl-:ivan mycket jämnt med en teraperaturfördelning incxn ovan angivna tolerans.According to this embodiment, a standing wave is thus obtained in the cavity. Also according to this embodiment, the silicon fluid is heated very evenly with one temperature distribution incxn the above tolerance.

Enligt en andra utförirmgsfom av Llppfirmirxgen förefinns ett fjärde cirkulärt parti 27 av vågledaren som innefattar en dielektrisk platta 29. Denna platta är så utformad, på i och för sig känt sätt, att den är anordnad att transformera den linjärpolariserade vågen till en cirkulärpolariserad våg, vilken cirkulärpolariserade våg inkopplas i kaviteten 2. En dylik platta 29 är långsträckt i vågledarens För vissa vridningslägen hos plattan 29 relativt vågledaren utbildas nämnda cirkulärpolariserade våg.According to a second embodiment of Llppfirmirxgen there is a fourth circular portion 27 of the waveguide comprising a dielectric plate 29. This plate is so designed, in a manner known per se, that it is arranged to transforming the linearly polarized wave into a circularly polarized wave, which circularly polarized wave is connected in the cavity 2. Such a plate 29 is elongated in the waveguide For certain rotational positions of the plate 29 relative to the waveguide is formed said circularly polarized wave.

För det fall plattan är fast anordnad har den ett sådant vridningsläge.In case the plate is fixedly arranged, it has such a rotational position.

Enligt ett föredraget utförande av uppfinningen där nämnda platta 29 före- finns, är den dielektriska plattan 29 uppburen av en roterande stång 30 vilken drivs medelst en elektrisk motor 31. Stången är av ett naterial med låg förlustfaktor, företrädesvis av kvarts. Stången 30 löper igenom våg- ledaren till motorn 31. Stången 30 kan vara lagrad eller styrd vid sin övre ände, exempelvis med ett antal ekrar av kvarts löpande mellan stången och radiellt ut till vågledarens Motorn 31 är anordnad att rotera med en hastighet av upp till c|nkri.ng 50 r.p.m.According to a preferred embodiment of the invention wherein said plate 29 is presented is present, the dielectric plate 29 is supported by a rotating rod 30 which is driven by an electric motor 31. The rod is of a material with low loss factor, preferably of quartz. The rod 30 runs through the wave the conductor to the motor 31. The rod 30 may be mounted or guided at its upper end, for example with a number of spokes of quartz running between the rod and radially out to the waveguide motor 31 is arranged to rotate at a speed of up to c | nkri.ng 50 r.p.m.

När plattan 29 roterar komrner fältet att störas så att det endast i vissa vridningslägen hos plattan kommer att utbildas en stående cirkulärpolariserad våg i kaviteten. När plattan inte intar dessa vridningslägen kcmmer' andra fältbilder att Det har visat sig att en dylik rotation av plattan ger en jämn av kiselskivan. i; 1 (L) C J 10 15 20 25 30 35 6 Enligt denna andra utföringsform förhåller det sig således så att antingen erhålles en stående cirkulärpolariserad våg, d.v.s. när plattan inte roterar, eller så erhålles stundtals en stående cirkulärpolariserad våg, d.v.s. när plattan under dess rotation intar vissa vridningslägen.When the plate 29 rotates, the field will be disturbed so that only in some rotational positions of the plate will be formed a standing circularly polarized wave in the cavity. When the plate does not assume these rotational positions, others come field images that It has been shown that such a rotation of the plate gives a smooth of the silicon wafer. in; 1 (L) C J 10 15 20 25 30 35 6 According to this second embodiment, it is thus the case that either a standing circularly polarized wave is obtained, i.e. when the plate does not rotate, or a standing circularly polarized wave is sometimes obtained, i.e. when the plate during its rotation assumes certain rotational positions.

Det är även fördelaktigt att vid nämnda första utföringsform med det elliptiska partiet anordna en roterande dielektn-isk platta 29 för att även i detta fall excitera andra moder.It is also advantageous that in said first embodiment with it the elliptical portion arrange a rotating dielectric plate 29 to also in this case, excite other mothers.

I vissa fall kan det vara svårt att hålla tillräcklig rotationssynmxstri för att lcuuma nå cirkulärpolarisation. I sådana fall kan man nå en roterande fältbild genom en roterande platta.In some cases, it may be difficult to maintain adequate rotational sync to lcuuma reach circular polarization. In such cases, one can reach a rotating one field image through a rotating plate.

I figur 2 har endast vissa delar försetts med hänvisningsbeteclcrxjngar för tydlighets skull.In Figure 2, only certain parts have been provided with reference terms for for the sake of clarity.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen sker inkopplingen av mikrovågsexiergi från vågledaren 21 till kaviteten medelst ett högdensitivt fönster 28 av almninimnoxid (Al203) . Vid en kavitet med en diameter större än 150 millimeter och med en mikrövågsfrelcvens av 2.45 du har fönstret en diameter av 38 millimeter och en tjocklek av 6.8 millimeter.According to a preferred embodiment of the invention, the connection of microwave exiergie from the waveguide 21 to the cavity by means of a high density window 28 of alumina (Al 2 O 3). In a cavity with a diameter larger than 150 millimeters and with a microwave frequency of 2.45 you have the window one diameter of 38 millimeters and a thickness of 6.8 millimeters.

Ett dylikt fönster har låg förlustfaktor och värms därför inte upp av genom fönstret transmitterade mikrovågor. Genom att det är högderxsitivt är det också vakmmrtätt, vilket är en nödvändighet.Such a window has a low loss factor and is therefore not heated microwaves transmitted through the window. Because it is highly sensitive it is also vacuum-tight, which is a necessity.

Enligt ett annat alternativt utförande av inkopplingen av vågledaren, visat i figur 2, förefinns mellan det tredje 26 och det fjärde 27 partiet av vågledaren ett fönster 38 av högdensitiv aluminiumoxid (Al203) för irlkopplixxg av den cirkulärpolariserade miknovågsenergin till det fjärde partiet 27 av vågledaren. Mellan det fjärde partiet 27 och kaviteten 2 förefinns en cirkulär 39 anpassad till att inkoppla mil-n-ovågserlergin till keviteten. Denna är inte försedd med råge: fönster. Fördelen rned detta utförande järnförc med imopplirgen enligt figur 1 är arr fönstret 38 är placerat på längre avstånd från Effekten härav är att fönstret vänrs milwdlre av den som utsändes från kiselskivan, än vad som är fallet med en fönsterplaoering enligt figur 1. 10 15 20 25 30 35 ) _) ...A FO -Iä 7 Båda fönsterplaceringarna kan användas i båda de ovan beskrivna fallen för åstadkommande av cirkulärpolariserizig, d.v.s medelst en dielektrisk platta _ eller med ett elliptiskt parti.According to another alternative embodiment of the connection of the waveguide, shown in Figure 2, is present between the third 26 and the fourth 27 portions of the waveguide a window 38 of high density alumina (Al 2 O 3) for irlkopplixxg of the circularly polarized microwave energy to the fourth the portion 27 of the waveguide. Between the fourth portion 27 and the cavity 2 there is a circular 39 adapted to engage the mil-n-wave serergy to the quality. This is not equipped with rye: windows. The advantage rned this embodiment iron with the imopplirgen according to figure 1 is the arr window 38 is located at a longer distance from The effect of this is that the window is left milwdlre by the one emitted from the silicon wafer, than is the case with a window covering according to Figure 1. 10 15 20 25 30 35 ) _) ... A FO -Iä 7 Both window locations can be used in both of the cases described above for providing circular polarization, i.e. by means of a dielectric plate _ or with an elliptical party.

Enligt en annan mycket föredragen utföringsform av Lzppfixmirxgen förefinns i kavitetens övre del ett kortslutningplan. Detta plan är förskjutningsbart anordnat i reaktorns axiella riktmixxg, för att förändra kavitetens längd och därigenom dess resonansfrekvens.According to another highly preferred embodiment of Lzppfixmirxgen is present in the upper part of the cavity a short-circuit plane. This plane is displaceable arranged in the axial directional mixxg of the reactor, to change the length of the cavity and thereby its resonant frequency.

Planets läge anpassas för att anpassa kavitetens längd till den varierarzde impedansscxngæ avkiselskivandådenna ärxdrarterzperatlirmﬂerdess Enligt en utföringsform utgöres detta plan av gasinloppets nämnda dusch 8. mschen 8 utgöres av en ihålig kropp med hål för gasinsläpp på dess under- sida. I figur 1 visas ett utförande där gasinloppsröret 7 är förbundet med enarm40 scmisintxlrärförmrxienrrxedenkulslmuvﬂtl. Kulskruvenärdriven av en elektrisk motor 42. Vid motorns drift förskjutes armen 40 och därmed röret 7 och duschen 8 uppåt och nedåt i pilar-nas 43 riktning.The position of the plane is adapted to adapt the length of the cavity to the varied one impedance scxngæ avkiselskivandådenna ärxdrarterzperatlirm ﬂ erdess According to one embodiment, this plane consists of the said shower 8 of the gas inlet. The sleeve 8 consists of a hollow body with holes for gas inlet on its bottom. page. Figure 1 shows an embodiment in which the gas inlet pipe 7 is connected enarm40 scmisintxlrärförmrxienrrxedenkulslmuv ﬂ tl. Ball screw driven by an electric motor 42. During motor operation, the arm 40 is displaced and thus the pipe 7 and the shower 8 up and down in the direction of the arrows 43.

Náxmda riJ-:tkopplare 24 används för att mäta imnatad milurmrågseraergi och reflekterad mikrovågsenergi. Förhållandet mellan irmïatad Och reflekterad energi ärm-as som en följd av att kiselskivans egenskaper förändras vid deponering av änmen på demtxa, exempelvis deponering av ett elektriskt ledande lager på Härvid förskjutes kortslutmirxgsplarxet så att kavitetens längd förändras, varvid kavitetens resonansfrekvens anpassas till kavitetens impedans inklusive kiselskivans bidrag. Härvid justeras kort- slutningsplarmets läge med avseende på Inaxinval inmatad energi.The following coupler 24 is used to measure the residual mileage energy and reflected microwave energy. The relationship between irmïatad And reflected energy sleeves as a result of the properties of the silicon wafer changing deposition of the substance on demtxa, for example deposition of an electric leading layer on In this case, the short-circuit memory is shifted so that the length of the cavity changes, whereby the resonant frequency of the cavity is adapted to the impedance of the cavity including the contribution of the silicon wafer. In this case, the the position of the closing plate with respect to Inaxinval input energy.

För att optimera förhållandena i kaviteten är det väsentligt att både kavitetens övre och nedre kortslutningsplan är väldefinierade.To optimize the conditions in the cavity, it is essential to both the upper and lower short-circuit planes of the cavity are well defined.

Enligt Ixppfirmiragen förefinns av bl.a. detta skäl en miltrovågsfälla utbildad dels i kavitetens övre del, dels i dess undre del. Dessa mikrovågsfällor är så utbildade att ett väldefinierat kortslutningsplan är utbildat i såväl kavitetens undre som övre del. I den nedre delen innefattar milcrmrågsfällan väggdelen 44 och 45. Detta ger att planet 46 ur kortslutnings- synplmlct sträcker sig ut till kavitetens 3. I den övre delen (_71 (Ti) CJ 10 20 25 30 8 innefattar mikrovågsfällan väggdelen 47 odn spalten 48. Detta nedför att ur kortslu sträcker sig det plan san utgöres av umlerytan av dusczhen ända ut till kavitetens inre vägg 3.According to Ixppfirmiragen exists by i.a. for this reason a spindle trap is trained partly in the upper part of the cavity, partly in its lower part. These microwave traps are so trained that a well-defined short-circuit plan is trained in both the lower and upper part of the cavity. In the lower part includes the milk rye trap wall part 44 and 45. This means that the plane 46 from the short-circuit synplmlct extends to the cavity 3. In the upper part (_71 (Ti) CJ 10 20 25 30 8 the microwave trap comprises the wall part 47 odn the gap 48. This down to from short circuit extends the plane san constituted by the umler surface of dusczhen all the way to the inner wall of the cavity 3.

Detta medför också fördelen att reaktorn kan göras delbar efter en linje A - A i figur 1 utan IQ-av på att de olika delarna har mycket god elektrisk kontakt med varandra i ihopsatt skick.This also has the advantage that the reactor can be made divisible by one line A - A in figure 1 without IQ-off that the different parts have very good electrical contact with each other in assembled condition.

Ovanharnänmts att temperatxirennuätsnedelstenpyrozreter. Dennanetod har nackdelen att den är beroende av ytskiktets anmisivitet och kan i vissa fall, t. ex. vid deponering av flera tunna skikt bli mycket komplicerad genom irrtex-fererxsferxaxen. Mäter man däremot skivans temperatur med en radiometer vid en frekvens som kaviteten är avstämd för, nen som skiljer sigfrånfrekvensensomarwändsförattvärmaskivansåärsinrålningen oberoende av ytskiktets beskaffenhet. En sådan frekvens för är exempelvis 2 x 2.45 G-Iz (TE 114 - mod). Uppfylls detta villkor är alltid emisiviteten lika ned 1.It has been mentioned above that the temperature of the subdivided stone is pyrrose. This method has the disadvantage that it is dependent on the unnivivity of the surface layer and can in certain cases, e.g. when depositing several thin layers become very complicated through the irrtex-fererxsferxaxen. If, on the other hand, you measure the temperature of the disc with one radiometer at a frequency for which the cavity is tuned, which differs from the frequency that is used to heat the disk during the irradiation regardless of the nature of the surface layer. Such a frequency for is for example 2 x 2.45 G-Iz (TE 114 - mod). If this condition is always met emissivity equal down 1.

Signalen från reaktorn tas ut via en vågledare 40, som kan vara placerad där fönstret 19 är placerat. Principen frangår förenklat av figur 3, där den övre delen av reaktorn schematiskt visas. Från vågledaren 40 leds signalen till en switch 41 nedelst en koaxialkabel 42. Efter i en förstärkare 43 och efter detektering i en detektor 44 signalen ned en kalibrerad källa 45 utgörarﬂe referens. I figur 3 betecknar siffran 46 en driver och siffran 47 en Nätsigrxalen tas ut via en utgång 48. Principen i sig för medelst radionetri är väl känd, varför den inte beskrivas närmare Ovan har ett antal utförirxgsforner beskrivits. Det är dock uppenbart att reaktorns detaljutfonmirag kan varieras på en mängd sätt.The signal from the reactor is taken out via a waveguide 40, which may be located where window 19 is located. The principle deviates simplified from figure 3, where the upper part of the reactor is shown schematically. From the waveguide 40 is led the signal to a switch 41 at the bottom of a coaxial cable 42. After in an amplifier 43 and after detection in a detector 44 the signal down a calibrated source 45 constitutes ﬂ e reference. In Figure 3, denote the number 46 a driver and the number 47 a Nätsigrxalen is taken out via a output 48. The principle in itself by means of radionetry is well known, why it is not described in more detail A number of embodiments have been described above. However, it is obvious that The reactor detail can be varied in a variety of ways.

Föreliggande Iippfirmiiig skall därför inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsformerna utan kan varieras inom dess av bifogade patentkrav angivna ram.The present Iippfirmiiig should therefore not be construed as limited to the above specified embodiments but may be varied within the scope of the appended claims specified frame.

Claims

10 15 20 25 30 35 (fl CD CJ ... L PC) n. Paterrtkrav

A cold wall reactor arranged to heat a silicon wafer, a so-called wafer, in which the cold-walled reactor is designed as a low-voltage cavity and to which a microwave generator is connected and arranged to supply microwave series energy to the cold-walled reactor, characterized in that the cold-walled reactor (1) together with a waveguide (21) of the microwave (22) 2) are arranged to form a rotating microwave field in the cavity (2) and in that a substrate holder (17) in the reactor for a silicon wafer (18) is placed so that the silicon wafer will be at a: minimum for the electric field strength in the rotating the field.

Cold-walled real-time waveform, characterized in that the waveguide (21) together with the microwave wave generator (22) is arranged to form a circularly polarized standing wave in the cavity.

Cold wall reactor according to claim 2, characterized in that between the intermediate wave generator (22) and the reactor (1) there is a first portion (23) of the waveguide which comprises a rectangular waveguide arranged to form a TE 10 - node, in that a second portion (25) of waveguide comprising a funnel-shaped part is arranged to adapt the first rectangular waveguide parchment (23) to a third, circular, portion (26) of the waveguide, the second portion (25) of the waveguide being arranged to transform TE mode of a linearly polarized TE 11 mode, and in that between the third portion (26) and a fourth, circular, portion (27) of the waveguide there is a fifth, elliptical, portion (37) of the waveguide, which elliptical portion (37) is arranged to transform the linearly polarized wave into a circularly polarized wave, which circularly polarized wave is connected in the cavity (2).

Cold wall reactor conductor, 2 or 3, characterized in that the waveguide (21) together with the microwave generator (22) is arranged to form a rotating standing wave in the cavity by means of a rotating dielectric plate (29) pre-rotatable in a waveguide section (27), which rotates in a linearly polarized microwave field.

Cold-walled reactor xl-lozavll, characterized in that between the microwave generator (22) and the reactor (1) there is a first portion (23) of the waveguide which comprises a rectangular waveguide arranged to form a TE 10 - Node, in that a second portion (25) of waveguide comprising a funnel-shaped portion is provided to adapt the first waveguide portion (23) to a third, circular, portion (26) of the waveguide, where the second portion (25) of the waveguide is arranged transforming the TE 10 - uuden into a linearly polarized TE 11 - mode, and in that a fourth, circular, portion (27) of the waveguide comprising a dielectric plate (29) is arranged to tanzanfonate the linearly polarized wave into a circularly polarized wave, which circularly polarized wave is connected in the cavity (2).

Cold wall reactor light source, characterized in that said dielectric plate (29) is supported by a rotating rod (30) which is driven by an electric rotor (31).

Cold wall reactor according to claim 1, 2, 3, 4, Seller 6, characterized in that the reactor is designed to form the TE11n-1 node cavity (2).

Cold wall reactor according to Claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the medium wave generator (22) is a mill wave generator.

Cold wall reactor according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, characterized in that the lower part of the upper part of the attic (2) has a microwave fault (47.4s; 44.45) formed, wine microwave traps are so formed that a well-defined short slimming plan is formed in both the lower and upper part of the cavity.

Cold wall reactor according to Claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, characterized in that the insertion of environmental wave energy from the waveguide (21) to the cavity (2) takes place by means of a window (28; 38). of high density alumina (Al2O3).

Cold wall generator according to claim 1, characterized in that between the third (26) and the fourth (27) portion of the waveguide there is a window (38) of high density alumina (Al 2 O 3) for coupling the circularly polarized microwave circuit to the fourth portion (27). 50 20 124 508 124 11 the waveguide, and in that between the fourth portion (27) and the cavity (2) there is a circular (39) adapted to connect the micro-energy to the cavity (2).

A cold wall reactor according to any one of the preceding claims, characterized in that a short-circuit plane in the upper part of the cavity is slidably arranged in the axial rilc rea xirxg of the reactor, in order to change the length of the cavity (2) and thereby its resonant frequency.

13. The cold-walled reactor is similar to any of the switchgear 3 - 12, characterized in that in a section of said first portion (23) of the waveguide comprising a rectangular waveguide there is arranged a 3-port circulator and a rich waveguide (24).

Cold-walled reactor according to one of the preceding claims, characterized in that the inner walls of the reactor and possibly inner parts are coated with a thin layer of a corrosion-resistant material with a low loss factor.

Cold wall reactor according to one of the preceding claims, characterized in that a waveguide (40) is present running through the reactor wall, which waveguide is arranged to lead out a frequency for which the cavity is spaced apart and which waveguide is connected to a coaxial cable ( 42) arranged to conduct a signal present in the waveguide to a measuring circuit (41, 43 - 48) for measuring the temperature of the silicon wafer by radiometry.