WO2020099541A1 - Gasauslassvorrichtung eines cvd-reaktors - Google Patents

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WO2020099541A1
WO2020099541A1 PCT/EP2019/081290 EP2019081290W WO2020099541A1 WO 2020099541 A1 WO2020099541 A1 WO 2020099541A1 EP 2019081290 W EP2019081290 W EP 2019081290W WO 2020099541 A1 WO2020099541 A1 WO 2020099541A1
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Benjamin David Wright
Barry O'NEIL
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Aixtron Se
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    • H01L21/67155—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations
    • H01L21/6719—Apparatus for manufacturing or treating in a plurality of work-stations characterized by the construction of the processing chambers, e.g. modular processing chambers

Definitions

  • the invention relates to a gas outlet device of a CVD reactor with an annular gas collection channel, which has a radially inner wall, an outer wall spaced from the inner wall and an outer wall and a bottom, and with an annular inner gas baffle plate with a radially outer Area adjacent to the inner wall and with a radially inner area to a central free space for receiving a susceptor.
  • the invention also relates to an annular gas baffle plate for use in a gas outlet device of a CVD reactor.
  • the invention further relates to a CVD reactor with such a gas outlet device, the CVD reactor having a susceptor which is capable of carrying substrates that can be coated in a process chamber of the CVD reactor and the substrate holder can be heated by an RF heating coil by generating eddy currents within the electrically conductive susceptor.
  • a generic device is described in DE 10 2015 120 329 A1.
  • a rotatable susceptor slides on a support plate that borders on an inner wall of a gas collection duct. An upper side of the susceptor merges flush into a gas baffle plate that rotates with the susceptor and protrudes up to an upper opening of the gas collection channel.
  • US 2006/0272561 A1 describes a CVD reactor with a susceptor which carries a substrate and which can be driven in rotation by a drive. The susceptor is surrounded by a gas outlet channel, from the radially inner wall of which a barrier protrudes.
  • the US 2013/0206966 A1 describes a CVD reactor with a susceptor, which is surrounded by a gas outlet channel and carries a diffusion barrier made of graphite, which is arranged radially outside the susceptor.
  • the invention has for its object to further develop a genus in accordance with advantageous use.
  • the object is achieved by the invention specified in the claims, the subclaims not only representing advantageous developments of the invention specified in the independent claims, but also independent solutions to the problem.
  • the inner gas guide plate be supported on the inner wall of the gas collection duct.
  • the inner gas baffle plate has a gas guide surface which faces upwards, is curved in the radial direction and merges flush into an upper side of the susceptor, on which at least one substrate can be arranged, which can be coated by introducing process gases into a process chamber.
  • a gas inlet member is provided with which the process gases can be fed into the process chamber, it being provided in particular that the gas inlet member is located in the center of the process chamber, approximately in the center of the circular disk-shaped susceptor.
  • the gas inlet element can have three gas inlet zones arranged one above the other, through which one another Various process gases, in particular with elements from the IV main group but also organometallic compounds from elements from the III main group and hydrides from elements from the V main group, can be fed into the process chamber, the upper limit of the process chamber being a process chamber ceiling.
  • An outer gas baffle plate can be connected to the outside of the process chamber ceiling, which is supported on the outer wall of the gas collection duct.
  • the gas collection duct has a bottom with openings through which the gas collecting in the gas collection duct can be extracted. Because the inner gas guide plate is supported on the inner wall of the gas collection channel, the inner gas guide plate does not rotate with the susceptor, which can be driven in rotation by a rotary drive.
  • a radially inner region of the inner gas baffle is spaced radially from the susceptor by an annular gap.
  • the outer gas guide plate can have a radial opening through which a gripper arm of a loading robot can engage in the process chamber in order to deposit substrates to be coated on the upper side of the susceptor.
  • the device is particularly suitable for the deposition of layers which contain elements of the IV main group, in particular for the deposition of SiC layers, wherein process gases which contain silicon and / or carbon are fed into the process chamber through the gas inlet element.
  • the susceptor With the RF coil, the susceptor is brought to a process temperature at which the process gases decompose pyrolytically, so that the decomposition products are deposited to form a layer on the surfaces of the substrate.
  • a substrate can be arranged on a substrate holder, which is carried in a known manner by a gas cushion, the gas stream generating the gas cushion being directed such that the substrate holder is set in rotation.
  • the radially inner region of the inner gas baffle is electrically conductive. At least the radially inner region of the inner gas baffle is electrical in this way Conductively designed that an external alternating electromagnetic field can generate eddy currents in the inner area, so that the inner area of the inner gas baffle plate can be heated by means of an RF heater.
  • the CVD reactor has an RF heating coil which is arranged below the susceptor such that the electromagnetic alternating field generated by the RF coil generates eddy currents in the inner region of the inner gas baffle plate, so that at least the radially inner region bring a temperature that approximately corresponds to the temperature of the susceptor.
  • the radially inner region of the inner gas guide plate is made of thicker material than the radially outer region of the inner gas guide plate.
  • the radial extent of the inner region approximately corresponds to +/- 20% of the material thickness of the inner region.
  • the radially inner region in which the eddy currents which produce a heating can form is formed according to a preferred embodiment of the invention by a bead.
  • the annular inner gas baffle preferably has a ring-shaped, downward-pointing bead. In the radial outward direction, the bead is adjoined by the radially outer region, the material thickness of which is preferably less than half the material thickness in the radially inner region.
  • the radially outer region of the inner gas baffle plate is supported on the inner wall of the gas collection channel, forming an annular bearing surface, in particular overlapping an edge web of the inner wall. From this annular support surface tongues protrude in the radial outward direction, the tongues can have a length that the opening width of the gas collection duct can correspond. Openings remain between the tongues through which the gas from the process chamber can enter the gas collection channel.
  • 1 is a bottom view of a gas outlet device of a CVD reactor
  • FIG. 2 shows a half section through an essentially rotationally symmetrical CVD reactor with a ring-shaped susceptor 2 surrounding the gas outlet device according to section line II-II in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a section through the gas outlet device in the region of a loading opening 25 according to fin III-III in FIG. 1,
  • Fig. 4 is a perspective view of the gas outlet device according to
  • FIG. 5 shows the section along the line V-V in Figure 4 and
  • Fig. 6 is a plan view of the inner gas guide plate 20 of the gas outlet device.
  • the CVD reactor 1 shown essentially schematically in the figures has an outer, gas-tight housing in which a graphite, in particular coated graphite existing susceptor 2.
  • the susceptor 2 can be driven in rotation by an axis of rotation.
  • a substrate holder 3 which can be driven to rotate while lying on a gas cushion by means of a gas stream not shown.
  • Each substrate holder 3 can carry at least one substrate 4.
  • a depression is arranged approximately in the middle of the circular disc-shaped susceptor 2, in which a lower section of a gas inlet element 5 lies.
  • the gas inlet member 5 has a plurality of gas distribution chambers arranged one behind the other in the vertical direction, each of which has gas outlet openings 6 through which a process gas can be fed into the process chamber 7.
  • the process chamber 7 extends between the susceptor 2 and a process chamber ceiling 9 that extends parallel to the susceptor 2.
  • the process gas 7 flows through the process chamber in the radial direction.
  • the process gas in particular has gases of the elements silicon and carbon.
  • an RF heating coil 8 which is energized with a high-frequency alternating current, so that eddy currents are generated in the susceptor 2, which lead to the susceptor 2 being heated up.
  • Figure 1 shows the CVD reactor 1 in half section.
  • the susceptor arrangement is surrounded by a gas collection channel 11, which is shown in perspective in FIGS. 1 and 2 in section and in FIG. 3 in part.
  • the gas collection channel 11 has a radially inner wall 12 and a radially outer wall 13 surrounding the radially inner wall 12 at a distance.
  • the gas collection channel 11 surrounds the susceptor arrangement in a ring shape.
  • the gas collection channel 11 has a bottom 19 with outlet openings 17.
  • the outlet opening 17 is followed by an outlet channel 18 which can be connected to a vacuum pump.
  • annular outer gas guide plate 14 On the radially outer wall 13 of the gas outlet device 10, an annular outer gas guide plate 14 is supported, which is curved radially inwards and adjoins the process chamber ceiling 9.
  • the radially outer Gasleitplat te 14 has a radial opening at a circumferential position which forms a loading opening 25 through which a gripper arm of a loading robot can engage in the process chamber 7 in order to remove substrates from the substrate holders 3 or substrates 4 thereon Place substrate holder 3.
  • the loading opening 25 is shown in Figure 2. It has a width that is greater than the diameter of a substrate 4 or a substrate holder 3.
  • An inner gas guide plate 20 is provided with a gas guide surface facing the outer gas guide plate 14.
  • the gas guide surface is flush with the top of the susceptor 2, a gap 26 being formed between the inner gas guide plate 20 and the susceptor 2.
  • the inner gas baffle 20 is rotatably connected to the inner wall 12.
  • the inner wall 12 has an upwardly facing annular web 28 which is overlapped by a radially outer region 22 of the inner gas baffle plate 20.
  • the inner gas baffle 20 is made of an electrically conductive material and is in particular made of a coated graphite.
  • a radially inner region 21 of the inner gas guide plate 20, which directly adjoins the gap 26, is such trained that 8 eddy currents can be generated in it by the RF heating coil.
  • the RF heating coil 8 extends into a radially outer region which is arranged vertically below the radially inner region 21 of the inner gas baffle plate 20.
  • the radially inner region 21 of the inner gas guide plate 20 is formed by a bead 24 which extends vertically downward.
  • the radially inner area 21 et wa has a material thickness which corresponds to the radial extent of the bead extending over the entire circumferential length of the inner gas guide plate 20.
  • the inner gas baffle plate 20 surrounds the circular disc-shaped susceptor 2 and is thus designed as a ring. Between the non-rotatably connected to the gas collection channel 11 inner gas guide plate 20 and the susceptor 2 extends an annular gap 26 shown in FIG. 1, which enables a relative rotation of the susceptor 2 with respect to the inner gas guide plate 20.
  • the surface facing the outer gas baffle plate 14 of the inner gas baffle plate 20 is flush with the surface of the susceptor 2 and falls in the radial outward direction, since the inner gas baffle plate 20 is arcuate in cross section.
  • the radially inner region 21 is adjoined by a radially outer region 22, which has a lower material thickness than the radially inner region 21. It is further provided that the radially inner region 21 is itself it extends over a smaller radial section than the radially outer region 22.
  • the material thickness of the curved radially outer region 22 can be approximately half the material thickness of the radially inner region 21. In particular, it is provided that the material thickness ke of the radially outer region 22 corresponds at most to half the material thickness of the bead 24.
  • the radial length of a tongue 23' approximately the opening width of the Gas collection duct 11 corresponds, that is, the distance between the inner wall 12 and the outer wall 13 in the upper region of the gas collection duct 11.
  • the radially outer ends of the tongues 23 ' are thus immediately adjacent to the inward-facing gas guide surface of the outer gas guide plate 14.
  • the inner gas baffle 20 thus forms an additional diffusion barrier to the gas collection duct 11, since the tongues 23 'formed by it cover the opening of the gas collection duct 11 in regions and thus reduce the free cross section of the opening of the gas collection duct 11 ver.
  • the radially inner area 21 of the inner gas baffle plate 20 designed in accordance with the invention is designed such that at least the radially inner area 21 can heat up due to the action of the electromagnetic alternating field generated by the RF heating coil, so that additional heating for the inner gas baffle plate 20 can be omitted. Nevertheless, the lateral temperature profile within the process chamber is evened out with such an arrangement.
  • a device which is characterized in that the inner gas guide plate 20 is supported on the inner wall 12.
  • a device which is characterized in that the radially inner region 21 of the inner gas baffle plate 20 is designed to be electrically conductive such that it can be heated by means of eddy currents generated in the radially inner region 21 by an alternating electromagnetic field.
  • a device which is characterized in that the material thickness of the inner region 21 of the inner gas baffle plate 20 is greater than the material thickness of the radially outer region 22.
  • a device which is characterized in that the radial width of the radially inner region 21 corresponds approximately (+/- 20%) to the material thickness of the radially inner region 21.
  • a device which is characterized in that the material thickness of the radially outer region 22 corresponds at most to half the material thickness of the radially inner region 21.
  • a device which is characterized in that the radially inner region 21 is formed by a bead 24 which extends downwards.
  • a device which is characterized in that the radially outer region 22 overlaps an edge web 28 of the inner wall 12.
  • a device which is characterized in that tongues 235 which leave openings 23 between them, are arranged above an opening of the gas collecting duct 11, the radial length of the tongues 23 'corresponding approximately to the radial width of the opening of the gas collecting duct 11.
  • a device which is characterized by an outer gas baffle plate 14 supported on the outer wall 13 of the gas outlet device 10, it being provided in particular that the outer gas baffle plate 14 has a loading opening 25 which is open radially outward.
  • a gas baffle plate which is characterized in that the radially inner region 21 of the annular gas baffle plate 20 is designed to be electrically conductive in such a way that it can be heated by means of eddy currents generated by an alternating electromagnetic field, it being provided in particular that the material thickness of the inner region 21 of the inner gas guide plate 20 is greater than the material thickness of the radially outer region 22.
  • CVD reactor 1 with a gas outlet device wherein one within the central free space 27 to the arranged susceptor 2 can be heated from below by means of an RF heating coil 8, the RF heating coil 8 being arranged in particular in this way that the alternating electromagnetic field generated by it generates eddy currents in the inner region 21 of the inner gas baffle plate 20 and / or that the susceptor 2, which is driven by rotation, is spaced apart from the radially inner region 21 of the inner gas baffle plate 20 by an annular gap 26.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors (1) mit einem ringförmigen Gassammelkanal (11), der eine radial innenliegende Innenwand (12) und eine von der Innenwand (12) nach radial außen beabstandete Außenwand (13) aufweist, und mit einer ringförmigen inneren Gasleitplatte (20), die mit einem radial äußeren Bereich (22) an die Innenwand (12) und mit einem radial inneren Bereich (21) an einen zentralen Freiraum (27) zur Aufnahme eines Suszeptors (2) angrenzt. Die innere Gasleitplatte (20) stützt sich auf der Innenwand (12) ab. Der radial innere Bereich (21) der inneren Gasleitplatte (20) ist derart elektrisch leitend ausgebildet, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld im radial inneren Bereich (21) erzeugten Wirbelströmen beheizbar ist und besitzt eine Materialstärke, die größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22).

Description

Beschreibung
Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors
Gebiet der Technik
[0001] Die Erfindung betrifft eine Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors mit einem ringförmigen Gassammelkanal, der eine radial innenliegende Innen wand, eine von der Innenwand nach radial außen beabstandete Außenwand und einen Boden aufweist, und mit einer ringförmigen inneren Gasleitplatte, die mit einem radial äußeren Bereich an die Innenwand und mit einem radial inneren Bereich an einen zentralen Freiraum zur Aufnahme eines Suszeptors angrenzt.
[0002] Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine ringförmige Gasleitplatte zur Verwendung in einer Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors.
[0003] Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen CVD-Reaktor mit einer derartigen Gasauslassvorrichtung, wobei der CVD-Reaktor einen Suszeptor aufweist, der in der Lage ist, Substrate zu tragen, die in einer Prozesskammer des CVD-Reaktors beschichtet werden können und der Substrathalter von einer RF-Heizspule durch Erzeugen von Wirbelströmen innerhalb des elektrisch lei tenden Suszeptors beheizbar ist.
Stand der Technik
[0004] Eine gattungsgemäße Vorrichtung wird in der DE 10 2015 120 329 Al beschrieben. Ein drehbarer Suszeptor gleitet auf einer Tragplatte, die bis an eine innere Wand eines Gassammelkanales angrenzt. Eine Oberseite des Suszeptors geht bündig in eine Gasleitplatte über, die sich mit dem Suszeptor mitdreht und bis an eine obere Öffnung des Gassammelkanals ragt. [0005] Die US 2006/0272561 Al beschreibt einen CVD-Reaktor mit einem Sus- zeptor, der ein Substrat trägt und der von einem Antrieb drehangetrieben wer den kann. Der Suszeptor ist von einem Gasauslasskanal umgeben, von dessen radial innerer Wandung eine Barriere abragt. [0006] Die US 2013/0206966 Al beschreibt einen CVD-Reaktor mit einem Sus zeptor, der von einem Gasauslasskanal umgeben ist und eine Diffusionsbarriere aus Graphit trägt, die radial außerhalb des Suszeptors angeordnet ist.
Zusammenfassung der Erfindung
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungs gemäße Vor richtung gebrauchsvorteilhaft weiterzubilden. [0008] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Er findung, wobei die Unteransprüche nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen Erfindung darstellen, son dern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe.
[0009] Zunächst und im Wesentlichen wird vorgeschlagen, dass sich die inne- re Gasleitplatte auf der Innenwand des Gassammelkanals abstützt. Die innere Gasleitplatte besitzt eine Gasführungsfläche, die nach oben weist, in Radialrich tung gekrümmt ist und bündig in eine Oberseite des Suszeptors übergeht, auf der zumindest ein Substrat angeordnet werden kann, welches durch Einleiten von Prozessgasen in eine Prozesskammer beschichtet werden kann. Hierzu ist ein Gaseinlassorgan vorgesehen, mit dem die Prozessgase in die Prozesskam mer eingespeist werden können, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass sich das Gaseinlassorgan im Zentrum der Prozesskammer, etwa in der Mitte des kreisscheibenförmigen Suszeptors befindet. Das Gaseinlassorgan kann drei übereinander angeordnete Gaseinlasszonen aufweisen, durch die voneinander verschiedene Prozessgase, insbesondere mit Elementen der IV-Hauptgruppe aber auch metallorganische Verbindungen von Elementen der III-Hauptgruppe und Hydride von Elementen der V-Hauptgruppe in die Prozesskammer einge speist werden können, wobei die Prozesskammer nach oben hin durch eine Prozesskammerdecke begrenzt ist. An die Prozesskammerdecke kann sich ra dial außen eine äußere Gasleitplatte anschließen, die sich auf der äußeren Wand des Gassammelkanals abstützt. Der Gassammelkanal besitzt einen Boden mit Öffnungen, durch die das sich im Gassammelkanal sammelnde Gas abgesaugt werden kann. Indem sich die innere Gasleitplatte auf der Innenwand des Gas sammelkanals abstützt, dreht sich die innere Gasleitplatte nicht mit dem Sus- zeptor mit, der von einem Drehantrieb drehantreibbar ist. Ein radial innerer Bereich der inneren Gasleitplatte ist durch einen Ringspalt vom Suszeptor radi al beabstandet. Die äußere Gasleitplatte kann eine radiale Öffnung aufweisen, durch die ein Greifarm eines Beladeroboters in die Prozesskammer eingreifen kann, um auf der Oberseite des Suszeptors zu beschichtende Substrate zu de ponieren. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere zum Abscheiden von Schichten, die Elemente der IV-Hauptgruppe beinhalten, insbesondere zum Abscheiden von SiC-Schichten, wobei Prozessgase, die Silizium und/ oder Koh lenstoff enthalten, durch das Gaseinlassorgan in die Prozesskammer eingespeist werden. Mit der RF-Spule wird der Suszeptor auf eine Prozesstemperatur ge bracht, bei der sich die Prozessgase pyrolytisch zerlegen, so dass die Zerle gungsprodukte eine Schicht bildend auf der Oberflächen des Substrates abge schieden werden. Ein Substrat kann auf einem Substrathalter angeordnet sein, der in bekannter Weise von einem Gaskissen getragen wird, wobei der das Gaskissen erzeugende Gasstrom derart gerichtet ist, dass der Substrathalter in eine Drehung versetzt wird.
[0010] Gemäß einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass der radial innere Bereich der inneren Gasleitplatte elektrisch leitend ausgebildet ist. Zu mindest der radial innere Bereich der inneren Gasleitplatte ist derart elektrisch leitend ausgebildet, dass ein externes elektromagnetisches Wechselfeld im inne ren Bereich Wirbelströme erzeugen kann, so dass der innere Bereich der inne ren Gasleitplatte mittels einer RF-Heizung aufheizbar ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt der CVD-Reaktor eine RF-Heizspule, die derart unterhalb des Suszeptors angeordnet ist, dass das von der RF-Spule erzeugte elektromag netische Wechselfeld im inneren Bereich der inneren Gasleitplatte Wirbelströme erzeugt, um so zumindest den radial inneren Bereich auf eine Temperatur zu bringen, die annähernd der Temperatur des Suszeptors entspricht.
[0011] In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich in Radial auswärtsrichtung an den inneren Bereich der inneren Gasleitplatte anschließen den radial äußeren Bereich nur eine geringere Erwärmung stattfindet. Um dies zu gewährleisten, wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung der radial innere Bereich der inneren Gasleitplatte materialstärker ausgeführt, als der radial äußere Bereich der inneren Gasleitplatte. Es ist insbesondere vorgese hen, dass die radiale Erstreckung des inneren Bereichs in etwa, also +/- 20% der Materialstärke des inneren Bereichs entspricht. Der radial innere Bereich, in dem sich die eine Erwärmung erzeugenden Wirbelströme ausbilden können, wird gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung von einem Wulst ausge bildet. Die ringförmige innere Gasleitplatte besitzt bevorzugt einen ringförmi gen, nach unten weisenden Wulst. In Radialauswärtsrichtung schließt sich an den Wulst der radial äußere Bereich an, dessen Materialstärke bevorzugt kleiner ist, als die Hälfte der Materialstärke im radial inneren Bereich.
[0012] Der radial äußere Bereich der inneren Gasleitplatte stützt sich unter Ausbildung einer ringförmigen Auflagefläche, insbesondere einen Randsteg der inneren Wand übergreifend, auf der inneren Wand des Gassammelkanales ab. Von dieser ringförmigen Auflagefläche ragen Zungen in Radialauswärts richtung, wobei die Zungen eine Länge besitzen können, die der Öffnungsweite des Gassammelkanales entsprechen können. Zwischen den Zungen verbleiben Öffnungen, durch die das Gas aus der Prozesskammer in den Gassammelkanal eintreten kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand bei- gefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Unteransicht auf eine Gasauslasseinrichtung eines CVD- Reaktors,
Fig. 2 einen Halbschnitt durch einen im Wesentlichen rotationssymmetri schen CVD-Reaktor mit der ringförmig einen Suszeptor 2 umgeben den Gasauslassvorrichtung gemäß der Schnittlinie II-II in Figur 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Gasauslassvorrichtung im Bereich einer Be ladeöffnung 25 gemäß der Finie III-III in Figur 1,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Gasauslassvorrichtung gemäß
Figur 1, Fig. 5 den Schnitt gemäß der Finie V-V in Figur 4 und
Fig. 6 eine Draufsicht auf die innere Gasleitplatte 20 der Gasauslassvorrich tung.
Beschreibung der Ausführungsformen
[0014] Der in den Figuren im Wesentlichen schematisch dargestellte CVD- Reaktor 1 besitzt ein äußeres, gasdichtes Gehäuse, in dem sich ein aus Graphit, insbesondere beschichtetem Graphit bestehender Suszeptor 2 befindet. Der Suszeptor 2 kann durch eine Drehachse drehangetrieben werden. Auf dem Sus zeptor 2 befinden sich mehrere Substrathalter 3, die jeweils in Taschen einer zu einer Prozesskammer 7 weisenden Oberseite des Suszeptors 2 angeordnet sind. In einer Tasche liegt ein Substrathalter 3 ein, der mittels eines nicht dargestell ten Gasstroms auf einem Gaspolster liegend drehangetrieben werden kann. Je der Substrathalter 3 kann zumindest ein Substrat 4 tragen.
[0015] Etwa in der Mitte des kreis scheibenförmigen Suszeptors 2 ist eine Ver tiefung angeordnet, in der ein unterer Abschnitt eines Gaseinlassorganes 5 ein- liegt. Das Gaseinlassorgan 5 besitzt mehrere in Vertikalrichtung hintereinander angeordnete Gasverteilkammern, die jeweils Gasaustrittsöffnungen 6 aufwei sen, durch die ein Prozessgas in die Prozesskammer 7 eingespeist werden kann. Die Prozesskammer 7 erstreckt sich zwischen Suszeptor 2 und einer sich paral lel zum Suszeptor 2 erstreckenden Prozesskammerdecke 9. Beim Ausführungs- beispiel wird die Prozesskammer 7 in Radialrichtung vom Prozessgas durch strömt. Das Prozessgas besitzt insbesondere Gase der Elemente Silizium und Kohlenstoff.
[0016] Unterhalb des Suszeptors 2 befindet sich eine RF-Heizspule 8, die mit einem hochfrequenten Wechselstrom bestromt wird, so dass in dem Suszep- tor 2 Wirbelströme erzeugt werden, die dazu führen, dass der Suszeptor 2 auf geheizt wird.
[0017] Die Figur 1 zeigt den CVD-Reaktor 1 im Halbschnitt. Auf dem Suszep tor 2 sind mehrere, auf einer Kreisbogenlinie um das Gaseinlassorgan 5 ange ordnete Substrathalter 3 vorgesehen. [0018] Die Suszeptoranordnung ist von einem Gassammelkanal 11 umgeben, der in den Figuren 1 und 2 im Schnitt und in der Figur 3 zum Teil perspekti visch dargestellt ist. Der Gassammelkanal 11 besitzt eine radial innere Wand 12 und eine die radial innere Wand 12 mit einem Abstand umgebende radial äu ßere Wand 13. Der Gassammelkanal 11 umgibt die Suszeptoranordnung ring förmig. Der Gassammelkanal 11 besitzt einen Boden 19 mit Austrittsöffnun gen 17. An die Austrittsöffnung 17 schließt sich ein Austrittskanal 18 an, der an eine Vakuumpumpe angeschlossen werden kann.
[0019] Auf der radial äußeren Wand 13 der Gasauslassvorrichtung 10 stützt sich eine ringförmige äußere Gasleitplatte 14 ab, die radial einwärts gekrümmt ist und an die Prozesskammerdecke 9 angrenzt. Die radial äußere Gasleitplat te 14 besitzt an einer Umfangsposition eine radiale Öffnung, die eine Beladeöff nung 25 ausbildet, durch die ein Greifarm eines Beladeroboters in die Prozess kammer 7 eingreifen kann, um dort Substrate von den Substrathaltern 3 zu ent nehmen beziehungsweise Substrate 4 auf die Substrathalter 3 abzulegen. Die Beladeöffnung 25 ist in der Figur 2 dar gestellt. Sie besitzt eine Breite, die größer ist als der Durchmesser eines Substrates 4 oder eines Substrathalters 3.
[0020] Es ist eine innere Gasleitplatte 20 vorgesehen mit einer zur äußeren Gasleitplatte 14 weisenden Gasleitfläche. Die Gasleitfläche grenzt bündig an die Oberseite des Suszeptors 2 an, wobei sich zwischen der inneren Gasleitplatte 20 und dem Suszeptor 2 ein Spalt 26 ausbildet. Die innere Gasleitplatte 20 ist dreh fest mit der Innenwand 12 verbunden. Die Innenwand 12 besitzt einen nach oben weisenden Ringsteg 28, der von einem radial äußeren Bereich 22 der inne ren Gasleitplatte 20 Übergriffen wird. Die innere Gasleitplatte 20 besteht aus einem elektrisch leitenden Werkstoff und ist insbesondere aus einem beschich teten Graphit gefertigt. Erfindungsgemäß ist ein radial innerer Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20, der sich unmittelbar an den Spalt 26 anschließt, derart ausgebildet, dass in ihm von der RF-Heizspule 8 Wirbelströme erzeugt werden können. Hierzu kann es vorgesehen sein, dass sich die RF-Heizspule 8 bis in einen radial äußeren Bereich erstreckt, der vertikal unterhalb des radial inneren Bereichs 21 der inneren Gasleitplatte 20 angeordnet ist.
[0021] Beim Ausführungsbeispiel wird der radial innere Bereich 21 der inne ren Gasleitplatte 20 von einem Wulst 24 ausgebildet, der sich vertikal nach un ten erstreckt. Im Bereich des Wulstes 24 besitzt der radial innere Bereich 21 et wa eine Materialstärke, die der radialen Erstreckung des sich über die gesamte Umfangslänge der inneren Gasleitplatte 20 erstreckenden Wulstes. Die innere Gasleitplatte 20 umgibt den kreis scheibenförmigen Suszeptor 2 und ist somit als Ring ausgebildet. Zwischen der drehfest mit dem Gassammelkanal 11 ver bundenen inneren Gasleitplatte 20 und dem Suszeptor 2 erstreckt sich ein in der Figur 1 vergrößert dargestellte Ringspalt 26, der eine Relativdrehung des Sus- zeptors 2 gegenüber der inneren Gasleitplatte 20 ermöglicht. Die zur äußeren Gasleitplatte 14 weisende Oberfläche der inneren Gasleitplatte 20 schließt sich bündig an die Oberfläche des Suszeptors 2 an und fällt in Radialauswärtsrich tung ab, da die innere Gasleitplatte 20 im Querschnitt bogenförmig verläuft.
[0022] In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass sich an den radial inneren Bereich 21 ein radial äußerer Bereich 22 anschließt, der eine geringere Material stärke aufweist, als der radial innere Bereich 21. Es ist ferner vorgesehen, dass der radial innere Bereich 21 sich über einen geringeren Radialabschnitt er streckt, als der radial äußere Bereich 22. Die Materialstärke des gebogenen radi al äußeren Bereichs 22 kann etwa der Hälfte der Materialstärke des radial inne ren Bereichs 21 betragen. Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Materialstär ke des radial äußeren Bereichs 22 maximal der Hälfte der Materialstärke des Wulstes 24 entspricht. [0023] An einem Abschnitt des radial äußeren Bereichs 22, der den Rand steg 28 über greifend auf der inneren Wand 12 auf liegt, schließen sich in Radial richtung erstreckende Zungen 23' ab, wobei die radiale Länge einer Zunge 23' etwa der Öffnungsweite des Gassammelkanals 11 entspricht, also dem Abstand der inneren Wand 12 von der äußeren Wand 13 im oberen Bereich des Gas sammelkanals 11. Die radial äußeren Enden der Zungen 23' liegen somit unmit telbar benachbart an der nach innen weisenden Gasleitfläche der äußeren Gas leitplatte 14.
[0024] Die erfindungs gemäße innere Gasleitplatte 20 bildet somit eine zusätz liche Diffusionsbarriere zum Gassammelkanal 11, da die von ihr ausgebildeten Zungen 23' die Öffnung des Gassammelkanals 11 bereichsweise überdecken und damit den freien Querschnitt der Öffnung des Gassammelkanals 11 ver mindern. Der erfindungs gemäß ausgestaltete radial innere Bereich 21 der inne ren Gasleitplatte 20 ist so ausgebildet, dass sich zumindest der radial innere Bereich 21 durch die Wirkung des von der RF-Heizspule erzeugten elektro magnetischen Wechselfeldes aufheizen kann, so dass eine zusätzliche Heizung für die innere Gasleitplatte 20 entfallen kann. Gleichwohl wird mit einer derar tigen Anordnung das laterale Temper aturprofil innerhalb der Prozesskammer vergleichmäßigt.
[0025] Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmeldung insgesamt erfassten Erfindungen, die den Stand der Technik zu mindest durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils auch eigenstän dig weiterbilden, wobei zwei, mehrere oder alle dieser Merkmalskombinatio nen auch kombiniert sein können, nämlich:
[0026] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die innere Gasleitplatte 20 auf der Innenwand 12 abstützt. [0027] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial inne re Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20 derart elektrisch leitend ausgebildet ist, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld im radial inne ren Bereich 21 erzeugten Wirbelströme beheizbar ist. [0028] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Material stärke des inneren Bereichs 21 der inneren Gasleitplatte 20 größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs 22.
[0029] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die radiale Brei te des radial inneren Bereichs 21 in etwa (+/- 20%) der Materialstärke des radial inneren Bereichs 21 entspricht.
[0030] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Material stärke des radial äußeren Bereichs 22 maximal der halben Materialstärke des radial inneren Bereichs 21 entspricht.
[0031] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial inne- re Bereich 21 durch einen sich nach unten erstreckenden Wulst 24 ausgebildet wird.
[0032] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial äuße re Bereich 22 einen Randsteg 28 der inneren Wand 12 übergreift.
[0033] Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass Zungen 235 die zwischen sich Öffnungen 23 belassen, oberhalb einer Öffnung des Gassammel kanals 11 angeordnet sind, wobei die radiale Länge der Zungen 23' etwa der radialen Breite der Öffnung des Gassammelkanals 11 entspricht. [0034] Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine sich auf der äuße ren Wand 13 der Gasauslassvorrichtung 10 abstützenden äußeren Gasleitplat te 14, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die äußere Gasleitplatte 14 eine nach radial außen offene Beladeöffnung 25 aufweist.
[0035] Eine Gasleitplatte, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der radial inne re Bereich 21 der kreisringförmigen Gasleitplatte 20 derart elektrisch leitend ausgebildet ist, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld er zeugten Wirbelströmen beheizbar ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Materialstärke des inneren Bereichs 21 der inneren Gasleitplatte 20 größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs 22.
[0036] CVD-Reaktor 1 mit einer Gasauslassvorrichtung gemäß einem der vor hergehenden Ansprüche, wobei eine innerhalb des zentralen Freiraums 27 an geordneter Suszeptor 2 von unten her mittels einer RF-Heizspule 8 beheizbar ist, wobei die RF-Heizspule 8 insbesondere derart angeordnet ist, dass das von ihr erzeugte elektromagnetische Wechselfeld im inneren Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20 Wirbelströme erzeugt und/ oder dass der von einem Drehan trieb drehantreibbare Suszeptor 2 durch einen ringförmigen Spalt 26 vom radial inneren Bereich 21 der inneren Gasleitplatte 20 beabstandet ist.
[0037] Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Prioritäts unterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender An meldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren, auch ohne die Merkmale eines in Bezug genommenen Anspruchs, mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbe- sondere um auf Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen. Die in jedem Anspruch angegebene Erfindung kann zusätzlich ein oder mehrere der in der vorstehenden Beschreibung, insbesondere mit Bezugsziffern versehene und/ oder in der Bezugsziffernliste angegebene Merkmale aufweisen. Die Er- findung betrifft auch Gestaltungsformen, bei denen einzelne der in der vorste henden Beschreibung genannten Merkmale nicht verwirklicht sind, insbeson dere soweit sie erkennbar für den jeweiligen Verwendungszweck entbehrlich sind oder durch andere technisch gleichwirkende Mittel ersetzt werden kön nen.
Liste der Bezugszeichen
1 CVD-Reaktor 27 zentraler Freiraum
2 Suszeptor 28 Randsteg
3 Substrathalter
4 Substrat
5 Gaseinlassorgan
6 Gasaustrittsöffnung
7 Prozesskammer
8 RF-Heizspule
9 Prozesskammerdecke
10 Gasauslass Vorrichtung
11 Gassammelkanal
12 innere Wand
13 äußere Wand
14 äußere Gasleitplatte
15 oberer Rand
16 oberer Rand
17 Austrittsöffnung
18 Austrittskanal
19 Boden
20 innere Gasleitplatte
21 radial innerer Bereich
22 radial äußerer Bereich
23 Öffnung
23' Zunge
24 Wulst
25 Beladeöffnung
26 Spalt

Claims

Ansprüche
Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors (1) mit einem ringförmigen Gassammelkanal (11), der eine radial innenliegende Innenwand (12) und eine von der Innenwand (12) nach radial außen beabstandete Außen wand (13) aufweist, und mit einer ringförmigen inneren Gasleitplatte (20), die mit einem radial äußeren Bereich (22) an die Innenwand (12) und mit einem radial inneren Bereich (21) an einen zentralen Freiraum (27) zur Aufnahme eines Suszeptors (2) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke des inneren Bereichs (21) der inneren Gasleitplatte (20) größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22).
Gasauslassvorrichtung eines CVD-Reaktors (1) mit einem ringförmigen Gassammelkanal (11), der eine radial innenliegende Innenwand (12) und eine von der Innenwand (12) nach radial außen beabstandete Außen wand (13) aufweist, und mit einer ringförmigen inneren Gasleitplatte (20), die mit einem radial äußeren Bereich (22) an die Innenwand (12) und mit einem elektrisch leitend ausgebildeten radial inneren Bereich (21) an einen zentralen Freiraum (27) zur Aufnahme eines Suszeptors (2) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärke des inneren Bereichs (21) der inneren Gasleitplatte (20) größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22), sodass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld im radial inneren Bereich (21) erzeugten Wirbelströme be heizbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die radiale Breite des radial inneren Bereichs (21) in etwa (+/- 20%) der Materialstärke des radial inneren Bereichs (21) ent spricht.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22) maximal der halben Materialstärke des radial inneren Bereichs (21) ent spricht. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der radial innere Bereich (21) durch einen sich nach unten erstreckenden Wulst (24) ausgebildet wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der radial äußere Bereich (22) einen Randsteg (28) der inneren Wand (12) übergreift.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass Zungen (23'), die zwischen sich Öffnungen (23) belas sen, oberhalb einer Öffnung des Gassammelkanals (11) angeordnet sind, wobei die radiale Länge der Zungen (23') etwa der radialen Breite der Öffnung des Gassammelkanals (11) entspricht.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sich auf der äußeren Wand (13) der Gasauslassvorrichtung (10) abstützenden äußeren Gasleitplatte (14).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Gasleitplatte (14) eine nach radial außen offene Beladeöffnung (25) auf weist.
10. Gasleitplatte (20) zur Verwendung in einer Gasauslassvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der radial innere Bereich (21) der kreisringförmigen Gasleitplat te (20) derart elektrisch leitend ausgebildet ist, dass er mittels von einem elektromagnetischen Wechselfeld erzeugten Wirbelströmen beheizbar ist.
11. Gasleitplatte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Material- stärke des inneren Bereichs (21) der inneren Gasleitplatte (20) größer ist, als die Materialstärke des radial äußeren Bereichs (22).
12. CVD-Reaktor (1) mit einer Gasauslassvorrichtung gemäß einem der vor hergehenden Ansprüche, wobei eine innerhalb des zentralen Freiraums (27) angeordneter Suszeptor (2) von unten her mittels einer RF-Heizspule (8) beheizbar ist, wobei die RF-Heizspule (8) insbesondere derart angeordnet ist, dass das von ihr erzeugte elektromagnetische Wechselfeld im inneren Bereich (21) der inneren Gasleitplatte (20) Wirbelströme erzeugt.
13. CVD-Reaktor (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der
von einem Drehantrieb drehantreibbare Suszeptor (2) durch einen ring- förmigen Spalt (26) vom radial inneren Bereich (21) der inneren Gasleit platte (20) beabstandet ist.
14. Vorrichtung oder Verfahren oder Gasleitplatte oder CVD-Reaktor, ge
kennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.
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