WO2021160784A1

WO2021160784A1 - Gaseinlassorgan für einen cvd-reaktor

Info

Publication number: WO2021160784A1
Application number: PCT/EP2021/053423
Authority: WO
Inventors: Honggen JIANG
Original assignee: AIXTRON Ltd.
Priority date: 2020-02-14
Filing date: 2021-02-12
Publication date: 2021-08-19
Also published as: KR20220141826A; TW202136577A; CN115176046A; DE102020112568A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verschlusselement für einen CVD-Reaktor. Auf seiner zum Inneren eines mit der Verschlussplatte verschlossenen Gehäuses (1) weisenden Seite trägt das Verschlusselement (2) einen Ringsteg (25), der eine Höhlung umgibt, in der ein Gaseinlassorgan (3) angeordnet ist. Eine Stirnfläche des Ringsteges (25) verläuft bündig zu einer Gasaustrittsfläche (29) des Gaseinlassorgans. Eine Platte (32) liegt in einer zweiten Höhlung eines scheibenförmigen Körpers (26) der in der ersten Höhlung (19) angeordnet ist, die auf der ins Innere des Gehäuses (1) weisenden Seite des Verschlusselements (2) angeordnet ist.

Description

Beschreibung

Gaseinlassorgan für einen CVD-Reaktor

Gebiet der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gaseinlassorgan, wobei das Verschlussele ment eine Höhlung aufweist, in der ein Gasverteilvolumen angeordnet ist, das mit einer Vielzahl von auf einer ins Innere des Gehäuses weisenden Gasaus- trittsfläche angeordneten Gasaustrittsöffnungen strömungsverbunden ist,

[0002] Die Erfindung betrifft darüber hinaus einen mit einem derartigen Gas einlassorgan ausgebildeten CVD-Reaktor.

Stand der Technik

[0003] Die US 2004/0082251 Al beschreibt einen CVD-Reaktor mit einem topf förmigen Gehäuse, in dem ein Suszeptor angeordnet ist, der ein Substrat trägt, das in einer Prozesskammer behandelt wird. Die Decke der Prozesskammer wird von einer Gasaustrittsplatte ausgebildet, die eine Vielzahl von Gasaus trittsöffnungen aufweist, aus der ein Prozessgas in die Prozesskammer strömen kann. Die Gasaustrittsplatte wird von einem Gaseinlassorgan ausgebildet, das integraler Bestandteil des Deckels des Gehäuses ist. Der Deckel besitzt einen äußeren Rand, der eine Auflagefläche ausbildet, mit der der Deckel auf einer Stirnfläche der Gehäusewand des Gehäuses aufliegt. Das Gaseinlassorgan be sitzt eine Gasverteilkammer, die von beheizten Wänden umgeben ist, und liegt in einer Höhlung des Deckels.

[0004] Die DE 10136858 Al beschreibt ein Gaseinlassorgan für einen Reaktor zur Herstellung von OLEDs. Das Gaseinlassorgan besitzt eine Heizung, mit der es auf eine erhöhte Temperatur aufgeheizt werden kann. In ein Gasverteilvo lumen des Gaseinlassorganes kann ein Dampf eingespeist werden, der durch Gasaustrittsöffnungen in eine Prozesskammer austreten kann. Das Gaseinlass organ befindet sich in einer zentralen Höhlung einer Deckenplatte, die einen Deckel zum Verschluss des Reaktors ausbildet.

[0005] Eine ähnliche Vorrichtung beschreibt die EP 1252363 Bl. Auch hier steckt in einer Höhlung einer Deckenplatte ein duschkopfartiges Gaseinlassor gan.

[0006] Erfindungs gern äße und gattungsgemäße Vorrichtungen zum Abschei den von Schichten auf Substraten, insbesondere MOCVD-Reaktoren, besitzen eine im Wesentlichen kreis scheibenförmige Gasaustrittsfläche mit einer Viel- zahl duschkopfartig angeordneten Gasaustrittsöffnungen, aus denen ein Pro zessgas in eine Prozesskammer eintreten kann. Der Abstand zwischen Gasaus trittsfläche und der die Substrate tragenden Oberseite eines Suszeptors beträgt zwischen 9 mm und 20 mm. Es ist technologisch erforderlich, dass dieser Ab stand, also die Prozesskammerhöhe, über die gesamte Fläche des Suszeptors konstant bleibt. Die Höhe muss insbesondere auch bei variierenden Binnendru cken in der Prozesskammer konstant bleiben. Es muss deshalb vermieden wer den, dass sich die Gasaustrittsfläche bei einer Druckverminderung im Innern des Gehäuses verbiegt.

[0007] Eine gattungsgemäße bzw. erfindungs gemäße Vorrichtung besitzt dar- über hinaus eine Beladeöffnung in einer Gehäusewand, durch die der Suszep- tor mit Substraten beladen werden kann. Beim Stand der Technik muss das Ga seinlassorgan angehoben oder der Suszeptor abgesenkt werden, damit ein durch die Beladeöffnung greifender Greifer die vom Suszeptor getragenen Sub strate greifen kann. Zusammenfassung der Erfindung

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, mit denen die Prozesskammer einfacher beladbar ist bzw. die Lage der Gasaus trittsfläche bei Druckwechseln stabilisiert ist.

[0009] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Er- findung. Die Unteransprüche stellen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der nebengeordneten Ansprüche, sondern auch eigenständige Lösungen der Auf gabe dar.

[0010] Ein erster Aspekt der Erfindung schlägt vor, dass das Gaseinlassorgan integraler Bestandteil des Verschlusselementes ist. Das Verschlusselement ist gewissermaßen der Deckel, mit dem die Öffnung des Gehäuses des CVD- Reaktors verschlossen werden kann. Auf der zum Innern des Gehäuses wei senden Seite des Verschlusselementes befindet sich erfindungsgemäß eine Höh lung. Die Höhlung kann durch einen am Rand des Verschlusselementes verlau fenden Steg eingefasst sein. Die Höhlung kann aber auch eine Vertiefung sein, deren Innenwand von einem Ringsteg gebildet ist. Die Höhlung kann aber auch eine zentrale Zone des Verschlusselementes sein, bei der die Materialstärke des Verschlusselementes geringer als am Rand oder im Bereich des Steges ist. Die Wandung dieser Höhlung bildet erfindungsgemäß die Wandung des Gasver- teilvolumens. Die Wandung besitzt eine Innenoberfläche, die die Innenoberflä- che des Gasverteilvolumens ausbildet. Die Höhlung kann auch eine mittlere Vertiefung aufweisen, in der die Materialstärke der Wandung des Verschluss elementes weiter vermindert ist. Diese Vertiefung kann das Gasverteilvolumen ausbilden. Das Volumen der Vertiefung entspricht dann dem Volumen der das Gasverteilvolumen ausbildenden Kammer des Gaseinlassorgans. Die Vertie- fung kann mittels einer Platte verschlossen werden. Die Platte bildet bevorzugt eine Trennplatte aus, mit der die das Gasverteilvolumen ausbildende Kammer gegenüber einer Kühlkammer abgegrenzt ist. Die Platte besitzt eine zur Vertie fung weisende ebene Breitseitenfläche. Die andere Breitseitenfläche ist bevor zugt ebenfalls eben. Der Rand dieser Breitseitenfläche kann auf dem Boden der Höhlung anliegen. Es handelt sich dabei insbesondere um den Bereich des Bo dens der Höhlung, die die zentrale Vertiefung umgibt. Dort kann in einer Nut ein Dichtring einliegen, der die Vertiefung umgibt und der zwischen der Trennplatte und dem Boden der Höhlung verläuft. Die vertikale Höhe der das Gasverteilvolumen ausbildenden Kammer wird somit durch die vertikale Tiefe der sich in einer Horizontalebene erstreckenden Vertiefung definiert. Die Ver tiefung erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Gasaustrittsfläche, die von einer Gasaustrittsplatte gebildet wird, die mit einem vertikalen Abstand gegen über der Trennplatte verläuft hn Abstandsraum zwischen Gasaustrittsplatte und Trennplatte erstreckt sich eine Kühlkammer, durch die ein Kühlmittel hin durchströmen kann. In der Höhlung kann eine im Wesentlichen zwei Teile aufweisende Baugruppe angeordnet sein. Die Baugruppe besteht aus einem ersten Körper, der die Gasaustrittsplatte ausbildet, und einem zweiten Körper, der die Trennplatte ausbildet. Die Trennplatte kann mit ihrem Rand auf einer Stufe eines Außenrandabschnittes des die Gasaustrittsplatte ausbildenden Kör pers aufliegen. Eine Außenwand des ringförmigen oder kreisscheibenförmigen Körpers kann an eine Innenwand eines Stegs angrenzen, der die Höhlung umgibt. Eine in das Innere des Gehäuses weisende Stirnfläche des Steges geht bevorzugt bündig in die Gasaustrittsfläche über. In der Höhlung, also bevor zugt der von einem Ringsteg umgebenen Vertiefung steckt eine Baugruppe. Die Baugruppe bildet nicht alle Bestandteile des Gaseinlassorganes aus. Sie bildet im Wesentlichen nur eine Begrenzung des Gasverteilvolumens des Gaseinlass organes aus. Die hierzu verwendete Trennplatte bildet eine Innenoberfläche des Gasverteilvolumens. Eine andere Innenoberfläche des Gasverteilvolumens bil det die Oberfläche der Vertiefung, also das Verschlusselement bzw. dessen Grundkörper. [0011] Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Stabilisierungsring vorgesehen, der auf der zum Gehäuseinneren weisenden Seite des Deckels an geordnet ist, und der das Gaseinlassorgan umgibt. Der Stabilisierungsring wird von einem Steg ausgebildet, der sich randnah entlang der Innenseite der bevor zugt kreiszylindrischen Gehäusewand des Gehäuses des CVD-Reaktors er streckt. Der Steg kann unmittelbar an die Auflagefläche angrenzen, mit der das Verschlusselement auf der Stirnfläche der Gehäusewand aufliegt. Der Steg de finiert somit nicht nur die Höhlung, in der Elemente des Gaseinlassorgans an geordnet sind, sondern bildet auch ein Versteifungselement, mit dem verhin dert werden kann, dass sich die Gasaustrittsfläche bei einer Druckänderung innerhalb des Gehäuses verbiegt. Es erweist sich als Vorteil, wenn der Steg als Ringsteg unterbrechungsfrei an der Innenseite der Gehäusewand entlang läuft. Hierzu erweist es sich von Vorteil, wenn das Verschlusselement im Bereich der Auflagefläche eine erste Materialstärke aufweist, die zwischen 25 mm und 35 mm betragen kann. Sie beträgt bevorzugt 31 mm. Im Bereich des Steges kann das Verschlusselement eine zweite Materialstärke aufweisen, die mindestens das 1,5-Fache der ersten Materialstärke beträgt. Die zweite Materialstärke kann zwischen 40 mm und 60 mm betragen. Sie beträgt bevorzugt 51 mm. Ein sich innenseitig an den Steg anschließender Bereich besitzt eine dritte Materialstär ke, die zumindest die Hälfte der ersten Materialstärke betragen kann und ma ximal der ersten Materialstärke entspricht. Dieser Bereich bildet den Boden ei ner Höhlung, die vom Steg begrenzt ist und weist bevorzugt einer Material stärke von 25 mm auf. Innerhalb dieser Höhlung kann sich eine Vertiefung be finden, die vom Steg beabstandet ist. Die Höhlung kann auch als eine erste Ver tiefung aufgefasst werden, die einen Boden aufweist, in der sich eine zweite Vertiefung erstreckt, die vom Steg beabstandet ist. Dort kann das Verschluss element eine Materialstärke aufweisen, die im Bereich zwischen 1/3 und 2/3 der ersten Materialstärke liegt und bevorzugt 15 mm betragen kann. Dieser Be reich wird bevorzugt als Gasverteilvolumen genutzt. Der Außendurchmesser des Verschlusselementes kann größer als 1.000 mm sein. Die Breite der Auflage- fläche kann im Bereich zwischen 50 mm und 100 mm liegen und beträgt bevor zugt etwa 87 mm. Die Breite des Steges kann 25 mm betragen. Der Steg umgibt eine becherförmige Höhlung, in der ein kreisscheibenförmiger Körper liegt. Der Körper weist eine Außenwand auf, die der Innenwand des Steges benachbart gegenüberliegt. Die Außenwand kann an der Innenwand anliegen. Die Höhe des in der Höhlung einliegenden Körpers entspricht der Höhe des Steges im Bereich der Innenseite, sodass die Stirnfläche des Steges bündig in die Gasaus trittsfläche verläuft, die von dem Körper ausgebildet wird. Eine zum Boden der Höhlung weisende Fläche des scheibenförmigen Körpers stützt sich an einem Dichtring ab, der in einer Nut des Bodens der Höhlung verläuft, die sich ent lang des Steges erstreckt. Es wurden numerische Experimente mit verschiede nen Deckelplatten durchgeführt, mit denen ein Gehäuse eines CVD-Reaktors abgedeckt wird. Bei den dabei durchgeführten Modellrechnungen zeigte sich, dass eine Durchbiegung der Deckelplatte bei der Evakuierung des Gehäusein neren durch einen Ringsteg vermindert werden kann. Eine Deckelplatte ohne Ringsteg biegt sich im Zentrum um bis zu 0,81 mm durch erhält die Deckelplat te hingegen den zuvor beschriebenen Ringsteg, so beträgt die maximale Durch biegung nur noch 0,37 mm. Der Ringsteg stabilisiert somit die Lage der Gasaus trittsfläche, die sich in einer Ebene erstreckt, und die eine Vielzahl von regel mäßig, insbesondere auf Gitterpunkten angeordnete Gasaustrittsöffnungen aufweist.

[0012] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine längliche Öffnung im Verschlusselement. In dieser Öffnung erstreckt sich ein Fenster. Die Erstre ckungsrichtung des Fensters ist bevorzugt eine Radialrichtung bezogen auf eine mittlere Achse des kreisscheibenförmigen Verschlusselementes. Die Decken platte kann darüber hinaus mehrere Öffnungen aufweisen, in denen jeweils eine Beobachtungsöffnung ausbildende Rohre stecken, die durch das Gasver teilvolumen, die Kühlkammer und die Gasaustrittsplatte hindurch ragen. [0013] Ein erfindungsgemäß ausgestalteter CVD-Reaktor besitzt ein Ver schlusselement wie es zuvor beschrieben ist und ein Gehäuse, welches unmit telbar unterhalb des Verschlusselementes eine Beladeöffnung aufweist. Die Be ladeöffnung liegt geringfügig unterhalb der Stirnfläche des Steges. Sie liegt auf Höhe einer Prozesskammer, die auf ihrer vom Gaseinlassorgan weg weisenden Seite von einem Suszeptor begrenzt wird, der die Substrate trägt. Unterhalb des Suszeptors befindet sich eine Heizeinrichtung, mit der der Suszeptor beheizt werden kann.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0014] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand bei- gefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer Schnittdarstellung schematisch ein erstes Ausfüh rungsbeispiel eines CVD-Reaktors,

Fig. la vergrößert den Ausschnitt Ia in Figur 1,

Fig. 2 perspektivisch ein einen Deckel ausbildendes Verschlussele ment eines Gehäuses 1 eines CVD-Reaktors,

Fig. 3 eine zweite perspektivische Darstellung des Deckels 2 von der Rückseite her mit Blick auf eine Gasaustrittsfläche 29,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Gasaustrittsfläche,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Außenseite des Deckels 2

Fig. 6 den Schnitt gemäß der Finie VI-VI in Figur 5, Fig. 7 den Schnitt gemäß der Linie VII-VII in Figur 5,

Fig. 8 den Schnitt gemäß der Linie VIII-VIII in Figur 5.

Beschreibung der Ausführungsformen

[0015] Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele eines CVD-Reaktors beste hend aus einem Gehäuse 1, welches eine Öffnung 24 aufweist, die von einem Deckel 2 verschlossen ist. Der Deckel 2 trägt ein Gaseinlassorgan 4, mit dem Prozessgase in eine Prozesskammer 23 einspeisbar sind, die nach oben hin vom Gaseinlassorgan 4 und nach unten hin von einem Suszeptor 5 begrenzt ist. Das Gaseinlassorgan 4 bildet eine Gasaustrittsplatte 21 aus, die auf ihrer vom De ckel 2 wegweisenden Seite eine Gasaustrittsfläche 29 ausbildet, in die Gasaus trittsöffnungen 17 münden, durch die ein in ein Gasverteilvolumen 27 einge speistes Prozessgas aus dem Gaseinlassorgan 4 austreten kann. Die Gasaus trittsfläche ist ein zentraler Flächenbereich der ins Gehäuse 1 weisenden Breit seite des Verschlusselementes 2 und ist von einem Randbereich R umgeben. Unter Ausbildung eines Spaltes 15 erstreckt sich vor der Gasaustrittsfläche 29 eine Schirmplatte 6 mit zur Prozesskammer 23 offenen Gasdurchtrittsöffnun gen 16, durch die das in den Spalt 15 durch die Gasaustrittsöffnungen 17 einge speiste Prozessgas in die Prozesskammer 23 strömen kann. In ihrem radial äu ßeren Bereich besitzt die Schirmplatte 6 einen ringsumlaufenden Wulst 14, der den Spalt 15 zum Rand hin abdichtet.

[0016] Der Suszeptor 5 wird von unten her mittels einer Heizeinrichtung 7 be heizt. Dies kann durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung oder durch induktive Wärmeerzeugung im Suszeptor 5 erfolgen. Der Suszeptor 5 wird von einer Trag einrichtung mit einem Hubelement 10 getragen. Die Heizeinrichtung 7 kann von einem Schaft 8 getragen werden. Die Prozesskammer 23 wird von einem mittels einer Hubeinrichtung 9 höhenverlagerbaren Gasauslassorgan 3 umgeben. Mit der Hubeinrichtung 10 kann der Suszeptor abgesenkt werden. Mit der Hubein richtung 9 kann das Gasauslassorgan 3 abgesenkt werden. In der abgesenkten Stellung kann ein Greifer durch eine Beladeöffnung 18 einer Gehäusewand 13 des Gehäuses 1 hindurchgreifen. Die Beladeöffnung 18 erstreckt sich bis unmit telbar angrenzend an einen Ringsteg 25, der materialeinheitlich dem Deckel 2, der eine sich über die gesamte Öffnung 24 erstreckende Platte ausbildet, ange formt ist.

[0017] Die Figuren 1 und la zeigen den von der Unterseite des Deckels ausge bildeten Ringsteg 25, der materialeinheitlich der aus Metall bestehenden Deckel platte angeformt ist. Diese Ringsteg 25 besitzt eine radial nach außen weisende Oberfläche, die an einer Oberfläche der Wand des Gehäuses 1 anliegt. Bei ge schlossenem Deckel ragt der Ringsteg 25 in die Öffnung 24 hinein.

[0018] Der Ringsteg 25 umgibt das Gaseinlassorgan 4. Der Ringsteg 25 bildet eine kreisförmige Aufnahmekammer, in der das berührend an der Unterseite des Deckels 2 befestigte Gaseinlassorgan 4 einliegt. Ein Außenrandabschnitt 26 des Gaseinlassorgans 4, welches bevorzugt von der Gasaustrittsplatte 21 mate rialeinheitlich ausgebildet ist, besitzt eine radial nach außen weisende Wand, die an der radial nach innen weisenden Wand des Ringstegs 25 anliegt. Die Höhe des Ringstegs 25 entspricht bevorzugt der Höhe des Gaseinlassorgans 4, sodass die zur Prozesskammer 23 weisende Oberfläche des Gaseinlassorgans 4 mit der in Achsrichtung weisenden Fläche des Ringstegs 25 bündig verläuft.

[0019] Der Ringsteg 25 erstreckt sich ebenso wie die Auflagefläche 33 und ein radial äußerer Bereich der Gasaustrittsplatte 21 innerhalb des Randbereichs R.

[0020] Die Figur la zeigt, dass die zum Gaseinlassorgan 4 weisende Fläche der Schirmplatte 6 im Randbereich schräg verläuft, sodass sich die Materialstärke der Schirmplatte 6 randseitig keilförmig vermindert. In diesem Bereich erstreckt sich ein Wulst 14, der berührend an dem Gaseinlassorgan 4 bzw. an der Gas austrittsplatte 21 des Gaseinlassorgans 4 anliegt. Beim Ausführungsbeispiel liegt der kreisförmig verlaufende Wulst 14 am Außenrandabschnitt 26 an. Mit dem Wulst 14 wird verhindert, dass das Prozessgas, welches durch die Gasaus trittsöffnungen 17 in den Spalt 15 eintritt, seitlich aus dem Spalt 15 heraustritt. Das Prozessgas tritt somit nur durch die Gasdurchtrittsöffnungen 16 der Schirmplatte 6 hindurch und gleichmäßig verteilt in die darunter angeordnete Prozesskammer 23.

[0021] Das in den Figuren 2 bis 8 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel ei nes Verschlusselementes 2 in Form eines plattenförmigen Deckels mit einer sich in einer Ebene erstreckenden Außenwandung bildet mit einer inneren Höh lung 19 bzw. Vertiefung 30 eine Kammer aus, die als Gasverteilvolumen 27 verwendet wird, um ein Prozessgas, das durch eine Einspeiseöffnung 37 in das Gasverteilvolumen 27 eingespeist ist, auf eine Vielzahl von Gasdurchtrittsröhr chen 28 zu verteilen. Die Gasdurchtrittsröhrchen 28 sind in gleichmäßiger An ordnung über die gesamte Fläche, über die sich die Vertiefung 30 erstreckt, ver teilt angeordnet. In der Vertiefung 30 verläuft eine Zwischenplatte 31, die das Gasverteilvolumen 27 in einen oberen Bereich, in den das Prozessgas einge speist wird, und einen unteren Bereich, dem die Gasdurchtrittsröhrchen 28 ent springen, aufteilt.

[0022] Die Vertiefung 30 wird von einem Abschnitt eines Bodens einer Höh lung 19 umgeben, welche Höhlung 19 von einem Ringsteg 25 eingefasst ist. Um die einen kreisförmigen Grundriss aufweisende Vertiefung 30 erstreckt sich eine Nut, in der ein Dichtring 35 einliegt. Eine sich parallel zum Boden der Ver tiefung 30 erstreckende Trennplatte 32 liegt mit ihrem Rand auf diesem Ab schnitt des Bodens der Höhlung 19 und dem Dichtring 35 auf. [0023] Die Höhlung 19 nimmt einen scheibenförmigen Körper 26 auf, der ei nen Außenrandabschnitt 26' aufweist. Der Außenrandabschnitt 26' besitzt eine Außenwand 26", die unter Ausbildung eines geringen Spaltes einer Innen wand 25" des Steges 25 gegenüberliegt. Der Spalt kann auch die Spaltweite 0 besitzen. Eine Stirnfläche 25'" des Ringsteges 25 geht bündig in eine Gasaus trittsflächen 29 über, die von einer Gasaustrittsplatte 21 gebildet ist, die mate rialeinheitlich mit dem Außenrandabschnitt 26' verbunden ist.

[0024] Zwischen der Gasaustrittsplatte 21 und der Trennplatte 32 verbleibt ein Zwischenraum, der eine Kühlkammer 22 ausbildet. Ein flüssiges Kühlmittel kann durch eine Kühlmittelzuleitung 36 in die Kühlkammer 22 eingespeist werden. Das Kühlmittel kann die Kühlkammer 22 durch eine Kühlmittelablei tung 36' verlassen. Der Außenrandabschnitt 26' liegt an einem weiteren Dicht ring 34 an, der in einer sich ringförmig um die Vertiefung 30 und den Dicht ring 35 erstreckenden Nut einliegt. [0025] Die Gasdurchtrittsröhrchen 28 kreuzen die Kühlkammer 22 und mün den in Gasaustrittsöffnungen 17 der Gasaustrittsfläche 29.

[0026] Die aus Metall bestehende Deckelplatte des Verschlusselementes 2 bil det materialeinheitlich die Auflagefläche 33, den Steg 25, die Wandung der Höhlung 19 und die Wandung der Vertiefung 30 aus. Die Innenfläche der Ver- tiefung 30 bildet die Innenfläche des Gasverteilvolumens 27. Die Innenfläche des Gasverteilvolumens 27 wird somit zu einem großen Teil von der Oberfläche der Deckelplatte des Verschlusselementes 2 gebildet. Im Randbereich der De ckelplatte befinden sich Bohrungen, durch die Befestigungselemente wie Schrauben hindurchgreifen, mit denen der Deckel 2 am Gehäuse 1 befestigt werden kann. [0027] Die in der Figur 6 dargestellten Maße haben folgende Werte:

[0028] A etwa 30 mm, B etwa 50 mm, C etwa 25 mm, D etwa 15 mm, E etwa 25 mm, G etwa 15 mm, H etwa 5 mm, E etwa 25 mm, F etwa 90 mm, K etwa 1.100 mm, H etwa 1.000 mm, I etwa 900 mm und J etwa 700 mm. Bei den Ma- ßen I, J, H und K handelt es sich um Durchmesser.

[0029] Die Anordnung des Gaseinlassorganes 4 in einer Höhlung 19 einer me tallischen Deckelplatte und die Ausbildung der das Gasverteilvolumen bilden den Kammer durch eine Vertiefung 30 derart, dass die Oberfläche der Vertie fung gleichzeitig die Innenoberfläche des Gasverteilvolumens ist, schafft ein Verschlusselement zum Verschließen eines Gehäuses, das außerordentlich schmal ist. Die Stärke beträgt etwa 50 mm. Hierdurch kann die Beladeöff nung 18 einen minimalen Abstand von der Stirnfläche 13' der Gehäusewand 13 aufweisen, auf der sich die Auflagefläche 33 des Deckels 2 abstützt.

[0030] Es ist von Vorteil, wenn das Gaseinlassorgan 4 in einer Höhlung 19 liegt, die von einem Ringsteg 25 umgeben ist. Der Ringsteg 25 liefert ein Ver steifungselement, das das Maß, um das sich der zentrale Bereich des Deckels 2 bei einer Druckänderung innerhalb des Gehäuses 1 durchbiegt, vermindert. Modellrechnungen haben gezeigt, dass der Ringsteg 25 zu einer signifikanten Verminderung der Durchbiegung gegenüber eines Deckels ohne einen derarti- gen Ringsteg 25 bringt, welcher Deckel ansonsten gleichgestaltet ist.

[0031] 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: [0032] Ein Gaseinlassorgan 4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wan dung des Gas verteilvolumens 27 von der Wandung der Höhlung 19 ausgebil det ist.

[0033] Ein Gaseinlassorgan 4, gekennzeichnet durch einen unmittelbar an die Auflagefläche 33 angrenzenden von der Innenseite des Deckels 2 abragenden Steg 25.

[0034] Ein Gaseinlassorgan 4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wan dung der Höhlung 1 und/ oder die Wandung einer sich in der Höhlung 19 er streckenden Vertiefung 30 die Innenoberfläche des Gasverteilvolumens 27 aus bildet, das sich über die gesamte Gasaustrittsfläche 29 erstreckt.

[0035] Ein Gaseinlassorgan 4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Höh lung 19 eine Vertiefung 30 aufweist, die das Gasverteilvolumen 27 ausbildet, das von einer Trennplatte 23 begrenzt wird, die in gasdichter Anlage an einem die Vertiefung 30 umgebenden Boden der Höhlung 19 anliegt.

[0036] Ein Gaseinlassorgan 4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Steg 25 als Ringsteg unterbrechungsfrei an der Innenseite 13" der Gehäusewand 13 ent lang läuft und/ oder dass der Ringsteg kreisförmig verläuft und/ oder dass das Verschlusselement 2 im Bereich der Auflagefläche 33 eine erste Materialstär ke A, im Bereich des Steges 25 eine zweite Materialstärke B aufweist, die min destens das 1,5-Fache der ersten Materialstärke A beträgt, und im unmittelbar an den Steg 25 angrenzenden, vom Steg 25 umgebenen Innenbereich des Ver schlusselements 2 eine dritte Materialstärke C aufweist, die im Bereich zwi schen dem 0,5-Fachen und 1-Fachen der ersten Materialstärke A liegt und/ oder dass die Breite E des Steges 25 im Bereich zwischen 50 % und 150 % der Breite F der Auflagefläche 3 liegt und/ oder dass die Breite E des Steges 25 größer ist, als die Differenz der Materialstärke B des Verschlusselementes 2 im Bereich des Steges 25 und der Materialstärke A des Verschlusselements 2 im Bereich der Auflagefläche 33.

[0037] Ein Gaseinlassorgan, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein eine Gasaustrittsplatte 21 ausbildender scheibenförmiger Körper 26 formausfüllend in einer vom Steg 25 umgebenen napf- oder becherförmigen Höhlung 19 ange ordnet ist und/ oder dass der scheibenförmige Körper 26 eine Außenwand 26" aufweist, die einer Innenwand 25" des Steges 25 benachbart gegenüber liegt und/ oder dass der scheibenförmige Körper 26 einen Außenrandabschnitt 26' aufweist, dessen Höhe der Höhe des Steges 25 entspricht, sodass eine vom Ver schlusselement 2 wegweisende Stirnfläche 25'" des Steges bündig mit einer von der Gasaustrittsplatte 21 des Körpers 26 ausgebildeten Gasaustrittsflächen 29 verläuft.

[0038] Ein Gaseinlassorgan 4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Au ßenrandabschnitt 26' eines in einer vom Steg 25 eingefassten Höhlung 19 ange ordneten Körpers 26 eine Höhlung umgibt, in der eine Trennplatte 23 angeord net ist, die eine Kühlkammer 22 zum Verschlusselement 2 hin begrenzt, deren vom Verschlusselement 2 wegweisende Grenze eine Gasaustrittsplatte 21 ist und/ oder dass ein Randbereich der Trennplatte 23 am Boden der vom Kör per 26 umgebenen Höhlung anliegt und sich auf einer Stufe 44 des Außenrand abschnitts 26' abstützt und/ oder dass die Trennplatte 23 eine Breitseitenfläche aufweist, die bündig zu einer am Boden der vom Steg 25 eingefassten Höhlung anliegenden Anlagefläche des Außenrandabschnitts 26' verläuft.

[0039] Ein Gaseinlassorgan 4, das dadurch gekennzeichnet ist, dass in einer länglichen Öffnung 41 einer das Verschlusselement 2 bildenden Deckenplatte ein Fenster 40 angeordnet ist und/ oder dass zumindest ein eine Beobachtungs- Öffnung 39 ausbildendes Rohr 45 die das Verschlusselement 2 bildende Decken platte, das Gasverteilvolumen 27, die Kühlkammer 22 und die Gasaustrittsplat te 21 durchgreift und/ oder dass die Außenfläche des Verschlusselements 2 eine Ebene ist.

[0040] Ein CVD-Reaktor mit einem Gaseinlassorgan 4, wobei die Gasaustritts fläche 29 zu einer Prozesskammer 23 weist, deren Boden von einem Suszeptor 5 gebildet ist, der von einer Heizeinrichtung 7 beheizbar und von einem Gasaus lassorgan 3 umgeben ist, und/ oder dass die Gehäusewand 13 eine Beladeöff nung 18 aufweist, wobei sich die Beladeöffnung 18 bis unmittelbar an den Steg 25 angrenzend erstreckt.

[0041] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die auf einer Kreiszylinder-Mantelfläche verlaufende Außenwand 25' des Steges 25 maximal 1 mm von einer Innenseite 13" der Gehäusewand 13 beabstandet ist und/ oder dass zwischen Prozesskammer 23 und Gasaustrittsfläche 29 eine Schirmplatte 6 mit Gasdurchtrittsöffnungen 16 angeordnet ist.

[0042] 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 Gehäuse 25' Außenwand

2 Verschlusselement, Deckel 25" Innenwand 2' Rand 26 scheibenförmiger Körper

3 Gasauslassorgan 26' Außenrandabschnitt

4 Gaseinlassorgan 26" Außenwand

5 Suszeptor 27 Gasverteilvolumen

6 Schirmplatte 28 Gasdurchtrittsröhrchen

7 Heizeinrichtung 29 Gasaustrittsfläche

8 Schaft 30 Vertiefung

9 Hubeinrichtung 31 Zwischenplatte

10 Hubeinrichtung 32 Trennplatte

11 Hubelement 33 Auflagefläche

12 Trägerplatte 34 Dichtring

13 Gehäusewand 35 Dichtring 13' Stirnfläche 36 Kühlmittelzuleitung 13" Innenseite 36' Kühlmittelableitung

14 Wulst 37 Einspeiseöffnung

15 Spalt 38 längliche Öffnung

16 Gasdurchtrittsöffnung 39 Beobachtungsöffnung

17 Gasaustrittsöffnung 40 Fenster

18 Beladeöffnung 41 längliche Öffnung

19 Höhlung 42 Halteplatte

20 Befestigungselement 43 BefesÜgungselement

21 Gasaustrittsplatte 44 Stufe

22 Kühlkammer 45 Rohr

23 Prozesskammer

46 Beobachtungsöffnungen

24 Öffnung

25 Ringsteg R Randbereich

Claims

Ansprüche

CVD-Reaktor mit einem Gehäuse (1), das eine nach oben weisende Öff nung aufweist, die mit einem Verschlusselement (2) verschlossen ist, wo bei das Verschlusselement (2) eine Deckelplatte mit einer ersten Höh lung (19) aufweist, in der ein Gasverteilvolumen (27) angeordnet ist, das mit einer Vielzahl von auf einer ins Innere des Gehäuses (1) weisenden Gasaustrittsfläche (29) angeordneten Gasaustrittsöffnungen (17) strö mungsverbunden ist, wobei eine erste Innenoberfläche des Gasverteilvo lumens (27) von einer Oberfläche einer Vertiefung (30) in der materialein heitlich von der Deckelplatte ausgebildeten erste Höhlung (19) und eine zweite Innenoberfläche das Gasverteilvolumens (27) von einer in der ers ten Höhlung (19) angeordneten Platte (32) ausgebildet ist, wobei das Ver schlusselement (2) eine Auflagefläche (33) aufweist, die auf einer Stirnflä che (13') einer Gehäusewand (13) des Gehäuses (1) aufliegt und an die ein von der Innenseite des Verschlusselementes (2) ins Innere des Gehäu ses (1) abragender Steg (25) angrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (32) in einer zweiten Höhlung eines scheibenförmigen Körpers (26) einliegt, der in der auf der ins Innere des Gehäuses (1) weisenden Seite des Verschlusselementes (2) angeordneten, vom Steg (25) umgebenden ersten Höhlung (19) angeordnet ist.

CVD-Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (25) als Ringsteg unterbrechungsfrei an der Innenseite (13") der Ge häusewand (13) entlang verläuft und eine Gasaustrittsfläche (29) bildende Gasaustrittsplatte (21) von dem scheibenförmigen Körper (26) ausgebildet ist, der formausfüllend in der vom Steg (25) umgebenden napf- oder be cherförmigen ersten Höhlung (19) angeordnet ist, wobei die Platte (23) ei ne Trennplatte (23) zwischen einer Kühlkammer (22) und dem Gasverteil volumen (27) ausbildet, wobei das Gasverteilvolumen (27) mit die Kühl- kammer (22) kreuzenden Gasdurchtrittsröhrchen (28) mit den in der Gasaustrittsplatte (21) angeordneten Gasaustrittsöffnungen (17) strö mungsverbunden ist.

CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der Steg (25) eine ins Innere des Gehäuses (1) weisende Stirnfläche (25'") aufweist, die bündig mit der vom scheibenförmigen Körper (26) gebildeten Gasaustrittsfläche (29) verläuft und/ oder dass an der Innenwand (25") eine Außenwand (26") des die vom Steg (25) umge bende Höhlung (19) ausfüllender scheibenförmiger Körper (26) anliegt, der die Gasaustrittsfläche (29) ausbildet.

CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Platte (23) in gasdichter Anlage an einem die Ver tiefung (30) umgebenden Boden der Höhlung (19) anliegt.

CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der Steg (25) kreisförmig verläuft und/ oder dass das Verschlusselement (2) im Bereich der Auflagefläche (33) eine erste Materi alstärke (A), im Bereich des Steges (25) eine zweite Materialstärke (B) auf weist, die mindestens das 1,5-Fache der ersten Materialstärke (A) beträgt, und im unmittelbar an den Steg (25) angrenzenden, vom Steg (25) umge benen Innenbereich des Verschlusselements (2) eine dritte Materialstär ke (C) aufweist, die im Bereich zwischen dem 0,5-Fachen und 1-Fachen der ersten Materialstärke (A) liegt und/ oder dass die Breite (E) des Ste ges (25) im Bereich zwischen 50 % und 150 % der Breite (F) der Auflage fläche (3) liegt und/ oder dass die Breite (E) des Steges (25) größer ist, als die Differenz der Materialstärke (B) des Verschlusselementes (2) im Be- reich des Steges (25) und der Materialstärke (A) des Verschlussele ments (2) im Bereich der Auflagefläche (33).

6. CVD-Rektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der scheibenförmige Körper (26) einen Außenrandab- schnitt (26') aufweist, dessen Höhe der Höhe des Steges (25) entspricht.

7. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Randbereich der Platte (23) sich auf einer Stufe (44) eines Außenrandabschnitts (26') des Körpers (26) abstützt.

8. CVD-Reaktor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Plat- te (23) eine Breitseitenfläche aufweist, die bündig zu einer am Boden der vom Steg (25) eingefassten Höhlung (19) anliegenden Anlagefläche des Außenrandabschnitts (26') verläuft.

9. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass in einer länglichen Öffnung (41) einer das Verschluss- element (2) bildenden Deckenplatte ein Fenster (40) angeordnet ist und/ oder dass zumindest ein eine Beobachtungsöffnung (39) ausbilden des Rohr (45) die das Verschlusselement (2) bildende Deckenplatte, das Gasverteilvolumen (27), die Kühlkammer (22) und die Gasaustrittsplat te (21) durchgreift und/ oder dass die Außenfläche des Verschlussele- ments (2) eine Ebene ist.

10. CVD-Reaktor mit einem Gaseinlassorgan (4) gemäß einem der vorherge henden Ansprüche, wobei die Gasaustrittsfläche (29) zu einer Prozess kammer (23) weist, deren Boden von einem Suszeptor (5) gebildet ist, der von einer Heizeinrichtung (7) beheizbar und von einem Gasauslassor gan (3) umgeben ist.

11. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gehäusewand (13) eine Beladeöffnung (18) auf- weist, wobei sich die Beladeöffnung (18) bis unmittelbar an den Steg (25) angrenzend erstreckt.

12. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass die auf einer Kreiszylinder-Mantelfläche verlaufende Außenwand (25¹) des Steges (25) maximal 1 mm von einer Innenseite (13") der Gehäusewand (13) beabstandet ist.

13. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen Prozesskammer (23) und Gasaustrittsflä- che (29) eine Schirmplatte (6) mit Gasdurchtrittsöffnungen (16) angeordnet ist. 14. Gaseinlassorgan oder CVD-Reaktor, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden An sprüche.