WO2024099936A1 - Cvd-reaktor mit herausnehmbarem prozesskammergehäuse - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a CVD reactor with a reactor housing which has a housing lower part closed at the top by a removable lid, wherein a process chamber housing surrounding a process chamber is arranged in the reactor housing, wherein a gas inlet element is fluidly connected to the process chamber, wherein a gas outlet element is fluidly connected to the process chamber, wherein the process chamber housing can be heated with a heating device arranged in the reactor housing, wherein connections of the heating device are led out of the reactor housing, wherein the process chamber housing can be removed from the reactor housing together with the heating device.
- the invention further relates to a CVD reactor with a process chamber housing arranged in a reactor housing, which is fluidly connected to a gas inlet element with a first opening and which is fluidly connected to a gas outlet element with a second opening, wherein the process chamber housing can be removed from the reactor housing.
- a CVD reactor is already known from DE 102016101003 A1.
- the CVD reactor has a tubular housing which has a first opening and a second opening opposite it.
- a gas inlet element is assigned to the first opening.
- In the tubular housing there is a process chamber housing with a susceptor which carries a substrate to be coated. The susceptor can be heated.
- the process chamber housing with a susceptor which carries a substrate to be coated. The susceptor can be heated.
- US 8,430,965 B2 describes a process chamber housing arranged in a tubular housing, which has a susceptor on which a substrate that is to be coated lies.
- a process gas can be fed into the process chamber arranged inside the process chamber housing through a first opening.
- the process gas or exhaust gases formed during the coating process can leave the process chamber through a second opening opposite the first opening.
- a heating device for heating the process chamber is formed by a spiral-shaped heating coil that surrounds the process chamber housing.
- CN 113604874 A describes a CVD reactor with a reactor housing that has an upper opening that is closed by a cover and that has a lower opening.
- WO 2020/249182 A1 describes a CVD reactor, in particular for depositing SiC layers, wherein a wall of a reactor housing has two openings facing each other.
- One of the openings is a gas inlet opening, to which a gas inlet element is assigned, with which a process gas can be fed into a process chamber.
- the other opening is a loading opening or a gas outlet opening, through which the process gas or exhaust gases formed during deposition can be led out of the process chamber.
- the process chamber is connected by an intermediate
- the prior art also includes DE 112005001539 B4, US 2011/0290175 A1, WO 2007/101207 A2 and WO 2021/160785 A1.
- substrates that are to be coated with a SiC layer are brought into a process chamber. This can be done through a loading and unloading opening of a reactor housing. The substrates lie on a susceptor that can be heated to temperatures of up to over 1000 °C.
- process gases fed into the process chamber through a gas inlet element can be pyrolytically decomposed.
- the deposition of the layer can be accompanied by a chemical reaction of one or more process gases, which are fed into the process chamber together with a carrier gas.
- reaction products are formed, which are deposited on the substrate as a solid layer.
- the reaction products also form parasitic coatings on the walls of the process chamber housing.
- the walls of the process chamber housing must therefore be cleaned at regular intervals. During such a cleaning, the parasitic coatings are removed.
- it can be advantageous to remove the process chamber housing from the reactor housing for example to exchange it for a cleaned process chamber housing or to reinsert the process chamber housing after cleaning.
- One aspect of the invention relates to a CVD reactor with a reactor housing that has a housing base that is closed at the top by a removable cover.
- a process chamber housing surrounding a process chamber can be arranged in the reactor housing.
- a gas inlet element can be provided that is fluidly connected to the process chamber.
- a gas outlet element can also be provided that is fluidly connected to the process chamber.
- a process gas can be fed into the process chamber using the gas inlet element.
- the process gas can have one or more gaseous starting materials.
- the gaseous starting materials can be fed into the process chamber with a carrier gas, for example an inert gas.
- a gaseous starting material can be a gas containing Si, for example silane or disilane.
- a gaseous starting material can be a gas containing carbon, for example methane.
- An inert gas that forms the carrier gas can be hydrogen or a noble gas.
- the gas inlet element can be designed in such a way that the process gas fed into the process chamber flows through the process chamber homogeneously and laminarly.
- In the process chamber there are one or more substrates that have a surface that is to be coated with a layer, for example a SiC layer.
- a heating device can be provided with which the process chamber housing and in particular a wall of a process chamber can be heated.
- the heating device is designed such that all walls of the process chamber housing heat up to the process temperature.
- the reactive starting materials can react with one another in such a way that a layer, in particular a SiC layer, is deposited on the surface of the substrate.
- the layer can also be deposited on layers previously deposited on the surface of the substrate.
- the heating device is in particular able to heat the process chamber and in particular the walls of the process chamber housing to temperatures above 1,000 °C.
- the heating device can have connections through which power, in particular electrical power in the form of an electrical current, can be fed into the heating device.
- both the process chamber housing and the heating device are attached to the lid.
- the process chamber housing and the heating device can hang on the lid. They are preferably connected to the lid in such a way that when the lid of the reactor housing is removed, the heating device remains on the lid. It is advantageous if the connections through which the heating device is supplied with power are led out through the lid.
- the heating device is preferably operated with electrical current. It can be a resistance heater, an RF heater or an IR heater.
- the heating device can surround the entire, in particular tubular, preferably square tubular, process chamber housing. The electrical heating power is supplied via the connections, which are connected to a power supply device with flexible cables. The lid can then be removed without the cables having to be disconnected.
- the lid of the reactor housing can have a
- the lid can also close an opening in another wall, for example a side wall.
- the process chamber housing preferably extends below the lid in a plane parallel to the lid.
- the process chamber housing is preferably designed as a tube which can have a round, but preferably a rectangular cross-section.
- the process chamber housing has two openings pointing away from each other.
- the process gas can be fed in through one of the openings.
- the exhaust gases can leave the process chamber through the other opening.
- One opening can be connected to a gas inlet element.
- the gas inlet element can be firmly connected to a side wall of the reactor housing.
- the side wall can have an opening there through which the process gas is fed in.
- the other opening of the process chamber housing pointing away from the opening connected to the gas inlet element can be connected to a gas outlet element. This results in a first flow connection with which a gas inlet element is connected to the process chamber housing and a second flow connection with which a gas outlet element is connected to the process chamber housing.
- An additional loading and unloading opening can be provided.
- the loading and unloading of the process chamber with one or more substrates can take place through one of the two openings in the process chamber housing.
- loading and unloading takes place through the opening that is flow-connected to the gas outlet element.
- the loading and unloading opening can be an opening in a side wall of the reactor housing that is aligned with the opening of the process chamber, so that loading and unloading can take place with a robot arm that reaches through the loading and unloading opening to bring the substrate into the process chamber or to remove it from there, wherein the substrate preferably lies on a base of the process chamber housing that forms a susceptor.
- the heating device is a heating element that surrounds the process chamber housing in a spiral shape. The heating
- the heating element can be formed by a wire having a spiral shape or, if it is an RF heater, by a tube having a spiral shape, whereby a cooling liquid can flow through the hollow of the tube.
- the two ends of this wire or tube can extend in a straight line and be guided through passages through the cover. If the heating element is a tube, the two ends can be connected to hoses. The two ends also form the connections connected to a power supply device.
- Means can be provided by which the heating device is attached to the underside of the cover.
- Means can also be provided by which the process chamber housing is attached to the underside of the cover.
- Such fastening means can be hangers. The hangers can be attached to the underside of the cover with an upper section.
- a lower section of a hanger can be connected to the heating device.
- the heating device is preferably designed in a spiral shape so that there are free spaces between the individual spirals. It can be provided that hangers reach through these free spaces, with which the heating device and/or the process chamber housing are attached to the cover.
- An extension direction of the process chamber housing can be defined by the position of the two openings, wherein the extension direction represents the direction of distance between the two openings of the process chamber housing.
- Only one hanger can be provided, which is arranged, for example, centrally between the openings of the process chamber housing, surrounds the process chamber housing and supports the process chamber housing from below.
- several hangers are provided, which are connected to the cover at points spaced apart from one another in the extension direction of the process chamber housing.
- the hangers can be connected to the top of the process chamber housing. However, the hangers can also reach under the process chamber housing so that the process chamber housing is supported on a support element which is connected to the one or more hangers with the
- a connecting element can be provided which is connected to several hangers and on which the support elements are located.
- the walls of the reactor housing on which the gas inlet element or the gas outlet element are arranged can extend in the vertical direction. These walls can be rounded. The walls can also extend in a vertical plane. They can run parallel to one another.
- a first housing wall to which the gas inlet element can be attached can be opposite a second housing wall to which the gas outlet element can be attached.
- the heating device surrounding the process chamber can form a tunnel in which the process chamber housing can be slidably inserted.
- the extension plane of the lid is preferably a horizontal plane.
- a further aspect of the invention relates to a CVD reactor with one or more features of the first aspect of the invention, as previously listed and explained.
- a pipe is located between the gas inlet element and an opening of the process chamber housing associated with the gas inlet element. It can also be provided that a pipe is located between the gas outlet element and an opening of the process chamber housing associated with the gas outlet element.
- These one or more pipes form a flow connection between the gas inlet element or gas outlet element and the opening of the process chamber housing.
- the pipes are arranged between the gas inlet element and the opening or the gas outlet element and the opening in such a way that a flow channel is formed around the entire circumference.
- the connection between the gas inlet element or the gas outlet element and the process chamber housing does not have to be 100 percent flow-tight.
- a relatively tight connection between the gas inlet element and the process chamber housing is desired in order to prevent contaminating objects from entering the process chamber housing. It can be provided that these pipes form movable nozzles. In the aforementioned operating state, the nozzles form the flow connection.
- the nozzles can then lie tightly against the edge of the opening in the process chamber housing.
- the nozzles can be moved in such a way that they move away from the opening in the process chamber housing. In such a remote position, the edge of the nozzle is spaced from the edge of the opening.
- the nozzle can be part of a pipe arrangement that has an outer pipe and an inner pipe, the inner pipe being telescopically slidable into the outer pipe.
- the nozzle is preferably formed by the inner pipe.
- the outer pipe can be fixedly arranged on the reactor housing, so that the nozzle forms an inner pipe that can be moved relative to the outer pipe.
- the nozzle can thus be guided telescopically relative to a tubular body that is fixedly assigned to the reactor housing.
- Both the nozzle and the tubular body can have a circular or rectangular cross-section. However, they can also have a different cross-section.
- a wall of an outer pipe that is connected to a loading opening has an opening that is connected to the gas outlet.
- the gas outlet organ can be formed, for example, by a hollow body, for example a pipe, which emerges from the reactor housing through an underside opposite the cover. If a movable nozzle designed as an inner pipe is provided in such an arrangement, an outer wall of this inner pipe can close the opening in the wall of the outer pipe when the nozzle is removed.
- an outer pipe firmly connected to a wall of the reactor housing has an opening pointing downwards, upwards or to the side, which is connected to a flow channel, the flow channel forming a gas outlet organ, an inner pipe being displaceably arranged in the outer pipe, which can be brought into a flow connection with the process chamber housing, a section of the inner pipe at least partially covering the opening when the inner pipe is removed from the process chamber housing.
- the process chamber housing is attached to the underside of the lid in such a way that it can be removed from the housing cavity of the reactor housing by simply lifting the lid.
- the process chamber housing is also attached to the lid so that it can be displaced in the horizontal direction so that it can be released from the lid by a horizontal movement. It is arranged displaceably in a cavity of the heating device in particular.
- actuating means are provided with which the nozzle can be displaced between a contact position, in which an edge of the opening of the nozzle lies sealingly against the edge of the opening of the process chamber housing, and the removed position.
- These actuating means can preferably be actuated from an outside of the reactor housing.
- an actuating means can be a slider which is in the 31008PCT - 13.10.2023 Direction of displacement of the nozzle and guided outwards by a seal.
- Such a slide can be, for example, a rod that is guided outwards through a guide opening in the wall of the reactor housing.
- An actuating means can also be a lever with which the nozzle can be moved back and forth. This lever can be connected to a shaft that is guided outwards from the inside of the reactor housing by means of a shaft feedthrough. By turning the shaft, the nozzle can be brought from the contact position to the remote position.
- Electric drives can be provided, for example stepper motors, with which one or more actuating means are driven to move the one or more nozzles. Instead of an electric drive, a pneumatic drive can also be used. It is also provided that a telescopic nozzle is an inner tube that is guided in an outer tube.
- the inner tube is preferably guided in the outer tube in a sealing manner.
- a certain amount of leakage is also permissible here, however.
- An end face of the nozzle can have a sealing element.
- An end face of the process chamber housing, which surrounds the opening and which is opposite the end face of the nozzle, can have a counter-sealing element.
- the seal between the sealing element and the counter-sealing element can be implemented by means of interlocking sealing ribs and sealing grooves, so that a labyrinth seal is formed.
- a flat seal for example made of graphite foil, can also be provided.
- Elastic elements can also be provided with which a permanent sealing force is applied, with which the nozzle is acted upon against the edge of the opening. These elastic elements are preferably arranged outside the reactor housing and interact with the nozzle via the actuating means. Means can also be provided which act on the cover of the reactor housing in order to raise or lower the cover. These means can comprise an electric drive. It can be provided that the cover carries sensors, for example optical sensors, 31008PCT – 13.10.2023 with which the surface of the substrate is observed through optical paths that extend through the lid and an upper wall of the process chamber housing.
- FIG. 1 schematically a first vertical section through a reactor housing 1, wherein the cut surface runs through a lid 2, a housing base 5 and housing openings 26, 27, wherein the lid 2 closes an upper opening of the reactor housing 1, Fig. 2 a second vertical section through the reactor housing 1 along the section line II-II in Figure 1, Fig. 3 the vertical section according to Figure 1 but with the lid 2 raised.
- the reactor housing 1 shown in the drawings has a rectangular floor plan and an approximately cuboid-shaped housing. Exemplary embodiments not shown can have a reactor housing 1 that has a circular floor plan.
- the reactor housing 1 has a housing lower part 3, which has housing walls 4, 4', 4'', wherein the housing walls 4, 4', 4'' extend in vertical planes.
- the reactor housing 1 has a housing lower part 3 which extends in a horizontal 31008PCT - 13.10.2023 Level extending housing base 5.
- the housing base 5 closes the housing lower part 3 at the bottom.
- the housing lower part 3 forms edges 3' surrounding a housing opening, which run in a horizontal plane.
- a removable cover 2 rests on the edges 3', which in Figure 1 closes a housing cavity of the reactor housing 1 in a gas-tight manner.
- the cover 2, like the housing walls 4, 4', 4'' and the housing base 5, can be made of stainless steel or aluminum.
- the cover 2 can be lifted upwards, as shown in Figure 3.
- the cover 2 is connected to the housing lower part 3 with fastening means (not shown). These fastening means can be screw connections or clamps.
- the cover 2 can also lie loosely on the housing walls 4, 4', 4'' and be held in position by a negative pressure generated inside the housing.
- the two openings 26, 27 are aligned opposite one another.
- the opening 26 is connected to a gas inlet element 18, with which the process gases described above can be fed in.
- an outer tube 24 is attached to the inside of the wall 4, which can have a round or rectangular cross-section.
- An inner tube 25 is slidably guided in the outer tube 24, which forms a gas inlet nozzle 20.
- the inner tube 25 is mounted in the outer tube 24 so that it can be slidably moved in the vertical direction from the position shown in Figure 1 to the position shown in Figure 3.
- the opening 27 forms a loading opening and can be closed with a closure plate 28.
- the closure plate 28 can be arranged on the outside.
- the closure plate 28 can be formed by a slide.
- An outer tube 22 is attached to the inside of the housing wall 4', which can have a round or square cross-section.
- An inner tube 23 is slidably guided in the outer tube 22, which forms a gas outlet nozzle 21.
- the inner tube 23 is mounted in the outer tube 22 so that it can move in the vertical direction from the position shown in Figure 1 to the position shown in Figure 3.
- the wall of the outer tube 22 forms an opening 19' of a gas inlet element 18.
- the gas outlet element 19 forms a gas channel that projects through the housing base 5.
- a section 23' of the wall of the inner tube 23 covers the opening 19'.
- Supports 6 are fastened to the underside 2' of the cover 2, which form hangers 7.
- a connector 8 is fastened to the hangers 7.
- the connector 8 can be a web or a plate.
- Support elements 9 are provided with which a process chamber housing 10 can be supported on the connector 8.
- the process chamber housing 10 surrounding a process chamber 14 is thus attached to the underside of the cover 2 by means of hangers 7 in such a way that it is removed from the cavity of the reactor housing 1 when the cover 2 is opened.
- the process chamber housing 10 limits the cuboid volume of the process chamber 14 upwards, downwards and on two sides facing away from one another.
- the process chamber housing 10 has two openings 32, 33 facing away from one another, which are flanked by edges of the process chamber housing.
- the above-described nozzles 20, 21 can rest sealingly against these edges. In this operating position shown in Figure 1, a flow channel closed all around is formed from the gas inlet element 18 to the gas outlet element 19, in particular when the opening 27 is also closed.
- a heating device 15 with a heating element 16 is provided.
- the process chamber housing 10 is surrounded by the heating element 16.
- the heating element is only shown schematically in the figures. It is shown as a tubular object that has two openings facing away from each other. The two openings form a tunnel extending in the horizontal direction into which the process chamber housing 10 is inserted.
- the heating element 16 is formed by a spiral-shaped wire or spiral-shaped tube through which an electric current can flow or with which eddy currents can be induced in the walls of the process chamber housing 10. For this purpose, an alternating electromagnetic field is generated with the wire or tube.
- the wire or the tube has two ends which are led outwards through the cover 2 as connections 17 in order to feed a cooling liquid into the tube, in particular if it is an RF heater, or to feed an electrical current into the tube or the wire.
- Spacer elements 34 can be provided in order to hold the heating device 15 in a correct relative position to the process chamber housing 10.
- the process chamber housing 10 is preferably arranged so as to be vertically displaceable within the heating device 15.
- the following method according to the invention can be carried out using the device described above: [0026]
- the housing lower part 3 is sealed gas-tight with the cover 2.
- the gas inlet nozzle 20 is brought into sealing contact with the edge of the opening 32 of the process chamber housing 10 so that the opening 20' of the gas inlet nozzle 20 is aligned with the opening 32.
- the gas outlet nozzle 23 is fitted in a sealing system to the edge of the opening 33 of the process chamber. 31008PCT – 13.10.2023 mer housing 10 so that the opening 21' of the gas outlet nozzle 23 is aligned with the opening 33.
- a substrate to be coated can be placed on the susceptor 11 formed by the lower housing wall of the process chamber housing 10 through the open loading opening 27. When the loading opening 27 is closed, a deposition process can be carried out.
- a gas mixing system (not shown) can be used to provide a process gas which, for example, contains a mixture of a silicon-containing and a carbon-containing gaseous starting material.
- process gases can also be provided using the gas mixing system, particularly when other layers are to be deposited on substrates arranged in the process chamber 14.
- GaN layers or other III-V layers can also be deposited there.
- the gas mixing system is then designed so that reactive gases with elements of the III. Main group and the V. main group can be provided. This gas mixture can be fed into the process chamber 14 together with a carrier gas through the gas inlet element 18.
- the process chamber 14 is heated to a process temperature of, for example, more than 1000 °C using the heating device 15.
- a SiC layer is deposited on the substrate.
- the process chamber 14 is flushed with the carrier gas and cooled.
- the substrate is removed from the process chamber 14 through the loading opening 27. 31008PCT - 13.10.2023
- the gas inlet nozzle 20 and the gas outlet nozzle 21 are brought into a remote position from the process chamber housing 10.
- the inner tube 20 is moved into the outer tube 24 and the inner tube 23 into the outer tube 22, as shown in Figure 3.
- An opening 19' is partially covered by a wall 23' of the inner tube 23.
- the inner tube 23 can also be designed such that the opening 19' is not covered by the wall 23' of the inner tube.
- the lid 2 is lifted.
- the process chamber housing 10 and the heating element 16 can be removed from the reactor housing 1 when the lid 2 is lifted.
- the removal of the process chamber housing 10 is thus possible by simply lifting the lid 2.
- the process chamber housing 10 is attached to the lid 2 in a displaceable manner or only displaceable and in particular displaceable in the horizontal direction.
- the process chamber housing 10 can be displaceably located in the cavity surrounded by the heating device 15. It can thus be easily removed and reinserted for maintenance purposes.
- a CVD reactor which is characterized in that the process chamber housing 10 and the heating device 15 are firmly connected to the cover 2 in such a way that when the cover 2 is removed, the process chamber housing 10 and the heating device 15 remain on the cover 2.
- a CVD reactor which is characterized in that the connections 17 of the heating device 15 are led out through the cover 2.
- a CVD reactor which is characterized in that the process chamber housing 10 is a tube extending in a horizontal plane parallel to the cover 2, which extends in an extension direction from a first opening 32, which is connected to the gas inlet element 18, to a second opening 33 pointing away from the first opening 32, which is fluidly connected to the gas outlet element 19.
- a CVD reactor which is characterized in that the process chamber housing 10 is slidably inserted in a tunnel parallel to the surface extension of the cover 2.
- a CVD reactor which is characterized in that the heating device 15 has a heating element 16 which surrounds the process chamber housing 10 in a spiral shape and has ends which form the connections 17, wherein it is provided in particular that the heating device 15 is an RF heating device.
- a CVD reactor which is characterized in that one or more hangers 7 are arranged on an underside 2' of the cover 2, with which the process chamber housing 10 is attached to the cover 2. 31008PCT - 10/13/2023 [0042] A CVD reactor, which is characterized in that the process chamber housing 10 is connected to the cover 2 at points spaced apart from one another in the direction of extension of the process chamber housing 10. [0043] A CVD reactor, which is characterized in that the gas inlet element 18 is arranged on a first housing wall 4 extending essentially in the vertical direction and that the gas outlet element 19 is arranged near a second housing wall 4' opposite the first housing wall 4.
- a CVD reactor which is characterized in that between the gas inlet element 18 and an opening 32 of the process chamber housing 10 and/or that between the gas outlet element 19 and an opening 33 of the process chamber housing 10 there is a displaceable, tubular nozzle 20, 21, which can be brought from a contact position in which an edge of an opening 20', 21' of the nozzle 20, 21 rests sealingly against an edge of the opening 32, 33 of the process chamber housing 10, into a remote position in which the edge 20', 21' of the nozzle 20, 21 is spaced from the edge of the opening 32, 33.
- a CVD reactor which is characterized in that the nozzle 21 assigned to the gas outlet element 19 forms an inner tube 23 which is slidably guided in an outer tube 33 fastened to the reactor housing 1, wherein a wall 23' closes an opening 19' of the gas outlet element 19 in the removed position and/or that the nozzle 20 assigned to the gas outlet element 19 forms an inner tube 25 which is slidably guided in an outer tube 24 fastened to the reactor housing 1.
- a CVD reactor which is characterized in that a displaceable, tubular nozzle 20, 21 is provided between the gas inlet element 18 and the first opening 32 and/or between the gas outlet element 19 and the second opening 33, which can be brought from a contact position in which an edge of the opening 20', 21' of the nozzle 20, 21 rests sealingly against an edge of the opening 32, 33 of the process chamber housing 10, into a remote position in which the edge 20', 21' of the nozzle 20, 21 is spaced from the edge of the opening 32, 33.
- a CVD reactor which is characterized by actuating means which can be actuated from an outside of the reactor housing 1 and with which the nozzle 20, 21 can be displaced between the contact position and the remote position.
- a CVD reactor which is characterized in that the nozzle 20, 21 is guided telescopically relative to a tubular body 24, 33 that is fixedly assigned to the reactor housing 1.
- a CVD reactor which is characterized in that the two openings 32, 33 are located opposite one another in a straight line in a horizontal plane.
- a CVD reactor which is characterized in that the process chamber housing 10 is arranged in the reactor housing 1 together with a heating device 15 so that it can be removed from the reactor housing 1 in a vertical direction upwards.
- a CVD reactor which is characterized in that the process chamber housing 10 is attached to the cover 2 so that it can be moved in the horizontal direction and/or is inserted so that it can be moved in a heating device 15 attached to the cover 2.
- All disclosed features are essential to the invention (individually, but also in combination with one another).
- the disclosure content of the associated/attached priority documents (copy of the prior application) is hereby fully included in the disclosure of the application, also for the purpose of including features of these documents in claims of the present application.
- the subclaims characterize, even without the features of a referenced claim, with their features independent inventive developments of the prior art, in particular in order to make divisional applications based on these claims.
- each claim can additionally have one or more of the features provided in the above description, in particular with reference numbers and/or specified in the list of reference numbers.
- the invention also relates to designs in which individual features mentioned in the above description are not implemented, in particular insofar as they are clearly dispensable for the respective intended use or can be replaced by other technically equivalent means.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen CVD-Reaktor mit einem Reaktorgehäuse (1), das ein von einem abnehmbaren Deckel (2) nach obenhin verschlossenes Gehäuseunterteil (3) aufweist, wobei in dem Reaktorgehäuse (1) ein eine Prozesskammer (14) umgebendes Prozesskammergehäuse (10) angeordnet ist, wobei ein Gaseinlassorgan (18) und ein Gasauslassorgan (19) mit der Prozesskammer (14) strömungsverbunden sind, wobei das Prozesskammergehäuse (10) mit einer im Reaktorgehäuse (1) angeordneten Heizeinrichtung (15) beheizbar ist, wobei Anschlüsse (17) der Heizeinrichtung (15) aus dem Prozesskammergehäuse (10) herausgeführt sind, wobei das Prozesskammergehäuse (10) zusammen mit der Heizeinrichtung (15) aus dem Reaktorgehäuse (1) entnehmbar ist. Um die Reinigung oder den Austausch des Prozesskammergehäuses (10) soll das Prozesskammergehäuse (10) und die Heizeinrichtung (15) derart fest mit dem Deckel (2) verbunden sein, dass beim Abnehmen des Deckels (2) das Prozesskammergehäuse (10) und die Heizeinrichtung (15) am Deckel verbleiben.
Description
Beschreibung CVD-Reaktor mit herausnehmbarem Prozesskammergehäuse Gebiet der Technik [0001] Die Erfindung betrifft einen CVD-Reaktor mit einem Reaktorgehäuse, das ein von einem abnehmbaren Deckel nach obenhin verschlossenes Gehäuse- unterteil aufweist, wobei in dem Reaktorgehäuse ein eine Prozesskammer um- gebendes Prozesskammergehäuse angeordnet ist, wobei ein Gaseinlassorgan mit der Prozesskammer strömungsverbunden ist, wobei ein Gasauslassorgan mit der Prozesskammer strömungsverbunden ist, wobei das Prozesskammer- gehäuse mit einer im Reaktorgehäuse angeordneten Heizeinrichtung beheizbar ist, wobei Anschlüsse der Heizeinrichtung aus dem Reaktorgehäuse herausge- führt sind, wobei das Prozesskammergehäuse zusammen mit der Heizeinrich- tung aus dem Reaktorgehäuse entnehmbar ist. [0002] Die Erfindung betrifft ferner einen CVD-Reaktor mit einem in einem Reaktorgehäuse angeordneten Prozesskammergehäuse, das mit einer ersten Öffnung mit einem Gaseinlassorgan strömungsverbunden ist und das mit einer zweiten Öffnung mit einem Gasauslassorgan strömungsverbunden ist, wobei das Prozesskammergehäuse aus dem Reaktorgehäuse entnehmbar ist. Stand der Technik [0003] Aus der DE 102016101003 A1 ist ein CVD-Reaktor vorbekannt. Der CVD-Reaktor besitzt ein rohrförmiges Gehäuse, welches eine erste Öffnung und eine dieser gegenüberliegenden zweiten Öffnung aufweist. Der ersten Öff- nung ist ein Gaseinlassorgan zugeordnet. In dem rohrförmigen Gehäuse befin- det sich ein Prozesskammergehäuse mit einem Suszeptor, der ein zu beschich- tendes Substrat trägt. Der Suszeptor kann beheizt werden. Das Prozesskam-
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mergehäuse kann aus der zweiten Öffnung aus dem Gehäuse herausgezogen werden. [0004] Die US 8,430,965 B2 beschreibt ein in einem rohrförmigen Gehäuse an- geordnetes Prozesskammergehäuse, das einen Suszeptor aufweist, auf dem ein Substrat liegt, welches beschichtet werden soll. Durch eine erste Öffnung kann ein Prozessgas in die innerhalb des Prozesskammergehäuses angeordnete Pro- zesskammer eingespeist werden. Durch eine der ersten Öffnung gegenüberlie- gende zweite Öffnung kann das Prozessgas oder sich während des Beschich- tungsprozesses gebildete Abgase die Prozesskammer verlassen. Eine Heizein- richtung zum Aufheizen der Prozesskammer wird von einer wendelgangför- migen Heizspule ausgebildet, die das Prozesskammergehäuse umgibt. [0005] Die CN 113604874 A beschreibt einen CVD-Reaktor mit einem Reaktor- gehäuse, das eine obere Öffnung aufweist, die von einem Deckel verschlossen ist und das eine untere Öffnung aufweist. Innerhalb des Reaktorgehäuses be- findet sich eine Heizeinrichtung zum Aufheizen eines Suszeptors. Die Heizein- richtung kann zusammen mit dem Suszeptor und einer den Suszeptor umge- benden Wand durch die untere Öffnung aus dem Gehäuse entnommen wer- den. [0006] Die WO 2020/249182 A1 beschreibt einen CVD-Reaktor insbesondere zum Abscheiden von SiC-Schichten, wobei eine Wand eines Reaktorgehäuses zwei sich gegenüberliegende Öffnungen aufweist. Eine der Öffnungen ist eine Gaseinlassöffnung, der ein Gaseinlassorgan zugeordnet ist, mit dem ein Pro- zessgas in eine Prozesskammer eingespeist werden kann. Die andere Öffnung ist eine Beladeöffnung beziehungsweise eine Gasaustrittsöffnung, durch die das Prozessgas oder sich beim Abscheiden gebildete Abgase aus der Prozesskam- mer herausgeführt werden können. Die Prozesskammer wird von einem zwi-
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schen den beiden Öffnungen angeordneten Prozesskammergehäuse gebildet, das von einer Heizeinrichtung beheizbar ist. [0007] Zum Stand der Technik gehören auch die DE 112005001539 B4, US 2011/0290175 A1, WO 2007/101207 A2 und WO 2021/160785 A1. [0008] Beim erfindungsgemäßen Abscheiden von SiC werden Substrate, die mit einer SiC-Schicht beschichtet werden sollen, in eine Prozesskammer ge- bracht. Dies kann durch eine Be- und Entladeöffnung eines Reaktorgehäuses erfolgen. Die Substrate liegen auf einem Suszeptor, der auf Temperaturen bis über 1000 °C aufgeheizt werden kann. Während des Beschichtens der Substrate können durch ein Gaseinlassorgan in die Prozesskammer eingespeiste Prozess- gase pyrolytisch zerlegt werden. Das Abscheiden der Schicht kann mit einer chemischen Reaktion eines oder mehrerer Prozessgase einhergehen, die zu- sammen mit einem Trägergas in die Prozesskammer eingespeist werden. Bei der chemischen Reaktion bilden sich Reaktionsprodukte, die auf dem Substrat als feste Schicht abgeschieden werden. Die Reaktionsprodukte bilden darüber hinaus parasitäre Beschichtungen auf den Wänden des Prozesskammergehäu- ses. Die Wände des Prozesskammergehäuses müssen deshalb in regelmäßigen Abständen gereinigt werden. Bei einer derartigen Reinigung werden die para- sitären Beschichtungen entfernt. Zum Reinigen der Wände kann es vorteilhaft sein, das Prozesskammergehäuse aus dem Reaktorgehäuse zu entnehmen, um es beispielsweise gegen ein gereinigtes Prozesskammergehäuse auszutauschen oder das Prozesskammergehäuse nach einer Reinigung wieder einzusetzen. Zusammenfassung der Erfindung [0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wartung freundli- chen CVD-Reaktor anzugeben. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen CVD-Reaktor mit einem öffenbaren Deckel diesbezüglich wei-
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terzubilden. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Entnahme eines Prozesskammergehäuses aus einem Reaktorgehäuse eines CVD-Reaktors zu vereinfachen. [0010] Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Er- findung. Die Unteransprüche stellen nicht nur vorteilhafte Weiterbildungen der in den nebengeordneten Ansprüchen angegebenen technischen Lösung, son- dern auch eigenständige Lösungen der Aufgabe dar. [0011] Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen CVD-Reaktor mit einem Reak- torgehäuse, das ein von einem abnehmbaren Deckel nach oben hin verschlosse- nes Gehäuseunterteil aufweist. In dem Reaktorgehäuse kann ein eine Prozess- kammer umgebendes Prozesskammergehäuse angeordnet sein. Es kann ein Gaseinlassorgan vorgesehen sein, das mit der Prozesskammer strömungsver- bunden ist. Es kann ferner ein Gasauslassorgan vorgesehen sein, das mit der Prozesskammer strömungsverbunden ist. Mit dem Gaseinlassorgan kann ein Prozessgas in die Prozesskammer eingespeist werden. Das Prozessgas kann ein oder mehrere gasförmige Ausgangsstoffe aufweisen. Die gasförmigen Aus- gangsstoffe können mit einem Trägergas, beispielsweise einem Inertgas in die Prozesskammer eingespeist werden. Ein gasförmiger Ausgangsstoff kann ein Si enthaltendes Gas, beispielsweise Silan oder Disilan sein. Ein gasförmiger Aus- gangsstoff kann ein Kohlenstoff enthaltendes Gas, beispielsweise Methan sein. Ein Inertgas, das das Trägergas bildet, kann Wasserstoff oder ein Edelgas sein. Das Gaseinlassorgan kann so ausgebildet sein, dass das mit ihm in die Prozess- kammer eingespeiste Prozessgas die Prozesskammer homogen und laminar durchströmt. In der Prozesskammer befinden sich ein oder mehrere Substrate, die eine Oberfläche aufweisen, die mit einer Schicht, beispielsweise einer SiC- Schicht beschichtet werden soll. Es kann eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, mit der das Prozesskammergehäuse und insbesondere eine Wand eines Pro-
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zesskammergehäuses, die einen Suszeptor ausbilden kann, die das Substrat trägt, auf eine Prozesstemperatur aufgeheizt wird. Bevorzugt ist die Heizein- richtung aber derart ausgebildet, dass sich alle Wände des Prozesskammerge- häuses auf die Prozesstemperatur aufheizen. Bei dieser Prozesstemperatur können die reaktiven Ausgangsstoffe derart miteinander reagieren, dass auf der Oberfläche des Substrates eine Schicht, insbesondere eine SiC-Schicht abge- schieden wird. Die Schicht kann aber auch auf zuvor auf die Oberfläche des Substrates abgeschiedene Schichten abgeschieden werden. Die Heizeinrichtung ist insbesondere in der Lage, die Prozesskammer und insbesondere die Wände des Prozesskammergehäuses auf Temperaturen über 1.000 °C aufzuheizen. Die Heizeinrichtung kann Anschlüsse besitzen, durch die Leistung, insbesondere elektrische Leistung in Form eines elektrischen Stroms in die Heizeinrichtung eingespeist werden kann. Diese Anschlüsse sind aus dem Reaktorgehäuse her- ausgeführt. Damit ist es möglich, die Heizleistung von außen einzuspeisen. Es ist von Vorteil, wenn das Prozesskammergehäuse als Ganzes zusammen mit der Heizeinrichtung aus dem Reaktorgehäuse entnommen werden kann. Erfin- dungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass sowohl das Prozesskammergehäuse als auch die Heizeinrichtung am Deckel befestigt sind. Das Prozesskammerge- häuse und die Heizeinrichtung können am Deckel hängen. Sie sind bevorzugt derart mit dem Deckel verbunden, dass beim Abnehmen des Deckels des Reak- torgehäuses die Heizeinrichtung am Deckel bleibt. Es ist von Vorteil, wenn die Anschlüsse, durch die die Heizeinrichtung mit Leistung versorgt wird durch den Deckel herausgeführt sind. Bevorzugt wird die Heizeinrichtung mit elektri- schem Strom betrieben. Es kann sich um eine Widerstandsheizung, um eine RF- Heizung oder um eine IR-Heizung handeln. Die Heizeinrichtung kann das ge- samte, insbesondere rohrförmige, bevorzugt vierkantrohrförmige Prozesskam- mergehäuse umgeben. Die elektrische Heizleistung wird über die Anschlüsse zugeführt, die mit flexiblen Kabeln mit einer Leistungsversorgungseinrichtung verbunden sind. Der Deckel kann dann, ohne dass die Kabel abgeklemmt wer- den müssen, abgenommen werden. Der Deckel des Reaktorgehäuses kann eine
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sich in einer Horizontalebene erstreckende obere Öffnung des Reaktorgehäuses verschließen. Der Deckel kann aber auch eine Öffnung einer anderen Wand, beispielsweise einer Seitenwand verschließen. Das Prozesskammergehäuse er- streckt sich bevorzugt unterhalb des Deckels in einer Parallelebene zum Deckel. Das Prozesskammergehäuse ist bevorzugt als Rohr ausgebildet, das einen run- den, bevorzugt aber einen rechteckigen Querschnitt aufweisen kann. Das Pro- zesskammergehäuse hat zwei voneinander wegweisende Öffnungen. Durch eine der Öffnungen kann das Prozessgas eingespeist werden. Durch die andere Öffnung können die Abgase die Prozesskammer verlassen. Die eine Öffnung kann mit einem Gaseinlassorgan verbunden sein. Das Gaseinlassorgan kann fest mit einer Seitenwand des Reaktorgehäuses verbunden sein. Die Seitenwand kann dort eine Öffnung aufweisen, durch die das Prozessgas eingespeist wird. Die von der mit dem Gaseinlassorgan verbundenen Öffnung wegweisende an- dere Öffnung des Prozesskammergehäuses kann mit einem Gasauslassorgan verbunden sein. Es ergibt sich somit eine erste Strömungsverbindung, mit der ein Gaseinlassorgan mit dem Prozesskammergehäuse verbunden ist und eine zweite Strömungsverbindung, mit der ein Gasauslassorgan mit dem Prozess- kammergehäuse verbunden ist. Es kann eine zusätzliche Be- und Entladeöff- nung vorgesehen sein. Die Be- und Entladung der Prozesskammer mit ein oder mehreren Substraten kann durch eine der beiden Öffnungen des Prozesskam- mergehäuses erfolgen. Bevorzugt erfolgt die Be- und Entladung durch die mit dem Gasauslassorgan strömungsverbundene Öffnung. Die Be- und Entladeöff- nung kann eine Öffnung in einer Seitenwand des Reaktorgehäuses sein, die fluchtend zur Öffnung der Prozesskammer angeordnet ist, sodass die Be- und Entladung mit einem Roboterarm erfolgen kann, der durch die Be- und Ent- ladeöffnung greift, um das Substrat in die Prozesskammer zu bringen oder es von dort zu entfernen, wobei das Substrat bevorzugt auf einem Boden des Pro- zesskammergehäuses liegt, der einen Suszeptor ausbildet. Gemäß einer bevor- zugten Ausgestaltung des CVD-Reaktors ist die Heizeinrichtung ein das Pro- zesskammergehäuse wendelgangförmig umgebendes Heizelement. Das Heiz-
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element kann von einem eine Wendelgangform aufweisenden Draht oder, falls es sich um eine RF-Heizung handelt, von einem eine Wendelgangform aufwei- senden Rohr ausgebildet sein, wobei durch die Höhlung des Rohrs eine Kühl- flüssigkeit fließen kann. Die beiden Enden dieses Drahtes oder Rohres können sich geradlinig erstrecken und durch Durchführungen durch den Deckel ge- führt sein. Ist das Heizelement ein Rohr, können die beiden Enden mit Schläu- chen verbunden sein. Die beiden Enden bilden darüber hinaus die mit einer Leistungsversorgungseinrichtung verbundenen Anschlüsse. Es können Mittel vorgesehen sein, mit denen die Heizeinrichtung an der Unterseite des Deckels befestigt ist. Es können ferner Mittel vorgesehen sein, mit denen das Prozess- kammergehäuse an der Unterseite des Deckels befestigt ist. Derartige Befesti- gungsmittel können Hänger sein. Die Hänger können mit einem oberen Ab- schnitt an der Unterseite des Deckels befestigt sein. Ein unterer Abschnitt eines Hängers kann mit der Heizeinrichtung verbunden sein. Bevorzugt ist die Heiz- einrichtung wendelgangförmig ausgebildet, sodass zwischen den einzelnen Wendelgängen Freiräume vorhanden sind. Es kann vorgesehen sein, dass durch diese Freiräume Hänger hindurchgreifen, mit denen die Heizeinrichtung und/oder das Prozesskammergehäuse am Deckel befestigt werden. Eine Er- streckungsrichtung des Prozesskammergehäuses kann durch die Lage der bei- den Öffnungen definiert werden, wobei die Erstreckungsrichtung die Ab- standsrichtung der beiden Öffnungen des Prozesskammergehäuses darstellt. Es kann lediglich ein Hänger vorgesehen sein, der beispielsweise mittig zwischen den Öffnungen des Prozesskammergehäuses angeordnet ist, das Prozesskam- mergehäuse umgreift und das Prozesskammergehäuse von unten unterstützt. Bevorzugt sind mehrere Hänger vorgesehen, die an in der Erstreckungsrich- tung des Prozesskammergehäuses voneinander beabstandeten Stellen mit dem Deckel verbunden sind. Die Hänger können mit der Oberseite des Prozess- kammergehäuses verbunden sein. Die Hänger können aber auch das Prozess- kammergehäuse untergreifen, sodass sich das Prozesskammergehäuse auf ei- nem Stützelement abstützt, das mit den ein oder mehreren Hängern mit dem
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Deckel verbunden ist. Es kann ein Verbindungselement vorgesehen sein, das mit mehreren Hängern verbunden ist und auf welchem sich die Stützelemente befinden. Die Wände des Reaktorgehäuses, an denen das Gaseinlassorgan be- ziehungsweise das Gasauslassorgan angeordnet sind, können sich in Vertikal- richtung erstrecken. Diese Wände können gerundet sein. Die Wände können sich aber auch in einer Vertikalebene erstrecken. Sie können parallel zueinander verlaufen. Eine erste Gehäusewand, an der das Gaseinlassorgan befestigt sein kann, kann einer zweiten Gehäusewand, an der das Gasauslassorgan befestigt sein kann, gegenüberliegen. Die die Prozesskammer umgebende Heizeinrich- tung kann einen Tunnel ausbilden, in dem das Prozesskammergehäuse ver- schieblich steckt. Die Erstreckungsebene des Deckels ist bevorzugt eine Hori- zontalebene. Das Prozesskammergehäuse kann bevorzugt in einer Richtung parallel zur Erstreckungsebene des Deckels aus dem Tunnel herausgesteckt werden beziehungsweise wieder hineingesteckt werden. Nach Anheben des Deckels kann das Prozesskammergehäuse bevorzugt in Horizontalrichtung aus dem Tunnel herausgezogen werden. [0012] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen CVD-Reaktor mit ei- nem oder mehreren Merkmalen des ersten Aspektes der Erfindung, wie sie zu- vor aufgezählt und erläutert worden sind. Zur vereinfachten Entnahme des Prozesskammergehäuses aus dem Reaktorgehäuse kann vorgesehen sein, dass sich zwischen dem Gaseinlassorgan und einer dem Gaseinlassorgan zugeord- neten Öffnung des Prozesskammergehäuses ein Rohr befindet. Es kann ferner vorgesehen sein, dass sich zwischen dem Gasauslassorgan und einer dem Gas- auslassorgan zugeordneten Öffnung des Prozesskammergehäuses ein Rohr be- findet. Bevorzugt befindet sich sowohl zwischen dem Gaseinlassorgan und der ihm zugeordneten Öffnung und dem Gasauslassorgan und der ihm zugeordne- ten Öffnung jeweils ein Rohr. Diese ein oder mehreren Rohre bilden eine Strö- mungsverbindung zwischen dem Gaseinlassorgan beziehungsweise Gasaus- lassorgan und der Öffnung des Prozesskammergehäuses. In einem Betriebszu-
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stand des CVD-Reaktors, in dem auf einem Substrat eine Schicht abgeschieden werden kann, sind die Rohre derart zwischen Gaseinlassorgan und Öffnung beziehungsweise Gasauslassorgan und Öffnung angeordnet, dass sich jeweils ein ringsumschlossener Strömungskanal ausbildet. Die Verbindung zwischen Gaseinlassorgan beziehungsweise Gasauslassorgan und Prozesskammergehäu- se muss nicht zu 100 Prozent strömungsdicht sein. Auf der Gaseinlassseite wird jedoch eine relativ dichte Verbindung zwischen Gaseinlassorgan und Prozess- kammergehäuse angestrebt, um zu verhindern, dass kontaminierende Objekte in das Prozesskammergehäuse gelangen. Es kann vorgesehen sein, dass diese Rohre verschiebliche Stutzen ausbilden. In dem zuvor genannten Betriebszu- stand bilden die Stutzen die Strömungsverbindung. Die Stutzen können dann an dem Rand der Öffnung des Prozesskammergehäuses dichtend anliegen. Zum Entfernen des Prozesskammergehäuses aus dem Reaktorgehäuse können die Stutzen derart verlagert werden, dass sie sich von der Öffnung des Prozess- kammergehäuses entfernen. In einer derartigen Entferntstellung ist der Rand des Stutzens von dem Rand der Öffnung beabstandet. Dies hat zur Folge, dass das Prozesskammergehäuse zwischen den beiden bevorzugt sich gegenüberlie- genden Stutzen ein Bewegungsspiel besitzt, das die Entnahme und das Wieder- einsetzen des Prozesskammergehäuses erleichtert. Der Stutzen kann Teil einer Rohranordnung sein, die ein Außenrohr und ein Innenrohr aufweist, wobei das Innenrohr teleskopartig in das Außenrohr hineinschiebbar ist. Der Stutzen wird bevorzugt vom Innenrohr ausgebildet. Das Außenrohr kann fest am Reaktor- gehäuse angeordnet sein, sodass der Stutzen ein gegenüber dem Außenrohr verlagerbares Innenrohr ausbildet. Der Stutzen kann somit teleskopartig gegen- über einem ortsfest dem Reaktorgehäuse zugeordneten rohrförmigen Körper geführt sein. Sowohl der Stutzen als auch der rohrförmige Körper können einen kreisrunden oder rechteckigen Querschnitt aufweisen. Sie können aber auch einen davon abweichenden Querschnitt aufweisen. In einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass eine Wandung eines Außenrohres, das mit einer Beladeöffnung verbunden ist, eine Öffnung aufweist, die mit dem Gasauslass-
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organ verbunden ist, sodass das Gasauslassorgan beispielsweise von einem Hohlkörper, beispielsweise einem Rohr ausgebildet sein kann, das durch eine dem Deckel gegenüberliegende Unterseite aus dem Reaktorgehäuse heraustritt. Ist bei einer derartigen Anordnung ein als Innenrohr ausgebildeter verschiebli- cher Stutzen vorgesehen, so kann eine Außenwand dieses Innenrohres in der Entferntstellung des Stutzens die Öffnung der Wand des Außenrohres ver- schließen. Es kann somit vorgesehen sein, dass ein fest mit einer Wand des Re- aktorgehäuses verbundenes Außenrohr eine nach unten, nach oben oder zur Seite weisende Öffnung aufweist, die mit einem Strömungskanal verbunden ist, wobei der Strömungskanal ein Gasauslassorgan ausbildet, wobei in dem Au- ßenrohr ein Innenrohr verschieblich angeordnet ist, das in eine Strömungsver- bindung mit dem Prozesskammergehäuse bringbar ist, wobei in einer Entfernt- stellung des Innenrohres vom Prozesskammergehäuse ein Abschnitt des Innen- rohres die Öffnung zumindest teilweise verdeckt. [0013] Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Prozesskammer- gehäuse derart an der Unterseite des Deckels befestigt, dass es durch ledigliches Anheben des Deckels aus der Gehäusehöhlung des Reaktorgehäuses entnehm- bar ist. Das Prozesskammergehäuse ist darüber hinaus derart in Horizontalrich- tung verschieblich am Deckel befestigt, dass es durch eine Horizontalbewegung vom Deckel gelöst werden kann. Es ist insbesondere in einer Höhlung der Heiz- einrichtung verschieblich angeordnet. [0014] Weitere Aspekte der Erfindung sehen vor, dass Betätigungsmittel vor- gesehen sind, mit denen der Stutzen zwischen einer Kontaktstellung, in dem ein Rand der Öffnung des Stutzens dichtend am Rand der Öffnung des Prozess- kammergehäuses anliegt, und der Entferntstellung verlagerbar ist. Diese Betäti- gungsmittel sind bevorzugt von einer Außenseite des Reaktorgehäuses betätig- bar. Beispielsweise kann ein Betätigungsmittel ein Schieber sein, der sich in der 31008PCT – 13.10.2023
Verlagerungsrichtung des Stutzens verlagern lässt und durch eine Dichtung nach außen geführt ist. Ein derartiger Schieber kann beispielsweise eine Stange sein, die durch eine Führungsöffnung der Wand des Reaktorgehäuses nach au- ßen geführt ist. Ein Betätigungsmittel kann aber auch ein Hebel sein, mit dem der Stutzen hin und her verlagerbar ist. Dieser Hebel kann mit einer Welle ver- bunden sein, die mittels einer Wellendurchführung von der Innenseite des Re- aktorgehäuses nach außen geführt ist. Durch Drehen der Welle kann der Stut- zen von der Kontaktstellung in die Entferntstellung gebracht werden. Es kön- nen elektrische Antriebe vorgesehen sein, beispielsweise Schrittmotoren, mit denen ein oder mehrere Betätigungsmittel zur Verlagerung der ein oder mehre- ren Stutzen angetrieben werden. Anstelle eines elektrischen Antriebs kann aber auch ein pneumatischer Antrieb verwendet werden. Es ist ferner vorgesehen, dass ein teleskopartiger Stutzen ein Innenrohr ist, das in einem Außenrohr ge- führt ist. Bevorzugt ist das Innenrohr im Außenrohr dichtend geführt. Eine ge- wisse Leckage ist hier allerdings auch zulässig. Eine Stirnfläche des Stutzens kann ein Dichtungselement aufweisen. Eine Stirnfläche des Prozesskammerge- häuses, die die Öffnung umgibt und die der Stirnfläche des Stutzens gegen- überliegt, kann ein Gegendichtungselement aufweisen. Die Dichtung zwischen Dichtungselement und Gegendichtungselement kann durch ineinandergreifen- de Dichtrippen und Dichtnuten verwirklicht sein, sodass sich eine Labyrinth- dichtung ausbildet. Anstelle einer Labyrinthdichtung kann aber auch eine Flachdichtung, beispielsweise aus einer Graphitfolie vorgesehen sein. Es kön- nen auch elastische Elemente vorgesehen sein, mit denen eine permanente Dichtkraft aufgebracht wird, mit der der Stutzen gegen den Rand der Öffnung beaufschlagt wird. Diese elastischen Elemente sind bevorzugt außerhalb des Reaktorgehäuses angeordnet und wirken mit den Betätigungsmitteln mit dem Stutzen zusammen. Es können ferner Mittel vorgesehen sein, die am Deckel des Reaktorgehäuses angreifen, um den Deckel anzuheben beziehungsweise abzu- setzen. Diese Mittel können einen elektrischen Antrieb umfassen. Es kann vor- gesehen sein, dass der Deckel Sensoren, beispielsweise optische Sensoren trägt, 31008PCT – 13.10.2023
mit denen durch optische Pfade, die sich durch den Deckel und eine obere Wand des Prozesskammergehäuses erstrecken, die Oberfläche des Substrates beobachtet wird. Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0015] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen: Fig. 1 schematisch einen ersten Vertikalschnitt durch ein Reaktorge- häuse 1, wobei die Schnittfläche durch einen Deckel 2, einen Gehäuseboden 5 und Gehäuseöffnungen 26, 27 verläuft, wobei der Deckel 2 eine obere Öffnung des Reaktorgehäuses 1 ver- schließt, Fig. 2 einen zweiten Vertikalschnitt durch das Reaktorgehäuse 1 ent- lang der Schnittlinie II-II in Figur 1, Fig. 3 den Vertikalschnitt gemäß Figur 1 jedoch mit angehobenem Deckel 2. Beschreibung der Ausführungsformen [0016] Das in den Zeichnungen dargestellte Reaktorgehäuse 1 besitzt einen rechteckigen Grundriss und ein in etwa quaderförmiges Gehäuse. Nicht darge- stellte Ausführungsbeispiele können ein Reaktorgehäuse 1 aufweisen, das einen kreisförmigen Grundriss aufweist. [0017] Das Reaktorgehäuse 1 besitzt ein Gehäuseunterteil 3, das Gehäusewän- de 4, 4’, 4’’ aufweist, wobei die Gehäusewände 4, 4’, 4’’ sich in vertikalen Ebe- nen erstrecken. Das Reaktorgehäuse 1 besitzt einen sich in einer horizontalen 31008PCT – 13.10.2023
Ebene erstreckenden Gehäuseboden 5. Der Gehäuseboden 5 verschließt das Gehäuseunterteil 3 nach unten. Das Gehäuseunterteil 3 bildet eine Gehäuseöff- nung umgebende Ränder 3’ aus, die in einer Horizontalebene verlaufen. Auf den Rändern 3’ liegt ein entfernbarer Deckel 2, der in der Figur 1 eine Gehäuse- höhlung des Reaktorgehäuses 1 gasdicht verschließt. Der Deckel 2 kann ebenso wie die Gehäusewände 4, 4’, 4’’ und der Gehäuseboden 5 aus Edelstahl oder Aluminium bestehen. Zu Wartungszwecken kann der Deckel 2 nach oben hin angehoben werden, wie es in der Figur 3 dargestellt ist. Mit nicht dargestellten Befestigungsmitteln ist der Deckel 2 am Gehäuseunterteil 3 verbunden. Diese Befestigungsmittel können Verschraubungen oder Klammern sein. Der De- ckel 2 kann aber auch lose auf den Gehäusewänden 4, 4‘, 4‘‘ aufliegen und durch einen innerhalb des Gehäuses erzeugten Unterdruck in Position gehalten werden. [0018] Die beiden Öffnungen 26, 27 liegen sich fluchtend gegenüber. Die Öff- nung 26 ist mit einem Gaseinlassorgan 18 verbunden, mit dem die oben be- schriebenen Prozessgase eingespeist werden können. In Strömungsrichtung der Prozessgase schließt sich ein an der Innenseite der Wand 4 befestigtes Außen- rohr 24 an, das einen runden oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen kann. In dem Außenrohr 24 ist ein Innenrohr 25 verschieblich geführt, das ei- nen Gaseinlassstutzen 20 ausbildet. Das Innenrohr 25 ist in Vertikalrichtung von der in der Figur 1 dargestellten Stellung in die in der Figur 3 dargestellte Stellung verschieblich im Außenrohr 24 gelagert. [0019] Die Öffnung 27 bildet eine Beladeöffnung und kann mit einer Ver- schlussplatte 28 verschlossen sein. Die Verschlussplatte 28 kann an der Außen- seite angeordnet sein. Die Verschlussplatte 28 kann von einem Schieber ausge- bildet sein. An der Innenseite der Gehäusewand 4’ ist ein Außenrohr 22 befes- tigt, das einen runden oder eckigen Querschnitt aufweisen kann. In dem Au- 31008PCT – 13.10.2023
ßenrohr 22 ist ein Innenrohr 23 verschieblich geführt, das einen Gasauslassstut- zen 21 ausbildet. Das Innenrohr 23 ist in Vertikalrichtung von der in der Figur 1 dargestellten Stellung in die in der Figur 3 dargestellte Stellung verschieblich im Außenrohr 22 gelagert. [0020] Die Wand des Außenrohres 22 bildet eine Öffnung 19’ eines Gaseinlass- organs 18 aus. Das Gasauslassorgan 19 bildet einen Gaskanal aus, der durch den Gehäuseboden 5 hindurchragt. In der in der Figur 3 dargestellten zurück- gezogenen Stellung des Innenrohres 23 überdeckt ein Abschnitt 23’ der Wand des Innenrohres 23 die Öffnung 19’. [0021] An der Unterseite 2’ des Deckels 2 sind Träger 6 befestigt, die Hänger 7 ausbilden. An den Hängern 7 ist ein Verbinder 8 befestigt. Der Verbinder 8 kann ein Steg oder eine Platte sein. Es sind Stützelemente 9 vorgesehen, mit denen sich ein Prozesskammergehäuse 10 am Verbinder 8 abstützen kann. Das eine Prozesskammer 14 umgebende Prozesskammergehäuse 10 ist somit mithil- fe von Hängern 7 derart an der Unterseite des Deckels 2 befestigt, dass es beim Öffnen des Deckels 2 aus der Höhlung des Reaktorgehäuses 1 herausgenom- men wird. [0022] Das Prozesskammergehäuse 10 begrenzt das quaderförmige Volumen der Prozesskammer 14 nach oben, nach unten und zu zwei voneinander weg- weisenden Seiten. Das Prozesskammergehäuse 10 besitzt zwei voneinander wegweisende Öffnungen 32, 33, die von Rändern des Prozesskammergehäuses flankiert sind. An diesen Rändern können die oben beschriebenen Stutzen 20, 21 dichtend anliegen. In dieser, in der Figur 1 dargestellten Betriebsstellung bil- det sich ein ringsum geschlossener Strömungskanal vom Gaseinlassorgan 18 zum Gasauslassorgan 19 aus, wenn insbesondere auch die Öffnung 27 ver- schlossen ist. 31008PCT – 13.10.2023
[0023] Es ist eine Heizeinrichtung 15 mit einem Heizelement 16 vorgesehen. Das Prozesskammergehäuse 10 ist von dem Heizelement 16 umgeben. Das Heizelement ist in den Figuren nur schematisch dargestellt. Es ist als rohrför- miges Objekt dargestellt, das zwei voneinander wegweisende Öffnungen auf- weist. Die beiden Öffnungen bilden einen sich in Horizontalrichtung erstre- ckenden Tunnel aus, in dem das Prozesskammergehäuse 10 steckt. In Ausfüh- rungsbeispielen der Erfindung wird das Heizelement 16 von einem wendel- gangförmigen Draht oder wendelgangförmigen Rohr ausgebildet, durch den/das ein elektrischer Strom fließen kann oder mit dem in den Wänden des Prozesskammergehäuses 10 Wirbelströme induziert werden können. Mit dem Draht oder Rohr wird hierzu ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt. Der Draht oder das Rohr besitzt zwei Enden, die als Anschlüsse 17 durch den De- ckel 2 nach außen geführt sind, um in das Rohr, insbesondere wenn es sich um eine RF-Heizung handelt, eine Kühlflüssigkeit einzuspeisen beziehungsweise in das Rohr oder den Draht einen elektrischen Strom einzuspeisen. [0024] Es können Distanzelemente 34 vorgesehen sein, um die Heizeinrich- tung 15 in einer ordnungsgemäßen Relativlage zum Prozesskammergehäuse 10 zu halten. Das Prozesskammergehäuse 10 ist bevorzugt vertikal verschieblich innerhalb der Heizeinrichtung 15 angeordnet. [0025] Mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung ist das folgende erfindungs- gemäße Verfahren durchführbar: [0026] Das Gehäuseunterteil 3 wird mit dem Deckel 2 gasdicht verschlossen. Der Gaseinlassstutzen 20 wird in eine dichtend Anlage an den Rand der Öff- nung 32 des Prozesskammergehäuses 10 gebracht, sodass die Öffnung 20’ des Gaseinlassstutzens 20 mit der Öffnung 32 fluchtet. Der Gasauslassstutzen 23 wird in eine dichtende Anlage an den Rand der Öffnung 33 des Prozesskam- 31008PCT – 13.10.2023
mergehäuses 10 gebracht, sodass die Öffnung 21’ des Gasauslassstutzens 23 mit der Öffnung 33 fluchtet. [0027] Durch die geöffnete Beladeöffnung 27 kann ein zu beschichtendes Sub- strat auf den von der unteren Gehäusewand des Prozesskammergehäuses 10 ausgebildeten Suszeptor 11 aufgelegt werden. Bei geschlossener Beladeöff- nung 27 kann ein Abscheideprozess durchgeführt werden. [0028] Mit einem nicht dargestellten Gasmischsystem kann ein Prozessgas be- reitgestellt werden, welches beispielsweise eine Mischung eines Siliziums ent- haltenden und eines Kohlenstoff enthaltenden gasförmigen Ausgangsstoffs enthält. Mit dem Gasmischsystem können aber auch andere Prozessgase bereit- gestellt werden, insbesondere dann, wenn in der Prozesskammer 14 andere Schichten auf dort angeordnete Substrate abgeschieden werden sollen. Bei- spielsweise können dort auch GaN-Schichten oder anderweitige III-V-Schichten abgeschieden werden. Dann ist das Gasmischsystem so ausgelegt, dass reaktive Gase mit Elementen der III. Hauptgruppe und der V. Hauptgruppe bereitge- stellt werden können. Diese Gasmischung kann zusammen mit einem Träger- gas durch das Gaseinlassorgan 18 in die Prozesskammer 14 eingespeist werden. [0029] Die Prozesskammer 14 wird mit der Heizeinrichtung 15 auf eine Pro- zesstemperatur von beispielsweise mehr als 1000 °C aufgeheizt. [0030] Auf das Substrat wird eine SiC-Schicht abgeschieden. [0031] Die Prozesskammer 14 wird mit dem Trägergas gespült und abgekühlt. Das Substrat wird durch die Beladeöffnung 27 aus der Prozesskammer 14 ent- nommen. 31008PCT – 13.10.2023
[0032] Der Gaseinlassstutzen 20 und der Gasauslassstutzen 21 werden in einer Entferntstellung zum Prozesskammergehäuse 10 gebracht. Hierzu werden das Innenrohr 20 in das Außenrohr 24 und das Innenrohr 23 in das Außenrohr 22 verschoben, wie es die Figur 3 zeigt. Dabei wird eine Öffnung 19’ bereichsweise von einer Wand 23’ des Innenrohres 23 überdeckt. Das Innenrohr 23 kann aber auch derart ausgebildet sein, dass die Öffnung 19‘ nicht von der Wand 23‘ des Innenrohres überdeckt wird. [0033] Der Deckel 2 wird angehoben. Da die Prozesskammer 14 und das Heiz- element 16 fest mit der Unterseite 2’ des Deckels 2 verbunden sind, kann das Prozesskammergehäuse 10 und das Heizelement 16 beim Anheben des De- ckels 2 aus dem Reaktorgehäuse 1 entnommen werden. Die Entnahme des Pro- zesskammergehäuses 10 ist somit durch ledigliches Anheben des Deckels 2 möglich. [0034] Es ist von Vorteil, wenn das Prozesskammergehäuse 10 verschieblich oder lediglich verschieblich und insbesondere in Horizontalrichtung verschieb- lich am Deckel 2 befestigt ist. Das Prozesskammergehäuse 10 kann hierzu ver- schieblich in der von der Heizeinrichtung 15 umgebenden Höhlung einliegen. Es kann somit zu Wartungszwecken in einfacher Weise entnommen und wie- der eingesetzt werden. [0035] 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: 31008PCT – 13.10.2023
[0036] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Prozess- kammergehäuse 10 und die Heizeinrichtung 15 derart fest mit dem Deckel 2 verbunden sind, dass beim Abnehmen des Deckels 2 das Prozesskammerge- häuse 10 und die Heizeinrichtung 15 am Deckel 2 verbleiben. [0037] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Anschlüs- se 17 der Heizeinrichtung 15 durch den Deckel 2 herausgeführt sind. [0038] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Prozess- kammergehäuse 10 ein sich in einer horizontalen Parallelebene zum Deckel 2 sich erstreckendes Rohr ist, das sich in einer Erstreckungsrichtung von einer ersten Öffnung 32, die mit dem Gaseinlassorgan 18 verbunden ist, zu einer von der ersten Öffnung 32 wegweisenden zweiten Öffnung 33, die mit dem Gasaus- lassorgan 19 strömungsverbunden ist, erstreckt. [0039] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Prozess- kammergehäuse 10 parallel zur Flächenerstreckung des Deckels 2 verschieblich in einem Tunnel steckt. [0040] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizein- richtung 15 ein das Prozesskammergehäuse 10 wendelgangförmig umgebendes Heizelement 16 aufweist, das Enden aufweist, die die Anschlüsse 17 ausbilden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Heizeinrichtung 15 eine RF-Heiz- einrichtung ist. [0041] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass an einer Unter- seite 2’ des Deckels 2 ein oder mehrere Hänger 7 angeordnet sind, mit denen das Prozesskammergehäuse 10 am Deckel 2 befestigt ist. 31008PCT – 13.10.2023
[0042] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Prozess- kammergehäuse 10 an in der Erstreckungsrichtung des Prozesskammergehäu- ses 10 voneinander beabstandeten Stellen mit dem Deckel 2 verbunden ist. [0043] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Gaseinlass- organ 18 an einer ersten sich im Wesentlichen in Vertikalrichtung erstreckenden Gehäusewand 4 angeordnet ist und dass das Gasauslassorgan 19 nahe einer der ersten Gehäusewand 4 gegenüberliegenden zweiten Gehäusewand 4’ angeord- net ist. [0044] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen dem Gaseinlassorgan 18 und einer Öffnung 32 des Prozesskammergehäuses 10 und/oder dass zwischen dem Gasauslassorgan 19 und einer Öffnung 33 des Prozesskammergehäuses 10 ein verschieblicher, rohrförmiger Stutzen 20, 21 vorgesehen ist, der von einer Kontaktstellung, in der ein Rand einer Öff- nung 20’, 21’ des Stutzens 20, 21 an einem Rand der Öffnung 32, 33 des Prozess- kammergehäuses 10 dichtend anliegt, in eine Entferntstellung bringbar ist, in der der Rand 20’, 21’ des Stutzens 20, 21 von dem Rand der Öffnung 32, 33 be- abstandet ist. [0045] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der dem Gas- auslassorgan 19 zugeordnete Stutzen 21 ein Innenrohr 23 ausbildet, das in ei- nem am Reaktorgehäuse 1 befestigten Außenrohr 33 verschieblich geführt ist, wobei eine Wandung 23’ in der Entferntstellung eine Öffnung 19’ des Gasaus- lassorganes 19 verschließt und/oder dass der dem Gasauslassorgan 19 zuge- ordnete Stutzen 20 ein Innenrohr 25 ausbildet, das in einem am Reaktorgehäu- se 1 befestigten Außenrohr 24 verschieblich geführt ist. 31008PCT – 13.10.2023
[0046] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass zwischen dem Gaseinlassorgan 18 und der ersten Öffnung 32 und/oder zwischen dem Gas- auslassorgan 19 und der zweiten Öffnung 33 ein verschieblicher, rohrförmiger Stutzen 20, 21 vorgesehen ist, der von einer Kontaktstellung, in der ein Rand der Öffnung 20’, 21’ des Stutzens 20, 21 an einen Rand der Öffnung 32, 33 des Prozesskammergehäuses 10 dichtend anliegt, in eine Entferntstellung bringbar ist, in der der Rand 20’, 21’ des Stutzens 20, 21 von dem Rand der Öffnung 32, 33 beabstandet ist. [0047] Ein CVD-Reaktor, der gekennzeichnet ist durch von einer Außenseite des Reaktorgehäuses 1 betätigbare Betätigungsmittel, mit denen der Stutzen 20, 21 zwischen der Kontaktstellung und der Entferntstellung verlagerbar ist. [0048] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Stutzen 20, 21 teleskopartig gegenüber einem ortsfest dem Reaktorgehäuse 1 zugeordneten rohrförmigen Körper 24, 33 geführt ist. [0049] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die beiden Öffnungen 32, 33 geradlinig in einer Horizontalebene gegenüberliegen. [0050] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Prozess- kammergehäuse 10 zusammen mit einer Heizeinrichtung 15 in einer Vertikal- richtung nach oben aus dem Reaktorgehäuse 1 entnehmbar im Reaktorgehäu- se 1 angeordnet ist. [0051] Ein CVD-Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, dass das Prozess- kammergehäuse 10 in Horizontalrichtung verschieblich am Deckel 2 befestigt ist und/oder verschieblich in einer am Deckel 2 befestigten Heizeinrichtung 15 steckt. 31008PCT – 13.10.2023
[0052] 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. 31008PCT – 13.10.2023
Liste der Bezugszeichen 1 Reaktorgehäuse 21’ Öffnung 2 Deckel 22 Außenrohr 2’ Unterseite 23 Innenrohr 3 Gehäuseunterteil 23’ Wand 3’ Rand 24 Außenrohr 4 Gehäusewand 25 Innenrohr 4’ Gehäusewand 25’ Öffnung 4’’ Gehäusewand 26 Gehäuseöffnung 5 Gehäuseboden 27 Beladeöffnung 6 Träger 28 Verschlussplatte 7 Hänger 29 Dichtelement 8 Verbinder 30 Dichtelement 9 Stützelement 31 Labyrinthdichtung 10 Prozesskammergehäuse 32 Öffnung 11 Suszeptor 33 Öffnung 12 Mantel 34 Distanzelement 13 Substrathalter 14 Prozesskammer 15 Heizeinrichtung 16 Heizelement 17 Anschluss 18 Gaseinlassorgan 19 Gasauslassorgan 19’ Öffnung 20 Gaseinlassstutzen 20’ Öffnung 21 Gasauslassstutzen 31008PCT – 13.10.2023
Claims
Ansprüche 1. CVD-Reaktor mit einem Reaktorgehäuse (1), das ein von einem abnehm- baren Deckel (2) nach obenhin verschlossenes Gehäuseunterteil (3) auf- weist, wobei in dem Reaktorgehäuse (1) ein eine Prozesskammer (14) um- gebendes Prozesskammergehäuse (10) angeordnet ist, wobei ein Gasein- lassorgan (18) und ein Gasauslassorgan (19) mit der Prozesskammer (14) strömungsverbunden sind, wobei das Prozesskammergehäuse (10) mit ei- ner im Reaktorgehäuse (1) angeordneten Heizeinrichtung (15) beheizbar ist, wobei Anschlüsse (17) der Heizeinrichtung (15) aus dem Reaktorge- häuse (1) herausgeführt sind, wobei das Prozesskammergehäuse (10) zu- sammen mit der Heizeinrichtung (15) aus dem Reaktorgehäuse (1) ent- nehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozesskammergehäu- se (10) und die Heizeinrichtung (15) derart fest mit dem Deckel (2) ver- bunden sind, dass beim Abnehmen des Deckels (2) das Prozesskammer- gehäuse (10) und die Heizeinrichtung (15) am Deckel (2) verbleiben.
2. CVD-Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die An- schlüsse (17) der Heizeinrichtung (15) durch den Deckel (2) herausgeführt sind.
3. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Prozesskammergehäuse (10) ein sich in einer hori- zontalen Parallelebene zum Deckel (2) sich erstreckendes Rohr ist, das sich in einer Erstreckungsrichtung von einer ersten Öffnung (32), die mit dem Gaseinlassorgan (18) verbunden ist, zu einer von der ersten Öffnung (32) wegweisenden zweiten Öffnung (33), die mit dem Gasauslassorgan (19) strömungsverbunden ist, erstreckt. 31008PCT – 13.10.2023
4. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Prozesskammergehäuse (10) parallel zur Flächen- erstreckung des Deckels (2) verschieblich in einem Tunnel steckt.
5. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (15) ein das Prozesskammerge- häuse (10) wendelgangförmig umgebendes Heizelement (16) aufweist, das Enden aufweist, die die Anschlüsse (17) ausbilden, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Heizeinrichtung (15) eine RF-Heizeinrichtung ist.
6. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass an einer Unterseite (2’) des Deckels (2) ein oder mehre- re Hänger (7) angeordnet sind, mit denen das Prozesskammergehäuse (10) am Deckel (2) befestigt ist und/oder dass das Prozesskammergehäuse (10) an in der Erstreckungsrichtung des Prozesskammergehäuses (10) vonei- nander beabstandeten Stellen mit dem Deckel (2) verbunden ist.
7. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Gaseinlassorgan (18) an einer ersten sich im We- sentlichen in Vertikalrichtung erstreckenden Gehäusewand (4) angeordnet ist und dass das Gasauslassorgan (19) nahe einer der ersten Gehäuse- wand (4) gegenüberliegenden zweiten Gehäusewand (4’) angeordnet ist.
8. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwischen dem Gaseinlassorgan (18) und einer Öff- nung (32) des Prozesskammergehäuses (10) und/oder dass zwischen dem Gasauslassorgan (19) und einer Öffnung (33) des Prozesskammergehäu- ses (10) ein verschieblicher, rohrförmiger Stutzen (20, 21) vorgesehen ist, der von einer Kontaktstellung, in der ein Rand einer Öffnung (20’, 21’) des 31008PCT – 13.10.2023
Stutzens (20, 21) an einem Rand der Öffnung (32, 33) des Prozesskammer- gehäuses (10) dichtend anliegt, in eine Entferntstellung bringbar ist, in der der Rand (20’, 21’) des Stutzens (20, 21) von dem Rand der Öffnung (32, 33) beabstandet ist.
9. CVD-Reaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Gasauslassorgan (19) zugeordnete Stutzen (21) ein Innenrohr (23) ausbil- det, das in einem am Reaktorgehäuse (1) befestigten Außenrohr (33) ver- schieblich geführt ist, wobei eine Wandung (23’) in der Entferntstellung eine Öffnung (19’) des Gasauslassorganes (19) verschließt und/oder dass der dem Gasauslassorgan (19) zugeordnete Stutzen (20) ein Innenrohr (25) ausbildet, das in einem am Reaktorgehäuse (1) befestigten Außenrohr (24) verschieblich geführt ist. 10. CVD-Reaktor mit einem in einem Reaktorgehäuse (1) angeordneten Pro- zesskammergehäuse (10), das mit einer ersten Öffnung (32) mit einem Gas- einlassorgan (8) und mit einer zweiten Öffnung (33) mit einem Gasauslass- organ (19) strömungsverbunden sind, wobei das Prozesskammergehäu- se (10) aus dem Reaktorgehäuse (1) entnehmbar ist, dadurch gekennzeich- net, dass zwischen dem Gaseinlassorgan (18) und der ersten Öffnung (32) und/oder zwischen dem Gasauslassorgan (19) und der zweiten Öff- nung (33) ein verschieblicher, rohrförmiger Stutzen (20, 21) vorgesehen ist, der von einer Kontaktstellung, in der ein Rand der Öffnung (20’, 21’) des Stutzens (20, 21) an einen Rand der Öffnung (32, 33) des Prozesskammerge- häuses (10) dichtend anliegt, in eine Entferntstellung bringbar ist, in der der Rand (20’, 21’) des Stutzens (20, 21) von dem Rand der Öffnung (32, 33) be- abstandet ist. 31008PCT – 13.
10.2023
11. CVD-Reaktor nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch von einer Außen- seite des Reaktorgehäuses (1) betätigbare Betätigungsmittel, mit denen der Stutzen (20, 21) zwischen der Kontaktstellung und der Entferntstellung verlagerbar ist.
12. CVD-Reaktor nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Stutzen (20, 21) teleskopartig gegenüber einem ortsfest dem Reaktorgehäuse (1) zugeordneten rohrförmigen Körper (24, 33) ge- führt ist.
13. CVD-Reaktor nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeich- net, dass sich die beiden Öffnungen (32, 33) geradlinig in einer Horizon- talebene gegenüberliegen.
14. CVD-Reaktor nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeich- net, dass das Prozesskammergehäuse (10) zusammen mit einer Heizein- richtung (15) in einer Vertikalrichtung nach oben aus dem Reaktorgehäu- se (1) entnehmbar im Reaktorgehäuse (1) angeordnet ist.
15. CVD-Reaktor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Prozesskammergehäuse (10) in Horizontalrichtung verschieblich am Deckel (2) befestigt ist und/oder verschieblich in einer am Deckel (2) befestigten Heizeinrichtung (15) steckt.
16. CVD-Reaktor, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeich- nenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche. 31008PCT – 13.10.2023
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