(57)【要約】  本発明は、エピタキシャル反応装置用サセプタ（３）に関する。サセプタ（３）は、典型的には、その上でエピタキシャル成長が実行される基板を収容する少なくとも１つの凹部（３１１）が設けられている本体（３１）を備えている。サセプタ（３）は、エピタキシャル反応装置の反応室（１２）内に挿入され、該反応室（１２）から取り出されるように、工具（９）により把持され得る突出部分（３２）を備えている。
2008536014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その上でエピタキシャル成長が実行されることになっている基板を収容する典型的には少なくとも１つの凹部（３１１）が設けられている本体（３１）を備えるエピタキシャル反応装置用サセプタ（３）であって、
エピタキシャル反応装置の反応室（１２）内に挿入され、該反応室（１２）から取り出されるように、工具（９）により把持され得る突出部分（３２）を備えることを特徴とするエピタキシャル反応装置用サセプタ（３）。
【請求項２】
前記突出部分（３２）は、ピンであることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
【請求項３】
前記ピンは、脚部（３２１）と頭部（３２２）を備え、脚部（３２１）の第１の端部は、本体（３１）に連結され、脚部（３２１）の第２の端部は、頭部（３２２）に連結されることを特徴とする請求項２に記載のサセプタ。
【請求項４】
脚部（３２１）は、実質的に円筒形の形状を有し、頭部（３２２）は、実質的に円筒形の形状を有し、頭部の直径は、好ましくは、脚部の直径の２または３倍であり、脚部の高さは、好ましくは、頭部の高さの２または３倍であることを特徴とする請求項３に記載のサセプタ。
【請求項５】
本体（３１）は、実質的に円盤の形状を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のサセプタ。
【請求項６】
突出部分（３２）は、実質的に円盤（３１）の中心に位置していることを特徴とする請求項５に記載のサセプタ。
【請求項７】
各凹部（３１１）は、円盤（３１）の一方の面に位置しており、突出部分（３２）は、円盤（３１）の前記面に位置していることを特徴とする請求項５または６に記載のサセプタ。
【請求項８】
突出部分（３２）は、本体（３１）と一体に形成されていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のサセプタ。
【請求項９】
突出部分（３２）は、本体（３１）に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のサセプタ。
【請求項１０】
本体（３１）は、導電性の材料、好ましくは黒鉛から作られていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のサセプタ。
【請求項１１】
本体（３１）は、不活性で、耐熱性の材料、好ましくはＳｉＣまたはＴａＣの層で被覆されていることを特徴とする請求項１０に記載のサセプタ。
【請求項１２】
突出部分（３２）は、導電性の材料、好ましくは黒鉛から作られていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のサセプタ。
【請求項１３】
突出部分（３２）は、不活性で、耐熱性の材料、好ましくはＳｉＣまたはＴａＣの層で被覆されていることを特徴とする請求項１２に記載のサセプタ。
【請求項１４】
本体（３１）及び突出部分（３２）を被覆する層は、突出部分（３２）を本体（３１）に取り付けて後形成されることを特徴とする請求項１１及び１３に記載のサセプタ。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれか１つに記載のサセプタ（３）の突出部分（３２）を把持するように特に設計されていることを特徴とする工具（９）。
【請求項１６】
ロボットのアームにそれを取り付けるまたは係合させるための手段を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の工具。
【請求項１７】
その端部の一方にスロット（９２）を有する棒状体（９１）を備えることを特徴とする請求項１５または１６に記載の工具。
【請求項１８】
前記端部において、棒状体（９１）は、実質的に矩形状の断面を有し、
棒状体（９１）の幅は、好ましくは、該棒状体（９１）の厚さの３〜９倍であり、スロット（９２）の幅は、好ましくは、棒状体（９１）の厚さの１〜３倍であることを特徴とする請求項１７に記載の工具。
【請求項１９】
棒状体（９１）は、前記スロット（９２）に沿って、少なくとも１つの凹部（９３）を有することを特徴とする請求項１７または１８に記載の工具。
【請求項２０】
棒状体（９１）は、金属、好ましくは、ステンレス鋼、または、非金属材料、好ましくは石英から作られていることを特徴とする請求項１７ないし１９のいずれか１つに記載の工具。
【請求項２１】
請求項１ないし１４の何れか１つに記載のサセプタ（３）を備え、及び／または、請求項１５ないし２０の何れか１つに記載の工具（９）を備えていることを特徴とするエピタキシャル反応装置。
【請求項２２】
電磁誘導を用いてサセプタ（３）を加熱することができる手段（５）を備えていることを特徴とする請求項２１に記載のエピタキシャル反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャル反応装置（epitaxial reactors）用サセプタ及びそれを取り扱うための工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、エピタキシャル反応装置は、電気部品、特に集積回路を製造するマイクロ電子機器産業により使用される、“スライス（slices）”とよく呼ばれる基板を処理するように設計されている装置である。
【０００３】
このような処理を実行するために、スライスを高温、通常１，０００℃以上、に加熱することが必要とされる。処理が、炭化珪素、すなわち、その化学記号で言えば“ＳｉＣ”の層のエピタキシャル蒸着（the epitaxial deposition）を含むとき、その温度は、非常に高く、通常１，５００℃以上である。
【０００４】
スライスは、エピタキシャル反応装置の反応室内の、通常“サセプタ”と呼ばれるトレイの上に置かれる。該サセプタは、通常、スライスを収容する凹部を有する。たった１つの凹部が設けられているサセプタや複数の凹部が設けられているサセプタがある。また、実質的に扁平な形状を有するサセプタや角錐台形状のサセプタがある。
【０００５】
エピタキシャル反応装置には、コールド・ウォール（cold walls）型とホット・ウォール（hot walls）型の２つのカテゴリがある。処理温度が非常に高いとき、ホット・ウォール型反応装置を使用することが非常に好ましい。
【０００６】
エピタキシャル反応装置において、加熱は、照射を通してのランプ、伝導を通しての抵抗または電磁誘導を通しての誘電因子（inducers）を用いて供給される。サセプタは、支持機能及び多くの場合基板加熱機能をも有する。
【０００７】
通常、サセプタは、反応装置の反応室内に留まり、スライスは、処理前に室内に挿入され、処理後に室から取り出される。
【０００８】
いくつかの特定の反応装置、特に、非常に高温で動作する反応装置、特に、炭化珪素の層のエピタキシャル成長（the epitaxial growth）のための反応装置においては、サセプタは、スライスと一緒に、処理前に室内に挿入され、処理後に室から取り出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特に、これらの特定の反応装置の場合、サセプタを室内に挿入し、サセプタを室から取り出すために、簡単で確実な方法を有することが重要である。
【００１０】
本発明の一般的な目的は、この要求を満足することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、添付のクレームに記載される特性を有するサセプタ及び工具により達成される。
【００１２】
本発明の基礎を形成する概念は、工具により容易に且つ確実に把持されることが可能な突出部分を有するサセプタを提供することにある。
【００１３】
さらに別の形態によれば、本発明は、また、サセプタが容易に且つ確実なやり方で装置内に挿入され、装置から取り出され得るエピタキシャル反応装置に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、添付の図面とともに検討される以下の説明からより明確になるであろう。
【００１５】
この説明及び図面の両方とも例示されるにすぎないものであり、したがって限定されるものではないものとみなされるべきである。さらに、これらの図面は、概略図であり、簡略化されていることが注意されなければならない。
【００１６】
図１は、参照番号１で全体的に示される反応室、及び該反応室１を取り囲む、参照番号２で全体的に示される外装（a jacket）からなるアセンブリを示す。
【００１７】
図１は、上部右側に、中心で断面されたアセンブリの前面図を、上部左側に、中心で断面されたアセンブリの側面図を、下部左側に、中心で断面されたアセンブリの上面図を示す。
【００１８】
例えば、図１の室１において、本発明に係るサセプタは、有利に使用され得る。さらに、本発明に係る工具は、サセプタを、この室または類似の室内に挿入し、この室または類似の室から取り出すのに特に有効である。
【００１９】
室１は、炭化珪素のエピタキシャル成長のためのＣＶＤ（化学的気相蒸着）反応装置に使用するのに特に適している。
【００２０】
室１は、その上に半導体材料の層が蒸着する基板を収容することができる空洞１２を有している。このために、空洞１２は、ＣＶＤ反応装置の内部に実質的に水平な位置に配置されることができる実質的に平坦な底壁を有している。空洞１２は、その他の壁、特に、上壁及び２つの側壁により取り囲まれている。反応ガスは、空洞１２を長手方向に通過することができる。室１は、空洞１２の壁を、したがってその内部を流れる反応ガスをも加熱するようなやり方で加熱され得る。室１は、電磁誘導を用いて加熱され得る。このために、室１は、典型的には、黒鉛から作られ、炭化珪素または炭化タンタルの保護層で被覆されている。図１に示される室１は、軸１０に沿って３００ｍｍの長さを有して均一に延びており、その断面は、２７０ｍｍの直径を有するリング状の外部形状を有している。あるいは、この断面は、多角形または楕円の形状を有していてもよい。図１に示される空洞１２の断面は、幅２１０ｍｍ、高さ２５ｍｍを有する実質的に四角形の内部形状を有している。
【００２１】
図１の室に類似の室は、異なる寸法を有していてもよい。例えば、幅は、２０ｍｍと４０ｍｍとの間にあり、高さは、１５０ｍｍと３００ｍｍとの間あってもよい。これらの反応室の際立った特徴は、高さより非常に大きい（典型的には、７〜１０倍の）幅と、どんな場合でも、限られた高さを有することにある。したがって、サセプタの挿入及び取り出しは、問題のある操作となる。
【００２２】
図１に示されるタイプの反応室において、基板は、通常、成長プロセスの開始前にそれを積み込み、成長プロセスの終わりにそれを積みおろすことを容易にするように、サセプタの上に載っている。図１に係る例においては、サセプタは、参照番号３で示され、６つの対応する凹部、すなわち、“窪み”内に６個の円形基板を支持することができる。現在のところ、基板の数は、最小１から最大１２まで変化し得る。また、それらの直径は、最小２インチから最大６インチまで変化し得るが、このことは、本発明の目的には関係がない。基板の数の増加に伴って、それらの直径は減少することは明白である。サセプタ３が図１の３つの図の１つにしか示されていないことは何の意味もない。
【００２３】
図１に示される反応室と同じタイプの反応室においては、基板上の蒸着の均一性に有利に働くように、基板支持体が回転可能であることを想定することが有利である。図１に係る例において、その回転を実現するための手段は示されていないけれども、サセプタ３は回転可能である。トレイの回転を達成するためのいろいろな解決策、例えば、参照のために本明細書に引用される文献ＷＯ２００４/０５３１８９が当業者に知られている。
【００２４】
図１に示されるような室において、空洞の内面が急激な隆起や窪みを有しないように、基板支持体が空洞の底壁の凹部内に収容されることを想定することが有利である。
【００２５】
図１の例において、（回転可能な）サセプタ３は、直径１９０ｍｍ、厚さ５ｍｍの実質的に薄い円盤の形を成しており、円形状を有する空洞１２の底壁の凹部１１内に収容されている。
【００２６】
図１に示されるような室の基板支持体は、通常、基板を加熱することもできる。事実、基板支持体は、主に、（室により、特に、空洞１２の壁により発生させられる）照射の結果として、また、補助的に、電磁誘導の結果として加熱する。したがって、サセプタ３は、例えば、黒鉛（熱及び電流の良好な伝導体である材料）で作られ、炭化珪素または炭化タンタルの保護層で被覆されることが好ましい。
【００２７】
図１の室は、そこを反応ガスが通過せず、その内部に基板も置かれない２つの大きな貫通孔１３及び１４を有する。したがって、これらの孔は、本発明の目的に対して重要ではない。
【００２８】
孔１３及び１４の機能及び構造を含む、図１に示されるような室に関する多くの機能的且つ構造的詳細は、参照のために本明細書に引用される文献ＷＯ２００４／０５３１８７及びＷＯ２００４／０５３１８８から取得され得る。
【００２９】
エピタキシャル反応装置の反応室は、反応環境を正確に制御するために反応室を取り巻く環境から物理的に隔離されていなければならない。エピタキシャル反応装置の反応室は、また、反応室を取り巻く環境から熱的に絶縁されていなければならない。事実、エピタキシャル成長プロセスの間、室及びその環境は、（蒸着される物質により）１０００℃と２０００℃との間の温度にさらされ、したがって、熱の損失を規制することは重要である。このために、室は、熱絶縁構造体により取り囲まれている。
【００３０】
図１に示される例において、室１は、熱絶縁外装２により取り囲まれている。該外装２は、例えば、多孔性黒鉛、すなわち、耐熱性の熱絶縁材料から作られている。外装２は、円筒状本体２１、及び、本体とカバーとの連結区域の熱絶縁を向上させる周辺リングを用いて本体２１に取り付けられている、左側と右側にそれぞれ２つの側部カバー２２Ａ及び２２Ｂを備えている。２つのカバー２２Ａ及び２２Ｂは、それぞれ反応ガスの入口及び排気ガスの出口として、実質的に空洞１２と同じ断面を有する２つの開口２２１Ａ及び２２１Ｂをそれぞれ有している。これらの開口は、空洞１２と実質的に一直線上に整列されていることは明白である。
【００３１】
これらの開口は、また、基板を積み込んだりおろしたりするのに、もっと厳密に言えば、適切な工具を使って、特に、本発明に係る工具を使って、基板と一緒にサセプタ３を挿入し、取り出すために、使用される。積み込むために及びおろすために２つの開口のうちの一方のみ、特に、排気ガスの出口用開口２２１Ｂを使用することが好ましい。
【００３２】
図２は、図１に係るアセンブリを備えているＣＶＤ反応装置の一部を示している。
【００３３】
図１に係るアセンブリは、例えば、反応室の長さの２倍または３倍または４倍の長い石英管（a long quartz tube）４の中心区域内に挿入されている。管４の機能は、とりわけ、側部カバー２２から、特に、開口２２１から放出される放射エネルギを分散させることにある。
【００３４】
入口継手６及び出口ガイド７が想定される。これらの部品は、典型的には、石英で作られている。入口継手６は、円形断面を有する反応ガス供給ダクト（図２においては図示されていない）を、矩形状の非常に扁平な断面を有するカバー２２Ａの開口２２１Ａに連続的に連結する機能を有する。出口ガイド７は、排気ガス放出ダクト（図２においては図示されていない）に向けて放出ガスを案内する機能を有する。
【００３５】
電磁誘導を用いて室１を加熱し得る電磁場を発生させるソレノイド２が、図１のアセンブリの近くの中心区域にある管４を取り囲んで巻かれている。
【００３６】
典型的には、金属で作られ、エピタキシャル反応装置の本体に管を固定するのに使用される、左側８Ａ及び右側８Ｂの２つの横方向のフランジが、管４の両端部に設けられている。
【００３７】
既に述べたように、図２に係るアセンブリは、該アセンブリが反応室の空洞１２内部の非常に高い温度を発生させ、それを維持するのに特に適しているので、炭化珪素のエピタキシャル成長を実行するのに特に適している。
【００３８】
図３は、図１の反応室内部に挿入されるようなサセプタ３を示している。このサセプタは、本発明の実施態様の例である。上方は側面図（図３Ａ）であり、下方左側は、その中心部分の拡大断面図（図３Ｂ）である。
【００３９】
図３に係るサセプタ３は、円盤状の本体３１及び該本体３１の第１の面から突出する部分３２を備えている。本体３１には、第１の面上に、その上にエピタキシャル蒸着が実行され得る６個の基板を収容する６つの凹部３１１が設けられている。部分３２は、脚部３２１及び頭部３２２を備えるピンから成る。本体３１の第２の面上には、サセプタ３の回転を案内する機能を有するピンを収容する円筒状シートがある。
【００４０】
図４は、図１に係る反応室１の空洞１２内に図３に係るサセプタ３を挿入し、該空洞１２からサセプタ３を取り出すのに、有利な方法で使用される工具９を示している。上方は上面図（図４Ａ）であり、下方は、２つの端部のうちの一方の拡大断面図（図４Ｂ）である。
【００４１】
工具９は、サセプタ３の部分３２を把持するように特別に設計されている。工具９は、その２つの端部のうちの一方（図４において、右端）においてスロット９２を有する棒状体９１から成る。棒状体９１は、ピン３２の脚部３２１がそのスロット９２の内側に嵌合するように作られる。さらに、棒状体９１は、スロット９２の全長に沿って凹部９３を有する。該凹部９３は、ピン３２の頭部３２２を受け取るように設計される。
【００４２】
図４に係る工具９は、石英から作られる。該工具９は、８ｍｍの厚さ、４５ｍｍの幅を有する。スロットは、１４ｍｍの幅を有し、凹部は、３３ｍｍの幅、４−５ｍｍの深さを有する。図３に係るピン３２は、サセプタの本体と一体に形成され、黒鉛から作られ、炭化タンタルの層で被覆されている。ピン３２は、１０ｍｍの直径、１０ｍｍの高さを有する脚部、及び２５ｍｍの直径、５ｍｍの高さを有する頭部を有している。
【００４３】
一般的に、本発明に係る基板の支持体は、エピタキシャル反応装置の反応室内に挿入し、該室から取り出すように、工具により把持されるように設計されている突出部分を備えている。このことが基板支持体の構造を複雑にするとしても、１以上の突出部分を想定し得ることは明白である。
【００４４】
特に、本発明に係る基板支持体は、サセプタであり、エピタキシャル反応装置に使用され得ることが有利である。典型的には、サセプタは、エピタキシャル成長がその上に実行されることになっている基板を収容する少なくとも１つの凹部を有する本体を備えている。
【００４５】
その最も簡単な実施態様によれば、突出部分は、ピンである。
【００４６】
サセプタを容易に把持するために、その突出部分を適切に形作ることが可能である。１つの有利な実現性によれば、突出部分は、脚部及び頭部を備えているピンである。脚部の第１の端部は、本体に連結され、脚部の第２の端部は、頭部に連結される。
【００４７】
この場合、簡単にするために、脚部及び頭部の両方が実質的に円筒体の形状を有し、実質的に同軸であり得る。頭部の直径は、脚部の直径の２倍または３倍であることが好ましい。脚部の高さは、頭部の高さの２倍または３倍であることが好ましい。図３に係る例においては、まさに、これらの２つの基準に従う２つの円筒体が使用された。あるいは、２つの角柱または１つの角柱と１つの円筒体を使用することもできたであろう。頭部は、また、円筒状または角柱状の本体に加えて、平坦の代わりに丸みを付けられたまたは窪んだ、例えば、円錐形状をしたまたは角錐形状をした一端または各端部を有し得る。
【００４８】
本発明は、典型的には、実質的に円盤形状をした本体を有するサセプタに適用される。
【００４９】
そのような場合に、実質的に円盤の中心に突出部分を配置することが有利である。それで、突出部分が工具により把持されると、サセプタは、平衡状態にある。
【００５０】
本発明に係るサセプタの好ましい実施態様によれば、サセプタの基板のための凹部は全てサセプタの円盤の一方の面上に配置され、突出部分は、該円盤の同じ面上の中心に配置される。それで、突出部分が工具により把持されると、サセプタは平衡状態になるばかりでなく、サセプタは自動的に平衡状態のままである。
【００５１】
本発明に係る突出部分を有するサセプタを設計するのに２つの方法がある。
【００５２】
第１の構造的実現性によれば、突出部分は、サセプタの本体と一体に形成される。
【００５３】
第２の構造的実現性によれば、突出部分は、例えば、ネジまたは接着剤を用いてサセプタ本体に取り付けられる。
【００５４】
本発明に係るサセプタに対して使用される材料に関しては、種々の要因に依存する。
【００５５】
本発明の最も典型的な適用は、誘導加熱を有するエピタキシャル反応装置である。
【００５６】
この場合、サセプタの本体は、導電性の材料、好ましくは黒鉛、から作られることが好ましい。さらに、突出部分も導電性の材料、好ましくはサセプタの本体と同じ材料、好ましくは黒鉛から作られることが好ましい。
【００５７】
多くの場合、特に、シリコンまたは炭化シリコンのエピタキシャル蒸着のためには、本体及び突出部分の両方を不活性で耐熱性の材料、好ましくは、炭化シリコン（化学記号ＳｉＣ）または炭化タンタル（化学記号ＴａＣ）の層で被覆することが有利である。
【００５８】
突出部分がサセプタの本体に取り付けられる場合、本体及び突出部分を被覆する層が突出部分の本体への適用後に形成されることが有利である。それで、サセプタは、２つの部品から成るが、一体に形成されたサセプタと同じ特性を有し得る。
【００５９】
上記記載から理解されるように、本発明に係るサセプタは、黒鉛で作られるであろうことが頻繁である。この場合、（サセプタは、黒鉛の大きな塊を形作ることにより取得されなければならないので）サセプタを一体として製造することは非常に高価であるが、サセプタがより緊密で堅く、したがって、エピタキシャル反応装置の反応室内で非常に積極的な物理的、化学的作因に対してより耐性があるという２つの理由による利点を提供する。
【００６０】
サセプタが材料層で被覆される場合、サセプタが鋭い角部を有しないこと、及び被覆層の均一な厚さが得られ、熱応力や機械的応力を制限するように、連結半径（the joining radii）が慎重に設計されることが好ましいということは指摘に値する。さらに、被覆層の基礎をなす材料に対する良好な付着力を実現することが重要である。炭化タンタルで被覆された黒鉛の場合、付着力の問題は、特に適切である。図３に示される実施態様の例において、角部は全て丸みをつけられている。
【００６１】
一般的に、本発明に係る工具は、具体的には、本発明に係るサセプタの突出部分を把持するように設計されている。
【００６２】
この工具は、手動で使用され得る。
【００６３】
あるいは、この工具は、ロボットのアームにその取り付け手段すなわち係合部を備えていてもよい。したがって、この工具は、サセプタを取り扱うために自動または半自動装置で使用され得る。図４にかかる工具は、ロボットのアームに係合するように設計されており、上述した手段は、棒状体９１の左端部にのみ対応する。
【００６４】
実施態様の非常に単純であるが非常に効果的な例によれば、本発明に係る工具は、その端部のうちの一方においてスロットを有する棒状体を備えている。該スロットは、例えば、図３及び図４の場合と同様に、ピンの頭部の真下のピンの脚部と係合して、サセプタの対応する部分と協働する機能を有することは明白である。
【００６５】
図４に係る例において、工具は、棒状体単体のみからなる。あるいは、図４に示されるタイプの棒状体が本発明に係る工具の末端部分を形成し得る。
【００６６】
図４に係る棒状体は、かなり長く、かなり薄い。したがって、該棒状体は、水平な直進運動で、図２に係る反応装置の室１の空洞１２内に容易に挿入され、該空洞１２から容易に取り出され得る。
【００６７】
スロットが位置している端部において、棒状体は、実質的に矩形断面を有していることが好ましい。この場合、棒状体の適切な寸法は、棒状体の厚さの３〜９倍の棒状体の幅であることを想定し得る。また、スロットの適切な寸法は、棒状体の厚さの１〜３倍のスロットの幅を想定する。棒状体の厚さは、典型的には、棒状体の材料及び取り扱われなければならないサセプタの重量により、５ｍｍと１５ｍｍとの間の範囲にあるだろう。
【００６８】
より小さな大きさの係合面積を得るために、スロットに沿う少なくとも１つの凹部を有する棒状体を提供することを想定することが可能である。この凹部は、有利には、サセプタのピンの頭部を部分的にまたは全体的に収容するために使用され得る。この凹部は、また、より確実な係合を保証する機能を有し得る。凹部は、図４の実施例と同様に、スロットの全長に渡って延びていてもよいし、または、スロットの端部あるいは中間に配置されていてもよい。
【００６９】
棒状体は、有利には、１以上の、サセプタ・ピンの頭部のための凹部を有し得る。
【００７０】
２つの凹部、例えば、好ましくはスロットに近い２つの位置に、わずかに異なる直径を有する２つの円筒状の凹部があってもよい。凹部が円錐台の形状を有する場合、サセプタは、頭部が円錐の側壁に沿って摺動するので、（わずかに芯がずれている場合）凹部に対して、したがって、棒状体に対して、自動的に中心に位置決めされる。２つの異なる凹部は、例えば、成長プロセスの間、材料の層がピンの頭部に蒸着され、その直径を増大させるので、有用である。それで、小さな凹部は、頭部が小さいとき使用され、大きな凹部は、頭部が大きいとき使用される。
【００７１】
さらに、スロットの全長にわたって延びる第１の凹部、及びスロットの端部位置または中間位置に、例えば、円筒状または円錐台形状である第２の凹部を想定することが可能である。第１の凹部には、例えば、円錐形状を有する受け取り表面が設けられることが有利である。それで、サセプタ・ピンの頭部は、第２の凹部内に摺動し、係合することができる。
【００７２】
図４に係る工具は、実施態様の有利な例である。棒状体は、長く、真っ直ぐであり、扁平な、矩形の一様な断面を有する。すなわち、棒状体は、２つの長い面と２つの短い面を有する。スロットは、真っ直ぐであり、棒状体の長さ方向に平行である。スロットは、棒状体の断面の長い面に交差する。凹部は、棒状体の断面の２つの長い面の一方の面のみの上に、（右側及び左側の両側の始点から終点まで）スロットの全長にわたり、また、その末端部を回って延びている。
【００７３】
棒状体のスロットは、その前端に、すなわち、入り口に、受け取り表面を有することを想定することが有用である。それで、例えば、サセプタ・ピンの脚部をスロット内に挿入することが容易になり、さらに、スロットと脚部との間のわずかな芯のずれを補償することが可能となるだろう。
【００７４】
スロットの入口の受け取り表面の代わりとしてまたは該表面に加えて、スロットと脚部との間のわずかな芯のずれを補償し、工具とサセプタの脚部との間の接触を避ける（または、少なくとも制限する）ように、スロットの幅が脚部の直径よりかなり大きいことを想定することが可能である。
【００７５】
図４の例に係る工具は、大半が丸い角部を有している。このことは、工具によりサセプタの表面を引っかくことを避ける（または、少なくとも制限する）ように、サセプタと、特にピンの脚部や頭部と、接触状態になり得るそれらの部分において特に有用である。
【００７６】
工具は、制限された回転、好ましくは１０°以下の回転の可能性を有する関節を想定し得る。棒状体の場合、関節は、その中間位置、例えば、サセプタが把持される端部の近くに配置され得る。それで、サセプタを把持する、特に、ピンの脚部をスロットに挿入し、工具とサセプタとの間のわずかな芯のずれを補償することが容易になるだろう。関節は、スロットの入口の受け取り表面と組み合わされ得ることが有利である。
【００７７】
上述したように、本発明に係る工具は、サセプタを反応室内に挿入し、該室から取り出すために、典型的にはエピタキシャル反応装置のために設計されているサセプタを把持する機能を有する。
【００７８】
一般的に、工具は、２００℃〜４００℃まで上下する温度で成長する基板とともにサセプタを取り出す。スライスは、反応室の外に放置され冷却される。一般的に、サセプタは、成長する基板とともに、室温で、典型的には、１５℃〜３０℃の温度で挿入される。
【００７９】
工具の棒状体は、金属または非金属、または、いずれにしても、著しく耐性があり、上述した温度で充分な硬さを保っている材料から作られ得る。
【００８０】
非金属材料に関しては、非常に耐熱性があるばかりでなく非常に不活性である石英が好ましい材料である。石英は、かなりの低価格を有する。
【００８１】
金属に関しては、ステンレス鋼が好ましい材料である。いろいろなステンレス鋼のうち、最適な選択は、鉄をベースとし、１６−１８％のクロム含有量、１０−１４％のニッケル含有量、２−４％のモリブデン含有量及び０．０８％以下の炭素含有量を特徴とする鋼にある。
【００８２】
より耐熱性のあるステンレス鋼の工具を作るために、被覆層を想定することが有用である。このために、酸化物、例えば、酸化バナジウムまたは酸化チタンまたは酸化ジルコニウムまたは酸化タングステンを使用することが可能である。あるいは、窒化物または炭化物、例えば、同じ金属の窒化物または炭化物を使用することが可能である。この被覆層は、ＰＶＤ（物理的気相蒸着）を用いて獲得し得ることが有利である。
【００８３】
サセプタが非常に高い温度で取り扱われない場合、ステンレス鋼の工具をＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）またはＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）または類似の材料で被覆することを想定することも可能である。
【００８４】
本発明に係るサセプタ及び工具は、上で述べ、以下にクレームされるように、エピタキシャル反応装置、特に、電磁誘導を用いてサセプタを加熱するエピタキシャル反応装置で使用するのに適している。
【００８５】
特定の形態によれば、本発明は、また、エピタキシャル反応装置に関する。この発明は、装置がそのようなサセプタ及びそのような工具を備えていることを特徴としている。装置は、さらに、本発明に係る工具が取り付けられまたは係合するアームを装備するロボットを備えていてもよい。
【００８６】
この反応装置は、サセプタを取り扱う自動または半自動の装置を装備していることが有利である。この場合、装置は、工具を用いてサセプタの突出部分を把持するように、ロボットを制御することができる電子制御装置を備えているだろう。
【００８７】
本発明に係るサセプタ及び工具は、上で述べ、以下にクレームされるように、例えば、図２に示されるような電磁誘導を用いて加熱される、長く、幅広く、高さの低い反応室を有するエピタキシャル反応装置に使用されるのに特に適しており、有利である。
【００８８】
本発明に係る反応装置の好ましい実施態様によれば、装置は、２０ｍｍと４０ｍｍとの間の範囲の高さを有する実質的に矩形状の入口を有する反応室を備えている。電子制御装置は、サセプタの突出部分を把持し、サセプタの突出部分を解放し、サセプタを反応室内に挿入し、サセプタを反応室から取り出すように、ロボットの運動を制御することができる。反応室の入口は、１５０ｍｍと３００ｍｍとの間の範囲の幅を有し、サセプタの円盤は、入口の幅以下の２０−４０ｍｍの直径を有することが好ましい。
【００８９】
図１及び図２を参照すると、基板を積み込む間、以下の動作が実行される。サセプタ３を空洞１２内に挿入するための、長い水平な直進運動、サセプタ３を凹部１１内に置き、それを解放するための、短い垂直な下向きの直進運動、及び工具９を取り出すための、長い垂直な直進運動。また、基板を積みおろす間、以下の動作が実行される。工具９を空洞１２内に挿入するための、長い水平な直進運動、サセプタ３を把持し、該サセプタ３を凹部１１から持ち上げるための、短い垂直な上向の直進運動、及びサセプタ３を取り出すための、長い垂直な直進運動。
【００９０】
積み込み及び積みおろしの間、サセプタ、空洞の凹部及び工具の間の完全な位置合わせを得ることは容易ではない。サセプタと工具との間のわずかなずれを補償するために、棒状体、特に、そのスロット及び／またはその凹部、の適切な寸法及び／または適切な形成を想定することは可能である。サセプタと空洞の凹部との間のわずかなずれを補償するために、空洞の凹部が朝顔状に開いた縁部を有すること及び／または回転を案内するピンが朝顔状に開いたその上端部を有し、及び／または回転案内ピンのシートが朝顔状に開いたその入口開口を有することを想定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明が特に適用可能である（絶縁外装に取り囲まれている）反応室を示す。
【図２】図１に係るアセンブリを備えているＣＶＤ反応装置の一部を示す。
【図３Ａ】本発明に係るサセプタの実施例を示す。
【図３Ｂ】本発明に係るサセプタの実施例を示す。
【図４Ａ】本発明に係る工具の実施例を示す。
【図４Ｂ】本発明に係る工具の実施例を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【国際調査報告】
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