(57)【要約】本発明は、ＣＶＤリアクタで使用するカバープレート４，５に関し、カバープレートが円弧ライン上に延在する周縁を有し、又は、複数の同一形状のカバープレート４を、円弧ライン上に延在するそれらの周縁が互いに補完して完全な円を形成するように円形に配置可能である。基板１０又は基板１０を支持する基板ホルダーの格納空間がカバープレートの表面内に配置される。本発明によれば、カバープレートが開口１５を有しその開口は互いに反対向きの２つの側に開いており、その開口を通してサセプタ２の上面を視ることができ、それによって開口１５を通して光学的温度計測を行うことができる。
2021527963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバ（７）に対向するサセプタ（２）の上面（３）により支持される少なくとも１つの基板（１０）上に特にIII主族及びＶ主族の元素を含む層の堆積のための装置の形態のデバイスであって、
前記基板（１０）の縁が、同じく前記サセプタ（２）により支持される少なくとも１つのカバープレート（４，５）と隣り合っており、
プロセスチャンバ天井（６）の開口（２１）を通して前記サセプタ（２）の温度を光学的に計測するための光学的手段（１３，１４，１５，２１）が設けられている、前記デバイスにおいて、
少なくとも１つの前記カバープレート（４，５）が開口（１５）を有し、前記開口（１５）を通して前記サセプタ（２）の上面（３）の一部を視ることができ、かつ前記開口（１５）を通して温度計測が行われることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の装置のためのサセプタ機構の形態のデバイスであって、
サセプタ（２）とその上面（３）に配置されたカバープレート（４，５）とを有し、前記サセプタ機構の中心周りの２つの円（ａ，ｂ）を境界線とする環状表面上に基板（１０）を配置するために、前記カバープレート（４，５）同士の間に自由空間を具備し、
前記カバープレート（４）が、互いに反対向きのその２つの広い面に向かって開いた開口（１５）を有し、前記開口（１５）を通して前記サセプタ（２）の上面（３）を見ることができる、前記デバイスにおいて、
前記開口が、前記環状表面内に配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の装置又は請求項２に記載のサセプタ機構において使用するためのカバープレートの形態のデバイスであって、
前記カバープレート（４，５）が、円弧ラインに沿って延在する周縁を有し、又は、
複数の同一形状に構成されたカバープレート（４，５）を、円弧に沿って延在するそれらの外側の縁が互いに補完して完全な円を形成するように円形に配置可能であってその円内に２つの円（ａ，ｂ）を境界線とする環状表面が配置され、前記環状表面内に基板（１０）又は基板（１０）を支持する基板ホルダーのための格納空間が配置されており、
前記カバープレート（４）が開口（１５）を有し、前記開口（１５）はカバープレート（４）の互いに反対向きの２つの広い面に向かって開いている、前記デバイスにおいて、
前記開口（１５）が、前記環状表面内に配置されていることを特徴とするデバイス。
【請求項４】
前記開口（１５）が、前記カバープレート（４）の縁（２５）に向いて開口していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデバイス。
【請求項５】
前記開口（１５）が、前記カバープレート（４）の縁（２５）により少なくとも部分的に囲まれた円形表面に対し半径方向外側で接する円弧ライン（ａ）又は前記円形表面に対し半径方向内側で接する円弧ライン（ｂ）よりも、前記円形表面の中心を通って延在する円弧ライン（１０）の近くに位置することを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
前記カバープレート（４）が、円形の周縁を有するか、又は、円形の周縁を有する本体の１つのセグメントであり、
前記カバープレートが、円弧ラインに沿って延在する内側の縁（２５）を有し、かつ、前記開口（１５）が、２つの内側の縁（２５）同士の間に配置されるか、又は、内側の縁（２５）に隣り合って配置されていることを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７】
前記開口（５）の面積が、最大で１００ｍｍ２、好ましくは最大で８０ｍｍ２、又は最大で６０ｍｍ２であることを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】
前記カバープレート（４）が、前記プロセスチャンバ（７）に向いて開口するチャネル（１７）を有し、前記チャネル（１７）の床（１８）に前記開口（１５）が形成されていることを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項９】
前記カバープレート（４）が、前記サセプタ（２）の外側の縁（２’）と隣り合っていることを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１０】
前記サセプタ（２）の温度を計測するための手段が、プロセスチャンバ天井（６）の上方に配置されたパイロメーター（１３）を有し、
ビーム経路（１４）が、前記開口（１５）と、前記開口（１５）の上方で前記プロセスチャンバ天井（６）に配置された開口（２１）とを通過することを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１１】
複数のカバープレート（４）が、円形ディスク形状の前記サセプタ（２）の縁（２’）に沿って配置され、それらのカバープレート（４）の各々が、基板（１０）の縁、支持リング（１１）の縁、又は基板ホルダー（１２）の縁と隣り合う内側の縁（２５）を有することを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１２】
複数の前記カバープレート（４）の各々に、対の平行なチャネル（１７）が形成されており、それらのチャネル（１７）が前記カバープレート（４）の半径方向外側の縁（２４）に向いて開口しかつ前記基板（１０）の接線方向に延在することを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
前記開口（１５）を通して見ることができる前記上面の一部が、コーティング（２７）を有し、又は、隆起部（２９）により形成され、又は、前記サセプタ（２）の凹部に挿入された挿入部材（２８）により形成されており、
前記挿入部材（２８）又は前記隆起部（２９）の端面（２８’）が、前記上面（３）と面一であるか又は前記上面（３）を超えて突出することを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１４】
前記開口（１５）の領域における前記カバープレート（５）の下面（５’）が、前記開口（１５）を閉じる隆起部（１９）上で支持されていることを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
前記カバープレート（４、５）が、前記基板（１０）が配置される窓を形成することを特徴とする前出請求項のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１６】
前出請求項のいずれかの１又は複数の特徴的な特徴を特徴とするデバイス又は方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスチャンバに対向するサセプタの上面で支持されかつカバープレート同士の間の自由空間に配置された基板上に、特にIII主族及びＶ主族の元素を含む層を堆積するためのデバイスであって、サセプタの温度を光学的に計測するための手段が設けられているデバイスに関する。
【０００２】
本発明はさらに、サセプタ及び複数のカバープレートからなるサセプタ機構、及び、デバイス又はサセプタ機構で用いるためのカバープレートに関する。
【背景技術】
【０００３】
上述したタイプのデバイスは、化学気相蒸着のためのＣＶＤリアクタとして、特に、ＭＯＣＶＤリアクタのプロセスチャンバ内で基板上にIII−Ｖ半導体層を堆積するために有機金属ガス状開始物質を用いる、特にＭＯＣＶＤリアクタとして従来公知の技術である。基板上に堆積される層の構造又は層シーケンス、及び堆積された層の結晶性又は電気的特性は、プロセスチャンバ内又は基板の表面の温度に大きく依存する。
【０００４】
基板は基板ホルダー上に載置されており、基板ホルダーはサセプタにより支持されている。基板ホルダーは、それ自身の軸の周りで回転駆動することができる。円形のサセプタもまた、その幾何学的軸の周りで回転駆動することができる。サセプタ及びプロセスチャンバのプロセス温度への加熱は、通常、サセプタの下方に配置された加熱装置を用いて行われる一方、基板はサセプタの上方に配置される。加熱パワーを制御するために、サセプタの下面でサセプタの温度を計測する温度制御装置が用いられる。その計測は、例えば光学ガイド及びパイロメーターを用いて光学的に行われる。
【０００５】
例えば、プロセスチャンバ天井の上方に配置されプロセスチャンバ天井の開口を通過するビーム経路を有するパイロメーターを用いて基板温度を光学的に計測することも公知である。
【０００６】
基板の表面温度を計測するためにパイロメーターを用いるとき、十分な信号が存在する場合にのみ基板温度を制御することが可能であり、特に基板又は基板上に堆積された層が、パイロメーターにより用いられる波長において透明である場合には制御できない。加熱装置に向いた背面から基板を支持する上面へとサセプタを通る熱フローにより、サセプタの上面と下面との間に温度差が存在する。この温度差は、サセプタの上面及びサセプタ上に配置されたカバープレートの熱放射特性に依存する。
【０００７】
従来技術は、以下の特許文献１〜９を含む。
【０００８】
特許文献１から、縁側の開口を具備するカバープレートは既に公知の技術である。同様のカバープレートが特許文献２に記載されている。特許文献３は、周縁に向かって開くスロットを具備するカバープレートを記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第 2004/0 175 939号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第2006/0 269 390号明細書
【特許文献３】特開 2016-035080号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第2006/0 102 081号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第2009/0 308 319号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第2011/0143 016号明細書
【特許文献７】独国特許出願公開第10 2009 010 555号明細書
【特許文献８】独国特許出願公開第10 2014117 388号明細書
【特許文献９】国際出願第112016003 443号独語翻訳明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、サセプタの温度、特に基板近傍の温度をより正確に制御することができる手段を具体化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
その目的は、請求項で特定される本発明により達成される。従属項は独立項に記載された主題の有利な発展を表すのみでなく、目的の独立した解決手段でもある。
【００１２】
先ず、第一に、サセプタの上面に配置された少なくとも１つのカバープレートが提示され、特に、基板を収容するためにカバープレート同士の間に自由空間が設けられ、サセプタの上面を視ることができる開口を有することが提示される。温度計測手段のビーム経路は、この開口を通過し、特に小さい開口を通過する。温度計測手段は、プロセスチャンバの外部に配置され、特にプロセスチャンバ天井の上方に配置されたパイロメーターの形態をとる。これにより、パイロメーターのビーム経路は、プロセスチャンバ天井の開口及びカバープレートの開口を通過することができる。本発明の実施形態は、プロセスチャンバに向いたサセプタの表面上で互いに離間している複数の基板を有することができる。それらの基板は、互いに空間的に離れていることができる。複数のカバープレートを、それらの基板同士の間の空間に設けることができる。しかしながら、１つのみのカバープレートを設けることも提示することができる。これは、１つの円形開口を有することができ、その中に基板が置かれる。しかしながら、単一のカバープレートが複数の円形開口を有し、その各々の中に基板が置かれることもできる。
【００１３】
プロセスチャンバ天井の開口とカバープレートの開口とが配置され、すなわち互いに整列して配置されることによって、光学的手段すなわち例えばパイロメーターのビーム経路が、両方の開口を通過して、サセプタの表面に当たる。特に、ここでは、一部品又は複数部品のカバープレートが円弧ラインに沿って延在する縁を有し、そして特に、一部品又は複数部品のカバープレートが円弧ラインに沿って延在する縁を有することが提示される。
複数のカバープレートの縁が、互いに補完して完全な円を形成することができる。その円は、多数の基板が格納される格納表面を外側に対して画定する外側の縁を形成し、それらの基板はサセプタの中心周りの円形領域に沿って位置する。その円形領域は、外側の円弧ラインと内側の円弧ラインにより境界を区切られる。したがって、基板が配置される領域は、特に、環状表面である。この環状表面は、円弧ラインに沿って延びる中央ラインを有することができ、その中央ライン上に基板の中心又は各々が１又は複数の基板を支持する基板ホルダーの中心が位置する。
カバープレートの開口は、好ましくは環状表面内に位置する。カバープレートは、円形のカバー本体の１つのセグメントとすることができる。開口は、カバープレートにおける各々円弧ラインに沿って延在する２つの内側の縁同士の間に配置することができる。開口は、円形の本体において半径方向に延びる対称軸上に位置することができる。開口は、円弧ライン上に配置された基板の中心を通って延びる円弧状の帯域上に位置することもできる。その際、開口は、円弧ラインから僅かだけ離れている。
好ましくは、開口が、２つの内側の縁同士の間の中央に位置する。各セグメント又は各カバープレートは、１つの部品で形成することができる。しかしながら、カバープレート又はカバープレートのセグメントをサンドイッチ状の態様で、例えば互いに上下に重ねられた複数の平坦な本体で構築することも可能である。
【００１４】
本発明の発展において、カバープレートの開口が、カバープレートの縁に向いて開口していることが提示される。さらに、その開口が、基板に隣り合う縁に配置されることも提示される。その開口は、基板の縁に直に隣接することもできる。
カバープレートがサセプタの外側の縁に隣り合うことが提示できる。半径方向外側のカバープレートと半径方向内側のカバープレートとを設けることができる。開口は、半径方向内側のカバープレート、又は半径方向外側のカバープレートに割り当てることができる。好ましい変形形態では、開口が半径方向外側のカバープレートに割り当てられる。円弧ラインに沿って延びるサセプタの縁に沿って周方向に配置された複数の半径方向外側のカバープレートを設けることができる。
カバープレートのうち１つのみが開口を有していれば十分である。好ましくは互いに周方向に並んで配置された全てのカバープレートが、そして特に半径方向外側のカバープレートが、少なくとも１つの、好ましくは２つの開口を有し、その場合特に、全ての開口が円弧ライン上に配置されており、その円弧ラインは、サセプタがその周りで回転駆動される幾何学的軸を中心として延びている。
サセプタもグラファイトから構成することができ、特にコーティングされたグラファイトから構成することができる。カバープレートもグラファイトから構成することができ、特にコーティングされたグラファイトから構成することができる。カバープレートは、別の材料、例えば石英又は別の耐熱材料から構成することもできる。特に、複数のカバープレート、特に内側及び外側のカバープレートが、円形の自由空間を取り囲むことが提示される。このために、カバープレートは、円弧ラインに沿って延びる内側の縁を有し、その中に少なくとも１つの基板が配置される。円形の基板ホルダーを、カバープレート同士の間の自由空間の中に配置することができる。グラファイト又は類似の適切な材料から構成できるこれらの基板ホルダーは、それらの幾何学的軸を中心に回転駆動することができる。これは、ガス回転ベアリングを用いて行うことができる。このために、ガス流がサセプタの上面から出て、基板ホルダーが載るガスクッションを形成することができる。基板ホルダーは、開口から出るガス流の適切な方向性によって回転自在に設置することができる。
各基板ホルダーは、基板ホルダーの縁に載る支持リングを担持することができる。支持リングは、半径方向内側の支持肩部を有することができ、その上に基板の縁が載る。半径方向外側に突出する支持リングの突出部は、ＣＶＤリアクタに対してすなわちサセプタ機構に対して基板を搭載したり取り出したりするために、フォーク状のグリッパの歯により把持することができる。グリッパの歯と係合するために、カバープレートは、サセプタ機構の半径方向外側の縁に向いて開口するチャネルを形成している。２つのチャンルが互いに平行に、基板に対し接線方向に延在している。それらのチャネルは床を有する。基板の縁の領域において、すなわちカバープレートの内側の縁の領域において、チャネルは自由空間に向いて開口している。
特に、チャネルの床が、温度計測のための光学的手段のビーム経路を通す開口を有することが提示される。ここでは、開口を、カバープレートの内側の縁に隣接する床の領域に割り当てることができる。特に、複数のカバープレートの各々が、カバープレートの半径方向外側の縁に向いて開口する対の平行チャネルを形成することが提示される。温度計測手段は、パイロメーターとすることができ、それにより基板の表面温度も計測可能である。サセプタがその回転軸を中心に回転している間、温度が計測され、光学的計測装置のビーム経路は静止したままであるが、サセプタが回転する結果、複数の基板に亘って移動することになるのでそれらの表面温度を決定できる。
ここで、ビーム経路が、サセプタの回転軸からの半径方向距離を有しており、それはサセプタの中心から各基板の中心までの半径方向距離に対応することが提示される。基板は、好ましくは、サセプタの中心から等しく離れて配置されている。ビーム経路を通すための開口は、サセプタ回転中心の周りの同じ又は近似の円弧ライン上に配置することができ、その円弧ライン上に基板の中心も位置する。その結果、ビーム経路は、各基板上を移動した後、サセプタ表面を計測するためにカバープレートに設けた開口を通過する。パイロメーターは、電子計測装置により制御され、計測値を十分な高周波数で送信することができ、それによって小さな開口面積でもサセプタ表面の温度読み取りを取得するのに十分である。サセプタの半径や約３００ｍｍである。基板ホルダーの半径は約１００ｍｍである。チャネルの幅は約１０ｍｍ〜１５ｍｍである。カバープレート内の開口の面積は、１０ｍｍ２〜１００ｍｍ２とすることができる。それは好ましくは、最大で８０ｍｍ２である。開口は、半径４ｍｍの丸め部分を有することができる。丸め部分の頂点は、開口が開いている縁から約７ｍｍ〜８ｍｍに配置することができる。
本発明の発展においては、サセプタの表面の保護のためにサセプタの表面に適切なコーティングを設けることが提示される。コーティングは、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの耐久性材料で構成される。開口が配置された位置でサセプタ表面の保護の不足を回避するために、特に、エッチングガスの導入によるＣＶＤリアクタの洗浄過程において開口の下の保護されていない箇所がエッチングされることを回避するために、以下に特定する適切な対策をとることができる。これらの対策により、開口の内部に金属ガリウムなどの残留物が蓄積するのを防ぐことができる。これら、特に滴状のガリウムの蓄積は、ＳｉＣコーティングを損なう可能性がある。このために、サセプタ表面が凹部を有し、その中に挿入部材が挿入されることが特に有益である。その場合、挿入部材の上面が、パイロメーターにより視ることができる表面を形成する。その挿入部材物は、ＳｉＣからなることができる。その挿入部材は、サセプタ上に緩く載るか、凹部内に緩く載るか、又は、嵌合形態でサセプタに接続することができる。挿入部材は、カバープレートから離間させることができる。しかしながら、挿入部材は、カバープレートを支持することもできる。この場合、カバープレートが気密性をもって挿入部材上に載ることが有益である。この対策により、挿入部材の外側領域が、ＣＶＤリアクタの洗浄に用いられるエッチングガスから保護される。
本発明は、例示的実施形態に基づいて以下にさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明のサセプタ機構の平面図を示す。
【図２】図２は、ラインII−IIに沿った図１に示したサセプタ機構の断面図を示し、加えてＣＶＤリアクタハウジング１の他の部分も概略的に示す。
【図３】図３は、図１のラインIII−IIIに沿った断面図を示す。
【図４】図４は、半径方向外側のカバープレート４の斜視図を示す。
【図５】図５は、カバープレート４の詳細拡大図を示す。
【図６】図６は、第２の例示的実施形態における図３と同様の図を示す。
【図７】図７は、第３の例示的実施形態における図３と同様の図を示す。
【図８】図８は、第４の例示的実施形態における図３と同様の図を示す。
【図９】図９は、第５の例示的実施形態における図３と同様の図を示す。
【図１０】図１０は、第６の例示的実施形態における図３と同様の図を示す。
【図１１】図１１は、図１０のラインXI−XIに沿った断面図を示す。
【図１２】図１２は、第７の例示的実施形態における図１１と同様の図を示す。
【図１３】図１３は、第８の例示的実施形態における図１０と同様の図
【図１４】図１４は、さらなる例示的実施形態における図４と同様の図を示し、開口が２つの円弧状の境界ラインの間の中央に延在している。
【図１５】図１５は、さらなる例示的実施形態を示す。
【図１６】図１６は、さらなる例示的実施形態における平面図を示し、開口１５が対称軸５に沿って延在している。
【図１７】図１７は、図１６のラインXVI−XVIに沿った断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図に概略的にのみ示されたＣＶＤリアクタ１は、真空引きが可能なステンレス鋼製の気密性のハウジングを有する。ＣＶＤリアクタのハウジング１内には、グラファイト又は類似の適切な材料からなる円形ディスク形状のサセプタ２が配置されており、その縁２’は円弧ラインに沿って延在している。サセプタ２の上面３は、プロセスチャンバ７に対向しており、プロセスチャンバ７の上面はプロセスチャンバ天井６により画定されている。サセプタ２は回転軸２２の周りで回転駆動可能であり、その回転軸２２に対応するサセプタ２のほぼ中央領域には、ガス入口８が配置されている。ガスは、プロセスチャンバ天井の孔を通ってガス入口８を通して上方から供給可能である。しかしながら、サセプタ２の中央開口を通して下方から供給することも提示される。
【００１７】
サセプタ２の下方には加熱装置９が配置されており、それにより、プロセスチャンバ７内がプロセス温度に到達するように十分高いサセプタ温度にサセプタ２を加熱する。プロセス温度にて、ガス状原料物質がガス入口８を通ってプロセスチャンバ７内に供給され、分解される。ガス状原料物質は、III主族の有機金属化合物とＶ主族の水素化物の形態をとり得る。例えば、ガリウムを含む有機金属化合物とアンモニアとを搬送ガスと共にガス入口を通って供給することができ、それによって基板１０上にＧａＮを堆積させる。
【００１８】
プロセスチャンバ７に向いたサセプタ２の上面３には、円形ディスク形状の構成を有し、回転軸２２を中心とする円弧ライン上に配置された複数の基板ホルダー１２が配置されている。円形ディスク形状の基板ホルダー１２の各々は、支持リング１１を担持している。支持リング１１は、半径方向外側の突出部１９と半径方向内側の支持肩部２３とを有する。基板１０の縁は、少なくとも搬送中に、又は搬送中にのみ支持肩部２３上に載る。チャネル及びガスノズル（図示せず）が設けられ、それらがサセプタ２の上面３における基板ホルダー１２の下方に配置されていることによって、基板ホルダー１２の下にガスクッションを生成し、それは基板ホルダー１２をその幾何学的軸の周りで回転駆動することができる。
【００１９】
基板ホルダー１２及び支持リング１１からなる機構はそれぞれ、カバープレート４、５により囲まれた窓内に配置されている。少なくとも１つの内側カバープレート５が設けられ、それは円弧ラインに沿って延在する半径方向外側の縁を有する。これらの縁の隣に基板１０、支持リング１１、又は基板ホルダー１２の縁が位置する。例示的実施形態では、複数の内側カバープレート５が、内側開口の周りに配置されている。半径方向外側のカバープレート４及び半径方向内側のカバープレート５の数は、基板１０の数に対応することができる。例示的実施形態では、その数は５である。
【００２０】
複数の半径方向外側のカバープレート４が設けられ、その半径方向外側の縁２４はサセプタ２の半径方向外側の縁２’に沿って延在している。外側カバープレート４は半径方向内側の縁２５を有し、それは、円弧ラインに沿って延在すると共に、内側カバープレート５の半径方向外側の縁と共に円弧を形成する。外側カバープレート４の半径方向内側の縁２５は、内側カバープレート５の半径方向外側の縁よりも大きい半径に沿って延在することができる。
【００２１】
外側カバープレート４の半径方向内側の縁２５は、段２６を形成することができる。
【００２２】
外側カバープレート４には、カバープレート４の半径方向外側の縁２４に向かって開いた少なくとも１つのチャネル１７が形成されており、そのチャネル内には、プロセスチャンバ７に向いた外側カバープレート４の上面から離れた床１８が形成されている。チャネル１７の幅ａは、約１０ｍｍ〜１５ｍｍである。例示的実施形態では、サセプタ２の半径Ｒ１が約３００ｍｍ〜３５０ｍｍである。例示的実施形態では、基板ホルダー１２の半径Ｒ２は、約１００ｍｍ〜１２０ｍｍである。
【００２３】
各基板１０において、互いに平行に延在しかつ基板１０の接線方向に延在する２つのチャネル１７を設けることができる。フォーク状のグリッパの歯は、支持リング１１の突出部１９の下に係合して支持リング１１を基板１０と共に持ち上げるように、チャネル１７と係合することができる。このため、下方からの係合のためにチャネル１７の床１８と突出部１９の下面との間に自由空間が延在する。外側カバープレートが全くチャネル１７を有しないことも提示される。
【００２４】
本発明によれば、少なくとも１つのカバープレート４、５が開口１５を形成し、それを通してサセプタ２の上面３の一部を視ることができる。したがって、開口１５は、カバープレート配置において、サセプタの上面を覆っていない領域を形成している。
【００２５】
例示的実施形態では、開口１５が外側カバープレート４に設けられている。例示的実施形態では、開口１５が、縁２５に隣接して配置されることによって、開口１５が外側カバープレートの縁２５内への切欠きを形成している。例示的実施形態では、開口１５をそれぞれ、チャネル１７の床１８の領域に配置することも提供される。ここでは、開口１５が、チャネル１７の半径方向内側の端部に配置されており、すなわち、そこでは基板１０が、回転軸２２を中心とする周方向の最大の広がりを有している。開口１５は、回転軸２２の円弧ライン上に配置することができ、その円弧ライン上には基板１０の、すなわち支持リング１１及び基板ホルダー１２の中心も配置されている。基板ホルダー１２に、すなわち支持リング１１に対で割り当てられたチャネル１７の各々が開口１５を有することが好ましい。
【００２６】
図１は、図示されたサセプタ機構の中心の周りにａの符号を付された円弧ラインを示している。ラインａは、基板１０が載る環状表面の外側境界線を形成する。ラインａは、基板１０の縁における半径方向外側に向いた部分に接している。基板１０の縁における半径方向内側に向いた部分に接しかつ同じくサセプタ機構の中心の周りの円弧ラインであるラインｂは、環状表面の半径方向内側の境界線を形成する。開口１５は、好ましくは環状表面内に配置されており、その場合、開口１５は、環状表面の境界線である円弧ラインａ、ｂよりも、円弧ラインｃの近くに位置する。円弧ラインｃは、環状表面の中央ラインを形成する。その中央ラインは、基板１０の中心を通って延在することができる。したがって、開口１５は、環状表面の中央の円形帯上に配置することができ、その円形帯の幅は、２つの境界線ａ、ｂの間の半径方向距離の約半分である。
【００２７】
例示的実施形態では、開口１５がカバープレート４の縁２５に向いて開口している。その開口幅ｂは約７ｍｍ〜１０ｍｍであり、好ましくは８ｍｍである。開口１５のＵ形状の縁は、半円ラインに沿って延在する丸められた部分を有し、その部分の丸め半径は４ｍｍである。全体的に視て、開口１５は、約５ｍｍ〜１０ｍｍだけ縁２５から離れて延在する。丸められたラインの頂点は、縁２５から約７ｍｍ〜８ｍｍの距離ｃを有する。
【００２８】
特に、開口１５の面積を最大で８０ｍｍ２とすべきことが提示される。図６に示す第２の例示的実施形態では、サセプタ２の上面に炭化ケイ素コーティングが施されている。
【００２９】
図７に示す第３の例示的実施形態では、コーティング２７が、開口の領域で分厚くされている。ここでは、コーティング２７の分厚くされた部分２７’が、開口１５内に延びる一種の隆起部を形成している。
【００３０】
しかしながら、図示しない例示的実施形態では、開口１５の縁が、コーティング２７の分厚くされた領域２７’に載ることもできる。
【００３１】
図８に示す第４の例示的実施形態では、開口１５を通して視ることができるサセプタ２の表面が、隆起部２９の上面２８’から形成されている。この実施形態では、挿入部材２８が、サセプタ２の上面の凹部内に挿入されている。ここでは、挿入部材２８の一部が隆起部２９を形成している。挿入部材２８は、例えば炭化ケイ素などの耐久性材料からなり、例えばグラファイト製であり炭化ケイ素層２７でコーティングされたサセプタ２の凹部内に挿入される。
【００３２】
図９に示す第５の例示的実施形態では、ここでもサセプタ２の凹部に挿入されている挿入部材２８が、コーティング２７の表面と面一である表面２８’を形成している。ここでも、コーティング２７及び挿入部材２８は炭化ケイ素製である。
【００３３】
開口１５は、外側カバープレート４又は内側カバープレート５の縁にのみ設けられるものではない。開口１５を外側又は内側のカバープレート４、５内に配置することで、開口１５を円形とすることが提示される。
【００３４】
図１０に示す第６の例示的実施形態は、開口１５を設けられた内側カバープレート５を示している。
【００３５】
図１１は、カバープレート５が、ギャップによりサセプタ２の上面から離れていることを示している。カバープレート５は、ここでは図８に示した例示的実施形態と類似の態様で挿入部材２８により形成された隆起部２９上に載っている。隆起部２９すなわち挿入部材２８におけるサセプタ２とは反対向きの上面２８’が、開口１５を下方に対して閉じていることによって、ＣＶＤリアクタがエッチングガスの導入により洗浄されているとき、そのガスは縮小された範囲でのみ開口１５を通ってギャップに到達できる。
【００３６】
図１２に示す第７の例示的実施形態は、ここでも開口１５内に延びる挿入部材２８により形成された隆起部２９を示している。隆起部２９すなわち挿入部材２８の上面は、カバープレート４又は５の広い面と面一に位置することができる。
【００３７】
図１３に示す第８の例示的実施形態は、ここでも円形である、外側カバープレート４内の開口１５を示している。
【００３８】
開口１５の下側は、図６におけるコーティング、図７における分厚くされたコーティング、又は図８、９、１１及び１２における挿入部材とすることができる。
【００３９】
コーティング２７、又は耐久性材料からなる挿入部材２８は、ＣＶＤリアクタのエッチングの過程においてサセプタ２の表面を保護する。規定された熱伝達経路が、サセプタ２の下面と、ビーム経路１４から見える表面２８’との間に形成される。表面２８’は、隆起部２９の上面２８’により、又はコーティング２７、２７’により形成される。
【００４０】
挿入部材２８は、嵌合形態でサセプタ２に接続することができる。しかしながら、それらは、サセプタ２の上面の凹部に取り外し可能に挿入することもできる。その際、それらは、サセプタ上に所与の程度で緩く載ることができる。
【００４１】
開口１５は、６〜８ｍｍの範囲の開口深さを有することができる。開口幅も６〜８ｍｍとすることができる。
【００４２】
開口が、楕円の輪郭を有することも提示される。開口１５の２つの対向する狭い側は、半円に沿って延在することができる。半円の直径は、４〜７ｍｍの間とすることができる。それは好ましくは５ｍｍである。２つの半円の頂点同士は、６〜１０ｍｍ離れることができ、その場合、８〜９ｍｍが好ましい。図１４〜１６は、このような例示的実施形態の例を示している。ここでも、それらは、分割された形状のカバープレート４の形態をとっており、複数のそのようなカバープレート４は、それらが互いに円を形成するように結合可能に設計されている。円形の自由空間が形成され、それらは基板を格納するために用いられる。図１４〜１６に示すカバープレート４は、対称軸Ｓを有する。対称軸Ｓは、２つの円弧状の縁２５同士の間の中央に延在している。円を形成するために互いに補完し合うカバープレート４は、それらの内側の縁２５により円形格納領域を囲んでおり、それらの円形格納領域の中心は、円弧ラインに沿って位置している。開口１５は、それらの格納領域の中心を通って延在する仮想的な円弧状の表面上に位置している。この狭い円弧状の帯域内に開口１５が位置している。この領域は、図１のラインａとラインｂを境界線としている。
【００４３】
カバープレート４は、１つの部品で構成することができる。しかしながら、特に図１７に示すように、複数のカバープレート４、４’をサンドイッチ状の態様で互いに重ねて配置できることも提示される。
【００４４】
本装置の機能は以下の通りである。
−    加熱装置９が、サセプタ２をサセプタ温度に加熱するために用いられる。これは、基板１０の表面がプロセス特有の基板温度となるように選択される。
−    サセプタ２及び基板ホルダー１２は、それらの各々の幾何学的軸を中心として回転駆動される。
−    上述したプロセスガスが、ガス入口要素８を通ってプロセスチャンバ７内に供給されることによって、それらがそこで、特に基板１０の表面上で熱分解する。分解生成物は、例えば、ガリウム及び窒素である。これらの分解生成物が、基板１０の表面に層を形成する。
【００４５】
層の堆積中、基板温度が、例えばパイロメーター１３である光学計測装置により光学的に計測される。関係するビーム経路１４は、パイロメーター１３から回転軸２２に平行に開口２１を通ってプロセスチャンバ６内に延びる。さらに、ビーム経路１４が、外側カバープレート４の開口１５を通過することによって、サセプタ２の上面３の計測点１６にてサセプタ２の表面温度を光学的に計測することができる。制御装置（図示せず）によって、加熱装置９に熱パワーを供給するために計測点１６にて計測された温度値を用いることができ、それによりサセプタ温度を設定値に制御する。
【００４６】
光学計測装置１３はさらに、基板１０の表面温度を計測するために用いることもできる。これを計測できる場合、基板温度も制御のために用いることができる。
【００４７】
上記の記述は、全体として本願により包含される発明を説明するためのものであり、少なくとも以下の特徴の組合せにより従来技術を独立して進展させ、これらの特徴の組合せのうち２つ、複数、又はすべてもまた組み合わせることができる。
【００４８】
少なくとも１つのカバープレート４、５が開口１５を有し、それを通してサセプタ２の上面３の一部を視ることができ、かつそれを通して温度計測を行うことができることを特徴とする装置。
【００４９】
サセプタとカバープレート４、５とを有する、デバイスのためのサセプタ機構において、開口１５が環状表面内に配置されていることを特徴とするサセプタ機構。
【００５０】
開口１５が、環状表面の領域内に配置されていることを特徴とするカバープレート。
【００５１】
開口１５がカバープレート４の縁２５に向いて開口していること、及び／又は、開口１５が、カバープレート４の縁２５により少なくとも部分的に囲まれた円形表面に対し半径方向外側で円形表面に接する円弧ラインａ又は半径方向内側で円形表面に接する円弧ラインｂよりも、円形表面の中心を通って延在する円弧ライン１０の近くに配置されていることを特徴とするデバイス。
【００５２】
カバープレート４が円形の周縁を有するか又は円形周縁をもつ本体の１つのセグメントであり、そのカバープレートが円弧ラインに沿って延在する内側の縁２５を有し、かつ、開口１５が、２つの内側の縁２５同士の間に配置されるか又は内側の縁２５と隣り合っていることを特徴とするデバイス。
【００５３】
開口５の面積が、最大で１００ｍｍ２、好ましくは最大で８０ｍｍ２、又は最大で６０ｍｍ２であることを特徴とするデバイス。
【００５４】
カバープレート４が、プロセスチャンバ７に向いて開口するチャネル１７を有し、その床１８が開口１５を形成していること、及び／又は、カバープレート４がサセプタ２の外側の縁２’と隣り合っていることを特徴とするデバイス。
【００５５】
サセプタ２の温度を計測するための手段が、プロセスチャンバ天井６の上方に配置されたパイロメーター１３を有し、その場合、ビーム経路１４が、開口１５とその上方でプロセスチャンバ天井６に配置された開口２１とを通過することを特徴とするデバイス。
【００５６】
円形ディスク形状のサセプタ２の縁２’に沿って複数のカバープレート４が配置され、それらの各々が、基板１０の縁、支持リング１１の縁、又は基板ホルダー１２の縁と隣り合う内側の縁２５を有し、その場合、特に、複数のカバープレート４が、対の平行なチャネル１７を形成し、それらがカバープレート４の半径方向外側の縁２４に向いて開口しかつ基板１０の接線方向に延在するように設けられていることを特徴とするデバイス。
【００５７】
開口１５を通して見ることができる上面の一部が、コーティング２７を有するか、隆起部２９により形成されるか、又は、サセプタ２の凹部に挿入された挿入部材２８により形成され、その場合、挿入部材２８又は隆起部２９の端面２８’が、上面３と面一であるか又は上面３を超えて突出し、その場合、特に、開口１５の領域におけるカバープレート５の下面５’が、開口１５を閉じる隆起部１９上で支持されるように設けられること、及び／又は、カバープレート４、５が、基板１０が載る窓を形成することを特徴とするデバイス。
【００５８】
開示された全ての特徴は、（それ自体のために、また互いに組み合わされて）本発明に不可欠である。ここでの出願の開示は、関連する／追加された優先権書類（先の出願の写し）の開示内容をその内容全体に含み、それはこれらの書類の特徴を本願の請求項に組み込む目的でもある。従属請求項は、特にこれらの請求項に基づいて分割出願を行うために、引用される請求項の特徴がなくても、先行技術の独立した発明性のあるさらなる発展を特徴とする。各請求項で特定された発明は、前述の説明で特定された、特に参照符号が付与された、及び／又は符号の説明で特定された、１つ以上の機能を追加で有することができる。本発明はまた、特に、それらがそれぞれの使用目的に明らかに不要であるか、または技術的に同じ効果を有する他の手段で置き換えることができる限り、前述の説明で述べた特徴の個々のものが実装されない実施形態に関する。
【符号の説明】
【００５９】
１  ＣＶＤリアクタ
２  サセプタ
２’  縁
３  上面
４  外側カバープレート
５  内側カバープレート
５’  下面
６  プロセスチャンバ天井
７  プロセスチャンバ
８  ガス入口
９  加熱装置
１０  基板
１１  支持リング
１２  基板ホルダー
１３  パイロメーター
１４  ビーム経路
１５  開口
１６  計測点
１７  チャネル
１８  床
１９  突出部
２０  自由空間
２１  開口
２２  回転軸
２３  支持肩部
２４  外側の縁
２５  内側の縁
２６  段部
２７  コーティング
２７’  コーティング
２８  挿入部
２８’  表面
２９  隆起部
ａ  円形ライン
ｂ  円形ライン
ｃ  円形ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月19日(2021.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１０）上に堆積させるための装置のためのサセプタ機構であって、
サセプタ（２）とその上面（３）に配置されたカバープレート（４，５）とを有し、前記サセプタ機構の中心周りの２つの円（ａ，ｂ）を境界線とする環状表面上に基板（１０）を配置するために、前記カバープレート（４，５）同士の間に自由空間を具備し、
前記カバープレート（４）が、互いに反対向きのその２つの広い面に向かって開いた開口（１５）を有し、前記開口（１５）を通して前記サセプタ（２）の上面（３）を見ることができる、前記サセプタ機構において、
前記開口が、最大で１００ｍｍ２の面積を具備し、前記環状表面内に配置されていることを特徴とするサセプタ機構。
【請求項２】
前記カバープレート（４，５）が、円弧ラインに沿って延在する周縁を有し、又は、
複数の同一形状に構成されたカバープレート（４，５）を、円弧に沿って延在するそれらの外側の縁が互いに補完して完全な円を形成するように円形に配置可能であってその円内に２つの円（ａ，ｂ）を境界線とする環状表面が配置され、前記環状表面内に基板（１０）又は基板（１０）を支持する基板ホルダーのための格納空間が配置されており、
前記カバープレート（４）が開口（１５）を有し、前記開口（１５）はカバープレート（４）の互いに反対向きの２つの広い面に向かって開いている、前記サセプタ機構において、
前記開口（１５）が、最大で１００ｍｍ２の面積を具備し、前記環状表面内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ機構。
【請求項３】
前記開口（１５）が、前記カバープレート（４）の縁（２５）に向いて開口していることを特徴とする請求項１又は２に記載のサセプタ機構。
【請求項４】
前記開口（１５）が、前記カバープレート（４）の縁（２５）により少なくとも部分的に囲まれた円形表面に対し半径方向外側で接する円弧ライン（ａ）又は前記円形表面に対し半径方向内側で接する円弧ライン（ｂ）よりも、前記円形表面の中心を通って延在する円弧ライン（１０）の近くに位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項５】
前記カバープレート（４）が、円形の周縁を有するか、又は、円形の周縁を有する本体の１つのセグメントであり、
前記カバープレート（４）が、円弧ラインに沿って延在する内側の縁（２５）を有し、かつ、前記開口（１５）が、２つの内側の縁（２５）同士の間に配置されるか、又は、内側の縁（２５）に隣り合って配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項６】
前記開口（１５）の面積が、最大で１００ｍｍ２、好ましくは最大で８０ｍｍ２、又は最大で６０ｍｍ２であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項７】
前記カバープレート（４）が、前記プロセスチャンバ（７）に向いて開口するチャネル（１７）を有し、前記チャネル（１７）の床（１８）に前記開口（１５）が形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項８】
前記カバープレート（４）が、前記サセプタ（２）の外側の縁（２’）と隣り合っていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項９】
複数のカバープレート（４）が、円形ディスク形状の前記サセプタ（２）の縁（２’）に沿って配置され、それらのカバープレート（４）の各々が、基板（１０）の縁、支持リング（１１）の縁、又は基板ホルダー（１２）の縁と隣り合う内側の縁（２５）を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項１０】
複数の前記カバープレート（４）の各々に、対の平行なチャネル（１７）が形成されており、それらのチャネル（１７）が前記カバープレート（４）の半径方向外側の縁（２４）に向いて開口しかつ前記基板（１０）の接線方向に延在することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項１１】
前記開口（１５）を通して見ることができる前記上面の一部が、コーティング（２７）を有し、又は、隆起部（２９）により形成され、又は、前記サセプタ（２）の凹部に挿入された挿入部材（２８）により形成されており、
前記挿入部材（２８）又は前記隆起部（２９）の端面（２８’）が、前記上面（３）と面一であるか又は前記上面（３）を超えて突出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項１２】
前記開口（１５）の領域における前記カバープレート（５）の下面（５’）が、前記開口（１５）を閉じる隆起部（２９）上で支持されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項１３】
前記カバープレート（４、５）が、前記基板（１０）が配置される窓を形成することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のサセプタ機構。
【請求項１４】
プロセスチャンバ（７）に対向するサセプタ（２）の上面（３）により支持される少なくとも１つの基板（１０）上にIII主族及びＶ主族の層又は元素を含む層の堆積のための装置であって、
前記基板（１０）の縁が、同じく前記サセプタ（２）により支持される少なくとも１つのカバープレート（４，５）と隣り合っており、
プロセスチャンバ天井（６）の開口（２１）を通して前記サセプタ（２）の温度を光学的に計測するための光学的手段（１３，１４，１５，２１）が設けられている、前記装置において、
少なくとも１つの前記カバープレート（４，５）が、最大で１００ｍｍ２の面積を具備する開口（１５）を有し、前記開口（１５）を通して前記サセプタ（２）の上面（３）の一部を視ることができ、かつ前記開口（１５）を通して温度計測が行われることを特徴とする装置。
【請求項１５】
前記サセプタ（２）の温度を計測するための手段が、プロセスチャンバ天井（６）の上方に配置されたパイロメーター（１３）を有し、
ビーム経路（１４）が、前記開口（１５）と、前記開口（１５）の上方で前記プロセスチャンバ天井（６）に配置された開口（２１）とを通過することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
請求項２〜１３のいずれか１つの特徴的な構成を特徴とする請求項１４又は１５に記載の装置。
【国際調査報告】
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