(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスチャンバー（６）の中に配置され、少なくとも１個の基板（１５）を収容するために当該プロセスチャンバー（６）の方向を向く第１の面（７’）および当該第１の面（７’）と反対側を向く第２の面（７''）を持っており、複数のゾーン加熱装置を持つ加熱装置によって加熱されることができるサセプタを有し、
制御装置を有し、当該制御装置の参照変数がサセプタ温度（Ｔｓ）であり、当該制御装置の制御変数が温度測定装置（１０）によって測定された前記サセプタ（７）の実際の温度であり、当該制御装置の操作変数が前記加熱装置に供給される全体の加熱パワー（Ｐｔｏｔ）に対する値であり、
入力変数として前記操作変数（Ｐｔｏｔ）のみを受け取り、出力変数として前記ゾーン加熱装置（１，２，３，４，５）の各々に対してゾーン加熱パワー（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）を与える加熱パワー分配器（１２）を有し、
前記ゾーン加熱パワー（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）の値の総和が前記操作変数（Ｐｔｏｔ）に対応し、前記ゾーン加熱パワー（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）の値がお互いに対して決定された比を持ち、
特定の比を予め選択可能な分散パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）によって変更することができ、
前記サセプタ（７）が円形ディスクの形状であり、複数の基板ホルダー（８）が前記サセプタ（７）の中心の周りに環状に配置されており、
前記ゾーン加熱装置（１，２，３，４，５）が前記サセプタ（７）の中心の周りに環状に配置されており、中央ゾーン加熱装置（１）が前記基板ホルダー（８）の中心の下に配置されており、半径方向に内側のゾーン加熱装置（３）が前記基板ホルダー（８）の環状配置の内側の端の下の領域に配置されており、半径方向に外側のゾーン加熱装置（２）が前記基板ホルダー（８）の環状配置の外側の端の下の領域に配置されており、
少なくとも１つの分配パラメータ（Ａ）が、前記半径方向に外側のゾーン加熱装置（２）に供給され、前記半径方向に内側のゾーン加熱装置（３）に供給される前記ゾーン加熱パワー（Ｐ２，Ｐ３）の商であり、
更なる分配パラメータ（Ｂ）が、前記全体の加熱パワーに対する前記中央ゾーン加熱装置（１）に供給されるゾーン加熱パワー（Ｐ１）の比を規定する、
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
少なくとも１つの更なるゾーン加熱装置（４，５）のペアを特徴とする基板処理装置であって、結び付いた前記ゾーン加熱装置（４，５）に供給されるゾーン加熱パワー（Ｐ４，Ｐ５）がお互いに対して決定された比（Ｃ）を持つ請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
ゾーン加熱パワー（Ｐ４，Ｐ５）が、お互いに対して決定された比（Ｃ）を持ち、更なるゾーン加熱装置のペア（４，５）に供給されることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記ゾーン加熱装置（１，２，３，４，５）が高周波交流場を出力するための高周波コイルであり、当該高周波交流場がサセプタ（７）の中に渦電流を誘導することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
【請求項５】
少なくとも１個の基板（１５）がプロセスチャンバー（６）の中に配置されているサセプタ（７）の第１の面（７’）の上に配置され、当該第１の面（７’）と反対側を向く第２の面（７''）が前記サセプタ（７）の中心の周りに環状に配置された少なくとも３個のゾーン加熱装置（１，２，３，４，５）を持つ加熱装置によって加熱され、
前記加熱装置に供給される全体の加熱パワー（Ｐｔｏｔ）が制御装置（１１）によって制御され、当該制御装置の参照変数がサセプタ温度（Ｔｓ）であり、当該制御装置の制御変数が温度測定装置（１０）によって測定された前記サセプタ（７）の実際の温度であり、当該制御装置の操作変数が前記全体の加熱パワー（Ｐｔｏｔ）に対する値のみであり、
加熱パワー分配器（１２）が前記ゾーン加熱装置（１，２，３，４，５）の各々にゾーン加熱パワー（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）を供給し、当該ゾーン加熱パワー（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）の総和が前記全体の加熱パワー（Ｐｔｏｔ）であり、
個別の前記ゾーン加熱パワー（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５）の間で前記全体の加熱パワー（Ｐｔｏｔ）の分配が、予め選択可能な分配パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）に従って実行され、
前記サセプタ（７）の第１の面（７’）の上で、複数の基板ホルダー（８）が前記サセプタ（７）の中心の周りに輪のゾーンで配置されており、
中央ゾーン加熱装置（１）が前記基板ホルダー（８）の中心の下に配置されており、半径方向に内側のゾーン加熱装置（３）が前記基板ホルダー（８）の環状配置の内側の端の下の領域に配置されており、半径方向に外側のゾーン加熱装置（２）が前記基板ホルダー（８）の環状配置の外側の端の下の領域に配置されており、
少なくとも１つの分配パラメータ（Ａ）が、前記半径方向に外側のゾーン加熱装置（２）に供給され、前記半径方向に内側のゾーン加熱装置（３）に供給される前記ゾーン加熱パワー（Ｐ２，Ｐ３）の商であり、
更なる分配パラメータ（Ｂ）が、前記全体の加熱パワーに対する前記中央ゾーン加熱装置（１）に供給されるゾーン加熱パワー（Ｐ１）の比を規定する、
ことを特徴とする基板処理方法。
【請求項６】
少なくとも１つの更なるゾーン加熱装置（４，５）のペアを特徴とする基板処理方法であって、結び付いた前記ゾーン加熱装置（４，５）に供給されるゾーン加熱パワー（Ｐ４，Ｐ５）がお互いに対して決定された比（Ｃ）を持つ請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項７】
前記分配パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が、プロセスチャンバー内の全体のガス圧力のセットに適応させられることを特徴とする請求項５または６に記載の基板処理方法。
【請求項８】
前記分配パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が、最大のプロセス温度に適応させられることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項９】
温度傾斜が、決定された値に保たれる分配パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）で与えられることを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【請求項１０】
分配パラメータ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）が、シミュレーション計算および／または予備テストでの測定を通して決定されることを特徴とするる請求項５ないし９のいずれか１項に記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置に関する。基板処理装置は、プロセスチャンバーの中に配置されており、少なくとも１個の基板を受けるためにプロセスチャンバーの方向を向く第１の面およびその第１の面と反対側を向く第２の面を持ち、複数のゾーン加熱装置を持つ加熱装置によって加熱されることができるサセプタを有する。そして、基板処理装置は、制御装置を有し、その制御装置の参照変数がサセプタ温度であり、その制御装置の制御変数が温度測定装置によって測定されたサセプタの実際の温度であり、その制御装置の操作変数が加熱装置に供給される全体の加熱パワーＰｔｏｔに対する値である。
【０００２】
本発明は、更に、基板処理方法に関する。その方法では、少なくとも１個の基板がプロセスチャンバーの中に配置されているサセプタの第１の面の上に配置される。その第１の面と反対側を向くサセプタの第２の面が複数のゾーン加熱装置を持つ加熱装置によって加熱される。そして、加熱装置に供給される加熱パワーが制御装置によって制御され、その制御装置の参照変数がサセプタ温度であり、その制御装置の制御変数が温度測定装置によって測定されたサセプタの実際の温度であり、その制御装置の操作変数が加熱装置に供給される加熱パワーに対する値である。
【背景技術】
【０００３】
特許文献１は、２つのゾーン加熱装置を有する装置を記載する。それらのゾーン加熱装置は、サセプタの中心軸の周りに同心円状に配置されており、コントローラから加熱パワーを供給される。そのサセプタは、中心軸の周りを回転駆動される。
【０００４】
特許文献２は、個別に加熱可能な複数のゾーン加熱装置がサセプタの下に与えられている基板処理装置を記載する。
【０００５】
特許文献３は温度制御装置を記載する。その温度制御装置では、お互いの隣に局所的に配置されており、お互いに熱的に影響を及ぼす複数の加熱ゾーンが、いずれの場合にも個別に制御される。温度センサーの数は加熱ゾーンの数よりも多い。特許文献４の場合には、お互いに影響を及ぼす複数の加熱ゾーンが個別の加熱要素によって加熱される。各加熱ゾーンは温度測定センサーと結び付いている。個別の加熱装置がお互いに干渉する。干渉要因はデカップリング行列を形成することによって補償される。
【０００６】
特許文献５は、サセプタが抵抗ヒーターまたは誘導ヒーター要素を持ったランプで加熱されることができる加熱装置を記述する。サセプタの表面温度は特に高温で測定されることになる。
【０００７】
ＦＲコイルによる加熱サセプタのための装置が、特に特許文献６、特許文献７、および特許文献８から知られる。
【０００８】
特許文献９は、複数のゾーンが個別のゾーン加熱装置で加熱されることができる前述の種類の装置を記載する。そして、ゾーン加熱装置はお互いから異なるパワーを吸収することができる抵抗線によって形成される。
【０００９】
特許文献１０は、個別の各ゾーンヒーターが個別の制御装置によって制御される装置と方法を記載する。各制御装置は、選択された温度センサーの実際の値を得る。
【００１０】
特許文献１１は、複数の加熱要素のための温度制御を記載する。ここでまた、各加熱要素は温度勾配を最小化するために個別に制御される。
【００１１】
特許文献１２は、基板温度が複数のパイロメーターで測定される装置と方法を開示する。測定された値は、お互いに関連づけられる。そこから、複数のゾーン加熱装置が個別に制御されることができるように参照変数が形成される。
【００１２】
特許文献１３は、サセプタを温度制御するための方法を記載する。そこでは、複数の熱交換器が１つの一般的な制御装置によって制御される。
【００１３】
特許文献１４は、多数のヒーターを有するサセプタを記載する。各ヒーターは独立のコントローラーによって制御される。個別に調節可能な加熱ゾーンを有する反応炉が特許文献１５に記載されている。ここでまた、個別に制御される加熱パワーが個別の加熱ゾーンに供給される。
【００１４】
特許文献１６は、複数の温度センサーが基板表面の様々な場所から温度を測定する装置を記載する。サセプタの下に配置されており、制御装置によってパワーを供給される加熱装置が各温度センサーに対応する。主制御装置が個別の制御装置を連係させる。
【００１５】
特許文献１７は、基板を加熱するランプの使用を記載する。熱ランプを制御する制御装置に対して入力値を伝える複数の光温度センサーが提供される。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許公開第２０１１／０１４３０１６号公報
【特許文献２】米国特許公開第２０１１／０２５９８７９号公報
【特許文献３】米国特許第６，７４６，９０８号公報
【特許文献４】ヨーロッパ特許第１  ６４７  ８６８号公報
【特許文献５】国際公開第２０１１／０２２６３７号パンフレット
【特許文献６】米国特許公開第２０１２／０１４８７６０号公報
【特許文献７】米国特許公開第２０１２／０１９３７６５号公報
【特許文献８】米国特許公開第２０１２／００６７８７０号公報
【特許文献９】独国特許公開第１０  ２００７  ０２７  ７０４号公報
【特許文献１０】独国特許公開第１０  ２０１２  １０１  ７１７号公報
【特許文献１１】独国第６９９  ０６  ０８２号欧州特許公報の翻訳文
【特許文献１２】米国特許第６，４９２，６２５号公報
【特許文献１３】米国特許公開第２００６／００２７１６９号公報
【特許文献１４】米国特許公開第２００８／００９２８１２号公報
【特許文献１５】米国特許公開第２０１１／００７３０３９号公報
【特許文献１６】米国特許公開第２０１２／０２２１１３８号公報
【特許文献１７】米国特許第６，１６０，２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
もっと安定した制御ループを提供することが本発明の目的であり、その制御ループによってゾーン加熱装置を持つ複数の装置をパラメータの変更に適応させることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
その目的は、請求項に記載された発明によって達成される。本発明に係る制御装置は操作変数として加熱装置に供給されるパワーに値を与える。そして、加熱装置は複数のゾーン加熱装置を持つ。本発明によれば、制御装置による操作変数出力は、加熱パワー分配器の入力変数である。加熱パワー分配器は、加熱パワー分配器に対する入力変数として供給される全体の加熱パワーを異なるゾーン加熱パワーに分割することができる。そこで、ゾーン加熱パワーの値はお互いに対して予め決定された固定の比を持つ。各ゾーン加熱パワーは関連したゾーン加熱装置に供給される。そこで、ゾーン加熱パワーの総和は、個別のゾーン加熱装置の間に分配される全体の加熱パワーに対応する。望ましくは、加熱装置は、奇数個のゾーン加熱装置を有する。そこで、そのとき望ましくはいずれの場合にも２つのゾーン加熱装置が分配パラメータを用いてお互いにペアとして対にされる。分配パラメータは、ゾーン加熱装置のペアの２つのゾーン加熱装置に供給されるゾーン加熱パワーの値の商を示すことができる。分配パラメータは、実質的には予め自由に選択できる。分配パラメータの自由な選択可能性に起因して、加熱パワーの分配は、プロセスチャンバーに供給されるプロセスガスまたはキャリアガスの熱伝導率のような異なるプロセスパラメータに適応させられることができる。制御ループは、１つの操作変数のみ与えるので特に安定している。ここで、操作変数は加熱装置に供給される全体の加熱パワーである。全体の加熱パワーは分配パラメータに従って個別の加熱ゾーンの間に分配される。分配パラメータは、例えば予備テストで決定され、コーティングプロセスの前に設定される。他の方法では、分配パラメータは制御において影響を持たない。望ましくは、分配パラメータはコーティングプロセスの間に変えられない。たとえ、基板温度が特定の温度−時間法則に沿って変えられても、従って例えば温度傾斜が与えられても、分配パラメータは変えられない。
【００１９】
特に望ましい形態では、サセプタの温度は温度測定装置、例えば熱電対を１個のみ使って測定される。また、サセプタ温度の測定は、高温で実行されることができる。サセプタの温度はプロセスチャンバー側を向いたサセプタの面で測定されることができるが、また加熱装置を向いたサセプタの面で実行されることができる。ゾーン加熱装置は、ＲＦコイルまたはＲＦコイルエレメントであることができる。望ましくは、サセプタは、円形ディスク形状を有し、中心軸を持つ。望ましくは、ゾーン加熱装置はサセプタの中心軸の周りに同心円状に配置される。プロセスチャンバーの方を向いたサセプタの面上には、基板ホルダーがある。基板ホルダーは例えばサセプタの表面の凹部によって形成されることができ、凹部には円形ディスク形状の基板が置かれることができる。望ましくは、後者はプロセスチャンバーの中で半導体層をコーティングされる半導体基板である。基板ホルダーはサセプタの中心軸の周りに輪のゾーンで配置される。特に好ましい変形は、３個のゾーン加熱装置が与えられ、次の特性を有する。：基板ホルダーの中心の下に延びる第１のゾーン加熱装置が与えられる。この中央ゾーン加熱装置は、その半径方向に内側とその半径方向に外側とにいずれの場合にも更なるゾーン加熱装置が隣接して置かれる。半径方向に内側のゾーン加熱装置は、基板ホルダーによって占められる輪のゾーンの端を超えて延びる。また、半径方向に外側のゾーン加熱装置は、基板ホルダーが配置されている輪のゾーンの周辺を超えて延びる。周辺のゾーン加熱装置と中央ゾーン加熱装置は、お互いから最小限に離して間隔を空けられる。本発明の好ましい形態では、基板ホルダーは、サセプタの窪みに置かれているプレートによって形成されており、処理プロセスの間にそれらの軸の周りを回転させられる。本発明の好ましい形態では、内側と外側のゾーンはお互いに対にされる。これらの２つのゾーンに供給されるパワーは、予め選択可能な決定された比を有する。中央ゾーン加熱装置に供給されるゾーン加熱パワーは、全体のパワーに対する予め定義できる比を有する。全体のパワーは全てのゾーン加熱パワーの総和であり、加熱装置に供給される。温度測定装置によって測定された温度を特定のサセプタ温度に調節するために、全体のパワーはコントローラによって変えられる。奇数個のゾーン加熱装置の場合には、成長ゾーンの円弧の形状の中心ラインに沿って延びる中央ゾーン加熱装置がある。更なるゾーン加熱装置が、成長ゾーンの領域にそして中央ゾーン加熱装置に対して対称的にペアで配置される。成長ゾーンは特にサセプタのリング状の領域であり、その中に基板が最小半径から最大半径まで置かれる。
【００２０】
回転駆動される基板ホルダーは次の長所を持つ。：基板ホルダーがそれら自身の軸の周りを回転するとき、実質的に回転対称な温度プロファイルが基板ホルダーの上に確立する。基板ホルダーの端のゾーンにおける温度は、それぞれ内側と外側のゾーン加熱装置に供給されるゾーン加熱パワーによって実質的に決定される。けれども、基板ホルダーの中央の温度は中央ゾーン加熱装置に供給される加熱パワーによって実質的に決定される。中央ゾーン加熱装置に供給される全体の加熱パワーの一部を増加させることによって、基板ホルダーの表面中央における温度を増加させることができる。本発明の好ましい形態によれば、外側と内側のゾーン加熱装置に供給されるゾーン加熱パワーのカップリングは不変であるが、一方中央ゾーン加熱装置の加熱パワーはこのカップリングパラメータと独立して自由に選択可能である。この分配パラメータの値は、実質的にプロセスチャンバーの中のガスの組成、特にその熱特性の関数である。望ましくは、分配パラメータは必要に応じて中央で温度を増加または減少させるために使用される。望ましくは、コーティングプロセスはプロセスチャンバーの中で実行される。熱分解するプロセスガスがプロセスチャンバーの中に導入される。分解生成物は、基板の表面上に層として堆積される。望ましくは、これはＭＯＣＶＤプロセスである。本発明に係る方法で、また、例えば、サセプタ温度の設定点が時間の関数であることで温度傾斜を与えることができる。従って、連続的に徐々に温度を増加させることができる。この目的では、望ましくは分配パラメータは変えられない。
【００２１】
望ましくは、ゾーン加熱装置は、サセプタの底面側にらせん状に配置された水冷の誘導コイルによって形成される。らせん状コイルの個別の巻き線はお互いから離れて間隔を空けられる。そして、そこでその間隔は、隣接したゾーン加熱装置がお互いから離れて間隔を空けられる間隔におおよそ対応する。従って、隣接したゾーン加熱装置は直接お互いに隣接する。例えば、それらの半径方向の間隔はサセプタの第２の面からの間隔よりも小さい。これは、温度のジャンプ無しに完全に段のない熱の流れを加熱装置がサセプタに与えることを確かにする。
【００２２】
本発明の実施形態を添付図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】６個の基板ホルダー８が配置される円形ディスク形状のサセプタの上面図を示す。各基板ホルダー８は基板１５に適合させられており、サセプタ７の下に配置されてサセプタ７の中心Ｚの周りに環状に広がるゾーン加熱装置１，２，３が破線で示される。
【図２】II-II線断面図を示す。
【図３】第１の実施形態に係る制御装置のブロック図を示す。
【図４】第２の実施形態の図２と同様な図を示す。
【図５】第２の実施形態に係る制御装置のブロック図を示す。
【図６】異なる分配パラメータＢで基板ホルダー８の直径に渡って生じる表面温度の略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本実施形態はＭＯＣＶＤ反応炉に関する。外部に対して気密である反応炉ハウジング（図示無し）内にサセプタ７が位置している。サセプタ７は円形ディスクの形状であり、回転軸Ｚの周りを回転駆動される。サセプタ７の中心はガス注入ゾーンに置かれる。ガス注入ゾーンにおいて、ガス注入部材１４を通ってプロセスガスがプロセスチャンバー６に供給される。本実施形態では、ガス注入ゾーンの周りに環状に広がる成長ゾーンに全部で６個の基板ホルダー８がある。基板ホルダー８は、サセプタ７の上面側７’のくぼみ９の中に置かれている。基板ホルダー８を個々の回転軸１６の周りに回転駆動させることができる手段が提供される。望ましくは、この目的のために、くぼみ９の中に下側から供給されるキャリアガスによって形成されるガスクッションの上に円形ディスク形状の基板ホルダー８が置かれる。キャリアガスによって、基板ホルダー８を回転させることができる。個々の基板ホルダー８の上に、コーティングされる基板１５がある。プロセチャンバー天井１３がプロセスチャンバー６の上に位置している。プロセチャンバー天井１３は冷却されることができる。ガス注入部材１４はプロセチャンバー天井１３の中心から外側にサセプタ７に向かって広がる。ガス注入部材１４は複数のガス排出口を備え、それを通って例えばIII族とV族の元素を含むガスがプロセスチャンバー６に導入されることができる。これらのプロセスガスは、例えば水素または窒素のようなキャリアガスとともにプロセスチャンバー６の中に導入される。これらのプロセスガスは、ガス相で分解するが、また基板１５の表面で分解し、基板１５の上にIII−V族の層が堆積する。キャリアガスと反応生成物は、図示されない真空ポンプによってプロセスチャンバー６から排出される。 
【００２５】
サセプタ７の下に、従ってその底面側７''の下に、中心Ｚの周りに環状に配置された複数のゾーン加熱装置がある。図１から図３に示される実施形態では、３つのゾーン加熱装置１，２，３が与えられる。そして、図４と図５に示される実施形態では、５つのゾーン加熱装置１，２，３，４，５が与えられる。
【００２６】
ゾーン加熱装置は、抵抗ヒーターまたは誘導ヒーターであることができる。けれども、望ましくはゾーン加熱装置１から５は、誘導コイルであり、らせん巻線または同心巻線の方法で中心Ｚの周りに配置される。全てのゾーン加熱装置１から５は１つの平面上に配置されており、隣り合った加熱装置１から５はできるだけ密接してお互いの隣に置かれる。
【００２７】
基板ホルダー８の中心１６の下に環状に延びる中央ゾーン加熱装置１が与えられる。また、この中央ゾーン加熱装置１の領域において、温度測定装置１０を使ってサセプタ７の温度が測定される。本実施形態では、温度測定装置１０は、サセプタ７の底面側７''に位置する熱電対として図示される。また、サセプタ温度は高温で、特に光導体を用いて測定されることができる。複数の温度測定装置１０が与えられることができる。それらは異なる半径方向の位置または異なる円周上の位置でサセプタ７の温度を測定する。異なる円周上の位置でサセプタ温度が測定されるならば、望ましくは温度の平均が実行されることができるようにその測定は同じ半径方向の間隔で行われる。望ましくは、その装置は温度測定装置１０を１個のみ持つか、および／またはサセプタの温度が１つの半径方向の位置のみで測定されるが、付加的に複数の個別の温度測定装置によって測定される。望ましくは、その測定は基板ホルダー８の中心１６が位置している円弧の線の上で実行される。
【００２８】
図１から図３に示される実施形態では、中央ゾーン加熱装置１に加えて、半径方向に内側の成長ゾーン周辺の下に延びる半径方向に内側のゾーン加熱装置３がある。ゾーン加熱装置３は、成長ゾーンの下、従って基板ホルダー８の下に実質的に延びる。けれども、また、その端部は注入ゾーン、従って基板ホルダー８によって占められないゾーンの下に延びる。
【００２９】
中央ゾーン加熱装置１の半径方向に外側に、半径方向に外側のゾーン加熱装置２がある。ゾーン加熱装置２は同様に成長ゾーンの下、すなわち基板ホルダー８によって占められるサセプタ７の上面側７’の領域の下に実質的に位置している。けれども、ここにまた、ゾーン加熱装置２の一部が成長ゾーンの外側、従って基板ホルダー８によって占められている領域の外側に延びる。
【００３０】
図４と図５に示される実施形態では、半径方向に外側のゾーン加熱装置２と中央ゾーン加熱装置１の間に置かれた他のゾーン加熱装置４がある。中央ゾーン加熱装置１と半径方向に内側のゾーン加熱装置３の間に他のゾーン加熱装置５が置かれている。
【００３１】
いずれの場合にも、２つの外側のゾーン加熱装置２，３はペアを形成する。同様に、外側のゾーン加熱装置２と３および中央ゾーン加熱装置１の間に配置されるゾーン加熱装置４と５はペアを形成する。
【００３２】
図３は、ゾーン加熱装置１，２，３に加熱パワーを供給する制御装置を示す。参照変数は、特定の基板温度Ｔｓである。温度測定装置１０によって測定される温度は、この参照変数に調節されることになる。この目的のために、コントローラ１１は加熱パワー分配器１２に全体の加熱パワーＰｔｏｔを出力する。コントローラ１１はＰＩＤコントローラであることができる。加熱パワー分配器１２において、全体の加熱パワーＰｔｏｔは個々のゾーン加熱装置１，２，３の間にゾーン加熱パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３として分配される。この目的のために、分配パラメータＡ，Ｂが使われる。分配パラメータＡ，Ｂは予備テストまたはシミュレーション計算を通して見い出される。分配パラメータは、実質的に自由に選択可能であり、例えば異なる全圧またはガス組成のような異なるプロセス条件に対して異なる。それらは、実質的に、使用されるキャリアガスとサセプタ７の内側と外側の端に隣接した形状との固有の熱伝導率の関数である。第１の分配パラメータＡは、外側のゾーン加熱装置２，３に供給されるパワーの商に相当する。従って、それは内側の表面から外側の表面への損失比に相当する。
【００３３】
【数１】
0006325104.tif 000002
【００３４】
第２の分配パラメータＢは、中央ゾーン加熱装置１に供給される全体のパワーの一部を決定する。
【００３５】
【数２】
0006325104.tif 000003
【００３６】
分配パラメータＡで、基板ホルダー８の端領域、従ってその上に置かれている基板１５の端における加熱装置の効果に影響を及ぼすことができる。分配パラメータＢで、回転する基板１５の中央に供給されるパワーが一様にされる。従って、基板１５の中央の温度は、分配パラメータＢを増加させることによって上昇させられ、分配パラメータＢを減少させることによって低下させられることができる。
【００３７】
図６は、下から加熱される基板ホルダー８の表面温度を示す３つの温度曲線ａ，ｂ，ｃを示す。曲線ａは、分配パラメータＢが低い値であるときのエネルギー供給を示す。基板ホルダー８の中央における表面温度は端よりも低いことが明らかである。
【００３８】
曲線ｂは、分配パラメータが増加させられるときの基板ホルダー８の直径に渡る温度の漸進を示す。全体の加熱パワーＰｔｏｔが一定のままであるので、端領域、すなわち、周辺のゾーン加熱装置２，３に曲線ａの場合よりも低いパワーが供給される。その結果、端の温度と中央の温度の間の差が減少する。
【００３９】
曲線ｃは、分配パラメータＢが増加させられるならば基板ホルダー８の中央における表面温度が更にどのように上昇させられることができるかを示す。ここでもまた、全体の加熱パワーＰｔｏｔが一定に保たれるので、周辺のゾーン加熱装置２，３に供給されるパワーＰ２，Ｐ３が減少する。
【００４０】
ここで、分配パラメータＡは一定に保たれる。
【００４１】
図４と図５に示される実施形態では、２つの周辺のゾーン加熱装置２と３がペアを形成するように分配パラメータによって対にされるだけではない。また、中間のゾーン加熱装置４，５が分配パラメータＣによって対にされる。
【００４２】
【数３】
0006325104.tif 000004
【００４３】
本発明によれば、各々の場合に、２つのゾーン加熱装置のペアはパワーの観点からお互いに対にされる。そこにおいて、これは、中央ゾーン加熱装置１に対して対称的に配置されたゾーン加熱装置に関係する。
【００４４】
分配パラメータＤで、ゾーン加熱装置のペアに供給されるパワーが百分率として設定されることができるか、または個々に２つのゾーン加熱装置３の一つに供給されるパワーが設定されることができる。
【００４５】
【数４】
0006325104.tif 000005
【００４６】
選択肢において、また、４番目のパラメータを用いてゾーン加熱装置の２つのペア、従ってゾーン加熱装置２および３をゾーン加熱装置４および５と対にすることが考えられる。
【００４７】
サセプタ７は、必ずしも円形ディスクの形状である必要はない。また、それはコーティングされる基板１５が置かれることができる平らな面を持つボディから形成されることができる。例えばピンの形で中央の拡張部が、サセプタの裏側から突き出して、ＲＦ場との結合が改善されるようにコイルの中に延びることができる。
【００４８】
また、個々のコイルを結合することは、異なる方法で実行されることができる。例えば、直接隣り合ったコイルをお互いに結合することができる。
【００４９】
上述した実施形態は、特許出願によって全面的にカバーされ、少なくとも以下の特徴の組み合わせによって各々の場合に独立して先行技術を改善する本発明を示すために役立つ。すなわち：
入力変数として操作変数Ｐｔｏｔのみを受け取り、出力変数としてゾーン加熱装置１，２，３，４，５の各々に対してゾーン加熱パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を与える加熱パワー分配器１２を特徴とする装置であって、ゾーン加熱パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の値の総和が操作変数Ｐｔｏｔに対応し、ゾーン加熱パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の値がお互いに対して決定された比を持ち、特定の比を予め選択可能な分散パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄによって変更することができる装置。
【００５０】
少なくとも１つの分配パラメータＡ，Ｃがゾーン加熱パワーＰ２，Ｐ３；Ｐ４，Ｐ５の２つの値の商であることを特徴とする装置。
【００５１】
サセプタ７が円形ディスクの形状であり、複数の基板ホルダー８がサセプタ７の中心の周りに環状に配置されており、ゾーン加熱装置１，２，３，４，５がサセプタ７の中心の周りに環状に配置されており、中央ゾーン加熱装置１が基板ホルダー８の中心の下に配置されており、半径方向に内側のゾーン加熱装置３が基板ホルダー８の環状配置の内側の端の下の領域に配置されており、半径方向に外側のゾーン加熱装置２が基板ホルダー８の環状配置の外側の端の下の領域に配置されていることを特徴とする装置。
【００５２】
半径方向に内側のゾーン加熱装置３に供給されるゾーン加熱パワーＰ２，Ｐ３がお互いに対して決定された比Ａを持つことを特徴とする装置。
【００５３】
少なくとも１つの更なるゾーン加熱装置４，５のペアを特徴とする装置であって、結び付いたゾーン加熱装置４，５に供給されるゾーン加熱パワーＰ４，Ｐ５がお互いに対して決定された比Ｃを持つ装置。
【００５４】
基板ホルダー８がそれらの個別の中心軸の周りに回転駆動されることができることを特徴とする装置。
【００５５】
ゾーン加熱装置１，２，３，４，５が高周波交流場を出力するための高周波コイルであり、高周波交流場がサセプタ７の中に渦電流を誘導することを特徴とする装置。
【００５６】
操作変数が加熱パワー分配器１２によって複数のゾーン加熱パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に分割され、それらの各々が関連したゾーン加熱装置１，２，３，４，５に供給されることを特徴とする方法であって、ゾーン加熱パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の総和が制御装置による加熱パワー分配器１２への操作変数Ｐｔｏｔの出力であり、ゾーン加熱パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の値がお互いに対して特定の自由に選択可能な決定された比を持つ方法。
【００５７】
個別のゾーン加熱パワーＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５の間で全体の加熱パワーＰｔｏｔの分配が、予め選択可能な分配パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに従って実行されることを特徴とする方法。
【００５８】
分配パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがプロセスチャンバーに供給されるガスの種類に適応させられることを特徴とする方法。
【００５９】
分配パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがプロセスチャンバー内の全体のガス圧力のセットに適応させられることを特徴とする方法。
【００６０】
分配パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが最大のプロセス温度に適応させられることを特徴とする方法。  
【００６１】
温度傾斜が決定された値に保たれる分配パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄで与えられることを特徴とする方法。
【００６２】
分配パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄがシミュレーション計算および／または予備テストでの測定を通して決定されることを特徴とする方法。
【００６３】
開示される全ての特徴は（それら自体で）本発明と関連がある。関連した／添付する優先権書類（先願のコピー）の開示内容は、またここに、これらの書類の特徴を本出願の請求項に統合する目的のために、全部含まれる。それらの付加的な従属構成における従属項は、特にこれらの請求項に基づいて分割出願をするために、先行技術の独立した発明の改良を特徴づける。
【符号の説明】
【００６４】
１…ゾーン加熱装置
２…ゾーン加熱装置
３…ゾーン加熱装置
４…ゾーン加熱装置
５…ゾーン加熱装置
６…プロセスチャンバー
７…サセプタ
７’ …上面側
７'' …底面側
８…基板ホルダー
９…くぼみ
１０…温度測定装置
１１…コントローラ
１２…加熱パワー分配器
１３…プロセチャンバー天井
１４…ガス注入部材
１５…基板
１６…基板ホルダーの中心
Ａ…分配パラメータ
Ｂ…分配パラメータ
Ｃ…分配パラメータ
Ｄ…分配パラメータ
Ｐ１…ゾーン加熱パワー
Ｐ２…ゾーン加熱パワー
Ｐ３…ゾーン加熱パワー
Ｐ４…ゾーン加熱パワー
Ｐ５…ゾーン加熱パワー
Ｐｔｏｔ…全体の加熱パワー
Ｔｓ…基板温度
Ｚ…中心
【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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