(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工すべき材料のウエハ（１８）用の複数の台座（１６）を有し、主軸の周りを回転する平坦なディスク形支持台（１４）、
前記ディスク型支持台（１４）をその中に収容する、前記ディスク形支持台（１４）の端面に対し実質的に平行に設けられた２つの大きな壁を有する、扁平にした管の形状を有する反応チャンバー（１２）、
前記ディスク形支持台（１４）に可能な限り接近して、しかし前記反応チャンバー（１２）の外側に設置されており、前記ディスク形支持台（１４）の端面に対して平行な平坦なスパイラルから構成される、前記ディスク形支持台（１４）を誘導加熱するインダクター（９０）、および
冷却剤流体（２８）のプール（２６）を含み、
前記インダクター（９０）が、前記プール（２６）を流れる前記冷却剤流体（２８）に浸漬することにより冷却されることを特徴とする改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２】
前記反応チャンバー（１２）が、前記プール（２６）を流れる前記インダクター（９０）を冷却する冷却剤流体（２８）と同一の冷却剤流体（２８）に浸漬することにより冷却されることを特徴とする請求項１に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項３】
前記反応チャンバー（１２）が、冷却剤流体（２８）のシャワーにより冷却され、そして前記冷却剤流体（２８）が前記インダクター（９０）を冷却するために前記反応チャンバー（１２）の下部に設けられたプール（２６）内に回収されることを特徴とする請求項１に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項４】
前記反応チャンバー（１２）が、空気の循環により冷却されることを特徴とする請求項１に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項５】
前記冷却剤流体（２８）が、水であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項６】
前記反応チャンバー（１２）は、１つ以上の入り口により誘導される主な気体の流れの方向に向かって収束する壁を有することができることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項７】
前記ディスク形支持台（１４）が均一な厚みを有することを特徴とする請求項１に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項８】
前記インダクター（９０）が、連続して連結された複数の同心の環状の平坦なターン（９０ａ〜ｈ）により構成され、平坦なスパイラルに類似した形状を形成していることを特徴とする請求項１に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項９】
前記インダクター（９０）が、駆動手段（１１８）により作動する可動性支持体（１２６）により支持されて、前記インダクター（９０）と前記支持台（１４）との距離を調節可能になっており、そして前記作動が前記駆動手段（１１８）に連結されたエンコーダ（１２２）によって検出されることを特徴とする請求項８に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１０】
前記駆動手段（１１８）により作動される前記可動性支持体（１２６）が、前記インダクター（９０）の各ターン（９０ａ〜ｈ）と、その上に設けられている前記支持台（１４）との距離をそれぞれ独立して調節可能に別々に作動し、前記ターン（９０ａ〜ｈ）と前記支持台（１４）間の距離を変化させることにより、前記支持台（１４）に誘導される電流を調節することを特徴とする請求項９に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１１】
前記インダクター（９０）の各ターン（９０ａ〜ｈ）が、該各ターンから電流を得るために、あるいは該各ターンへの電流の流入を可能にするために、調節部材への外部連結用タップを有することを特徴とする請求項１０に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１２】
前記タップに連結可能な前記調節部材が、前記ターン（９０ａ〜ｈ）から電流を調節可能に引き出すための可変性インダクター、あるいは前記ターン（９０ａ〜ｈ）へ電流を調節可能に流入させるための可変性コンデンサーであることを特徴とする請求項１１に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１３】
前記インダクター・コイル（９０）の各ターン（９０ａ〜ｈ）上へのタップの設置および／または前記支持台−ターン間の距離の調節の代わりに、第１インダクター・コイル（９０）に近接して組み合わされ、そして前記インダクター（９０）の各ターン（９０ａ〜ｈ）にしっかり固定された同心円のターン（１０２ａ〜ｈ）からなり、それらの各端末が、前記各ターンを電流調節器に連結するための外部部材への連結（１０８ａ〜ｈ、１１０ａ〜ｈ）になっている第２のコイル（１０２）を設けることができることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１４】
前記第１インダクター・コイル（９０）のターン（９０ａ〜ｈ）にしっかり固定されている前記第２コイル（１０２）のターン（１０２ａ〜ｈ）が、前記第１コイル（９０）の導体とは異なる抵抗率を有する導電性材料でつくられ、前記ターン（１０２ａ〜ｈ）が冷却剤流体（２８）で満たされた前記反応器の外部領域に設けられた接触子（１５８）により閉じた場合、抵抗負荷として作用することを特徴とする請求項１３に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１５】
前記第１コイル（９０）のターンが固体の銅製導体でつくられ、そして前記第２コイル（１０２）のターンが高い抵抗率を有するコンスタンタンまたは類似の材料の導体でつくられていることを特徴とする請求項１３または１４に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１６】
前記反応チャンバーの全ての外壁の上に公知の技術により設けられた、主に０．５〜５ミクロンの赤外範囲内において高い反射係数を有する金またはその他の金属の反射層の手段による技術が、前記支持台（１４）から放射される熱エネルギーを反射させるために用いられることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１７】
前記支持台（１４）により放射される熱エネルギーの反射を制御するために、前記支持台（１４）の処理下にあるウエハ（１８ａ〜ｈ）を収容する側に面する反応チャンバー（１２）の上に、反射を増減させるために調節可能な可動性反射層（１６０）が配置され、そして前記可動性反射層（１６０）の手段による反射が可能なように反応チャンバー（１２）の透明性を維持する前記支持台（１４）に面した壁を除く全ての壁に反射層を設置する技術を使用することができることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１８】
前記可動性反射層(１６０)がブラインドのスラットのように並べられた一連の平行なストリップ（１６２ａ〜ｒ）からなり、１つの側に反射性の高い光沢表面を有し、もう１つの側に吸熱性の高い非光沢表面を有し、前記ストリップ（１６２ａ〜ｒ）の反射面が前記支持台（１４）に向いた場合に熱放射を反射し、ストリップ（１６２ａ〜ｒ）の吸熱面が支持台（１４）に向いた場合に熱放射を吸収し、そして吸収した熱を反応チャンバー（１２）外に向けて放散することを特徴とする請求項１７に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項１９】
前記ストリップ（１６２ａ〜ｒ）が一方の面が金メッキされ、もう一方の面が暗色化された金属ストリップからなり、前記金メッキされた面で反射し、前記暗色化された面で吸熱することを特徴とする請求項１８に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２０】
前記ストリップ（１６２ａ〜ｒ）が、一方の面が金メッキされ、もう一方の面が酸化により暗色化された銅シートのストリップからなり、金メッキおよび暗色化が化学的方法により達成されることを特徴とする請求項１９に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２１】
前記金メッキおよび前記酸化による暗色化の両方が電気分解によって達成されることを特徴とする請求項１９に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２２】
前記ストリップ（１６２ａ〜ｒ）が、一つの光沢のある面と一つの非光沢の暗色化された面とを有する陽極酸化されたアルミニウムのストリップであることを特徴とする請求項１８に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２３】
光沢のある反射面と非光沢の暗色化された面とを有する前記ストリップ（１６２ａ〜ｒ）が、支持体（１４）から放射される熱エネルギーに対して反射面または暗黒化面を暴露する、もしくは中間位置に調節することを可能とする機構（１８６）により作動されることを特徴とする請求項１８に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２４】
前記機構が、支持台（１４）によって放射される熱エネルギーに対してストリップ（１６２ａ〜ｒ）の一方の面または反対の面のいずれかを暴露可能にするストリップ（１６２ａ〜ｒ）に挿入された回転軸（１６４ａ〜ｒ）から構成されることを特徴とする請求項２３に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２５】
全てのストリップ（１６２ａ〜ｒ）を同時に作動可能にするためにユニゾン機構が設けられていることを特徴とする請求項２４に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２６】
前記ユニゾン機構が、ストリップ（１６２ａ〜ｒ）を回転させるための回転軸（１６４ａ〜ｒ）のそれぞれに連結され、そして互いに噛み合された一連のギア（１７２ａ〜ｒ、１７４ａ〜ｒ）から構成され、前記ストリップ（１６２ａ〜ｒ）を所望の側に同時に位置させるのを可能にすることを特徴とする請求項２５に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２７】
前記ユニゾン機構が、ストリップ（１６２ａ〜ｒ）を回転させるための各回転軸（１６４ａ〜ｒ）に連結されたクランク、および該クランクの全てに連結されたロッドにより動く、クランク手段から構成されることを特徴とする請求項２５に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２８】
前記ストリップ（１６２ａ〜ｒ）が、一斉にストリップ（１６２ａ〜ｒ）を動かすための機構に連結された回転アクチュエーターにより動かされることを特徴とする請求項２５に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項２９】
前記アクチュエーター（１８６）が、往復直線運動を有する形式のアクチュエーターであることを特徴とする請求項２５に記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【請求項３０】
プログラム可能なロジック・コントローラ（１３０）が使用され、冷却剤流（２８）の循環、支持台（１４）とインダクター（９０）との間隔調整、インダクターのタップの外部電流調節部材への連結もしくは第２コイル（１０２）のタップの外部電流調節部材または接触子（１５８）への連結、ならびに反射層および吸熱層を有するストリップ（１６２ａ〜ｒ）のアクチュエーター（１８６）による位置取りを制御することを特徴とする請求項１ないし２９のいずれかに記載の改善されたエピタキシャル反応器。
【発明の詳細な説明】
本発明は、基板上への半導体材料の化学的気体堆積（ＣＶＤ）のための装置（システム）に関する。
特に、本発明は、集積回路用チップなどの半導体部品の製造に用いられる基板、特にシリコン基板上への材料の化学的気体堆積（ＣＶＤ）のためのエピタキシャル反応器に関する。
さらには、本発明は、液体冷却剤の流れを有していてもよい外部冷却器を有する冷壁を有する、断面が実質的に矩形である小容量の管状の反応チャンバーから構成されるエピタキシャル反応器に関する。このチャンバーは、１つ以上の基板を収容可能な回転式ディスク形支持台(susceptor)および反応気体を包含し、これらの気体は、１つ以上の入り口から入り、上記基板に平行に流れて上記チャンバーを流れる。この支持台は、上記反応チャンバーの外側に設けられた実質的に平坦な螺旋状のインダクターによる低周波数の誘導（３，０００〜２０，０００Ｈｚ）により加熱される。このインダクターは、インダクターの１つ以上のターンと支持台との電磁束結合を変化させる目的で、一つ以上のターンの上記支持台からの距離をそれぞれ変化させるための電気機械的手段を有していてもよい。あるいはまた、インダクターは、さらに以下に記載される装置を有していてもよく、上記反応チャンバーは、支持台により放射されるエネルギーの反射を調節するための、該反応チャンバーの外部壁上に、あるいは如何なる場合でも外部に設置されている手段を有し、この手段は、電気機械式あるいは空気圧式アクチュエーターにより固定されているか、あるいは可動性であるか、あるいは、延伸可能であり、外部手段もおそらく、それらの輻射を最小値から最大値へと連続的に調節する目的で調節可能である。最も普及しているエピタキシャル反応器はバッチ式であり、すなわち、それらは複数の基板を同時に加工可能である。
一般に、用いられる容器または反応チャンバーおよび支持台の種類を考慮に入れると、工業的レベルで最も普及している２つの構造がある。すなわち、垂直のシリンダーと角錐台形の支持台等とを有する構造（当業界において「バレル（樽）」構造として知られる）、および好適なチャンバーの中に平坦なディスク形支持台を有する構造（当業界において「パンケーキ」構造として知られる）である。
上記反応器の支持台を加熱するための装置も２種類に分類することが可能である。すなわち、ランプ加熱と中周波数または低周波数誘導加熱である。
バレル装置は、角錐台形の支持台を有し、該支持台の上にはウエハが実質的に垂直な位置に配置されており、該支持台はそれ自体の軸の回りを回転して均一な加熱および気体のの流れを確実にし、その反応気体の流れは処理されるべき該ウエハの表面に実質的に平行である。
バレル装置は、容量が小さな、良好な性能を有する反応チャンバーを用い、ランプ加熱または誘導加熱を有していてもよい。そのランプ加熱または誘導加熱は、いずれの場合においても、該反応チャンバーの外部に配置されたままとする。この装置の限界は、特に支持台上に収容されるウエハの数が増えるに従って、直径の大きなウエハ（１５０ｍｍ以上）の上に均一な層を堆積させることが困難なことである。これは、容器が円柱状であり、気体がウエハの上を流れる断面が均一ではなく、気体のその断面に沿った速度における差と、その結果生ずる堆積した層の不均一性とを引き起こす、という事実による。
通常の「パンケーキ」装置では、支持台は、その上にウエハが水平に配置されている回転式ディスクを備える。このパンケーキ装置は、容積の大きな、実質的に半球状の反応チャンバーにより特徴付けられ、該反応チャンバーは、支持台の上に設けられ、その内部で気体がウエハに垂直に到達する。この反応器により、例え直径の大きなウエハ上でさえも良好な均一性を有するが、不都合な電気的特性の欠点を有する層の堆積を可能にするが、それは、該チャンバーが長い洗浄時間を必要とする大きな容積を有することによる。さらに、電磁誘導による加熱には、該インダクターを可能な限り支持台の近くに配置することが必要である。これは、通常のパンケーキ反応器のレイアウトでは、インダクターが反応チャンバーの内側に配置されなければならず、したがって、インダクターが好適に密閉される場合においてさえも、汚染の危険性を深刻にも増大させることを意味する。ウエハを水平に配置することは、長いサイクル時間と関連して、ウエハの不都合な表面欠陥の原因となる。
この２種類の加熱は、正確には同等ではない。その理由は、ランプ加熱では、ウエハは支持台よりもわずかに高温であり、一方、誘導加熱では、ウエハは支持台よりも低温である。この異なる温度勾配の方向は、非常に薄いエピタキシャル層を有する、商業的に非常に重要な装置の製造における実質的な差を包含する。
事実、この２種類の加熱装置の利点および欠点にかかわらず、薄く堆積させる場合（最大で１０〜１５ミクロン）には、ランプ加熱はずっと信頼性が高いが、一方、厚く堆積させる場合（２５０ミクロン以下）には、誘導法は信頼性が高い、と言うことが可能である。その理由は、この２種類の方法の適合性が重複する領域は広いが、正確には、すでに上記したような、ウエハと支持台との間での特定の熱勾配による。
しかしながら、ウエハの前面と後面との間における過度の熱勾配は、熱応力を生じ、その熱応力が、特定の限界を越えた場合には、ウエハのある領域に恒久的に損傷を与えることを述べておかなければならない。この問題は、誘導加熱を有するヒーターに典型的なものであるが、ランプ加熱を有する反応器ではほとんど見られない。
しかしながら、低周波数誘導の利用は、例えばイタリア特許第1,209,570号（特許所有者は本出願の出願人である）に教示されているように、支持台から放射されるエネルギーを反射するための技術の使用を可能にし、ウエハの前面と後面との間における温度勾配が低減できるようになり、さらには、ウエハの結晶品質にも有益であり、多くの場合、ランプを有する反応器に典型的な性能実質的に同等の性能が達成される。
近年、ランプ加熱を有する単一のウエハ構造を有する反応器（「モノウエハ」反応器として知られる）は市販されており、ウエハの直径にかかわりなく優れた均一性を有するウエハを製造することが可能であるが、直径の小さなウエハについては生産性を低下させる。［これに関しては、例えば米国特許第4,846,102号（１９８９年７月１１日に許可）に請求されている反応器を参照されたい。］
それらはランプ反応器であるので、モノウエハ反応器は原則として厚い塗膜には不適当であり、その上、さらに低下した生産性によりウエハのコストが不利なものになる。
本発明の目的は、最適な品質特性および適当な生産性を有する直径の大きなウエハ上に、原則として厚い層を堆積させるために特に設計された、十分に自動化された反応器を提供することである。誘導技術の選択は、大きな厚みに必要なウエハと支持体との間での熱勾配を達成する。本発明により達成されるべき主な目的は、
回転式ディスク形の支持台を有する構造において、加熱インダクターを、反応チャンバーの内側を循環する化学試薬と接触させないために、可能なかぎり該支持台の近くに、しかし該反応チャンバーの外部に設置して保持すること、
換算体積(reduced volume)および基板に平行な気体の流れを有するように、すなわち、バレル反応器において経験される成長条件に部分的に類似する成長条件を用いて、しかし、ガス・フローに対する不均一な断面の問題を伴わずに、上記ディスク形の支持台の端面に実質的に平行に設けられた２つの大きな壁面を有する、平坦で管状の反応チャンバーを用いること、
熱応力を最小にする目的で、各ターンまたはターンの各組と支持台との間の結合を即時(in real time)に変化させて、加熱、堆積および冷却の工程を行う間に該支持台における横方向の温度側面を即時に最適化することにより、インダクターと支持台との間での電磁束を局所的に制御するための新規な技術を用いること、
支持台により放射されるエネルギーの該支持台への反射、可能な限りは、この反射を制御して、該反射をその最小値と最大値との間で変化させること（さらに中間値に調節される可能性がある）を可能するための新規な技術を用いた上記反射を用いて、該エピタキシャル層の厚みに応答した該反射の寄与率を最適化し、および該反射を最小値に調節することにより冷却時間を短縮すること。
つまり、上記の要件を満足するエピタキシャル反応器は、平坦なディスク形の支持台を備え、該支持台が、加工されるべき材料からなるウエハ用の複数の台座を有し、上記ディスク形支持台の端面に対して実質的に平行に並べられた２つの大きな壁面を有する反応チャンバー内に収容されており、該支持台がその主軸のまわりを回転し、かつインダクターの誘導により加熱されるエピタキシャル反応器であり、上記インダクターが可能な限り上記支持台の近くに、しかし反応チャンバーの外部に配置され、該支持台の端面に対して平行である平坦なスパイラルからなることを特徴とする。
１つの特定の具体例において、この反応器は、反応チャンバーの壁が、１つ以上の入り口により誘導される主な気体の流れの方向に収束していてもよいことにより特徴付けられる。
あるいはまた、支持台は、反応チャンバーに対してわずかな傾斜を採用してもよい。さらに、ディスク形支持台の厚みは逐次変えることが可能である。
さらに、反応チャンバーは、プールを流れる冷却剤流体（例えば水）への浸漬により冷却され、インダクターも同様の冷却剤流体によって、そこに完全に浸漬することにより冷却される。
あるいは、反応チャンバーは、冷却剤流体のシャワーにより冷却され、インダクターは、シャワーとして入り、かつ該反応チャンバーの下に設けられたプールの中に回収される同様の冷却剤流体により冷却される。
さらなる代替として、反応チャンバーは空気循環により冷却され、インダクター（固体の導体で形成される）は大量の流水中への浸漬により冷却される。
あるいはまた、インダクターは中空の導体で形成され、冷却剤流体をその内部を流動可能にする。
平坦なスパイラル形状であるインダクターは、好ましくは、連続して連結されて平坦な螺旋に類似した形を形成する、複数の同心で平坦な環状ターンから構成される。
インダクターも、好ましくは、駆動手段により作動可能な可動性支持体により支持され、該支持体は該インダクターと該支持台との距離を調節可能にし、この作動は上記駆動手段に連結された符号器（エンコーダー）により検出される。
あるいはまた、上記の駆動手段により作動される可動性支持体が、インダクターの各ターンの上で各々作動し、各ターンとその上に設けられた支持台との間の距離が独立して調節可能になり、その結果、該ターンと該支持台との距離を変えることにより、該支持台に誘導される電流が調節される。
１つの特定の具体例において、インダクターの各ターンは、各ターンから電流を引き出すため、あるいは電流をそこへ流すために、調節部材への外部接続用のタップを有する。
特に、上記のタップに連結可能な調節部材は、電流をターンから調節可能に引き出すための種々のインダクター、あるいは電流のターンへの調節可能な流入のための可変性コンデンサーであってもよい。
あるいはまた、インダクター・コイルのターン上にタップを備える代わりに、第２コイルを備えてもよく、この第２コイルは、上記第１インダクター・コイルの近くに連結され、かつ同心の環状ターンから構成されており、該環状ターンが上記インダクターの各ターンにしっかり固定され、かつその各々の末端が、各ターンを電流調節器に連結するための外部部材に連結している。
あるいはまた、上記第２コイルのターン（インダクターまたは第１コイルのターンにしっかり固定されている）は、第１コイルの導体とは異なる抵抗率を有する導電性材料からつくられており、該ターンが、冷却剤流体で満たされた反応器の外側領域に設けられた接触子等により閉じた場合には、抵抗負荷として作動する。
第１コイルのターンは、好ましくは、コンスタンタンまたはそれに類似した高い抵抗率を有する物質からできた固体の導体からつくられる。
本発明の好ましい具体例において、固定された反射層を反応チャンバーの外壁上に設けることにより、支持台から放射される熱エネルギーを反射させるための技術の使用の可能性が紹介されている。
あるいはまた、この反射は、反応チャンバーの上に、かつ処理下にあるウエハを収容している側上にある支持台に向かい合わせて、反射を増減するために調節可能な可動性反射層を設置することにより達成され、該可動性反射層に面する壁は透明になっており、反射層が反応チャンバーの残りの壁の全ての上に保持されている。
特に、この反射層は、ブラインドのスラット（よろい板）のように並べられた一連の平行なストリップ（細長い片）から構成され、一方の側には反射性の高い、光沢のある表面を有し、もう一方の側には吸熱性の高い、非光沢性の表面を有しており、該ストリップの反射面が支持台に向いた場合には熱放射を反射し、該ストリップの吸熱面が支持台に向いた場合には熱放射を放散する。
特に、上記のストリップは、一方の側を金メッキし、もう一方の側を暗色化した金属性ストリップからなり、金メッキした面で反射し、暗色の面で吸熱する。
これらのストリップの１つの具体例は、一方の側を金メッキし、反対側を酸化により暗色化する銅シートのストリップから構成され、その金メッキおよび暗色化は可能な限り化学的方法により達成される。
特に、金メッキおよび酸化による暗色化は、共に電気分解により達成される。
あるいはまた、上記ストリップは、１つの光沢面および１つの非光沢面を有する陽極酸化されたアルミニウムであってもよい。
光沢のある反射面および非光沢性の暗色の面を有するストリップは、好ましくは、反射面または暗色面の暴露、またはそれらを中間の状態への調整を可能にする機構により作動される。
特に、この機構は、回転軸から構成され、この回転軸はストリップに挿入されており、かつストリップの一方の面または他方の面が暴露されるのを可能にする。
ストリップの全てが同時に動くのを可能にするためには、好ましくは、ユニゾン機構(unison mechanism)が設けられる。
さらに好ましくは、このユニゾン機構は、一連のギアから構成され、各ギアは、ストリップを回転するための軸に連結されており、該ギアは互いに噛み合って、ストリップを所望の側に同時に配置するのを可能にする。
あるいはまた、そのユニゾン機構は、ストリップを回転させるための各軸に連結されているクランク手段からなり、そのクランク手段は、該クランクの全てを連結するロッドによって動かされる。
ストリップは、ストリップを同時に動かすための機構に連結されている回転アクチュエーターにより動かされる。
あるいはまた、アクチュエーターは、往復運動している直線的な運動を有する型のものであってもよい。
本発明の特に好ましい具体例において、プログラム可能なロジック・コントローラーを用いて、冷却剤流体の循環、インダクターと支持台との間隔、インダクターのタップの外部電流調節部材への連結、または第２コイルのタップの、外部電流調節部材または接触子への連結、および反射層または吸熱層を有するストリップのアクチュエーターの配置を調節してもよい。
新規かつ発明的であると考えられる特徴は、正確には、本明細書の結論部分を形成している請求の範囲で定義されている。しかし、さらに詳しい特徴および利点は、以下の好ましい具体例の詳細な説明（個々では、単に非限定的実施例として与えられる）から、添付する図面を参照して、より明確になる。その添付図面において、
図１は、本発明による改良点を含んでいるディスク形支持台を備えたエピタキシャル反応器を示す部分的簡易概略図（縦断面図）であり、
図２は、図１と同じエピタキシャル反応器を示す簡易概略図（横断面図）であり、
図３は、本発明で用いられる第１の、または主たるインダクターおよび第２のインダクター（共に平坦なスパイラルの形状である）のアセンブリの平面図であり、
図４は、図３と同じアセンブリを下からみた図であり、第１のインダクターのターンの数と同じ数のターンから構成される平坦なスパイラルである第２のインダクターをよりよく示すものであり、該第２インダクターのターンが負荷回路に連結可能で、相当する第１インダクターのターンに負荷をかけるものであり、
図５は、特に第１ターンと第２ターンを互いに連結する手段を示す断面図であり、
図６は、インダクターアセンブリとその上に配置された支持台との距離をかえる移動手段に固定された第１ターンと第２ターンとのアセンブリの断面図であり、
第７は、外部回路に第２ターンを接続およびタッピングする手段を表す部分図であり、
図８は、支持台上の領域の反射係数を、実質的に完全な反射から実質的に完全な吸熱へと変化させる作用をする機構を表す部分図であり、
図９は、４つのシリコンウエハを収容可能な、本発明による支持台の第１の具体例の平面図であり、
図１０は、図９に示されたものより小さい８つのシリコンウエハを収容可能な本発明による支持台のもう一つの具体例の平面図である。
図を参照すれば、本発明によるエピタキシャル反応器１０は、用いられる、または存在する化学試薬および生成物（H2、SiCl4、SiHCl3、HCl等）について不活性な石英または類似した透明の絶縁材料の反応チャンバー１２よりなり、かなり平坦な矩形の断面を有する管状部の形状であり、支持台ディスク１４を包含し、この支持台ディスク１４は、対応する半導体（シリコンなど）の複数のディスク形ウエハ１８ａ〜ｈを収容するための複数のくぼみ１６ａ〜ｈを有する。反応チャンバー１２は、支持台１４のくぼみ１６ａ〜ｈにおかれている半導体ウエハの導入および除去のためのドア２０と、上記で定義されたような気体状試薬の流入のための複数の入口２２（その中の１つのみが示してある）と、反応した気体生成物の排除のためのパイプ２４とを有する。反応チャンバー１２を大量の水２８で満たしたプール２６に浸す。その水２８は、導入パイプ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄから入り、次にレベルを決定するためのバリア３６および３８の上にある矢印の３２ａ、３２ｂ、および３４ａ３４ｂによって表される経路に従って上昇し、そしてより低い回収プール４０に落ち、排出パイプ４２および４４を通って出る。
あるいはまた、反応チャンバー１２を、冷却した水をシャワーとしてをまく一組のノズルを用いて上部で冷却し、そのシャワーは、最終的により低いプール４０に流れ落ちる。
プール２６は、本質的に、十分な量の水を保つために、底部４６および側壁４８、５０、５３、および５４により形成されている。初めの２つの側壁４８および５０は、反応チャンバー１２の支持体を定義し、このチャンバー１２は、支持体を越えて突出し、チャンバー１２に溶接されており、かつ対面し、噛み合っているフランジ５６および５８を有する。この支持体の定義は、シール６４および６５の各対と、それぞれウエハの挿入および除去のためのドア２０、および反応したガス生成物の排除のためのパイプ２４に結合している対応したフランジ６０および６２を有し、さらに、シール６８および７０は、チャンバーのフランジ５６および５８、ならびにプール壁４８および５０の間の水密性を確保する。プール２６の側壁４８および５０は、ブラケット７６および７８に固定された支持体７２および７４上につきささっており、そして側壁５２および５４は、ブラケット８０および８２上につきささっている。
プール２６は、大量の水２８の不慮の汚染を防ぐため、蓋８４を用いてトップで閉鎖し、その水は、実質的に純粋にしておかなければならない。その理由は、脱イオン水の使用が好ましいからである。レベルバリア３６および３８は、より低い仕切片８６および８８と結ばれていて、３６および３８は、大量の水２８のレベルを決定するために８６および８８の上にかみ合わせられていて、その大量の水２８は、より低いレベルの大量の水２８を所望する場合には、図２に示されたようにあふれでるようにしてもよいし、バリア３６および３８、ならびにより低い仕切片８６および８８の間を調節可能な形態で、通過してもよい。
第１または第１インダクター９０は、チェンバー１２の下で、または大量の水２８に浸されていて、そのインダクター９０は、上で定義されたように接続棒９４および９６によってインダクター９０に接続された中波交流の外部発電器９２を用いて供給され、その接続棒９４および９６は、底４６においてブッシュをし、そしてシールする媒体９８および１００を通過して伸びている。
第１インダクター９０のより詳しいことは、図３で知ることができ、図３において、このインダクターは、柔軟な橋９１ａ〜ｇによって互いに接続された個々のサークル９０ａ〜ｈを形成するように曲げられた一連の棒のようなコンダクターによって平たんなスパイラルとして表され、そうすることによってインダクター９０で循環する電流は、示されたサークル９０ａ〜ｈすべてを通過する。
第１インダクター９０の下に、それにしっかりと固定されて第２のインダクター１０２があってもよく、これは絶縁要素１０４によって第１インダクターとは隔てられたままであり、この絶縁要素１０４は、特に図５にみられるように、少なくとも、絶縁固定したバンド１０６が機械的に２つのインダクターを相互に連結するところに存在する。
この第２のインダクター１０２は図４に詳しく示されており、これを参照にすべきである。第１のインダクター９０のように、第２のインダクター１０２もまた一連の同心の環状ターン１０２aーhにより形成された平坦なスパイラルに概ね従っている。しかしながら、この同心の環状ターン１０２a-hは互いに連結ていないけれども、棒状の導体１０８a-hおよび１１０a-hの手段により外側に連結されている。この棒状の導体１０８a-hおよび１１０a-hは、密閉ブッシュ絶縁体（sealing bushing insulators）１１２a-hおよび１１４a-hを通してタンク２６の底部４６から現れている。
すでに述べたように、第２のインダクター１０２のターン１０２a-hは、導電性材料から構成されており、この導電性材料は第１のインダクター９０のターン、例えばコンスタンタンのようなものの持つ抵抗率よりも確実に大きい抵抗率を有している。このことにより、単に各ターン１０２a-hを閉鎖させることにより正確な抵抗負荷を保証でき、同時に大量の水２８と密接に接触している同じターン中で起こる熱エネルギーの効果的な放散が保証できる。
図１および図６に示すように、インダクター９０の各個々のターン９０a-hと支持台１４間の距離は、目盛り付きロッド１２２の交互方向の直線運動が可能な適当な手段を通して作動している制御モーター１２０からなる駆動手段１１８により調節される。この目盛り付きロッド１２２は、ベローズ１２６を持つ穴を通してタンク２６の中に挿入された絶縁ロッド１２４に連結され、絶縁要素１０５および定着クリップ（anchoring clips）１０７により第１および第２のインダクター９０および１０２のターン９０a-hのアセンブリに固定されている。目盛り付きロッド１２２は、適切な光センサー１２８により読まれるエンコーダーを構成している。この光センサー１２８は、インダクター９０および１０２の個々のターンに関連する位置シグナルを、プログラムされたロジック・コントローラー（PLC）のような反応器の全体的な制御のための部材に送る。
絶縁要素１０４により対応する第１のターン９０a-hから隔たって保持されている各第２のターン１０２a-hの端部は、絶縁バンドにより共におよび絶縁バンドにより第１のターン９０a-hに固定され、最後の絶縁部材１１６により隔てて保持されている。
支持台ディスク１４は、回転のために、スクリュー１３２により、軸１３４に連結される。この軸１３４は、チャンバー１２のネック１３６を経て下向きに伸び、チャンバー１２の内部に向かっている滑りシール１４０で終わっているベローズユニット１３８に到る。また、この軸１３４は、ＰＬＣ１３０により制御されるモーター１４４の軸１４２により駆動される。ベローズユニット１３８は、モーター１４６により正確に配置され、このモーター１４６は、光学センサー１５０により読みとられる目盛り付きエンコーダー・ロッド１４８を作動する。この光センサー１５０は、ＰＬＣ１３０に、ディスク１４により採用される、チャンバー１２およびインダクター９０と１０２の組に対する位置を知らせる。
タンク２６とチャンバー・ネック１３６との間の密閉は、フランジ１５２およびシール１５４のアセンブリにより達成され、このフランジ・アセンブリ１５２は、駆動手段１１８も支持する支持体１５６上に載っており、接触子１５８は第２のインダクター１０２の各ターン１０２ａ〜ｈに連結している。
ウエハ１８ａ〜ｈの温度を均一にするために、反射層を用いて、支持台１４およびウエハ１８ａ〜ｈにより放射される放射熱エネルギーを反射させるための技術を用いる。この反射層は、例えば金属化（金属被覆）により、反応チャンバーの外側の壁の全ての上に製造可能であるか、あるいは制御可能な反射手段１６０を用いて製造可能である。この反射手段１６０は図１、２および８に示されており、互いに平行に近接して並べられた複数の平坦なストリップ１６２ａ〜ｒにより形成され、例えば、銅からつくられ、恒久的に処理された（例えば金メッキ処理された）第１の光沢があり反射性が高い面と、第２の吸熱性の高い非光沢面（例えば、化学的または電気化学的酸化により暗色化される）とを有する。互いに平行に配置された平坦なストリップ１６２ａ〜ｒは全て、回転を可能にするための軸１６４ａ〜ｒを片側に有し、第１の反射面または第２の吸熱面のいずれかを支持台１４に暴露するか、あるいは可能なあらゆる中間状態を達成する。この第２の可能な解決策(solution)において、反射層は、いずれの場合にも、ウエハを有する側の上にある支持台に面する壁を除いて（この壁は透明なままとする）、反応チャンバーの全ての外壁の上に設けられる。軸１６４ａ〜ｒは、支持枠１７０上の支持体１６６ａ〜ｒおよび１６８ａ〜ｒにはめ込み、中間ギア１７６ａ〜ｑ、１７８ａ〜ｑにより互いに噛み合っているギア１７２ａ〜ｒ、１７４ａ〜ｒに直接連結し、該中間ギアは、ギア１７２ａ〜ｒ、それらと連係する軸１６４ａ〜ｒの厳密な同期回転、およびその結果生じる平坦なストリップの厳密な同期回転を可能にする。１つのギア（例えばギア１７２ａ）は、偏心ピン１８０を有しており、この偏心ピン１８０には、線状のアクチュエーター１８６のロッド１８４の上に設けられた連結アーム１８２が連結している。そのアクチュエーター１８６が、第１の動きにより支持台１４に暴露されるべきストリップ１６２ａ〜ｒの第１の面と、第２の動きにより暴露されるべきストリップ１６２ａ〜ｒの第２の面とを付与する。
勿論、線状アクチュエーター１８６も、反応器１０の全ての制御可能な部分と同様に、ＰＬＣ１３０により制御される。
支持台１４の外観は、４つのウエハ１８ａ〜ｄ（例えば、直径２００ｍｍのウエハ）を収容するための４つの窪み１６ａ〜ｄを有する支持台についての図９に示される外観、あるいは、８つのウエハ１８ａ〜ｈを収容するための８つの窪み１６ａ〜ｈを有する支持台についての図１０の示される外観であってもよい。この２種類の支持台は、各々、中心の窪み１９０を有し、そこにスクリュー１３２の頭部が押してゆき、そのスクリューは、支持体１４を回転させる目的で、下にある軸１３４に埋め込まれている。本発明によるエピタキシャル反応器１０の操作は、以下のように容易に理解できる。
すなわち、シリコン・ウエハ１８ａ〜ｈは、ドア２０を経由して、支持台１４の窪み１６ａ〜ｈに載せる。
インダクター９０のターン９０ａ〜ｈは、ＰＬＣ１３０からくる指示に従って配置する。
あるいはまた、インダクター９０が支持台１４中でつくる電磁場を局所的に変化させるために、第２のターン１０２ａ〜ｈに連結している接触子１５８は開閉され、このようにして支持台における加熱、従ってシリコン・ウエハ１９ａ〜ｈにおける加熱を局所的に変化させる。そして、最後に、
単に、支持台１４に向いている反射面または吸熱面を有するストリップ１６２ａ〜ｒを配向させることにより、反射キャビティ環境で操作するか、あるいは開放キャビティ環境で操作するか、の選択を行う。
上記の記載は、本発明の好ましい具体例を記載したものであり、決して限定するものと考えるべきではなく、類似する、および論理的に同様の解決策は、上記の記載を読めば、当業者には思いつくかもしれないが、これにより防御されると考えられる。
例えば、ストリップ１６２ａ〜ｒの同期的運動は、ストリップを回転させるための軸の各々に連結しており、かつ（ギア１７２ａ〜ｒにより行うよりもむしろ）ロッドにより駆動されるクランク手段により行ってもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図４】
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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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