(57)【要約】  本書に記載されている実施形態は、概して、基板加熱装置である。１つの実施形態では、サセプタは、中央開口部と、本体の端部から延在して中央開口部を囲むリップとを有するリング形状の本体を備える。サセプタは、炭素繊維又はグラフェンを含有する。別の実施形態では、サセプタの形成方法は、有機バインダで炭素繊維をリングサセプタの形状に成形して、有機バインダを焼成する。さらに別の実施形態では、サセプタの形成方法は、グラフェンシートを層状にしてリングサセプタの形状とする。【選択図】図１
2016535430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面及び中央開口部を有するリング形状の本体と、
前記本体の端部から延在して、前記中央開口部を囲むリップとを備えるサセプタであって、炭素繊維又はグラフェンを含有する、サセプタ。
【請求項２】
前記リング形状の本体が約５ｍｍ未満の均一の厚みを有する、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項３】
前記リップ及び前記前面によって、基板を支持するためのポケットが形成される、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項４】
成形された炭素繊維を含有する、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項５】
前記炭素繊維が半径方向に整列される、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項６】
炭化ケイ素で被覆される、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項７】
前記グラフェンがシート状に積層される、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項８】
上面、底面、及び外周を有する本体と、
底面側から上面側を越えて延在して、外周に近接するリップとを備えるサセプタであって、炭素繊維又はグラフェンを含有する、サセプタ。
【請求項９】
前記リップが、前記上面からその上方の前記外周へとテーパする、請求項８に記載のサセプタ。
【請求項１０】
前記テーパしたリップが、前記上面からその上方の前記外周へと又は前記外周の近くへと延在する、請求項９に記載のサセプタ。
【請求項１１】
厚さが約３ｍｍであり、炭素繊維から形成される、請求項８に記載のサセプタ。
【請求項１２】
前記炭素繊維が前記上面の面において整列される、請求項１１に記載のサセプタ。
【請求項１３】
上側石英ドーム及び下側石英ドーム、
前記上側石英ドームと前記下側石英ドームを分離するベースリング、及び
中央開口部を有するリング形状の本体を有するサセプタを備える堆積チャンバであって、
前記サセプタが、前記ベースリング内で囲まれ、炭素繊維又はグラフェンを含有する、堆積チャンバ。
【請求項１４】
前記リング形状の本体が５ｍｍ未満の均一の厚みを有する、請求項１３に記載の堆積チャンバ。
【請求項１５】
前記下側石英ドームと前記サセプタの間に配置されるランプをさらに備え、
前記ランプが、前記サセプタ内の前記中央開口部を通して放射エネルギーを供給するように配向される、請求項１３に記載の堆積チャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、概して炭素繊維サセプタに関し、より具体的には、炭素繊維リングサセプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］半導体基板は、集積回路用デバイスやマイクロデバイスの製造等を含めて、多様な用途に応じて処理される。ある種の基板処理方法では、基板の上面に材料を堆積する。例えば、エピタキシは、基板の表面上に超高純度の薄層を成長させる堆積プロセスであって、超高純度層の材料は典型的にはシリコンやゲルマニウムである。サセプタ上に位置決めされた基板の表面と平行に処理ガスを流して、処理ガスを熱分解して、ガス由来の材料を基板の表面に堆積することによって、材料をクロスフローチャンバ内で堆積することができる。
【０００３】
［０００３］最近のシリコン技術で用いられる最も一般的なエピタキシャル（Ｅｐｉ）膜堆積リアクタは、似たような処理条件を提供する。しかしながら、エピタキシャル堆積の均一性を向上させるうえで、エピタキシャル成長はガス流の精度によって左右されるため、膜品質にとってリアクタの設計が肝要となる。サセプタの従来設計の場合、基板への熱伝達の不均一性によって処理の均一性が損なわれ、基板全体の堆積均一性に悪影響が及んでいる。
【０００４】
［０００４］Ｅｐｉ堆積処理中の基板加熱は、最大１３００℃の高温で実行される。従来のサセプタは、通常、炭化ケイ素（ＳｉＣ）や炭化ケイ素で被覆された焼結グラファイトから作られて、熱容量（ｔｈｅｒｍａｌ  ｍａｓｓ）が高い。サセプタがリングサセプタである場合には、サセプタの高い熱容量のために、サセプタと基板との接触が最大になる基板の裏側や端部への熱伝達効率が低くなって、不均一となる。サセプタから基板への熱伝達が遅くなると、基板全体にわたる膜材料特性の不均一性、特に基板の端部での膜材料特性の不均一性が生じる。
【０００５】
［０００５］したがって、サセプタを改善する必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
［０００６］本書に記載された実施形態は、概して、基板を加熱する装置に関する。１つの実施形態では、サセプタは、中央開口部と、本体の端部から延在して中央開口部を囲むリップとを有するリング形状の本体を備える。このサセプタは、従来のサセプタより熱容量が低い炭素繊維又はグラフェンを含有する。
【０００７】
［０００７］別の実施形態では、サセプタの形成方法は、有機バインダで炭素繊維をリングサセプタの形状に成形することと、有機バインダを焼成することとを含む。さらに別の実施形態では、サセプタの形成方法は、グラフェンシートを層状にしてリングサセプタの形状とすることを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
［０００８］本開示の上述の特徴の態様を詳細に理解することができるように、上記で簡単に概説した本発明のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって得ることができ、これら実施形態の幾つかは添付の図面で示される。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容し得るため、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本発明の範囲を限定すると見なすべきではないことに留意されたい。
【０００９】
【図１】処理チャンバの概略図である。
【図２】サセプタの拡大断面図を示す。
【図３】基板処理のフロー図を示す。
【図４】図１の処理チャンバにおける使用に適切であるサセプタの別の実施形態の断面図を示す。
【００１０】
［００１３］理解を容易にするため、図面で共通する同一要素を示すため、可能な限り、同一の参照番号が使用されている。１つの実施形態の要素及び特徴は、特に明記するまでもなく、他の実施形態に有益に組み込んでもよいと解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［００１４］以下の記載では、説明の便宜上、本開示の完全な理解を促すためにいくつかの具体的な詳細が記載されている。場合によっては、本開示を不明瞭にすることを避けるため、周知の構造及び装置については、詳示せず、ブロック図で示している。これらの実施形態は、当業者が本開示を実施することができるように十分詳細に記載しているが、本開示の範囲を逸脱せずに、他の実施形態を利用でき、また、論理的変更、機械的変更、電気的変更、及びその他の変更をなし得るものである。
【００１２】
［００１５］図１は、特定の実施形態に係る処理チャンバ１００の概略図を示す。処理チャンバ１００は、基板１０８の上面に材料を堆積することを含む、１つ又は複数の基板１０８の処理のために使用されてもよい。基板１０８は、限定されないが、２００ｍｍの、３００ｍｍの、又はより大きな、単結晶シリコン（Ｓｉ）、複結晶（ｍｕｌｔｉ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）シリコン、多結晶シリコン、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ガラス、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化銅インジウムガリウム（ＣＩＧＳ）、セレン化銅インジウム（ＣｕＩｎＳｅ２）、リン化ガリウムインジウム（ＧａＩｎＰ２）、並びに、ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ／Ｇｅ又はＺｎＳｅ／ＧａＡｓ／Ｇｅ基板などのヘテロ接合基板を含んでもよい。処理チャンバ１００は、数ある構成要素の中でも、処理チャンバ１００の壁１０１内に配置されるサセプタ１２０の背面１０４及び基板１０８を加熱するための放射加熱ランプ１０２のアレイを含んでもよい。図１及び図２に示されている実施形態では、サセプタ１２０は、中央開口部１０３、及びサセプタ１２０の端部から延在し且つ中央開口部１０３を囲むリップ１２１を有するリング形状の本体である。サセプタ１２０のリップ１２１及び前面１０２によって、基板の端部から基板１０８を支持するポケット１２６が形成され、それにより、基板１０８がランプ１０２の熱放射に曝露されることが容易となる。サセプタ１２０は、支持体１１８によって支持される。サセプタ１２０の詳細は、図２を参照して以下でさらに説明される。サセプタ１２０は、処理チャンバ１００内で上側ドーム１１０と下側ドーム１１２との間に位置する。上側ドーム１１０、下側ドーム１１２、及び上側ドーム１１０と下側ドーム１１２の間に配置されるベースリング１１４は、概して、処理チャンバ１００の内部領域を画定する。幾つかの実施形態では、放射加熱ランプ１０２のアレイは、上側ドーム１１０の上に配置されてもよい。基板１０８は、ローディングポート（図示せず）を介して、処理チャンバ１００内に持ち込まれ、サセプタ１２０上に位置決めされてもよい。
【００１３】
［００１６］サセプタ１２０は、上昇した処理位置で示されているが、アクチュエータ（図示せず）によって処理位置の下のローディング位置まで垂直に移動させてもよく、それにより、リフトピン１２２がサセプタ支持体１１８内の孔を通り、基板１０８をサセプタ１２０から持ち上げることが可能となる。次にロボット（図示せず）が処理チャンバ１００に入り、基板１０８と係合し、ローディングポートを介して、基板１０８を処理チャンバ１００から取り除いてもよい。次にサセプタ１２０を処理位置まで上方に移動させ、デバイス側１２４が上に面した状態で、サセプタ１２０の前面１０２の上に基板１０８を配置してもよい。
【００１４】
［００１７］サセプタ１２０及びサセプタ支持体１１８は、処理位置に位置している間、処理チャンバ１００の内部容積を、基板１０８の上方の処理ガス領域１２８と、サセプタ１２０及びサセプタ支持体１１８の下方のパージガス領域１３０とに分割する。サセプタ１２０及びサセプタ支持体１１８は、支持用円筒中央軸（ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ  ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ  ｃｅｎｔｒａｌ  ｓｈａｆｔ）１３２によって処理中に回転し、それにより、処理チャンバ１００内の熱と処理ガス流の空間的な偏りの影響が最小限に抑えられ、結果として基板１０８の均一な処理が促進される。中央軸１３２は、基板１０８のローディングとアンローディングの間、場合によっては、基板１０８の処理の間、基板１０８を上下方向１３４に移動させる。
【００１５】
［００１８］一般的に、上側ドーム１１０の中央窓部及び下側ドーム１１２の底部は、石英などの光学的に透明な材料から形成される。ランプ１０２のアレイなどの１つ又は複数のランプを中央軸１３２の周りに、規定された最適な所望する態様で、下側ドーム１１２に隣接させて且つ下側ドーム１１２の真下に配置してもよく、それによって、処理ガスが通過する際に温度が基板１０８の様々な領域で独立して制御され、結果として基板１０８の上面への材料の堆積が促進される。本書では詳細に説明されていないが、１つの実施形態では、堆積された材料は、基板上に単結晶層を生成するためにシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、又はドーパントを含んでもよい。
【００１６】
［００１９］ランプ１０２は、バルブ１３６を含むように構成されてもよく、且つ約２００℃から約１６００℃、例えば、約３００℃から約１２００℃又は約５００℃から約５８０℃の範囲内の温度まで基板１０８を加熱するように構成されてもよい。各ランプ１０２は、配電盤（図示せず）に連結され、配電盤を経由して電力が各ランプ１０２に供給される。ランプ１０２はランプヘッド１３８内に位置決めされ、ランプヘッド１３８は、例えば、ランプ１０２間に位置するチャネル１５２内に導入される冷却用流体によって処理中又は処理後に冷却されてもよい。ランプヘッド１３８が下側ドーム１１２に近接することに部分的に起因して、ランプヘッド１３８は、下側ドーム１１２を伝導的に且つ放射的に冷却する。ランプヘッド１３８は、ランプ壁及びランプ周囲のリフレクタ（図示せず）の壁をさらに冷却してもよい。代替的に、下側ドーム１１２は、業界で既知の対流で冷却されてもよい。用途によっては、ランプヘッド１３８は、下側ドーム１１２に接することもあれば、接しないこともある。基板１０８の裏側加熱の結果、基板１０８及びサセプタ１２０上で温度測定／制御するために光学式高温計１４２を使用することをさらに実行してもよい。
【００１７】
［００２０］リフレクタ１４４は、任意選択的に上側ドーム１１０の外側に配置してもよく、それにより、基板１０８から放射された赤外線を反射して基板１０８に戻す。リフレクタ１４４は、アルミニウム又はステンレス鋼などの金属から作られてもよい。反射効率は、金などの高い反射性被覆材でリフレクタ領域を被覆することによって改善し得る。リフレクタ１４４は、冷却源（図示せず）に接続された、１つ又は複数の機械加工されたチャネル１４６を有し得る。チャネル１４６は、リフレクタ１４４の側面に形成された流路（図示せず）に接続する。流路は、水などの流体の流れを伝えるように構成されており、リフレクタ１４４を冷却するため、リフレクタ１４４の一部又は全表面を覆う任意の所望のパターンで、リフレクタ１４４の側面に沿って水平に伸びてもよい。
【００１８】
［００２１］処理ガス供給源１４８から供給される処理ガスは、ベースリング１１４の側壁に形成された処理ガス注入口１５０を通じて、処理ガス領域１２８内に導入される。処理ガス注入口１５０は、処理ガスを、概して半径方向内側に導くように構成される。膜形成処理の間、サセプタ１２０は、処理ガス注入口１５０に隣接し且つ処理ガス注入口１５０とほぼ同じ高さに位置する処理位置に配置されてもよく、それにより、処理ガスが、層流のように基板１０８の上面にわたって流路に沿って上方に巻回して流れることが可能となる。処理ガスは、処理ガス注入口１５０と反対側の、処理チャンバ１００の側面上に位置するガス注出口１５０を通じて処理ガス領域１２８から出る。ガス注出口１５５を通じた処理ガスの除去は、ガス注出口１５５に連結された真空ポンプ１５６によって促進されてもよい。処理ガス注入口１５０とガス注出口１５５は、位置合わせされてほぼ同じ高さに位置するため、このような平行配置は、より平らな上側ドーム１１０と組み合わされると、基板１０８全体にわたって概して平面的で均一なガス流をもたらすと考えられている。サセプタ１２０を介した基板１０８の回転によって、さらに半径方向の均一性がもたらされ得る。
【００１９】
［００２２］パージガスは、ベースリング１１４の側壁に形成された任意選択的なパージガス注入口１６０を介して（或いは処理ガス注入口１５０を介して）、パージガス源１５８からパージガス領域１３０へ供給されてもよい。パージガス注入口１６０は、処理ガス注入口１５０よりも下の高さに配置される。パージガス注入口１６０は、パージガスを概して半径方向内側に導くように構成される。膜形成処理の間、サセプタ１２０は、パージガスが層流のようにサセプタ１２０の背側１０４にわたって流路に沿って下方に巻回して流れるような位置に配置されてもよい。何らかの特定の理論に制限されるものではないが、パージガスの流れは、処理ガスの流れがパージガス領域１３０に入ることを防止する又は実質的に回避させる、或いは、パージガス領域１３０（すなわち、サセプタ１２０の下の領域）に入る処理ガスの拡散を低減すると考えられている。パージガスは、パージガス領域１３０を出て、パージガス注入口１６０の反対側の処理チャンバ１００の側面上に配置されているガス注出口１５５を通じて処理チャンバ１００から排出される。
【００２０】
［００２３］図２は、１つの実施形態に係るサセプタ１２０の拡大断面図を示す。処理チャンバ１００の中にサセプタ１２０が示されているが、サセプタ１２０は、エピタキシ、急速熱処理、化学気層堆積、原子層堆積、又は均一なガス流又は温度を必要とする任意の他の真空プロセスに適していると考えられている。さらに、サセプタ１２０は、リングサセプタであるが、他のサセプタ（すなわち、非リングサセプタ）も以上の開示から恩恵を受けることができると考えられている。
【００２１】
［００２４］サセプタ１２０は、内径２５２及び外径１２４を有するリング形状である。内径２５２は、サセプタ１２０の中央開口部２５８を画定し、基板１０８をサセプタ１２０のポケット１２６上に置くことができるように、基板１０８の直径よりも短い。中央開口部２５８とリップ１２１の間に形成されたポケット１２６は、約１ｍｍと約７ｍｍの間、約４ｍｍなどの長さ２５４を有してもよい。１つの実施形態では、リップ１２１は、約２ｍｍと約２０ｍｍの間、約１６ｍｍなどの厚み２６０を有してもよい。リップ１２１の厚み２６０は、ポケット１２６から外径１２４にかけて均一であってもよい。代替的に、リップ１２１の厚み２６０は、ポケット１２６から外径１２４に向かって、リップ１２１の少なくとも一部で増加してもよい。（図４を参照）外径１２４の近くのリップ１２１の厚み２６０の増加によって、有利には、強度と耐反り性がもたらされる。
【００２２】
［００２５］サセプタ１２０は、基板１０８とリップ１２１の間で約０．５ｍｍの間隙２５６が形成されるように構成されてもよい。１つの実施形態では、中央開口部２５８は、基板１０８よりも約１ｍｍ短く、サセプタ１２０は、基板１０８を受け入れるように構成される。例えば、サセプタ１２０の中央開口部２５８は、約４４９ｍｍであってもよく、少なくとも４５０ｍｍ直径の基板を受け入れるように構成される。２番目の実施例では、サセプタ１２０の中央開口部２５８は、約２９９ｍｍであってもよく、少なくとも３００ｍｍ直径の基板を受け入れるように構成される。さらに別の実施例では、サセプタ１２０の中央開口部２５８は、約１９９ｍｍであってもよく、少なくとも２００ｍｍ直径の基板を受け入れるように構成される。間隙２５６によって、基板１０８は、リップ１２１に関連付けられる材料の熱容量から離間され、結果として、基板１０８内の温度の均一性が促進される。
【００２３】
［００２６］１つの実施形態では、サセプタ１２０は炭素繊維を含有する。炭素繊維の軽量性及び低熱容量によって、従来の炭化ケイ素サセプタよりも迅速に温度変化に反応できる熱的に機敏なサセプタ１２０が作られる。１つの実施形態では、サセプタ１２０は、従来のサセプタよりも薄く、約５ｍｍ未満、例えば３ｍｍ未満の均一な厚みを有する。サセプタ１２０の薄さによって、有利には、基板１０８とサセプタ１２０の間の物理的接触の量が最小限となる。
【００２４】
［００２７］１つの実施形態では、サセプタ１２０は、有機バインダで炭素繊維を成形することによって形成される。有機バインダは、焼成処理の間、炭化又は黒鉛化してもよい。１つの実施形態では、サセプタ１２０内の炭素繊維は、基板１０８に最適な熱伝達をもたらすため、半径方向に整列される。別の実施形態では、サセプタ１２０は、炭素の同素体であるグラフェンを含有する。サセプタ１２０は、熱分解炭素シート（ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  ｃａｒｂｏｎ  ｓｈｅｅｔ）などのグラフェンシートの層を使用して形成される。グラフェンシートは、約１０ミクロンから約１００ミクロンの厚みであってもよい。別の実施形態では、サセプタ１２０は、炭素繊維ー炭素複合層と結合された熱分解シートの層によって形成されてもよい。さらに別の実施形態では、グラフェン又は炭素繊維サセプタ１２０は、炉又はオーブン又は被覆のための任意の他の適切な機構の中で焼結することによって、炭化ケイ素で被覆されてもよい。
【００２５】
［００２８］１つの実施例では、サセプタ１２０は、炭素原子がより無作為に共に折り畳まれるポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維から形成されてもよい。別の実施例では、炭素繊維サセプタ１２０は、熱処理されたメソフェ?ズピッチ由来の炭素繊維など、より黒鉛状であってもよい。さらに別の実施例では、炭素繊維サセプタ１２０は、他の適切な材料とともに、ＰＡＮ又はピッチ由来の炭素繊維の複合材からさらに構成されてもよい。黒鉛状炭素繊維サセプタ１２０は、ＰＡＮ系炭素繊維サセプタ１２０よりも高い熱伝導率を有することがあり、結果として、熱伝達率が適切に調整され得る。例えば、黒鉛状炭素繊維サセプタ１２０は、材料全体にわたってより迅速な熱伝達を有し、その上の基板１０８を半径方向により均一に加熱する。したがって、炭素繊維サセプタ１２０上の基板１０８は、最小限の温度勾配を有し、有利には、炭素繊維サセプタ１２０は、その上の基板１０８を処理するにあたって、均一性を促進する。
【００２６】
［００２９］図３は、基板を加熱する処理手順３００を示す。１つの実施形態では、手順３００は、処理チャンバ１００内で実行される処理に対応する。しかしながら、手順３００は、均一のガス流を必要とする任意の真空処理チャンバ内で実行されてもよいと考えられている。処理手順３００は、ブロック３０２で開始し、図１及び図２で示されている基板１０８などの基板が、図１で示されているチャンバ１００などの処理チャンバ内に提供される。ブロック３０２では、基板１０８は、有利には、リングサセプタ１２０内の開口部１０３を通して、基板１０８の裏側でランプ１０２からの放射エネルギーを吸収する。１つの実施形態では、手順３００は、急速熱処理手順であり、基板１０８は、約１０５０ｎｍから約１１００ｎｍの間の波長で透明である。ランプ１０２は、放射エネルギーを生成して基板１０８を約５００℃又は約５８０℃まで加熱し、基板１０８は不透明となる。ブロック３０６では、処理ガスは、処理ガス領域１２８内に流れ込む。ブロック３０６は、基板１０８を加熱する前か後に実行されてもよい。ブロック３０８では、基板１０８の温度は、処理手順３００に応じて制御（例えば、上昇、下降、又は維持など）されてもよい。１つの実施形態では、処理手順３００は、急速熱処理手順であり、約１２００℃に達するために約３００℃／秒の速度で温度を引き上げる。次にランプ１０２への電力が止められ、基板１０８の温度を冷却することが可能となる。
【００２７】
［００３０］図４は、数ある中でも、図１の処理チャンバにおける使用に適切であるサセプタ４２０の別の実施形態の断面図を示す。サセプタ４２０は、本体４１０、底面４０４、上面４２６、及び外周４２３を有する。サセプタ４２０の本体４１０は、底面４０４から上面４２６へ通るように配置される複数のリフトピン孔４２２を有してもよい。サセプタ４２０は、円形形状であってもよく、サセプタ４２０の外周４２３に沿って底面４０４から上面４２６を越えて延在するリップ４２１を有する。
【００２８】
［００３１］リップ４２１は、内周４２５を有するリング形状である。以上で説明されたリップ１２１と同様に、リップ４２１は、均一な厚みを有してもよく、或いはテーパ４３０を有してもよい。テーパ４３０は、上面４２６からその上方の外周４２３へと又は外周の近くへと延在する。つまり、テーパ４３０は、上側リップ表面４３２へと延在してもよく、或いは、画定された上側リップ表面がない実施形態では、外周４２３へと延在してもよい。
【００２９】
［００３２］内周４２５は、サセプタ４２０の上面４２６上に配置された基板１０８を受け入れるように構成される。上面４２６は、内周４２５に対応する長さ４５２を有してもよい。間隙４５７が基板１０８とリップ４２１の間で均一に形成されるように、長さ４５２は、４５０ｍｍ、又は３００ｍｍ、又は２００ｍｍの基板などの基板１０８の直径よりも大きくてもよい。間隙４５７は、約０．５ｍｍなど、約０．１ｍｍから約１ｍｍであってもよい。例えば、長さ４５２は、４５０ｍｍの基板に対して構成されるサセプタ４２０に対しては、約４５１ｍｍであってもよい。
【００３０】
［００３３］サセプタ４２０は、リップ４２１を除いて、上面４２６と底面４０４の間にほぼ均一な厚み４５６を有する。サセプタ４２０の厚み４５６は、約３ｍｍなど、約１ｍｍと約５ｍｍの間であってもよい。サセプタ４２０を薄くしながらも不透明にするように厚み４５６を選択してもよい。したがって、サセプタ４２０上に置かれる基板１０８の下から供給されるＩＲ熱エネルギーは、チャンバ内のパイロメータに対する逆効果が少ない状態で、基板１０８の温度プロフィールを均一且つ迅速に変化させ得る。
【００３１】
［００３４］１つの実施例では、サセプタ４２０は、厚み４５６よりも長さ４５２に沿ってより高い熱伝導率を有する材料から形成されてもよい。サセプタ４２０の熱容量は、サセプタの形成に使用される材料によって構成されてもよい。サセプタ４２０は、繊維全体にわたってよりも繊維方向においてより強靭であり、異方性を有し得る。サセプタ４２０は、ＰＡＮ炭素繊維から形成されてもよく、ＰＡＮ炭素繊維は、繊維に沿った熱伝導率が高く、中央から端部への勾配が少ない状態のほぼ均一な熱負荷を促進する。上面４２６の面において炭素繊維を整列させることによって、サセプタ４２０のためにカスタマイズ可能な熱伝導プロファイルが生じる。例えば、サセプタ４２０は、繊維粒に従う長さ４５２に沿った熱伝導率よりも、繊維粒を突き抜ける底面４０４から上面４２６にかけての熱伝導率がより低い場合がある。したがって、サセプタ４２０は、優れた面内熱伝導率を有し、それにより、サセプタ４２０上に置かれた基板１０８の中央から端部で均一な急速温度プロファイルを促進する。１つの実施形態では、上面４２６の面における熱伝導率は、約２２０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）など、約６０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）と約６００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の間など、約１０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）から約１０００Ｗ／（ｍ＊Ｋ）の間である。上面４２６の面に対して直角方向のサセプタ４２０の熱伝導率は、約１０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）から約１２０Ｗ／（ｍ＊Ｋ）であってもよい。幾つかの実施形態では、例えば複合材について、面に対する直角方向の熱伝導率は、サセプタ４２０に対する面内熱伝導率の約４分の１から約１０分の１であってもよい。
【００３２】
［００３５］有利には、炭素繊維又はグラフェンのサセプタ１２０、４２０は、以上で説明されるように、上昇且つ下降した温度変化に対して迅速に反応し、サセプタ１２０、４２０から基板１０８への熱伝達に対して短いラグタイムを有する。さらに、温度変化に対するサセプタ１２０、４２０のより迅速な反応時間によって、所望の処理温度に達することが容易になる。サセプタ１２０、４２０の低熱容量及び薄さによって、サセプタ１２０、４２０は、基板１０８の端部から熱を奪うことがなく、歪みや屈曲なく高温のランピング及び急速冷却を保持することができる。したがって、サセプタ１２０、４２０によって、基板１０８の端部に対するより均一な熱伝達が可能となり、結果として基板１０８上のより均一な膜堆積となる。
【００３３】
［００３６］１つの実施例では、サセプタを形成する方法は、有機バインダで炭素繊維をリングサセプタの形状に成形すること、及び焼成処理において有機バインダを炭化又は黒鉛化することとして説明してもよい。
【００３４】
［００３７］別の実施例では、サセプタを形成する方法は、グラフェンシートを層状にしてリングサセプタの形状とすることとして説明してもよい。
【００３５】
［００３８］以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱せずに他の実施形態及びさらなる実施形態を考案してもよく、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定められる。
【図１】
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【図２】
2016535430.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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