(57)【要約】  本発明の実施形態は、一般的に、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセスのための装置及び方法に関する。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、蓋サポート上に互いに連続して直線的に配置された、反応装置本体の上に配置され、第１のシャワーヘッドアセンブリを含む反応装置の蓋アセンブリと、アイソレータアセンブリと、第２のシャワーヘッドアセンブリと、排気アセンブリと、を有している。ＣＶＤ反応装置は、更に、反応装置本体の両端部に配置した第１及び第２のフェースプレートを含み、第１のシャワーヘッドアセンブリが第１のフェースプレートとアイソレータアセンブリとの間に配置され、排気アセンブリが第２のシャワーヘッドアセンブリと第２のフェースプレートとの間に配置されている。反応装置本体は、ウエハキャリアトラック上のウエハキャリアと、ウエハキャリアトラックの下に配置され、ウエハキャリアに配置されたウエハを加熱するために利用することができる、複数のランプを含むランプアセンブリと、を有している。 【選択図】図１Ａ
2012521093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学蒸着反応装置であって：
反応装置本体上に配置された反応装置の蓋アセンブリを備え、当該反応装置の蓋アセンブリが：
蓋サポートに隣同士に配置された第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを備える第１のチャンバであって、前記第１のシャワーヘッドアセンブリが、更に：
上部及び下部を備える本体と；
前記本体の上部及び下部を介して、前記本体の内面の間に、前記本体を通して延在する中心軸に対して平行に延在する中央チャネルと；
第１の複数の孔を備え、前記中央チャネル内に配置された選択的拡散プレートと；
第２の複数の孔を備え、前記中央チャネル内であって前記選択的拡散プレートの下に配置された上側のチューブプレートと；
第３の複数の孔を備え、前記中央チャネル内であって前記上側のチューブプレートの下に配置された下側のチューブプレート；及び
前記上側のチューブプレートから前記下側のチューブプレートへ延び、各チューブが、前記第２の複数の孔からの個々の孔及び前記第３の複数の孔からの個々の孔と連結して流体連通する複数のチューブ；とを備える第１のチャンバ、及び
前記蓋サポートに隣同士に配置された第２のシャワーヘッドアセンブリ及び排気アセンブリを備え、前記アイソレータアセンブリが前記第１及び第２のシャワーヘッドアセンブリとの間に配置され、前記第２のシャワーヘッドアセンブリが前記アイソレータアセンブリ及び前記排気アセンブリとの間に配置された第２のチャンバと；
を備えることを特徴とする、化学蒸着反応装置。
【請求項２】
前記反応装置本体が更に、ウエハキャリアトラック上に配置されたウエハキャリアを備え、当該ウエハキャリアトラックが石英を備える、請求項１に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項３】
前記ウエハキャリアが、浮上ウエハキャリアトラック上に配置された浮上ウエハキャリアである、請求項２に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項４】
前記浮上ウエハキャリアトラックが、前記浮上ウエハキャリアの下面内に配置された少なくとも１つの凹みポケットにガスを流すよう構成されている、請求項３に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項５】
前記反応装置本体が、更に、前記ウエハキャリアトラックの下に配置した複数のランプを備えるランプアセンブリを備える、請求項１に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項６】
前記ランプアセンブリが、更に、前記複数のランプの下に配置されたリフレクタを備える、請求項５に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項７】
前記リフレクタが金又は金の合金を備える、請求項６に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項８】
前記反応装置の本体の一方の端部に配置された第１のフェースプレートであって、前記第１のシャワーヘッドアセンブリが前記第１のフェースプレートと前記アイソレータアセンブリとの間に配置された第１のフェースプレート；及び
前記反応装置の本体の他方の端部に配置された第２のフェースプレートであって、前記排気アセンブリが前記第２のシャワーヘッドアセンブリと前記第２のフェースプレートとの間に配置された第２のフェースプレート；
を、更に備える、請求項１に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項９】
更に温度調節システムを備え、温度調節システムが：
前記反応装置の蓋全体を通って延び、前記第１の流体経路と連結されて流体連通する第１の入口及び第１の出口を含む第１の流体経路；及び
前記反応装置の本体全体を通って延び、前記第２の流体経路と連結されて流体連通する第２の入口及び第２の出口を含む第２の流体経路；
を備える、請求項１に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１０】
前記第１のシャワーヘッドアセンブリ又は前記第２のシャワーヘッドアセンブリがモジュール式のシャワーヘッドアセンブリである、請求項１に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１１】
前記アイソレータアセンブリ又は前記排気アセンブリがモジュール式のアイソレータアセンブリである、請求項１に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１２】
化学蒸着反応装置であって：
反応装置本体上に配置された反応装置の蓋アセンブリを備え、
前記反応装置の蓋アセンブリが、蓋サポートに隣同士に連続して直線状に配置された、第１のシャワーヘッドアセンブリ、アイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び排気アセンブリを備え、前記第１のシャワーヘッドアセンブリが、更に：
上部及び下部を備える本体と；
前記本体の上部及び下部を介して、前記本体の内面の間に、前記本体を通して延在する中心軸に対して平行に延在する中央チャネルと；
第１の複数の孔を備え、前記中央チャネル内に配置された選択的拡散プレートと；
第２の複数の孔を備え、前記中央チャネル内であって前記選択的拡散プレートの下に配置された上側のチューブプレートと；
第３の複数の孔を備え、前記中央チャネル内であって前記上側のチューブプレートの下に配置された下側のチューブプレート；及び
前記上側のチューブプレートから前記下側のチューブプレートへ延び、各チューブが、前記第２の複数の孔からの個々の孔及び前記第３の複数の孔からの個々の孔と連結して流体連通する複数のチューブ；とを備え、
前記反応装置本体が、浮上ウエハキャリアトラック上に配置された浮上ウエハキャリアと、複数のランプを備えるとともに前記ウエハキャリアトラックの下に配置されたランプアセンブリと、を備えることを特徴とする、化学蒸着反応装置。
【請求項１３】
前記反応装置の本体の一方の端部に配置された第１のフェースプレートであって、前記第１のシャワーヘッドアセンブリが当該第１のフェースプレートと前記アイソレータアセンブリとの間に配置された第１のフェースプレート；及び
前記反応装置の本体の他方の端部に配置された第２のフェースプレートであって、前記排気アセンブリが前記第２のシャワーヘッドアセンブリと当該第２のフェースプレートとの間に配置された第２のフェースプレート；
を、更に備える、請求項１２に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１４】
化学蒸着反応装置が更に温度調節システムを備え、温度調節システムが：
前記反応装置の蓋全体を通って延び、前記第１の流体経路と連結されて流体連通する第１の入口及び第１の出口を含む第１の流体経路；及び
前記反応装置の本体全体を通って延び、前記第２の流体経路と連結されて流体連通する第２の入口及び第２の出口を含む第２の流体経路；
を備える、請求項１２に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１５】
前記第１のシャワーヘッドアセンブリ又は前記第２のシャワーヘッドアセンブリがモジュール式のシャワーヘッドアセンブリである、請求項１２に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１６】
前記アイソレータアセンブリ又は前記排気アセンブリがモジュール式のアイソレータアセンブリである、請求項１２に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１７】
前記ランプアセンブリが、更に、前記複数のランプの下に配置されたリフレクタを備える、請求項１２に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１８】
前記リフレクタが金又は金の合金を備える、請求項１７に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項１９】
前記浮上ウエハキャリアトラックが、前記浮上ウエハキャリアの下面内に配置された少なくとも１つの凹みポケットにガスを流すよう構成されている、請求項１２に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２０】
化学蒸着反応装置であって：
反応装置本体上に配置された反応装置の蓋アセンブリを備え、当該反応装置の蓋アセンブリが：
蓋サポートに隣同士に配置された第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを備える第１のチャンバであって、前記第１のシャワーヘッドアセンブリが、更に：
上部及び下部を備える本体と；
前記本体の上部及び下部を介して、前記本体の内面の間に、前記本体を通して延在する中心軸に対して平行に延在する中央チャネルと；
第１の複数の孔を備え、前記中央チャネル内に配置された選択的拡散プレートと；
第２の複数の孔を備え、前記中央チャネル内であって前記選択的拡散プレートの下に配置された上側のチューブプレートと；
第３の複数の孔を備え、前記中央チャネル内であって前記上側のチューブプレートの下に配置された下側のチューブプレート；及び
前記上側のチューブプレートから前記下側のチューブプレートへ延び、各チューブが、前記第２の複数の孔からの個々の孔及び前記第３の複数の孔からの個々の孔と連結して流体連通する複数のチューブ；とを備える第１のチャンバと、
前記蓋サポートに隣同士に配置された第２のシャワーヘッドアセンブリ及び排気アセンブリを備え、前記アイソレータアセンブリが前記第１及び第２のシャワーヘッドアセンブリとの間に配置された第２のチャンバ；及び
前記反応装置の蓋サポート全体を通って延在する少なくとも１つの流体経路と、前記流体流路と連結されて流体連通する少なくとも１つの第１の入口及び少なくとも１つの第１の出口と、を備える温度制御システム；
を備えることを特徴とする、化学蒸着反応装置。
【請求項２１】
前記反応装置本体が、更に、ウエハキャリアトラック上に配置されたウエハキャリアを備え、前記ウエハキャリアトラックが石英を備える、請求項２０に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２２】
前記ウエハキャリアが、浮上ウエハキャリアトラック上に配置された浮上ウエハキャリアである、請求項２１に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２３】
前記浮上ウエハキャリアトラックが、前記浮上ウエハキャリアの下面内に配置された少なくとも１つの凹みポケットにガスを流すよう構成されている、請求項２２に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２４】
前記反応装置本体が、更に、前記ウエハキャリアトラックの下に配置した複数のランプを備えるランプアセンブリを備える、請求項２０に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２５】
前記ランプアセンブリが、更に、前記複数のランプの下に配置されたリフレクタを備える、請求項２４に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２６】
前記リフレクタが金又は金の合金を備える、請求項２５に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２７】
前記反応装置の本体の一方の端部に配置された第１のフェースプレートであって、前記第１のシャワーヘッドアセンブリが前記第１のフェースプレートと前記アイソレータアセンブリと前記の間に配置された第１のフェースプレート；及び
前記反応装置の本体の他方の端部に配置された第２のフェースプレートであって、前記排気アセンブリが前記第２のシャワーヘッドアセンブリと前記第２のフェースプレートとの間に配置された第２のフェースプレート；
を、更に備える、請求項２０に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２８】
温度調節システムが：
前記反応装置の蓋全体を通って延び、前記第１の流体経路と連結されて流体連通する第１の入口及び第１の出口を含む第１の流体経路；及び
前記反応装置の本体全体を通って延び、前記第２の流体経路と連結されて流体連通する第２の入口及び第２の出口を含む第２の流体経路；
を更に備える、請求項２０に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項２９】
前記第１のシャワーヘッドアセンブリ又は前記第２のシャワーヘッドアセンブリがモジュール式のシャワーヘッドアセンブリである、請求項２０に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項３０】
前記アイソレータアセンブリ又は前記排気アセンブリがモジュール式のアイソレータアセンブリである、請求項２０に記載の化学蒸着反応装置。
【請求項３１】
蒸着反応装置内のウエハを処理するための方法であって：
ランプアセンブリから放射された放射線にウエハキャリアトラックの下面を露出することによって、ウエハキャリアに配置された少なくとも１つのウエハを加熱し、前記ウエハキャリアが蒸着反応装置内の前記ウエハキャリアトラック上に配置されており；
前記反応装置の蓋アセンブリを第１の温度に維持するとともに前記反応装置本体アセンブリを第２の温度に維持し、前記液体及び前記経路が温度調節システムと流体連通するように、前記蒸着反応装置の反応装置の蓋アセンブリ及び反応装置本体アセンブリを通して延在する経路を介して少なくとも１つの液体を流し；
第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを有する第１のチャンバを通って、前記ウエハキャリアトラックに沿って前記ウエハキャリアを横断し；
第１の材料を蒸着する間前記第１のシャワーヘッドから流れるガス状前駆体の第１の混合物に前記ウエハを露出し；
前記アイソレータアセンブリから流れるプロセスガスに前記ウエハを露出し；
第２のシャワーヘッドアセンブリと排気アセンブリを有する第２のチャンバを介して前記ウエハキャリアトラックに沿って前記ウエハキャリアを横断し；
第２の材料を蒸着する間前記第２のシャワーヘッドから流れるガス状前駆体の第２の混合物に前記ウエハを露出し；
前記排気アセンブリを通して前記蒸着反応装置からガスを除去する；
ことを特徴とする、方法。
【請求項３２】
前記第１の温度及び前記第２の温度のそれぞれが、約２７５℃乃至約３２５℃の範囲内の温度である、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の温度及び前記第２の温度のそれぞれが、約２９０℃乃至約３１０℃の範囲内の温度である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の温度及び前記第２の温度のそれぞれが、約３００℃の温度である、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
リフレクタが前記ランプアセンブリの下に配置されている、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記ウエハキャリアトラックの前記下面が、前記ランプアセンブリから放出され、前記リフレクタから反射された放射線に露出されている、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記リフレクタが金又は金合金を備える、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記ウエハキャリアを前記ウエハキャリアトラックから浮上させ、前記ウエハキャリアトラックに沿って前記ウエハキャリアを横断させるステップを更に備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３９】
前記ウエハキャリアトラックの上面に配置された複数の孔から流れる浮上ガスに前記ウエハキャリアの下面を露出することによって、前記ウエハキャリアを浮上させるステップを更に備える、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記プロセスガスが、アルシン、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの混合物から選択されたガスを備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項４１】
前記プロセスガスがアルシンを備える、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の前駆体が、アルミニウムの前駆体、ガリウムの前駆体、インジウムの前駆体、又はそれらの混合物を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項４３】
前記第２の前駆体が、窒素の前駆体、リンの前駆体、ヒ素の前駆体、アンチモンの前駆体、又はこれらの混合物を備える、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
蒸着反応装置内のウエハを処理するための方法であって：
蒸着反応装置内で前記ウエハキャリアトラックの上面に配置された複数の孔からウエハキャリアトラック内のキャビティに浮上ガスを流し；
孔から流れる浮上ガスに前記ウエハキャリアの下面を露出することにより、前記ウエハキャリアトラックからウエハキャリアを浮上させ、ここで前記ウエハキャリアの上面が少なくとも１つのウエハであり；
ランプアセンブリから放出される放射線に前記ウエハキャリアトラックの下面を露出することによって、所定の温度に前記ウエハと前記ウエハキャリアを加熱し；
少なくとも２つのチャンバを介して前記ウエハキャリアトラックに沿って前記ウエハキャリアを横断させ、ここで第１のチャンバが第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータのアセンブリを備え、第２のチャンバが第２のシャワーヘッドアセンブリと排気アセンブリを備えている；
ことを特徴とする、方法。
【請求項４５】
前記所定の温度が、約２７５℃乃至約３２５℃の範囲内の温度である、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記所定の温度が、約２９０℃乃至約３１０℃の範囲内の温度である、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記所定の温度が、約３００℃の温度である、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
リフレクタが前記ランプアセンブリの下に配置されている、請求項４４に記載の方法。
【請求項４９】
前記ウエハキャリアトラックの前記下面が、前記ランプアセンブリから放出され、前記リフレクタから反射された放射線に露出されている、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記リフレクタが金又は金合金を備える、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記プロセスガスが、アルシン、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの混合物からなる群から選択されたガスを備える、請求項４４に記載の方法。
【請求項５２】
前記プロセスガスがアルシンを備える、請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記第１の前駆体が、アルミニウムの前駆体、ガリウムの前駆体、インジウムの前駆体、又はそれらの混合物を備える、請求項４４に記載の方法。
【請求項５４】
前記第２の前駆体が、窒素の前駆体、リンの前駆体、ヒ素の前駆体、アンチモンの前駆体、又はこれらの混合物を備える、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
蒸着反応装置内のウエハを処理するための方法であって：
ランプアセンブリから放射された放射線にウエハキャリアトラックの下面を露出することによって、ウエハキャリアに配置された少なくとも１つのウエハを加熱し、ここで前記ウエハキャリアが蒸着反応装置内の前記ウエハキャリアトラックに配置されており；
前記反応装置の蓋アセンブリ又は前記反応装置本体のアセンブリを所定の温度に維持し、前記液体及び前記経路が温度調節システムと流体連通するように、前記蒸着反応装置の蓋アセンブリ又は反応装置本体アセンブリを通して延在する経路を介して液体を流し；
少なくとも２つのチャンバを介して前記ウエハキャリアトラックに沿って前記ウエハキャリアを横断し、ここで第１のチャンバが第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを備え、第２のチャンバが第２のシャワーヘッドアセンブリ及び排気アセンブリを備えており；
前記排気アセンブリを通して前記蒸着反応装置からガスを除去する；
ことを特徴とする、方法。
【請求項５６】
前記反応装置の蓋アセンブリの前記所定の温度が、約２７５℃乃至約３２５℃の範囲内の温度である、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記反応装置の蓋アセンブリの前記所定の温度が、約２９０℃乃至約３１０℃の範囲内の温度である、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記反応装置の蓋アセンブリの前記所定の温度が、約３００℃の温度である、請求項５７に記載の方法。
【請求項５９】
前記反応装置本体のアセンブリの前記所定の温度が、約２７５℃乃至約３２５℃の範囲内の温度である、請求項５５に記載の方法。
【請求項６０】
前記反応装置本体のアセンブリの前記所定の温度が、約２９０℃乃至約３１０℃の範囲内の温度である、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記反応装置本体のアセンブリの前記所定の温度が、約３００℃の温度である、請求項６０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、一般的に、蒸着のための装置及び方法に関し、特に、化学蒸着システム、反応装置、及びそのプロセスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池や太陽電池デバイス、半導体デバイス、又は他の電子機器は、通常、基板の表面を操作するための各種の製造プロセスを利用して製造されている。これらの製造プロセスは、蒸着、熱処理、エッチング、ドーピング、酸化、窒化、及び多くの他のプロセスを含まれる場合がある。エピタキシャルリフトオフ（ＥＬＯ）は、材料の層が成長基板に堆積してその後成長基板から除去される、薄膜デバイスや材料を製造するためのあまり一般的でない手法である。エピタキシャル層、フィルム、又は、材料は、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセス又は金属有機ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）プロセスにより、ガリウムヒ素ウエハなどの、成長基板上に堆積される犠牲層上に成長又は堆積される。その後、エピタキシャル材料がＥＬＯエッチングプロセス中に成長基板から分離されている間、犠牲層を選択的にウェット酸浴でエッチング除去する。孤立したエピタキシャル材料は、通常、ＥＬＯフィルムやエピタキシャル膜と呼ばれる、薄い層又はフィルムであってもよい。各エピタキシャル膜は、一般的に、太陽光発電や太陽光発電装置、半導体デバイス、又は、他の電子機器などの特定のデバイスに対し組成を変化させた多数の層を含んでいる。
【０００３】
ＣＶＤプロセスは、気相の化学的前駆体の反応によって、エピタキシャル膜を成長又は堆積することを含む。ＭＯＣＶＤプロセス中、化学的前駆体の少なくとも１つは、金属−有機化合物、すなわち、金属の原子及び有機フラグメントを含む少なくとも１つの配位子を有する化合物である。
【０００４】
非常に異なるアプリケーションのために、数多くのタイプのＣＶＤ反応装置がある。例えば、ＣＶＤ反応装置は、プラズマ助長反応装置だけでなく、単一又はバルクのウエハ反応装置、大気圧及び低圧の反応装置、周囲温度及び高温の反応装置を含む。これらの明確な設計は、空乏効果、汚染の問題、反応装置のメンテナンス、スループット、及び、生産コストなどの、ＣＶＤプロセス中に発生する種々の課題を解決する。
【０００５】
したがって、現在知られているＣＶＤ装置及びプロセスによりも少ない汚染、高いスループット及び安価でより効率的に、基板上にエピタキシャル薄膜や材料を成長させるための、ＣＶＤプロセス、反応装置及びプロセスに対する必要性がある。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、一般的に、化学蒸着（ＣＶＤ）プロセス用の装置及び方法に関する。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、反応装置本体の上に配置された反応装置の蓋アセンブリを含んで提供されている。一例では、反応装置の蓋アセンブリは、第１のシャワーヘッドアセンブリ、アイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び連続して直線的に蓋のサポートに隣接して配置された排気アセンブリを含む。反応装置本体は、ウエハキャリアトラック上に配置されたウエハキャリア、及びウエハキャリアのトラックの下に配置されたウエハキャリア複数のランプを有するランプアセンブリを有している。一例では、ランプアセンブリは、複数のランプの下であってウエハキャリアトラックの下に配置したリフレクタを含んでいる。別の例では、反応装置本体は、浮上ウエハキャリアトラック状に配置された浮上ウエハキャリア、及び、複数のランプを有し、ウエハキャリアトラックの下に配置されたランプアセンブリを有している。
【０００７】
多くの実施形態において、第１又は第２のシャワーヘッドアセンブリは、更に、上部と下部とを有する本体と、本体の内面の間で、本体を通って延在する中心軸に対して平行な、中央チャネルと、を含んでいる。第１又は第２のシャワーヘッドアセンブリは、更に、第１の複数の孔を有し、中央チャネル内に配置されたオプションの拡散プレートと、第２の複数の孔を有し、オプションの拡散プレート下の中央チャネル内に配置された上側チューブプレートと、第３の複数の孔を有し、上側チューブプレート下の中央チャネル内に配置された下側チューブプレートと、及び、上側チューブプレートから下側チューブプレートへ延在する複数のチューブと、を含み、各チューブは、第２の複数の孔からの個別の孔及び第３の複数の孔からの個別の孔と連結されるとともに、流体通信状態となっている。
【０００８】
別の例では、反応装置の蓋アセンブリは、反応装置本体の一端に配置された第１のフェースプレートを含み、第１のシャワーヘッドアセンブリが、第１のフェースプレート及びアイソレータアセンブリと、反応装置本体の他端に配置された第２のフェースプレートと、の間に配置され、排気アセンブリが、第２のシャワーヘッドアセンブリと第２のフェースプレートとの間に配置される。
【０００９】
別の例では、反応装置本体は、ウエハキャリアトラック上に配置されたウエハキャリアと、複数のランプを含み、ウエハキャリアトラックの下に配置されたランプアセンブリと、温度調節システムと、を有している。温度調節システムは、反応装置の蓋全体に拡張し、第１の入口と流体の伝達で第１の流体経路に連結された第１の出口を含む、第１の流体経路と、反応装置の本体全体に拡張し、第２の入口と流体の伝達で第２の流体経路に連結された第２の出口を含む、第２の流体経路と、を含んでいる。
【００１０】
別の実施形態では、反応装置本体上に配置された反応装置の蓋アセンブリを含む化学蒸着（ＣＶＤ）反応装置が設けられ、反応装置の蓋アセンブリが、蓋サポート部の上で互い隣同士に配置された第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリと、蓋サポート部の上で互いに隣同士に配置された第２のシャワーヘッドアセンブリ及び排気アセンブリと、を含み、アイソレータアセンブリが第１及び第２のシャワーヘッドアセンブリとの間に配置され、第２のシャワーヘッドアセンブリがアイソレータアセンブリと排気アセンブリとの間に配置されている。
【００１１】
一例では、反応装置本体上に配置された反応装置の蓋アセンブリを含むＣＶＤ反応装置が設けられ、反応装置の蓋アセンブリが、蓋サポート部の上で互い隣同士に配置された第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを有する第１の容器と、蓋アセンブリの上で互いに隣同士に配置された第２のシャワーヘッドアセンブリ及び排気アセンブリを有する第２の容器と、を含む。
【００１２】
別の例では、反応装置本体上に配置された反応装置の蓋アセンブリを含むＣＶＤ反応装置が設けられ、反応装置の蓋アセンブリが、蓋サポートの上で隣同士に直線的に配置され連続して整列した、第１のシャワーヘッドアセンブリ、アイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び排気アセンブリを含み、アイソレータアセンブリが第１及び第２のシャワーヘッドアセンブリの間に配置されるとともに、第２のシャワーヘッドアセンブリがアイソレータアセンブリと排気アセンブリとの間に配置されている。
【００１３】
別の例では、ＣＶＤ反応装置は、蓋サポートを通って延在する少なくとも１つの流体経路と、流体経路と流体連通して連結された少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口と、を含む。
【００１４】
いくつかの例では、第１のシャワーヘッドアセンブリはモジュール式のシャワーヘッドアセンブリであり、第２のシャワーヘッドアセンブリはモジュール式のシャワーヘッドアセンブリであり、アイソレータアセンブリはモジュール式のアイソレータアセンブリであり、排気アセンブリはモジュール式の排気のアセンブリとすることができる。
【００１５】
ここに説明した他の実施形態では、ランプアセンブリから放射された放射線にウエハキャリアトラックの下面を露出することによって所定の温度でウエハキャリアに配置された少なくとも１つのウエハを加熱することを含む、蒸着反応装置内でウエハを処理するための方法が提供されており、ウエハキャリアが蒸着反応器内のウエハキャリアトラック上に配置されている。この方法は、更に、第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを有する第１のチャンバを通って、ウエハキャリアトラックに沿ってウエハキャリアを横断し、第１の材料を蒸着する間第１のシャワーヘッドから流れる気体の前駆体の第１の混合物にウエハを露出し、アイソレータアセンブリから流れるプロセスガス（例えば、アルシンガス）にウエハを露出し、第２のヘッドアセンブリと排気アセンブリを有する第２のチャンバを介してウエハキャリアトラックに沿ってウエハキャリアを横断し、第２の材料を蒸着する間第２のシャワーヘッドから流れるガス状前駆体の第２の混合物にウエハを露出し、排気アセンブリを通して蒸着反応装置からガスを除去するステップを含む。いくつかの例では、所定の温度は、約２５０℃乃至約３５０℃、好ましくは約２７５℃乃至約３２５℃、好ましくは２９０℃乃至約３１０℃の範囲内であり、例えば約３００℃である。
【００１６】
別の例では、蒸着反応装置内でウエハを処理するための方法が提供されており、その方法は、蒸着反応装置内でウエハキャリアトラックの上面に配置された複数の孔からウエハキャリアトラック内のキャビティに浮上ガスを流し、孔から流れる浮上ガスにウエハキャリアの下面を露出することにより、ウエハキャリアトラックからウエハキャリアを浮上させるステップを含み、ウエハキャリアの上面は、少なくとも１つのウエハ、好ましくは複数のウエハを有する。この方法は、更に、ランプアセンブリから放出される放射線にウエハキャリアトラックの下面を露出することによって、所定の温度にウエハとウエハキャリアを加熱し、少なくとも２つのチャンバを介してウエハキャリアトラックに沿ってウエハキャリアを横断するステップを含み、第１のチャンバが第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータのアセンブリを含み、第２のチャンバが第２のシャワーヘッドアセンブリと排気アセンブリを含んでいる。
【００１７】
別の実施形態において、蒸着反応装置内でウエハを処理するための方法が提供されており、その方法は、蒸着反応装置内でウエハキャリアトラックの上面に配置された複数の孔から流れる浮上ガスにウエハキャリアの下面を露出することにより、ウエハキャリアトラックからウエハキャリアを浮上させ、ウエハキャリアの上面が少なくとも１つのウエハを有し、ランプアセンブリから放出される放射線のウエハキャリアトラックの下面を露出することにより、所定の温度にウエハとウエハキャリアを加熱するステップを含んでいる。この方法は更に、第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを有する第１のチャンバを通って、ウエハキャリアトラックに沿ってウエハキャリアを横断し、第１のシャワーヘッドから流れる、第１の前駆体（例えば、ガリウム前駆体又は他のグループＩＩＩの前駆体）と第２の前駆（例えば、ヒ素の前駆体又は他のグループＶの前駆体）にウエハを露出し、アイソレータアセンブリから流れるプロセスガス（例えば、アルシンガス）にウエハを露出し、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び排気アセンブリを有する第２のチャンバを介してウエハキャリアトラックに沿ってウエハキャリアを横断し、第２のシャワーヘッドから流れるガス状の前駆体の混合物にウエハを露出し、排気アセンブリを通して蒸着反応装置からガスを除去するステップを含んでいる。
【００１８】
プロセスガスは、アルシン、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの混合物を含むことができる。一例では、プロセスガスはアルシンなどのヒ素の前駆体を含んでいる。他の実施形態では、第１の前駆体は、アルミニウムの前駆体、ガリウムの前駆体、インジウムの前駆体、又はそれらの組み合わせを含めることができ、第２の前駆体は、窒素の前駆体、リンの前駆体、ヒ素の前駆体、アンチモンの前駆体、又はこれらの混合物を含めることができる。
【００１９】
別の例では、蒸着反応装置内でウエハを処理するための方法が提供されており、この方法は、ランプアセンブリから放出される放射線にウエハキャリアトラックの下面を露出することにより、ウエハキャリア上に配置された少なくとも１つのウエハを加熱し、ウエハキャリアが蒸着反応装置内のウエハキャリアトラック上に配置され、所定の温度で反応装置の蓋アセンブリを維持するために、蒸着反応装置の反応装置の蓋アセンブリ全体に延在する経路を通って液体を流し、液体及び経路は温度調節システムと流体連通する、ステップを含んでいる。
【００２０】
別の実施形態において、蒸着反応装置内でウエハを処理するための方法が提供されており、この方法は、ランプアセンブリから放出される放射線にウエハキャリアトラックの下面を露出することにより、ウエハキャリア上に配置された少なくとも１つのウエハを加熱し、ウエハキャリアが蒸着反応装置内のウエハキャリアトラック上に配置され、所定の温度で反応装置の蓋アセンブリを維持するために、蒸着反応装置の反応装置の蓋アセンブリ全体に延在する経路を通って液体を流し、液体及び経路は温度調節システムと流体連通し、少なくとも２つのチャンバを介してウエハキャリアトラックに沿ってウエハキャリアを横断させ、第１のチャンバが第１のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを含むとともに、第２のチャンバが第２のシャワーヘッドアセンブリ及びアイソレータアセンブリを含み、排気アセンブリを通して蒸着反応装置からガスを除去する、ステップを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
したがって、上記本発明の特徴を列挙する方法を詳細に理解することができ、簡単に上述したように要約された発明のより特定の記載を、そのうちのいくつかは添付図面に記載されている実施形態を参照することによって得ることができる。しかし、添付図面は本発明の単に代表的な実施形態を例示しており、本発明は他の同等に効果的な実施形態を許容することができるため、その範囲を限定すると見なされないことに注意すべきである。
【図１】図１Ａ−１Ｅは本明細書中に記載の実施形態に係るＣＶＤ反応装置を示す。図１Ｆは本明細書中に記載の他の実施形態に係る温度調節システムに連結されたＣＶＤ反応装置を示す。
【図２】図２Ａ−２Ｃは本明細書中に記載の実施形態に係る反応装置の蓋アセンブリを示す。図２Ｄは本明細書中に記載の実施形態に係る反応装置の蓋サポートを示す。
【図３】図３は本明細書中に記載の実施形態に係る反応装置の本体アセンブリを示す。
【図４】図４Ａ−４Ｅは本明細書中に記載の実施形態に係るウエハキャリアトラックを示す。
【図５】図５Ａ−５Ｄは本明細書中に記載の実施形態に係るアイソレータアセンブリを示す。
【図６】図６は本明細書中に記載の実施形態に係る加熱用ランプアセンブリを示す。
【図７】図７Ａ−７Ｄは本明細書中に記載の実施形態に係るシャワーヘッドアセンブリを示す。
【図８】図８Ａ−８Ｄは本明細書中に記載の実施形態に係る排気アセンブリを示す。
【図９】図９Ａ−９Ｆは本明細書中に記載の実施形態に係る複数ＣＶＤ反応装置を含むＣＶＤシステムを示す。
【図１０】図１０Ａ−１０Ｂは本明細書中に記載の実施形態に係るランプを示す。
【図１１】図１１Ａ−１１Ｆは本明細書中に記載の他の実施形態に係る複数のランプを示す。
【図１２】図１２Ａ−１２Ｂは本明細書中に記載の別の実施形態に係る浮揚する基板キャリアを示す。図１２Ｃ−１２Ｅは本明細書中に記載の別の実施形態に係る他の浮揚する基板キャリアを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施形態は、一般に、金属−有機ＣＶＤ（ＭＯＣＶＤ）プロセスのような化学蒸着（ＣＶＤ）の装置及び方法に関する。ここに記載のように、本発明の実施形態は、それらが大気圧ＣＶＤ反応装置と有機−金属前駆体ガスに関連するものとして記載される。しかしながら、本発明の態様は、大気圧ＣＶＤ反応装置又は金属−有機前駆体ガスとの使用に限定されるものではなく、他のタイプの反応装置システム及び前駆体ガスに適用可能であることに注意のこと。本発明の装置とその使用方法の新規性をより良く理解するために、以下の記載において添付の図面を参照する。
【００２３】
本発明の一実施形態によれば、大気圧ＣＶＤ反応装置が提供される。ＣＶＤ反応装置は、ガリウムヒ素基板などの基板上に複数のエピタキシャル層を提供するために使用される。これらのエピタキシャル層は、アルミニウムガリウムヒ素、ガリウムヒ素、及びリンガリウムヒ素を含むことができる。これらのエピタキシャル層は、後に除去するためガリウムヒ素基板上に成長され、基板は追加の材料を生成するために再利用できる。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は太陽電池を提供するために使用されることがある。これらの太陽電池は、更に、単接合、ヘテロ接合、又はその他の構成を含むことができる。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、１０センチメートルの基板で１０センチメートルで２．５ワットのウエハを開発するように構成することができる。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、毎分約１基板から毎分約１０基板のスループットを提供することができる。
【００２４】
図１Ａ−１Ｅは、本明細書に記載する実施形態で記載したように、反応装置１００、ＣＶＤ反応装置又はチャンバを示している。反応装置１００は、反応装置本体アセンブリ１０２上に配置された反応装置の蓋アセンブリ２００を含んでいる。反応装置の蓋アセンブリ２００及びそのコンポーネントは、更に図２Ａ−２Ｄに示されており、反応装置本体アセンブリ１０２は、更に図３に示されている。
【００２５】
反応装置の蓋アセンブリ２００は、インジェクタ又はアイソレータ、２つのシャワーヘッドアセンブリの間に配置されたアイソレータアセンブリ５００、シャワーヘッド阿線ビル７００を含んでいる。反応装置の蓋アセンブリ２００は、また、排気アセンブリ８００を含んでいる。図１Ｃは、チャンバステーション１６０、１６２のような２つの蒸着ステーションを含む反応装置１００を示している。チャンバステーション１６０は、シャワーヘッドアセンブリ７００とアイソレータアセンブリ５００を含んでおり、一方チャンバステーション１６２は、シャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００を含んでいる。一実施形態において、アイソレータアセンブリ５００は、両シャワーヘッドアセンブリ７００を互いに分離するためのガスを流すために使用することができ、一方排気アセンブリ８００は、フェースプレート１１２に接続された別の反応装置から反応装置１００の内部環境を隔離するために使用される。
【００２６】
ここに記載された多くの実施形態において、シャワーヘッドアセンブリ７００の各々はモジュール式のシャワーヘッドアセンブリとすることができ、アイソレータアセンブリ５００の各々はモジュール式のアイソレータアセンブリとすることができ、排気アセンブリ８００の各々はモジュラー式の排気アセンブリとすることができる。シャワーヘッドアセンブリ７００、アイソレータアセンブリ５００、及び／又は、排気アセンブリ８００のいずれかは、反応装置の蓋アセンブリ２００から除去されてもよいし、特定のプロセス条件のために希望により同一又は異なるアセンブリに置き換えてもよい。シャワーヘッドアセンブリ７００、アイソレータアセンブリ５００、及び／又は、排気アセンブリ８００のモジュラー式のアセンブリは、ＣＶＤ反応装置システム内に位置決めされるようそれぞれ構成することができる。
【００２７】
ここに記載された別の実施形態において、反応装置１００の他の構成が提供されているが、図面に記載されていない。一実施形態では、反応装置１００の反応装置の蓋アセンブリ２００は、２つのシャワーヘッドアセンブリ７００によって分離された３つの排気アセンブリ８００を含んでおり、その結果、反応装置の蓋アセンブリ２００は、順次、第１の排気アセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第２の排気アセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び第３の排気アセンブリを含んでいる。別の実施形態では、反応装置１００の反応装置の蓋アセンブリ２００は、２つのシャワーヘッドアセンブリ７００で分離された３つのアイソレータアセンブリ５００を含み、その結果、反応装置の蓋アセンブリ２００は、順次、第１のアイソレータアセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第２のアイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び第３のアイソレータアセンブリを含んでいる。
【００２８】
別の実施形態において、反応装置１００の反応装置の蓋アセンブリ２００は、２つのシャワーアセンブリ７００によって分離された２つのアイソレータアセンブリ５００及び１つの排気アセンブリ８００を含み、その結果、反応装置の蓋アセンブリ２００は、順次、第１のアイソレータアセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第２のアイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び第１の排気アセンブリを含んでいる。別の例では、反応装置の蓋アセンブリ２００は、順次、第１のアイソレータアセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第１の排気アセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び第２のアイソレータアセンブリを含んでいる。別の例では、反応装置の蓋アセンブリ２００は、順次、第１の排気アセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第１のアイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び第３のアイソレータアセンブリを含んでいる。
【００２９】
別の実施形態において、反応装置１００の反応装置の蓋アセンブリ２００は、２つのシャワーアセンブリ７００によって分離された２つの排気アセンブリ８００及び１つのアイソレータアセンブリ７００を含み、その結果、反応装置の蓋アセンブリ２００は、順次、第１の排気アセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第２の排気アセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び第１の排気アセンブリを含んでいる。別の例では、反応装置の蓋アセンブリ２００は、順次、第１の排気アセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第１のアイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び第２の排気アセンブリを含んでいる。別の例では、反応装置の蓋アセンブリ２００は、順次、第１のアイソレータアセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第１の排気アセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ及び第２の排気アセンブリを含んでいる。
【００３０】
反応装置の本体アセンブリ１０２は、一方の端部のフェースプレート１１０及び反対側の端部のフェースプレート１１２を含んでいる。フェースプレート１１０及び１１２は、反応装置１００と類似又は異なる追加の反応装置と連結するために、又は、エンドキャップ、エンドプレート、ウエハ／基板のハンドラ、又は別のデバイスと連結するために、それぞれ利用される。一例では、反応装置１００のフェースプレート１１０は、別の反応装置（図示せず）のフェースプレート１１２に連結することができる。同様に、反応装置１００のフェースプレート１１２は、別の反応装置（図示せず）のフェースプレート１１０に連結することができる。シール、スペーサ、又はＯリングが、２つの接合フェースプレートの間に配置されることがある。一実施形態において、シールは、ニッケルやニッケル合金などの金属を含むことがある。一例において、シールはナイフエッジメタルシールである。別の実施形態において、シールは、デュポンパフォーマンスエラストマー社から入手可能なＫＡＬＲＥＺ（登録商標）エラストマーのような、ポリマー又はエラストマーを含む。別の実施形態において、シールがヘリックスシール又はＨシールである。シールやＯリングは、周囲ガスの反応装置１００への浸入を防ぐか大幅に減少させるために気密シールを形成する。反応装置１００は、使用又は製造中、ほとんどあるいは全く酸素、水、又は炭酸ガスがない状態で維持することができる。一実施形態では、反応装置１００は、それぞれ約１００ｐｐｂ（１０億分の１）以下、好ましくは約１０ｐｐｂ以下、更に好ましくは約１ｐｐｂ以下、更に好ましくは約１００ｐｐｔ（１兆分の１）以下の酸素濃度、水分濃度、及び／又は、二酸化炭素濃度で維持される。
【００３１】
側面１２０及び１３０は、反応装置の本体アセンブリ１０２の長さに沿って延びている。側面１２０は上面１２８を有し、側面１３０は上面１３８を有している。反応装置の本体アセンブリ１０２の上面１１４及び１１６は、上面１２８と１３８との間に延びている。上面１１４は、反応装置の本体アセンブリ１０２のすぐ内側でフェースプレート１１０と平行であり、上面１１６は、反応装置の本体アセンブリ１０２のすぐ内側でフェースプレート１１２と平行である。ガス入口１２３は、側面１２０に連結され、側面１２０から延びている。浮上ガス又はキャリアガスは、ガス入口１２３を通して反応装置１００内に投与することができる。浮上ガス又はキャリアガスは、窒素、ヘリウム、アルゴン、水素、又はそれらの混合物を含むことができる。
【００３２】
図１Ｆは、本明細書に記載の一実施形態に従って、温度調節システム１９０に連結した、反応装置の本体アセンブリ１０２及び反応装置の蓋アセンブリ２００を含む、反応装置１００を示す。温度調節システム１９０は、３つの熱交換器１８０ａ、１８０ｂ及び１８０ｃを有するものとして、図１Ｆに示されている。しかし、温度調節システム１９０は、反応装置１００のさまざまな部分と流体連通するとともに連結する、１、２、３、４、５あるいはそれ以上の個数の熱交換器を有することができる。熱交換器１８０ａ、１８０ｂ又は１８０ｃの各々は、少なくとも１つの液体供給路１８２と少なくとも１つの液体リターン路１８４を含むことができる。各液体リターン路１８４は、導管１８６によって反応装置１００の出口と流体連通して連結することができる一方、各液体供給路１８２は、導管１８６によって反応装置１００の入口と流体連通して連結されてもよい。導管１８６は、パイプ、チューブ、ホース、他の中空線、又はそれらの組み合わせを含めることができる。バルブ１８８は、液体供給路１８２と入口との間又は液体リターン路１８４と出口との間の各導管１８６上で使用することができる。
【００３３】
反応装置の本体アセンブリ１０２は、熱調節システムの一部として、少なくとも一つの熱交換器と連結されて流体連通する。いくつかの実施形態では、反応装置の本体アセンブリ１０２は、２つ、３つ又はそれ以上の個数の熱交換器と流体連通接するとともに連結されていてもよい。図１Ｂは、反応装置１００の下部１０４及び熱調節システムとの流体連通するとともに連結する、入口１１８ａ及び出口１１８ｂを示している。
【００３４】
一実施形態では、入口１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃと出口１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃとは、側面１２０と連結し、側面１２０から延びている。少なくとも１つの熱交換器は、入口１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃと出口１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃと流体連通するとともに連結されている。出口１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃは、熱交換器に液体を送り返す一方、入口１２２ａ、１２２ｂ及び１２２ｃは、熱交換器から液体を受け取る。一実施形態では、各入口１２２ａ、１２２ｂ又は１２２ｃは、それぞれの出口１２６ａ、１２６ｂ及び１２６ｃよりも低い位置に位置決めされて配置されており、その結果、各入口１２２ａ、１２２ｂ又は１２２ｃからの流動液体は、それぞれの接続経路を介して各出口１２６ａ、１２６ｂ又は１２６ｃに上向きに流れる。
【００３５】
別の実施形態では、入口１３２ａ、１３２ｂ及び１３２ｃと出口１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃとは、側面１３０に連結し、側面１３０から延びている。少なくとも１つの熱交換器は、入口１３２ａ、１３２ｂ及び１３２ｃと出口１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃとに流体連通するとともに連結されている。出口１３６ａ、１３６ｂ及び１３６ｃは熱交換器に液体送り返す一方、入口１３２ａ、１３２ｂ及び１３２ｃは熱交換器から液体を受け取る。
【００３６】
図１Ｃ−１Ｄは、流体経路１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１３４ａ、１３４ｂ及び１３４ｃを含む、反応装置の本体アセンブリ１０２を示している。一例では、流体経路１２４ａは、側面１２０内であって反応装置の本体アセンブリ１０２の部分的な長さに沿って延びている。流体経路１２４ａは、入口１２２ａ及び出口１２６ａと連結されて流体連通する。また、流体経路１３４ａは、側面１３０内であって反応装置の本体アセンブリ１０２の部分的な長さに沿って延びている。流体経路１３４ａは、入口１３２ａ及び出口１３６ａと連結されて流体連通する。
【００３７】
別の例では、流体経路１２４ｂは、反応装置の本体アセンブリ１０２内及び突起やブラケットのアーム１４６内であって反応装置の本体アセンブリ１０２の部分的な長さに沿って延びている。流体経路１２４ｂは、入口１２２ｂ及び出口１２６ｂと連結されて流体連通する。また、流体経路１３４ｂは、反応装置の本体アセンブリ１０２内及び突起やブラケットのアーム１４６内であって反応装置の本体アセンブリ１０２の部分的な長さに沿って延びている。流体経路１３４ｂは、入口１３２ｂ及び出口１３６ｂと連結されて流体連通する。
【００３８】
別の例では、流体経路１２４ｃは、側面１２０から、反応装置の本体アセンブリ１０２の幅を介して、側面１３０に延びている。流体経路１２４ｃは、入口１２２ｃ及び出口１３２ｃと流体連通するとともに連結されている。また、流体経路１２４ｃは、側面１３０から、反応装置の本体アセンブリ１０２の幅を介して、側面１３０に延びている。流体経路１２４ｃは、入口１２６ｃ及び出口１３６ｃと連結されて流体連通する。
【００３９】
別の実施形態において、反応装置の本体アセンブリ１０２は、ウエハキャリアトラック４００及びその内部に配置された加熱ランプアセンブリ６００を含んでいる。加熱ランプシステムは、ウエハキャリアトラック４００、ウエハキャリア、及び反応装置１００内あるいは上に配置されたウエハ９０を加熱するために使用される。ウエハキャリアトラック４００は、ブラケットアーム１４６のような突起の上にある。一般的に、ウエハキャリアトラック４００は、ブラケットアーム１４６及びクランプアーム１４８との間に配置される。ブラケットアーム１４６は、そこを通って横切る流体経路１２４ｂ及び１３４ｂを含んでいる。
【００４０】
一実施形態では、ガスケット又はＯリングのようなスペーサは、ウエハキャリアトラック４００の下面とブラケットアーム１４６の上面との間に配置される。また、ガスケットやＯリングなどの別のスペーサは、ウエハキャリアトラック４００の上面とクランプアーム１４８の下面との間に配置される。スペーサは、ウエハキャリアトラック４００の熱管理を助けるウエハキャリアトラック４００の周りのスペース又はギャップを形成するために使用される。一例では、ブラケットアーム１４６の上面はスペーサを収納するための溝を有する。同様に、クランプアーム１４８の下面は、スペーサを収納するための溝を有する。
【００４１】
図２Ａ−２Ｃは、本明細書に記載の別の実施形態に係る反応装置の蓋アセンブリ２００を示している。反応装置の蓋アセンブリ２００は、シャワーヘッドアセンブリ７００及びアイソレータアセンブリ５００（チャンバステーション１６０）とシャワーヘッドアセンブリ７００及び蓋サポート２１０上に配置された排気アセンブリ８００（チャンバステーション１６２）とを含んでいる。図２Ｄは、一実施形態で記載したように、反応装置の蓋アセンブリ２００内に含まれている蓋サポート２１０を示している。蓋サポート２１０は下面２０８と上面２１２を有している。フランジ２２０は、蓋サポート２１０から外側に延びており、下面２２２を有している。反応装置の本体アセンブリ１０２上に配置されたときに、フランジ２２０は、反応装置の蓋アセンブリ２００をサポートすることができる。フランジ２２０の下面２２２は、反応装置の本体アセンブリ１０２の上面１１４、１１６、１２８及び１３８と物理的に接触している。
【００４２】
一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ７００は、蓋サポート２１０のシャワーヘッドポート２３０及び２５０内に配置され、アイソレータアセンブリ５００は、蓋サポート２１０のアイソレータポート２４０内に配置され、排気アセンブリ８００は、蓋サポート２１の排気ポート２６０内に配置される。ガスや排気アセンブリの形状は、一般的にそれぞれのポートの形状と一致する。各シャワーヘッドアセンブリ７００とシャワーヘッドポート２３０及び２５０は、それぞれ、矩形又は正方形の形状を持つことができる。プロセスパス−浮上ウエハキャリア４８０が製造ステップ中ウエハのキャリアトラック４００に沿って前方に移動する経路のような−は、ウエハキャリアトラック４００と同様に蓋サポート２１０の長さに沿って延びている。
【００４３】
シャワーヘッドポート２３０は長さ２３２と幅２３４とを有し、シャワーヘッドポート２５０は長さ２５２と幅２５４を有している。アイソレータアセンブリ５００及びアイソレータポート２４０は、それぞれ、矩形又は正方形の形状を持つことができる。アイソレータポート２４０は長さ２４２と幅２４４を有している。排気アセンブリ８００及び排気ポート２６０は、それぞれ、矩形又は正方形の形状を持つことができる。排気ポート２６０は長さ２６２と幅２６４を有している。
【００４４】
プロセスパスは、シャワーヘッドポート２３０及びその中の第１のシャワーヘッドアセンブリの長さ２３２に沿って延び、アイソレータポート２４０及びその中のアイソレータアセンブリの長さ２４２に沿って延び、シャワーヘッドポート２５０及びその中の第２のシャワーヘッドアセンブリの長さ２５２に沿って延び、排気ポート２６０及びその中の排気アセンブリの長さ２６２に沿って延びている。また、プロセスパスは、シャワーヘッドポート２３０及びその中の第１のシャワーヘッドアセンブリの幅２３４に対し、アイソレータポート２４０及びその中のアイソレータアセンブリの幅２４４に対し、シャワーヘッドポート２５０及びその中の第２のシャワーヘッドアセンブリの幅２５４に対し、排気ポート２６０及びその中の排気のアセンブリの幅２６４に対し、それぞれ垂直又は実質的に垂直に延びている。
【００４５】
いくつかの例では、第１のシャワーヘッドアセンブリ７００、アイソレータアセンブリ５００、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００は、互いに連続して、蓋サポートの長さに沿って延在するプロセスパスに沿って配置されている。排気アセンブリ８００と同様に、アイソレータアセンブリ５００は、プロセスパスの幅と実質的に同一又はそれよりも大きい幅を有している。また、アイソレータアセンブリ５００又は排気アセンブリ８００は、それぞれ、第１及び第２のシャワーヘッドアセンブリ７００の幅と実質的に同一又はそれよりも大きい幅を有している。
【００４６】
一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ７００はそれぞれ正方形の形状を有し、アイソレータアセンブリ５００と排気アセンブリ８００は正方形の形状を有している。一例では、アイソレータポート２４０の幅２４４及びアイソレータアセンブリ５００の幅は、チャンバの内部の幅を横切って延在することができる。別の例では、排気ポート２６０の幅２６４と排気アセンブリ８００の幅は、チャンバの内部の幅を横切って延在することができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、シャワーヘッドポート２３０の幅２３４、シャワーヘッドポート２５０の幅２５４、及び、各シャワーヘッドアセンブリ７００の幅は、それぞれ、約３インチ乃至約９インチ、好ましくは約５インチ乃至約７インチの範囲内、例えば約６インチである。また、シャワーヘッドポート２３０の長さ２３２、シャワーヘッドポート２５０の長さ２５２、及び、各シャワーヘッドアセンブリ７００の長さは、それぞれ、約３インチ乃至約９インチ、好ましくは約５インチ乃至約７インチの範囲内、例えば約６インチである。
【００４８】
他の実施形態では、アイソレータポート２４０の幅２４４及びアイソレータアセンブリ５００の幅は、それぞれ、約３インチ乃至約１２インチ、好ましくは約４インチ乃至約８インチ、更に好ましくは約５インチ乃至約６インチの範囲内である。また、アイソレータポート２４０の長さ２４２及びアイソレータアセンブリ５００の長さは、それぞれ、約０．５インチ乃至約５インチ、好ましくは約１インチ乃至約４インチ、更に好ましくは、約１．５インチ乃至約２インチの範囲内である。
【００４９】
他の実施形態では、排気ポート２６０の幅２６４及び排気アセンブリ８００の幅は、それぞれ、約３インチ乃至約１２インチ、好ましくは約４インチ乃至約８インチ、更に好ましくは約５インチ乃至約６インチの範囲内である。また、排気ポート２６０の長さ２６２及び排気アセンブリ８００の長さは、それぞれ、約０．５インチ乃至約５インチ、好ましくは約１インチ乃至約４インチ、更に好ましくは約１．５インチ乃至約２インチの範囲内である。
【００５０】
反応装置の蓋アセンブリ２００は、熱調節システムの一部としての少なくとも１つの熱交換器と流体連通するとともに連結されていてもよい。いくつかの実施形態では、反応装置の蓋アセンブリ２００は、２、３又はそれ以上の個数の熱交換器と流体連通するとともに連結されていてもよい。
【００５１】
反応装置の蓋アセンブリ２００の熱制御システム１９０（図１Ｆ）は、図２Ａに示すように、入口２１４ａ、２１６ａ及び２１８ａと出口２１４ｂ、２１６ｂ及び２１８ｂとを含んでいる。入口と出口の各ペアは、反応装置の蓋アセンブリ２００全体に延在する経路と連結されて流体連通する。出口２１４ｂ、２１６ｂ及び２１８ｂが、熱交換器１８０ａ−１８０ｃのような熱交換器に液体送り返す一方、入口２１４ａ、２１６ａ及び２１８ａは、熱交換器から液体を受け取ることができる。いくつかの実施形態では、温度調節システム１９０は、約２５０℃乃至約３５０℃、好ましくは約２７５℃乃至３２５℃、更に好ましくは約２９０℃乃至３１０℃の範囲内、例えば約３００℃の温度に、反応装置の本体アセンブリ１０２及び／又は反応装置の蓋アセンブリ２００をそれぞれ維持するために、熱交換器１８０ａ−１８０ｃを利用する。
【００５２】
図２Ｂ−２Ｃは流体経路２２４、２２６及び２２８を示している。流体経路２２４は、熱交換器に連結されて流体連通する、入口２１４ａと出口２１４ｂとの間に配置されている。流体経路２２４は、シャワーヘッドアセンブリ７００と排気アセンブリ８００との間に配置される。また、流体経路２２６は、入口２１６ａと出口２１６ｂとの間に配置され、流体経路２２８は、それぞれが熱交換器に連結されて流体連通する、入口２１８ａと出口２１８ｂとの間に配置される。流体経路２２６は、シャワーヘッドアセンブリ７００とアイソレータアセンブリ５００との間に配置され、流体経路２２８は、シャワーヘッドアセンブリ７００とアイソレータアセンブリ５００との間に配置される。
【００５３】
流体経路２２４は部分的に溝２１３とプレート２２３との間に形成される。同様に、流体経路２２６は部分的に溝２１５とプレート２２５との間に形成され、流体経路２２８は部分的に溝２１７とプレート２２７との間に形成される。溝２１３、２１５及び２１７は、蓋サポート２１０の下面２０８内に形成することができる。図２Ｄは、溝２１３、２１５及び２１７をそれぞれカバーするプレート２２３、２２５及び２２７を示している。
【００５４】
一実施形態では、蓋サポート２１０に隣同士に配置された第１のシャワーヘッドアセンブリ７００及びアイソレータアセンブリ５００、及び蓋サポート２１０に隣同士に配置された第２のシャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００を含む、蒸着用反応装置の蓋アセンブリ２００が設けられ、アイソレータアセンブリ５００は、第１及び第２のシャワーヘッドアセンブリ７００の間に配置され、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００は、アイソレータアセンブリ５００と排気アセンブリ８００との間に配置される。
【００５５】
別の実施形態では、蓋サポート２１０に隣同士に配置された第１のシャワーヘッドアセンブリ７００及びアイソレータアセンブリ５００を有するチャンバステーション１６０と、蓋サポート２１０に隣同士に設けられた第２のシャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００を有するチャンバステーション１６２とを含む、蒸着用反応装置の蓋アセンブリ２００が設けられ、アイソレータアセンブリ５００は、第１及び第２シャワーヘッドアセンブリ７００の間に配置され、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００は、アイソレータアセンブリ５００及び排気アセンブリ８００の間に配置される。
【００５６】
別の実施形態において、蓋サポート２１０に連続して直線的に隣同士に配置された、第１のシャワーヘッドアセンブリ７００、アイソレータアセンブリ５００、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００を含む、蒸着用反応装置の蓋アセンブリ２００が設けられ、アイソレータアセンブリ５００は、第１及び第２のシャワーヘッドアセンブリ７００の間に配置され、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００は、アイソレータアセンブリ５００及び排気アセンブリ８００の間に配置される。
【００５７】
別の実施形態において、蓋サポート２１０に連続して直線的に隣同士に配置された、第１のシャワーヘッドアセンブリ７００、アイソレータアセンブリ５００、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００を含む、蒸着用反応装置の蓋アセンブリ２００が設けられ、温度調節システム１９０が、少なくとも１つの液体又は液体経路、しばしば蓋サポート２１０の全体に延在する液体経路２２４、２２６及び２２８のような、２、３あるいはそれ以上の液体又は液体経路を有する。温度調節システム１９０は、更に、流体経路２２４、２２６及び２２８と流体連通するとともに連結された、入口２１４ａ、２１６ａ及び２１８ａのような少なくとも１つの入口と、出口２１４ｂ、２１６ｂ及び２１８ｂのような少なくとも１つの出口と、を有する。入口２１４ａ、２１６ａ及び２１８ａと出口２１４ｂ、２１６ｂ及び２１８ｂとの各々は、それぞれ、液体貯留装置、熱交換器又は熱交換器１８０ａ、１８０ｂ及び１８０ｃなどの複数の熱交換器と流体連通するとともに連結される。一例では、液体貯留装置は、ソース水、アルコール、グリコール、グリコールエーテル、有機溶剤、又は、これらの混合物を含むことができる。
【００５８】
一例では、第１のシャワーヘッドアセンブリ７００は、反応装置の蓋アセンブリ２００を介して延在する温度調節システム１９０の２つの独立した流体経路の間に配置される。別の例では、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００は、反応装置の蓋アセンブリ２００を介して延在する温度調節システム１９０の２つの独立した流体経路の間に配置される。別の例では、アイソレータアセンブリ５００は、反応装置の蓋アセンブリ２００を介して延在する温度調節システム１９０の２つの独立した流体経路の間に配置される。別の例では、排気アセンブリ８００は、反応装置の蓋アセンブリ２００を介して延在する温度調節システム１９０の２つの独立した流体経路の間に配置される。
【００５９】
別の実施形態では、蓋サポート２１０に隣同士に配置された、第１のシャワーヘッドアセンブリ７００及びアイソレータアセンブリ５００とを有するチャンバステーション１６０と、蓋サポート２１０に隣同士に配置された、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００とを有するチャンバステーション１６２とを含む、蒸着用反応装置の蓋アセンブリ２００が設けられ、アイソレータアセンブリ５００は、第２及び第２シャワーヘッドアセンブリ７００と温度調節システム１９０との間に配置される。
【００６０】
一実施形態では、第１のシャワーヘッドアセンブリ７００、アイソレータアセンブリ５００、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００は、蓋サポート２１０の長さに沿って連続して隣同士に配置されている。いくつかの実施形態において、アイソレータアセンブリ５００は、第１又は第２のシャワーヘッドアセンブリ７００よりも長い幅を持つことができる。他の実施形態では、アイソレータアセンブリ５００は、第１又は第２のシャワーヘッドアセンブリ７００よりも短い長さを有することができる。いくつかの実施形態では、排気アセンブリ８００は、第１又は第２のシャワーヘッドアセンブリ７００よりも長い幅を持つことができる。他の実施形態では、排気アセンブリ８００は、第１又は第２のシャワーヘッドアセンブリ７００よりも短い長さを有することができる。
【００６１】
いくつかの例では、第１のシャワーヘッドアセンブリ７００、アイソレータアセンブリ５００、第２のシャワーヘッドアセンブリ７００及び排気アセンブリ８００は、矩形の形状をそれぞれ持っている。他の例では、第１のシャワーヘッドアセンブリ７００と第２のシャワーヘッドアセンブリ７００は、正方形の形状を持っている。蓋サポート２１０は、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、それらの合金、又はそれらの組合せなどの材料を含むかそれらの材料から作られる。
【００６２】
実施形態は、アイソレータアセンブリ５００又は第１又は第２のシャワーヘッドアセンブリ７００の各々が、それぞれ、下部５０４又は７０４に配置された上部５０６又は７０６を含む本体５０２又は７０２と、本体５０２又は７０２の内面５０９又は７０９間に、上部５０６又は７０６及び下部５０４又は７０４を介して延び、本体５０２又は７０２を介して延在する中心軸５０１又は７０１に対し平行な、中央チャネル５１６又は７１６と、第１の複数の孔５３２又は７３２を有し、中央チャネル５１６又は７１６内に配置されている追加の拡散プレート５３０又は７３０と、を有している。アイソレータアセンブリ５００又は第１又は第２のシャワーヘッドアセンブリ７００は、それぞれ、第２の複数の孔５４２又は７４２を有し、中央チャネル５１６又は７１６内であって選択的に拡散プレート５３０又は７３０の下に配置された、上側チューブプレート５４０又は７４０、及び、第３の複数の孔５５２又は７５２を有し、中央チャネル５１６又は７１６内であって上側チューブプレート５４０又は７４０の下に配置された下側チューブプレート５５０又は７５０、を有している。どちらかのシャワーヘッドアセンブリ７００又はアイソレータアセンブリ５００は、それぞれ更に、上側チューブプレート５４０又は７４０から下側チューブプレート５５０又は７５０に延在する複数のガスチューブ５８０又は７８０を有しており、ガスチューブ５８０又は７８０のそれぞれは、第２の複数の孔５４２又は７４２からの個々の孔及び第３の複数の孔５５２又は７５２からの個々の孔と連結されて流体連通する。
【００６３】
別の実施形態では、排気アセンブリ８００は、下部８０４上に配置された上部８０６を有する本体８０２と、上部８０６及び下部８０４を介して、本体８０２の内面８０９の間に、本体８０２を介して延在する中心軸８０１と平行に延在する、集中チャンネル８１６と、本体８０２の上部８０６上に配置した排気出口８６０と、第１の複数の孔８３２を有し、中央チャネル８１６内に配置された追加の拡散プレート８３０と、第２の複数の孔８４２を有し、中央チャネル８１６内であって選択的に拡散プレート８３０（もし存在すれば）の下に配置された、上側チューブプレート８４０と、第３の複数の孔８５２を有し、中央チャネル８１６内であって上側チューブプレート８４０の下に配置された、下側チューブプレート８５０と、を含んでいる。排気アセンブリ８００は、更に、上側チューブプレート８４０から下側チューブプレート８５０に延在する複数の排気チューブ８８０を含んでおり、排気チューブ８８０の各々が、第２の複数の孔８４２の個々の孔及び第３の複数の孔８５２の個々の孔と連結されて流体連通する。
【００６４】
図４Ａ−４Ｅは、本明細書に記載した一実施形態に係るウエハキャリアトラック４００を示している。別の実施形態では、ウエハキャリアトラック４００の下部セグメント４１２上に配置されたウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０を含む、反応装置１００のような蒸着反応装置システム内のウエハキャリア４８０を浮上させるように、基板のサセプタを浮上させて横断させるためのウエハキャリアトラック４００を設けている。ガスキャビティ４３０は、ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０と下部セグメント４１２との間に形成されている。二つの側面４１６は、ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０に沿って互いに平行に延びている。ガイドパス４２０は、２つの側面４１６の間で、上部セグメント４１０の上面４１８に沿って延びている。複数のガス孔４３８は、ガイドパス４２０内に配置され、上部セグメント４１０の上面４１８から、上部セグメント４１０を介して、ガスキャビティ４３０へと延びている。
【００６５】
別の実施形態では、上側ラップジョイント４４０はウエハキャリアトラック４００の一端に配置されており、下側ラップジョイント４５０はウエハキャリアトラック４００の反対側の端部に配置されており、上側ラップジョイント４４０は、ガイドパス４２０及び側面４１６の一部に沿って延びている。上側ラップジョイント４４０は、下部セグメント４１２よりも更に延在する下面４４２を有している。下側ラップジョイント４５０は、ウエハキャリアトラック４００のガイドパス４２０及び側面４１６より更に延在する上面４５２を有している。
【００６６】
一般的に、ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０及び／又は下部セグメント４１２は、それぞれ、石英を含むことができる。いくつかの例では、ウエハキャリアトラック４００の下部セグメント４１２は石英板である。ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０及び下部セグメント４１２は、一緒に融合させることができる。一具体例では、上部セグメント４１０及び下部セグメント４１２の両方は、石英を含んでおり、一緒に融合させてそれらの間にガスキャビティを形成する。ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０及び／又は下部セグメント４１２に含まれる石英は通常透明であるが、いくつかの実施形態では、ウエハキャリアトラック４００の一部が不透明な石英を含むこともある。
【００６７】
別の実施形態では、ガスポート４３４は、ウエハキャリアトラック４００の側面４０２からガスキャビティ４３０内へと延びている。一例では、ガスポート４３４は、上部セグメント４１０を介して延びている。複数のガス孔４３８は、約１０の孔乃至約５０の孔、好ましくは約２０の孔乃至約４０の孔、の数である。ガス孔４３８のそれぞれは、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。
【００６８】
他の実施形態では、ウエハキャリアトラックシステムは、図４Ｄ−４Ｅに示すように、端部と端部とを直列に配置した２つあるいはそれ以上のウエハキャリアトラック４００を含むことができる。一実施形態では、第２のウエハキャリアトラック４００の下側ラップジョイント４５０上に配置された第１のウエハキャリアトラック４００の上側ラップジョイント４４０と、第１のウエハキャリアトラック４００の上側ラップジョイント４４０と第２のウエハキャリアトラック４００の下側ラップジョイント４５０との間に形成された排気ポートと、第２のウエハキャリアトラック４００の下面上の第２のガイドパスと整列した第１のウエハキャリアトラック４００の上面上の第１のガイドパスと、を含むウエハキャリアトラックシステムが設けられている。いくつかの例では、第２のウエハキャリアトラック４００の上側ラップジョイント４４０は、第３のウエハキャリアトラック４００（図示せず）の下側ラップジョイント４５０上に配置されることがある。
【００６９】
別の実施形態では、その内部に形成されたガスキャビティ４３０を有するウエハキャリアトラック４００と、ウエハキャリアトラック４００に沿って延在するガイドパス４２０と、ガイドパス４２０の内部であってウエハキャリアトラック４００からガスキャビティ４３０内へと延在する複数のガス孔４３８と、ウエハキャリアトラック４００の一端に配置された上側ラップジョイント４４０及びウエハキャリアトラック４００の反対側の端部に配置された下側ラップジョイント４５０と、を含む、反応装置１００などの蒸着反応装置システム内で浮上ウエハキャリア４８０を浮上させて横断するためのウエハキャリアトラック４００が設けられており、上側ラップジョイント４４０はガイドパス４２０の一部を延ばし、下側ラップジョイント４５０はウエハキャリアトラック４００のガイドパス４２０よりも更に延在する上面を有している。
【００７０】
少なくとも一つの側面は、ウエハキャリアトラック４００上に配置され、ガイドパス４２０に沿ってその上に延在する。いくつかの例では、２つの側面４１６は、ウエハキャリアトラック４００上に配置され、ガイドパス４２０に沿ってその上に延在する。ガイドパス４２０は、２つの側面４１６の間で延ばすことができる。一実施形態では、ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０は、ウエハキャリアトラック４００の下部セグメント４１２の上に配置することもできる。ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０は、上面に沿って延在するガイドパス４２０を有することができる。ガスキャビティ４３０は、ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０と下部セグメント４１２との間に形成することができる。いくつかの例では、ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０及び下部セグメント４１２は一緒に融合させることができる。いくつかの実施形態では、ウエハキャリアトラック４００は石英を含む。ウエハキャリアトラック４００の上部セグメント４１０及び下部セグメント４１２は、それぞれ、石英を含むことができる。一例では、ウエハキャリアトラック４００の下部セグメント４１２は石英板である。
【００７１】
他の実施形態では、ガスポート４３４は、ウエハキャリアトラック４００の側面からガスキャビティ４３０へと延びている。ガスポート４３４は、ウエハキャリアトラック４００の上面を介して、ガスキャビティ４３０内に、ウエハキャリアトラック４００の上面上の複数のガス孔４３８から、浮上ガスを流すために利用される。複数のガス孔４３８は、約１０の孔乃至約５０の孔、好ましくは約２０の孔乃至約４０の孔、の数である。ガス孔４３８のそれぞれは、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。
【００７２】
別の実施形態では、図１２Ａ−１２Ｅは、蒸着又はエッチングのために使用される他の処理チャンバと同様に、本明細書に記載のＣＶＤ反応装置を含む各種の処理チャンバを介して基板を搬送するために使用することができる浮上ウエハキャリア４８０を示している。浮上ウエハキャリア４８０は、短辺４７１、長辺４７３、上面４７２及び下面４７４を有している。浮上ウエハキャリア４８０は矩形の形状で示されているが、また正方形の形状、円形の形状、又は他の形状を有することができる。浮上ウエハキャリア４８０は、グラファイトや他の材料を含むかそれらの材料から形成される。浮上ウエハキャリア４８０は、通常、長辺４７３がＣＶＤ反応装置の側面に対し向かい合う一方、ＣＶＤ反応装置を介して前方に向かう短辺４７１へ移動する。
【００７３】
図１２Ａ−１２Ｂは、本明細書に記載された一実施形態に係る浮上ウエハキャリア４８０を示している。図１２Ａは、上面４７２の３つの凹み４７５を含む浮上ウエハキャリア４８０の上面図を示している。ウエハ又は基板は、プロセス中ＣＶＤ反応装置を介して転送させながら、凹み４７５内に位置決めされる。３つの凹み４７５で示されているが、上面４７２は、凹みが無い状態を含む、より多いあるいはより少ない凹みを有することができる。例えば、浮上ウエハキャリア４８０の上面４７２は、ウエハ又は基板を収容するために、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１２又はそれ以上の凹みを含むことができる。いくつかの例では、１つのウエハ／基板又は複数のウエハ／基板が、凹みを持っていない上面４７２上に直接配置される。
【００７４】
図１２Ｂは、一実施形態で記載されているように、下面４７４上に凹み４７８を含む浮上ウエハキャリア４８０の底面図を示している。凹み４７８は、浮上ウエハキャリア４８０下でのガスクッションの導入により浮上ウエハキャリア４８０を浮揚させる助けとして使用される。ガス流量は、ガスクッションを形成するためにガスを蓄積する凹み４７８で方向付けられる。浮上ウエハキャリア４８０の下面４７４は、凹みがない場合もあり、又は１つの凹み４７８の場合（図１２Ｂ）、２つの凹み４７８の場合（図１２Ｃ−１２Ｅ）、３つの凹み４７８の場合（図示せず）あるいはそれ以上の場合がある。凹み４７８のそれぞれは、直線状又はテーパ状の側面を有することができる。一例では、各凹み４７８は、側面４７６が角度の緩やかな変化を有する側面４７７より急勾配あるいはより急激に変化するような、テーパ状の側面を有している。凹み４７８内の側面４７７は、浮上ウエハキャリア４８０を横切る温度勾配を補正するために、テーパ状となっている。また、側面４７７は、ウエハキャリアトラック４００に沿って浮上ウエハキャリア４８０を浮上させて移動／搬送させる一方、ガスポケットを形成して浮上ウエハキャリア４８０の下にガスポケットを維持するために、テーパ状又は斜めに形成されている。別の例では、凹み４７８は、側面４７６が直線状又は実質的に直線状であり、側面４７７がテーパ／角度を有するかあるいは側面４７７が直線状又は実質的に直線状であり、側面４７６がテーパ／角度を有するように、直線状又は実質的に直線状の側面及びテーパ状の側面を有する。また、凹み４７８は、側面４７６及び４７７が直線状又は実質的に直線状となるように、すべて直線状の側面とすることができる。
【００７５】
別の実施形態において、図１２Ｃ−１２Ｅは下面４７４に２つの凹み４７８を含む浮上ウエハキャリア４８０の底面図を示す。２つの凹み４７８は、浮上ウエハキャリア４８０下へのガスクッションの導入により、浮上ウエハキャリア４８０を浮揚させる助けとなる。ガス流量は、ガスクッションを形成するためにガスを蓄積する凹み４７８で方向付けられる。凹み４７８は直線状又はテーパ状の側面を有することができる。一例では、図１０Ｅに示すように、凹み４７８は、側面４７６及び４７７が直線状、例えば、下面４７４の平面に対し垂直となるように、すべて直線状の側面を有する。別の例では、図１０Ｆに示すように、凹み４７８は、側面４７６が、多くが角度の緩やかな変化を有する側面４７７より急勾配又はより急激であるように、すべてテーパ状の側面を有している。凹み４７８内の側面４７７は、浮上ウエハキャリア４８０を横切る温度勾配を補正するために、テーパ状となっている。また、凹み４７８は、側面４７６が直線状であり、側面４７７がテーパ状かあるいは側面４７７が直線状であり、側面４７６がテーパを有するように、直線状の側面とテーパ状の側面との組み合わせを有することもできる。
【００７６】
浮上ウエハキャリア４８０は、下面４７４から上面４７２及びその上に配置された任意の基板へと延在する、熱流束を含んでいる。熱流束は、処理システムの内部圧力と長さの両方によって制御される。浮上ウエハキャリア４８０のプロファイルは、他のソースからのヒートロスを補償するために、テーパ状となっている。プロセス中、短辺４７１及び長辺４７３のような浮上ウエハキャリア４８０のエッジ部を介して、熱が失われている。しかし、失われた熱は、浮上中のチャネルのギャップを減らすことにより、浮上ウエハキャリア４８０のエッジ部により多くの熱流束を許容することによって、補償することができる。
【００７７】
別の実施形態では、ウエハキャリアトラック４００は、ガイドパス４２０上に配置された浮上ウエハキャリア４８０を含む。いくつかの例では、浮上ウエハキャリア４８０は下面内に配置された少なくとも１つの凹みポケットを有している。他の例では、浮上ウエハキャリア４８０は、下面内に配置された少なくとも２つの凹みポケットを有している。
【００７８】
図５Ａ−５Ｄは、本明細書に記載された実施形態に従って、反応装置１００のような、蒸着チャンバのためアイソレータアセンブリ５００を示している。一実施形態において、アイソレータアセンブリ５００は、上部５０６及び下部５０４を有する本体５０２と、本体５０２の上部５０６及び下部５０４を介して延在する中央チャネル５１６と、を含んでいる。上部５０６は上面５０７を含んでいる。中央チャネル５１６は、本体５０２の内面５０９の間であって本体５０２を介して延在する中心軸５０１に平行に、延びている。拡散プレート５３０は、複数のガス孔５３２を含み、中央チャネル５１６内に配置されている。一例では、拡散プレート５３０は、フランジ又は突起５１０上に配置されている。別の例では、アイソレータアセンブリ５００は、その中に配置された拡散プレート５３０を含んでいない。
【００７９】
アイソレータアセンブリ５００は、複数のガス孔５４２を有し、中央チャネル５１６内であって拡散プレート５３０の下に配置された、上側チューブプレート５４０を含んでいる。アイソレータアセンブリ５００は、また、複数のガス孔５５２を有し、中央チャネル５１６内であって上側チューブプレート５４０の下に配置された、下側チューブプレート５５０を含んでいる。複数のガスチューブ５８０は、上側チューブプレート５４０から下側チューブプレート５５０へと延び、各チューブは、複数のガス孔５４２からの個々の孔及び複数のガス孔５５２からの個々の孔と連結して流体連通している。ガスチューブ５８０の各々は、ここに記載された多くの実施形態において、中心軸５０１に対してと同様に、互いに、平行又は実質的に平行に延びている。図示しない代替の実施形態では、ガスチューブ５８０の各々は、約１°乃至約１５°又はそれ以上の範囲内の、中心軸５０１に対する所定の角度で延びている。
【００８０】
アイソレータアセンブリ５００は、入口ポート５２２を通ってキャビティ５３８、５４８及び５５８に流路を提供することによって、パージガス、前駆体ガス、及び／又は、キャリアガスのようなガスを分散させるために使用される。キャビティ５３８は、中央チャネル５１６内において、上部プレート５２０と拡散プレート５３０との間に形成されている。キャビティ５４８は、中央チャネル５１６内において、拡散プレート５３０と上側チューブプレート５４０との間に形成されている。キャビティ５５８は、中央チャネル５１６内において、上側チューブプレート５４０と下側チューブプレート５５０との間に形成されている。
【００８１】
別の実施形態では、アイソレータアセンブリ５００は、上部５０６及び下部５０４を含み、上部５０６が下部５０４上に延在するフランジを含む本体５０２と、本体５０２の上部５０６及び下部５０４を介して、本体５０２の内面５０９の間に、本体５０２を介して延在する中心軸５０１と平行に延在する中央チャネル５１６と、複数のガス孔５３２を含み、中央チャネル５１６内に配置された拡散プレート５３０と、複数のガス孔５４２を含み、中央チャネル５１６内であって拡散プレート５３０の下に配置された上側チューブプレート５４０と、複数のガス孔５５２を含み、中央チャネル５１６内であって上側チューブプレート５４０の下に配置された下側チューブプレート５５０と、上側チューブプレート５４０から下側チューブプレート５５０へと延び、各チューブが複数のガス孔５４２からの個々の孔及びガス孔５５２からの個々の孔と連結して流体連通する複数のガスチューブ５８０と、を含んでいる。
【００８２】
別の実施形態では、アイソレータアセンブリ５００は、上部５０６及び下部５０４を含み、上部５０６が下部５０４を超えて本体５０２の中心軸５０１から隣接して延在するとともに、下部５０４が上部５０６を超えて本体５０２の中心軸５０１に対し平行に延在する本体５０２と、本体５０２の上部５０６及び下部５０４を介して、本体５０２の内面５０９の間に、中心軸５０１に平行に延在する中央チャネル５１６と、複数のガス孔５３２を含み、中央チャネル５１６内に配置された拡散プレート５３０と、複数のガス孔５４２を含み、中央チャネル５１６内であって拡散プレート５３０の下に配置された上側チューブプレート５４０と、複数のガス孔５５２を含み、中央チャネル５１６内であって上側チューブプレート５４０の下に配置された下側チューブプレート５５０と、上側チューブプレート５４０から下側チューブプレート５５０へと延び、各チューブが複数のガス孔５４２からの個々の孔及びガス孔５５２からの個々の孔と連結して流体連通する複数のガスチューブ５８０と、を含んでいる。
【００８３】
別の実施形態では、アイソレータアセンブリ５００は、上部５０６及び下部５０４を含む本体５０２と、本体５０２の上部５０６及び下部５０４を介して、本体５０２の内面５０９の間に、本体５０２を介して延在する中心軸５０１に平行に延在する中央チャネル５１６と、複数のガス孔５３２を含み、中央チャネル５１６内に配置された拡散プレート５３０と、複数のガス孔５４２を含み、中央チャネル５１６内であって拡散プレート５３０の下に配置された上側チューブプレート５４０と、複数のガス孔５５２を含み、中央チャネル５１６内であって上側チューブプレート５４０の下に配置された下側チューブプレート５５０と、を含んでいる。
【００８４】
別の実施形態では、アイソレータアセンブリ５００は、上部５０６及び下部５０４を含む本体５０２と、本体５０２の上部５０６及び下部５０４を介して、本体５０２の内面５０９の間に、本体５０２を介して延在する中心軸５０１に平行に延在する中央チャネル５１６と、複数のガス孔５３２を含み、中央チャネル５１６内であって拡散プレート５３０の下に配置された上側チューブプレート５４０と、複数のガス孔５４２を含み、中央チャネル５１６内であって上側チューブプレート５４０の下に配置された下側チューブプレート５５０と、上側チューブプレート５４０から下側チューブプレート５５０へと延び、各チューブが複数のガス孔５３２からの個々の孔及び複数のガス孔５４２からの個々の孔と連結して流体連通する複数のガスチューブ５８０と、を含んでいる。
【００８５】
いくつかの実施形態において、アイソレータアセンブリ５００はモジュール式のシャワーヘッドアセンブリである。本体５０２の上部５０６及び下部５０４は、それぞれ、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、それらの合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むことができる。一例では、本体５０２の上部５０６及び下部５０４は、それぞれ、ステンレス鋼又はその合金を含んでいる。
【００８６】
一実施形態において、アイソレータアセンブリ５００は、本体５０２の上部５０６に配置されたガス導入口５６０を含んでいる。上部プレート５２０は本体５０２の上部５０６の上面に配置され、ガス導入口５６０はプレート上に配置される。プレートは、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むことができる。いくつかの例では、プレートは、そこを通って延在する入口ポート５２２を有している。ガス導入口５６０は、入口ポート５２２を介して延在する入口チューブ５６４を有している。入口ノズル５６２は入口チューブ５６４の一端に連結され、プレートの上方に配置される。別の例では、シャワーヘッド本体の上部５０６の上面は、中央チャネル５１６を包含する溝５０８を有している。Ｏリングは溝５０８内に配置されることがある。拡散プレート５３０は、中央チャネル５１６内において、本体５０２の側面から突出する突起やフランジに配置される。
【００８７】
一実施形態において、複数のガスチューブ５８０は、約５００のチューブ乃至約１５００のチューブ、好ましくは約７００のチューブ乃至約１２００のチューブ、より好ましくは約８００のチューブ乃至約１０００のチューブの範囲内、例えば約９００の数のチューブを有することができる。いくつかの例において、それぞれのチューブは、約０．５ｃｍ乃至約２ｃｍ、好ましくは約０．８ｃｍ乃至約１．２ｃｍの範囲内、例えば約１ｃｍの長さを有することができる。他の例において、それぞれのチューブは、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。いくつかの例では、チューブは皮下注射針である。チューブは、鋼、ステンレス鋼、３００系のテンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。
【００８８】
一実施形態では、拡散プレート５３０上の複数のガス孔５３２のそれぞれの孔は、上側チューブプレート５４０上の複数のガス孔５４２のそれぞれの孔よりも大きな直径を有している。更に、拡散プレート５３０上の複数のガス孔５３２のそれぞれの孔は、下側の拡散プレート上の複数のガス孔５５２のそれぞれの孔よりも大きな直径を有している。また、上側チューブプレート５４０上の複数のガス孔５４２のそれぞれの孔は、下側チューブプレート５５０上の複数のガス孔５５２のそれぞれの孔と同じ又は実質的に同じ直径を有している。
【００８９】
一実施形態では、拡散プレート５３０は、鋼、ステンレス鋼、３００系のテンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組合せなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。拡散プレート５３０は、約２０の孔乃至約２００の孔、好ましくは約２５の孔乃至約５５の孔、より好ましくは約４０の孔乃至約６０の孔の範囲内の数の孔を含むことができる。拡散プレート５３０のそれぞれの孔は、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。別の実施形態において、上側チューブプレート５４０及び／又は下側チューブプレート５５０は、それぞれ、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組合せなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。上側チューブプレート５４０及び／又は下側チューブプレート５５０は、それぞれ、約５００の孔乃至約１５００の孔、好ましくは約７００の孔乃至約１２００の孔、より好ましくは約８００の孔乃至約１０００の孔を有している。上側チューブプレート５４０及び／又は下側チューブプレート５５０のそれぞれの孔は、それぞれ、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。別の実施形態においては、アイソレータアセンブリ５００は、約１０孔／平方インチ（平方インチ毎の孔の数）乃至約６０孔／平方インチ、好ましくは約１５孔／平方インチ乃至約４５孔／平方インチ、更に好ましくは約２０孔／平方インチ乃至約３６孔／平方インチの範囲内のチューブのガス孔密度及び／又は数を有している。
【００９０】
一例では、アイソレータアセンブリ５００の本体５０２の上部５０６の上面は金属製のプレートである。他の例では、アイソレータアセンブリ５００は、矩形の形状又は正方形の形状を持つことができる。別の実施形態においては、アイソレータアセンブリ５００の本体５０２は、更に、温度調節システムを含んでいる。温度調節システム１９０などの温度調節システムは、本体５０２内に延在する流体経路５１８を含むことができ、また、流体経路５１８と連結された流体連通される入口５１４ａ及び出口５１４ｂを有することができる。入口５１４ａ及び出口５１４ｂは、それぞれ、図１Ｆに示されるように、液体貯留器又は温度調節システム１９０内の熱交換器１８０ａ、１８０ｂ又は１８０ｃのような、少なくとも１つの熱交換器と連結されて流体連通している。
【００９１】
図６は、本明細書中の実施形態で記載したように、蒸着反応装置システム内のウエハキャリア又は基板サポートと同様に、ウエハ又は基板を加熱するために使用される、加熱ランプアセンブリ６００を示している。一実施形態では、サポートベース６０２の上面６０６に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへ延在する複数のランプ６２４と、を含み、各ランプ６２４が分割フィラメント又は非分割フィラメントを有し、サポートベース６０２の上面６０６に配置されたリフレクタ６５０が、第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間に配置されている、加熱ランプアセンブリ６００が提供されている。
【００９２】
別の実施形態では、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６上に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する第１の複数のランプ６２４であって、第１の複数のランプのそれぞれのランプが非分割フィラメントを有する第１の複数のランプ６２４と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する第２の複数のランプ６２４であって、第２の複数のランプのそれぞれのランプが非分割フィラメントを有する第２の複数のランプ６２４と、第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間でサポートベース６０２の上面６０６上に配置されたリフレクタ６５０と、を含んでいる。
【００９３】
別の実施形態では、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６上に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する第１の複数のランプ６２４であって、第１の複数のランプのそれぞれのランプが分割フィラメントを有する第１の複数のランプ６２４と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する第２の複数のランプ６２４であって、第２の複数のランプのそれぞれのランプが非分割フィラメントを有する第２の複数のランプ６２４と、を含むことができ、第１の複数のランプ６２４が、第１及び第２のランプホルダ間を延在する一方、第２の複数のランプ６２４間に順次又は交互に配置されている。また、リフレクタ６５０は、第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間でサポートベース６０２の上面６０６上に配置することができる。
【００９４】
別の実施形態において、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６上に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する複数のランプ６２４と、を含み、複数のランプ６２４は互いに順次又は交互に配置された第１グループのランプ及び第２グループのランプを含み、第１グループのランプのそれぞれのランプが分割フィラメントを含み、第２グループのランプのそれぞれのランプが非分割フィラメントを含み、リフレクタ６５０が第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間でサポートベース６０２の上面６０６上に配置されている。
【００９５】
別の実施形態において、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６上に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂ上に配置された複数のポスト６２２と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する複数のランプ６２４と、を含み、各ランプが分割フィラメント又は非分割フィラメントを有し、リフレクタ６５０が第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間でサポートベース６０２の上面６０６上に配置されている。
【００９６】
別の実施形態において、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６上に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂ上に配置された複数のポスト６２２と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する複数のランプ６２４と、を含み、各ランプが分割フィラメント又は非分割フィラメントを有し、各ランプが、第１のランプホルダ６２０ａ上の２つのポスト６２２間に配置された第１の端部及び第２のダンプホルダ６２０ｂ上の２つのポスト６２２間に配置された第２の端部を有し、リフレクタ６５０が第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間でサポートベース６０２の上面６０６上に配置されている。
【００９７】
別の実施形態において、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６上に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂ上に配置された複数のポスト６２２と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する複数のランプ６２４と、を含み、各ランプが、第１のランプホルダ６２０ａ上の２つのポスト６２２間に配置された第１の端部及び第２のダンプホルダ６２０ｂ上の２つのポスト６２２間に配置された第２の端部を有し、リフレクタ６５０が第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間でサポートベース６０２の上面６０６上に配置されている。
【００９８】
別の実施形態において、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６上に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂ上に配置された複数のポスト６２２と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する複数のランプ６２４と、第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間でサポートベース６０２の上面６０６上に配置されているリフレクタ６５０と、を含んでいる。
【００９９】
別の実施形態において、サポートベース６０２の上面６０６上に配置され、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを含むランプハウジング６１０と、第１のランプホルダ６２０ａから第２のランプホルダ６２０ｂへと延在する複数のランプ６２４と、第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとの間でサポートベース６０２の上面６０６上に配置されているリフレクタ６５０と、を含む、蒸着反応装置システムのために加熱ランプアセンブリ６００が提供されている。
【０１００】
一実施形態において、加熱ランプアセンブリ６００はリフレクタ６５０を含み、及び／又は、リフレクタ６５０の上面は、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、それらの合金、又はそれらの組み合わせなどの反射性金属を含んでいる。多くの例において、リフレクタ６５０及び／又はリフレクタ６５０の上面は、金又は金合金を含んでいる。ウエハキャリアトラック４００の下面は、加熱ランプアセンブリ６００内のランプ６２４から放出され、リフレクタ６５０、リフレクタ６５０の上面、及び／又は、各ミラー６５２から反射された放射線に露出される。放出された放射線は、反応装置１００内の、ウエハキャリアトラック４００、浮上ウエハキャリア４６０及びウエハ９０によって吸収される。ここ記載されるプロセスのいくつかの実施形態では、ウエハキャリアトラック４００、浮上ウエハキャリア４６０、及び／又は、ウエハ９０は、それぞれ、約２５０℃乃至約３５０℃、好ましくは約２７５℃乃至約３２５℃、更に好ましくは約２９０℃乃至約３１０℃の範囲内の温度、例えば約３００℃の温度に、放射された照射線によって加熱される。
【０１０１】
加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６に沿って延び、サポートベース６０２の上面６０６に垂直又は実質的に垂直である、少なくとも１つのミラー６５２を含むことができる。いくつかの例では、ミラー６５２は、蒸着されたあるいはその上に配置された反射コーティングを有する各ランプホルダ６２０ａ又は６２０ｂの内側面である。他の例では、ミラー６５２は、各ランプホルダ６２０ａ又は６２０ｂの内側面に装着あるいは接着された、予め製造されたあるいはモジュール形式のミラーまた反射材料であってもよい。少なくとも１つのミラー６５２は、一般的に、表面６０６の平面に対して約９０°の角度でリフレクタ６５０に向かって直面するように位置決めされる。好ましくは、ここに記載された別の実施態様において、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６に沿って延在する２つのミラー６５２を含んでいる。両方のミラーはサポートベース６０２の上面６０６に垂直又は実質的に垂直であり、両方のミラー６５２はそれらの間のリフレクタ６５０に向かって互いに直面するように位置決めされる。２つのミラー６５２のそれぞれは、表面６０６の平面に対し約９０°の角度でリフレクタ６５０に向かって直面している。各ミラー及び／又は各ミラー６５２の上面は、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、それらの合金、又はそれらの組み合わせなどの反射性金属を含んでいる。多くの例では、各ミラー６５２及び／又は各ミラー６５２の上面は、金又は金合金を含んでいる。
【０１０２】
示されていない別の実施形態では、各ミラー６５２は、９０°より大きい角度乃至約１３５°までの範囲内の角度のように、表面６０６の平面に対し９０°よりも大きい角度でリフレクタ６５０から見て少し外側に向くよう位置決めされる。９０°よりも大きい角度で位置決めされたミラー６５２は、ウエハキャリアトラック４００、浮上ウエハキャリア４６０、又は、反応装置１００内の他の部分又は表面に向かってエネルギィを導くために利用される。代替の実施形態では、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６に沿って３つ以上のミラー６５２を含むことができる。
【０１０３】
加熱ランプアセンブリ６００内の複数のランプ６２４は、約１０のランプ乃至約１００のランプ、好ましくは約２０のランプ乃至約５０のランプ、より好ましくは約３０のランプ乃至約４０のランプの数とすることができる。一例では、加熱ランプアセンブリ６００は、約３４のランプを含んでいる。実施形態は、各ランプが、電源、独立したスイッチ及びコントローラと電気的に接続されるように提供する。コントローラは独立して各ランプへの電力を制御するために使用されることがある。
【０１０４】
他の実施形態では、加熱ランプアセンブリ６００内のサポートベース６０２と各ランプホルダの６２０ａ又は６２０ｂは、それぞれ、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデンな、アルミニウム、それらの合金又はそれらの組合せなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。いくつかの例では、第１のランプホルダ６２０ａ又は第２のランプホルダ６２０ｂは、それぞれ、ステンレス鋼又はそれらの合金を含むかそれらの材料から作製される。第１のランプホルダ６２０ａ又は第２のランプホルダ６２０ｂは、それぞれ、約２０００Ｗ／ｍ２−Ｋ乃至約３０００Ｗ／ｍ２−Ｋ、好ましくは約２３００Ｗ／ｍ２−Ｋ乃至約２７００Ｗ／ｍ２−Ｋの範囲内の冷却効率を有することができる。一例では、冷却効率は約２５００Ｗ／ｍ２−Ｋである。他の実施形態では、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂは、それぞれ、約０．００１インチ乃至約０．１インチの範囲内の厚さを有している。
【０１０５】
ここに記載された複数の実施形態に従って、図１０Ａは非分割フィラメントランプ６７０を示し、図１０Ｂは分割フィラメントランプ６８０を示している。分割フィラメントランプ６８０はバルブ６８２と非スプリットフィラメント６８４を含む一方、非分割フィラメントランプ６７０はバルブ６７２と非スプリットフィラメント６７４を含んでいる。ここに実施形態を介して記載されているように、複数のランプ６２４は、一般的に、非分割フィラメントランプ６７０、分割フィラメントランプ６８０、又は、非分割フィラメントランプ６７０と分割フィラメントランプ６８０との混合物を含んでいる。
【０１０６】
図１１Ａ−１１Ｆは、実施形態に記載されているように、反応装置１００などの蒸着反応装置内において、ウエハキャリアトラック４００などのウエハキャリアトラック、浮上ウエハキャリアトラック４８０などのウエハキャリア又は基板サポート、及び／又は、ウエハ９０などのウエハ又は基板、のヒートプロファイルを調整するために利用される、ランプ６２４などの異なる複数のランプを示している。一実施形態において、図１１Ａはすべての非分割フィラメントランプ６７０を含む複数のランプを示し、図１１Ｂはすべての分割フィラメントランプ６８０を含む複数のランプを示している。別の実施形態において、図１１Ｃは、非分割フィラメントランプ６７０及び分割フィラメントランプ６８０を順次又は交互に含む複数のランプを示している。他の実施形態において、図１１Ｅは１つ置きの分割フィラメント６８０の間に非分割フィラメントランプ６７０を含む複数のランプを示す一方、図１１Ｄは１つ置きの非分割フィラメントランプ６７０の間に分割フィラメントランプ６８０を含む複数のランプを示している。図１１Ｆは、非分割フィラメントランプ６７０と分割フィラメントランプ６８０を順次又は交互に含む複数のランプを示しているが、各ランプは、図１１Ａ−１１Ｅのランプよりもお互いが更に離れている。
【０１０７】
他の実施形態において、加熱ランプアセンブリ６００によって、反応装置１００などの蒸着反応装置システム内において、浮上ウエハキャリア４８０などの基板又は基板サセプタを加熱するための方法が提供され、その方法は、加熱ランプアセンブリ６００から放出されるエネルギィに基板サセプタの下面を露出させ、所定の温度に基板サセプタを加熱するステップを含み、加熱ランプアセンブリ６００は、サポートベース６０２の上面６０６に配置され、少なくとも１つのランプホルダ６２０ａ又は６２０ｂを含む、ランプハウジング６１０と、少なくとも１つのランプホルダから延在する複数のランプ６２４と、ランプの下であって、ランプホルダと隣合わせに、サポートベース６０２の上面６０６に配置されたリフレクタ６５０と、を含んでいる。
【０１０８】
方法の実施形態は、更に、加熱ランプアセンブリ６００が、分割フィラメントランプ６８０、非分割フィラメント、又は、分割あるいは非分割フィラメントのいずれかを含むランプの混合体を含むこと、を提供する。一実施形態では、ランプの各々は分割フィラメントランプ６８０を有している。分割フィラメントランプ６８０は、第１の端部と第２の端部との間に中心を持つことができる。分割フィラメントランプ６８０の第１及び第２の端部は、分割フィラメントランプ６８０の中心よりも暖かく維持される。したがって、基板サセプタの外側エッジは、基板サセプタの中心点よりも暖かく維持される。
【０１０９】
別の実施形態では、ランプの各々は非分割フィラメントランプ６７０を有している。非分割フィラメントランプ６７０は、第１の端部と第２の端部との間に中心を持つことができる。非分割フィラメントランプ６７０の中心は、非分割フィラメントランプ６７０の第１及び第２の端部よりも暖かく維持される。したがって、基板サセプタの中心点は、基板サセプタの外側エッジよりも暖かく維持される。
【０１１０】
別の実施形態では、複数のランプ６２４は分割フィラメントランプと非分割フィラメントランプとを有している。一実施形態では、分割フィラメントランプ６８０と非分割フィラメントランプ６７０は、お互いの間に順次配置されている。各ランプは、それぞれ、電源及びコントローラに電気的に接続することができる。この方法は、更に、各ランプに流れる電気の量を調整することを含む。一例では、分割フィラメントランプ６８０は、第１の端部と第２の端部との間に中心を持つことができる。分割フィラメントランプ６８０の第１及び第２の端部は、分割フィラメントランプ６８０の中心よりも暖かく維持される。したがって、基板サセプタの外側のエッジは、基板サセプタの中心点よりも暖かく維持される。別の例では、非分割フィラメントランプ６７０は、第１の端部と第２の端部との間に中心を持つことができる。非分割フィラメントランプ６７０の中心は、非分割フィラメントランプ６７０の第１及び第２の端部よりも暖かく維持される。したがって、基板サセプタの中心点は、基板サセプタの外側エッジよりも暖かく維持される。
【０１１１】
様々な実施形態において、方法は、基板のサセプタが基板キャリアやウエハキャリアとなることを提供する。ランプハウジング６１０は、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂを持つことができる。第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂは、互いに平行又は実質的に平行である。一例では、リフレクタ６５０は、第１のランプホルダ６２０ａ及び第２のランプホルダ６２０ｂとの間に配置される。第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂとは、それぞれが約０．００１インチ乃至約０．１インチの範囲内の厚さを有している。ランプホルダの所定の厚さは、ランプホルダの一定の温度を維持する助けとなる。したがって、第１のランプホルダ６２０ａと第２のランプホルダ６２０ｂは、それぞれ、約２７５℃乃至約３７５℃、好ましくは約３００℃乃至３５０℃の範囲内の温度に維持される。
【０１１２】
図７Ａ−７Ｄは、ここに記載された実施形態に従って、反応装置１００などの蒸着チャンバのためのシャワーヘッドアセンブリ７００を示している。一実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ７００は、上部７０６と下部７０４とを有する本体７０２と、本体７０２の上部７０６及び下部７０４を通って延在する中央チャネル７１６と、を含んでいる。上部７０６は上面７０７を含んでいる。中央チャネル７１６は、本体７０２の内面７０９の間であって本体７０２を介して延在する中心軸７０１に対して平行に延びている。拡散プレート７３０は、複数のガス孔７３２を含み、中央チャネル７１６内に配置されている。一例では、拡散プレート７３０はフランジ又は突起７１０に配置されている。別の例では、シャワーヘッドアセンブリ７００は、その中に配置された選択的な拡散プレート７３０を含んでいない。
【０１１３】
シャワーヘッドアセンブリ７００は、更に、複数のガス孔７４２を有し、拡散プレート７３０の下であって中央チャネル７１６内に配置された上側チューブプレート７４０を含んでいる。シャワーヘッドアセンブリ７００は、また、複数のガス孔７５２を有し、上側チューブプレート７４０の下であって中央チャネル７１６内に配置された下側チューブプレート７５０を含んでいる。複数のガスチューブ７８０は、上側チューブプレート７４０から下側チューブプレート７５０へ延び、各チューブは、複数のガス孔７４２からの個々の孔及び複数のガス孔７５２からの個々の孔と連結されて流体連通する。ガスチューブ７８０のそれぞれは、ここに記載された多くの実施形態における中心軸７０１に対してと同様に、互いに平行又は実質的に平行に延びている。図示しない代替の実施形態では、ガスチューブ７８０のそれぞれは、約１°乃至約１５°又はそれ以上の範囲内で、中心軸７０１に対して所定の角度で延在することができる。
【０１１４】
シャワーヘッドアセンブリ７００は、入口ポート７２２を通ってキャビティ７３８、７４８及び７５８に流路を提供することによって、パージガス、前駆体ガス、及び／又は、キャリアガスのようなガスを分散させるために使用される。キャビティ７３８は、中央チャネル７１６内において、上部プレート７２０と拡散プレート７３０との間に形成されている。キャビティ７４８は、中央チャネル７１６内において、拡散プレート７３０と上側チューブプレート７４０との間に形成されている。キャビティ７５８は、中央チャネル７１６内において、上側チューブプレート７４０と下側チューブプレート７５０との間に形成されている。
【０１１５】
別の実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ７００は、上部７０６及び下部７０４を含み、上部７０６が下部７０４上に延在するフランジを含む本体７０２と、本体７０２の上部７０６及び下部７０４を介して、本体７０２の内面７０９の間に、本体７０２を介して延在する中心軸７０１と平行に延在する中央チャネル７１６と、複数のガス孔７３２を含み、中央チャネル７１６内に配置された拡散プレート７３０と、複数のガス孔７４２を含み、中央チャネル７１６内であって拡散プレート７３０の下に配置された上側チューブプレート７４０と、複数のガス孔７５２を含み、中央チャネル７１６内であって上側チューブプレート７４０の下に配置された下側チューブプレート７５０と、上側チューブプレート７４０から下側チューブプレート７５０へと延び、各チューブが複数のガス孔７４２からの個々の孔及びガス孔７５２からの個々の孔と連結して流体連通する複数のガスチューブ７８０と、を含んでいる。
【０１１６】
別の実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ７００は、上部７０６及び下部７０４を含み、上部７０６が下部７０４を超えて本体７０２の中心軸７０１から隣接して延在するとともに、下部７０４が上部７０６を超えて中心軸７０１に対し平行に延在する本体７０２と、本体７０２の上部７０６及び下部７０４を介して、本体７０２の内面７０９の間に、中心軸７０１に平行に延在する中央チャネル７１６と、複数のガス孔７３２を含み、中央チャネル７１６内に配置された拡散プレート７３０と、複数のガス孔７４２を含み、中央チャネル７１６内であって拡散プレート７３０の下に配置された上側チューブプレート７４０と、複数のガス孔７５２を含み、中央チャネル７１６内であって上側チューブプレート７４０の下に配置された下側チューブプレート７５０と、上側チューブプレート７４０から下側チューブプレート７５０へと延び、各チューブが複数のガス孔７４２からの個々の孔及び複数のガス孔７５２からの個々の孔と連結して流体連通する複数のガスチューブ７８０と、を含んでいる。
【０１１７】
別の実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ７００は、上部７０６及び下部７０４を含む本体７０２と、本体７０２の上部７０６及び下部７０４を介して、本体７０２の内面７０９の間に、本体７０２を介して延在する中心軸７０１に平行に延在する中央チャネル７１６と、複数のガス孔７３２を含み、中央チャネル７１６内に配置された拡散プレート７３０と、複数のガス孔７４２を含み、中央チャネル７１６内であって拡散プレート７３０の下に配置された上側チューブプレート７４０と、複数のガス孔７５２を含み、中央チャネル７１６内であって上側チューブプレート７４０の下に配置された下側チューブプレート７５０と、を含んでいる。
【０１１８】
別の実施形態では、シャワーヘッドアセンブリ７００は、上部７０６及び下部７０４を含む本体７０２と、本体７０２の上部７０６及び下部７０４を介して、本体７０２の内面７０９の間に、本体７０２を介して延在する中心軸７０１に平行に延在する中央チャネル７１６と、複数のガス孔７３２を含み、中央チャネル７１６であって拡散プレート７３０の下に配置された上側チューブプレート７４０と、複数のガス孔７４２を含み、中央チャネル７１６内であって上側チューブプレート７４０の下に配置された下側チューブプレート７５０と、上側チューブプレート７４０から下側チューブプレート７５０へと延び、各チューブが複数のガス孔７３２からの個々の孔及びガス孔７４２からの個々の孔と連結して流体連通する複数のガスチューブ７８０と、を含んでいる。
【０１１９】
いくつかの実施形態において、シャワーヘッドアセンブリ７００はモジュール式のシャワーヘッドアセンブリである。本体７０２の上部７０６及び下部７０４は、それぞれ、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、それらの合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むことができる。一例では、本体７０２の上部７０６及び下部７０４は、それぞれ、ステンレス鋼又はその合金を含んでいる。
【０１２０】
一実施形態において、シャワーヘッドアセンブリ７００は、本体７０２の上部７０６に配置されたガス導入口７６０を含んでいる。上部プレート７２０は本体７０２の上部７０６の上面に配置され、ガス導入口７６０はプレート上に配置される。プレートは、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むことができる。いくつかの例では、プレートは、そこを通って延在する入口ポート７２２を有している。ガス導入口７６０は、入口ポート７２２を介して延在する入口チューブ７６４を有している。入口ノズル７６２は入口チューブ７６４の一端に連結され、プレートの上方に配置される。別の例では、シャワーヘッド本体の上部７０６の上面は、中央チャネル７１６を包含する溝７０８を有している。Ｏリングは溝７０８内に配置されることがある。拡散プレート７３０は、中央チャネル７１６内において、本体７０２の側面から突出する突起やフランジに配置される。
【０１２１】
一実施形態において、複数のガスチューブ７８０は、約５００のチューブ乃至約１５００のチューブ、好ましくは約７００のチューブ乃至約１２００のチューブ、より好ましくは約８００のチューブ乃至約１０００のチューブの範囲内、例えば約９００の数のチューブを有することができる。いくつかの例において、それぞれのチューブは、約０．５ｃｍ乃至約２ｃｍ、好ましくは約０．８ｃｍ乃至約１．２ｃｍの範囲内、例えば約１ｃｍの長さを有することができる。他の例において、それぞれのチューブは、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。いくつかの例では、チューブは皮下注射針である。チューブは、鋼、ステンレス鋼、３００系のテンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。
【０１２２】
一実施形態では、拡散プレート７３０上の複数のガス孔７３２のそれぞれの孔は、上側チューブプレート７４０上の複数のガス孔７４２のそれぞれの孔よりも大きな直径を有している。更に、拡散プレート７３０上の複数のガス孔７３２のそれぞれの孔は、下側の拡散プレート上の複数のガス孔７５２のそれぞれの孔よりも大きな直径を有している。また、上側チューブプレート７４０上の複数のガス孔７４２のそれぞれの孔は、下側チューブプレート７５０上の複数のガス孔７５２のそれぞれの孔と同じ又は実質的に同じ直径を有している。
【０１２３】
一実施形態では、拡散プレート７３０は、鋼、ステンレス鋼、３００系のテンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組合せなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。拡散プレート７３０は、約２０の孔乃至約２００の孔に、好ましくは約２５の孔乃至約７５の孔に、より好ましくは約４０の孔乃至約６０の孔の範囲内の数の孔を含むことができる。拡散プレート７３０のそれぞれの孔は、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。別の実施形態においては上側チューブプレート７４０及び／又は下側チューブプレート７５０は、それぞれ、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組合せなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。上側チューブプレート７４０及び／又は下側チューブプレート７５０は、それぞれ、約５００の孔乃至約１５００の孔、好ましくは約７００の孔乃至約１２００の孔、より好ましくは約８００の孔乃至約１０００の孔を有している。上側チューブプレート７４０及び／又は下側チューブプレート７５０のそれぞれの孔は、それぞれ、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。別の実施形態においては、シャワーヘッドアセンブリ７００は、約１０孔／平方インチ（平方インチ毎の孔の数）乃至約６０孔／平方インチ、好ましくは約１５孔／平方インチ乃至約４５孔／平方インチ、更に好ましくは約２０孔／平方インチ乃至約３６孔／平方インチの範囲内のチューブのガス孔密度及び／又は数を有している。
【０１２４】
一例では、シャワーヘッドアセンブリ７００の本体７０２の上部７０６の上面は金属製のプレートである。他の例では、シャワーヘッドアセンブリ７００は、矩形の形状又は正方形の形状を持つことができる。別の実施形態においては、シャワーヘッドアセンブリ７００の本体７０２は、更に、温度調節システムを含んでいる。温度調節システム１９０などの温度調節システムは、本体７０２内に延在する流体経路７１８を含むことができ、また、流体経路７１８と連結された流体連通される入口７１４ａ及び出口７１４ｂを有することができる。入口７１４ａ及び出口７１４ｂは、それぞれ、図１Ｆに示されるように、液体貯留器又は温度調節システム１９０内の熱交換器１８０ａ、１８０ｂ又は１８０ｃのような、少なくとも１つの熱交換器と連結されて流体連通している。
【０１２５】
図８Ａ−８Ｄは、本明細書に記載された実施形態に従って、反応装置１００のような、蒸着チャンバのため排気アセンブリ８００を示している。一実施形態において、排気アセンブリ８００は、上部８０６及び下部８０４を有する本体８０２と、本体８０２の上部８０６及び下部８０４を介して延在する中央チャネル８１６と、を含んでいる。上部８０６は上面８０７を含んでいる。中央チャネル８１６は、本体８０２の内面８０９の間であって本体８０２を介して延在する中心軸８０１に平行に、延びている。拡散プレート８３０は、複数のガス孔８３２を含み、中央チャネル８１６内に配置されている。一例では、拡散プレート８３０は、フランジ又は突起８１０上に配置されている。別の例では、排気アセンブリ８００は、その中に配置された選択的な拡散プレート８３０を含んでいない。
【０１２６】
排気アセンブリ８００は、複数のガス孔８４２を有し、中央チャネル８１６内であって拡散プレート８３０の下に配置された、上側チューブプレート８４０を更に含んでいる。排気アセンブリ８００は、また、複数のガス孔８５４を有し、中央チャネル８１６内であって上側チューブプレート８４０の下に配置された、下側チューブプレート８５０を含んでいる。複数の排気チューブ８８０は、上側チューブプレート８４０から下側チューブプレート８５０へと延び、各チューブは、複数のガス孔８４２からの個々の孔及び複数のガス孔８５４からの個々の孔と連結して流体連通している。排気チューブ８８０の各々は、ここに記載された多くの実施形態において、中心軸８０１に対してと同様に、互いに、平行又は実質的に平行に延びている。図示しない代替の実施形態では、排気チューブ８８０の各々は、約１°乃至約１５°又はそれ以上の範囲内の、中心軸８０１に対する所定の角度で延びている。
【０１２７】
排気アセンブリ８００は、真空を引いて、排気ポート８２２及びキャビティ８３８、８４８及び８５８を介して内部圧力を減少する。キャビティ８３８は、中央チャネル８１６内において、上部プレート８２０と拡散プレート８３０との間に形成されている。キャビティ８４８は、中央チャネル８１６内において、拡散プレート８３０と上側チューブプレート８４０との間に形成されている。キャビティ８５８は、中央チャネル８１６内において、上側チューブプレート８４０と下側チューブプレート８５０との間に形成されている。
【０１２８】
別の実施形態では、排気アセンブリ８００は、上部８０６及び下部８０４を含み、上部８０６が下部８０４上に延在するフランジを含む本体８０２と、本体８０２の上部８０６及び下部８０４を介して、本体８０２の内面８０９の間に、本体８０２を介して延在する中心軸８０１と平行に延在する中央チャネル８１６と、複数のガス孔８３２を含み、中央チャネル８１６内に配置された拡散プレート８３０と、複数のガス孔８４２を含み、中央チャネル８１６内であって拡散プレート８３０の下に配置された上側チューブプレート８４０と、複数のガス孔８５４を含み、中央チャネル８１６内であって上側チューブプレート８４０の下に配置された下側チューブプレート８５０と、上側チューブプレート８４０から下側チューブプレート８５０へと延び、各チューブが複数のガス孔８４２からの個々の孔及びガス孔８５４からの個々の孔と連結して流体連通する複数のガスチューブ８８０と、を含んでいる。
【０１２９】
別の実施形態では、排気アセンブリ８００は、上部８０６及び下部８０４を含み、上部８０６が下部８０４を超えて本体８０２の中心軸８０１から隣接して延在するとともに、下部８０４が上部８０６を超えて本体８０２の中心軸８０１に対し平行に延在する本体８０２と、本体８０２の上部８０６及び下部８０４を介して、本体８０２の内面８０９の間に、中心軸８０１に平行に延在する中央チャネル８１６と、複数のガス孔８３２を含み、中央チャネル８１６内に配置された拡散プレート８３０と、複数のガス孔８４２を含み、中央チャネル８１６内であって拡散プレート８３０の下に配置された上側チューブプレート８４０と、複数のガス孔８５４を含み、中央チャネル８１６内であって上側チューブプレート８４０の下に配置された下側チューブプレート８５０と、上側チューブプレート８４０から下側チューブプレート８５０へと延び、各チューブが複数のガス孔８４２からの個々の孔及びガス孔８５４からの個々の孔と連結して流体連通する複数の排気チューブ８８０と、を含んでいる。
【０１３０】
別の実施形態では、排気アセンブリ８００は、上部８０６及び下部８０４を含む本体８０２と、本体８０２の上部８０６及び下部８０４を介して、本体８０２の内面８０９の間に、本体８０２を介して延在する中心軸８０１に平行に延在する中央チャネル８１６と、複数のガス孔８３２を含み、中央チャネル８１６内に配置された拡散プレート８３０と、複数のガス孔８４２を含み、中央チャネル８１６内であって拡散プレート８３０の下に配置された上側チューブプレート８４０と、複数のガス孔８５４を含み、中央チャネル８１６内であって上側チューブプレート８４０の下に配置された下側チューブプレート８５０と、を含んでいる。
【０１３１】
別の実施形態では、排気アセンブリ８００は、上部８０６及び下部８０４を含む本体８０２と、本体８０２の上部８０６及び下部８０４を介して、本体８０２の内面８０９の間に、本体８０２を介して延在する中心軸８０１に平行に延在する中央チャネル８１６と、複数のガス孔８３２を含み、中央チャネル８１６内であって拡散プレート８３０の下に配置された上側チューブプレート８４０と、複数のガス孔８４２を含み、中央チャネル８１６内であって上側チューブプレート８４０の下に配置された下側チューブプレート８５０と、上側チューブプレート８４０から下側チューブプレート８５０へと延び、各チューブが複数のガス孔８３２からの個々の孔及び複数のガス孔８４２からの個々の孔と連結して流体連通する複数のガスチューブ８８０と、を含んでいる。
【０１３２】
いくつかの実施形態において、排気アセンブリ８００はモジュール式のシャワーヘッドアセンブリである。本体８０２の上部８０６及び下部８０４は、それぞれ、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、それらの合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むことができる。一例では、本体８０２の上部８０６及び下部８０４は、それぞれステンレス鋼又はその合金を含んでいる。
【０１３３】
一実施形態において、排気アセンブリ８００は、本体８０２の上部８０６に配置された排気出口８６０を含んでいる。上部プレート８２０は本体８０２の上部８０６の上面に配置され、排気出口８６０はプレート上に配置される。プレートは、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むことができる。いくつかの例では、プレートは、そこを通って延在する排気ポート８２２を有している。排気出口８６０は、排気ポート８２２を介して延在する排気出口チューブ８６４を有している。入口ノズル８６２は排気出口チューブ８６４の一端に連結され、プレートの上方に配置される。別の例では、シャワーヘッド本体の上部８０６の上面は、中央チャネル８１６を包含する溝８０８を有している。Ｏリングは溝８０８内に配置されることがある。拡散プレート８３０は、中央チャネル８１６内において、本体８０２の側面から突出する突起やフランジに配置される。
【０１３４】
一実施形態において、複数のガスチューブ８８０は、約５のチューブ乃至約５０のチューブ、好ましくは約７のチューブ乃至約３０のチューブ、より好ましくは約１０のチューブ乃至約２０のチューブの範囲内、例えば約１４の数のチューブを有することができる。いくつかの例において、それぞれのチューブは、約０．５ｃｍ乃至約２ｃｍ、好ましくは約０．８ｃｍ乃至約１．２ｃｍの範囲内、例えば約１ｃｍの長さを有することができる。他の例において、それぞれのチューブは、約０．１インチ乃至約０．４インチ、好ましくは約０．２インチ乃至約０．３インチの範囲内、例えば０．２３インチの直径を有することができる。ある例では、排気アセンブリ８００がチューブ及び孔の単一の列を含んでいる。
【０１３５】
一実施形態において、複数のガスチューブ８８０は、約５００のチューブ乃至約１５００のチューブ、好ましくは約７００のチューブ乃至約１２００のチューブ、より好ましくは約８００のチューブ乃至約１０００のチューブの範囲内、例えば約９００の数のチューブを有することができる。いくつかの例において、それぞれのチューブは、約０．５ｃｍ乃至約２ｃｍ、好ましくは約０．８ｃｍ乃至約１．２ｃｍの範囲内、例えば約１ｃｍの長さを有することができる。他の例において、それぞれのチューブは、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。
【０１３６】
いくつかの例では、チューブは皮下注射針である。チューブは、鋼、ステンレス鋼、３００系のテンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。
【０１３７】
一実施形態では、拡散プレート８３０上の複数のガス孔８３２のそれぞれの孔は、上側チューブプレート８４０上の複数のガス孔８４２のそれぞれの孔よりも大きな直径を有している。更に、拡散プレート８３０上の複数のガス孔８３２のそれぞれの孔は、下側の拡散プレート上の複数のガス孔８５４のそれぞれの孔よりも大きな直径を有している。また、上側チューブプレート８４０上の複数のガス孔８４２のそれぞれの孔は、下側チューブプレート８５０上の複数のガス孔８５４のそれぞれの孔と同じ又は実質的に同じ直径を有している。
【０１３８】
一実施形態では、拡散プレート８３０は、鋼、ステンレス鋼、３００系のテンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組合せなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。別の実施形態において、拡散プレート８３０は、約５の孔乃至約５０の孔、好ましくは約７の孔乃至約３０の孔、より好ましくは約１０の孔乃至約２０の孔の範囲内の数の孔を含むことができる。拡散プレート８３０のそれぞれの孔は、約０．１インチ乃至約０．４インチ、好ましくは約０．２インチ乃至約０．３インチの範囲内、例えば０．２３インチの直径を有することができる。一例において、拡散プレート８３０は孔の単一の列を含んでいる。別の実施形態において、拡散プレート８３０は、約２０の孔乃至約２００の孔、好ましくは約２５の孔乃至約５５の孔、より好ましくは約４０の孔乃至約６０の孔の範囲内の数の孔を含むことができる。拡散プレート８３０のそれぞれの孔は、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。
【０１３９】
別の実施形態において、上側チューブプレート８４０及び／又は下側チューブプレート８５０は、それぞれ、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組合せなどの材料を含むかそれらの材料から作製される。一実施形態において、上側チューブプレート８４０及び／又は下側チューブプレート８５０は、それぞれ、約５の孔乃至約５０の孔、好ましくは約７の孔乃至約３０の孔、より好ましくは約１０の孔乃至約２０の孔の範囲内、手問えば１４の数の孔を有している。上側チューブプレート８４０及び／又は下側チューブプレート８５０のそれぞれの孔は、それぞれ、約０．１インチ乃至約０．４インチ、好ましくは約０．２インチ乃至約０．３インチの範囲内、例えば０．２３インチの直径を有することができる。別の実施形態においては、排気アセンブリ８００は、約５孔／平方インチ（平方インチ毎の孔の数）乃至約３０孔／平方インチ、好ましくは約８孔／平方インチ乃至約２５孔／平方インチ、更に好ましくは約１０孔／平方インチ乃至約２０孔／平方インチの範囲内のチューブのガス孔密度及び／又は数を有している。
【０１４０】
別の実施形態において、上側チューブプレート８４０及び／又は下側チューブプレート８５０は、それぞれ、約５００の孔乃至約１５００の孔、好ましくは約７００の孔乃至約１２００の孔、より好ましくは約８００の孔乃至約１０００の孔を有している。上側チューブプレート８４０及び／又は下側チューブプレート８５０のそれぞれの孔は、それぞれ、約０．００５インチ乃至約０．０５インチ、好ましくは約０．０１インチ乃至約０．０３インチの範囲内の直径を有することができる。
【０１４１】
一例では、アイソレータアセンブリ８００の本体８０２の上部８０６の上面は金属製のプレートである。他の例では、排気アセンブリ８００は、矩形の形状又は正方形の形状を持つことができる。別の実施形態においては、排気アセンブリ８００の本体８０２は、更に、温度調節システムを含んでいる。温度調節システム１９０などの温度調節システムは、本体８０２内に延在する流体経路８１８を含むことができ、また、流体経路８１８と連結され流体連通される入口８１４ａ及び出口８１４ｂを有することができる。入口８１４ａ及び出口８１４ｂは、それぞれ、図１Ｆに示されるように、液体貯留器又は温度調節システム１９０内の熱交換器１８０ａ、１８０ｂ又は１８０ｃのような、少なくとも１つの熱交換器と連結されて流体連通している。
【０１４２】
別の実施形態では、蒸着チャンバ内で利用される排気アセンブリ８００は、上部８０６及び下部８０４を含む本体８０２と、本体８０２の上部８０６及び下部８０４を介して、本体８０２の内面８０９の間に、本体８０２を介して延在する中心軸８０１に平行に延在する中央チャネル８１６と、本体８０２の上部８０６に配置された排気出口８６０と、複数のガス孔８３２を含み、中央チャネル８１６内に配置された拡散プレート８３０と、複数のガス孔８４２を含み、中央チャネル８１６内であって拡散プレート８３０の下に配置された上側チューブプレート８４０と、複数のガス孔８５２を含み、中央チャネル８１６内であって上側チューブプレート８４０の下に配置された下側チューブプレート８５０と、上側チューブプレート８４０から下側チューブプレート８５０へと延び、各チューブが複数のガス孔８４２からの個々の孔及びガス孔８５２からの個々の孔と連結して流体連通する複数の排気チューブ８８０と、を有している。
【０１４３】
排気アセンブリ８００は、本体８０２の上部８０６に配置された上部プレート８２０を含んでいる。排気出口８６０は上部プレート８２０に配置されている。上部プレート８２０は、鋼、ステンレス鋼、３００系のステンレス鋼、鉄、ニッケル、クロム、モリブデン、アルミニウム、その合金、又はそれらの組み合わせなどの材料を含むかそれらの材料から作製することができる。上部プレート８２０は、通常、そこを通って延在する排気ポートを有している。排気出口８６０は、排気ポート８２２を介して延在する排気出口チューブ８６４を有している。一例において、排気ノズル８６２は排気出口チューブ８６４の一端に連結され、上部プレート８２０の上方に配置される。別の例では、排気アセンブリ本体の上部８０６の上面は、中央チャネル８１６を包含する溝８０８を有している。Ｏリングは溝８０８内に配置されることがある。拡散プレート８３０は、中央チャネル８１６内において、本体８０２の側面から突出する突起やフランジに配置される。
【０１４４】
図９Ａ−９Ｆは、本明細書の実施形態で記載したように、複数の反応装置１１００ａ、１１００ｂ及び１１００ｃを含む、反応装置システム１０００、ＣＶＤシステムを示している。反応装置１１００ａ、１１００ｂ及び１１００ｃは、反応装置１００と同じ反応装置であってもよいし、反応装置１００の修正された派生例であってもよい。一実施形態では、反応装置１１００ａは、図９Ａ−９Ｃに示すように、反応装置１１００ｃに連結された応装置１１００ｂに連結されている。反応装置１１００ａの一方の端部は、反応装置１１００ａの他方の端部がインターフェース１０１４で反応装置１１００ｂの一方の端部と連結される一方、インターフェース１０１２で端部キャップ１０５０に連結されている。反応装置１１００ｂの他方の端部は、反応装置１１００ｃの他方の端部がインターフェース１０１６で端部プレート１００２と連結される一方、インターフェース１０１６で反応装置１１００ｃの一方の端部に連結されている。
【０１４５】
図９Ｄ−９Ｆは、反応装置１１００ｂと１１００ｃとの間のインターフェース１０１８の部分の拡大図を示している。別の実施形態では、反応装置１１００ｂは下側ラップジョイント１４５０を有するウエハキャリアトラック１４００を含み、反応装置１１００ｃは上側ラップジョイント１４４０を有するウエハキャリアトラックを含んでいる。
【０１４６】
排気パージポート１０８０は、反応装置１１００ｂ内のウエハキャリアトラック１４００と反応装置１１００ｃ内のウエハキャリアトラック１４００との間に配置される。排気パージポート１０８０は、排気パージポート１０８０からウエハキャリアトラック１４００へと延在する、経路１４６０と流体連通している。排気アセンブリ８００と同様に、排気アセンブリ１０５８は、反応装置１１００ｂの反応装置蓋アセンブリ上に配置される。排気アセンブリ１０５８は、排気パージポート１０８０からガスを除去するために使用される。排気アセンブリ１０５８は、排気出口１０６０、排気ノズル１０６２及び排気チューブ１０６４を含んでいる。
【０１４７】
別の実施形態では、反応装置システム１０００は、反応装置１１００ａ、１１００ｂ及び１１００ｃに加えて、追加の反応装置（図示せず）を含めることができる。一例では、第４の反応装置が反応装置システム１０００に含まれている。別の例では、第５の反応装置が反応装置システム１０００に含まれている。異なる構成と実施形態においては、反応装置システム１０００は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０あるいはそれ以上の反応装置を有している。他の実施形態では、反応装置１１００ａ、１１００ｂ及び１１００ｃ又は表示されていない他の反応装置は、各反応装置（図示せず）において、１、２、３、４又はそれ以上のシャワーヘッドアセンブリを含むことができる。
【０１４８】
ここに記載された代替の実施形態において、反応装置１１００ａ、１１００ｂ及び１１００ｃの他の構成が提供されているが、図面に例示されていない。一実施形態では、反応装置１１００ａ、１１００ｂ又は１１００ｃのそれぞれは、２つのシャワーヘッドアセンブリによって分離された３つの排気アセンブリを含むことができ、反応装置の蓋アセンブリのいずれかが、連続して、第１の排気アセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第２の排気アセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び、第３の排気アセンブリを含んでいる。別の実施形態では、反応装置１１００ａ、１１００ｂ又は１１００ｃのそれぞれは、２つのシャワーヘッドアセンブリによって分離された３つのアイソレータアセンブリを含むことができ、反応装置の蓋アセンブリが、連続して、第１のアイソレータアセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第２のアイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び、第３のアイソレータアセンブリを含んでいる。
【０１４９】
別の実施形態において、反応装置１１００ａ、１１００ｂ又は１１００ｃのそれぞれは、２つのシャワーヘッドアセンブリによって分離された、２つのアイソレータアセンブリ及び１つの排気アセンブリを含むことができ、反応装置の蓋アセンブリのいずれかが、連続して、第１のアイソレータアセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第２のアイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び、第１の排気アセンブリを含むことができる。別の例では、反応装置の蓋アセンブリのいずれかが、連続して、第１のアイソレータアセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第１の排気アセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び、第２のアイソレータアセンブリを含むことができる。別の例では、反応装置の蓋アセンブリのいずれかが、連続して、第１の排気アセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第１のアイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び、第２のアイソレータアセンブリを含むことができる。
【０１５０】
別の実施形態において、反応装置１１００ａ、１１００ｂ又は１１００ｃのそれぞれは、２つのシャワーヘッドアセンブリによって分離された、２つの排気アセンブリ及び１つのアイソレータアセンブリを含めることができ、反応装置の蓋アセンブリのいずれかが、連続して、第１の排気アセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第２の排気アセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び、第１のアイソレータアセンブリを含むことができる。別の例では、反応装置の蓋アセンブリのいずれかが、連続して、第１の排気アセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第１のアイソレータアセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び、第２の排気アセンブリを含むことができる。別の例では、反応装置の蓋アセンブリのいずれかが、連続して、第１のアイソレータアセンブリ、第１のシャワーヘッドアセンブリ、第１の排気アセンブリ、第２のシャワーヘッドアセンブリ、及び、第２の排気アセンブリを含むことができる。
【０１５１】
反応装置１００、反応装置システム１０００、及び、これらの反応装置の派生物は、本明細書の実施形態で記載されているように、ウエハ又は基板上に種々の材料を形成するために、ＣＶＤ、ＭＯＣＶＤ及び／又はエピタキシャル蒸着プロセスのさまざまな目的で使用される。一実施形態では、ＩＩＩ族の少なくとも１つの元素（例えば、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、又はインジウム）及びＶ族の少なくとも１つの元素（例えば、窒素、リン、ヒ素、又はアンチモン）を含む、ＩＩＩ／Ｖ族材料は、ウエハ上に形成又は蒸着させることができる。蒸着材料の例として、窒化ガリウム、リン化インジウム、ガリウムリン化インジウム、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、それらの派生物、それらの合金、それらのマルチレイヤ、又はそれらの組み合わせを含めることができる。ここに示されたいくつかの実施形態では、蒸着材料は、エピタキシャル材料かもしれない。蒸着された材料又はエピタキシャル材料は、１層を含むことはできるが、通常は複数の層が含まれている。いくつかの例では、エピタキシャル材料は、ガリウムヒ素を有する層とアルミニウムガリウムヒ素を有する別の層とを含んでいる。別の例では、エピタキシャル材料は、ガリウムヒ素のバッファ層、アルミニウムガリウムヒ素の不動態層、及び、ガリウムヒ素活性層を含んでいる。ガリウムヒ素のバッファ層が約１００ｎｍ乃至約５００ｎｍの範囲内、例えば約３００ｎｍを有し、アルミニウムガリウムヒ素の不動態層は、約１０ｎｍ乃至約５０ｎｍの範囲内、例えば３０ｎｍの厚さを有し、ガリウムヒ素活性層は、約５００ｎｍ乃至約２０００ｎｍの範囲内、例えば約１０００ｎｍの厚さを有する。いくつかの例では、エピタキシャル材料は、更に、第２のアルミニウムガリウムヒ素の不動態層を含んでいる。
【０１５２】
一実施形態では、反応装置１００又は反応装置システム１０００に使用されるプロセスガスは、アルシン、アルゴン、ヘリウム、窒素、水素、又はそれらの混合物を含むことができる。一例では、プロセスガスは、アルシンなどのヒ素の前駆体を含む。他の実施形態では、第１の前駆体は、アルミニウムの前駆体、ガリウム前駆体、インジウムの前駆体、又はそれらの組み合わせを含めることができ、そして第２の前駆体は、窒素の前駆体、リンの前駆体、ヒ素の前駆体、アンチモンの前駆体又はそれらの組み合わせを含めることができる。
【０１５３】
一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、入口と出口における反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために、反応装置に窒素を供給するように構成することができる。水素／アルシン混合物は、また、出口と入口との間にＣＶＤ反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために使用することができる。トラックに沿ってのステージは、入口の窒素分離ゾーン、予熱排気、水素／アルシン混合予熱分離ゾーン、ガリウムヒ素の蒸着ゾーン、ガリウムヒ素の排出、アルミニウムガリウムヒ素の蒸着ゾーン、ガリウムヒ素Ｎ層蒸着ゾーン、ガリウムヒ素Ｐ層蒸着ゾーン、リンの水素アルシン分離ゾーンは、第１のリン、アルミニウムガリウムヒ素の蒸着ゾーン、リンアルミニウムガリウムヒ素の排気、第２のリンアルミニウムガリウムヒ素の蒸着ゾーン、水素／アルシン混合物クールダウン分離ゾーン、クールダウン排気、そして出口の窒素分離ゾーン、を含んでいる。反応装置を通過する基板の温度は、入口の分離ゾーンを通過する間に増加することができ、ゾーンを通過しながら維持することができ、又は、アルシンクールダウン分離ゾーンに近づいている間減少させることができる。
【０１５４】
別の実施形態において、ＣＶＤ反応装置は、入口と出口における反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために、反応装置に窒素を供給するように構成することができる。水素／アルシン混合物は、また、出口と入口との間にＣＶＤ反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために使用することができる。トラックに沿ってのステージは、入り口の窒素分離ゾーン、予熱排気、水素／アルシン混合予熱分離ゾーン、排気、蒸着ゾーン、排気、水素／アルシン混合物クールダウン分離ゾーン、クールダウン排気、及び出口窒素分離ゾーンを、含むことができる。反応装置システムを通過する基板の温度は、入り口の分離ゾーンを通過する間に増加したり、蒸着ゾーンを通過しながら維持したり、又は、アルシンクールダウン分離ゾーンに近づいている間に減少させることができる。
【０１５５】
別の実施形態において、ＣＶＤ反応装置は、入口と出口における反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために、反応装置に窒素を供給するように構成することができる。水素／アルシン混合物は、また、出口と入口との間にＣＶＤ反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために使用することができる。トラックに沿ってのステージは、入り口の窒素分離ゾーン、流れバランスの制御を備える予熱、活性水素／アルシン混合物の分離ゾーン、ガリウムヒ素の蒸着ゾーン、アルミニウムガリウムヒ素の蒸着ゾーン、ガリウムイソヒ素Ｎ層の蒸着ゾーン、ガリウムヒ素Ｐ層の蒸着ゾーン、リンアルミニウムガリウムヒ素の蒸着ゾーン、クールダウン排気、そして出口の窒素分離ゾーンを含むことができる。反応装置を通過する基板の温度は、入口分離ゾーンを通過する間に増加したり、蒸着ゾーンを通過しながら維持したり、又は、クールダウンの排気に近づいている間に減少させることができる。
【０１５６】
別の実施形態において、ＣＶＤ反応装置は、入口と出口における反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために、反応装置に窒素を供給するように構成することができる。水素／アルシン混合物は、また、出口と入口との間にＣＶＤ反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために使用することができる。トラックに沿ってのステージは、入り口の窒素分離ゾーン、流れバランスの制御を備える予熱、ガリウムヒ素の蒸着ゾーン、アルミニウムガリウムヒ素の蒸着ゾーン、ガリウムヒ素Ｎ層の蒸着ゾーン、ガリウムヒ素Ｐ層の蒸着ゾーン、リンアルミニウムガリウムヒ素の蒸着ゾーン、流れバランスの制御を備える予熱、流れバランスの制御を備えるクールダウン排気、そして出口の窒素分離ゾーンを含むことができる。反応装置を通過する基板の温度は、入口分離ゾーンを通過する間に増加したり、蒸着ゾーンを通過しながら維持したり、又は、クールダウンの排気に近づいている間に減少させることができる。
【０１５７】
図１７は第７の構成８００を示している。ＣＶＤ反応装置は、入口と出口における反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために、反応装置に窒素を供給するように構成することができる。水素／アルシン混合物は、また、出口と入口との間にＣＶＤ反応装置のトラックに沿って基板を浮かせるために使用することができる。トラックに沿ってのステージは、入り口の窒素分ゾーン、予熱排気、蒸着ゾーン、クールダウン排気、そして出口の窒素分離ゾーンを含むことができる。反応装置を通過する基板の温度は、入口分離ゾーンを通過する間に増加したり、蒸着ゾーンを通過しながら維持したり、又は、クールダウンの排気に近づいている間に減少させることができる。
【０１５８】
一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、アルミニウムヒ素材料を含む横方向成長犠牲層をエピタキシャルに成長させることと同様に、ガリウムヒ素材料とアルミニウムガリウムヒ素材料を含むダブルヘテロ構造をエピタキシャルに成長させるように構成することができる。いくつかの例では、ガリウムヒ素、アルミニウムガリウムヒ素、及び、アルミニウムヒ素は、約１μｍ／分の速度で蒸着させることができる。いくつかの実施形態では、ＣＶＤ反応装置は毎分約６枚乃至毎分約１０枚のスループットを持つことができる。
【０１５９】
実施形態では、ＣＶＤ反応装置は１分あたり１０ｃｍ×１０ｃｍの基板の蒸着速度を提供するように構成することができる。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、３００ｎｍのガリウムヒ素のバッファ層を提供するように構成することができる。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、３０ｎｍのアルミニウムガリウムヒ素の不動態化層を提供するように構成することができる。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、１０００ｎｍのガリウムヒ素活性層を提供するように構成することができる。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、３０ｎｍのアルミニウムガリウムヒ素の不動態層を提供するように構成することができる。一実施形態では、ＣＶＤ反応装置は、１平方センチメートルあたり１×１０４未満の転位密度、９９％の発光効率、及び、２５０ナノ秒の光ルミネセンスの寿命を提供するように構成することができる。
【０１６０】
一実施形態において、ＣＶＤ反応装置は、５ｎｍ±０．５ｎｍの厚さを有するエピタキシャル横方向成長層；１×１０６より大きいエッチング；ゼロピンホール；及び、１時間あたり０．２ｍｍより大きいアルミニウムヒ素エッチング速度を提供するよう構成することができる。
【０１６１】
一実施形態において、ＣＶＤ反応装置は、３００℃以上の温度に対し１０℃以下のエッジ温度の不均一性の中心軸；５以下のＶ−ＩＩＩ比；及び、７００℃の最大温度；を提供するよう構成することができる。
【０１６２】
一実施形態において、ＣＶＤ反応装置は、３００ｎｍのガリウムヒ素バッファ層を有する蒸着層；５ｎｍのアルミニウムヒ素犠牲層；１０ｎｍのアルミニウムガリウムヒ素のウィンドー層；７００ｎｍのガリウムヒ素１×１０１７Ｓｉ活性層；３００ｎｍのアルミニウムガリウムヒ素１×１０１９ＣＰ＋層；を提供するよう構成することができる。
【０１６３】
一実施形態において、ＣＶＤ反応装置は、３００ｎｍのガリウムヒ素バッファ層を有する蒸着層；５ｎｍのアルミニウムヒ素犠牲層；１０ｎｍのガリウムインジウムリンウィンドー層；７００ｎｍのガリウムヒ素１×１０１９Ｓｉ活性層；１００ｎｍのガリウムヒ素ＣＰ層；３００ｎｍのガリウムインジウムリンＰウィンドー層；２０ｎｍのガリウムインジウムリン１×１０２９Ｐ＋トンネルジャンクソン層；２０ｎｍのガリウムインジウムリン１×１０２０Ｎ＋トンネルジャンクション層；３０ｎｍのアルミニウムガリウムヒ素ウィンドー；４００ｎｍのガリウムインジウムリンＮ活性層；１００ｎｍのガリウムインジウムリンＰ活性層；３０ｎｍのアルミニウムガリウムヒ素Ｐウィンドー；３００ｎｍのガリウムヒ素Ｐ＋コンタクト層、を有する蒸着層を提供するよう構成することができる。
【０１６４】
上述した記載は本発明の実施形態に向けられているが、本発明の他の更なる実施形態は、基本的な範囲から逸脱することなく考案されることが可能で、その範囲は特許請求の範囲によって決定される。
【図１Ａ】
2012521093.tif 000003
【図１Ｂ】
2012521093.tif 000004
【図１Ｃ】
2012521093.tif 000005
【図１Ｄ】
2012521093.tif 000006
【図１Ｅ】
2012521093.tif 000007
【図１Ｆ】
2012521093.tif 000008
【図２Ａ】
2012521093.tif 000009
【図２Ｂ】
2012521093.tif 000010
【図２Ｃ】
2012521093.tif 000011
【図２Ｄ】
2012521093.tif 000012
【図３】
2012521093.tif 000013
【図４Ａ】
2012521093.tif 000014
【図４Ｂ】
2012521093.tif 000015
【図４Ｃ】
2012521093.tif 000016
【図４Ｄ】
2012521093.tif 000017
【図４Ｅ】
2012521093.tif 000018
【図５Ａ】
2012521093.tif 000019
【図５Ｂ】
2012521093.tif 000020
【図５Ｃ】
2012521093.tif 000021
【図５Ｄ】
2012521093.tif 000022
【図６】
2012521093.tif 000023
【図７Ａ】
2012521093.tif 000024
【図７Ｂ】
2012521093.tif 000025
【図７Ｃ】
2012521093.tif 000026
【図７Ｄ】
2012521093.tif 000027
【図８Ａ】
2012521093.tif 000028
【図８Ｂ】
2012521093.tif 000029
【図８Ｃ】
2012521093.tif 000030
【図８Ｄ】
2012521093.tif 000031
【図９Ａ】
2012521093.tif 000032
【図９Ｂ】
2012521093.tif 000033
【図９Ｃ】
2012521093.tif 000034
【図９Ｄ】
2012521093.tif 000035
【図９Ｅ】
2012521093.tif 000036
【図９Ｆ】
2012521093.tif 000037
【図１０Ａ】
2012521093.tif 000038
【図１０Ｂ】
2012521093.tif 000039
【図１１Ａ】
2012521093.tif 000040
【図１１Ｂ】
2012521093.tif 000041
【図１１Ｃ】
2012521093.tif 000042
【図１１Ｄ】
2012521093.tif 000043
【図１１Ｅ】
2012521093.tif 000044
【図１１Ｆ】
2012521093.tif 000045
【図１２Ａ】
2012521093.tif 000046
【図１２Ｂ】
2012521093.tif 000047
【図１２Ｃ】
2012521093.tif 000048
【図１２Ｄ】
2012521093.tif 000049
【図１２Ｅ】
2012521093.tif 000050
【国際調査報告】
2012521093.tif 000051
2012521093.tif 000052