(57)【要約】本発明は、リング開口を少なくとも部分的に囲包するリング形状の体（１）の形態における基板の搬送のための装置に関する。リング開口に関して径方向外側に突出する第１のセクション（２）と径方向内側に突出する第２のセクション（３）とを具備し、それらのセクション（２，３）が各々、リング開口の面の面法線に関する軸方向の温度差があるときそれらのセクションを通る軸方向の熱伝導を決定する熱伝導特性を有する。軸方向に単位面積要素を通って流れる熱が第１のセクション（２）において第２のセクション（３）よりも小さい点で、第１のセクション（２）の少なくとも１つの熱伝導特性が第２のセクション（３）の熱伝導特性とは異なっており、その熱伝導特性は、セクション（２、３）の少なくとも１つの軸方向に向いた表面の熱伝導率又は放射率である。【選択図】図２
2020506290.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱されたサセプタ（１６）により担持される基板ホルダ（１２）の環状段部に載置され、リング開口を少なくとも部分的に囲包するリング形状本体（１）の形態である、基板の搬送のための装置であって、前記装置は、前記リング開口に関して径方向外方に突出する第１のセクション（２）と径方向内方に突出する第２のセクション（３）とを有し、
前記第１のセクション（２）は、第１の上向きの上方主面（４）と第１の下向きの下方主面（６）とを有すると共に前記第１のセクション（２）は径方向外方に前記基板ホルダ（１２）を超えて突出しかつ前記サセプタ（１６）の表面（１７）から熱輻射により第１の熱フロー（Ｑ１）を受取り、かつ、
前記第２のセクション（３）は、第２の上向きの上方主面により、前記基板（１１）の縁がその上に載置される支持面（５）を形成すると共に、上向きの環状段部（１５）に載置される第２の下向きの下方主面（６）を有することによって前記基板（１１）の縁が第２のセクション（３）を介して第２の熱フロー（Ｑ２）により加熱され、
リング開口の面の面法線に関する軸方向の温度差があるとき、前記セクション（２、３）の各々が、それぞれのセクションを介した各下方主面（６、７）から各上方主面（４）への軸方向熱伝導を決定する熱伝導特性を有する、前記装置において、
軸方向に単位面積要素を通って流れる熱が前記第１のセクション（２）において前記第２のセクション（３）よりも小さい点で、前記第１のセクション（２）の少なくとも１つの熱伝導特性が前記第２のセクション（３）の熱伝導特性と異なることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記熱伝導特性が、前記セクションの熱伝導率であり、前記第１のセクション（２）の熱伝導率が、前記第２のセクション（３）のそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記熱伝導特性が、前記セクション（２，３）の少なくとも軸方向に向いた表面の放射率であり、前記第１のセクション（２）の表面の放射率が、前記第２のセクション（３）の表面の放射率よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１のセクション（２）と前記第２のセクション（３）との間に配置され、前記熱伝導特性が実質的に前記第２のセクション（３）のそれに対応する第３のセクション（８）を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
前記第２のセクション（３）及び、必要により前記第３のセクション（８）が、基板ホルダ（１２）の環状段部（１５）に載置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記基板ホルダ（１２）が、下方から加熱されるサセプタ（１６）により担持され、かつ前記第１のセクション（２）が、前記基板ホルダ（１２）の側面（１８）を超えて自由に突出していることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記リング形状本体（１）が、複数の互いに接続された要素（２４、２５、２６）からなり、それらが、互いに異なる熱伝導特性を有しかつ／又はスペーサ要素（２８）により互いに離間していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記第１のセクション（２）に割り当てられた１又は複数のリング要素（２５、２６）が小さい熱伝導率を有しかつ特に石英又は酸化ジルコニウムからなり、かつ、少なくとも前記第２のセクションに割り当てられたベース体（２４）が大きい熱伝導率を有しかつ特にグラファイト又はシリコンカーバイドからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
表面の互いに異なる放射率が、互いに異なる表面コーティングにより、又は、少なくとも１つの反射要素（２７）により決定されることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のセクション（２）に割り当てられた１又は複数のリング要素（２４、２５）が、より小さい熱伝導率をもつ透明材料からなり、その中に反射層（２７）、特に金属層が封入されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
前記第２のセクション（３）の熱伝導率が、前記第１のセクション（２）の熱伝導率より少なくとも１０倍大きいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
前記第１のセクション（２）の表面（４）の放射率が０．３より小さく、前記第２のセクション（３）及び／又は第３のセクション（８）の表面（５、９）の放射率が０．３より大きいことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】
前記リング形状本体（１）が、前記第１のセクション（２）及び前記第２のセクション（３）に亘って延在するベース体（２４）により形成されており、前記第１のセクション（２）は、前記ベース体（２４）とは異なる熱伝導特性をもつ少なくとも１つのリング要素（２５、２６）を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のセクション（２）及び前記第３のセクション（８）の各々が、プロセスチャンバ天井（１９）の方に向いた表面（４、９）を有し、前記第１のセクション（２）の表面（４）が、前記第３のセクション（８）の表面の少なくとも２倍の大きさであることを特徴とする請求項４〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記第２のセクション（３）におけるプロセスチャンバ天井（１９）の方に向いた表面（５）が、前記基板（１１）の縁を載置するための載置領域を形成し、前記載置領域が、前記第３のセクション（８）の境界面（２０）により囲包されており、前記第３のセクション（８）は、前記第２のセクション（３）と同様に、前記サセプタ（１６）の方に向いた表面（１０、７）により前記基板ホルダ（１２）の環状段部（１５）に載置されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
前出請求項の１又は複数の特徴により特徴付けられる装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング開口を少なくとも部分的に囲包するリング形状本体の形態の、基板を搬送するための装置に関し、リング開口に関して径方向外方に突出する第１のセクションと、径方向内方に突出する第２のセクションとを有し、それらのセクションが第１及び第２の熱伝導特性を有し、それらの熱伝導特性は、リング開口の面の面法線に関する軸方向の温度差があるとき、それらのセクションを介した軸方向の熱伝導を決定する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１により、プロセスチャンバ内に回転可能に配置されたサセプタ上に複数の基板ホルダが配置されたＣＶＤリアクタが知られている。基板ホルダは、下方から加熱されるサセプタの上向きの主面上に、温度伝達する平面配置で置かれている。基板ホルダの上向きの主面上に基板、特に半導体基板が置かれ、それは、サセプタの上方に配置されたプロセスチャンバ内に供給されるプロセスガスによりコーティングされる。基板を基板ホルダ上面に自動的に載置しそこから再び取り出すためにグリッパが設けられ、それは２つのグリップアームを有し、それらは搬送リングの縁の下に係合し、搬送リングは基板ホルダの環状段部に載置されて径方向内向きのセクションにより基板の外縁に下から係合する。搬送リングの径方向外向きのセクションが、基板ホルダの側縁を規定する側面を超えて突出することによって、搬送リングの外向きセクションがグリッパの２つのグリップアームにより下から係合され得る。
【０００３】
コーティングプロセスが、その上壁を冷却されたプロセスチャンバ内で行われることによって、加熱されたサセプタとプロセスチャンバ天井との間に温度勾配が形成される。温度勾配は、サセプタからプロセスチャンバ天井への熱フローを生じ、その熱フローは、５００℃を超える高いサセプタ温度により、１０００℃を超える所定のプロセスにおいても、熱輻射によって、及び、基板ホルダとその上に載置された基板を介した熱伝導によっても生じる。
【０００４】
別の装置が特許文献２に記載されている。しかしながらその場合、基板は、搬送リングの第２のセクション上に載置されない。それに替えて、搬送リングが、径方向内向きに突出するリング形状の支持要素を担持し、その支持要素の上で基板の外縁が支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第2012/096466号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第10 2004 058 521号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、基板上に堆積される層がより高い横方向の均一性を得られるように搬送リングをさらに改良することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ＣＶＤリアクタにおける搬送リングの汎用的配置において、グリッパのグリップアームにより支持するために径方向外方に向いた第１のセクションが、基板の縁に下から係合するために径方向内方に突出する第２のセクションよりも低い温度に加熱されることが、モデル計算において示される。搬送リングを形成する本体の熱伝導特性の結果として、熱が第２のセクションから第１のセクションへと流れ、その結果、基板の縁領域が基板の中央領域よりも低い表面温度となる。その基板は、基板ホルダの上向き主面の上方に配置されかつ特にその主面に接触して載置されている。この温度差によって、中央領域よりも縁領域において他の成長条件が優勢となる結果、基板上に堆積された層の化学量論的組成、その層厚又はそのドーピングが、少なくとも縁領域において不均一性を有することとなる。よって搬送リング上において、一方では、基板の縁を担持する領域で大きい熱伝導率を有することによって、サセプタから供給される熱が基板ホルダ及び搬送リングを介して基板の縁へと流れ、それによって基板の縁を、基板の中央領域が加熱されるのと同じ温度に加熱することが要求される。他方では、搬送リングにおける基板の縁を担持するセクションから、搬送リングにおけるグリッパ上での支持のために必要なセクションの方への熱損失を最小とすることが要求される。
【０００８】
本発明によれば、本体の複数のセクションが異なる熱伝導特性を有する。距離を規定するために、本体により少なくとも部分的に囲包されるリング開口の面の面法線の方向に延在する仮想的な軸が想定される。グリッパのグリップアームにより下から係合するために用いられる第１のセクションが、本発明によれば径方向外方に突出するセクションである。特に厚さを薄くした段を形成する第２のセクションは、その上に基板の縁が載置され、本発明では径方向内方に突出するセクションである。本体を通る熱伝導は、軸方向に行われ、すなわち本体の下向きの主面から、上方のプロセスチャンバ天井の方に向いた本体の主面まで行われる。熱伝導特性は、特に、セクションの熱伝導率またはセクションの表面の放射率である。本発明によれば、少なくとも１つの熱伝導特性が、軸方向に単位面積要素を通って流れる熱が第１のセクションにおいて第２のセクションにおけるよりも小さい点において、第１のセクションと第２のセクションとで異なっている。したがって、径方向外側に配置された第１のセクションは、基板の縁を接触状態で載置させる第２のセクションよりも大きな熱フロー抵抗を有する。それに替えて又はそれに組み合わせて、第１のセクションの表面の放射率を、第２のセクションの放射率よりも小さくすることができる。搬送リングを形成する本体は、リングであることができる。リング形状本体は、閉じた又は開いたリングを形成することができる。第１のセクションは、直接、第２のセクションと境界を接することができる。第１のセクションと第２のセクションとの間の境界は、基板ホルダの環状段部の領域に存在することができ、その環状段部の上にリング形状本体が載置される。しかしながら、その境界は、基板ホルダの縁すなわち基板ホルダの側面の直ぐ上に位置することもできる。しかしながら、その境界はまた、径方向外方に基板ホルダの縁を超えて突出したリング形状本体の領域に位置することもできる。
本発明の進展において、第１のセクションが第２のセクションと直接境界を接しておらず、第１のセクションと第２のセクションとの間に介在セクションが延在することが提示される。この第３のセクションは、第２のセクションすなわちその縁に基板が載置されるセクションと同じ熱伝導特性を、すなわち特に同じ熱フロー抵抗を有することができる。第１のセクションと第３のセクションとの間の境界は、基板ホルダの環状段部に位置することができる。あるいは、環状段部の縁又は環状段部の径方向外側に位置することもできる。第１のセクションは、基板ホルダを径方向外側に完全に超えて突出することが好ましい。したがって、それは基板ホルダの側面を超えて自由に突出することによって、サセプタの表面から輻射により加熱される。
本発明による搬送リングの構成では、従来技術に対して、リング形状本体から熱の形態でエネルギーが放散することが低減される結果を得られる。したがって、基板の縁温度が基板の中央温度から大きく逸脱しなくなる結果、上述した冷却効果が軽減される。熱伝導が低減することにより、基板ホルダへの接触により加熱される第２のセクションから、実質的に輻射により又はプロセスチャンバに存在するガスを介した熱伝導により熱が放散される第１のセクションへ流れる熱が少なくなる。第１のセクションの上向きの主面が小さい放射率を有する結果、冷却されたプロセスチャンバ天井の方への輻射によるエネルギー放出も低減されることが特に提示される。
グリッパにより基板を取り扱うための手段であるリング形状本体が、複数の部品から構成されることが好ましい。その場合、それらの部品が異なる熱伝導特性を有するか又はそれらの表面が異なる放射率を有する。好ましくは、第１のセクションが、小さい熱伝導率を有する１つのリング要素から形成されるか又は複数のリング要素から形成される。したがって、径方向外側のセクションは、石英、酸化ジルコニウム又はその他の材料からなる１又は複数のリング要素を有することによって、径方向内方に突出するセクションの材料と比べて小さい熱伝導率を有する。径方向内方に突出するセクションは、大きい熱伝導率を有するベース体を形成することができる。このベース体は、グラファイト、シリコンカーバイド又はその他の良好な熱伝導材料からなることができる。
異なる放射率は、材料選択のみによって規定できるのではない。それは、セクションの表面に異なるコーティングをすることでも可能である。特に第１のセクションが反射要素を有することが提示される。反射要素は、外側から封入された金属片とすることができ、その場合、透明材料により封入することができる。
第１のセクションは、透明材料からなりかつ／又は小さい熱伝導率をもつ１又は複数のリング要素からなることができる。リング要素は、金属層とすることができる反射層を封入する。第１のセクションの表面の放射率は、０．３より小さくすることができる。第２のセクション及び／又は第３のセクションの表面の放射率は、０．３より大きい。ここでのそれは、プロセスチャンバ天井の方に向いた表面に関する。熱伝導率は、１０倍異なることができる。第２のセクションの熱伝導率は、第１のセクションの熱伝導率の少なくとも１０倍の大きさであることが好ましい。本発明の好ましい変形形態においては、ベース体が良好な熱伝導材料、例えばグラファイト又は酸化ジルコニウムからなり、リング形状本体の径方向幅全体に延在する。したがって、ベース体は、第２のセクションを形成する。ベース体は、第１のセクションの担持部分を形成し、その上に小さい熱伝導率及び／又は高い反射率をもつリング形状要素が配置される。
第１のセクションと第３のセクションは、一緒に、プロセスチャンバ天井の方に向いた表面を形成する。第１のセクションも同様に、プロセスチャンバ天井の方に向いた表面を形成し、その場合、第１のセクションの表面が第３のセクションの表面の少なくとも２倍の大きさであることが好ましい。第３のセクションと第２のセクションとの境界は、基板の縁が載置される支持領域の境界面の領域に位置することができる。したがって、第３のセクションは、軸方向に計測した厚さが第２のセクションよりも大きいことが好ましく、その場合、第１のセクションは第３のセクションと同じ軸方向厚さを有することが好ましい。しかしながら、第１及び第３のセクションは、それらの熱フロー抵抗が異なる。
本発明の好ましい構成では、リング形状本体が、複数のリング形状部品からなり、それらが径方向外側領域のみにおいて互いに上下に配置されることが好ましい。これらの部品は、異なる熱伝導率を有することができる。しかしながら、リング形状本体が、複数のリング形状要素からなり、その場合、リング形状要素同士の間にギャップを設けることも提示される。本発明によれば、ギャップ高さがスペーサ要素により規定される。リング要素は、ここでも、径方向外側領域のみに設けられることが好ましい。スペーサ要素は、リング要素の広い主面から突出する突起とすることができる。しかしながら、突起は、ベース体の広い主面から突出することもでき、それによってリング要素が突起の上に載置される。突起が半球形状の立ち上がり部分を有することが好ましい。突起は、ベース体又はリング要素と同じ材料から作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、ＣＶＤリアクタのサセプタ機構の平面図である。
【図２】図２は、図１のラインII−IIの断面図である。
【図３】図３は、第２の例示的実施形態の図２における図である。
【図４】図４は、第３の例示的実施形態の図２における図である。
【図５】図５は、図３における本発明の第４の例示的実施形態である。
【図６】図６は、図４における第５の例示的実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、例示的実施形態により本発明をより詳細に説明する。
本発明は、結晶又は非結晶の層、特に半導体層を基板１１上に堆積するための装置に関し、基板１１はその下面により基板ホルダ１２の支持面上に載置される。円形ディスク形状の基板ホルダ１２の広い下方主面１４は、サセプタ１６の上向きの表面１７上に接触しておかれている。サセプタ１６は、図示しない加熱装置により下方から加熱される。
【００１１】
基板１１の上方には、プロセスチャンバがあり、その中に図示しないガス入口部材によりプロセスガスが供給される。プロセスガスは、プロセスチャンバ内又は加熱された基板１１の表面上のいずれかで熱分解する。分解生成物が互いに反応して、特に結晶層を形成する。それは２つ、３つ又はそれ以上の成分からなることができる。
【００１２】
プロセスチャンバは、上方において、図示しない冷却要素により冷却されるプロセスチャンバ天井１９を境界とする。
【００１３】
サセプタ温度Ｔｓは、５００℃と１０００℃の間にある。プロセスチャンバ天井１９の温度Ｔｃは、１００℃と３００℃の間の範囲内にある。この温度差の結果、サセプタ１６の表面１７とプロセスチャンバ天井１９との間に鉛直方向の温度勾配が形成され、それにより、サセプタ１６からプロセスチャンバ天井１９へと熱が流れることになる。これは、一方では熱輻射によるが、基板ホルダ１２を介した熱伝導にもより、基板ホルダ１２は良好な熱伝導材料、例えばグラファイトからなる。
【００１４】
図１は、プロセスチャンバの床上の平面図である。図１には図示できない、下方から加熱されるサセプタ１６上に、同様に図示しない複数の円形ディスク形状の基板ホルダ１２が置かれている。同様に図１には図示できない、支持面を形成する環状段部１５に、搬送リングを形成するリング形状本体１が載置される。各基板ホルダ１２は、中間部材２１、２２により囲まれており、中間部材２１、２２は各基板ホルダ同士の間の表面を充填し、かつ、良好な熱伝導材料、例えばグラファイトから作製されている。
【００１５】
基板ホルダ１２及び搬送リング１の各々のために、２つの実質的に径方向に互いに平行に延在するチャネル２３が中間部材２２に設けられ、それらにより、図示しないグリッパのアームが、リング形状本体１を持ち上げるために、リング形状本体１の第１のセクション２の広い下方主面の下側から係合することができる。径方向内方に突出する、リング形状本体１の第２のセクション上に基板１１の縁が載置されることによって、リング形状本体１の持ち上げにより基板１１を基板ホルダ１２から取り外すことができる。
【００１６】
図２は、搬送リング１の第１の実施形態を示す。第１の実施形態は、搬送リング１の開口面を通る軸に関して径方向外側のセクション２である第１のセクション２を有する。径方向外側のセクション２は、プロセスチャンバ１９の方に向いた広い上方主面４とサセプタ１６の方を向いた広い下方主面６とを有し、下方主面６はサセプタ１６の表面１７に直接対向しており、したがってサセプタ１６が放射する熱輻射を受ける。熱Ｑ１は、第１のセクション２を軸方向に通過し、熱輻射を介して上方主面４からプロセスチャンバ天井１９の方向に実質的に放出される。
【００１７】
径方向内方に突出する第２のセクション３は、第１のセクション２よりも薄い軸方向厚さを有する。第２のセクション３は、下向きの広い主面７を有し、その主面７により第２のセクション３は、基板ホルダ１２の上向きの環状段部１５に載置されている。支持面５を形成する上向きの広い主面上に、基板１１の縁が載置される。
【００１８】
基板１１は、基板ホルダ１２による熱伝導を介して及び支持面１３による熱伝導を介してプロセス温度に加熱される。  基板１１の縁は、第２のセクション３を通る熱フローＱ２により加熱され、すなわち主面７から支持面５への熱フローにより加熱される。サセプタ１６から第１のセクション２への熱伝導は、サセプタ１６から第２のセクション３への熱伝導よりも小さいので、熱が第２のセクション３から第１のセクション２へ流れ、主面４からプロセスチャンバ天井１９に熱輻射により放射される傾向がある。搬送リング１内のこの鉛直方向及び径方向の熱フローを阻止するために、第２のセクション３の熱伝導率が、第１のセクション２の熱伝導率よりも大きい
【００１９】
第２のセクション３は、第１のセクション２と直接境界を接することができる。
【００２０】
しかしながらその場合、図２に示した例示的実施形態では、第１のセクション２と第２のセクション３との間に第３のセクション８が設けられている。第３のセクション８は、上向きの広い主面９を有し、主面９は主面４と面一である。第３のセクション８の下向きの広い主面１０は、第１のセクション２の主面６と面一である。
【００２１】
第２のセクション３は、鉛直方向の境界面２０の領域において第３のセクション８と境界を接している。境界面２０は、第２のセクション３の厚さを薄くした領域を囲包している。境界面２０は段部を形成する。
【００２２】
第２のセクション３の材料特性は、実質的に第３のセクション８の材料特性と同じである。第１のセクション２の材料特性は、第１のセクション２の熱フロー抵抗が第２のセクション３の熱フロー抵抗より大きい点において、第２のセクション３の材料特性とは異なる。特に、第２のセクション３の熱伝導特性及び、必要に応じて第３のセクション８の熱伝導特性を、第１のセクション２の熱伝導特性よりも大きくする。第１のセクション２と、第２のセクション３及び第３のセクション８とは、異なる材料から作製することができる。リング形状本体１は、複数の部材から構成することができる。それらの部材は、互いに形状的連結または力学的連結により接続することができる。しかしながら、それらの部材は、互いに焼結することもできる。また、複数部品体とすることもできる。
【００２３】
図２に示した例示的実施形態では、第１のセクション２と第３のセクション８との間の境界、及び、第３のセクション８と第２のセクション３との間の境界が、基板ホルダ１２の環状段部１５の上方に位置する。
【００２４】
上向きの主面４、９及び５、並びに下向きの主面６、１０及び７は、赤外線輻射の放射率と赤外線輻射の反射率とを有する。第１のセクション２に割り当てられた表面４、６の放射率、少なくとも上向きの主面４の放射率は、第２のセクション３に割り当てられた主面５、７及び第３のセクション８に割り当てられた主面９、１０の放射率よりも小さい。その場合、少なくとも上向きの主面５の放射率が、上向きの主面４の放射率よりも大きい。したがって、主面４、６は、主面５及び７並びに９及び１０よりも大きな反射率を有する。
【００２５】
しかしながら、熱伝導率、放射率又は反射率の熱伝導特性のうち１つのみが異なっていれば十分である。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施形態を示す。その場合、リング形状本体１が、ベース体２４を有し、それは均一材料で第２のセクションと、第３のセクションと、第１のセクションの下方領域とを形成する。第２のセクション３は、第３のセクション８の軸方向厚さが第２のセクション３の軸方向厚さよりも厚いという点で第３のセクション８とは実質的に異なることによって、支持面５は、第３のセクション８の上方主面９へと繋がる鉛直方向の段部２０に隣接している。下方主面７、６は、互いに面一である。
【００２７】
ベース体２４の領域上には、透明材料からなる２つのリング要素２５、２６が配置されている。リング要素２５、２６は、石英からなることができる。それらは、グラファイトからなることができるベース体２４の材料よりも小さい熱伝導率を有する。
【００２８】
２つのリング要素２５、２６の間には、反射体が配置されている。それは、２つのリング要素２５、２６の間に封入された金属フィルムとすることができる。
【００２９】
金属フィルム２７は、第１のセクション２又は、第１のセクション２のプロセスチャンバ天井に向いた主面４に大きな反射率を付与することによって、第２のセクション３又は第３のセクション８の上向きの主面９又は５よりも小さい放射率を付与する。
【００３０】
図４に示した第３の実施形態では、ベース体２４が、搬送リング１の径方向外縁まで拡張された突出部を形成し、図３に示した例示的実施形態の突出部と同様に、支持面５の高さに延在しかつ第３のセクション８のリング形状段部により支持面５から分離された上向きの支持面を形成する。
【００３１】
第１のセクション２のこの支持面上に、ここでは単一のリング要素が載置される。リング要素２５は、熱伝導率の小さい材料から作製される。
【００３２】
搬送リング１における表面、特に冷却されたプロセスチャンバの方に向いた表面が、異なる放射率を有することが提示される。径方向外側に位置する主面は放射率が小さく、その結果、反射率が高くなる。それに対して、径方向内側の主面は、反射率が小さく、放射率が大きい。安定な熱特性を得るために、表面又は表面コーティングの放射率が、化学反応又は寄生堆積物により変化しないようにすべきである。このことは、小さい熱伝導率をもつ透明材料、例えば石英ガラスからなるリング要素を用いることにより実現される。リング要素に、反射性の、特に金属の層が封入され、それは全ての側面を保護透明材料で囲包される。反射率は、６０％より大きくすべきである。
【００３３】
熱伝導の小さい材料からなるリング要素と、支持面５との間に、大きい熱伝導率とすなわち小さい熱フロー抵抗とを有するリング形状のウェブが配置されることが提示される。それにより、基板の縁領域における温度が高められ、基板がこのウェブにより横方向からも加熱されることが確保される。第３のセクション８を形成するウェブは、環状段部１５を介した熱伝導により加熱される。第１のセクション２の表面は、少なくとも第３のセクション８の表面の大きさとすべきであり、第３のセクション８を形成するリング形状のウェブの径方向幅は、少なくとも０．５ｍｍとすべきである。
【００３４】
図２〜図４では、基板ホルダ１２が実質的にサセプタ１６の上に載置されて示されている。しかしながら、基板ホルダ１２は、サセプタ１６のポケット内に収容することもできる。基板ホルダ１２が、サセプタ１６に対し回転可能に設けられることも可能である。例えば、基板ホルダ１２の広い主面１４の下方にガス出口チャネルが開口し、それを通って基板ホルダ１２とサセプタ１６との間の隙間空間にパージガスが導入され、それは、基板ホルダ１２を上に載せるガスクッションを形成する。パージガスの適切なフロー方向により、基板ホルダ１２は回転することができる。
【００３５】
図５は、図３に示したものと類似の実施形態を示す。ベース体２４は、実質的に水平面である径方向外側に位置する支持面を形成する。この支持面上に第１のリング要素２５が載置される。リング要素２５は、ベース体２４が作製された材料と同じ材料からなることができる。第１のリング要素２５上に、第２のリング要素２６が支持される。リング要素２６は、ベース体２４が作製された材料と同じ材料からなることができる。ベース体２４と、直ぐ上に位置する第１のリング要素２５との間にギャップ２９が延在する。ギャップ２９のギャップ高さは、スペーサ要素２８により規定される。各スペーサ要素２８は、ギャップ２９がその間に延在する２つの主面の一方を起点とする立ち上がり部分である。
【００３６】
例示的実施形態では、各スペーサ要素２８が、第２のリング要素２６が載置している第１のリング要素２５の半球形状の立ち上がり部分である。装置の動作中、ギャップ２９は、熱フロー絶縁ギャップとして作用する。
【００３７】
第４の例示的実施形態の図示しない変形形態では、第１のリング要素２５と第２のリング要素２６との間に第２のギャップを形成するために追加のスペーサ要素を設けることができる。
【００３８】
図６に示した第５の実施形態は、実質的に図４に示した第３の実施形態に対応する。ベース体２４の水平面上に、ベース体２４が作製された同じ材料からなることができるリング要素２５が径方向外側の領域で支持されている。しかしながら、ベース体２４とリング要素２５の材料が互いに異なることもできる。リング要素２５の下方主面とベース体２４の上方主面との間のギャップ２９が重要である。ギャップ２９のギャップ高さは、スペーサ要素２８により規定される。図６に示した例示的実施形態では、スペーサ要素２８がリング要素２５により形成されている。それは、下向きの主面におけるノブ状の立ち上がりである。それらのノブは、ここでは半球形状を有することができる。
【００３９】
上述した実施形態は、本発明を全体として説明するために用いられ、各々が独立して、少なくとも以下の組合せにより従来技術をさらに進展させるものであり、その場合、２つ又はそれより多い又は全てのこれらの特徴の組合せも、組み合わせることができる：すなわち、
【００４０】
軸方向に単位面積要素を通って流れる熱が第１のセクション２において第２のセクション３よりも小さい点において、第１のセクション２の少なくとも１つの熱伝導特性が第２のセクション３の熱伝導特性と異なることを特徴とする装置。
【００４１】
上記熱伝導特性が、それらのセクションの熱伝導率であり、第１のセクション２の熱伝導率が第２のセクション３のそれよりも小さいことを特徴とする装置。
【００４２】
上記熱伝導特性が、少なくとも軸方向に向いた上記セクション２、３の表面の放射率であり、第１のセクション２の表面の放射率が、第２のセクション３の表面の放射率よりも小さいことを特徴とする装置。
【００４３】
第１のセクション２と第２のセクション３との間に配置され、その熱伝導特性が実質的に第２のセクション３のそれに対応する第３のセクション８を特徴とする装置。
【００４４】
第２のセクション３及び必要に応じて第３のセクション８が、基板ホルダ１２の環状段部１５に載置されていることを特徴とする装置。
【００４５】
基板ホルダ１２が、下方から加熱されるサセプタにより担持され、かつ第１のセクション２が、基板ホルダ１２の側面１８を超えて自由に突出していることを特徴とする装置。
【００４６】
リング形状本体１が、複数の互いに接続された要素２４、２５、２６からなり、それらが互いに異なる熱伝導特性を有しかつ／又はスペーサ要素２８により互いに離間していることを特徴とする装置。
【００４７】
第１のセクション２に割り当てられた１又は複数のリング要素２５、２６が、小さい熱伝導率を有し、特に石英又は酸化ジルコニウムからなり、少なくとも第２のセクションに割り当てられているベース体２４が、大きい熱伝導率を有しかつ特にグラファイト又はシリコンカーバイドからなることを特徴とする装置。
【００４８】
表面の互いに異なる放射率が、互いに異なる表面コーティングにより、又は、少なくとも１つの反射要素２７により決定されることを特徴とする装置。
【００４９】
第１のセクション２に割り当てられた１又は複数のリング要素２４、２５が、より小さい熱伝導率をもつ透明材料からなり、その中に反射層２７、特に金属層が封入されていることを特徴とする装置。
【００５０】
第２のセクション３の熱伝導率が、第１のセクション２の熱伝導率の少なくとも１０倍であり、かつ／又は、第１のセクション２の表面４の放射率が、０．３より小さく、かつ、第２のセクション３及び／又は第３のセクション８の表面５、９の放射率が０．３より大きいことを特徴とする装置。
【００５１】
リング形状本体１が、第１のセクション２及び第２のセクション３に亘って延在するベース体２４から形成されており、第１のセクション２が、ベース体２４とは異なる熱伝導特性をもつ少なくとも１つのリング要素２５、２６を有する
【００５２】
第１のセクション２及び第３のセクション８がそれぞれ、プロセスチャンバ天井１９に向いた表面４、９を有し、第１のセクション２の表面４が第３の表面８の表面９の少なくとも２倍の大きさであることを特徴とする装置。
【００５３】
プロセスチャンバ天井１９の方に向いた第２のセクション３の表面５が、基板１１の縁を支持するための支持領域を形成し、その支持領域が、第３のセクション８の境界面２０により囲包されており、第３のセクション８は、第２のセクション３と同様に、サセプタ１６の方に向いた表面１０、７により基板ホルダ１２の環状段部１５に載置されていることを特徴とする装置。
【００５４】
開示されたすべての特徴は、（個々に、しかしながら互いに組み合わせても）本発明に本質的である。関連する／添付の優先書類の開示内容（先願の複写）も、本願の請求項にこれらの書類の特徴を含める目的で、本願の開示に完全に組み込まれる。従属項は、特にこれらの請求項の分割出願を行うために、従来技術からの発明の進展とは独立したそれらの構成を特徴とする。
【符号の説明】
【００５５】
１  リング形状本体
２  第１のセクション
３  第２のセクション
４  主面
５  支持面
６  主面
７  主面
８  第３のセクション
９  主面
１０  主面
１１  基板
１２  基板ホルダ
１３  接触面
１４  主面
１５  支持面、環状段部
１６  サセプタ
１７  表面
１８  側面
１９  プロセスチャンバ天井
２０  境界面
２１  スペーサ
２２  スペーサ
２３  チャネル
２４  ベース体
２５  リング要素
２６  リング要素
２７  反射要素
２８  スペーサ要素
２９  ギャップ
Ｔｓ  サセプタ温度
Ｔｃ  プロセスチャンバ天井温度
Ｑ１  熱フロー
Ｑ２  熱フロー
【図１】
2020506290.tif 000003
【図２】
2020506290.tif 000004
【図３】
2020506290.tif 000005
【図４】
2020506290.tif 000006
【図５】
2020506290.tif 000007
【図６】
2020506290.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月26日(2019.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ホルダ（１２）の環状段部に載置され、リング開口を少なくとも部分的に囲包するリング形状本体（１）の使用であって、前記リング開口に関して径方向外方に突出する第１のセクション（２）と径方向内方に突出する第２のセクション（３）とを有し、
前記第１のセクション（２）は、第１の上向きの上方主面（４）と第１の下向きの下方主面（６）とを有し、かつ、
前記第２のセクション（３）は、第２の上向きの上方主面により基板（１１）の縁を載置するための支持面（５）を形成すると共に、上向きの環状段部（１５）に載置される第２の下向きの下方主面（６）を有し、
ＣＶＤリアクタ内で、リング開口の面の面法線に関する軸方向の温度差があるとき、前記セクション（２、３）の各々が、それぞれのセクションを介した各下方主面（６、７）から各上方主面（４）への軸方向熱伝導を決定する熱伝導特性を有し、
軸方向に単位面積要素を通って流れる熱が前記第１のセクション（２）において前記第２のセクション（３）よりも小さい点で、前記第１のセクション（２）の少なくとも１つの熱伝導特性が前記第２のセクション（３）の熱伝導特性と異なる、前記使用において、
前記基板ホルダ（１２が加熱されたサセプタ（１６）により担持され、前記第１のセクション（２）は径方向外方に前記基板ホルダ（１２）を超えて突出しかつ前記サセプタ（１６）の表面（１７）から熱輻射により第１の熱フロー（Ｑ１）を受取り、かつ、
前記基板（１１）の縁が第２のセクション（３）を介して第２の熱フロー（Ｑ２）により加熱され、
前記熱フロー（Ｑ１、Ｑ２）が、前記サセプタ（１６）の表面（１７）とプロセスチャンバ天井（１９）との温度差の結果であることを特徴とする使用。
【請求項２】
前記熱伝導特性が、前記セクションの熱伝導率であり、前記第１のセクション（２）の熱伝導率が、前記第２のセクション（３）のそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記熱伝導特性が、前記セクション（２，３）の少なくとも軸方向に向いた表面の放射率であり、前記第１のセクション（２）の表面の放射率が、前記第２のセクション（３）の表面の放射率よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の使用。
【請求項４】
前記第１のセクション（２）と前記第２のセクション（３）との間に配置され、前記熱伝導特性が実質的に前記第２のセクション（３）のそれに対応する第３のセクション（８）を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の使用。
【請求項５】
前記第２のセクション（３）及び、必要により前記第３のセクション（８）が、基板ホルダ（１２）の環状段部（１５）に載置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の使用。
【請求項６】
前記基板ホルダ（１２）が、下方から加熱されるサセプタ（１６）により担持され、かつ前記第１のセクション（２）が、前記基板ホルダ（１２）の側面（１８）を超えて自由に突出していることを特徴とする請求項５に記載の使用。
【請求項７】
前記リング形状本体（１）が、複数の互いに接続された要素（２４、２５、２６）からなり、それらが、互いに異なる熱伝導特性を有しかつ／又はスペーサ要素（２８）により互いに離間していることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の使用。
【請求項８】
前記第１のセクション（２）に割り当てられた１又は複数のリング要素（２５、２６）が小さい熱伝導率を有しかつ特に石英又は酸化ジルコニウムからなり、かつ、少なくとも前記第２のセクションに割り当てられたベース体（２４）が大きい熱伝導率を有しかつ特にグラファイト又はシリコンカーバイドからなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の使用。
【請求項９】
表面の互いに異なる放射率が、互いに異なる表面コーティングにより、又は、少なくとも１つの反射要素（２７）により決定されることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載の使用。
【請求項１０】
前記第１のセクション（２）に割り当てられた１又は複数のリング要素（２４、２５）が、より小さい熱伝導率をもつ透明材料からなり、その中に反射層（２７）、特に金属層が封入されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の使用。
【請求項１１】
前記第２のセクション（３）の熱伝導率が、前記第１のセクション（２）の熱伝導率より少なくとも１０倍大きいことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の使用。
【請求項１２】
前記第１のセクション（２）の表面（４）の放射率が０．３より小さく、前記第２のセクション（３）及び／又は第３のセクション（８）の表面（５、９）の放射率が０．３より大きいことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の使用。
【請求項１３】
前記リング形状本体（１）が、前記第１のセクション（２）及び前記第２のセクション（３）に亘って延在するベース体（２４）により形成されており、前記第１のセクション（２）は、前記ベース体（２４）とは異なる熱伝導特性をもつ少なくとも１つのリング要素（２５、２６）を有することを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の使用。
【請求項１４】
前記第１のセクション（２）及び前記第３のセクション（８）の各々が、プロセスチャンバ天井（１９）の方に向いた表面（４、９）を有し、前記第１のセクション（２）の表面（４）が、前記第３のセクション（８）の表面の少なくとも２倍の大きさであることを特徴とする請求項４〜１３のいずれかに記載の使用。
【請求項１５】
前記第２のセクション（３）におけるプロセスチャンバ天井（１９）の方に向いた表面（５）が、前記基板（１１）の縁を載置するための載置領域を形成し、前記載置領域が、前記第３のセクション（８）の境界面（２０）により囲包されており、前記第３のセクション（８）は、前記第２のセクション（３）と同様に、前記サセプタ（１６）の方に向いた表面（１０、７）により前記基板ホルダ（１２）の環状段部（１５）に載置されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の使用。
【国際調査報告】
2020506290.tif 000009
2020506290.tif 000010
2020506290.tif 000011
2020506290.tif 000012
2020506290.tif 000013
2020506290.tif 000014
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2020506290.tif 000016
2020506290.tif 000017
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