"サーマルリアクタのための赤外線透過カバー部材であって、凹状の外側表面を画成する内側弓部を有する中央窓部分を含むカバー部材。前記中央窓部分は、50インチ以上の曲率半径を有する請求項1に記載のカバー部材。前記中央窓部分は、透明な融解シリカ石英からなる請求項1に記載のカバー部材。前記中央窓部分の周縁に保持されるフランジ部分をさらに含む請求項1に記載のカバー部材。前記中央窓部分は、0.1~0.2インチの間の厚さを有する請求項1に記載のカバー部材。半導体ウェハを処理するサーマルリアクタであって、プロセス中少なくとも1つの半導体ウェハを収納するウェハチャンバを備え、前記ウェハチャンバは、凹状の外側表面を画成する内側弓部を有する窓部分によって少なくとも部分的に画成されるサーマルリアクタ。前記窓部分は、透明な融解シリカ石英からなる請求項6に記載のサーマルリアクタ。前記窓部分の内側弓部は、50インチ以上の曲率半径を有する球形である請求項6に記載のサーマルリアクタ。大気圧に等しいか又はそれ以上の圧力のプロセスガス中、高められた温度で半導体ウェハを処理するリアクタであって、プロセス中少なくとも1つの半導体ウェハを収納するウェハチャンバを有するリアクタ容器であって、前記リアクタ容器を介して前記チャンバを加熱する加熱ポートを有するリアクタ容器と、前記リアクタ容器の外側に設けられ、前記加熱ポートを介して前記チャンバ内にエネルギーを照射して前記ウェハの温度を上昇させる輻射エネルギー加熱手段と、前記プロセスガスを前記チャンバ内に導入し、前記チャンバから前記プロセスガスを排気するガス手段と、及び、中央窓部分を有し前記加熱ポート上に取り付けられるカバー部材であって、前記中央窓部分は、前記加熱手段からの輻射エネルギーを前記チャンバ内にほぼ透過する材料で作製され、前記窓部分は凹状の外側表面を画成する内側弓部を有するカバー部材とを備えるリアクタ。前記中央窓部分は、透明な融解シリカ石英からなる請求項9に記載のリアクタ。前記窓部分の内側弓部は、50インチ以上の曲率半径を有する球形である請求項9に記載のリアクタ。大気圧以上の圧力のプロセスガス中、高められた温度で半導体ウェハを処理するリアクタであって、プロセス中、少なくとも1つの半導体ウェハを収納するウェハチャンバを有するリアクタ容器であって、前記リアクタ容器を介して前記チャンバを加熱する加熱ポートを有するリアクタ容器と、前記リアクタ容器の外側に設けられ、前記加熱ポートを介して前記チャンバ内にエネルギーを照射して前記ウェハの温度を上昇させる輻射エネルギー加熱手段と、前記プロセスガスを前記チャンバに導入する第1のガス手段と、前記ガスの流れを制限するフロー制限手段を有し、前記チャンバから前記プロセスガスを排気する第2のガス手段と、及び、中央窓部分及びフランジ部分を有し前記加熱ポート上に取り付けられるカバー部材であって、前記中央窓部分は、前記加熱手段からの輻射エネルギーを前記チャンバ内にほぼ透過する材料で作製され、前記窓部分は凹状の外側表面を画成する内側弓部を有するカバー部材とを備えるリアクタ。前記中央窓部分は、透明な融解シリカ石英からなる請求項12に記載のリアクタ。前記窓部分の内側弓部は、50インチ以上の曲率半径を有する球形である請求項12に記載のリアクタ。前記フロー制限手段は、スロットルバルブからなる請求項12に記載のリアクタ。前記フロー制限手段は、オリフィスからなる請求項12に記載のリアクタ。半導体ウェハを処理するリアクタを作動する方法であって、a前記リアクタのプロセスチャンバ内に半導体ウェハを載置する工程と、b前記チャンバ内にプロセスガスを導入する工程と、cプロセスガスの圧力を、周囲圧力より大きい高められた圧力に上昇させる工程と、及びd前記リアクタの加熱ポートを介して輻射エネルギーにより前記チャンバを加熱して前記ウェハの温度を上昇させる工程とを含む方法。前記プロセスガスの圧力は、前記チャンバの温度が高められるのと同時に上昇される請求項17に記載の方法。前記プロセスガスの圧力は、1psig以上に上昇される請求項18に記載の方法。半導体ウェハを処理するリアクタを作動する方法であって、a前記リアクタのプロセスチャンバ内に半導体ウェハを載置する工程と、b前記チャンバ内に非反応性ガスを導入する工程と、c前記不活性ガスの圧力を、周囲圧力より大きい高められた圧力に上昇させる工程と、d前記リアクタの加熱ポートを介して輻射エネルギーにより前記チャンバを加熱して前記ウェハの温度を上昇させる工程と、及びe前記チャンバ内にプロセスガスを導入する工程とを含む方法。前記非反応性ガスの圧力は、前記チャンバの温度が高められるのと同時に上昇される請求項20に記載の方法。前記非反応性ガスの圧力は、1psig以上に上昇される請求項20に記載の方法。半導体ウェハを処理するリアクタを作動する方法であって、a前記リアクタのプロセスチャンバ内に半導体ウェハを載置する工程であって、前記ウェハチャンバは、凹状の外側表面を画成する内側弓部を有する窓部分によって少なくとも部分的に画成され、b前記窓部分を介して輻射エネルギーにより前記チャンバを加熱して前記ウェハの温度を上昇させる工程と、及びc前記チャンバ内にプロセスガスを導入する工程とを含む方法。前記プロセスガスの圧力は、ほぼ大気圧に維持される請求項23に記載の方法。これらの問題を解決する1つの方法は、窓の壁厚を増大することである。しかし、石英の内部表面温度は壁厚が増大するにつれて増加する望ましくない結果を生ずる。この温度増加は、石英窓の内部表面への堆積を招き、続いて窓を通る輻射熱伝導を減少する。半導体ウェハを処理するサーマルリアクタが開示される。サーマルリアクタ容器は、凹状外部表面で画成される内側弓部を有する中央石英窓部分を備えたカバー部材を含む。石英窓の独特な形状は、サーマルリアクタチャンバの動作圧力が大気圧より大きい圧力に維持されるのを許容する。正のチャンバ圧力は、サーマルリアクタの加熱中に生成される熱膨張によって生じる応力を補償することによって、加熱されたカバー部材における応力レベルを減少する。したがって、本発明に従って、ウェハ表面上への層の堆積は、チャンバ内のサセプタ上にウェハを載置し、プロセス反応ガスでチャンバを大気圧以上に加圧することによって達成される。一旦チャンバが加圧されると、ウェハは石英中央窓部分を通して輻射熱により加熱され、反応ガスはチャンバ内に導入されウェハ上に流される。サーマルリアクタのための石英窓が開示される。以下の記載において、本発明を十分に理解するために、材料タイプ、寸法、その他の数値的な詳細が述べられる。しかし、本発明がこれらの特定な詳細なしに実施されてもよいことは、当業者にとって自明である。他の例において、周知な構造及び処理工程は、本発明との不要な混乱を避けるために、特に詳細は示さなかった。図3を参照すると、本発明の一実施形態によるサーマルリアクタが示される。サーマルリアクタ300は、ウェハリアクタチャンバ304を画成するリアクタ容器302で形成される。チャンバ302は、部分的には、上部熱源308の下に取り付けられるカバー部材306と、下部熱源312の上に取り付けられる下部部材310とによって画成される。カバー部材306及び下部部材310は、一般に石英で作られている。赤外線を透過する部材306及び310を通して、熱源308及び312はチャンバ内に赤外線輻射熱を供給する。ウェハカバー部材306は、中央窓部分314と、中央窓部分を支持する周辺フランジ部分316を含む。中央窓部分314は、代表的には透明な融解石英で作製され、一方、フランジ部分は不透明な石英で作製されている。フランジは、ベースプレート318及び上部クランプリング320の間で保持される。クランプリング320は、適当な締め付け手段例えばボルト322によりベースプレート318に固定される。カバー部材316は、完全に単一の材料例えば融解シリカ石英から作られてもよいことが認められるであろう。さらに、カバー部材がリアクタハウジングに取り付けられる方法に、本発明は限定されないことを理解されるであろう。カバー部材306は、ベースプレート318及びフランジ316の間に位置するベースシーリングリング324のような緩衝材によって、弾力性に富んで支持される。カバー部材306はさらに、クランプリング320及びフランジ316の間に位置するクランプシーリングO-リング326によって支持される。O-リングは、締め付けボルト322により予め取り付けられ、チャンバ304内のプロセスガスが周囲雰囲気に漏れるのを防ぐために、二重のシールを提供する。下部部材310もまた、窓部分328及びフランジ部分330を有し、上述と同様に、締め付けボルト334及びO-リング336及び338によりベースプレート318及び下部クランプリング332の間に取り付けられる。プロセスガスは、ガス入口ポート340を通ってチャンバ304に入り、出口ポート342を通ってチャンバを出る。チャンバ内のガスの圧力は、出口ポート342からのガス流を測定することによって維持する。サセプタ344は、ウェハ346を支持するためにチャンバ304内に提供される。サセプタ344は、モーター図示しないに接続されたマウントシャフト348を含む。このように、ウェハ348は、プロセス中より均一な加熱及び堆積を可能とするために、回転させてもよい。上述したように、周囲圧力におけるプロセスはしばしば望ましい。これは、プロセスガスの堆積速度が減圧下におけるより周囲圧力での方が高いためである。しかし、既存の周囲圧力サーマルリアクタと関連する問題は、このようなリアクタに使用される平らな窓が、チャンバが過圧又は許容以下の圧力になった場合に破損しがちであることである。窓部分314の石英材料は、著しく吸収されることなく窓を介してチャンバに通り抜ける赤外線加熱ランプからの直接放射を、一般に透過する。しかし、加熱されたウェハ及びサセプタから再放射される低周波数エネルギーの一部は、窓材料によって著しく吸収され石英窓を透過する。これらの再放射は、窓内で熱を発生し、熱膨張力を生じる。従来のサーマルリアクタにおける平らな窓は、窓の熱膨張のために起こる高内部張力ストレスから破損し易い。その結果、平らな窓は、刻み目または欠け傷が存在するかもしれないフランジ部分の外端部に沿って、特に破損に弱い。本発明の顕著な特徴は、カバー部材306の構成にある。本発明によれば、カバー部材306の窓部分314は、わずかに内側に弓型を有し、わずかに凹状の外側表面を形成する。内側弓部は、中央窓部分314内の応力をフランジ部分316に伝達する。従ってフランジ部分は、カバーを横切る圧力差によるドーム型カバー部材306の外側への膨張及び/又は中央窓部分314の加熱による熱膨張に抵抗する作用をする。窓の内側弓部は、従来の周囲圧力サーマルリアクタの平らな窓に非常に近似しており、従って、プロセスガスのより望ましいフロー断面となる。窓部分314の直径は、1つのサーマルリアクタから他のサーマルリアクタへ著しく変動しても良い。1つの典型的な実施形態において、窓部分314は17.5インチの直径を有する。中央窓部分314の曲率半径は、比較的大きく、代表的には、図1の準周囲圧力ドーム型窓の3~10倍である。1つの実施形態において、窓部分314は100インチの曲率半径を有する。特定の用途に依っては、曲率半径は代表的には50~300インチの範囲にある。中央窓部分314の厚さは、一般に0.1~0.2インチの範囲にある。フランジ部分316の厚さは、0.75~1.5インチの範囲にある。石英の作動強度は、1平方インチにつき5,000~14,000ポンドpsiの範囲にある。材料品質の変動による安全係数を提供するために、石英窓の内部張力の応力を2,000psiまでに制限することが望ましい。カバー部材306の独特な形状は、チャンバ304の動作圧力を大気圧より僅かに大きい圧力で維持されるのを可能とする。正のチャンバ圧力は、加熱時に生ずる熱膨張によって生成するストレスを補償することによって、カバー部材306における応力レベルを実際に減少する。したがって、本発明によれば、ウェハ346の表面上への層の堆積は、ウェハをサセプタ344上に載置し、プロセス反応ガスで大気圧以上にチャンバを加圧することによって達成されてもよい。1つの実施形態において、チャンバ圧力は、約3psigで維持される。しかし、本発明は高められたチャンバ作動圧力のいずれかに限定されないことを理解されたい。チャンバ作動圧力は、およそ1~10psigまでの範囲である。チャンバ304の加圧は、チャンバに存在するガスの流れを制限することによって達成される。最初にチャンバ304を加圧するために使用されるガスは、非反応性ガス例えばヘリウムであってもよく、或いはプロセス反応ガスを含んでもよい。反応ガスは、多数のガス例えば水素または水素/堆積種混合ガスのいずれかを含んでもよい。堆積種は、トリクロロシラン、ジクロロシラン、シラン又は種々のドーパント種のいずれかを含んでもよい。図4に示すように、ガスの流れを制限するために、スロットルバルブ402をプロセスガス管404に配置してもよい。チャンバ304を加圧するバックプレッシャを生成するために、ガスの流れを制限する、オリフィスまたは他の制限手段もまた使用してもよい。一旦チャンバが加圧されると、ウェハ346は中央窓部分314を通して輻射熱で加熱され、反応ガスがチャンバ304内に導入され、ウェハ346上を流れる。図5は、プロセスの流れ図である。他の実施形態において、チャンバは、加圧され同時に加熱される。サーマルリアクタを正の圧力で作動することによって、チャンバ内のより高いガス密度のために高い成長速度が達成される。サーマルリアクタを正の圧力で作動する他の利点は、チャンバ圧力を所定の値に制御することができ、これにより、プロセスの繰返し性及び均一性を改善する。さらに、正の圧力で作動することにより、サーマルリアクタチャンバは、周囲圧力サーマルリアクタよりも正確にリークチェックをすることができる。本発明は、プロセスチャンバ内に正の圧力が確立され維持される場合に限定されないことは、重要である。本発明のサーマルリアクタはまた、周囲圧力プロセスのために使用されてもよい。周囲圧力プロセスの間、チャンバ窓の内側弓部は、過圧状況における窓の亀裂や破壊を妨げる作用をする。図6は、本発明の他の実施形態によるサーマルリアクタ500を示す。サーマルリアクタ500は、ウェハリアクタチャンバ504を画成するリアクタ容器502で形成される。部分的には、チャンバ502は上部熱源508の下に取り付けられる上部カバー部材506と、下部熱源512の上に取り付けられる下部カバー部材510とによって画成される。カバー部材506及び510は、一般に石英で作製される。熱源508及び512は、赤外線照射を透過する部材506及び510を通して、チャンバ内に赤外線輻射熱を供給する。カバー部材506及び510の各々は、中央窓部分514及び515並びに周縁フランジ部分516及び517をそれぞれ含む。フランジ部分516及び517が不透明な石英で作られているのに対して、中央窓部分514及び515は代表的には透明な溶融シリカ石英で作られている。上部フランジ部分516は、ベースプレート518及び上部クランプリング520間に保持されている。クランプリング520は、締め付けボルト522のような適当な締め付け手段によってベースプレート518に固定される。上部カバー部材506は、ベースプレート518及びフランジ516間に位置するベースシールングリング524のような緩衝材によって、弾力性に富んで支持される。カバー部材506は、クランプリング520及びフランジ516の間に位置する締め付け封止クランプシーリングO-リング526によって、さらに支持される。O-リングは、二重のシールを提供するために締め付けボルト522により予め取り付けられ、これにより、チャンバ504内のプロセスガスが周囲雰囲気に漏れるのを防止する。下部カバー部材510は、締め付けボルト534及びO-リング536及び538により、ベースプレート518及び下部クランプリング532の間で同様に取り付けられる。プロセスガスは、ガス入口ポート540を通してチャンバ504に入り、出口ポート542を通してチャンバを出る。チャンバ内のガスの圧力は、出口ポート542を流出するガスを測定することにより代表的に維持される。サセプタ544は、ウェハ546を支持するためにチャンバ504内に備えられる。サセプタ544は、チャンバ内でサセプタを支持する取り付け治具545を含む。図6はチャンバ内で固定して支持されているサセプタを示すが、サセプタはプロセス動作中、サセプタの回転を許容するように回転可能にマウントされてもよいと認められる。本発明の方法及び装置は、マルチウエハプロセス及びシングルウェハプロセスのために使用されてもよいと認められる。明細書中で述べられた相対的な寸法、幾何学的な形状、材料及びプロセス技術は、開示された実施形態の例示に過ぎないことを理解されたい。上述の記載を読んだ当業者にとって、本発明の多くの変更及び修正が疑いなく明らかとなると思われるが、例示として示された特定の実施形態に本発明を限定する意図はないことを理解されたい。したがって、示された線図の詳細は、請求の範囲を限定することを意図するものではなく、請求の範囲それ自体は本発明の本質的な特徴のみを列挙するものである。"