JPH03500549A - 化学蒸着装置の反応室用加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 化学蒸着装置の反応呈用加熱鑓 発明の背景 本発明は化学蒸着（ＣＶＤＪｌｆ置の反応室用の加熱装置、詩に、単一の基板を 支持する回転明艶なサスセプタを有する横形ガス流動反応室に使用する加熱はに 関する。

関連する技術の説明 半導体デバイスの製造技術に劇、−て、ＣＶＤ装置を使用し高温により各種の材 料を基板上に蒸暑させることか長年の方法であった。かかるＣＶＤ装置は七の専 に反応物質及びキャリアガスを封じ込めかつこれらの流動セ臘御する形態とした 反応室を備えている。サスセプタと称さ’ｔｊｒＪベースが反応室内に位置決め され、材料を蒸着させようとす石基板を支持している。これら反応室、サスセプ タ及び基板ヲ【会望の反応温度まで加熱される。

従来技術によるある型式の樽ａｍｔ、横形の反応室内に動かないように支持され 、多数の基板又はウェーハを支持する平板状のサスセプタを開示し１いる。寥１ の放射熱源が反応室の上方に位置決めされており、該放饋源は反応室上方の水平 軸に清って位置決めした複数の細動−予行な放射加熱要素を備えている。第２の 放射熱源が反応ＭＱＴ方に位置決めされており。

該放射熱源は第１の放射熱源の１脂６に対して直角な水平軸に泊って位置決めし た複数の細長い祈な放射加熱要素を備えている。熱センサがサス七ブタ内にａさ れており、これら熱センサは該サスセプタの各種の領域内の温度をモニタリング する。

これら熱センサはそれぞれの領域内にて検出した温度を示す信号を発生させる。

これら熱センサに応答する適当な回路及び制御装置が各種の領域内の第１及び第 ２放射熱源の温度を論節し、サスセプタ円における温度分布な略均−にする。

製造上の観点からすれば、多数の基板上に材料を同時に蒸着させることが望まし いが、これは品質上の観点からすれば望ましくないことである。多数基板加工方 法に伴う第１の問題点は蒸着材料の原子を包含するキャリアガスに関する。反応 ガスが基板及びサスセプタの表面上を流動するとき、材料の蒸着の結果、キャリ アガス内における蒸着材料のａ度が変化する。このため、反応ガスがサスセプタ 、個々の基板及び多数の基板と交差して流動するとき、材料の蒸着成長速度に差 が生ずる。第２の問題点は適正な蒸着を行うために必要な高温にとって重要であ る温度制御に関する。比較的大きい反応案内において希望する全ての箇所の温度 を厳格な公差により制御することは、不可能ではないにしても、かなり困難であ る。その結果、基板毎に蒸着層の厚みに差が生じ、個々の基板間の蒸着厚みに差 が生じることもある。さらに別の問題点は基板の装填及び除去のための取り扱い 技術、反応剤及びキャリアガス、並びに反応室自体といった各種のファクタに起 因して汚染の可能性が生ずることを蒸着させる。多数基板の加工に必要とされる 比較的大きい反応室内の壁に望ましくない蒸着物質が存在する場合、これら蒸着 物質は、工注゛意により、基板上に蒸着させようとする層内に取り込まれる可能 性がある。

基板から製造される半導体デバイス及びこれら半導体テ７．イスを使用する用途 がより複雑化するのに伴い、上記問題点及びその他のファクタは重大となる。従 って、多数の基板な同時に加工するために使用される装置において、多くの変更 及び改良カ為されて来た。例えば、ある装置の製造業者は現在・自動化された装 填及び除去装置を使用して人間のなり扱いに起因する汚染の可能性な解消しよう としている。しかし、実際上限界点があり、このため、多数基板７１［１工技術 は結局は受け入れ難い技術であると多くの人が考えている。１つの限界点は大き い径の基板を取り扱い得るような装置を提供しよ５とする場合に生ずる。経済的 には大きい基板の方が有利である。基板の寸法が増大すれば、基板全体の温度差 に関係する問題点が生じ、その結果、基板等における蒸着材料の濃度に差が生ず る。従０″′Ｃ５ある装置の製造業者は単一の基板加工装置が著しく簡単な構造 にて、ＣＶＤに関係する各種の７アクタを制御し得るようにするための措置を試 みている。大形、即ち直径が６．４５１６３から２０．３２ｃｍ（６から８イン チノの基板に対しては、多数基板加工装置よりも単一基板加工技術を採用する方 が望ましい。１つの考慮すべきＩＩＬ要な点は、幾多の基板を加工するのではな く、単一の基板を加工する場合のコスト的な側面である。即ち、何か、まずい所 があった場合の金銭的損害は複数の基板を加工する場合と比べて１つの基板しか 加工しない場合の方が遥かに少なくて済む。

発明の概要 る横形の流動反応箋を備え℃いる。単一の基板を支持する円形のサスセプタが駆 動軸組立体上にて１反応室内に配置され１おり、該駆動軸組立体は、管状軸を通 ってサスセプタから垂下している。この駆動軸組立体は回転可能に駆動してサス セプタ及び支持された基板を回転させることが出来る。サスセプタの幾多の箇所 における臨界的な温度は駆動軸組立体な通ってサスセプタの中心付近まで軸方向 に伸長している主温度センサにより検出される。特殊な非回転のリングがサスセ プタに対してＩｊ４ｃｔ軸状に反応室内に位置決めされている。少なくとも１個 、望ましくは３個以上の従温度センサが固定リング内に位置決めされて、サスセ プタの円周付近の幾多の箇所における温度を検出する。主温度センサ及び従温度 センサは検出された温度を表示する信号を発生する。これら信号は制御手段に送 られ、該制御手段はそれら信号な所定の設定箇所の温度と比較して信号を発生し 、これら信号は特殊な加熱装置に送られ、その加熱装置の作動を制御する。

該加熱装には１反応室の上方に配設された上部加熱要素組立体と、反応室の下方 に配設された下部加熱要素組立体と、及び集熱装！ｔ（コンセントレータ手段と を備えている。上部加熱台された水平軸上に位置する、複数の細長い管型式の放 射加熱要素を有するハウジングを備えている。該］・ウジングは平面状及び湾曲 した反射面の組合せ体を備え、サスセプタ及び固定されたリング温度センサに最 適な特定の熱放射パターンを提供する。下部加熱要素組立体は複数の細長い管型 式の放射加熱要素を有し℃おり、該加熱要素は反応ガスが反応室内を通って流動 する方向に対して直角に整合させた水平軸に泊って位置している。ハウジングは 平面状及び湾曲した反射面の組合せ体を備え、サスセプタ及び固定されたリング 温度センサにとって最適な熱放射パターンを提供する。

放射熱のコンセントレータ手段が下部加熱要素組立体の中央穴の直ぐ近くに椴り 付げられており、集中された放射熱をサスセプタの中心方向に向け、垂下する管 状軸に起因する熱損失を補う。さらに、放射熱コンセントレータ手段は、上部及 び下部加熱要素組立体の選択された熱入力領域と相俟って、温度調節能力を提供 し、サスセプタの温度が蒸着サイクルの開始時において急速に蓄積する一方、蒸 着サイクルの終了時においては急速に降下するのを可能にする。主温度センサは 温度変化な示す信号を発生させ、制御回路手段は上部及び下部加熱要素組立体の 他の熱入力領域の放射熱出力な適当に変化させることにより、゛素組立体の他の 熱入力領域の熱出力の変化に起因する温度変化に応答し、信号を発生させ、該信 号は制御回路手段にフィードバックされ、該制御手段は上部及び下部加熱要素の これら他の熱入力領域を制御し、釣り合い効果を提供して基板又はウェーハの温 度分布を均一にする。

従って、本発明の目的は化学蒸着装置の反応室の加熱装置を提供することである 。

本発明の別の目的は、内部に取り付けられて回転可能に駆動される円形のサスセ プタを有する横形流動反応室であって、該サスセプタの中心の直ぐ近くに主温度 センサが取り付けられ、かつ該サスセプタに対して同心状の非回転リング内にて 、サスセプタの周囲の幾多の箇所に従温度センサが取り付けられた上記横形流動 反応室に使用される加熱装置を提供することである。

本発明の別の目的は、反応室の上方に位置決めされた上部加熱要素組立体と、反 応室の下方に位置決めされた下部加熱要素組立体と、及び集中された熱を回転可 能なサスセプタの中心に向ける熱コンセントレータ手段とる備える反応室に使南 される加熱装置を提供することである。

本発明の別の目的は、反応ガスが反応室を通り℃流動する方向に対して平行な軸 心に泊って配設された複数の細長い管型式の放射加熱要素でありて、特殊な平面 状及び湾曲した反射面により相互に反応して回転可能な円形のサスセプタに対し て最適な熱放射パターンを提供し得る上記放射加熱要素の上部加熱要素組立体を 有する反応室用の加熱装置を提供することである。

本発明の別の目的は、反応ガスが反応室を通って流動する方向に対して直角な細 心に浴って配設された複数の細長い管型式の放射加熱要素であって、特殊な平面 状及び湾曲した反射面により相互に反応して回転可能な円形のサスセプタに対し て最適な熱放射パターンを提供し得る上記放射加熱要素の下部加熱要素組立体を 有する反応室用の加熱装置を提供することである。

本発明の別の目的は、上部及び下部加熱要素組立体と、主及び従温度センサによ り相互に反応するコンセントレータ手段と、及び反応室内にてサスセプタ上に支 持された基板に対して平坦な温度分布を提供する制御回路手段とを提供すること である。

本発明の上記及びその他の目的は、添付図面に関する以下の説明からより一層良 く理解することが出来よう。

第１図は化学蒸着システム用の特殊化された反応室、回転可能な円形感受体及び 温度感知構造と分解した関係で示す加熱システムの斜視図であり、 第２図は舅１図の線２−２に溢りた拡大断面図であって、上方加熱要素組立体の 種々の特徴並びに蒸着システムの反応室、回転可能な円形感受体及び温度感知構 造とその関係を示す図である。

第６図は第１図の線６−３に泊った拡大断面図であって、下方加熱要素組立体の 種々の特徴並びに蒸着システムの反応室、回転可能な円形感受体及び温度感知構 造とその関係を示す図である。

第４図は第６図の線４−４に泊った拡大破断断面図である。

第５図は第１図の線５−５に泊った拡大破断断面図である。

第６図は本発明の加熱システムの概略図である。

第１図に例示するシステムは融解石英のような放射熱エネルギに対して透明な材 料で作られた水平方向流れ形式の反応室１０を含む。反応室は平らな頂壁１２及 び平らな底壁１４を含み、該底壁はそれから吊下がる管状軸１６を有し且っ該呈 は気体流で示す方向へ流れて材料を基本１９（第２図及び第３図）の上に蒸着し 、該基体は蒸着サイクルの開始時に反応室中に配置すれ且つ該サイクルが終了し た時にそれから取外される。

基体は感受体２０上に支持される。感受体は円形であり且つ駆動軸組立体２２に よりて回転可能に駆動され、該駆動軸組立体は反応室１０から下方へ延び且つ管 状軸１６を同心状に貫通する。温度センサーは親温度センサー２４を含み、該競 ＠度センサーは駆動軸組立体な・軸線方向上方へ貫通して感受体の中心における 温度を感知し、感知された温度な示す信号を発生する。

固定された非回転リング２６は感受体と同心状の関係で反応室１０中に支持され る。固定リングは複数個の隷属温度センサー２８．２９及び３０を含む。隷属温 度センサーは感受体の周囲の種々の点における温度を感知し且つ感知した温度を 示す信号を発生する。

加熱システムは上方加熱要素組立体６２と、下方加熱要素組立体３４と、熱集中 手段３６とを含むつ上方加熱要素組立体は、平らな頂壁４０、離間した対の側壁 ４１及び４２並びに離間した対の端壁４４及び４６を有する概ね矩形の７・ウジ ラグ３８を含み、それらの壁は協働して下方へ開く室を画成する。複数個４８Ｄ は下方へ開く室中に取付けられ且つ離間した平行な関係で配置され且つ反応室１ ０を通る反応物気体流れ経路と実質的に平行な軸線上にある。細長い管形式の加 熱要素のそれぞれは、好ましくはヨウ素のようなＩ・ロゲン気体を含む透明な石 英エンベロープを肴す慝高い強さのタングステンフィラメントランプである。ラ ング４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄと以下称する細長い管形式の加熱要素は 認め得る吸収なく反応室の壁を通して伝達される短い波長（好ましくは１ミクロ ンのオーダーである）の放射熱エネルギを発生する。

ランプ４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃ及び４８Ｄ（以下ランプと称する」は異なるワッ ト量をもつことができ、それらは同様な形状な有する。ランプ４８０の１つ及び その取付けの次の説明は他のランプにも適用することは理解されよう。第５図に 最良に示されるように、ランプは、その両端のそれぞれに一体に形成された軸線 方向に延びるラグ５０と％電気コネクタの端に投げ適当な連結ピン構造５１とを 有する。）・ウジラグ３８の端壁４４及び４６は下方へ開く溝穴５４な形成して おり、それを通してラグ５０は延び且つ緩衝バッド５５及び５６がラグの上方及 び５８（図示した片寄りねじ座金装置のような）によりてそれらのそれぞれの溝 穴中に取外し可能に保持される。

第２図に示すように、断面が放物線状又は楕円状のセグメントであり得る細長い 線形凹み反射表面５９及び６０が２ング４８Ａの上方で側壁４１に近接して設け られる。２つの同様な細長い線形凹み反射表面６１及び６２がランプ４８Ｄの上 方で側壁４２に近接して設けられる。反射表面５９．６０．６１及び６２は頂壁 ４０と一体に形成されることができ又はハウジング３８中に溶接され又は別の方 法で取付けられる別体の要素として形成される゛ことができる。ランプ４８Ａは それらのそれぞれの反射表面５９及び６０の焦点に配置されるので、放射された 熱エネルギは矢印で示したように平行な経路に沿って反射される。同様に、ラン プ４８Ｄはそれらのそれぞれの反射表面６１及び６２の焦点に配置されて指示し たように平行に反射された放射熱エネルギを発生する。反射された放射熱エネル ギは固定リング２６の近傍へ向けられ且つ感受＃−２０の直径方向に対向した横 方向縁の近傍で放射された熱エネルギを集中し、そこで及び感受体及び支持され た基体の周囲で本来的に起こる熱損失を補償する。

頂壁４０の内方表面６４の露出された平らな部分は高い反射性（研磨され、めっ きされ又は同様にされた）を有するので、ランプ４８Ｂ及び４８Ｇから直接の及 び反射された放射熱エネルギの両方は反応室１００頂壁１２を通して向けられ且 つ固定リング２６、感受体２０の上方表面上及び支持された基体１９上へ衝突す る。基体上へ向けられる放射エネルギは固定リング上へ向けられる集中したエネ ルギよりも一層拡散する性質を有する。

下方加熱要素組立体３４は上方加熱要素組立＃−３２と同様であり、且つ平らな 底壁６８１離間した対の側壁７０及び７２ｆ。

びに離間し起対の端壁７４及び７６を有する概ね矩形のノ・ウジラグ６６を含み 、これらの壁は協働して上方へ開く呈な画成すつ反応室を通る反応物体流れ経路 に対して横方向の軸線上でハウジング６６の゛上方に開く呈中に取付けられ、そ れらは上方加熱要素組立体のランプ４８Ａ〜４８Ｄに対しても横方向にある。

ランプ７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｇ及び７８Ｄのそれぞれはランプ４８Ａ〜４８Ｄと 同じであり得る。更に、ランプ７８Ａ〜７８Ｄはラング４８Ａ〜４８Ｄに関して 上述したようにハウジング６６中に取付けられ得る。

第３図に示すように、断面が放物線状又は指向状のセグメントであり得る細長い 線形凹み反射表面８０及び８２が２つの２７７’７８　Ａの直ぐ下方でハウジン グ６６の端壁７４に近接して設けられる。２つの反射表面８４及び８６が２つの ラング７８Ｄの下方でハウジングの側壁７６に近接して配置される。反射凹み表 面８０．８２．８４及び８６は底壁６８と一体に形状されることができ又は図示 したように別体の要素として形成され且つハウジング中に取付けられることがで きる。反射凹み表面８０．８２．８４及び８６は反射表面の焦点に配置されたそ れらのそれぞれのラング７８Ａ及び７８Ｄと協働して固定リング２６の近傍及び 固定リング２６上への放射熱エネルギの平行な線な発生し、この放射エネルギは 直接に放射された熱エネルギと協働して放射された熱エネルギを感受体の上流縁 即ち前縁及び感受体の上流縁即ち後縁において集中させる。

底壁６８の内方表面８８の無比された平らな部分は高い反射性を有し、且つ熱ラ ンプ７８Ｂ及び７８Ｃからの直接の及び反射された放射熱エネルギの両方は反応 室１０の底壁１４を通して向けられて固定リング２６及び感受体２０を加熱する 。従って、感受体の下方表面上へ向けられた放射エネルギは拡散される。上方加 熱要素組立体３２からの放射熱エネルギは上方から固定リング２６．感受体２０ 及び基体１９を加熱し且つ下方加熱要素組立体３４は底からそれらを加熱する・ 更に５加熱要素組立＃−３２の細長い凹み反射表面５９．６０．６１及び６２に よりて　集中された加熱区域即ち領域が直径方向に対向した側縁、即ち反応室の ｇＩｌｌ壁に＠接する縁の近傍に形成される。同様に、下方加熱要素組立体６４ の細長い凹み反射表面８０．８２゜８４及び８６によって、横方向に集中した加 熱区域即ち値域が直径方向に対向した前縁及び後縁の近傍に形成される。

ハウジング６６の底壁６８は中央開口９０を設けており、それな通して吊下がる 管状軸１６及び感受体支持駆動軸組立体ηが延びる。吊下がる管状敷く及び駆動 軸組立体のために、感受体２０の中心に若干の固有の熱損失がある。この熱損失 を補償するため及び温度制御を行うために、放射熱集中器手段３６が設けられる 。放射熱集中器手段は好ましくは４つの同じ熱集束装置９２．９４．９６及び９ ８な含み、該熱集束装置は中央開口９０によって画成された垂直軸線１００（第 ４図）の周りに同等に離間した関係で配置される。熱集束装置のそれぞれは下方 ハウジング６６の底壁に取付けられる。

第４図に示すように、放射熱集束装置９８（同じ＜９２．９４゜９６）は開いた 端を有する軸線方向穴１０４を画成する円筒状体部１０２を含む。体部は体部の 軸線１０６が垂直軸線１００に関する角度な約３５°のオーダーで形成するよう に配置される。

体５１０２の頂端１０８は不規則な形状を有し１ハウジング６６の不規則な開口 ９０中へ嵌合し、隣接の加熱装置９２．９６の同様な本部と非しまりばめを形成 し且つ反応室の吊下がる管状軸１６のための隙間を形成する。体部１０２の下方 端は細長い開口１１２を有する延長足部分１１０を有する。Ｌ字形状のブラケッ ト１１４は第１のフランジ１１６を設けており、該第１のフランジはＬ字形状の ブラケットを体部の尾部分へ固定するために締着ポル）１２１螺合受入れするた めの内部ねじ付開口１１８を有する。細長い開口によって、Ｌ字形状のブラケッ ト全体は体部１０２の方へ且つそれから離れる方へ軸線方向へ調節可能に移動さ れ得る。Ｌ字形状のブラケット１１４は一線１０６に対して横方向の平面にある 第２のフランジ即ち基部１２２を含む。ランプソケット１２４はフランジ１２２ に取付けられてそれから直角に体部１０２の軸線方向穴１０４の方へ延びる。ラ ンプ１２６のような電球形式の放射加熱要素がソケット１２４に取付けられ且つ 穴１’０４中へ軸線方向上方へ延びた石英エンベロープ中にタングステンフィラ メント１２８を有する高い強さの電球である。　。

Ｌ字形状のブラケット１１４は、体部１０２の軸線１０６と平行であるがそれか ら横方向へ偏した穴１３０を設けている。

棒１５２が穴１３０中で軸線方向へ滑動することができ、且つ止ねじ１３４が棒 を所定の位置に解放可能に保持するために使用される。棒は皿形状の反射体１３ ８の基部１３６中に形成さ反射体は円筒状であり、且つ凹んだ反射表面１４０と 、基部。

１３６と直角にあり且つ体部の軸線１・０６と一致する反射体軸ａ１４１とを有 量る。凹んだ反射表面は放物線状又は楕円状であり得る。開口１４２が反射表面 の基部から軸線方向へ延び、且つランプ１２６が凹んだ反射表面１４０によって 画成された領域中へ開口１４２を通して軸線方向上方へ延びる。

ランプ１２６はそのフィラメントを反射＃１３８の焦点に近接して反射体軸線に 活って位置するように配置され、それにより凹んだ反射表面上に衝突する放射熱 エネルギは収斂するように反射される。反射体１３８の焦点は点であり且つラン プのフィラメントが線状であるので、放射熱エネルギの源全体は物理的に焦点上 にあることができない。

そのため、収束的に放射された熱エネルギーは単一点に収束せず、放射された熱 エネルギーがぼやけて収束する領域に収束する。焦点調整装置９２．９４及び９ ８のそれぞれから放射された熱エネルギーがこのようにぼやけて収束する結果と して。

サセプタ２０の中心とその周囲の領域は収束する熱エネルギーの受容器となる。

この放射収束は、レフレクタとラング１２６が軸方向に調整可能であるため、調 節変更可能である。

第６図を参照すれば、そこには図式的ダイヤグラムが描かれ、本発明の熱システ ムの好ましい操作及び制御の方法が示されている。マスタ熱センサ２４と温度従 動子、あるいは従属子、熱センサ２８．２９及び３０は、サセプタ２０及び固定 リング２６の中心及びその周囲の様々な領域の温間を検知し、検知された温度の 表示のための信号を発生する。マスタ温度センサからのこの信号はＴＣＭに示さ れているよう罠、送信回路１５０に伝達される。同様に、温度センサ２８．・２ ９及び３０からの信号ＴＦ３・・・・・・ＴＦＸとして送信回路１５０に供給さ れる。この送信回路は・データ伝送矢印１５３により示されて（・るように、電 子的ヒータ制御回路１５２へと温度表示用信号を伝達するための公知の構成部品 及び回路を含んでいる。電子的ヒータ制御回路１５２は通常、電源と、複数のラ ンプ駆動回路と、選択的に変更可能なオフセット制御回路な有する複数の作動ア ンプとを含むマスタ従動子ヒータ制御回路を含むものでもよい。

蒸着サイクルの開始と終了を示すデータのような温度制御情報、蒸着が完了する 所望の作動温度あるいはそれに類似したものは、温度制御手段１５４から電子的 ヒータ制御回路１５２へ供給可能である。電子的ヒータ制御も又、温度セ／す２ ４　、２８　。

２９及び３０からデータを受領する。このデータにより、前記装置は複数の制御 信号を発生して、上部及び低部の熱素子組立体６２及び６４からの熱動力を増減 させ、サセプタの精密な熱制御を行う。反応室１０内の様々な領域における温度 を温度センサが検知すると、上部及び低部の熱素子組立体の放射熱入力、及び熱 収束手段は、放射熱エネルギーの領域を１固別に制御するような方式で操作され 得る。

第６図に示されているように、上部の熱素子組立体３２の４つのランプ（４８Ａ 、４８ＤＪは反対側の端子が一緒に導線１６０と１６２に連結され℃、ヒータ制 御回路１５２からの制御信号ＴＯ−３を経て全体として作動する。

このようにして、前記４つのランプは２つの物理的に間隔な置いて配置され、共 通に制御される１反応室の反対側の側壁に近接する熱領域を提供する。そして、 前記領域は反応ガスの流路に清い、固定リング２６とサセプタ２０との対向する 横方向の縁に浴りて平行に伸長する。２つのランプ４８Ｂはその反対側の端子を 有し、これが−緒に導線１６４．１６６に連結され、ヒータ制御回路１５２から の制御信号ＴＯ−２を経て全体として制御される。これら２つのランプは、更に 物理的に離れた熱領域ヲ提供し、これが単体として制御される。これらの領域は 、ランプ４８Ａ、４８Ｂにより形成された領域の間にある反応ガス流路に平行に 伸長している。６つのランプ４８Ｃはその反対側に端子を有し、これが導線１６ ８及び１７０に連結されて、制御信号ＴＯ−ｉを経て全体として作動する。これ らの中心に配置されたランプは、固定リング２６とサセプタ２０とを横切り、反 応室な通る反応ガス流路に平行に伸長する、放射熱エネルギーの１つの中心領域 を提供する。

低部加熱素子組立体３４は２つのランプ７８Ａを有し、これが−緒に導線１７２ と１７４とに連結され、制御信号ＴＯ−７を経て単体として作動する。これら２ つのランプは、固定リング２６とサセプタ２０とのリード縁の下方にある反応室 に対し横方向に伸長する放射熱エネルギーの、個別に制御可能な１つの領域を提 供する。同様に、２つの２ンプ７８Ｄは端子を有し、これが導線１７６と１７８ と一緒に連結され、制御信号ＴＯ−７を経て単体として作動する。これら２つの ランプは、固定りに横切って伸長する放射熱エネルギーの、１つの個別に制御可 能な領域を提供する。低部加熱素子組立体３４０２つのランプ７８Ｂは端子を有 し、これが導線１８０．１８２に連結され、制御信号ＴＯ−６な経ることにより 単体として作動する。これら２つのランプは、連動して制御される放射熱エネル ギーの、間隔を置いて横方向に伸長する２つの領域を提供し、これら領置様に、 ２つのランプ７８０は端子を有し、これが導線１８４゜１８６に連結され、制御 信号ＴＯ−５を経て単体として作動する。これら２つのランプは、サセプタ２０ の中心に対し反対側の側面上に配置された、物理的に間隔を置いて横方向に伸長 する熱領域を提供する。熱収集手段３８のランプ１２６は、それぞれ端子を有し 、導線１８８，１９０．１９２及び１９４に連結され、制御信号Ｔｏ−４を受領 する。かくして、それぞれの放射熱焦点制御装置は一致して作動し、サセプタの 中心領域に、集中した放射熱領域を提供する。

好ましい操作方法 蒸着サイクルの開始な示す入力信号が、温度制御入力手段１５４から受領される と、熱集中手段３６の放射熱集中装置９２．９４．９６．９８、上部加熱組立体 ３２のラング４８Ｂ。

４８Ｃ１及び低部加熱組立体３４のランプ７８Ｂ、７８０Ｋ。

最大出力をかけることにより、ヒータ制御手段１５２が反応する。同一の入力信 号が、蒸着サイクルが完成されるべき所望の作動温度を示す情報を含む。熱集中 手段６６と選択された加熱組立＃３２の加熱素子とに最大出力がかかると、サセ プタ２０の中心領域と、処理される基質１９の中心領域とに急速な温度検知し、 これを表示する信号なヒータ制御手段１５２に送り、前記手段５１２が検知され た温度を所望の作動温度と比較して、集中手段３６と、上部及び低部の放射加熱 組立体３２及び６４の選択されたランプに供給される動力な論節し、サセプタ及 び基質の中心領域の所望の作動温度な発生させかつ維持する。

マスク温度センサにより発生した検知された温度の信号は、同時にヒータ制御手 段１５２によっても使用され、それぞれ上部及び低部の加熱素子組立体６２と３ ４との、ランプ４８Ａ。

４８Ｄ、７８Ａ。７８Ｄ５に動力を供給する。かくて、サセプタ及び基質の中心 領域の温度が所望の作動温度まで上昇する間に、同時にサセプタの周辺の温度及 び固定リング２６内の温度は、ランプ４８Ａ、４８Ｄ、７８Ａ、７８Ｄにより所 望の温度まで上昇する。周辺に配置された加熱領域の温度の上昇は、従動子温度 センサ２８．２９．３０及び、必要な場合は追加のセンサにより検知される。ヒ ータ制御手段１５２により受領された、従動子温度センサ２８．２９．３０から の信号は、マスタ温度センサから受領された信号と比較され、ランプ４８Ａ。

４８Ｄ、７８Ａ、７８Ｄへの動力を論節し、周辺に配置された加熱領域の温度を サセプタ２０及び基質１９の中心領域の温度と整合させる。

基質１９及びサセプタ２０の周辺縁における熱損失のような変動のために、反応 室１０あるいはその類似物、ランプ４８Ａ。

４８Ｄ、７８Ａ、７８Ｄを通る反応ガスの流れは、理想的には、基質及びサセプ タの中心領域の所望の作動温度と異る、つまり、ずれた温度で通常は設定される 可能性がある。温度を検知する過程及び、必要に応じて加熱素子の様々なグルー プあるいはバンクにかける動力の調節は、蒸着サイクル全体を通じて継続される 。対象物には、基質、す化ブタ、固定リングの関係する領域全体において、蒸着 サイクルの間中、均一あるいは平坦な温度傾斜を提供するべきである。製造時間 に有利なように、システム全Ｈの温度はできるだけ迅速に作動温度まで上昇させ 、サイクルが終了した場合はできるだけ迅速に冷却することが好ましい。開始に ｓｆる迅速な＠度上昇は、熱集中手段６６と上部及び低部の加加熱組立体３２． ３４にある、選択された加熱素子により、かつ工程の温反従動モードを効果的に 発生させる。

マスタ従動子温度センサの配列との組み合わせにより達成される。サイクルの終 了時におけるシステムの冷却は、上述の加熱工程の逆転により達成される。換言 すれば、上部及び低部加加熱組立体３２及び３４に近接している集中手段３６と 選択され加熱領域の温度は、基質及びサセプタの中心領域の熱の減少に伴い低下 する。

ｒＣＩｏｚ ＦＨ５，３ 浄書（内容に変更なし） 手続補正書坊幻 平成　２年１１月　を日 １、胴中の表示 ＰＣＴ／ＵＳ８８１０２１１７ ２、発明の名称 化学蒸着装置の反応室用加熱装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所 名　称　ニブシロン・テクノロジー・インコーホレーテッド４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正命令の日付　平成　２年１０月　９日　溌送日）６、補正の対象 （１）出願人の代表音名を記載した国内書面（２）委任状及び翻訳文 国際調査報告 ＋１１１１１４＾Ｕｎ１＋畠−＾””””””ＰＣｒ／ｌＪｓ８Ｂ１０２１１７

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. １．化学蒸着工程中に反応ガスとキャリヤガスが貫流する反応室内でサセプタ上 に配置された基板を加熱する加熱装置において、 ａ）基板上面とサセプタ上に熱を輻射させるために第１の長手方向軸を有する第 １の複数の輻射熱エネルギー源で基板とサセプタの径方向に対向した全体として 周領域に輻射エネルギーを集中させる第１の手段を含むものと、ｂ）上記第１の 長手方向軸に対して対角線状であってサセプタの底面上に熱を輻射させる第２の 長手方向軸を有する第２の複数の輻射熱エネルギー源でサセプタの径方向に対向 した全体として局領域で輻射エネルギー源を集中させるための第２の手段を備え たものと、ｃ）第３の輻射熱エネルギー源を備えサセプタの全体として中心底面 上に対する輻射熱エネルギーの衝突を集中させるための輻射熱集中手段と、 ｄ）反応室内の複数領域で温度を検出して検出された温度を反映する信号を発生 する手段と、 ｅ）上記温度検出手段により生成された信号に応答して上記第１の複数の輻射熱 エネルギー源と、上記第２の複数の輻射熱エネルギー源と、上記熱集中手段とに より発せられた輻射熱エネルギーを変化させ基板処理中に基板を均一の所定温度 に確立し維持する制御手段と、の組合せより成る前記加熱装置。
2. ２．上記第１と第２の複数輻射熱源の一つが反応室内の反応ガスとキャリヤガス の流れに対して平行に軸方向に向き、上記第１と第２の複数輻射熱源の他方が反 応室内の反応ガスとキャリヤガスの流れと横断して軸方向に向いている請求の範 囲第１項の加熱装置。
3. ３．上記第１の複数輻射エネルギー熱源が反応室内の反応ガスとキャリヤガスの 流れと平行に向き、第２の複数の輻射エネルギー熱源が反応室内の反応ガスとキ ャリヤガスの流れと横断方向に向いている加熱装置。
4. ４．上記第１の集中手段が輻射熱エネルギーを上記第１の複数輻射熱源からそれ それ基板とサセプタの対向しあう周領域上へ向けるための第１と第２の手段を備 える請求の範囲第１項の加熱装置。
5. ５．上記第２の集中手段が輻射熱エネルギーを上記第２の複数輻射熱エネルギー 源からそれぞれサセプタの対向しあう周領域上に向けるための第１と第２の手段 を備える請求の範囲第１項の加熱装置。
6. ６．上記第１の集中手段が輻射熱エネルギーを上記第１の複数輻射熱源からそれ ぞれ基板とサセプタの対向する周領域上へ向けるための第１と第２の手段を備え る請求の範囲第５項の加熱装置。
7. ７．上記第１の集中手段の第１と第２の手段と上記第２の集中手段の第１と第２ の手段とがその上部に衝突する輻射熱エネルギーを反射させる反射曲面を備える 請求の範囲第６項の加熱装置。
8. ８．上記輻射熱集中手段がその輻射熱エネルギーをサセプタ方向へ向ける手段を 備える請求の範囲第１項の加熱装置。
9. ９．上記方向付け手段がその上■に衝突する輻射熱エネルギーを反射させる手段 を備える請求の範囲第８項の加熱装置。
10. １０．上記反射手段により反射された輻射熱エネルギーの集中を変化させる手段 を備える請求の範囲第９項の加熱装置。
11. １１．上記検出手段がサセプタ内に配置された手段を備える請求の範囲第１項の 加熱装置。
12. １２．上記制御手段が反応室内の■■分布を調節する手段を備える請求の範囲第 １項の加熱装置。
13. １３．化学蒸着工程中に反応ガスキャリャガスの流れが貫流する反応室内のサセ プタ上に配置された基板を加熱させる方法において、 ａ）第１の長手方向軸を有する第１の複数輻射熱エネルギー源から基板上面とサ セプタ上に熱を輻射させる段階で輻射エネルギーを基板とサセプタの径方向に対 向した全体として周領域で集中させる段階より成るものと、ｂ）第１の長手方向 軸に対して対角線状の第２の長手方向軸を有する第２の複数輻射エネルギー源か らサセプタの底面上に熱を輻射させる段階で輻射エネルギーをサセプタの径方向 に対向した■■として周領域で集中させる段階より成るものと、 ｃ）第３の輻射エネルギー源からサセプタの全体として中心底面上への輻射熱エ ネルギーの衝突を集中させる段階と、ｄ）反応室内の複数領域における温度を検 出し同検出温度を反映する信号を生成する段階と、 ｅ）第１と第２の複数輻射エネルギー源と、熱集中手段とにより発せられた輻射 熱エネルギーを上記発生段階において生成された信号に応じて変化させ基板の処 理中に基板を均一の所定温度に確立し維持する段階と、から成る前記加熱方法。
14. １４．サセプタ温度を幾つかの位置で検出する段階より成る請求の範囲第１３項 の方法。
15. １５．第１の複数輻射熱源の輻射熱エネルギーを基板とサセプタ方向に向ける段 階より成る請求の範囲第１３項の方法。
16. １６．第２の複数輻射熱源の輻射熱エネルギーをサセプタ方向へ向ける段階より 成る請求の範囲第１３項の方法。
17. １７．サセプタ上に衝突し集中手段が発せられる輻射熱エネルギーの集中を調節 する段階より成る請求の範囲第１３項の方法。