專利名稱：一種外延反應器，基座和氣流系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于在襯底上化學氣相淀積(CVD)半導體材料的系統(tǒng)。
具體涉及一種外延反應器，它用于在襯底，特別是用于制造半導體元件的硅襯底，例如集成電路芯片，上化學氣相淀積(CVD)材料。
本發(fā)明尤其涉及這樣一種外延反應器，它由一個準矩形截面的小容積管狀反應室組成，其外壁由通冷卻液流的外冷卻器致冷、反應室里有一個能承載一個以上襯底的圓盤型旋轉基座和反應氣體，反應氣體通過一個或多個進氣口進入，平行于襯底流過反應室?；ㄟ^裝在反應室外的準平面螺旋型感應圈進行低頻感應(從3000至20000赫茲)加熱；為了改變感應圈的一圈或多圈與基座間的電磁通量耦合，可以用電子-機械裝置來逐個改變感應圈的一圈或多圈與基座間的距離，或使用下面進一步描述的裝置，為了控制被基座輻射出的能量的反射，反應室的外壁上淀積有反射層，或在反應室外面有一個裝置，該裝置可以是固定的、可移動的、或借助電子-機械裝置或氣動裝置可改變方向的，因而外部裝置也可以是可調節(jié)的，用以控制該裝置的反射在最小值和最大值間連續(xù)可調。
最常用的外延反應器是用于成批加工的，即反應器中以同時處理許多襯底。
通常，考慮到所用容器或反應室和基座的類型，在工業(yè)領域有兩種結構是最常用的一種是有一個垂直圓筒和一個截錐型基座或類似在工業(yè)界稱為“筒形”結構；另一種結構是在一個合適的反應室里有一個扁平盤形的感應器，工業(yè)界稱“餅形”結構。
前述反應器中基座的加熱系統(tǒng)也可分為兩類燈光加熱和中頻或高頻感應加熱。
筒型系統(tǒng)有一個截錐體型基座，片子以基本垂直的位置置于基座上，基座豐它自己的軸旋轉，以確保受熱和氣流均勻，反應氣流基本上平行于所加工的片子表面。
筒形系統(tǒng)采用一種容積小、性能好的反應室，可以用總是位于反應室外的燈光加熱或感應加熱系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的限制是，它很難在大直徑的片子(150mm以上)上制做出均勻的淀積層，當放置在基座上的片子數量增加時尤其如此。其原因是容器是圓筒形的，流過片子的氣體所通過的截面是不均勻的，造成沿截面氣流速度的不同，隨之而來的是淀積層的不均勻。
在傳統(tǒng)的“餅型”系統(tǒng)中，基座由一個旋轉圓盤組成，片子水平放置在圓盤上。餅型系統(tǒng)的特征在于一個大容積的準半球型反應室位于基座上方，在反應室里氣體垂直到達片子表面。即使在大直徑的片子上，這種反應室也能制造出均勻性很好的淀積層，但是制做出來的片子電特性較差，這是因為大容積的反應室需要的清理時間長，造成較大的污染危險。再者，電磁感應加熱要求感應圈的位置盡可能靠近基座，在傳統(tǒng)的餅型反應器結構中，這意味著感應圈必須位于反應室內部，因此即使把感應圈適當加以密封，也大大增加了污染的危險。片子的水平放置以及加工時間周期長也造成片子的表面完整性很差。
以上兩種加熱類型不完全等效，因為對于燈光加熱，片子比基座略熱；而對于感應加熱，片子比基座要涼。溫度梯度方向的不同使得商業(yè)上很重要的、外延層很厚的器件的產品有很大差別。
事實上，如果不涉及兩種加熱系統(tǒng)的優(yōu)缺點，可以說，在要淀積的厚度薄(最厚10-15微米)時，燈光加熱有絕對優(yōu)勢；而在要淀積的厚度厚(最厚250微米)時，感應加熱方法可靠，其真正原因在于前面已提到過的在片子和基座間特有的溫度梯度，盡管兩種方法的適用范圍有很大的重疊。
然而，必須提到，當片子的前端和尾端之間的溫度梯度過大，產生超過某個限度的熱應力時，就會對片子的某些區(qū)域造成永久性破壞。這個問題在用感應加熱的加熱器中是很典型的，而在用燈光加熱的反應器中卻幾乎不存在。
然而采用低頻感應加熱則允許使用能量反射技術，反射基座輻射的能量，例如在意大利專利號N0.1,209,570中所述，該專利的所有人就是本專利的申請人，該技術使片子的前端和尾端間的溫度梯度減小，這對片子的結晶質量有好處，使得在大多數情況下，其性能基本上等同于用典型燈光加熱的反應器所達到的水平。
不久前市場上推出了用燈光加熱的單片結構的反應器，被稱為“單片”反應器，不論片子的直徑多大，它加工出的片子均勻性非常好，但是對于小直徑的片子生產率很低。(此處請參考例如1989年7月11日授于的美國4846102號專利所描述的和權利要求的反應器)。
由于是燈光加熱反應器，因此單片反應器原則上不適用于很厚的淀積層，再有，生產效率進一步的降低增加了片子的成本。
在現有技術JP-A-61-15947中建議將感應線圈放在反應室的鐘罩的外面以避免將線圈本身暴露到反應室的化學氛中，也用于在反應室低壓的情況下避免產生的放電。
JP-A-58-16523教導了一種外延反應器，具有在一個底板上的杯形鐘罩，密封放置，但處于可自由移動的狀態(tài)。反應室內包含放置在基座上的半導體圓片，由放置在反應室內靠近基座底面的感應螺旋形線圈加熱。這種現有技術方案將感應線圈放置在反應室內，從而會將線圈的金屬暴露在多次出現在反應室內的腐蝕性氣體中并且也不具有調節(jié)在基座內局部感應的功率，而只是具有通過圍繞在感應線圈和基座周圍并可上下移動的短路環(huán)形線圈來調節(jié)基座周圍的功率的方式。
本發(fā)明的目的在于提供一種全自動反應器，該反應器是專門為在大直徑的片子上以最佳質量特性，和足夠的生產率來淀積較厚的淀積層而設計的。選用感應加熱技術來得到制造厚淀積層所必須的片子和基座間的熱梯度。
本發(fā)明所要達到的主要目標是-在一個帶有旋轉圓盤型基座的結構中，使加熱感應圈盡可能靠近基座，但是為了不和在反應室里流通的化學反應劑接觸，加熱感應圈要置于反應室的外面。
-使用一個平面管形的反應室，反應室的兩個較大的室壁基本平行于圓盤形基座的端面，以便減少體積，并使氣流平行于襯底，也就是提供了部分類似于桶型反應器里的生長條件，但是不存在橫截面上氣流不均勻的問題。
-采用先進技術通過實時改變感應圈的個別線圈或一組線圈與基座間的耦合，來局部控制感應圈和基座間的電磁通量，使得在加熱、淀積和冷卻過程中實時地優(yōu)化基座里的橫向熱分布，以便將熱應力減至最小。
-利用由基座輻射的能量向襯底的反射，并可以用新的技術來控制這種反射，使得能將反射在一個最小值和一個最大值間改變并進一步有可能將反射調到中間值，這是為了優(yōu)化相應于外延層厚度的反射強度，及為了通過調節(jié)反射到最小值來減少冷卻時間。
簡言之，滿足上述要求的一種外延反應器，包括一個平面圓盤形基座，基座上有許多用于放置加工料片的位置，并置于平面管道狀的反應室內，反應室的兩個較大的管壁基本平行于圓盤形基座的端面，基座繞其中心軸旋轉，并由一個感應圈感應加熱，感應圈盡量靠近基座，但是位于反應室外面，其特征在于氣體反應劑通過至少一個入口進入并且通過管排出，從而在反應室中形成軸向流動；該感應圈由一個平行于基座任一個端面的平面螺旋管構成，平面螺旋管由多個平面同心圓線圈用柔性導電連接器串聯(lián)在接后形成；以及反應室和感應圈都沒在包括大量水的池中。
在一種特殊的實施方案中，反應器的特征在于反應室的室壁可以沿從一個或多個入口通入的主氣流方向逐漸縮小。
或者換用另一方案基座可向著反應室略微傾斜。
此外，根據本發(fā)明其它方面的外延反應器，反應室通過流過一個水箱的大量水冷卻，水箱由一個底，支撐在支座上的側壁，和支撐在托架上的側壁構成。
可選地，根據本發(fā)明其它方面的外延反應器，反應室通過提供噴淋水的入口管來冷卻；以及感應圈由提供噴淋水的入口管來冷卻，入口管提供的水流入水箱并且落入安排在反應室的底部的更低的收集水箱中。
可選地，根據本發(fā)明其它方面的外延反應器，反應室是用利用一些已知裝置產生的循環(huán)空氣來冷卻；并且由實芯導體制成的感應圈通過流水池來冷卻。
可選地，根據本發(fā)明其它方面的外延反應器，感應圈用由空心導體制成的線圈組成，使得冷卻液能在空心導體中循環(huán)。
可選地，根據本發(fā)明其它方面的外延反應器，感應圈由可動的支桿來支承，支桿由驅動裝置致動，用以控制感應圈和基座間的距離，通過連在驅動裝置上的標識桿來檢測致動。
可選地，根據本發(fā)明其它方面的外延反應器，由驅動裝置傳動的可動支桿分別作用于感應圈的每一個單獨的線圈，使得每一個單獨的線圈和其上方的基座間的距離都可以單獨控制，因此通過改變線圈和基座之間的距離，來控制基座中的感應電流。
或者用另一方案由驅動裝置致動的可動支架分別作用于感應圈的每一圈，使得每一圈與位于其上方的基座間的距離都能被單獨控制，由此通過改變感應線圈和基座間的距離來控制基座里的感應電流。
在一種特殊的實施方案中，感應圈的各圈都用接頭外接到控制元件，以便從各圈中抽取電流或注入電流。
特別是，可聯(lián)接到接頭上的控制元件可以是可變電感，用來調節(jié)從線圈中抽取的電流，也可以是可變電容，用來調節(jié)注入線圈中的電流。
另一方案是，代替感應線圈上的接頭，可用一個與主感應線圈緊耦合的次級繞組，次級繞組由緊緊固定在感應圈的各個線圈上的同心圓圈組成，每一個同心圓圈的端點都連接到外部元件上，以使每一圈與電流調節(jié)器相連。
另一方案是，緊固在感應圈上的次級線圈用和主線圈導體電阻率不同的導電材料制成，使其在線圈接通時起負載電阻的作用，例如，利用置于反應室外盛有冷卻液的區(qū)域里的觸點使線圈接通。
感應器線圈最好用實芯銅導體制成，而次級繞組線圈用實芯康銅或高電阻率的類似材料制成。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，通過在反應室的外壁上淀積的一層固定的反射層來反射被基座輻射的熱能。
在另一種方案中，反射是通過置于反應室上方、面對裝有基座待加工基片一邊的可動反射層來實現的。可以調節(jié)該反射層以增強或減弱反射，反應室面對可動反射層的壁做成透明的，反射層附在所有其它室壁上。
特別指出的是，反射層可由一串平行板條象百葉窗一樣排列而成，它的一面是高反射性的光亮表面，另一面是高吸收性的灰暗表面，以便當條板的反射面轉向基座時反射熱輻射，當條板的吸收面轉向基座時耗散熱輻射。
更要特別指出的是，上述條板由一面被鍍金，另一面被發(fā)黑的金屬條組成，以便用鍍金面反射，用發(fā)黑面吸收。
這些條板后個實施方案由一面上被鍍金、反面通過氧化被發(fā)黑的銅片組成，可以用化學方法來進行鍍金和發(fā)黑。
特別是鍍金和氧化發(fā)黑都可用電解方法來實現。
另一方案是，條板是有一個光面和一個暗面的陽極化鋁板(anodized aluminium)。
上述帶有光亮反射面和暗黑面的條板最好有一個機構來操縱，使得能展露出反射面或暗黑面，或者調節(jié)到中間位置上。
特別是這種機構由插在條板中的旋轉軸構成，能使條板的一面或反面展露出來。
最好使用一種聯(lián)動機構；以使所有條板能同時轉動。
更好的是，聯(lián)動機構由一系列齒輪組成，每一個齒輪都連接到用來旋轉一個條板的一個軸上，齒輪一個接一個地嚙合起來，使得條板能同時轉到所希望的一面。
另一方案是，聯(lián)動機構由曲柄裝置組成，曲柄聯(lián)接到每一個用來轉動條板的軸上、并由一根連接所有曲柄的桿來推動。
條板由一個與條板聯(lián)動裝置相連的旋轉致動器來轉動。
另一方案是致動器可以是一種往復直線運動型的。
在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實施方案中，用一個可編程邏輯控制器來控制冷卻液的循環(huán)、感應圈和基座間的間距、感應圈接頭和外部電流調節(jié)元件的連接、次級線圈接頭和外部電流調節(jié)元件或觸點的連接、以及帶有反射層或吸收層條板的傳動器的定位。
認為具有新穎性和有創(chuàng)造性的特征已在構成本說明書結論部分的本權利要求書中明確定義。然而，從下面一個優(yōu)選的實施方案的詳細描述中，進一步的特征和優(yōu)點將顯得更為清晰。在這里，作為非限定性的例子給出，參照附圖，其中

圖1是經部分簡化的縱向截面概要圖，示出一個根據本發(fā)明改進的、帶有一個圓盤型基座的外延反應器。
圖2是圖1所示的同一個外延反應器的簡化橫截面概要圖。
圖3是本發(fā)明所用的初級感應圈(或稱主感應圈)及次感應圈的裝配的平面圖，二者都是平面螺旋形狀。
圖4是圖3所示同一裝配的仰視圖，清楚地表示出了次感應圈，它也是平面螺旋型，其圈數等于主感應圈的圈數，并和主感應圈的圈連接在一起，次感應圈的線圈可連接負載電路，以便給相應的主感應圈線圈加載。
圖5是一個截面圖，特別表示一個主感應圈的線圈和一個次感應圈的線圈的互連方法。
圖6是固定在一個可動部件上的一個主線圈和一個次級線圈裝置的剖面圖，用可動部件來改變感應圈裝配和其上方的基座間的距離。
圖7是一個示出了次級線圈和外電路的連接方式的局部圖。
圖8也是一個局部圖，表示一個用來將基座上方一個區(qū)域的反射系數從基本全反射改變到基本全吸收的機構。
圖9是根據本發(fā)明所述基座的第一實施方案的平面圖，其上可放置4個硅片。
圖10是根據本發(fā)明所述基座的另一個實施方案的平面圖，其上可放置8個直徑比圖9中所示要小的硅片。
參照以上圖示可以看出，根據本發(fā)明的一個外延反應器10由一個石英或類似透明絕緣材料制成的反應室12組成，該材料對于使用的或存在的化學反應劑和產物，例如H2，SiCl4，SiHCl3，HCl等等不起作用，反應室形如一段矩形截面的管道，其內部有一個圓盤形基座14，基座上有許多凹穴16a-h，用來放置許多如硅片一類的圓盤形半導體片子18a-h。反應室12有一個門20，用來送入和移出放置在基座14凹穴16a-h上的半導體片子，上述的氣態(tài)反應劑從許多入口22(圖中只表示出一個)進入，管道24用來將氣態(tài)反應產物排出。反應室12浸泡在充滿大量水28的水箱26中，水從進水管30a，30b，30c和30d進入，沿著箭頭32a，32b和34a，3b所示路徑上升，溢過決定水面高低的隔板36和38，落入一個位置較低的回收池40，通過排泄管42和44排放掉。
另一方案是可以在頂端用一組噴頭噴灑冷卻水來冷卻反應室12，水最后也落入低處的水池40中。
水箱26基本上是由一個底46，側壁48，50和52，54構成，用來容納足夠量的水。第一兩個側壁48和50也用作反應室12的支撐物，反應室伸出支撐物外，法蘭盤56、58焊接在反應室12上，它們分另利用一對密封圈64和66，面對面地分別和相應的法蘭盤60和62接合在一起，法蘭盤60和62分別和用于送入和取出片子的門20及用于排放氣態(tài)反應生成廢物的管道24聯(lián)結在一起。另外的密封圈68和70確保反應室上的法蘭盤56和58與箱壁48和50間不漏水。水箱26的側壁48和50壓在固定在托架76和78上的支座72和74上，側壁52和54壓在托架80和82上。
水箱26的頂端用蓋子84封閉，以防止必須保持基本純凈的水28被偶然污染，因為最好使用去離子水。決定水位高低的隔板36和38與低處的隔板86和88共同決定水28位的高低，水可以如圖2所示從隔板36和38上方溢出，如果需要較低的水28位，也可控制水在隔板36和38及低位隔板86和88間通過。
初級或主感應圈90位于反應室12下方并浸泡在大量水28中，由一個外部的中頻交變電流發(fā)生器92供電，如以上所述，用連接桿94和96將電流發(fā)生器連接到感應圈90上，連接棒94和96用絕緣套管和密封裝置98和100伸出底板46。
圖3表示初級感應圈90進一步的細節(jié)，該電感呈平面螺旋形，它由彎曲成一個個圓圈90a-h的一組棒形導體組成，通過柔性的連接器91a-g互相連接，以便使在感應圈90中循環(huán)的電流通過如圖所示的所有圓圈90a-h。
在主感應圈90下方并固定在那里的，可以有一個二級或次級感應圈102，借助絕緣元件104使次級感應圈102和主感應圈90隔離，絕緣元件104至少用在將兩個感應圈機械地互相連接起來的絕緣緊固帶106處，詳見圖5所示。
圖4中更詳細地表示出次級感應圈102，對此應加以說明。和主感應圈90相似，次級感應圈102也由一組同心圓圈102a-h組成近似平面螺旋形，這組同心圓圈互不相連，但是利用棒形導體108a-h和110a-h連接到外部，棒形導體通過密封絕緣套管112a-h和114a-h從水箱26的底板46穿出。
如前所述，次級感應圈102的線圈102a-h采用比初級感應圈90的線圈電阻率較高的導電材料制成，例如康銅，使得只要簡單地使每個線圈102a-h接通時，便提供一個正確的電阻負載，同時，這個線圈上的熱能因浸泡在大量的水28中而被有效地耗散掉。
如圖1和圖6所示，感應圈90的每一圈90a-h和基座14間的距離都分別由驅動裝置118調節(jié)，驅動裝置由受控馬達120組成，該馬達通過適當的機構，可沿標度桿122在兩個相反方向往復線性運動，標度桿122連接到絕緣棒124上，絕緣棒124通過帶有波紋管126的孔插入水箱26中，用絕緣元件105和緊固卡107把絕緣桿固定到主感應圈90和次級感應圈102的線圈90a-h、102a-h組件上。標度桿122成為用適當的光學傳感器128來讀數的標識桿，光傳感器將有關感應圈90和102每一圈位置的信號發(fā)送給反應器的總控制裝置，如可編程邏輯控制器(PLC)130。
用絕緣元件104把每個次級線圈102a-h和相應的主線圈90a-h分隔開，每個次級線圈102a-h的終端都用絕緣帶固定在一起并固定在主線圈90a-h上，并用末尾的絕緣元件116把終端隔離開。
為使基座14能夠旋轉，用螺絲釘132將其連接到軸134上，軸134向下穿過反應室12的軸頸136，伸到一個用滑動密封圈140對反應室12內部密封的波紋管接頭138。再由PLC130控制的馬達144的軸142來帶動。波紋管接頭138由馬達146來準確定位，馬達146帶動一個標識桿148，用一個光學傳感器150來讀數，把基座14相對于反應室12以及相對于感應圈90和感應圈102組件的位置信息傳給PLC130。
采用一個法蘭盤152和一個密封圈154的組件來得到水箱26和軸頸136之間的密封，法蘭盤組件152支承在支座156上，該支座還同時支承驅動裝置118和連接次級感應圈102的各個線圈102a-h上的觸點158。
為了使片子18a-h的溫度均勻，多種技術用來反射由基座14和片子18a-h輻射的熱能，例如，可以通過淀積或金屬化在反應室的所有外壁上制做反射層，或者也可用圖1、圖2和圖8所示的可控反射裝置160，該裝置由緊密并行排列在一起的許多平面條板162a-r組成，條板用銅片做成，將其一面鍍金加工成永久性的光亮、高反射的表面，另一面用例如化學或電化學氧化方法使其發(fā)黑形成高吸收性的暗表面。互相平行排列的所有條板162a-r的一端都有一個用來旋轉條板的軸164a-r，以便使反射面或吸收面轉向基座14，或轉向任何可能的中間位置。在這第二個可能的解決方案中，除了面向放有片子的基座的管壁是透明的以外，反應室所有其它外壁都淀積有反射層。軸164a-r嵌入位于底座170上的支座166a-r和168a-r上，并直接與通過中間齒輪176a-q，178a-q互相嚙合的齒輪172a-r，174a-r相連，中間齒輪可使齒輪172a-r和它們相連的軸164a-r嚴格地同步旋轉，因而條板162a-r也隨之同步轉動。有一個偏心銷180的一個齒輪，例如齒輪172a，和一個聯(lián)接臂182活動鏈接，聯(lián)接臂182以直線傳動機構186的桿184為軸轉動，線性機構第一次運動時，使反射條板162a-r的一個面朝向基座14，下一次運動時，另一個面朝向基座。
當然，和反應器10的所有可控部分一樣，線性機構186也由PLC130控制。
基座的外觀可以是圖9所示的有4個用于放置4個片子18a-d(例如直徑200毫米的片子)的凹穴16a-d或者是圖10所示有8個用于放置8個片子18a-b的凹穴16a-h兩種基座每個都有一個中心凹穴190，對著凹穴帶有螺釘132的帽，該螺釘嵌入下面的軸134，以驅動基座14旋轉。
根據本發(fā)明的外延外應器10的操作可以很容易被理解-通過門20把硅片18a-h送入基座14的凹穴16a-h上。
-感應圈90的線圈90a-h根據來自PLC130的指令被定位。
-或者用另一種方案，關閉或打開連到次級線圈102a-h的觸點158，以便局部改變感應圈90在基座14中產生的電磁場，因而局部改變基座的加熱狀況，最終改變硅片19a-h的加熱狀況。
-只要簡單地把條帶162a-r的反射面或吸收面轉向基座14就可選擇在反射腔環(huán)境工作還是在開腔(open-Cavity)環(huán)境工作。
上面的描述說明了本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案，它不應被認為是絕對限制的，類似的及邏輯上等價的方案在這里都應被認為是受保護的，這種情況可能會發(fā)生在閱讀過以上描述，熟悉這個專門技術的人身上。
例如，條板162a-r的同步運動可以通過連接到每一個用來轉動條板的軸、并用一根桿來推動的曲柄裝置來實現，而不是通過齒輪172a-r實現。
權利要求
1.一種外延反應器，它包括一個平面圓盤形基座(14)，基座上有許多用于放置加工料片(18)的位置(16)，并置于平面管道狀的反應室(12)內，反應室的兩個較大的管壁基本平行于圓盤形基座(14)的端面，基座繞其中心軸旋轉，并由一個感應圈(90)感應加熱，感應圈(90)盡量靠近基座(14)，但是位于反應室(12)外面，其特征在于氣體反應劑通過至少一個入口(22)進入并且通過管(24)排出，從而在反應室(12)中形成軸向流動；該感應圈由一個平行于基座(14)任一個端面的平面螺旋管構成，平面螺旋管由多個平面同心圓線圈(90a-h)用柔性導電連接器(91a-g)串聯(lián)連接后形成；以及反應室(12)和感應圈(90)都浸在包括大量水(28)的水池(26)中。
2.根據權利要求1的外延反應器，其特征在于在沿著由至少一個進氣口(22)和排氣管(24)形成的主氣流方向上，反應室(12)的外壁逐漸縮小。
3.根據權利要求1的外延反應器，其特征在于基座(14)相對于反應室(12)可以稍微傾斜。
4.根據權利要求1至3的外延反應器，其特征在于反應室(12)通過流過一個水箱(26)的大量水冷卻，水箱由一個底(46)，支撐在支座(72，74)上的側壁(43，50)，和支撐在托架(80，82)上的側壁(52，54)構成。
5.根據權利要求1至3的外延反應器，其特征在于反應室(12)通過提供噴淋水的入口管(30a，30b)來冷卻；以及感應圈(90)由提供噴淋水的入口管(30c，30d)來冷卻，入口管(30a，30b，30c，30d)提供的水流入水箱(26)并且落入安排在反應室(12)的底部的更低的集水池(40)中。
6.根據權利要求1至3的外延反應器，其特征在于反應室(12)是用利用一些已知裝置產生的循環(huán)空氣來冷卻；特征還在于由實芯導體制成的感應圈(90)通過流水(28)的水池(26)來冷卻。
7.根據權利要求1至3的外延反應器，其特征在于感應圈(90)用由空心導體制成的線圈(90a-h)組成，使得冷卻液能在空心導體中循環(huán)。
8.根據權利要求1-3的外延反應器，其特征在于感應圈(90)由可動的支桿(126)來支承，支桿(126)由驅動裝置(118)致動，用以控制感應圈(90)和基座(14)間的距離，通過連在驅動裝置(118)上的標識桿(122)來檢測致動。
9.根據權利要求8的外延反應器，其特征在于由驅動裝置(118)傳動的可動支桿(126)分別作用于感應圈(90)的每一個單獨的線圈(90a-h)，使得每一個單獨的線圈(90a-h)和其上方的基座(14)間的距離都可以單獨控制，因此通過改變線圈(90a-h)和基座(14)之間的距離，來控制基座(14)中的感應電流。
10.根據權利要求8的外延反應器，其特征在于感應圈(90)的各圈(90a-h)都有接頭用于外接控制元件，以便向各圈電感抽取電流或注入電流。
11.根據權利要求10的外延反應器，其特征在于連接到接頭上的控制元件可以是用于調節(jié)從線圈(90a-h)抽取的電流的可變電感，或是用于調節(jié)向線圈(90a-h)注入電流的可變電容。
12.根據權利要求8的外延反應器，其特征在于取代感應圈繞組(90)的線圈(90a-h)上的接頭和/或基座和感應圈之間的距離的控制，可采用一個次級繞組(102)，該繞組和主感應圈繞組(90)緊耦合，并由緊固在感應圈(90)的各圈(90a-h)上的同心圓圈(102a-h)組成，每一圓圈的終端(180a-h，110a-h)都接到外連元件上，用來把次級繞組的各圈接到電流調節(jié)器。
13.根據權利要求12的外延反應器，其特征在于緊固在主感應線組(90)線圈(90a-h)上的次級繞組(102)線圈(102a-h)是由與主繞組(90)導體有不同電阻率的導電材料制成，以便使次級繞組的線圈(102a-h)接通時，例如利用反應室外充滿冷卻液的區(qū)域內的觸點(158)來接通，次級繞組線圈起負載電阻的作用。
14.根據權利要求13的外延反應器，其特征在于主繞組(90)的線圈由實芯銅導體制成，而次級繞組(102)的線圈由康銅、或高電阻率的類似導體材料制成。
15.根據權利要求1-3的外延反應器，其特征在于采用熱能反射技術，利用諸如金或其它主要在0.5到5微米的紅外波段具有高反射系數的金屬反射層，用已知技術把反射層淀積到反應室的所有外壁上，來反射基座(14)幅射出的熱能。
16.根據權利要求8的外延反應器，其特征在于采用熱能反射技術，利用諸如金或其它主要在0.5到5微米的紅外波段具有高反射系數的金屬反射層，用已知技術把反射層淀積到反應室的所有外壁上，來反射基座(14)幅射出的熱能。
17.根據權利要求12的外延反應器，其特征在于采用熱能反射技術，利用諸如金或其它主要在0.5到5微米的紅外波段具有高反射系數的金屬反射層，用已知技術把反射層淀積到反應室的所有外壁上，來反射基座(14)幅射出的熱能。
18.根據權利要求1-15的外延反應器，其特征在于引進一種裝置來控制基座(14)幅射熱能的反射，在反應室(12)上方面對基座(14)放置待處理的基座(180a-h)的那一面，安裝一個可調節(jié)的可動反射層(160)，用來加強或減弱反射，除了面對基座(14)的外壁保持透明以允許利用可動反射層(160)的反射而外，反應室(12)所有外壁上淀積一層反射層。
19.根據權利要求16的外延反應器，其特征在于引進一種裝置來控制基座(14)幅射熱能的反射，在反應室(12)上方面對基座(14)放置待處理的基座(180a-h)的那一面，安裝一個可調節(jié)的可動反射層(160)，用來加強或減弱反射，除了面對基座(14)的外壁保持透明以允許利用可動反射層(160)的反射而外，反應室(12)所有外壁上淀積一層反射層。
20.根據權利要求17的外延反應器，其特征在于引進一種裝置來控制基座(14)幅射熱能的反射，在反應室(12)上方面對基座(14)放置待處理的基座(180a-h)的那一面，安裝一個可調節(jié)的可動反射層(160)，用來加強或減弱反射，除了面對基座(14)的外壁保持透明以允許利用可動反射層(160)的反射而外，反應室(12)所有外壁上淀積一層反射層。
21.根據權利要求18的外延反應器，其特征在于反射層(160)由象百葉窗的條一樣排列的一組平行條板(162a-h)構成，條板的一面是高反射性的亮表面，另一面是高吸收性的暗表面，使得當條板(162a-r)的反射面朝向基座(14)時反射熱輻射，而當條板(162a-r)的吸收面朝向基座(14)時耗散熱輻射。
22.根據權利要求21的外延反應器，其特征在于上述條板(162a-r)由金屬條板組成，條板的一面鍍金，另一面作發(fā)黑處理加工成暗表面，以便用鍍金面反射，而用暗表面吸收。
23.根據權利要求22的外延反應器，其特征在于條板(162a-r)由在一面鍍金、另一面通過氧化發(fā)黑的銅片條板組成，鍍金和發(fā)黑都用化學方法完成。
24.根據權利要求23的外延反應器，其特征在于鍍金和發(fā)黑都通過電解完成。
25.根據權利要求21的外延反應器，其特征在于條板可以是具有一個亮表面和一個暗表面的陽極化鋁。
26.根據權利要求21至25的外延反應器，其特征在于上述帶有亮反射面和暗面的條板(162a-r)由一個機構(186)來改動，從而可展露出其反射面或其暗表面，或調整到中間位置。
27.根據權利要求26的外延反應器，其特征在于該機構由插進條板(162a-r)的旋轉軸(164a-r)組成，能使條板(162a-r)后面或相反面展露出來。
28.根據權利要求27的外延反應器，其特征在于用一個聯(lián)動機構使所有條板(162a-h)同時轉動。
29.根據權利要求28的外延反應器，其特征在于聯(lián)動機構由一系列齒輪(172a-r，174a-r)組成，每一個齒輪連接到一個用來旋轉條板(162a-h)的軸(164a-r)上，這些齒輪相互嚙合在一起，可使條板(162a-r)按所希望的朝向定位。
30.根據權利要求28的外延反應器，其特征在于聯(lián)動機構由曲柄裝置組成，曲柄裝置連接到用來旋轉條板(162a-r)的每個軸(164a-r)上，并且由一個連接到所有曲柄上的桿來推勸曲柄裝置。
31.根據權利要求28的外延反應器，其特征在于用一個旋轉傳動裝置來轉動條板(162a-r)，該旋轉傳動裝置與用來傳動條板(1628-r)的聯(lián)動機構相連。
32.根據權利要求26的外延反應器，其特征在于傳動裝置(186)可以是一種往復直線運動的裝置。
33.根據權利要求7的外延反應器，其特征在于一個可編程邏輯控制器(130)用來控制冷卻液(28)的循環(huán)，感應圈(90)和基座(14)的間距，感應圈的接頭與外部電流調節(jié)元件的連接，或次級線圈(102)的接頭與外部電流調節(jié)元件或與觸點(158)的連接，以及帶反射層和吸收層條板(162a-r)的傳動裝置(186)的定位。
34.根據權利要求8的外延反應器，其特征在于一個可編程邏輯控制器(130)用來控制冷卻液(28)的循環(huán)，感應圈(90)和基座(14)的間距，感應圈的接頭與外部電流調節(jié)元件的連接，或次級線圈(102)的接頭與外部電流調節(jié)元件或與觸點(158)的連接，以及帶反射層和吸收層條板(162a-r)的傳動裝置(186)的定位。
35.根據權利要求9的外延反應器，其特征在于一個可編程邏輯控制器(130)用來控制冷卻液(28)的循環(huán)，感應圈(90)和基座(14)的間距，感應圈的接頭與外部電流調節(jié)元件的連接，或次級線圈(102)的接頭與外部電流調節(jié)元件或與觸點(158)的連接，以及帶反射層和吸收層條板(162a-r)的傳動裝置(186)的定位。
36.根據權利要求10的外延反應器，其特征在于一個可編程邏輯控制器(130)用來控制冷卻液(28)的循環(huán)，感應圈(90)和基座(14)的間距，感應圈的接頭與外部電流調節(jié)元件的連接，或次級線圈(102)的接頭與外部電流調節(jié)元件或與觸點(158)的連接，以及帶反射層和吸收層條板(162a-r)的傳動裝置(186)的定位。
37.根據權利要求15的外延反應器，其特征在于一個可編程邏輯控制器(130)用來控制冷卻液(28)的循環(huán)，感應圈(90)和基座(14)的間距，感應圈的接頭與外部電流調節(jié)元件的連接，或次級線圈(102)的接頭與外部電流調節(jié)元件或與觸點(158)的連接，以及帶反射層和吸收層條板(162a-r)的傳動裝置(186)的定位。
38.根據權利要求21的外延反應器，其特征在于一個可編程邏輯控制器(130)用來控制冷卻液(28)的循環(huán)，感應圈(90)和基座(14)的間距，感應圈的接頭與外部電流調節(jié)元件的連接，或次級線圈(102)的接頭與外部電流調節(jié)元件或與觸點(158)的連接，以及帶反射層和吸收層條板(162a-r)的傳動裝置(186)的定位。
39.根據權利要求7的外延反應器，其特征在于感應圈(90)由可動的支桿(126)來支承，支桿(126)由驅動裝置(118)致動，用以控制感應圈(90)和基座(14)間的距離，通過連在驅動裝置(118)上的標識桿(122)來檢測致動。
全文摘要
一個具有平面圓盤形基座的外延反應器，包括一個準平面管形的石英反應室(12)，其中有一個可旋轉的基座圓盤(14)，基座上有許多凹穴(16a-h)用來放置相應的許多被加工料的圓盤形基片(18a-h)；一個環(huán)繞在管形反應室(12)周圍，充滿流動的冷卻液(28)的水箱(26)；一個在反應室(12)外，位于水箱(26)下面，平行于基座圓盤(14)的準平面螺旋形的主感應圈；包括用來調整主感應圈(90)各個線圈和基座圓盤間距離的裝置(118)；可能還包括平行于主感應圈(90)并與主感應圈(90)線圈緊密相連的線圈組成的次級感應圈(102)；可能還包括根據已知技術，用來選擇性地把主感應圈(90)的每一圈連接到外部負載的、以及選擇性地接通次級感應圈的每一個線圈的裝置(158)；還包括為了使反應室的所有壁都反射最強的措施(完全鍍金)；以及可能還包括位于襯底上方，在襯底表面提供連續(xù)可變的反射的裝置(160)。
文檔編號C30B25/02GK1139460SQ95191347
公開日1997年1月1日 申請日期1995年9月14日 優(yōu)先權日1994年9月30日
發(fā)明者文森佐·奧格列里, 佛朗哥·佩蒂, 維托里奧·波澤蒂 申請人:Lpe公司