專利名稱：感應(yīng)加熱裝置以及用于可控地加熱物品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于可控地加熱物品的方法和設(shè)備，更具體而言，涉及用于感應(yīng)加熱的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
碳化硅(SiC)作為一種用于電子裝置中的有效半導(dǎo)體材料得到日益增長地承認(rèn)。SiC擁有許多使得其對需要在高溫、高能和/或高頻下工作的裝置的應(yīng)用場合特別有吸引力的屬性。SiC具有高效的熱傳遞能力，并且能夠耐受高電場。
已經(jīng)證明，熱壁化學(xué)汽相沉積(CVD)反應(yīng)器可以提供帶有優(yōu)于冷壁系統(tǒng)的組織形態(tài)與摻雜情況的SiC外延層。例如，請參看授予Kordina等人的美國專利No.5,695,567，其公開內(nèi)容在此引入作為參考。在某些過程中，例如外延生長過程中，對于鄰近襯底的熱型面的處理可能極為重要。溫度梯度可顯著影響許多生長參數(shù)和合成層的質(zhì)量。在襯底置于與周圍基座相分離的母盤上(例如，以便轉(zhuǎn)動(dòng))并且采用感應(yīng)加熱的情況下，母盤可能顯著地比基座內(nèi)表面要冷得多。更具體而言，基座可以通過一RF場直接加熱，而母盤只能或者主要通過來自基座的熱傳導(dǎo)和輻射作用加熱。襯底甚至可能比母盤更冷。結(jié)果，在襯底生長表面與基座內(nèi)表面之間就可呈現(xiàn)一顯著的熱梯度。熱梯度可能還會(huì)由于通過基座的處理氣體流的冷卻效應(yīng)的影響而進(jìn)一步加劇。
上述溫度梯度可能帶來許多問題。這些問題可包括在熱基座壁上形成松散的沉積物(例如SiC)。這種沉積物可能落于襯底上并且合并入外延層中。而且，由于溫度梯度中的變化不可控制并且過程窗口狹窄，因此溫度梯度可能造成難以控制材料的屬性。
上述問題可能也存在于其它類型的過程中，例如其它類型的沉積過程和退火過程。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種用于可控地加熱物品的加熱裝置限定了一用于保持物品的處理室，并且包括一外殼和一EMF發(fā)生器。外殼包括一圍繞著至少一部分處理室的基座部分，和一介于基座部分與處理室之間的傳導(dǎo)部分?？梢圆僮鱁MF發(fā)生器以在基座部分中感應(yīng)產(chǎn)生渦流，以便使得傳導(dǎo)部分中基本上不會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生渦流。傳導(dǎo)部分可以操作以便將熱從基座部分傳導(dǎo)至處理室。加熱裝置還可以包括一母盤和一限定于傳導(dǎo)部分中的開口，其中開口介于基座部分與母盤之間。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，感應(yīng)加熱裝置所用的外殼組件限定了一處理室，并包括一圍繞著至少一部分處理室的基座。一熱傳導(dǎo)襯墊介于基座與處理室之間。襯墊與基座分開形成。
基座可以包括一母盤區(qū)域，并且外殼組件還可以包括一母盤和一開口，母盤適用于支承放置在處理室中的物品并覆蓋著母盤區(qū)域，而開口限定于襯墊中并且介于母盤區(qū)域與母盤之間。
根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)施例，一種用于可控地加熱物品的方法包括將物品放置于一處理室中。將一電磁場應(yīng)用于環(huán)繞著處理室的外殼上，以便使得在外殼的外側(cè)基座部分之內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流，并且使得在外殼的內(nèi)側(cè)傳導(dǎo)部分中基本上不會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生渦流。將熱通過傳導(dǎo)部分從基座部分傳導(dǎo)至處理室。
通過閱讀下圖和以下關(guān)于優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的目的，其中這些描述僅用于對本發(fā)明進(jìn)行示例說明。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一外殼組件的部件分解透視圖；圖2為圖1中的外殼組件的透視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一反應(yīng)器組件的透視圖，其包括圖1中的外殼組件；圖4為圖3中的反應(yīng)器組件的端視圖；圖5為形成了圖1中外殼組件的一部分的底部基座構(gòu)件的俯視圖；圖6為圖5中的底部基座構(gòu)件的側(cè)視圖；圖7為圖5中的底部基座構(gòu)件沿圖5中的線7-7剖開的剖視圖；
圖8為形成了圖1中外殼組件的一部分的頂部基座構(gòu)件沿圖1中的線8-8剖開的剖視圖；圖9為形成了圖1中外殼組件的一部分的側(cè)面基座構(gòu)件沿圖1中的線9-9剖開的剖視圖；圖10為形成了圖1中外殼組件的一部分的底部襯墊的底視圖；圖11為圖10中底部襯墊的側(cè)視圖；圖12為形成了圖10中的底部襯墊的一部分的后襯墊構(gòu)件的端視圖；圖13為圖14中的底部襯墊沿圖10中的線13-13剖開的剖視圖；圖14為形成了圖1中外殼組件的一部分的頂部襯墊的底視圖；圖15為圖14中的頂部襯墊的側(cè)視圖；圖16為圖14中的頂部襯墊沿圖14中的線16-16剖開的剖視圖；以及圖17為形成了圖1中的外殼組件的一部分的母盤沿圖1中的線17-17剖開的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的附圖，在下文中對本發(fā)明進(jìn)行更充分地描述。然而，本發(fā)明可以具體表現(xiàn)為許多不同的形式，而不應(yīng)當(dāng)理解為限定于本文中所述的實(shí)施例；相反地，所提供的這些實(shí)施例將使得本公開內(nèi)容詳盡而完整，并且將向本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。
參看圖1-4，其中示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一外殼組件100和一包括該外殼組件100的加熱裝置或反應(yīng)器組件10。為了進(jìn)行描述，外殼組件100具有一前端104A和一后端106A(圖2)。參看圖3和4，反應(yīng)器組件10還包括圍繞著外殼組件100的絕緣外罩16、18。所提供的電磁場(EMF)發(fā)生器11包括一圍繞著外罩16、18的導(dǎo)電線圈14和一電源12，下面將對此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。反應(yīng)器組件10用作用于利用大氣或者處理氣體IG流(圖2)來處理襯底5(圖1)，例如半導(dǎo)體晶片的熱壁CVD反應(yīng)器的一部分。
轉(zhuǎn)向外殼組件100對其進(jìn)行更詳細(xì)地描述，外殼組件100包括一底部基座構(gòu)件110、一頂部基座構(gòu)件120以及一對側(cè)面基座構(gòu)件130，它們通過銷139連接起來并設(shè)置形成了一在相對兩端開口的箱子。一底部傳導(dǎo)構(gòu)件或襯墊150安裝于底部基座構(gòu)件110上。底部襯墊150包括一前襯墊構(gòu)件154和一后襯墊構(gòu)件152，這二者可以互相分離并一起限定了一個(gè)位于其間的開口156。開口156位于底部基座構(gòu)件110上的母盤區(qū)域112上方并將其露出。母盤140覆蓋著母盤區(qū)域112并且容放于開口156中。母盤140可以以樞軸銷149為中心轉(zhuǎn)動(dòng)。一頂部傳導(dǎo)件或襯墊160覆蓋著母盤140。頂部襯墊160由凸緣部分163支承，凸緣部分163介于頂部基座構(gòu)件120與位于外殼組件100任一側(cè)的側(cè)面基座構(gòu)件130之間。
參看圖2，外殼組件100限定了一處理室或通路102，其完全延伸穿過外殼組件100并且與入口104和出口106相連通。更具體而言，通路102由底部襯墊150、頂部襯墊160、側(cè)面基座構(gòu)件130以及母盤140的內(nèi)表面限定。
參看圖5和6，底部基座構(gòu)件110包括用于容放銷139或其它緊固件的孔110A。母盤區(qū)域112可適于為母盤140提供氣體驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式，例如，如序號為No.09/756,548的美國專利申請中所公開，該專利申請由發(fā)明者Paisley等人于2001年1月8日提交，其名稱為《用于形成碳化硅層的氣體驅(qū)動(dòng)式轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備及方法》，其公開內(nèi)容在此全部引入作為參考。一環(huán)形、直立的脊114圍繞著母盤區(qū)域112。一直立的接頭110B鄰近底部基座構(gòu)件110的后端放置。
參看圖7，底部基座構(gòu)件110包括一芯115和一圍繞層或涂層117。優(yōu)選地，涂層117完全包圍著芯115。形成芯115的材料具有高純度，能夠耐受高溫(例如，熔點(diǎn)大于1800℃)，具有低化學(xué)反應(yīng)性并且具有可以接受的低電阻。優(yōu)選地，形成芯115的材料的電阻系數(shù)不超過大約100×10-6歐姆米。優(yōu)選地，芯115由石墨形成(優(yōu)選高純度石墨)。
形成涂層117的材料具有高純度，能夠耐受高溫(例如，熔點(diǎn)大于1800℃、化學(xué)反應(yīng)性低并且電阻低至可以接受)。優(yōu)選地，形成涂層117的材料的電阻系數(shù)低于芯115的電阻系數(shù)。更優(yōu)選地，形成涂層117的材料的電阻系數(shù)不超過芯115的電阻系數(shù)的20％。優(yōu)選地，形成涂層117的材料的電阻系數(shù)不超過大約20×10-6歐姆米。優(yōu)選地，涂層117由SiC或者耐熔金屬碳化物形成，更優(yōu)選地，由TaC、NbC和/或TiC形成。最優(yōu)選地，涂層117由碳化鉭(TaC)形成。涂層117可以通過任何適用的方法涂敷于芯115上。優(yōu)選地，涂層117為一種致密、不透性的涂層。優(yōu)選地，涂層117的厚度至少為大約10微米。
參看圖1和8，頂部基座構(gòu)件120包括用于容放銷139或其它緊固件的孔120A。參看圖8，頂部基座構(gòu)件120包括一芯125和一圍繞層或涂層127。優(yōu)選地，涂層127完全包圍著芯125。芯125可以由與以上關(guān)于芯115所述相同的材料形成，并且優(yōu)選材料也相同。涂層127可以由與以上關(guān)于涂層117所述相同的材料形成并且尺寸相同，而且優(yōu)選的材料和尺寸也均相同，并可以按照與上述相同的方式涂敷于芯125上。
參看圖1和9，每個(gè)側(cè)面基座構(gòu)件130包括用于容放銷139或其它緊固件的孔130A。參看圖9，側(cè)面基座構(gòu)件130包括一芯135和一圍繞層或涂層137。優(yōu)選地，涂層137完全包圍著芯13 5。芯135可以由與以上關(guān)于芯115所述相同的材料形成，并且優(yōu)選的材料也相同。優(yōu)選地，涂層137由不透性材料形成。更優(yōu)選地，涂層137由SiC(優(yōu)選不透且孔隙率為0％的致密SiC)形成。涂層137可以通過任何適用的方式或方法涂敷于芯135上。優(yōu)選地，涂層137的厚度至少為100微米。
參看圖10-13，為清楚起見，其中示出的底部襯墊150的襯墊構(gòu)件152和154分離。后襯墊構(gòu)件152包括一適于容放底部基座構(gòu)件110的接頭110B的端槽152B。后襯墊構(gòu)件152和前襯墊構(gòu)件154分別限定了相對的半圓形凹槽156B和156A。另外，半圓形、朝下的凹槽152C和154C沿著凹槽156A和156B形成于襯墊構(gòu)件152和154中。
參看圖13，后襯墊構(gòu)件152包括一芯155和一圍繞層或涂層157。優(yōu)選地，涂層157完全包圍著芯155。形成芯155的材料具有高純度，能夠耐受高溫(例如，熔點(diǎn)大于1800℃、化學(xué)反應(yīng)性低并且電阻低至可以接受)。優(yōu)選地，芯115由石墨形成。芯155可以按照與以上對芯115所述相同的方式形成。優(yōu)選地，芯155的厚度至少為0.15英寸。在使用時(shí)，芯優(yōu)選地適于提供一與母盤140基本上同平面的上表面(即母盤140浮起)。
涂層157由一種低化學(xué)反應(yīng)性的材料形成。優(yōu)選地，涂層157由SiC或者與SiC相容的耐熔金屬碳化物形成。更優(yōu)選地，涂層157由SiC(優(yōu)選不透且孔隙率為0％的致密SiC)形成。涂層157可以通過任何適用的方式或方法應(yīng)用于芯155上。優(yōu)選地，涂層157的厚度至少為大約10微米。前襯墊構(gòu)件154的構(gòu)造方式與后襯墊構(gòu)件152相同，并且具有一與芯155相應(yīng)的芯(未示出)和一與涂層157相應(yīng)的涂層。
參看圖14-16，頂部襯墊160包括適于容放銷139或其它緊固件的孔160A。頂部襯墊160的楔形部分162沿頂部襯墊160的后端的方向厚度逐漸增加。楔形部分162可以用于逐步減少流過通路和出口106的處理氣體的邊界層，以便促進(jìn)反應(yīng)物從處理氣體傳遞至襯底表面上。
參看圖16，頂部襯墊160包括一芯165和一圍繞層或涂層167。優(yōu)選地，涂層167完全包圍著芯165。芯165可以由與以上關(guān)于芯155所述相同的材料形成。涂層167可由與以上關(guān)于涂層157所述相同的材料形成，并且可以按照上述方式應(yīng)用于芯165上。優(yōu)選地，芯155的標(biāo)稱厚度至少為大約0.15英寸。
參看圖17，母盤140包括多個(gè)適于保持晶片5的位于其上側(cè)上的凹槽。一用于容放銷149的銷槽144形成于母盤140的下側(cè)中。母盤140包括一芯145和一圍繞層或涂層147。優(yōu)選地，涂層147完全包圍著芯145。芯145可以由與以上關(guān)于側(cè)壁基座130所述相同的材料形成。涂層147可由與以上關(guān)于涂層137所述相同的材料形成并且尺寸相同，而且優(yōu)選的材料和尺寸也相同，并可以按照上述方式涂敷于芯145上。另外，母盤140另外也可由實(shí)心SiC或?qū)嵭腟iC合金形成。
絕緣外罩16、18可以由任何適用的材料形成以便使得外殼組件100保持熱絕緣。優(yōu)選地，形成絕緣外罩16、18的材料具有高純度、低化學(xué)反應(yīng)性，并且在真空中的熱傳導(dǎo)率小于約2W/m/K。
適用作EMF發(fā)生器11的EMF發(fā)生器包括可從德國HuettingerElectronic公司買到的BIG。線圈14和電源12保持電連接以便使得電源12可提供選定頻率或頻率范圍中的通過線圈14的A/C電流。優(yōu)選地，電源12可以提供頻率在至少5kHz和1MHz之間或這一頻率范圍的子集中的通過線圈14的電流。優(yōu)選地，電源12可在至少20kW至150kW之間的范圍中提供能量。
外殼組件100可以按照如下方法進(jìn)行裝配。將側(cè)面基座構(gòu)件130安裝于底部基座構(gòu)件110上。將后襯墊構(gòu)件152置于底部基座構(gòu)件110上，以便使得接頭110A容放于狹槽152B中并且脊114容放于狹槽152C中。按照這種方式，襯墊構(gòu)件152就肯定地位于且固定于底部基座構(gòu)件110上的適當(dāng)位置。將前襯墊構(gòu)件154置于底部基座構(gòu)件110上以便使得脊114容放于狹槽154C中。在安放襯墊構(gòu)件152、154中任一個(gè)或兩個(gè)之前或之后，將母盤140在母盤區(qū)域112上放置于銷149上，并且置于開口156中。將頂部襯墊160與頂部基座構(gòu)件120安裝于側(cè)面基座構(gòu)件130上。
在使用中，將一個(gè)或更多襯底5置于母盤140上的通路102中。電源12按照已知的方式工作以便提供通過線圈的交流電的功率級和頻率，從而產(chǎn)生一電磁場。電流頻率選擇成使得在基座構(gòu)件110、120、130中產(chǎn)生渦流。芯115、125、135和涂層117、127、137的電阻將至少部分渦流轉(zhuǎn)化成熱量，因此使得基座構(gòu)件110、120、130中產(chǎn)生熱量。然而，電流頻率的選擇使得襯墊150、160或母盤140中基本上沒有渦流產(chǎn)生。相反地，基本上所有由外殼組件100從線圈14吸收的能量都由基座構(gòu)件110、120、130衰減掉。優(yōu)選地，基座構(gòu)件110、120、130衰減了至少90％的能量，更優(yōu)選地至少95％，而最優(yōu)選地為100％。因此，在襯墊150、160或母盤140中沒有或者基本沒有熱量感應(yīng)生成。
基座構(gòu)件110、120、130中感應(yīng)生成的熱量或熱能通過襯墊150、160和母盤140從基座構(gòu)件110、120、130熱傳導(dǎo)至通路102。因此，襯底5通過傳導(dǎo)(通過母盤140)、輻射以及對流而被加熱。優(yōu)選地，襯底5被加熱至一大約1400至1800℃之間的溫度。特別地，優(yōu)選地，母盤140直接覆蓋著底部基座構(gòu)件110的母盤區(qū)域112而沒有一部分襯墊150介于其間。襯墊150、160的涂層157、167可以提供從基座構(gòu)件110、120開始的熱突變區(qū)，從而進(jìn)一步提高熱均勻性。
按照這種方式，外殼組件100的內(nèi)表面(即與通路102保持流體連通的表面)就保持以空間上更均勻的溫度，因此減少了在襯底附近的熱梯度。在此重申，可以在通路102中為襯底5建立更等溫的環(huán)境，以便使得與襯底5接觸的外殼組件100的這部分(即母盤140)的溫度與限定通路102的其他表面(即襯墊150、160和側(cè)面基座構(gòu)件130的內(nèi)表面)基本上處于相同的溫度。因此，襯底5自身基本上與限定通路102的表面溫度相同。這樣，就可以減少與熱梯度太大相關(guān)的上述問題。例如，可以消除或減少松散沉積物的形成。過程(例如外延過程)可以得到更準(zhǔn)確的控制。
在反應(yīng)過程中，處理氣體IG(圖2)可以通過開口104流入通路102中。處理氣體IG可以包括原始?xì)怏w例如由凈化氫氣(H2)的載體所引入和輸送的硅烷(SiH4)和丙烷(C3H8)。處理氣體IG穿過通路102。當(dāng)處理氣體IG穿過由EMF發(fā)生器所生成的熱區(qū)時(shí)，就在襯底5上發(fā)生SiC沉積反應(yīng)。處理氣體IG的殘留物OG通過開口106而從通道102中排出。優(yōu)選地，處理氣體IG以至少10slmp的速率流過通路102。
可能需要拆下或更換母盤140。例如，在處理過程之后，可能需要拆下一個(gè)或多個(gè)襯底5并用新襯底取代它們以便進(jìn)行處理。同樣，可能需要將母盤140拆下以便進(jìn)行清潔或更換新母盤。通過首先拆下前襯墊構(gòu)件154然后拆下母盤140，就可以方便地拆下母盤140。也可能需要拆下襯墊構(gòu)件152、154中任一個(gè)或者將它們兩個(gè)全部拆下。這些程序中的每一個(gè)均可在不拆卸外殼組件100的其余部分或者不將外殼組件100從反應(yīng)器組件10上拆下的情況下進(jìn)行。
外殼組件100可以提供給一種更有效、方便和耐用的加熱裝置，尤其是在將TaC用于涂層117、127而將SiC用于涂層130、140、150、160的情況下。TaC涂層117、127、137可以用于減少熱輻射損耗，并且防止或減少SiC涂層發(fā)生不必要的升華。底部基座110的母盤區(qū)域112中的TaC涂層可以為轉(zhuǎn)動(dòng)母盤140提供更耐用的平臺。提供位于襯底附近并與通道102保持流體連通的SiC涂層，就可以利用沉積于SiC涂層上的附加SiC沉積物的粘附特性，以及SiC涂層和SiC襯底5的化學(xué)、熱學(xué)、機(jī)械和結(jié)構(gòu)相似性。位于側(cè)面基座構(gòu)件130上的SiC涂層137可以有助于減少由于感應(yīng)加熱而對側(cè)面基座的加熱作用。
襯墊150、160與基座構(gòu)件110、120、130分開形成可以容許延長外殼組件100的使用壽命并且減少使用成本和停機(jī)時(shí)間。當(dāng)襯墊150、160到達(dá)其使用壽命的終點(diǎn)時(shí)，在不需要更換外殼組件100的其余部分的情況下，就可以節(jié)省成本地對其進(jìn)行更換。而且，在不需要將外殼組件100從反應(yīng)器組件10上拆下或者拆卸外殼組件100的其余部分的情況下，可以拆下襯墊構(gòu)件152、154以便于清潔(例如，以便于刮落附加沉積物)。
襯墊的設(shè)計(jì)(例如尺寸、材料和/或位置)可以選擇、改動(dòng)或者互換，以便于形成或控制處理室中的溫度梯度。例如，可將另外附加的襯墊沿著側(cè)面基座構(gòu)件130放置，或者可以改變一個(gè)或更多的襯墊的厚度或材料。襯墊可為一體式(例如作為一單式套筒)。襯墊可以與一個(gè)或多個(gè)基座構(gòu)件形成一體。優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)襯墊包括一與用于容放母盤的開口156相對應(yīng)的開口。
襯墊可以選擇或互換以便得到所需的氣流特性。尤其是，頂部襯墊160可以拆下，然后用具有不同形狀的楔部分162或者不帶楔部分的頂部襯墊來替換。
盡管上面已經(jīng)對某些實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)本發(fā)明可以作出各種改動(dòng)。例如，處理室可以在一端或者兩端封閉，而非提供一通路102。根據(jù)本發(fā)明的外殼組件和加熱裝置可以用于其它類型的處理過程和材料系統(tǒng)，以及其它類型的沉積系統(tǒng)。尤其是，根據(jù)本發(fā)明的外殼組件和加熱裝置可以用于退火處理過程。對于半導(dǎo)體襯底以外的物品，也可以進(jìn)行處理。
在其它實(shí)施例中，端絕緣可以置于外殼組件100的任一端或者兩端上。如果存在的話，端絕緣可形成為具有與外罩16、18的直徑相匹配的直徑的短圓柱?？梢蕴峁┩ㄟ^端絕緣的通路以便容許處理氣體IG自由地流過處理室。端絕緣中的通路可以帶有保護(hù)襯墊，其優(yōu)選地由涂敷著石墨的碳化硅制成，其將處理氣體IG與可能污染處理氣體的端絕緣材料隔開。
盡管上文中優(yōu)選實(shí)施例參照“頂部”、“底部”等等進(jìn)行了描述，但是根據(jù)本發(fā)明也可以使用其它的方位和構(gòu)型。
上述內(nèi)容是對本發(fā)明的示例說明，而并不應(yīng)當(dāng)理解成為對其進(jìn)行限制。雖然已經(jīng)對本發(fā)明的少數(shù)示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不從本質(zhì)上背離本發(fā)明的新型思想和優(yōu)點(diǎn)的情況下，在示例性實(shí)施例中可以作出許多改動(dòng)。相應(yīng)地，所有這些改動(dòng)都應(yīng)當(dāng)包括于本發(fā)明的范圍之中。因此，應(yīng)當(dāng)理解，上述內(nèi)容是對本發(fā)明的示例說明，而并不應(yīng)當(dāng)理解成限定于所公開的特定實(shí)施例，并且對所公開的實(shí)施例所作的改動(dòng)以及其它實(shí)施例都應(yīng)當(dāng)包括于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于可控地加熱物品的加熱裝置，加熱裝置限定了一用于保持物品的處理室并且包括a)一外殼，包括一圍繞著至少一部分處理室的基座部分；和一介于基座部分與處理室之間的傳導(dǎo)部分；以及b)一EMF發(fā)生器，可以操作EMF發(fā)生器以在基座部分中感應(yīng)產(chǎn)生渦流，以便使得傳導(dǎo)部分中基本上不會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生渦流；c)其中傳導(dǎo)部分可以操作以便將熱從基座部分傳導(dǎo)至處理室。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中至少90％由外殼從EMF發(fā)生器吸收的能量由基座部分衰減掉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中基座部分包括一第一材料的基座芯和一第二材料的基座涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱裝置，其中第一材料為石墨。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱裝置，其中第二材料為SiC。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱裝置，其中第二材料選自耐熔金屬碳化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加熱裝置，其中第二材料為TaC。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中與處理室保持流體連通的傳導(dǎo)部分的基本上所有表面都由SiC形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的加熱裝置，其中傳導(dǎo)部分包括一第一材料的傳導(dǎo)芯和一不同于第一材料的第二材料的傳導(dǎo)涂層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱裝置，其中第一材料為石墨。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱裝置，其中第二材料為一種耐熔金屬碳化物。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的加熱裝置，其中第二材料為SiC。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中d)基座部分包括置于處理室的相對兩側(cè)的第一基座部分和第二基座部分；e)傳導(dǎo)部分包括一置于第一基座部分和處理室之間的第一襯墊和一置于第二基座部分和處理室之間的第二襯墊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的加熱裝置，其中第二基座部分包括一母盤區(qū)域，加熱裝置還包括一適于支承置于處理室中的物品并且覆蓋著母盤區(qū)域的母盤；以及一限定于第二襯墊中、位于母盤區(qū)域上方并且介于母盤區(qū)域與母盤之間的開口。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的加熱裝置，其中第二襯墊包括置于母盤的相對兩側(cè)并且各自限定了開口的一部分的第一和第二襯墊構(gòu)件，其中第一和第二襯墊構(gòu)件為可分離式。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的加熱裝置，其中第一和第二襯墊構(gòu)件中至少一個(gè)可與第二基座部分分離。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，包括一適于支承置于處理室中的物品的母盤。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的加熱裝置，其中可操作EMF發(fā)生器以產(chǎn)生電磁場，以便使得電磁場基本上不會(huì)在母盤中感應(yīng)產(chǎn)生渦流；以及母盤從基座部分向處理室傳導(dǎo)熱量。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的加熱裝置，包括一限定于傳導(dǎo)部分中的開口，其中該開口介于基座部分與母盤之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的加熱裝置，其中母盤適于相對于基座部分轉(zhuǎn)動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，包括一與處理室保持流體連通的入口和出口。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的加熱裝置，包括供應(yīng)對熱呈反應(yīng)性的處理氣體以便沉積SiC。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱裝置，其中可操作EMF發(fā)生器以便將基座部分加熱至至少為1400℃的溫度。
24.一種感應(yīng)加熱裝置所用的外殼組件，外殼組件限定了一處理室并包括f)一圍繞著至少一部分處理室的基座；以及g)一介于基座與處理室之間的熱傳導(dǎo)襯墊，其中襯墊與基座分開形成。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的外殼組件，包括一置于處理室的相對兩側(cè)的第一基座部分和第二基座部分；一置于第一基座部分和處理室之間的第一襯墊；以及一置于第二基座部分和處理室之間的第二襯墊。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的外殼組件，其中基座包括一母盤區(qū)域，外殼組件還包括一適于支承置于處理室中的物品并且覆蓋著母盤區(qū)域的母盤；以及一限定于襯墊中并且介于母盤區(qū)域與母盤之間的開口。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的外殼組件，其中襯墊包括置于母盤的相對兩側(cè)并且各自限定了開口的一部分的第一和第二襯墊構(gòu)件，其中第一和第二襯墊構(gòu)件為可分離式。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的外殼組件，其中第一和第二襯墊構(gòu)件中至少一個(gè)可與基座分離。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的外殼組件，包括用于將襯墊確定地以及可拆地相對于基座定位的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求24所述的外殼組件，其中襯墊的厚度沿至少其長度的一部分變化。
31.一種用于可控地加熱物品的方法，這種方法包括h)將物品放置于一處理室中；i)將一電磁場應(yīng)用于環(huán)繞著處理室的外殼上，以便使得在外殼的外側(cè)基座部分之內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流，并且使得在外殼的內(nèi)側(cè)傳導(dǎo)部分中基本上不會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生渦流；以及j)將熱通過傳導(dǎo)部分從基座部分傳導(dǎo)至處理室。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中至少90％由外殼吸收的電磁場的能量由基座部分衰減掉。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，包括使處理氣體流穿過鄰近物品的處理室。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中使處理氣體流通過的步驟包括使處理氣體流以至少20slpm的速率穿過處理室。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中處理氣體包括選自SiH4和C3H8的化合物。
36.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中物品為半導(dǎo)體材料的襯底。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中物品為SiC的襯底。
38.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，包括在利用由傳導(dǎo)部分從基座部分傳導(dǎo)至處理室的熱能加熱物品的同時(shí)，將一外延層沉積于物品上。
39.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中基座部分包括一母盤區(qū)域，并且傳導(dǎo)部分在其中限定了一個(gè)開口，所述方法還包括將一母盤置于處理室中以便使得開口介于母盤區(qū)域與母盤之間；以及將物品置放于母盤上。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的方法，其中傳導(dǎo)部分包括在其間限定了開口的第一和第二襯墊部分，所述方法還包括將第一襯墊部分從處理室上拆下；以及隨后，將母盤從處理室上拆下。
41.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，包括將物品置放于母盤上并且使母盤和物品相對于基座轉(zhuǎn)動(dòng)。
42.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，包括將傳導(dǎo)部分從基座部分上拆下。
全文摘要
一種用于可控地加熱物品的加熱裝置限定了一用于保持物品的處理室，并且包括一外殼和一EMF發(fā)生器。外殼包括一圍繞著至少一部分處理室的基座部分，和一介于基座部分與處理室之間的傳導(dǎo)部分。EMF發(fā)生器可以操作以在基座部分中感應(yīng)產(chǎn)生渦流，以便使得傳導(dǎo)部分中基本上不會(huì)感應(yīng)產(chǎn)生渦流。傳導(dǎo)部分可以操作以便將熱從基座部分傳導(dǎo)至處理室。加熱裝置還可以包括一母盤和一限定于傳導(dǎo)部分中的開口，其中開口介于基座部分與母盤之間。
文檔編號C30B25/10GK1611095SQ02826528
公開日2005年4月27日 申請日期2002年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月30日
發(fā)明者J·J·蘇馬克里斯, M·J·派斯利 申請人:克里公司