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Dokumentenidentifikation DE69900865T2 07.11.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 1064418
Titel VORRICHTUNG ZUR BEWEGUNG EINER ABGASRÖHRE IN EINEM ZYLINDRISCHEN REAKTOR
Anmelder Memc Electronic Materials, Inc., St. Peters, Mo., US
Erfinder BONANNO, Enzo, I-28070 Novara, IT;
GUARNIERO, Umberto, I-28070 Novara, IT;
MAGON, Franco, I-28069 Trecate, IT
Vertreter Fechner, J., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 53773 Hennef
DE-Aktenzeichen 69900865
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 26.02.1999
EP-Aktenzeichen 999085145
WO-Anmeldetag 26.02.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/US99/04216
WO-Veröffentlichungsnummer 0009947732
WO-Veröffentlichungsdatum 23.09.1999
EP-Offenlegungsdatum 03.01.2001
EP date of grant 06.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.11.2002
IPC-Hauptklasse C30B 25/14
IPC-Nebenklasse C23C 16/44   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Trommelreaktoren und insbesondere Vorrichtungen zur Bewegung eines Abgasrohres eines Trommelreaktors zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition.

Trommelreaktoren, wie sie in Fig. 1 durch die Bezugszahl 10 allgemein bezeichnet sind und in Patent Abstracts of Japan, Band 097, Nr. 001 vom 31. Januar 1997 und in JP-A-08/236463 erläutert sind, dienen zur Abscheidung epitaxialer Schichten auf Halbleiterscheiben durch ein Verfahren, das als chemische Dampfabscheidung bekannt ist. Die epitaxialen Schichten haben Gitterstrukturen, die mit denen der Schichten identisch sind, können aber so aufwachsen, dass sie eine von den Scheiben unterschiedliche Leitfähigkeit haben, um die nötigen elektrischen Eigenschaften zu erhalten. Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst der Trommelreaktor 10 eine Reaktionskammer 12, die aus einem umgekehrten Glockenbehälter 14 zur Aufnahme von Scheiben W gebaut ist. Ein Gasring. 30 sitzt auf der oberen Öffnung 16 des Glockenbehälters 14. In dem Gasring 30 sind Düsen 32 zur Einführung eines Reaktionsmittelgases (z. B. Silizium) in die Reaktionskammer 12 vorgesehen. Dieses Gas bildet auf den in der Kammer 12 enthaltenen Scheiben W die epitaxiale Schicht. Nach Beendigung der Abscheidung wird das Reaktionsmittelgas durch ein in Fig. 1 allgemein mit 50' bezeichnetes Abgasrohr an dem Boden des Glockenbehälters 14 aus der Reaktionskammer 12 gespült. (Das Strichsymbol bei den hier benutzten Bezugszahlen zeigt an, dass der bezeichnete Bestandteil sich von der vorliegenden Erfindung unterscheidet). Das Abgasrohr 50' umfasst eine Abgastasse 52', eine an die Tasse angeschlossene flexible Leitung 54 und starre Leitungseinrichtungen 56. Nach erfolgter Spülung kann eine auf dem Gasring 30 angebrachte Dichtplatte 36 zur Öffnung der Reaktionskammer 12 angehoben werden, um die Scheiben W aus dem Trommelreaktor 10 zu entnehmen.

Nicht nur auf den in der Reaktionskammer 12 enthaltenen Scheiben W scheidet sich während des chemischen Dampfabscheidungsverfahrens Material ab, sondern auch auf den verschiedenen Komponenten des Trommelreaktors 10. Diese Abscheidungen können sich von den Komponenten lösen und Scheiben bei den nachfolgenden Abscheidungsvorgängen verunreinigen. Demzufolge müssten die Komponenten des Trommelreaktors von Zeit zu Zeit ausgetauscht werden, um die Verunreinigung der Scheiben zu vermeiden. Da die Reaktoren 10 zum Austausch der Komponenten außer Betrieb genommen werden müssen, ist es günstig, die Zeit zu verringern, in der die Reaktoren außer Betrieb sind, um die mit der Stillstandszeit verbundenen Produktionskosten zu verringern.

In der Vergangenheit wurden Vorrichtungen, wie die in Fig. 1 allgemein mit 150' bezeichnete Vorrichtung benutzt, um das Abgasrohr 50' und insbesondere die Tasse 52' zwischen einer Betriebsposition, in der es gegen die Abgasöffnung 18 (Fig. 3) des Glockenbehälters 14 fest abgedichtet ist, und einer Wartungsposition zu bewegen, in der das Abgasrohr von der Abgasöffnung des Glockenbehälters Abstand hat. Die Trennung der Abgastasse 52' von dem Glockenbehälter 14 erlaubt es, den Glockenbehälter und/oder Teile des Abgasrohres auszutauschen oder zu warten. Die bekannte Vorrichtung 150' hat einen allgemein mit 90' bezeichneten Zylinder, der direkt unter dem Glockenbehälter 14 und dem Abgasrohr 50' positioniert ist. Der Zylinder 90' ist an das Abgasrohr 50' angeschlossen, so dass das Abgasrohr auf der Abgasöffnung 18 des Glockenbehälters aufsitzt, wenn der Zylinder ausgefahren ist, und von der Abgasöffnung getrennt ist, wenn der Zylinder eingefahren ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, verbindet eine flexible Schlauchleitung 54 das Abgasrohr mit der Abgasrohrleitung 56, um zu ermöglichen, dass das Abgasrohr leicht zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition bewegt werden kann.

Bekannte Vorrichtungen 150', wie etwa die oben beschriebene, können infolge der hochtemperierten Umgebung, in der sie benutzt werden, leicht versagen. Insbesondere neigen (nicht gezeigte) Dichtungen in den Zylindern 90' zum Versagen, wenn sie der Hitze ausgesetzt werden, die während der chemischen Dampfabscheidung von dem Glockenbehälter 14 abgegeben wird. Ferner tendieren die bekannten Absaugtassen 52' dazu, in dem Bereich um ihre oberen Flansche 68' zu versagen. Dieser Bereich hat eine verminderte Werkstofffestigkeit, weil der Flansch 68' an das Rohr angeschweißt ist. Außerdem werden (nicht gezeigte) 0- Ringdichtungen zur Dichtung der Trennfläche zwischen dem Flansch 68' und dem Glockenbehälter 14 defekt, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden.

US-A-5154773 beschreibt eine Dampfphasen- Wachstumsvorrichtung zum Aufwachsen epitaxialer Halbleiterfilme mit einer Reaktionskammer, bei der unter dem Unterteil der Reaktionskammer ein Abgassystem angeordnet ist, das einen Wassermantel aufweist.

Abriss der Erfindung

Unter den mehreren Aufgaben der vorliegenden Erfindung können genannt werden die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zur Bewegung eines Abgasrohres eines Trommelreaktors zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition; die Schaffung einer solchen Vorrichtung, bei der die zum Austausch von Trommelreaktorbehältern nötige Stillstandszeit verringert ist; und die Schaffung einer solchen Vorrichtung, die gegen die von dem Trommelreaktor erzeugte Hitze beständig ist.

Kurz gesagt ist die Vorrichtung der Erfindung ein epitaxialer Trommelreaktor zur Abscheidung eines Materials auf einer Halbleiterscheibe durch ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren unter Benutzung eines Reaktionsmittelgases. Der Trommelreaktor umfasst einen eine Reaktionskammer begrenzenden Behälter, der größenmäßig zur Aufnahme wenigstens einer Halbleiterscheibe ausgelegt ist. Der Behälter hat eine Eintrittsöffnung zur Einführung von Reaktionsmittelgas in die Reaktionskammer und eine Abgasöffnung zur Entfernung von Reaktionsmittelgas aus der Reaktionskammer. Der Reaktor hat auch ein Abgasrohr, das mit der Abgasöffnung des Behälters in Dichtungseingriff gebracht werden kann, um Reaktionsmittelgas zu der Leitungseinrichtung zu transportieren zwecks Entfernung des Gases aus der Reaktionskammer nach dem chemischen Dampfabscheidungsprozess. Ferner umfasst der Reaktor ein von dem Behälter beabstandetes Betätigungselement zur Bewegung des Abgasrohres zwischen einer Betriebsstellung, in der das Rohr mit der Abgasöffnung des Behälters in Dichtungseingriff ist, und einer Wartungsposition, in der das Rohr von Absaugöffnung Abstand hat, um Zugang zu dem Behälter zu schaffen. Ferner umfasst der Reaktor einen zwischen dem Absaugrohr und dem Betätigungselement betriebsmäßig angeschlossenen Mechanismus zur Bewegungsübertragung von dem Betätigungselement auf das Abgasrohr, um das Rohr zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition zu bewegen.

Nach einem anderen Aspekt dient die Vorrichtung der Erfindung bei einem epitaxialen Trommelreaktor dazu, ein Abgasrohr zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition zu bewegen. Die Vorrichtung umfasst ein von dem Reaktor beabstandetes Betätigungselement zur Bewegung des Abgasrohres zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition. Ferner hat die Vorrichtung einen zwischen dem Abgasrohr und dem Betätigungselement betriebsmäßig angeschlossenen Mechanismus für die Bewegungsübertragung von dem Betätigungselement auf das Rohr, um das Rohr zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition zu bewegen.

Andere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend teils offensichtlich und teils näher ausgeführt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine unvollständige Vorderansicht eines bekannten Trommelreaktors;

Fig. 2 ist ein unvollständiger Querschnitt des Trommelreaktors, der innere Merkmale zeigt, die dem bekannten Reaktor und dem Reaktor der vorliegenden Erfindung gemeinsam sind;

Fig. 3 ist eine unvollständige Frontansicht, teilweise im Schnitt, die ein Abgasrohr des Trommelreaktors und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bewegung des Abgasrohres zwischen einer Betriebsposition und einer Wartungsposition zeigt, und

Fig. 4 ist ein Querschnitt des Abgasrohres in der Ebene der Linie 4-4 der Fig. 3.

Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen in den verschiedenen Ansichten der Zeichnung entsprechende Teile.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Ein herkömmlicher epitaxialer Trommelreaktor ist unter Bezugnahme nunmehr auf die Zeichnung und insbesondere auf Fig. 1 in seiner Gesamtheit durch die Bezugszahl 10 bezeichnet. Diese Trommelreaktoren 10 werden benutzt, um epitaxiale Schichten durch ein als chemische Dampfabscheidung bekanntes Verfahren auf Halbleiterscheiben abzuscheiden. Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst der Trommelreaktor 10 eine Reaktionskammer 12, die aus einem Behälter, wie etwa einem umgekehrten Glockengefäß 14, zur Aufnahme von Scheiben W gebaut ist. Das Glockengefäß 14 hat eine obere Öffnung 16 für das Einsetzen und Entnehmen von Scheiben W und eine Abzugsöffnung 18 (Fig. 3) an seinem Boden, um Reaktionsmittelgase aus der Reaktionskammer 12 zu spülen, nachdem die Abscheidung beendet ist. An dem oberen Ende des Glockengefäßes 14 ist ein Rand 20 zum Halten des Glockengefäßes vorgesehen, wenn es in einer Plattform P einer Arbeitsstation installiert ist, wie in Fig. 1 gezeigt.

Wie in Fig. 2 weiter dargestellt ist, ist ein Gasring 30 auf der Oberseite des Glockengefäßes 14 über seiner oberen Öffnung 16 angebracht. In dem Gasring 30 sind zwei Düsen 32 (von denn nur eine gezeigt ist) vorgesehen, um ein Reakttonsmittelgas (z. B. Silizium) in die Reaktionskammer 12 einzuführen. Dieses Gas bildet auf den in der Kammer 12 enthaltenen Scheiben W die epitaxiale Schicht. Der Gasring 30 wird an seinem Ort durch Befestigungsschrauben 34 (von denen nur eine gezeigt ist) gehalten, die an der Plattform P befestigt sind. Somit wirkt der Gasring 30 als eine Klemmbefestigung, um den Rand 20 des Glockenbehälters 14 auf der Plattform P der Arbeitsstation festzuhalten.

Auf dem Gasring 30 ist eine Dichtplatte 36 montiert, um die Oberseite der Reaktionskammer 12 abzudichten. Die Dichtplatte 36 kann angehoben werden, um die Reaktionskammer 12 zu öffnen und die Scheiben W aus dem Trommelreaktor 10 zu entnehmen. Ein an der Dichtplatte 36 aufgehängter, fünfseitiger Halter 38 enthält kreisförmige Vertiefungen 40 zur Aufnahme der Scheiben W in im Wesentlichen vertikaler Lage, so dass eine Seite jeder Scheibe den Gasen in der Reaktionskammer 12 ausgesetzt ist. Der Halter 38 kann aus der Reaktionskammer 12 gehoben werden, um die Entnahme der Scheiben W aus den Vertiefungen 40 zu ermöglichen, wenn die Abscheidung beendet ist. Ein Steuergerät 42 (Fig. 1) und ein oberhalb der Dichtplatte 36 angeordneter (nicht gezeigter) Motor drehen den Halter 38 um seine senkrechte Achse, um die epitaxiale Schicht, wie in der Technik bekannt, auf den Scheiben W gleichmäßig zu verteilen. Ein Kühlmantel 44 umgibt den Glockenbehälter 14 zwecks Kühlung des Behälters und der angeschlossenen Ausrüstung.

Nach Beendigung der Abscheidung wird das Reaktionsmittelgas durch ein Abgasrohr, das in Fig. 3 allgemein mit 50 bezeichnet ist und von der Abzugsöffnung 18 an dem Boden des Glockenbehälters 14 weg führt, aus der Reaktionskammer 12 gespült. Das Abgasrohr 50 umfasst eine Abzugstasse 52, eine an die Tasse angeschlossene flexible Schlauchleitung 54 und eine an die flexible Schlauchleitung angeschlossene, herkömmliche Rohrleitung 56 (Fig. 1) zum Abblasen von Reaktionsmittelgasen aus der Einrichtung. Wie in Fig. 3 dargestellt, hat die Abzugstasse 52 ein rohrförmiges Innengehäuse 58 für die Förderung der Reaktionsmittelgase und einen wasserdichten Kühlmantel 60, der das Gehäuse umgibt. Der Mantel 60 und das Gehäuse 58 umschließen einen Ringkanal 62, der sich entlang der Abzugstasse 52 erstreckt, um Kühlwasser um die Tasse zu zirkulieren. Das Innengehäuse 58 hat einen Gaseingang 64 an seinem Anströmende und einen Gasausgang 66 an seinem Abströmende. Ein erster Flansch 68 ist an dem Eingang 64 zum abdichtbaren Anschluss der Abzugstasse 52 an die Abzugsöffnung 18 des Glockenbehälters 14 vorgesehen. Ein zweiter Flansch 70 an dem Ausgang 66 des Gehäuses 58 verbindet die Abzugstasse 52 mit dem flexiblen Schlauch 54. Ein ähnlicher Flansch 72 ist an dem flexiblen Schlauch 54 zur Verbindung der Tasse 52 und des Sehlauches mittels Befestigungsschrauben 74 vorgesehen. Obgleich bei der bevorzugten Ausführungsform Befestigungsschrauben 74 zur Verbindung der Abzugstasse 52 mit dem flexiblen Schlauch 54 dienen, sind auch andere Verbindungsmittel, wie etwa eine Schelle (nicht gezeigt), als innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung liegend anzusehen.

Wie in Fig. 3 gezeigt, grenzt der Mantel 60 an den ersten Flansch 68 an, der eine ringförmige Vertiefung 76 5 enthält, die sich von dem ringförmigen Kühlkanal 62 nach oben in den Flansch fortsetzt. Die Vertiefung 76 dient zur Wasserzirkulation durch den Flansch zum Zwecke seiner Kühlung. Die Kühlung des Flansches 68 verlängert die Lebensdauer der Abzugstasse 52 in dem Bereich des Flansches, der bei den bekannten Ausführungen zur Rissbildung neigte. Auf der Oberseite des ersten Flansches 66 sind zwei O-Ring-Dichtungsrillen 78a, 78b zur Aufnahme von O-Ringen 80a, 80b ausgebildet, um die Flächenverbindung zwischen dem Glockenbehälter 14 und der Abzugstasse 52 abzudichten, wenn der erste Flansch nach oben gegen die Abzugsöffnung 18 des Glockenbehälters gepresst wird. Zwischen den O-Ringen 80a, 80b kann durch einen (nicht gezeigten) Vakuumkanal ein Unterdruck angelegt werden, um den ersten Flansch 68 gegen die Abzugsöffnung 18 des Glockenbehälters 14 weiter abzudichten. Das durch den ringförmigen Kühlkanal 62 in dem ersten Flansch 68 zirkulierende Kühlwasser verringert auch die Temperaturen der O-Ringe 80a, 80b, was ihre Lebensdauer verlängert. Wie in Fig. 4 gezeigt, liefert ein Eintrittskanal 82 Kühlwasser an den Ringkanal 62, und ein Austrittskanal 64 an dem entgegengesetzten Ende der Ringkanals erlaubt den Austritt des Wassers aus dem Ringkanal, um während der chemischen Dampfabscheidung Wärme aus der Abzugstasse 52 abzuführen.

Wie in Fig. 3 dargestellt, bewegt ein allgemein mit 90 bezeichnetes, gasbetriebenes Betätigungselement das Abzugsrohr 50 zwischen einer Betriebsposition, in der der erste Flansch 68 der Abzugstasse 52 mit der Abzugsöffnung 18 des Glockenbehälters 14 in Dichtungseingriff ist, und einer Wartungsposition, in der der erste Flansch von der Abzugsöffnung getrennt ist, um das Abzugsrohr und den Glockenbehälter zu warten. Das Betätigungselement 90 umfasst einen Zylinderkörper 92 und einen an eine Kolbenstange 94 angeschlossenen Kolben 93, der in dem Körper aufgenommen ist, so dass sich die Stange zwischen einer ausgefahrenen Stellung und einer eingefahrenen Stellung entsprechend der Betriebsstellung bzw. der Wartungsstellung der Abzugstasse bewegt. Ferner hat das Betätigungselement eine kopfseitige Drucköffnung 96 und eine stangenseitige Drucköffnung 98, durch die komprimiertes Gas (z. B. Stickstoff) eingeführt wird, um die Kolbenstange 94 in Bezug auf den Zylinderkörper 92 zwischen der ausgefahrenen bzw. eingefahrenen Position zu bewegen. Ein Kühlwassereingang und -ausgang 100 bzw. 102 erlauben es, Kühlwasser durch einen (nicht gezeigten) inneren Kühlkanal in dem Zylinderkörper 98 zu zirkulieren, um das Betätigungselement 90 zu kühlen. Um die Temperatur des Betätigungselements 90 weiter zu reduzieren, ist dieses physikalisch von dem Glockenbehälter 14 getrennt.

Ein allgemein mit 110 bezeichneter Mechanismus stellt die betriebsmäßige Verbindung des Abzugsrohres 50 und des Betätigungselements 90 zwecks Bewegungsübertragung von dem Betätigungselement auf das Abzugsrohr her, um das Rohr zwischen der Betriebs- und der Wartungsposition zu bewegen. Der Mechanismus 110 umfasst eine Basis 112 mit zwei vertikalen parallelen Platten 114 (von denen nur eine gezeigt ist) und einen zwischen den Platten angeordneten Hebel 116. Der Hebel 116 ist durch einen Bolzen 118 schwenkbar mit den Platten 114 verbunden.

Ein Ende des Hebels 116 ist mit der Stange 96 des Betätigungselements 90 schwenkbar verbunden. Der Zylinderkörper 98 ist an einem Auslegerarm 120 schwenkbar angebracht, der mit der Oberseite der Platten 114 verbunden ist, so dass das Betätigungselement 90 frei schwenken kann, wenn die Stange 96 in dem Zylinderkörper ein- und ausfährt. Da das Betätigungselement 90 gegenüber der Basis 112 und dem Hebel 116 frei schwenken kann, werden Biegekräfte in der Stange 94 vermieden. Ein an dem Auslegerarm 120 angebrachter Wärmeschild 122 ist zwischen dem Glockenbehälter 14 und dem Betätigungselement. 90 angeordnet, um Wärme von dem Betätigungselement weg zu reflektieren und dadurch eine Beschädigung des Betätigungselements zu verhindern.

Das dem Betätigungselement 90 entgegengesetzte Ende des Hebels 116 ist an einem Gleiteraggregat befestigt, das allgemein mit 130 bezeichnet ist. Das Gleiteraggregat 130 umfasst eine Hohlführung 132 und ein in der Führung gleitbar aufgenommenes, zylindrisches Folgeglied 134. Das Folgeglied 134 gleitet in der Führung 132 auf und nieder, wenn sich die Kolbenstange 94 zwischen ihrer ausgefahrenen und eingefahrenen Position bewegt. Das Folgeglied 134 hat ein kreisförmiges Loch 136, das sich von einer Seite nach innen erstreckt. Eine an dem Ende des an dem Gleiteraggregat 130 angebrachten Hebels 116 montierte Kugel 138 ist in dem Loch 136 aufgenommen, so dass das Folgeglied 134 in der Führung 132 frei auf und nieder gleitet, wenn das Betätigungselement 90 den Hebel schwenkt. Ein in der Seite der Führung 132 ausgebildeter Schlitz 140 schafft den Spielraum, damit der Hebel 116 auf und nieder gehen kann. Ein von dem Boden der Abzugstasse 52 ausgehender Gabelkopf 142 nimmt eine an der Oberseite des Folgeglieds 134 befestigtes Auge 144 auf. Der Gabelkopf 142 und das Auge 144 sind durch einen Bolzen 146 schwenkbar verbunden. Der Mechanismus 110 und das Betätigungselement 90 bilden zusammen eine allgemein mit 150 bezeichnete Vorrichtung zum Heben und Senken des Abzugsrohres 50 in Reaktion auf die Bewegung der Betätigungsstange 94 zwischen der ausgefahrenen und der eingefahrenen Position.

Unter normalen Betriebsbedingungen wird die kopfseitige Drucköffnung 96 des Betätigungselement 90 unter Druck gefetzt, um die Stange 94 auszufahren. Bei ausgefahrenet Stange 94 ist der Hebel 116 in die in Fig. 3 gezeigte Position geschwenkt, in der der erste Flansch 68 der Abzugstasse 52 aufwärts gegen die Abzugsöffnung 18 des Glockenbehälter 14 gepresst wird, um die entsprechende Trennfläche zwischen der Tasse und der Öffnung abzudichten.

Wenn sich in dem Abzugsrohr 50 und dem Glockenbehälter 14 Abscheidungen bilden, wird periodisch die stangenseitige Drucköffnung 98 des Betätigungselements 90 unter Druck gesetzt, um die Stange 94 einzufahren. Wenn die Stange einfährt, schwenkt der Hebel 116 (in Fig. 3 im Uhrzeigersinne), um die Abzugstasse 52 von der Abzugsöffnung 18 des Glockenbehälters 14 zu trennen. Nach erfolgter Trennung können der Glockenbehälter 14 und/oder das Abzugsrohr 50 gewartet werden.

Der Fachmann erkennt, dass, wenn das Betätigungselement 90 die Tasse nach oben gegen den Glockenbehälter 14 presst, der Rand 20 des Glockenbehälters nach oben gegen den Gasring 30 gedrückt wird, was die den Ring an der Plattform P haltenden Befestigungsschrauben 34 beansprucht. Die Absenkung der Abzugstasse 52 hebt die Beanspruchung auf, so dass die Befestigungsmittel herausgeschraubt werden können, wenn der Glockenbehälter 14 ausgetauscht wird.

Wie zuvor erwähnt, können die bekannten Vorrichtungen 150' zum Anheben und Absenken der Abzugstasse 52' infolge der hochtemperierten Umgebung, in der sie benutzt werden, leicht versagen. Insbesondere die Betätigungselemente 90' versagen, weil (nicht gezeigte) Dichtungen in den Betätigungselementen Schaden nehmen, wenn sie während der chemischen Dampfabscheidung der von dem Glockenbehälter 14 abgegebenen Wärme ausgesetzt sind. Wie oben erläutert, löst die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung dieses Problem durch Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Glockenbehälter 14 und dem Betätigungselement 90, durch Abschirmung des Betätigungselements mittels eines Hitzeschildes 122 und durch Zirkulation von Kühlwasser durch das Betätigungselement. Infolge der hochtemperierten Umgebung versagen ferner die oberen Flansche 68' der bekannten Abzugstassen 52' und die Dichtungen zwischen den Flanschen und den Glockenbehältern 14. Wie oben erläutert, werden das Abzugsrohr 50 und insbesondere die Abzugstasse 52 der vorliegenden Erfindung mit Wasser gekühlt, um die Lebensdauer des Abzugsrohres und der Dichtungen 80a, 80b zu verlängern.

Im Hinblick auf das Obige ist ersichtlich, dass mehrere Ziele der Erfindung erreicht werden und andere vorteilhafte Ergebnisse erzielt werden.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung für die Benutzung bei einem epitaxialen Trommelreaktor (10) zur Bewegung eines Abzugsrohres (50) für diesen zwischen einer Betriebsposition, in der das Rohr (50) einer Abzugsöffnung (18) des Reaktors (10) anliegt, um nach Beendigung der chemischen Dampfabscheidung Reaktionsmittelgas aus dem Reaktor (10) zu befördern, und einer Wartungsposition, in der das Rohr (50) von dem Reaktor (10) Abstand hat, um Zugang zu dem Reaktor (10) zu schaffen, wobei die Vorrichtung

ein von dem Reaktor (10) beabstandetes Betätigungselement (90) für die Bewegung des Abzugsrohres (50) zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition, und

einen Mechanismus (110) umfasst, der das Abzugsrohr (50) und das Betätigungselement (90) zur Bewegungsübertragung von dem Betätigungselement (90) auf das Rohr (50) wirksam verbindet, um das Rohr (50) zwischen der Betriebsposition und der Wartungsposition zu bewegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einem Hitzeschild (122) für die Positionierung zwischen dem Reaktor (10) und dem Betätigungselement (90) zur Verhinderung des Wärmeübergangs von dem Reaktor (10) auf das Betätigungselement (90).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem das Betätigungselement (90) ein wassergekühltes Betätigungselement mit Kühlkanälen für die Durchleitung von Kühlwaser durch das Betätigungselement (90) zur Wärmeabführung aus ihm ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Mechanismus (110) eine Basis (112) und einen mit der Basis (112) schwenkbar verbundenen Hebel (116) umfasst, wobei sich der Hebel (116) zur Bewegungsübertragung von dem Betätigungselement. (90) auf das Abzugsrohr (50) zwischen dem Betätigungselement (90) und Rohr (50) erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das, Betätigungselement (90) mit der Basis (112) und dem Hebel (116) schwenkbar verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei der der Hebel (116) und das Abzugsrohr (50) schwenkbar verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Betätigungselement (90) ein gasbetätigtes Betätigungselement mit einem Zylinderkörper (92) und einem in dem Zylinderkörper (92) gleitbar aufgenommenen Kolben (93) ist, wobei sich der Kolben (93) mit Bezug auf den Zylinderkörper (92) in Reaktion auf Ein- und Austritt von Strömungsmittel in den bzw. aus dem Zylinder zwischen einer ausgefahrenen Position und einer eingefahrenen Position bewegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Mechanismus (110) das Abzugsrohr (50) in die Betriebsposition bewegt, wenn der Kolben (93) ausfährt, und in die Wartungsposition bewegt, wenn der Kolben (93) einfährt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 in Verbindung mit dem epitaxialen Trommelreaktor (10).

10. Epitaxialer Trommelreaktor, zur Abscheidung eines Werkstoffs auf einer Halbleiterscheibe (W) durch eine chemisches Dampfabscheidungsverfahren unter Benutzung eines Reaktionsmittelgases, wobei der Trommelreaktor (10) umfasst:

einen Behälter (14), der eine Reaktionskammer (12) einer Größe für die Aufnahme wenigstens einer Halbleiterscheibe (W) begrenzt, wobei der Behälter (14) eine Eintrittsöffnung (32) für die Einführung von Reaktionsmittelgas in die Reaktionskammer (12) und eine Abzugsöffnung (18) zur Abführung von Reaktionsmittelgas aus der Reaktionskammer (12) hat,

ein Abzugsrohr (50) mit einem an die Abzugsöffnung (18) des Behälters (14) dichtend anlegbaren, rohrförmigen Gehäuse (58) für den Transport von Reaktionsmittelgas zu einer Leitungseinrichtung (56) zwecks Ableitung des Gases aus der Reaktionskammer (12) nach dem chemischen Dampfabscheidungsverfahren, und einem das Gehäuese (58) umgebenden wasserdichten Mantel (60), wobei der Mantel (60) und das Gehäuse (58) einen wenigstens teilweise entlang des Rohres (50) reichenden ringförmigen Kühlkanal (62) begrenzt für die Zirkulierung von Kühlwasser um das Gehäuse (58) zur Kühlung des Gehäuses (58) während der chemischen Dampfabscheidung, und

ein von dem Reaktor (10) auf Abstand gehaltenes Betätigungselement (90), und ein mit dem Abzugsrohr (50) und dem Betätigungselement (90) wirksam verbundener Mechanismus (110) zur Bewegungsübertragung von dem Betätigungselement (90) auf das Abzugsrohr (50), um das Abzugsrohr (50) zwischen einer Betriebsposition, in der es der Abzugsöffnung (18) des Behälters (12) dichtend anliegt, und einer Wartungsposition zu bewegen, in der das Rohr (50) von der Abzugsöffnung (18) Abstand hat, um Zugang zu dem Behälter (12) zu schaffen.







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