用于确定和调节基座的倾斜位置的装置和方法与流程

1.本发明涉及一种用于确定和补偿基座(suszeptor)的垂直方向冲击的装置和方法，所述基座在基质处理条件下使用在基质处理反应器的过程室中时在通过用加热装置加热基座时实现的提高的温度中围绕旋转轴线被旋转驱动，所述基座具有位置固定地布置在基质处理反应器的壳体中的传感器装置，所述传感器装置用于确定与基座之间的距离的至少一个平行于旋转轴线的分量，其中，调节机构设置用于调节基座的宽侧面的倾斜位置。


背景技术：

2.us 2009/0276097 a1描述了一种基质处理装置，其中，应该通过光学传感器确定基座的倾斜位置。在基座旋转期间，应该调校基座的位置。光学传感器处于过程室外部。光束穿过石英拱顶。
3.us 2016/0010239 a1描述了一种具有基座的基质处理反应器，所述基座具有圆盘形状并且可以由驱动柱围绕驱动柱的轴线旋转驱动。设置有用于调节所述柱的器件。
4.us 6,737,663 b2公开了一种装置，用于测量机器的平坦的表面相对于参考面的倾斜角，其中，激光束由激光器产生并且由光学的接收器接收。激光束在应该确定其倾斜度的表面上被反射。
5.us 6,778,991 b2公开了一种装置，用于确定基质在基质处理装置中的精确位置。
6.由de 10 2016 122 072 a1预先已知一种基质处理反应器，其中，基座可以围绕旋转轴线被旋转驱动。借助控制臂可以调节基座在基质处理反应器的过程室的中心的位置。
7.de 20 2018 100 363.1公开了一种承载顶部，所述承载顶部可以安装在能被旋转驱动的柱上。承载顶部具有承载板，所述承载板又承载基座。承载板可以相对于将顶部固定在柱上的法兰调节倾斜度。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是，提供能够将基座的宽侧面置入旋转平面中的器件，其中，在基座的上方布置有具有非透明的过程室盖的过程室。
9.上述技术问题通过在权利要求中给出的本发明解决，其中，从属权利要求不只是并列的权利要求的有利的扩展设计，而且也是上述技术问题的独立的解决方案。
10.首先并且基本上建议，通过用加热装置加热基座，将基质处理反应器置于基质处理温度。设置有至少一个具有传感器的传感器装置，所述传感器装置位置固定地与基质处理反应器的壳体连接。按照本发明，这个传感器装置能够确定所述传感器装置与基座的宽侧面之间的距离。尤其规定，传感器装置能够确定所述距离的平行于旋转轴线延伸的向量分量。按照本发明，应该在过程处理条件下、即在超过500℃的过程温度中确定所述距离。此外规定，在基座围绕其旋转轴线旋转期间连续地确定距离。这按照本发明通过以下方式实现，即由光发送器、例如激光器产生的光在基座的宽侧面上被反射。被反射的光信号由光传感器接收。借助运行时间测量或者相位确定，能够以已知的方式确定光从光发送器到光传
感器经过的路段。光的反射点或者激光束照射到基座的宽侧上的照射点与基座的旋转轴线优选最大化地沿径向方向相间隔。按照本发明的一种变型方案规定，在基座旋转期间进行大量的测量，因此确定大量的测量点。具有垂直方向冲击的基座的所测量的距离值相对于理想的旋转平面显示出正弦形的走向。由距离值的这种走向能够确定校正值，以便借助调节机构将在其上进行了测量的宽侧面或者与之不同的宽侧面置入旋转平面中，所述与之不同的宽侧面与在其上进行了测量的宽侧面的相对倾斜位置是已知的。本发明尤其涉及一种装置，其具有加热装置，通过所述加热装置能够加热基座的远离过程室指向的侧面。优选规定，基座的指向过程室的宽侧应该通过调节机构的调节被置入旋转平面中。过程室具有尤其不旋转的、而是位置固定的过程室盖，所述过程室盖借助其它的调校元件已经被置入平行于旋转平面的平面中。如果将基座的指向过程室的宽侧面置入旋转平面中，则所述宽侧面平行于过程室盖的下侧延伸。这实现了本发明的目标，即过程室高度、也就是基座的尤其向上指向的宽侧面与过程室盖的尤其向下指向的宽侧面之间的距离在整个的过程室中均为相同的。过程室优选具有进气机构，通过所述进气机构能够将过程气体供给到过程室中。所述过程气体可以是周期表的iii或者iv主族的金属有机化合物。附加地可以考虑将iii或者iv主族的混合物作为过程气体，因此可以在基质上沉积出iv-iv半导体层或者iii-v半导体层，所述基质置放在基座的指向过程室的宽侧面上。尤其规定，基座的指向过程室的宽侧面具有凹处，具有一个或多个基质的基质载体分别置入所述凹处中。基质载体能够以已知的方式支承在气垫上，其中，气垫由气流产生，所述气流也使得基质载体围绕其轴线旋转。气垫的气体供应穿过旋转驱动所述基座的柱进行。在本发明的一种变型方案中规定，基座的远离过程室指向的宽侧面通过加热装置加热。所述加热装置可以是ir加热装置、rf加热装置或者其它的能量源，通过所述能量源向基座输入加热功率，以便将基座置于过程温度。按照本发明的一种变型方案规定，所述传感器装置与基座的宽侧面之间的测量段延伸穿过所述加热装置。可以规定，传感器装置是光学的传感器装置并且光束延伸穿过加热元件的加热螺旋。所述加热螺旋可以通过rf天线实现。加热螺旋可以由空心体形成，冷却介质流过所述空心体的中空部。在本发明的一种变型方案中规定，通过例如使用作用在螺纹元件上的调节工具，在室温中实现倾斜位置的调节。螺纹元件例如可以由螺栓形成，所述螺栓可以由螺丝刀或者其它的螺旋工具旋转。这些螺栓例如可以如de 20 2018 100 363.1示出的那样穿过基座的中心开口被操作。因此，de 20 2018 100 363.1的公开内容完全地纳入本技术的公开内容中，尤其用于将在该处公开的特征容纳在权利要求书中。在本发明的一种扩展设计中规定，可以在提高的温度中实现倾斜位置的调节。为此可以规定，同样可以具有螺纹元件的调节机构可以从反应器壳体的外部被操作。但作为对此的备选也可以设置执行器，例如伺服电机，通过所述伺服电机可以操作调节机构，以便电动地调节倾斜角。伺服电机可以固定地与旋转驱动所述基座的柱连接。通过执行器例如可以使螺杆旋转，所述螺杆分别具有外螺纹，其中，外螺纹分别啮合到螺杆螺母中，所述螺杆螺母安装在承载基座的调节顶部上。所述装置优选具有形式为控制器的控制装置，所述控制装置从传感器装置获得距离数据。控制器可以从使所述柱旋转的旋转驱动器获得关于基座的旋转角的信息。控制器可以根据这些数据计算校正数据，必须通过所述校正数据借助执行器或者以其它的方式调节所述调节机构，以便将基座的宽侧面置入旋转平面中。即使在基座的远离过程室指向的下部宽侧面上进行距离测量，也优选将指向过程室的宽侧面置入旋转平面中。在校正时，
可以考虑两个宽侧面的平行性的偏差。过程室的高度优选最大为40mm。过程室高度优选在20至25mm的范围内，其中，基座的直径至少为600mm。所述直径可以在500至700mm之间。
11.加热装置优选由螺旋形体、尤其是螺旋形的天线形成。所述天线可以产生交变电磁场，所述交变电磁场在导电的基座中产生涡流，所述涡流将基座加热到至少500℃。布置在反应器壳体的底部上的光发送器产生光束，所述光束穿过加热装置并且尤其穿过两个螺旋绕组之间的间隙到达基座的下侧。光束在该处被散射地反射。被反射的光束通过两个螺旋绕组之间的相同间隙或者不同间隙到达光传感器。
附图说明
12.以下根据附图阐述本发明的实施例。在附图中：
13.图1示出剖切cvd反应器的实施例得到的横剖面。
具体实施方式
14.图1示出剖切基质处理反应器得到的横剖面，以说明按照本发明的主要元件。
15.图1示出反应器壳体1，所述反应器壳体是气密的精炼钢壳体。在壳体内部具有基座3，该基座3可以是圆盘形的石墨部件、陶瓷部件或者金属部件。基座3以宽侧面3”形成过程室2的下部边界面，所述过程室向上通过盖板14的下侧14’限定边界。盖板14可以由石墨、陶瓷材料等制成并且可以被调校位置。盖板14优选这样被调校位置，使得其下侧14垂直于旋转轴线5延伸。盖板14位置固定地配属于壳体。盖板尤其是不能旋转的。
16.沿旋转轴线5具有进气机构17，所述进气机构具有多个气体输入管路，以便能够将彼此不同的过程气体分别与载气共同地供给到过程室2中。过程室盖14可以由进气机构17承载。进气机构17的下部区段可以置入基座3的留空部中。
17.基座3由沿着旋转轴线5的承载顶部22承载。在中间设置弹性密封件23的情况下，承载顶部22靠在柱18上，所述柱可以支承在旋转轴承21中地由旋转驱动器19旋转驱动。
18.在附图中只示意性示出的气体管路在柱18内延伸，所述气体管路穿过密封件23和承载顶部22延伸到基座3中，在该处它们通入凹处中，在所述凹处中具有基质载体15，所述基质载体分别承载一个或多个基质16。通过这些气体输入管路可以导引载气流，所述载气流能够以已知的方式围绕基质载体的轴线旋转驱动基质载体15。基座3的指向过程室2的宽侧面3”与指向加热装置4的宽侧面3’对置。加热装置4在本实施例中由螺旋形的天线形成，所述天线产生交变电磁场，所述交变电磁场在导电的基座3中产生涡流，通过所述涡流加热基座。
19.设置有相对于壳体固定的传感器装置8、9。在本实施例中，传感器装置8、9与反应器壳体1的底部连接。旋转轴承21或者旋转驱动器19也与反应器壳体1连接，因此旋转轴线5相对于壳体固定地延伸，柱18或者基座3可以围绕所述旋转轴线5被旋转驱动。通过传感器装置8、9可以测量宽侧面3’与传感器装置8、9之间的距离a。这优选在基座3围绕旋转轴线5旋转期间进行。由传感器装置8、9获得的测量值存储在控制器10中。所述控制器10例如从旋转驱动器19获得关于基座3的旋转位置的角信息，因此通过分析这些数据可以确定基座3的宽侧面3’的倾斜位置11。在本实施例中，传感器装置8、9的元件与壳体1的下侧固定地连接，因此距离a是基座3的下侧3’的径向外部区域与壳体之间的距离。如果基座3具有垂直方向
冲击，则距离a在基座3旋转时周期性地改变。
20.本发明的目标是，将指向过程室2的宽侧面3”与盖板14的下侧14’之间的高度h在宽侧面3”上的任何位置处保持相同。两个面3”和14’应该相互平行地延伸。
21.因此，通过上述测量数据可以确定宽侧面3”相对于盖板14的下侧14’的倾斜度。
22.设置有调节机构6、7，通过所述调节机构可以调节倾斜位置11。所述调节机构6、7可以是这样的调节机构，它们只在反应器壳体1打开时可以被操作，例如可以是如de 20 2018 100 363.1公开的调节机构。
23.在本实施例中，倾斜位置11不只可以在基座3的冷却状态中被调节，而且也可以在基质处理条件下被调节。为此，设置有能够电动运行的执行器12，所述执行器布置在调节驱动器壳体20中，所述调节驱动器壳体与柱18固定连接，即能够与柱18共同旋转。执行器12可以旋转驱动具有外螺纹的螺杆6，其中，执行器12可以是步进电机，通过所述步进电机也可以进行较小的角调节。承载顶部具有带有内螺纹的螺杆螺母7，螺杆6的外螺纹啮合到所述内螺纹中。因此，通过螺杆6的旋转角调节可以调节倾斜位置11。
24.传感器装置8、9优选具有光发送器8，所述光发送器优选可以是激光器。激光器产生激光束，所述激光束沿着测量段13向基座3的宽侧面3”延伸。由宽侧面反射的光束到达光传感器9，因此通过光发送器8和光传感器9可以确定距离a。光发送器8产生指向宽侧面3’的光束。光束在该处到达基座3的径向外部区域中。光束产生发光区域。由该发光区域发射的光到达光传感器9。在附图中，光发送器8和光传感器9相互间隔地显示。在未显示的实施例中，光发送器8和光传感器9由共同的壳体形成，因此由光发送器发出的光束与由光传感器9接收的光束基本上重合。
25.之前的说明用于阐述在整体上由本技术包括的发明，所述发明至少通过以下的特征组合分别也独立地改进现有技术，其中，两个、多个或者所有这些特征组合也可以组合，即：
26.一种方法，其特征在于，在过程处理条件下确定所述距离。
27.一种方法，其特征在于，提高的温度至少为500℃。
28.一种方法，其特征在于，在降低的温度中、尤其在室温中执行对倾斜位置11的调节。
29.一种方法，其特征在于，通过光学的传感器装置确定垂直方向冲击。
30.一种方法，其特征在于，控制器10根据在基座3围绕其旋转轴线5旋转时记录的距离值确定校正值，通过所述校正值调节所述调节机构6、7。
31.一种方法，其特征在于，在提高的温度中调节倾斜位置11。
32.一种方法，其特征在于，调节机构6、7具有螺纹元件，并且校正值是用于调节螺纹元件的旋转角。
33.一种装置，其特征在于，传感器装置8、9的测量段13延伸穿过加热装置4。
34.一种装置，其特征在于，传感器装置8、9具有光学传感器9并且尤其测量基座3的指向加热装置4的宽侧与传感器装置8、9之间的距离。
35.一种装置，其特征在于，调节机构6、7具有螺纹元件。
36.一种装置，其特征在于，调节机构6、7能够由电动运行的执行器12在基质处理条件下调节。
37.一种装置，其特征在于控制装置10，所述控制装置根据通过传感器确定的距离值提供校正值，在基质处理期间以所述校正值手动地或者动态地改变所述基座3的倾斜位置11。
38.一种方法，其特征在于，在所述基座3的至少三个旋转位置上确定距离值，所述距离值用作计算正弦函数的网格点，通过所述正弦函数计算校正值，以便最小化所述基座3的指向过程室2的宽侧面相对于所述基座3的旋转平面的倾斜角。
39.一种装置，其特征在于，基座3的指向过程室2的宽侧面3’与过程室盖对置，所述过程室盖平行于旋转平面延伸并且与所述基座3的宽侧面3’、3”之间的距离最大为40mm。
40.所有公开的特征(本身和相互组合地)对于本发明是重要的。因此，所属/所附的优先权文本(在先申请的副本)的公开内容也完全包括在本技术的公开中，也用于将这些文本的特征包含在本技术的权利要求书中。从属权利要求即使在没有所引用的权利要求的特征的情况下也以其特征表征对现有技术的独立的有创造性的扩展设计，尤其用于基于这些权利要求提出分案申请。在每个权利要求中说明的发明可以附加地具有一个或多个在之前的说明书中、尤其是配设有附图标记的和/或在附图标记清单中说明的特征。本发明也涉及这样的设计形式，其中没有实现单独的在之前的说明书中提到的特征，尤其如果这些特征明显地对于相应的应用目的不是必要的或者可以通过其它的在技术上等效的手段代替。
41.附图标记清单
42.1 反应器壳体
43.2 过程室
44.3 基座
[0045]3’ꢀ
宽侧面
[0046]3”ꢀ
宽侧面
[0047]
4 加热装置
[0048]
5 旋转轴线
[0049]
6 调节机构、螺杆
[0050]
7 调节机构、螺杆螺母
[0051]
8 光发送器
[0052]
9 光传感器
[0053]
10 控制器
[0054]
11 倾斜位置
[0055]
12 执行器
[0056]
13 测量段
[0057]
14 盖板
[0058]
14
’ꢀ
下侧
[0059]
15基质载体
[0060]
16 基质
[0061]
17 进气机构
[0062]
18 柱
[0063]
19 旋转驱动器
[0064]
20 调节驱动器壳体
[0065]
21 旋转轴承
[0066]
22 承载顶部
[0067]
23 密封件