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WO2015078704A1 - Heizvorrichtung - Google Patents

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WO2015078704A1
WO2015078704A1 PCT/EP2014/074552 EP2014074552W WO2015078704A1 WO 2015078704 A1 WO2015078704 A1 WO 2015078704A1 EP 2014074552 W EP2014074552 W EP 2014074552W WO 2015078704 A1 WO2015078704 A1 WO 2015078704A1
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WO
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heating
heating elements
contact
elements
plate
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2014/074552
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English (en)
French (fr)
Inventor
Pierre-Arnaud Bodin
Mark Edlef Oppen
Keith Allen
Hugo Silva
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Aixtron SE
Original Assignee
Aixtron SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US15/038,731 priority patent/US10273580B2/en
Priority to KR1020167017063A priority patent/KR102224630B1/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C16/46—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for heating the substrate
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    • H05B3/10—Heating elements characterised by the composition or nature of the materials or by the arrangement of the conductor
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    • H05B3/20—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater
    • H05B3/22—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible
    • H05B3/26—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base
    • H05B3/265—Heating elements having extended surface area substantially in a two-dimensional plane, e.g. plate-heater non-flexible heating conductor mounted on insulating base the insulating base being an inorganic material, e.g. ceramic
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    • H05B2203/037—Heaters with zones of different power density

Definitions

  • the invention relates to a device having at least one first electrically conductive contact plate and at least one second electrically conductive contact plate and a plurality of electrically parallel first heating elements each having at least one lovedsflower, each of the heating elements with a first terminal contact with the first contact plate and a second terminal contact is connected to the second contact plate, wherein the two contact plates lie in a common first plane, wherein the representativessflowerorgane along a spiral or a circular arc line are arranged around a center of the device.
  • Such a device describes the US 2005/0 045 618 AI.
  • the individual heating elements each extend over a full circle.
  • a U-shaped heating element is described in DE 75 18 153 U.
  • Devices for heating the susceptors of CVD reactors are also known from DE 10 2009 043 960 AI, DE 10 2007 009 145 AI, DE 103 29 107 AI, DE 10 2005 056 536 AI, DE 10 2006 018 515 AI or DE 10 2007 027 704 AI.
  • the resistance heating element has a first and a second end, at which first and second connection contacts are located.
  • the connection contacts run parallel to each other but have a different length.
  • the first, shorter terminal contact is connected to a first contact plate, which consists of an electrically conductive material.
  • a second electrical contact plate extends. The two electrical contact plates extend in a manner one above the other. The longer second terminal contacts are passed through openings of the first contact plate and are connected to the second contact plate.
  • the openings through which the second connection contacts pass are larger than the diameter of the second connection contacts, so that there is a gap between the edge of the opening and the second connection contacts.
  • This clearance space causes the isolation of the second terminal contact from the first contact plate.
  • the two contact plates are now in a common plane.
  • the contact plates may have extensions which mesh in a comb-like manner. Between the contact plates and in particular between the extensions, a clearance can be provided, which serves for isolation. However, it is also intended to permanently isolate the two contact plates via nonconductive, in particular ceramic spacer means from each other.
  • the development of the invention has the additional advantage that the two terminals can be the same length.
  • the one or more cremasflowerorgane may lie in a common plane. They can be arranged along circular arcs or along one or more spiral lines.
  • a circular plan having contact plate assembly a first terminal contact, which is preferably associated with a central heating element.
  • the central heating element has a heating element extending on a spiral arch line.
  • the central heating element forms an innermost heating zone of the heating device.
  • the heating element of the central heating element is adjoined by a plurality of heating elements of outboard heating elements, each extending preferably over at least 180 °.
  • a large number of, but preferably all, heating elements are located on a common spiral-arc curve wound several times around a center.
  • the immediately adjacent connection contacts of two heating elements arranged one behind the other on a spiral curve line are assigned to a common contact plate.
  • connection contacts protrude in the direction of the surface normal from the common first plane. The connection contacts thus protrude in the direction of the second level, in which the resistance heating elements are located.
  • This plane forms a heating plane from which the plane of the contact plates is spaced.
  • a support plate Between the heating level and the level of the contact plates may be a support plate.
  • the support plate may have support elements which are connected to the heating elements. As a result, the heating elements are held in position relative to each other.
  • the support elements may have a substantially Y-shaped configuration. With the two Y-legs, the heating element is held.
  • the heating element which preferably has a circular cross-section, lies between the two Y-legs.
  • the Y-bar is firmly connected to the support plate.
  • the support elements may be punched out of a metal sheet and stuck in a form-fitting manner in each case an opening of the support plate.
  • Each support member may have two mutually parallel arms, between which the cross-sectionally round heating element is held.
  • An outwardly facing arm relative to the center of the device may be longer than the inward-facing arm.
  • the support element has a bifurcated shape, wherein the bottom of the space between the two forks is adapted to the outline contour of the Schuorga- nes.
  • the support member may also be formed jf örmig. It is further provided that the support element has only one arm. Via one or more wires, the heating element can be connected to the support element.
  • the support plate is made of a non-conductive material.
  • the support elements can be made of metal.
  • the support plate may also consist of a metal and act as a shielding plate.
  • the electrically conductive support elements may be connected via insulating body with the support plate.
  • the heating elements are preferably made of tungsten or a tungsten alloy. Each heating element may consist of a filament.
  • the filament is a wire wound helically around the arcuate extension direction of the heating element.
  • two juxtaposed tungsten filaments are provided which are electrically connected in parallel.
  • the two filaments are coiled into twin filaments.
  • the cover plate may also be provided a cover plate. This can be located directly above the contact plates, in the distance space between the heating level and the level of the contact plates.
  • the cover plate has openings through which the connection contacts protrude.
  • the cover plate is made of a non-conductive material. It can be provided more than two contact plates, especially when several different heating elements to be energized separately from each other, so that different zones of the device can be heated to different temperatures.
  • the heater is in particular part of a CVD reactor.
  • the CVD reactor has a reactor housing and a gas inlet element arranged therein, with which process gases can be introduced into a process chamber.
  • the process chamber has a bottom, which is formed by a susceptor, on which one or more substrates are arranged, which are to be coated by introducing the process gas.
  • the heating element described above is used.
  • the heating element is arranged below the susceptor such that the heating level is arranged parallel to the upper side carrying the substrates or parallel to the underside of the susceptor.
  • An optimal arrangement of the terminal contacts in the plane of the contact plates is made possible by each contact plate having recesses which engage in indentations of the respective other contact plate.
  • the contact plates thus engage in a comb-like manner.
  • a susceptor of a CVD plant is preferably heated with a heater having a plurality of heating zones. Each heating zone is preferably formed by a heating device assigned to it.
  • a device has a plurality of heating devices, wherein a central heating device is surrounded by at least one, preferably three or more heating devices.
  • the central heating device preferably has a circular floor plan.
  • Another radial heating device surrounding the central heating device has an annular plan.
  • Other external heating devices may also have an annular plan.
  • At least one of the radially outer heaters preferably has two contact plates, which are arranged in a common plane and which are galvanically isolated from each other and from the contact plates of the other heaters.
  • the at least two heating devices can be energized separately.
  • the heating elements of the two heating devices may also lie in a common plane.
  • an excessively horizontal heating device in which a contact plate lies in a first plane and a second contact plate in a second plane.
  • the levels are spaced apart.
  • the radially outermost heater may have one or more heating elements located above the plane in which the heating elements of the internal heaters or at least one central heater are located.
  • the heating elements of the radially outermost heating device can be so close to each other that they come into contact with each other.
  • the juxtaposed heating elements are supported at several points by support elements. If the support elements are made of metal, the heating elements are also electrically connected to one another at several points by the support elements.
  • connection elements which in particular spatially insulating elements assigned.
  • the connecting elements can connect the contact plate with a cover plate or with a support plate. This is preferably done with a positive coupling of the connecting elements with the contact plates. From the contact plates contact pins can protrude, which serve for the introduction of current.
  • FIG. 3 shows a side view of the heating device shown in FIG. 2,
  • FIG. 4 a bottom view of the heating device
  • FIG. 5 a perspective view of the heating device
  • FIG. 8 shows the top view of a heating device of a second exemplary embodiment
  • FIG. 9 the side view according to arrow IX in FIG. 8, 10 shows the bottom view of the embodiment shown in the figure 8 in plan view,
  • FIG. 11 shows in a three-dimensional representation the section according to the line XI-XI in FIG. 10, FIG.
  • FIG. 12 shows a third exemplary embodiment of the invention in plan view
  • FIG. 13 shows the side view according to arrow XIII in FIG. 12
  • FIG. 14 shows the bottom view of the embodiment shown in FIG. 12 in a top view
  • FIG. 15 shows a section according to the line XV-XV in FIG. 14, FIG.
  • FIG. 16 shows a three-dimensional representation of the section according to FIG.
  • FIG. 18 a side view according to arrow XVIII in FIG. 17,
  • FIG. 19 another side view according to arrow XIX in FIG. 17,
  • FIG. 20 the section according to the line XX - XX in FIG. 17,
  • FIG. 21 the section according to the line XXI - XXI in FIG. 17, 21, a three-dimensional representation of a section through a connecting element, the bottom view of three heaters composed of a multi-zone heating, the section according to the line XXV - XXV in Figure 24, the section along the line XXVI - XXVI
  • FIG. 25 shows an illustration of a heating element which consists of two filaments wound around the direction of extension of the heating element,
  • FIG. 28 shows a top view of the multi-zone heating system shown in the bottom view in FIG. 24, and FIG. 29 shows a section through the heating device to illustrate a conical contact surface of a contact pin on a conical wall of an opening of a contact plate.
  • the fiction, contemporary heater is preferably part of a
  • CVD reactor has a reactor housing 24, in which a gas inlet member 22 is located, is introduced by the process gases in a arranged below the gas inlet member 22 process chamber 23.
  • the bottom of the process chamber 23 is formed by a susceptor 21, the coating substrates wearing.
  • a heater 10 having a plurality of heating zones.
  • the heating device 10 which is shown only schematically in FIG. 1, is shown in detail in FIGS. 2 to 6.
  • the heater has a total of 9 heating elements 1.3 to 9.3.
  • the heating elements 1.3 to 9.3 are arranged on a spiral line in a plane E2.
  • Heating elements 1.3 to 9.3 have substantially the same uniform length. However, the length of the heating elements 1.3 to 9.3 can also be individually different if the heating elements 1.3 to 9.3 are to deliver different heating powers.
  • Each circular heating element 1.3 to 9.3 is formed by a heating element 1 to 9.
  • the heating elements 1.3 to 9.3 are shown as arranged on a spiral arc path round body. This is a variant of the embodiment of the heating elements 1.3 to 9.3.
  • the heating elements 1.9 to 9.3 are each made of one or more wires, so-called filaments.
  • One or more wires are helically wound around the center lines of the spiral lines, so that a hollow body of circular cross-section results whose shell wall is formed by the helical turns of the filaments.
  • the heating elements 1 to 9 form coaxially nested heating zones.
  • a central heating element 9 forms a central heating zone.
  • the terminal contact 9.2 is connected to a contact plate 12.
  • Another connection contact 9.1 is connected radially outside the center with a contact plate 11.
  • the contact plate 11 is a first contact plate, with each of the first contacts 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1, 6.1, 7.1, 8.1, 9.1 of the heating elements 1 to 9 are connected.
  • the respective ones second terminal contacts 1.2, 2.2, 3.2, 4.2, 5.2, 6.2, 7.2, 8.2, 9.2 are connected to the second contact plate 12.
  • the first contact plate 11 and the second contact plate 12 are made of an electrically conductive material, for example. A metal and are electrically connected to the respective terminal contacts 1.1 to 9.2.
  • connection contacts 1.1 to 9.2 protrude in the direction of the surface normal, ie perpendicular to the surface of the contact plates 11, 12.
  • the first connection contacts 1.1 to 9.1 have the same length as the second connection contacts 1.2 to 9.3. This has the consequence that the two contact plates 11, 12 lie in a common plane El.
  • the two contact plates 11, 12 are spaced apart by an insulation gap 13.
  • the insulation gap 13 is sufficiently large, so that the contact plates 11, 12 can move slightly during heating and cooling of the heating device, without forming a short circuit, or that an arc can form over the insulation gap 13.
  • the gap 13 extends on an arcuate line.
  • tongue-like contact extensions 11 ', 12' are formed, which reach into bays of the respective other contact plate 11, 12.
  • the heating elements 1 may be made of metal.
  • the connection contacts Nl or N.2 are integrally formed with the respective heating element N.3 of the respective heating element.
  • Each terminal Nl, N.2 has at its free end a foot 20 which is thickened and which is supported on the contact plate 11, 12.
  • a nut 16 is screwed.
  • a support plate 15 made of an electrically non-conductive material, for example. Provided of ceramic material, which is located in the distance space between the first plane El and the second plane E2.
  • the support plate 15 is located immediately below the heating elements N.3 and is connected to a plurality of support members 17 with the individual heating elements N.3. As a result, the heating elements N.3 are held in a spiral line.
  • the connection contacts N. 1 and N 2 pass through openings 19 of the support plate 15.
  • the Y-shaped support elements may be formed of metal. Your Y-bars stuck in mounting holes of the support plate 15. The two Y-legs protrude upward. The Y-legs can protrude parallel to each other. They take up the heating element between them.
  • FIG. 7 shows a section through a support element and thus its outline contour. A spacer web extending between the heating element and the support plate 15 holds the heating element at a defined distance from the support plate 15.
  • the support member 17 formed by a stamped part is positively in an opening of the support plate 15.
  • the heating element 1 is located between two arms of the support element 17, wherein the free space between the two arms of the outline contour of the heating element 1 is adjusted.
  • the radially outer side arm is designed to be longer than the radially inner arm.
  • a molybdenum existing cover plate 14 which is located directly above the two lying in a common plane El contact plates 11, 12. It is made of a non-conductive material, for example a ceramic material and has openings 18, which lie at the level of the feet 20 of the connection contacts Nl, N.2. The connection contacts Nl and N.2 are guided through these openings 18.
  • more than two contact plates 11, 12 are provided.
  • various heating elements 1 to 9 can be powered variably.
  • the heating elements N.3 of the heating elements 1 to 9 are each connected in parallel.
  • the heat output which the individual radial zones deliver to the susceptor 21 essentially depends on the length of the heating element N.3.
  • a plurality of heating elements lie on a spiral curve. But the heating elements can also lie on nested circular arc lines. Furthermore, the heating elements can be arranged on a plurality of nested spiral curves.
  • the heating device illustrated in FIGS. 2 to 7 may be a central heating device of a multi-zone heating system.
  • FIGS. 8 to 11 show a further exemplary embodiment of a central heating device 10 of a multi-zone heating device.
  • the heating device has a plurality of heating elements 1 to 9 arranged in succession on a spiral line around a center of a circular base.
  • the individual heating elements 1 to 9 do not all extend over at least one 360 degree arc. They are shorter than those in the first embodiment.
  • the total number of Heating elements in the second embodiment larger than in the first embodiment.
  • the heating elements 1 to 9 are substantially at a constant distance next to each other, although at some points the distance between two adjacent heating elements is increased, since here by the respective contact plate 11, 12 an opening 28 is provided, can pass through the plunger to to lift the susceptor 21.
  • the individual heating elements 1 to 9 are each formed by one or two filaments 38, 39.
  • the filaments are, as shown in Figure 27, is brought into a helical pitch.
  • Two filaments 38, 39 extend at an approximately constant distance on a helical course next to each other around the He stretching direction of the heating element.
  • all the heating elements 1 to 9 lie in a common plane which extends parallel to a support plate 15.
  • the radially outermost heating element extends at a lower level, that is, the plane of the contact plates 11, 12 is closer than the radially inner heating elements.
  • the heating elements 1 to 9 are held by auxiliary elements 17 in a parallel plane to the plane of the support plate 15.
  • the support elements 17 are anchored with their feet in the support plate.
  • form-fitting elements are provided, which grip the support plate 15 and under.
  • the support plate 15 is connected to a plate 14.
  • the plate 14 may be made of metal or ceramic.
  • the support plate 15 is preferably made of metal and thus has a shielding function against thermal radiation due to its reflective effect.
  • the plate 14 is connected to the contact plates 11, 12 via insulating connecting elements. As a result, the contact plates 11, 12 are held at a distance from each other, so that a gap 13 is formed between the contact plates 11, 12, which electrically isolates the two contact plates 11, 12 from each other.
  • All heating elements 1 to 9 have the same arc length, ie the same ohmic resistance and are electrically connected in parallel.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 12 to 16 essentially differs from the previous exemplary embodiments only by the base area.
  • the base is here also circular, but in the center has an opening whose size is dimensioned so that the embodiment shown in Figures 8 to 11 can be inserted into the central space.
  • the heating device 26 shown in FIGS. 12 to 16 thus forms a heating zone of a multi-zone heater. If the multi-zone heater only consists of two heating devices, for example the heating device shown in FIGS. 8 to 11 and the heating device shown in FIGS. 12 to 16, it forms an outer heating zone of a two-zone heater.
  • FIG. 1 There are a plurality of contact plates 11, 12 are provided. These are two contact plates 11, 12, which are separated by a gap 13. There are several heating elements 1 to 9 extend on a single spiral arc line around the center of the base. The heating elements 1 to 9 have the same length and are electrically connected in parallel.
  • the contact plates 11, 12 have contact pins 25, which in each case protrude from the rear side of the contact plates 11, 12. These contact pins 25 are provided with clamping contacts, not shown in FIG Connected or plugged into contact sockets to provide the contact plates 11, 12 individually with electrical energy.
  • the heating device 26 can thus be energized individually with respect to the heating device 10.
  • Figures 15 and 16 show the particular embodiment of feet 20, with which the heating elements 1 to 9, so they forming filaments 38, 39 are connected to the contact plate 11, 12.
  • the contact plate 11, 12 has conical holes, enter the conical portions of the feet 20.
  • a nut 16 is screwed, which pulls the conical surface of the foot 20 in a large-area contact with the wall of the conical opening.
  • the nut 16 is secured by a locking pin against rotation.
  • the threaded portion connects to a stump portion of a truncated cone.
  • the locking pin can be inserted through a hole in the threaded section. This bore can also be brought into an escape position to an opening of the wall of the nut 16, so that the locking pin penetrates both the nut and the threaded shaft.
  • the radially outermost heating element extends in a plane which has a smaller distance to the contact plates 11, 12, than the radially inner heating elements, which thus extend in a plane which is farther from the plane of Contact plates 11, 12 is spaced, as the plane in which the radially outermost heating element is arranged.
  • the feet 20, with which the filaments of the heating elements, which form the outermost turn, are connected to the contact plates 11, 12 are therefore formed somewhat shorter, so the feet 20, with which the inner heating elements with the contact plates 11, 12 are connected ,
  • FIG. 17 to 23 shows a radially outermost heating zone.
  • several heating elements 1 to 5 in part touching plant on a common circular arc line.
  • Each contact plate 11, 12 can be energized by means of the heating elements 1 to 5 facing away pins 25.
  • the contact plates 11, 12 lie here in mutually parallel and spaced-apart planes.
  • a support member carries only one heating element
  • here carries a support member 30 a total of five heating elements. Since the support member 30 is made of metal, the heating elements 1 to 5 are connected to each other at the support points.
  • a foot 34 of the support member 30 passes through a slot 35 of the support plate 15. There are provided by the foot 34 projecting webs extending over the bottom and the top of the support plate.
  • the support plate 15 is made of a non-conductive material.
  • the support members 30 form trough-shaped recesses, wherein each of the trough-shaped recess has a corrugated edge.
  • the filaments 38, 39 shown in FIGS. 20 to 23 for the sake of clarity lie on the surface.
  • the heating elements 1 to 5 do not run in a common plane.
  • the heating elements are rather in mutually different levels.
  • the heating elements 1 to 5 each have a different distance to the support plate 15 and to the contact plates 11, 12.
  • the heating element 2, which extends radially outside of the heating element 1, is further spaced from the support plate 15, as the heating element 1.
  • the radially to extremely horizontal heating elements 3, 4, 5 extend approximately equidistant from the center of the heater 26, wherein the heating element 3 about the same Ab- stood to the support plate possession like the heating element 1.
  • the radially outermost heating elements 4, 5, however, are closest to the support plate 15 adjacent.
  • the radially outermost heating elements 4, 5 are thus in a lowest parallel plane to the plane of the contact plates 11 and 12 respectively.
  • Figures 21 to 23 also show a connecting element 27 which connects the support plate 15 with the two contact plates 11 and 12.
  • the connecting element 27 consists of a metal strip which is fixed in an opening of the support plate 15.
  • the metal strip 27 passes through openings of the two contact plates 11, 12 and is connected there by means of an insulating body 32, 33 to the contact plate 11, 12.
  • the contact plates 11, 12 are held by means of a spacer made of insulating material 31 at a distance.
  • the spacer 31 is a ceramic sleeve which surrounds the connecting element 27. By means of laterally projecting wings, which can rest against the inner wall of the ceramic tube 31, the spacer 31 is centered with respect to the connecting element 27.
  • the insulators 32, 33 are cylindrical ceramic bodies with a reduced diameter portion.
  • the diameter-reduced portion engages in an opening of the contact plate 11, 12.
  • the enlarged diameter portion is supported on the broad side surface of the contact plate 11, 12 from.
  • the central axis of the insulating body 32, 33 has a slot through which the connecting elements 27 passes. From Figure 22 it can be seen that a step of the connecting element is supported on the insulating body 32 and the insulating head 33 is secured by means of a securing element 36 on the connecting element 27, wherein the securing element 36 has a securing pin which is inserted through an opening of the connecting element 27.
  • the support plate 15 is supported by laterally projecting support arms of the connecting element 27.
  • a portion of the connecting element 27 passes through an opening of the support plate 15.
  • the securing elements 36 may be formed by securing plates, which have a pin which can be inserted through a securing opening.
  • FIGS. 24 and 28 show the heating devices 10, 26, 29 described above in an arrangement in which they are used as heating under a susceptor 21.
  • the individual heaters 10, 26, 29 are nested one inside the other. While the heating elements 1 to 9 of the heating devices 10 and 26 extend in a common plane, the heating elements 1 to 5 are partially above this level, but in some cases also below this level.
  • the heating elements of the radially innermost heating device 10 are all in a common plane.
  • the heating elements of the central heating device 26 also run in this plane, with the exception of the heating elements, which are arranged in the radial spiral spiral. These, radially outermost heating elements are at a lowered level, so in use have a greater distance to the susceptor bottom than the radially inner heating elements.
  • the heating elements of the heating device 29, which lies radially to the extreme are partly at a higher level than the
  • the radially outermost heating elements of the outermost heater 29 are, however, at a lower level.
  • the individual heating elements are arranged closer to one another than in the case of the radially inner heating devices 10, 26.
  • more heating elements are arranged per radial length unit than in the two radially inner ones lying heaters 10, 26th
  • FIG. 13 It can also be seen from FIG. 13 that not only a single radially outermost spiral winding runs on a lowered level. They are heating elements which are arranged on a plurality of radially outermost spiral windings, which run on a lower level.
  • Figures 25 and 26 show particularly designed contact pins 25 which are electrically connected via a threaded connection with the contact plate 11.
  • a pin 37 which is fastened with a threaded portion with a nut, protrudes into a hollow pin 25.
  • a transverse opening of the pin 37 is aligned with a transverse slot of the hollow contact pin 25.
  • the contact pins 25 via a conical contact surface on the abut conical walls of an opening in the contact plate 11. This is shown, for example, in FIG. 29.
  • a device characterized in that the two contact plates lie in a common first plane
  • a device characterized in that the heating element is arranged in a plane parallel to the first plane below a susceptor of a process chamber of a CVD reactor;
  • a device which is characterized by in the direction of the surface normal of the first plane extending terminal contacts 1.1 to 9.1, 1.2 to 9.2, which extend at a 90 ° angle to the extension direction of the heating elements, wherein it is provided in particular that the lovedsflowerorgane 1.3 to 9.3 a form a substantially 90 ° curvature or the connection contacts 1.1 to 9.2 are designed as 90 ° angles;
  • a device which is characterized in that the lovedsflower or a circular arc line arranged around a center of the device and / or that along the circular arc or spiral line several heating elements 1.3 to 9.3 are arranged in particular one behind the other or nested;
  • a device which is characterized in that the two contact plates 11, 12 are spaced apart by a distance 13, wherein the distance 13 is in particular formed by an air gap, wherein it is provided in particular that the two metal contact plates 11, 12 through a spacer 31 formed by an insulator are kept at a distance from each other, wherein the spacer 31 is assigned in particular a connecting element 27;
  • a device which is characterized in that the two lying in a common first plane El first and second contact plates 11, 12 comb-like interlocking contact extensions 11 ', 12' have;
  • a device which is characterized in that in each case two juxtaposed connection contacts 1.2, 2.2; 2.1, 3.1; 3.2, 4.2 8.2, 9.2 a common contact plate 11, 12 are assigned;
  • a device which is characterized by a support plate 15 arranged parallel to the contact plates 11, 12 and having support elements 17 with which the support plate 15 supports the heating element 1.3 to 9.3, wherein it is provided in particular that the support elements 17 the heating elements 1 to 9 with respect to their distance to the support plate 15 and their distance fix each other, which is in particular provided that the support plate 15 at least on its side facing the heating elements 1 side is designed to be reflective heat;
  • a device which is characterized by a between the support plate 15 and the contact plates 11, 12 arranged cover plate 14 forms the openings 18 through which the terminal contacts protrude 1.1 to 9.2;
  • a device which is characterized in that a central heating device 10 is surrounded by heating elements 1 to 9 of one or more heating elements 1 to 9 having outer heating devices 26, 29, wherein the heating devices 10, 26, 29 independently energizable heating elements 1 to 9 exhibit;
  • a device which is characterized in that the support plate 15 is connected by means of a connecting element 27 with at least one of the contact plates 11, 12, wherein the connecting element 27 is in particular connected to an insulating body 32, 33 with the contact plate 11, 12;

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mindestens einer ersten elektrisch leitenden Kontaktplatte (11) und mit mindestens einer zweiten elektrisch leitenden Kontaktplatte (12) und mit einer Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten ersten Heizelementen (1 bis 9) jeweils mit mindestens einem Widerstandsheizorgan (1.3 bis 9.3), wobei jedes der Heizelemente (1 bis 9) mit einem ersten Anschlusskontakt (1.1 bis 9.1) mit der ersten Kontaktplatte (11) und mit einem zweiten Anschlusskontakt (1.2 bis 9.2) mit der zweiten Kontaktplatte (12) verbunden ist, wobei die beiden Kontaktplatten (11, 12) in einer gemeinsamen ersten Ebene (E1) liegen, wobei die Widerstandsheizorgane (1.3 bis 9.3) entlang einer Spiralen- oder einer Kreisbogenlinie um ein Zentrum der Vorrichtung angeordnet sind. Zur Vergrößerung der Standzeit der Vorrichtung, bei vermindertem Herstellungsaufwand, wird vorgeschlagen, dass entlang der Kreisbogen- oder Spirallinie mehrere Heizorgane (1.3 bis 9.3) insbesondere hintereinander liegend oder ineinander geschachtelt angeordnet sind und die beiden in einer gemeinsamen ersten Ebene (E1) liegenden ersten und zweiten Kontaktplatten (11, 12) kammartig ineinandergreifende Kontaktfortsätze (11', 12') aufweisen.

Description

Heizvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit mindestens einer ersten elektrisch leitenden Kontaktplatte und mit mindestens einer zweiten elektrisch leitenden Kontaktplatte und mit einer Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten ersten Heizelementen jeweils mit mindestens einem Widerstandsheizorgan, wobei jedes der Heizelemente mit einem ersten Anschlusskontakt mit der ersten Kontaktplatte und mit einem zweiten Anschlusskontakt mit der zweiten Kontaktplatte verbunden ist, wobei die beiden Kontaktplatten in einer gemeinsamen ersten Ebene liegen, wobei die Widerstandsheizorgane entlang einer Spiralenoder einer Kreisbogenlinie um ein Zentrum der Vorrichtung angeordnet sind.
Eine derartige Vorrichtung beschreibt die US 2005/0 045 618 AI. Die einzelnen Heizelemente erstrecken sich jeweils über einen Vollkreis. Vorrichtungen mit Heizelementen, die mäanderförmig in einer Ebene verlaufen, zeigen die
US 2004/0 149 227 AI, US 2010/0 162 956 AI und US 5,063,031.
Die US 2006/0 185 595 AI beschriebt geradlinig verlaufende Heizelemente, die elektrisch parallel geschaltet sind, wobei die Heizelemente und ihnen zugeord- nete Kontaktplatten in einer gemeinsamen Ebene verlaufen.
Ein U-förmiges Heizelement wird in der DE 75 18 153 U beschrieben.
Vorrichtungen zum Aufheizen der Suszeptoren von CVD-Reaktoren sind eben- falls bekannt aus DE 10 2009 043 960 AI, DE 10 2007 009 145 AI, DE 103 29 107 AI, DE 10 2005 056 536 AI, DE 10 2006 018 515 AI oder DE 10 2007 027 704 AI.
Bei einem bekannten Heizelement wird Wärme von einem ein Widerstandsheizorgan durchströmenden Strom erzeugt. Das Widerstandsheizorgan besitzt ein erstes und ein zweites Ende, an denen sich erste bzw. zweite Anschluss- kontakte befinden. Die Anschlusskontakte verlaufen parallel zueinander besitzen aber eine unterschiedliche Länge. Der erste, kürzere Anschlusskontakt ist mit einer ersten Kontaktplatte verbunden, die aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht. In einer Parallelebene zur ersten Kontaktplatte aber in einer größeren Entfernung zum Widerstandsheizorgan erstreckt sich eine zweite elektrische Kontaktplatte. Die beiden elektrischen Kontaktplatten erstrecken sich gewissermaßen übereinanderliegend. Die längeren zweiten Anschlusskontakte werden durch Öffnungen der ersten Kontaktplatte hindurchgeführt und sind mit der zweiten Kontaktplatte verbunden. Die Öffnungen, durch die die zweiten Anschlusskontakte hindurchtreten sind größer als der Durchmesser der zweiten Anschlusskontakte, sodass zwischen dem Rand der Öffnung und den zweiten Anschlusskontakten ein Abstand besteht. Dieser Abstandsfreiraum bewirkt die Isolierung des zweiten Anschlusskontaktes von der ersten Kontaktplatte. Beim Aufheizen und beim Abkühlen der Widerstandsheizorgane der zum Stand der Technik gehörenden Heizelemente kommt es zu erheblichen Temperaturspannungen. Diese mechanischen Spannungen können zu einer nicht reversiblen Verformung der Kontaktplatten führen. Dies hat zur Folge, dass sich nach längerem Gebrauch und insbesondere nach mehrfachem Aufheizen und Abkühlen Kurzschlussbrücken zwischen den zweiten Anschluss- kontakten und den Öffnungen der elektrisch leitenden ersten Kontaktplatte bilden. Dies hat in der Regel dann die Zerstörung des gesamten Heizelementes zur Folge. Durch dabei abdampfendes Metall kann auch die Prozesskammer des CVD-Reaktors kontaminiert werden, indem die Vorrichtung verwendet wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei vermindertem Herstellungsaufwand die Standzeit der Vorrichtung zu vergrößern.
Gelöst wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung. Erfindungsgemäß liegen die beiden Kontaktplatten jetzt in einer gemeinsamen Ebene. Die Kontaktplatten können Fortsätze aufweisen, die kammartig ineinandergreifen. Zwischen den Kontaktplatten und insbesondere zwischen den Fortsätzen kann ein Abstandsfreiraum vorgesehen sein, der zur Isolierung dient. Es ist aber auch vorgesehen, die beiden Kontaktplatten über nicht leitende, insbesondere keramische Distanzmittel permanent voneinander zu isolieren. Die erfindungsgemäße Weiterbildung hat darüber hinaus den Vorteil, dass die beiden Anschlusskontakte gleich lang sein können. Die ein oder mehreren Widerstandsheizorgane können in einer gemeinsamen Ebene liegen. Sie können ent- lang von Kreisbogenlinien oder entlang von ein oder mehreren Spirallinien angeordnet sein. Bevorzugt befindet sich in der Mitte einer aus zwei Kontaktplatten ausgebildeten, einen kreisrunden Grundriss aufweisenden Kontaktplattenanordnung ein erster Anschlusskontakt, der bevorzugt einem zentralen Heizelement zugeordnet ist. Das zentrale Heizelement besitzt ein auf einer Spi- ralbogenlinie sich erstreckendes Heizorgan. Das zentrale Heizelement bildet eine innerste Heizzone der Heizvorrichtung aus. An das Heizorgan des zentralen Heizelementes schließen sich mehrere jeweils sich bevorzugt über mindestens 180° sich erstreckende Heizorgane außenliegender Heizelemente an. Eine Vielzahl von, bevorzugt aber alle Heizorgane liegen auf einer gemeinsamen, mehrfach um ein Zentrum gewundenen Spiralbogenlinie. Die unmittelbar nebeneinander angeordneten Anschlusskontakte zweier auf einer Spiralbogenlinie hintereinander liegenden Heizelemente sind einer gemeinsamen Kontaktplatte zugeordnet. Dies hat zur Folge, dass eine Vielzahl von Heizelementen, bspw. neun Heizelemente schaltungstechnisch parallel zueinander geschaltet sind. Die Heizleistung der einzelnen Heizelemente kann durch die Länge ihrer Heizorgane bestimmt sein. Sollen die Heizelemente jeweils eine gleiche Heizleistung liefern, so ist vorgesehen, dass die Bogenlängen der Heizorgane der einzelnen Heizelemente im Wesentlichen dieselbe ist. Es ist somit insbesondere vorgesehen, dass die einzelnen Heizelemente der Heizvorrichtung Heizorgane mit im Wesentlichen derselben Bogenlänge besitzen. Dies erhöht einerseits die Le- bensdauer der Vorrichtung und senkt andererseits die Herstellkosten. In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Anschlusskontakte in Richtung der Flächennormalen von der gemeinsamen ersten Ebene abragen. Die Anschlusskontakte ragen somit in Richtung der zweiten Ebene ab, in der sich die Widerstandsheizorgane befinden. Diese Ebene bildet eine Heizebene, von der die Ebene der Kontaktplatten beabstandet ist. Zwischen der Heizebene und der Ebene der Kontaktplatten kann sich eine Stützplatte befinden. Die Stützplatte kann Stützelemente aufweisen, die mit den Heizorganen verbunden sind. Hierdurch werden die Heizorgane in Position relativ zueinander gehalten. Die Stützelemente können eine im Wesentlichen Y-förmige Gestalt besitzen. Mit den beiden Y-Schenkeln wird das Heizorgan gehalten. Das Heizorgan, welches bevorzugt einen kreisrunden Querschnitt aufweist, liegt zwischen den beiden Y-Schenkeln. Der Y-Steg ist fest mit der Stützplatte verbunden. Die Stützelemente können aus einem Blech ausgestanzt sein und formschlüssig in jeweils einer Öffnung der Stützplatte stecken. Jedes Stützelement kann zwei parallel zueinander verlaufende Arme besitzen, zwischen denen das im Querschnitt runde Heizorgan gehalten ist. Ein bezogen auf das Zentrum der Vorrichtung nach außen weisender Arm kann länger sein, als der nach innen weisende Arm. Insgesamt hat das Stützelement eine gabelförmige Gestalt, wobei der Boden des Freiraums zwischen den beiden Gabelzinken der Umrisskontur des Heizorga- nes angepasst ist. Das Stützelement kann aber auch j-f örmig ausgebildet sein. Ferner ist vorgesehen, dass das Stützelement lediglich einen Arm besitzt. Über ein oder mehrere Drähte kann das Heizelement mit dem Stützelement verbunden sein. Die Stützplatte ist aus einem nicht leitenden Material. Die Stütze- lemente können aus Metall bestehen. Die Stützplatte kann aber auch aus einem Metall bestehen und als Abschirmplatte wirken. Ihre zu den Heizelementen weisende Oberfläche ist dann wärmereflektierend. Die elektrisch leitenden Stützelemente können über Isolationskörper mit der Stützplatte verbunden sein. Die Heizelemente sind vorzugsweise aus Wolfram oder einer Wolframlegierung gefertigt. Jedes Heizelement kann aus einem Filament bestehen. Das Filament ist ein um die kreisbogenförmige Erstreckungsrichtung des Heizelementes wen- delgangartig gewundener Draht. Bevorzugt sind zwei nebeneinander laufende Wolfram-Filamente vorgesehen die elektrisch parallel geschaltet sind. Die beiden Filamente sind zu Zwillingsfilamenten gewendelt. Es ist aber auch möglich, mehr als zwei Filamente gemeinsam in eine Wendelform zu bringen, um so ein Heizelement zu schaffen, welches ein Drillingsfilament aufweist.
Es kann darüber hinaus eine Abdeckplatte vorgesehen sein. Diese kann sich unmittelbar oberhalb der Kontaktplatten befinden, und zwar im Abstandsraum zwischen der Heizebene und der Ebene der Kontaktplatten. Die Abdeckplatte besitzt Öffnungen, durch die die Anschlusskontakte hindurchragen. Die Abdeckplatte besteht aus einem nicht leitenden Werkstoff. Es können mehr als zwei Kontaktplatten vorgesehen sein, insbesondere wenn mehrere verschiedene Heizorgane getrennt voneinander bestromt werden sollen, sodass verschiedene Zonen der Vorrichtung auf unterschiedliche Temperaturen aufgeheizt werden können. Die Heizvorrichtung ist insbesondere Bestandteil eines CVD-Reaktors. Der CVD-Reaktor besitzt ein Reaktorgehäuse und ein darin angeordnetes Gaseinleitungsorgan, mit dem Prozessgase in eine Prozesskammer eingeleitet werden können. Die Prozesskammer besitzt einen Boden, der von einem Sus- zeptor ausgebildet ist, auf dem ein oder mehrere Substrate angeordnet sind, die durch einleiten des Prozessgases beschichtet werden sollen. Um die Prozesskammer bzw. den Suszeptor auf eine Prozesstemperatur aufzuheizen dient das zuvor beschriebene Heizelement. Das Heizelement ist derart unterhalb des Suszeptors angeordnet, dass die Heizebene parallel zur die Substrate tragenden Oberseite bzw. parallel zur Unterseite des Suszeptors angeordnet ist. Eine optimale Anordnung der Anschlusskontakte in der Ebene der kontaktplatten wird dadurch ermöglicht, dass jede Kontaktplatte Ausbuchtungen aufweist, die in Einbuchtungen der jeweils anderen Kontaktplatte eingreifen. Die Kontaktplatten greifen somit kammartig ineinander. Die dadurch gebildeten Kontaktforts- ätze tragen Anschlusskontakte. Ein Suszeptor einer CVD- Anlage wird vorzugsweise mit einer Heizung beheizt, die mehrere Heizzonen aufweist. Jede Heizzone wird bevorzugt von einer ihr zugeordneten Heizvorrichtung ausgebildet. Eine Vorrichtung gemäß einer Va- riante der Erfindung besitzt mehrere Heizvorrichtungen, wobei eine zentrale Heizvorrichtung von zumindest einer, bevorzugt drei oder mehr Heizvorrichtungen umgeben ist. Die zentrale Heizvorrichtung besitzt vorzugsweise einen kreisförmigen Grundriss. Eine weitere, zentrale Heizvorrichtung umgebende radial äußere Heizvorrichtung besitzt einen ringförmigen Grundriss. Weitere äußere Heizvorrichtungen können ebenfalls einen ringförmigen Grundriss aufweisen. Zumindest eine der radial außen liegenden Heizvorrichtungen besitzt bevorzugt zwei Kontaktplatten, die in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind und die voneinander und von den Kontaktplatten der übrigen Heizeinrichtungen galvanisch getrennt sind. Die mindestens zwei Heizvorrichtun- gen können getrennt voneinander bestromt werden. Die Heizelemente der beiden Heiz Vorrichtungen können ebenfalls in einer gemeinsamen Ebene liegen. In einer Variante der Erfindung ist eine zu äußerst liegende Heizvorrichtung vorgesehen, bei der eine Kontaktplatte in einer ersten Ebene liegt und eine zweite Kontaktplatte in einer zweiten Ebene. Die Ebenen sind voneinander beab- standet. Die radial zu äußerst liegende Heizvorrichtung kann ein oder mehrere Heizelemente besitzen, die oberhalb der Ebene liegt, in der die Heizelemente der inneren Heizvorrichtungen oder zumindest einer zentralen Heizvorrichtung liegen. Die Heizelemente der radial äußersten Heizvorrichtung können derart dicht nebeneinander liegen, dass sie miteinander in Berührung treten. Bei der radial äußersten Heizvorrichtung ist insbesondere vorgesehen, dass die Stützelemente mehrere Heizelemente gleichzeitig tragen. Die nebeneinander verlaufenden Heizelemente werden an mehreren Stellen von Stützelemente getragen. Sind die Stützelemente aus Metall, so sind die Heizelemente auch an mehreren Stellen durch die Stützelemente elektrisch miteinander verbunden. Es sind Ver- bindungselemente vorgesehen, denen insbesondere räumlich Isolierelementen zugeordnet sind. Die Verbindungselemente können die Kontaktplatte mit einer Abdeckplatte bzw. mit einer Stützplatte verbinden. Dies erfolgt bevorzugt mit einer formschlüssigen Kupplung der Verbindungselemente mit den Kontaktplatten. Von den Kontaktplatten können Kontaktstifte abragen, die zur Strom- einleitung dienen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1: Schematisch den Aufbau eines CVD-Reaktors,
Figur 2: die Draufsicht auf eine erfindungs gemäße Heizvorrichtung eines ersten Ausführungsbeispiels,
Figur 3: eine Seitenansicht der in der Figur 2 dargestellten Heizvorrichtung,
Figur 4: eine Unteransicht der Heizvorrichtung,
Figur 5: eine perspektivische Darstellung der Heizvorrichtung,
Figur 6: einen Schnitt gemäß der Linie VI - VI in Figur 5,
Figur 7: einen Schnitt gemäß der Linie VII - VII in Figur 2,
Figur 8: die Draufsicht auf eine Heizvorrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Figur 9: die Seitenansicht gemäß Pfeil IX in Figur 8, Figur 10: die Unteransicht des in der Figur 8 in der Draufsicht dargestellten Ausführungsbeispiels,
Figur 11: in einer dreidimensionalen Darstellung den Schnitt gemäß der Linie XI - XI in Figur 10,
Figur 12: ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Draufsicht, Figur 13: die Seitenansicht gemäß Pfeil XIII in Figur 12,
Figur 14: die Unteransicht des in der Figur 12 in der Draufsicht darge stellten Ausführungsbeispiels, Figur 15: einen Schnitt gemäß der Linie XV - XV in Figur 14,
Figur 16: eine dreidimensionale Darstellung des Schnitts gemäß der
Linie XV - XV in Figur 14, Figur 17: ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Draufsicht,
Figur 18: eine Seitenansicht gemäß Pfeil XVIII in Figur 17, Figur 19: eine weitere Seitenansicht gemäß Pfeil XIX in Figur 17,
Figur 20: den Schnitt gemäß der Linie XX - XX in Figur 17, Figur 21: den Schnitt gemäß der Linie XXI - XXI in Figur 17, den Schnitt gemäß der Linie XXII - XXII in Figur 21, eine dreidimensionale Darstellung eines Schnitts durch ein Verbindungselement, die Unteransicht dreier zu einer Mehrzonenheizung zusammengesetzter Heizvorrichtungen, den Schnitt gemäß der Linie XXV - XXV in Figur 24, den Schnitt gemäß der Linie XXVI - XXVI in Figur 25, eine Darstellung eines Heizelementes welches aus zwei um die Erstreckungsrichtung des Heizelementes gewendelten Filamenten besteht,
Figur 28: eine Draufsicht auf die in der Figur 24 in der Unteransicht dargestellte Mehrzonenheizung und Figur 29: einen Schnitt durch die Heizvorrichtung zur Verdeutlichung einer konischen Anlagefläche eines Kontaktstiftes an einer konischen Wandung einer Öffnung einer Kontaktplatte.
Die erfindungs gemäße Heizvorrichtung ist bevorzugt Bestandteil eines
CVD-Reaktors, wie er in der Figur 1 schematisch dargestellt ist. Der
CVD-Reaktor besitzt ein Reaktorgehäuse 24, in dem sich ein Gaseinlassorgan 22 befindet, durch das Prozessgase in eine unterhalb des Gaseinlassorgans 22 angeordneten Prozesskammer 23 eingeleitet wird. Der Boden der Prozesskammer 23 wird von einem Suszeptor 21 ausgebildet, der beschichtende Substrate trägt. Unterhalb des Suszeptors 21 befindet sich eine Heizeinrichtung 10, die mehrere Heizzonen aufweist.
Die Heizvorrichtung 10, die in der Figur 1 lediglich schematisch dargestellt ist, ist in den Figuren 2 bis 6 detailliert dargestellt.
Die Heizvorrichtung besitzt insgesamt 9 Heizorgane 1.3 bis 9.3. Die Heizorgane 1.3 bis 9.3 sind auf einer Spirallinie in einer Ebene E2 angeordnet. Die
Heizorgane 1.3 bis 9.3 besitzen im Wesentlichen dieselbe einheitliche Länge. Die Länge der Heizorgane 1.3 bis 9.3 kann aber auch individuell verschieden sein, wenn die Heizorgane 1.3 bis 9.3 verschiedene Heizleistungen liefern sollen.
Jedes im Querschnitt kreisrunde Heizorgan 1.3 bis 9.3 wird von einem Heizelement 1 bis 9 ausgebildet. In den Zeichnungen sind die Heizorgane 1.3 bis 9.3 als auf einer Spiralbogenbahn angeordnete Rundkörper dargestellt. Dies ist eine Variante der Ausgestaltung der Heizorgane 1.3 bis 9.3. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Heizelemente 1.9 bis 9.3 jedoch jeweils aus ein oder mehreren Drähten, sogenannten Filamenten gefertigt. Ein oder mehrere Drähte sind wendelgangförmig um die Zentrumslinien der Spirallinien gewendelt, sodass sich ein im Querschnitt kreisrunder Hohlkörper ergibt, dessen Mantelwand von den Wendelgängen der Filamente ausgebildet ist.
Die Heizelemente 1 bis 9 bilden koaxial ineinander geschachtelte Heizzonen aus. Ein zentrales Heizelement 9 bildet eine zentrale Heizzone aus. Etwa im Zentrum der einen kreisförmigen Grundriss aufweisenden Heizvorrichtung befindet sich ein Anschlusskontakt 9.2 des Heizelementes 9. Der Anschlusskontakt 9.2 ist mit einer Kontaktplatte 12 verbunden. Ein weiterer Anschlusskontakt 9.1 ist radial außerhalb des Zentrums mit einer Kontaktplatte 11 verbunden. Die Kontaktplatte 11 ist eine erste Kontaktplatte, mit der jeweils erste Kontakte 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1, 6.1, 7.1, 8.1, 9.1 der Heizelemente 1 bis 9 verbunden sind. Die jeweiligen zweiten Anschlusskontakte 1.2, 2.2, 3.2, 4.2, 5.2, 6.2, 7.2, 8.2, 9.2 sind mit der zweiten Kontaktplatte 12 verbunden. Die erste Kontaktplatte 11 und die zweite Kontaktplatte 12 bestehen aus einem elektrisch leitenden Material, bspw. einem Metall und sind elektrisch leitend mit den jeweiligen Anschlusskontakten 1.1 bis 9.2 verbunden.
Die Anschlusskontakte 1.1 bis 9.2 ragen in Richtung der Flächennormalen, also senkrecht zur Fläche der Kontaktplatten 11, 12 ab. Die ersten Anschlusskontakte 1.1 bis 9.1 haben dieselbe Länge wie die zweiten Anschlusskontakte 1.2 bis 9.3. Dies hat zur Folge, dass die beiden Kontaktplatten 11, 12 in einer gemeinsamen Ebene El liegen. Die Heizorgane 1.3 bis 9.3, von denen die Anschlusskontakte 1.1 bis 9.1 bzw. 1.2 bis 9.2 rechtwinklig abragen, liegen in einer zweiten Ebene E2. Aus den Figuren 2 und 4 ist ersichtlich, dass im bevorzugten Ausführungsbeispiel immer zwei Anschlusskontakte paarweise nebeneinander liegen. Es handelt sich dabei entweder um erste Anschlusskontakte, die mit der ersten Kontaktplatte 11 verbunden sind, oder jeweils um zweite Anschlusskontakte, die mit der zweiten Kontaktplatte 12 verbunden sind.
Die beiden Kontaktplatten 11, 12 sind durch einen Isolationsspalt 13 voneinander beabstandet. Der Isolationsspalt 13 ist ausreichend groß, sodass sich beim Aufheizen und beim Abkühlen der Heizvorrichtung die Kontaktplatten 11, 12 geringfügig bewegen können, ohne dass sie einen Kurzschluss bildend gegen- einanderstoßen oder dass sich über den Isolationsspalt 13 ein Lichtbogen ausbilden kann. Der Abstandsspalt 13 verläuft auf einer bogenförmigen Linie. Es bilden sich dadurch zungenartige Kontaktfortsätze 11', 12' aus, die in Buchten der jeweils anderen Kontaktplatt 11, 12 hineingreifen. Die Heizelemente 1 können aus Metall bestehen. Die Anschlusskontakte N.l bzw. N.2 sind materialeinheitlich dem jeweiligen Heizorgan N.3 des jeweiligen Heizelementes angeformt. Jeder Anschlusskontakt N.l, N.2 besitzt an seinem freien Ende einen Fuß 20, der verdickt ist und der sich auf der Kontaktplatte 11, 12 abstützt. Ein Gewindeabschnitt, der vom Fuß 20 abragt, greift durch eine Öffnung der Kontaktplatte 11, 12. Auf dem Gewindeabschnitt ist eine Mutter 16 aufgeschraubt.
Es ist eine Stützplatte 15 aus einem elektrischen nicht leitenden Material, bspw. aus keramischen Material vorgesehen, die sich im Abstandsraum zwischen der ersten Ebene El und der zweiten Ebene E2 befindet. Die Stützplatte 15 befindet sich unmittelbar unterhalb der Heizorgane N.3 und ist mit einer Vielzahl von Stützelementen 17 mit den einzelnen Heizorganen N.3 verbunden. Hierdurch werden die Heizorgane N.3 auf einer spiralförmigen Linie gehalten. Die An- schlusskontakte N.l und N.2 durchgreifen Öffnungen 19 der Stützplatte 15.
Die Y-förmigen Stützelemente können aus Metall ausgebildet sein. Ihre Y-Stege stecken in Befestigungsöffnungen der Stützplatte 15. Die beiden Y-Schenkel ragen nach oben ab. Die Y-Schenkel können parallel zueinander abragen. Sie nehmen zwischen sich das Heizorgan auf. Die Figur 7 zeigt einen Schnitt durch ein Stützelement und somit dessen Umrisskontur. Ein Abstandssteg, der sich zwischen dem Heizorgan und der Stützplatte 15 erstreckt, hält das Heizorgan in einem definierten Abstand zur Stützplatte 15. Das von einem Stanzteil gebildete Stützelement 17 steckt formschlüssig in einer Öffnung der Stützplatte 15. Das Heizorgan 1 liegt zwischen zwei Armen des Stützelementes 17, wobei der Freiraum zwischen den beiden Armen der Umrisskontur des Heizorganes 1 ange- passt ist. Der radial außenseitige Arm ist länger ausgebildet als der radial innen liegende Arm. Es ist eine aus Molybdän bestehende Abdeckplatte 14 vorgesehen, die sich unmittelbar oberhalb der beiden in einer gemeinsamen Ebene El liegenden Kontaktplatten 11, 12 befindet. Sie ist aus einem nicht leitenden Material, bspw. einem keramischen Material gefertigt und besitzt Öffnungen 18, die auf Höhe der Füße 20 der Anschlusskontakte N.l, N.2 liegen. Die Anschlusskontakte N.l und N.2 sind durch diese Öffnungen 18 geführt.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehr als zwei Kontaktplatten 11, 12 vorgesehen. Hierdurch lassen sich verschiedene Heizelemente 1 bis 9 variabel bestromen. Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Heizvorrichtung sind die Heizorgane N.3 der Heizelemente 1 bis 9 jeweils parallel zueinander geschaltet. Die Heizleistung, die die einzelnen Radialzonen an den Suszeptor 21 abgeben hängt im Wesentlichen von der Länge des Heizorgans N.3 ab.
Beim Ausführungsbeispiel liegen eine Vielzahl von Heizelementen auf einer spiralförmigen Kurve. Die Heizelemente können aber auch auf ineinander geschachtelten Kreisbogenlinien liegen. Ferner können die Heizelemente auf mehreren ineinander geschachtelten Spiralkurven angeordnet sein.
Die in den Figuren 2 bis 7 dargestellte Heizvorrichtung kann eine zentrale Heiz Vorrichtung einer Mehrzonenheizung sein. Die Figuren 8 bis 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer zentralen Heiz Vorrichtung 10 einer Mehr- zonenheizeinrichtung.
Die Heizeinrichtung besitzt eine Mehrzahl hintereinander auf einer Spirallinie um ein Zentrum einer kreisrunden Grundfläche angeordnete Heizelemente 1 bis 9. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich die einzelnen Heizelemente 1 bis 9 nicht alle über mindestens einen 360-Grad-Bogen. Sie sind kürzer ausge- bildet, als die im ersten Ausführungsbeispiel. Allerdings ist die Gesamtzahl der Heizelemente im zweiten Ausführungsbeispiel größer, als im ersten Ausführungsbeispiel. Die Heizelemente 1 bis 9 liegen im Wesentlichen mit einem gleichbleibenden Abstand nebeneinander, wobei an einigen Stellen der Abstand zweier nebeneinander verlaufende Heizelemente allerdings vergrößert ist, da hier durch die jeweilige Kontaktplatte 11, 12 eine Öffnung 28 vorgesehen ist, durch die Stößel hindurchtreten können, um den Suszeptor 21 anheben zu können.
Die einzelnen Heizelemente 1 bis 9 werden jeweils von einem oder von zwei Filamenten 38, 39 ausgebildet. Die Filamente werden, wie es in der Figur 27 dargestellt, ist in eine Wendelgangform gebracht. Zwei Filamente 38, 39 verlaufen mit einem etwa gleichbleibenden Abstand auf einer Wendelganglinie nebeneinander um die Er Streckungsrichtung des Heizelementes. Bei dem in den Figuren 8 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen sämtliche Heizelemente 1 bis 9 in einer gemeinsamen Ebene, die sich parallel zu einer Stützplatte 15 erstreckt. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass das radial äußerste Heizelement auf einem niedrigeren Niveau verläuft, also der Ebene der Kontaktplatten 11, 12 näher liegt, als die radial innen liegenden Heizelemente.
Die Heizelemente 1 bis 9 werden mithilf e von Stützelementen 17 in einer Parallelebene zur Ebene der Stützplatte 15 gehalten. Die Stützelemente 17 sind mit ihren Füßen in der Stützplatte verankert. Hierzu sind Formschlusselemente vorgesehen, die die Stützplatte 15 über- und unter greifen.
Mittels Verbindungselementen 27 ist die Stützplatte 15 mit einer Platte 14 verbunden. Die Platte 14 kann aus Metall oder Keramik sein. Die Stützplatte 15 ist bevorzugt aus Metall und besitzt somit zufolge ihrer reflektierenden Wirkung eine Abschirmfunktion gegen Wärmestrahlung. Die Platte 14 ist über isolierende Verbindungselemente mit den Kontaktplatten 11, 12 verbunden. Hierdurch werden die Kontaktplatten 11, 12 in einem Abstand zueinander gehalten, sodass sich zwischen den Kontaktplatten 11, 12 ein Spalt 13 ausbildet, der die beiden Kontaktplatten 11, 12 elektrisch vonei- nander isoliert.
Von der Rückseite der Kontaktplatten 11, 12 ragen eine Vielzahl von Kontaktstiften 25 ab, an die Kontaktklemmen angesetzt werden können, um die Heizelemente 1 bis 8 zu bestromen. Sämtliche Heizelemente 1 bis 9 haben dieselbe Bogenlänge, also denselben ohmschen Widerstand und sind elektrisch parallel geschaltet.
Das in den Figuren 12 bis 16 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den vorherigen Ausführungsbeispielen im Wesentlichen lediglich durch die Grundfläche. Die Grundfläche ist hier ebenfalls kreisförmig, besitzt im Zentrum aber eine Öffnung, deren Größe so bemessen ist, dass das in den Figuren 8 bis 11 dargestellte Ausführungsbeispiel in den zentralen Freiraum eingesetzt werden kann. Die in den Figuren 12 bis 16 dargestellte Heizvorrichtung 26 bildet somit eine Heizzone eines Mehrzonenheizers. Besteht der Mehrzonenheizer lediglich aus zwei Heizvorrichtungen, bspw. der in den Figuren 8 bis 11 dargestellten und der in den Figuren 12 bis 16 dargestellten Heizvorrichtung, so bildet sie eine äußere Heizzone eines Zweizonenheizers.
Es sind mehrere Kontaktplatten 11, 12 vorgesehen. Es handelt sich um zwei Kontaktplatten 11, 12, die durch einen Spalt 13 voneinander getrennt sind. Es erstrecken sich mehrere Heizelemente 1 bis 9 auf einer einzigen Spiralbogenlinie um das Zentrum der Grundfläche. Die Heizelemente 1 bis 9 haben die gleiche Länge und sind elektrisch parallel geschaltet. Die Kontaktplatten 11, 12 besitzen Kontaktstifte 25, die jeweils von der Rückseite der Kontaktplatten 11, 12 abra- gen. Diese Kontaktstifte 25 werden mit nicht dargestellten Klemmkontakten in Verbindung gebracht oder in Kontaktbuchsen eingesteckt, um die Kontaktplatten 11, 12 individuell mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Heizvorrichtung 26 ist somit gegenüber der Heizvorrichtung 10 individuell bestrombar. Die Figuren 15 und 16 zeigen die besondere Ausgestaltung von Füßen 20, mit denen die Heizelemente 1 bis 9, also die sie bildenden Filamente 38, 39 mit der Kontaktplatte 11, 12 verbunden werden. Die Kontaktplatte 11, 12 besitzt konische Bohrungen, in die konische Abschnitte der Füße 20 eintreten. Auf einem Gewindeabschnitt des Fußes 20 wird eine Mutter 16 aufgeschraubt, die die ko- nische Fläche des Fußes 20 in eine großflächige Berührung mit der Wandung der konischen Öffnung zieht. Die Mutter 16 ist über einen Sicherungsstift gegen Drehen gesichert. Der Gewindeabschnitt schließt sich an einen Stumpf abschnitt eines Kegelstumpfes an. Der Sicherungsstift kann durch eine Bohrung des Gewindeabschnittes hindurchgesteckt werden. Diese Bohrung kann auch in Fluchtlage zu einer Öffnung der Wandung der Mutter 16 gebracht werden, sodass der Sicherungsstift sowohl die Mutter als auch den Gewindeschaft durchdringt.
Bei dem in den Figuren 15 und 16 dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft das radial äußerste Heizelement in einer Ebene, die einen geringeren Abstand zu den Kontaktplatten 11, 12 besitz, als die radial inneren Heizelemente, die somit in einer Ebene verlaufen, die weiter von der Ebene der Kontaktplatten 11, 12 beabstandet ist, als die Ebene, in der das radial zu äußerst liegende Heizelement angeordnet ist. Die Füße 20, mit denen die Filamente der Heizelemente, die die äußerste Windung bilden, mit den Kontaktplatten 11, 12 verbunden sind, sind deshalb etwas kürzer ausgebildet, also die Füße 20, mit denen die inneren Heizelemente mit den Kontaktplatten 11, 12 verbunden sind.
Das in den Figuren 17 bis 23 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine radial äußerste Heizzone. Hier verlaufen mehrere Heizelemente 1 bis 5 in teilweise berührender Anlage auf einer gemeinsamen Kreisbogenlinie. Anders als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen liegen hier zwei kreisringförmige Kontaktplatten 11, 12 übereinander. Jede Kontaktplatte 11, 12 ist mittels von den Heizelementen 1 bis 5 weg weisenden Kontaktstiften 25 bestrombar. Die Kon- taktplatten 11, 12 liegen hier in parallel zueinander verlaufenden und voneinander beabstandeten Ebenen.
Anders als bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, bei denen ein Stützelement jeweils nur ein Heizelement trägt, trägt hier ein Stützelement 30 insgesamt fünf Heizelemente. Da das Stützelement 30 aus Metall besteht, werden die Heizelemente 1 bis 5 an den Stützstellen miteinander verbunden.
Ein Fuß 34 des Stützelementes 30 durchgreift einen Schlitz 35 der Stützplatte 15. Es sind vom Fuß 34 abragende Stege vorgesehen, die sich über die Unterseite und die Oberseite der Stützplatte erstrecken.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Stützplatte 15 aus einem nicht leitenden Material. Die Stützelemente 30 bilden muldenförmige Aussparungen aus, wobei jede der muldenförmigen Aussparung einen geriffelten Rand aufweist. Auf diesem geriffelten Rand liegen die in den Figuren 20 bis 23 der Übersichtlichkeit wegen als Volumenkörper dargestellten Filamente 38, 39 auf.
Der Figur 20 ist zu entnehmen, dass die Heizelemente 1 bis 5 nicht in einer gemeinsamen Ebene verlaufen. Die Heizelemente liegen vielmehr in voneinander verschiedenen Ebenen. Die Heizelemente 1 bis 5 haben jeweils einen anderen Abstand zur Stützplatte 15 bzw. zu den Kontaktplatten 11, 12. Das Heizelement 2, welches sich radial außerhalb des Heizelementes 1 erstreckt, ist weiter von der Stützplatte 15 beabstandet, als das Heizelement 1. Die radial zu äußerst liegenden Heizelemente 3, 4, 5 verlaufen in etwa mit gleichem Abstand zum Zentrum der Heizvorrichtung 26, wobei das Heizelement 3 etwa denselben Ab- stand zur Stützplatte besitz wie das Heizelement 1. Die radial zu äußerst liegenden Heizelemente 4, 5 sind jedoch am dichtesten der Stützplatte 15 benachbart. Die radial zu äußerst liegenden Heizelemente 4, 5 liegen somit in einer tiefsten Parallelebene zur Ebene der Kontaktplatten 11 bzw. 12.
Die Figuren 21 bis 23 zeigen darüber hinaus auch ein Verbindungselement 27, welches die Stützplatte 15 mit den beiden Kontaktplatten 11 und 12 verbindet. Das Verbindungselement 27 besteht aus einem Metallstreifen, der in einer Öffnung der Stützplatte 15 befestigt ist. Der Metallstreifen 27 durchgreift Öffnun- gen der beiden Kontaktplatten 11, 12 und ist dort jeweils mittels eines Isolierkörpers 32, 33 mit der Kontaktplatte 11, 12 verbunden. Die Kontaktplatten 11, 12 werden mittels eines aus isolierenden Werkstoff gefertigten Abstandshalter 31 auf Abstand gehalten. Der Abstandshalter 31 ist eine Keramikhülse, die das Verbindungselement 27 umgibt. Mittels seitlich abragender Flügel, die sich an die Innenwandung des Keramikrohres 31 anlegen können, wird der Abstandshalter 31 gegenüber dem Verbindungselement 27 zentriert. Die Isolierkörper 32, 33 sind zylindrische Keramikkörper mit einem durchmesserverminderten Abschnitt. Der durchmes serverminderte Abschnitt steckt in einer Öffnung der Kontaktplatte 11, 12. Der durchmesservergrößerte Abschnitt stützt sich auf der Breitseitenfläche der Kontaktplatte 11, 12 ab. Die Mittelachse des Isolierkörpers 32, 33 besitzt einen Schlitz, durch den das Verbindungselemente 27 hindurchtritt. Aus der Figur 22 ist ersichtlich, dass sich eine Stufe des Verbindungselementes auf den Isolierkörper 32 abstützt und der Isolierkopf 33 mithilfe eines Sicherungselementes 36 am Verbindungselement 27 befestigt ist, wobei das Sicherungselement 36 einen Sicherungsstift aufweist, der durch eine Öffnung des Verbindungselementes 27 hindurchgesteckt ist.
Die Stützplatte 15 wird von seitlich abragenden Stützarmen des Verbindungselementes 27 getragen. Ein Abschnitt des Verbindungselementes 27 durchgreift eine Öffnung der Stützplatte 15. Dort steckt ebenfalls ein Stift eines Sicherungselementes 36 in einer Öffnung.
Die Sicherungselemente 36 können von Sicherungsplättchen gebildet sein, die einen Stift aufweisen, der durch eine Sicherungsöffnung gesteckt werden kann.
Die Figuren 24 und 28 zeigen die zuvor beschriebenen Heizeinrichtungen 10, 26, 29 in einem Arrangement, in dem sie als Heizung unter einem Suszeptor 21 verwendet werden. Die einzelnen Heizvorrichtungen 10, 26, 29 sind ineinander geschachtelt. Während die Heizelemente 1 bis 9 der Heizvorrichtungen 10 und 26 in einer gemeinsamen Ebene verlaufen, liegen die Heizelemente 1 bis 5 teilweise oberhalb dieser Ebene, teilweise aber auch unterhalb dieser Ebene. Die Heizelemente der radial innersten Heiz Vorrichtung 10 liegen alle in einer gemeinsamen Ebene. In dieser Ebene verlaufen auch die Heizelemente der mitt- leren Heizvorrichtung 26 mit Ausnahme der Heizelemente, die in der radial zu äußerst liegenden Spiralwindung angeordnet sind. Diese, radial äußersten Heizelemente verlaufen auf einem abgesenkten Niveau, besitzen also im Gebrauchszustand einen größeren Abstand zur Suszeptor-Unterseite, als die radial innen liegenden Heizelemente. Die Heizelemente der radial zu äußerst liegen- den Heizvorrichtung 29 liegen teilweise auf einem höheren Niveau, als die
Heizelemente der zentralen Heizvorrichtung 10. Die radial zu äußerst liegenden Heizelemente der äußersten Heizvorrichtung 29 liegen jedoch auf einem niedrigeren Niveau. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei der radial äußersten Heizvorrichtung 29 die einzelnen Heizelemente dichter nebeneinander ange- ordnet sind, als bei den radial inneren Heizvorrichtungen 10, 26. In der äußersten Heizvorrichtung 29 sind mehr Heizelemente pro radialer Längeneinheit angeordnet, als in den beiden radial innen liegenden Heizvorrichtungen 10, 26.
Der Figur 13 ist zudem zu entnehmen, dass nicht nur eine einzige radial äu- ßerste Spiralwindung auf einem abgesenkten Niveau verläuft. Es sind Heiz- elemente, die auf mehreren radial äußersten Spiralwindungen angeordnet sind, die auf einem tiefer gelegten Niveau verlaufen.
Die Figuren 25 und 26 zeigen besonders ausgestaltete Kontaktstifte 25, die elektrisch leitend über eine Gewinde Verbindung mit der Kontaktplatte 11 verbunden sind. Ein Zapfen 37, der mit einem Gewindeabschnitt mit einer Mutter befestigt ist, ragt in einen Hohlzapfen 25. Eine Queröffnung des Zapfens 37 fluchtet dabei mit einem Querschlitz des hohlen Kontaktstiftes 25. Auch hier ist vorgesehen, dass die Kontaktstifte 25 über eine konische Kontaktfläche an den konischen Wänden einer Öffnung in der Kontaktplatte 11 anliegen. Dies zeigt bspw. die Figur 29.
Die vorstehenden Ausführungen dienen der Erläuterung der von der Anmel- dung insgesamt umfassten Erfindungen, die den Stand der Technik durch die folgenden Merkmalskombinationen jeweils eigenständig weiterbilden, nämlich:
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die beiden Kontaktplatten in einer gemeinsamen ersten Ebene liegen;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das Heizorgan in einer zur ersten Ebene parallelen Ebene unterhalb eines Suszeptors einer Prozesskammer eines CVD-Reaktors angeordnet ist; Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch in Richtung der Flächennormalen der ersten Ebene verlaufenden Anschlusskontakte 1.1 bis 9.1, 1.2 bis 9.2, die sich in einem 90°- Winkel zur Erstreckungsrichtung der Heizelemente erstrecken, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Widerstandsheizorgane 1.3 bis 9.3 eine im Wesentlichen 90°-Krümmung ausbilden oder die Anschlusskon- takte 1.1 bis 9.2 als 90°-Winkel gestaltet sind; Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Widerstandsheizorgane entlang einer Spiralen- oder einer Kreisbogenlinie um ein Zentrum der Vorrichtung angeordnet und/ oder dass entlang der Kreisbogen- oder Spi- rallinie mehrere Heizorgane 1.3 bis 9.3 insbesondere hintereinander liegend oder ineinander geschachtelt angeordnet sind;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die beiden Kontaktplatten 11, 12 durch einen Abstand 13 voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand 13 insbesondere von einem Luftspalt ausgebildet ist, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die beiden aus Metall bestehenden Kontaktplatten 11, 12 durch einen von einem Isolator gebildeten Abstandshalter 31 in einem Abstand zueinander gehalten werden, wobei dem Abstandshalter 31 insbesondere ein Verbindungselement 27 zugeordnet ist;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die beiden in einer gemeinsamen ersten Ebene El liegenden ersten und zweiten Kontaktplatten 11, 12 kammartig ineinandergreifende Kontaktfortsätze 11', 12' aufweisen; Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jeweils zwei nebeneinander angeordnete Anschlusskontakte 1.2, 2.2; 2.1, 3.1; 3.2, 4.2 8.2, 9.2 einer gemeinsamen Kontaktplatte 11, 12 zugeordnet sind;
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine parallel zu den Kontakt- platten 11, 12 angeordnete Stützplatte 15, die Stützelemente 17 aufweist, mit denen die Stützplatte 15 das Heizorgan 1.3 bis 9.3 stützt, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Stützelemente 17 die Heizelemente 1 bis 9 hinsichtlich ihrer Abstandslage zur Stützplatte 15 und ihres Abstandes untereinander fixieren, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Stützplatte 15 zumindest auf ihrer zu den Heizelementen 1 zugewandten Seite Wärme reflektierend ausgebildet ist;
Eine Vorrichtung, die gekennzeichnet ist durch eine zwischen Stützplatte 15 und den Kontaktplatten 11, 12 angeordnete Abdeckplatte 14 die Öffnungen 18 ausbildet, durch die die Anschlusskontakte 1.1 bis 9.2 hindurchragen;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine zentrale Heizvorrichtung 10 mit Heizelementen 1 bis 9 von ein oder mehreren Heizelemente 1 bis 9 aufweisenden äußeren Heizvorrichtungen 26, 29 umgeben ist, wobei die Heizvorrichtungen 10, 26, 29 unabhängig voneinander bestrombare Heizelemente 1 bis 9 aufweisen;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stützplatte 15 mittels eines Verbindungselementes 27 mit zumindest einer der Kontaktplatten 11, 12 verbunden ist, wobei das Verbindungselement 27 insbesondere mit einem Isolierkörper 32, 33 mit der Kontaktplatte 11, 12 verbunden ist;
Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die mehreren Heizor- gane 10, 26, 29 kreisförmig umeinander angeordnet sind, wobei eine erste zentrale Heizvorrichtung 10 eine kreisförmige Umrisskontur und zumindest eine radial äußere Heizvorrichtung 26, 29 einen kreisringförmigen Grundriss aufweist; Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass eine radial zu äußerst liegende Heizvorrichtung eine Vielzahl von nebeneinander verlaufenden Heizelementen aufweist, die mittels Stützelementen elektrisch miteinander verbunden sind; Eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Heizelemente von wendelgangförmig gewundenen Filamenten ausgebildet sind, wobei die Heizelemente insbesondere von Zwillingsfilamenten ausgebildet sind. Alle offenbarten Merkmale sind (für sich, aber auch in Kombination untereinander) erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsgehalt der zu gehörigen/ beigefügten Prioritätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhaltlich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen. Die Unteransprüche charakterisieren mit ihren Merkmalen eigenständige erfinderische Weiterbildungen des Standes der Technik, insbesondere um auf der Basis dieser Ansprüche Teilanmeldungen vorzunehmen.
Bezugszeichenliste
1 Heizelement 10 Heizvorrichtung 2 Heizelement 11 Kontaktplatte
3 Heizelement 12 Kontaktplatte
4 Heizelement 13 Spalt
5 Heizelement 14 Abdeckplatte
6 Heizelement 15 Stützplatte
7 Heizelement 16 Mutter
8 Heizelement 17 Stützelement
Heizelement 18 Öffnung
19 Öffnung
1.1 Anschlusskontakt 20 Fuß
2.1 Anschlusskontakt 21 Suszeptor
3.1 Anschlusskontakt 22 Gaseinlassorgan 4.1 Anschlusskontakt 23 Prozesskammer 5.1 Anschlusskontakt 24 CVD-Reaktor
6.1 Anschlusskontakt 25 Kontaktstift
7.1 Anschlusskontakt 26 Heizvorrichtung 8.1 Anschlusskontakt 27 Verbindungselement 9.1 Anschlusskontakt 28 Öffnung
29 Heizvorrichtung
1.2 Anschlusskontakt 30 Stützelement
2.2 Anschlusskontakt 31 Abstandshalter
3.2 Anschlusskontakt 32 Isolierkörper
4.2 Anschlusskontakt 33 Isolierkörper
5.2 Anschlusskontakt 34 Fuß
6.2 Anschlusskontakt 35 Schlitz
7.2 Anschlusskontakt 36 Sicherungselement 8.2 Anschlusskontakt 37 Zapfen
9.2 Anschlusskontakt 38 Filament, Wolframdraht
39 Filament, Wolframdraht
1.3 Heizorgan
2.3 Heizorgan El erste Ebene
3.3 Heizorgan E2 zweite Ebene
4.3 Heizorgan
5.3 Heizorgan N.l Anschlusskontakt 6.3 Heizorgan N.2 Anschlusskontakt 7.3 Heizorgan N.3 Heizorgan
8.3 Heizorgan
9.3 Heizorgan

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung mit mindestens einer ersten elektrisch leitenden Kontaktplatte (11) und mit mindestens einer zweiten elektrisch leitenden Kontakt- platte (12) und mit einer Vielzahl von elektrisch parallel geschalteten ersten Heizelementen (1 bis 9) jeweils mit mindestens einem Widerstandsheizorgan (1.3 bis 9.3), wobei jedes der Heizelemente (1 bis 9) mit einem ersten Anschlusskontakt (1.1 bis 9.1) mit der ersten Kontaktplatte (11) und mit einem zweiten Anschlusskontakt (1.2 bis 9.2) mit der zweiten Kon- taktplatte (12) verbunden ist, wobei die beiden Kontaktplatten (11, 12) in einer gemeinsamen ersten Ebene (El) liegen, wobei die Widerstandsheizorgane (1.3 bis 9.3) entlang einer Spiralen- oder einer Kreisbogenlinie um ein Zentrum der Vorrichtung angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Kreisbogen- oder Spirallinie mehrere Heizorgane (1.3 bis 9.3) insbesondere hintereinander liegend oder ineinander geschachtelt angeordnet sind und die beiden in einer gemeinsamen ersten Ebene (El) liegenden ersten und zweiten Kontaktplatten (11, 12) kammartig ineinandergreifende Kontaktfortsätze (11', 12') aufweisen. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizorgan (1.3 bis 9.3) in einer zur ersten Ebene (El) parallelen Ebene (E2) unterhalb eines Suszeptors (21) einer Prozesskammer (23) eines
CVD-Reaktors (24) angeordnet ist. 3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch in Richtung der Flächennormalen der ersten Ebene verlaufenden Anschlusskontakte (1.1 bis 9.1, 1.2 bis 9.2), die sich in einem 90°- Winkel zur Erstreckungsrichtung der Heizelemente erstrecken, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass die Widerstandsheizorgane (1.3 bis 9.3) eine im We- sentlichen 90°-Krümmung ausbilden oder die Anschlusskontakte (1.1 bis 9.2) als 90°-Winkel gestaltet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (1 bis 9) gleich lang sind und sich insbesondere über die gleiche Bogenlänge erstrecken.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kontaktplatten (11, 12) durch einen Abstand (13) voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand (13) insbesondere von einem Luftspalt ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden aus Metall bestehenden Kontaktplatten (11, 12) durch einen von einem Isolator gebildeten Abstandshalter (31) in einem Abstand zueinander gehalten werden, wobei dem Abstandshalter (31) insbesondere ein Verbindungselement (27) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei nebeneinander angeordnete Anschlusskontakte (1.2, 2.2; 2.1, 3.1; 3.2, 4.2 8.2, 9.2) einer gemeinsamen Kontaktplatte (11, 12) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine parallel zu den Kontaktplatten (11, 12) angeordnete Stützplatte (15), die Stützelemente (17) aufweist, mit denen die Stützplatte (15) das Heizorgan (1.3 bis 9.3) stützt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützelemente (17) die Heizelemente (1 bis 9) hinsichtlich ihrer Abstandslage zur Stützplatte (15) und ihres Abstandes untereinander fixieren. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (15) zumindest auf ihrer zu den Heizelementen (1) zugewandten Seite Wärme reflektierend ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch eine zwischen Stützplatte (15) und den Kontaktplatten (11, 12) angeordnete
Abdeckplatte (14) die Öffnungen (18) ausbildet, durch die die Anschlusskontakte (1.1 bis 9.2) hindurchragen.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine zentrale Heizvorrichtung (10) mit Heizelementen (1 bis 9) von ein oder mehreren Heizelemente (1 bis 9) aufweisenden äußeren Heizvorrichtungen (26, 29) umgeben ist, wobei die Heizvorrichtungen (10, 26, 29) unabhängig voneinander bestrombare Heizelemente (1 bis 9) aufweisen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (15) mittels eines Verbindungselementes (27) mit zumindest einer der Kontaktplatten (11, 12) verbunden ist, wobei das Verbindungselement (27) insbesondere mit einem Isolierkörper (32, 33) mit der Kontaktplatte (11, 12) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Heizorgane (10, 26, 29) kreisförmig umeinander angeordnet sind, wobei eine erste zentrale Heizvorrichtung (10) eine kreisförmige Umrisskontur und zumindest eine radial äußere Heizvorrichtung (26, 29) einen kreisringförmigen Grundriss aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine radial zu äußerst liegende Heizvorrichtung (29) eine Vielzahl von nebeneinander verlaufenden Heizelementen (1 bis 5) aufweist, die mittels Stützelementen (30) elektrisch miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizelemente (1 bis 9) von wendelgangf örmig gewundenen Filamenten (38, 39) ausgebildet sind, wobei die Heizelemente (1 bis 9) insbesondere von Zwillingsfilamenten (38, 39) ausgebildet sind.
Vorrichtung, gekennzeichnet durch eines oder mehrere der kennzeichnenden Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.
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