JP7098690B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置に関し、より詳しくは、高圧及び低圧により基板処理が行われる基板処理装置に関するものである。

基板処理装置は、ウエハーのような基板に対する半導体工程を処理するものとして理解できる。基板処理装置の一例として、基板の熱処理のためにボートを利用するリアクタが利用できる。

リアクタは、一定の枚数単位（例えば、１８０枚）で基板がロードしたボートが熱処理のために、ロード領域で昇降されるか、熱処理された基板をアンロードするためにロード領域に下降するように構成される。

リアクタは、昇降されたボートを収容し、外部と遮断された反応空間を形成するチューブを備えるように構成される。大概のチューブは、熱処理工程を効率的に進めるために熱伝達特性が良好な石英材質で形成される。

前記チューブは、材質の特性に応じて内部の温度及び圧力が外部の温度及び圧力との差が大きく発生する場合、損傷されることがあり、このようなチューブの損傷は、基板処理装置の信頼度を低下させ、全体歩留まりもまた低下させる問題があった。
従って、基板処理装置は、製品の信頼度を確保することができ、歩留まりを改善できる技術を採用するように設計される必要がある。

また、前記基板処理装置は、原料ガス、反応ガス及びキャリアガスなどを供給し、適切な温度と圧力を加え、所望の肉厚の薄膜を基板に形成するために利用される。
また、このような薄膜を形成する過程で、薄膜の内部又は薄膜表面の残留物は、歩留まりを低下させる問題があった。

従って、前記残留物を前処理するか、工程中に処理するか、そして工程後に処理する技術の開発が求められており、開発された技術を効果的に適用するための基板処理装置の開発もまた求められている。

本発明の目的は、前述のような問題点を解決するために、基板に薄膜を形成する前、薄膜を形成する途中又は薄膜を形成した後にも、薄膜に存在する様々な不完全性を最小化することができる基板処理装置を提供することにある。

また、本発明の別の目的は、基板の薄膜の歩留まりを改善させるために、反応空間が常圧より高い高圧を有する高圧工程と、反応空間が常圧より低い低圧を有する低圧工程とを進める基板処理装置を提供することにある。

さらに、本発明のさらに別の目的は、このような圧力の変化を制御するために、工程が進むインナーチューブと、インナーチューブ外部の圧力を制御するアウターチューブとを含むように反応チューブを構成することによって、工程処理中の反応チューブの圧力変化に伴う制御が容易な基板処理装置を提供することにある。

また、本発明のさらに別の目的は、基板処理のための工程期間中、アウターチューブとインナーチューブと間の圧力をインナーチューブの反応空間より高く維持することによって、インナーチューブが損傷された場合にも、アウターチューブの内部に損傷範囲を制限することができる基板処理装置を提供することにある。

さらに、本発明のさらに別の目的は、ドーム状天井を有するようにインナーチューブとアウターチューブを形成することによって、インナーチューブとアウターチューブの構造的安定性を確保し、インナーチューブの内部で渦流が形成されるか、気流の流れが部分的に停滞されることを防止することができる基板処理装置を提供することにある。

また、本発明のさらに別の目的は、インナーチューブとアウターチューブに対応するインナーマニホールドとアウターマニホールドを構成することによって、インナーチューブとアウターチューブにガスを供給するか、排気することができ、設計及び組み立ての便宜性を確保することができる基板処理装置を提供することにある。

さらに、本発明のさらに別の目的は、基板処理のための工程中、反応空間に高圧が形成される場合、インナーマニホールドとキャップフランジと間に漏れが発生することを防止することができる基板処理装置を提供することにある。

また、本発明のさらに別の目的は、ドーム状天井を有する垂直円筒状のインナーチューブによる反応空間の全体に対して、温度検知可能な基板処理装置を提供することにある。

本発明は、前記のような本発明の目的を達成するために創出されたものであり、本発明は、内部に保護空間を形成し、下部に第１の入口が形成されたアウターチューブと、内部に反応空間を形成し、下部に第２の入口が形成されており、一部が前記アウターチューブに受容され、前記第２の入口が形成された部分は、前記アウターチューブの下方に突出されたインナーチューブと、上部の前記アウターチューブと下部の前記インナーチューブとを離隔して支持するマニホールドアセンブリと、前記マニホールドアセンブリの下部を密閉するキャップフランジと、を含み、前記マニホールドアセンブリは、前記アウターチューブの下端部を支持し、前記保護空間と連結される第１の内部空間を形成するアウターマニホールドと、上端が、前記アウターマニホールドの下端と結合部材を介して締結され結合され、前記インナーチューブの下端部を支持し、前記反応空間と連結される第２の内部空間を形成するインナーマニホールドと、
を含む基板処理装置を開示する。

前記アウターチューブは金属材質で形成され、前記インナーチューブは非金属材質で形成される。

前記アウターチューブと前記インナーチューブは、非金属材質で形成される。

前記アウターチューブは、第１のドーム状天井を有する垂直円筒状に構成され、

前記インナーチューブは、第２のドーム状天井を有する垂直円筒状に構成される。

前記アウターマニホールドは、前記第１の内部空間を形成する第１の側壁と、前記第１の側壁の上部の周りに外側に延び、前記アウターチューブの下端部を支持する第１の上部フランジと、前記第１の側壁下部の周りに外側に延び、前記インナーマニホールドと結合され、周りに沿って前記結合部材の締結が可能な複数の第１の締結部が形成された第１の下部フランジと、を備え、前記インナーマニホールドは、前記第２の内部空間を形成する第２の側壁と、前記第２の側壁の上部の周りに外側に延び、前記アウターマニホールドと結合され、周りに沿って前記結合部材の締結が可能な複数の第２の締結部が形成された第２の上部フランジと、前記第２の側壁下部の周りに外側に延び、前記キャップフランジにより密閉される第２の下部フランジと、を備え、前記結合部材により前記第１の下部フランジと前記第２の上部フランジとが結合される。

前記アウターマニホールドの前記第１の側壁の内径は、前記インナーマニホールドの前記第２の側壁の内径よりも大きい。

前記アウターマニホールドは、 不活性ガスを供給するアウターガス供給口と不活性ガスを排気するアウターガス排気口とが形成される。

前記アウターマニホールドは、
前記保護空間の圧力を常圧より低い低圧に形成するために、外部の真空ポンプと連結されるアウターポンプ口が形成される。

前記インナーマニホールドは、工程ガスを供給するインナーガス供給口、前記工程ガスを排気するインナーガス排気口が形成される。

前記インナーマニホールドは、前記反応空間の圧力を常圧より低い低圧に形成するために、外部の真空ポンプと連結されるインナーポンプ口が形成される。

前記インナーマニホールドは、前記反応空間の温度を測定する熱電対が設けられる熱電対保護管が締結される熱電対締結口が、前記第２の側壁に形成される。

前記キャップフランジの側面の分散された位置に構成された複数のクランプモジュールと、前記マニホールドアセンブリを介して前記反応空間に対するポンピングを行うインナーポンプ部と、をさらに含み、前記キャップフランジの昇降により、前記キャップフランジの上面が、前記マニホールドアセンブリの底面とＯリングを挟んで第１の離隔間隔で近接し、前記インナーポンプ部のポンピングにより、前記反応空間が常圧未満に減圧されれば、前記キャップフランジの上面が、前記マニホールドアセンブリの底面と前記Ｏリングを挟んで前記第１の離隔間隔よりも小さい第２の離隔間隔で隣接し、前記複数のクランプモジュールが、前記第２の離隔間隔で隣接した前記キャップフランジと前記マニホールドアセンブリの下部とをクランプするように構成される。

前記キャップフランジ下部に離隔を維持し、固定されるベースプレートをさらに備え、前記複数のクランプモジュールは、前記ベースプレートに分散して設けられ、前記キャップフランジの側面に対向するクランプチャネルが形成されたクランプをそれぞれ備え、前記クランプを駆動することによって、前記第２の離隔間隔で隣接した前記キャップフランジと前記マニホールドアセンブリの下部とを前記クランプチャネル内にクランプする。

それぞれの前記クランプモジュールは、前記キャップフランジの側面に対向する前記クランプチャネルが形成された前記クランプと、前記クランプを垂直支持するクランプブラケットと、前記ベースプレートに固定され、ロッドを介して前記クランプブラケットに連結され、前記クランプブラケット及び前記クランプを前進又は後進させるアクチュエータと、を含み、前記アクチュエータの駆動によって、前記クランプは、クランプするためのロック位置とクランプ解除のための解除位置との間を移動する。

前記ベースプレートの下部に、弾性部の弾性力により前記ベースプレートと離隔が維持される昇下降プレートをさらに備え、前記弾性部は、前記ベースプレートと前記昇下降プレートと間に介在され、前記キャップフランジの上面と前記マニホールドアセンブリの底面が前記第１の離隔間隔で近接するための前記弾性力を提供する。

前記弾性部は、前記昇下降プレートと前記ベースプレートと間の複数の位置に介在されたスプリングを含む。

前記インナーマニホールドは、前記マニホールドアセンブリの下部をなし、前記キャップフランジの辺部の上面に対向する第２の下部フランジを備え、前記複数のクランプモジュールがＯリングを介して前記第２の離隔間隔で隣接した前記キャップフランジと前記第２の下部フランジとをクランプするように構成される。

前記インナーチューブの前記反応空間に垂直設けられ、下部が前記インナーマニホールドを介して引き出され、前記反応空間内のそれぞれ異なる位置で温度を検知する検出部を備える熱電対が複数個挿入される熱電対保護管を含み、前記反応空間は、第２のドーム状天井により形成された天井領域と前記天井領域の下部の反応領域とに分けられ、前記熱電対保護管は、前記天井領域に延び、曲げられた上部の延長管を備え、少なくとも一つの熱電対の前記検出部が前記延長管内に位置する。

前記熱電対保護管は、上部の前記延長管と、前記延長管の下部の垂直管と、前記垂直管から折れて形成され、前記インナーマニホールドの側壁を貫通して外部に引き出される下部管と、を含み、前記延長管、前記垂直管及び前記下部管は、一体に形成される。

本発明による基板処理装置は、薄膜を形成する前、形成する途中又は形成した後に、反応空間を適切な雰囲気で加圧し、その後、減圧する。従って、薄膜の特性を改善することができる利点がある。

また、本発明による基板処理装置は、インナーチューブとアウターチューブによる二重チューブ構造を有する。従って、インナーチューブは、アウターチューブにより外部環境に直接露出されることを防止することができるので、外部環境とインナーチューブ内部の反応空間と間の環境差によってインナーチューブが損傷されることを防止することができる利点がある。

さらに、本発明による基板処理装置は、基板処理のための工程期間中、アウターチューブの保護空間の圧力がインナーチューブの反応空間と同じであるか、高く維持される。それにより、インナーチューブが不特定の理由により損傷された場合、アウターチューブの保護空間の高圧によりパーティクルなどがアウターチューブの外部へ拡散されることを防止することができる利点がある。

また、本発明による基板処理装置は、インナーチューブによる損傷を防止することができ、インナーチューブによる損傷範囲がアウターチューブの内部に制限されることによって、基板処理装置の信頼性を確保することができ、工程の歩留まりを改善できる利点がある。

さらに、本発明による基板処理装置は、ドーム状天井を有するように、インナーチューブとアウターチューブとが形成される。これにより、ドーム状天井により、インナーチューブとアウターチューブの上部では圧力が均等に分散されるので、構造的安定性が確保される。また、インナーチューブの内部で渦流が形成されるか、気流の流れが部分的に停滞されることを防止することができる利点がある。これにより、製品の信頼性を確保することができ、工程効率及び工程の歩留まりを改善することができる利点がある。

また、本発明による基板処理装置は、インナーチューブとアウターチューブのそれぞれの下部に、インナーマニホールドとアウターマニホールドを構成される。これにより、本発明の基板処理装置は、インナーチューブとアウターチューブに対する独立的なガスを供給と排気が可能な利点がある。また、ガスの供給及び排気構造がインナーチューブとアウターチューブの下部に集中されることで、設計及び組み立ての便宜性を確保することができる。

さらに、本発明による基板処理装置は、反応空間の減圧によりインナーマニホールドとキャップフランジと間の離隔間隔を狭めた後、これらをクランプすることができる利点がある。これにより、本発明による基板処理装置は、基板処理のための工程期間の高圧によりインナーマニホールドとキャップフランジと間に漏れが発生することを防止することができる利点がある。

また、本発明による基板処理装置は、ドーム状天井を有する垂直円筒状のインナーチューブを利用して反応空間を形成し、ドーム状天井の下部を含む反応空間の複数の温度検知位置で温度検知が可能になる。これにより、ドーム状天井を有するインナーチューブによる反応空間全体に対する温度検知が可能で、基板処理のための反応空間全体に対して加熱を均一に制御することができる利点がある。

さらに、本発明による基板処理装置は、基板処理のための工程期間中、アウターチューブの保護空間の圧力を、インナーチューブの反応空間と同等であるか、高く維持できるように、反応空間と保護空間に対する独立的なガス供給及び排気が可能な利点がある。

本発明による基板処理装置の第１の位置を示す断面図である。 図１の基板処理装置の第２の位置を示す断面図である。 図１の基板処理装置におけるマニホールドアセンブリの構成を説明する分解斜視図である。 図１の基板処理装置におけるマニホールドアセンブリの組み立て状態を説明する断面図である。 図１の基板処理装置におけるクランプモジュールによるマニホールドアセンブリとキャップフランジとのクランプを説明するための部分断面図である。 図１の基板処理装置におけるクランプモジュールのクランプが解除された状態を示した部分断面図である。 図１の基板処理装置における熱電体が設けられた熱電体保護管の斜視図である。 図１の基板処理装置におけるガスユーティリティの第１実施例を示す系統図である。 図１の基板処理装置におけるガスユーティリティの第２実施例を示す系統図である。 図１の基板処理装置におけるガスユーティリティの第３実施例を示す系統図である。 図１の基板処理装置におけるガスユーティリティの第４実施例を示す系統図である。 図１の基板処理装置におけるガスユーティリティの第５実施例を示す系統図である。 図１の基板処理装置におけるガスユーティリティの第６実施例を示す系統図である。 図１の基板処理装置におけるガスユーティリティによる動作を説明するための一実施例の波形図である。 図１の基板処理装置におけるガスユーティリティによる動作を説明するための他の実施例の波形図である。

以下、本発明による基板処理装置について添付図面を参照して説明する。

本発明による基板処理装置は、図１に示されように、内部に保護空間２２を形成し、下部に第１の入口が形成されたアウターチューブ２０と、内部に反応空間３２を形成し、下部に第２の入口が形成されており、一部が前記アウターチューブ２０に受容され、前記第２の入口が形成された部分は、前記アウターチューブ２０の下方に突出されたインナーチューブ３０と、上部の前記アウターチューブ２０と下部の前記インナーチューブ３０とを離隔して支持するマニホールドアセンブリと、前記マニホールドアセンブリの下部を密閉するキャップフランジ７０と、を含む。

本発明は、基板処理のための工程を行う基板処理装置を例示する。

基板処理装置による基板処理のための工程は、ウエハーのような基板に膜質を形成するための工程やアニール（Anneal）等が例示され得る。

本発明の基板処理装置は、薄膜を形成する前に、反応空間が常圧より高い高圧を有する高圧工程と、反応空間が常圧より低い低圧を有する低圧工程を行うことができ、一例として、高圧工程を行った後、低圧工程を行うことができる。

この場合、本発明の基板処理装置は、薄膜を形成する前に、前記高圧工程と低圧工程が行われる変圧過程を通して基板を前処理するものとして理解することができる。
このような前処理によって基板の界面格子で不純物やその他の原因による薄膜の不完全性を除去することができる。

例示的に、基板の表面が塩素により汚染された場合、塩素は、基板のシリコーン原子と弱い結合状態をなしている。

このとき、水素を用いて反応空間が適切な温度と常圧以上の適切な高圧を有するようにすれば、軽い原子である水素は、基板の表面だけでなく、シリコーン格子構造の表面からある程度の深さまで浸透可能になる。

従って、高圧の水素は、塩素不純物との還元反応が促進され塩化水素の副産物を形成し、シリコーン表面から分離され、分離された副産物は、チャンバが低圧に減圧される過程でリアクタ又はチャンバの外へ排出される。

そして、高圧状態では、シリコーン結晶原子の熱振動が増加するところ、増加した熱振動によりシリコーン表面原子と弱い結合をなしていた不純物は除去されるので、基板表面が再結晶化（recrystallize）又はマイグレーション（migration）現象が促進され、アニーリング効果を得ることができる。

このような再結晶化は、薄膜をなす元素間の分子結合をより強くさせ、たとえ、不純物がまだ残っていたとしても再び半導体表面と反応してくっつくことを防止する。

また、本発明の基板処理装置は、薄膜を形成する中に、反応空間が常圧より高い高圧を有する高圧工程と、反応空間が常圧より低い低圧を有する低圧工程を行うことができる。例示的に高圧工程を行った後に、低圧工程を行うことができる。

この場合、本発明の基板処理装置は、薄膜を形成する途中、適切なガスを用いて反応空間が常圧以上の高圧を有するようにし、その後、反応空間の圧力を常圧より低い低圧を有するようにすることによって、一部の肉厚の薄膜の特性を改善することができる。

例示的に、ＴｉＮ薄膜の場合に、薄膜の一部が形成されれば、原料ガスを排気して成膜を止め、この状態で水素（Ｈ_２）を反応空間内に注入して反応空間が高圧を有するようにする。

高圧の間、水素分子の密度が増加するだけでなく、水素分子気体の動きがさらに速くなる。

従って、水素分子が比較的弱い結合をなしている残留塩素（Ｃｌ）元素や、比較的堅固な結合をしている塩素（Ｃｌ）元素との反応がより活性化され、排気に有利な塩化水素（ＨＣｌ）ガスに還元される。

さらに、高圧の還元雰囲気では薄膜をなしている元素の再結晶化が促進され薄膜の質が改善されており、特に、このような再結晶化は、薄膜をなす元素間の分子結合を一層強くさせることになる。

一方、この過程で例示的に説明した水素分子のように、高圧のために反応空間に加えられる元素は、薄膜内の不純物と結合して形成された副産物が排出されるようにし、結果的に不純物が除去されるようにする気体である。

次に、反応空間が低圧を有するようにすれば、残留した塩素（Ｃｌ）などの不純物が塩化水素（ＨＣｌ）ガス状態で排気される。

より具体的に、反応空間が高圧から常圧水準に減圧されれば、塩化水素（ＨＣｌ）ガス状態の副産物が薄膜の表面又は薄膜外部に移動することができる。

より具体的には、反応空間が高圧から常圧水準に減圧される過程で、薄膜の奥深い位置の副産物は、薄膜の表面に移動し、比較的薄膜の表面に隣接した副産物は、薄膜外部に移動することができる。

以後に、反応空間が強制排気により常圧から低圧に減圧されれば、薄膜の表面又は薄膜外部に移動し、チャンバ内に存在する塩化水素（ＨＣｌ）ガス状態の副産物がチャンバの外部に排出され、結果的に不純物を除去することができる。

結果的に、このような高圧工程－低圧工程、即ち、変圧過程によりＴｉＮ薄膜内の好ましくない様々な残留物が薄膜元素となる弱い結合は崩れることになり、崩れた不純物は、従来に比べより有効に除去され、薄膜をなす結晶構造の不完全性やその他の有機物もより有効に除去され、アニールされる。

次に、反応空間内に原料ガスを加え、ＴｉＮ薄膜の残りの肉厚を成膜する。

また、本発明の基板処理装置は、薄膜を形成した後に、反応空間が常圧より高い高圧を有するようにし、その後、反応空間が常圧より低い低圧を有するように構成され得る。

この場合、本発明の基板処理装置は薄膜を形成した後、前記した変圧過程により薄膜の特性を改善することができ、これに対する特性改善は、前述した例示などにより理解できるので、具体的な説明は省略する。

本発明の基板処理装置は、前述した高圧工程と低圧工程を含む変圧工程を行うことができる構造を有するように、図１及び図２のように実施され得る。

図１及び図２は、基板処理装置の一例であり、リアクタを例示する。

図１及び図２のリアクタは、説明の便宜のために基板処理装置と呼ぶ。

図１は、内部の熱電対保護管１００を示すための第１の位置の基板処理装置の断面図であり、図３の１－１切断部分に該当する。

図２は、内部のガス供給管６９を示すための第２の位置の基板処理装置の断面図であり、図３の２－２切断部分に該当する。

基板処理装置は、隔壁ＣＡを基準にし、ヒータ１０が構成された上部とボート８０がロードされる下部とに分けられる。

前記ヒータ１０は、前記した隔壁ＣＡの上部に構成され、内部に加熱空間１２を有している。加熱空間１２には、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０が受容される。

加熱空間１２は、下部に入口を有し、内部に受容されるアウターチューブ２０とインナーチューブ３０の形状に対応して天井が塞がった円筒状に形成され得る。

隔壁ＣＡは、加熱空間１２の入口に対応する貫通領域を有するように構成される。

隔壁ＣＡの上面には、所定の肉厚のヒータベース１４を介してヒータベース１４の上にヒータ１０を支持するように構成される。

ヒータ１０は、高さ単位に区分される複数の加熱ブロック（未図示）を含んでいてもよく、各加熱ブロック別に加熱温度を独立して制御することができる。

本発明の基板処理装置は、アウターチューブ２０及びインナーチューブ３０を備える。

前記アウターチューブ２０は、第１のドーム状の天井を有する垂直円筒状に構成され、内部に保護空間２２が形成され、下部に第１の入口が形成される。

また、前記アウターチューブ２０は、第１の入口から外側に延びたリング状のアウターフランジ２８を有する。

このとき、保護空間２２は、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０と間に形成される離隔された空間であり、圧力が制御される空間である。

前記保護空間２２は、インナーチューブ３０の反応空間３２が常圧以上の圧力を有する場合、保護空間２２の圧力は、反応空間３２より一定程度高い高圧を有することができる。

また、前記保護空間２２は、反応空間３２が常圧未満の低圧の場合、保護空間の圧力は常圧を維持するか、低圧である反応空間３２より一定程度高く、常圧より低い圧力を有することができる。

従って、保護空間２２は、離隔空間や圧力制御空として理解でき、インナーチューブ３０が損傷されたとき、パーティクルによる汚染範囲が拡散されることを防止する役割を果たす。

前記インナーチューブ３０は、第２ドーム状の天井を有する垂直円筒状に構成され、内部に反応空間３２を形成し、下部に第２の入口が形成され得る。

また、前記インナーチューブ３０は、一部がアウターチューブ２０に受容され、第２の入口が形成された部分は、アウターチューブ２０の下方に突出されるように構成され得る。

さらに、前記インナーチューブ３０は、第２の入口から外側に延びたリング状のインナーフランジ３８を有し得る。

ここで、アウターチューブ２０のアウターフランジ２８とインナーチューブ３０のインナーフランジ３８は同じ外径を有してもよい。

一方、アウターチューブ２０は、金属材質で形成され、インナーチューブ３０は、非金属材質で形成されてもよく、他の例として、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０の両方は非金属材質で形成されてもよい。

例示的に金属材質は、ＳＵＳが用いられてもよく、非金属材質は石英が用いられる。

前記アウターチューブ２０は、インナーチューブ３０の一部を内部に収容し、内側壁がインナーチューブ３０の外側壁と均一な離隔間隔を有するように構成される。

それにより、アウターチューブ２０は、インナーチューブ３０の側壁の外径よりも大きい内径を有するように構成される。

即ち、アウターチューブ２０の保護空間２２の第１の入口は、インナーチューブ３０の反応空間３２の第２の入口よりも大きい内径を有するように形成される。

前記アウターチューブ２０の第１のドーム状の天井とインナーチューブ３０の第２ドーム状の天井は、互いに離隔されてできた空間が維持されるように製作者によって様々な形状で構成されてもよい。

一例として、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０のドーム状の天井は、同じ曲率を有する半球状に形成され得る。

これにより、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０が結合される場合、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０と間に保護空間２２が形成され得る。

前述したように、本発明の実施例は、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０による二重チューブ構造を有する。

従って、インナーチューブ３０は、外部環境と内部の反応空間３２との環境差によって損傷されることが防止され得る。

また、本発明の実施例は、それぞれドーム状の天井を有するようにアウターチューブ２０とインナーチューブ３０が形成される。

ドーム状の構造は、内圧と外圧を効果的に分散させることができるので、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０は、ドーム状の天井により圧力に対して安全性を確保することができる。

そして、ドーム状の天井は、気流の流れを円滑にすることができるので、インナーチューブ３０は、反応空間の上部で渦流が形成されるか、気流の流れが部分的に停滞することが防止される利点がある。

前記した圧力差を有するようにインナーチューブ３０とアウターチューブ２０を構成することは、インナーチューブ３０が不特定の理由で損傷されたとき、工程中の副産物、反応空間の処理ガス及びパーティクルなどがアウターチューブ２０の外部に拡散されることをアウターチューブ２０の保護空間２２の高圧により防止するためである。

一方、本発明は、図３及び図４に示されるように、マニホールドアセンブリを備え、マニホールドアセンブリは、アウターチューブ２０の下部に保護空間２２と連結される第１の内部空間５９を形成し、インナーチューブ３０の下部に反応空間３２と連結される第２の内部空間６８を形成する。

そして、前記マニホールドアセンブリは、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０が互いに離隔された状態を維持するように、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０をそれぞれ支持することができる。

そのために、前記マニホールドアセンブリは、アウターマニホールド５０とインナーマニホールド６０及びリング状のカバー４０を含む。

そして、前記したマニホールドアセンブリの下部は、キャップフランジ７０により密閉される。

前記リング状のカバー４０は、アウターチューブ２０のアウターフランジ２８を上部でカバーし、アウターマニホールド５０と結合されるように構成される。

これにより、前記アウターフランジ２８は、結合されたリング状のカバー４０とアウターマニホールド５０と間に介在される。

より具体的に、前記リング状のカバー４０は、辺部に結合部材の締結が可能な複数の締結部が形成されてもよく、アウターマニホールド５０は、後記する第１の上部フランジ５１の辺部に結合部材の締結が可能な複数の締結部が形成され得る。

従って、前記結合部材が、リング状のカバー４０とアウターマニホールド５０の対向する締結部とを結合することによって、リング状のカバー４０とアウターマニホールド５０とは結合できる。

このとき、前記結合部材はネジ（又はナット）であってもよく、複数の締結部は、ネジ孔（又はボルト孔）であってもよい。

また、前記リング状のカバー４０は、アウターチューブ２０のアウターフランジ２８の上面に対向する水平部４４及び辺部に形成された第１の垂直部４２を備えるリング状に構成され得る。

このとき、前記リング状のカバー４０のリング状の貫通口にはアウターチューブ２０が挿入され得る。

前記リング状のカバー４０の第１の垂直部４２は、アウターフランジ２８を外れた位置に形成され、締結部であるネジ孔（又はボルト孔）がリング状の辺部に沿って配置され、第１の垂直部４２を垂直貫通するように形成され得る。

前記アウターマニホールド５０は、アウターチューブ２０の下端部を支持し、保護空間２２と連結される第１の内部空間５９を形成する。

このとき、保護空間２２と第１の内部空間５９は、互いに連結された独立した一つの空間を形成することができる。

前記第１の内部空間５９は、インナーチューブ３０をアウターチューブ２０内部に進入させ設けるとき、保護空間２２を形成し、両チューブ間に適当な離隔空間を提供する。

前記インナーチューブ３０の直径がアウターチューブ２０の直径よりも小さいので、インナーマニホールド６０の第２の側壁の直径もアウターマニホールド５０の第１の側壁の直径よりも小さいので、第１の内部空間５９が自然に形成され得る。

一方、前記アウターマニホールド５０は、第１の側壁５５、第１の上部フランジ５１及び第１の下部フランジ５３を備える。

前記第１の側壁５５は、円筒状の第１の内部空間５９を形成するように構成される。

また、前記第１の側壁５５は、アウターガス排気口５４とアウターガス供給口５２が形成され、さらにアウターポンプ口（未図示）を含むことができる。

前記アウターガス排気口５４は、保護空間２２に加えられた不活性ガスを排気する構成であり、後記するアウター排気ライン７０２と連結され得る。

前記アウターガス供給口５２は、保護空間２２に不活性ガスを加えるための構成であり、後記する第１の供給管６０２と連結され得る。

前記アウターポンプ口は、保護空間２２の圧力を常圧より低い低圧に形成するために、外部の真空ポンプ７５０と連結される構成であり、後記するアウター真空ポンプライン７６２と連結され得る。

前記第１の上部フランジ５１は、第１の側壁５５上部の周りに外側に延び、アウターチューブ２０の下端部、即ち、アウターフランジ２８を支持するように構成され得る。

このとき、前記第１の上部フランジ５１は、前述したように、辺部に結合部材の締結が可能な複数の締結部が形成される。

一例として、前記第１の上部フランジ５１の辺部には、リング状のカバー４０の締結部が形成された各位置に対応する締結部であるネジ孔（又はボルト孔）が辺部に沿って配置され形成されることによって、リング状のカバー４０の締結部が垂直貫通するようにすることができる。

前記第１の下部フランジ５３は、第１の側壁５５下部の周りに外側に延び、インナーマニホールド６０と結合されており、周りに沿って結合部材の締結が可能な複数の第１の締結部が形成されるように構成される。

一方、前記アウターマニホールド５０は、第１の上部フランジ５１の複数の位置で側面に延び、垂直貫通口を有する締結部５６をさらに備えることができる。

前記締結部５６は、貫通口を貫通するボルト５８によりリング状のカバー４０の上部の上部構造と結合され得る。

ここで、上部構造は、即ち、隔壁ＣＡ、ヒータベース１４及びヒータ１０の少なくとも一つであってもよく、ボルト５８と貫通口の結合は、締結部５６を上部構造と結合するための結合材として例示したもので、前記した結合材は、製作者の意図に応じて多様に変形実施することができる。

前記アウターマニホールド５０の構造によって、リング状のカバー４０とアウターマニホールド５０はアウターチューブ２０のアウターフランジ２８を介在して結合され得る。

また、前記アウターマニホールド５０は、リング状のカバー４０の上部に位置した上部構造、即ち、隔壁ＣＡ、ヒータベース１４及びヒータ１０の少なくとも一つと締結部５６を利用して結合することができる。

そして、前記アウターマニホールド５０の第１の下部フランジ５３は、インナーチューブ３０のインナーフランジ３８を挟んでインナーマニホールド６０の第２の上部フランジ６１と結合される。

前記インナーマニホールド６０は、アウターマニホールド５０下部に結合され、インナーチューブ３０の下端部を支持し、反応空間３２と連結される第２の内部空間６８を形成する。

このとき、反応空間３２と第２の内部空間６８は、互いに連結された独立した一つの空間を形成する。

前記インナーマニホールド６０は、第２の側壁６５、第２の上部フランジ６１及び第２の下部フランジ６３を備える。

前記第２の側壁６５は、円筒状の第２の内部空間６８を形成するように構成され得る。

また、前記第２の側壁６５は、工程ガスを供給するインナーガス供給口６２、前記工程ガスを排気するインナーガス排気口６４及びインナーポンプ口６６を含むことができる。

前記インナーガス供給口６２は、反応空間３２に工程ガスを供給する構成であり、後記する第２の供給管６２２と連結することができる。

前記インナーガス排気口６４は、反応空間３２に加えられた工程ガスを排気する構成であり、後記するインナー排気ライン７２２と連結することができる。

前記インナーポンプ口６６は、前記反応空間３２の圧力を常圧より低い低圧に形成するために外部の真空ポンプ７５０と連結される構成であり、後記するインナー真空ポンプライン７４２と連結することができる。

前記第２の上部フランジ６１は、第２の側壁６５上部の周りに外側に延び、アウターマニホールド５０と結合されており、周りに沿って結合部材の締結が可能な複数の第２の締結部が形成されるように構成され得る。

より具体的に、前記第２の上部フランジ６１は、インナーチューブ３０の下端部、即ち、インナーフランジ３８を支持するように構成され、アウターマニホールド５０の第１の下部フランジ５３と結合される。

即ち、アウターマニホールド５０の第１の下部フランジ５３とインナーマニホールド６０の第２の上部フランジ６１は、ネジ（又はボルト）のような結合部材により対応する第１の締結部及び第２の締結部の結合により結合することができる。

ここで、第１の締結部及び第２の締結部は、ネジ孔（又はボルト孔）として例示され得る。

このとき、前記アウターマニホールド５０の第１の下部フランジ５３とインナーマニホールド６０の第２の上部フランジ６１は、インナーチューブ３０のインナーフランジ３８を挟んで結合され得る。

また、前記インナーマニホールド６０の第２の上部フランジ６１の辺部は、第２の締結部の形成のために第２垂直部６７がさらに備えられていてもよい。

前記第２垂直部６７は、インナーフランジ３８を外れた位置にアウターマニホールド５０の第１の下部フランジ５３の辺部に対応する領域に形成される。

これにより、前記第２垂直部６７は、第２の締結部であるネジ孔（又はボルト孔）が辺部に沿って配置され、垂直貫通するように形成することができる。

従って、第１の下部フランジ５３と第２の上部フランジ６１の第２垂直部６７が、ネジ（又はボルト）のような結合部材により結合され、その結果、アウターマニホールド５０とインナーマニホールド６０がインナーフランジ３８を挟んで結合され得る。

前記第２の下部フランジ６３は、第２の側壁６５下部の周りに外側に延び、キャップフランジ７０により密閉されるように構成される。

本発明は、前述したように、インナーチューブ３０とアウターチューブ２０のそれぞれの下部にインナーマニホールド６０とアウターマニホールド５０とが構成される。

従って、インナーチューブ３０とアウターチューブ２０の離隔及びこれらに対する独立的なガスの供給と排気が可能となり、ガスの供給及び排気構造が、インナーチューブ３０とアウターチューブ２０の下部に集中されることによって、基板処理装置の設計及び組み立ての便宜性が確保できる。

一方、本発明による基板処理装置は、様々な位置に設けられる複数のシーリング部が備えられてもよい。

例えば、前記シーリング部は、アウターフランジ２８の底面と第１の上部フランジ５１の上面と間、第１の下部フランジ５３の底面とインナーフランジ３８の上面と間及びインナーフランジ３８の底面と第２の上部フランジ６１の上面と間にそれぞれ介在され得る。

前記シーリング部は、例示的にＯリング（ＯＲ）で構成されてもよく、第１の上部フランジ５１の上面、第１の下部フランジ５３の底面及び第２の上部フランジ６１の上面にＯリング（ＯＲ）を一部挿入して構成するためのＯリング溝（未図示）が形成され得る。

一方、本発明による基板処理装置におけるキャップフランジ７０、ベースプレート２００、昇下降プレート２１０及びクランプモジュール３００について、図５及び６を参照して詳細に説明する。

前記キャップフランジ７０は、インナーマニホールド６０の第２の下部フランジ６３の下部に昇下降される構成であり、様々な構成が可能である。

前記キャップフランジ７０は、昇降して上面がインナーマニホールド６０の第２の下部フランジ６３に密着することによって第２の内部空間６８を密閉する。

ここで、前記第２の内部空間６８は、上部の反応空間３２と連結され一つの空間を形成するので、前記キャップフランジ７０は、第２の下部フランジ６３と密着されることにより、インナーチューブ３０内部の反応空間３２とインナーマニホールド６０の第２の内部空間６８を共に密閉するものとして理解できる。

前記キャップフランジ７０は、インナーマニホールド６０の下部をカバーできるように円板状に構成される。

前記キャップフランジ７０は、昇下降プレート２１０の昇降又は下降に連動して、昇降又は下降される。

前記キャップフランジ７０は、上面の辺部がインナーマニホールド６０の底面と第１の離隔間隔Ｔｇを有するように昇降し、インナーマニホールド６０の下部を閉鎖することができる。

従って、前記キャップフランジ７０は、インナーマニホールド６０下部をカバーすることによって、インナーマニホールド６０の内部と連結されたインナーチューブ３０の反応空間３２を外部と隔離させることができる。

また、前記キャップフランジ７０の上部には、ボート８０が載置される回転プレート９０がさらに備えられていてもよい。

前記回転プレート９０は、上部に載置されたボート８０の下部と結合し、下部の駆動部４００から回転力が伝達されるように構成される。

これにより、前記回転プレート９０は、駆動部４００の回転力に応じて上部のボート８０を回転させるように構成することができる。

これにより、前記回転プレート９０を介してボート８０が工程期間に回転する場合、ボート８０にロードされた基板に反応のためのガスを均一に供給することができ、その結果、歩留まりが向上される。

このとき、前記ボート８０は、ロードされた基板のプロセス進行のために、インナーチューブ３０の第１の入口及びマニホールドアセンブリの通路を介して上昇する。

また、前記ボート８０は、プロセスが完了した基板のアンロードのためにインナーチューブ３０の第１の入口及びマニホールドアセンブリの通路を介して下降することができる。

一方、前記キャップフランジ７０の下部には、ベースプレート２００、昇下降プレート２１０、クランプモジュール３００及び駆動部４００が構成される。

まず、前記ベースプレート２００は、キャップフランジ７０の下部に平行に離隔を維持し、固定され得る。

より具体的に、前記ベースプレート２００は、キャップフランジ７０と間に垂直ロッドを介して結合される構造であり、垂直ロッドの上部がキャップフランジ７０とネジ結合され、垂直ロッドの下部がベースプレート２００とネジ結合されることで、ベースプレート２００とキャップフランジ７０が互いに平行に離隔を維持して設けられ得る。

このとき、前記ベースプレート２００は、後記する複数のクランプモジュール３００を設けるためのものであり、このとき、複数のクランプモジュール３００は、ベースプレート２００の複数の位置に分散して設けられ得る。

前記クランプモジュール３００は、キャップフランジ７０の側面に対向するクランプチャネル３１２が形成されたクランプ３１０を含む。

このとき、前記クランプモジュール３００は、クランプ３１０を駆動することによって、第２の離隔間隔で密着したキャップフランジ７０とインナーマニホールド６０の第２の下部フランジ６３とをクランプチャネル３１２内にクランプするように構成される。

また、クランプモジュール３００は、クランプ３１０、クランプブラケット３２０及びアクチュエータ３３０を備える。

前記クランプ３１０は、前述したように、キャップフランジ７０の側面に対向するクランプチャネル３１２が形成され、このとき、クランプチャネル３１２は、クリップ状に構成され得る。

前記クランプブラケット３２０は、クランプ３１０を垂直支持し、板状に構成され得る。

前記アクチュエータ３３０は、ベースプレート２００の底面に固定され、ロッド３３２を介してクランプブラケット３２０に連結される。

前記アクチュエータ３３０は、ロッド３３２を駆動することによって、クランプブラケット３２０及びクランプ３１０を前進又は後進させる。

従って、クランプ３１０は、アクチュエータ３３０の駆動によりクランプするためのロック位置（図５に該当する）とクランプ解除のための解除位置（図６に該当）と間を移動することができる。

前記したベースプレート２００の下部には、昇下降プレート２１０が構成され、昇下降プレート２１０は、弾性部の弾性力によってベースプレート２００と離隔間隔が維持されるように構成される。

このとき、前記弾性部は、ベースプレート２００と昇下降プレート２１０と間に介在されるスプリング２１２であってもよい。

前記スプリング２１２は、キャップフランジ７０がインナーマニホールド６０の底面に当接するように昇降された場合、キャップフランジ７０の上面とインナーマニホールド６０の底面とがＯリングにより第１の離隔間隔Ｔｇを有するように密着させるための弾性力を提供することができる。

前記昇下降プレート２１０は、スプリング２１２に挿入された複数のピン２１４を利用してベースプレート２００と離隔され、流動可能に結合され、昇下降プレート２１０とベースプレート２００と間の離隔は、スプリング２１２の弾性によって維持される。
前記昇下降プレート２１０は、モータの駆動により昇下降力が提供される昇下降モジュール（未図示）に結合され、昇下降される。

前記昇下降プレート２１０は、上部のベースプレート２００、キャップフランジ７０、回転プレート９０及びボート８０と一体で共に昇降されるか、下降される。

前記スプリング２１２は、昇下降プレート２１０が昇下降するとき、発生する振動を緩衝することができ、昇下降プレート２１０が昇降した場合、キャップフランジ７０が目的とする位置でインナーマニホールド６０の底面と密着するための弾性を提供することができる。

これにより、前述したキャップフランジ７０とインナーマニホールド６０の下部は、クランプ３１０によりクランプされ、第２の離隔間隔で密着した状態を維持することができる。

従って、キャップフランジ７０とインナーマニホールド６０の縁は、以降の基板処理のための高圧工程が反応空間３２で行われても高圧によって第２の離隔間隔以上に広がらず密着による機密状態を維持することができる。

以下では、前述のようなキャップフランジ及びベースプレート２００、昇下降プレート２１０及びクランプモジュール３００によりインナーマニホールド６０とキャップフランジ７０と間に結合されることを説明する。

一方、本発明によるキャップフランジ７０は、図６に示されるように、第１の離隔間隔Ｔｇでプフランジ７０が第２の下部フランジ６３とＯリングを挟んで近接することができる。

このとき、第１の離隔間隔Ｔｇで離隔されたキャップフランジ７０と第２の下部フランジ６３は、複数のクランプモジュール３００のクランプ３１０が有するクランプチャネル３１２の高さＴｃよりも大きな肉厚Ｔｈを有する。

従って、このときのキャップフランジ７０と第２の下部フランジ６３は、ランプチャネル３１２の内部にクランプされ難い問題点がある。

このような問題点を克服するために、本発明による基板処理装置は、後記するインナーチューブ３０の反応空間３２に対するポンピングを行うインナーポンプ部７４０が構成される。

前記インナーポンプ部７４０は、反応空間３２が常圧未満の圧力を有するように反応空間３２に対するポンピングを行う構成であり、より具体的な説明は後記する。

前記キャップフランジ７０が第２の下部フランジ６３との離隔間隔を減らすためにインナーポンプ部７４０によるポンピングを行うことができる。

より具体的に、インナーポンプ部７４０のポンピングにより、インナーチューブ３０の反応空間３２の圧力が常圧未満になれば、キャップフランジ７０の上面がインナーマニホールド６０の第２の下部フランジ６３の底面とＯリングを挟んで第１の離隔間隔Ｔｇよりも小さい第２の離隔間隔で隣接することができる。

より具体的には、キャップフランジ７０の昇降を通じてキャップフランジ７０の上面とインナーマニホールド６０の第２の下部フランジ６３の底面がそれぞれＯリングに密着し、Ｏリングを挟んで第１の離隔間隔Ｔｇで近接する。

以後、インナーポンプ部７４０のポンピングにより、インナーチューブ３０の反応空間３２の圧力が常圧未満になれば、外部との圧力差によりキャップフランジ７０の上面がさらに上昇し、これにより、Ｏリングが収縮し、キャップフランジ７０の上面とインナーマニホールド６０の第２の下部フランジ６３の底面が第１の離隔間隔Ｔｇよりも小さい第２の離隔間隔で隣接することができる。

この過程で、前記インナーポンプ部７４０のポンピングは、スローポンピングとメインポンピングが順次に行われるものとして理解できる。

これにより、第２の離隔間隔で密着したキャップフランジ７０と第２の下部フランジ６３は、図５に示されるように、複数のクランプモジュール３００のクランプ３１０のクランプチャネル３１２にクランプ可能な肉厚を有することができる。

従って、複数のクランプモジュール３００は、図５に示されるように、第２の離隔間隔でＯリングにより密着したキャップフランジ７０とインナーマニホールド６０の第２の下部フランジ６３をクランプすることができる。

このとき、第１の離隔間隔Ｔｇと第２の離隔間隔は、インナーポンプ部７４０の減圧によりインナーマニホールド６０の底面とキャップフランジ７０の上面に介在されるシーリング部であるＯリング（ＯＲ）が収縮されることによる差を有するものとして理解できる。

実施例の説明のために第２の離隔間隔は、Ｏリング（ＯＲ）が収縮するにつれてインナーマニホールド６０の底面とキャップフランジ７０の上面がギャップなしに当接するものとして例示することができる。

本発明の実施例は、基板処理のための高圧の工程期間が終了した後、クランプ３１０によりクランプされたキャップフランジ７０とインナーマニホールド６０のクランプを解除する場合にも減圧を利用することができる。

即ち、本発明の実施例中の一つは、基板処理のための高圧の工程期間後、高圧状態のインナーチューブ３０の反応空間３２の圧力を排気により、まず常圧に下げた後、ポンピングにより常圧よりもさらに低くなるようにして、キャップフランジ７０をインナーマニホールド６０と第２の離隔間隔で隣接するようにすることができる。

このとき、キャップフランジ７０とインナーマニホールド６０を第２間隔で隣接させた後、クランプモジュール３００がクランプ３１０をロック位置から解除位置へと駆動することによって、キャップフランジ７０とインナーマニホールド６０のクランプを解除することができる。

この過程で、インナーチューブ３０の反応空間３２が低圧を有するようにして、キャップフランジ７０とインナーマニホールド６０の離隔間隔を狭めた後、インナーマニホールド６０とキャップフランジ７０をクランプするか、クランプ解除することができる。

従って、本発明の実施例は、基板処理のための工程期間の高圧によりインナーマニホールド６０とキャップフランジ７０と間に漏れ（Leak）が発生することを防止できる利点がある。

一方、本発明による基板処理装置の熱電対保護管１００について、図１、図３及び図７を参照して詳細に説明する。

本発明は、ドーム状の第２ドーム状の天井を有する垂直円筒状のインナーチューブ３０を利用して反応空間３２を形成する。

この場合、前記反応空間３２は、ドーム状の天井により形成された天井領域と、工程のためにボート８０が位置する天井領域下部の反応領域とに分けられる。

本発明の実施例は、ボート８０が位置する反応領域だけでなく、上部の天井領域を含む反応空間３２全体について温度を検知できる熱電対及び熱電対保護管１００を備えることができる。

本発明による熱電対保護管１００は、図１及び図３に示されるように、インナーチューブ６０に熱電対保護管１００を挿入するための熱電対保護管挿入端１０４を含むことができる。

より具体的に、前記インナーマニホールド６０の第２の側壁６５には、熱電対保護管１００が締結されるための熱電対締結口が形成され得る。

このとき、熱電対締結口には、熱電対保護管１００の挿入のための熱電対保護管挿入端１０４が備えられ得る。

前記熱電対保護管挿入端１０４は、インナーマニホールド６０の第２の側壁６５を貫通するように構成され、内部に熱電対保護管１００の後記する下部管１０３の設置をガイドするように構成される。

即ち、前記熱電対保護管１００は、インナーチューブ３０の反応空間３２に垂直に設けられ、下部がインナーマニホールド６０を介して引き出されるように構成される。

より具体的に、前記熱電対保護管１００は、上部の延長管１０１と、前記延長管１０１に連続して垂直形成された垂直管１０２と、前記垂直管１０２に連続しており、外部への引き出しが容易なように前記垂直管１０２から折れて形成された下部管１０３と、を含むことができる。

このときの延長管１０１、垂直管１０２及び下部管は１０３、石英材質からなり、一体に形成され、反応空間３２に対して密閉された管を形成することができる。

前記延長管１０１は、反応空間３２中の上部の天井領域に位置する。

前記垂直管１０２は、反応空間３２中のボート８０が位置する反応領域に位置し、下部のインナーマニホールド６０に延びる。

前記下部管１０３は、インナーマニホールド６０の第２の内部空間６８に位置する。

特に、前記下部管１０３は、インナーマニホールド６０の第２の側壁６５の前記熱電対保護管挿入端１０４を貫通して外部へ引き出され、引き出された下部管１０３の端部には、複数の熱電対ＴＣ１～ＴＣ５を挿入するための入口が形成される。

一方、前記複数の熱電対ＴＣ１～ＴＣ５は、下部管１０３の入口を介して熱電対保護管１００内に挿入され、反応空間３２内の異なる位置で温度を検知する検出部をそれぞれ有するように構成され得る。

このとき、検出部は、検知された温度に応じて電流を発生させるセンサとして理解でき、各熱電対ＴＣ１～ＴＣ５の延びた端部に形成されるものとして理解できる。

本発明の実施例において、図７に示されるように、熱電対は５個を備えるものとして例示する。

本発明の実施例において、少なくとも一つの熱電対の前記検出部が延長管１０１内に位置することが好ましい。

即ち、熱電対保護管１００に対して、少なくとも一つの熱電対の検出部が天井領域に位置し、残りの熱電対の検出部が反応領域に位置することができる。

前記複数の熱電体ＴＣ１～ＴＣ５の検出部の位置、即ち、複数の温度検知位置は、図７にＳＰ１～ＳＰ５として例示することができる。

これらのうち、温度検知位置ＳＰ１は、天井領域に該当するものであり、残りの温度検知位置ＳＰ２～ＳＰ５は反応領域に位置するものである。

本発明の実施例は、異なる高さに温度検知位置ＳＰ１～ＳＰ５を設定する。温度検知位置の設定は、複数の熱電対ＴＣ１～ＴＣ５の各検出部が形成される位置を設計するものとして理解できる。

前述のように、温度検知位置ＳＰ１～ＳＰ５が設定されることにより、複数の熱電対ＴＣ１～ＴＣ５は、熱電対保護管１００の内管に設けられ、それぞれ異なる温度検知位置に検出部が位置するように構成される。

例示的に、温度検知位置ＳＰ１に熱電体ＴＣ１の検出部が位置し、温度検知位置ＳＰ２に熱電体ＴＣ２が位置し、温度検知位置ＳＰ３に熱電体ＣＴ３の検出部が位置し、温度検知位置ＳＰ４に熱電体ＣＴ４の検出部が位置し、温度検知位置ＳＰ５に熱電体ＣＴ５の検出部が位置していてもよい。

各熱電対ＴＣ１～ＴＣ５は、検出部で温度検知を行うことができ、検知された温度に対応する電流を一対の端子を介して出力することができる。

前述のように、複数の熱電対ＴＣ１～ＴＣ５は、検知された温度に対応する電流を出力するためのそれぞれ一対の端子を有し、複数の熱電対ＴＣ１～ＴＣ５の端子は、インナーマニホールド６０の外部に延びた下部管１０３の端部を介して引き出されるように構成される。

そこで、熱電対保護管１００の延長管１０１の上端及び熱電対ＴＣ１の温度検知位置ＳＰ１は、天井領域の中間以上の高さに位置するように形成されることが好ましい。

例示的に、延長管１０１の上端は、ドーム状の天井の最上部の下部に位置するように形成され得る。

そして、熱電対保護管１００の上部の延長管１０１は、天井領域に延び、内側に曲げられた形状を有するように形成され得る。

例示的に、延長管１０１は、傾斜角を有するように天井領域の内側に屈折された形状を有するように形成され得る。

そして、熱電対保護管１００は、反応空間３２で気体の気流の流れを妨害するか、渦流を形成しないように形状が決定され得る。

そのために、熱電対保護管１００の上部をなす延長管１０１は、カーブを有するように天井領域の内側に屈曲された形状を有するように形成され得る。

より具体的に、延長管１０１は、インナーチューブ３０の第２ドーム状の天井と同じ曲率を有し、第２ドーム状の天井と均一な離隔間隔を維持し、第２ドーム状の天井の上部に向かって曲がりながら延びた形状を有し得る。

そして、熱電対保護管１００の垂直管１０２は、インナーチューブ３０の内壁と均一な離隔間隔を維持するように垂直固定されるように形成される。

前記熱電対保護管１００の延長管１０１、垂直管１０２及び下部管１０３は、同じ内径と外径を有するように構成され得る。

また、内部に挿入される熱電対の数が多い場合、下部へ行くほど大きな内径及び大きな外径を有するように構成されていてもよい。

一方、本発明の実施例は、高温環境で基板処理のために反応空間３２を加熱するためのヒータ１０を備える。

前記ヒータ１０は、加熱空間１２内のアウターチューブ２０とインナーチューブ３０に対する加熱を行う。

このとき、インナーチューブ３０の反応空間３２は、全体的に均一な温度分布を有するように加熱しなければならない。

従って、前記ヒータ１０も位置別に独立して加熱を制御するように構成される必要がある。

そのために、前記ヒータ１０は、温度検知位置別に対応される複数の加熱ブロック（未図示）を備えるように製作され得る。このとき、各加熱ブロックは、加熱温度が独立して制御されることが好ましい。

そして、各加熱ブロックに対応して前記した温度検知位置ＳＰ１～ＳＰ５が対応され、温度検知位置ＳＰ１～ＳＰ５のいずれか一つ、即ち、温度検知位置ＳＰ１は、天井領域の加熱のための加熱ブロックに対応するように設定され得る。

そして、残りの温度検知位置ＳＰ２～ＳＰ５は、ボート８０が配置される反応領域の加熱のための残りの加熱ブロックに一対一で対応するように設定され得る。

温度検知のための熱電対ＴＣ１～ＴＣ５は、前述したように、温度検知位置ＳＰ１～ＳＰ５別に検出部が形成され、天井領域と反応領域の各位置別に温度を検知する。
それぞれの加熱ブロックは、該当する温度検知位置の熱電対の検知信号に対応して加熱温度が独立して制御され得る。

従って、本発明の実施例は、ドーム状の天井を有する垂直円筒状のインナーチューブ３０を利用することにより形成される天井領域に対する温度検知及び温度制御を行うことによって、反応空間３２全体に対する温度検知及び加熱制御を行うことができ、その結果、基板処理のための反応空間３２の全体に対して均一な温度を維持することができる。

以下、本発明によるガスユーティリティについて、図８～１５を参照して詳細に説明する。

本発明の実施例は、薄膜の蒸着前、薄膜の蒸着中、そして薄膜の蒸着後の少なくとも一つに対して、反応空間３２は常圧より高い高圧を有し、その後、常圧より低い低圧を有する一連の工程を実施するように構成される。

そのために、本発明の実施例は、保護空間２２に対する加圧、減圧及び排気を行い、反応空間３２に対する加圧、減圧及び排気を行うガスユーティリティを備えることができる。

例えば、ガスユーティリティは、反応空間３２が常圧より高い高圧を有し、その後、常圧より低い低圧を有する工程を行うことができる。
このとき、反応空間３２が常圧以上のとき、保護空間２２の第１の内部圧力ＰＯは、反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩよりも均一な差で高く維持される。

そして、前記ガスユーティリティは、基板処理のための工程期間前に、漏洩チェックするか、キャップフランジ７０とインナーマニホールド６０をクランプするために反応空間３２が常圧未満の低圧を有するようにすることができる。

前記ガスユーティリティを備える本発明の実施例は、図８～１３を参照して説明し、ガスユーティリティによる反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩと保護空間２２の第１の内部圧力ＰＯの変化は、図１４及び図１５を参照して説明する。

一方、ヒータ１０、アウターチューブ２０、インナーチューブ３０は、図１～２の実施例を参照して理解できるので、重複説明は省略する。

一方、保護空間２２に加えられるガスとして、不活性ガスは、窒素が使用され得る。

また、反応空間３２に加えられるガスとして、不活性ガス又は基板処理のための処理ガスなどを含む工程ガスは、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）等との元素を一つ以上含むガスが適用され得る。

例として、前記工程ガスは、水素（Ｈ２）、重水素（Ｄ２）、酸素（Ｏ２）、水蒸気（Ｈ２０）、アンモニア（ＮＨ３）等の形態で利用され得る。

一方、本発明によるガスユーティリティの様々な実施例について、以下添付された図を参照して説明する。

本発明によるガスユーティリティは、第１実施例として、図８に示されるように、反応空間に流入された複数の基板に対し、常圧より高い高圧工程と常圧より低い低圧工程とを含む変圧工程を行うことができるように、反応空間３２及び保護空間２２の排気をそれぞれ制御する構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記ガスユーティリティは、第１の供給管６０２を介して保護空間２２に不活性ガスを供給する第１のガス供給部６００及び第２の供給管６２２を介して反応空間３２に工程ガスを供給する第２のガス供給部６２０を備える。

また、本発明による前記ガスユーティリティは、保護空間２２に対する排気を行うアウター排気部７９１と、反応空間３２に対する排気を行うインナー排気部７９２を含むことができる。

また、前記ガスユーティリティは、インナーポンプ口６６と真空ポンプ７５０とを連結し、反応空間３２を常圧より低い圧力でポンピングするインナーポンプ部７４０を含むことができる。

前記第１のガス供給部６００は、第１の供給管６０２に連結された第１の供給バルブＶ１を含み、このとき、第１の供給バルブＶ１は、不活性ガスの排気又は加圧のために様々な圧力で供給するように不活性ガスの供給量を制御することができる。

このとき、前記第１の供給管６０２は、アウターマニホールド５０の不活性ガスを供給するアウターガス供給口５２に連結され得る。

即ち、前記第１の供給管６０２は、アウターマニホールド５０を介してアウターチューブ２０の保護空間２２に連結され得る。

前記第２のガス供給部６２０は、第２の供給管６２２に連結された第２の供給バルブＶ４を含み、第２の供給バルブＶ４は、工程ガスを様々な圧力で供給するように工程ガスの供給量を制御することができる。

このとき、前記第２の供給管６２２は、インナーマニホールド６０の工程ガスを供給するインナーガス供給口６２に連結され得る。

即ち、前記第２の供給管６２２は、インナーマニホールド６０を介してインナーチューブ３０の反応空間３２に連結され得る。

前記アウター排気部７９１は、保護空間２２に対する排気を制御する構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記アウター排気部７９１は、アウターガス排気口５４と外部排気装置７９３とを連結するアウター排気ライン７０２と、アウター排気ライン７０２上に設けられ、保護空間２２に流入された不活性ガスの排気を制御する第１の高圧制御部７００を含むことができる。

このとき、アウター排気ライン７０２は、アウターマニホールド５０の不活性ガスを排気するアウターガス排気口５４に連結され得る。

即ち、前記アウター排気ライン７０２は、アウターマニホールド５０を介してアウターチューブ２０の保護空間２２に連通することができる。

前記第１の高圧制御部７００は、アウター排気ライン７０２を介して保護空間２２の第１の内部圧力ＰＯを制御する構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記第１の高圧制御部７００は、アウター排気ライン７０２上に設けられた第１の高圧排気バルブＶ２及び第１の高圧制御バルブＯＣＶとアウター排気ライン７０２と並列に構成される第１の安全ライン７０６に構成された第１の安全バルブＲＥＶ１を含むことができる。

ここで、前記第１の高圧排気バルブＶ２は、アウターチューブ２０の保護空間２２の排気のために開放され得る。

また、前記第１の高圧制御バルブＯＣＶは、アウター排気ライン７０２を介した排気量を制御することができる。

また、前記第１の安全バルブＲＥＶ１は、予め設定された高圧以上を感知すれば、排気のために機械的に開放され得る。

また、前記第１の高圧制御部７００は、アウター排気ライン７０２に設けられる第１の圧力ゲージ（未図示）を含むことができる。

このとき、別に備えられる制御部（未図示）は、アウター排気ライン７０２に設けられる第１の圧力ゲージ（未図示）を介して保護空間２２の圧力をチェックし、第１の高圧制御バルブＯＣＶ等を制御するように制御信号を伝送することができる。

前記インナー排気部７９２は、反応空間３２に対する排気を行う構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記インナー排気部７９２は、インナーガス排気口６４と外部排気装置７９３とを連結するインナー排気ライン７２２と、インナー排気ライン７２２上に設けられ、反応空間３２に流入された不活性ガス及び工程ガスの排気を制御する第２の高圧制御部７２０とを含むことができる。

このとき、前記インナー排気ライン７２２は、インナーマニホールド６０の工程ガスを排気するインナーガス供給口６４に連結され、インナー真空ポンプライン７４２は、インナーマニホールド６０の低圧を形成するためのインナーポンプ口６６に連結される。

即ち、前記インナー排気ライン７２２及びインナー真空ポンプライン７４２は、インナーマニホールド６０を介してインナーチューブ３０の反応空間３２に連結され得る。

前記第２の高圧制御部７２０は、インナー排気ライン７２２を介して反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩを制御する構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記第２の高圧制御部７２０は、インナー排気ライン７２２上に設けられた第２の高圧排気バルブＶ３及び第２の高圧制御バルブＩＣＶとインナー排気ライン７２２と並列に構成される第２の安全ライン７２６に構成された第２の安全バルブＲＥＶ２を含むように構成される。

ここで、前記第２の高圧排気バルブＶ３は、インナーチューブ３０の反応空間３２の排気のために開放され得る。

また、前記第２の高圧制御バルブＩＣＶは、インナー排気ライン７２２を介した排気量を制御することができる。

また、前記第２の安全バルブＲＥＶ２は、予め設定された高圧以上を感知すれば、排気のために機械的に開放され得る。

一方、第１の安全バルブＲＥＶ１及び第２の安全バルブＲＥＶ２は、同じ高圧以上に対して、排気のために開放されるように構成されることが好ましい。

また、前記第２の高圧制御部７２０は、インナー排気ライン７２２に設けられる第２の圧力ゲージ（未図示）を含むことができる。

この場合、制御部は、インナー排気ライン７２２に設けられる第２の圧力ゲージ（未図示）を介して反応空間３２の圧力をチェックし、第２の高圧制御バルブＩＣＶ等を制御するように制御信号を伝送することができる。

第１の圧力ゲージ及び第２の圧力ゲージの作動関係に関する詳細な内容については後記する。

前記インナーポンプ部７４０は、インナーポンプ口６６と真空ポンプ７５０とを連結し、反応空間３２を常圧より低い圧力でポンピングする構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記インナーポンプ部７４０は、第２の低圧オンオフバルブＶ５、第２のメインポンプバルブＶ７及び第２のスローポンプバルブＶ６を含むことができる。

前記第２の低圧オンオフバルブＶ５は、インナー真空ポンプライン７４２上に設けられ、インナーチューブ３０の反応空間３２に低圧を形成するために開放され得る。

また、前記第２のメインポンプバルブＶ７は、インナー真空ポンプライン７４２に連結される第２のメインポンプライン７４４上に設けられ、インナー真空ポンプライン７４２を介したポンピング量を制御することができる。

また、前記第２のスローポンプバルブＶ６は、第２のメインポンプバルブＶ７と並列をなす第２のスローポンプライン７４６上に設けられ、第２のスローポンプライン７４６を介したポンピング量を制御することができる。

以下、前述した第１実施例のガスユーティリティを通した圧力制御に関する作動関係について説明する。

アウターチューブ２０の保護空間２２に対する圧力制御のために、第１の供給管６０２からアウターチューブ２０へ不活性ガスが供給されるか、アウター排気ライン７０２によりアウターチューブ２０の排気制御が行われる。

また、インナーチューブ３０の反応空間３２に対する圧力制御のために、第２の供給管６２２からインナーチューブ３０へ工程ガスが供給されるか、インナー排気ライン７２２によりインナーチューブ３０の排気制御が行われ、インナー真空ポンプライン７４２によりインナーチューブ３０のポンピングが行われる。

より具体的に、反応空間３２の圧力が常圧以上になることを所望するとき、第２の高圧制御部７２０は、第２の内部圧力ＰＩが常圧より高くなるように、インナー排気ライン７２２の排気量を調節することができる。

このとき、第１の高圧制御部７００は、第１の内部圧力ＰＯが第２の内部圧力ＰＩより高くなるように、アウター排気ライン７０２の排気量を調節することができる。

特に、この場合、第１の内部圧力ＰＯが第２の内部圧力ＰＩより均一な圧力差で高圧を有するように、アウター排気ライン７０２とインナー排気ライン７２２それぞれの排気量を調節することができる。

そのために、前記第２の高圧制御バルブＩＣＶは、予め設定された設定値を基準とし、インナー排気ライン７２２を介した排気量を制御することができる。

また、第１の高圧制御バルブＯＣＶは、インナー排気ライン７２２の圧力を基準とし、アウター排気ライン７０２の圧力が制御されるように、アウター排気ライン７０２を通した排気量を制御するように構成され得る。

そして、反応空間３２の圧力が常圧未満になることを所望するとき、第１の高圧制御部７００と第２の高圧制御部７２０は、第１の内部圧力ＰＯを常圧に維持するように、アウター排気ライン７０２の排気を制御し、第２の内部圧力ＰＩが低圧を有するように、インナー排気ライン７２２とインナー真空ポンプライン７４２それぞれの排気及びポンピング量を調節する。

より具体的に、アウター排気ライン７０２を、高圧制御バルブＯＣＶを介して開放することによって、第１の内部圧力ＰＯが常圧を維持するようにすることができる。

また、インナーチューブ３０の反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩは、第２のスローポンプバルブＶ６を介したポンピングにより減圧され、続いて、第２のメインポンプバルブＶ７を介したポンピングにより、その後、再減圧され得る。

このとき、前記第２の低圧オンオフバルブＶ５は、第２のスローポンプバルブＶ６及び第２のメインポンプバルブＶ７により、ポンピングが行われる間、開放状態を維持する。

例として、前記第２のスローポンプバルブＶ６は、インナーチューブ３０の反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩが、例えば、１０トールに到達するまでポンピング量を制御でき、第２のメインポンプバルブＶ７は、インナーチューブ３０の反応空間３２が１０トール以下の低圧に到達するまでポンピング量を制御することができる。

そして、インナー真空ポンプライン７４２、第２のメインポンプライン７４４及び第２のスローポンプライン７４６に作用されるポンピングは、前記真空ポンプ７５０のポンピング力に依存する。

そして、第１の高圧制御バルブＯＣＶ、第２の高圧制御バルブＩＣＶ及び真空ポンプ７５０は、スクラバライン８０２を介してスクラバ８００に連結され得る。

前記スクラバ８００は、第１の高圧制御バルブＯＣＶ、第２の高圧制御バルブＩＣＶ及び真空ポンプ７５０のための排気を行うように構成され、外部排気装置７９３に含まれてもよい。

一方、前述した作動関係のために、制御部は、前記第１の圧力ゲージを介して保護空間２２の圧力を確認し、予め設定された圧力値との差により、第１の高圧制御バルブＯＣＶを介した保護空間２２の排気量を調節することによって、保護空間２２の圧力を制御することができる。

また、制御部は、前記第２の圧力ゲージを介して反応空間３２の圧力を確認し、予め設定された圧力値との差により、第２の高圧制御バルブＩＣＶを介した反応空間３２の排気量を調節することによって、反応空間３２の圧力が制御することができる。

一方、保護空間２２の圧力は、反応空間３２の圧力より常に高く設定されるか、さらに反応空間３２と同じ圧力差を維持するように設定され得る。

このとき、第１の圧力ゲージは省略してもよく、第２の圧力ゲージを介して確認された反応空間３２の圧力を基準とし、一定の圧力差が設定され第１の高圧制御バルブＯＣＶが制御され得る。

一方、また、後記する本発明によるインナーポンプ部７４０及びアウターポンプ部７６０も、それぞれインナー真空ポンプライン７４２及びアウター真空ポンプライン７６２等に、別途に圧力ゲージが設けられてもよく、圧力ゲージの圧力測定値に基づいてインナーポンプ部７４０及びアウターポンプ部７６０が制御され得る。

他の例として、インナーポンプ部７４０及びアウターポンプ部７６０に別途の圧力ゲージは省略してもよく、第２の高圧制御部７２０に備えられる第２の圧力ゲージを介して反応空間３２の圧力を測定し、測定された値を基準とし、第１の高圧制御部７００、インナーポンプ部７４０及びアウターポンプ部７６０を制御にすることができる。

前述したように構成されたガスユーティリティは、インナーチューブ３０の反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩを加圧する期間を有した後、常圧より低い低圧を有する工程を繰り返して行うことができる。

このとき、ガスユーティリティは、インナーチューブ３０の反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩが常圧より低くなるか、その低くなった状態を維持する場合にもアウターチューブ２０の保護空間２２の第１の内部圧力ＰＯは常圧が維持されるように調節することができる。

一方、本発明によるガスユーティリティの他の実施例について、添付図面を参照して説明し、前述した第１実施例と同じ構成に対する詳細説明は省略する。

前記ガスユーティリティは、第２実施例として、図９に示されたように、アウター排気ライン７０２中の第１の高圧制御部７００の前端より分岐され真空ポンプ７５０を連結し、保護空間２２を常圧より低く、反応空間３２より高い圧力を維持するようにポンピングするアウターポンプ部７６０をさらに含む。

前記アウターポンプ部７６０は、アウター排気部７９１のアウター排気ライン７０２中の第１の高圧制御部７００のアウターチューブ３０側である前端より分岐され真空ポンプ７５０を連結することができる。

これにより、前記アウターポンプ部７６０は、保護空間２２が常圧より低く、反応空間３２より高い圧力を維持するようにポンピングして排気する構成であり、様々な構成が可能である。

例えば、前記アウターポンプ部７６０は、アウター排気部７９１と真空ポンプ７５０とを連結するアウター真空ポンプライン７６２と、前記アウター真空ポンプライン７６２上に設けられ、真空ポンプ７５０への流れをオンオフする第１の低圧オンオフバルブＶ９を含むことができる。

また、前記アウターポンプ部７６０は、第１の低圧オンオフバルブＶ９と真空ポンプ７５０と間に設けられ、保護空間２２の圧力を常圧より低く、反応空間３２より高い圧力を維持するように制御する第１のメインポンプバルブＶ１１を含むことができる。

また、前記アウターポンプ部７６０は、保護空間２２の不活性ガスの排気をアウター排気部７９１及びアウターポンプ部７６０のいずれかで行うように誘導する第１のバルブＶ１２を含むことができる。

このとき、前記真空ポンプ７５０は、インナーポンプ部７４０の構成が連結される真空ポンプであってもよく、他の例として、アウターポンプ部７６０が連結されるための別途の真空ポンプを備え、インナーポンプ部７４０とはそれぞれ異なる真空ポンプに連結されてもよい。

前記第１の低圧オンオフバルブＶ９は、アウター真空ポンプライン７６２上に設けられ、アウターチューブ２０の保護空間２２に低圧を形成するために開放され得る。

また、前記第１のメインポンプバルブＶ１１は、アウター真空ポンプライン７６２に連結される第１のメインポンプライン７６４上に設けられ、アウター真空ポンプライン７６２を介したポンピング量を制御することができる。

また、前記第１のスローポンプバルブＶ１０は、第１のメインポンプバルブＶ１１と並列をなす第１のスローポンプライン７６６上に設けられ、第１のスローポンプライン７６６を介したポンピング量を制御することができる。

前述したアウターポンプ部７６０の構成によって、アウターチューブ２０の保護空間２２の圧力は、第１のスローポンプバルブＶ１０を介したポンピングにより減圧することができ、第１のメインポンプバルブＶ１１を介したポンピングにより、その後、再減圧され得る。

このとき、前記第１の低圧オンオフバルブＶ９は、第１のスローポンプバルブＶ１０及び第１のメインポンプバルブＶ１１によりポンピングが行われる間、開放状態を維持する。

例として、第１のスローポンプバルブＶ１０は、アウターチューブ２０の保護空間２２の圧力が、例えば、１０トールに到達するまでポンピング量を制御することができ、第１のメインポンプバルブＶ１１はアウターチューブ２０の保護空間２２が１０トール以下の低圧に到達するまでポンピング量を制御することができる。

そして、アウター真空ポンプライン７６２、第１のメインポンプライン７６４及び第１のスローポンプライン７６６に作用されるポンピングは、前記した真空ポンプ７５０のポンピング力に依存する。

また、このとき、アウター排気ライン７０２中の第１の高圧制御部７００とアウター真空ポンプライン７６２と間に備えられ、保護空間２２の不活性ガスの排気をアウター排気部７９１及びアウターポンプ部７６０のいずれかで行うように誘導する第１のバルブＶ１２をさらに含むことができる。

これにより、第１のバルブＶ１２が閉鎖された状態では、アウターポンプ部７６０を介して保護空間２２の不活性ガスを排気することができ、第１のバルブＶ１２が開放された状態では、第１の低圧オンオフバルブＶ９の閉鎖とともにアウター排気部７９１を介して保護空間２２の不活性ガスを排気することができる。

一方、第２実施例によるガスユーティリティは、反応空間３２の圧力である第２の内部圧力ＰＩが常圧より低い低圧に形成される場合、保護空間２２の圧力である第１の内部圧力ＰＯが第２の内部圧力ＰＩが高圧のときと同様に一定の圧力差ΔＰを維持することができる。

特に、一定の圧力差ΔＰを維持するために、第１の内部圧力ＰＯが第２の内部圧力ＰＩよりは高く、常圧よりは低くならなければならない場合、前述したアウターポンプ部７６０の構成により第１の内部圧力ＰＯを低圧に形成し、一定の圧力差ΔＰが維持されるようにすることができる。

本発明によるガスユーティリティの第３実施例として、図１０に示されるように、アウターポンプ部７６０が、一端がアウターマニホールド５０に備えられる別途のアウターポンプ口に連結され、他端が外部排気装置７９３に連結されるように配置され得る。

即ち、アウターマニホールド５０が保護空間２２の内部圧力を常圧より低く、反応空間３２の圧力より高い状態に維持するためのアウターポンプ口を含む。

このとき、ガスユーティリティは、アウターポンプ口と真空ポンプ７５０とを連結し、保護空間２２を常圧より低く、反応空間３２より高い圧力を維持するようにポンピングすることができる。

このとき、アウター真空ポンプライン７６２は、アウターポンプ口と真空ポンプ７５０とを連結することができる。

本発明によるガスユーティリティの第４実施例として、図１１に示されたように、ガスユーティリティは、インナー排気部７９２のインナー排気ライン７２２中の第２の高圧バルブ部７２０の前端より分岐され、外部排気装置７９３に連結された真空ポンプ７５０を連結し、反応空間３２を常圧より低い圧力でポンピングするインナーポンプ部７４０を含むことができる。

即ち、インナーポンプ部７４０がインナー排気部７９２のインナー排気ライン７２２中の第２の高圧バルブ部７２０の前端から分岐して外部排気装置７９３に連結されることによって、反応空間３２の常圧未満への低圧排気を行うことができる。

この場合、前記インナーポンプ部７４０は、インナー真空ポンプライン７４２が、インナー排気部７９２のインナー排気ライン７２２から分岐して備えられてもよく、前述した第２のメインポンプライン７４４と第２のスローポンプライン７４６の他端が外部排気装置７９３、即ち、真空ポンプ７５０に連結されるように配置され得る。

このとき、前述したアウターポンプ部７６０構成は省略することができ、保護空間２２の圧力は、常圧又は常圧以上に反応空間３２の圧力との偏差を有するように高く維持され得る。

また、この場合、インナー排気ライン７２２中の第２の高圧制御部７２０とインナー真空ポンプライン７４２と間に備えられ、反応空間３２の工程ガスの排気をインナー排気部７９２及びインナーポンプ部７４０のいずれかで選択的に行うように誘導する第２のバルブＶ８をさらに含むことができる。

即ち、第２のバルブＶ８が閉鎖された状態では、インナーポンプ部７４０を介して反応空間３２の工程ガスを排気することができる。

このとき、第２のバルブＶ８が開放された状態では、第２の低圧オンオフバルブＶ５の閉鎖とともに、インナー排気部７９２を介して反応空間３２の工程ガスを排気することができる。

また、第５実施例として、図１２に示されように、ガスユーティリティは、第４実施例のように、インナーポンプ部７４０が備えられた状態で、アウターポンプ部７６０がアウター排気部７９１のアウター排気ライン７０２中の第１の高圧制御部７００前端より分岐して外部排気装置７９３に連結され得る。

これにより、保護空間２２に対するポンピングが行われ、常圧未満の低圧状態を維持することができる。

この場合、前記アウターポンプ部７６０は、アウター真空ポンプライン７６２が、アウター排気部７９１のアウター排気ライン７０２中の第１の高圧制御部７００の前端から分岐して備えられてもよく、前述した第１のメインポンプライン７６４と第１のスローポンプライン７６６の他端が外部排気装置７９３、即ち、真空ポンプ７５０に連結されるように配置され得る。

他の例として、図１３に示されたように、第６実施例として、アウターポンプ部７６０が、一端がアウターマニホールド５０に備えられる別途のアウターポンプ口に連結され、他端が外部排気装置７９３に連結されるように配置され得る。

即ち、アウターマニホールド５０が保護空間２２の内部圧力を常圧より低く、反応空間３２の圧力より高い状態で維持するためのアウターポンプ口を含み、ガスユーティリティは、アウターポンプ口と真空ポンプ７５０とを連結し、保護空間２２を常圧より低く、反応空間３２より高い圧力を維持するようにポンピングすることができる。

このとき、アウター真空ポンプライン７６２は、アウターポンプ口と真空ポンプ７５０とを連結することができる。

一方、図１４及び図１５を参照して、期間別反応空間３２と保護空間２２の圧力制御方法について説明する。

参考までに、本発明の明細書全般に記載される用語「加圧」とは、以前のステップよりも圧力をさらに高く増加させることを意味し、用語「減圧」とはこれと反対の意味として使われる。

また、用語「高圧」及び「低圧」とは、特段に説明しない限り、常圧より高い圧力及び常圧より低圧をそれぞれ意味する。

以下、図１４による圧力制御方法について、代表的なガスユーティリティである図８の第１実施例により説明するか、図９～１３の第２実施例～第６実施例のガスユーティリティにより適用されるはもちろんである。

前処理のための期間Ｔ１及び期間Ｔ２は、漏れチェック（leak check）及び加圧工程を準備するための期間である。

期間Ｔ１と期間Ｔ２において、インナーチューブ３０の反応空間３２に対する第２のガス供給部６２０の工程ガス供給及び第２の高圧制御部７２０の排気は行われない。

このとき、アウターチューブ２０の保護空間２２に対する常圧を維持するために、第１のガス供給部６００の不活性ガス供給及び第１の高圧制御部７００の排気を制御する。

そして、期間Ｔ１に、インナーポンプ部７４０は、低圧オンオフバルブＶ５を開放した後、メインポンプバルブＶ７を閉鎖し、スローポンプバルブＶ６を開放する。

即ち、インナーチューブ３０の反応空間３２に対するスローポンピングが行われる。

期間Ｔ２に、インナーポンプ部７４０は、低圧オンオフバルブＶ５の開放を維持し、メインポンプバルブＶ７を開放し、スローポンプバルブＶ６を閉鎖する。
即ち、インナーチューブ３０の反応空間３２に対するメインポンピングが行われる。

インナーチューブ３０の反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩは、期間Ｔ１において、スローポンピングにより常圧より低く減圧され、期間Ｔ２において、メインポンピングによりその減圧された状態が維持される。

キャップフランジ７０によりインナーチューブ３０の反応空間３２が密閉された状態で、期間Ｔ１と期間Ｔ２を経て、インナーチューブ３０の反応空間３２が低圧を有すれば、インナーチューブ３０の反応空間３２で漏れ（leak）が発生するかをチェックすることができる。

そして、クランプモジュール３００が、期間Ｔ２の反応空間３２の低圧によるキャップフランジ７０とインナーマニホールド６０の第２の下部フランジ６３と間の密着によりクランプを行うことができる。

前述のような前処理を行った後、ガスユーティリティは、図１４の期間Ｔ３～Ｔ７のように工程を行うことができる。

図１４は、２回の工程が繰り返されることを例示しており、期間Ｔ３～Ｔ７の工程は、期間Ｔ９～Ｔ１３で同様に行われるので重複説明は省略する。

工程が２回連続で繰り返される途中でも、低圧が維持される必要があるときには、Ｔ８期間に示されたように行えばよい。

期間Ｔ３～Ｔ６中、インナーチューブ３０の反応空間３２に対するインナーポンプ部７４０のポンピングは中止される。

期間Ｔ３において、アウターチューブ２０の保護空間２２の常圧を維持するために、第１のガス供給部６００の不活性ガス供給及び第１の高圧制御部７００の排気を制御する。

そして、第２のガス供給部６２０は、インナーチューブ３０反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩを常圧に上昇させるために、工程ガス供給を行い、第２の高圧制御部７２０は排気を行わない。

このとき、インナーチューブ３０に供給される工程ガスは、水素を用いることができる。

期間Ｔ４において、アウターチューブ２０の保護空間２２とインナーチューブ３０の反応空間３２は、常圧より高い高圧の第１の内部圧力ＰＯ及び第２の内部圧力ＰＩをそれぞれ有し、第１の内部圧力ＰＯは第２の内部圧力ＰＩより一定の差の高圧を維持する。

期間Ｔ４において、アウターチューブ２０の保護空間２２が常圧以上の高圧を有するために、第１のガス供給部６００の不活性ガス供給及び第１の高圧制御部７００の排気が制御される。

このとき、アウターチューブ２０の保護空間２２の加圧のために、第１のガス供給部６００は排気量以上に不活性ガスを供給する。

そして、インナーチューブ３０の反応空間３２が常圧以上の高圧を有するために、第２のガス供給部６２０の工程ガス供給及び第２の高圧制御部７２０の排気が制御される。

このとき、インナーチューブ３０の反応空間３２の加圧のために、第２のガス供給部６２０は排気量以上に工程ガスを供給する。

例として、インナーチューブ３０に供給される工程ガスは、水素を用いることができる。

その後、アウターチューブ２０の保護空間２２とインナーチューブ３０の反応空間３２は、第１の内部圧力ＰＯが第２の内部圧力ＰＩより一定の差の高圧を維持する。

このような高圧の差を維持するために、第１のガス供給部６００の不活性ガス供給及び第１の高圧制御部７００の排気が維持され、第２のガス供給部６２０の工程ガス供給及び第２の高圧制御部７２０の排気が維持される。

このとき、保護空間２２に対する不活性ガス供給及び排気と反応空間３２に対する工程ガス供給及び排気は、高圧を維持するためにそれぞれ調節される。

その後、期間Ｔ５において、アウターチューブ２０の保護空間２２に対する第１の高圧制御部７００の排気とインナーチューブ３０の反応空間３２に対する第２の高圧制御部７２０の排気が、アウターチューブ２０とインナーチューブ３０がそれぞれ常圧に到達するまで行われる。

このとき、第１のガス供給部６００の不活性ガス供給及び第２のガス供給部６２０の工程ガス供給は、パージのために少量維持されるか、遮断され得る。

その後、期間Ｔ６において、アウターチューブ２０の保護空間２２に対する常圧を維持するために、第１のガス供給部６００の不活性ガス供給及び第１の高圧制御部７００の排気が制御される。

そして、インナーチューブ３０の反応空間３２に対する常圧を維持するために、第２のガス供給部６２０の工程ガス供給及び第２の高圧制御部７２０の排気も制御される。

このとき、インナーチューブ３０に供給される工程ガスは、水素の希釈のめに窒素を用いることができる。

その後、期間Ｔ７は、期間Ｔ１のようにアウターチューブ２０の保護空間２２に対する常圧を維持し、インナーチューブ３０の反応空間３２に対するスローポンピングが行われ、期間Ｔ８の間、低圧が維持される。

期間Ｔ７は、期間Ｔ１と同様に動作するので、これに対する重複説明は省略する。

本発明の実施例は図１４の期間Ｔ３～Ｔ７又は期間Ｔ９～Ｔ１３には、加圧と減圧が含まれる、即ち、変圧工程を行うことができる。

従って、本発明の実施例は、薄膜を形成する前、薄膜を形成する途中又は薄膜を形成した後にも、反応空間が高圧を有するようにした後、再び低圧を有するようにすることによって、薄膜の特性を改善することができる。

即ち、本実施例は、前記アウター排気部７９１がインナーポンプ部７４０の駆動により反応空間３２で低圧工程が行われる場合、保護空間２２の圧力を常圧に維持するか、常圧より高く維持されるように保護空間を排気することができる。

このとき、前記第１の高圧制御バルブ７００は、インナー排気ライン７２２の圧力を基準とし、インナー排気ライン７２２の圧力より均一な差で高圧を維持するようにアウター排気ライン７０２の排気量を調節することができる。

そして、本発明の実施例は、前記した工程を完了した後、後処理のために期間Ｔ１４のように、インナーチューブ３０の反応空間３２の第２の内部圧力ＰＩが常圧より低い低圧を有するようにでき、低圧状態で後処理を行うことができる。

前記した、後処理期間に本発明の実施例は、漏れチェックとキャップフランジ７０とインナーマニホールド６０と間のクランプ解除を行うことができる。

本発明は、前述した実施例によって、薄膜の特性を改善するために、加圧後、減圧する変圧工程を行う基板処理装置を実現することができる。

また、本発明は、実施例により前記した変圧工程で発生し得るインナーチューブ３０の損傷を防止及び漏れ防止を図ることができ、基板処理装置の信頼性を確保することができ、工程効率及び歩留まりを改善できるなど様々な効果を期待することができる。

また、本発明による圧力制御方法の他の実施例として、図１５に示されたように、反応空間３２で低圧工程が行われる場合、保護空間２２の第１の内部圧力ＰＯを第２の内部圧力ＰＩよりは高く、常圧よりは低く維持されるように、ポンピングすることができる。

このような圧力制御方法は、保護空間２２の第１の内部圧力ＰＯが常圧より低い低圧状態である場合が含まれるので、前述した図９、図１０及び図１２、図１１３の第２実施例、第３実施例、第５実施例、第６実施例のガスユーティリティを通して実現可能である。

一方、この過程において、第２の内部圧力ＰＩが第１の内部圧力ＰＯより一定の圧力差ΔＰを維持することができる。

反応空間３２が高圧である場合などについては、前述した実施例とお内であるので、以下では相違点についてのみ説明し、省略された説明については図１４の圧力制御方法が同じく適用され得る。

また、前記アウターポンプ部７６０は、インナーポンプ部７４０の駆動により反応空間３２で低圧工程が行われる場合、保護空間３２の圧力が常圧よりは低く、反応空間３２の圧力よりは高く維持されるように、保護空間２２をポンピングすることができる。

このとき、第１のメインポンプバルブＶ１１は、インナーポンプライン７４２の圧力を基準とし、インナーポンプライン７４２の圧力より均一な差で高圧を維持するように、アウターポンプライン７６２のポンピング量を調節することができる。

即ち、図１５に示されたように、前述した本発明に対する各実施例において、インナー排気部７９２及びインナーポンプ部７４０を介して反応空間３２の圧力を高圧又は低圧に調節するとき、それぞれのアウター排気部７９１及びアウターポンプ部７６０を介して保護空間２２の圧力がΔＰを一定に維持し、反応空間３２の圧力よりは高くなるように全工程にかけて維持され得る。

以上は、本発明により具現できる好ましい実施例の一部について説明したものに過ぎないので、周知のように、本発明の範囲は前記実施例に限定されて解釈されるべきではなく、前記で説明された本発明の技術的思想とその根本を共にする技術的思想は全部本発明の範囲に含まれるものとする。

１０：ヒータ
２０：アウターチューブ
３０：インナーチューブ
４０：リング状のカバー
５０：アウターマニホールド
６０：インナーマニホールド
７０：キャップフランジ
８０：ボート
９０：回転プレート
１００：熱電対保護管

Claims (18)

1. 内部に保護空間を形成し、下部に第１の入口が形成されたアウターチューブと、
   内部に前記保護空間と独立した反応空間を形成し、下部に第２の入口が形成されており、一部が前記アウターチューブに受容され、前記第２の入口が形成された部分は、前記アウターチューブの下方に突出されたインナーチューブと、
   上部の前記アウターチューブと下部の前記インナーチューブとを離隔して支持するマニホールドアセンブリと、
   前記マニホールドアセンブリの下部を密閉するキャップフランジと、
   を含み、
   前記マニホールドアセンブリは、
   前記アウターチューブの下端部を支持し、前記保護空間と連結される第１の内部空間を形成するアウターマニホールドと、
   上端が、前記アウターマニホールドの下端と結合部材を介して締結され結合され、前記インナーチューブの下端部を支持し、前記反応空間と連結されて前記第１の内部空間と独立した第２の内部空間を形成するインナーマニホールドと、を含み、
   前記アウターマニホールドは、
   不活性ガスを供給するアウターガス供給口と不活性ガスを排気するアウターガス排気口とが形成されたことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記アウターチューブは金属材質で形成され、前記インナーチューブは非金属材質で形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記アウターチューブと前記インナーチューブは、非金属材質で形成されることとする請求項１に記載の基板処理装置。
4. 前記アウターチューブは、
   第１のドーム状天井を有する垂直円筒状に構成され、
   前記インナーチューブは、
   第２のドーム状天井を有する垂直円筒状に構成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
5. 前記アウターマニホールドは、
   前記第１の内部空間を形成する第１の側壁と、前記第１の側壁の上部の周りに外側に延び、前記アウターチューブの下端部を支持する第１の上部フランジと、前記第１の側壁下部の周りに外側に延び、前記インナーマニホールドと結合され、周りに沿って前記結合部材の締結が可能な複数の第１の締結部が形成された第１の下部フランジと、を備え、
   前記インナーマニホールドは、
   前記第２の内部空間を形成する第２の側壁と、前記第２の側壁の上部の周りに外側に延び、前記アウターマニホールドと結合され、周りに沿って前記結合部材の締結が可能な複数の第２の締結部が形成された第２の上部フランジと、前記第２の側壁下部の周りに外側に延び、前記キャップフランジにより密閉される第２の下部フランジと、を備え、
   前記結合部材により前記第１の下部フランジと前記第２の上部フランジとが結合されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
6. 前記アウターマニホールドの前記第１の側壁の内径は、前記インナーマニホールドの前記第２の側壁の内径よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
7. 前記アウターマニホールドは、
   前記保護空間の圧力を常圧より低い低圧に形成するために、外部の真空ポンプと連結されるアウターポンプ口が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
8. 前記インナーマニホールドは、
   工程ガスを供給するインナーガス供給口、前記工程ガスを排気するインナーガス排気口が形成されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
9. 前記インナーマニホールドは、
   前記反応空間の圧力を常圧より低い低圧に形成するために、外部の真空ポンプと連結されるインナーポンプ口が形成されたことを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
10. 前記インナーマニホールドは、
    前記反応空間の温度を測定する熱電対が設けられる熱電対保護管が締結される熱電対締結口が、前記第２の側壁に形成されることを特徴とする請求項５に記載の基板処理装置。
11. 内部に保護空間を形成し、下部に第１の入口が形成されたアウターチューブと、
    内部に反応空間を形成し、下部に第２の入口が形成されており、一部が前記アウターチューブに受容され、前記第２の入口が形成された部分は、前記アウターチューブの下方に突出されたインナーチューブと、
    上部の前記アウターチューブと下部の前記インナーチューブとを離隔して支持するマニホールドアセンブリと、
    前記マニホールドアセンブリの下部を密閉するキャップフランジと、
    を含み、
    前記マニホールドアセンブリは、
    前記アウターチューブの下端部を支持し、前記保護空間と連結される第１の内部空間を形成するアウターマニホールドと、
    上端が、前記アウターマニホールドの下端と結合部材を介して締結され結合され、前記インナーチューブの下端部を支持し、前記反応空間と連結される第２の内部空間を形成するインナーマニホールドと、
    を含み、
    前記キャップフランジの側面の分散された位置に構成された複数のクランプモジュールと、前記マニホールドアセンブリを介して前記反応空間に対するポンピングを行うインナーポンプ部と、をさらに含み、
    前記キャップフランジの昇降により、前記キャップフランジの上面が、前記マニホールドアセンブリの底面とＯリングを挟んで第１の離隔間隔で近接し、
    前記インナーポンプ部のポンピングにより、前記反応空間が常圧未満に減圧されれば、前記キャップフランジの上面が、前記マニホールドアセンブリの底面と前記Ｏリングを挟んで前記第１の離隔間隔よりも小さい第２の離隔間隔で隣接し、
    前記複数のクランプモジュールが、前記第２の離隔間隔で隣接した前記キャップフランジと前記マニホールドアセンブリの下部とをクランプするように構成されることを特徴とする基板処理装置。
12. 前記キャップフランジ下部に離隔を維持し、固定されるベースプレートをさらに備え、
    前記複数のクランプモジュールは、
    前記ベースプレートに分散して設けられ、前記キャップフランジの側面に対向するクランプチャネルが形成されたクランプをそれぞれ備え、
    前記クランプを駆動することによって、前記第２の離隔間隔で隣接した前記キャップフランジと前記マニホールドアセンブリの下部とを前記クランプチャネル内にクランプすることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
13. それぞれの前記クランプモジュールは、
    前記キャップフランジの側面に対向する前記クランプチャネルが形成された前記クランプと、
    前記クランプを垂直支持するクランプブラケットと、
    前記ベースプレートに固定され、ロッドを介して前記クランプブラケットに連結され、前記クランプブラケット及び前記クランプを前進又は後進させるアクチュエータと、を含み、
    前記アクチュエータの駆動によって、前記クランプは、クランプするためのロック位置とクランプ解除のための解除位置との間を移動することを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。
14. 前記ベースプレートの下部に、弾性部の弾性力により前記ベースプレートと離隔が維持される昇下降プレートをさらに備え、
    前記弾性部は、
    前記ベースプレートと前記昇下降プレートと間に介在され、前記キャップフランジの上面と前記マニホールドアセンブリの底面が前記第１の離隔間隔で近接するための前記弾性力を提供することを特徴とする請求項１２に記載の基板処理装置。
15. 前記弾性部は、
    前記昇下降プレートと前記ベースプレートと間の複数の位置に介在されたスプリングを含むことを特徴とする請求項１４に記載の基板処理装置。
16. 前記インナーマニホールドは、
    前記マニホールドアセンブリの下部をなし、前記キャップフランジの辺部の上面に対向する第２の下部フランジを備え、
    前記複数のクランプモジュールがＯリングを介して前記第２の離隔間隔で隣接した前記キャップフランジと前記第２の下部フランジとをクランプするように構成されることを特徴とする請求項１１に記載の基板処理装置。
17. 前記インナーチューブの前記反応空間に垂直設けられ、下部が前記インナーマニホールドを介して引き出され、前記反応空間内のそれぞれ異なる位置で温度を検知する検出部を備える熱電対が複数個挿入される熱電対保護管を含み、
    前記反応空間は、
    第２のドーム状天井により形成された天井領域と前記天井領域の下部の反応領域とに分けられ、
    前記熱電対保護管は、
    前記天井領域に延び、曲げられた上部の延長管を備え、
    少なくとも一つの熱電対の前記検出部が前記延長管内に位置することを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
18. 前記熱電対保護管は、
    上部の前記延長管と、前記延長管の下部の垂直管と、前記垂直管から折れて形成され、前記インナーマニホールドの側壁を貫通して外部に引き出される下部管と、を含み、
    前記延長管、前記垂直管及び前記下部管は、一体に形成されることを特徴とする請求項１７記載の基板処理装置。

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