KR100237723B1 - 기판에 표면층을 제공하는 방법 및 장치 - Google Patents

기판에 표면층을 제공하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

반응실(1)내에서 증기를 사용하여 가스 상태로부터 표면층을 기판(2)에 제공하는 방법에 있어서, 증기는 저장소(4)내의 물질(5)의 증발을 통해 발생되고 가스 라인(8)을 통해 반응실(1)로 안내된다(화학 증착법(CVD)). 본 발명에 따르면, 증기는 가스 라인내에 포함된 펌프(9)에 의해 저장소(4)로부터 반응실(1)로 펌핑되어 저장소(4)로부터 반응실(1)로 안내된다. 본 발명은 펌프를 사용함으로서 매우 융통성이 있게 된다. 증기 흐름은 펌프와 관련된 펌핑 속도의 조절을 통하여 용이하게 조절될 수 있다. 또한, 증기 흐름은 반응실(1)내의 공정 압력에 영향을 받지 않는다.

Description

기판에 표면층을 제공하는 방법 및 장치
제1도는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 장치를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 반응실 2 : 반도체 슬라이스
3 : 지지체 4 : 저장소
7,10,11 : 마노미터 또는 압력센서 8 : 가스라인
9 : 펌프 13 : 밸브
14 : 히터
본 발명은 반응실내에서 증기에 의하여 가스 상태로부터 기판에 표면층을 제공하는 방법에 관한 것으로서, 여기서 증기는 저장소내의 물질의 증발에 의해 발생되며 가스 라인을 통해 반응실로 도입된다. 또한, 본 발명은 이러한 방법을 실시하기 위한 장치에 관한 것이다.
이러한 방법은, 예를 들면, 금속, 반도체, 또는 세라믹 기판에 비결정질, 다결정질, 에피텍셜, 또는 도프된(doped) 반도체층을 제공하거나, 유전체층을 제공하거나, 금속 및 금속제 도체층을 제공하는데 이용되며, 붕소 함유 유리등과 같은 고체 물질은 물론 테트라에톡시릴레인(TEOS) 또는 트리클로로실레인과 같은 액체가 증기 소스로서 사용될 수 있다. 특히, 상기 방법은 반도체 장치의 제조에 있어 TEOS 증기로부터 증착을 통해 반도체 기판위에 산화 규소층을 제공하는데 이용될 수 있다. 대안적으로, 상기 방법은 반도체 기판을 도핑하는데 이용될 수 있는데, 상기 표면층은 기판의 상부층에 형성된다. 그 다음, 상기 기판은 증기가 기판내로 확산되는 정도의 온도로 가열된다.
서두에 언급한 종류의 방법은 유럽 특허출원 제220,552호로부터 공지된 것인데, 상기 출원에 따르면, TEOS 증기는 저장소에서 반응실로 도입되며, 반응실에서 물질은 비교적 높은 압력을 가진 저장소에서 증기가 발생될 수 있을 정도의 레벨로 가열되며, 그 다음 상기 증기는 가스 라인내의 저항을 통해 일정한 압력으로 유지되고 있는 반응실로 도입된다. 상기 저항 앞쪽의 증기가 압력 Pi을 갖고, 공정실내의 압력이 Pp이면, 저항 R을 통한 층류는 다음과 같이 된다.
R = 상수/(Pi+Pp)
그 다음, 증기 유동(Vapour flow:Qd)은 반응실로 이동하는데, 이 때 다음식이 성립된다.
Qd = (Pi-Pp)(Pi+Pp)/상수
= (Pi 2-Pp 2)/상수
증기 유동(Qd)은 압력 Pi 및 Pp가 소망하는 규정된 값으로 유지되면, 소망되는 규정된 값으로 된다.
실질적으로, 상기 공지된 방법은 유연하게 대처를 못하는 것으로 판명되었다. 예를 들어, 층을 좀더 신속히 형성시키고자 할 때, 공지된 방법에서 보다 5배 내지 10배 높은 공정 압력 Pp가 선택되어야 한다. 동일한 증기 유동 Qd가 유지되어야 한다면, 가스 라인내의 흐름의 타입 및 증기의 관성 때문에 저항 R 값은 제한된 정도밖에 변동될 수 없으므로. 상기 압력 Pi은 상승되어야 한다. 상기 반응실로 도입되는 증기 유동 Qd를 증가시키길 원한다면 Pi를 더 증가시키는 것이 필요하다. 공지된 방법에서, Pi는 특히 저장소의 온도에 영향을 받는다. 그러므로 공지된 방법에서, 대략 45℃의 온도에서 1067Pa의 압력이 저장소에서 얻어지는 동안에, Pi는 307Pa이다. 보다 더 높은 압력 Pi가 실현된다면, 저장소의 온도는 증가되어야만 한다. 그런데, 저장소 온도가 대략 80℃를 초과할 때 저장소내의 TEOS가 해리되므로, 상기 방법은 실용상 불가능하다는 단점이 있다.
본 발명은, 특히 Pi를 낮출 수 있고 따라서 저장소 온도를 낮출 수 있어서, 증기의 해리가 발생치 않는 유연하게 대체할 수 있는 방법을 실현하려는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 목적을 위한 방법은 가스 라인내의 펌프에 의해 저장소로부터 반응실로 펌프되어서 증기가 저장소에서 반응실로 도입되는 것을 특징으로 한다. 상기 펌프가 펌핑 속도 Sp로 작동한다면, 입구측에서 주어진 압력 Pi일 때 증기 유동 Qd는
Qd = Pi × Sp
와 같이 된다. 상기 증기 유동 Qd는 펌프의 출구측의 공정 압력 Pp와 무관하다. 그 결과, 증기 유동 Qd가 일정하게 유지하면서도 공정 압력 Pp을 원하는대로 증가시킬 수가 있다. Pi는 저장소에서 낮은 온도로 충분하여 증기의 해리가 발생치 않을 정도로 낮게 선택되어질 수 있다. 증기 유동 Qd를 증가시키길 원한다면, 펌핑 속도 Sp를 채택하여 행할 수 있다. 상기 펌핑 속도는, 예를 들면, 펌프가 어떤 rpm으로 운전되는 규정된 값으로 세트된다. 따라서, 공정 압력 Pp 및 증기 유동 Qd를 원하는 값으로 손쉽게 변동시킬 수 있는 본 발명에 의하여 유연하게 대처할 수 있는 공정이 이루어진다.
증기 유동 Qd는 입구 압력 Pi와 펌핑 속도 Sp 곱(product)이 규정된 값으로 유지되는 규정된 값으로 유지될 수 있다. 이는 입구 압력 Pi가 가변일 때 상기 곱인 Pi × Sp가 규정된 값을 유지하도록 펌핑 속도 Sp를 제어하거나, 그 반대로 Sp가 가변일 때 Pi를 제어하거나, 또는 Pi와 Sp 모두를 일정하게 유지시켜서 달성된다. 상기 펌프는 그 질량에 의한 관성을 가지므로, 펌프의 속도에 의존하는 펌핑 속도 Sp를 충분히 빠르기로 제어하는 것이 종종 불가능하다. 그러나, 상기 관성은 펌프가 비교적 용이하게 일정한 펌핑 속도를 유지할 수 있도록 하는 것이다. 그러므로, 본 발명에 따르면, 펌프 바로 앞의 가스 라인에서 규정된 압력을 유지함으로서 증기가 규정된 흐름으로 반응실로 도입되며, 상기 펌프는 일정한 펌핑 속도로 작동되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 펌프 바로 앞 위치에서의 가스 라인내의 증기가, 압력 Pi을 소정의 값 Pg와 비교한 다음 Pi가 Pg보다 크다면 가스 라인내의 상기 위치의 상류부에서 흐름을 막도록 밸브가 닫혀지고, 즉 더 닫혀지고, 그리고 Pi가 Pg보다 작다면 밸브가 더 열려져서, 규정된 압력 Pi로 유지되게 하며, 규정된 압력 Pi보다 높은 압력은 저장소에서 유지되는 것을 특징으로 한다. 이러한 방법으로, 펌프의 입구 압력은 소정의 규정된 값으로 유지될 수 있는 한편, 밸브를 열로 닫는 조작으로 간편하며 신속한 공정 전환이 이루어질 수 있다.
가스 라인에는 어떤 임의의 압력의 증기가 존재하고 있다. 실질적으로, 상기 가스 라인은 증기가 응축되지 않는 높은 압력으로 유지됨으로써, 응축으로 인한 압력 변동은 발생하지 않는다. 저장소는 그 사이즈와, 때때로 새로운 물질이 제공될 수 있어야 하기 때문에 반응실 바로 뒤에 있지 않으므로, 저장소와 반응실 사이의 가스 라인은 실제로 상당히 길 수 있다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 펌프의 입구측의 압력 Pi을 공정 압력 Pp보다 낮게 선택하는 것이 가능하다. 그러면, 저장소와 펌프 사이의 가스 라인내의 압력, 따라서 온도도 낮게 유지하는 것이 가능하다. 상기 펌프는 가열될 가스 라인이 비교적 짧아지도록 반응실에 근접하여 위치하는 것이 바람직한데, 왜냐하면 그 다음 비교적 낮은 온도로 유지될 수 있는 가스 라인의 부분이 최대로 되기 때문이다. 또한, 펌프를 통한 증기 유동 Qd는 반응실의 바로 정면에서 소정의 규정값으로 제어되므로, 펌프와 반응실 사이의 가스 라인내의 증기의 관성 효과는 그 영향이 더 적어지며, 반응실내로 도입되는 증기 유동은 보다 정확히 결정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 사용되는 펌프는 “분자 흡수”형 펌프(“molecular drag” type)인데, “홀웩”(Holweck) 펌프로도 불리운다. 상기 분자 흡수형 펌프는 소형이므로, 반응실에 근접하여 설치할 수 있다. 또한, 상기한 종류의 펌프는 펌프 출구측에서 대략 100Pa 내지 10,000Pa의 압력을 이루기에 매우 적합한 것이다. 이러한 압력은 증기 상태로부터의 증착 공정(화학 증착법, CVD)에서 널리 사용되는 것이다.
본 발명은 또한, 기판에 표면층을 제공하는 장치에도 관련있는 것인데, 이 장치는 기판을 수용하는 반응실과, 물질을 수용하는 저장소와, 물질로부터 증기를 발생시키는 수단과, 저장소로부터 반응실로 증기를 도입하기 위한 가스 라인을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 장치는 저장소로부터 반응실로 증기를 펌핑하기 위해 저장소와 반응실 사이의 가스 라인내에 펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다. 상기 장치를 사용하여, 저장소내의 물질의 증발을 통해 발생된 증기는 상술한 바와 같이 가스 라인을 통해 반응실로 규정된 증기 유동으로 도입될 수 있다. 상기 증기 유동은 반응실내의 공정 압력의 영향을 받지 않는다.
본 발명에 따른 장치에는, 펌프 바로 앞의 가스 라인에서의 증기를 규정된 압력으로 유지시키는 수단과, 펌프가 일정한 펌핑 속도로 동작하게 하는 설비가 제공되는 것이 바람직하다.
증기를 규정된 압력으로 유지하기 위한 수단이 펌프의 바로 앞의 가스 라인내에 있는 압력 센서와 연결된 제어부를 포함하여, 상기 압력 센서가 소정의 값보다 큰 압력을 감지하면 제어부가 압력 센서 앞의 가스 라인에서 밸브를 닫고, 압력 센서가 소정의 값보다 낮은 압력을 감지하면 상기 밸브를 열도록 하면 부가의 장점이 얻어진다. 상기 펌프의 입구측의 압력은 상기 수단에 의해 간편하게 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 밸브를 열고 닫는 간단한 동작으로 상기 장치를 다른 공정으로 전환시키는 것이 가능하다.
가열될 가스 라인이 비교적 짧아지도록 반응실에 인접하게 상기 펌프를 배치할 때 부가의 장점이 얻어진다.
상기 펌프가 “분자 흡수”형 펌프일 때 부가의 장점이 얻어진다. “분자 흡수”형 펌프는 소형이어서, 반응실에 근접 배치될 수 있다. 또한, 상기 타입의 펌프는 펌프 출구측에서 대략 100Pa 내지 10,000Pa의 압력이 아주 적합한 것이다. 이러한 펌프는 상기 장치를 증기 상태로부터 많은 증착 공정(CVD 공정)을 행하기에 적합하게 해준다.
이제 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
도면은 스케일대로 도시되지 않은 단지 도식적인 것이다.
제1도는 물질의 증발을 통해 발생된 증기에 의해 가스 상태로부터 표면층을 기판에 제공하기 위한 장치를 개략적으로 도시한다. 도시된 장치는 테트라에톡시릴레인(TEOS)의 증기로부터 반도체 슬라이스(slice)상에 산화 규소층을 제공하도록 설계된 것이다. 상기 장치는 기판(2)을 수용하기 위한 반응실(1)을 포함한다. 상기 반응실(1)은 예를 들어, 통상적인 저압력 화학 증착 반응실이다. 본 실시예에서, 상기 반응실(1)내의 지지체(3) 위에는 다수의 반도체 슬라이스(2)가 배열되어 있지만, 반도체 슬라이스를 단지 1개만 포함하는 반응실도 가능한 것이다. 또한, 상기 장치는 물질(5)(본 실시예서 TEOS)을 포함하기 위한 예를 들어, 석영으로 만들어진 저장소(4)를 포함한다. 상기 저장소에는 증기를 발생시키기 위한 수단이 제공되는데, 본 실시예에서는 온도 제어부(16)가 제공된 히터 요소(6)가 그것이다. 상기 물질(5)의 가열을 통하여 저장소(4)에는 증기 압력 Pr을 가진 증기가 발생된다. 이 압력은 예를 들어 통상적인 커패시턴스 마노미터인 마노미터(7)에 의해 측정된다. 상기 온도 제어부(16)는 저장소를 대략 35℃로 유지시키며, 그 다음 압력 Pr은 대략 532Pa이다. 상기 저장소(4)에서 발생된 증기는 가스 라인(8)을 통해 반응실(1)로 도입된다. 상기 가스 라인(8)은 예를 들어 10m의 직경과 대략 5m의 길이를 가진 스테인레스 스틸로 만들어진다. 본 발명에 따라서, 증기는 가스 라인(8)내에 포함된 펌프(9)에 의해 저장소(4)로부터 반응실(1)로 펌프된다. 상기 펌프가 펌핑 속도 Sp로 작동하고, 마노미터(10)에 의해 측정된 그 입구측의 압력이 Pi이면, 상기 펌프는 다음과 같은 증기 유동 Qd를 이동시킨다.
Qd = Pi × Sp
상기 증기 유동은 마노미터(11)에 의해 측정되고, 펌프 출구측의 공정 압력 Pp에는 영향을 받지 않는다. 마노미터(10 및 11)는 통상적인 커패시턴스 마노미터이다. 펌프(9)를 사용하면, 비교적 낮은 압력 Pi에서 작업하는 것이 가능하다. 왜냐하면 소정의 증기 유동 Qd를 얻기 위하여 펌핑 속도 Sp가 선택될 수 있기 때문이다. 비교적 낮은 Pi의 장점은 저장소(4)와 펌프(9) 사이의 가스 라인내의 온도를 낮게 할 수 있어서 실온에서 증기의 응축에 의해 야기되는 문제가 발생치 않는다는 점이다.
또한, 명백한 바와 같이, 펌프(9)를 사용하면 증기 유동 Qd를 신속하고 유연하게 대처할 수 있게 제어할 수 있다. 양호하게 형성된 두께 및 조성을 가진 탄화 규소층을 반도체 슬라이스(2) 위에 형성시키기 위해, 상기 증기는 규정된 증기 유동으로 반응실로 도입된다. 이러한 점은 Pi × Sp가 규정된 값으로 유지된다는 점에 의해 성취될 수 있다. 상기 증기는 펌프 바로 앞의 규정된 압력 Pi로 유지되고 펌프가 규정된 펌핑 속도 Sp로 작동하는 규정된 흐름으로 반응실로 도입되는 것이 바람직하다. 상기 펌프의 질량 관성은 펌프가 비교적 용이하게 상기 일정한 펌핑 속도 Sp로 유지할 수 있게 하는 효과를 갖는다. 따라서, 상기 증기 유동 Qd는 신속하고 유연하게 대처할 수 있는 방법으로 제어될 수 있다.
상기 목적 달성을 위해, 본 발명에 따른 장치에는, 펌프(9) 바로 앞의 가스 라인(8)내의 증기를 규정된 압력으로 유지하기 위한 수단(10,12,13)과, 펌프(9)를 일정한 펌핑 속도로 동작하기 위한 자치(17)가 제공된다. 상기 증기를 규정된 압력 Pi로 유지시키기 위한 수단은, 펌프(9) 바로 앞의 가스 라인(8)내에 설치된 압력 센서(10)에 연결되고, 상기 압력 센서(10)가 소정의 값보다 높은 압력을 측정할 때 압력 센서(10) 바로 앞의 가스 라인내의 밸브(13)를 닫으며, 압력 센서(10)가 소정의 값 Pi보다 낮은 압력을 측정할 때 밸브(13)를 여는 제어부(12)를 구비하는 것이 바람직한데, 이때 마노미터(7)에 의해 판독되며 규정된 압력 Pi보다 더 높은 압력 Pr이 저장소(4)에서 유지된다. 그 다음, 저장소(4)내에는 마노미터(7)에 의해 판독되며 규정된 압력 Pi보다 높은 압력 Pr이 유지된다. 그 다음, 저장소(4)는 물질(5) 증기의 초과 소스로서 작용한다. 이러한 방법으로, 펌프(9)의 입구 압력 Pi는 규정된 값으로 유지된다. 또한, 상기 밸브(13)를 열고 닫음으로서 증기 유동 Qd의 신속한 스위칭 온/오프가 가능하다. 상기 제어부(12)는 제어 밸브(13)를 통하여 펌프(9)의 입구 압력 Pi을 대략 266Pa로 유지시킨다.
상기 펌프(9)는 “분자 흡수” 펌프가 적절하다. 상기 펌프는 소형이며, 증기 상태로부터의 증착 공정에 널리 사용되는 대략 100Pa 내지 10,000Pa 사이의 출구 압력에 매우 적합하다. 상기 펌핑 속도 Sp는 펌프의 속도에 비례한다. 상기 펌프에는 속도 제어부(17)가 제공되며, 속도를 대략 10-2m3/s의 펌핑 속도 Sp에 대응하는 대략 30,000rpm으로 안정화시킴으로써, 대략 2.66Pa·m3/s의 증기 압력 Qd가 반응실(1)내로 도입된다.
실질적으로, 저장소(4)는 그 크기를 고려하고 때때로 새로운 물질을 제공할 수 있어야 한다는 사실을 고려하여 펌프의 바로 옆에 배치되지 않기 때문에, 상기 저장소(4)와 제어 밸브(13) 사이의 가스 라인(8)은 상당한 길이를 가질 수 있으며, 본 실시예에서는 대략 5m이다. 본 발명에 따른 방법에 있어서, 펌프의 입구측의 압력을 반응실(1)내의 공정 압력보다 더 낮게 선택하는 것이 가능하다. 그 다음, 압력과, 그에 따른 저장소(4)와 펌프(9) 사이의 가스 라인(8)내의 온도를 낮게 유지하는 것도 가능하다. 본 발명에 따라서, 가열될 가스 라인이 비교적 짧아지도록, 상기 펌프(9)는 반응실(1)에 근접하여 설치된다. 이는 반응실(1)로의 증기 유동이 반응실 바로 앞에서 결정되므로, 상기 펌프(9)와 반응실(1) 사이의 가스 라인(8) 내의 증기의 관성 효과는 큰 역할을 하지 못하며, 증기 유동은 더욱 정확히 규정된다는 것을 의미한다. 상기 펌프(9)와 반응실(1) 사이의 가스 라인(8) 부분은, 예를 들어 가스 라인 둘레에 히터 와이어가 감겨진 저항성 히터(14)에 의해 예컨대 60℃의 온도로 가열될 수 있다.
반응실(1)의 출력측에는, 상기 압력 Pp를 공정에 필요한 1333Pa로 유지시키기 위해서, 진공 펌프(15), 예를 들면 루츠 펌프(Roots pump)가 설치된다. 반응실(1)은 650℃의 온도로 한다.
상기 실시예에서는, 분당 1마이크로미터의 탄화 규소가 반도체 기판(2)위에 증착된다.
본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니며, 본 발명의 범주내에서 수많은 변경이 가능하다. 본 발명은, 예를 들면, 금속, 반도체, 또는 세라믹 재질로 만들어진 기판위에 비결정질, 다결정질, 에피텍셜 또는 도프된 반도체층, 유전체 및 금속 또는 금속제의 층을 적용하는데 적합한 것이다. 증기 소스로서 액체 및 고체 물질이 모두 사용될 수 있다. 액체의 전형적인 예로는, 실리콘층을 제공하기 위한 소스로서, 실온에서 액체로 있는 트리클로로실레인 및 실리콘 테트라클로라이드와 같은 실리콘 성분을 가진 조성물을 사용하는 것이다. 고체 물질의 전형적 예로는 반도체 슬라이스 또는 층을 도핑하기 위한 붕소의 소스로서 붕소 유리 또는 세라믹과 같은 다양한 붕소 함유 물질을 사용하는 것이다.
저장소내의 물질(5)이 여러 물질의 혼합물로 이루어질 때 특정한 특성을 가진 층이 적용될 수 있다. 예를 들어, 테트라에톡시릴레인(TEOS), 트리에틸포스파이드(TEP), 트리에틸아세나이드(TEA) 또는 트리메틸보레이트(TMB) 등의 혼합물이 사용됨으로써, 탄화 규소층에는 인, 비소 또는, 붕소 등이 각각 제공될 수 있다. 이러한 층은 예를 들면, 반도체 도펀트(dopant)의 확산을 위한 소스로서 사용될 수 있다.
상기 저장소(4)로부터의 증기에다, 표면층의 특성에 영향을 미치는 증기 또는 증기의 혼합물로 이루어진 가스를 첨가시키는 것도 가능하다. 상기 첨가된 가스의 조성은 요청되는 바에 따라 층을 형성하는 동안에 변동시킬 수 있다. 예를 들어, 트리에틸포스파이드(TEP), 트리에틸아세나이드(TEA) 또는 트리메틸보레이트(TMB)와 같은 상술한 물질의 증기가 첨가될 수 있다.
상기 증기의 양은, 불활성 형성 가스, 즉 반응실내의 반응에 영향을 주지 않는 형성 가스의 첨가를 통한 간단한 방법으로 조절될 수 있다. 형성 가스로는 헬륨 또는 헬륨을 포함한 희 가스(rare gas)의 혼합물이 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 반응실내의 증기를 이용하여 기상(gas phase)으로 표면층을 가진 기판에 제공하며, 상기 증기는 저장소내의 물질의 증발에 의해 발생되어 가스 라인을 통하여 반응실로 도입되는, 기판에 표면층을 제공하는 방법에 있어서, 상기 증기는 상기 가스 라인내에 포함된 펌프에 의하여 상기 저장소로부터 상기 반응실로 펌핑되어 저장소로부터 반응실로 도입되는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증기는 상기 펌프 바로 앞의 상기 가스 라인에서 규정된 압력으로 유지됨으로써 규정된 흐름으로 상기 반응실로 도입되며, 상기 펌프는 일정한 펌핑 속도로 작동되는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 펌프 바로 앞에 위치된 가스 라인의 증기는 규정된 압력 Pi로 유지되는데, 상기 압력 Pi을 소정의 값 Pg와 비교하고, 계속하여 Pi가 Pg보다 더 크게 된다면, 밸브는 상기 가스 라인의 위치의 상류부에서 밸브가 폐쇄되며, 즉 부가로 폐쇄되며, Pi가 Pg보다 더 작으면, 상기 밸브는 부가로 개방되고, 상기 규정된 압력 Pi보다 더 높은 압력이 상기 저장소에서 유지되는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프는 가열될 상기 가스 라인의 길이가 짧아지도록 상기 반응실에 인접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, “분자 흡수”형 펌프가 상기 펌프로서 사용되는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하는 방법.
  6. 기판을 수용하기 위한 반응실과, 물질을 수용하는 저장소와, 상기 물질로부터 증기를 발생시키는 수단 및, 상기 저장소로부터 상기 반응실로 증기를 도입하기 위한 가스 라인을 구비하는, 기판에 표면층을 제공하기 위한 장치에 있어서, 상기 저장소로부터 상기 반응실로 증기를 펌핑하기 위해 상기 저장소와 상기 반응실 사이의 상기 가스 라인에 펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하기 위한 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 펌프 바로 앞의 상기 가스 라인내의 증기를 규정된 압력으로 유지시키기 위한 수단과, 일정한 펌핑 속도로 상기 펌프를 작동시키기 위한 장비를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하기 위한 장치.
  8. 제7항에 있어서, 증기를 규정된 압력으로 유지시키기 위한 상기 수단은, 펌프 바로 앞의 가스 라인내에 설치된 압력 센서에 연결된 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 압력 센서가 소정의 값보다 큰 압력을 감지할 때, 상기 압력 센서 앞의 가스 라인내의 밸브를 닫고, 상기 압력 센서가 소정의 값보다 낮은 압력을 감지할 때 상기 밸브를 열도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하기 위한 장치.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프는 가열될 상기 가스 라인의 길이가 짧아지도록 상기 반응실에 근접하여 설치되는 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하기 위한 장치.
  10. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펌프는 “분자 흡수”형 펌프인 것을 특징으로 하는 기판에 표면층을 제공하기 위한 장치.
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5805973A (en) * 1991-03-25 1998-09-08 General Electric Company Coated articles and method for the prevention of fuel thermal degradation deposits
US6004885A (en) * 1991-12-26 1999-12-21 Canon Kabushiki Kaisha Thin film formation on semiconductor wafer
JP2797233B2 (ja) * 1992-07-01 1998-09-17 富士通株式会社 薄膜成長装置
CA2105188A1 (en) * 1992-09-22 1994-03-23 George A. Coffinberry Coated article for hot hydrocarbon fluid and method of preventing fuel thermal degradation deposits
DE69316184T2 (de) * 1993-01-15 1998-07-16 Gen Electric Verhütung von Ablagerungen thermischer Zersetzungsprodukte von Brennstoff
CA2113366C (en) * 1993-01-15 2005-11-08 George A. Coffinberry Coated articles and method for the prevention of fuel thermal degradation deposits
JP3356531B2 (ja) * 1994-02-15 2002-12-16 東京エレクトロン株式会社 ボロン含有ポリシリコン膜の形成方法
US5399200A (en) * 1994-03-10 1995-03-21 Stauffer; Craig M. Module in an integrated delivery system for chemical vapors from liquid sources
KR960015375B1 (ko) * 1994-06-08 1996-11-11 현대전자산업 주식회사 강유전체 박막 제조장치 및 그를 사용한 강유전체 박막 제조방법
US5782980A (en) * 1996-05-14 1998-07-21 Advanced Micro Devices, Inc. Low pressure chemical vapor deposition apparatus including a process gas heating subsystem
WO1998010116A1 (en) * 1996-09-05 1998-03-12 Talison Research Ultrasonic nozzle feed for plasma deposited film networks
US5849089A (en) * 1997-03-14 1998-12-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Evaporator for liquid raw material and evaporation method therefor
US5966499A (en) * 1997-07-28 1999-10-12 Mks Instruments, Inc. System for delivering a substantially constant vapor flow to a chemical process reactor
US6135433A (en) * 1998-02-27 2000-10-24 Air Liquide America Corporation Continuous gas saturation system and method
AU3642599A (en) 1998-04-14 1999-11-01 Cvd Systems, Inc. Film deposition system
US6136725A (en) * 1998-04-14 2000-10-24 Cvd Systems, Inc. Method for chemical vapor deposition of a material on a substrate
US6296711B1 (en) 1998-04-14 2001-10-02 Cvd Systems, Inc. Film processing system
US6275649B1 (en) * 1998-06-01 2001-08-14 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Evaporation apparatus
AU1218401A (en) * 1999-10-20 2001-04-30 Cvd Systems, Inc. Fluid processing system
JP3582437B2 (ja) * 1999-12-24 2004-10-27 株式会社村田製作所 薄膜製造方法及びそれに用いる薄膜製造装置
US6473564B1 (en) * 2000-01-07 2002-10-29 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Method of manufacturing thin organic film
US7335584B2 (en) * 2000-02-29 2008-02-26 Stmicroelectronics S.R.L. Method of using SACVD deposition and corresponding deposition reactor
EP1130130A1 (en) * 2000-02-29 2001-09-05 STMicroelectronics S.r.l. Method and reactor for SACVD deposition
US6701066B2 (en) * 2001-10-11 2004-03-02 Micron Technology, Inc. Delivery of solid chemical precursors
US20030123080A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-03 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Image forming device and method for controling the same
US6790475B2 (en) * 2002-04-09 2004-09-14 Wafermasters Inc. Source gas delivery
KR20050004379A (ko) * 2003-07-02 2005-01-12 삼성전자주식회사 원자층 증착용 가스 공급 장치
JP4325852B2 (ja) * 2003-09-19 2009-09-02 Okiセミコンダクタ株式会社 イオンソース用ベーパライザ
CN1964620B (zh) * 2003-12-12 2010-07-21 山米奎普公司 对从固体升华的蒸气流的控制
JP4455937B2 (ja) * 2004-06-01 2010-04-21 東北パイオニア株式会社 成膜源、真空成膜装置、有機elパネルの製造方法
US8435351B2 (en) * 2004-11-29 2013-05-07 Tokyo Electron Limited Method and system for measuring a flow rate in a solid precursor delivery system
US7514119B2 (en) * 2005-04-29 2009-04-07 Linde, Inc. Method and apparatus for using solution based precursors for atomic layer deposition
DE102007011589A1 (de) * 2007-03-08 2008-09-11 Schott Ag Fördereinrichtung für Precursor
CN100576435C (zh) * 2007-06-18 2009-12-30 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 用于化学干式蚀刻系统的系统和方法
WO2010101077A1 (ja) * 2009-03-04 2010-09-10 株式会社堀場エステック ガス供給装置
JP7281285B2 (ja) * 2019-01-28 2023-05-25 株式会社堀場エステック 濃度制御装置、及び、ゼロ点調整方法、濃度制御装置用プログラム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4529427A (en) * 1977-05-19 1985-07-16 At&T Bell Laboratories Method for making low-loss optical waveguides on an industrial scale
US4436674A (en) * 1981-07-30 1984-03-13 J.C. Schumacher Co. Vapor mass flow control system
JPS63500918A (ja) * 1985-09-16 1988-04-07 エアー・プロダクツ・アンド・ケミカルズ・インコーポレーテツド 真空蒸気伝送制御
US4640221A (en) * 1985-10-30 1987-02-03 International Business Machines Corporation Vacuum deposition system with improved mass flow control
EP0239664B1 (de) * 1986-04-04 1991-12-18 Ibm Deutschland Gmbh Verfahren zum Herstellen von Silicium und Sauerstoff enthaltenden Schichten
JPS62273714A (ja) * 1986-05-21 1987-11-27 Clarion Co Ltd 有機金属ガス供給方法および装置
US4911101A (en) * 1988-07-20 1990-03-27 General Electric Company Metal organic molecular beam epitaxy (MOMBE) apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP0479375B1 (en) 1995-04-26
JPH04232275A (ja) 1992-08-20
KR920007702A (ko) 1992-05-27
JP3238441B2 (ja) 2001-12-17
US5356477A (en) 1994-10-18
DE69109224T2 (de) 1996-01-18
US5322710A (en) 1994-06-21
NL9002164A (nl) 1992-05-06
EP0479375A1 (en) 1992-04-08
DE69109224D1 (de) 1995-06-01

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