KR100311672B1 - 반응가스송출장치및방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 열교환기, 특히 자동차용 열교환기는 대략 원형의 관통형이 형성되고 각각 변형된 형상의 단부(34)를 갖는 튜브 다발로 이루어지며, 각각의 튜브는 헤더플레이트의 관동공중 개개의 하나에 밀봉상태로 끼워져 있다. 각각의 튜브단부는 확장개구(38)를 구비한다. 확장개구(38)는 튜브벽의 변형에 의해 형성되는 것으로 예를 들면 사각형이고, 둥근모서리(42)에 의해 서로 연결된 변(40)에 의해 규정되는 다각형 형상을 갖는다.

Description

반응가스 송출 장치및 방법

화학 증착(CVD)기술은 상이한 여러가지 반응성 가스를 이용한다. 이들 가스는 물질의 존재하에 반응성 챔버내에서 뭉쳐지며, 반웅하여 물질의 표면에 막을 형성한다. CVD기법용으로 사용된 가스중 일부는 액체에서 기원한 것이며, 증발되어 그 기체상태로 반응챔버로 이동된다. 반응성 챔버로 소요 반응성 가스를 송출하는 가스 송출 시스템및 라인은 라인에서의 가스 응축을 방지 하도록 가열된다.

본 발명은 반응성 가스를 반응 챔버로 송출(deliver)하는 시스템에 관한 것으로, 특히 TiCl₄가스를 CVD공정용 반응 챔버로 송출하기 위한 개선되고 신뢰성있는 가스 송출 시스템에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 반응 가스 송출 시스템의 개략도이다.

도2A는 본 발명의 반응 가스 송출 시스템의 측단면도이다.

도2B는 본 발명의 반응 가스 송출 시스템의 부분 단면 정면도이다.

도3A는 히터 하우징과 반응 챔버 사이의 가스 라인을 가열하는 본 발명의 히터 블록의 분해 사시도이다.

도3B는 도3A에서의 3B-3B선을 따라 취한 단면도이다.

도4는 본 발명에 따라 내부에 가스 통로가 형성된 반응 챔버의 부분 단면도이다.

도5A및 도5B는 각각 본 발명의 제 1 열구역의 히터판의 정면도및 측면도이다.

도6A및 도6B는 각각 제 2 열구역의 히터판의 정면도및 측면도이다.

도7은 제 2 열구역내에서 사용되는 밸브 교차 장착판의 사시도이다.

도8은 제 3 열구역의 히터판의 사시도이다.

일예로서, 티타늄 테트라클로라이드(TiCl4)가 CVD반응에 있어서 반응성 가스로서 사용되어 기판의 표면에 티타늄-함유막 층을 증착시킨다. 액체 형태의 티타늄 테트라클로라이드 소스는 가스 송출 라인을 포함하는 시스템에 증기압력을 제공하도록 가열되고 이 압력은 가스 송출 라인을 통해 가스를 구동시킨다. 질량 유량 제어기는 증착 반응에 적합한 레벨에서 가스 유량을 제어한다. 이러한 질량 유량 제어기는 통상 시스템을 통하여 송출되는 가스의 양을 sccm(standard cubic centimeters per minute)으로 제어및 측정한다. 통상의 반응성 가스 송출 시스템에 대략 100 토르(Torr)(13.3 kN/m²)의 티타늄 테트라클로라이드 송출압력을 제공하기 위하여, 티타늄 테트라클로라이드 액체 공급원이 섭씨 70도 근처까지 가열된다. 이 압력을 유지하고 웅축을 방지 하기 위하여, 밸브및 커넥터와 같은 가스 송출 라인및 임의의 직렬형(in-line) 구성요소들(components)은 70도 이상으로 유지되어야 한다. 그러나, 상용 질량 유량 제어기의 최대 작동 온도는 섭씨 90도 이상이다. 따라서, 가스 송출 라인과 구성요소가 최소 온도로 유피되어야 하는 동안 상기 온도는 질량 유량 제어기의 구속조건으로 인하여 소정의 최대치를 초과할수 없다.

통상적으로, CVD반응성 가스 시스템에서 가스 송출 라인을 가열하는 것에는 라인및 (질량 유량 제어기와 같은) 기타 직렬형 가스 구성요소를 히터 테이프(heater tape)로 둘러싸는 것이 포함된다. 상기 히터 테이프는 열을 발생시켜 이를 가스 송출 라인및 구성요소로 전도 전달하는 전기작동되는 저항성 가열 요소를 포함한다. 그러나 이 히터 테이프의 결점은, 가열되어야 할 구성요소들의 다양한 크기및 형상으로 인하여 둘러싸는 공정이 매우 지루하고 때로는 엉성하다는 것이다. 또한, 가스 라인과 직렬형 구성요소 사이의 불연속적인 연결이 시스템의 충분한 커버를 방해한다는 것이다. 이러한 둘러싸는 공정의 엉성함및 그로 인한 히터 테이프의 불균일한 형상은 가열되는 라인에 걸쳐서 불균일한 온도를 생성한다. 또한, 구성요소들의 상이한 질량및 열흡수 특성 역시 온도의 균일성을 방해한다. 그 결과 라인에서 티타늄 테트라클로라이드가 응축되며, 이는 바람직하지 않은 증착 공정의 다양화를 초래하며, 궁극적으로는 질량 유량 제어기와 같은 직렬형 구성요소를 손상시킨다.

히터 테이프가 사용되면, 질량 유량 제어기와 반응 챔버 사이를 연결한 라인의 구조 때문에 부가의 가열 어려움이 있다. 종래의 가스 송출 라인은 챔버 커버가 챔버로부터 들어올려질수 있도록 반응 챔버 내로 도입되는 가요성 라인부분을 구비하였다. 가요성 라인 부분의 가요성은 상기 부분이 휘어질때 이동하게 하며, 빈약한 온도 균일성의 원인이 되기도 한다.

또한, 종래의 가스 송출 시스템은 가스 라인 자체내에서의 화학적 반웅 문제를 중점적으로 다루지 못하였다. 특히, 암모니아 가스(NH₃)가 종종 TiCl4와 함께 사용되어 CVD법에 의해 티타늄 함유막을 증착한다. 프로세스 파라미터에 따라, 반응챔버 내로 도입된 암모니아 가스의 많은 양이 Ticl₄송출 라인 내로 복귀된다. NH₃와 TiCl₄의 반응물은 노란색의 분말성 부가물이다. 이 부가물은 라인내에 형성되며 라인의 벽을 코팅하고, 결국에는 TiCl₄의 유동을 방해하고 또한 라인및 반응챔퍼내에 오염물질을 생성한다. 일반적으로, 종래의 가스 송출 시스템은 이러한 부가물 생성 문제를 적절히 다루지 못하고 있으며, 따라서 가스 송출 라인의 규칙적인 소제와 같은 값비싸고 시간 소모적인 단계를 필요로 하였다.

미국 특허 제 4220460호는 가스 유동 라인이 버블러로부터 반응구역으로 두 구역으로 수평분할된 하우징을 거쳐 통과하는 가스 송출 시스템을 개시 하고 있다. 상기 라인은 하부 구역을 통하여 상부 구역으로 통과하며, 하부 구역으로 복귀하므로써 반응 구역으로 통과한다. 상부 구역은 하부구역보다 낮은 온도로 유지된다.

J. Vac. Sci. Technol. A, vol. 7, no. 3, 1989 의 2387 내지 2392 페이지에는 액체 소스 송출 시스템에서의 압력기초 유동 제어기 사용이 개시되어 있으며, 이는 응축을 방지하기 위해서는 양호한 온도 제어가 요구됨을 언급하고 있다.

본 발명의 목적은 종래 시스템의 결점을 극복하는 개선된 반응가스 송출 시스템을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 히터 테이프를 사용하는 것과 같은 종래의 여러 시스템의 가열상의 결점을 극복하면서 반응 가스라인및 반응가스를 균일하게 가열하는 것이다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 시스템의 결점을 없애는 개선된 반응성 가스 송출 시스템을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 히터 테이프와 같은 다양한 종래의 시스템의 가열 단점을 제거하는 동시에 반응성 가스라인및 반응성 가스의 균일한 가열을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 응축을 방지하기 위하여 공급 소스로부터 반응 챔버로부터의 전체 가스 송출 라인에서의 온도 균일성을 보장하는 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 질량 유량 제어기및 기타 가스 송출 시스템에서의 직렬로 연결된 온도 민감성 구성요소에 대한 손상을 방지하면서 온도 균일성을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 가스 송출 라인내에서의 부가물 또는 기타 반응물의 생성을 방지하는 것이다.

[발명의 개요]

본 발명의 가스 송출 장치및 방법은 직렬 구성요소들의 적당한 작동및 가스 라인에서의 응축 방지를 보장하면서 가스 라인및 반응성 가스의 탁월한 온도 균일성을 제공한다. 본 발명은 또한 가스 라인내에서의 원치않는 부가물 생성을 추가로 방지한다. 본 발명은 세개의 열 구역(thermal zones)으로 분리 되는 열적으로 절연된 히터 하우징을 구비한다. 가스 송출 라인은 가스 공급원으로부터 하우징및 열구역을 통하여 연장된다. 상기 히터 하우징과, 특히 열구역은 상기 공급원및 이를 관통하여 점차 고온으로 연장되는 가스 라인을 가열하여 가스 라인및 반응성 가스의 온도 균일성을 형성하고 라인에서의 응축을 방지하도록 작동된다. 상기 열구역들은 하우징 벽에 의해 상호 격리되어 있다. 가스 라인및 연관되어 있는 배관 구성요소들은 시스템을 통한 압력강하를 최소화하기 위하여 비교적 큰 직경을 갖도록 치수화되어 있다.

제1 열구역은 액화 티타늄 테트라클로라이드 앰플과 같은 가스 공급원을 포함한다. 이 앰플은 액화 티타늄 테트라클로라이드 또는 다른 화학물이 기화되어 가스 라인에 반응 가스를 생성할때까지 가열된다. 제1 열구역의 온도는 반응 화학물및 소요 소스 압력의 기화점(vaporization point)에 따라 다르며, 온도가 높을수록 시스템에서의 반응 가스압력이 높아진다. 제1 열구역은 앰풀이 지지되는 스프링이 적재된 알루미늄 판 히터(a spring-loaded aluminum plate heater)를 구비한다. 이 판 히터는 앰풀을 전도적으로 그리고 균일하게 가열하기 위하여 앰풀의 바닥에 대하여 바이어스된다. 이 판 히터는 앰풀을 제 1 온도로 가열하도록 작동된다. 기화된 티타늄 테트라클로라이드를 송출하기 위하여 섭씨 70도 정도의 온도가 티타늄 테트라클로라이드를 증발시켜 가스 라인에 반응 가스를 생성한다.

제1 열 구역위에 있는 제 2 열구역은 가스 라인을 제1 열구역 온도보다 높은 제 2 온도로 가열한다. 제 2 열구역을 통하여 연장되는 가스 송출 라인의 섹션은 일반적으로 다양한 직렬형 밸브, 커넥터, 그리고 시스템용 질량 유량 제어기를 구비한다. 본 발명의 제2 열구역에서, 직렬형 밸브, 커넥터, 질량 유량 제어기는 편평한 알루미늄판에 장착되는 장착판에 고정된다. 이들 장착판이 판 히터에 장착되면, 히터는 장착판을 통하여 상기 직렬형 구성요소들을 전도적으로 균일하게 가열하여 제2 열구역에 걸쳐서 반응가스를 균일하게 가열한다. 제2 열구역 히터 베이스는 제 1 열구역 판 히터보다 고온으로 가열되어, 반응 가스 라인내의 임의의 저온 지점을 없애는데, 이러한 저온 지점은 웅축을 유발할수 있다. 동시에, 제 2 열구역은 온도에 민감한 직렬형 구성요소와 특히 질량 유량 제어기에 손상을 끼치지 않는 온도로 유지된다. 티타늄 테트라클로라이드 송출 시스템의 양호한 실시예에서, 제 2 열구역의 판 히터는 대략 80 ℃까지 가열된다.

제 3 열구역은 가스를 제1및 제2 열구역의 온도보다 고온으로 가열한다. 하우징의 제 3 열구역에 있는 직렬 구성요소들은 판 히터에 장착되는 장착판에 고정된다. 제 3 열구역에 있는 가스 라인 구성요소들은 제1 및 제2 열구역의 온도 이상의 온도까지 가열된다. 제 3 열구역및 관련 온도가 라인에서의 웅축을 방지하는 반면, 제3 온도는 역시 라인에서의 오염부가물 형성을 방지하기 위하여 상류측 영역의 온도보다 고온이다.

가스 송출 라인은 하우징에서 반응 챔버로 연장되며 반응 가스는 소정의 송출 압력으로 균일한 유량으로 반응 챔버로 송출된다. 본 발명의 일실시예에서, 하우징과 반응 챔버 사이에서 연장되는 가스 라인 섹션은 통상적으로 사용되온 가요성 라인보다 강성이다(rigid). 이 강성 섹션은 강성의 긴 히터 블록을 통하여 연장되며, 이 히터 블록은 강성 라인 섹션의 길이를 따라 균일한 가열을 제공하기 위해 그 길이를 따라서 균일하게 가열된다. 또한, 강성 히터 블록과 라인 섹션은 라인에서의 불균일한 가열및 응축을 생성하는 라인의 문제적 가요성을 제거한다. 가열 블록의 온도는 일반적으로 히터 하우징내의 열구역의 온도보다 높게 통상은 175 ℃ 부근으로 유지되어, 역시 라인에서의 웅축을 방지하고 라인에서의 반응 부가물 형성 방지를 보조한다.

본 발명의 다른 실시예는 연결 파이프와 열블록의 강성 섹션을 제거한다. 대신에, 반응 챔버와 반응 챔버 커버내에 일체식 가스 통로가 형성된다. 가스 라인은 하우징 밖으로 나와 챔버벽에 형성된 가스 통로에 직접 커플링된다. 커버가 반응 챔버상에 있을때, 커버에 있는 통로는 상기 벽통로와 결합하여 챔버벽과 커버를 통하여 반응챔버로의 연속 가스 통로를 형성한다. 상기 가스 통로와 근접한 커버및 벽은 상기 벽및 커버내에 배치되는 카트리지 히터와 같은 가열 유닛을 이용하여 175 ℃로 가열된다. 이 다른 실시예는 커버가 반응 챔버로부터 제거될때마다 블록을 하우징으로부터 분리및 재접속할 필요를 없애고 긴 히터 블록의 이용을 제거한다. 이 다른 실시예는 또한 가스 공급원과 반응 챔버 사이에서의 가요적인 가스 라인과 연관된 온도 균일성 문제를 제거 한다.

따라서, 본 발명은 소스에서 반응 챔버로의 반웅 가스 라인을 균일하게 가열한다. 본 발명을 이용하는 라인의 온도 측정은 각 구역에서 가스 유동 방향으로 가스 라인을 따라 1 ℃ 이하의 온도 구배를 나타낸다. 또한, 본 발명은 라인에어의 웅축을 방지하고 따라서 공정의 다양성및 직렬 구성요소 손상을 제거한다. 또한, 송출 라인에서의 오염 부가물이 방지된다. 본 발명의 상기 및 기타 다른 유익한 특징은 첨부도면을 참조한 하기 설명에서 더욱 명백해질 것이다.

본 발명의 가스 송출 시스템은 소스로부터 반응 챔버로의 가스 송출 라인및 반응 가스를 균일하게 가열한다. 이 시스템은 라인에서의 응축을 방지 하고 또한 반응 챔버 부근의 라인 섹션에서의 바람직하지 않은 부가물 형성을 방지한다. 이 시스템은 티타늄 테트라클로라이드를 기화시켜 반응 챔버로 송출하도록 전개되지만, 그 이점은 다른 반응 가스의 기화및 송출까지 확장된다. 따라서, 본 발명의 양호한 실시예가 기화된 TiCl₄의 송출에 대하여 기술하였지만, 당업자에 의해 수정된 시스템의 이용은 TiCl₄의 송출 이외까지 확장되는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 가스 송출 시스템(5)의 개략도인 도1에는 TiCl₄와 같은 액체 반응 물질의 공급 소스(6)와, 커버(9)를 갖는 반응 챔버(8)를 구비하는 것으로 도시되어 있다. 상기 시스템(5)은 통상 게이지 스테인레스 스틸로 만들어지는 하우징(10)을 포함한다. 하우징(10)은 수직으로 적층된 세개의 열구역(12,14,16)을 형성하도록 수직으로 연장된다. 하우징(10)의 벽은 애리조나주의 억세서블 프로덕츠 오브 피닉스사가 제조한 테크라이트 폼(Techlight Foam)과 같은 거품 절연체(foam insulation)(7)에 의해 전반적으로 절연된다. 상기 절연체(7)는 하우징(10)의 측벽(11), 윗벽(13)및, 바닥벽(15)으로 이어지며, 하우징(10)의 안쪽을 향하는 (비도시의) 반사 마일라(mylar: 강화 폴리에스테르필름)층을 갖는다. 하우징(10)에서 열구역(12,14,16)은 역시 게이지 스테인레스 스틸로 제조되고 하우징(10)과 유사한 절연체로 라이닝된 벽(26,27)에 의해 분리된다. 가스 송출 라인(22)은 소스(6)로부터 하우징(10)과 열구역(12,14,16)을 통하여 연장되며, CVD공정용 반응 가스를 송출하기 위하여 반응 챔버(8)에 연결된다. 이 가스 송출 라인은 통상 대략 0.5 인치(1.27cm)의 외경과 대략 0.4인치(1.02cm)의 내경을 갖는다. 송출 라인은 각각 열 구역(12,14,16)을 통하여 연장되는 여러 섹션(17,19,21)을 포함한다.

도2A와 도2B에서 제 1 열구역(12)은 반응 가스 소스(6)를 수용한다. Ticl₄와 같은 액체 가스(20)의 앰풀(18)은 열구역(12)에 설치된다. 앰풀18)은 그 상부(46)에서 가스 송출 라인(22)에 장착되며, 따라서 라인(22)에 의하여 열구역(12)내에 현수된다. 알루미늄 재질의 편평한 히터판(23)은 상기 현수된 앰풀(18) 아래에 고정되며 따라서 앰풀(18)의 바닥면(18a)과 히터판(23)은 일반적으로 그 접점을 따라서 같이 연장된다. 히터판(23)은 대략 0.5 인치(1.25cm)두께이며, 6 in x 7 in (15.2 cm x17.8 cm)의 가열표면을 갖는다. 도5A및 도5B에서 보다 상세히 도시되어 있듯이, 히터판(23)은 그 내부에 종방향으로 형성된 긴 원통형 보어(25)를 갖는다. 히터판(23)에는 판(23)을 앰풀(18)의 바닥면(18a)에 대하여 바이어스 시키는 스프링(43)및 지지 체결구용의 구멍(41)이 드릴링되고 태핑가공된다. 상기 보어(25)는 내부에 긴 카트리지 저항 히터(47)를 유지하며, 이 히터는 판(23)을 가열시키는 특정 온도로 가열시키기 위하여 폐쇄 루프 형태로 온도조절 제어된다. 이러한 적용에 충분한 카트리지 히터는 캘리포니아주의 왓로우 일렉트릭 히터 앤드 콘트롤즈 오브 오렌지사 제조의 모델 넘버 G5A71, G12A47, G5J45, G4E15 카트리지 히터이다.

카트리지 히터(47)는 라인(49)에 의해 히터 제어 시스템(29)에 연결된다. 이러한 목적의 히터 제어 시스템은 펜실베니아주 플라이마우쓰 미팅의 아테나 콘트롤즈 인코포레이티드사 제조의 모델 1600이다. 열전쌍(비도시)이 판(23)과 시스템(29)에 커플링되어 온도 정보를 제공하므로써 판(23)은 소정의 온도로 가열될수 있다. 또한, 판(23)및 기타 후술되는 히터판이 구성요소들을 그 소정의 온도로 가열하기에 충분히 높은 온도에 있도록 보장하기 위하여 본 발명의 작동중에 앰풀(18)및 기타 직렬형 구성요소를 주기적으로 측정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 앰풀(18)의 온도를 측정한 결과 판(23)이 23 ℃지만 앰풀은 68 ℃ 라면, 가열 제어 시스템(29)을 조절하여 판(23)과 앰풀(18)이 보다 고온으로 되도록 하는 것이 바람직하다. 히터 제어 시스템(29)은 앰풀(18)을 가열하는 판(23)을 가열하도록 작동된다. 앰풀(18)의 바닥면(18a)과 판(23) 사이의 공동연장 접촉은 앵풀(18)의 균일한 가열을 보장한다. 앰풀(18)은 액화 TiCl₄(20)를 증발시켜, 질량 유량 제어기(42) 이전에 가스 송출 라인(22)을 통하여 흐르는 반응 가스를 형성하기에 충분한 온도로 가열된다. 양호한 실시예에서, 액화 티타늄 테트라클로라이드는 대략 70 ℃ 까지 가열되어 가스 송출 라인(22)내에 대략 100토르(13.3 kN/m²)의 증기압력의 가스를 형성한다. 100토르(13.3 kN/m²)의 압력은 반응 챔버(8)에서 CVD공정에 사용되는 통상의 소스 압력이다.

가스 송출 라인(22)은 하우징(10)과, 라인(22)의 섹션(17,19,21)으로 도시 되는 각 열구역(22)을 통하여 수직으로 연장된다. 제 1 열구역(12)내에서, 수동 밸브(24)는 앰풀(18)로부터의 반응 가스 유동을 제어하기 위하여 가스 송출 라 인(22)과 직렬로 앰풀(18)에 연결된다. 오하니오 월러프비 소재의 NUPRO 캄파니사 제조의 BN 밸브와 같은 수동 밸브가 이러한 목적에 적합하다. 밸브(24)는 오하이오 마케도니아 소재의 CAJON 캄파니사 제조의 VCR 메탈 가스 킷 면 시일 조립체와 같은 커넥터(51)에 의해 가스 송출 라인(22)과 직렬로 연결된다. 제 1 열 구역(12)에서의 판(23)으로부터의 열 또한 제 1 열구역(12)에 의해 형성된 절연된 공간을 가열하며 응축이 방지된다. 제 1 열구역(12)에서의 라인 섹션(17)은 대략 4.5 인치(11.4 cm)의 길이를 갖는다. 가스 송출 라인(22) 은제 1 열구역(12)으로부터 제 2 열구역(14)으로 제 1 분할 벽(26)을 통하여 통과한다. 벽(26)은 제 1및 제2 열구역(12,14)을 분리하고, 이들 두 열구역(12,14)을 열적으로 상호 분리시킨다.

제 2 열구역(14)내에서, 가스 송출 라인(22)은, 가스 송출 라인(22)에 수직하게 연장되는 라인(34,35) 섹션과 교차 형상으로 배치된 네개의 공압식으로 제어된 밸브(30,31,32,33)에 연결된 밸브 교차 조립체 또는 매니폴드(28)를 통과한다. 제 2 열구역(14)의 밸브 교차 매니폴드(28)를 통한 반응 가스의 유동은 커넥터(36,51)에 의해 각각 직렬로 연결혹는 밸브(36,51)에 의해 결정된다. 밸브(31)는 질소(N₂) 가스 공급원(37)을 커넥터(38)를 통하여 밸브 교차 매니 폴드(28)내오 커플링되며, 밸브(33)는 진공 시스템(40)을 커넥터(57)를 통하여 밸브 교차 매니폴드(28)내로 커플링시킨다. 밸브(30,31,32,33)에 적합한 공기압 밸브는 오하이오 월러프바이 소재의 NUPRO 캄파니사 제조의 BN시리즈 공기압 밸브이다. 이들 밸브(30,31,32,33)는 공기압 제어기(비도시)에 연결된 적절한 공기 라인(39)에 의해 제어된다.

진공 시스템(40)은 앰풀(18)이 교환되거나 액체 티타늄 테트라클로라이드가 교체될때마다 반응 가스의 제1 열 구역(12)에서의 매니폴드(28)와 가스 송출 라인(22)을 정화(purge)시키기 위하여 밸브(33)에 의하여 밸브 교차 매니 폴드(28)에 결합된다. 다른 한편, 질소(37)의 공급은 교차 매니폴드(28)로부터 반응 챔버(8)로 연장되는 가스 송출 라인(22)의 잔여 섹션과 질량 유량 제어기(42)를 정화시키는데 사용된다. 질소는 라인(22)에 잔류하는 잔여 반응 가스를 제거한다. 즉, 진공 시스템(40)은 교차 매니폴드(28)로부터 앰풀(18)로의 라인 섹션(22)을 정화하며, 질소 공급원(37)은 매니폴드(28)로부터 반응 챔버(8)로의 라인 섹션을 정화한다. 커넥터(36,38,57)는 VCR커넥터(51)와 유사하다.

제 2 열구역(14)내의 상기 교차 매니폴드(28)는 가스 송출 라인(22)을 통과하는 반응가스의 유량을 측정하는 질량 유량 제어기(42)이다. 질량 유량 제어기(42)는 커넥터(51)와 유사한 VCR커넥터(44)와 직렬로 연결되며, 적절한 유량 제어 기구(비도시)에 커플링된 라인(45)에 의해 제어된다. 본 발명의 목적에 적합한 질량 유량 제어기(42)는 캘리포니아 서니베일 소재의 STEC 인스트루멘츠 인코포레이티드사 제조의 모델 SEC-3400SH( 100sccm TiCl₄) 질량 유량 제어기이다. 이 질량 유량 제어기(42)는 대략 50 토르(6.65 kN/m²)의 압력 강하를 요구한다. 따라서, 질량 유량 제어기(42) 이전에 라인(22)내의 100토르(13.3 kN/m²) 압력은 제어기(42)의 출구(60)에서 대략 50 토르(6.65 kN/m²)로 감소되었다. 반응 챔버(8)로의 입력 가스 압력은 진공 시스템에 연결되고 입력 압력을 변화시키도록 조절될수 있는 드로틀 밸브(비도시)에 의해 챔버(8)의 하류측에서 제어된다. 드로틀 밸브는 입력 압력을 1 내지 50 토르(0.13 -6.65 kN/m²)로 변화시키도록 조절될수 있으며, 통상은 대략 20 토르(2.66 kN/m²)로 설정된다.

본 발명에 따르면 도2A및 도2B에 도시되어 있듯이, 질량 유량 제어기(42)와 밸브(30,31,32,33)가 각각 스틸 장착판(48,50)에 연결된다. NUPRO 캄파니 제조의 BN-시리즈 및 B-시리즈 밸브와 같은 적절한 밸브 각각은 장착판(50)상의 편평면에 장착되는 편평한 바닥면(52)을 갖는다. 도7은 장착판(50)을 보다 상세히 도시한다. 판(50)은 장방형이며, 상부및 하부 밸브(30,32)용의 대향하는 편평면(54,56)을 갖는다. 판(50)은 또한 표면(54,56) 위로 돌출되어 있는 대향하는 편평면(58,59)을 갖는다. 이들 표면(54,56,58,59)은 도7에 도시되어 있듯이, 밸브 교차부(28)에 맞도록 교차(cross) 형태로 배치된다. 밸브(31,33)는 각각 표면(58,59)에 장착된다. 판(50)의 편평면(54,56,68,69)은 밸브(30)의 바닥면(52)과 공동으로 연장되어 적절한 접촉을 보장하고 효과적인 열 전도성을 제공한다. 구멍(53)은 밸브(30,31,32,33)를 장착판(50)에 장착하기 위하여 장착판(50)내에서 드릴링된다. 또한, 구멍(55)은 판(50)을 히터판(62)에 장착하기 위하여 판(50)내에서 드릴링된다.

질량 유량 제어기(42)는 장방형의 스틸판(48)에 장착된다. 이 장착판 (48,50)은 제 2 열구역(14)에서 제 2 히터판(62)에 대하여 편평하게 장착된다. 도6A및 도6B에 보다 상세히 도시되어 있듯이, 히터판(62)은 대략 6 inX15.5 in ( 15.2 cm x39.4 cm) 크기이다. 히터판(62)은 대략 0. 5 인치( 1.27 cm) 두께의 알루미늄으로 제조된다. 히터판(62)은 제 1 열 구역(12)에서의 히터판(23)의 카트리지 히터(47)와 유사하게, 세개의 카트리지 히터(64,66,68)용의 종방향 보어(63,65,67)를 구비한다. 카트리지 히터(64,66,68)는 알루미늄 히터판(62)을 전반적으로 가열한다. 히터판(62)의 각 히터(64,66,68)는 라인(71,72,73)에 의해 카트리지 히터 각각에 결합되는 히터 제어 시스템(29)에 의해 폐루프 제어된다. 또한, 열전쌍(비도시)은 판(62)에 결합되며, 판으로부터 시스템(29)으로 온도 정보를 중계(relay)한다. 판(62)에 장착된 구성요소들의 흡열 특성에 따라 각각의 카트리지를 독립적으로 가열하기 위하여 각 카브리지 히터에 대해 열전쌍을 사용하는 것이 바람직하다. 히터판(62)은 다시 밸브(30,31,32,33)와 질량 유량 제어기(42)를 균일하게 전도적으로 가열하기 위하여 장착판(48,50)을 균일하게 전도적으로 가열하여 이는 관통하는 반응 가스를 가열한다. 판 히터(62)는 절연된 제 2 열구역(14)의 공기를 가열하여 공기 연결에 의해 가스 송출 라인(22)을 가열한다. 도6A에 도시되어 있듯이, 히터판(62)은 장착판(48,50)을 히터판(62)에 장착하기 위한 구멍(69)을 구비하며, 나사 또는 볼트와 같은 것으로 히터판(62)을 하우징(10)에 장착하기 위한 구멍(75)을 갖는다.

TiCl₄를 반응 챔버(8)로 송출하는데 사용되는 시스템(5)의 양호한 실시예에서, 히터판(62)은 대략 80 ℃ 로 가열된다. 따라서, 제 2 열구역(14)의 온도는 대략 70 ℃ 인 제 1 열구역(12)의 온도보다 높다. 가스 송출 라인(22)을 따라 점진적으로 높은 온도를 이용하므로써, 기화된 가스가 응축될수도 있는 라인(22)상의 차가운 지점이 제거된다. 따라서, 응축이 방지되므로써, 반응가스의 균일한 유동이 보장되고, 질량 유량 제어기(42)의 적절한 작동이 보장 된다. 제 2 열구역을 통해 연장되는 라인 섹션(19)은 대략 16.5 인치( 41.9 cm)의 길이를 갖는다.

가스 송출 라인(22)은 질량 유량 제어기(42)로부터 분할벽(27)과 구멍(4)을 통하여 제 3 열구역(1)으로 연장된다. 공기압 밸브(76)와 VCR커넥터(78)는 제 3 열구역(16)내에서 직렬 연결된다. 커넥터(78)는 커넥터(51)와 유사하다. 공기압 밸브(76)는 오하이오 월러프바이 소재의 NUPRO캄파니사의- B시리즈 밸브일수 있다. 벽(27)은 제 3 열구역(16)으로부터 제 2 열구역(14)을 분리 하며, 역시 벽(26)처럼 격리되므로써 두 열구역(14,16)을 열적으로 분리한다. 밸브(76)는 히터판(82)에 장착되는 장착판(80)에 고정된다. 도8에 도시되어 있듯이, 히터판(82)은 대략 1.5 in x5.5 in ( 3.86 cm x14.0 cm) 의 크기이며, 통상 0.5 인치( 1.27 cm)의 알루미늄으로 제조된다. 히터판(82)은, 히터판(82)의 종방향 보어(85)를 통하여 연장되고 제 1및 제2 열구역(12,14)내의 카트리지 히터(47,64,66,68)와 유사한 긴 카트리지 히터(84)를 구비한다, 카트리지 히터(84)는 와이어(86)에 의하여 히터 제어 시스템(29)에 결합되며, 제어 시스템(29)은 제 3 열구역(16)의 온도를 제어한다. 히터판(82)은 밸브(76)및 장착판(80)을 히터판(82)에 부착하기 위한 구멍(88)과, 히터판(82)을 나사 또는 볼트로 하우징(10)에 장착하기 위한 구멍(89)을 갖는다.

제 3 열구역 구성요소와 반응 가스는 제 1 및 제2 열구역(12,14)에서의 구성요소및 반응 가스보다 높은 온도로 가열된다. 제 3 열구역(16)의 보다 높은 온도는 또한 가스 송출 라인(22)에서의 저온 치점을 방지하고 라인에서의 응축을 방지한다. 본원에 기술된 통상의 티타늄 테트라클로라이드 송출 실시예에서, 제 3 열구역(16)의 온도는 제1 또는 제2 열구역(12,14)의 온도보다 높으며, 통상은 대략 150 ℃ 이다. 제 3 열구역(16)에서의 온도는 가스 송출 라인(22)에 부가물이 형성되는 것을 방지하기 위해 150 ℃ 근처로 선정된다. 따라서, 히터판(82)의 히터(84)는 판(82)을 대략 150 ℃ 로 가열하도록 제어된다.

보다 상세히 말하면, 반응 챔버(8)에 티타늄-함유층을 적층하기 위하여 티타늄 테트라클로라이드는 종종 반응챔버(8)내에서 암모니아 가스(NH₃) 와 함께 사용된다. 챔버(8)에서의 반응 공정 파라미터에 따라, 암모니아 가스의 일부가 티타늄 테트라클로라이드 가스 송출 라인(22)으로 복귀하고 라인(22)을 통하여 제 3 열구역(16)내의 라인 섹션(22)으로 되돌아 갈수도 있다. NH₃와 TiCl₄의 반응물은 라인(22)에 형성되는 노란색의 분말성 부가물이며, 라인의 벽을 코팅한다. 이러한 부가물은 티타늄 테트라클로라이드의 균일한 유동을 방지하며, 또한 반응 챔버(8)내에 오염물을 존재시킨다. 제 3 열구역내의 라인 섹션(22)을 150 ℃ 이상으로 유지하므로써, 부가물의 형성이 방지된다. 대략 150 ℃ 이상이 티타늄 테트라클로라이드 송출 시스템에서의 제 3열구역에 대해 적합한 온도이지만, 본 발명의 시스템(5)을 이용하는 반응 챔버(8)에 공급 되는 다른 가스는 제 3 열구역(16)에서 보다 높거나 낮은 온도를 이용할수도 있다. 암모니아의 역류는 일반적으로 열구역(16)내및 열구역(16)과 반응 챔버(8) 사이의 라인 섹션(22)으로 한정된다. 따라서, 제 1 및 제 2 열구역(12,14)의 온도는 각각 150 ℃보다 훨신 아래로 그리고 70 ℃와 80 ℃로 유지될수 있다. 섹션(21) 길이는 대략 6.5 인치(16.5 cm) 이다.

구멍(79)을 통하여 제 3 열구역(16)과 하우징(10)의 상부를 떠날때의 가스 송출 라인(22)은 반응 가스를 챔버(8)로 송출하기 위해 반응 챔버(8)로 연장되며 이는 도2B에 도시되어 있다. 종래의 장치에서 연결 라인 섹션(81)은 일반적으로 반응 챔버(8)의 커버 또는 배관(9)이 반응 챔버 보디(8)에서 리프트 오프(lift off)될수 있도록 하는 가요성 라인이었다. 그러나, 이러한 라인의 가요성은 온도 균일성을 약하게 한다. 본 발명은 강성 가스 라인 섹션(92)과 긴 히터 블록(94)을 이용한다.

도3A및 도3B에는 히터 블록(94)이 도시되어 있다. 히터 블록(94)은 채널 피스(96)를 구비하며, 이 채널은 세 측부( 도3B 참조)상의 가스 라인(22)의 라인 섹션(92)을 둘러싼다. 판(98)은 라인 섹션(92)을 완전히 둘러싸는 블록(94)을 형성하도록 채널 피스(96)에 고정된다. 종방향 보어(100)는, 카트리지 히터(47)와 유사하고 라인(95)에 의해 히터 제어 시스템(29)에 연결되는 카트 리지 히터(102)를 수용하도록 채널 퍼스(96)에 형성된다. 카트리지 히터(102)와 히터 제어 시스템(29)은 히터 블록(94)을 일반적으로 150 ℃ 내지 200 ℃ 정도로 특히 175 ℃ 로 유지하도록 작동한다. 측벽(103)의 두께는 대략 0.4 인치(1.02 cm) 이며 윗벽(104)의 두께는 대략 0.3 인치(0.76 cm) 이다. 판(98)은 대략 0.25 인치(0.64 cm)의 두께이다. 판(98)은 나사 또는 기타 적절한 체결구에 의해 채널 피스(95)에 부착된다. 라인 섹션(92)은 섹션(92)을 균일하게 가열하기 위하여 블록(94)의 길이를 따라 카트리지 히터(102)와 평행하게 연장된다. 블록 히터(94)는 또한 TiCl 와 NH₃가 반응 챔버(8)로부터 라인 섹션 (92)으로 역류할경우 라인(22)에서의 응축을 방지하며 라인(22)에 부가물이 형성되는 것을 방지한다. 라인 섹션(92)의 길이는 대략 15.87 인치(40.31 cm) 이다.

라인 섹션(92)은 하우징 블록 히터(94)를 빠져나가며, 반응 챔버(8)의 커버(9)에 결합되므로써 반응 가스가 반응 챔버(8)내로 송출될수 있다. 도1, 도 2A및 도2B에 도시되어 있는 본 발명의 실시예, 즉 히터 블록(94)을 이용하는 실시예에서, 블록(94)을 통하여 연장되는 라인 섹션(92)은 오하이오 마케도니아 소재의 CAJON 캄파니사 제조의 Ultra-Torr^R와 같은 신속 해제 연결 구조물을 이용하여 짧은 파이핑 섹션(107)과 함께 커버(9)에 연결된다. 챔버(8)내부에 접근할수 있도록 챔버(8)의 커버(9)가 제거되거나 개방 위치로 이동해야 할때, 상기 조립체(106)는 연결 분리되며 커버(9)는 챔버(8)로부터 멀리 이동할수 있다. 커버(9)가 챔버(8)상에서 그 밀봉 위치에 다시 위치한 상태에서 라인 섹션(92)은 조립체(106)에 의해 용이하고 신속하게 연결될수 있다. 파이핑 섹션(107)의 길이는 대략 3.5 인치(8.9 cm)이다.

본 발명의 다른 실시예는 강성 파이프 라인 섹션(92)과 히터 블록(94)을 제거한다. 특히, 도4에 도시되어 있듯이, 반응 챔버(110)는 측벽(112)과 상부 커버 또는 플리넘(plenum)(114)을 구비한다. 챔버(110)용으로 적합한 하나의 재료는 일렉트로리스 니켈 도금으로 피복되는 6061-T6 알루미늄이다. 반응 챔버(110)의 커버(114)와 일측벽(112)에는 가스 통로(116)가 일체로 형성된다. 가스 통로(116)는 측벽(112)으로 연장되고 일단부에서 히터 하우징(10)으로부터의 가스 송출 라인(22)에 연결되는 L형상의 벽 통로(118)를 구비한다. 통로(118)는 측벽(112)을 따라 수직으로 연장되도록 대략 90 ° 꺾어진다. L형상의 가스 통로부(120)는 반응 챔버 커버(114)를 통하여 연장되며, 90 ° 구부러져 반응 챔버(110)의 내부 반응 공간(122)으로 연장된다. 커버(114)가 반응 챔버(110)의 상부에 장착되면, 통로(118)의 출구 단부(124)는 커버 통로(120)의 입구 단부(126)과 매치되어 챔버(110)로부터 반응 공간(122)으로의 연속 가스 통로(116)를 형성한다. 도4의 실시예에서, 반응 챔버 측벽(112)과 커버(114)는 가스 통로(116) 영역에서 대략 150℃ 내지 200 ℃ 로, 특히 175 ℃ 부근으로 가열되어 통로(116)에서의 응축및 부가물 형성을 방지한다. 가스 통로(116) 부근에서의 벽및 커버는 통상, 반응 챔버(110)및 통로(116)를 가열하기 위하여 카트리지 히터(47)와 유사한 카트리지 히터( 비도시)를 유지하는 보어(비도시)를 구비한다. 카트리지 히터는 전술한 시스템(29)에 의해 제어될 것이다.

도4에 도시된 발명의 실시예에 의하면 가스 송출 라인(22)이 히터 하우징(10)으로부터 반응 공간(122)으로 직접 연결된다. 제 3 열 구역(16)을 통하여 그리고 하우징(10) 밖으로 연장되는 가스 송출 라인(22) 섹션은 가스 통로(116)의 입구 단부(128)에 직접 커플링된다. 도4의 실시예는 히터 블록(94)을 제거할 뿐만 아니라 종래의 문제적 가요성 라인을 제거한다. 히터 하우징(10)과 반응 챔버(110) 사이의 가스 송출 라인을 연결 분리하지 않고 커버(114)가 반응 챔버(110)의 상부로부터 제거될수 있다. 따라서 커버(114)는 가스 송출 라인(22)에서의 구성요소를 분리하지 않고 반응 챔버(110)에 대하여 간단하게 승강된다. 커버(114)가 들어올려지면, 통로부(118,120)를 포함하는 연속 가스 통로가 분리된다. 커버(114)를 반응 챔버(110) 상으로 하강시키면 통로(118,120)가 다시 연결되어 연속 가스 통로(116)가 나타난다.

본 발명을 그 실시예로서 설명하고 상기 실시예를 상세히 기술하였으나, 당업자에게는 추가의 장점및 수정이 용이하게 나타날 것이다. 예를 들어, 여러 열구역의 특정 온도가 본원에 기술된 양호한 실시예와 달라질수 있으며, TiCl₄이외의 재료가 기화될수도 있다. 또한, 히터판과 장착판은 상이한 직렬 구성요소들을 장착하도록 그 형상이 변경될수도 있다.

Claims (22)

1. 반응가스를 그 소스(6)로부터 반응 챔버(8, 110)로 송출하기 위한 가스 송출 시스템(5)으로서 ,

   제 1 및 제 2 열구역(12,14)을 형성하도록 상호 열적으로 절연되는 섹션들로 분리되는 열절연 벽을 갖는 하우징(10)과,

   상기 가스 소스와 반응 챔버 사이에서 하우징(10)의 열구역을 통하여 연장되며, 상기 제 1 및 제 2열구역(12,14)에 각각 위치하는 제 1 및 제 2 섹션(17,19)을 갖는 가스 송출 라인(22)과,

   상기 제 1 열구역에 결합되며, 제 1 열구역을 통하여 연장되는 가스 라인의 제1 섹션을 제1 온도로 가열하도록 작동가능한 제 1 히터(23)와,

   상기 제 2 열구역에 결합되며, 제 2 열구역을 통하여 연장되는 제 2 가스 라인 섹션을 제 2 온도로 가열하도록 작동가능한 제 2 히터(62)및,

   상기 제 3 열구역(16)에 결합되는 제 3 히터(82)를 포함하는 가스 송출 시스 템에 있어서,

   상기 제 2 온도는 제 1 온도보다 높으며, 상기 가스 라인(22)은 이전의 열구역으로 복귀하지 않고 제 1 및 제 2 열구역 (12,14) 각각을 통해 소스(6)로부터 반응챔버(8, 110)로 직접 점진적으로 연장되고, 가스 라인(22)에서의 응축을 효과적으고 방치하여 반응챔버로의 반응가스 유동을 방해하지 않기위해 반응가스를 점차 높은 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가스 라인(22)은 반응 가스가 통과유동하는 제 2 가스 라인 섹션(19)에 직렬 연결되는 적어도 하나의 직렬 구성요소(30,31,32,33,42)를 구비하며, 제 2 히터(62)는 상기 구성요소를 제 2온도로 가열하도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 히터는 금속제의 액화 반응 물질 콘테이너(18)를 접촉 지지하는 가열판(23)을 구비하며. 이 가열판(23)은 상기 콘테이너(18)와 열전도적으로 접촉하며, 이 판은 상기 콘테이너내의 액화 반응 물질을 기화시켜 가스를 형성하기 위해 상기 콘테이너를 상기 제 1 온도로 전도 가열하도록 작동가능하고, 상기 반응 가스는 가스 송출 라인(22)을 통해 유통하는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은 제 3 열구역(16)을 형성하며, 상기 가스 송출 라인은 제 3 열구역에 위치하는 제 3 섹션(21)을 가지고, 상기 시스템은 제 3 열구역(16)에 커플링되는 제 3히터(82)를 구비하며, 상기 제 3히터는 상기 제 3 열구역을 통해 연장되는 제 3 가스 라인 섹션(21)을 상기 제 1 및 제 2 온도 이상의 제 3 온도로 가열하도록 작동가능하고, 상기 가스 라인(22)은 제1, 제2. 제3 열구역(12,14,16) 각각을 통해 점진적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 가스 라인은 반응 가스가 통과유동하는 제 3 가스 라인 섹션(21)에서 직렬 연결되는 적어도 하나의 구성요소를 구비하며, 제 3 히터는 상기 구성요소를 제 3 온도로 가열하도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 가스 송출 라인은 상기 제 2 및 제 3 라인 섹션(19,21)중 어느 한 섹션에서 직렬 연결되는 적어도 하나의 구성요소를 구비하고, 이 구성요소는 상기 제 2 및 제 3 열구역중 어느 하나의 구역애서 히터(62,82)에 열전도적으로 장착되는 장착판(48,50,80)에 고정되며, 상기 구성요소는 장착판(48,5O)을 통하여 전도 가열되는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 히터는 가스 라인 섹션(19,21)을 정확하고 효과적으고 가열하기 위해 장착판(48,50,80)및 구성요소와 열전도 접촉하는 가열판(62,82)을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
8. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 히터(23.62,82)중 적어도 하나의 히터는, 각 열구역에서 가스 라인 섹션(17,19,21)과 전도성 열접촉하며 상기 가스 라인 섹션을 전도적으로 가열하는 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 히터는 상기 가스 라인 섹션을 정확히 효과적으로 가열하기 위하여 가스 라인 섹션(19,21)과 열전도 접촉하는 가열판(62,82)을 구비하는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
10. 제 2 항 또는 제 5 항내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 상기 구성요소는 밸브(76), 질량 유량 제어기(42), 콘트롤러(51,78)중에서 선정되는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
11. 제 7항 또는 제 9항에 있어서. 상기 가열판(23,62,82)은 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
12. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 반응 가스 소스(18)를 추가로 포함하며, 상기 소스는 티타늄 테트라할라이드를 함유하는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
13. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 반응챔버(8)와 하우징(10) 사이에 위치하는 가열 블록(94)을 추가로 포함하며, 상기 가열 블록은 하우징(10)으로부터 반응챔버(8)로 연장되는 가스 송출 라인(92)의 추가 섹션을 수용하도록 형상을 갖고 상기 가스 라인의 추가 섹션을 특정 온도로 가열하도록 작동가능한 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
14. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서, 반응 가스 소스로부터의 반응 가스를 이용하는 기판을 포함하고, 상기 반응챔버(110)는 반응공간(122)을 한정하는 하우징을 구비하며, 상기 반응 챔버(110)는 하우징의 벽(112)에 일체로 형성되고 벽(112)에 매립되는 반응 가스 통로(116)를 가지고, 상기 가스 통로(116)는 하우징의 외면에 헝성되어 가스 송출 라인(22)에 연결되는 형상의 입구와, 반응가스를 반응 공간에 송출하도록 반응 공간(122)에 근접하여 하우징의 내면에 형성되는 가스 출구를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 반응 챔버 하우징은 상기 반응공간(122)에 대하여 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 이동가능한 커버(114)를 구비하며, 상기 반응 가스 통로(116)는 상기 하우징내에 일체로 헝성되어 입구를 한정하는 제 1 부분(118)과, 상기 커버의 벽 섹션에 일체로 형성되어 출구를 한정하는 제 2 부분(120)을 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 부분들은 커버(114)가 폐쇄위치로 이동할때 상기 입구에서 출구로의 연속적인 반응가스 통로를 형성하도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 가스 송출 시스템.
16. 반응가스를 반응챔버(8,110)에서 반응가스 소스(5)로 송출하는 방법으로서,

    반응가스를 상기 소스에서 반응챔버로 운반하기 위하여 반응가스 소스(6)와 반응챔버(8,110) 사이에서 가스 라인(22)을 커플링하는 단계와,

    상기 소스로부터의 가스 라인(22)을 열적으로 절연된 다수의 연속하는 열구역(12,14.16)으로 분리되는 하우징(10)을 통과시키는 단계와,

    상기 가스 라인의 섹션(17,19,21)을 열구역에서 가열하는 단계를 포함하는 반응가스 송출 방법에 있어서,

    상기 가열 단계는 가스 라인의 연속 섹션(17,19,21)을 점차 높은 온도로 가열하는 단계를 포함하며, 상기 방법은 상기 가스 라인(21)을 이전의 열구역으로 복귀시키지 않고 소스(6)에서 챔버(8,110)로 각각의 점차 높은 온도의 열구역을 통하여 연장시켜 가스 라인의 연속 섹션(17,19,21)을 가스 라인에서의 반응가스 응축을 효과적으로 방지하기위해 이전 섹션보다 높은 온도로 점진적으고 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응가스 송출 방법.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 반응 가스 소스는 액화된 형태의 반응물질 소스(18)를 구비하며, 상기 방법은 상기 물질을 기화시켜 라인(22)에 반응가스를 생성하도록 열절연된 하우징(10)내의 제 1 열구역(12)에서 액화 반응 물질 소스를 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반응가스 송출 방법.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 열구역에서 가스 라인의 연속섹션을 가열하는 단계는 가스 라인(22)의 한 섹션을 열구역(12,14,16)중 적어도 하나의 열구역에 위치하는 히터(23,62,82)와 전도적 열접촉하는 상태로 설치하는 단계와, 상기 히터를 소정의 온도로 가열하여 라인 섹션(17,19,21)을 전도적으로 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응가스 송출 방법.
19. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 하우징은 적어도 제 1, 제 2, 제 3의 열절연된 열구역(12,14,16)을 구비하며, 상기 방법은 제 1 열구역(12)에서 라인 섹션을 65 ℃ 내지 75 ℃ 의 범위로 가열하는 단계와, 상기 제 2 열구역(14)에서 라인섹션을 75 ℃ 내지 90 ℃ 의 범위고 가열하는 단계및, 상기 제 3 열구역(16)에서 라인섹션을 100 ℃ 내지 175 ℃ 의 범위로 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반응가스 송출 방법.
20. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 하우징(10)과 반응챔버(8) 사이에서 연장되는 가스 라인의 외부 섹션(92)을 강성 히터 블록(94)에 커플링시켜 라인의 휘어짐을 방지하는 단계와, 상기 강성 히터 블록(94)이 상기 외부 가스 라인 섹선(92)을 전도적으로 가열하여 가스 라인에서의 응축을 추가로 방지하고 라인에 부가물이 생성되는 것을 효과적으로 방지하도록 상기 히터 블록(94)을 소정의 온도로, 특히 150 ℃ 내지 200 ℃ 의 범위로 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반응가스 송출 방법.
21. 제 16항 또는 제 17항에 있어서, 상기 반응가스를 반응챔버(110)의 한 벽(122)에 일체로 형성되어 가스 라인(22)에 연결된 가스 통로(116)를 통해서 통과시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반응가스 송출 방법.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 벽(122)및 일체형성된 가스 통로(116)를 가열하여 통로에서의 반응가스 응축을 방지하기 위해 상기 반응챔버(110)를 가열하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반응가스 송출 방법.