KR100378497B1 - 처리기용 가스 분배 시스템 및 반도체 기판의 처리 방법 - Google Patents

처리기용 가스 분배 시스템 및 반도체 기판의 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 예컨대 웨이퍼상에 As 도핑된 SiO2층을 디포짓하기 위한 수직형 퍼니스일 수 있는 처리기(10)용 가스 분배 시스템(30)에 관한 것이다. 본 발명에 따라 가스 분배 시스템(30)은 TEAS 버블러(31)을 포함한다. 상기 TEAS 버블러의 입구측은 운반 기체 소오스에 연결되고 출구측은 적어도 하나의 가열 관(34, 35)을 통해 처리기(10)에 연결된다. 또한, TEOS 증발기(32)가 제공된다. 상기 TEOS 증발기의 입구측은 가스 소오스에 연결되고 출구측은 적어도 하나의 가열 관(36, 37)을 통해 처리기(10)에 연결된다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 가스 분배 시스템이 사용된, 수직형 퍼니스 및 웨이퍼상에 As 도핑된 SiO2층을 디포짓하기 위한 방법에 관한 것이다.

Description

처리기용 가스 분배 시스템 및 반도체 기판의 처리 방법 {GAS DISTRIBUTION SYSTEM FOR A PROCESS REACTOR AND METHOD FOR PROCESSING SEMICONDUCTOR SUBSTRATES}
실리콘 기술에서 중요한 방법은 CVD(=chemical vapour deposition) 방법이다. 여기서는 기상 증착에 의해 층, 예컨대 SiO2층 또는 도핑된 SiO2층이 형성될 수 있다. CVD 기본 원리는 선택된 가스가 처리기내에 있는 기판, 예컨대 웨이퍼를 통해 안내되고, 웨이퍼상에 소정 층이 디포짓된다는 것이다. 뜨거운 기판 표면상에서 프로세스 가스의 반응이 일어나므로, 반응 생성물로서 소정 층 및 가스가 형성된다. 상기 가스는 처리기로부터 배출된다.
종종 형성된 SiO2층이 다른 원소로 도핑되는 것이 바람직하다. 이러한 도핑 층은 예컨대 열 도핑에 의해 제조될 수 있다. 이 경우, 기상상태의 도펀트가 도핑될 표면내로 확산된다. 열 도핑은 예컨대 CVD 처리기에서 이루어질 수 있다. 상기 도핑은 SiO2층 디포짓과 동시에 이루어진다. 즉, 도펀트가 SiO2조직내로 삽입된다.
실제로 사용되는 도펀트는 예컨대 비소(As)이다. 기판상에 As 도핑된 SiO2층을 형성하는 것은 TEOS(테트라에틸오르토실리케이트) 및 TEAS(트리에틸비산염)을 사용해서 CVD 처리기에서 열 도핑에 의해 이루어진다. 이렇게 얻어진 비소 유리는 대개 하나의 보조층이며 도펀트 소오스로서 사용된다. 후속하는 템퍼링 공정에서, 비소 유리로부터 비소가 실리콘내로 확산되고 거기에 n-도핑된 영역을 형성한다.
소위 TEAS 프로세스의 적용은 지금까지는 수평형 퍼니스로 형성된 처리기에서 이루어진다. 이러한 수평형 퍼니스는 수평으로 배치된 프로세스 관으로 이루어진다. 상기 프로세스 관에는 다수의 웨이퍼가 장착될 수 있다. 수평형 퍼니스는 가스 분배 시스템에 연결된다. TEOS 및 TEAS가 상기 가스 분배 시스템을 통해 프로세스 관에 이를 수 있다. 그러나, 수평형 퍼니스에 TEAS 프로세스를 적용하는 것은 일련의 단점을 갖는다. 즉, TEAS 프로세스에서 수평형 퍼니스의 수용 용량이 약 100 웨이퍼로 국한되기 때문에, 이러한 프로세스는 비교적 많은 비용을 필요로 한다. 또한, 수평형 퍼니스에 TEAS 프로세스의 사용시, 퍼니스의 개별 프로세스 사이클 사이에서 층 두께 차 및 As 도핑된 SiO2층의 비소 함량 차가 발생되므로, 불량율이 증가된다. 또한, 실리콘층에서 비교적 높은 입자 레벨의 위험도 있다. 전술한 단점의 원인은 특히 TEOS 및 TEAS를 수평형 퍼니스내로 유입시키는 비교적복잡하게 형성된 가스 분배 시스템에 있다. 특히 공지된 가스 분배 시스템에 의해서는, 안정된 As 도핑된 실리콘층이 디포짓될 수 있을 정도로 일정한 TEOS/TEAS 비를 세팅하는 것이 불가능하다.
본 발명은 처리기, 특히 웨이퍼를 처리하기 위한 수평형 또는 수직형 퍼니스용 가스 분배 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 웨이퍼를 처리하기 위한 수직형 퍼니스에 관한 것이다. 끝으로, 본 발명은 웨이퍼를 처리하기 위한, 특히 웨이퍼상에 As 도핑된 SiO2층을 디포짓하기 위한 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 분배 시스템의 가스 흐름을 나타낸 개략도이고,
도 2는 수직형 퍼니스로 형성된 처리기의 개략적인 횡단면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 수직형 퍼니스의 플랜지의 확대 사시도이고,
도 4는 처리기내의 웨이퍼 위치에 대한 비소 함량을 나타낸 다이어그램이며,
도 5는 처리기의 프로세스 사이클 수에 대한 비소 함량을 나타낸 다이어그램이다.
본 발명의 목적은 선행 기술에 공지된 단점을 피하는 것이다. 특히, 구조적으로 간단히 구성되고, 실리콘 층에서 안정한 층 두께 및 비소 함량이 얻어짐과 동시에 입자 레벨이 최소화되도록 TEAS 및 TEOS를 제어하여 처리기내로 공급하는 가스 분배 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 제 3 관점에 따라 개선된 TEAS 프로세스가 제공되어야 한다.
상기 목적은 본 발명에 따라 TEAS(트리에틸비산염)를 증발시키기 위한 제 1 증발기, 및 TEOS를 증발시키기 위한 제 2 증발기를 포함하며, 상기 제 1 증발기는 입구측이 운반 기체 소오스에 연결되고 출구측에는 제 1 증발기를 처리기에 접속시키기 위한 적어도 하나의 제 1 가열 관을 가지며, 상기 제 2 증발기는 입구측이 가스 소오스에 연결되고 출구측에 제 2 증발기를 처리기에 접속시키기 위한 적어도 하나의 제 2 가열 관을 갖는, 반도체 기판의 처리를 위한 처리기용 가스 분배 시스템에 의해 달성된다.
처리기는 바람직하게는 수평형 또는 수직형 퍼니스이다. 반도체 기판은 예컨대 실리콘 기판으로 이루어진 웨이퍼이다. 제 1 증발기는 TEAS의 증발을 위해 사용된다. 바람직하게는 이것이 소위 버블러(운반 기체에 의해 액체 중에 기포를 발생시키기 위한 장치)에 의해 이루어진다. 이 경우, 상기 버블러의 입구측은 운반 기체 소오스에 연결되고 출구측은 적어도 하나의 제 1 가열 관을 통해 처리기에 연결된다. 또한, 본 발명에 따라 제 2 TEOS 증발기가 제공된다. 제 2 증발기의 입구측은 가스 소오스에 연결되고 출구측은 적어도 하나의 제 2 가열 관을 통해 처리기에 접속된다.
본 발명에 따른 가스 분배 시스템에 의해, TEAS 프로세스가 특히 층 두께 문제, 입자 문제 그리고 변동하는 비소 함량 문제를 줄인다는 견지로 실행된다. 운반 기체 소오스는 TEAS 버블러(제 1 증발기)내에 있는 TEAS를 처리기로 이송시키는 기능을 한다. 또한, 운반 기체가 세척 및 환기 가스로 사용된다. TEOS 증발기(제 2 증발기)에 접속된 가스 소오스의 가스는 하기에 설명되는 바와 같이 TEOS 증발기를 채우기 위해 사용된다. TEOS 증발기는 본 발명에 따라 대략 1.2 리터의 체적을 가진 특수강 소오스일 수 있다. 또한, TEAS 버블러는 대략 1.5 리터의 체적을 가진 특수강 소오스일 수 있고, 특수강 소오스에는 약 800g TEAS가 있을 수 있다.
본 발명에 따른 가스 분배 시스템의 바람직한 실시예는 종속항에 제시된다.
바람직하게는 제 1 증발기(31)(TEAS 증발기)가 액체 TEAS를 포함하는 기포 증발기이다. 이에 반해, 제 2 증발기(TEOS 증발기)는 액체 TEOS를 포함한다. 기포 증발기, 즉 버블러에서는 TEAS에 의해 운반 기체가 안내된다. TEAS는 기체로서 상기 운반 기체에 부분적으로 용해된다. TEAS에 의한 운반 기체의 포화율은 한편으로는 TEAS 온도에 의해 그리고 다른 한편으로는 운반 기체의 특성에 의해 결정된다. 또한, TEAS에 의한 운반 기체의 높은 흐름에 의해 높은 증발율이 얻어질 수 있다.
본 발명에 따라 TEOS 증발기와 운반 기체 소오스 사이에 TEOS 탱크, 즉 TEOS로 채워진 액체 탱크가 배치될 수 있다. 탱크로는 바람직하게는 대략 14 리터의 용량을 가진 특수강 탱크가 사용된다.
다른 실시예에서 TEAS 버블러에 있는 TEAS 소오스는 제 1 온도 제어기를 통해 25 내지 90℃, 바람직하게는 30 내지 50℃의 온도로 될 수 있다. 온도의 정확한 세팅 가능성을 위해, 온도 제어기가 적어도 25 내지 90℃ 사이에서 ±0.5℃의 제어 정확도를 갖는 것이 바람직하다.
또한, TEOS 증발기에 있는 TEOS 소오스가 제 2 온도 제어기를 통해 바람직하게는 25 내지 90℃, 바람직하게는 25 내지 35℃의 온도로 될 수 있다. 온도의 정확한 세팅 가능성을 위해, 온도 제어기가 적어도 25 내지 90℃ 사이에서 ±0.5℃의 정확도를 갖는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서는 TEAS 소오스 및/또는 TEOS 소오스내의 온도가 일정하게 유지된다. TEAS 버블러내의 일정한 온도는 예컨대 운반 기체의 포화율에 중요하다. 이에 반해, TEOS 증발기내의 일정한 온도는 TEOS의 일정한 증기 압력에 중요하다.
따라서, 온도의 정확한 선택은 처리기내의 일정한 TEOS/TEAS 비의 형성을 의미하므로, 특히 층 두께 및 비소 함량이 안정화될 수 있다.
본 발명에 따라, 가스 분배 시스템의 가열 관은 6mm를 초과하는 직경을 갖는다. 바람직하게는 직경이 약 12mm이다. 가열 관의 적합한 직경 선택에 의해 그리고 특히 그것의 가열에 의해 TEAS/TEOS 흐름이 더욱 최적화될 수 있다. 가열 관은바람직하게는 오비탈 보호 가스에 의해 용접될 수 있는 인발 또는 전해 연마 특수강 관이다.
또다른 실시예에서, (제 1 및 제 2) 가열 관은 관 동반 가열 수단, 바람직하게는 4채널 가열 수단을 통해 가열될 수 있다. 이것은 예컨대 가열 관 둘레로 감겨진 간단한 가열 스트립에 의해 이루어질 수 있다.
가열 관의 여러 영역에 상이한 온도가 세팅되는 것이 바람직하다. TEAS 버블러 및/또는 TEOS 증발기로부터 처리기로 상승하는 온도 프로필이 세팅될 수 있다. 본 발명에 따라 가열 관에서 TEAS 버블러로부터 처리기로 및/또는 TEOS 증발기로부터 처리기로 상이한 온도를 가진 4개의 영역이 제공될 수 있다.
가열 관의 여러 영역의 온도는 TEAS/TEOS 소오스로부터 처리기로 상승하는 온도 프로필이 세팅되도록 선택된다. 이로 인해, 예컨대 응축물 형성이 방지된다. 예컨대, TEOS 증발기내의 온도가 25 내지 35℃의 출발값으로 정해지면, TEOS 증발기로부터 직접 시작되는 가열 관의 제 1 영역에 출발값에 비해 +2℃의 온도값이 세팅될 수 있다. 처리기 까지의 나머지 영역에서, 예컨대 3개의 다른 영역에서 온도는 각각 2℃씩 상승될 수 있다. 온도값의 동일한 상승은 예컨대 TEAS 버블러를 처리기에 연결시키는 가열 관의 여러 영역에도 세팅될 수 있다. 여기서는 온도값이 예컨대 30 내지 50℃의 범위에 놓이기만 하면 된다.
바람직한 실시예에서는 TEAS 버블러로부터 처리기로 적어도 하나의 가열 관내에 적어도 하나의 밸브가 제공될 수 있다. 본 발명에 따라 TEOS 증발기로부터 처리기로 적어도 하나의 가열 가능한 관내에도 적어도 하나의 밸브가 제공될 수 있다.
밸브의 크기는 가열 관에 맞춰진다. 밸브 타입으로는 예컨대 수동 밸브 또는 예컨대 전자 공기식 밸브와 같은 공기압 작동 밸브가 사용될 수 있다. 물론, 본 발명에 따른 가스 분배 시스템의 사용 폭이 상기 밸브 타입에 국한되지는 않는다. 밸브는 개별 관에서 매체 흐름을 제어 또는 차단하기 위해 사용된다. 전술한 밸브에 부가해서, 첵 밸브도 본 발명에 따른 가스 분배 시스템에 제공될 수 있다.
본 발명에 따라 TEAS 버블러, 운반 기체 소오스, TEOS 증발기 및 가스 소오스는 하나의 관을 통해 접속될 수 있다. 상기 관은 본 발명에 따라 가열 관의 직경 보다 작은 직경을 갖는다. 바람직하게는 관이 6mm 이하의 직경, 바람직하게는 6mm의 직경을 가질 수 있다. 이 경우, 관이 가열되지 않을 수 있다. 가열 관과 같이, 상기 관이 오비탈 보호 가스로 용접될 수 있는 인발 또는 전해 연마 관으로 이루어질 수 있다.
또다른 실시예에서, 운반 기체 소오스의 기체는 질소(N2)일 수 있다. 가스 소오스의 가스는 본 발명에 따라 불활성 가스, 바람직하게는 헬륨(He)일 수 있다.
본 발명에 따른 가스 분배 시스템은 처리기내로 TEOS/TEAS의 최상의 공급을 가능하게 한다. 이로 인해, 웨이퍼상에 디포짓된 As 도핑된 산화실리콘이 비교적 입자를 갖지 않으며 양호한 밀도를 갖는다. 또한, TEAS/TEOS 흐름의 정확하고 일정한 세팅 가능성에 의해 디포짓된 층에서 층 두께 및 비소 함량이 안정화될 수 있다. 특히, 가스 분배 시스템의 개별 부품을 본 발명에 따라 가열함으로써, 정확하게 도우징된 TEOS/TEAS 비가 제공된다. 또한, 본 발명에 따른 가스 분배 시스템은 공지된 가스 분배 시스템에 비해 구조적으로 비교적 간단히 구성된다. 본 발명에 따른 가스 분배 시스템에서는 가스관의 길이 및 가스관의 수가 최소화되고 가스 분배가 최적화될 수 있다. 마찬가지로 필요한 밸브의 수 및 조립 장소 그리고 밸브 제어 수단의 구성이 최적화될 수 있다. 끝으로, 상이한 온도의 정확한 제어 가능성이 주어진다. 이러한 모든 구조적 조치에 의해, 정확하게 규정되며 미세하게 세팅되는 TEOS와 TEAS의 비가 처리기에 공급될 수 있다.
본 발명의 또다른 관점에 따라, 가스 분배 시스템이 처리기에 연결된다. 처리기는 프로세스 관을 포함하며, 프로세스 관내에는 관형 라이너 및 반도체 기판용 홀딩 장치가 배치되고, 프로세스 관에 접속된 플랜지가 제공되며, 가스 유입부 및 가스 배출구가 처리기에 제공되고, 가스 유입부는 제 1 및 제 2 가열 관을 통해 제 1 및 제 2 증발기에 접속된다.
처리기, 특히 웨이퍼를 처리하기 위한 수직형 퍼니스는 프로세스 관을 포함한다. 프로세스 관내에는 관형 라이너 및 반도체 기판, 특히 웨이퍼를 수용하기 위한 홀딩 장치가 제공된다. 프로세스 관에 접속된 플랜지는 프로세스 관을 밀봉하기 위해 사용된다. 가스 유입부에 의해 처리기가 제 1 및 제 2 가열 관 및 상응하는 증발기에 연결된다.
TEAS 프로세스용 수직형 퍼니스의 사용은 일반적으로 개선된 열 차폐가 이루어질 수 있고, 관형 라이너에 의해 퍼니스로부터 가스 배출구를 통해 배출되는 가스와 웨이퍼가 공간적으로 분리됨으로써 웨이퍼의 부정적 영향이 방지된다는 장점을 갖는다. 특히, 본 발명에 따른 장치에 의해 웨이퍼상에 안정한 층 두께 및 안정한 비소 함량이 구현될 수 있다. 플랜지는 바람직하게는 수직형 퍼니스의 다른 부품과 풀릴 수 있게 결합된다. 이것은 기상 디포짓시 처리될 기판 뿐만 아니라 프로세스 관에 있는 모든 다른 부재 및 프로세스 관의 내벽 자체가 코팅되기 때문에 바람직하다. 상기 부품들은 때때로 교체되어야 한다.
바람직한 실시예에서는 가스 유입부 및/또는 가스 배출구가 플랜지내에 배치된다.
본 발명에 따라 가스 유입부는 TEOS 가스 공급 시스템용 가스 유입구 및 TEAS 가스 공급 시스템용 가스 유입구를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 가열/냉각 장치가 플랜지에 배치된다. 플랜지가 큰 금속 냉각 바디이기 때문에, 그것의 가열에 의해 프로세스 가스의 응축이 방지될 수 있다.
바람직하게는 가열/냉각 장치의 매체가 90℃를 초과하는 온도를 갖는다.
플랜지 자동 온도 조절을 위한 가열/냉각 장치는 바람직하게는 매체로서 글리콜로 작동되고 냉각수 공급 수단 대신에 플랜지내에 있는 냉각 코일에 접속된다. 플랜지 냉각/가열의 목적은 전술한 단점을 피하고 공지된 방법에서 보다 높은 플랜지 온도를 세팅하는 것이다. 그러나, 이것은 시일의 보다 큰 온도 부하를 야기시키기 때문에, 예컨대 250℃까지의 열부하를 견딜 수 있는 시일 재료가 사용되어야 한다. 이러한 시일 재료로는 예컨대 테프론이 있다. 플랜지 냉각 수단이 없고 가열/냉각 장치가 접속될 수 있는 퍼니스 타입이 사용되는 경우에는, 가열된 플랜지케이싱에 의해서도 소정 효과가 얻어질 수 있다. 관에서 열 손실을 피하기 위해, 가열/냉각 장치가 가급적 플랜지 가까이에 배치되어야 한다.
본 발명에 따라 수직형 퍼니스내의 온도가 400 내지 1250℃, 바람직하게는 600 내지 700℃일 수 있다.
또다른 실시예에서, 수직형 퍼니스 내부의 가스 압력은 20 내지 100 Pa, 바람직하게는 66.6 ± 13.3 Pa(500 ± 100 mTorr)일 수 있다. 이로 인해, 디포짓은 양호한 에지 커버링을 갖는다.
퍼니스내의 낮은 압력에 의해, 퍼니스 내부의 반응 가스의 농도 기울기가 낮게 유지되므로, 기판 표면상의 모든 장소에, 세팅된 가스 혼합물에 상응하는 거의 동일한 농도의 반응 가스가 존재한다. 이로 인해, 퍼니스 내부의 압력에 의해 개별 웨이퍼상의 층 두께 및 비소 함량이 더욱 안정화될 수 있다.
본 발명에 따라 100개 이상의 웨이퍼, 바람직하게는 150개의 생산 웨이퍼가 홀딩장치내에 배치될 수 있다. 따라서, 수평형 퍼니스에서 보다 훨씬 더 많은 웨이퍼가 동시에 처리될 수 있기 때문에, 개별 웨이퍼의 제조 비용이 더욱 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 수직형 퍼니스에 의해, TEAS/TEOS가 정확하게 도우징된 그리고 규정된 비율로 퍼니스내에 이를 수 있다. 동시에, 플랜지의 가열에 의해 부정적 영향이 방지된다. 특히 이로 인해 수직형 퍼니스에 대한 TEAS 프로세스의 사용 가능성이 현저히 개선된다.
본 발명의 또다른 관점에 따라 반도체 기판상에 As 도핑된 SiO2층을 디포짓하기 위한 방법이 하기 단계를 포함한다:
- 처리될 다수의 반도체 기판, 상기 반도체 기판이 삽입된 프로세스 관 및 플랜지를 포함하는 처리기를 장착하는 단계;
- 450 내지 1250℃, 바람직하게는 600 내지 700℃의 온도로 처리기를 가열하는 단계;
- 플랜지에 배치된, 90℃ 보다 높은 온도를 가진 매체를 포함하는 가열/냉각 장치를 통해 플랜지를 가열하는 단계;
- As 도핑된 SiO2층을 디포짓하기 위해, 액체 TEAS를 함유한 제 1 증발기로부터 적어도 하나의 제 1 가열 관을 통해 TEAS(트리에틸비산염)를, 그리고 액체 TEOS를 함유한 제 2 증발기로부터 적어도 하나의 제 2 가열 관을 통해 TEOS(테트라에틸오르토실리케이트)를 처리기내로 도입하는 단계;
- 반도체 기판상에 As 도핑된 SiO2층을 디포짓하는 단계.
본 발명에 따른 방법에 의해, 본 발명의 다른 관점에서 설명한 웨이퍼 표면상에 층을 디포짓할 때의 장점, 효과가 얻어진다.
특히, TEAS가 가열된 TEAS 버블러로부터 운반 기체(예컨대, 질소)를 통해 처리기내로 공급된다. 처리기에서 TEAS는 높은 온도에서(예컨대, 대략 700℃) TEOS와 반응하여 As 도핑된 산화실리콘으로 된다. 반응식은 하기와 같다:
OAs(OC2H5)3 an N2+ Si(OC2H5)4 gasf.→ (As2O3+ SiO2) + C2H4
비소 원자는 SiO2결정내에 삽입된다.
처리기내에 20 내지 100 Pa, 바람직하게는 66.6 ± 13.3 Pa (500 ± 100 mTorr)의 압력이 세팅될 수 있다. 특별하게 세팅된 압력의 장점은 본 발명의 다른 관점에 대한 상기 설명에 나타난다.
바람직한 실시예에서 방법은 파라미터 즉, 디포짓 시간, 온도, 압력 및 TEAS/TEOS 비에 의해 조절될 수 있다.
TEOS 흐름은 바람직하게는 TEOS 증발 온도에 의해 세팅될 수 있다. 또한, TEAS 흐름은 본 발명에 따라 TEAS 버블러 온도 및 운반 기체의 흐름에 의해 세팅될 수 있다. 운반 기체의 흐름은 바람직하게는 분 당 50 내지 200 표준 3제곱 센티미터(sccm)일 수 있다.
또다른 실시예에서 As 도핑된 SiO2층은 대략 150nm의 두께로 디포짓된다.
본 발명에 따라 As 도핑된 SiO2층이 5.5% ± 2.5% 의 비소 함량을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 가스 분배 시스템(30)의 가스 흐름을 나타낸다. 가스 분배 시스템(30)은 가스 유입구(16a) 및 (16b)를 통해 처리기, 본 실시예에서는 웨이퍼를 처리하기 위한 수직형 퍼니스(10)에 연결된다.
도 1에 나타나는 바와 같이, 가스 분배 시스템은 상이한 두께의 관을 갖는다. 진하게 도시된 관은 12mm의 직경을 가지며 인발 또는 전해 연마 특수강으로 이루어진다. 상기 관은 가열된다. 도 1에 얇은 선으로 도시된 관은 6mm의 직경을 가지며 마찬가지로 인발 또는 전해 연마 특수강으로 제조되고 본 실시예에서는 가열되지 않는다.
밸브로는 수동 밸브(T형 심볼로 도시됨) 또는 전자 공기식 밸브(사각형 심볼로 도시됨)가 사용된다. 밸브의 크기는 각각의 관 직경에 맞춰진다.
가스 분배 시스템(30)의 구조는 하기와 같다:
TEOS 증발기(32)는 헬륨 가스 소오스(도시되지 않음)에 연결된다. 헬륨 대신에, 예컨대 질소가 사용될 수 있다. TEOS 증발기(32)와 헬륨 가스 소오스 사이에는 TEOS 탱크(33)가 제공된다. 헬륨은 관(62) 및 (64)을 통해 TEOS 탱크(33)내로 안내된다. 가스 흐름을 제어하기 위해, 관(62) 및 (64)내에는 밸브(61) 및 (66)가 제공된다. 관(62) 및 (64)의 분기점에는 첵 밸브(65)를 가진 관(63)이 제공된다. 관(63)은 가스 분배 시스템(30)의 배출 공기 출구로 뻗는다. 관(64)은직접 TEOS 탱크(30)내로 뻗는다. TEOS 탱크(33)의 출구로부터 밸브(67)를 가진 관(68)이 TEOS 증발기(32)로 뻗는다. TEOS 증발기(32)내로 유입되기 전에 관(68)이 밸브(70) 및 (69)를 가진 가열 관(71)내로 뻗는다. TEOS 증발기(32)로부터 밸브(72) 및 (73)를 가진 가열 관(36)이 뻗는다. 관(36)은 한편으로는 밸브(47)내로 그리고 다른 한편으로는 밸브(74)를 가진 부가의 가열 관(37)으로 분기된다. TEOS 증발기(32)가 상기 관(37)을 통해 수직형 퍼니스(10)의 가스 유입구(16a)에 연결된다. 압력을 체크하기 위해, 관(37)에 압력 센서(75)가 제공된다.
또한, 가스 분배 시스템(30)은 TEAS 버블러(31)를 포함한다. 상기 버블러(31)는 운반 기체 소오스(도시되지 않음)에 연결된다. 본 실시예에서 운반 기체로는 질소가 사용된다. 질소는 밸브(38)를 통해 시스템내로 공급되고 관(48)을 통해 TEAS 버블러(31)로 흐른다. 관(48)내에는 유량 제어기(mass flow controller)(49), 밸브(50), (53), (54), 가스 필터(51) 및 첵 밸브(52)가 배치된다. 관(48)은 밸브(54)내에 뻗는다. 밸브(54)로부터 가열된 관 부품(55)이 뻗으며, 상기 관 부품(55)은 TEAS 버블러(31)내로 직접 뻗는다.
TEAS 버블러(31)로부터 가열 관(34)이 뻗으며, 상기 관(34)은 한편으로는 밸브(46)에서 끝나며 다른 한편으로는 가열 관(35)으로 분기된다. 상기 가열 관(35)은 밸브(60)를 통해 수직형 퍼니스의 가스 유입구(16b)에 연결된다.
관(48) 및 (43) 사이에는 또한 바이패스 밸브(58)가 제공된다. 하기에 보다 상세히 설명되는 경우에서, 관을 세척하기 위한 운반 기체, 즉 질소가 TEAS 버블러(31)를 통해 안내되지 않는 것이 바람직하다. 상기 목적을 위해, 공급 밸브(38) 다음에 부가의 관(39) 및 (42)이 제공된다. 상기 관(39) 및 (42)은 유량 제어기(40), (43) 및 밸브(41), (44)를 포함한다. 가스 필터(45) 앞에서 2개의 관(39) 및 (42)이 모여서 하나의 관(39)으로 뻗는다. 관(39)은 분기에 의해 밸브(46)내로 뻗으므로, TEAS 버블러(31)로부터 뻗은 가열 관(34)에 접속된다. 관(39)은 그 단부 영역에서 밸브(47)내로 뻗으므로, TEOS 증발기(32)로부터 뻗은 가열 관(36)에 접속된다.
프로세스 압력을 모니터링하기 위해, 수직형 퍼니스에 압력 센서(79)가 제공된다. 압력 센서(79)는 가열 관(76) 및 밸브(77), (78)를 통해 수직형 퍼니스(10)에 접속된다.
이하, 가스 분배 시스템(30)의 동작을 설명한다.
예비 및 메인 프로세스 동안, TEAS 및 TEOS가 일정한 비율 및 상태로 수직형 퍼니스(10)내로 공급된다. 이것을 위해, 헬륨 가스가 관(62) 및 (64)을 통해 가열되지 않은 TEOS 탱크(33)에 공급된다. 헬륨은 TEOS 탱크(33)로부터 TEOS 증발기(32)를 채우기 위한 목적을 갖는다. TEOS 탱크(33)로부터 TEOS가 관(68) 및 (71)을 통해 TEOS 증발기(32)내로 공급된다. TEOS 증발기는 25 내지 35℃의 온도를 갖는다. TEOS 증발기에 일정한 온도가 주어지는 것이 중요한데, 그 이유는 TEOS의 일정한 증기 압력을 위해 일정한 온도가 필요하기 때문이다. 이러한 이유 때문에, TEOS 탱크(33)로부터 나온 TEOS가 가열 관(71)에 의해 TEOS 증발기(32)내로 유입되기 전에 예열된다. 증발된 TEOS는 가열 관(36) 및 (37)을 통해 수직형 퍼니스(10)의 가스 유입구(16a)에 이른다. 이 단계에서는 밸브(47)가 폐쇄된다.
수직형 퍼니스에서 TEOS의 정확하게 규정된 공급 비율을 가능하게 하기 위해서, 가열 관(36), (37)이 상이한 온도의 영역을 갖는다. 이러한 온도 세팅은 4채널관 동반 가열 수단(도시되지 않음)에 의해 이루어진다. 본 실시예에서는 상이한 온도를 가진 총 4개의 영역(Ⅰ), (Ⅱ), (Ⅲ) 및 (Ⅳ)이 제공된다. 가열 관(36), (37)의 온도 프로필은 TEOS 증발기(32)로부터 수직형 퍼니스(10)로 상승된다. TEOS 증발기(32)의 출구에 직접 연결된 제 1 영역(I)은 TEOS 증발기(32)내의 온도에 비해 약 2℃ 정도 상승된다. 이어지는 영역(Ⅱ), (Ⅲ) 및 (Ⅳ)에서도 온도가 각각 2℃씩 상승되므로, TEOS 증발기(32)내의 온도 보다 8℃ 더 높은 온도를 가진 TEOS가 수직형 퍼니스(10)내에 이른다.
수직형 퍼니스(10)내로 TEAS를 공급하기 위해, 먼저 운반 기체, 즉 질소가 TEAS 버블러(31)내로 공급된다. 이것을 위해, 밸브(41) 및 (44)가 폐쇄되므로, 질소가 관(48)을 통해 흐른다. 가스가 유량 제어기(49)를 통과하며, 유량 제어기(49)는 분 당 0 내지 200 표준 3제곱 센티미터(sccm) 범위의 가스 흐름을 세팅한다. 바이패스 밸브(58)가 폐쇄되므로, 질소가 가열 관 섹션(55)을 통해 TEAS 버블러(31)에 이른다. 버블러에는 30 내지 50℃의 온도가 주어진다. 상기 온도는 일정하게 유지되어야 하는데, 그 이유는 TEAS 버블러(31)내의 일정한 온도가 운반 기체의 포화율에 중요하기 때문이다. 운반 기체를 가진 TEAS는 가열 관(34) 및 (35)을 통해 수직형 퍼니스(10)내로 공급된다. 이때, 밸브(46)는 폐쇄된다. TEOS 증발기(32)에서와 유사하게, 관(34), (35)은 4채널관 동반 가열 수단에 의해 세팅된 상이한 온도의 영역을 갖는다. TEAS 버블러(31)로부터 수직형 퍼니스까지 TEAS의 온도가 각각 2℃씩 상승되는, 4개의 영역(Ⅰ), (Ⅱ), (Ⅲ), (Ⅳ)이 제공된다. 끝으로, TEAS는 가스 유입구(16b)를 통해 수직형 퍼니스내로 공급된다.
가열 관(34), (35) 및 (36), (37)의 압력 제어는 압력 센서(59) 및 (75)를 통해 이루어진다.
메인 프로세스 전 또는 후에, 수직형 퍼니스(10)가 스탠바이-작동 상태에서 세척되거나 또는 진공화된 수직형 퍼니스가 환기되는 것이 바람직하다. 둘다 운반 기체, 즉 질소에 의해 이루어진다.
수직형 퍼니스(10)의 세척을 위해, 밸브(50)가 폐쇄되고 밸브(41)가 개방되므로, 질소가 유량 제어기(40)를 통해 관(39)내로 유입될 수 있다. 유량 제어기(40)는 분 당 0 내지 2 표준 리터의 범위로 무단으로 세팅될 수 있다.
개방된 밸브(46) 앞의 분기 영역에서 질소 가스 흐름이 동일한 양으로 분배됨으로써, 밸브(47)의 개방시 가열 관(35), 부분적으로 (34), (37) 및 부분적으로 (36)이 질소에 의해 세척된다. 물론, 적합한 밸브 세팅에 의해서 TEOS 및 TEAS 관이 차례로 세척될 수 있다. 관(39)에 제공된 가스 필터는 특히 가열 관 및 웨이퍼가 오염되는 것을 방지하는 기능을 갖는다.
진공화된 수직형 퍼니스(10)를 대기압으로 환기시킬 때, 세척에 부가해서 밸브(44) 및 유량 제어기(43)가 제어된다. 유량 제어기는 분 당 0 내지 10 표준 리터 범위로 무단으로 세팅될 수 있다. 이러한 부가의 제어에 의해, 환기를 위해 필요한 높은 가스 흐름이 이루어진다.
TEAS 소오스의 교체 전에 통상적으로, 가열된 TEAS 관(34) 및 (35)이 세척될필요가 있다. 이것은 하기와 같이 이루어진다: TEAS 소오스의 교체를 위해 TEAS 버블러(31)가 밸브(54) 및 (56)의 상부에서 풀려져야 하기 때문에, 상기 밸브가 먼저 폐쇄되어야 한다. 동시에, 바이패스 밸브(58)가 개방되어야 한다. 밸브(41), (44)가 폐쇄되고 밸브(50)가 개방되면, 질소가 관(48), 바이패스 밸브(58) 및 개방된 밸브(57)를 통해 가열 관(34) 및 (35)내로 흐르기 때문에, 이것이 세척된다.
TEOS 증발기(32)가 매 사이클 후에 재충전됨으로써, 일정한 충전 레벨이 보장되어야 한다. TEOS 증발기(32)를 재충전하기 위해, 10 PSI 보다 작은 충전 압력을 가진 헬륨이 사용되는 것이 중요하다. 헬륨은 TEOS 탱크(33)로부터 나온 액체 TEOS를 관(68)내로 밀어낸다. 관(68)에서 TEOS는 먼저 폐쇄된 밸브(70)에 이른다. 밸브(70)의 개방에 의해, 충전 과정이 시작된다. 제어 프로그램에서 세팅된 시간에 따라 또는 충전 레벨 센서에 따라, 충전이 밸브(70)의 폐쇄에 의해 자동으로 중지된다. 예컨대, 오작동으로 인해 10 PSI 를 초과하는 He 압력이 발생하면, 초과 압력이 첵 밸브(65)를 통해 배출된다. 이로 인해, 가스 분배 시스템(30)이 너무 높은 가스 압력으로부터 보호되고 제어되지 않은 충전이 방지된다.
도 2에는 수직형 퍼니스(10) 형태의 본 발명에 따른 처리기의 실시예가 개략적으로 도시된다. 수직형 퍼니스(10)는 퍼니스 하우징(11)으로 이루어진다. 상기 하우징(11)은 내부면에 가열 케이스(24)를 포함한다. 여기서는 예컨대 5 영역 가열 케이스가 사용될 수 있다. 가열 케이스(24)의 내부에는 프로세스 관(12)이 제공된다. 상기 관(12)은 플랜지(15)와 풀릴 수 있게 결합된다. 프로세스 관(12)의 내부에는 관형 또는 원통형 라이너(13)가 제공된다. 상기 라이너(13)는 다수의 웨이퍼(19)를 수용하는 홀딩 장치(14)를 차폐하기 위해 사용된다. 프로세스 관(12), 라이너(13) 및 홀딩 장치(14)의 벽은 하나의 흐름 채널(18)을 형성한다. 홀딩 장치(14) 및 라이너(13)는 플랜지(15)와 풀릴 수 있게 결합된다. 플랜지(15)는 가스 유입부(16) 및 가스 배출구(17)를 포함한다.
도 3에 나타나는 바와 같이, 플랜지(15)는 가스 유입부로서 가스 유입구(16a) 및 (16b)를 포함한다. 수직형 퍼니스(10)는 상기 가스 유입구(16a) 및 (16b)를 통해 도 1에 따른 전술한 가스 분배 시스템(30)에 연결될 수 있다. 또한, 플랜지(15)는 가열/냉각 장치(도시되지 않음)용 접속부(20), (21)를 갖는다. 플랜지(15)는 상기 가열/냉각 장치를 통해 가열될 수 있다. 토대상에 플랜지(15) 및 수직형 퍼니스(10)를 확실하고 단단하게 지지시키기 위해, 일련의 지지 레그(22) 및 지지 푸트(23)가 제공된다.
이하, 수직형 퍼니스(10)의 작동 및 TEAS-프로세스의 실행을 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5를 참고로 설명한다.
TEAS 프로세스에 의해, As 도핑된 SiO2층이 기상증착에 의해 웨이퍼상에 디포짓된다. 웨이퍼상에 150nm의 안정된 층 두께가 주어지도록 하기 위해 그리고 각각의 디포짓된 층이 5.5% ± 2.5%의 비소 함량을 갖도록 하기 위해, 일련의 파라미터가 충족되어야 한다. 먼저, 수직형 퍼니스(10)내에 적당한 온도 및 적당한 압력이 세팅되어야 한다. 또한, 플랜지 온도가 적당하게 세팅되어야 한다. 끝으로, 일정한 비율의 TEOS/TEAS가 수직형 퍼니스에 공급되어야 한다.
웨이퍼(19)상에 As 도핑된 SiO2층을 적합하게 디포짓하기 위해, 먼저 다수의 웨이퍼(19)가 홀딩 장치(14)에 장착된다. 본 실시예에서, 수직형 퍼니스(10)의 홀딩 장치(14)에는 총 166개의 웨이퍼가 장착되며, 상기 웨이퍼 중 150개의 웨이퍼가 생산 웨이퍼이다.
프로세스 관 내부에 있는 퍼니스 내부 공간은 600 내지 700℃의 온도로 가열된다. 동시에, 프로세스 관(12)내의 압력은 66.6 ± 13.3 Pa의 값으로 세팅된다. 이러한 낮은 압력에 의해 낮은 농도 기울기가 얻어지므로, 프로세스 동안 웨이퍼 표면의 모든 장소에서 거의 동일한 반응 가스 농도가 주어진다. 그리고 나서, 플랜지(15)가 가열/냉각 시스템을 통해 가열되고, 가열/냉각 시스템에 있는 매체가 90℃를 초과하는 온도로 된다. 따라서, 플랜지에서 프로세스 가스의 규정되지 않은 디포짓이 방지된다. 끝으로, 가스 분배 시스템(30)으로부터 나온 TEAS 및 TEOS가 가스 유입구(16a) 및 (16b)를 통해 전술한 방식으로 공급된다. 유입 가스는 라이너(13) 및 홀딩 장치(14)에 의해 형성된 흐름 채널(18)내에서 상부로 흐르며, 이 때 가스는 웨이퍼(19)를 세척한다. 적합한 가스 반응에 의해 웨이퍼(19)상에 소정 디포짓이 이루어진다. 흐름 채널(18)의 자유 단부에서 가스 흐름이 방향 전환되고, 라이너(13) 및 프로세스 관(12)에 의해 형성된 흐름 채널(18)의 부분을 통해 다시 플랜지(15)의 방향으로 안내된다. 플랜지(15)에는 가스 배출구(17)가 제공된다. 반응 가스가 상기 가스 배출구(17)를 통해 외부로 배출된다. 도 2에서 가스의 흐름은 화살표로 표시된다.
상기 프로세스에 의해, 특히 층 두께 안정성 및 비소 함량에 관련한 전술한 전제 조건을 충족시키는 층이 웨이퍼상에 디포짓된다.
수직형 퍼니스(10)에서 TEAS 프로세스에 의해 얻어진 결과에 대한 예가 도 4 및 5에 도시된다.
도 4에는 처리기에서 -여기서는 수직형 퍼니스(10)에서- 상응하는 웨이퍼 위치에 대한 비소 함량을 나타내는 다이어그램이 도시된다. 웨이퍼 위치 0는 가스 유입부(16)(도 2) 근처에 놓이는 반면, 위치 166은 가스 유입부(16)로부터 가장 멀리 떨어진 웨이퍼 위치이다. 도 4의 곡선에서 나타나는 바와 같이, 수직형 퍼니스의 전체 길이에 걸친 그것의 모든 영역에서 전제 조건, 즉 디포짓된 층에서 비소 함량이 5.5% ± 2.5%의 범위내에 놓여야 한다는 전제 조건이 충족된다.
도 5에는 사이클 수에 대한 디포짓된 층의 비소 함량을 나타내는 다이어그램이 도시된다. 상기 사이클은 하기 작동 시퀀스를 의미한다: 166 개의 웨이퍼를 수직형 퍼니스에 장착, TEAS 프로세스의 실행, 처리된 웨이퍼를 수직형 퍼니스로부터 꺼냄, 프로세스 결과의 측정. 도 5에는 총 3개의 곡선이 도시된다. 수직형 퍼니스내의 일정한 웨이퍼 위치에 대한 곡선이 검출되었다. 마름모를 가진 곡선은 웨이퍼 위치 15에서, 즉 가스 유입부의 근처에서 검출되었다. 사각형을 가진 곡선은 웨이퍼 위치 90에서, 즉 수직형 퍼니스의 중심에서 검출되었다. 삼각형을 가진 곡선은 웨이퍼 위치 165에서 검출되었다. 상기 위치는 수직형 퍼니스에서 가스 유입부로부터 가장 멀리 떨어진 위치이다.
도 5에 따른 곡선에서 나타나는 바와 같이, 수직형 퍼니스내의 모든 위치에서 10번의 사이클까지 비소 함량이 일정하므로, 본 발명에 따른 방법은 긴 시간 동안 안정한 비소 함량을 생성시키는데 적합하다. 후속하는 공정 동안에도 비소 함량이 거의 변동되지 않는다는 사실이 중요하다. 이것은 선행기술에 공지된 시스템에 비한 현저한 개선이다. 도 5에도 수직형 퍼니스의 전체 영역에 걸친 비소 함량이 최상의 비소 디포짓을 위해 필요한 범위에 놓인다는 것이 나타난다.

Claims (39)

  1. 반도체 기판을 처리하기 위한 처리기용 가스 분배 시스템에 있어서,
    - 입구측이 운반 기체 소오스(27)에 연결되고 출구측에 제 1 증발기(31)를 처리기(10)에 연결시키기 위한 적어도 하나의 제 1 가열관(34, 35)을 갖는, TEAS(트리에틸비산염)를 증발시키기 위한 제 1 증발기(31); 및
    - 입구측이 가스 소오스(26)에 연결되고 출구측에 제 2 증발기를 처리기(10)에 연결시키기 위한 적어도 하나의 제 2 가열관(36, 37)을 갖는, TEOS(테트라에틸오르토실리케이트)를 증발시키기 위한 제 2 증발기(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, TEOS로 채워진 액체 탱크(33)가 제 2 증발기(32)와 가스 소오스(26) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 제 1 증발기(31)가 제 1 증발기(31)내의 온도를 조절하기 위한 적어도 하나의 제 1 온도 제어기(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서, 제 2 증발기(32)가 제 2 증발기(32)내의 온도를 제어하기 위한 적어도 하나의 제 2 온도 제어기(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  5. 제 1항 또는 2항에 있어서, 제 1 온도 제어기(28)와 제 2 온도 제어기(29)가 25℃ 내지 90℃의 범위에서 ± 0.5℃의 제어 정확도를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  6. 제 1항 또는 2항에 있어서, 제 1 및 제 2 가열 관(34, 35, 36, 37)이 6 mm 보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 제 1 및 제 2 가열 관(34, 35, 36, 37)이 12 mm의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  8. 제 1항 또는 2항에 있어서, 제 1 및 제 2 가열 관(34, 35, 36, 37)이 각각 하나의 관 동반 가열 수단(80, 81)을 통해 가열되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 관 동반 가열 수단(80, 81)에 의해 제 1 및 제 2 가열 관(34, 35, 36, 37)의 일정한 온도가 세팅될 수 있는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  10. 제 8항에 있어서, 관 동반 가열 수단(80, 81)이 다수의 영역으로 세분되고, 상기 영역의 온도가 개별적으로 세팅됨으로써, 제 1 및 제 2 가열 관(34, 35, 36, 37)이 관 동반 가열 수단(80, 81)의 영역에 따라 상이한 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 제 1 및/또는 제 2 증발기(31, 32)로부터 처리기(10)까지 후속하는 영역의 온도가 이전 영역의 온도 보다 더 높은 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 관 동반 가열 수단이 각각 4개의 영역으로 세분되고, 서로 인접한 영역은 약 2℃의 온도차를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  13. 제 1항 또는 2항에 있어서, 제 1 증발기(31) 및 운반 기체 소오스(27)가 적어도 하나의 관(48)을 통해 서로 연결되며, 제 2 증발기(32) 및 가스 소오스(26)가 적어도 하나의 다른 관(62, 68)을 통해 서로 연결되고, 관(48) 및 다른 관(48, 62, 68)은 제 1 및 제 2 가열 관(34, 35, 36, 36)의 직경 보다 작은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 관(48) 및 다른 관(48, 62, 68)의 직경이 6 mm이하인 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  15. 제 1항 또는 2항에 있어서, 운반 기체 소오스(27)의 기체가 질소(N2)인 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  16. 제 1항 또는 2항에 있어서, 가스 소오스(26)의 가스가 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  17. 제 16항에 있어서, 불활성 가스가 헬륨인 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  18. 제 1항 또는 2항에 있어서, 제 1 증발기(31)가 기포 증발기(31)이고 액체 TEAS를 함유하며, 제 2 증발기(32)가 액체 TEOS를 함유하는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  19. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    - 처리기(10)가 프로세스 관(12)을 포함하고, 상기 프로세스 관내에는 관형 라이너(13) 및 반도체 기판(19)용 홀딩장치(14)가 배치되며,
    - 프로세스 관(12)에 접속된 플랜지(15)가 제공되고,
    - 가스 유입구(16) 및 가스 배출구(17)가 처리기에 제공되며,
    - 가스 유입구(16)가 제 1 및 제 2 가열 관(34, 35, 36, 37)을 통해 제 1 및 제 2 증발기(31, 32)에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 가스 유입부(16) 및/또는 가스 배출구(17)가 플랜지(15)에 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  21. 제 19항에 있어서, 가스 유입부(16)가 적어도 2개의 가스 유입구(16a, 16b)를 포함하고, 하나의 가스 유입구(16a)가 제 2 증발기(32)에 연결되며 다른 가스 유입구(16b)가 제 1 증발기(31)에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  22. 제 19항에 있어서, 플랜지(15)에 가열/냉각 장치(25)가 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  23. 제 19항에 있어서, 100개 이상의 반도체 기판(19)을 수용하기 위한 홀딩장치(14)가 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  24. 제 23항에 있어서, 약 150개의 반도체 기판(19)을 수용하기 위한 홀딩장치(14)가 형성되는 것을 특징으로 하는 가스 분배 시스템.
  25. 반도체 기판상에 As 도핑된 SiO2층을 디포짓하기 위한 방법에 있어서,
    처리될 다수의 반도체 기판(19), 상기 반도체 기판(19)이 삽입된 프로세스 관(12) 및 플랜지(15)를 포함하는 처리기(10)를 장착하는 단계;
    - 450 내지 1250℃의 온도로 처리기(10)를 가열하는 단계;
    - 플랜지에 배치된, 90℃ 보다 높은 온도를 가진 매체를 포함하는 가열/냉각 장치(25)를 통해 플랜지를 가열하는 단계;
    - As 도핑된 SiO2층을 디포짓하기 위해, 액체 TEAS를 함유한 제 1 증발기(31)로부터 적어도 하나의 제 1 가열 관(34, 35)을 통해 TEAS(트리에틸비산염)를, 그리고 액체 TEOS를 함유한 제 2 증발기(32)로부터 적어도 하나의 제 2 가열 관(36, 37)을 통해 TEOS(테트라에틸오르토실리케이트)를 처리기(10)내로 도입하는 단계;
    - 반도체 기판(19)상에 As 도핑된 SiO2층을 디포짓하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 처리기(10)를 가열하는 단계의 온도가 600 내지 700℃의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 25항에 있어서, 20 내지 100 Pa의 압력이 처리기(10)내에 세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 처리기(10)내에 세팅되는 압력이 66.6 ± 13.3 Pa의 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 25항 또는 27항에 있어서, 제 1 증발기(31)내의 액체 TEAS가 25℃ 내지 90℃의 일정한 온도로, ± 0.5℃의 정확도로 세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 제 1 증발기(31)내의 액체 TEAS가 30℃ 내지 50℃의 일정한 온도로, ± 0.5℃의 정확도로 세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 25항 또는 27항에 있어서, 제 2 증발기(32)내의 액체 TEOS가 25℃ 내지 90℃의 일정한 온도로, ± 0.5℃의 정확도로 세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제 31항에 있어서, 제 2 증발기(32)내의 액체 TEOS가 25℃ 내지 35℃의 일정한 온도로, ± 0.5℃의 정확도로 세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 25항 또는 27항에 있어서, TEOS 흐름이 제 2 증발기(32)내의 TEOS 증발기 온도에 의해 세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 25항 또는 27항에 있어서, TEAS가 불활성 가스의 기포를 이용해서 제 1 증발기(31)내의 액체 TEAS에 의해 증발되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 34항에 있어서, TEAS가 질소 가스(N2)의 기포를 이용해서 제 1 증발기(31)내의 액체 TEAS에 의해 증발되는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 25항 또는 27항에 있어서, TEAS 흐름이 제 1 증발기(31)내의 온도 및 운반 기체의 흐름에 의해 세팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제 36항에 있어서, 운반 기체의 흐름이 분 당 50 내지 200 표준 3제곱 센티미터(sccm)인 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 25항 또는 27항에 있어서, 디포짓 시간, 처리기내의 온도 및 압력, TEAS 및 TEOS의 증발율 및 TEAS/TEOS 비가 약 150nm의 두께를 가진 As 도핑된 SiO2층이 디포짓되도록 서로 매칭되는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 25항 또는 27항에 있어서, 디포짓된 As 도핑된 SiO2층이 5.5% ± 2.5%의 비소 함량을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
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