KR102413577B1 - Cvd- 또는 pvd-코팅 장치에 공정 가스 혼합물을 공급하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Cvd- 또는 pvd-코팅 장치에 공정 가스 혼합물을 공급하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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에두아르두 오스만 주판 피나이로
마르쿠스 게르스도르프
마르쿠스 야콥
슈테펜 노이만
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Abstract

본 발명은 우선 유입 채널들(22), 오버플로 배리어(overflow barrier)(14) 및 가스 배출 채널(8)을 구비한 가스 공급 장치와 관련이 있고, 상기 유입 채널들은 각각 하나의 가스원(21)에 의해 제공된 개별 가스 흐름들을 제 1 혼합 챔버(12) 내로 공급하기 위해 제공되어 있고, 이때 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내에서 특히 하나 또는 다수의 제 1 가스 편향 부재(13)에 의해 상기 개별 가스 흐름들이 한 번 또는 여러 번 편향되고 그리고 상기 개별 가스 흐름들이 함께 혼합되며, 상기 제 1 혼합 챔버(12)로부터 배출되는 모든 개별 가스 흐름들로 이루어진 제 1 가스 흐름이 상기 오버플로 배리어를 넘어서 제 2 혼합 챔버(15) 내로 흐르고, 상기 제 2 혼합 챔버 내에서 특히 제 2 가스 편향 부재들(16)에 의해 상기 제 1 가스 흐름이 한 번 또는 여러 번 편향되며, 상기 가스 배출 채널은 상기 가스 흐름을 상기 제 2 혼합 챔버(15)로부터 CVD- 또는 PVD-코팅 장치(1)의 가스 유입 부재(5) 내로 배출시키기 위해 제공되었다. 상기 가스원들(21)으로부터 상기 가스 유입 부재(5)까지 개별 가스 흐름들의 유효 경로 길이가 서로 동일한 길이를 갖도록 상기 가스 공급 장치가 개선된다. 또한, 본 발명은 CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재(9)에 공정 가스들을 공급하기 위한 방법에 관한 것으로, 이때 가스원(21)과 가스 유입 부재(5) 사이의 경로 상에서 가스들의 유효 체류 시간들이 최대 10 밀리 초(millisecond)만큼 상이하다는 사실이 중요하다.

Description

CVD- 또는 PVD-코팅 장치에 공정 가스 혼합물을 공급하기 위한 장치 및 방법 {DEVICE AND METHOD FOR PROVIDING A PROCESS GAS MIXTURE TO A CVD OR PVD COATING DEVICE}
본 발명은 유입 채널들, 오버플로 배리어(overflow barrier) 및 가스 배출 채널을 구비한 가스 공급 장치와 관련이 있고, 상기 유입 채널들은 각각 하나의 가스원에 의해 제공된 개별 가스 흐름들을 제 1 혼합 챔버 내로 공급하기 위해 제공되어 있고, 이때 상기 제 1 혼합 챔버 내에서 특히 하나 또는 다수의 제 1 가스 편향 부재에 의해 상기 개별 가스 흐름들이 한 번 또는 여러 번 편향되고 그리고 상기 개별 가스 흐름들이 함께 혼합되며, 상기 제 1 혼합 챔버로부터 배출되는 모든 개별 가스 흐름들로 이루어진 제 1 가스 흐름이 상기 오버플로 배리어를 넘어서 제 2 혼합 챔버 내로 흐르고, 상기 제 2 혼합 챔버 내에서 특히 제 2 가스 편향 부재들에 의해 상기 제 1 가스 흐름이 한 번 또는 여러 번 편향되며, 상기 가스 배출 채널은 상기 가스 흐름을 상기 제 2 혼합 챔버로부터 CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재 내로 배출시키기 위해 제공되어 있다.
그 밖에 본 발명은 CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재에 공정 가스들을 공급하기 위한 방법에 관한 것으로, 다음의 단계들로 이루어져 있다:
- 각각 하나의 가스원 내에 다수의 공정 가스를 제공하는 단계;
- 상기 공정 가스들을 개별 가스 흐름들로 서로 분리하여 개별 가스원들로부터 각각 하나의 유입 채널을 통해 제 1 혼합 챔버 내로 이송하는 단계;
- 특히 상기 제 1 혼합 챔버 내의 제 1 가스 편향 부재들에 의해 상기 개별 가스 흐름들을 편향시키고 그리고 상기 개별 가스 흐름들을 함께 혼합하는 단계;
- 모든 개별 가스들로 이루어진 제 1 가스 흐름을 오버플로 배리어를 통해 제 2 혼합 챔버 내로 안내하는 단계;
- 특히 제 2 가스 편향 부재들에 의해 상기 가스 흐름을 편향시키는 단계;
- 모든 개별 가스 흐름들로 이루어진 가스 흐름을 가스 배출 채널로부터 가스 유입 부재 내로 배출시키는 단계.
가스 혼합 장치들은 서로 상이한 가스들을 함께 혼합하기 위해 이용되는데, 상기 가스들은 예를 들어 파이프형의 유입 채널에 의해 각각 예비 혼합 챔버 내로 유입되고, 이곳에서 가스들의 제 1 혼합 공정이 이루어진다. 상기 가스들은 상기 예비 혼합 챔버에서 편향되고, 제 2 혼합 챔버, 예컨대 가스 혼합 파이프에 공급된다. US 2009/0120364 A1호는 상기 유형의 가스 혼합 장치를 기술하며, 상기 가스 혼합 장치에서는 혼합 공정을 향상시키기 위해 가스가 와류한다. 가스 편향 장치가 삽입물 형태로 제공되어 있으며, 상기 가스 편향 장치는 가스 혼합 파이프 내에 삽입된다.
여기서 설명되는 혼합 장치들은 CVD- 또는 PVD-장치들에서 사용된다. 상기 유형의 장치들은 반응기 하우징, 상기 반응기 하우징 내에 배치된 가스 유입 부재 및 서셉터를 구비하고, 상기 가스 유입 부재는 특히 샤워 헤드(shower head)의 형태를 가질 수 있으며, 상기 서셉터 상에는 기판이 놓인다. 상기 서셉터는, 기판 표면상에 열적으로 야기된 화학적 반응이 일어나는지, 혹은 기판 표면상에 단지 응결 공정만이 일어나는지에 따라서 가열 또는 냉각될 수 있다. 상기 가스 유입 부재를 통해 가스 혼합물이 상기 기판 위에 배치된 공정 챔버 내로 유입된다. 상기 가스 혼합 장치는 다수의 개별 가스로 이루어진 상기 가스 혼합물을 함께 혼합하기 위해 이용된다.
US 7,540,305 B2호는, 그 내부로 서로 상이한 공정 가스들이 공급될 수 있는 예를 들어 샤워 헤드로서 형성된 가스 유입 부재를 구비한 CVD-공정 챔버를 제안한다. 상기 샤워 헤드의 상류에는 가스 혼합 장치가 위치한다.
DE 10 2005 003 984 A1호는, 샤워 헤드를 둘러싸는 링형 챔버를 기술하고, 상기 링형 챔버 내에서 공정 가스 혼합 공정이 일어난다. 유동 방향으로 가스 유입 부재 앞에 배치된 혼합 챔버는 US 2003/0019428 A1호에도 기술된다.
DE 10 2013 113 817은 평면 원통형(flattened cylindrical) 하우징 형태의 가스 혼합 장치를 기술한다. 상기 하우징은 2개의 혼합 챔버를 포함한다. 방사 방향으로 외부에 배치된 혼합 챔버 내에서는 성형(star-shaped)으로 배치된 유입 채널들을 통해 서로 상이한 공정 가스들이 방사 방향으로 외부에 놓인 예비 혼합 챔버 내로 공급된다. 상기 예비 혼합 챔버 내에는, 이러한 예비 혼합 챔버 내로 공급된 개별 가스 흐름들을 편향시키는 제 1 가스 편향 부재들이 위치한다. 이 경우, 상기 개별 가스 흐름들은 상기 유입 채널들이 위치하는 유입 평면의 연장 평면에 대해 횡 방향으로 편향된다. 이때 상기 개별 가스 흐름들은 오버플로 배리어를 넘어서 가스 혼합 장치의 중심에 배치되어 있는 제 2 혼합 챔버 내로 도달하고, 상기 제 2 혼합 챔버는 그 내부에 제 2 가스 편향 부재들이 배치되어 있는, 아래로 개방된 가스 배출 채널을 포함한다. 이와 같은 사전 공지되지 않은 간행물은 본 발명의 범주를 형성한다.
EP 1 252 363 B1호는 가스 유입 부재 위에, 공정 챔버 커버 바로 위에 배치된 가스 혼합 시스템을 구비한 CVD-반응기를 기술한다.
US 6,758,591 B1호는, 성형으로 배치된 다수의 가스 유입 채널로부터 가스가 공급되는, 중심에 배치된 제 1 혼합 챔버를 구비한 가스 혼합 장치를 기술한다. 공급된 가스 흐름들은 상기 중심 혼합 챔버 내에서 난류를 형성하고, 방사 방향으로 외부로 흐르기 위해 난류 격자(turbulence grid)를 통해 축 방향으로 상기 제 1 혼합 챔버로부터 배출되며, 이때 가스 흐름은 대략 90도만큼 편향된다. 중심에 있는 상기 제 1 혼합 챔버 내에서 예비 혼합된 가스 흐름은, 성형으로 배치된 배출 채널들로부터 가스 유입 부재 내로 배출되기 위해 이러한 중심에 있는 제 1 혼합 챔버의 방사 방향으로 외부에 배치된 제 2 혼합 챔버를 관류한다.
US 6,495,233 B1호는 샤워 헤드 및 상기 샤워 헤드 위에 배치된 공정 가스 혼합용 혼합 장치를 구비한 CVD-반응기를 기술한다. 플라즈마 발생기 내에서 준비된 공정 가스는 서로 평행하게 진행하는 유입 채널들 내에서 난류가 발생하는 난류 챔버 내로 흐른다.
EP 1 452 626 B1호는, 서로 분리된 가스 유입 채널들을 통해 제 1 혼합 챔버 내로 유입되는 2개의 가스를 혼합하기 위한 가스 혼합 장치를 기술한다. 상기 제 1 혼합 챔버는 분리 벽에 의해 확산 챔버로부터 분리되어 있다. 상기 제 1 혼합 챔버 내에서 예비 혼합된, 상기 유입 채널들을 통해 공급된 상기 2개의 공정 가스는 분리 벽의 개구를 통해 상기 확산 챔버 내로 유입되며, 이곳에서 상기 공정 가스들의 추가 혼합 공정이 이루어진다.
US 6,068,703은, 중심과 관련하여 방사 방향으로 연장되는 가스 유입 채널들을 통해 혼합 챔버 내로 유입되는 다수의 공정 가스를 혼합하기 위한 가스 혼합 장치를 기술한다. 상기 혼합 챔버는 상기 중심 주변에 링형으로 배치된 체류 챔버들을 구비하고, 상기 공정 가스들은 서로 혼합되기 위해 상기 체류 챔버들을 곡류 형태로 관류해야 한다. 전체 가스 흐름은 중심에 배치된 가스 배출 개구로부터 배출되어 가스 유입 부재 내로 흐른다.
US 2011/0223334 A1호는 반응기 커버를 구비한 CVD-반응기를 기술하고, 상기 반응기 커버 상에는 가스원들 및 혼합 챔버가 배치되어 있다. 상기 혼합 챔버는 중심에 위치하고 중심을 향해 방사 방향으로 진행하는 가스 유입 채널들에 의해 가스가 공급된다. 개별 가스 흐름들의 혼합 공정은 혼합 챔버 내에서 이루어진다.
WO 97/35107은 파이프 섹션 형태의 가스 편향 부재들을 제안한다. 자유롭게 절단되어(cut-free) 구부러진 배플판들(baffle plates)이 원통형 파이프의 벽으로부터 파이프의 유동 채널 내로 돌출한다.
본 발명의 과제는 가스 유입 부재에 공정 가스들을 공급하기 위한 방법 또는 가스 공급 장치를 기술적으로 개선하는 것이다.
상기 과제는 청구항들에 제시된 본 발명에 의해 해결된다.
청구항들의 대상인 개별 특징들의 장점들은 다음과 같다: 본 발명에 따른 장치는, 가스원들로부터 가스 유입 부재까지 개별 가스 흐름들의 유효 경로 길이가 서로 동일한 길이를 갖도록 형성되어 있다. 상기 개별 가스 흐름들의 유효 경로 길이가 서로 동일한 길이를 가지면, 서로 상이한 가스들은 상기 가스 공급 장치 내에서 동일한 체류 시간을 갖는다. 유입 채널들이 상이한 직경을 갖는 경우, 또는 혼합 챔버의 단면들이 상이하게 설계된 경우, 상기 동일한 체류 시간은 상이한 압력비에 의해 유지될 수 있다. 그러나 상이한 직경을 상이한 라인 길이로 보상할 수도 있다. 유입 채널들 또는 혼합 챔버의 할당된 단면들이 동일하게 설계되어 있는 대칭적인 형상들이 바람직하다. 그에 따라, 유효 경로 길이들은 특히, 이러한 경로를 따라서 개별 가스 흐름들이 동일한 시간 안에 제 1 혼합 챔버를 관류하는 유동 경로의 유형을 의미한다. 개별 유동 채널들의 경우에 따른 구조적 차이들은 상이한 압력비에 의해 보상될 수 있다. 모든 유입 채널들이 동일한 횡단면을 갖고 동일한 구조적 환경에서 혼합 챔버 내로 맞물리는 대칭적인 형상의 유입 채널들의 경우, 상기 유효 경로 길이는 혼합 챔버 내로 안내하는 각각의 유입 채널의 개구로부터 가스 배출 채널의 시작점까지, 각각의 개별 가스 흐름의 유동 경로의 구조적 구간이다. 개별 가스 흐름들로는 바람직하게 각각 층류(laminar flow)가 고려됨으로써, 결과적으로 경로 길이는 실질적으로 유동 라인들에 의해 결정된다. 상기 개별 가스 흐름들의 혼합 공정은 상기 제 1 혼합 챔버 내에서 실질적으로 횡 방향 확산에 의해서, 그리고 개별 가스 흐름들의 반복 편향에 의해서 이루어진다. 상기 제 1 혼합 챔버 내에 배치된 제 1 가스 편향 부재들은 실질적으로 유동 경로를 연장하는 특성을 갖도록 배치될 수 있다. 상기 제 1 혼합 챔버 내부에서 상기 제 1 가스 편향 부재들의 배치는 바람직하게 상기 가스 유입 채널들의 성형 배치를 기준으로 대칭적으로 이루어짐으로써, 결과적으로 상기 개별 가스 흐름들은 적어도 상응하는 유동 경로를 따라서 흐른다. 상기 제 1 가스 편향 부재들은, 상기 개별 가스 흐름들이 나선형으로 원통형 제 1 혼합 챔버를 관류하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 개별 가스 흐름들은 유입 평면의 연장 평면에 대해 횡 방향으로 정렬된 운동 성분을 갖는다. 이 경우, 상기 개별 가스 흐름들은 유입 평면의 연장 평면에 대해 횡 방향으로 정렬된 운동 성분을 갖는다. 그러나 상기 개별 가스 흐름들은 상기 연장 평면이 펼쳐지는 방향으로도 운동 성분을 갖는다. 이와 같은 방향들로 바람직하게 원형 운동 또는 난류 운동이 형성된다. 이 경우, 상기 개별 가스 흐름들은, 예를 들어 혼합 챔버의 가상 축을 따라서 아래에서 위로 나사선을 따라 상기 제 1 혼합 챔버를 관류한다. 상기 제 1 혼합 챔버 내부에는 제 2 혼합 챔버가 위치할 수 있다. 상기 2개의 혼합 챔버는 동심으로 배치된 파이프들에 의해 형성될 수 있다. 이때 상기 제 1 혼합 챔버는 주변 혼합 챔버를 형성하고, 그리고 상기 제 2 혼합 챔버는 중심 혼합 챔버를 형성한다. 상기 개별 가스 흐름들은 상기 제 1 혼합 챔버 내부에서 예비 혼합된 제 1 가스 흐름으로 통합되고, 상기 제 1 가스 흐름은 오버플로 배리어를 넘는다. 상기 오버플로 배리어는, 상기 제 1 혼합 챔버의 내벽 및 상기 제 2 혼합 챔버의 외벽을 형성하는 내부 파이프의 단부 가장자리일 수 있다. 상기 제 2 혼합 챔버 내에는 바람직하게 추가의 제 2 가스 편향 부재들이 제공되어 있고, 상기 제 2 가스 편향 부재들에 의해서는 상기 오버플로 배리어를 넘어서 상기 제 2 혼합 챔버 내로 유입된 가스 흐름이 한번 또는 여러 번 편향된다. 상기 제 2 가스 편향 부재들은 난류가 형성되도록 형성 및 배치될 수 있다. 상기 제 1 가스 편향 부재들이 바람직하게 가스 층류를 한 번 또는 여러 번 편향하도록 형성 및 배치되어 있는 반면, 상기 제 2 가스 편향 부재들은 난류를 형성하는 방식으로 배치되어 있다. 그에 따라 상기 제 2 가스 편향 부재들은 전체 개별 가스 흐름으로 이루어진 난류의 제 2 가스 흐름을 생성한다. 상기 제 2 혼합 챔버를 관류하는 가스 흐름은 가스 배출 채널을 통해 상기 제 2 혼합 챔버로부터 배출되며, 이때 가스의 배출 방향은 바람직하게 가스의 공급 방향에 대해 횡 방향으로 정렬되어 있다. 그에 따라 상기 가스 배출 채널은 바람직하게 상기 가스 유입 평면의 연장 평면에 대해 횡 방향으로 정렬되어 있는 연장 방향을 갖는다. 상기 2개의 혼합 챔버의 벽들은 원통형일 수 있고 동심의 파이프들에 의해 형성될 수 있다. 파이프들의 가상 축은 가스 유입 평면에 대해 횡 방향으로 연장된다. 상기 2개의 파이프 내에서는 반대 방향으로 정렬된 가스 유동들이 형성된다. 가스원들로는 증발원들(sources of evaporation)이 고려될 수 있다. 이와 같은 증발원들은 증발열이 가해지면서 가스 형태로 제공되는 고체 또는 액체 출발 물질들을 포함한다. 계량 가능한 캐리어 가스에 의해 이와 같이 증발된 출발 물질은 각각 하나의 유입 채널을 통해 제 1 혼합 챔버로 운반된다. 바람직하게 개별 가스 흐름들은 서로 동일한 평균 유속으로 공급 채널들로부터 상기 제 1 혼합 챔버 내로 유입된다. 상기 개별 가스 흐름들의 유속은 질량 흐름 조절기들에 의해 설정될 수 있다. 그러나 상기 가스원들이 에어로졸 증발기일 수도 있다. 이 경우에도 고체 또는 액체 출발 물질들이 증발열이 가해지면서 가스 형태로 제공된다. 증기의 질량 흐름은 한편으로 증발 표면의 온도에 의해서, 다른 한편으로는 캐리어 가스 흐름에 의해서도 제어될 수 있다. 본 발명에 따라, 가스 혼합 장치 내부에서, 다시 말해 가스원과 CVD-반응기의 가스 유입 부재 사이의 영역 내에서 개별 가스들의 체류 시간은 실질적으로 동일하다. 상기 체류 시간은 최대 10 밀리 초(millisecond)만큼 서로 상이해야 한다. 바람직하게 상기 가스 혼합 장치 내부에서 가스들의 체류 시간은 100 밀리 초보다 길지 않다. 그러나 대안적인 장치에서 제 1 혼합 챔버는 난류를 형성하는 유동 장애물들을 포함할 수도 있다. 제 2 혼합 챔버도 마찬가지로 유동 장애물들을 가질 수 있다. 그러나 상기 제 2 혼합 챔버는 층류를 형성하기 위한 유동 안내 부재들을 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시 예들은 다음에서 첨부된 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 할당된 가스 혼합 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기의 개략적인 단면도이고,
도 2는 도 1의 선Ⅱ-Ⅱ을 따라 절단한 단면도이며,
도 3은 가스 혼합 장치의 제 2 실시 예의 단면도이고,
도 4는 도 3에 따른 가스 혼합 장치의 평면도이며,
도 5는 가스 혼합 장치가 U자형 파이프에 의해 형성되어 있는 제 3 실시 예의 사시도이고,
도 6은 도 5에 도시된 혼합 장치의 측면도이며,
도 7은 도 5에 도시된 혼합 장치의 평면도이고,
도 8은 혼합 장치의 제 4 실시 예의 사시도이며,
도 9는 도 8에 도시된 가스 혼합 장치의 평면도이고,
도 10은 도 9의 선Ⅹ-Ⅹ을 따라 절단한 단면도이며,
도 11은 도 9의 선ⅩⅠ-ΧⅠ을 따라 절단한 단면도이고,
도 12는 가스 혼합 장치의 제 5 실시 예의 평면도이며,
도 13은 도 12에 도시된 가스 혼합 장치의 측면도이고,
도 14는 도 13의 선ⅩⅣ-ⅩⅣ을 따라 절단한 단면도이며,
도 15는 도 13의 선ΧⅤ-ΧⅤ을 따라 절단한 단면도이고,
도 16은 도 13의 선ΧⅥ-ⅩⅥ을 따라 절단한 단면도이며, 그리고
도 17은 도 13의 선ⅩⅦ-ⅩⅦ을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제 1 실시 예를 보여준다. 자체 내부에서 진공화 가능한 기밀성 반응기 하우징(1)은 내부 가스 분배 볼륨(7) 및 가스 배출판을 구비한 가스 유입 부재(5)를 포함하며, 이때 상기 가스 배출판은 공정 챔버(2) 방향을 향하는 샤워 헤드 형태로 배치된 다수의 가스 배출 개구(6)를 포함하고, 상기 공정 챔버의 베이스 상에는 코팅될 기판(4)이 놓인다. 상기 기판(4)은 가열 장치에 의해 공정 온도로 가열 가능하거나 또는 냉각 장치에 의해 공정 온도로 냉각 가능한 서셉터(3) 상에 놓인다. 상기 서셉터(3)는 진공 펌프(10)에 연결되어 있는 링형 가스 배출 부재(9)에 의해 둘러싸여 있고, 상기 진공 펌프에 의해 상기 공정 챔버(2) 또는 반응기 하우징(1) 내부의 전체 압력은 설정될 수 있다.
상기 가스 유입 부재(5)에 공정 가스들이 공급되는 과정은, 상기 반응기 하우징(1)의 커버를 통해 내부로 안내되는 가스 배출 채널(8)을 통해 이루어진다.
상기 가스 배출 채널(8)은, 상기 반응기 하우징(1)의 상부 벽 바로 위에 위치할 수 있는 가스 혼합 장치의 하우징의 베이스(20)에 연결되어 있다. 상기 가스 혼합 장치는 상기 반응기 하우징(1)의 상부 벽에 고정 연결될 수 있다. 상기 상부 벽은 상기 가스 혼합 장치의 지지체일 수 있다.
상기 가스 혼합 장치는 원통형 하우징을 구비하고, 이때 베이스(20) 및 상기 베이스(20)에 마주 놓인 커버(17)는 각각 원판 형태를 갖는다. 상기 가스 혼합 장치의 하우징은 제 1 파이프에 의해 형성되어 있는 원통형 외벽(18)을 구비한다. 제 2 파이프(19)는 내부에 위치하고, 제 2 파이프의 하단부는 상기 베이스(20)에 고정 연결되어 있다. 상기 내부 파이프(19)의 공동부는 상기 가스 배출 채널(8)에 연결되어 있다. 상기 내부 파이프(19)의 상부 가장자리는 상기 외부 파이프(18)의 공동부 내로 자유롭게 돌출하여 오버플로 가능한 가장자리를 형성한다.
상기 베이스(20)에 이웃한, 성형 배치된 유입 채널들(22)을 통해서는 서로 상이한 공정 가스들이 서로 상이한 주변 위치들에서 상기 가스 혼합 장치 내로 공급될 수 있다. 본 실시 예의 경우, 균일한 각도 분포로 배치된 4개의 유입 채널(22)이 제공되어 있고, 상기 유입 채널들은 각각 하나의 가스원(21)에 연결되어 있다. 상기 가스원들(21)로는 증발기가 고려되며, 상기 증발기 내에서 고체 또는 액체 출발 물질들이 열 공급에 의해 증발된다. 이와 같은 방식으로 형성된 증기는 공급 채널(23) 내로 공급된 캐리어 가스에 의해 상기 유입 채널(22)을 통해 상기 가스 혼합 장치 내로 공급된다.
상기 가스 혼합 장치는 상기 외부 파이프(18)에 의해 외부를 향해 제한되고, 그리고 상기 내부 파이프(19)에 의해 내부를 향해 제한되는 제 1 혼합 챔버(12)를 구비한다. 이와 같은 제 1 혼합 챔버(12) 내에는 서로 겹쳐서 배치된 다수의 가스 편향 부재(13)가 위치한다. 상기 가스 편향 부재들(13)은, 상기 공급 채널들(22)로부터 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내로 유입되는 개별 가스 흐름들에 실질적으로 나선형의 유동, 바람직하게는 층류를 제공하도록 배치되어 있다. 상기 제 1 가스 편향 부재들(13)은 상기 유입 채널들(22)의 대칭적 배치를 기준으로 대칭적으로 배치되어 있음으로써, 결과적으로 상기 유입 채널들(22)로부터 배출되어 상기 제 1 혼합 챔버(12)를 관류하는 개별 가스 흐름들은 각각 유사한 유동 특성을 갖는다. 이 경우, 나선형 유선들이 고려되고, 상기 나선형 유선들을 따라서 가스들은 상기 베이스(20)로부터 상기 커버(17) 방향으로 특히 상기 내부 파이프(19)를 여러 번 휘감아 돌면서 위로 움직인다. 이곳에서 모든 개별 가스 흐름들로 통합된 가스 흐름이 파이프 단부에 의해 형성된 오버플로 배리어(14)를 넘는다. 이 경우, 이미 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내에서 예비 혼합된 가스 흐름이 고려된다.
상기 예비 혼합된 가스 흐름은 상기 오버플로 배리어(14)의 영역에서 180도 만큼 편향되고, 그런 다음 상기 커버(17)로부터 상기 베이스(20) 방향으로 상기 내부 파이프(19)에 의해 형성되어 있는 제 2 혼합 챔버(15)를 관류한다. 상기 제 2 혼합 챔버(15) 내에는 제 2 가스 편향 부재들(16)이 위치하고, 상기 제 2 가스 편향 부재들은 난류를 형성하도록 형성 및 배치되어 있다. 예를 들어 상기 제 2 가스 편향 부재들(16)은 가스 해체 에지들을 포함할 수 있고, 상기 가스 해체 에지들 뒤에서 난류가 형성될 수 있다. 상기 가스 편향 부재들(16)은 유동 장애물들일 수 있다. 그에 따라 상기 제 2 혼합 챔버(15) 내에서 제 1 가스 흐름의 난류가 형성된다. 전체 개별 가스 흐름의 가스들을 포함하는, 이와 같이 형성된 난류의 제 2 가스 흐름은 상기 가스 배출 채널(8)을 통해 상기 제 2 혼합 챔버(15)의 베이스(20)로부터 배출되어 상기 가스 유입 부재(5)의 가스 분배 볼륨(7) 내로 도달한다. 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내로 안내하는 상기 유입 채널들(22)의 개구의 횡단면을 통해 측정된 유속이 동일하도록, 상기 캐리어 가스는 상기 가스원들(21) 또는 상기 유입 채널들(22) 내로 공급된다. 그에 따라 각각의 유입 채널(22)로부터 동일한 평균 유속을 갖는 가스가 상기 혼합 챔버(12) 내로 유입된다.
도 3 및 도 4에 도시된 제 2 실시 예의 경우, 공동 가스 유입 평면 내에 총 8개의 유입 채널(22)이 배치되어 있고, 상기 유입 채널들은 성형으로 가스 혼합 장치의 중심 방향으로 진행한다. 방사 방향으로 외부에 놓인 제 1 혼합 챔버(12)는 가스 편향 부재(13)를 구비하고, 상기 가스 편향 부재에 의해 나선형으로 연장되는 제 1 혼합 챔버(12)가 형성되어 있다. 상기 제 1 혼합 챔버(12)의 단부는 오버플로 에지(14)에 의해 형성되고, 상기 오버플로 에지에는 원통형의 제 2 내부 혼합 챔버(15)가 연결되어 있다. 그 밖에, 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내에는 단형 장애물들(13')이 배치되어 있고, 상기 단형 장애물들도 마찬가지로 가스 편향 기능, 그리고 가스 난류 형성 기능을 가질 수 있다. 제 2 혼합 챔버 내에도 가스 흐름에 영향을 주는 유사한 부재들이 배치될 수 있다.
도 3 및 도 4는 상이한 횡단면 표면적을 갖는 유입 채널들(22)을 보여준다. 더 큰 횡단면 표면적을 갖는 유입 채널들(22)을 통해서는 바람직하게 공정 가스들 또는 공정 가스를 운반하는 캐리어 가스들이 안내된다. 더 작은 횡단면 표면적을 갖는 유입 채널들(22')을 통해서는 바람직하게 단지 희석 가스들, 다시 말해 캐리어 가스들만이 안내된다. 작은 공정 가스들을 유입시키는 상기 추가 유입 채널들(22')은 혼합 챔버 내에서 난류를 형성하도록 사용될 수 있다. 이와 같은 추가 유입 채널들(22')을 통해 공급된 캐리어 가스 흐름들 또는 희석 가스 흐름들의 유효 경로 길이는 상기 유입 채널들(22)을 통해 공급된 공정 가스들의 유효 경로 길이에 적합하게 조정될 필요가 없다.
도 5 내지 도 7에 도시된 제 3 실시 예의 경우, 혼합 장치의 하우징이 U자형이다. 파이프형 제 1 혼합 챔버(12)를 형성하는 상기 하우징의 제 1 U-레그 내에는 제 1 평면 내에 배치된 제 1 유입 채널들(22) 및 상기 제 1 평면에 대해 평행하게 진행하는 제 2 평면 내에 배치된 제 2 유입 채널들(22')이 맞물린다. 본 경우에도 각각 하나의 가스원에 연결된 총 8개의 가스 유입 채널(22, 22')이 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내로 맞물리고, 상기 제 1 혼합 챔버는 파이프 내벽으로부터 돌출하는 융기부들의 형태로 제 1 가스 편향 부재들(13)을 포함한다. 이 경우, 반원형 융기부들이 고려되고, 상기 반원형 융기부들의 직선의 자유 가장자리 에지는 상기 제 1 혼합 챔버(12)를 형성하는 파이프의 중심까지 돌출한다.
U자형 파이프(12, 15)의 U-레그는 오버플로 배리어(14)를 형성한다. 그곳에서 마찬가지로 반원형 가스 편향 부재(24)가 상기 U자형 파이프의 자유 횡단면 내로 돌출하는데, 상기 반원형 가스 편향 부재는 상기 파이프의 중심을 통해 진행하는 자유 가장자리 에지를 갖는다.
상기 제 1 혼합 챔버(12)를 형성하는 파이프 레그에 대해 평행한, 제 2 혼합 챔버를 형성하는 파이프 레그는 내부에 마찬가지로 가스 편향 부재들(16)을 구비한다. 상기 가스 편향 부재들(13)의 자유 가장자리 에지들이 상기 제 1 혼합 챔버 내에서 실질적으로 서로 평행하게 진행하는 반면, 가스 유동 내로 횡 방향으로 돌출하는 가스 편향판들(16)의 자유 가장자리 에지들은 서로 교차하도록 진행한다.
본 실시 예에서 상기 가스 편향 부재들(13, 15, 24)은 둘레 길이 절반에 걸쳐서 파이프의 내벽에 평면으로 연결된 판들에 의해 형성되어 있다. 상기 판들은 유동 방향에 대해 횡 방향으로 연장된다.
도 8 내지 도 11은 공동의 공급 평면 내에 배치되어 있는 8개의 공급 채널(22)을 포함하는 혼합 장치의 제 4 실시 예를 보여준다. 원통형 하우징은 상기 공급 평면에 대해 횡 방향으로 연장된다. 상기 원통형 하우징은 외부 실린더(18) 및 내부 실린더(19)를 구비한다. 상기 내부 실린더(19)의 자유 가장자리 에지는 오버플로 배리어(14)를 형성한다. 상기 가스 유입 채널들(22)은 베이스(20)의 축 방향 주변에서 외부 파이프(18)에 의해 외부를 향해 제한된 제 1 혼합 챔버(12) 내로 맞물리고, 상기 제 1 혼합 챔버는 단지 상부 영역에서만, 다시 말해 오버플로 에지(14)에 이웃하여 가스 편향 부재들(13)을 포함한다. 이와 같은 가스 편향 부재들(13)은 축 방향으로 상기 제 1 혼합 챔버(12)를 관류하는 개별 가스 흐름들을 나선형 유동 경로로 편향하고, 상기 나선형 유동 경로 상에서 상기 개별 가스 흐름들은 커버(17)의 하부 공간에 도달하며, 이곳에서 상기 개별 가스 흐름들은 상기 오버플로 배리어(14)를 넘어서 180도 만큼 편향된다.
제 2 내부 혼합 챔버(15)는 유동 방향으로 연속적으로 배치된 다수의 가스 편향 부재(16)를 구비한다. 이 경우, 다단식 가스 편향을 야기하는 구부러진 평면 부품들이 고려된다. 상기 평면 부품들은 내부 파이프(19)의 내벽에 고정되어 있고, 상기 내부 혼합 챔버(15)를 관류하는 가스 흐름의 난류를 형성하며, 상기 가스 흐름은 가스 배출 채널(8)을 통해 실린더 장치의 축 방향으로 상기 제 2 혼합 챔버(15)를 벗어난다. 상기 가스 편향 부재들(16)은 서로 동일하게 설계되어 있다. 이들은 서로 지지하는, 다시 말해 서로 위에 놓이는 상부 부착물들일 수 있다. 이 경우, 상기 가스 편향 부재들은 파이프(19)의 내벽에 지지 될 수 있도록 형성되어 있다.
본 경우에도 서로 상이한 유입 채널들이 제공되어 있다. 큰 직경을 갖는 유입 채널들(22)을 통해서는 공정 가스들 또는 공정 가스들을 운반하는 캐리어 가스들이 안내되는 반면, 작은 횡단면을 갖는 보완적인 유입 채널들(22)을 통해서는 단지 캐리어 가스, 다시 말해 희석 가스만이 안내된다.
도 12 내지 도 17에 도시된 제 5 실시 예는 유입 평면 내로 성형으로 배치된 총 8개의 유입 채널(22)을 구비한다. 상기 유입 채널들(22)은 서로 동일하게 형성되어 있고 단계적으로 유동 방향으로 확대되는 내경을 갖는다. 그 밖에, 상기 유입 채널들(22)은 횡 방향 채널들(25)을 통해 각각 이웃한 유입 채널(22)에 연결되어 있다.
본 경우에도 서로 동축으로 배치된 2개의 파이프(18, 19)가 외부의 제 1 혼합 챔버(12) 및 내부의 제 2 혼합 챔버(15)를 형성하고, 이때 상기 외부의 제 1 혼합 챔버(12)의 하부에서 상기 유입 채널들(22)을 통해 혼합될 가스들이 공급된다. 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내에는 가스 흐름을 둘레 방향으로 편향시키는 제 1 가스 편향 부재들(13)이 제공되어 있다. 상기 가스 흐름은 상기 편향 부재들(13)에 의해 여러 번 상이한 둘레 방향으로 편향될 수 있음으로써, 결과적으로 상기 가스 흐름은 상기 제 1 혼합 챔버(12)의 제 1 높이 섹션에서 상기 제 1 혼합 챔버(12)를 예를 들어 시계방향으로 관류하고, 그리고 상기 제 1 높이 섹션에 후속하는 높이 섹션에서는 상기 제 1 혼합 챔버(12)를 반시계방향으로 관류한다. 시계방향 또는 반시계방향의 유동 운동에는 실린더 파이프의 축 방향의 유동 성분이 겹쳐지면서, 결과적으로 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내부에서 예비 혼합되는, 상기 유입 채널들(22)로부터 배출되는 개별 가스 흐름들은 상기 제 1 혼합 챔버의 상부 섹션에 도달하며, 이곳에서 상기 개별 가스 흐름들은 서로 마주놓인 2개의 오버플로 배리어(14)를 넘어서 180도 만큼 편향되어 중앙의 제 2 혼합 챔버(15) 내로 흐른다.
상기 중앙의 제 2 혼합 챔버(15) 내에는 재차 구부러진 구조를 가질 수 있는 평면 재료들로 형성된 제 2 가스 편향 부재들(16)이 위치하고, 상기 제 2 가스 편향 부재들은 상기 제 2 혼합 챔버(15)를 관류하는 가스의 난류를 형성한다.
이전에 기술된 모든 실시 예에서 가스 편향 부재들(13, 16)은, 유입 채널들(22)의 길이 고려하에서도 각각의 개별 가스 흐름이 자체 가스원(21)으로부터 가스 유입 부재(5)까지 실질적으로 동일한 유효 경로 길이를 관류하도록 설계 및 배치되어 있다.
가스원들(21)의 공급 채널들(23) 내로 각각 캐리어 가스 흐름이 공급된다. 이 경우 상기 캐리어 가스 흐름은, 가스들이 혼합 장치 내부에서, 다시 말해 가스원(21)으로부터 가스 유입 부재(5)까지 자체 경로 상에서 동일한 체류 시간을 갖도록 측정된다. 개별 체류 시간들은 10 밀리 초보다 많이 차이나지 않으며, 이때 전체 체류 시간은 바람직하게 최대 100 밀리 초이다. 상기 유입 채널들(22)을 통해 흐르는 가스 유동들은 바람직하게 허용 오차 내에서, 가스들이 동일한 평균 유속으로 혼합 챔버 내로 유입되고 동일한 시간 안에 혼합 챔버들 또는 전체 가스 혼합 장치를 관류하도록 설정된다. 최적의 상황은 체류 시간들이 10 밀리 초보다 적게 차이나는 경우, 예를 들어 단지 최대 2 밀리 초 만큼 또는 5 밀리 초 만큼만 차이나는 경우이다.
가스 혼합 공정은 대기압에서 이루어질 수 있다. 그러나 바람직하게 가스 혼합 공정은 1 mbar 내지 500 mbar의 압력 범위에서 이루어진다. 가스원(21)과 가스 유입 부재(5) 사이의 압력차는 1 mbar보다 작고, 바람직하게는 0.2 mbar보다 작다. 가스 혼합 장치의 직경 및 높이는 200 내지 700 ㎜의 범위 내에 놓인다.
전술된 실시 예들은 본 출원서에 의해 전체적으로 기술된 발명들을 설명하기 위해 이용되는데, 상기 발명들은 적어도 다음의 특징 조합들에 의해 각각 독립적으로 선행 기술을 개선한다:
가스 공급 장치는, 가스원들(21)로부터 가스 유입 부재(5)까지 개별 가스 흐름들의 유효 경로 길이들이 서로 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 한다.
가스 공급 장치는, 유입 채널들(22)이 유입 평면 내에 배치되어 있고, 특히 공동의 중심을 향해 정렬되어 있으며, 그리고/또는 가스 배출 채널(8)이 상기 유입 평면에 대해 횡 방향으로 연장되고, 그리고/또는 가스 유동이 오버플로 배리어(14)를 통해 180°편향되는 것을 특징으로 한다.
가스 공급 장치는, 제 1 혼합 챔버(12)가 바람직하게 각각의 개별 가스 흐름의 층류식 방향 변경을 야기하는 제 1 가스 편향 부재들(13)을 구비한 예비 혼합 챔버이고, 그리고/또는 제 2 혼합 챔버(15)가 이러한 제 2 혼합 챔버(15) 내에서 난류의 제 2 가스 흐름을 발생시키는 제 2 가스 편향 부재들(16)을 구비한 난류 챔버인 것을 특징으로 한다.
가스 공급 장치는, 제 1 가스 편향 부재들(13) 또는 제 2 가스 편향 부재들(16)이 유동 방향으로 다단식으로 연속 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
가스 공급 장치는, 제 1 혼합 챔버(12) 및 제 2 혼합 챔버(15)가 반대 방향으로 관류되는 동심의 파이프들(18, 19)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
가스 공급 장치는, 제 1 혼합 챔버(12) 또는 제 2 혼합 챔버(15)의 직경이 상기 제 1 혼합 챔버(12) 또는 제 2 혼합 챔버(15)의 축 방향 높이보다 작은 것을 특징으로 한다.
가스 공급 장치는, 2개의 혼합 챔버(12, 15) 및 가스원들(21)로 이루어진 가스 공급 장치가 공정 챔버(2)의 수직 상부에, 특히 반응기 하우징(1)의 상부 벽 바로 위에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
방법은, 가스원(21)과 가스 유입 부재(5) 사이의 경로 상에서 가스들의 유효 체류 시간들이 최대 10 밀리 초 만큼 상이한 것을 특징으로 한다.
방법은, 가스원(21)과 가스 유입 부재(5) 사이의 경로 상에서 가스들의 체류 시간이 100 밀리 초보다 짧은 것을 특징으로 한다.
방법은, 제 1 혼합 챔버(12) 내에 배치된 제 1 가스 편향 부재들(13)이 개별 가스 흐름들을 특히 층류식으로 편향시키고, 그리고/또는 제 2 혼합 챔버(15) 내에 배치된 제 2 가스 편향 부재들(16)이 특히 난류의 제 2 가스 흐름을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
방법은, 개별 가스 흐름들이 동일한 평균 유속으로 각각의 유입 채널(22)을 벗어나도록 유입 채널들(22) 내의 가스 유동들을 설정하는 것을 특징으로 한다.
공지된 모든 특징들은 (그 자체로도, 그러나 서로 조합된 상태로도) 발명에 있어서 중요하다. 그에 따라, 우선권 서류들의 특징들을 본 출원서의 청구 범위 내에 함께 수용할 목적으로도 본 출원서의 공개 내용에는 해당하는/첨부된 우선권 서류들(예비 출원서의 사본)의 공개 내용도 전체적으로 포함된다. 특히 종속 청구항들을 기초로 부분 출원을 실시하기 위해, 종속 청구항들의 특징들은 선행 기술의 독립적이고 진보적인 개선 예들을 특징 짓는다.
1 반응기 하우징
2 공정 챔버
3 서셉터
4 기판
5 가스 유입 부재
6 가스 배출 개구
7 가스 분배 볼륨
8 가스 배출 채널
9 가스 배출 부재
10 진공 펌프
11 가스 혼합 장치
12 제 1 혼합 챔버
13 제 1 가스 편향 부재
13' 장애물
14 오버플로 배리어
15 제 2 혼합 챔버
16 제 2 가스 편향 부재
17 커버
18 실린더 외벽
19 파이프
20 베이스
21 가스원
22 유입 채널
22' 유입 채널
23 공급 채널
24 가스 편향 부재
25 횡 방향 채널

Claims (15)

  1. 공정 챔버 및 가스 공급 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기로서,
    상기 가스 공급 장치는 유입 채널들(22)을 포함하고, 상기 유입 채널들은 상기 가스 공급 장치의 중심 주변에 성형(star formation)으로 배열되고, 각각 가스원(21)에 연결되고, 각각의 유입 채널(22)은 각각의 가스원(21)에 의해 제공되는 유입 가스 흐름들을 상기 중심 주변에 환형원통 형태로 배치된 제 1 혼합 챔버(12)로 공급하고,
    상기 제 1 혼합 챔버(12) 내에서, 흐름 방향으로 서로 겹쳐지도록 배열되는 복수의 제 1 가스 편향 부재들(13)에 의해, 개별 가스 흐름의 편향과 개별 가스 흐름의 혼합이 둘레 방향에서 시계 방향과 반시계 방향으로 복수 회(multiple times) 수행되며, 또한 나선 형태의 층류가 생성되고,
    상기 가스 공급 장치는 또한 오버플로 배리어(overflow barrier)(14)를 포함하고, 상기 제 1 혼합 챔버(12)를 나가는 개별 가스 흐름들 모두로 이루어진 제 1 가스 흐름은, 오버플로 배리어(14)를 넘어서 그 방향이 180°바뀌어서 상기 제 1 혼합 챔버(12) 안쪽에 배치된 제 2 혼합 챔버(15) 내로 흐르고, 상기 제 2 혼합 챔버(15)에서 흐름 방향으로 서로 겹쳐지도록 배열된 복수의 제 2 가스 편향 부재들(16)에 의해 복수 회 편향되고, 상기 제 2 가스 편향 부재들(16) 각각은, 구부러진 부분들을 갖는 평판 재료로 형성되며 또한 하나가 다른 하나의 위에 놓여져 지지를 받는 동일한 구성을 갖고,
    상기 가스 공급 장치는 또한 가스 배출 채널(8)를 포함하고, 상기 가스 배출 채널(8)은 가스 흐름을 상기 제 2 혼합 챔버(15)로부터 CVD- 또는 PVD-코팅 장치(1)의 가스 유입 부재(5)로 배출시키도록 상기 중심에 배치되어 있고,
    상기 2 개의 혼합 챔버들(12, 15)과 상기 가스원(21)을 포함하는 상기 가스 공급 장치는 공정 챔버(2)의 수직 상부에 배치되고,
    가스원들(21)로부터 가스 유입 부재(5)까지의 개별 가스 흐름들의 유효 경로 길이들은 서로 동일한 것을 특징으로 하는,
    공정 챔버 및 가스 공급 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입 채널들(22)이 유입 평면 내에 배치되어 있고, 이때 상기 가스 배출 채널(8)은 상기 유입 평면에 대해 횡 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는,
    공정 챔버 및 가스 공급 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 혼합 챔버(12)가 각각의 개별 가스 흐름의 방향 변경을 야기하는 제 1 가스 편향 부재들(13)을 구비한 예비 혼합 챔버이고, 그리고 상기 제 2 혼합 챔버(15)가 이러한 제 2 혼합 챔버(15) 내에서 난류의 제 2 가스 흐름을 발생시키는 제 2 가스 편향 부재들(16)을 구비한 난류 챔버인 것을 특징으로 하는,
    공정 챔버 및 가스 공급 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 혼합 챔버(12) 및 제 2 혼합 챔버(15)가 반대 방향으로 관류되는 동심의 파이프들(18, 19)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    공정 챔버 및 가스 공급 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 혼합 챔버(12) 또는 제 2 혼합 챔버(15)의 직경이 상기 제 1 혼합 챔버(12) 또는 제 2 혼합 챔버(15)의 축 방향 높이보다 작은 것을 특징으로 하는,
    공정 챔버 및 가스 공급 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    가스원들(21) 및 상기 혼합 챔버들(12, 15)은 반응기 하우징(1)의 상부 벽 바로 위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는,
    공정 챔버 및 가스 공급 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    희석 가스 흐름을 유입하기 위한 추가 가스 유입 채널들(22')을 갖는 것을 특징으로 하는,
    공정 챔버 및 가스 공급 장치를 구비한 CVD- 또는 PVD-반응기.
  8. CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재(5)에 공정 가스를 공급하기 위한 방법으로서,
    - 복수의 공정 가스 각각을 각각의 가스원(gas source)(21)에 공급하는 단계;
    - 복수의 공정 가스 각각을 개별 가스 흐름으로서 다른 개별 가스 흐름들로부터 분리하여 개별 가스원(21)으로부터, 가스 공급 장치의 중심 주변에 성형(star configuration)으로 배치된 각각의 유입 채널(22)을 각각 통과하여 중심 주변에 환형원통 형태로 배치된 제 1 혼합 챔버(12)로 공급하는 단계;
    - 상기 제 1 혼합 챔버(12) 내에서 흐름 방향(flow direction)으로 겹쳐지도록 배치된 복수 단(段)의 제 1 가스 편향 부재들(13)을 이용하여 개별 가스 흐름의 편향과 개별 가스 흐름의 혼합을, 둘레 방향(circumferential direction)에 있어서 시계 방향과 반시계 방향으로 복수 회 수행하고, 또한 나선 형태로 층류를 생성시키는 단계;
    - 모든 개별 가스 흐름들로 이루어진 제 1 가스 흐름을, 오버플로 배리어(14)를 넘어서 180°방향이 바뀌게 하여 상기 제 1 혼합 챔버(12) 안쪽에 배치된 제 2 혼합 챔버(15)로 안내하는 단계;
    - 상기 제 2 혼합 챔버(15)에서 흐름 방향으로 겹쳐지도록 배치된 복수 단의 제 2 가스 편향 부재(16)로서, 각각이 구부러진 부분을 갖는 평판 재료로 형성되며 또한 하나가 다른 하나 위에 놓여져 지지를 받는 동일한 구성을 갖는, 상기 복수 단의 제 2 가스 편향 부재(16)를 이용하여 가스 흐름을 복수 회 편향시키는 단계; 및
    - 모든 개별 가스 흐름들로 이루어진 가스 흐름을 가스 배출 채널(8)로부터 가스 유입 부재(5)로 배출시키는 단계를 포함하고,
    가스원(21)과 가스 유입 부재(5) 사이의 경로 상에서 상기 가스의 유효 체류 시간들이 최대 10 밀리 초(millisecond) 만큼 상이한 것을 특징으로 하는,
    CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재에 공정 가스들을 공급하기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    가스원(21)과 가스 유입 부재(5) 사이의 경로 상에서 가스들의 체류 시간이 100 밀리 초보다 짧은 것을 특징으로 하는,
    CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재에 공정 가스들을 공급하기 위한 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 혼합 챔버(15) 내에 배치된 제 2 가스 편향 부재들(16)이 난류의 제 2 가스 흐름을 발생시키는 것을 특징으로 하는,
    CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재에 공정 가스들을 공급하기 위한 방법.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 개별 가스 흐름들이 동일한 평균 유속으로 각각의 유입 채널(22)을 벗어나도록 상기 유입 채널들(22) 내의 가스 흐름들을 설정하는 것을 특징으로 하는,
    CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재에 공정 가스들을 공급하기 위한 방법.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    추가 유입 채널들(22')에 의해 희석 가스 흐름을 공급하는 것을 특징으로 하는,
    CVD- 또는 PVD-코팅 장치의 가스 유입 부재에 공정 가스들을 공급하기 위한 방법.
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