KR20120073273A - Ｃｖｄ 반응기 - Google Patents

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KR20120073273A
KR20120073273A KR1020127008983A KR20127008983A KR20120073273A KR 20120073273 A KR20120073273 A KR 20120073273A KR 1020127008983 A KR1020127008983 A KR 1020127008983A KR 20127008983 A KR20127008983 A KR 20127008983A KR 20120073273 A KR20120073273 A KR 20120073273A
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게르하르트 칼 스트라우허
다니엘 브리엔
마르틴 다우엘스베르크
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아익스트론 에스이
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Abstract

본 발명은 반응기 하우징 내에 배치된 가열체(2, 3), 상기 가열체(2, 3)로부터 거리를 두고 위치되어서 상기 가열체(2, 3)를 가열하는 가열 장치(4, 17), 및 상기 가열체(2, 3)로부터 거리를 두고 위치된 냉각 장치(5, 18)를 포함하는 CVD 반응기에 관한 것이다. 상기 가열체, 가열 장치, 및 냉각 장치는, 상기 가열 장치(4, 17)로부터 상기 가열 장치(4, 17)와 상기 가열체(2, 3)간의 공간을 가로질러 상기 가열체(2, 3)에 열이 전달되도록, 또한 상기 가열체(2, 3)로부터 상기 가열체(2, 3)와 상기 냉각 장치(5, 18)간의 공간을 가로질러 상기 냉각 장치(5, 18)에 열이 전달되도록 배치된다. 가열 처리 챔버 벽들의 표면 온도에 재현 가능하게 국부적으로 영향을 줄 수 있게 하기 위해, 상기 냉각 및/또는 가열 장치(4, 5, 17, 18)간의 공간 내로 제어체(6, 19)가 삽입될 수 있다. 열처리 도중에 또는 순차적인 처리 단계들간에, 상기 제어체들은 국부적으로 열 전달을 받도록 배치된다.

Description

ＣＶＤ 반응기{CVD REACTOR}
본 발명은, 반응기 하우징 내에 배치된 가열체, 상기 가열체로부터 거리를 두고 위치되어서 상기 가열체를 가열하는 가열 장치, 및 상기 가열체로부터 거리를 두고 위치된 냉각 장치를 포함하고, 상기 냉각 장치는, 상기 가열 장치로부터 가열 장치와 가열체 사이의 개재 공간을 가로질러 상기 가열체에 열이 전달되도록, 또한 상기 가열체로부터 가열체와 냉각 장치 사이의 개재 공간을 가로질러 상기 냉각 장치에 열이 전달되도록 배치되는 반응기, 특히 CVD 반응기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 반응기의 처리 챔버 내에서의 기판의 열처리 방법에 관한 것으로, 상기 처리 챔버는, 특히 CVD 반응기 내에서의 층의 증착을 위해 제 1 및 제 2 벽부를 형성하고, 상기 기판은 상기 처리 챔버의 상기 제 1 벽을 형성하는 서셉터상에 지지되며, 적어도 하나의 벽부는 상기 벽부로부터 이격되어 있는 가열 장치에 의해 처리 온도까지 가열되고, 적어도 하나의 가열된 벽과 연관되며 상기 벽으로부터 이격되어 있는 냉각 장치는, 상기 가열 장치로부터 가열 장치와 가열된 처리 챔버 벽 사이의 개재 공간을 가로질러 상기 처리 챔버 벽에 열이 전달되도록, 또한 상기 가열된 처리 챔버 벽으로부터 가열된 처리 챔버 벽과 냉각 장치 사이의 개재 공간을 가로질러 상기 냉각 장치에 열이 전달되도록 배치되는 반응기의 처리 챔버 내에서의 기판의 열처리 방법에 관한 것이다.
일반적인 유형의 반응기는 DE 100 43 601 A1에 기술된다. 여기에 기술된 반응기는 반응기 하우징의 내부 공간을 외부로부터 밀폐식으로 격리시키는 외벽을 갖는다. 반응기 하우징의 내측에는, 서셉터에 의해 아래쪽이 구획되고 처리 챔버 천장에 의해 위쪽이 구획되는 처리 챔버가 존재한다. 서셉터 및 처리 챔버 천장은 그래파이트로 이루어지고, 고주파 교번 자장에 의해 가열된다. 해당 RF 가열 장치는 서셉터의 아래에 또는 처리 챔버 천장의 위에 있고, 나선 형상의 코일 형태를 갖는다. 코일 본체는 중공체로 구성된다. 상기 중공체는 나선형으로 성형된다. 상기 중공체를 통과해서 냉각 매체가 유동하므로, 상기 가열 장치는 동시에 냉각 장치가 된다. 상기 RF 코일에 의해 생성된 교번 자장은 서셉터에 및 처리 챔버 천장에 와전류(eddy current)를 발생시키므로, 상기 서셉터 및 상기 처리 챔버 천장이 가열된다.
DE 103 20 597 A1, DE 10 2006 018 515 A1 및 DE 10 2005 056 320 A1은 유사한 반응기를 기술한다.
DE 10 2005 055 252 A1도 마찬가지로, 처리 챔버 내에 배치되고, 그래파이트로 구성되며, 또한 냉각제가 통과해서 유동하는 RF 코일에 의해 가열되는 서셉터의 아래에 석영으로 이루어진 지지 플레이트가 제공되어 있는 일반적인 유형의 장치를 기술한다. 중앙 축선을 중심으로 회전 구동되는 서셉터는 이 석영 플레이트상에서 가스 쿠션상에 플로팅된다. 상기 서셉터의 상측부에 위치된 포켓들에 들어있는 기판 홀더들을 회전 구동시키기 위해, 드라이브 기구에는 상기 서셉터의 하측부와 상기 석영 플레이트의 상측부 사이에서 분리면을 따라 연장되는 채널들을 경유하여 드라이브 가스가 공급된다. 여기에서도, 냉각제가 통과해서 유동하게 되는 RF 코일은 개재 공간에 의해 상기 서셉터로부터 이격된다.
US 5,516,283 A는 사이에 공간을 두고 서로 적층되는 기판들간에 열 전달체가 제공되는, 다수의 디스크형 기판용 처리 장치를 기술한다.
DE 198 80 398 B4는 기판 아래쪽의 온도가 피복물에 삽입되는 온도 센서에 의해 측정되는, 기판용 온도 측정 장치를 기술한다.
US 6,228,173 B1은 반도체 기판의 열처리를 위한 열처리 장치를 기술한다. 워크 플레이트 아래에는, 열 복사의 반사를 위한 환형의 열 보상 부품이 존재한다.
US 2005/0178335 A1은 가열된 서셉터와 쿨러 사이에 열 전도 가스가 도입되는 온도 제어 배치구조에 관한 것이다.
가열된 처리 챔버 벽의 가열에 국부적으로 영향을 주기 위한 기술적인 수요가 있다. 지금까지, 이러한 목적으로 가열량(heating power)은 국부적으로 변경되었다. HF 교번 자장의 복잡성 및 그것의 에지 조건 및 가열량에의 의존성 때문에, 결과는 만족스럽지 못하다.
본 발명의 목적은 가열된 처리 챔버 벽 부위의 표면 온도에 재현 가능한 방식으로 국부적으로 영향을 줄 수 있는 수단을 제공하는 것이다.
이 목적은 특허청구범위에 특정된 발명에 의해 충족되며, 종속 청구항들은 연관된 청구항의 유리한 개량뿐만 아니라 각 경우의 문제점에 대한 독립적인 해법을 제시한다.
가장 먼저, 가열된 벽부와 냉각 또는 가열 장치와의 사이의 개재 공간 내로 하나 이상의 제어체가 옮겨질 수 있다. 상기 제어체는, 서셉터 표면상의 국부적인 온도 변화를 달성하기 위해, 처리 프로세스 동안 또는 연잇는 두 처리 프로세스 사이에 변위될 수 있다.
본 발명은, 예컨대 DE 10 2005 055252 A1에 기술된 바와 같은 CVD 반응기에서, 서셉터에 또는 가열된 처리 챔버 천장에 RF 히터에 의해 전달된 가열량의 대략 10% 내지 30%가 열 전도 또는 열 복사로서 다시 냉각 장치로, 즉 냉각제가 통과해서 유동하는 가열 나선부로 귀환한다는 인식에 의거한다. 상기 열의 귀환 전달 경로에 제어체들이 개재되게 된다.
통상 반응기 하우징 내에 위치되는 처리 챔버에서 발생하는 프로세스들은 1밀리바(mb) 이상의 총압(total pressure)에서 수행된다. 결과적으로, 서셉터와 가열/냉각 장치 사이의 개재 공간에는 총압이 적어도 1밀리바인 가스가 존재한다. 이것은, 일반적으로 불활성 가스, 예컨대 희가스, 수소 또는 질소이다. 1000℃ 이하의 처리 온도에서는, 처리 챔버로부터 먼쪽을 향하는 상기 가열된 벽의, 예컨대 서셉터의 측부로부터의 열 전도에 의해, 냉각제가 통과해서 유동하는 나선형 권선에 상당한 가열량이 이 가스를 통해 전달된다. 보다 고온에서는, 상당한 가열량이 열 복사에 의해 이들 냉각체에 전달된다. 제어체가 서셉터 또는 처리 챔버 천장과 가열/냉각 장치 사이의 개재 공간 내로 국부적으로 옮겨지면, 이 열 전달은 영향을 받는다. 실질적으로 열 전도에 의해 상기 열의 귀환이 발생하는 경우에는, 상기 제어체는 개재 공간 내의 가스의 열 전도성보다 현저하게 큰 특정한 열 전도성을 가지는 것이 바람직하다. 두 개의 특정 열 전도성간의 비율은 적어도 2배, 특히 적어도 5배가 바람직하다. 상기 방법의 이러한 변형에 있어서, 열의 귀환 유동은 제어체를 외부로부터 서셉터 또는 처리 챔버 천장과 가열/냉각 장치 사이의 개재 공간 내로 밀어넣음으로써 국부적으로 증가되므로, 이 위치에서의 서셉터 또는 처리 챔버 천장의 표면 온도는 약간 떨어진다. 제어체가 전기 절연재로 구성되는 경우에는, RF 결합에 의해 서셉터 또는 처리 챔버 천장 내로 발생하는 에너지의 공급은 영향을 받지 않는다. 본 발명의 변형에서는, 제어체가 적어도 그 측부에 상기 서셉터 또는 처리 챔버 천장에 대면하는 측에 반사면을 가지는 것이 제공된다. 상기 반사면은 서셉터에 의해 또는 처리 챔버 천장에 의해 방출되는 열 복사에 대한 반사면이므로, 서셉터로부터 또는 처리 챔버 천장의 표면으로부터 RF 나선부로의 열의 귀환은 감소된다. 이러한 변형에서는, 제어체는 낮은 열 전도성을 가지는 것이 바람직하다. 제어체의 열 전도성은 가스의 열 전도성보다 낮다. 이렇게 하여, 서셉터 표면에서의 국부적인 온도 상승이 가능하다. 단일의 RF 코일 대신, 동축으로 마련된 몇 개의 RF 코일을 서로의 주위에 배열할 수도 있다. 이들 코일은 상이한 가열량에서 가동될 수 있다. 이렇게 하여, 서셉터 또는 처리 챔버 천장에의 국부적인 에너지 공급의 대략적인 조정이 달성될 수 있다. 이후, 서셉터로부터 또는 처리 챔버 천장으로부터 냉각 장치까지의 귀환 열 전달의 조절에 의해 상술한 방식으로 미세 조정이 수행된다. 이렇게 하여, 증가된 가열량이 서셉터 또는 처리 챔버 천장에 결합되는 구역들이 제공될 수 있다. 정상 상태에서는, 제어체들은 이 구역의 상기 가열 나선부와 상기 서셉터 또는 처리 챔버 천장 사이의 영역에 배치된다. 원형 가열 구역의 경우에는, 바람직하게는 복수의 세그먼트로 구성되는 환형 제어체가 이 가열 구역의 전역에 걸쳐 제공될 수 있다. 이 제어체가 멀리 이동되는 경우에는, 이는 서셉터 또는 처리 챔버 천장의 국부적인 표면 온도 증가를 초래한다. 이렇게 하여, 예컨대 서셉터상에 지지된 기판의 에지들은 서셉터의 중앙 영역보다 더 강하게 가열될 수 있다. 이렇게 하여, 기판의 "디싱(dishing)", 즉 에지들의 들림 현상은 저지된다. 이것은, 원형 서셉터의 경우에, DE 10 2005 055 252 A1에 기술된 바와 같이, 각각 기판을 지지하면서 그들의 축선을 중심으로 회전하는, 상기 서셉터의 중앙 주위로 배열된 기판 홀더들상에 기판들이 지지되는 경우에조차 가능하다. 이 경우에는, 기판 홀더의 에지 영역의 아래에 있는 가열 구역만이 방사상 외향으로 또는 방사상 내향으로 조절될 필요가 있다. 유사한 방식으로, 처리 챔버에 대면하는 처리 챔버 천장의 표면의 환형 구역들의 표면 온도가 저하 또는 상승될 수 있다.
본 발명에 따른 해법에 의하면, 열 출력이 간단한 수단에 의해 국부적으로 영향을 받을 수 있는 히터가 특정되므로, 특히 서셉터 표면상의 온도 균일성이 조정될 수 있다. 상기 조정은 그 제어에 대하여 견고하며 유지보수에 대한 수고가 적게 든다. 냉각 유체가 통과해서 유동하는 RF 코일들의 선택 및 배치에 의한 대략적인 사전-조정만이 필요하다. 이것에 대하여 상기 조정은 실질적으로 서셉터에 대한 거리에 의해 영향을 받는다. 예컨대, RF 코일들의 나선형 구조 때문에 서셉터상의 표면 온도 분포 내에서 발생할 수 있는 불균일도 마찬가지로 적절히 형성되어 위치된 제어체들에 의해 보상될 수 있다. 서셉터 온도가 높을 수록, 가열 코일들에의 온도의 역결합이 더 강해진다.
도 1은 보기 쉽게 반응기의 벽을 생략하여 도시한, CVD 반응기의 처리 챔버를 통한 반(半)단면도.
도 2는 제어체가 그 작용 위치에 있는 상태를 도시하는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.
도 3은 제어체가 비작용 위치로 옮겨진 상태를 도시하는, 도 2에 상응하는 단면도.
도 4는 도 1의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도.
도 5는 처리 챔버 천장이 샤워 헤드로 형성되어 있는, 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 서셉터(2)에 대면하는 처리 챔버 천장(3)을 가열할 수 있는, 본 발명의 제 3 실시예를 도시하는 도면.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 후술한다.
도면에는, 보기 쉽도록, 반응기 하우징의 내부에 배치된 처리 챔버(1)만이, 그 바닥(2), 천장(3) 및 발명의 설명을 위한 추가의 유닛들과 함께 개략적으로 도시되어 있다.
처리 챔버(1) 및 도면에 도시된 유닛들은 스테인리스 스틸제 반응기 하우징의 내측에 있다. 상기 반응기 하우징 내에 배치된 히터(4, 17)의 가동을 위한 처리 가스 및 열 에너지용 공급관들이, 도시되지 않은 반응기 하우징의 벽들을 통해 제공된다. 사용된 처리 가스용 배출관들과, 냉각제용 공급관 및 배출관도 제공되고, 상기 냉각제용 공급관 및 배출관은 냉각 채널(5, 18)을 통해 유동하는 냉각제를 상기 반응기 하우징의 내외로 운반하기 위한 것이다. 반응기 하우징은, 마찬가지로 도시되지 않은 진공 펌프에 의해 배기되어, 규정된 총 내압으로 유지될 수 있도록, 외측에 대하여 밀폐된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 제 1 실시예는 일체형(one-piece)의 또는 다편(multi-part)의 그래파이트 디스크로 형성되는 서셉터(susceptor)(2)를 구비한다. 디스크 형상의 서셉터(2)는 지주(pillar)(14)에 위치된 중앙 축선을 중심으로 회전 가능하다. 이렇게, 지주(14)는 회전식 구동기에 의해 회전 구동될 수 있다. 지주(14) 및 서셉터(2) 내에는, 처리 챔버(1)에 대면하는 서셉터(2)의 상부측에서 리세스로 종결되는 가스 공급관(8)들이 존재한다. 이들 리세스 내에는, 각각의 경우에 디스크형 기판 홀더(7)가 존재한다. 상기 기판 홀더(7)는 유출구의 외부로 지향된 가스 제트에 의해 부유 상태를 유지한 채로 회전될 수 있다. 하나 이상의 기판이 기판 홀더(7)상에 지지되고 처리 챔버(1) 내에서 열처리된다.
상기 열처리는 코팅 프로세스일 수 있다. 이것은, 상기 처리 챔버(1)의 중앙에 있는 가스 주입 요소(9)를 통해 처리 챔버(1) 내로 캐리어 가스와 함께 반응 처리 가스를 도입하는 CVD 프로세스, 바람직하게는 MOCVD 프로세스일 수 있다. 처리 가스로서는, 서셉터(2) 바로 위에 있는 공급관(12)을 통해 처리 챔버 내로 도입되는 수소화물, 예컨대 NH3일 수 있다. 공급관(12) 위에 위치된 공급관(11)을 통해서는, 처리 가스로서, 유기금속 물질, 예컨대 TMGa 또는 TMIn이 처리 챔버(1) 내로 도입된다.
처리 챔버(1)는 서셉터(2)에 의해 아래쪽이 구획되는 한편, 처리 챔버(1)는 처리 챔버 천장(3)에 의해 위쪽이 구획된다. 처리 챔버 천장(3) 및 서셉터(2)는 그래파이트로 이루어질 수 있다.
가스 주입 요소(9)를 통해 처리 챔버(1) 내로 도입된 처리 가스는 실질적으로 기판 홀더(7)상에 배치된 기판의 표면상에서만 분해된다. 상기 기판은 열분해 방식으로 상기 분해를 발생시키기에 적합한 표면 온도를 갖는다. 기판 표면상에는 단결정 Ⅲ-Ⅴ 층으로 성장하는 분해 생성물이 형성된다.
서셉터(2)를 가열하기 위해, 나선형으로 만곡된 튜브(4)로 이루어진 RF 히터가 제공된다. 이렇게 나선 형상으로 만곡된 튜브(4)는 서셉터(2) 아래의 평행면에 위치된다. RF 히터(4)와 서셉터(2)의 하측 사이에는 개재 공간이 존재한다. 상기 튜브는 냉각 채널(5)을 형성하고, 이곳을 통해 냉각제, 예컨대 물이 흐른다. RF 코일(4)에 의해 발생된 고주파 교번 자장이 도전성 서셉터(2)에 와전류를 여기시킨다. 이러한 와전류는 그 전기 저항 때문에 서셉터(2)에 열을 발생시키므로, 서셉터(2)는 처리 온도가 1000℃ 이하 또는 1000℃ 이상까지 가열된다. 통상적으로, 서셉터(2)가 가열되는 온도는 500℃ 이상이다.
휘발성 반응 생성물 및 캐리어 가스는 원형의 처리 챔버(1)로부터 방사상 외향으로 이동하고, 가스 유출 환상체(10)에 의해 밖으로 운반된다. 중공체로 형성되는 가스 유출 환상체(10)는 개구(13)를 제공하고, 이곳을 통해 가스 유출 환상체(13) 내로 가스가 진입할 수 있다. 가스 유출 환상체(10)는 앞서 설명한 진공 펌프에 연결된다.
RF 코일(4)에 의해 발생된 전자기 교번 자장은 처리 챔버(1)를 둘러싸는 요소들의 형상 및 물성에만 의존하지는 않는 공간 구성을 갖는다. 상기 전자기 교번 자장의 공간 형태는 RF 가열 나선부에 공급된 가열량에도 의존한다. 이 결과로서, 처리 챔버(1)에 대면하는 서셉터(2)의 표면상의 온도 프로파일은 RF 가열 나선부(4)의 상기 공간 구성에 의해, 즉 코일 권선들의 거리 등에 의해 대략적으로만 조절될 수 있다. RF 자장의 형태로 서셉터(2) 내로 결합된 가열량은 처리 챔버(1) 내에서 열 복사를 통해 및 캐리어 가스에 의한 열 전도를 통해 서셉터(2)로부터 빼앗긴다. 후자에 관해서는, 처리 챔버 천장(3) 방향으로 열을 빼앗긴다. 실제로 그 자체로 능동적으로 가열되지 않는 한에 있어서는, 상기 천장은 서셉터(2)에 의해 발산된 열에 의해 가열된다.
그러나, 서셉터(2)에 의해 흡수된 RF 에너지의 상당량은 냉각된 RF 가열 나선부(4)의 방향으로 상기 서셉터(2)의 하측부에 의해서도 발산된다. 가열 나선부(4)와 서셉터(2) 사이의 개재 공간은 정화 가스, 예컨대 수소 또는 질소로 채워진다. 통상적으로 1밀리바 이상인, 거기서의 총압에 대하여, 상기 가열 나선부(4)에 대한 열 전도를 통해 상당량의 열이 서셉터(2)로부터 발산되게 되고, 여기서 열은 냉각 채널(5)을 통해 유동하는 냉각 매체에 의해 흡수된다.
제어체(6)가 제공된다. 본 실시예에서는, 비작용 위치로부터 작용 위치로 상기 처리 챔버의 중앙에 대한 방사 방향으로 변위 가능한 환형 세그먼트들이 존재한다. 환형 세그먼트(6)들은 도 2에서는 평면도로, 도 1에서는 단면도로 도시된다. 도 3은 비작용 위치에 있는 제어체(6)를 평면도로 도시한다. 도 1에는, 제어체가 그 비작용 위치에 있는 것이 일점 쇄선으로 도시된다. 작용 위치에서는 함께 원을 형성하는 제어체(6)들은 상기 개재 공간 내의 가스보다 열 전도성이 현저하게 우수한 재료로 구성된다. 도 1에 도시된 실시예에서, 제어체(6)는 상기 개재 공간 높이의 절반보다 현저하게 높은 재료 두께를 갖는다. 제어체(6)는, 본원에서는 석영, 사파이어, 유리 또는 유사한 다른 비도전 재료로 구성된다. 그 단면에 따르면, 제어체(6)는, 제어체 없이 열-전도 경로를 형성하는 경우에 비해, 높은 열 전도 성능을 갖는 열-전도 경로를 형성한다. 그에 따라, 도 1에 일점 쇄선으로 도시된 비작용 위치로부터 실선으로 도시된 작용 위치로 제어체(6)가 변위하면, 제어체(6)에 의해 덮인 서셉터(2) 구역 내에서는 서셉터(2)로부터 가열 나선부(4)까지의 귀환 열 전달이 증가하게 된다. 이로써, 서셉터(2)의 표면에는 국부적인 냉각 효과가 생긴다. 도 2에 따르면, 함께 링을 형성하는 제어체(6)는 서셉터(2)의 아래 및 기판 홀더(7)의 에지의 아래의 방사상 외측 구역에 위치된다. 기판 홀더(7)는 제어체(6)의 외측에 위치되는 축선을 중심으로 회전하므로, 기판 홀더(7)상에 지지된 기판의 에지 부분만이 냉각된다. 기판 홀더(7)는 그 회전 축선(7)을 중심으로 회전하므로, 서셉터(2)의 방사상 외측 영역에서의 국부적인 온도 강하로 인해, 실질적으로 기판 홀더(7)의 표면 전체에 걸쳐 연장되는 원형 기판의 에지 전체에서 기판 온도가 저하하게 된다. 이렇게, 기판의 임의의 변형이 방지된다.
코팅 프로세스 동안, 제어체(6)는 모터에 의해 가동될 수 있는, 도시되지 않은 기계식 구동기에 의해, 도 2 및 도 3에 도시된 두 위치 사이에서 왕복 이동될 수 있다.
도 5에 도시된 실시예에서는, 처리 챔버의 동일한 요소들을 동일한 참조번호로 지시한다. 이 실시예에서는, 처리 챔버 천장(3)이 일체형 또는 다편의 중실 그래파이트 플레이트로 구성되지 않는다. 여기서는 처리 챔버 천장(3)이 체(sieve) 형식으로 배열된 다수의 유출구(16)를 갖는다. 처리 챔버 천장(3)은 여기서 "샤워 헤드"(15)로 형성된다. 유출구(16)를 통해 상기 처리 챔버 내로 처리 가스가 도입된다.
이 실시예에서도, 서셉터(2)와 그 서셉터 아래에 배치된 가열 나선부(4) 사이에는, 그 위치가 변화될 수 있으며, 높은 열 전도성을 갖지만 전기 절연성인 제어체(6)가 존재한다.
도 6에 도시된 제 3 실시예에서는, 처리 챔버 천장(3)은 그래파이트 또는 다른 도전성 재료로 이루어진다. 처리 챔버 천장(3) 위에는, 수직 공간에 마찬가지로 나선형으로 만곡된 튜브로 형성되는 RF 히터(17)가 존재한다. 상기 튜브는 냉각 매체가 통과해서 유동하는 냉각 채널(18)을 형성한다. 상기 RF 가열 나선부와 처리 챔버 천장(3) 사이에는, 높은 특정한 열 전도성을 갖지만 전기 절연성인 석영, 유리, 사파이어 또는 다른 적절한 재료로 이루어진 제어체(19)가 존재한다. 여기에서도, 도 6에 도시된 작용 위치에서는 함께 폐쇄된 원을 형성하는 다수의 제어체(19)가 제공될 수 있다.
서셉터(2)와 RF 가열 나선부(4) 사이에는, 여기서도 마찬가지로 제어체(6)가 제공된다. 제어체(19, 6)는, 평면에서 볼 때 처리 챔버(1) 외측에 위치되는 비작용 위치와, 평면에서 볼 때 처리 챔버(1)에 위치되는 작용 위치 사이에서 옮겨질 수 있다.
본 발명의 변형예에서는, 매우 낮은 열 전도성을 갖는 재료로 구성된 제어체(6, 19)가 제공된다. 이렇게 형성된 제어체(6, 19)를 사용하면, 상기 서셉터(2) 및 처리 챔버 천장(3)으로부터 냉각 채널(5 또는 18)로의 귀환 열 전달이 감소될 수 있다.
500℃ 내지 1000℃의 처리 온도에서는, 해당하는 열 전달 기구의 작용에 의한 열 전도는 열의 재순환을 위한 것이다. 보다 높은 온도에서는, 열 복사가 우세하다. 이 열 전달에 최적으로 개재할 수 있게 하기 위해, 서셉터(2)에 대면하는 제어체(6)의 표면(6') 또는 처리 챔버 천장(3)에 대면하는 제어체(19)의 표면(19')은 반사면으로 형성될 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 서셉터(2) 또는 처리 챔버 천장(3)으로부터 냉각 채널(5, 18)로의 귀환 열 전달은 가열 나선부(4, 17)와 서셉터(2) 또는 처리 챔버 천장(3)과의 사이의 개재 공간 내로 제어체(6, 19)를 밀어넣음으로써 감소될 수 있다.
RF 나선부(4, 17)에 대면하는 제어체(6, 19)의 표면(6", 19")도 마찬가지로 반사면으로 형성될 수 있다. 그러나, 이것이 필수적인 것은 아니다.
개시된 모든 양태는 (그 자체로) 본 발명에 속한다. 관련/첨부의 우선권 문헌들(기초 출원)의 개시 내용도, 이들 문헌의 양태를 본원의 청구범위에 합체할 목적을 포함하여 모두 본원의 개시 내용에 포함된다.

Claims (13)

  1. 반응기 하우징 내에 배치된 가열체(2, 3), 상기 가열체(2, 3)로부터 거리를 두고 위치되어서 상기 가열체(2, 3)를 가열하는 가열 장치(4, 17), 및 상기 가열체(2, 3)로부터 거리를 두고 위치된 냉각 장치(5, 18)를 포함하고, 상기 냉각 장치는 상기 가열 장치(4, 17)로부터 가열 장치(4, 17)와 가열체(2, 3) 사이의 개재 공간을 가로질러 상기 가열체(2, 3)에 열이 전달되도록, 또한 상기 가열체(2, 3)로부터 가열체(2, 3)와 냉각 장치(5, 18) 사이의 개재 공간을 가로질러 상기 냉각 장치(5, 18)에 열이 전달되도록 배치되는, 반응기, 특히 CVD 반응기에 있어서,
    상기 열 전달에 국부적으로 영향을 주기 위해, 하나 이상의 제어체(6, 19)가 냉각 또는 가열 장치(4, 5, 17, 18) 사이의 개재 공간 내로 옮겨질 수 있는 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    가열체(2, 3)와 냉각 장치(5, 18) 사이의 상기 개재 공간은 제 1 특정 열 전도성을 갖는 가스를 포함하고, 상기 제어체(6, 19)는, 상기 제 1 특정 열 전도성과는 상이하며, 특히 바람직하게는 적어도 2배 또는 5배 더 큰 제 2 특정 열 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가열체(2, 3)는, 처리 챔버(1)의 제 1 벽부를 규정하고 열적으로 처리될 기판을 수용하는 것인 서셉터(2)에 의해 형성되거나, 또는 상기 서셉터(2)와는 맞은 편에 거리를 두고 위치되는 상기 처리 챔버(1)의 제 2 벽부(3)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어체(6, 19)는, 평면에서 볼 때 상기 제어체(6, 19)가 상기 처리 챔버(1)의 외측에 있는 비작용 위치로부터 평면에서 볼 때 상기 처리 챔버(1) 내에서의 상기 개재 공간 내에 있는 작용 위치로, 또는 평면에서 볼 때 상기 처리 챔버(1) 내에서의 두 작용 위치 사이에서, 상기 개재 공간 내에서 변위될 수 있는 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 장치(4, 17)는 RF 코일에 의해 형성되고, 상기 냉각 장치는 상기 RF 코일 내의 냉각 채널(5, 18)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 RF 코일(4)은 수평면에서 연장되는 상기 서셉터(2) 아래의 평면에 나선 형상으로 배치되고, 적어도 하나의 상기 제어체(6)는 서셉터(2)와 RF 코일(4) 사이에서 상기 수평면에 평행한 평면에 변위 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 RF 코일(17)은 상기 서셉터(2)와는 맞은 편에서 수평면에서 연장되는 처리 챔버 천장(3) 위의 평면에 나선 형상으로 배치되고, 적어도 하나의 상기 제어체(19)는 처리 챔버 천장(3)과 RF 코일(17) 사이에서 상기 수평면에 평행한 평면에 변위 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어체(6, 19)는 전기 절연체이며, 특히 석영으로 구성되는 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열체(2, 3) 또는 상기 가열 장치(4, 17)에 대면하는 상기 제어체(6, 19)의 표면(6', 6", 19', 19")은 반사면인 것을 특징으로 하는 CVD 반응기.
  10. 반응기의 처리 챔버(1) 내에서의 기판의 열처리 방법으로서,
    상기 처리 챔버는, 특히 CVD 반응기 내에서의 층의 증착을 위해 제 1 및 제 2 벽부(2, 3)를 형성하고, 상기 기판은 상기 처리 챔버(1)의 상기 제 1 벽을 형성하는 서셉터(2)상에 지지되며, 적어도 하나의 벽부(2, 3)는 상기 벽부(2, 3)로부터 이격되어 있는 가열 장치(4, 19)에 의해 처리 온도까지 가열되고, 적어도 하나의 가열된 벽(2, 3)과 연관되며 상기 벽으로부터 이격되어 있는 냉각 장치는 상기 가열 장치(4, 17)로부터 가열 장치(4, 17)와 가열된 처리 챔버 벽(2, 3) 사이의 개재 공간을 가로질러 상기 처리 챔버 벽(2, 3)에 열이 전달되도록, 또한 상기 가열된 처리 챔버 벽(2, 3)으로부터 가열된 처리 챔버 벽(2, 3)과 냉각 장치(5, 18) 사이의 개재 공간을 가로질러 상기 냉각 장치(5, 18)에 열이 전달되도록 배치되는, 반응기의 처리 챔버 내에서의 기판의 열처리 방법에 있어서,
    상기 열처리 도중에 및/또는 적기에 서로 연잇는 처리 단계들 사이에, 옮겨질 수 있는 하나 이상의 제어체(6, 19)는, 상기 처리 챔버(1)에 대면하는 상기 가열된 벽부(2, 3)의 표면 온도의 국부적인 결과에 대하여 상기 열 전달이 국부적으로 영향을 받는 바와 같은 방식으로, 냉각 또는 가열 장치(4, 5; 17, 18) 사이의 상기 개재 공간 내에서 변위되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 벽부에 의해 형성된 서셉터(2) 또는 상기 제 2 벽부에 의해 형성된 처리 챔버 천장(3)과 상기 각각의 벽부와 연관된 상기 냉각 장치(5, 18)와의 사이의 상기 개재 공간에는, 제 1 특정 열 전도성을 갖는 가스가 존재하고, 상기 제어체(6, 19)는 상기 제 1 특정 열 전도성과는 적어도 2배만큼 상이한 제 2 특정 열 전도성을 갖는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 가스는 수소, 질소 또는 희가스이고, 상기 개재 공간 내의 총압은 1밀리바 내지 1000밀리바의 범위 내이며, 상기 제어체(6, 19)는 석영, 사파이어 또는 유리로 구성되고, 상기 가열된 벽부(2, 3)는 그래파이트체(graphite body)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 장치(4, 17)는 튜브에 의해 형성된 나선형 RF 히터이고, 상기 튜브에 의해 형성된 냉각 채널(5, 18)을 통해서 냉각 유체가 유동하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
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