KR20160135343A - 나노튜브들을 증착시키기 위한 디바이스 - Google Patents

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KR20160135343A
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KR1020167029330A
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알렉산드레 조래이
데이비드 에릭 립핑턴
케네스 비. 케이. 테오
나린 엘. 루페싱헤
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아익스트론 에스이
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Abstract

본 발명은 프로세스 챔버 하우징(19) 내에 배치되는 기판 지지부(1)에 의해 지지되는 기판(6) 상에, 탄소질(carbonaceous) 구조들, 예를 들어, 나노튜브들 또는 그래핀 형태의 층들을 증착시키기 위한 디바이스에 관한 것이고, 여기서, 프로세스 가스는 프로세싱 챔버 하우징(19) 내에 배치된 가스 유입 엘리먼트(24, 25)의 가스 배출 개구들(39)을 통해, 적어도 하나의 기판(6)으로의 방향으로 공급될 수 있다. 본 발명에 따른 기능적으로 유리한 수정으로서, 프로세스 챔버 하우징(19)은 홀딩 리세스들(holding recesses)(34, 35, 36, 37, 38)을 가지는 2개의 대향하는 벽들(48, 48')을 가진다. 적어도 하나의 플레이트-형상 컴포넌트(24, 25, 26, 30, 31)는 프로세스 챔버 하우징(19) 내에 배치되고, 이 플레이트-형상 컴포넌트는 각각이 2개의 벽들(48, 48') 중 하나의 벽의 홀딩 리세스(34 내지 38)에 개별적으로 삽입되는 서로 등지는 2개의 엣지 부분들을 가진다.

Description

나노튜브들을 증착시키기 위한 디바이스{DEVICE FOR DEPOSITING NANOTUBES}
본 발명은, 프로세싱-챔버 하우징 내에 배치된 기판 캐리어에 의해 반송되는 기판 상에, 탄소를 함유하는 구조들, 예를 들어, 나노튜브들 또는 그래핀 형태의 층들을 증착시키기 위한 디바이스에 관한 것이고, 여기서, 프로세싱-챔버 하우징 내에 배치된 가스-유입(gas-inlet) 엘리먼트의 가스-배출(gas-outlet) 개구들을 통해, 프로세스 가스는 적어도 하나의 기판을 향해 인피딩가능하다(infeedable).
기판들을 코팅하기 위한 디바이스는, DE 195 22 574 A1, US 2010/0319766 A1, 및 US 2013/0084235 A1에 개시된다. 기판들은 기판 캐리어들 상에 부분적으로 놓이지만; 기판들은 또한 2개의 상호 대향하는 가스-유입 엘리먼트들 사이에서 자유롭게 부분적으로 부유된다(suspended). US 2013/0089666 A1는 2개의 넓은 측면(broadside face)들을 가지는 구리 기판을 설명한다.
본 발명은 탄소의 나노튜브들을 증착시키기 위한 디바이스에 관한 것이다. 이것을 위하여, 프로세싱 챔버 내에 가스 주 재료(gaseous primary material)들이 배치된다. 이것은 가스-유입 엘리먼트에 의해 수행된다. 기판 캐리어 상에 배치된 기판은 프로세싱 챔버 내에 로케이팅된다. 탄소-함유 프로세스 가스, 예를 들어, CH4, C2H4, C2H2, 또는 C6H6가 프로세싱 챔버로 도입된다. 플렉서블(flexible) 기판들을 코팅하기 위한 디바이스들은 그 중 GB 2 458 776 A 또는 JP 2005-133165 A에서 설명된다.
US　2012/0000425　A1는 기판들을 열적으로 처리하기 위한 디바이스를 설명하고, 이 디바이스에는 프로세싱 챔버 내에서 차곡차곡(on top of one another) 수평적으로 놓이도록 복수의 기판 캐리어들이 배치된다.
US　2008/0152803　A1은 기판들을 열적으로 처리하기 위한 디바이스를 설명하고, 여기서, 기판들은 프로세싱 챔버에 방사상으로 배치된다.
본 발명은 사용면에서 유리한 방식으로 일반적 타입의 디바이스를 개선하는 목적에 기초한다.
본 발명의 목적은 청구항들에서 서술된 본 발명에 의해 달성된다.
우선 그리고 실질적으로, 프로세싱-챔버 하우징은 가스-유입 엘리먼트의 가스 볼륨에 프로세스 가스들이 공급되게 하는 캐비티들을 가지는 벽들을 가진다는 것이 제안된다. 따라서, 프로세싱-챔버 하우징의 벽들에, 상기 프로세스 가스가 특히, 주변부로부터, 가스-인피드(gas-infeed) 개구들을 통해 가스-유입 엘리먼트의 가스 볼륨으로 인피딩될 수 있도록 프로세스 가스가 외부로부터 인피딩될 수 있는 충전제가 제공된다. 다수의 플레이트-형상 엘리먼트들은 바람직하게, 프로세싱-챔버 하우징 내에 배치된다. 서로 등지는 그의 주변부들 상의 플레이트-형상 엘리먼트들은 프로세싱-챔버 하우징의 2개의 상호 평행하게-동작하는 벽들에 의해 구성되는 리테이닝 클리어런스들로 플러그-피팅되는(plug-fitted) 주변 부분들을 가진다. 리테이닝 클리어런스들은 바람직하게, 상호 평행하게-동작하는 그루브 벽들을 가지는 그루브들에 의해 구성된다. 2개의 벽들의 그루브들의 개구들은 상호 대면하고 있다. 직사각형 플레이트는 그루브 쌍들 중 각각의 하나로 플러그-피팅될 수 있다. 프로세싱-챔버 하우징은 바람직하게, 대칭적으로 폴딩되는 구성을 가진다. 대칭 평면은 기판 캐리어가 로케이팅될 수 있는 중심 평면이다.
서로 등지는 그의 넓은 측면(broad side)들 각각 상의 기판 캐리어는 동시에 코팅될 수 있는 기판들을 반송할 수 있다. 이것을 위하여, 수직으로 연장되는 기판 캐리어의 측면들 둘 다 상의 프로세싱-챔버 하우징은 하나의 가스-배출 엘리먼트를 가진다. 각각의 가스-배출 엘리먼트는 다수의 가스-배출 개구들을 가지는 플레이트-형상 엘리먼트에 의해 구성된다. 상기 플레이트-형상 엘리먼트는 프로세스 가스가 프로세싱 챔버로 흐를 수 있게 하는 가스-유입 플레이트이고, 기판 캐리어는 가스-유입 플레이트의 중심에 로케이팅된다. 프로세싱 챔버로부터 떨어진 방향으로 가스-유입 엘리먼트의 가스 볼륨이 폐쇄되게 하는 후면 벽은 가스-유입 플레이트의 후면에 로케이팅된다. 가스-유입 플레이트 및 후면 벽 각각은 리테이닝 클리어런스들로 플러그-피팅되는 주변 부분들을 형성한다. 본 발명에 따른 프로세스 가스의 가스-인피딩은 프로세싱-챔버 하우징 벽으로부터 방출되도록 수행된다. 가스-유입 엘리먼트의 가스 볼륨은 바람직하게, 가스-유입 플레이트와 후면 벽 사이의 중간 공간에 로케이팅된다. 프로세싱-챔버 하우징 벽은 가스-유입 플레이트와 후면 벽 사이의 중간 공간으로 개방되는 다수의 가스-인피드 개구들을 가진다. 프로세싱-챔버 하우징 벽은 프로세스 가스가 외부로부터 공급될 수 있는 홀로 피처(hollow feature)를 가진다. 홀로 피처는 가스-유입 엘리먼트의 가스 볼륨으로 개방되는 개별 인피드 개구들로 프로세스 가스를 분배한다. 석영(quartz) 플레이트는 후면 벽의 후면에 로케이팅된다. 적외선을 생성하는 저항성 히터는 석영 플레이트의 후면에 로케이팅된다. 석영 플레이트 및 가스-유입 엘리먼트를 형성하는 2개의 플레이트들은 적외선에 대해 투명하며, 석영으로 구성된다. 게다가, 마찬가지로 후면 벽 및 반사기가 리테이닝 클리어런스들로 플러그-피팅되는 주변 부분들을 가진다는 것이 제공될 수 있다. 리테이닝 클리어런스들로 플러그-피팅되는 플레이트-형상 엘리먼트들을 교체하고, 따라서, 가스-유입 플레이트, 후면 벽, 석영 플레이트, 반사기 또는 후면 벽을 교체하는 것은 단순한 방식으로 가능하다. 단지 프로세싱-챔버 하우징의 천장이 제거될 필요가 있다. 그 다음, 플레이트-형상 엘리먼트들은 수직 방향으로 연장되는 리테이닝 클리어런스들을 통해 그리고 프로세싱-챔버 하우징 외부로 풀링될 수 있다. 프로세싱-챔버 하우징에 플레이트-형상 엘리먼트들을 할당하는 것은 반전 방식(reverse manner)으로 수행된다. 프로세싱-챔버 하우징은 바람직하게, 리액터 하우징 내에 배치된다. 리액터 하우징은 프로세싱-챔버 하우징의 천장이 액세스가능하도록 커버를 가질 수 있다. 리액터 하우징이 비워질(evacuated) 수 있도록, 리액터 하우징은 커버가 폐쇄되는 경우 기밀(gas-tight)된다.
더욱이, 본 발명은 기판 상에, 특히, 탄소-함유 구조들, 또는 나노튜브들 또는 그래핀의 층들을 증착시키기 위한 디바이스에 관한 것이고, 여기서, 프로세싱-챔버 하우징은, 기판 캐리어에 수직이고 플레이트-형상 컴포넌트의 서로 등지는 2개의 주변 부분들이 플러깅되는 리테이닝 클리어런스들을 가지는 2개의 상호 대향하는 벽들을 가진다. 플레이트-형상 컴포넌트는 가스-유입 플레이트, 가스-유입 엘리먼트의 후면 벽, 차폐 플레이트, 반사기 또는 프로세싱-챔버 하우징의 후면 벽일 수 있다. 본 발명에 따라, 이 플레이트-형상 컴포넌트들 중 적어도 하나는 자신의 범위의 평면에 배치됨으로써 프로세싱-챔버 하우징으로부터 제거가능하다.
본 발명의 일 예시적 실시예는 첨부된 도면들에 의해 아래에 설명될 것이다.
도 1은 기판 캐리어의 분해 조립도를 도시한다.
도 2는 기판 캐리어의 넓은 측면뷰를 도시한다.
도 3은 기판 캐리어의 좁은 측면뷰를 도시한다.
도 4는 도 2의 라인 IV-IV에 따른 섹션을 도시하고, 여기서, 하나의 기판(6)이 기판 캐리어의 2개의 넓은 측면들 각각 상에 배치된다.
도 5는 도 4에 따른 예시도를 도시하고, 여기서, 기판 캐리어(1)는 주변 엣지(11)를 너머 연장되는 플렉서블 기판(6)을 반송한다.
도 6은 이전에 배치된 것으로서 표시되는 프로세싱 챔버 하우징(19) 및 개방된 커버(46)를 가지는 리액터 하우징(20)의 측면뷰를 도시한다.
도 7은 이전에 배치된 것으로서 표시되는 프로세싱-챔버 하우징(19) 및 폐쇄된 커버를 가지는 리액터 하우징(20)을 전면뷰로 도시한다.
도 8은 도 7의 라인 VIII-VIII에 따른 섹션을 도시한다.
도 9는 프로세싱-챔버 하우징(19) 내에 배치된 기판 캐리어(10)의 뷰를 가지는 도 8의 라인 IX-IX에 따른 섹션을 도시한다.
도 10은 가스-배출 플레이트(24)의 뷰를 가지는 도 8의 라인 X-X에 따른 섹션을 도시한다.
도 11은 프로세싱-챔버 하우징의 내부 측면 상에 있는 프로세싱-챔버 하우징(19)의 벽(48)의 측면의 뷰를 가지는 도 8의 라인 XI-XI에 따른 섹션을 도시한다.
도 12는 도 8의 확대된 프래그먼트 XII를 도시한다.
도면들에 예시되는 리액터 하우징(20)은 4개의 측벽들(44, 44'; 45, 45')을 가지는 입방-형상(cuboid-shaped) 설계를 가진다. 상부 하우징 벽은 위쪽으로 피벗가능한(pivotable) 커버(46)를 형성한다. 커버(46)는 리액터가 동작 중인 경우 폐쇠된다. 그러나, 상기 커버(46)는 유지보수 목적을 위하여 개방될 수 있다.
측벽들(44, 44'; 45, 45')은 벽들(44, 44'; 45, 45')을 퍼지(purge)하도록 냉각 액체가 흐를 수 있게 하는 덕트들(47)을 가진다.
측벽들(44) 중 하나는 수직 방향으로 연장되는 개구(43)를 가진다. 개구(43)는 슬라이드(예시되지 않음)에 의해 기밀 방식(gas-tight manner)으로 폐쇄될 수 있다. 상기 개구(43)는 로딩 및 언로딩 개구이다.
마찬가지로 수직 방향으로 연장되는 로딩 및 언로딩 개구(23)를 가지는 프로세싱-챔버 하우징(19)은 리액터 하우징(20) 내에 로케이팅된다. 프로세싱-챔버 하우징(19)은 그 내부에 하부 가이드 엘리먼트(21) 및 상부 가이드 엘리먼트(22)를 가진다. 가이드 엘리먼트들(21, 22) 둘 다는 스트립 형상이며, 상호 대면하는 그루브들(21', 22')을 가진다. 2개의 가스-유입 엘리먼트들(24, 25)은 프로세싱 챔버의 수직 측면들의 범위를 정한다. 기판 캐리어(1)는 수직 로딩 개구들(23, 43)을 통해 그리고 프로세싱 챔버로 푸싱(push)될 수 있다. 본원에서, 기판 캐리어(1)의 가이드 부분들(12)은 가이드 엘리먼트들(21, 22)의 그루브들(21', 22')에서 맞물린다. 삽입 상태에서, 기판 캐리어(1)는 2개의 가스-유입 엘리먼트들(24) 사이의 중심에 로케이팅된다. 입방-형상 리액터 하우징(20)의 모든 6개의 벽들은 리액터 벽들을 냉각시키거나 또는 가열시키도록 온도-제어 액체가 흐를 수 있게 하는 온도-제어 덕트들(47)을 가질 수 있다.
기판 캐리어(1)는, 평면 본체이며, 실질적으로 직사각형 풋프린트를 가진다. 상기 기판 캐리어(1)는, 서로 등지는 2개의 넓은 측면들(2, 3) ― 각각은 하나의 기판-수용 존(4, 5)을 구성함 ― 을 가진다. 서로 등지는 기판-수용 존들(4, 5)은 실질적으로 직사각형 풋프린트를 가진다.
도 2는 기판-수용 존(4)을 가지는 넓은 측면(2)을 도시한다. 그의 기판-수용 존(5)을 가지는 대향하는 넓은 측면(3)은 동일한 구성을 가진다.
기판 캐리어(1)가 구성되는 평면 본체는 10mm 미만인 재료 두께를 가진다. 기판 캐리어(1)의 주변-엣지 길이는 적어도 100mm이다.
기판-수용 존(5)의 설계와 동일한 설계인 기판-수용 존(4)은 2개의 제 1 주변부들(4')을 가진다. 제 1 주변부들(4')은 가상의 라인들이다. 더욱이, 기판-수용 존(4)은 기판 캐리어(1)의 주변 엣지(11)에 의해 구성되는 제 2 주변부들을 가진다. 주변 엣지들(11)은 둥글다.
고정 엘리먼트들(14)은 기판-수용 존들(4, 5)의 코너 영역들 내에 로케이팅된다. 예시적인 실시예에서, 고정 엘리먼트들(14)은 너트들(14')을 가지는 스크류들(14)로서 예시된다. 그러나, 고정 엘리먼트들(14, 14')은 또한 클램핑(clamping) 엘리먼트들일 수 있다. 실질적으로 직사각형 기판(6)은, 이 고정 엘리먼트들(14, 14')에 의해 2개의 기판-수용 존들(4, 5) 중 하나에 패스닝(fasten)된다. 하나의 기판(6)은, 서로 등지는 2개의 기판-수용 존들(4, 5) 각각이 하나의 실질적으로 직사각형 기판(6)을 반송하도록 2개의 넓은 측면들(2, 3) 중 각각 하나 상에 로케이팅되고, 여기서, 기판들(6)은 고정 엘리먼트들(14, 14')에 의해 기판 캐리어(1)에 패스닝된다. 기판들은, 기판 표면 상의 범위의 평면에 대해 가로로 성장하는, 탄소로 구성되는 나노튜브들로 코팅되는 구리, 알루미늄, 또는 니켈 기판들일 수 있다.
주변 엣지들(11)은 돌출부(12)로 트랜지션하는 한편, 만입부(embayment)(13)를 구성한다. 상기 돌출부들(12)은 전술된 가이드 돌출부들이다. 후자는 기판 캐리어(1)의 주변 부분들(7)의 2개의 말단 부분들에 의해 구성된다. 주변 부분들(7)은 주변부들(4')에 직접적으로 인접하다. 하나의 핸들링 부분을 각각 구성하는 하나의 주변 부분(7)은 서로 등지는 2개의 주변부들(4') 각각에 인접한다. 돌출부들(12)은, 기판 캐리어(1)의 범위의 평면에서 연장되고, 주변 엣지(11)로부터 떨어져 이격되어 있는 주변 부분들을 구성한다.
2개의 동일하게 설계된 핸들링 부분들(7)은, 기판-수용 존(4, 5)의 각각의 주변 엣지(11)를 너머 돌출하는 이들의 돌출부들(12)을 가질뿐만 아니라, 윈도우-타입 개구들(8, 9, 10)을 가진다. 본원에서의 윈도우-타입 개구들은 가스가 흐를 수 있게 하지만 수동 핸들링을 위하여 사용될 수 있는 3개의 직사각형 개구들이다. 이것을 위하여, 개구들(8, 9, 10)은 그립핑(gripping) 개구들로서 사용된다. 중심 직사각형 개구는 조작 아암(manipulation arm)의 그리퍼(gripper)에 의해 그립될 수 있다.
도 1에 도시되는 바와 같이, 기판 캐리어(1)는 다양한 보어(bore)들(15, 16)을 가진다. 보어들(16)은 기판 캐리어(1)에 고정 엘리먼트들(14)을 고정시키는 기능을 한다. 마찬가지로, 보어(15)는 고정 엘리먼트에 대한 패스닝 보어로서 사용될 수 있다. 그러나, 보어(15)는 또한 정지 엘리먼트를 가질 수 있다.
도 4는 기판 캐리어(1)에 대한 제 1 타입의 사용을 도시하고, 서로 등지는 그의 넓은 측면들(2, 3) 각각 상의 기판 캐리어(1)는 하나의 기판(6)을 반송한다.
도 5는 기판 캐리어(1)에 대한 제 2 타입의 사용을 도시한다. 본원에서, 기판 캐리어(1)에 의해 반송되는 기판(6)은 플렉서블하다. 상기 기판(6)은, 2개의 기판-수용 존들(4, 5) 중 하나에 각각 할당되고 그에 패스닝된 2개의 말단 부분들을 가진다. 기판(6)의 중심 부분은 둥근 주변 엣지(11) 상에서 지탱한다. 따라서, 기판(6)은 주변 엣지(11) 주위에서 U-형상 방식으로 폴딩된다.
기판은 얇은 구리, 니켈, 또는 알루미늄 포일일 수 있다. 프로세스 가스(H2, NH3, AR, N2, CH4, C2H4, C2H2 또는 C6H6)는 가스-유입 엘리먼트들(24)에 의해 프로세싱 챔버로 지향된다. 화학 반응, 특히, 촉매 반응에 의해, 탄소를 형성하기 위하여 탄화수소들가 작은 부분으로 나누어진다. 본원에서, 이것은 열분해(pyrolytic) 표면 반응일 수 있다. 그래핀이 기판 상에 증착되거나, 또는 나노튜브들이 그 위에 증착된다.
리액터 하우징(20)의 내부 공간은 비워질(evacuated) 수 있다. 진공 펌프(예시되지 않음)는 이러한 목적으로 기능을 한다.
프로세싱-챔버 하우징(19)은, 리액터 하우징(20)의 할당된 벽들(44, 44'; 45, 45', 또는 48, 31, 49, 50) 각각과 평행하게 동작하는 6개의 벽들을 가진다. 프로세싱-챔버 하우징(19)의 벽들은 리액터 하우징(20)의 벽들로부터 떨어져 이격되어 있다.
프로세싱-챔버 하우징(19)의 적어도 하나의 벽(48)은 하나의 캐비티(28) 또는 복수의 캐비티들(28)을 구성한다. 이러한 적어도 하나의 캐비티(28)는 가스-인피드 설치(gas-infeed installation)의 컴포넌트 부품이다. 캐비티(28)에는, 이하에 더 상세하게 설명될 바와 같이, 개구들(40)에 의해, 프로세싱-챔버 하우징(19)의 내부에 진입할 수 있는 프로세스 가스가 외부로부터 공급될 수 있다. 다수의 부품들로 구성되는 2개의 상호 대향하는 하우징 벽들(48, 48')이 제공된다. 하우징 벽(48')은 전술된 로딩 개구(23)를 구성한다. 프로세싱-챔버 하우징(19)의 내부에서 대면하는 그의 측면 상의 하우징 벽들(48, 48') 둘 다는, 상호 평행하게 그리고 수직 방향으로 있도록 동작하는 다수의 리테이닝(retaining) 클리어런스들(34 내지 38)을 가진다. 리테이닝 클리어런스들(34 내지 38) 각각은 수직 그루브들에 의해 형성된다. 프로세싱-챔버 하우징(19)의 플레이트-형상 엘리먼트들(24, 25, 26, 30, 31)의 주변부들은 리테이닝 클리어런스들(34 내지 38) 내에 로케이팅된다. 중심 평면과 비교하여 프로세싱-챔버 하우징(19)은 폴딩 대칭을 가지는 설계를 가진다. 기판 캐리어(1), 또는 각각이 기판 캐리어(1)를 장착하기 위한 그루브들(21', 22' 및 33')을 가지는 리테이닝 엘리먼트들(21, 22 및 33)은 각각 이 중심 평면 내에 로케이팅된다.
샤워 헤드의 형상인 가스-유입 엘리먼트는 기판 캐리어(1)의 넓은 측면들 중 적어도 하나 상에 로케이팅된다. 예시적 실시예의 경우, 하나의 가스-유입 엘리먼트 ― 각각은 샤워 헤드의 형상임 ― 는 기판 캐리어의 2개의 넓은 측면들 각각 상에 로케이팅된다.
하나의 가스-유입 엘리먼트 ― 각각은 샤워 헤드의 형상임 ― 는 기판 캐리어(1)의 2개의 넓은 측면들 각각 상에 로케이팅된다. 각각의 샤워 헤드는, 석영으로 만들어지고 각각의 경우에 서로 등지는 2개의 주변부들에 의해 하나의 리테이닝 클리어런스(34)로 플러그-피팅되는(plug-fitted) 가스-유입 플레이트(24)에 의해 구성된다. 2개의 상호 대향하는 가스-유입 플레이트들(24) 사이에 배치된 프로세싱 챔버로 캐리어 가스에 의해 운송되는 프로세스 가스를 배출하기 위한 가스-유입 플레이트(24)는, 가스-유입 플레이트(24)의 영역에 걸쳐 균일하게 분포된 다수의 가스-배출 개구들(39)을 가진다.
전술된 가스-인피드 개구들(40)에 의해 프로세스 가스 또는 캐리어 가스 각각이 공급되는 볼륨은 프로세싱 챔버의 포지션과 관련하여 가스-유입 플레이트(24) 후면에 로케이팅되고, 이 프로세스 가스 또는 캐리어 가스는 가스-배출 개구들(39)을 통해 프로세싱 챔버에 진입할 수 있다.
가스-유입 엘리먼트의 후면 벽(25)은 가스-유입 플레이트(24)와 평행하게 되도록 연장된다. 후면 벽(25)의 측면 엣지들은 리테이닝 클리어런스들(35)로 플러그-피팅된다. 후면 벽은 가스-유입 플레이트(24)로부터 떨어진 방향으로 가스-유입 엘리먼트를 밀폐하며, 가스-유입 엘리먼트의 가스 볼륨의 범위를 정한다. 가스-유입 플레이트(24) 및 후면 벽(25)은 상호 평행하도록 동작한다.
그 주변부들이 리테이닝 클리어런스들(36)로 플러그-피팅되는 추가 석영 플레이트(26)는 후면 벽(25)의 후면에 로케이팅된다.
저항성 히터(27)는 석영 플레이트(26)의 후면에 로케이팅된다. 본원에서, 이것은 가열 엘리먼트(27)가 가열될 수 있도록 전류가 흐를 수 있게 하는, 미앤더링 방식(meandering manner)으로 동작하는 금속 플레이트이다. 모두가 석영으로 구성되는 가스-유입 플레이트(24), 후면 벽(25), 및 플레이트(26)는, 가열 엘리먼트(27)에 의해 생성되고 그리고 기판(6)을 대략 1000°C의 기판 온도로 가열할 수 있는 적외선에 대해 실질적으로 투명하다. 2개의 가열 엘리먼트들(27)에 전류를 공급하기 위한 커넥터 컨택들이 제공된다.
반사기로서 또한 기능할 수 있는 차폐 플레이트(29)는 가열 엘리먼트(27)의 후면에 로케이팅된다. 이 차폐 플레이트(29)는 가열 엘리먼트(27)의 장착에 패스닝되고, 이 장착은 또한 전류를 공급하는 기능을 한다.
반사기(30) 및 후면 벽(31)의 주변부들은 벽들(48, 48')의 수직 주변부들과 평행하게 동작하는 리테이닝 클리어런스들(37, 38)로 플러그-피팅된다.
프로세싱-챔버 하우징(19)은 제거가능한 천장(49)을 가진다. 천장(49)이 커버(46)가 개방된 채로 제거되면, 플레이트들(24, 25, 26, 37, 38)은 프로세싱-챔버 하우징(19) 외부로 위로 풀링(pull)될 수 있다. 그 다음, 상기 플레이트들(24, 25, 26, 37, 38)은 세정되거나 또는 교체될 수 있다. 플레이트들(24, 25, 26, 30, 31)은, 마찬가지로 단순한 방식으로, 각각 할당된 리테이닝 클리어런스들(34 내지 38)로 다시 플러그-피팅될 수 있다.
베이스 플레이트(50)는 가스-배출 개구들(41)을 가지고, 이 가스-배출 개구들로부터, 개구(39)를 통해 프로세싱 챔버로 흐른 가스가 프로세싱 챔버를 나갈 수 있다. 게다가, 가열 엘리먼트(27)가 로케이팅되는 2개의 샤워 헤드들을 너머 공간으로 공급되는 퍼징(purging) 가스를 배출하는 기능을 하는 가스-배출 개구들(42)이 제공된다.
전술된 가이드 엘리먼트들(21, 22, 33) 각각은, 기판 캐리어(1)의 주변 엣지에 대한 파일럿 플랭크(pilot flank)들을, 둥근 마우스(mouth) 영역에 의해, 구성하는 하나의 그루브-형상 클리어런스(21', 22', 33')를 갖는다.
도 9로부터, 주변 엣지들(11)이 플러그-피팅된 상태에 자유롭게 놓인다는 것을 알 수 있다. 상기 주변 엣지들은, 가이드 엘리먼트들(21 및 22) 각각으로부터 떨어져 이격되어 있다.
수직축에 대하여 회전가능한 반사기(32)는 프로세싱-챔버 하우징(19)의 로딩 개구(23)의 상류에(upstream) 로케이팅된다. 프로세싱 챔버의 동작 동안, 회전가능한 반사기(32)는, 자신의 반사 면이 로딩 개구(23)의 전방에 놓이는 포지션을 가정한다. 프로세싱 챔버가 로딩되거나 또는 언로딩되도록 의도되면, 회전가능한 반사기(32)는 2개의 상호 정렬된 개구들(23, 43)이 기판 캐리어(1)의 통로(passage)에 대해 자유롭게 되도록 회전된다.
특히, 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 가스 볼륨으로 가스-인피드 개구(40)를 통해 가스를 인피딩하기 위한 캐비티들(28)을 각각 가지는 2개의 상호 평행하게-동작하는 하우징 벽들(48, 48')이 제공된다. 개구들(40)은 하우징 벽(48, 48')의 전체 깊이에 걸친 균등한 공간에서 연장된다. 2개의 하우징 벽들(48, 48') 각각은 2개의 부분-벽들에 의해 구성될 수 있고, 여기서, 2개의 부분-벽들 각각은 캐비티의 형태로 하나의 가스-인피드 설치(28)를 구성한다. 각각의 부분-벽은 2개의 가스-유입 엘리먼트들(24, 25) 중 하나에 할당되고; 하우징 벽들(48, 48')은 상기 캐비티(28)가 하우징 벽(48, 48') 내에서 구성되도록 복수의 상호연결된 컴포넌트들에 의해 구성될 수 있다. 캐비티에 가스-인피드 라인에 의해 프로세스 가스가 공급된다. 캐비티(28)의 각각의 개구는 하우징 벽(48, 48')의 좁은 측면 상에 제공될 수 있다. 상기 좁은 측면은 바람직하게, 프로세스 가스가 캐비티(28)로 인피딩될 수 있게 하는 공급 라인에 연결된 하우징 벽(48, 48')의 하부 또는 상부의 좁은 측면이다. 본원에서의 공급 라인(도면들에 도시되지 않음)은 리액터 하우징(20)의 벽을 통해 리액터 외부로 이어지고, 여기서, 공급 라인이 연결되는 가스-공급 설치가 로케이팅된다.
예시적 실시예에서, 캐비티(28)는 실질적으로 직사각형 횡단면을 가지지만, 캐비티(28)가 단지 마이너 볼륨(minor volume)을 가지는 하나의 보어에 의해 또는 복수의 보어들에 의해 구성된다는 것이 또한 제공된다.
위의 정보는, 각각의 경우, 아래의 특징들의 결합들, 즉:
프로세싱-챔버 하우징(19)이 캐비티(28)를 가지는 적어도 하나의 벽(48, 48')을 가지고, 캐비티(28)가 가스-인피드 개구들(40)에 의해 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 가스 볼륨에 연결되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
가스-인피드 개구들(40)이 특히, 가스-유입 엘리먼트의 가스-유입 플레이트(24)와 후면 벽(25) 사이에서 개방되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
프로세싱-챔버 하우징(19)이 캐비티들(28)을 가지는 상호 대향하는 벽들(48, 48')을 가지고, 각각의 캐비티(28)가 가스-인피드 개구들(40)에 의해 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 가스 볼륨에 연결되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
프로세싱-챔버 하우징(19)이 기판 캐리어(1)가 로케이팅되는 평면과 관련하여 대칭적으로 폴딩되는 구성을 가지고, 기판 캐리어(1)가 대칭 평면에서 연장되는 평면 본체이고, 기판 캐리어(1)의 2개의 넓은 측면들은 각각의 경우, 기판 캐리어(1)의 넓은 측면들의 2개의 면들(2) 각각과 대향하는 가스-배출 개구들(39) 라이들을 포함하는 가스-배출 플레이트(24) 및 하나의 기판(6)을 반송할 수 있고, 가스-배출 플레이트(24)의 후면에 배치되는 각각의 가스 볼륨은 가스-인피드 개구들(40)을 통해 프로세싱-챔버 하우징 벽들(48, 48') 중 적어도 하나로 공급되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
적어도 하나의 캐비티(28)가 공급 라인에 의해 프로세스 가스를 제공하는 가스-혼합 시스템에 연결되고, 공급 라인이 특히, 벽(48, 48')의 좁은 측면에 할당되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
프로세싱-챔버 하우징(19)이 기판 캐리어(1)에 수직이고 플레이트-형상 컴포넌트의 서로 등지는 2개의 주변 부분들이 플러그-피팅되는 리테이닝 클리어런스들(34, 35, 36, 37, 38)을 가지는 2개의 상호 대향하는 벽들(48, 48')을 가지고, 플레이트-형상 컴포넌트가 가스-유입 플레이트(24), 및/또는 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 후면 벽(25), 및/또는 차폐 플레이트(26), 및/또는 반사기(30), 및/또는 프로세싱-챔버 하우징(19)의 후면 벽(31)이고, 플레이트-형상 컴포넌트가 자신의 범위의 평면에 배치됨으로써 프로세싱-챔버 하우징(19)으로부터 제거가능한 것을 특징으로 하는 디바이스.
특히, 적외선을 생성하기 위한 가열 유닛(27)이 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 후면에, 특히, 가스-유입 엘리먼트들(24, 25) 둘 다의 후면에 배치되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
가스-배출 플레이트(24), 후면 벽(25) 및 적용가능하다면, 후면 벽(25)의 후면에 배치되는 플레이트(26)가 열적 방사에 투기성(permeable)인 재료, 특히, 석영으로 구성되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
모든 플레이트-형상 엘리먼트들(24, 25, 26, 30, 31)이 평행한 평면들 내에 배치되며, 수직 방향으로 프로세싱-챔버 하우징(19)으로부터 제거될 수 있고, 플레이트-형상 엘리먼트들에 평행한 평면으로 연장되는 기판 캐리어(1)가 프로세싱-챔버 하우징(19)으로부터 로딩 개구(23, 43)를 통해 특히, 수직 방향으로 제거가능한 것을 특징으로 하는 디바이스.
프로세싱-챔버 하우징(19)이 외부적으로 기밀이고 피봇 축을 중심으로 개방가능한 커버(46)를 포함하는 리액터 하우징(20) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
리액터 하우징(20)의 벽들이 온도에 대해 제어가능하고 이것을 위하여 특히, 냉각 덕트들(47)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
프로세싱-챔버 하우징(19)의 베이스를 형성하는 베이스 플레이트(50)가 가스-배출 개구들(41, 42)을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
를 통해 적어도 종래 기술을 개별적으로 개선하는 출원에 의해 그 전체가 포함되는 것으로서 본 발명들을 설명하는 기능을 한다.
개시된 모든 특징들은 (그 자체로, 또는 다르게는 상호 결합하여) 본 발명에 관련된다. 본원에서, 연관된/첨부된 우선권 문헌들(예비 출원의 카피)의 전체 개시된 내용이, 또한 본 출원의 청구항들에서 그 문헌들의 특징들을 포함하는 공동의 목적을 위하여 본 출원의 개시 내용에 포함된다. 본 출원의 특징들에 의한 종속 청구항들은, 특히, 이러한 청구항들에 기초하여 분할 출원들을 수행하기 위하여, 종래 기술의 개별적인 독창적 개선 사항들을 특징으로 한다.
1 기판 캐리어
2 넓은 측면
3 넓은 측면
4 기판-수용 존
4' 주변부
5 기판-수용 존
5' 주변부
6 기판
7 핸들링 부분/주변 부분
8 개구
9 개구
10 개구
11 주변 엣지
12 돌출부/가이드 부분
13 만입부
14 고정 엘리먼트/스크류
14' 고정 엘리먼트/너트
15 보어
16 보어
19 프로세싱-챔버 하우징
20 리액터 하우징
21 가이드 엘리먼트
21' 그루브, 클리어런스
22 가이드 엘리먼트
22' 그루브
23 로딩/언로딩 개구
24 가스-유입 엘리먼트, 가스-유입 플레이트
25 후면 벽
26 석영 플레이트
27 가열 엘리먼트
28 가스-인피드 설치; 캐비티
29 차폐 플레이트
30 반사기
31 후면 벽
32 회전가능한 반사기
33 리테이닝 엘리먼트
34 리테이닝 클리어런스
35 리테이닝 클리어런스
36 리테이닝 클리어런스
37 리테이닝 클리어런스
38 리테이닝 클리어런스
39 가스-배출 개구
40 가스-인피드 개구
41 가스-배출 개구
42 가스-배출 개구
43 로딩 개구
44 벽
44' 벽
45 벽
45' 벽
46 벽, 커버
47 온도-제어 덕트
48 하우징 벽
48' 하우징 벽
49 천장 플레이트
50 베이스 플레이트

Claims (13)

  1. 프로세싱-챔버 하우징(19) 내에 배치된 기판 캐리어(1)에 의해 반송되는 기판(6) 상에, 특히, 탄소를 함유하는 구조들, 예를 들어, 나노튜브들 또는 그래핀 형태의 층들을 증착시키기 위한 디바이스로서 ― 프로세싱-챔버 하우징(19) 내에 배치된 가스-유입(gas-inlet) 엘리먼트(24, 25)의 가스-배출(gas-outlet) 개구들(39)을 통해, 프로세스 가스가 적어도 하나의 기판(6)을 향해 인피딩가능함 ― ,
    상기 프로세싱-챔버 하우징(19)이 캐비티(28)를 가지는 적어도 하나의 벽(48, 48')을 가지고,
    상기 캐비티(28)가 가스-인피드 개구들(40)에 의해 상기 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 가스 볼륨에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스-인피드 개구들(40)이 특히, 상기 가스-유입 엘리먼트의 가스-유입 플레이트(24)와 후면 벽(25) 사이에서 개방되는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세싱-챔버 하우징(19)이 캐비티들(28)을 가지는 상호 대향하는 벽들(48, 48')을 가지고,
    각각의 캐비티(28)가 가스-인피드 개구들(40)에 의해 상기 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 가스 볼륨에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱-챔버 하우징(19)이 상기 기판 캐리어(1)가 로케이팅되는 평면과 관련하여 대칭적으로 폴딩되는 구성을 가지고,
    상기 기판 캐리어(1)가 상기 대칭 평면에서 연장되는 평면 본체이고,
    상기 기판 캐리어(1)의 2개의 넓은 측면들이 각각의 경우, 상기 기판 캐리어(1)의 넓은 측면들의 2개의 면들(2) 각각과 대향하는 가스-배출 개구들(39) 라이들을 포함하는 가스-배출 플레이트(24) 및 하나의 기판(6)을 반송할 수 있고,
    상기 가스-배출 플레이트(24)의 후면에 배치되는 각각의 가스 볼륨이 가스-인피드 개구들(40)을 통해 상기 프로세싱-챔버 하우징 벽들(48, 48') 중 적어도 하나로 공급되는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 캐비티(28)가 공급 라인에 의해 상기 프로세스 가스를 제공하는 가스-혼합 시스템에 연결되고,
    상기 공급 라인이 특히, 상기 벽(48, 48')의 좁은 측면에 할당되는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  6. 프로세싱-챔버 하우징(19) 내에 배치된 기판 캐리어(1)에 의해 지원되는 기판(6) 상에, 특히, 탄소-함유 구조들, 예를 들어, 나노튜브들 또는 그래핀 형태의 층들을 증착시키기 위한 디바이스로서 ― 프로세싱-챔버 하우징(19) 내에 배치된 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의, 상기 기판 캐리어(1)와 평행하도록 연장되는 가스-유입 플레이트(24)의 가스-배출 개구들(39)을 통해, 프로세스 가스가 적어도 하나의 기판(6)을 향해 인피딩가능함 ― ,
    프로세싱-챔버 하우징(19)이 상기 기판 캐리어(1)에 수직이고 플레이트-형상 컴포넌트의 서로 등지는 2개의 주변 부분들이 플러그-피팅되는(plug-fitted) 리테이닝 클리어런스들(34, 35, 36, 37, 38)을 가지는 2개의 상호 대향하는 벽들(48, 48')을 가지고,
    상기 플레이트-형상 컴포넌트가 가스-유입 플레이트(24), 및/또는 상기 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 후면 벽(25), 및/또는 차폐 플레이트(26), 및/또는 반사기(30), 및/또는 상기 프로세싱-챔버 하우징(19)의 후면 벽(31)이고,
    상기 플레이트-형상 컴포넌트가 자신의 범위의 평면에 배치됨으로써 상기 프로세싱-챔버 하우징(19)으로부터 제거가능한 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    특히, 적외선을 생성하기 위한 가열 유닛(27)이 상기 가스-유입 엘리먼트(24, 25)의 후면에, 특히, 가스-유입 엘리먼트들(24, 25) 둘 다의 후면에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스-배출 플레이트(24), 상기 후면 벽 (25) 및 적용가능하다면, 상기 후면 벽(25)의 후면에 배치되는 플레이트(26)가 열적 방사에 투기성(permeable)인 재료, 특히, 석영으로 구성되는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    모든 플레이트-형상 엘리먼트들(24, 25, 26, 30, 31)이 평행한 평면들 내에 배치되며, 수직 방향으로 상기 프로세싱-챔버 하우징(19)으로부터 제거될 수 있고,
    상기 플레이트-형상 엘리먼트들에 평행한 평면으로 연장되는 상기 기판 캐리어(1)가 상기 프로세싱-챔버 하우징(19)으로부터 로딩 개구(23, 43)를 통해 특히, 수직 방향으로 제거가능한 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱-챔버 하우징(19)이 외부적으로 기밀(gas-tight)이고 피봇 축을 중심으로 개방가능한 커버(46)를 포함하는 리액터 하우징(20) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리액터 하우징(20)의 벽들이 온도에 대해 제어가능하고 이것을 위하여 특히, 냉각 덕트들(47)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 프로세싱-챔버 하우징(19)의 베이스를 형성하는 베이스 플레이트(50)가 가스-배출 개구들(41, 42)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    디바이스.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 하나의 특징화 특징 또는 복수의 특징화 특징들에 의해 특징화되는,
    디바이스.
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