KR20190103211A - 화학적 기상 증착(ｃｖｄ) 반응기용 처리 챔버와 이 챔버에서 사용되는 열화 프로세스 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 화학적 기상 증착(CVD) 반응기용 처리 챔버(C)는, 부분 진공 하의 인클로저(E)를 획정하는 본체(B) 내에, 지지 요소(5) 상에 배치된 기판(8) 상에 성막할 목적으로 반응성 종을 주입하는 주입 시스템(3)과, 상기 주입 시스템(3)의 온도를 실질적으로 일정하게 유지하거나 조절하기 위한 열 제어 시스템(2)을 포함하고, 상기 열 제어 시스템(2)은 상기 주입 시스템(3)과의 계면 영역(ZI)을 구비하는 것이다. 상기 처리 챔버(C)는, (i) 오염 종의 확산 및 압박에 대한 절연 배리어에 의해 부분 진공 하의 상기 인클로저(E)로부터 절연되어 있고, (ⅱ) 열 계면 물질(10)로 충전되어 있는, 적어도 하나의 열 전달 영역(ZT)을, 상기 계면 영역(ZI)에서 더 포함한다. CVD 성막, 특히 펄스형 CVD 성막을 실시하는 데 적용된다.

Description

화학적 기상 증착(ＣＶＤ) 반응기용 처리 챔버와 이 챔버에서 사용되는 열화 프로세스

본 발명은 화학적 기상 증착(CVD) 반응기용 처리 챔버에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기한 챔버에서 실행되는 열화(熱化) 프로세스도 다룬다.

보다 구체적으로, 본 기술분야는 CVD 반응기에서의 가스 분배 시스템의 열 조절과 상기한 반응기에서의 열 전달의 최적화에 대한 것이다.

CVD-타입 성막은 부분 진공 조건 하의 반응기들에서 실시된다. 이들 반응기 중 일부에서, 반응성 종(예를 들어, 반응물 및 전구체)은, 처리될 기판에 면해 있고 상기 기판 위의 볼륨에 상기 반응성 종을 고르게 주입하도록 복수의 채널을 포함하는 대개 샤워헤드라 불리는 공간을 통해 처리 챔버에 주입된다.

예를 들어, 특허문헌 WO 2009/0136019에는, 반응성 종들을 따로따로 주입하기 위한 두 세트의 별개의 채널을 포함하는 주입 샤워부를 갖는 상기한 반응기가 기술되어 있다.

주입 샤워부가 갖춰진 상기한 타입의 반응기들은 CVD-타입 성막 기술을 구현하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 특허문헌 WO 2015/140261에 기술된 바와 같이, 상기한 반응기들은 또한 펄스형 CVD 기술을 구현하는 데에도 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 별개의 두 채널 그룹을 갖는 샤워부가 사용되고, 반응성 종들은 위상 변이 펄스로서 주입된다. 이는, 예를 들어, 높은 성장률로, 고도의 적합성을 갖게, 즉 패턴들의 모든 측면에 있어서 높은 두께 균일성을 갖게, 성막물이 만들어지는 것을 허용한다.

상기한 샤워헤드는, 정기적으로 분해 및 교체될 필요가 있는 마모 부품이다. 그러나, 펄스형 CVD 성막물, 그리고 일반적으로는 CVD 성막물의 맥락에서, 반응기 샤워헤드의 열화 또는 온도 유지에 문제가 있다. 실제로, 이 부품은 사용되는 프로세스에 따라 정확한 온도로 유지될 필요가 있다. 이를 목적으로, 이 부품은 통상적으로, 온도가 제어되는 반응기의 다른 부품과 접촉하게 된다. 따라서, 진공에 있어서 금속과 금속 간의 (또는 서로 만나는 재료들 간의) 열 접촉에 의해, 두 작용, 즉 고정 및 열 전달을 통하여, 열 전달이 달성된다. 이러한 경우에, 진공에서 열 전도는 없기 때문에, 열 전달은 주로, 고정 지점들에서의, 즉 매우 작은 표면 상에서의, 전도에 의하여 그리고 미미하게는 복사에 의하여 이루어진다.

샤워헤드에서 순환하는 감열성 전구체의 무결성과 기판 상의 성막물의 균일성을 지키기 위해서는, 상기 샤워헤드의 온도가 그 전체 표면에 걸쳐 균일하고 일정한 것이 중요하다.

그러나, 이러한 샤워헤드는 프로세스 단계들에 따라, 특히 히터 상에 놓인 기판이 샤워헤드에 접근하고 챔버 내의 압력이 증가하는 경우, 또는 챔버 내에 플라즈마가 생성된 경우, 갑작스러운 그리고 반복되는 에너지 입력에 노출된다.

이러한 구성에서, 샤워헤드 재료와 온도-제어 진공 챔버 사이의 접촉은, 온도-제어 영역으로의 충분한 열 전달을 보장하는 데 적합하지 않다. 다시 말하자면, 이러한 계면의 열 저항이 너무 커서, 충분히 빠른 열 전달을 보장할 수 없다.

낮은 열 저항을 갖는 - 서멀 그리스(thermal grease) 등과 같은 - 계면 재료를 사용함으로써, 조립 요소들 간의 열 전도도를 향상시키는 것도 또한 알려져 있다. 그러나, 오염의 위험을 피하기 위해서는 해당 프로세스에 대해 불활성인 물질만이 사용 가능하고, 열 전도도를 제한하는 진공 문제가 여전히 남아 있기 때문에, 상기한 해결책은 CVD 챔버에 바로 적용할 수 없다.

본 발명의 목적은, 종래 기술의 반응기 및 CVD 처리 챔버에서 당면하게 되는, 샤워헤드의 교체시 기판 및 샤워헤드에 대한 용이한 접근을 제공하기 위해 용이하게 분해 가능한 덮개 구성을 제공하면서, 가스 샤워헤드와 열 조절 시스템 간의 열 전달을 최적화하는 것에 관한 난점들을 극복하는 것이다.

이러한 목적은, 화학적 기상 증착(CVD) 반응기용 처리 챔버로서, 부분 진공 인클로저를 획정하는 본체 내에, 지지 요소 상에 배치된 기판 상에서의 성막을 위해 반응성 종을 주입하는 주입 시스템과, 상기 주입 시스템의 온도를 실질적으로 일정하게 조절 또는 유지하는 열 조절 시스템을 포함하고, 상기 열 조절 시스템은 상기 주입 시스템과의 계면 영역을 구비하는 것인 처리 챔버를 통해 달성된다.

본 발명에 따르면, 상기 처리 챔버는 또한, (i) 오염 종의 확산 및 압박으로부터 보호하는 배리어에 의해 상기 부분 진공 인클로저로부터 절연되어 있고, (ⅱ) 열 계면 물질로 충전되어 있는, 적어도 하나의 열 전달 영역을, 상기 계면 영역에서 포함한다.

물질이 존재함으로써, 진공에서 존재하지 않는 전도성 열 전달의 존재가 허용된다. 상기 열 계면 물질은 바람직하게는, 낮은 열 저항 계수를 갖는다.

특히, 상기 열 계면 물질은 (예를 들어, 반응기 환경의 온도 및 압력 조건 하에서) 공기의 열 전도도보다 크거나 같은 열 전도도를 가질 수 있다.

절연 배리어는 열 계면 물질의 화합물이 처리 챔버 내로 확산하는 것과 압력 손실을 방지하는데, 상기 확산이 일어난 경우 열 계면 물질은 오염 종이 될 것이다.

본 발명에 의해 제공되는 상기한 신규 기술 덕분에, 양호한 유지보수성을 유지하면서 매우 효율적인 열 계면을 달성하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 발명은, 열 조절 시스템을 통합한 챔버의 상측 부분과 샤워헤드 간의 보다 양호한 열 전도도 덕분에, 프로세스 동안의 가스 샤워헤드의 온도 안정성을 현저히 개선한다.

실제로, 상기한 열 계면 물질이 존재함으로써, 훨씬 더 제한된, 복사에 의한 열 전달만이 가능한 진공 하에서는 있을 수 없는, 전도에 의한 열 전달이 허용된다.

이와 같이 형성된 열 계면은, 가스 주입 시스템에 접근할 때, 그리고 가스 주입시 챔버 내의 압력이 상승할 때, 지지 요소 또는 기판 홀더로부터 흡수된 열을 가스 주입 시스템에 의해 배출하는 것을 가능하게 한다.

본 발명은, 양호한 열 접촉을 보장할뿐만 아니라, 구현하기가 쉽고, 추가적인 유체 채널을 필요로 하지 않으며, 유지보수 작업을 더 복잡하게 만들지 않는다.

본 발명에 따른 챔버의 바람직한 실시형태에서, 열 조절 시스템은 반응성 종을 위한 유입구가 마련되어 있는 반응기 덮개와 일체로 된 부분이다.

유익하게는, 덮개의 제거 가능성으로 인해 주입 시스템에 쉽게 접근 가능하도록, 주입 시스템은 계면 영역 및 열 조절 시스템을 통해 덮개에 연결되어 있다.

이와 같이 통합된 처리 챔버 덮개의 구성은, 가스 주입 시스템의 교체를 용이하게 하는 데 기여한다.

본 발명에 따른 처리 챔버의 특정 실시형태에서, 처리 챔버는 적어도 2개의 서로 맞물리는 절연 배리어에 의해 획정되는 열 전달 영역을 포함한다.

이와 같이 획정된 열 전달 영역은 예를 들어, 원통형 기하구조를 처리 챔버의 경우에 환형 형상을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 처리 챔버의 또 다른 특정 실시형태에서, 처리 챔버는, 계면 영역에 분포되어 있고 절연 배리어에 의해 각각 획정되는 수 개의 열 전달 영역을 포함한다.

상기 절연 배리어는, 열 전달 영역 주위에 하나 이상의 밀봉 영역을 제공하여 부분 진공 인클로저와 열 전달 영역 간에 서로 다른 압력을 제공하도록 배치될 수 있다. 상기 절연 배리어는 예를 들어, 대기압의 열 전달 영역을 부분 진공 인클로저로부터 분리하도록 배치된 하나 이상의 열(列)의 시일을 포함할 수 있다.

유익하게는 열 제어 시스템에는, 열 계면 물질을 대기압 하에 두기 위해 제공되는 하나 이상의 구멍이 마련될 수 있다.

본 발명에 따른 처리 챔버에서는, 주입 시스템과 기판 사이에 고주파(RF) 전위를 인가함으로써 플라즈마를 발생시키도록 마련된 고주파 수단을 더 포함하고, 상기 처리 챔버는, 접지되어 있는 처리 챔버의 본체의 나머지 부분으로부터 열 제어 시스템을 전기적으로 절연시키는 수단을 더 포함한다.

유익하게는 주입 시스템은, 반응성 종을 부분 진공 인클로저에 고르게 주입하도록 구성된 복수 개의 채널을 포함하는 주입 또는 분배 샤워헤드의 형태로 배치된다.

분배 샤워헤드는 또한, 반응성 종들을 따로따로 주입하기 위한 두 세트의 별개의 채널을 포함할 수 있다. 이러한 별개의 주입은 특히 연속적인 성막물에 유용하다.

펄스형 CVD 증착을 달성하기 위해, 반응성 종은 위상 변이 펄스의 형태로 주입될 수 있다. 이러한 경우에, 펄스는 챔버 내의 압력 및 온도 조건에 있어서의 강하고 빠른 변동을 발생시켜, 챔버를 더욱더 열 전달을 최적화하는 데 필요한 것으로 만든다.

본 발명에 따른 처리 챔버의 특정 실시형태에서, 상기 챔버는 또한, 인클로저에서 기판의 지지 요소의 높이를 조정하기 위한 수단을 또한 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 화학적 기상 증착(CVD) 반응기용 처리 챔버에 반응성 종을 주입하기 위한 시스템을 열화하는 프로세스로서, 상기 처리 챔버는 또한, 부분 진공 인클로저를 획정하는 본체 내에, 지지 요소 상에 배치된 기판 상에서의 성막을 위해 반응성 종을 주입하는 주입 시스템을 포함하고, 상기 프로세스는 상기 주입 시스템의 온도를 실질적으로 일정하게 조절 또는 유지하는 열 조절 단계를 포함하며, 상기 열 조절 단계는 상기 주입 시스템과의 계면 영역을 갖는 본체 덮개의 일부분에서 수행되는 것인 프로세스가 제안된다.

본 발명에 따르면, 열화 프로세스는 계면 영역에서:

- 열 계면 물질이 들어 있는 열 전달 영역을 통하여, 상기 주입 시스템과 상기 덮개의 상측 부분 사이에서, 전도에 의해 열 전달하는 것과,

- 열 전달 영역에 있어서의 오염 종의 확산 및 압박으로부터 보호하기 위해 부분 진공 인클로저에 대해 절연하는 것을 포함한다.

본 발명에 따른 열화 프로세스는, 샤워헤드 형태의 주입 시스템이 갖춰진 반응기에서 수행될 수 있다. 유익하게는 샤워헤드는, 반응성 종들을 따로따로 주입하는 두 세트의 별개의 채널을 포함할 수 있다. 반응성 종은 위상 변이 펄스의 형태로 주입될 수 있다.

그 밖의 특징 및 이점들은, 첨부된 도면을 참조하여, 비제한적인 예로서 주어진, 본 발명에 따른 처리 챔버를 제조하는 방법에 대한 이하의 설명에서 드러날 것인데, 도면에서:
도 1은 종래 기술을 나타내는 화학적 기상 증착 반응기용 처리 챔버의 개략도를 보여주고;
도 2는 본 발명에 따른 화학적 기상 증착 반응기용 처리 챔버의 제1 실시형태의 개략도를 보여주며;
도 3은 도 2에 도시된 처리 챔버의 계면 영역의 부분 확대도이고;
도 4는 본 발명에 따른 화학적 기상 증착 반응기용 처리 챔버의 제2 실시형태의 개략도를 보여준다.

설명을 간략화하기 위해, 여러 실시형태에서 동일한 기능을 갖는 요소들 또는 동일한 요소들에 대해서는 동일한 참조부호가 사용될 것이다.

이들 실시형태는 결코 제한적이지 않으므로, 특히 기술된 또는 예시된 다른 특징들로부터 고립된 이하에 기술된 또는 예시된 특징들의 선택만을 갖는 (이 선택이 상기 다른 특징들을 포함하는 문장 안에 고립되어 있더라도) 본 발명의 변형예들을 고려하는 것은, 이러한 특징들의 선택이 본 발명을 종래 기술로부터 구별시키기에 또는 기술적 이점을 부여하기에 충분하다면, 가능하다. 상기 선택은 구조적 세부 사항을 갖지 않는 및/또는 구조적 세부 사항의 일부만을, 상기 일부가 본 발명을 종래 기술로부터 구별시키기에 또는 기술적 이점을 부여하기에 충분하다면 갖는, 적어도 하나의 바람직하게는 기능적인 특징들을 포함한다.

도 1은 현재의 기술적 수준을 나타내는 화학적 기상 증착(CVD) 반응기(RO)를 개략적으로 보여준다. 이러한 반응기는, 지지 요소 또는 기판 홀더(5) 상에 놓인 기판(8)에 펄스형 CVD 또는 CVD 성막을 수행하도록 되어 있고, 예를 들어 특허문헌 WO 2009/0136019에 개시된 것과 같이 2개의 채널 세트를 갖는 타입의, 샤워헤드(3)가 마련되어 있는, 처리 챔버(CO)를 포함한다. 샤워헤드(3)는 정기적으로 교체될 필요가 있는 마모 부품이다.

이러한 종래 기술의 반응기(RO)는, 기판 홀더(5) 상에 놓인 기판(8)과 샤워헤드(3) 사이에 고주파(RF) 전위를 인가함으로써 플라즈마 생성을 선택적으로 구현할 수 있다.

처리 챔버(CO)는 부분 진공 하에 유지되는 인클로저(EO)를 획정하는 본체(BO)를 구비하고, 그 상측 부분에는, 인클로저(EO)에 들어가는 가스가 통과하는 오리피스(1)를 갖는 제거 가능한 덮개(LO)가 마련되어 있다.

덮개(LO)는, 플라즈마 생성을 이용하는 CVD 반응기에 사용되는 경우에, RF 전위에 맞춰 업그레이드될 수 있다. 이러한 덮개(LO)는, 예를 들어 가열 저항기가 갖춰진, 또는 전자기 유도에 의해 작동하는, 또는 탈이온수와 에틸렌 글리콜의 혼합물 등과 같은 혹은 Solvay Group에서 판매하는 Galden® 브랜드의 열 전달 유체 등과 같은 열 전달 유체가 돌아다니는 회로를 사용하는 열 제어 시스템(2)을 통하여 일정한 온도로 유지된다.

열 제어 시스템(2)의 주요 기능은 샤워헤드(3)를 일정한 온도로 유지하는 것이다.

처리 챔버(CO)에 있어서 양의 RF 전위인 부분을, 접지되어 있는 처리 챔버(CO)의 나머지 부분으로부터 분리하기 위해, 전기 절연체 요소(4)가 마련되어 있다.

반응으로부터의 부산물 가스는, 처리 챔버(CO)의 본체(BO) 내의 측방 오리피스(6)를 통해 배출된다.

기판 홀더(5)는 기판(8)을 소정 온도로 유지하고, 또한 전기적 기능을 수행하는 데, 이는 챔버의 타입에 따라, 기판 홀더는 플로팅 전위를 받거나, 접지되거나, 또는 직류 전압 혹은 교류 전압으로 분극될 수 있기 때문이다. 기판 홀더(5)는 -40℃ 내지 +800℃의 온도로 유지될 수 있다.

기판 홀더(5)의 높이는 프로세스 성능을 최적화하고 기판 플레이트를 로딩/언로딩하도록 조정될 수 있다. 기판 홀더(5)는 챔버(CO)의 일부분(7)에 위치하고, 이 일부분(7)의 벽은 제로 전위로 유지된다. 가스 주입시 기판 홀더(5)의 근접과 챔버(C)의 압력의 상승은 샤워헤드와 상당한 열 교환을 발생시켜, 샤워헤드의 온도가 변경될 수 있다는 점에, 주목해야 할 필요가 있다.

이러한 반응기로, 예를 들어 기판(8) 상에 폴리실리콘 또는 비정질 실리콘의 고온 성막물을 형성하는 것이 가능하다. 이러한 프로세스는, 열 제어 시스템(2)과 샤워헤드(3) 간의 높은 열전도도에 기여하는 대기압의 1/3에 가까운 압력을 그리고 600℃ 내지 700℃의 기판 온도를 필요로 한다. 샤워헤드(3)가 예를 들어 80℃ 정도의 충분히 낮은 온도로 유지되지 않는 경우, 반응 영역에 이르기 전에 전구체의 품질이 저하될 수 있고, 그 결과 프로세스에 아주 치명적인 과도한 입자 발생이 초래된다.

다른 타입의 성막에서는, (약 100℃에서) 전구체를 승화하는 것을 필요로 하고 그 후에 챔버의 상류측 영역에서 전구체를 활성화하도록 500℃보다 높은 온도에서 열분해하는 것을 필요로 하는, 파릴렌 등과 같은 폴리머를 성막하는 것을 원할 수 있다. 그 후에, 활성화된 전구체는 챔버로 이송되어 실온의 기판 상에 정착한다. 활성화된 전구체와 기판 간의 온도 차이는 반응의 키포인트 중의 하나이다. 기판 위의 가스 샤워헤드가 충분히 높은 온도로 유지되지 않은 경우, 성막은 기판 대신에 샤워헤드에서 일어날 것이다. 이 성막물은 현장에서 세척될 수 없으므로, 세척을 위한 두 개방 간의 챔버의 평균 작동 시간은 매우 작다.

이제 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 CVD 반응기용 처리 챔버의 제1 실시형태를 설명할 것이다. 이하에 기술된 차이점을 제외하고는, 이 챔버(C)는 도 1을 참조하여 앞서 기술한 챔버(CO)와 공통의 특징을 갖고, 유사한 방식으로 구현될 수 있다.

구체적으로, 샤워헤드(3)와 열 제어 시스템(2) 간의 계면 영역(ZI)에, 부분 진공 인클로저(E)로부터 절연된 열 전달 영역(ZT)을 또한 포함한다는 점에서, 챔버(C)는 챔버(CO)와 다르다.

이 열 전달 영역(ZT)은, 화학 종의 확산 및 압박으로부터 보호하는 배리어에 의해, 획정되어 있고 인클로저(E)로부터 분리되어 있다. 이 열 전달 영역은 접촉 및 전도에 의한 열 전달을 보장하는 열 계면 물질(10)이 충전되어 있고, 이에 따라, 예를 들어 도 1과 관련하여 기술된 바와 같이 진공 계면에서 달성되는 열 저항 계수와 비교하여 매우 낮은 열 저항 계수를 갖는다.

열 전달 영역(ZT)은 자유로운 또는 제한된 볼륨을 획정하는 카운터보어를 포함할 수 있다. 열 전달 영역은, 각각 절역 배리어에 의해 획정되어 있고 계면 영역(ZI)에 분포되어 있는 수 개의 영역의 형태로, 또는 계면 영역(ZI)의 전체 둘레에 걸쳐 두 절연 배리어의 사이에 있는 영역의 형태로 형성될 수 있다.

열 계면 재료(10)는 갇힌 공기, 발포체, 전도성 그리스 또는 가단성 금속일 수 있다.

열 전달 영역은 진공 조건이 아니며 공기 및/또는 다른 물질이 들어 있다. 챔버가 부분적으로 배기되는 경우 상기 공기가 갇힌 채 남아 있고 전도에 의한 열 전달을 보장한다. 따라서, 열 전달 영역의 압력은 조립 중에 대기압보다 크거나 같은 압력으로 유지된다.

처리 챔버(C)의 덮개(L)는, 열 전달 영역의 부분 확대도인 도 3에 도시된 바와 같이, 열 전달 계면을 대기압 상태로 되게 하도록 구성된 일련의 구멍들(9)을 구비한다.

열 전달 영역(ZT)은, 샤워헤드(3) 앞의 가스 분배 영역(11)과, 열 제어 시스템(2)을 관통하게 마련된 구멍(9)을 통하여 대기압 하에 놓인 열 계면 물질(10)이 들어 있는 열 접촉 영역 사이에 서로 다른 압력을 갖는 것을 허용하는 2개의 밀봉 영역(12.1, 12.2)을 구비한다. 상기 2개의 밀봉 영역(12.1, 12.2)은 열 전달 영역(ZT)을 둘러싸는 절연 배리어를 형성하고, 대기압 하의 부분을 저압 또는 부분 진공 하의 부분으로부터 분리하는 시일의 열(列)로서 구성될 수 있다. 사용되는 시일은 홈 내의 O-링이거나, 또는 고온을 견딜 수 있는 금속 시일일 수 있다.

이제 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 CVD 반응기용 처리 챔버(C')의 제2 실시형태를 설명할 것이다. 도 2에 도시되어 있고 앞서 설명한 챔버(C)와 공통인 모든 구성요소들 이외에도, 챔버(C')는 기판 홀더(5) 상에 놓인 기판(8)과 샤워헤드(3) 사이에 고주파(RF) 전위를 인가함으로써 플라즈마를 생성하는 시스템을 더 포함한다. 이 플라즈마 생성 시스템은 예를 들어 샤워헤드(3)와 일체를 이루는 부분이다. 처리 챔버(C')의 본체(B)의 하측 부분은 접지되어 있고(제로 전위), 덮개(L)는 고주파 공급원에 연결되어 있다. 샤워헤드(3)는 계면 영역(ZI)을 통하여 덮개(L)에 전기적으로 연결되어 있고, 절연체 요소(4)를 통해 본체(B)의 하측 부분으로부터 전기적으로 절연되어 있다.

본 발명에 따른 처리 챔버는, 특정 타입의 성막물 또는 기판에 혹은 특정 용례에 각각 대응하는, 다양한 구성을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 맥락에서 그리고 포괄적이지 않은 예로서, 성막, 챔버 및 열 조절에 대한 이하의 형태들의 조합들이 고려될 수 있다:

CVD 형태

- CVD

o 복수의 채널을 갖는 샤워헤드

o 두 세트의 별개의 채널을 갖는 샤워헤드

o 고르게 주입된 반응성 종

- 펄스형 CVD :

o 두 세트의 별개의 채널을 갖는 샤워헤드

o 위상 변이 펄스의 형태로 주입된 반응성 종

성막 타입

- 폴리실리콘 또는 실리콘을 기판에 고온 성막

- 기판에 폴리머 성막

챔버

- 반응성 종의 주입 시퀀스에 따라 변화하는 챔버에 있어서의 가스 압력

- 챔버에서 생성된 RF 플라즈마

열 조절

- 가열 저항기

- 전자기 유도

- 열-담지 유체

물론, 본 발명은 전술한 예들에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서도 상기한 예들에 대해 수많은 변형이 실시될 수 있다. 물론, 본 발명의 여러 특징, 형상, 대안 및 실시형태들은, 상충하거나 상호 배타적이지 않다면, 다양한 조합으로 함께 연관지어질 수 있다.

Claims (21)

1. 화학적 기상 증착(CVD) 반응기(R)용 처리 챔버(C)로서, 부분 진공 인클로저(E)를 획정하는 본체(B) 내에, 지지 요소(5) 상에 배치된 기판(8) 상에서의 성막을 위해 반응성 종을 주입하는 주입 시스템(3)과, 상기 주입 시스템(3)의 온도를 실질적으로 일정하게 제어 또는 유지하는 열 제어 시스템(2)을 포함하고, 상기 열 제어 시스템(2)은 상기 주입 시스템(3)과의 계면 영역(ZI)을 구비하는 것인 처리 챔버(C)에 있어서,
   (i) 오염 종의 확산 및 압박에 대한 절연 배리어에 의해 부분 진공 하의 상기 인클로저(E)로부터 절연되어 있고, (ⅱ) 열 계면 물질(10)로 충전되어 있는, 적어도 하나의 열 전달 영역(ZT)을, 상기 계면 영역(ZI)에서 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
2. 제1항에 있어서, 상기 열 계면 물질은 낮은 열 저항 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 계면 물질은 공기의 열 전도도보다 크거나 같은 열 전도도를 갖는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
4. 제1항에 있어서, 상기 열 제어 시스템(2)은 반응기(R)의 덮개(L)와 일체를 이루는 부분이고, 상기 덮개(L)에는 반응성 종이 들어가기 위한 유입 오리피스(1)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
5. 제4항에 있어서, 상기 주입 시스템(3)은 상기 계면 영역(ZI) 및 상기 열 제어 시스템(2)을 통해 상기 덮개(L)와 일체를 이루고 있어, 상기 주입 시스템(3)은 상기 덮개의 제거를 통해 액세스 가능한 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2개의 서로 맞물리는 절연 배리어에 의해 획정되는 열 전달 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
7. 제6항에 있어서, 상기한 바대로 획정되는 상기 열 전달 영역은 환형 영역인 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 계면 영역에 분포되어 있고 절연 배리어에 의해 각각 획정되는 수 개의 열 전달 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 배리어는, 상기 부분 진공 인클로저(E)와 상기 열 전달 영역(ZT) 간에 서로 다른 압력이 인가되는 것을 허용하는 하나 이상의 밀봉 영역을, 상기 열 전달 영역(ZT) 주위에 마련하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
10. 제6항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 배리어는, 대기압의 열 전달 영역(ZT)을 상기 부분 진공 인클로저(E)로부터 분리하도록 배치된 하나 이상의 열(列)의 시일을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 제어 시스템(2)에는, 상기 열 계면 물질(10)을 대기압 하에 두기 위해 제공되는 하나 이상의 구멍(9)이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주입 시스템(3)과 상기 기판(8) 사이에 고주파(RF) 전위를 인가함으로써 플라즈마를 발생시키도록 마련된 고주파 수단을 더 포함하고, 접지되어 있는 처리 챔버(C)의 본체(B)의 나머지 부분으로부터 상기 열 제어 시스템(2)을 전기적으로 절연시키는 수단(4)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주입 시스템은, 반응성 종을 상기 부분 진공 인클로저(E)에 고르게 주입하도록 마련된 복수 개의 채널(30)을 포함하는 샤워헤드(3)의 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
14. 제13항에 있어서, 상기 샤워헤드(3)는 반응성 종들을 따로따로 주입하기 위한 두 세트의 별개의 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
15. 제13항에 있어서, 상기 샤워헤드는 반응성 종들을 위상 변이 펄스의 형태로 주입하기 위한 두 세트의 별개의 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부분 진공 인클로저(E)에서 상기 기판(8)의 지지 요소(5)의 높이를 조정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 처리 챔버(C).
17. 화학적 기상 증착(CVD) 반응기(R)용 처리 챔버에 반응성 종을 주입하는 주입 시스템(3)을 열화(熱化)하기 위한 프로세스로서, 상기 챔버는, 부분 진공 인클로저(E)를 획정하는 본체(B) 내에, 지지 요소 상에 배치된 기판 상에서의 성막을 위해 반응성 종을 주입하는 주입 시스템을 더 포함하고, 상기 프로세스는 상기 주입 시스템(3)의 온도를 실질적으로 일정하게 조절 또는 유지하는 열 조절 단계를 포함하며, 상기 열 조절 단계는, 덮개를 형성하고 상기 주입 시스템(3)과의 계면 영역(ZI)을 구비하는 상기 본체(B)의 일부분에서 수행되는 것인 프로세스에 있어서,
    상기 계면 영역(ZI)에서:
    - 열 계면 물질(10)이 들어 있는 열 전달 영역(ZT)을 통하여, 상기 주입 시스템(3)과 상기 덮개(L)의 상측 부분 사이에서, 전도에 의해 열 전달하는 것과,
    - 오염 종의 확산 및 압박으로부터 보호하기 위해 열 전달 영역(ZT)을 상기 부분 진공 인클로저(E)에 대해 절연하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세스.
18. 제17항에 있어서, 샤워헤드(3) 형태의 주입 시스템이 갖춰진 반응기(R)에서 수행되는 것인 프로세스.
19. 제18항에 있어서, 상기 반응성 종들을 따로따로 주입하기 위한 두 세트의 별개의 채널을 샤워헤드를 통해 수행되는 것인 프로세스.
20. 제19항에 있어서, 상기 반응성 종들은 위상 변이 펄스의 형태로 주입되는 것을 특징으로 하는 프로세스.
21. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 처리 챔버를 구비하는 화학적 기상 증착(CVD) 반응기.

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