KR20210094019A - Cvd-반응기용 가스 유입 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 CVD-반응기(1)용 가스 유입 장치에 관한 것으로, 상기 가스 유입 장치는, 가스 공급관들(5)을 포함하는 고정 섹션(3)에 고정 가능한, 상하로 배치된 복수의 가스 분배 레벨(gas distribution level)을 구비한 가스 유입 부재를 포함하고, 상기 가스 분배 레벨들은 각각, 가스 분배 벽(6)에 의해 둘러싸인 가스 분배 챔버(gas distribution chamber)(8)와 유체공학적으로 연결되어 있는(fluidically connected) 가스 배출 개구들(7)을 구비한 가스 분배 벽(6)을 포함하며, 이때 상기 가스 분배 챔버(8) 내로 각각 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)가 통하고, 서로 다른 가스 분배 레벨들의 가스 분배 챔버들(8)은 분리 베이스(11)에 의해 서로 분리되어 있다. 본 발명에 따르면, 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)와 가스 분배 벽(6) 사이에 유동 장벽이 위치한다. 또한, 상기 가스 유입 장치는 상하로 배치되어 있는 복수의 디스크형(discoid) 가스 분배 몸체(4.1, 4.2, 4.3, 4.4)로 구성되어 있다.
Description
본 발명은 CVD-반응기용 가스 유입 장치에 관한 것으로, 상기 가스 유입 장치는, 가스 공급관들을 포함하는 고정 섹션에 고정 가능한, 상하로 배치된 복수의 가스 분배 레벨(gas distribution level)을 구비한 가스 유입 부재를 포함하고, 상기 가스 분배 레벨들은 각각, 가스 분배 벽에 의해 둘러싸인 가스 분배 챔버(gas distribution chamber)와 유체공학적으로(fluidically connected) 연결되어 있는 가스 배출 개구들을 구비한 가스 분배 벽을 포함하며, 이때 상기 가스 분배 챔버 내로 가스 유입 채널이 통하고, 상기 가스 분배 레벨들의 가스 분배 챔버들은 분리 베이스에 의해 서로 분리되어 있으며, 이때 가스 유입 채널들은 특히 상기 가스 유입 부재의 원주형(columnar) 중앙 섹션 내에 배치되어 있다.
더 나아가 본 발명은 상기 유형의 가스 유입 장치를 포함하는 CVD-반응기에 관한 것이다.
석영으로 구성된 가스 유입 부재는 DE 10 2008 055 582 A1호에서 기술된다. 상기 출원서에 기술된 가스 유입 부재는, 상기 가스 유입 부재의 도면 축을 중심으로 배치되어 있는 중앙 몸체를 구비한다. 상기 가스 유입 부재의 중앙 영역 내에는 서로 동심으로 배치된 복수의 가스 유입 채널이 뻗고, 상기 가스 유입 채널들은 전체 둘레 길이에 걸쳐서 뻗는 개구들 내로 통한다. 가스 유입 채널들의 개구들에는 중앙 섹션을 환형으로 둘러싸는 가스 분배 챔버들이 연결되는데, 상기 가스 분배 챔버들은 분리 베이스들에 의해 상하로 배치된 복수의 가스 분배 레벨로 분리되어 있다. 가스 분배 챔버들 각각의 방사상 외부 가장자리는 가스 분배 벽에 의해 둘러싸여 있는데, 상기 가스 분배 벽은, 가스 배출 개구들 내로 통하는 복수의 가스 관통 개구를 포함하고, 상기 가스 배출 개구들을 통해 공정 가스들은 CVD-반응기의 공정 챔버 내로 공급될 수 있다. 복수의 가스 분배 챔버 각각의 내부로 개별적인 공정 가스가 공급될 수 있다. 서로 다른 공정 가스들은 서로 분리되어 서로 다른 높이로 가스 유입 부재에 연결되는 공정 챔버 내로 유동할 수 있다. 공정 챔버 내에는 아래에서 가열된 서셉터 상에 기판들이 놓이는데, 상기 기판들은 MOCVD-방법에 의해 Ⅲ-Ⅴ-층들 또는 Ⅳ-층들 또는 Ⅱ-Ⅵ-층들에 의해 코팅될 수 있다.
DE 100 29 110 B4호, EP 3 036 061 B1호, DE 20 2017 002 851 U1호 및 DE 10 2018 202 687 A1호로부터 석영 몸체들을 구조화하기 위한 방법들이 사전 공지되어 있다. 먼저, 연마된 표면을 갖는 석영 블랭크(quartz blank)가 레이저 빔에 의해 처리된다. 이 경우, 레이저 빔은 극초단 펄스를 생성하고 집속된다. 초점은 라이팅 운동(writing movement)으로, 예를 들어 한 줄씩, 석영 블랭크의 부피를 통과한다. 레이저 빔은 초점 내에서 임계 강도 위에 놓인 강도에 도달함으로써, 석영 재료 내에서 재료 변환이 발생한다. 그리고 나서 변환된 재료는 유체 식각액, 예를 들어 수산화칼륨 용액에 의해 제거된다. 선행 기술로부터, 이와 같은 방법에 의해 스프레이 헤드(spray head) 또는 스프레이 캔(spray can)의 노즐 몸체용 액체 채널들을 제조하는 것이 공지되어 있다. 또한, 투영 노광 장치용 컴포넌트들 내 중공 구조들을 제조하는 것이 공지되어 있다. 또한, SLE(selective laser-induced etching)로 지칭된 이와 같은 방법에 의해, 석영 유리, 붕규산 유리, 사파이어 및 루비로 구성된 투과성 부품들 내에 마이크로 채널들, 형태 보어들 및 -절단부들을 제조하는 것이 공지되어 있다. 선행 기술에는 계속해서 DE 10241964 A1호, DE 10247921 A1호, DE 102014104218 A1호 및 US 2009/0260569 A1호가 포함된다.
본 발명의 과제는 도입부에 기술된 유형의 가스 유입 부재를 사용에 바람직하도록 개선하는 것으로, 이때 특히 상기 가스 유입 부재는 더 간단하게 취급 가능하도록 형성되고, 또한, 기술적으로 더 간단하게 제조 및 조립 가능하도록 형성된다. 계속해서, 지금까지 제조 불가능했던 가스 유입 부재들의 형상들을 구현할 수 있는 방법이 제시된다.
상기 과제는 청구항들에 제시된 발명에 의해 해결되며, 이때 종속 청구항들은 각각의 독립 청구항들에 제시된 발명의 바람직한 개선예들을 나타낼 뿐만 아니라, 상기 과제의 독립적인 해결책들도 제시한다.
우선적으로 그리고 실질적으로 본 발명의 제1 양상에 따라, 상하로 배치된 바람직하게 복수의 가스 분배 레벨 중 하나 이상의 가스 분배 레벨이 유동 장벽을 포함하도록 제안된다. 유동 장벽이 가스 분배 챔버를 가스 유입 채널의 개구에 인접한 상류 섹션 및 하류 섹션으로 나누는 방식으로, 유동 장벽은 가스 분배 챔버를 통해 뻗을 수 있다. 하류 섹션은 또 다른 하나의 유동 장벽에 인접할 수 있다. 그러나 하류 섹션은 가스 분배 벽에 인접할 수도 있다. 유동 장벽은 가스 유입 채널의 개구를 포함하는 중앙 섹션을 바람직하게 환형으로 그리고 특히 바람직하게 원형으로 둘러싼다. 그러나 유동 장벽이 가스 분배 벽에 직접 인접할 수도 있다. 유동 장벽은 가스 분배 벽의 가스 관통 보어들 내로 통하는 가스 관통 채널들을 포함한다. 가스 관통 채널들은 가스 관통 보어보다 더 작은 횡단면을 갖는다. 가스 관통 채널들은 가스 관통 보어들일 수 있으며, 상기 가스 관통 보어들을 통해 공정 가스는 가스 분배 챔버의 상류 섹션으로부터 가스 분배 챔버의 하류 섹션 내로 유동할 수 있다. 유동 장벽은 압력 장벽을 형성함으로써, 상기 유동 장벽의 하류 측에서보다 상기 유동 장벽의 상류 측에서 더 높은 가스 압력이 존재한다. 그럼으로써, 유동 장벽으로부터 배출되는 가스 흐름이 상기 유동 장벽의 가스 배출면에 걸쳐서 균질화된다. 가스 관통 개구들은 바람직하게 유동 장벽의 가스 배출면 상에서 실질적으로 동일한 분포로 배치되어 있다. 유동 장벽의 가스 배출면은 바람직하게 가스 분배 벽의 가스 배출면과 동일하게 원기둥의 둘레면 및 특히 외부면이다. 개구들은 0.1 mm 미만, 0.2 mm 미만, 0.5 mm 미만, 1 mm 미만, 2 mm 미만 또는 3 mm 미만의 지름을 가질 수 있다. 그러나 유동 장벽의 가스 관통 채널들은 갭들(gaps)일 수도 있다.
본 발명의 제2 양상에 따르면, 상하로 배치된 가스 분배 레벨들 각각은 디스크형(discoid) 가스 분배 섹션에 의해 형성되고, 이때 상기 가스 분배 섹션은 바람직하게 가스 분배 몸체/-섹션에 의해 형성된다. 가스 분배 섹션은 원반형으로 형성될 수 있다. 가스 분배 벽은 분리 베이스와 재료 일치 또는 재료 결합 방식으로 연결될 수 있고, 이때 상기 분리 베이스는 원반 형태를 갖는다. 분리 베이스로부터 중앙 섹션이 비롯될 수 있다. 중앙 섹션은 특히 소켓형(socket-shaped)으로 형성되어 있고 가스 분배 챔버 내로 통하는 가스 유입 채널의 개구를 형성한다. 중앙 섹션은, 특히 하나의 평면 내에서 뻗는, 위로 향하는 넓은 측면을 가질 수 있고, 이때 이와 같은 연장 평면 내에서 가스 분배 벽의 상부 가장자리도 뻗을 수 있다. 가스 분배 몸체들/-섹션들은 특히 실질적으로 동일하게 형성되어 있다. 가스 분배 몸체들/-섹션들은 바람직하게 평면의 하부 측을 갖는다. 하부 가스 분배 몸체/-섹션의 중앙 섹션의 넓은 측면이 상부 가스 분배 몸체/-섹션의 분리 베이스의 하부 측에 평평하게 인접하도록, 가스 분배 몸체들/-섹션들은 상하로 겹쳐서 놓일 수 있다. 또한, 이 경우 특히, 가스 분배 벽의 위로 향하는 상부 측은 분리 베이스의 하부 측에 밀봉 방식으로 인접함으로써, 두 개 이상의 가스 분배 몸체/-섹션을 서로 겹쳐서 놓을 때 하나의 가스 분배 챔버가 아래로 그리고 위로 각각 분리 베이스에 의해 폐쇄된다. 가스 분배 챔버들은 바람직하게 오로지 방사 방향으로만 개방되어 있고, 이때 가스 분배 챔버는 방사상 외부 방향으로 가스 분배 벽의 가스 관통 개구들에 의해 개방되어 있고 방사상 내부 방향으로 가스 유입 채널의 개구에 의해 개방되어 있다. 또한, 가스 분배 몸체들/-섹션들 중 적어도 몇몇 가스 분배 몸체들/-섹션들은 자체 중앙 섹션 내에 관통 개구를 포함한다. 관통 개구는 상부 넓은 측면 쪽으로 그리고 분리 베이스의 하부 측 쪽으로 개방되어 있음으로써, 상기 관통 개구는 하부 가스 분배 몸체/-섹션의 가스 채널의 개구를 상부 가스 분배 몸체/-섹션의 관통 개구와 연결할 수 있다. 그에 따라 상하로 배치된 복수의 가스 관통 개구는 가스 유입 채널을 형성한다.
본 발명의 또 다른 한 가지 양상은 가스 유입 부재 내에서 중앙 개구의 배치와 관련이 있는데, 상기 중앙 개구는 플러싱 채널(flushing channel) 또는 고정 나사의 고정 개구일 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 가지 양상은 고정 섹션에서 가스 유입 부재의 고정과 관련이 있다. 고정 섹션은 반응기 벽의 덮개부에 고정될 수 있고, 이때 상기 덮개부는 반응기의 유지 보수를 위해 반응기 하우징의 하부로부터 분리될 수 있다. 이 경우, 가스 유입 부재는 공정 챔버로부터 들어올려진다. 본 발명에 따르면, 가스 유입 부재는 상기 가스 유입 부재의 고정 개구를 관통하는 고정 수단에 의해 고정 섹션에 고정되어 있다. 특히, 가스 분배 레벨들은 실질적으로 디스크형 가스 분배 몸체들/-섹션들에 의해 형성되어 있다. 가스 분배 몸체들/-섹션들을 통해, 나사일 수 있는 고정 요소를 수용하기 위한 고정 개구가 뻗는다. 고정 개구는 가스 분배 몸체들/-섹션들의 중앙 섹션 내에서 뻗는 중앙 개구일 수 있다. 가스 분배 몸체들/-섹션들은 재료 결합 방식으로 서로 연결될 수 있다. 그러나 가스 분배 몸체들/-섹션들은 재료 일치 방식으로 서로 연결될 수도 있다. 그에 따라 전체 가스 유입 부재는 여러 부품으로 이루어질 수 있다. 그러나 가스 유입 부재가 일체형으로 제조될 수도 있다. 가스 유입 부재는 바람직하게 회전 대칭 몸체로서 형성되어 있고 중앙 고정 개구를 구비하는데, 이때 상기 고정 개구를 중심으로 둘레 방향으로, 서로 다른 가스 분배 레벨들 내로 통하는 복수의 가스 유입 채널이 뻗을 수 있다. 그러나 중앙 고정 개구에 대해 대안적으로, 또는 중앙 고정 개구와 조합되어, 가스 유입 부재를 고정면에 고정할 수 있는 분산형 편심 고정 개구들이 제공될 수도 있다. 분산형 고정 개구들은 특히, 방사상 가스 분배 벽 위로 돌출하는 플랜지 섹션(flange section)에 배치될 수 있다. 이와 같은 플랜지 섹션에 의해 가스 유입 부재는 캐리어에 고정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 가지 양상에 따르면, 가스 유입 부재의 원주형 중앙 섹션에 의해 형성되어 있는 가스 유입 채널들은 서로 동심으로 진행하지 않고, 오히려 각각 서로 분리되어, 도면 축일 수 있는 축을 중심으로 둘레 방향으로 배치되어 있다. 가스 유입 채널들은 본 발명에 따라 중앙 섹션의 횡단 평면 내에서 서로 나란히 놓인다. 서로 다른 가스 유입 채널들의 개구들은 중앙 섹션을 중심으로 둘레 방향으로 서로 오프셋(offset) 되어 배치되어 있다. 개구들은 바람직하게 방사상 외부 방향으로 향한다. 이와 같은 형성예의 경우, 특히, 중앙 섹션은 하나 이상의 유동 장벽에 의해 둘러싸여 있음으로써, 둘레면 상에서 뻗는 상기 유동 장벽의 가스 관통 개구들로부터 실질적으로 둘레 방향으로 균일하게 분포한 가스 스트림(gas stream)이 방출될 수 있는데, 상기 가스 스트림은 가스 분배 챔버의 하류 섹션 내로 통하며, 상기 하류 섹션으로부터 공정 가스가 가스 분배 벽의 관통 개구를 통해 공정 챔버 내로 유동할 수 있다.
전술된 설명에 따라 본 발명에 따라 형성된 가스 유입 부재는 석영으로 구성될 수 있다. 그러나 가스 유입 부재는 금속, 특히 스테인리스 강으로 구성될 수도 있다. 가스 유입 부재가 스테인리스 강 또는 다른 금속으로 제조되는 경우, 상기 가스 유입 부재는 바람직하게 여러 부품으로 제조되는데, 이때 상기 가스 유입 부재의 단일 부품들은 형상 결합 방식으로, 예를 들어 나사 연결에 의해, 또는 재료 결합 방식으로, 예를 들어 용접 심에 의해 서로 연결되어 있다. 가스 관통 개구들은 천공에 의해 생성될 수 있다. 그러나 본 발명의 바람직한 하나의 형성예에서 가스 유입 부재는 석영으로 제조된다. 이 경우에도, 가스 유입 부재의 개별 구성 부품들, 즉 가스 분배 벽들, 분리 베이스들, 소켓형 중앙 섹션들 및 유동 장벽들을 각각 서로 분리하여 제조하고, 그런 다음 적합한 재료 결합 수단들, 즉 예를 들어 붕규산 유리에 의해 연결할 수 있다. 마찬가지로 바람직한 하나의 형성예에서 가스 유입 부재는, 일체형으로 형성될 수 있는, 상하로 배치된 복수의 디스크형 가스 분배 몸체로 구성된다. 가스 분배 몸체들은 디스크형 석영 몸체로부터 가공될 수 있는데, 이때 이를 위해 특히 SLE-방법(selective laser-induced etching)이 사용된다. 이와 같은 방법의 경우, 제1 공정 단계에서 균질 석영 출발 몸체의 국부적인 재료 변환이 실시된다. 이를 위해 극초단 펄스의 레이저 빔이 마이크로미터 범위 내에 놓인 초점에 집속되고, 이때 석영 가공품에 대해 상대적인 상기 레이저 빔의 운동에 의해 상기 초점은 라이팅 방식으로 석영 몸체의 부피를 통해 지나간다. 다중 광자 공정을 통해 레이저 빔의 초점 내에서 석영 재료의 재료 변환이 이루어진다. 이와 같은 방식으로 변환된 재료는 제2 공정 단계에서 식각액에 의해 제거될 수 있다. 식각액으로는 바람직하게 액체, 예를 들어 KOH가 고려된다. 이와 같은 방법에 의해 디스크형 석영 본체 내에서 가스 분배 벽, 상기 가스 분배 벽의 가스 관통 개구들, 중앙 소켓, 상기 중앙 소켓의 가스 공급관들 및 중앙 섹션과 가스 분배 벽 사이에 뻗는 유동 장벽 및 상기 유동 장벽의 관통 개구가 제조될 수 있다. 그런 다음 상기 방식으로, 재료 일치 방식으로 제조된 디스크형 가스 분배 몸체들/-섹션들은 상하로 겹쳐서 놓이고 특히 재료 결합 방식으로 서로 연결될 수 있다. 본 발명의 특히 바람직한 하나의 변형예에서 가스 분배 몸체들은 재료 일치 방식으로 서로 연결되어 있다. 단일한 석영 블랭크로부터 제조된, 상기 유형의 일체형 가스 유입 부재를 제조하기 위해서는 마찬가지로 앞에서 기술된 SLE-방법이 사용된다. 이와 같은 제조 방법의 경우, 먼저, 연마된 표면을 갖는 순수 석영 몸체가 제조된다. 그런 다음 집속된 레이저 빔에 의해 중공들이 조사된다. 그리고 나서 조사된 재료는 식각액에 의해 제거된다. 가스 유입 부재가 위에 언급된 플랜지 섹션을 구비하는 경우, 상기 플랜지 섹션은 재료 일치 방식으로 가스 분배 몸체들과 연결될 수 있고 마찬가지로 SLE-방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예는 다음에서 첨부된 도면들에 의해 설명된다:
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 가스 유입 부재(2)를 구비한 CVD-반응기의 실질적으로 개략적인 구성을 종단면도로 보여주고,
도 2는 상하로 배치되어 가스 유입 부재(2)를 형성하는 다섯 개의 가스 분배 몸체(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)의 사시도를 보여주며,
도 3은 가스 유입 부재의 측면도를 보여주고,
도 4는 제2 실시예의 가스 유입 부재를 도 1에 따른 도면으로 보여주며,
도 5는 도 4의 섹션 V의 확대도를 보여주고,
도 6은 도 4의 선 Ⅵ-Ⅵ에 따른 단면도를 보여주며,
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 가스 유입 부재를 보여주고,
도 8은 또 다른 하나의 실시예의 가스 유입 부재를 도 5와 유사한 도면으로 보여주며,
도 9는 또 다른 하나의 실시예의 가스 유입 부재를 도 5와 유사한 도면으로 보여준다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 가스 유입 부재(2)를 구비한 CVD-반응기의 실질적으로 개략적인 구성을 종단면도로 보여주고,
도 2는 상하로 배치되어 가스 유입 부재(2)를 형성하는 다섯 개의 가스 분배 몸체(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)의 사시도를 보여주며,
도 3은 가스 유입 부재의 측면도를 보여주고,
도 4는 제2 실시예의 가스 유입 부재를 도 1에 따른 도면으로 보여주며,
도 5는 도 4의 섹션 V의 확대도를 보여주고,
도 6은 도 4의 선 Ⅵ-Ⅵ에 따른 단면도를 보여주며,
도 7은 본 발명의 제2 실시예의 가스 유입 부재를 보여주고,
도 8은 또 다른 하나의 실시예의 가스 유입 부재를 도 5와 유사한 도면으로 보여주며,
도 9는 또 다른 하나의 실시예의 가스 유입 부재를 도 5와 유사한 도면으로 보여준다.
도 1은, 복수의 기판(21)상으로 특히 반도전층이 증착될 수 있는, CVD-증착 공정을 실시할 수 있는 공정 챔버(20)가 제공되어 있는 CVD-반응기의 실질적으로 개략적인 구성을 보여준다. 기판들(21)은 Ⅲ-V-화합물들, 실리콘, 사파이어 또는 다른 적합한 재료로 구성될 수 있다. 기판상으로, Ⅳ-주족, Ⅲ-V-주족 또는 Ⅱ-Ⅵ-주족의 원소들로 구성될 수 있는 하나 또는 복수의 층이 증착된다. 가스 유입 부재(2)를 통해 캐리어 가스, 예를 들어 H2 또는 희가스에 의해 서로 다른 공정 가스들이 공정 챔버(20) 내로 유입되고, 이때 상기 공정 가스들은 V-주족, Ⅳ-주족의 수소화물들 또는 Ⅳ-주족 또는 Ⅲ-주족의 금속 유기 화합물들을 함유할 수 있다. 기판들(21)을 지지하는, 코팅된 흑연 등으로 구성된 서셉터(19)는 아래쪽으로부터 가열 장치(24)에 의해 공정 온도로 제공됨으로써, 가스 유입 부재에 의해 공정 챔버(20)의 중심으로 공급된 공정 가스들은 상기 중심을 둘러싸며 원형으로 배치된 기판들의 표면들 상에서 열 분해되어, 특히 단결정층을 형성한다. 공정 챔버(20)를 방사 방향으로 관류하는 공정 가스는 서셉터(19)를 둘러싸는 가스 배출구(22)를 통해 상기 공정 챔버(20)를 벗어나는데, 상기 가스 배출구는 도면에 도시되지 않은 진공 펌프에 연결되어 있다.
서셉터(19)는 지지 디스크(32) 상에 놓이고, 상기 지지 디스크는 재차 지지 튜브(33)에 의해 지지 된다. 도면에 도시되지 않은 수단에 의해 도 1에서 단지 개략적으로만 도시된 서셉터(19)는 축을 중심으로 회전한다.
도면 부호 34는 가열 장치(24)와 서셉터(19) 사이의 확산 장벽을 나타낸다.
반응기 하우징(1) 내부에는 공정 챔버 커버(23)가 위치하고, 상기 공정 챔버 커버를 통해 고정 섹션(3)이 공정 챔버(20) 내로 돌출한다. 금속, 특히 스테인리스 강으로 구성될 수 있는 고정 섹션(3)에는 가스 유입 부재(2)가 고정되어 있다.
가스 유입 부재(2)는 금속, 특히 스테인리스 강으로 구성될 수 있다. 그러나 바람직하게 가스 유입 부재(2)는 석영으로부터 제조된다. 가스 유입 부재(2)는 금속, 특히 비철 금속 또는 스테인리스 강으로 구성될 수 있다. 그러나 바람직하게 가스 유입 부재(2)는 세라믹 재료 및 특히 바람직하게 석영으로부터 제조된다.
도 1에 도시된 가스 유입 부재(2)의 경우, 가스 배출 개구들을 포함하는 상기 가스 유입 부재(2)의 하부 섹션은 서셉터(19)의 리세스(25) 내에 삽입되어 있다. 플랜지 섹션(36)을 형성하는 가스 유입 부재(2)의 상부는 하부 영역과 재료 일치 방식으로 연결될 수 있다. 가스 유입 부재(2)의 중심을 통해 플러싱 채널(17')을 형성하는 관통 개구가 진행한다. 도면 부호 35에 의해서는 개략적으로 고정 개구들이 도시되어 있으며, 상기 고정 개구들에 의해 가스 유입 부재(2)는 고정 개구(35)를 통해 맞물리는 나사들에 의해 캐리어에 고정될 수 있다.
도 4에 도시된 실시예의 경우, 하부 섹션(3'') 및 상부 섹션(3''')을 포함하는 고정 섹션(3)이 도시되어 있다. 그러나 섹션(3'')은 본 도면에서도 가스 유입 부재(2)의 재료 일치 방식의 구성 부품일 수 있다. 본 도면에서 고정 개구들(35) 내에는 상부 섹션(3''')의 나사형 보어들 내로 나사 결합되어 있는 고정 나사들이 도시되어 있다.
고정 섹션(3)은 실질적으로 평면의 고정면(3')을 갖는데, 상기 고정면은 아래로, 즉 서셉터(19) 쪽으로 향한다. 본 실시예의 경우, 고정면(3')의 중앙 영역 내에는 중심을 둘러싸며 배치된 다섯 개의 가스 채널이 위치하고, 상기 가스 채널들은 각각 가스 유입 부재(2)의 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)과 연결되어 있다. 가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)은, 그 내부에 회전 고정 방식으로(rotationally fixed manner) 너트(28)가 조립된 고정 개구(27)를 둘러싸는데, 상기 너트는 스프링(29) 상에 지지 된다. 너트(28) 내로 고정 나사(30)의 나사 샤프트가 나사 결합되어 있고, 상기 고정 나사의 헤드는, 특히 석영으로 구성된 베이스 플레이트(base plate)(31)에 지지 된다. 서셉터(19)의 리세스(25) 내로 돌출하는 베이스 플레이트(31)와 고정 섹션(3)의 고정면(3') 사이에는, 실질적으로 동일하게 형성되어 있지만 중앙 섹션(15)의 디자인 관점에서 서로 구분되는 다섯 개의 디스크형 가스 분배 몸체(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)가 위치한다. 베이스 플레이트(31)도 세라믹 재료, 비철 금속 및 특히 스테인리스 강으로 구성될 수 있다. 상하로 배치된 가스 분배 몸체들(4.1 내지 4.5)은 서로 다른 목적을 위해 이용된다. 두 개의 상부 가스 분배 몸체(4.1, 4.2)를 통해서는 공정 챔버(20)를 세척하기 위한 Cl2가 상기 공정 챔버(20) 내로 공급될 수 있다. 하부 가스 분배 몸체들(4.3 내지 4.5)을 통해서는 공정 가스들이 공정 챔버(20) 내로 공급될 수 있다.
도면들에는, 최상부에 배치된 가스 분배 몸체(4.1)의 상부 가장자리를 고정면(3')에 대해 밀봉하는 시일이 도시되어 있지 않다. 도 4에서 3”에 의해 표시된 섹션은 시일 어댑터(seal adapter)를 형성할 수 있다.
도 2에 도시된 가스 분배 몸체들/-섹션들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)은 각각 원반형 베이스 플레이트를 포함하고, 상기 베이스 플레이트들은 상하로 배치된 가스 분배 몸체들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)을 서로 분리하는 분리 베이스(11)를 형성한다.
분리 베이스(11)의 원형 가장자리로부터 원형 가스 분배 벽(6)이 뻗는데, 상기 가스 분배 벽은 균일하게 배치된 복수의 가스 관통 보어(13)를 포함한다. 가스 관통 보어들(13)은 3 mm 미만 및 특히 1 mm 미만의 지름을 갖는다. 방사 방향으로 뻗는 가스 관통 보어들(13)은 각각 가스 배출 개구(7) 내로 통한다. - 도면 축을 기준으로 - 가스 유입 부재(2)의 축 방향으로 측정된 가스 분배 몸체(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)의 높이는 5 mm 내지 2 cm일 수 있다. - 도면 축을 기준으로 - 방사 방향으로 뻗는 가스 분배 벽(6)의 폭도 마찬가지로 0.5 cm 내지 2 cm의 범위 내에 놓일 수 있다. 그러나 가스 분배 벽(6)의 벽 두께는 0.5 cm 미만 및 특히 1 mm일 수도 있다.
가스 분배 벽(6)은 중앙 섹션(15)을 중심으로 뻗는 가스 분배 챔버(8)를 둘러싼다. 본 실시예의 경우, 가스 분배 챔버(8)는 세 개의 환형 섹션(8', 8'' 및 8''')으로 분할되어 있다. 가스 분배 챔버(8)의 제1 섹션(8')은 가스 분배 벽(6)으로부터, 상기 가스 분배 벽(6)에 대해 동심으로 배치되어 있는 유동 장벽(12)까지 뻗는다. 유동 장벽(12)에 의해 둘러싸인 가스 분배 챔버(8)의 섹션(8'')의 방사상 내부에는 마찬가지로 가스 분배 벽(6)에 대해 동심으로 진행하는 제2 유동 장벽(12')이 뻗고, 상기 제2 유동 장벽은 중앙 섹션(15)에 인접하는 가스 분배 챔버(8)의 섹션(8''')을 둘러싼다. 유동 장벽들(12, 12')은 가스 분배 벽(6)과 동일한 높이를 갖고 본 실시예에서는 동일한 방사상 폭도 갖는다. 이웃한 두 개의 유동 장벽(12, 12') 사이 또는 중앙 섹션(15)과 유동 장벽(12') 사이 또는 유동 장벽(12)과 가스 분배 벽(6) 사이의 간격은 유동 장벽들(12, 12') 또는 가스 분배 벽(6)의 벽 두께보다 더 크다. 가스 분배 챔버(8)의 섹션들(8', 8'', 8''')의 방사상 폭은 특히 1 cm보다 더 크다. 유동 장벽들(12, 12')의 벽 두께는 서로 다를 수 있다. 벽 두께는 유동 장벽들(12, 12') 사이의 중간 공간들(8', 8'', 8''')의 방사상 연장부보다 더 클 수도 있다. 가스 분배 챔버(8)의 섹션들(8', 8'', 8''')의 방사상 폭은 5 mm 미만일 수도 있다.
도 9에 도시된 실시예의 경우, 유동 장벽(12''')은 심지어 가스 분배 벽(6)에 직접 인접한다.
도 2에 도시된 실시예의 경우, 환형 유동 장벽들(12, 12')은 균일한 둘레 분포로 배치되어 있는 가스 관통 보어들(14, 14')을 포함한다. 가스 관통 보어(14, 14')들은 가스 관통 보어(13)가 갖는 것과 동일한 지름을 가질 수 있다. 그러나 내부 유동 장벽(12')의 가스 관통 보어들(14')은 외부 유동 장벽(12)의 가스 관통 보어들(14)보다 더 작은 지름을 갖고, 가스 분배 벽(6)의 가스 관통 보어들(13)은 유동 장벽(12)의 가스 관통 보어들(14)보다 더 큰 지름을 가질 수도 있다. 유동 장벽들(12, 12')은 가스 분배 챔버(8)의 상류 섹션과 하류 섹션 사이의 압력차를 야기한다.
특히, 유동 장벽들(12, 12')의 가스 관통 보어들(14, 14')은 서로 오프셋 되어 있고 서로 정렬되어 있지 않다. 상응한 사실은 유동 장벽들(12)의 가스 관통 보어들(14)과 가스 분배 벽(6)의 가스 관통 보어들(13)에 대해서도 적용된다. 가스 관통 보어들(14)은 가스 관통 보어들(13)에 대해 오프셋 되어 진행하고 정렬되어 있지 않다.
중앙 섹션(15)은 소켓으로서 형성되어 있고 유동 장벽들(12, 12') 또는 가스 분배 벽(6)과 동일한 축 방향 높이를 가짐으로써, 상기 유동 장벽들(12, 12') 및 상기 가스 분배 벽의 상부 측들은, 상기 소켓(15)의 넓은 측면이 뻗는 것과 동일한 평면 내에 놓인다.
각각의 소켓은 개구(10)를 포함하고, 상기 개구에 의해 개별적인 가스 분배 몸체(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)에 할당된 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)은 가스 분배 챔버(8)의 방사상 내부에 놓인 섹션(8”) 내로 통한다. 개구들(10)은 상부 가스 분배 몸체의 분리 베이스(11)의 상부 측으로부터 분리 베이스(11)의 하부 측까지 뻗을 수 있다.
도 4에 도시된 실시예의 경우, 최상부에 배치된, 고정면(3')에 직접 연결되는 가스 분배 몸체(4.1)는, 각각 가스 유입 채널(9.2, 9.3, 9.4, 9.5)에 할당되어 있는, 고정 개구(17)를 중심으로 둘레 방향으로 배치된 네 개의 관통 개구(16)를 포함한다. 최상부 가스 분배 몸체/-섹션(4.1)에 할당된 가스 유입 채널(9.1)은, 그 앞에 격벽(18)이 위치하는 개구(10) 내로 통한다.
도 1에 도시된 실시예의 경우, 최상부에 배치된 가스 분배 몸체(4.1)의 상부 측은 그 내부에 복수의 가스관(5)이 뻗는 플랜지 섹션(36)과 재료 일치 방식으로 연결될 수 있다.
위에서 볼 때 제2의 가스 분배 몸체(4.2)는, 각각 가스 유입 채널들(9.3, 9.4 및 9.5)에 할당되는 단지 세 개의 관통 개구(16)만을 포함한다. 여기서 가스 유입 채널(9.2)은, 그 앞에 마찬가지로 격벽(18)이 위치하고 가스 분배 몸체(4.1)의 개구(10)에 대해 둘레 방향으로 오프셋 되어 배치되어 있는 개구(10) 내로 통한다.
가스 분배 몸체(4.2) 아래에 배치된 가스 분배 몸체(4.3)는, 가스 유입 채널들(9.4 및 9.5)에 할당되어 있는 단지 두 개의 관통 개구(16)만을 포함한다. 여기서 가스 유입 채널(9.3)은 가스 유입 몸체(4.2)의 개구(10)에 대해 오프셋 되어 배치되어 있는 개구(10) 내로 통한다.
가스 분배 몸체(4.3) 아래에 배치된 가스 분배 몸체(4.4)는, 가스 유입 채널(9.5)에 할당되어 있는 단지 한 개의 관통 개구(16)만을 포함한다. 여기서 가스 유입 채널(9.5)은 가스 유입 채널(4.3)의 개구(10)에 대해 둘레 방향 오프셋 되어 배치되어 있는 개구(10) 내로 통한다.
최하부에 배치된 가스 분배 몸체(4.5)는 관통 개구(16)를 포함하지 않는다. 최하부에 배치된 가스 분배 몸체(4.5)의 중앙 섹션(15) 내에서 가스 유입 채널(9.5)은 재차 둘레 방향 오프셋 되어 배치된 개구(10) 내로 통한다.
모든 가스 분배 몸체들(4.1 내지 4.5)의 개구들(10)은 가스 유입 부재(2)의 도면 축을 기준으로 서로 다른 방위각 방향으로 통한다.
최하부에 배치된 가스 분배 몸체/-섹션(4.5)의 하부에는 고정 나사(30)의 나사 헤드를 수용하기 위한 오목부를 구비한 베이스 플레이트(31)가 위치한다.
오로지 고정 섹션(3)으로부터 고정 나사(30)를 해제함으로써 가스 유입 부재(2)가 제거 가능한 사실이 바람직한 것으로 간주된다.
또한, 개별 가스 분배 몸체들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)이 각각 "충분히" 석영 블랭크로부터 가공될 수 있다는 사실이 바람직한 것으로 간주된다. 또한, 이 경우에 재료 일치 방식으로 서로 연결된 가스 분배 몸체들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)을 구비한 전체 가스 유입 부재(2)가 단 하나의 블랭크로부터 가공될 수 있다는 사실이 바람직한 것으로 간주된다. 이 경우에 가스 분배 몸체들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4 및 4.5)은 가스 유입 부재(2)의 재료 일치 방식으로 서로 연결된 가스 분배 섹션들이다.
가스 유입 부재(2)를 제조하기 위해서는 바람직하게, 강하게 집속된 극초단 펄스의 레이저 빔에 의해 말하자면 라이팅 방식으로 석영 블랭크의 부피 영역들이 재료 변경되는, 위에서 이미 언급된 SLE-방법이 사용된다. 이와 같은 부피 영역들은 가스 관통 보어들(13), 가스 관통 보어들(14 및 14'), 가스 분배 챔버(8)의 섹션들(8', 8'', 8'''), 가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5), 상기 가스 유입 채널들의 개구들(10) 및 고정 개구(17)이다. 재료 변환이 이루어진 이후에 변환된 재료는 식각액에 의해 석영 몸체로부터 용해된다. 가스 유입 부재(2)의 도 1에 도시된 실시예는 SLE-방법에서 전체적으로 하나의 블랭크로부터 제조될 수 있다.
이와 같은 제조 방법에 의해 조립될 부재들이 최소화된다는 사실이 특히 바람직한 것으로 간주된다.
도 7에 도시된 실시예는 상하로 배치된 두 개의 가스 분배 챔버(8)를 구비한 가스 유입 부재(2)이고, 이때 상기 가스 분배 챔버들(8)은 유동 장벽(12)에 의해 두 개의 섹션, 말하자면 상류 섹션(8'') 및 하류 섹션으로 분할되어 있다. 그러나 각각 가스 채널로부터 가스를 공급받을 수 있는 복수의 가스 분배 챔버가 상하로 배치될 수도 있다. 각각의 가스 분배 챔버(8) 내로 하나의 가스 채널(9.1, 9.2)이 통한다. 가스 유입 부재(2)의 실질적으로 원기둥의 몸체는 자체 원기둥 외부면 상에 가스 관통 보어들(13, 14, 14')을 포함하고 그럼으로써, 가스 분배 벽(6)을 형성한다. 두 개의 가스 분배 챔버(8)는 분리 베이스(11)에 의해 서로 분리되어 있다. 베이스 플레이트(31)는 하부 가스 분배 챔버(8)의 베이스를 형성한다.
가스 유입 부재(2)는 일체형 석영 부재로 구성된다. 중공들은 SLE-방법에서 제조된다.
도 8은, 유동 장벽(12)이 가스 분배 벽들(6)보다 더 낮은 높이를 갖는 가스 유입 부재(2)의 또 다른 하나의 변형예를 보여준다. 분리 베이스(11)의 하부 측과 환형 유동 장벽(12)의 상부 측 사이에는 가스 관통 채널(14'')이 형성된다. 이 경우 주변을 둘러싸는 갭이 고려된다. 그러나 도면에 도시되지 않은 변형예에서는 이와 같은 갭이 방위각 방향으로 리지(ridge)에 의해 분할될 수도 있다.
도 9에 도시된 실시예의 경우, 유동 장벽(12'')은 가스 분배 벽(6)에 직접 인접한다. 이와 같은 실시예의 경우, 작은 횡단면을 갖는 가스 관통 보어들(14)은 가스 배출 개구(7)까지 뻗는 더 큰 횡단면의 가스 관통 보어(13) 내로 통한다.
실시예들에서 내장형의 유동 장벽들(12, 12', 12'')은 압력 장벽을 형성한다. 가스 유입 채널들(9.1 내지 9.5)의 개구들(10)은 가스 분배 벽(6)의 프로파일에 대해 편심으로 배치되어 있다. 그에 따라 개구와 가스 관통 보어들(13) 사이의 유동 구간은 서로 다르다. 개구(10)의 편심 배치에 의해 가스 배출 개구들(7)로부터 공정 챔버(20) 내로 불균일한 가스 스트림이 유입되는 상황을 방지하기 위해, 가스 관통 채널들(14, 14', 14'')이 크기 설정되는데, 그 결과 가스 분배 챔버(8)의 외부에서보다 가스 분배 챔버(8) 내부에서 더 높은 압력이 형성되고, 이와 같은 과압은 유동 장벽들(12, 12', 12'')이 공정 챔버(20) 내로 흐르는 공정 가스 스트림을 균질화할 만큼 충분히 크다. 다른 말로 하면: 원기둥 외부면에 의해 형성된 가스 배출면의 전체 둘레 길이에 걸쳐서 공정 챔버 내로 단위 면적당 동일한 가스량이 흐른다.
전술된 실시예들은 본 출원서가 전체적으로 포괄하는 발명들을 설명하기 위해 이용되는데, 상기 발명들은 적어도 다음 특징 조합들에 의해 선행 기술을 각각 독립적으로도 개선하며, 이때 두 개, 복수의 또는 모든 이와 같은 특징 조합은 서로 조합될 수도 있다:
하나 이상의 가스 분배 챔버(8) 내에서 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)와 가스 분배 벽(6) 사이에, 하나 또는 복수의 가스 관통 채널(14, 14')을 포함하는 하나 이상의 제1 유동 장벽(12, 12')이 뻗는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
유동 장벽(12, 12')은 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)를 포함하는 중앙 섹션(15)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
두 개 이상의 유동 장벽(12, 12')은 유동 방향으로 연속적으로 배치되어 있고, 이때 상기 두 개 이상의 유동 장벽(12, 12') 및 특히 가스 분배 벽(6)은 중앙 섹션(15)을 중심으로 동심으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
하나 이상의 유동 장벽(12, 12')은 가스 분배 챔버(8)를 상류 섹션(8'', 8''') 및 하류 섹션(8', 8'')으로 나누거나, 또는 유동 장벽(12'')은 가스 관통 채널들(14)을 포함하고, 상기 가스 관통 채널들은 가스 배출 개구들(7) 내로 통하는 가스 분배 벽(6)의 더 큰 횡단면의 가스 관통 보어들(13)에 직접 인접하는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
각각의 가스 분배 레벨은 디스크형 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)으로 형성되어 있고, 가스 분배 벽(6)은 적어도 밀봉 방식의 접촉에 의해 분리 베이스(11)의 가장자리와 서로 연결되어 있으며, 상기 분리 베이스(11)로부터 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)를 포함하는 중앙 섹션(15)이 비롯되고, 이때 하부 가스 분배 섹션(4.2, 4.3, 4.4, 4.5)의 중앙 섹션(15)의 위로 향하는 넓은 측면(15')은 상부 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4)의 분리 베이스(11)의 하부 측에 평평하게 인접하거나 상기 분리 베이스의 하부 측과 연결되어 있고, 상기 상부 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4)의 중앙 섹션(15)의 관통 개구(16)는 상기 하부 가스 분배 섹션(4.2, 4.3, 4.4, 4.5)의 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)와 유체공학적으로 연결되어 있고 상부 넓은 측면(15') 쪽으로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
분리 베이스(11)는 중앙 섹션(15) 및/또는 가스 분배 벽(6)과 재료 일치 방식으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
중앙 섹션(15)은 소켓에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
각각의 가스 분배 레벨은 디스크형 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)에 의해 형성되어 있고 전체 가스 유입 부재(2)를 통해 뻗는 개구(17, 17')가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
개구(17)는 고정 섹션(3)에 가스 유입 부재(2)를 고정하기 위한 고정 개구를 형성하거나, 또는 개구(17)는 플러싱 채널(17')을 형성하는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
상하로 배치된 디스크형 가스 분배 섹션들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)은 특히 재료 일치 방식으로 또는 재료 결합 방식으로 서로 연결된 가스 분배 몸체들인 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)은 중앙 섹션(15)의 횡단 평면 내에서 서로 나란히 놓이고 서로 다른 가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구들(10)은 상기 중앙 섹션(15)을 중심으로 둘레 방향으로 서로 오프셋 되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)은 중앙 고정 개구(17)를 중심으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
가스 유입 부재(2)는 석영으로 구성되고, 재료 일체형 가스 분배 몸체들/-섹션들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5) 또는 재료 일체형 가스 유입 부재(2)는, 집속된 레이저 빔의 초점 내에서 재료 변환이 발생하고 변환된 재료는 식각액에 의해 제거되는 선택적 레이저 유도 에칭 방법에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치.
가스 분배 몸체들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5) 또는 복수의 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)을 포함하는 가스 유입 부재(2)는 각각 일체형으로 선택적 레이저 유도 에칭에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 방법.
가스 분배 챔버로부터 배출되는 공정 가스 스트림이 개별 가스 관통 보어들(13) 쪽으로 서로 다른 길이의 유동 구간들을 통과하고 가스 분배 챔버(8) 내에 있는 하나 이상의 유동 장벽(12, 12', 12'')이 가스 배출 개구들(7)로부터 배출되는 공정 가스의 균질화를 야기하도록, 개구(10)가 가스 분배 챔버(8) 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 방법.
공개된 모든 특징들은 (그 자체로, 그러나 서로 조합된 상태로도) 본 발명에서 중요하다. 그에 따라, 우선권 서류들의 특징들을 본 출원서의 청구범위에 수용할 목적으로도, 본 출원서의 공개 내용에는 관련된/첨부된 우선권 서류들(예비 출원서의 사본)의 공개 내용도 전체적으로 포함된다. 특히 종속 청구항들에 기초하여 부분 출원을 실시하기 위해, 종속 청구항들은, 인용 청구항의 특징들 없이도, 자체 특징들에 의해 선행 기술의 독립적이고 진보적인 개선예들을 특징 짓는다. 각각의 청구항에 제시된 발명은 추가로, 전술된 상세 설명에서, 특히 도면 부호들이 제공되고 그리고/또는 도면 부호 목록에 제시된 하나 또는 복수의 특징을 포함할 수 있다. 또한, 특히 특징들이 개별적인 사용 목적을 위해 명백히 불필요하거나 기술적으로 동일하게 작용하는 다른 수단에 의해 대체될 수 있는 경우에 한 해, 본 발명은 전술된 상세 설명에서 언급된 개별 특징들이 구현되어 있지 않은 디자인 형태들과도 관련이 있다.
1 CVD-반응기
2 가스 유입 부재
3 고정 섹션
3' 고정면
4.1 가스 분배 몸체/-섹션
4.2 가스 분배 몸체/-섹션
4.3 가스 분배 몸체/-섹션
4.4 가스 분배 몸체/-섹션
4.5 가스 분배 몸체/-섹션
5 가스 공급관
6 가스 분배 벽
7 가스 배출 개구
8 가스 분배 챔버
8' 하류 섹션
8'' 하류 섹션
8'''상류 섹션
9.1 가스 유입 채널
9.2 가스 유입 채널
9.3 가스 유입 채널
9.4 가스 유입 채널
9.5 가스 유입 채널
10 개구
11 분리 베이스
12 유동 장벽
12' 유동 장벽
13 가스 관통 보어
14 가스 관통 채널
14' 가스 관통 채널
14'' 가스 관통 채널
15 중앙 섹션, 소켓
15' 넓은 측면
16 관통 개구
17 고정 개구
17' 플러싱 채널
18 격벽
19 서셉터
20 공정 챔버
21 기판
22 가스 배출구
23 공정 챔버 커버
24 가열 장치
25 리세스
26 가스 배출 개구
27 고정 개구
28 너트
29 스프링
30 고정 나사
31 베이스 플레이트
32 지지 디스크
33 지지 튜브
34 확산 장벽
35 고정 개구
36 플랜지 섹션
2 가스 유입 부재
3 고정 섹션
3' 고정면
4.1 가스 분배 몸체/-섹션
4.2 가스 분배 몸체/-섹션
4.3 가스 분배 몸체/-섹션
4.4 가스 분배 몸체/-섹션
4.5 가스 분배 몸체/-섹션
5 가스 공급관
6 가스 분배 벽
7 가스 배출 개구
8 가스 분배 챔버
8' 하류 섹션
8'' 하류 섹션
8'''상류 섹션
9.1 가스 유입 채널
9.2 가스 유입 채널
9.3 가스 유입 채널
9.4 가스 유입 채널
9.5 가스 유입 채널
10 개구
11 분리 베이스
12 유동 장벽
12' 유동 장벽
13 가스 관통 보어
14 가스 관통 채널
14' 가스 관통 채널
14'' 가스 관통 채널
15 중앙 섹션, 소켓
15' 넓은 측면
16 관통 개구
17 고정 개구
17' 플러싱 채널
18 격벽
19 서셉터
20 공정 챔버
21 기판
22 가스 배출구
23 공정 챔버 커버
24 가열 장치
25 리세스
26 가스 배출 개구
27 고정 개구
28 너트
29 스프링
30 고정 나사
31 베이스 플레이트
32 지지 디스크
33 지지 튜브
34 확산 장벽
35 고정 개구
36 플랜지 섹션
Claims (16)
- CVD-반응기(1)용 가스 유입 장치로서,
가스 공급관들(5)을 포함하는 고정 섹션(3)에 고정 가능한, 상하로 배치된 복수의 가스 분배 레벨(gas distribution level)을 구비한 가스 유입 부재를 포함하고, 상기 가스 분배 레벨들은 각각, 가스 분배 벽(6)에 의해 둘러싸인 가스 분배 챔버(gas distribution chamber)(8)와 유체공학적으로 연결되어 있는(fluidically connected) 가스 배출 개구들(7)을 구비한 가스 분배 벽(6)을 포함하며, 상기 가스 분배 챔버(8) 내로 각각 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)가 통하고, 서로 다른 가스 분배 레벨들의 가스 분배 챔버들(8)은 각각 분리 베이스(11)에 의해 서로 분리되어 있으며, 가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)은 상기 가스 유입 부재(2)의 원주형(columnar) 중앙 섹션(15) 내에 배치되어 있고,
상기 가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)은 상기 중앙 섹션(15)의 횡단 평면 내에서 서로 나란히 놓이고 서로 다른 가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구들(10)은 상기 중앙 섹션(15)을 중심으로 둘레 방향으로 서로 오프셋(offset) 되어 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항에 있어서,
상기 가스 유입 채널들(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)은 중앙 개구(17, 17'') 또는 중앙 축을 중심으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
가스 유입 부재(2)는 석영으로 구성되고, 재료 일체형 가스 분배 몸체들/-섹션들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5) 또는 재료 일체형 가스 유입 부재(2)는, 집속된 레이저 빔의 초점 내에서 재료 변환이 발생하고 변환된 재료는 식각액에 의해 제거되는 선택적 레이저 유도 에칭 방법(selective laser-induced etching)에 의해 제조되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - CVD-반응기(1)용 가스 유입 장치로서,
가스 공급관들(5)을 포함하는 고정 섹션(3)에 고정 가능한, 상하로 배치된 복수의 가스 분배 레벨을 구비한 가스 유입 부재를 포함하고, 상기 가스 분배 레벨들은 각각, 가스 분배 벽(6)에 의해 둘러싸인 가스 분배 챔버(8)와 유체공학적으로 연결되어 있는 가스 배출 개구들(7)을 구비한 가스 분배 벽(6)을 포함하며, 상기 가스 분배 챔버(8) 내로 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)가 통하고, 서로 다른 가스 분배 레벨들의 가스 분배 챔버들(8)은 각각 분리 베이스(11)에 의해 서로 분리되어 있으며,
각각의 가스 분배 레벨은 디스크형(discoid) 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)으로 형성되어 있고, 상기 가스 분배 벽(6)은 적어도 밀봉 방식의 접촉에 의해 상기 분리 베이스(11)의 가장자리와 서로 연결되어 있으며, 상기 분리 베이스(11)로부터 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)를 포함하는 중앙 섹션(15)이 비롯되고, 하부 가스 분배 섹션(4.2, 4.3, 4.4, 4.5)의 중앙 섹션(15)의 위로 향하는 넓은 측면(15')은 상부 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4)의 분리 베이스(11)의 하부 측에 평평하게 인접하거나 상기 분리 베이스의 하부 측과 연결되어 있고, 상기 상부 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4)의 중앙 섹션(15)의 관통 개구(16)는 상기 하부 가스 분배 섹션(4.2, 4.3, 4.4, 4.5)의 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)와 유체공학적으로 연결되어 있고 상부 넓은 측면(15') 쪽으로 개방되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
분리 베이스(11)는 중앙 섹션(15) 및/또는 가스 분배 벽(6)과 재료 일치 방식으로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
중앙 섹션(15)은 소켓(socket)에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - CVD-반응기(1)용 가스 유입 장치로서,
가스 공급관들(5)을 포함하는 고정 섹션(3)에 고정 가능한, 상하로 배치된 복수의 가스 분배 레벨을 구비한 가스 유입 부재를 포함하고, 상기 가스 분배 레벨들은 각각, 가스 분배 벽(6)에 의해 둘러싸인 가스 분배 챔버(8)와 유체공학적으로 연결되어 있는 가스 배출 개구들(7)을 구비한 가스 분배 벽(6)을 포함하며, 상기 가스 분배 챔버(8) 내로 각각 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)이 통하고, 서로 다른 가스 분배 레벨들의 가스 분배 챔버들(8)은 각각 분리 베이스(11)에 의해 서로 분리되어 있으며,
각각의 가스 분배 레벨은 디스크형 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)에 의해 형성되어 있고 전체 가스 유입 부재(2)를 통해 뻗는 개구(17, 17')가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제7항에 있어서,
상기 개구(17)는 고정 섹션(3)에 가스 유입 부재(2)를 고정하기 위한 고정 개구를 형성하거나, 또는 상기 개구(17)는 플러싱 채널(flushing channel)(17')을 형성하는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상하로 배치된 디스크형 가스 분배 섹션들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)은 특히 재료 일치 방식으로 또는 재료 결합 방식으로 서로 연결된 가스 분배 몸체들인 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - CVD-반응기(1)용 가스 유입 장치로서,
가스 공급관들(5)을 포함하는 고정 섹션(3)에 고정 가능한, 상하로 배치된 복수의 가스 분배 레벨을 구비한 가스 유입 부재를 포함하고, 상기 가스 분배 레벨들은 각각, 가스 분배 벽(6)에 의해 둘러싸인 가스 분배 챔버(8)와 유체공학적으로 연결되어 있는 가스 배출 개구들(7)을 구비한 가스 분배 벽(6)을 포함하며, 상기 가스 분배 챔버(8) 내로 각각 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)가 통하고, 서로 다른 가스 분배 레벨들의 가스 분배 챔버들(8)은 분리 베이스(11)에 의해 서로 분리되어 있으며,
하나 이상의 가스 분배 챔버(8) 내에서 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)와 가스 분배 벽(6) 사이에, 하나 또는 복수의 가스 관통 채널(14, 14', 14'')을 포함하는 하나 이상의 제1 유동 장벽(12, 12', 12'')이 뻗는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
유동 장벽(12, 12')은 가스 유입 채널(9.1, 9.2, 9.3, 9.4, 9.5)의 개구(10)를 포함하는 중앙 섹션(15)을 둘러싸는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
두 개 이상의 유동 장벽(12, 12')은 유동 방향으로 연속적으로 배치되어 있고, 상기 두 개 이상의 유동 장벽(12, 12') 및 특히 가스 분배 벽(6)은 중앙 섹션(15)을 중심으로 동심으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 유동 장벽(12, 12')은 가스 분배 챔버(8)를 상류 섹션(8'', 8''') 및 하류 섹션(8', 8'')으로 나누거나, 또는 유동 장벽(12'')은 가스 관통 채널들(14)을 포함하고, 상기 가스 관통 채널들은 가스 배출 개구들(7) 내로 통하는 가스 분배 벽(6)의 더 큰 횡단면의 가스 관통 보어들(13)에 직접 인접하는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 가스 유입 장치의 가스 유입 부재(2)를 제조하기 위한 방법으로서,
가스 분배 몸체들(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5) 또는 복수의 가스 분배 섹션(4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5)을 포함하는 가스 유입 부재(2)는 각각 일체형으로 선택적 레이저 유도 에칭에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 방법. - CVD-반응기(1)의 공정 챔버(20) 내로 공정 가스들을 공급하기 위한 방법으로서,
상기 공정 가스들은 하나의 가스 공급관(5)을 통해 또는 서로 분리되어 복수의 가스 공급관(5)을 통해, 상기 가스 공급관들과 각각 연결된 가스 유입 채널들(9.1 내지 9.5) 및 각각의 개구(10)를 통해 각각 가스 유입 부재(2)의 가스 분배 챔버(8) 내로 공급되고, 상기 공정 가스들은 상기 가스 분배 챔버(8)로부터 가스 배출 개구들(7) 내로 통하는 가스 분배 벽(6)의 가스 관통 개구들(13)을 통해 공정 챔버(20) 내로 유입되며,
가스 분배 챔버로부터 배출되는 공정 가스 스트림(process gas stream)이 개별 가스 관통 보어들(13) 쪽으로 서로 다른 길이의 유동 구간들을 통과하고 가스 분배 챔버(8) 내에 있는 하나 이상의 유동 장벽(12, 12', 12'')이 가스 배출 개구들(7)로부터 배출되는 공정 가스의 균질화를 야기하도록, 상기 개구(10)가 상기 가스 분배 챔버(8) 내부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 방법. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 하나 또는 복수의 특징을 포함하는 것을 특징으로 하는, 가스 유입 장치 또는 방법.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |