KR890002743B1 - 화학 증착 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

화학 증착 장치
제1도는 본 발명의 화학 증착(CVD) 장치의 단면도.
제2도는 제1도에 도시한 CVD 장치의 좌측 플랜지 부분의 구조를 나타내는 확대 단면도.
제3도는 제1도에 나타낸 CVD 장치의 우측 플랜지 부분의 구조를 나타내는 확대 단면도.
제4도는 내부 진공실 베이스(base)의 장착 플랜지를 나타내는 단면도.
제5도는 내부 증착 반응실 및 가스 수집기의 단면도.
제6도는 내부 증착 반응실 및 가스 분배기를 지지하는 하부 지지부의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 도움형 하우징 4 : 도움형 베이스
6, 8 : 저항 가열 소자 14 : 하우징 내벽
18, 22 : 단열재 20 : 기판
34 : 지지판 36 : 웨이퍼
46 : 가스 수집기
본 발명은 화학 증착 장치에 관한 것이며, 특히 기질(substrate)상에 선택된 원소 및 화합물을 고도로 균일하고 오염되지 않은 피막으로 증착하기 위한 장치 및 그 부품에 관한 것이다.
화학 증착(CVD)이라 함은 화학반응에 의하여 기질상에 고체물질을 기체상태로 하여 침착시키는 방법을 말한다. 침착반응으로는 일반적으로 열분해, 화학적 산화 반응 또는 화학적 환원 반응이 있다. 열분해반응의 일예로는 유기금속 화합물을 증기상태로 기질 표면상으로 이송한 후 기질 표면에서 원소금속 상태로 환원시키는 방법이 있다.
화학적 환원 반응에서 가장 일반적으로 사용되는 환원제는 수소이나, 금속 증기도 사용될 수 있다. 실리콘에 의한 텡그스텐 헥사플루오로화물의 환원반응에서는 기질이 환원제로서 작용할 수도 있다. 또한 기질은 화합물 또는 합금으로된 침착물중의 한 원소를 제공할 수도 있다. 상기 CVD방법은 산화물, 질화물 및 탄화물등의 화합물은 물론 여러가지 원소 및 합금을 침착시키는데에도 사용될 수 있다.
본 발명의 CVD 기술은 여러가지 목적으로 사용할 수 있도록 기질상에 침착물을 증착시키는데 사용할 수 있다. 절삭공구에 행하는 탄화텅그스텐 및 산화알루미늄의 피복, 탄탈륨,질화붕소,탄화실리콘등의 부식방지 피복제의 피복 및 부식을 막기위해 강철표면 상에 행하는 텅그스텐의 피복시에도 본 발명을 이용할 수 있다. 본 발명의 장치 및 방법은 고형상태의 전자부품 및 에너지 전환장치를 제조하는데 특히 유리하다.
전자재료의 화학 증착에 대해서는 T.L.chu등에 공동연구인에 의해 J.bac.sci, Technol, 10, 1 (1973)에 발표되고 또한 B.E.Watts에 의한 Thin Solid Films 18, 1 (1973)에 발표된 바 있다. 이들은 예컨대 실리콘, 게르마늄 및 GaAs와 같은 물질들의 에피택시알 필름(epitaxial filim)의 형성 및 도오핑에 대해서 기술하고 있다. 에너지 전환분야에서 CVD방법은 핵 융합생성물의 보존, 태양 에너지의 집적 및 초 전도 물질을 제공할 수 있게 한다. 화학 증착분야의 개요는 W.A.Bryant가 재료 과학 잡지12,1285(1977)에 "화학 증착의 기초"란 제목으로 기술한 바 있다.
온도, 압력, 반응 가스의 비율, 및 기류의 양 및 분배와 같은 증착 매개변수들에 의해 적합한 침착물의 균질성 및 침착물의 성질을 제공하기 위한 침착 속도 및 특정 장치의 능력이 결정된다. 선행 기술에 있어서의 제한 점은 상기한 변수들중의 하나 또는 여러 변수들을 적절히 조절하지 못하였거나 또는 증착시에 오염에 기인한 것이다.
화학 증착에 사용되는 반응실은 일반적으로 냉각벽 시스템 또는 (cold wall system) 또는 열간벽 시스템(hot wall system)으로 분류된다. 냉간벽 시스템에서 기질은 유도 결합, 복사 가열 또는 내부에서 지지되는 소자에 의한 직접 전기저항 가열애 의해서 가열된다. 열간벽 시스템은 가열 반응 구역 및 증착 구역을 형성하도록 배열된 복사가열 소자에 의존한다. 냉간벽 시스템에서는 전도 및 대류 가열 방법도 역시 사용된다.
화학 증착에 사용되는 냉각벽 시스템은 미국특허 제3,594,227호, 제3,699,298호, 제3,704,987호, 및 제4,263,872호에 기재되어 있다. 이들 시스템들에서는 반도체 웨이퍼를 진공실 내부에 위치시키며 유도코일은 진공실 외부에 배열시킨다. 이 웨이퍼는 RF에너지에 의하여 가열시킬 수 있는 물질상에 위치시킨다. 해당 반도체 웨이퍼 구역에만 열을 집중시킴으로써 화학 증착은 가열된 구역에서만 이루어지게 된다. 가열되지 않은 벽은 CVD온도 이하이므로 이러한 벽에는 화학 증착이 이루어지지 않게 된다. 반응 구역내의 온도는 통상 열간벽 시스템에서 얻을 수 있는 바와 같이 균일하지는 않다.
미국 특허 제3,705,567호는 도오핑 화합물로써 반도체 화합물로써 반도체 웨이퍼를 도오핑하는 방식에 관해 기술하고 있다. 웨이퍼를 저장하고 있는 반응실을 캔틸레버식 지지장치에 의해 오븐내로 연장된다. 가열 소자는 측면을 따라 설치되어 있어 중심에 위치한 웨이퍼의 온도는 단부에 위치한 웨이퍼들의 온도와는 상당히 다르게 된다. 증기의 확산방향은 웨이퍼가 위치하는 방향과는 수직이되며, 이에 의해 웨이퍼에 인가되는 도오핑 화합물의 농도는 균일하게 되지 않는다. VLSL(Very Large Scale Integration) 반도체와 같은 진보된 반도체 상에 요구되는 연부에서 중심까지, 웨이퍼에서 웨이퍼까지, 및 뱃치(batch)에서 뱃치까지의 균일성은 이러한 방식으로는 성취할 수 없다. 상기 방식은 밀폐된 증착장치로 되어지기 때문에, 반송 가스를 이용한 적극적인 가스 흐름을 제공하지 않는다.
현재 반도체 재료를 제조하는데 사용되는 열간벽(CVD) 장치는 가장 일반적인 방법으로 전환된 도오핑 오븐이다. 이들은 석영 또는 이와 유사한 불활성 물질로된 긴 튜브형 반응기를 가지며, 열은 투브형 부분의 외부 둘레를 감싼 가열소자에 의래 제공된다. 반응기의 단부들은 가열되지 않아 온도의 변화가 심하게 되어, 중심부분(통상전체 가열 부분의 3분의 1)만을 사용할 수 있게된다. 제한된 반응 구역사이의 평형온도 편차는 보통 4℃를 초과하게 된다. 피복되어지는 튜브벽은 피복물을 제거 및 세척하기가 어려우며 찌꺼기의 원인이 된다. 웨이퍼는 튜브형 반응기의 단부를 지나 캔딜레버식으로 설치된 보오트(boat)내에 설치되어 있으며, 이 웨이퍼는 반응실로부터 캔딜레버식 지지부를 완전히 발출함으로써 재장전할 수 있다. 바닥 구역은 전환된 단일 도오핑 오븐과 이에 관련된 장치[76.2㎝(30인치) 유효 반응구역에 대한 것임]에 의해 점유되는 바닥면적은 약 6,503 내지 7,432㎡(70 내지 80ft2)이다. 이와 같이 전환된 오븐은 개선된 집적회로 부품을 제조하는데 사용하기에는 심각한 문제가 있으며, 따라서 반도체 웨이퍼의 오염율이 높고 이에 따라 폐기율도 높아지게 된다. 지속적인 전력 요구량이 과도하며, 단위용량은 열평형에 도달하는데 장시간이 요구되기 때문에 제한되게된다. 따라서 종래의 장치들로는 VLSI와 같은 가장 진보된 집적회로로 부품에 이용되는 반도체 산업에 요구되는 정밀하고 우수한 품질의 피막을 형성할 수 없게된다. 이는 VLSI와 같은 대규모 집적회로에서는 유전강도, 저항성등과 같은 전기적 성질 및 물리적 성질이 매우 균일하고 평준화되어야 하기 때문이다.
본 발명의 온도 제어식 증착장치는 가스를 내부 증착실로 유입시킨다음 이로 부터 제거시키는 가스분배 장치가 설치된 내부 증착실과 이 내부 증착 반응실을 감싸고 있으며 최저 진공상태를 유지시키기 위해 내부증착실의 벽으로 부터 격설된 진공실로 구성되어 있다. 진공실은 도움형 하우징 및 이와 협력하는 베어스(base)로 구성되어 있으며 도움형 하우징 및 베이스의 재료는 복사선을 투과시킬 수 있는 것으로 구성한다. 복사가열장치는 반응실내의 온도를 정확하게 조절할 수 있도록 내부 증착실을 감싸는 도움형 하우징 및 베이스의 외부에 구비되어 있다. 이 복사 가열장치와 도움형 하우징 및 베이스의 외부면은 상호 비전도성으로 되어 있다. 복사가열장치는 단면적을 동일하게 하고 동일한 전류를 통과시켜 동일한 온도로 유지시키는 것이 바람직하다.
도움형 하우징은 지지판과 계합되는 기부(base)를 갖는다. 진공 밀봉부를 형성하기 위하여 베이스와 지지판 사이에 밀봉체(seal)를 설치한다. 냉각장치는 열을 제거하여 밀봉체를 보호하기 위하여 내부 증착실을 감싸고 있는 도움형 하우징의 외벽의 일부와 베이스 사이에서 도움형 하우징의 외벽과 계합된다.
석영 진공실 베이스는 외부 도움형 부분과 이와 일체로 되어 있는 동축상의 내부 원통형 부분을 갖는다. 외부 도움형 부분의 저부 종결 부분은 저부 종결부의 내경의 0.029배의 두께를 가진 연결 벽에 의하여 측면벽에 일체로 결합되어 지는, 외부로 연장된 환형 장착 플랜지로 구성된다.
내부 증착실은 가스 수집기상에 분리 자재하게 지지되어 있는 도움형 부분을 갖는다. 상기 가스 수집기는 저부 원통형 부분을 갖는데, 그 종결부는 환형 지지면 상에 분리자재하게 지지된다. 원통형 부분의 하연부와 그 지지부는 가스 수집기를 그 수직축을 중심으로 하여 배향시키기 위한, 상호 계합되는 인텍싱 장치를 갖는다. 내부 증착실은 도움형 부분과 이를 지지하기 위한 평면 지지 장치로 형성된다. 상기 지지 장치는 가스 분배기를 수납하는 중심 개구부를 갖는다. 가스분개기의 확개된 입구는 지지되어 있는 수(male) 가스 공급원 부재와 분이 자재한 밀봉 계합을 이룬다.
본 발명의 목적은 내부 증착 반응실내에 보다 균일한 온도를 제공할 수 있는 화학 증착 장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 목적은 밀봉체의 일체성을 파손시키지 않는 수준으로 진공실 밀봉 계합면의 온도를 저하시키기 위한 것이다. 본 발명의 또 다른 목적은 세척 또는 교환시 쉽게 분리할 수 있도록 내부 증착반응실 및 가스 분배장치를 구성하는 내부 부품들을 제공하기 위한것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.
본문에서 사용하는 "화학 증착" 및 "CVD"라함은 화학 증착 방법의 기본특성은 유지한 상태에서 반응가스의 활성,화학적 성질 또는 화학 조성을 증가 또는 변화시키는 변된 방법도 모두 포함하는 것이다. 그러므로 반응가스의 분자들이 더 많은량의 물질로 전환되는 플라스마 보조 화학 증착, 자외선(UV) 여기(exciting) 화학증착, 마이크로웨이브 여기 화학증착 등과 같은 방법들도 본 발명의 설명에 사용되는 화학 증착 방법에 모두 포함된다.
"복사열원"이라 함은 가열시킬때 적어도 열의 일부분이 복사에 의해 전단되는 기구, 장치 또는 방식을 의미한다. 전도 또는 대류에 의한 열전도도 물론 일어날 수 있다. "복사열원"은 온도 상승의 원인에는 상관없이 상승된 온도를 갖는 임의의 물질을 의미한다. 예를들어 저항 열소자 및 피복체, 열램프, 가온된 액체 또는 용액, 및 마이크로 웨이브 또는 유도 가열물질 등은 "복사열원"으로서의 기능을 갖는다.
제1도는 본 발명의 화학 증착 장치의 단면도이다. 화학 증착 분위기는 도움형 하우징(2) 및 도움형 베이스(4)로 형성된 구역내에서 조절된다. 이들은 실질적으로 복사열이 통과될수 있는 성분으로 구성되어 있다. 제1도에서는 또한 저항 열소자(6) 및 (8)이 도시되어 있다. 도움형 하우징(2) 및 도움형 베이스(4)의 벽을 통과하는 복사열을 이들 부분들에 의해 형성된 화학 증착구역을 가열한다. 저항 가열 소자(6) 및 (8)은 각 공간(10) 및 (12)에 의하여 각각 도움형 하우징 벽(2) 및 도움형 베이스(4)로 부터 분리된다. 가열소자(6) 및 (8)로부터 도움형 하우징(2) 및 도움형 베이스(4)로 전도에 의해 열이 전달되지 않도록 함으로써 하우징과 베이스에 인가되는 열부하는 감소된다. 다음에 상술한 바와같이 이에 의해 열에 예민한 밀봉체 성분은 열 손상으로 부터 보호된다.
저항 가열 소자(6)은 단열재(18)에 의해 외부 하우징 동체(16)으로 부터 분리된 내부 하우징 벽(14)에 지지되어 있다. 저항 가열 소자(8)은 절연체(22)에 의해서 기판(20)으로 부터 분리되어 있다.
하우징(2) 및 베이스(4)와 관련하여 사용된 "도움(dome)"이라 함은 여러가지 형탸를 의미할 수 있다. 예를들면 도움형 하우징(2)의 정부(24)는 반구형일 수 있다. 정부는 평면 형태, 즉, 측면벽(26)의 지름보다 더 큰 구면 반경을 갖는것이 좋다. 이와 유사한 방법으로 도움형 베이스(4)의 정부(28)을 평면으로 할 수 있는 데, 이 경우에 있어서 중심축을 통과하는 수직평면내에서의 곡률반경은 측벽(30)의 기부에서의 반경보다 더 크다. 도움형 베이스(4)와 동축인 내부 원통형 부분(29) 상단은 외측으로 확개되어 정부(28)과 일체로 되어진다. 내부 증착반응실은 도움형상부 반응실 하우징(32) 및 지지판(34)로 형성된다. 또한 보오트(38)에 의해서 수직으로 고정되는 웨이퍼(36)을 지지하는 지지판(34)는 복수개의 로드(rod)로 구성할 수도 있다. 가스공급판(44)는 지지판(34)를 관통하여 도움형 상부 반응실 하우징(32)로 형성된 내부 증착 반응실로 부터 가스수집기(46)의 중심을 따라 아래로 연장된다. 기판(20)을 통과하는 도관(48)은 도우형 베이스(4) 내부의 가스 압력을 저하 시키는데 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 얻을 수 있는 대부 증착 반응실내의 온도의 균일성은 공지의 CVD 장치로써 얻을 수 있는 것보다 우수하다. 이는 예컨대 웨이퍼상에 매우 균일한 피막을 피복할 수 있게한다.
가장 중요한 개선점은 모든 복사 가열장치가 안정상태에서 내부 증착 반응실에 요구되는 온도와 동일한 온도로 유지되는것이다. 본 발명의 적합한 실시예에서 복사 가열기의 이와 같은 균일한 온도는 저항 가열 소자(6)의 단면적을 동일하게 하고 각각의 가열소자를 통과하는 전류를 동일하게 함으로써 얻어진다. 적합한 전력 공급 방법은 본 기술분야에 공지된 기술을 이용할 수 있다. 만약 가열 소자(6)이 연속된 와이어로 성형되거나 일련의 구조로되어 있으면 위와 같은 효과는 단순한 전원만으로도 자동적으로 수행 할 수 있다. 만약 수개의 저항 소자 회로가 사용되고 각각의 저항 소자가 동일한 단면적 및 동일한 길이를 가진 와이어로 성형될 경우에는 저항 가열 소자를 평행하게 배열함으로써 간단한 전력 공급으로 일정한 전류를 얻을 수 있게된다.
제2도 및 제3도는 제1도에 도시한 장치의 플랜지 이음된 구역의 부분 확대 단면도이다. 제2도는 좌측부분을 나타낸 것이고 제3도는 우추부분을 나타낸 것이다. 도움형 하우징(2)의 바닥 연부(50)은 환상밀봉판(54)에 의해 지되는 밀봉체(52)와 계합되어 진공 밀봉상태를 이룬다. 고온 합성 고무제 O-링과 같이 유기중합 탄성물질로 되어지는 밀봉체(52)는 장치의 통상 사용시 화학적 증착 반응실내에 존재하는 고온에 노출될 경우 쉽게 파손된다. 환상 밀봉판(54)는 채널(56)내에서 순환하는 냉각액에 의해서 냉각되는 흡열부를 구성한다. 쐐기형 단면을 가진 금속 또는 이와 유사한 재질로된 전도성 링(58)은 도움형 하우징(2)의 외벽(60) 및 환상 밀봉판(54)의 경사면과 상호 열전도 관계를 유지한다. 링(58)은 구리와 같은 고전도성 금속으로 형성하거나 또는 쐐기형 공간내에 구리섬유(wool)와 같은 금속 섬유를 장입하여 형성할 수도 있다. 전도성 링(58)은 환상 판체(62) 및 너트(64)의 압력에 의하여 전열면에 대해 압축된다. 공극 또는 공간(10)의 단부는 세라믹 단열 밀봉체(65)로 밀폐된다. 이러한 구조에 의해 밀봉체(52)는 내부 증착 반응실을 직접 감싸는, 최고 온도에 직접 노출되는 도움형 하우징(3)의 측면벽(26)으로 부터 열적으로 격리된다. 도움형 하우징의 측면벽(26)의 저부는 고온에 직접 노출되지 않는다. 공간(10)내의 가열된 가스는 세라믹 단열 밀봉체(65)에 의해 차단된다. 도움형 베이스(4)의 저부는 단열재(22)에 의해서 고온구역으로 부터 단열된다. 상부 반응실 하우징(2)의 벽을 따라 하단으로 전달된 열은 전도성 링(58)에 의해 방출되어, 밀봉체(52)에 가해지는 온도를 더욱 저하시킨다. 이와 유사한 진공 밀봉체(66) 및 (68)은 가장 뜨거운 성분으로부터 물리적으로 분리됨으로써 보호되며 냉각액이 통과하는 냉각제 채널(72)를 갖는 환상판(70)에 의해서 냉각된다.
도움형 베이스(4)의 측벽(30)은 플랜지(74)로 종결되는데, 이 플랜지는 환상판(70)에 의해 기판(20)에 대해 고정된다. 도움형 베이스(4)의 저부는 단열재(22)에 의해서 고온구역으로 부터 단열된다. 상부 반응실 하우징(32)로 부터 돌출된 돌출부(40)(제1도)과 계합됨으로써 도움형 반응실 하우징(32)를 상승시킬 수 있게 하는 돌출부(42)는 환상 판(54)로 부터 연장된다. 돌출부(42)의 노출된 표면은 장치를 개폐시키는 과정에서 금속에 의해 증착구역이 오염되는 것을 방지하기 위해 석영 기타 적합한 슬리이브(76)으로 감싼다.
제3도에서 냉각 채널(56)은 냉각수 도관(78)을 통하여 냉각수를 공급받으며, 도관(80)을 통하여 채널로 부터 냉각수를 배출시킨다.
통로(82)는 도움형 하우징(2) 및 도움형 베이스(4)사이의 공간(84)와 연통된다. 비반응성 가스 공급 연결구(86)으로부터 통로(82)를 통하여 공급된 가스는 공간(84)의 양측벽 사이의 정압(正壓)을 유지하여 반응실로부터 반응가스가 이탈되는 것을 방지한다. 비반응성 가스 또는 불활성가스는 실시되는 CVD반응에 따하 질소, 수소 등을 사용할 수 있다.
도움형 베이스(4)는 특수한 구조의 플랜지(74)를 갖는다. 이 부분은 내부 반응실이 진공 상태로 될때 높은 압력을 받게되며 가장 높은 압력은 플랜지(74)부근에 집중된다는 사실을 알게 되었다. 그러므로 측벽(30)의 저부벽면(88)(제4도에 E표시된 구역)은 필요한 강도를 제공할 수 있는 최저 두께를 가져야 한다. 두께(D)는 측벽 (30)의 종결부를 구성하는 플랜지(74)의 내경의 최소한 0.029배가 되어야 한다. 반응실의 도움형 베이스가 수평면에서의 내경이 40.64㎝(16in)인 플랜지를 가질 경우에, 플랜지 및 저부측벽의 기타 부분의 치수는 다음과 같이 된다 : A=1.905㎝(0.75in), B=3.81㎝(1.5in), C=0.9525㎝(0.375in), D=1.4224㎝(0.56in) 및 E=5.3975㎝(2.125in).
제5도는 내분 증착 반응실 및 이에 연관되어 있는 부품의 단면도이다. 도움형 상부 반응실 하우징(32)는 지지판(34)상에 착좌된다. 돌출부(40)은 돌출부(42)로 계합시켜 상승시킬 수 있도록 지지판(34)의 단부를 지나 연장되도록한다. 반응 구역은 상부 반응실 하우징(32)와 지지판(34)로 형성된다. 웨이퍼 보오트(38)은 지지판(34)상에 착좌되며, 웨이퍼(36)은 보오트(38)상에서 수직 방향으로 지지된다.
가스 수집기(46)은 원통형 부분(90) 및 이와 일체인 상태로 외측으로 확개되는 보울구역(bowl section)을 형성하는 상부부분(92)를 갖는다. 지지판(34)와 결합되어 있는 상부부분(92)는 가스 수집구(96) 및 (98)을 통해 반응 대역과 연통되는 가스 수집실(94)를 형성한다. 수집구(96) 및 (98)은 지지판(34)의 외측에 위치하는 것이 적합하나 반드시 확개된 상부부분(92)로 한정된 구역내에 위치하여야 한다. 지지판(34) 및 확개된 가스 수집기 상부부분(92)는 분리된 상태로 구성하거나 또는 일체로 구성할 수 있다. 가스 공급관(44)는 지지판(34)의 중심을 관통하여 연장되며 가스 배출구(97)로 종결된다. 가스 수집기의 원통형 부분(90)은 정부(28)과 연속된 내부 원통부(29)내에 장입된다. 가스 배출구(97)로 부터 배출된 각스는 단일 통로내에 수직 방향으로 배열된 웨이퍼(36)들 사이를 일회만 통과하여 바로 수집구(96) 및 (98)로 진입된다. 따라서 반응 성분의 소모로 인한 가스 성분의 변화도는 최소한으로 되게 된다.
제6도는 가스 수집 시스템의 저부를 상세하게 나타낸 단면도이다.
도움형 베이스(4)의 내부 원통형(29)는 밀봉체(100)에 의하여 원통형 진공 슬리이브 판(101)의 상연부(99)에 대해 밀봉된다. 기판(20)의 경사진 환상면(103)은 밀봉체(100)애 대해 밀봉 압력을 제공한다. 내부 원통부(29)의 바닥연부(105)는 환상 지지 선반상에 착좌된다.
가스 수집기(46)의 원통형 부분(90)은 도움형 베이스(4)의 내부 원통부(29)내에 삽입되어 있으며, 그 하단(107)은 환상 지지면(104)상에 착좌된다. 돌출부(106) 및 (108)은 원통형부분(90)의 하단의 각각의 대응하는 노치(natch)(110) 및 (112)와 계합되어, 가스 수집기를 그 수직축을 중심으로 하여 정확하게 정렬시킬 수 있도록 한다. 가스 공급관(44)는 원통형 부분(90)의 중심에서 아래로 연장되며, 그 하단(114)는 확장되고 확개된 형태로 되어 있다. 가스 공급 시스템은 확개된 하단(114)에 계합되어 있을 지지하는 소자(116)을 갖는다.
밀봉체(O-링)(118)은 초자로된 공급관의 확개된 하단(114)의 내면과 밀봉 계합부를 형성한다. 가스는 가스 공급연결구(120)을 통하여 수소자(116)으로 공급된다. 반응실로부터 수집구(96) 및 (98)과 가스 수집기(46)을 통하여 배출된 가스는 원통형 부분(90)의 아래로 통과하여 이와 연통되어 있는 배출구(122)로 부터 배출된다.
반응실을 형성하는 부품은 물론 가스의 반송 및 수집 장치의 내부 부품은 복사열을 투과시키고 장치를 가동시키는 동안 침착되어지는 미량의 금속 또는 기타 화학물질을 모두 제거하여 쉽게 세척할 수 있는 석영 유리 또는 이와 유사한 물질로 제조하는 것이 바람직하다. 장입 사이클 과정에서 장치가 개방될때 내부 부품 하나 또는 다수를 세척하기 위하여 발출할 수 있다. 이들 부품들은 신속하게 발출하여 교환할 수 있다. 도움형 상부 반응실 하우징(32)는 지지판(34)상에 착좌되며 웨이퍼를 교체시킬 때 들어 올려진다. 가스 공급관(44)를 수직으로 상승시키면 공급관(44)는 가스 공급 수조자(116)으로 부터 분리되어진다. 교체할 가스 공급관은 위에서 부터 삽입하는데, 이때 종결단부가 확개돠어 있음으로 해서 수소자(116)과 쉽게 계합되게 된다. 지지면(104)상에서 지지되는 가스 수집기의 원통형 부분(90)을 수직으로 상승 시킴으로써 가스 수집기를 분리 시킬수 있으며, 이와 대체할 가스 수집가는 돌출부(106) 및 (108)이 노치 (110) 및 (112)와 계합되고 단부가 선단(104)에 놓여질때까지 아래로 하강시켜 회전시킴으로써 삽입시킬 수 있다.

Claims (19)

  1. 가스를 내부 증착반응실로 유입시키고 또한 그로부터 제거시키는 가스분배장치(44,46)을 가진 내부 증착반응실, 상기 내부 증착 반응실을 감싸고 있으며 상기 내부 증착반응의 벽으로 부터 격설되어 그 사이에 중간 진공 상태를 유지하는, 서로 협력하며 공히 복사열을 투과시킬 수 있는 재료로 되어진 도움형 하우징(2) 및 베이스(4)로 구성되는 진공실, 및 상기 내부 증착실을 감싸는 도움형 하우징 및 베이스이 외부에 설치되어 증착 반응실내에 정확하게 조절된 온도를 제공하는 복사가열 장치(6,8)로 구성되고, 상기 복사 가열장치(6,8)과 도움형 하우징(2) 및 베이스(4)의 외부면은 상호 단열상태로 되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복사 가열 장치(6,8)은 도움형 하우징(2) 및 베이스(4)로부터 격설된 저항 가열 소자들로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복사 가열 장치(6,8)이 균일한 가열 소자 온도를 제공할 수 있는 저항 가열소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 저항 가열 소자가 실질적으로 동일 단면적 및 길이를 가진 복수개의 저항 가열 소자들로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  5. 제1항에 있어서, 도움형 하우징(2)의 내부에는 기판(20)과 계합되는 도움형 베이스(4)가 위치하고, 밀봉체(68)은 베이스와 기판 사이에 설치되어 진공 밀봉을 이루며, 냉각 장치(56,58)은 내부 증착 반응실을 감싸는 하우징의 부분과 기판(20) 사이에서 도움형 하우징(2)의 외벽(60)과 계합되어 내부 증착 반응실로 부터 열을 방출시키는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  6. 제5항에 있어서, 냉각 장치가 도움형 하우징의 외벽(60) 및 수냉식 채널(56)에 열전달 상태로 계합된 금속 전도성 링(58)인 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  7. 제6항에 있어서, 금속 전도성 링(58)이 쐐기형 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  8. 제5항에 있어서, 밀봉체(68)이 유기 중합체 밀봉체인 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  9. 외부 도움형 부분(28,30)과 이와 일체로되어 있으며 동축상으로 되어진 내부 원통부(29)를 갖고 있고, 상기 외부 도움형 부분중 측벽(30)의 하부 종결부는 바닥 종결부의 내경의 적어도 0.029배의 두께(D)를 가진 저부벽면(88)에 의해 외부 도움형 부분의 측벽(30)과 일체로 결합되는, 외측으로 연장된 환상 장착 플랜지(74)로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착실의 석영 진공실 베이스(4).
  10. 제9항에 있어서, 외부 도움형 부분이 평면 정부(28)을 갖는 것을 특징으로 하는 석영 진공실 베이스.
  11. 제10항에 있어서, 수직축을 따라 취한 외부 도움형 부분의 정부(28)의 단면의 곡률 반경이 수평면내의 측벽 부분의 최대 반경보다 큰 것을 특징으로 하는 석영 진공실 베이스.
  12. 제9항에 있어서, 내부 원통부(29)의 상부가 외부 도움형 부분의 정부(28)과 일체로 결합되도록 외부로 확개되는 것을 특징으로 하는 석영 진공실 베이스.
  13. 정확하게 제어된 조건을 내부 증착 반응실내에 제공시키기 위해 내부 증착 반응실을 감싸도록 위치한 복사 가열 장치(6,8), 및 상기 내부 증착 반응실을 감싸고 있으며 내부 증착 반응실의 벽들로 부터 격설되어 그 내부에 중간 정도이 진공상태를 유지하는 진공실로 구성되고, 상기 내부 증착 반응실은 내부 증착 반응실로 가스를 유입시키고 또한 그로부터 가스를 배출시키는 가스 분배 장치(44,46)을 가지며, 상기 진공실은 서로 협력하는 도움형 하우징(2) 및 베이스(4)로 구성되고, 상기 도움형 하우징 및 베이스의 재료는 실질적으로 복사선을 투과시킬 수 있는 재료로 구성되며, 상기 복사 가열 장치(6,8)은 내부 증착 반응실내에 정확하게 제어된 온도를 제공할 수 있도록 도움형 하우징 및 베이스의 외부에 설치되어 있으며, 상기 내부 증착 반응실은 가스 수집장치(44,46)상에 착탈 가능하게 지지된 도움형 상부 반응실 하우징(32)를 가지며, 상기 가스 수집 장치는 환상 지지면(104)상에 착탈 가능하게 지지된 저부 원통형 부분(90)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  14. 제13항에 있어서, 원통형부분(90)의 바닥연부(107)과 지지면(104)가 가스 수집기를 그 수직축을 중심으로 정확하게 배향시키기 위하여 상호 계합 되는 수단(106,108,110,112)를 갖는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  15. 제13항에 있어서, 가스 수집기가 웨이퍼를 지지하기 위한 지지판(34)를 포함하고, 상기 지지판에는 증착실로 부터 가스를 수집하기 위한 가스 통로를 마련하는 것을 특징으로 하는 온조조절 증착 장치.
  16. 제15항에 있어서, 가스 수집기(46)의 원통형 부분(90)이 그와 일체로되어 있는 확개된 상부부분(92)를 가지며, 그 상연부는 지지판과 계합되고, 가스 수집구(96)은 가스 수집기의 확개된 상부부분의 내부와 연통되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  17. 제16항에 있어서, 가스 수집기 확개된 상부부분(92)의 상연부가 지지판(34)와 일체로 결합되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  18. 제16항에 있어서, 가스 수집구(96)이 가스 수집기의 단부에 인접하여 위치하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 증착 장치.
  19. 내부 증착 반응실 내에 정확하게 제어된 온도조건을 제공하기 위해 내부 증착 반응실을 감싸고 있는 복사 가열 장치(6,8), 및 상기 내부 증착 반응실을 감싸고 있는 내부 증착 반응실의 벽돌로 부터 격설되어 중간정도의 진공을 유지하는 진공실로 구성되고, 상기 내부 증착 반응실은 내부 증착 반응실내로 가스를 유입시키고 이로부터 가스를 제거시키기 위한 가스 분배장치(44,46)을 가지며, 상기 내부 증착반응실은 도움형 상부 하우징(32)와 이를 지지하기 위한 지지판(34)로 구성되며, 상기 지지판은 가스 분배기(44)를 수납하는 중앙 개구부를 갖고 있으며, 상기 가스 분배기(44)의 확개된 유입구는 가스 공급 수소자(116)과 착탈자재하게 밀봉 계합되는 을 특징으로 하는 온도 증착 장치.
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