ＡＬＤ/ＣＶＤ 반응기용의 정화된 히터-서셉터 document_id A220623012217

본 발명은 2003년 2월 11일자로 "Purged ALH Heater Susceptor"란 명칭으로 출원된, 미국 가출원 번호 60/446,892호에 관한 것으로, 그의 우선권을 청구하며, 상기 문헌은 본 명세서에 통합된다. 시대에 따라 현대의 전자장치는 많은 복잡한 부품들을 포함한다. 이러한 부품 중 하나로는 수천 또는 수백만 개의 작은 트랜지스터로 이루어진 마이크로전자 칩이 있다. 이들 트랜지스터는 현재 리소그래피로 공지된 프로세스에 의해 반도체 웨이퍼 상에 제조된다. 그러나 리소그래피 프로세스 이전에, 반도체 웨이퍼는 표준 실리콘 웨이퍼로부터 제조되어야 한다. 반도체 웨이퍼를 형성하기 위해, 실리콘 웨이퍼는 그의 표면상에, 통상적으로 금속의 재료가 변형되어 하나 이상의 층을 제공하는 프로세스를 거쳐야 한다. 이러한 프로세스의 2가지 예로는, CVD(화학적 기상 증착) 및 ALD(원자층 증착)가 있다. CVD는 재료의 박막이 반도체, 절연체 및 금속을 포함하는 재료들상에 변형되어 증착되거나 층을 이루는 프로세스이다. 증착된 막 또는 막들은 반응기 챔버내의 상승된 온도에서 가스 반응물들 사이의 화학적 반응에 의해 형성된다. ALD는 가열된 반응기 챔버내에서 표면상에 막을 형성하는 또 다른 프로세스이다. 이러한 프로세스에서, 재료의 원자층 각각의 증착은 전구체의 예비-증착층에 의해 제어된다. 다양한 성분의 전구체가 목표된 표면상에 막을 형성하도록 선택적으로 주입된다. CVD처럼, ALD 또한 화학제 및 반응기 챔버내의 상승된 온도에 따라 좌우된다. 이중 하나의 프로세스에서, 반응기 챔버는 그의 내부 구조에 대해 매우 열악한(harsh) 환경에 있게 된다. 프로세스 화학제는 매우 유독하며 매우 부식성이 있어, 챔버내의 임의의 구조물을 부식시키는 경향이 있다. 열악한 화학적 환경에 부가하여, 온도는 실온에서 섭씨 600도(화씨 1, 112도) 범위일 수 있다. 온도에서 이러한 극적 변화는 챔버내의 부품들 사이에 팽창력 및 수축력을 형성할 뿐만 아니라 고무 또는 플라스틱 가스켓 및 와셔와 같은, 임의의 비-금속성 성분을 파손시킬 수 있다. 이들 프로세스를 위해 요구되는 열을 형성하기 위해서, 반응기 챔버는 반응 표면상에 균일한 온도를 보증하는 가열을 요구한다. 그러나 가열 엘리먼트에 전력을 제공하고 온도를 모니터하기 위해, 전기적 접속기 및 열전쌍(thermocouple)은 챔버의 열악한 환경으로 루팅되어야 한다. 챔버내의 과도한 열 및 화학제의 부식성 및 반응성 때문에, 전력 접속기 및 열전쌍이 악화되어 시간이 지남에 따라 고장이 날 수 있다. 이러한 고장들은 반응기에서, 중지 시간(down time), 제품 손상, 및 소정의 경우, 반응기의 다른 부재의 손상을 야기시킬 수 있다. Chen 등의 미국 특허 번호 6,066,836호에 개시된 방안은, 챔버내에서 완전히 밀봉된 지지 샤프트의 내부 부분을 통해 전기 접속기 및 열전쌍을 제공하는 것이다. 전기적 접속기 및 열전쌍이 반응기 및 그의 화학적 성분으로부터 밀봉되기 때문에, 열 및 화학제와 관련된 문제점들이 최소화된다. 그러나 이러한 장치는 제조 및 유지에 있어 많은 비용이 수반된다. 히터에 가장 가까운 샤프트의 상부 부분은 고가의 고온 허메틱 밀봉부(seal)로 밀봉되어야 한다. 복잡한 설계에 부가하여 밀폐형(airtight) 밀봉부를 유지하기 위해, 샤프트는 프로세스 동안 열팽창을 고려하도록 플렉시블한 결합으로 장착되어야 한다. 부가적으로, 반응기 챔버의 열악한 환경에서 고온의 밀봉부는 결국 손상되어, 기계는 정지되어 수리를 해야하며, 이들 각각은 작업자에게 상당한 비용을 수반한다.