(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体プロセスリアクタ部品を組み立てる方法であって、
第１の表面に開口部を有する、部分的に組み立てられたリアクタ部品を提供するステップであって、前記開口部は、前記リアクタ部品を介して反対側の第２の表面へ完全に延び、前記第１の表面上の前記開口部の第１の幅は、前記第２の表面上の前記開口部の第２の幅よりも長い、ステップと、
前記開口部の表面に保護皮膜を被覆するステップと、
続けて前記開口部に中空の挿入部材を配置するステップであって、前記挿入部材は、前記開口部の側壁に接触し、かつ前記第２の表面へ開口する前記開口部の側面から前記第１の表面へ開口する前記開口部の側壁までを密閉する閉口部を有する、ステップとを含む方法。
【請求項２】
前記部分的に組み立てられたリアクタ部品が、グラファイトで形成されている請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記保護皮膜が、シリコンカーバイドで形成されている請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記挿入部材が、シリコンカーバイドで形成されている請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記開口部に前記挿入部材を配置する前記ステップの後に、前記挿入部材及び前記リアクタ部品の露出した表面上を被覆する付加的なシリコンカーバイドを堆積させるステップを、更に含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記開口部に前記挿入部材を配置する前記ステップが、
前記挿入部材を凍結させるステップと、
前記挿入部材を凍結させた後に前記開口部内に前記挿入部材を挿入するステップとを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記開口部内に前記挿入部材を挿入する前記ステップが、続けて前記開口部内に前記挿入部材を挿入する前に、前記部分的に組み立てられたリアクタ部品を加熱するステップを、更に含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記保護皮膜を被覆する前記ステップが、化学気相堆積法を実行するステップを含む請求項３に記載の方法。
【請求項９】
半導体プロセスリアクタ用の部品を製造する方法であって、
第１の半導体リアクタ部品を提供するステップであって、前記第１の半導体リアクタ部品の第１の表面は、前記第１の半導体リアクタ部品を介して反対側の第２の表面へ完全に延びる穴を有し、前記第１の表面上の前記穴の第１の幅は、前記第２の表面上の前記穴の第２の幅よりも長い、ステップと、
前記第１の半導体リアクタ部品及び前記穴の表面上へ保護皮膜を堆積させるステップと、
続いて前記穴に中空の挿入部材を配置するステップであって、前記挿入部材は、前記穴の側壁に接触し、かつ前記第２の表面へ開口する前記穴の側面から前記第１の表面へ開口する前記穴の側壁までを密閉する閉口部を有する、ステップと、
前記穴に中空の挿入部材を配置するステップの後に、前記挿入部材内の開口部の壁を被覆する別の保護皮膜を堆積するステップと、
前記挿入部材の前記開口部内に、第２の半導体リアクタ部品を挿入するステップとを含む方法。
【請求項１０】
前記挿入部材が、シリコンカーバイドで形成されている請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記挿入部材の壁が、０．０５〜２ｍｍの範囲の厚さを有するように形成されている請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の半導体リアクタ部品が、リアクタチャンバに収容された基板の主要表面と、少なくとも同じ広さの平坦な表面を提供する請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の半導体リアクタ部品が、第１のリアクタブロックを形成し、
前記第１のリアクタブロックが、前記第１のリアクタブロックに対向して位置する第２のリアクタブロックと接合するように構成されており、
前記半導体プロセスリアクタと前記基板の保持部材とのアセンブリ上において、前記第１のリアクタブロックが前記基板の前記主要表面を横切って延び、前記第２のリアクタブロックが前記基板の反対側の主要表面を横切って延びる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のリアクタブロックは、前記基板の前記主要表面に対向する平坦な表面上に、複数のガス経路が形成されており、
前記ガス経路が、前記基板の前記主要平面にガスを供給するように構成されている請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
半導体基板を処理するためのリアクタチャンバを画定する半導体プロセスリアクタ部品であって、
前記リアクタチャンバの少なくとも一部を画定するように構成された表面と、
前記リアクタ部品内に配置された保護用の挿入部材とを備え、
前記保護用の挿入部材が、前記表面を越えて伸展せず、
前記保護用の挿入部材の壁が、前記保護用の挿入部材の長さの少なくとも一部に沿って伸展する空洞を画定し、
前記壁の厚さが、０．０５ｍｍよりも厚いリアクタ部品。
【請求項１６】
前記リアクタ部品が、ステンレス鋼、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）の商標が付されて販売されている物質、及びＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）を付して販売されている物質からなる群の中から選択される物質で形成されている請求項１５に記載のリアクタ部品。
【請求項１７】
前記保護用の挿入部材が、ＴｉＮ及びＢＮからなる群の中から選択される物質で形成されている請求項１６に記載のリアクタ部品。
【請求項１８】
前記リアクタ部品が、第１の基板保持ブロックであり、
前記表面が、平坦であり、前記基板の主要表面と少なくとも同じ広さであり、
平坦な前記表面が、前記基板に対向するように構成されており、
前記表面が、複数の開口部を有し、
前記第１の基板保持ブロックが、複数の前記開口部の１つの中に堆積された複数の挿入部材を備え、
前記第１の基板保持ブロックが、前記第１の基板保持ブロックに対向して位置する第２の基板保持ブロックと接合するように構成されており、
前記リアクタチャンバと前記基板の保持部材とのアセンブリ上において、前記第１の基板保持ブロックが前記基板の前記主要表面を横切って伸展し、前記第２の基板保持ブロックが前記基板の反対側の主要表面を横切って伸展する請求項１５に記載のリアクタ部品。
【請求項１９】
前記壁が、２．０ｍｍ未満の厚さである請求項１５に記載のリアクタ部品。
【請求項２０】
前記挿入部材の前記空洞内に配置された熱電対を、更に備えている請求項１５に記載のリアクタ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体プロセス設備に関し、特に、半導体プロセス設備の部品における開口部を保護するための挿入部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プロセスリアクタ（reactor：反応部）は、一般的に、処理対象の基板を収容する１つ以上のプロセスチャンバを備えている。プロセスチャンバ内部では、基板が様々なプロセス（処理）を受けるであろう。例えば、基板は、高い反応性の化学種に基板をさらすことを含む蒸着プロセス、窒化物形成プロセス、又は酸化プロセスを受けるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
プロセスチャンバ内の化学種、温度及び圧力は、プロセスチャンバの内部表面を形成するリアクタの部品について、厳しい環境を与える。基板に対する一連の処理において、それらの部品は損傷を受けるかもしれない。リアクタに対するこの損傷は、プロセスの結果に悪い影響を与えるかもしれず、又は、プロセスチャンバの壁又は他のリアクタの部品に費用のかかる交換を必要とするかもしれない。
【０００４】
従って、半導体リアクタの部品を、基板プロセスの間に損傷を受けないように保護するための方法及び装置が要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の幾つかの実施形態に従えば、半導体プロセスリアクタを組み立てる方法が提供される。前記方法は、部分的に製造されたリアクタ部品を準備することを含み、前記部分的に製造されたリアクタ部品の上には開口部がある。保護皮膜が、前記開口部の表面の上に形成される。続いて、挿入部材が前記開口部内に配置される。前記挿入部材は、前記挿入部材の長さの少なくとも一部に沿って伸展する空洞を有する。
【０００６】
本発明の別の実施の形態に従えば、半導体プロセスリアクタ用の部品を製造する方法が提供される。前記方法は、第１の半導体リアクタ部品を準備することを含む。前記リアクタ部品は穴を有する。前記穴の中に挿入部材が挿入される。第２の半導体リアクタ部品が、前記挿入部材の開口部内に挿入される。
【０００７】
本発明の別の実施の形態に従えば、半導体基板を処理するリアクタチャンバを画定する半導体プロセスリアクタ部品が提供される。前記リアクタ部品は、リアクタチャンバの少なくとも一部を画定するように構成された表面を備えている。前記リアクタ部品内に、保護用の挿入部材が配置される。前記保護用の挿入部材は、前記リアクタ部品の表面を越えては伸展しない。前記保護用の挿入部材の壁は、前記保護用の挿入部材の長さの少なくとも一部に沿って伸展する空洞を画定する。前記壁は、約０．０５ｍｍ以上の厚さを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体リアクタの部品を、基板プロセスの間に損傷を受けないように保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
通常、半導体プロセスリアクタを形成するために、多くの異なる部品が相互に組み合わされる。第１のリアクタ部品は、第２のリアクタ部品を収容するために、穴または溝のような開口部を有するかも知れない。それらリアクタ部品の一方または両方は、その部品が半導体プロセス中に反応性化学種にさらされないように、保護材で被覆されているかもしれない。保護皮膜は、リアクタの厳しいプロセス環境に対して、部品自体の材質よりも抵抗性がある。しかし、次のことが分かった。第２リアクタ部品を開口部内に挿入し、開口部から取り出す行為は、保護皮膜の磨耗及び除去を含む、好ましくない機械的損傷を引き起こす可能性がある。その結果、リアクタ部品は、半導体プロセス中のプロセスガスにさらされることによって生じる損傷を受けやすいままである可能性がある。
【００１０】
磨耗によって保護皮膜が除去される可能性があることに加えて、以下のことが分かった。開口部の底付近の保護皮膜は、開口部の中に皮膜前駆体を拡散させることが限定的であることにより、比較的に薄い可能性がある、又は、不完全な被覆性を有する可能性がある。その結果、開口部の底部は、まず第１に完全には被覆されない可能性があり、又は、それらの上の薄い保護皮膜のために、開口部の上部よりもより容易に損傷を受ける可能性がある。
【００１１】
リアクタ部品は、プロセスガスにさらされることによって損傷を受け得る材料で形成されているかもしれないということが、理解されるであろう。例えば、それらの部品はグラファイトで形成されているかもしれない。グラファイトの部品は、酸素にさらされると損傷を受ける可能性がある。酸素は、グラファイトを「燃焼」させる燃焼反応中で、グラファイトと反応する。
【００１２】
リアクタ部品である、例えば、基板を支持するサセプタ、又は、プロセスチャンバの内部表面を画定するリアクタブロックは、グラファイトで形成されているかもしれず、そして、熱電対アセンブリを収容するための開口部を含んでいるかもしれない。熱電対アセンブリは穴に挿入されるが、しかし、そのアセンブリが穴の周囲及び内部の保護皮膜の一部を擦り取る、又は、穴の底部における保護皮膜の堆積が限定的であるために、穴の底部では保護皮膜中に隙間が存在するかもしれない。さらに、アセンブリは、リアクタの寿命中に、繰り返し穴の中から取り出され、穴に挿入される可能性があるので、保護皮膜の磨耗及び除去は、アセンブリの提供中に悪化する。その結果、プロセスガスが、皮膜の下のグラファイトに接触し、グラファイトと望ましくない反応をし、リアクタ部品を燃焼させる可能性がある。
【００１３】
本発明の実施形態は、リアクタ部品における開口部を、プロセスガスにさらされることから保護する。挿入部材は、第１リアクタ部品における開口部内に配置される。挿入部材は、熱電対アセンブリのような第２のリアクタ部品を収容する、それ自体の開口部を有している。挿入部材は、堆積された皮膜よりも、より耐久的及び／又は厚い保護層を提供し、それによって、第２リアクタ部品を穴に挿入し、穴から取り出すことによって生じる磨耗から、その穴を保護する。その挿入部材は、開口部の底部へのプロセスガスの流入をシール（封止）し又は妨げることもでき、それによって、開口部の底部がプロセスガスにさらされにくくなり、それによって、開口部の底部における保護皮膜が底部を十分に覆っていない場合でも、開口部の底部を保護する。
【００１４】
幾つかの実施形態においては、保護皮膜は、開口部内に配置される前に、開口部及び第１リアクタ部品の表面の上に堆積されてもよい。保護皮膜は、第１リアクタ部品の表面を概ね保護するために使用されてもよい。その後、挿入部材が、第１リアクタ部品の開口部に配置されてもよい。熱電対アセンブリのような第２リアクタ部品が、挿入部材の空洞に配置されてもよい。
【００１５】
幾つかの実施形態においては、挿入部材の中に第２リアクタ部品を配置する前に、挿入部材及び第１リアクタ部品の表面の上に第２皮膜が堆積されてもよい。第２皮膜は、第１リアクタにおける開口部内の挿入部材をシールするために使用されてもよく、ガスが漏れない利点、及び、第１リアクタ部品／挿入部材の構造の構造的な完全性を強化する利点をも有する。別の実施形態では挿入部材は、固定部材、例えば、挿入部材及び開口部の上にフィットする（適合する）プレートを使用して開口部内に固定されてもよい。
【００１６】
さて、図が参照されるであろうが、ここで全体を通して、同様の数字は同様の要素（部品）を表す。図は、必ずしも正しい縮尺では描かれていない。
【００１７】
望ましい実施形態は、当業者に知られている種々のリアクタに適用されることができ、フローティング基板リアクタ（floating substrate reactor）中で使用された場合、特別な利点を有することが理解されるであろう。例えば、図１に示されたリアクタ設計は、基板２１がプロセス中に機械的に支持されることを必要としない、即ち、基板２１は、固体の支持部材によって直接接触されずに処理され得る。このことは、基板が機械的に接触されるリアクタにおいて生じる可能性のある冷点（cold spot）を生じることなく、半導体工程中に基板２１を、非常に一様且つ急速に加熱することを可能にする。さらに、基板２１の周囲にある、リアクタ１の上位ブロック１３及び下位ブロック１４は、各々が基板２１よりも高い熱容量を有するように相対的に大きくて重いこと、基板の温度を安定化させるのに役立つこと、及び、リアクタ１に基板２１を導入（ロード）し、リアクタ１から基板２１を排出（アンロード）する時に、温度変動に対するリアクタ１の感受性（影響を受け易さ）を最小にすることが望ましい。リアクタ１の基本的な構造を有するリアクタは、オランダ国のエーエスエム  インターナショナル  エヌ．  ヴェー．（ASM International, N.V.）から、Levitor（登録商標）商標名ので、商業的に入手可能である。
【００１８】
図１を継続して参照すると、リアクタ１の熱処理装置は、ハウジング２３内にある上位ブロック１３および下位ブロック１４を備えている。相互に対向しているブロック１３、１４の表面は、基板２１を処理し、取り扱うためのチャンバの範囲を定める。下位ブロック１４及び上位ブロック１３は、それぞれ相手に向かって、リフティングロッド（lifting rod）２７、２８によって移動され得る。そうで無ければ、ブロックの一方のみが移動可能である。
【００１９】
上位ブロック１３は、上位炉体（upper furnace body）１３０と、絶縁被覆物（insulating jacket）１３１と、絶縁被覆物１３１の内側の上に配置された加熱コイル又は炉体ヒータ１３２と、外部被覆物１３３とを備えて構成されている。同様に、下位ブロック１４は、下位炉体１４０と、絶縁被覆物１４１と、絶縁被覆物１４１の内側の上に配置された加熱コイル又は炉体ヒータ１４２と、外部被覆物１４３とを備えて構成されている。ある実施の形態では、各炉体１３０、１４０は、基板（リアクタ１が、それを収容するように設計されているのだが）の質量の１０倍以上又は４０倍以上大きい質量を有している。
【００２０】
上位炉体１３０は、少なくとも１つの温度センサ１３４を備えていることが望ましく、下位炉体１４０も、少なくとも１つの温度センサ１４４を備えていることが望ましい。温度センサ１３４、１４４はそれぞれ、基板２１に近接する炉体１３０、１４０の表面１４６、１４８付近の温度を測定するように配置されている。温度センサ１３４、１４４は、熱処理中に基板２１がこうむる処理温度を計測するために、且つ、熱処理のために基板２１をその近傍に配置したことによって生じる、炉体１３０、１４０の温度の低下を検出するために、炉体表面１４６、１４８に十分に近く配置されている。
【００２１】
上位炉体１３０は、上位炉体１３０のヒータ側の面１４７の近くに配置された、少なくとも１つの別の温度センサ１３５を備えていてもよい。同様に、下位炉体１４０は、下位炉体１４０のヒータ側の面１４９の近くに配置された、少なくとも１つの温度センサ１４５を備えていてもよい。温度センサ１３５、１４５はそれぞれ、炉体１３０、１４０の厚さ方向の温度勾配を計測するのに使用され得る。
【００２２】
プロセスガス（不活性ガスを含む）は、上位炉体１３０から開口部２５を介して、及び、下位炉体１４０から開口部２４を介して供給される。ガスは、リアクタのハウジング２３に形成された排気口２６を介して排気される。
【００２３】
上位ブロック１３及び下位ブロック１４は、図１に示されたように、基板２１をリアクタ１に導入する前に、切り離されることが望ましい。基板２１がリアクタ１に導入された後、上位及び下位ブロック１３、１４は、基板２１と、基板２１近傍の、炉体１３０、１４０の表面１４６、１４８との間隔が狭くなるように、リフティングロッド２７、２８によって互いの方向に移動する。基板２１は、熱処理を受ける位置に配置されたとき、表面１４６、１４８からの距離が、望ましくは約２ｍｍ以下、より望ましくは約１ｍｍ以下である。説明された実施形態において、図２に示されているように、基板２１は、開口部２４、２５から流入するガスの流れによって、そして更なる機械的支持を必要とすることなく、安定した位置に固定される。しかし、他の配置においては、炉体１３０、１４０から間隔を空けて基板２１を支持するために、支持ピンのような支持構造が使用され得ることが分かるであろう。さらに、基板２１は、炉体１３０、１４０から対称に間隔を空けて配置されているように図示されているが、別の配置では、基板２１は、炉体１３０、１４０の何れか一方により近く配置されていてもよい。
【００２４】
図２では、リアクタ部品２００の一部分が示されている。リアクタ部品２００は、リアクタチャンバの種々の構造を形成し得る。例えば、部品２００は、サセプタ又は炉体（炉体１３０、１４０（図１参照）のような）であり得る。リアクタ部品２００は、半導体工程で使用され得る材質、例えば、これに限定される訳ではないがグラファイトを含む種々の材質で形成され得る。
【００２５】
開口部２１０は、リアクタ部品２００内に配置される。開口部２１０は、挿入部材２６０を収容する大きさであり（図４参照）、挿入部材２６０は開口部２１０内に配置される。開口部２１０は、リアクタ部品２００を部分的に通って（貫通せずに）、又はリアクタ部品２００を貫通して、伸展し得る。リアクタ部品２００を通って伸展する開口部２１０を有することは、より一様に保護皮膜を開口部２１０の表面２５０の上に、そのような保護皮膜が適用される実施形態において、堆積させる利点がある。図示された実施形態において、開口部２１０は、リアクタ部品２００を通って伸展するが、端部において狭くなり、より小さい開口部（狭い穴とも記す）２２０になる。開口部２１０を狭くすることは、後に挿入される挿入部材２６０が、より小さい開口部２２０の側の面上の開口部２１０から落下されること、即ち挿入部材２６０が図４の下方から挿入されることを防止するために、使用され得る。
【００２６】
図３を参照すると、保護皮膜２３０が、リアクタ部品２００の露出した表面上に形成される。図示された実施形態において、保護皮膜２３０は、リアクタ部品２００の上部表面２４０、底部表面２４２、及び内部表面２５０、２５２を被覆する。ある実施形態においては、狭い穴２２０は、開口部２１０を通してガスを流すことによって、開口部２１０の下方部分での堆積の助けとなり、それによって、開口部２１０内へのプロセスガスの拡散が改善されることが、理解されるであろう。保護皮膜２３０は、半導体工程中にリアクタ部品２００を保護するのに適し、且つリアクタ部品の表面への堆積に適した、任意の材質で形成され得る。ある実施形態においては、保護皮膜２３０は、化学気相堆積法によって堆積されるシリコンカーバイド（シリコン炭化物）で形成される。保護皮膜２３０は、リアクタ部品２００の上部表面２４０及び／又は底部表面２３０を保護するのに望ましい厚さ（この厚さは、層２３２（図７参照）を形成するような追加的な保護層が、それらの表面に続けて堆積されるならば、低減されてもよいのだが）に形成されることが、理解されるであろう。
【００２７】
図４を参照すれば、保護用の挿入部材２６０は開口部２１０の中に配置される。保護用の挿入部材２６０は、それ自体の開口部即ち空洞２６２を有している。挿入部材の開口部２６２は、後述する熱電対アセンブリ２７０（図５参照）のような別のリアクタ部品を収容する大きさ及び形に形成されている。図示されたように、保護用の挿入部材２６０は、保護皮膜２３０の上端まで、又はそれより低い位置まで伸展する。保護用の挿入部材２６０の側壁は、開口部２６２内への部品の挿入および取り出しによって生じる磨耗から、開口部２１０の表面２５０を保護するためのバリアとなるように、十分に厚く、耐性があることが望ましい。さらに、保護用の挿入部材２６０の壁は、保護用の挿入部材２６０が自立構造の形で存在することを可能にするように、保護用の挿入部材２６０に、構造的な剛性をも与えることが望ましい。ある実施形態では、保護用の挿入部材２６０の壁は、約０．０５ｍｍ以上の厚さ、望ましくは約０．０５〜２．０ｍｍの厚さである。
【００２８】
保護用の挿入部材２６０は、リアクタ部品２００を保護する（例えば、リアクタ部品２００がプロセスガスに意図せずさらされることを防止する）のに適した種々の材質で形成され得る。例えば、保護用の挿入部材２６０は、保護皮膜２３０と同じ材質で形成されてもよい。
【００２９】
当業者に公知である種々の方法が、保護用の挿入部材２６０を形成するのに使用され得る。例えば、保護用の挿入部材２６０は、保護用の挿入部材２６０内の開口部２６２の所望形状に対応する外形を有する形状物の上に、形成され得る。その後、その形状物は、保護用の挿入部材２６０を残して除去されてもよい。一実施形態では、シリコンカーバイドが、グラファイトのロッド又はバーの周りに、例えば化学気相蒸着法で、堆積される。その後、ロッド又はバーは、例えば、酸素環境で燃焼されることによって除去され、自立する保護用の挿入部材２６０が残る。
【００３０】
保護用の挿入部材２６０が開口部２１０から脱落しないことが望ましいことが、理解されるであろう。ある実施形態においては、開口部２１０の大きさ及び保護用の挿入部材２６０の大きさは、保護用の挿入部材２６０が開口部２１０内にしっかりと嵌るように、選択されてもよい。しっかりと嵌ることは、保護用の挿入部材２６０が開口部２１０内に残留することの助けとなる。
【００３１】
ある実施形態においては、保護用の挿入部材２６０が開口部２１０内に嵌ることは、異なる温度における材質の膨張及び収縮を使用することによって、よりしっかりとなり得る。例えば、保護用の挿入部材２６０はリアクタ部品２００よりも低い温度で準備され得、この場合、保護用の挿入部材２６０及びリアクタ部品２００の温度が等しくなると、又は周囲温度に近付くと、保護用の挿入部材２６０が膨張し、且つ／又は、リアクタ部品２００が収縮し、保護用の挿入部材２６０の開口部２１０内への嵌合の程度が向上する。ある実施の形態においては、リアクタ部品２００と比較して保護用の挿入部材２６０が収縮するように、例えば液体窒素にさらされることによって、保護用の挿入部材２６０が冷却される。そうでなければ、又はさらに、保護用の挿入部材２６０と比較してリアクタ部品２００が膨張するように、リアクタ部品２００が加熱される。その後、リアクタ部品２００よりも低温である保護用の挿入部材２６０が、保護用の挿入部材２６０よりも高温であるリアクタ部品２００の開口部２１０内に挿入される。保護用の挿入部材２６０が周囲環境よりも低温であり、リアクタ部品２００が周囲環境よりも高温であってもよいことが、理解されるであろう。
【００３２】
保護用の挿入部材２６０及びリアクタ部品２００を形成する材質は、材質の異なる膨張によって強固な嵌合が緩むことを防止するために、同様の熱膨張係数を有するように、選択されてもよいことが理解されるであろう。リアクタ部品２００の熱膨張係数が保護用の挿入部材２６０の熱膨張係数よりも大きい場合、プロセスチャンバが加熱されたとき、リアクタ部品２００が保護用の挿入部材２６０よりも膨張し得ることが、理解されるであろう。その結果、穴（開口部２１０）が保護用の挿入部材２６０よりも大きくなり得、それによって、望ましくないことだが、穴（開口部２１０）内における保護用の挿入部材２６０の強固な嵌合が緩み得る。
【００３３】
ある実施形態においては、リアクタ部品２００はグラファイトで形成され、保護用の挿入部材２６０はシリコンカーバイドで形成される。有利なことに、シリコンカーバイドの皮膜はグラファイト上にとても良く付着し、それら２つの材質は相互に良く適合することが証明されている。ステンレス鋼、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標）及び高温スチール等のリアクタ部品の材質に関しては、ＴｉＮ又はＢＮの挿入部材が適している。
【００３４】
図５を参照すると、別のリアクタ部品２７０が、保護用の挿入部材２６０の開口部２６２の中に配置又は挿入され得る。別のリアクタ部品２７０は、凹部に収容されるように設計された任意のリアクタ部品であってもよい。例えば、別のリアクタ部品２７０は、プロセスチャンバ内の温度を測定するための熱電対アセンブリ、例えば温度センサ１４７、１４８（図１参照）であってもよい。
【００３５】
図６を参照すると、強固な嵌合によって保護用の挿入部材２６０を開口部２１０内に固定する代わりに、又はそれに加えて、保護用の挿入部材２６０を固定するために、固定部材２８０がリアクタ部品２００に取り付けられてもよい。例えば、固定部材２８０は、保護用の挿入部材２６０が開口部２１０から脱落することを防止するために、保護用の挿入部材２６０の少なくとも一部の上に配置された板であってもよい。固定部材２８０は、プロセスガスによる損傷に対して耐性がある材質で形成され得る。ある実施形態においては、固定部材２８０はシリコンカーバイドで形成される。
【００３６】
図７を参照すると、付加的被覆２３２が、保護用の挿入部材２６０及びリアクタ部品２００の露出された表面の上に、形成されてもよい。付加的被覆２３２は、保護用の挿入部材２６０及びリアクタ部品２００の間の接合部分を封止するために使用され、気密性と、保護用の挿入部材２６０及びリアクタ部品２００のアセンブリの機械的一体性とを修正してもよいことを、理解されたい。付加的被覆２３２は、開口部２１０内に保護用の挿入部材２６０をしっかりと固定するのにも役立ち得る。さらに、付加的被覆２３２は、保護皮膜２３０を増補するために使用され、リアクタ部品２００を保護するための更なる材質を提供し得る。付加的被覆２３２は、保護用の挿入部材２６０を位置的に固定するのに適した、及び／又は、磨耗に対する更なる保護を提供するのに適した任意の材質で形成され得る。幾つかの実施形態では、付加的被覆２３２は保護皮膜２３０と同じ物質で形成されており、例えば、付加的被覆は、例えば化学気相堆積法によって堆積されるシリコンカーバイドで、形成され得る。
【００３７】
有利なことに、本発明の実施の形態は、穴や溝のような、リアクタ部品における開口部の表面を内張りする保護皮膜の損傷を阻止することができる。開口部内に準備された保護用の挿入部材は、開口部内に挿入された部品と開口部の壁との間の機械的接触を防止するバリアを形成する。その結果、磨耗によって生じる開口部の壁の損傷が、防止される。
【００３８】
さらに、保護用の挿入部材は、保護皮膜によっては壁が完全には保護されていない開口部の壁に関する保護を提供する。保護用の挿入部材は、開口部の下方部分を封止し、それによって、それらの下方部分にガスが拡散することを防止する。保護用の挿入部材と開口部の壁との間の封止が、気密性を有していなくても、保護用の挿入部材と開口部の壁との間の隙間は、比較的狭く且つ長い経路を提供するので、熱電対アセンブリのような、もっと緩い付属品が穴の中に準備された場合に可能となる拡散量と比較して、開口部の底部にガスが拡散するのを制限する。
【００３９】
上記の開示に加えて、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱せずに、上記した方法及び構成に対して様々な削除、付加および修正が可能であることも理解されたい。そのような全ての修正及び変更は、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の範囲内にあるということが、意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る、半導体プロセスリアクタの概略的な側断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る、アイソレーションにおける、半導体プロセスリアクタの部品における開口部の概略的な側断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る、保護用の物質層を堆積させた後の図２の構造の概略的な側断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る、開口部内に挿入部材を挿入した後の図３の構造の概略的な側断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る、挿入部材の中に別のリアクタ部品を配置した後の図４の構造の概略的な側断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る、機械的クランプ（固定部材）を配置した後の図４の構造の概略的な側断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る、第２の保護用の物質層を堆積させた後の図４の構造の概略的な側断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１      リアクタ
１３    上位ブロック
１４    下位ブロック
２１    基板
２３    ハウジング
２４、２５、２１０、２２０、２６２  開口部
２６    排気口
２７、２８  リフティングロッド
１３０、１４０  炉体
１３１、１４１  絶縁被覆物
１３４、１３５、１４４、１４５  温度センサ
１３２、１４２  加熱コイル又は炉体ヒータ
１３３、１４３  外部被覆物
１４６、１４８  炉体の表面
１４７、１４９  ヒータ側の面
２００  リアクタ部品
２３０  保護皮膜
２３２  付加的被覆
２４０  上部表面
２４２  底部表面
２５０、２５２  内部表面
２６０  挿入部材
２７０  熱電対アセンブリ
２８０  固定部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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