JP2022545273A - 温度制御型のシャンデリア型シャワーヘッド - Google Patents

Abstract

【解決手段】高温用途でのシャワーヘッドの熱制御を促進するように設計された様々な特徴を含む半導体処理装置のシャワーヘッドを開示する。【選択図】図２

Description

［参照による援用］
本出願の一部としてＰＣＴ出願書様式を本明細書と同時に出願する。本出願が主張している、同時出願したＰＣＴ出願書様式に記載されている各出願の利益または各出願対する優先権を、あらゆる目的のために参照によりその全容を本願に援用する。

半導体処理ツールは多くの場合、処理ガスを半導体基板またはウエハ全体に比較的均等に分散させるように設計された構成要素を備えている。このような構成要素は、業界では一般に「シャワーヘッド」と呼ばれる。シャワーヘッドは通常、半導体基板またはウエハが処理されるとしてよい半導体処理容積に対面するフェースプレートを有する。フェースプレートは、複数のガス分散口を有していてよく、このガス分散口が、プレナム容積内のガスを、フェースプレートを通して基板とフェースプレートとの間（またはウエハを支持しているウエハ支持体とフェースプレートとの間）の反応空間に流入させる。シャワーヘッドは通常、埋め込み型とシャンデリア型のカテゴリに大きく分類される。埋め込み型のシャワーヘッドは通常、処理チャンバの蓋に組み込まれている。すなわちシャワーヘッドは、シャワーヘッドとチャンバの蓋の両方の機能を果たす。シャンデリア型のシャワーヘッドは、処理チャンバの蓋としては機能せず、代わりにステムを介して半導体処理チャンバ内に懸架され、ステムは、このようなシャワーヘッドをこのようなチャンバの蓋に接続し、処理ガスをこのようなシャワーヘッドに送達するための流体の流路または通路を作る機能を果たす。

本明細書に記載した主題の１つ以上の実施態様の詳細を添付の図面と以下の説明文に記載している。その他の特徴、態様、および利点は、本文、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

いくつかの実施態様では、シャワーヘッドを有する装置が提供される。シャワーヘッドは、フェースプレートおよびバックプレートを有し、ガス分散プレナムがフェースプレートとバックプレートとの間に介在する状態であってよい。シャワーヘッドは、ステムも有していてよく、ステムは、ガス入口、１つ以上のヒータ要素、および冷却プレートアッセンブリを有する。このようなシャワーヘッドでは、ステムは、冷却プレートアッセンブリで支持されてよく、冷却プレートアッセンブリから中心軸に沿って延在していてよい。また、１つ以上のヒータ要素は、ステムの中に少なくとも部分的に位置していてよく、少なくとも中心軸に平行な方向に沿って延在していてよく、冷却プレートアッセンブリは、内冷却チャネルおよび外冷却チャネルを有していてよく、外冷却チャネルは、中心軸に沿って見た場合の内冷却チャネルの周りに延在していてよく、内冷却チャネルと外冷却チャネルは両方とも、中心軸に沿って見た場合の１つ以上のヒータ要素の周りに延在していてよい。

いくつかのこのような実施態様では、ステムベースも含まれてよい。ステムベースは、バックプレートとステムとの間に介在してよく、中心軸に沿って見た場合にサイズがステムよりも大きく、中心軸に沿って見た場合にサイズがバックプレートよりも小さい。

いくつかの実施態様では、ステムベースは、中心軸に沿って見た場合のステムベースの外周に沿って配置された複数のスカラップを含んでいてよく、バックプレートは、それに対応する複数の溶接アクセス孔を含んでいてよく、各溶接アクセス孔は、スカラップのうちの１つと並置されてよい。

いくつかの別の実施態様では、１つ以上のヒータ要素の各々は、冷却プレートアッセンブリからガス分散プレナムとステムベースとの間の場所まで延在していてよい。

いくつかの実施態様では、ヒータ要素は少なくとも３つあってよい。

いくつかの実施態様では、冷却プレートアッセンブリは、第１のプレートおよび第２のプレートを含んでいてよく、第１のプレートの第１の面は、第２のプレートの第２の面に接着されてよく、内冷却チャネルは、第２のプレートの第２の面の中に第１の面から離れて延在してよく、第１のプレートは、１つ以上の突起部を有していてよく、突起部は、第１の面から内冷却チャネルの１つ以上の対応する部分の中を通ってバックプレートに向かって延在する。

いくつかの実施態様では、内冷却チャネルは、内側壁および外側壁を有していてよく、内側壁は、外側壁に取り囲まれていてよく、内側壁は、第１の放射状パターンに配置された第１の複数の第１の凸状突出部を有していてよい。

いくつかの実施態様では、各突起部は、第１の凹状のくぼみを有していてよく、第１の凹状のくぼみの中に第１の凸状突出部のうちの１つが収まる。いくつかの別の実施態様では、内側壁は、第２の放射状パターンに配置された第２の複数の第２の凸状突出部を有していてよい。いくつかの追加の実施態様では、外側壁は、第３の放射状パターンに配置された複数の第３の凸状突出部を有していてよい。さらにいくつかの別の実施態様では、各々の第１の凸状突出部は、対応する第３の凸状突出部のうちの１つから内冷却チャネルを横切って位置していてよい。

いくつかの実施態様では、各突起部は、その突起部の第１の凹状のくぼみに対面する突起部の側に第２の凹状のくぼみを有していてよく、第３の凸状突出部のうちの１つは、第２の凹状のくぼみの各々の中に収まるとしてよい。

いくつかの実施態様では、各々の第２の凸状突出部は、２つの隣接する第３の凸状突出部の間で周沿いに介在してよい。

いくつかの実施態様では、突起部は３つあってよい。

いくつかの実施態様では、各突起部と第２のプレートとの間には間隙があってよい。

いくつかの実施態様では、１つ以上の突起部の少なくとも第１の突起部は、第２のプレートと接触していなくてよい。

いくつかの実施態様では、冷却プレートアッセンブリは、複数の貫通孔を有していてよく、ステムは、ステムの上面に複数のねじ孔を有していてよく、各ねじ孔は、冷却プレートアッセンブリの貫通孔のうちの１つと同一線上にあってよく、ステムの上面は、冷却プレートアッセンブリの下面に当接してよく、対応するクランプ固定具が、冷却プレートアッセンブリの各貫通孔に挿入されて、それと同一線上のステムのねじ孔にねじ込まれてよく、ステムの上面と冷却プレートアッセンブリの下面のいずれか一方または両方にザグリがあってよく、各ザグリは、冷却プレートアッセンブリを通る貫通孔のうちの１つに中心があってよい。いくつかのこのような実施態様では、ザグリは、ステムの上面にあってよい。いくつかの他の実施態様または代替となるこのような実施態様では、ねじ孔は、螺旋インサートによってできるねじ山を有していてよい。

本明細書に記載した主題の１つ以上の実施態様の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載している。その他の特徴、態様および利点は、説明文、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図面の相対寸法は、縮尺通りではないことがある点に留意されたい。

本明細書に開示した様々な実施態様は、添付の図面では例として例示しているのであって限定的に例示しているのではなく、図面では同類の符号は同様の要素を指している。

温度制御型シャワーヘッドの例の等角図である。

図１の温度制御型シャワーヘッドの例の等角破断図である。

図１の温度制御型シャワーヘッドの例の上断面図である。

図１の温度制御型シャワーヘッドの例の別の等角破断図である。

内冷却チャネルの構成が異なる温度制御型シャワーヘッドの例の図である。

内冷却チャネルの構成が異なる温度制御型シャワーヘッドの別の例の図である。

図４の一部の詳細図である。

２つの部材の間のねじ山接合の概略図である。

２つの部材の間の別のねじ山接合の概略図である。

図１の温度制御型シャワーヘッドの一部の等角部分分解図である。

図１０の温度制御型シャワーヘッドの部分の別の等角部分分解図である。

図１の温度制御型シャワーヘッドの例の冷却プレートアッセンブリの断面図である。

図１の温度制御型シャワーヘッドの例の冷却プレートアッセンブリの別の断面図である。

図１２の詳細図である。

図１３の詳細図である。

図１の例示的な温度制御型シャワーヘッドを設置した半導体処理チャンバの概略図である。

図１から図１５は、各図で縮尺通りに描かれているが、縮尺は図ごとに異なっていることがある。

以下の説明では、提示した概念を完全に理解してもらうために多くの特定の詳細を記載している。提示した概念は、これらの特定の詳細の一部または全部がなくとも実施されてよい。他の場合では、記載した概念を不必要に不明瞭にしないように、公知の処理操作を詳細に説明していない。いくつかの概念を特定の実施形態に結びつけて説明するが、これらの実施形態を限定的なものと意図してはいないことが理解されるであろう。

本明細書では、「半導体ウエハ」、「ウエハ」、「基板」、「ウエハ基板」などの用語は、入れ替えて使用可能である。半導体デバイス業界で使用されるウエハまたは基板は通常、直径が２００ｍｍ、３００ｍｍ、または４５０ｍｍであるが、円形以外であってもよく、これ以外の寸法であってもよい。半導体ウエハに加えて、本発明を利用し得るその他のワークピースとして、プリント回路基板、磁気記録媒体、磁気記録センサ、ミラー、光学素子、マイクロメカニカルデバイスなどの様々な物品がある。

本開示の図面および説明の一部では、いくつかの規則を採用している。例えば、様々な箇所で、「容積（ｖｏｌｕｍｅｓ）」、例えば「プレナム容積」と記載している。これらの容積は、全体的に様々な図で示差されていることがあるが、図およびそれに付随する数値の識別子は、そのような容積の近似値を表しており、実際の容積は、例えばその容積の境界である様々な固体表面にまで及ぶとしてよいことが理解される。それよりも小さい様々な容積、例えばプレナム容積の境界につながるガス入口またはその他の孔は、それらのプレナム容積と流体接続していてよい。

「上（ａｂｏｖｅ）」、「上（ｏｎ ｔｏｐ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「下（ｕｎｄｅｒｎｅａｔｈ）」などの相対的な用語の使用している場合、シャワーヘッドを普通に使用しているときの構成要素とその構成要素の向きとの空間関係、または構成要素と紙面上の図面の向きとの空間関係を指すことを理解すべきであることを理解されたい。正常な使用では、シャワーヘッドは通常、基板処理の動作中、ガスを基板に向かって下向きに分散させるように向けられている。

いくつかの半導体処理動作では、例えばシャワーヘッドを介して半導体処理チャンバに導入されるときに、圧縮を防ぐため、またはガスを適温にするために、シャワーヘッドを流れるガスを加熱することが望ましいとしてよい。シャンデリア型のシャワーヘッドでこのように制御した加熱を実現するために、このようなシャンデリア型のシャワーヘッドのステムにある孔にカートリッジヒータを導入してよく、カートリッジヒータは、ステムを通るガス流入経路に平行に走っている。このようなカートリッジヒータは、半導体処理動作の特定の要件に応じて、５００℃～８００℃の温度に達することがある。

シャワーヘッドは、他の機構を通じて、例えば半導体処理動作の結果として熱を受け取ることもある。例えば、いくつかの半導体処理動作では、ウエハを支持しているペデスタルの温度は、６００℃～７００℃、例えば６５０℃の温度に達することがあり、半導体処理チャンバに導入されるガスは、高圧高周波場に曝露されて摂氏数千度になることがあるプラズマ環境を生成することがある。さらに、新しく改善された半導体処理動作の開発に伴い、処理温度が上昇する傾向が見られ得る。このような半導体処理動作由来の熱は、シャワーヘッドの中に伝達されることがあり、カートリッジヒータによってもたらされる熱とともに、シャワーヘッドがおよそ３００℃～３６０℃の温度、例えば３５０℃に達する原因となることがある。その際、シャワーヘッドに蓄積される熱は普通、過熱を避けるためにシャワーヘッドの外に伝達される必要がある場合があり、このようなシャワーヘッドから外への唯一の伝達経路は、そのシャワーヘッドのステムを介し、ステムを支持する構造を通るものである。放射状および対流状の熱伝達は、シャワーヘッドから外へ熱を伝達する機能も果たすことがあるが、熱伝達の主な機構は、伝導性熱伝達である。

本明細書に提示するのは、ガスをシャワーヘッドに高温で送達しないためだけでなく、シャワーヘッドからの過剰な熱を、ステムを介して効果的に伝導させるために、高温処理で使用してよい熱を制御したシャワーヘッドに関する概念である。

図１は、温度制御型シャワーヘッドの一例の等角図を示し、図２は、図１の温度制御型シャワーヘッドの例の等角破断図を示している。図１および図２には、シャワーヘッド１００を示している。シャワーヘッド１００は、フェースプレート１１４を有し、フェースプレートは、下側に多数のガス分散孔１４４を有していてよい（図１には見えていないが図２を参照）。フェースプレート１１４は、バックプレート１４６と接続していてよく、一方バックプレートは、ステム１１２を介して、またいくつかの実施態様ではステムベース１１８を介して、冷却プレートアッセンブリ１０２と構造的かつ熱的に接続していてよい。ステム１１２は、１つ以上の孔、例えばガンドリル加工した孔を有していてよく、孔は、例えばカートリッジヒータまたはヒータ要素１１０を受け入れるような寸法であってよい。図示した例のシャワーヘッド１００にはヒータ要素１１０が３つあり、ヒータ要素は、ステム１１２のガス入口１０４の３つの側に沿って配置され、中心ガス経路１３８のほぼ全長に沿って延在している（図２を参照）。いくつかの実施態様では、ほぼ同じ深さまで延在する追加の孔またはボアを設けてよく、その孔は、温度プローブ、例えば熱電対を受け入れるように構成されてよく、温度プローブは、ガス分散プレナムに近いシャワーヘッド１００内の温度を測定するために孔に挿入されてよい。

図１のシャワーヘッドの例では、フェースプレート１１４は、例えば図１のフェースプレート１１４に対するコールアウトのすぐ内側の継ぎ目のところで、例えば周囲を溶接またはろう接による接続でバックプレート１４６と接続されてよい。フェースプレート１１４とバックプレート１４６との間の空間は、シャワーヘッド１００へのガス分散プレナムとして作用するとしてよい。図示した例では、中心ガス経路１３８から流れる処理ガスをガス分散口に達する前に径方向外向きに流すために、ガス分散プレナムの中にバッフル板１４２が配置されている。バッフル板１４２は、例えば、複数の柱を用いてフェースプレート１１４に接着されてよく、柱は、フェースプレート１１４からバッフル板１４２まで延在していてよく、バッフル板１４２に溶接されるかスエージ加工されてよい。

図１に示したようなシャワーヘッド１００が動作中に受ける可能性がある高温により、フェースプレート１１４は、複数の伸張性支持体、例えばシャワーヘッド１００のガス分散プレナム内のフェースプレート１１４からバックプレート１４６の対応する孔の中まで上向きに延在する支持柱１５４によって、フェースプレート１１４の中心により近く（フェースプレート１１４の潜在的に熱に起因するたわみの量が最も多くなるところ）でさらに支持されてよい。２つのこのような支持柱１５４が図２に見られる。そして支持柱１５４は、例えば溶接またはろう接による接続を介してバックプレート１４６に接着されてよい。例えば、支持柱１５４をバックプレート１４６に接合するために摩擦攪拌溶接プロセスを用いてよい。

図２からわかるように、バックプレート１４６は、複数の溶接アクセス孔（またはろう接アクセス孔）１１６を有し、各々のアクセス孔が、フェースプレート１１４の該当する支持柱を有して孔の内端を塞いでいる。支持柱１５４と溶接アクセス孔１１６の底部との間の境界は、比較的密接に適合してよく、それによって溶接またはろう接が簡単になる。

バックプレート１４６の別の特徴は、バックプレート１４６の径方向の厚みが均一ではなく、バックプレート１４６がステムベース１１８に近いほど厚くなっている点である。このように厚みが増していることで、フェースプレート１１４の周よりもステム１１２の近くでフェースプレート１１４の熱伝導の必要性が増すのと並行して、バックプレート１４６の熱伝導断面積を増やす役割を果たすとしてよい。同じように、ステムベース１１８は、追加の熱質量を提供するとしてよく、この熱質量は、フェースプレート１１４の外径近くで生じる熱の追加の熱流路を提供するとしてよい。ただし、ステムベース１１８は、中心ガス経路１３８の中心軸に平行な方向に延在する複数の長尺スカラップ１２０も有していてよい。各々のこのようなスカラップ１２０は、溶接アクセス孔１１６にアクセスするための溶接またはろう接システムの隙間となってよい。

これらの長尺スカラップ１２０は、図１の温度制御型シャワーヘッドの例の上断面図を示している図３によりはっきりと示されている。図からわかるように、１２個の支持柱１５４からなる輪が２つあり、１２個の支持柱１５４からなる内側の輪は、その支持柱１５４の溶接アクセス孔１１６がステムベース１１８の断面に重なるように配置されている。設けられている長尺スカラップ１２０は、溶接アクセス孔１１６へのアクセスを可能にし、一方溶接アクセス孔は、支持柱１５４の上部へのアクセスを提供し、それによって支持柱をバックプレート１４６に溶接またはろう接することが可能になる。

冷却プレートアッセンブリ１０２は、図示したように積層構造を有していてよいが、これ以外の実施態様で、他の製造技術、例えば付加製造または鋳造を用いて同様の構造だが積層構造ではないものを提供してよい。冷却プレートアッセンブリ１０２は、カバープレート１３２を含んでいてよく、カバープレート１３２は、例えば拡散接合またはろう接を介して第１のプレート１２６に接着され、第１のプレート１２６は第２のプレート１２８に接着され、第２のプレート１２８は第３のプレート１３０に接着される。このような構造を本明細書では「プレート」と称するが、プレートは、それ以外の場合は全体的に平坦な面から延在するフィーチャを含んでいてよく、「プレート」は、このような構造に平面ではない外観を与える３次元構造を有した状態のままであることが理解されるであろう。

上記で説明したように、冷却プレートアッセンブリは、接着した積層構造であってよい。ただし、冷却プレートアッセンブリ１０２をステム１１２に接続する固定具を利用することがやはり望ましいとしてよい。このような実施態様では、ステムは、固定具を受け入れてよい複数のねじ孔を有していてよく、固定具は、冷却プレートアッセンブリ１０２にある対応する孔に挿入されてから締め付けられ、それによってステム１１２を冷却プレートアッセンブリ１０２と良好に熱接触するように引き付ける。これを図４に示しており、この図は、図２とは異なる断面で切り取った、図１の温度制御型シャワーヘッドの例の別の等角破断図を示している。図４は、２つのクランプ固定具も含んでおり、クランプ固定具は、冷却プレートアッセンブリ１０２を通ってステム１１２の中に延在するのが見えている。このようなクランプ固定具とステム１１２との間の境界は、図７の拡大図に示しており、図７は、図４の破線の長方形で囲まれた部分の詳細図である。

冷却プレートアッセンブリ１０２の内冷却チャネルフィーチャ１３６は、図に示した場所から鉛直方向に移動していてもよいことも理解されるであろう。例えば、いくつかの実施態様では、内冷却チャネル１３６は、（フェースプレート１１４に最も近い）最も下の面が図示した状態よりもフェースプレート１１４に近くなるように、鉛直方向下向きにずれてよい。図５は、例えば内冷却チャネル５３６がシャワーヘッド１００内に示されている場所から外冷却チャネル５３４に対して鉛直方向下向きに変位するシャワーヘッド５００を示している。例えば、内冷却チャネル１３６の上部は、図２では外冷却チャネル１３４と同じ高さにあるように全体的に示されているが、内冷却チャネル５３６の上部は、水平軸に沿って（シャワーヘッドの中心軸に垂直に）見たときに少なくとも内冷却チャネル５３６および外冷却チャネル５３４の水平方向の部分が互いに重ならないように、外冷却チャネル５３４の高さから距離Ａだけ下向きに変位する。このような実施態様では、内冷却チャネル５３６と外冷却チャネル５３４の冷却作用は、内冷却チャネル５３６がステム５１２からの熱を除去するようにより強く作用し、外冷却チャネル５３４がヒータコア５１０からの熱を除去するように強く作用する状態で、鉛直方向にずれていてよい。図からわかるように、冷却プレートアッセンブリ５０２は、冷却プレートアッセンブリ１０２よりも大幅に下向きに延在し、いくつかの点では、ステム５１２の一部を形成しているとみなしてよい。いくつかの実施態様では、図５に示したように、内冷却チャネル５３６は、実際にステム５１２の上面に機械加工されてよく、冷却プレートアッセンブリ５０２は、内冷却チャネル５３６に冷却流体を提供してよい口およびチャネルを有するとともに、その中に延在する突起部５４０も有していてよい。冷却流体を鉛直方向に分かれている２つのチャネルに流すために、内冷却チャネル５３６と外冷却チャネル５３４との間を接続する鉛直方向の立上がり管通路があってよい。他の実施態様では、内冷却チャネル５３６が依然として外冷却チャネル５３４から鉛直方向下向きに変位してもよいが、内冷却チャネル５３６は、図２の実施態様のように、依然として冷却プレートアッセンブリの構造内に完全に含まれている状態である（そのため、冷却流体とステム５１２との直接の接触を避ける）。

図６に示したようないくつかの別の実施態様では、図２に示したものよりも遥かに深い深さまで下向きに延在するシャワーヘッド６００用の内冷却チャネル６３６を設けてよい。このような例では、熱交換の量を増やせるように内冷却チャネル６３６内の表面積が遥かに多くなるとしてよく、それによってこのような冷却チャネルの冷却能力が増す。内冷却チャネル６３６は、例えばベローズ６２２の底部を越えて延在してよく、図６に示したように、冷却プレートアッセンブリ６０２の取付フランジ６２４の底部も越えて延在してよい。突起部６４０は、それに応じて長くなって、図６に示したように内冷却チャネル６３６のほぼ底部まで延在してよい。ただし、前出の例と同様に、冷却プレートアッセンブリ６０２のより高いところに外冷却チャネル６３４を設けてよい。

図７からわかるように、ステム１１２は、クランプ固定具１８４を受け入れてよい盲ねじ孔を有していてよい。この特定の例では、盲ねじ孔には、クランプ固定具１６６を締め付けるときに孔からステム１１２の材料が剥がれるのを回避するために、螺旋ねじインサート１７８が備わっている。ステム１１２と第２のプレート１２８とが接触する面は、熱接触面１８２として機能してよく、ステム１１２から冷却プレートアッセンブリ１０２に熱を伝達するための主要な境界であってよい。この境界全体への熱伝導率を高めるために、クランプ固定具は、ステム１１２を第２のプレート１２８に対してより適切にしっかりと圧縮して境界全体への熱伝導率が増すように、かなりのトルクを受けるとしてよい。これを達成するための重要なフィーチャがザグリ１８０にあり、その目的を以下に説明する。

図８は、２つの部材の間のねじ山接合の概略図である。この２つの部材は、例えばステム１１２と第２のプレート１２８であってよい。ステム１１２の孔には螺旋インサート１７８を備えてよく、螺旋インサートにはクランプ固定具１８４をねじ込んでよい。左の図は、ねじ付き固定具１８４に任意の有意な値でトルクがかかる前のこの境界を示している。右の図は、クランプ固定具１８４にトルクをかけ、それによってクランプ固定具に張力をかけ、螺旋インサート１７８を上向きに引っ張ったときに何が起こり得るかを示している。これにより、右の図に示したように、螺旋インサート１７８が埋め込まれている材料、例えばステム１１２のアルミニウムがいくらか上に膨張または隆起する。これにより、少なくとも各ねじ付きインサート／孔の周りの領域で、２つの部材の間にわずかな間隙（ここでは改良にするために誇張されている）ができることがある。このような間隙は、熱伝達を妨げるおそれがあり、２つの部材の間の熱伝達の効率を下げるおそれがある。

図９は、２つの部材の間の別のねじ山接合の概略図である。この例では、図８に示したものと同じ構成が示されているが、ステム１１２にあるねじ付きインサートの周りにザグリ１８０が含まれている点が異なる。ザグリは、クランプ固定具１８４にトルクがかけられて張力がかかった状態になったときにステム１１２の材料の局所的な歪みまたは隆起を許容するセットバック部となる。セットバック部は、ステム１１２の隆起または歪みによってステム１１２と第２のプレート１２８との間に間隙が形成されないようにし、それによって２つの部分の間に高質な熱接触境界が保持されることを実現する。いくつかの実施態様では、ザグリは、他方の部材、例えば第２のプレート１２８、または両方の部材に設けられてよい。

冷却プレートアッセンブリ１０２は、全体的にステム１１２の周りに延在する内冷却チャネル１３６を有していてよく、内冷却チャネルは、冷却剤が冷却剤入口１０６から内冷却チャネルに流れた後に、内冷却チャネル１３６を取り囲む（または少なくとも部分的に取り囲む）としてよい外冷却チャネル１３４に流れてから冷却剤出口１０８に流れるように、冷却プレートアッセンブリ１０２の中に流体接続していてよい。

シャワーヘッド１００が半導体処理システムに設置される場合、シャワーヘッドは、いくつかの追加のシステムに接続されてよい。例えば、ヒータ要素１１０は、コントローラ１６６の指示の下でヒータ要素１１０に電力を供給してよいヒータ電源１６４に接続されてよい。コントローラ１６６は、例えば、１つ以上のプロセッサ１６８および１つ以上のメモリデバイス１７０を有していてよい。１つ以上のメモリデバイスは、本明細書で後に説明するように、１つ以上のプロセッサを制御して様々な機能を実施するか様々な他のハードウェアを制御するためのコンピュータ実行可能命令を格納してよい。

図１のコントローラ１６６は、バルブ１５８にも作動的に接続されてよく、バルブは、ガス供給部１５６からの処理ガスをシャワーヘッド１００に供給する（またはそれ以上供給させない）ように、コントローラ１６６によって制御されてよい。ガス供給部１５６は、例えば１つ以上の処理ガスをシャワーヘッド１００に供給するように構成されてよく、ガスは、例えば窒素（Ｎ₂）、酸素（Ｏ₂）、水素（Ｈ₂）、アンモニア（ＮＨ₃）、三フッ化窒素（ＮＦ₃）、シラン（ＳｉＨ₄）、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）の蒸気などである。同じように、コントローラ１６６は、ポンプ１６２に作動的に接続されてよく、ポンプは、冷却液または冷却流体を内冷却チャネル１３６および外冷却チャネル１３４に循環させて冷却剤貯蔵部１６０に戻してから冷却プレートアッセンブリ１０２に戻すように、コントローラによって制御されてよい。

図１および図２のシャワーヘッド１００は、取付フランジ１２４も有していてよく、取付フランジは、ベローズ１２２を介して冷却プレートアッセンブリ１０２に接続していてよく、ベローズは、取付フランジ１２４と冷却プレートアッセンブリ１０２との間に順応性のある気密接続を実現するように作用するとしてよい。取付フランジ１２４、ベローズ１２２、および第３のプレート１３０は、例えばステンレス鋼合金で作製されてよく、一方、第１のプレート１２６および第２のプレート１２８は、さらに熱伝達を促進するために例えばアルミニウム合金で作製されてよい。

冷却プレートアッセンブリのさらに他の詳細を図１０～図１５を参照して以下に説明する。図１０および図１１は、図１の温度制御型シャワーヘッドの一部の等角部分分解図である。図１２および図１３は、図１の温度制御型シャワーヘッドの例の冷却プレートアッセンブリの断面図である。図１４および図１５はそれぞれ、図１２および図１３の詳細図である。

図１０および図１１では、カバープレート１３２と第１のプレート１２６の両方が取り外されて、冷却プレートアッセンブリ１０２内の冷却流路が曝露されている。図からわかるように、中心ガス経路１３８は、ヒータカートリッジ１１０のすぐ近くに位置していてよく、ヒータカートリッジは、中心ガス経路１３８内に流れるガスに熱を供給するために使用されるとしてよい。内冷却チャネル１３６および外冷却チャネル１３４は、はっきりと見えている。図からわかるように、外冷却チャネル１３４は、様々なプレートを組み立てたときに同列になる第１のプレート１２６と第２のプレート１２８にある２つの一致するチャネルによって形成される。外冷却チャネル１３４は、中心ガス経路１３８の弧の全体またはほぼ全体、例えば～３００°にわたって延在してよい。外冷却チャネル１３４の一方の端部は、内冷却チャネル１３６と流体接続していてよく、それによって内冷却チャネル１３６を流れる冷却剤をその後に冷却プレートアッセンブリから離れることなく外冷却チャネル１３４に流し、それから冷却剤出口１０８に流すようにしてよい。

図１１からわかるように、第１のプレート１２６は第１の面を有し、第１の面は、第２のプレート１２８の第２の面に接着して冷却プレートアッセンブリの一部を形成する。第１の面は、任意選択で、前述した一致するチャネルの一方、および複数の突起部１４０を含んでいてよく、各々の突起部は、内冷却チャネル１３６のそれに対応する形状部分または同様の形状部分の中に突出するように配置されてよく、かつそのような寸法に設定されてよい。それによって極めて薄いＵ字形の断面を有する流体流路を形成し、これによって通常は内冷却チャネル１３６を流れる流体を突起部のある領域で加速させ、それによってこのような領域で冷却流体のレイノルズ数を上げ、冷却流体と内冷却チャネル１３６の壁との間、および冷却流体と突起部１４０との間の熱伝達を高める。これによって内冷却チャネル１３６の冷却効率が上がる。

突起部の作用は、突起部１４０を有する内冷却チャネル１３６をより詳細に示している図１２～図１５でさらにはっきりとわかる可能性がある。図１４からわかるように、内冷却チャネル１３６の内壁は、いくつかの第１の凸状突出部１４８を有していてよい。第１の凸状突出部１４８は、例えばヒータカートリッジのボアの中心にあってよく、その寸法は、各ヒータカートリッジと、内冷却路１３６と、その場所で冷却プレートアッセンブリを通るステムの部分との間にほぼ同じ壁厚が存在するような寸法であってよい。内壁は、いくつかの実施態様では、例えば複数の第２の凸状突出部１５０も有していてよく、第２の凸状突出部は、例えば固定具の貫通孔の周りか、冷却プレートアッセンブリ１０２の他のフィーチャの周りを内冷却チャネル１３６が通れるように備わっていてよい。いくつかの実施態様では、内冷却チャネル１３６の外壁は、複数の第３の凸状突出部１５２も有していてよく、第３の凸状突出部は、例えば内冷却チャネル１３６と内部のガス立上り管口のアレイとの間の壁厚が十分になるように設けられてよい（図１０の内冷却チャネル１３６と外冷却チャネル１３４との間に見えている小さい立上り管口を参照）。図示した例では、突起部１４０はそれぞれ、それに対応する第１の凹状のくぼみを有し、第１の凹状のくぼみには第１の凸状突出部のうちの１つが中に収まり、第１の凸状突出部は、対応する間隙の分だけ突起部から離れている。同じように、突起部１４０はそれぞれ、第１の凹状のくぼみの反対側に第２の凹状のくぼみも有し、それによって、第３の凸状突出部１５２のうちの１を第２の凹状のくぼみの中に収めることができる。このように嵌合する形状になっている内冷却チャネルの側壁と突起部１４０は、比較的狭く深い冷却流路を実現するとしてよく、この冷却流路は、熱伝達のために大きな表面積を提供しつつ、冷却流体の速度も上げるとしてよい。

図１５からわかるように、突起部１４０は、内冷却チャネル１３６の底部まで全長にわたって延在せずに、内冷却チャネル１３６の底部と突起部１４０の対向面との間に比較的大きい面積を流れる領域を残してよい。突起部１４０の寸法は、内冷却チャネル１３６の底部と突起部１４０の対向面との間の間隙が、内冷却チャネル１３６の側壁と突起部１４０の対向面または側壁との間の間隙とほぼ同じになるような寸法であってよい。例えば、シャワーヘッド１００の例では、内冷却チャネル１３６の側壁と突起部１４０の対向面または側壁との間の間隙は、およそ１ｍｍであり、内冷却チャネル１３６の底部と突起部１４０の対向面との間の間隙は、およそ１．３ｍｍである。突起部１４０は、この例では、第１のプレート１２６からおよそ１４ｍｍにわたって延在し、その結果、容積がおよそ７．２立方センチメートルの内冷却チャネルになる。比較すると、高さがおよそ６ｍｍ、幅がおよそ６．３ｍｍである外冷却チャネルは、容積がおよそ９．６立方センチメートルであり、追加のおよそ１．４立方センチメートルおよび０．８立方センチメートルが、冷却プレートアッセンブリ内の入口と出口それぞれの容積によってもたらされる。このような構成では、毎分およそ３８００～５７００立方センチメートルの冷却剤の流れが冷却チャネルに供給されるとしてよく、その結果、冷却プレートアッセンブリ１０２の冷却チャネル内の冷却流体は、毎分およそ２００～３００が完全に入れ替えられる。冷却流体は、水、フッ素化した冷却剤（ＳｏｌｖａｙのＧａｌｄｅｎ（登録商標）ＰＦＰＥなど）、またはその他の冷却液である。これにより、冷却プレートアッセンブリをおよそ２０℃～６０℃の温度に維持することが可能となってよく、一方、シャワーヘッドフェースプレート１１４は、およそ３００℃～３６０℃、例えば３５０℃の温度に維持される。シャワーヘッド１００の例に関して前述した特定の寸法および性能の特徴は、限定することを意図するものではなく、寸法および性能の特徴が異なるその他のシャワーヘッドも本開示の範囲内に収まるとしてよいことが理解されるであろう。

さらに、突起部１４０は、第１のプレート１２６からフェースプレート１１４の方へ下向きに延在することに留意されたい。そのため、フェースプレート１１４およびステム１１２からの熱は、内冷却チャネル１３６の側壁に沿って第１のプレート１２６に向かって流れるとともに、第１のプレート１２６から突起部１４０の両端にも流れる、すなわち反対方向に流れるとしてよい。これは、内冷却チャネルを流れる冷却剤の加熱を均等にする効果があるとしてよい。なぜなら、内冷却チャネル１３６の側壁の温度勾配は、内冷却チャネル１３６の底部、すなわちフェースプレート１１４の最も近くで最も高く、内冷却チャネル１３６の上部の近く、すなわち第１のプレート１２６の近くで最も低いとしてよく、一方、突起部１４０の温度勾配は逆になり得る。すなわち第１のプレート１２６の近くで最も高い温度になり、内冷却チャネル１３６の底部の近くで最も低い温度になり得る。これによってより効果的な熱伝達を促進する。

図１６は、図１の例示的な温度制御型シャワーヘッドを設置した半導体処理チャンバの概略図である。このような構成では、ペデスタル１７４、温度制御型シャワーヘッド１００を備えている半導体処理チャンバ１７２を用意してよい。シャワーヘッド１００は、ペデスタル１７４の上に配置されてよく、１種または複数種の処理ガスを、ペデスタル１７４の上に配置されてよいウエハ１７６の上に流すように構成されてよい。シャワーヘッド１００は、例えば図１に示したような１つ以上の追加の機器に接続されてよい。

上記のように、本明細書で説明した様々な制御可能な構成要素、例えばガス供給部へのバルブ、ヒータ電力ユニット、冷却剤ポンプなどは、半導体処理ツールのコントローラによって制御されてよい。コントローラは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、処理用の１つまたは複数のプラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハのペデスタル、ガス流システムなど）を含む半導体処理装置を備えていてよいシステムの一部であってよい。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板を処理する前、その間、およびその後にシステムの動作を制御する電子機器と一体化していてよい。電子機器は、「コントローラ」と呼ばれてよく、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素またはサブパーツを制御してよい。コントローラは、システムの処理要件および／または種類に応じて、本明細書に開示したいずれかの処理を制御するとともに、処理ガスの供給、温度設定（例えば加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生ツールの設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体供給の設定、電位および動作の設定、ツールおよびその他の移送ツールの中へ、またはそこからのウエハ移送および／または特定のシステムに接続されているか、特定のシステムの境界となっているロードロックなど、半導体処理に影響を及ぼすパラメータを制御するようにプログラムされてよい。

概して、コントローラは、命令を受け、命令を発し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどを行う、様々な集積回路、論理回路、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器であると定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を保存するファームウェア形態のチップ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と定義されるチップ、および／または１つ以上のマイクロプロセッサ、またはプログラム命令（例えばソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを備えていてよい。プログラム命令は、半導体ウエハ上で、もしくは半導体ウエハ用に、またはシステムに対して、特定の処理を実行する動作パラメータを定義する様々な個別の設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラへと伝達される命令としてよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはウエハのダイを製造する過程で１つ以上の処理工程を達成するために処理エンジニアによって定義されたレシピの一部としてよい。

コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと一体化して接続しているか、システムとネットワーク接続されているか、これらを組み合わせた状態であるコンピュータの一部であってもよいし、このコンピュータに接続していてもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」にあってもよいし、あるいはウエハ処理の遠隔アクセスを可能にできるファブホストコンピュータシステムの全体または一部であってもよい。コンピュータは、製造動作の現在の進捗を監視し、過去の製造動作の履歴を調査し、複数の製造動作から傾向または性能メトリックを調査し、現在の処理のパラメータを変更し、処理ステップを設定して現在の処理に従い、または新しい処理を始めるために、システムへの遠隔アクセスを可能にしてよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えばサーバ）は、ネットワークを介してシステムに処理レシピを提供でき、このネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザ境界を含んでいてよく、それらのパラメータおよび設定はその後、リモートコンピュータからシステムへ伝達される。いくつかの例では、コントローラは、１つ以上の動作中に実行される各々の処理工程に対するパラメータを指定するデータ形態の命令を受け取る。パラメータは、実行される処理の種類、およびコントローラがインターフェース接続するか制御するように構成されるツールの種類に対して固有のものとしてよいと理解すべきである。そのため、前述したように、一緒にネットワーク化され、本明細書に記載した処理および制御などの共通の目的に向かって機能する１つ以上の別個のコントローラを備えることなどによってコントローラを分散してよい。このようにするために分散したコントローラの例が、（例えばプラットホームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔地に位置する１つ以上の集積回路と通信するチャンバ上にあって、組み合わさってこのチャンバ上の処理を制御する１つ以上の集積回路であろう。

非限定的に、例としてのシステムには、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、析出チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ならびに、半導体ウエハの製造および／または生産に関連するか使用されてよい任意のその他の半導体処理システムがあってよい。

上記のように、ツールによって実行される１つまたは複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインタフェース、隣接するツール、近隣のツール、工場全体に位置するツール、主要コンピュータ、別のコントローラ、または、ウエハの容器を、半導体製造工場内のツール位置および／または搭載ポートへ運び、そこから運び出す材料輸送に使用されるツールのうちの１つ以上のツールと通信することがあってよい。

本明細書で使用している「ウエハ」という用語は、半導体ウエハまたは基板またはその他のほぼ同じ類のウエハまたは基板を指すとしてよい。ウエハステーションとは、この用語を本明細書で使用している通り、様々なウエハ処理動作またはウエハ搬送動作のいずれかの過程でウエハを配置するとしてよい半導体処理ツール内の任意の場所を指すとしてよい。ウエハ支持体は、本明細書では、半導体ウエハを受け入れ支持するように構成されているウエハステーションの何らかの構造、例えばペデスタル、静電チャック、ウエハ支持体の棚などを指すために使用されている。

本明細書に「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」などが記載されている場合、特に明記されていない限り、記載されているものの±１０％以内の値または関係を指すこと理解してよい。例えば、実質的に互いに垂直な２つの面は、実際に垂直であり、すなわち互いに９０°であるか、互いに８９°または９１°であるか、さらには互いに８０°または１００°であってよい。

序列表記、例えば本明細書に記載した（ａ）、（ｂ）、（ｃ）などの使用はいずれも、整理を目的としているにすぎず、各序列表記に結びつけられた項目に何らかの特定の順序または重要性を持たせることを意図するものではないことも理解されたい。それでもやはり、序列表記に結びつけられたいくつかの項目が本質的に特定の順序を必要とすることがある場合があり得る。例えば「（ａ）Ｘに関する情報を得る、（ｂ）Ｘに関する情報に基づいてＹを決定する、そして（ｃ）Ｚに関する情報を得る」；この例では、（ｂ）は（ａ）で得られた情報に左右されるため、（ａ）は（ｂ）の前に実施される必要があるが、（ｃ）は、（ａ）および／または（ｂ）のいずれかの前または後で実施される可能性がある。

「１つ以上の＜項目＞の各＜項目＞」または「各＜項目＞の」という句にあるように、「各（ｅａｃｈ）」という単語の使用は、本明細書で使用している場合は、単一項目グループと複数項目グループの両方を含むということを理解すべきであり、すなわち「ｆｏｒ…ｅａｃｈ」という句は、プログラミング言語では、項目のどの母集団に言及していても各項目を指すために使用されるという意味で使用されることを理解されたい。例えば、言及している項目の母集団が単一の項目である場合、「ｅａｃｈ」は、その単一の項目のみを指し（「ｅａｃｈ」の辞書の定義では、多くの場合「２つ以上のもののうちの１つ１つ」を指す用語であると定義しているという事実があるが）、それらの項目のうちの少なくとも２つがあるはずであることを示唆するものではない。同じように、選択した項目が１つ以上のサブ項目を有する可能性があり、それらのサブ項目のうちの１つを選択する場合、選択した項目がサブ項目を１つのみ有する場合は、その１つのサブ項目を選択することが項目の選択自体に備わっていることが理解されるであろう。

全体として様々な機能を実行するように構成されている複数のコントローラに言及している場合、コントローラのうちの１つのみが開示または説明した機能すべてを実行するように構成されている状況のほか、様々なコントローラの各々が説明した機能性のサブ部分を実行する状況も包含することを意図していることも理解されるであろう。

本開示に記載した実施態様に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかとなり得ることであり、本明細書で規定した一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱しない限り他の実施態様に適用されてよい。したがって、特許請求の範囲は、本明細書に示した実施態様に限定されることを意図するものではなく、本開示、原理、および本明細書に開示した新規の特徴と整合性のある最も広い範囲が充てられるべきである。

別々の実施態様の文脈で本明細書に記載している特定の特徴を組み合わせて単一の実施態様で実装することも可能である。逆に、単一の実施態様の文脈で記載している様々な特徴を複数の実施態様で別々に、または任意の適切なサブ組み合わせで実装することも可能である。さらに、特徴が特定の組み合わせで作用するものとして上記で説明していることがあるが、初めにこのように特許請求しているとしても、特許請求されている組み合わせのうちの１つ以上の特徴は、場合によってはその組み合わせから削除されている可能性があり、特許請求されている組み合わせは、サブ組み合わせまたはサブ組み合わせの変形例に誘導されていることがある。

同じように、図面では動作が特定の順序で描かれているが、このことを、望ましい結果を達成するために、このような動作を図示した特定の順序または順番通りの順序で実施すること、または図示した動作すべてを実施することを要求していると理解すべきではない。さらに、図面は、流れ図の形式でさらに別の例示的なプロセスを概略的に描いていることがある。しかしながら、図示していない他の動作を、概略的に示している例示的なプロセスに組み込むことができる。例えば、１つ以上の追加の動作を、図示した任意の動作の前、後、同時に、またはその間に実施できる。特定の状況では、マルチタスクおよび並列処理が有利なことがある。さらに、上記の実施態様での様々なシステム構成要素の分離は、そのような分離がすべての実施態様で必要であると理解してはならず、記載したプログラム構成要素およびシステムは、一般に単一のソフトウェア製品に一つに統合するか、複数のソフトウェア製品にパッケージ化することが可能であることを理解すべきである。また、その他の実施態様が以下の特許請求の範囲内である。場合によっては、特許請求の範囲に記載されている行為は、異なる順序で実行でき、それでも望ましい結果を達成できる。

Claims (19)

1. 装置であって、
   シャワーヘッドを備え、
   前記シャワーヘッドは、
   フェースプレートと、
   バックプレートと、
   前記フェースプレートと前記バックプレートとの間に介在するガス分散プレナムと、
   ガス入口を有するステムと、
   １つ以上のヒータ要素と、
   内冷却チャネルと、
   外冷却チャネルと、
   冷却プレートアッセンブリと、
   を含み、
   前記ステムは、前記冷却プレートアッセンブリに支持され、前記冷却プレートアッセンブリから中心軸に沿って延在し、
   前記１つ以上のヒータ要素は、前記ステム内に少なくとも部分的に位置し、少なくとも前記中心軸に平行な方向に沿って延在し、
   前記冷却プレートアッセンブリは、少なくとも前記外冷却チャネルを有し、
   前記外冷却チャネルは、前記中心軸に沿って見た場合に前記内冷却チャネルの周りに延在し、
   前記内冷却チャネルと外冷却チャネルは両方とも、前記中心軸に沿って見た場合に前記１つ以上のヒータ要素の周りに延在する、
   装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、ステムベースをさらに含み、
   前記ステムベースは、前記バックプレートと前記ステムとの間に介在し、
   前記ステムベースは、前記中心軸に沿って見た場合にサイズが前記ステムよりも大きく、
   前記ステムベースは、前記中心軸に沿って見た場合にサイズが前記バックプレートよりも小さい、装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、
   前記ステムベースは、前記中心軸に沿って見た場合に前記ステムベースの外周に沿って配置された複数のスカラップを有し、
   前記バックプレートは、対応する複数の溶接アクセス孔を有し、
   溶接アクセス孔の各々は、前記スカラップのうちの１つと並置される、装置。
4. 請求項２に記載の装置であって、前記１つ以上のヒータ要素の各々は、前記冷却プレートアッセンブリから前記ガス分散プレナムと前記ステムベースとの間の場所まで延在する、装置。
5. 請求項１に記載の装置であって、ヒータ要素は少なくとも３つある、装置。
6. 請求項１に記載の装置であって、
   前記冷却プレートアッセンブリは、第１のプレートおよび第２のプレートを含み、
   前記第１のプレートの第１の面は、前記第２のプレートの第２の面に接着され、
   前記内冷却チャネルは、前記第２のプレートの前記第２の面の中に前記第１の面から離れて延在し、
   前記第１のプレートは、１つ以上の突起部を有し、前記突起部は、前記第１の面から前記内冷却チャネルの１つ以上の対応する部分の中を通って前記バックプレートに向かって延在する、装置。
7. 請求項６に記載の装置であって、
   前記内冷却チャネルは、内側壁および外側壁を有し、
   前記内側壁は、前記外側壁に取り囲まれ、
   前記内側壁は、第１の放射状パターンに配置された第１の複数の第１の凸状突出部を有する、装置。
8. 請求項７に記載の装置であって、突起部の各々は、第１の凹状のくぼみを有し、前記第１の凹状のくぼみの中に前記第１の凸状突出部のうちの１つが収まる、装置。
9. 請求項８に記載の装置であって、
   前記内側壁は、第２の放射状パターンに配置された第２の複数の第２の凸状突出部を有する、装置。
10. 請求項９に記載の装置であって、
    前記外側壁は、第３の放射状パターンに配置された複数の第３の凸状突出部を有する、装置。
11. 請求項１０に記載の装置であって、
    第１の凸状突出部の各々は、対応する前記第３の凸状突出部のうちの１つから前記内冷却チャネルを横切って位置する、装置。
12. 請求項１１に記載の装置であって、
    突起部の各々は、前記突起部の前記第１の凹状のくぼみに対面する前記突起部の側に第２の凹状のくぼみを有し、
    前記第３の凸状突出部のうちの１つは、前記第２の凹状のくぼみの各々の中に収まる、装置。
13. 請求項１１に記載の装置であって、
    第２の凸状突出部の各々は、２つの隣接する第３の凸状突出部の間で周沿いに介在する、装置。
14. 請求項６に記載の装置であって、突起部は３つある、装置。
15. 請求項６に記載の装置であって、突起部の各々と前記第２のプレートとの間に間隙がある、装置。
16. 請求項６に記載の装置であって、前記１つ以上の突起部の少なくとも第１の突起部は、前記第２のプレートと接触しない、装置。
17. 請求項１に記載の装置であって、
    前記冷却プレートアッセンブリは、複数の貫通孔を有し、
    前記ステムは、前記ステムの上面に複数のねじ孔を有し、
    ねじ孔の各々は、前記冷却プレートアッセンブリの前記貫通孔のうちの１つと同一線上にあり、
    前記ステムの前記上面は、前記冷却プレートアッセンブリの下面に当接し、
    対応するクランプ固定具が、前記冷却プレートアッセンブリの貫通孔の各々に挿入されて、それと同一線上の前記ステムの前記ねじ孔にねじ込まれ、
    前記ステムの前記上面と前記冷却プレートアッセンブリの前記下面のいずれか一方または両方にザグリがあり、
    ザグリの各々は、前記冷却プレートアッセンブリを通る前記貫通孔のうちの１つに中心がある、装置。
18. 請求項１７に記載の装置であって、前記ザグリは、前記ステムの前記上面にある、装置。
19. 請求項１８に記載の装置であって、前記ねじ孔は、螺旋インサートによってできるねじ山を有する、装置。

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