KR102462797B1 - 개선된 펌프-퍼지 및 전구체 전달을 위한 가스 분배 조립체 - Google Patents

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케빈 그리핀
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

쐐기-형상 하우징, 적어도 하나의 제1 슬롯, 및 적어도 하나의 제2 슬롯을 갖는 가스 주입기 삽입부들이 설명된다. 하우징은, 전면에 있는 제1 슬롯과 유체 연통하는, 후면에 있는 제1 개구, 및 전면에 있는 제2 슬롯과 유체 연통하는, 후면에 있는 제2 개구를 갖는다. 제1 슬롯 및 제2 슬롯 각각은, 하우징의 내측 둘레 단부로부터 외측 둘레 단부로 연장되는 세장형 축을 갖는다. 가스 주입기 삽입부는, 초음속으로 제1 슬롯들을 통한 가스의 유동을 제공하도록 구성된다. 가스 주입기 삽입부들을 포함하는 가스 분배 조립체들 및 처리 챔버들이 설명된다.

Description

개선된 펌프-퍼지 및 전구체 전달을 위한 가스 분배 조립체
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 반도체 웨이퍼 처리를 위한 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 개시내용의 실시예들은, 개선된 펌프-퍼지 동작 및 전구체 전달을 제공하는, 가스 주입기 삽입부들, 및 가스 주입기 삽입부를 갖는 가스 분배 조립체들에 관한 것이다.
원자 층 증착(ALD) 및 플라즈마 강화 ALD(PEALD)는 고종횡비 구조들에서 막 두께 및 형상추종성의 제어를 제공하는 증착 기법들이다. 반도체 산업에서 디바이스 치수들이 계속해서 감소하는 것으로 인해, ALD/PEALD를 사용하는 것에 대한 관심 및 그 응용들이 증가하고 있다. 일부 경우들에서는, PEALD만이 원하는 막 두께 및 형상추종성에 대한 규격들을 충족시킬 수 있다.
반도체 디바이스 형성은 통상적으로, 다수의 챔버들을 포함하는 기판 처리 플랫폼들에서 수행된다. 일부 경우들에서, 다중-챔버 처리 플랫폼 또는 클러스터 툴의 목적은, 제어된 환경에서 기판에 대해 2개 이상의 프로세스를 순차적으로 수행하는 것이다. 그러나, 다른 경우들에서, 다중-챔버 처리 플랫폼은 기판들에 대해 단일 처리 단계만을 수행할 수 있으며, 부가적인 챔버들은 플랫폼에 의해 기판들이 처리되는 속도를 최대화하도록 의도된다. 후자의 경우에서, 기판들에 대해 수행되는 프로세스는 전형적으로 배치(batch) 프로세스이며, 여기서, 비교적 많은 수, 예컨대 25개 또는 50개의 기판이 주어진 챔버에서 동시에 처리된다. 배치 처리는, 경제적으로 실용적인 방식으로 개별 기판들에 대해 수행되기에는 너무 시간 소모적인 프로세스들, 이를테면, 원자 층 증착(ALD) 프로세스들 및 일부 화학 기상 증착(CVD) 프로세스들에 특히 유익하다.
대형의 공간적 ALD 처리 챔버들에서, 반응성 가스들이 프로세스 구역들 사이에서 끌려 가 반응성 가스들의 가스 상 혼합을 초래할 수 있다. 부가적으로, 반응 부산물들이 프로세스 구역들을 분리하는 가스 커튼들을 통해 끌려 갈 수 있다.
따라서, 공간적 ALD 처리 챔버에서 프로세스 가스들의 분리를 개선하기 위한 장치에 대한 필요성이 관련 기술분야에 존재한다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시예는 가스 주입기 삽입부들에 관한 것으로, 이 가스 주입기 삽입부들은, 후면 및 전면, 길이 및 세장형 축을 정의하는 내측 둘레 단부 및 외측 둘레 단부, 및 폭을 정의하는 제1 측부 및 제2 측부를 갖는 쐐기-형상 하우징을 포함하며, 폭은 내측 둘레 단부로부터 외측 둘레 단부로 증가한다. 제1 개구는 하우징의 후면에 있다. 제1 개구는 하우징의 전면에 있는 적어도 하나의 제1 슬롯과 유체 연통한다. 제1 슬롯은, 내측 둘레 단부 근처의 제1 단부로부터 외측 둘레 단부 근처의 제2 단부로 연장되는 세장형 축을 갖는다. 제2 개구는 하우징의 후면에 있다. 제2 개구는 하우징의 전면에 있는 적어도 하나의 제2 슬롯과 유체 연통한다. 제2 슬롯은, 내측 둘레 단부 근처의 제1 단부로부터 외측 둘레 단부 근처의 제2 단부로 연장되는 세장형 축을 갖는다.
본 개시내용의 부가적인 실시예들은 가스 주입기 삽입부들에 관한 것으로, 이 가스 주입기 삽입부들은, 후면 및 전면, 길이 및 세장형 축을 정의하는 내측 둘레 단부 및 외측 둘레 단부, 및 폭을 정의하는 제1 측부 및 제2 측부를 갖는 쐐기-형상 하우징을 포함한다. 폭은 내측 둘레 단부로부터 외측 둘레 단부로 증가한다. 제1 개구는 하우징의 후면에 있다. 제1 개구는 하우징의 전면에 있는 4개의 제1 슬롯과 유체 연통한다. 제1 슬롯들은, 내측 둘레 단부 근처의 제1 단부로부터 외측 둘레 단부 근처의 제2 단부로 연장되는 세장형 축들을 갖는다. 제2 개구는 하우징의 후면에 있다. 제2 개구는 하우징의 전면에 있는 3개의 제2 슬롯과 유체 연통한다. 제2 슬롯들은, 내측 둘레 단부 근처의 제1 단부로부터 외측 둘레 단부 근처의 제2 단부로 연장되는 세장형 축들을 갖는다. 제1 슬롯들 각각은 제2 슬롯에 의해 인접한 제1 슬롯들로부터 이격되고, 제1 슬롯을 통해 유동하는 가스는 초음속으로 하우징을 빠져나간다.
본 개시내용의 상기 언급된 특징들이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이러한 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 유의되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 배치 처리 챔버의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 배치 처리 챔버의 부분 사시도를 도시한다.
도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 배치 처리 챔버의 개략도를 도시한다.
도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 배치 처리 챔버에서 사용하기 위한 쐐기-형상 가스 분배 조립체의 일부분의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 배치 처리 챔버의 개략도를 도시한다.
도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 가스 주입기 삽입부들에 대한 개구들을 갖는 가스 분배 조립체를 도시한다.
도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 상부 사시도를 도시한다.
도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 하부 사시도를 도시한다.
도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 저면도를 도시한다.
도 10은, 선(10-10)을 따라 취해진 도 7의 가스 주입기 삽입부의 단면도를 도시한다.
도 11은, 선(11-11)을 따라 취해진 도 7의 가스 주입기 삽입부의 단면도를 도시한다.
도 12는, 선(12-12)을 따라 취해진 도 7의 가스 주입기 삽입부의 단면도를 도시한다.
도 13은, 선(13-13)을 따라 취해진 도 7의 가스 주입기 삽입부의 단면도를 도시한다.
도 14는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 최상부 판의 하부 사시도를 도시한다.
도 15a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 중간 판의 상부 사시도를 도시한다.
도 15b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 중간 판의 하부 사시도를 도시한다.
도 15c는, 도 15b로부터의 구역(15C)의 확대된 부분을 도시한다.
도 16a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 하부 판의 상부 사시도를 도시한다.
도 16b는, 도 16a로부터의 구역(16B)의 확대된 부분을 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 각각, 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 하부 판의 상부 및 하부 사시도를 도시한다.
도 18a 및 도 18b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부의 단면도를 도시한다.
본 개시내용의 몇몇 예시적인 실시예들을 설명하기 전에, 본 개시내용은 하기의 설명에서 기술되는 구성 또는 프로세스 단계들의 세부사항들로 제한되지 않음이 이해되어야 한다. 본 개시내용은 다른 실시예들이 가능하며, 다양한 방식들로 실시되거나 수행되는 것이 가능하다.
본원에서 사용되는 바와 같은 "기판", "기판 표면" 등은, 그 상에서 처리가 수행되는, 임의의 기판 또는 기판 상에 형성된 물질 표면을 지칭한다. 예컨대, 처리가 수행될 수 있는 기판 표면은, 응용에 따라, 규소, 산화규소, 응력가해진 규소, 절연체상 규소(SOI; silicon on insulator), 탄소 도핑된 산화규소들, 질화규소, 도핑된 규소, 게르마늄, 갈륨 비소화물, 유리, 사파이어와 같은 물질들, 및 임의의 다른 물질들, 이를테면 금속들, 금속 질화물들, 금속 합금들, 및 다른 전도성 물질들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 기판들은, 비-제한적으로, 반도체 웨이퍼들을 포함한다. 기판들은, 기판 표면을 연마, 식각, 환원, 산화, 히드록실화(또는, 화학적 작용성을 부여하기 위해 표적 화학적 모이어티들을 다른 방식으로 생성하거나 그라프팅함), 어닐링, 및/또는 베이킹하기 위해 전처리 프로세스에 노출될 수 있다. 본 개시내용에서, 기판 자체의 표면 상에 직접적으로 처리를 하는 것에 부가하여, 개시되는 막 처리 단계들 중 임의의 막 처리 단계는 또한, 아래에서 더 상세히 개시되는 바와 같이, 기판 상에 형성된 하부층 상에 수행될 수 있으며, "기판 표면"이라는 용어는 맥락이 나타내는 바에 따라 그러한 하부층을 포함하도록 의도된다. 따라서, 예컨대, 막/층 또는 부분적인 막/층이 기판 표면 상에 증착된 경우, 새롭게 증착된 막/층의 노출된 표면이 기판 표면이 된다. 주어진 기판 표면이 무엇을 포함하는지는, 사용되는 특정 화학물질뿐만 아니라 어떤 물질들이 증착될 것인지에 의존할 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "반응성 화합물", "반응성 가스", "반응성 종", "전구체", "프로세스 가스" 등의 용어들은, 표면 반응(예컨대, 화학흡착, 산화, 환원)에서 기판 표면 또는 기판 표면 상의 물질과 반응할 수 있는 종들을 갖는 물질을 의미하도록 상호교환가능하게 사용된다. 예컨대, 제1 "반응성 가스"는 단순히 기판의 표면 상에 흡착될 수 있고, 제2 반응성 가스와의 추가적인 화학 반응에 이용가능할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같은 "원자 층 증착" 또는 "주기적 증착"은, 기판 표면 상에 물질의 층을 증착하기 위한, 2개 이상의 반응성 화합물의 순차적 노출을 지칭한다. 기판 또는 기판의 부분이, 처리 챔버의 반응 구역 내에 도입되는 2개 이상의 반응성 화합물에 개별적으로 노출된다. 시간-도메인 ALD 프로세스에서, 각각의 반응성 화합물에 대한 노출은, 시간 지연에 의해 분리되어 각각의 화합물이 기판 표면 상에 부착되고/거나 그와 반응된 다음 처리 챔버로부터 퍼지되는 것이 허용된다. 이러한 반응성 화합물들은 기판에 순차적으로 노출된다고 일컬어진다. 공간적 ALD 프로세스에서, 기판 표면의 상이한 부분들 또는 기판 표면 상의 물질은, 기판 상의 임의의 주어진 지점이 하나 초과의 반응성 화합물에 실질적으로 동시에 노출되지 않도록 2개 이상의 반응성 화합물에 동시에 노출된다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, 이와 관련하여 사용되는 "실질적으로"라는 용어는, 관련 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 이해될 바와 같이, 기판의 작은 부분이 확산으로 인해 다수의 반응성 가스들에 동시에 노출될 수도 있는 가능성이 존재하고, 그 동시의 노출은 의도치 않은 것임을 의미한다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "파이-형상" 및 "쐐기-형상"이라는 용어들은 원의 일 구획인 몸체를 설명하기 위해 상호교환가능하게 사용된다. 예컨대, 쐐기-형상 세그먼트는 원 또는 디스크-형상 구조의 일부일 수 있고, 다수의 쐐기-형상 세그먼트들은 원형 몸체를 형성하도록 연결될 수 있다. 일 구획은, 원의 2개의 반지름과 교차하는 호로 에워싸인 원의 일부로서 정의될 수 있다. 파이-형상 세그먼트의 내측 가장자리는 한 지점에 도달할 수 있거나, 평평한 가장자리로 절단되거나 둥글 수 있다. 일부 실시예들에서, 일 구획은 링 또는 환상체의 일부분으로서 정의될 수 있다.
기판들의 경로는 가스 포트들에 수직일 수 있다. 일부 실시예들에서, 가스 주입기 조립체들 각각은, 기판이 횡단하는 경로에 실질적으로 수직인 방향으로 연장되는 복수의 세장형 가스 포트들을 포함하며, 가스 분배 조립체의 전면은 플래튼과 실질적으로 평행하다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 수직"이라는 용어는, 기판들의 일반적인 이동 방향이 가스 포트들의 축에 대략적으로 수직(예컨대, 약 45° 내지 90°)인 평면을 따른다는 것을 의미한다. 쐐기-형상 가스 포트의 경우, 가스 포트의 축은 포트의 길이를 따라 연장되는 포트의 폭의 중간 지점으로서 정의되는 선으로 간주될 수 있다.
도 1은, 주입기들 또는 주입기 조립체로 또한 지칭되는 가스 분배 조립체(120) 및 서셉터 조립체(140)를 포함하는 처리 챔버(100)의 단면을 도시한다. 가스 분배 조립체(120)는, 처리 챔버에서 사용되는 임의의 유형의 가스 전달 디바이스이다. 가스 분배 조립체(120)는, 서셉터 조립체(140)에 대면하는 전방 표면(121)을 포함한다. 전방 표면(121)은, 서셉터 조립체(140)를 향해 가스들의 유동을 전달하기 위해 임의의 수의 또는 다양한 개구들을 가질 수 있다. 가스 분배 조립체(120)는 또한, 도시된 실시예들에서는 실질적으로 원형인 외측 둘레 가장자리(124)를 포함한다.
사용되는 가스 분배 조립체(120)의 특정 유형은, 사용되는 특정 프로세스에 따라 다를 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은, 서셉터와 가스 분배 조립체 사이의 갭이 제어되는 임의의 유형의 처리 시스템과 함께 사용될 수 있다. 다양한 유형들의 가스 분배 조립체들(예컨대, 샤워헤드들)이 이용될 수 있지만, 본 개시내용의 실시예들은 특히, 복수의 실질적으로 평행한 가스 채널들을 갖는 공간적 ALD 가스 분배 조립체들에 유용할 수 있다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 평행"이라는 용어는, 가스 채널들의 세장형 축이 동일한 일반적인 방향으로 연장된다는 것을 의미한다. 가스 채널들의 평행도에 약간의 불완전성들이 존재할 수 있다. 복수의 실질적으로 평행한 가스 채널들은, 적어도 하나의 제1 반응성 가스(A) 채널, 적어도 하나의 제2 반응성 가스(B) 채널, 적어도 하나의 퍼지 가스(P) 채널 및/또는 적어도 하나의 진공(V) 채널을 포함할 수 있다. 제1 반응성 가스(A) 채널(들), 제2 반응성 가스(B) 채널(들) 및 퍼지 가스(P) 채널(들)로부터 유동하는 가스들은 웨이퍼의 최상부 표면을 향해 지향된다. 가스 유동 중 일부는, 웨이퍼의 표면을 거쳐 수평으로 이동하여, 퍼지 가스(P) 채널(들)을 통해 처리 구역 밖으로 이동한다. 가스 분배 조립체의 일 단부로부터 다른 단부로 이동하는 기판은, 프로세스 가스들 각각에 차례로 노출되어, 기판 표면 상에 층을 형성할 것이다.
일부 실시예들에서, 가스 분배 조립체(120)는, 단일 주입기 유닛으로 구성되는 강성의 고정식 몸체이다. 하나 이상의 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 분배 조립체(120)는 복수의 개별 구획들(예컨대, 주입기 유닛들(122))로 구성된다. 설명되는 본 개시내용의 다양한 실시예들과 함께 단일 조각 몸체 또는 다중-구획 몸체가 사용될 수 있다.
서셉터 조립체(140)는 가스 분배 조립체(120) 아래에 위치된다. 서셉터 조립체(140)는, 최상부 표면(141), 및 최상부 표면(141)에 있는 적어도 하나의 함몰부(142)를 포함한다. 서셉터 조립체(140)는 또한 최하부 표면(143) 및 가장자리(144)를 갖는다. 함몰부(142)는, 처리되는 기판들(60)의 형상 및 크기에 따라 임의의 적합한 형상 및 크기일 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 함몰부(142)는 웨이퍼의 최하부를 지지하기 위한 평평한 최하부를 갖지만, 함몰부의 최하부는 다를 수 있다. 일부 실시예들에서, 함몰부는 함몰부의 외측 둘레 가장자리 주위에 계단 구역들을 가지며, 이 계단 구역들은 웨이퍼의 외측 둘레 가장자리를 지지하도록 크기가 정해진다. 계단들에 의해 지지되는 웨이퍼의 외측 둘레 가장자리의 양은, 예컨대, 웨이퍼의 두께 및 웨이퍼의 후면측 상에 이미 존재하는 피쳐들의 존재에 따라 다를 수 있다.
일부 실시예들에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 서셉터 조립체(140)의 최상부 표면(141)에 있는 함몰부(142)는, 함몰부(142)에서 지지되는 기판(60)이 서셉터(140)의 최상부 표면(141)과 실질적으로 동일 평면 상에 있는 최상부 표면(61)을 갖도록 크기가 정해진다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로 동일 평면 상에 있는"이라는 용어는, 웨이퍼의 최상부 표면과 서셉터 조립체의 최상부 표면이 ±0.2 mm 내에서 동일 평면 상에 있다는 것을 의미한다. 일부 실시예들에서, 최상부 표면들은, ±0.15 mm, ±0.10 mm, 또는 ±0.05 mm 내에서 동일 평면 상에 있다. 일부 실시예들의 함몰부(142)는 웨이퍼의 내경(ID)이 서셉터의 중심(회전 축)으로부터 약 170 mm 내지 약 185 mm의 범위 내에 위치하도록 웨이퍼를 지지한다. 일부 실시예들에서, 함몰부(142)는 웨이퍼의 외경(OD)이 서셉터의 중심(회전 축)으로부터 약 470 mm 내지 약 485 mm의 범위 내에 위치되도록 웨이퍼를 지지한다.
도 1의 서셉터 조립체(140)는, 서셉터 조립체(140)를 상승, 하강, 및 회전시킬 수 있는 지지 포스트(160)를 포함한다. 서셉터 조립체는, 지지 포스트(160)의 중심 내에 가열기, 또는 가스 라인들, 또는 전기 구성요소들을 포함할 수 있다. 지지 포스트(160)는, 서셉터 조립체(140)와 가스 분배 조립체(120) 사이의 갭을 증가시키거나 감소시켜 서셉터 조립체(140)를 적절한 위치로 이동시키는 주요 수단일 수 있다. 서셉터 조립체(140)는 또한, 서셉터 조립체(140)와 가스 분배 조립체(120) 사이에 미리 결정된 갭(170)을 생성하기 위해 서셉터 조립체(140)에 대해 미세-조정들을 행할 수 있는 정밀 조정 액추에이터들(162)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(170) 거리는, 약 0.1 mm 내지 약 5.0 mm의 범위, 또는 약 0.1 mm 내지 약 3.0 mm의 범위, 또는 약 0.1 mm 내지 약 2.0 mm의 범위, 또는 약 0.2 mm 내지 약 1.8 mm의 범위, 또는 약 0.3 mm 내지 약 1.7 mm의 범위, 또는 약 0.4 mm 내지 약 1.6 mm의 범위, 또는 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm의 범위, 또는 약 0.6 mm 내지 약 1.4 mm의 범위, 또는 약 0.7 mm 내지 약 1.3 mm의 범위, 또는 약 0.8 mm 내지 약 1.2 mm의 범위, 또는 약 0.9 mm 내지 약 1.1 mm의 범위 내에 있거나, 약 1 mm이다.
도면들에 도시된 처리 챔버(100)는, 서셉터 조립체(140)가 복수의 기판들(60)을 유지할 수 있는 캐러셀-유형 챔버이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 분배 조립체(120)는 복수의 별개의 주입기 유닛들(122)을 포함할 수 있고, 각각의 주입기 유닛(122)은, 웨이퍼가 주입기 유닛 아래로 이동됨에 따라, 웨이퍼 상에 막을 증착할 수 있다. 2개의 파이-형상 주입기 유닛(122)이, 서셉터 조립체(140) 위에서 서셉터 조립체(140)의 대략적으로 대향하는 측들 상에 위치된 것으로 도시된다. 이러한 수의 주입기 유닛들(122)은 단지 예시적인 목적들을 위해 도시된다. 더 많거나 더 적은 주입기 유닛(122)이 포함될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(140)의 형상을 추종하는 형상을 형성하기 위한 충분한 수의 파이-형상 주입기 유닛(122)이 존재한다. 일부 실시예들에서, 개별 파이-형상 주입기 유닛들(122) 각각은, 다른 주입기 유닛들(122) 중 어느 것에도 영향을 미치지 않으면서 독립적으로 이동, 제거, 및/또는 교체될 수 있다. 예컨대, 로봇이 기판들(60)을 적재/하적하기 위해서 서셉터 조립체(140)와 가스 분배 조립체(120) 사이의 구역에 접근하는 것을 허용하기 위해, 하나의 세그먼트가 상승될 수 있다.
웨이퍼들이 동일한 프로세스 흐름을 경험하도록 다수의 웨이퍼들을 동시에 처리하기 위해, 다수의 가스 주입기들을 갖는 처리 챔버들이 사용될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 처리 챔버(100)는 4개의 가스 주입기 조립체 및 4개의 기판(60)을 갖는다. 처리의 착수 시에, 기판들(60)은 주입기 조립체들(30) 사이에 위치될 수 있다. 서셉터 조립체(140)를 45°만큼 회전시키는 것(17)은, 가스 분배 조립체들(120) 아래의 점선 원에 의해 예시된 바와 같이, 가스 분배 조립체들(120) 사이에 있는 각각의 기판(60)이, 막 증착을 위해 가스 분배 조립체(120)로 이동되는 것을 초래할 것이다. 부가적인 45° 회전은 기판들(60)을 주입기 조립체들(30)로부터 멀어지게 이동시킬 것이다. 공간적 ALD 주입기들을 이용하여, 주입기 조립체에 대한 웨이퍼의 이동 동안 웨이퍼 상에 막이 증착된다. 일부 실시예들에서, 서셉터 조립체(140)는, 기판들(60)이 가스 분배 조립체들(120) 아래에서 정지하는 것을 방지하는 증분들로 회전된다. 기판들(60) 및 가스 분배 조립체들(120)의 수는 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 존재하는 가스 분배 조립체들과 동일한 수의 처리되는 웨이퍼들이 존재한다. 하나 이상의 실시예에서, 처리되는 웨이퍼들의 수는, 가스 분배 조립체들의 수의 분율 또는 정수배이다. 예컨대, 4개의 가스 분배 조립체가 존재하는 경우, 처리되는 4x개의 웨이퍼가 존재하며, 여기서, x는 1 이상의 정수 값이다.
도 3에 도시된 처리 챔버(100)는 단지 하나의 가능한 구성을 나타낼 뿐이며, 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다. 여기서, 처리 챔버(100)는 복수의 가스 분배 조립체들(120)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 처리 챔버(100) 주위에 균등하게 이격된 4개의 가스 분배 조립체(주입기 조립체(30)로 또한 지칭됨)가 존재한다. 도시된 처리 챔버(100)는 팔각형이지만, 이는 하나의 가능한 형상이고, 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다는 것을 관련 기술분야의 통상의 기술자들은 이해할 것이다. 도시된 가스 분배 조립체들(120)은 사다리꼴이지만, 단일 원형 구성요소이거나 또는 도 2에 도시된 것과 같이 복수의 파이-형상 세그먼트들로 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 실시예는 로드 록 챔버(180), 또는 버퍼 스테이션과 같은 보조 챔버를 포함한다. 이러한 챔버(180)는, 예컨대 기판들(기판들(60)로 또한 지칭됨)이 처리 챔버(100)에 적재되는 것/처리 챔버(100)로부터 하적되는 것을 허용하기 위해, 처리 챔버(100)의 측부에 연결된다. 기판을 서셉터 상으로 이동시키기 위해, 웨이퍼 로봇이 챔버(180)에 위치될 수 있다.
캐러셀(예컨대, 서셉터 조립체(140))의 회전은 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 연속적인 처리에서, 웨이퍼들은, 웨이퍼들이 주입기들 각각에 차례로 노출되도록 끊임없이 회전한다. 불연속적인 처리에서, 웨이퍼들은 주입기 구역으로 이동되어 정지될 수 있으며, 그런 다음, 주입기들 사이의 구역(84)으로 이동되어 정지될 수 있다. 예컨대, 캐러셀은, 웨이퍼들이 주입기를 거쳐 주입기-간 구역으로부터 이동하고(또는, 주입기에 인접해서 정지함) 캐러셀이 다시 일시정지될 수 있는 다음 주입기-간 구역으로 이동하도록 회전할 수 있다. 주입기들 사이에서 일시정지되는 것은, 각각의 층 증착 사이의 부가적인 처리 단계들(예컨대, 플라즈마에 대한 노출)을 위한 시간을 제공할 수 있다.
도 4는, 주입기 유닛(122)으로 지칭될 수 있는 가스 분배 조립체(220)의 일 구획 또는 일부분을 도시한다. 주입기 유닛들(122)은 개별적으로 또는 다른 주입기 유닛들과 조합되어 사용될 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 도 4의 주입기 유닛들(122) 4개가 조합되어, 단일 가스 분배 조립체(220)를 형성한다. (명확성을 위해, 4개의 주입기 유닛을 분리하는 선들은 도시되지 않는다.) 도 4의 주입기 유닛(122)이, 퍼지 가스 포트들(155) 및 진공 포트들(145)에 부가하여, 제1 반응성 가스 포트(125) 및 제2 반응성 가스 포트(135) 둘 모두를 갖지만, 주입기 유닛(122)이 이러한 구성요소들 전부를 필요로 하지는 않는다.
도 4 및 도 5 둘 모두를 참조하면, 하나 이상의 실시예에 따른 가스 분배 조립체(220)는, 복수의 구획들(또는 주입기 유닛들(122))을 포함할 수 있고, 각각의 구획은 동일하거나 상이하다. 가스 분배 조립체(220)는 처리 챔버 내에 위치되며, 가스 분배 조립체(220)의 전방 표면(121)에 있는 복수의 세장형 가스 포트들(125, 135, 145)을 포함한다. 복수의 세장형 가스 포트들(125, 135, 145) 및 진공 포트들(155)은, 가스 분배 조립체(220)의 내측 둘레 가장자리(123)에 인접한 영역으로부터 외측 둘레 가장자리(124)에 인접한 영역을 향해 연장된다. 도시된 복수의 가스 포트들은, 제1 반응성 가스 포트(125), 제2 반응성 가스 포트(135), 제1 반응성 가스 포트들 및 제2 반응성 가스 포트들 각각을 둘러싸는 진공 포트(145), 및 퍼지 가스 포트(155)를 포함한다.
도 4 또는 도 5에 도시된 실시예들을 참조하면, 포트들이 적어도 내측 둘레 구역 주위로부터 적어도 외측 둘레 구역 주위로 연장되는 것으로 언급되지만, 그 때, 포트들은 내측 구역으로부터 외측 구역으로 단지 방사상으로 연장되는 것 이상으로 연장될 수 있다. 포트들은, 진공 포트(145)가 반응성 가스 포트(125) 및 반응성 가스 포트(135)를 둘러쌈에 따라, 접선방향으로 연장될 수 있다. 도 4 및 도 5에 도시된 실시예에서, 쐐기-형상 반응성 가스 포트들(125, 135)은, 내측 둘레 구역 및 외측 둘레 구역에 인접해 있는 것을 포함하는 모든 가장자리들 상에서 진공 포트(145)에 의해 둘러싸인다.
도 4를 참조하면, 기판이 경로(127)를 따라 이동함에 따라, 기판 표면의 각각의 부분은 다양한 반응성 가스들에 노출된다. 경로(127)를 따르기 위해, 기판은, 퍼지 가스 포트(155), 진공 포트(145), 제1 반응성 가스 포트(125), 진공 포트(145), 퍼지 가스 포트(155), 진공 포트(145), 제2 반응성 가스 포트(135) 및 진공 포트(145)에 노출되거나 또는 이들을 "겪을(see)" 것이다. 따라서, 도 4에 도시된 경로(127)의 종단에서, 기판은 제1 반응성 가스 포트(125) 및 제2 반응성 가스 포트(135)로부터의 가스 스트림들에 노출되어 층을 형성한다. 도시된 주입기 유닛(122)은 사분원을 구성하지만, 더 크거나 더 작을 수 있다. 도 5에 도시된 가스 분배 조립체(220)는, 도 4의 주입기 유닛(122) 4개가 연속해서 연결되어 조합된 것으로 고려될 수 있다.
도 4의 주입기 유닛(122)은, 반응성 가스들을 분리하는 가스 커튼(150)을 도시한다. "가스 커튼"이라는 용어는, 반응성 가스들이 혼합되는 것을 분리하는, 가스 유동들 또는 진공의 임의의 조합을 설명하기 위해 사용된다. 도 4에 도시된 가스 커튼(150)은, 제1 반응성 가스 포트(125) 옆의 진공 포트(145)의 부분, 중간의 퍼지 가스 포트(155), 및 제2 반응성 가스 포트(135) 옆의 진공 포트(145)의 부분을 포함한다. 가스 유동과 진공의 이러한 조합은, 제1 반응성 가스와 제2 반응성 가스의 가스 상 반응들을 방지하거나 최소화하는 데 사용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 가스 분배 조립체(220)로부터의 가스 유동들 및 진공의 조합은, 복수의 처리 구역들(250)로의 분리를 형성한다. 처리 구역들은 개별 반응성 가스 포트들(125, 135) 주위에 개략적으로 정의되며, 250 사이에 가스 커튼(150)이 있다. 도 5에 도시된 실시예는 8개의 별개의 처리 구역(250)을 구성하며, 이들 사이에 8개의 별개의 가스 커튼(150)이 있다. 처리 챔버는 적어도 2개의 처리 구역을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개 또는 12개의 처리 구역이 존재한다.
처리 동안, 기판은 임의의 주어진 시간에 하나 초과의 처리 구역(250)에 노출될 수 있다. 그러나, 상이한 처리 구역들에 노출되는 부분들은 그 둘을 분리하는 가스 커튼을 가질 것이다. 예컨대, 기판의 선단 가장자리가, 제2 반응성 가스 포트(135)를 포함하는 처리 구역에 진입하는 경우, 기판의 중간 부분은 가스 커튼(150) 아래에 있을 것이고, 기판의 후단 가장자리는 제1 반응성 가스 포트(125)를 포함하는 처리 구역 내에 있을 것이다.
예컨대 로드 록 챔버일 수 있는 팩토리 인터페이스(280)가 처리 챔버(100)에 연결된 것으로 도시된다. 기판(60)은, 기준 프레임을 제공하기 위해 가스 분배 조립체(220) 위에 겹쳐져 있는 것으로 도시된다. 기판(60)은 종종, 가스 분배 조립체(120)(가스 분배 판으로 또한 지칭됨)의 전방 표면(121) 근처에 유지되도록 서셉터 조립체 상에 놓일 수 있다. 기판(60)은, 팩토리 인터페이스(280)를 통해, 처리 챔버(100) 내로, 기판 지지부 또는 서셉터 조립체(도 3 참조) 상에 적재된다. 기판(60)은 처리 구역 내에 위치되는 것으로 도시될 수 있는데, 그 이유는, 기판이 제1 반응성 가스 포트(125)에 인접하게 그리고 2개의 가스 커튼(150a, 150b) 사이에 위치되기 때문이다. 경로(127)를 따라 기판(60)을 회전시키는 것은, 기판을 처리 챔버(100) 주위로 반시계방향으로 이동시킬 것이다. 따라서, 기판(60)은 제1 처리 구역(250a) 내지 제8 처리 구역(250h)(이들 사이의 모든 처리 구역들을 포함함)에 노출될 것이다. 도시된 가스 분배 조립체를 사용하는 처리 챔버 주위에서의 각각의 사이클에 대해, 기판(60)은 제1 반응성 가스 및 제2 반응성 가스의 4개의 ALD 사이클에 노출될 것이다.
도 5의 것과 같이, 배치 프로세서에서의 종래의 ALD 시퀀스는, 사이에 펌프/퍼지 구역이 있는 공간적으로 분리된 주입기들로부터의 화학물질 A 및 B의 유동을 각각 유지한다. 종래의 ALD 시퀀스는 시작 및 종료 패턴을 갖는데, 이는 증착된 막의 불균일성을 초래할 수 있다. 본 발명자들은 놀랍게도, 공간적 ALD 배치 처리 챔버에서 수행되는 시간 기반 ALD 프로세스가, 더 높은 균일성을 갖는 막을 제공한다는 것을 알게 되었다. 가스 A에 노출, 반응성 가스에 노출되지 않음, 가스 B에 노출, 반응성 가스에 노출되지 않음의 기본 프로세스는, 주입기들 아래의 기판을 스위핑하여 표면을 화학물질 A 및 B로 각각 포화시켜, 막에서 시작 및 종료 패턴 형태를 갖는 것을 피할 것이다. 본 발명자들은 놀랍게도, 시간 기반 접근법은, 시작 및 종료 패턴이 웨이퍼 내 균일성 성능에 상당한 영향을 미치는 경우인, 목표 막 두께가 얇을 때(예컨대, 20번 미만의 ALD 사이클) 특히 유익하다는 것을 발견했다. 본 발명자들은 또한, 본원에 설명된 바와 같이, SiCN, SiCO 및 SiCON 막들을 생성하기 위한 반응 프로세스가 시간-도메인 프로세스로는 달성될 수 없다는 것을 알게 되었다. 처리 챔버를 퍼지하기 위해 사용되는 시간량은 기판 표면으로부터의 물질의 박리를 초래한다. 박리는, 설명된 공간적 ALD 프로세스로는 발생하지 않는데, 그 이유는, 가스 커튼 아래에서의 시간이 짧기 때문이다.
따라서, 본 개시내용의 실시예들은, 복수의 처리 구역들(250a 내지 250h)을 갖는 처리 챔버(100)를 포함하는 처리 방법들에 관한 것이며, 각각의 처리 구역은 가스 커튼(150)에 의해 인접 구역으로부터 분리된다. 예컨대, 처리 챔버는 도 5에 도시된다. 처리 챔버 내의 가스 커튼들 및 처리 구역들의 수는, 가스 유동들의 배열에 따른 임의의 적합한 수일 수 있다. 도 5에 도시된 실시예는 8개의 가스 커튼(150) 및 8개의 처리 구역(250a-250h)을 갖는다. 가스 커튼들의 수는 일반적으로, 처리 구역들의 수 이상이다. 예컨대, 구역(250a)이 어떠한 반응성 가스 유동도 갖지 않고 단지 적재 영역의 역할만 하는 경우, 처리 챔버는 7개의 처리 구역 및 8개의 가스 커튼을 가질 것이다.
복수의 기판들(60)이 기판 지지부, 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 서셉터 조립체(140) 상에 위치된다. 복수의 기판들(60)은 처리를 위해 처리 구역들 주위로 회전된다. 일반적으로, 가스 커튼들(150)은, 챔버 내로 어떠한 반응성 가스도 유동하지 않는 기간들을 포함하여 처리 전반에 걸쳐 관여된다(가스가 유동하고 진공이 온됨).
제1 반응성 가스(A)는 처리 구역들(250) 중 하나 이상 내로 유동되는 한편, 불활성 가스는, 제1 반응성 가스(A)가 그 내부로 유동되지 않는 임의의 처리 구역(250) 내로 유동된다. 예컨대, 제1 반응성 가스가 처리 구역들(250b) 내지 처리 구역(250h) 내로 유동하는 경우, 불활성 가스는 처리 구역(250a) 내로 유동할 것이다. 불활성 가스는 제1 반응성 가스 포트(125) 또는 제2 반응성 가스 포트(135)를 통해 유동될 수 있다.
처리 구역들 내에서의 불활성 가스 유동은 일정하거나 또는 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반응성 가스는 불활성 가스와 공동-유동된다. 불활성 가스는 캐리어 및 희석제로서 작용할 것이다. 캐리어 가스에 비해 반응성 가스의 양이 적으므로, 공동-유동은 인접 구역들 간의 압력 차이들을 감소시킴으로써 처리 구역들 간의 가스 압력들을 균형화하는 것을 더 용이하게 할 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시예는, 단일 모듈 내에 다수의 가스 유입구들 및 다수의 가스 제거 구역들을 제공하는 하드웨어 가스 주입기 모듈들에 관한 것이다. 가스 유입구들 및 가스 제거 구역들의 수는 임의의 조합으로 이루어질 수 있다. 일부 실시예들은 유리하게, 기존 가스 분배 조립체들에 개장(retrofit)될 수 있는 가스 주입기 삽입부들을 제공한다. 하나 이상의 실시예는 유리하게, 모듈식 주입기 세그먼트 내에서의 국부적인 가스 교환들 및 국부적인 고압 및 저압 구역들을 허용하는 주입기 삽입부들을 제공한다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시예는, 반응 부산물의 제거를 개선하는 주입기 모듈들 또는 삽입부들에 관한 것이다. 본 개시내용의 하나 이상의 실시예는, 프로세스 불균일성 및 형상추종성 결여의 원인이 되는 기생 CVD를 최소화하거나 제거하는 주입기 모듈들을 제공한다. 본 개시내용의 일부 실시예들은, 부산물들을 제거하고, 가스 포획의 탈착을 목표로 하고, 증착 균일성을 개선하고, 더 높은 종횡비 피쳐들에서 형상추종성을 개선하고, 막 내 오염물들을 감소시키고/거나 입자들을 감소시키는 모듈들을 제공한다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시예는 펌프-퍼지 소스들(세그먼트들 및 파이-형상 또는 쐐기-형상 삽입부들로 또한 지칭됨)을 제공하며, 이 펌프-퍼지 소스들은, 웨이퍼가 세그먼트를 지날 때 웨이퍼의 최상부 상에 부가적인 고속 퍼지 가스를 제공한다. 고속 퍼지 가스는 유리하게, 기판 표면 및 처리 챔버의 프로세스 구역으로부터 미사용 전구체 및 반응 생성물들/부산물들을 세척한다. 일부 실시예들에서, 펌프-퍼지 세그먼트는, 에어 나이프와 같이 작용하는 초음속 전달 가스 제트들을 각각이 갖는 소형 포트들의 열을 갖는 4개의 고속 전달 슬롯을 갖는다. 가스 및 원치 않는 구성성분들을 배기하기 위해 진공 채널들이 슬롯들의 측부들 상에 위치한다. 일부 실시예들에서, 펌프-퍼지 소스는 고속 전구체 유동을 제공하도록 변경된다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시예는 유리하게, 블랭킷 웨이퍼들과 비교하여 높은 표면적 비율들을 갖는 웨이퍼들 상의 심층 구조들의 모든 부분들로/로부터 화학물질들을 전달 및 제거하는 가스 전달 시스템을 제공한다. 일부 실시예들은 유리하게, 높은 표면적 웨이퍼들에 대해 보이는 로딩 문제들을 피하기 위해 웨이퍼들의 최상부에 대한 전구체 농도의 신속한 보충을 제공한다.
샤워헤드들 및 주입기들의 사용은 전형적으로, 표면 상이든 경계 층 상이든 그들 상에서, 챔버 내에서 매우 고속으로 웨이퍼를 스피닝하거나 웨이퍼를 이동시킴으로써 깨뜨려져야 하는 저속의 가스를 초래하며, 이는, 신뢰성, 화학적 분리, 및 세정 간 평균 웨이퍼 수(MWBC; mean wafer between cleans)에 대한 문제들을 초래한다. 본 개시내용의 일부 실시예들은, 고속 가스를 제공하는 약 4개의 선형 슬롯을 갖는 주입기 세그먼트들을 제공한다. 일부 실시예들의 파이 조립체는, 적합한 체결구들로 함께 클램핑되는 3개의 판을 포함한다. 최상부 판은 주입기 냉각 판과 연계되어 그를 밀봉하고, 배관과 연계되어 가스 및 진공 배기를 제공한다. 중간 개재 판은, 공급 가스를 위한 포팅(porting) 및 진공을 위한 많은 관통 홀들을 가질 수 있다. 최하부 판은, 웨이퍼로의 가스 전달을 위한 균등하게 각을 이루어 이격된 약 4개의 선형 슬롯, 및 진공 배기를 위한 3개의 중간 선형 슬롯을 제공한다. 일부 실시예들은, 어떠한 진공 슬롯들도 갖지 않는 전구체 전달 최하부 판을 포함한다.
본 개시내용의 일부 실시예들은, 가스 분배 조립체에 대한 삽입부로서 사용될 수 있는 모듈을 제공한다. 예컨대, 도 2에 예시된 주입기 유닛(122)은 설명된 펌프 및 퍼지 채널들의 조합을 가질 수 있고, 가스 분배 조립체에서, 부가적인 제거 또는 퍼지 또는 둘 모두가 위치하는 목표 구역들에 설치될 수 있다. 이는, 전체 프로세스를 제어하기 위한 주입기 대칭의 단절(disruption)을 허용한다.
도 6은, 4개의 주입기 유닛(122) 및 4개의 개구(610)를 갖는 가스 분배 조립체(120)를 예시한다. 개구들(610)은, 균일한 구성요소를 형성할 주입기 삽입부(도시되지 않음)에 의해 점유될 수 있다. 예시된 개구들(610)은, 주입기 삽입부를 지지하도록 크기가 정해지는 렛지들(612)을 포함한다.
도 7 및 도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 가스 주입기 삽입부(700)를 예시한다. 도 7은 삽입부(700)의 상부 사시도를 도시하고, 도 8은 삽입부(700)의 하부 사시도를 도시한다. 도 9는 삽입부(700)의 전면(711)을 도시한다. 가스 주입기 삽입부(700)는, 후면(712) 및 전면(711), 내측 둘레 단부(715) 및 외측 둘레 단부(716), 및 제1 측부(713) 및 제2 측부(714)를 갖는 쐐기-형상 하우징(710)을 포함한다. 내측 둘레 단부(715) 및 외측 둘레 단부(716)는, 길이(L), 및 하우징(710)의 폭의 중간에서 길이(L)를 따라 연장되는 세장형 축(717)을 정의한다. 제1 측부(713) 및 제2 측부(714)는 하우징(710)의 폭을 정의한다. 폭은 내측 둘레 단부(715)에서의 폭(WI)으로부터 외측 둘레 단부(716)의 폭(WO)으로 증가하여, 쐐기-형상(파이-형상으로 또한 지칭됨)을 형성한다.
하우징(710)은, 가스 분배 판(120)의 개구(610) 내에 맞도록 크기가 정해진다. 일부 실시예들에서, 예시된 바와 같이, 하우징(710)은, 플랜지(704)를 형성하도록 구성되는 최상부 부분(702) 및 최하부 부분(703)을 포함한다. 플랜지(704)는 주입기 삽입부(700)와 별개의 구성요소이거나 예시된 바와 같이 일체로 형성될 수 있다. 일부 실시예들의 주입기 삽입부(700)는, 플랜지(704)가 렛지(612) 상에 놓이도록 개구(610) 내로 하강될 수 있다(도 6 참조).
일부 실시예들에서, 가스 주입기 삽입부(700)의 하우징(710)은, 가스 주입기 삽입부(700)의 전면(711)이 가스 분배 판(120)의 전면(121) 또는 주입기 유닛(122)과 실질적으로 동일 평면 상에 있도록 구성된다. 이러한 방식으로 사용되는 바와 같이, "실질적으로 동일 평면 상"이라는 용어는, 가스 주입기 삽입부(700)의 전면(711) 및 가스 분배 판((120)의 전면(121)이 ±0.2 mm, ±0.15 mm, ±0.10 mm 또는 ±0.05 mm 내에서 동일 평면 상에 있다는 것을 의미한다.
다시 도 7을 참조하면, 일부 실시예들의 가스 주입기 삽입부(700)는, 후면(712)에 제1 개구(706) 및 제2 개구(707)를 갖는다. 개구들(706, 707)은, 가스 소스 및/또는 진공 소스(예컨대, 진공 펌프 또는 포어라인) 중 하나 이상에 연결될 수 있거나 그와 연결가능하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개, 3개, 4개 또는 그 초과의 제1 개구(706)가 존재한다. 일부 실시예들에서, 2개, 3개, 4개 또는 그 초과의 제2 개구(707)가 존재한다. 제1 개구들 및 제2 개구들의 위치들은 삽입부(700)의 길이 및 폭을 따라 변할 수 있다.
도 10은, 선(10-10)을 따라 취해진 도 7의 가스 주입기 삽입부(700)의 단면도를 도시한다. 도 10의 단면도에서, 제2 개구(707)는 이등분되고, 제1 개구(706)는 가시적이지 않다. 제2 개구(707)는 가스 주입기 삽입부(700)의 전면(711)에 있는 적어도 하나의 제2 슬롯(730)과 유체 연통한다. 적어도 하나의 제2 슬롯(730)은, 내측 둘레 단부(715)로부터 외측 둘레 단부(716)로 연장되는 세장형 축을 갖는다. 슬롯들 중 임의의 슬롯은, 도시된 바와 같이, 내측 둘레 단부(715) 근처의 구역으로부터 외측 둘레 단부(716) 근처의 구역으로 연장될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 내측 둘레 단부로부터 연장되는 세장형 축은, 세장형 축이 내측 둘레 단부(715) 근처의 내측 단부(731) 및 외측 둘레 단부(716) 근처의 외측 단부(732)를 갖는다는 것을 의미한다. 도 10에 예시된 제2 슬롯(730)은, 전면(711)에 있는 개구들(733)의 선형 그룹화로서 형성된다. 이러한 방식으로 사용되는 "슬롯"이라는 용어는, (도 13에 도시된 바와 같이) 내부에 개구들을 갖는 함몰된 부분, 또는 (도 10에 도시된 바와 같이) 평평한 전면에 있는 개구들의 라인일 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 개구(707)는 통로(738)를 통해 적어도 하나의 플레넘(735)과 유체 연통한다. 플레넘(735)은 통로들(736)을 통해 제1 슬롯(730)에 연결되고 그와 유체 연통한다. 통로들(736)은, 하나의 단부에서 플레넘 개구들(737)을 그리고 다른 하나의 단부에서 제1 슬롯(730)을 갖는다. 플레넘(735)의 체적은 전형적으로, 플레넘의 단부들에서의 통로들(736)을 통한 유입이 플레넘의 중심에서와 거의 동일하도록, 통로들(736)의 총 체적보다 크다.
도 11은, 선(11-11)을 따라 취해진 도 7의 가스 주입기 삽입부(700)의 단면도를 도시한다. 제1 개구(706)는 가스 주입기 삽입부(700)의 전면(711)에 있는 적어도 하나의 제2 슬롯(720)과 유체 연통한다. 적어도 하나의 제2 슬롯(720)은, 하우징(710)의 내측 둘레 단부(715)로부터 외측 둘레 단부(716)로 연장되는 세장형 축을 갖는다. 달리 언급하면, 세장형 축은, 내측 둘레 단부(715) 근처의 내측 단부(721)로부터 외측 둘레 단부(716) 근처의 외측 단부(722)로 연장된다.
일부 실시예들에서, 제1 개구(706)는 적어도 하나의 제1 플레넘(725)과 유체 연통한다. 제1 플레넘(725)은 통로들(726)을 통해 제1 슬롯(720)에 연결되고 그와 유체 연통한다. 제1 플레넘(725)의 체적은 전형적으로, 제1 플레넘(725)의 단부들에서의 통로들(726)을 통한 유입이 제1 플레넘의 중심에서와 거의 동일하도록, 통로들(726)의 총 체적보다 크다. 예시된 실시예의 제1 개구(706)는, 통로(724), 교차 통로(742), 및 통로(744)를 통해 제1 플레넘(725)과 유체 연통한다. 제1 플레넘은, 통로(726)와 유체 연통을 형성하도록 통로 개구들(727)을 갖는다. 통로들(726)은, 통로들(726)로부터 슬롯(720)으로의 유체 연통을 형성하도록 슬롯 개구들(728)을 갖는다.
도 11은 또한, 제2 플레넘(735) 및 교차 통로(739)와 유체 연통하는 제2 개구(707)의 부분도를 도시한다. 교차 통로(739)는, 제2 플레넘(735)을 형성하는 인접한 개구들 사이의 유체 연통을 제공한다.
도 12는, 선(12-12)을 따라 취해진 도 7의 가스 주입기 삽입부(700)의 단면도를 도시한다. 이 도면은 제2 개구(707)를 통해 취해지고, 개구(707)를 제2 플레넘(735)에 연결하는 통로(738) 및 교차 통로(739)를 도시한다.
도 13은, 선(13-13)을 따라 취해진 도 7의 가스 주입기 삽입부(700)의 단면도를 도시한다. 이 도면은 제1 개구(706)를 통해 취해지고, 제1 개구(706)를 제1 플레넘(725)에 연결하는 통로(724), 교차 통로(742), 및 통로(744)를 도시한다. 이 도면에서, 제2 플레넘(735), 및 제2 슬롯(730)으로의 통로(736)가 가시적인 한편, 제2 개구(707)는 상이한 평면에 있다. 도 13에 예시된 제1 슬롯(720) 및 제2 슬롯(730)은, 표면들에 직교하게 연장되는 측벽들을 갖는 함몰된 표면들을 도시한다. 슬롯 개구(728) 및 슬롯 개구(733)는 슬롯들의 함몰된 표면에 위치하고, 슬롯들을 빠져나가는 가스는 측벽들과 평행하게 이동한다.
통상의 기술자에 의해 이해될 바와 같이, 제1 슬롯 및 제2 슬롯, 또는 제1 플레넘 및 제2 플레넘에 대한 서수 기술어들의 사용은 구성요소들의 특정 순서를 의미하지 않는다. 오히려, 서수들은 구성요소들의 연결 특징을 예시한다. 예컨대, 제1 슬롯들 각각은 제1 플레넘(동일한 플레넘 또는 상이한 플레넘)에 연결될 것이고, 제2 슬롯들 각각은 제2 플레넘(동일한 플레넘 또는 상이한 플레넘)에 연결될 것이다. 가스 주입기 삽입부(700)를 지나가는 기판은 먼저 제1 슬롯 또는 제2 슬롯에 노출될 수 있고, 마지막 노출은 제1 슬롯 또는 제2 슬롯에 대한 것일 수 있다.
제1 슬롯들(720) 및 제2 슬롯들(730)의 수는 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 슬롯들(730)보다 많은 제1 슬롯들(720)이 존재한다. 일부 실시예들에서, 동일한 수의 제1 슬롯들(720) 및 제2 슬롯들(730)이 존재한다. 일부 실시예들에서, 도 8 및 도 9에 예시된 바와 같이, 4개의 제1 슬롯(720) 및 3개의 제2 슬롯(730)이 존재한다.
슬롯들의 형상은 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 슬롯들(720)은, 제1 슬롯들(720)의 제1 단부(721)로부터 제2 단부(722)까지 실질적으로 균일한 폭을 갖는 선형 슬롯들이다. 일부 실시예들에서, 제2 슬롯들(730)은, 제1 단부(731)로부터 제2 단부(732)까지 실질적으로 균일한 폭을 갖는 선형 슬롯들이다. 일부 실시예들에서, 제1 슬롯들(720) 및 제2 슬롯들(730) 둘 모두가 선형 슬롯들이다. 일부 실시예들에서, 제1 슬롯들(720) 또는 제2 슬롯들(730) 중 하나 이상이 쐐기-형상 슬롯들이다. 이러한 방식으로 사용되는 바와 같이, "실질적으로 균일"이라는 용어는, 슬롯의 폭이 세장형 길이를 따른 임의의 지점에서 평균 폭에 대해 10 %, 5 %, 2 %, 또는 1 %를 초과하여 변하지 않는다는 것을 의미한다.
슬롯들의 순서, 배열, 및 폭들은 프로세스 챔버의 유동 역학을 변경하도록 변할 수 있다. 예컨대, 진공 및 퍼지 가스 슬롯들의 조합은 프로세스 구역으로부터 잔류 반응성 종들을 제거하기 위한 가스 커튼 구역을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 주입기 삽입부(700)는 퍼지-펌프 시스템으로서 사용하도록 구성된다. 이러한 종류의 실시예들에서, 제1 슬롯들(720)은 제1 개구(706)를 통해 퍼지 가스와 유체 연통하고, 제2 슬롯들(730)은 제2 개구(707)를 통해 진공 소스와 유체 연통한다. 일부 실시예들에서, 각각의 제1 슬롯(720)은 제2 슬롯(730)에 의해 인접한 제1 슬롯(720)으로부터 이격된다.
일부 실시예들에서, 제1 슬롯들(720) 각각은 인접한 제1 슬롯들(720)에 대해 비스듬하게 연장된다. 제1 슬롯들(720) 사이의 각도는, 예컨대, 주입기 삽입부(700)의 전체 크기(폭 및 길이)에 따라 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 슬롯들(720)은 인접한 제1 슬롯들(720)에 대해, 약 1° 내지 약 10°의 범위, 또는 약 2° 내지 약 8°의 범위, 또는 약 3° 내지 약 6°의 범위, 또는 약 4° 내지 약 5°의 범위의 각도로 있다. 일부 실시예들에서, 인접한 제1 슬롯들(720) 사이의 각도는 약 15°, 14°, 13°, 12°, 11°, 10°, 9°, 8°, 7°, 6°, 5°, 4°, 3°, 또는 2° 이하이다.
일부 실시예들에서, 가스 주입기 삽입부(700)는, 초음속으로 제1 개구(706)로부터 제1 슬롯들(720)을 빠져나가는 하우징(710)을 통한 가스의 유동을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 제1 슬롯들(720)을 빠져나가는 가스 유동은, 약 마하 1, 마하 1.5, 마하 2, 마하 2.5, 마하 3, 마하 3.5, 마하 4, 마하 4.5, 또는 마하 5 이상의 속도를 갖는다. 일부 실시예들에서, 주입기 삽입부(700)는 초음속으로 진공 스트림들을 제공하도록 제공하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 하우징(710)은, 주입기 삽입부(700)를 형성하도록 조립되는 복수의 구성요소들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 도 13에서 언급된 바와 같이, 쐐기-형상 하우징(710)은, 최상부 판(800), 중간 판(900), 및 최하부 판(1000)을 포함한다.
도 14는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 최상부 판(800)을 예시한다. 최상부 판(800)은, 최상부 판(800)의 두께를 통해 연장되는, 최상부면(801)에 있는 적어도 하나의 제2 개구(707)를 포함한다. 일부 실시예들의 최상부면(801)은 또한 하우징(710)의 후면(712)의 역할을 한다. 일부 실시예들에서, 하우징(710)은 최상부 판(800)을 둘러싸는 별개의 구성요소이다. 적어도 하나의 제2 개구(707)는, 최상부 판(800)의 최하부면(802)에 형성된 복수의 채널들(820)과 유체 연통한다. 최상부 판(800)이 중간 판(900)에 연결될 때, 최상부 판(800)의 최하부면(802)에 있는 채널들(820)은 제2 플레넘(730) 및 교차 통로(739)를 형성한다.
최상부 판(800)은 또한, 예시된 실시예에서는 가시적이지 않은 적어도 하나의 제1 개구(706)를 포함한다. 적어도 하나의 제1 개구(706)는, 중간 판(900)과 연결되어 그와 유체 연통을 형성할, 최상부 판을 통해 연장되는 가시적인 복수의 통로들(810)과 유체 연통한다.
도 15a는 중간 판(900)의 평면도를 도시한다. 도 15b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 중간 판(900)의 저면도를 도시한다. 중간 판(900)은, 중간 판(900)의 두께를 정의하는 최상부면(901) 및 최하부면(902)을 갖는다. 복수의 제1 통로들(910)은 중간 판(900)을 통해 연장되고, 최상부 판(800)에 있는 복수의 통로들(810)과 정렬된다. 복수의 제2 통로들(736)은 중간 판(900)을 통해 연장되고, 최상부 판(800)에 있는 복수의 채널들(820)과 정렬된다.
예시된 실시예의 최하부면(902)은, 최하부면(902)으로부터 일정 거리로 연장되는 복수의 리지들(930)을 갖는다. 리지들(930)은, 중간 판(900)의 내측 단부(903)로부터 외측 단부(904)로 연장된다. 일부 실시예들의 리지들(930)은, 예시된 바와 같이, 판(900)의 가장자리들까지 연장되지 않는다. 오히려, 내측 단부(903)는 판(900)의 가장자리 경계 근처의 구역이고, 외측 단부(904)는 판(900)의 가장자리 경계 근처의 구역이다. 복수의 제1 통로들(910) 각각은 중간 판(900)을 통해 리지들(930) 중 하나의 리지의 최하부면(932)으로 연장된다.
일부 실시예들의 리지들(930)은, 최하부면(902)에 의해 형성되는 평면에 직교하는 평면을 따라 리지(930)의 최하부면(932)으로 연장되는 측벽들(931)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 도 15c에 도시된 바와 같이, 복수의 리지들(930)은, 리지(930)의 폭(Wr)이 중간 판(900)의 최하부면(902)으로부터의 거리에 따라 증가하도록, 경사진 측부들(931) 또는 단부들(935)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 경사진 측부들(931) 또는 단부들(925)은, 리지(930)의 폭(Wr)이 중간 판(900)의 최하부면(902)으로부터의 거리에 따라 감소하도록 경사진다.
도 16a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 최하부 판(1000)을 도시한다. 예시된 최하부 판(1000)은, 최하부 판(1000)의 최상부면(1001)에 있는 복수의 제1 채널들(1010) 및 복수의 제2 개구들(736)을 갖는다. 복수의 제1 채널들(1010)은, 중간 판(900)에 있는 복수의 리지들(930)과, 조립될 때 각각의 리지(930)가 채널(1010) 내에 있도록 정렬된다. 복수의 채널들(1010)은 하우징(710)의 전면에 있는 제1 슬롯들(720)과 유체 연통한다. 복수의 제2 개구들(1020)은 중간 판(900)에 있는 복수의 제2 통로들(736)과 정렬되고, 제2 통로(736)를 최하부 판(1000)의 두께를 통해 제2 슬롯들(730)까지 연장한다.
일부 실시예들에서, 도 16b의 확대도에 도시된 바와 같이, 복수의 채널들(1010) 각각은, 채널(1010)의 제1 단부(1011) 및 제2 단부(1012)에 포스트(1030)를 갖는다. 포스트(1030)는 채널의 단부들에 인접해 있고, 포스트(1030)의 측부들(1035)과 채널(1010)의 내부면(1016) 사이에 갭(1032)이 있다. 일부 실시예들에서, 포스트들(1030)의 측부들(1035)은, 포스트(1030)의 폭(직경)이 채널(1010)의 최상부면(1031)으로부터의 거리에 따라 증가하도록 경사진다. 일부 실시예들의 갭(1032)은, 판들이 조립될 때 가스 기밀 밀봉을 형성하는 것을 돕도록 O-링(도시되지 않음)을 지지하게 크기가 정해진다. 채널(1010)은, 제1 슬롯들(720)을 형성하거나 부가적인 개구들 및 통로들과 연통하여 제1 슬롯들(720)과의 유체 연통을 형성할 수 있는 함몰된 부분(1015)을 포함한다.
최상부 판(800), 중간 판(900), 및 최하부 판(1000)은 조립되어 주입기 삽입부(700)를 형성할 수 있다. 구성요소들은, 최상부 판(800)의 최하부면(802)이 중간 판(900)의 최상부면(901)과 접촉하고 중간 판(900)의 최하부면(902)이 최하부 판(1000)의 최상부면(1001)과 접촉하도록, 체결구(1100)(도 10 참조)와 연결될 수 있다.
도 17a는 전구체 전달을 위한 최하부 판(1700)의 평면도를 도시하고 도 17b는 그의 저면도를 도시한다. 예시된 실시예는, 최하부 판(1700)의, 최상부면(1701)에 있는 3개의 채널(1710) 및 최하부면(1702)에 있는 3개의 슬롯(1720)을 도시한다. 예시된 구성요소는, 3개의 유동 경로를 제공하도록 구성되는 중간 판들 및 최상부 판들과 함께 사용될 수 있다. 통상의 기술자는, 이것이 단지 하나의 가능한 구성을 나타낼 뿐이며, 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다는 것을 인식할 것이다. 일부 실시예들에서, 전구체 전달 최하부 판(1700)은 4개의 제1 슬롯(1720) 및 4개의 제1 채널(1710)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 전구체 전달 최하부 판(1700)은, 초음속으로 전구체 또는 반응성 가스의 유동을 제공하도록 구성된다.
도 18a 및 도 18b는, 단일 조각 몸체(1810)를 갖는 가스 주입기 삽입부(1800)를 예시한다. 이러한 방식으로 사용되는 바와 같이, "단일 조각"이라는 용어는, 상부 플레넘 및 하부 플레넘이 일체형 물질 조각으로 형성된다는 것을 의미한다. 부가적인 구성요소들(예컨대, 단부 플러그들)이 부가될 수 있다. 하우징(1810)은 전면(1811) 및 후면(1812)을 갖는다. 하우징(1800)은, 하우징(1810)의 세장형 축을 따라 연장되는 상부 통로(1820) 및 하부 통로(1830)를 가질 수 있다. 도 18a는, 상부 통로(1820)를 통과하는 삽입부(1800)의 단면도를 도시한다. 도 18b는 하부 통로(1830)를 통과하는 삽입부(1800)의 단면도를 도시한다. 상부 통로(1820) 및 하부 통로(1830)는 개별 가스 유동 경로들에 대한 플레넘들로서 작용할 수 있다.
상부 통로(1820)는, 후면(1811)에 있는 제1 개구(1806) 또는 제2 개구(1807) 중 하나와 유체 연통한다. 하부 통로(1830)는, 후면(1811)에 있는 제1 개구(1806) 또는 제2 개구(1807) 중 다른 하나와 유체 연통한다. 예시된 실시예에서,제1 개구(1806)는 하부 통로(1830)와 유체 연통하고, 제2 개구(1807)는 상부 통로(1820)와 유체 연통한다.
상부 통로(1820)는, 상부 통로(1820)로부터 하우징(1810)의 전면(1811)에 있는 개구(1842)로 연장되는 통로들(1841)과 유체 연통하는 복수의 애퍼쳐들(1840)을 갖는다. 단면으로 도시된 상부 통로(1820)의 단부들은 개방된다. 단부들에 있는 플러그들(1821)과 함께 다른 상부 통로(1820)가 하우징(1810)의 몸체 내에 예시된다. 플러그들은, 가스 기밀 밀봉을 제공하기 위해, 통로들을 형성한 후에 삽입될 수 있다. 단면으로 도시된 통로는, 상부 통로들(1820) 및 제2 개구(1807)와 유체 연통하는 교차 통로(1809)를 통해 몸체 내의 통로와 유체 연통한다. 일부 실시예들에서, 상부 교차 통로들(1809)에 의해 연결되는 하나 초과의 상부 통로(1820)가 존재한다.
하부 통로(1830)는, 하부 통로(1830)로부터 하우징(1810)의 전면(1811)에 있는 개구(1852)로 연장되는 통로들(1851)과 유체 연통하는 복수의 애퍼쳐들(1850)을 갖는다. 단면으로 도시된 하부 통로(1830)의 단부들은 플러그들(1831)로 폐쇄된다. 플러그들(1830)을 갖는 2개의 부가적인 하부 통로가 하우징의 몸체(1810)에 도시된다. 플러그들은, 가스 기밀 밀봉을 형성하기 위해, 하부 통로들(1830)을 형성한 후에 삽입될 수 있다.
하우징(1810)의 최상부면(1811)으로부터 하부 통로(1830)로 연장되는 통로(1863)가 도시된다. 통로(1863)는 최상부면(1811)에서 단부를 폐쇄하는 플러그(1861)를 갖는다. 교차 통로(1808)는 제1 개구(1806)로부터 통로(1863)로 연장되고, 하부 통로(1830)로의 유체 연결을 만든다. 하부 통로(1830)에 있는 복수의 애퍼쳐들(1850)은, 통로(1851) 및 개구(1852)를 통해 전면(1811)으로의 유체 연결을 형성한다. 예시된 실시예에서, 적어도 하나의 하부 교차 통로(1870)에 의해 연결되는 하나 초과의 하부 통로가 존재하도록, 하부 통로(1830)로부터 인접한 하부 통로들로 연장되는 임의적인 부가적 교차 통로들(1870)이 도시된다.
전술한 명세서에서, 본 개시내용의 실시예들은 본 개시내용의 특정 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었다. 다음의 청구항들에 기재된 본 개시내용의 실시예들의 더 넓은 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 그 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 한다.

Claims (15)

  1. 가스 주입기 삽입부로서,
    후면 및 전면, 길이 및 세장형 축을 정의하는 내측 둘레 단부 및 외측 둘레 단부, 및 폭을 정의하는 제1 측부 및 제2 측부를 갖는 쐐기-형상 하우징 ― 상기 폭은 상기 내측 둘레 단부로부터 상기 외측 둘레 단부로 증가하고, 상기 쐐기-형상 하우징은 최상부 판, 중간 판, 및 최하부 판을 포함하고, 상기 최상부 판은 적어도 하나의 제1 개구 및 적어도 하나의 제2 개구를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 개구는 상기 최상부 판을 통해 연장되는 복수의 통로들과 연통하고, 상기 적어도 하나의 제2 개구는 상기 최상부 판의 최하부면에 형성되는 복수의 채널들과 유체 연통함 ―;
    상기 하우징의 후면에 있는 제1 개구 ― 상기 제1 개구는 상기 하우징의 전면에 있는 적어도 하나의 제1 슬롯과 유체 연통하고, 상기 제1 슬롯은 상기 내측 둘레 단부 근처의 제1 단부로부터 상기 외측 둘레 단부 근처의 제2 단부로 연장되는 세장형 축을 가짐 ―; 및
    상기 하우징의 후면에 있는 제2 개구 ― 상기 제2 개구는 상기 하우징의 전면에 있는 적어도 하나의 제2 슬롯과 유체 연통하고, 상기 제2 슬롯은 상기 내측 둘레 단부 근처의 제1 단부로부터 상기 외측 둘레 단부 근처의 제2 단부로 연장되는 세장형 축을 가짐 ― 를 포함하는, 가스 주입기 삽입부.
  2. 제1항에 있어서,
    제2 슬롯들보다 더 많은 제1 슬롯들이 존재하는, 가스 주입기 삽입부.
  3. 제2항에 있어서,
    4개의 제1 슬롯들 및 3개의 제2 슬롯들이 존재하는, 가스 주입기 삽입부.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 슬롯들은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 실질적으로 균일한 폭을 갖는 선형 슬롯들이고, 상기 제2 슬롯들은 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부까지 실질적으로 균일한 폭을 갖는 선형 슬롯들인, 가스 주입기 삽입부.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 가스 주입기 삽입부는, 초음속으로 상기 제1 개구로부터 상기 제1 슬롯들을 빠져나가는 상기 하우징을 통한 가스의 유동을 제공하도록 구성되는, 가스 주입기 삽입부.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 슬롯들은 퍼지 가스와 유체 연통하고, 상기 제2 슬롯들은 진공 소스와 유체 연통하는, 가스 주입기 삽입부.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 중간 판은 복수의 제1 통로들 및 복수의 제2 통로들을 포함하고, 상기 복수의 제1 통로들은, 상기 중간 판을 통해 연장되고, 상기 최상부 판에 있는 상기 복수의 통로들과 정렬되고, 상기 복수의 제2 통로들은, 상기 중간 판을 통해 연장되고, 상기 최상부 판에 있는 복수의 채널들과 정렬되고, 상기 중간 판의 최하부면은 내측 단부로부터 외측 단부로 연장되는 복수의 리지들을 포함하고, 상기 제1 복수의 통로들 각각은 상기 리지들 중 하나의 리지의 최하부면으로 연장되는, 가스 주입기 삽입부.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 리지들은, 리지의 폭이 상기 중간 판의 최하부면으로부터의 거리에 따라 증가하도록, 경사진 측부들을 갖는, 가스 주입기 삽입부.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 최하부 판은 상기 최하부 판의 최상부면에 있는 제1 복수의 채널들 및 제2 복수의 개구들을 갖고, 상기 제1 복수의 채널들은, 상기 중간 판에 있는 상기 복수의 리지들과, 조립될 때 상기 리지들 각각이 채널 내에 있도록 정렬되고, 상기 복수의 채널들은 상기 하우징의 전면에 있는 제1 슬롯들과 유체 연통하고, 상기 제2 복수의 개구들은, 상기 중간 판에 있는 상기 복수의 제2 통로들과 정렬되고, 상기 최하부 판의 두께를 통해 상기 하우징의 전면에 있는 제2 슬롯들로 연장되는, 가스 주입기 삽입부.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 최하부 판에 있는 복수의 채널들 각각은 상기 채널들의 제1 단부 및 제2 단부에 인접한 포스트를 갖는, 가스 주입기 삽입부.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 최상부 판, 상기 중간 판, 및 상기 최하부 판은, 상기 최상부 판의 최하부면이 상기 중간 판의 최상부면과 접촉하고 상기 중간 판의 최하부면이 상기 최하부 판의 최상부면과 접촉하도록 체결구에 의해 연결되는, 가스 주입기 삽입부.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 가스 분배 조립체로서,
    제1항의 가스 주입기 삽입부를 포함하는, 가스 분배 조립체.
  15. 가스 주입기 삽입부로서,
    후면 및 전면, 길이 및 세장형 축을 정의하는 내측 둘레 단부 및 외측 둘레 단부, 및 폭을 정의하는 제1 측부 및 제2 측부를 갖는 쐐기-형상 하우징 ― 상기 폭은 상기 내측 둘레 단부로부터 상기 외측 둘레 단부로 증가하고, 상기 쐐기-형상 하우징은 최상부 판, 중간 판, 및 최하부 판을 포함하고, 상기 최상부 판은 적어도 하나의 제1 개구 및 적어도 하나의 제2 개구를 포함하고, 상기 적어도 하나의 제1 개구는 상기 최상부 판을 통해 연장되는 복수의 통로들과 연통하고, 상기 적어도 하나의 제2 개구는 상기 최상부 판의 최하부면에 형성되는 복수의 채널들과 유체 연통함 ―;
    상기 하우징의 후면에 있는 제1 개구 ― 상기 제1 개구는 상기 하우징의 전면에 있는 4개의 제1 슬롯들과 유체 연통하고, 상기 제1 슬롯들은 상기 내측 둘레 단부 근처의 제1 단부로부터 상기 외측 둘레 단부 근처의 제2 단부로 연장되는 세장형 축을 가짐 ―; 및
    상기 하우징의 후면에 있는 제2 개구 ― 상기 제2 개구는 상기 하우징의 전면에 있는 3개의 제2 슬롯들과 유체 연통하고, 상기 제2 슬롯들은 상기 내측 둘레 단부 근처의 제1 단부로부터 상기 외측 둘레 단부 근처의 제2 단부로 연장되는 세장형 축을 가짐 ― 를 포함하며,
    상기 제1 슬롯들 각각은 제2 슬롯에 의해 인접한 제1 슬롯들로부터 이격되고, 상기 제1 슬롯을 통해 유동하는 가스는 초음속으로 상기 하우징을 빠져나가는, 가스 주입기 삽입부.
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