KR102493945B1 - Teos 유동의 독립적 제어를 통한 증착 반경방향 및 에지 프로파일 튜닝가능성 - Google Patents

Teos 유동의 독립적 제어를 통한 증착 반경방향 및 에지 프로파일 튜닝가능성 Download PDF

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Abstract

본 개시내용은 기판들을 프로세싱하기 위한 탠덤 프로세싱 시스템을 개시한다. 일 실시예에서, 적어도 프로세싱 챔버는 천공된 리드, 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기, 및 천공된 리드 아래에 배치된 기판 지지부를 포함한다. 가스 차단기는 가스 매니폴드, 가스 매니폴드에 형성된 중앙 가스 채널, 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 제1 가스 분배 플레이트는 중앙 가스 채널을 둘러싸는 내측 및 외측 트렌치들을 포함함 ―, 가스 매니폴드에 형성된 제1 및 제2 가스 채널들 ― 제1 가스 채널은 제1 가스 소스 및 내측 트렌치와 유체 연통하고, 제2 가스 채널은 제1 가스 소스 및 외측 트렌치와 유체 연통함 ―, 제1 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제2 가스 분배 플레이트, 제2 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제3 가스 분배 플레이트, 및 제2 가스 분배 플레이트와 제3 가스 분배 플레이트 사이에 배치된 복수의 관통 채널들을 포함한다. 제2 가스 분배 플레이트는 제2 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들, 중앙 가스 채널과 유체 연통하는 중앙 개구, 및 제2 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역을 포함하며, 리세스 구역은 중앙 개구를 둘러싼다.

Description

TEOS 유동의 독립적 제어를 통한 증착 반경방향 및 에지 프로파일 튜닝가능성{DEPOSITION RADIAL AND EDGE PROFILE TENABILITY THROUGH INDEPENDENT CONTROL OF TEOS FLOW}
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 기판의 에지 근처의 증착을 제어하기 위한 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다.
[0002] 기판, 이를테면, 플랫 패널 또는 반도체 웨이퍼 상에 박막들을 증착하기 위해, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD; plasma enhanced chemical vapor deposition)이 일반적으로 이용된다. 플라즈마 강화 화학 기상 증착은 일반적으로, 기판을 포함하는 진공 챔버 내로 전구체 가스를 도입함으로써 달성된다. 전구체 가스는 통상적으로, 챔버의 최상부 근처에 배치된 분배 플레이트를 통해 지향된다. 챔버에 커플링된 하나 또는 그 초과의 RF 소스들로부터 챔버에 RF 전력을 인가함으로써, 챔버 내의 전구체 가스에 에너지가 가해져서(energized)(예컨대, 여기되어(excited)), 플라즈마가 형성된다. 여기된 가스는 반응하여, 온도 제어된 기판 지지부 상에 포지셔닝된 기판의 표면 상에 재료의 층을 형성한다.
[0003] 챔버 내의 전구체 가스들의 분포는 기판의 표면에 걸쳐 변화하는 플라즈마 밀도들을 초래하여, 기판의 중심과 에지 사이에 상이한 증착 레이트들을 야기할 수 있다는 것이 관찰되었다. 따라서, 가스 분배의 더 양호한 제어를 갖는 개선된 방법 및 장치에 대한 필요성이 당해 기술분야에 존재한다.
[0004] 일 실시예에서, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버가 제공된다. 프로세싱 챔버는 천공된 리드(perforated lid), 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기, 및 천공된 리드 아래에 배치된 기판 지지부를 포함한다. 가스 차단기는, 가스 매니폴드(gas manifold), 가스 매니폴드에 형성된 중앙 가스 채널, 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 제1 가스 분배 플레이트는 중앙 가스 채널을 둘러싸는 내측 트렌치 및 내측 트렌치를 둘러싸는 외측 트렌치를 포함함 ―, 가스 매니폴드에 형성된 제1 가스 채널 ― 제1 가스 채널은 제1 가스 소스와 유체 연통하는 제1 단부 및 내측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―, 가스 매니폴드에 형성된 제2 가스 채널 ― 제2 가스 채널은 제1 가스 소스와 유체 연통하는 제1 단부 및 외측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―, 제1 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제2 가스 분배 플레이트, 제2 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제3 가스 분배 플레이트 ― 제3 가스 분배 플레이트는 제3 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀(through hole)들을 포함하고, 제3 가스 분배 플레이트는 천공된 리드의 최상부 표면과 접촉함 ―, 및 제2 가스 분배 플레이트와 제3 가스 분배 플레이트 사이에 배치된 복수의 관통 채널(pass-through channel)들을 포함하고, 각각의 관통 채널은 천공된 리드를 통해 연장된다. 제2 가스 분배 플레이트는 제2 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들, 중앙 가스 채널과 유체 연통하는 중앙 개구, 및 제2 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역을 포함하고, 리세스 구역은 중앙 개구를 둘러싼다.
[0005] 다른 실시예에서, 프로세싱 챔버는, 제1 가스 라인 및 제2 가스 라인을 포함하는 제1 가스 소스, 천공된 리드, 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기, 및 천공된 리드 아래에 배치된 기판 지지부를 포함하고, 기판 지지부는 기판 지지 표면을 갖는다. 가스 차단기는, 가스 매니폴드, 가스 매니폴드에 형성된 중앙 가스 채널, 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 제1 가스 분배 플레이트는 중앙 가스 채널을 둘러싸는 내측 트렌치 및 내측 트렌치를 둘러싸는 외측 트렌치를 포함함 ―, 가스 매니폴드에 형성된 제1 가스 채널 ― 제1 가스 채널은 제1 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 내측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―, 가스 매니폴드에 형성된 제2 가스 채널 ― 제2 가스 채널은 제2 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 외측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―, 제1 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제2 가스 분배 플레이트 ― 제2 가스 분배 플레이트는 제2 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함함 ―, 제2 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제3 가스 분배 플레이트를 포함하고, 제3 가스 분배 플레이트는 제3 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함하고, 제3 가스 분배 플레이트는 천공된 리드의 최상부 표면과 접촉한다.
[0006] 또 다른 실시예에서, 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템이 제공된다. 프로세스 시스템은, 제1 가스 라인, 제2 가스 라인, 제3 가스 라인, 및 제4 가스 라인을 포함하는 제1 가스 소스, 제5 가스 라인 및 제6 가스 라인을 포함하는 제2 가스 소스, 제1 프로세싱 챔버, 및 제1 프로세싱 챔버와 분리된 제2 프로세싱 챔버를 포함한다. 제1 프로세싱 챔버는 천공된 리드, 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기, 및 기판 지지 표면을 갖는 기판 지지부를 포함하고, 기판 지지 표면과 천공된 리드는 기판 지지 표면과 천공된 리드 사이에 기판 프로세싱 구역을 정의한다. 제1 프로세싱 챔버의 가스 차단기는, 가스 매니폴드, 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 제1 가스 분배 플레이트는 제1 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 내측 트렌치 및 외측 트렌치를 포함하고, 내측 트렌치 및 외측 트렌치는 2개의 동심원들로 배열됨 ―, 적어도 가스 매니폴드 및 제1 가스 분배 플레이트를 통해 형성된 중앙 가스 채널 ― 중앙 가스 채널은 제5 가스 라인을 통해 제2 가스 소스와 유체 연통하고, 중앙 가스 채널은 내측 트렌치 및 외측 트렌치에 의해 둘러싸임 ―, 가스 매니폴드의 적어도 일부를 통해 형성되고 그리고 중앙 가스 채널의 반경방향 외측에 배치되는 제1 가스 채널 ― 제1 가스 채널은 제1 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 내측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―, 및 가스 매니폴드의 적어도 일부를 통해 형성되고 그리고 제1 가스 채널의 반경방향 외측에 배치되는 제2 가스 채널을 포함하고, 제2 가스 채널은 제2 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 외측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는다. 제2 프로세싱 챔버는 천공된 리드, 제2 프로세싱 챔버의 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기, 및 기판 지지 표면을 갖는 기판 지지부를 포함하고, 기판 지지 표면과 천공된 리드는 기판 지지 표면과 천공된 리드 사이에 기판 프로세싱 구역을 정의한다. 제2 프로세싱 챔버의 가스 차단기는, 가스 매니폴드, 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 제1 가스 분배 플레이트는 제1 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 내측 트렌치 및 외측 트렌치를 포함하고, 내측 트렌치 및 외측 트렌치는 2개의 동심원들로 배열됨 ―, 적어도 가스 매니폴드 및 제1 가스 분배 플레이트를 통해 형성된 중앙 가스 채널 ― 중앙 가스 채널은 제6 가스 라인을 통해 제2 가스 소스와 유체 연통하고, 중앙 가스 채널은 내측 트렌치 및 외측 트렌치에 의해 둘러싸임 ―, 가스 매니폴드의 적어도 일부를 통해 형성되고 그리고 중앙 가스 채널의 반경방향 외측에 배치되는 제1 가스 채널 ― 제1 가스 채널은 제3 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 내측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―, 및 가스 매니폴드의 적어도 일부를 통해 형성되고 그리고 제1 가스 채널의 반경방향 외측에 배치되는 제2 가스 채널을 포함하고, 제2 가스 채널은 제4 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 외측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는다.
[0007] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0008] 도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 예시적인 탠덤 프로세싱 시스템(tandem processing system)의 평면도를 도시한다.
[0009] 도 2는 본 개시내용의 실시예들에 따른 탠덤 프로세싱 시스템의 프로세싱 챔버의 단면도를 도시한다.
[0010] 도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른 가스 혼합물들의 가스 유동의 예시적인 유동 경로를 예시한다.
[0011] 이해를 촉진시키기 위해, 도면들에 대해 공통적인 동일한 엘리먼트들을 가리키기 위해 가능한 경우 동일한 도면부호들이 사용되었다.
[0012] 도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 예시적인 탠덤 프로세싱 시스템(100)의 평면도를 도시한다. 프로세싱 시스템(100)은 기판들을 프로세싱하기 위한 2개의 별개의 그리고 인접한 프로세싱 챔버들(101, 103)을 포함한다. 프로세싱 챔버들(101, 103)은 프로세싱 챔버들(101, 103) 근처에 배치된 제1 가스 소스(112)를 공유할 수 있다. 제1 가스 소스(112)는 제1 가스 라인(118) 및 제2 가스 라인(119)을 통해 프로세싱 챔버들(101, 103)에 각각 커플링된다. 예시적인 탠덤 프로세싱 시스템(100)은 프로세싱 시스템, 이를테면, 캘리포니아 산타클라라의 Applied Materials, Inc.로부터 상업적으로 입수가능한 Producer™ 프로세싱 시스템에 통합될 수 있다. 본 개시내용은 또한, 다른 제조사들에 의해 제조되는 프로세싱 시스템들에서도 유용성을 갖는다는 것이 이해되어야 한다.
[0013] 제1 가스 소스(112)는 액체 전구체, 이를테면, 테트라에톡시실란(TEOS)을 기화시키기 위한 기화기(145)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가열기(147)가 기화기(145)에 커플링되고, 액체 전구체를 가스상(gas phase)으로 가열한다. 전구체 가스는 제1 가스 라인(118) 및/또는 제2 가스 라인(119)으로 전달되고, 이어서, 프로세싱 챔버들(101, 103)로 전달된다. 제1 가스 소스(112)는 애플리케이션에 따라 하나 또는 그 초과의 전구체 소스들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 가스 소스(112)는 제1 가스 혼합물을 위한 소스 및 제2 가스 혼합물을 위한 소스를 포함할 수 있다. 제1 가스 혼합물은 제1 가스 라인(118)을 통해 유동할 수 있고, 제2 가스 혼합물은 제2 가스 라인(119)을 통해 유동할 수 있다.
[0014] 제1 가스 혼합물 및 제2 가스 혼합물은 유전체 재료, 이를테면, 실리콘 산화물들을 증착하기에 적절할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 가스 혼합물은 산소-함유 가스, 실리콘-함유 가스, 및 캐리어 가스를 포함하는 한편, 제2 가스 혼합물은 산소-함유 가스 및 캐리어 가스를 포함하거나, 또는 그 반대도 가능하다. 적절한 산소-함유 가스는 산소(O2), 오존(O3), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 아산화질소(N2O), 아산화질소(N2O), 일산화질소(NO), 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 적절한 실리콘-함유 가스는 실란들, 할로겐화 실란들, 유기실란들, 및 이들의 임의의 조합들을 포함할 수 있다. 실란들은 실란(SiH4), 테트라에톡시실란(TEOS), 및 실험식 SixH(2x+2)를 갖는 더 높은 실란들, 이를테면, 디실란(Si2H6), 트리실란(Si3H8), 및 테트라실란(Si4H10), 또는 더 높은 차수의 실란들, 이를테면, 폴리클로로실란을 포함할 수 있다. 적절한 캐리어 가스들은 아르곤, 질소, 수소, 헬륨, 또는 다른 적절한 불활성 가스들을 포함한다. 캐리어 가스는 기화된 실리콘-함유 가스, 이를테면, TEOS를 운반하는 데 사용될 수 있다.
[0015] 일부 실시예들에서, 제2 가스 소스(123)가 제3 가스 라인(125)을 통해 프로세싱 챔버들(101, 103)의 중앙 가스 채널(129)에 커플링될 수 있다. 중앙 가스 채널(129)은 프로세싱 챔버들(101, 103)의 기판 프로세싱 구역(108)(도 2)과 유체 연통한다. 제2 가스 소스(123)는 임의의 적절한 프로세스 전구체, 이를테면, 위에서 논의된 실리콘-함유 가스를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 가스 소스(123)는 액체 전구체, 이를테면, TEOS를 기화시키기 위한 기화기(도시되지 않음) 및 가열기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 제2 가스 소스(123)는 실란들, 이를테면, TEOS를 함유하는 제3 가스 혼합물의 소스를 포함한다.
[0016] 아래에서 논의될 다양한 실시예들에서, 제1 가스 혼합물 및 제2 가스 혼합물은 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 가스 구역(120) 및 외측 가스 구역(142)으로 각각 라우팅될 수 있다. 제3 가스 혼합물은 중앙 가스 채널(129)에 제공될 수 있다. 제3 가스 혼합물, 제1 가스 혼합물 및 제2 가스 혼합물은 용량성 또는 유도성 수단을 사용하여 플라즈마를 형성하도록 여기된다. 이들 가스 혼합물들은, 프로세싱 챔버들(101, 103) 내에 로케이팅된 기판의 표면 상에 산화물, 예컨대 실리콘 산화물의 층을 증착시키기 위해 플라즈마에서 분해된다.
[0017] 도 2는 본 개시내용의 실시예들에 따른 프로세싱 챔버(101)의 단면도를 도시한다. 프로세싱 시스템(100)의 단지 일부, 예컨대 프로세싱 챔버(101)만이 도시되지만, 프로세싱 챔버(101)에 대한 설명은 프로세싱 챔버(103)에 동일하게 적용가능할 수 있다는 것이 이해되어야 하는데, 왜냐하면, 프로세싱 챔버들(101, 103)의 구성은 실질적으로 동일하기 때문이다. 따라서, 프로세싱 챔버(101) 내에서 발생하는 동작 및 프로세싱은 프로세싱 챔버(103) 내에서 유사하게 그리고 동시에 수행될 수 있다. 프로세싱 챔버(101)는 천공된 리드(102), 천공된 리드(102) 상에 배치된 가스 차단기(105), 챔버 벽(104), 및 최하부(106)를 갖는다. 천공된 리드(102), 챔버 벽(104) 및 최하부는, 기판(도시되지 않음)이 배치될 기판 프로세싱 구역(108)을 정의한다. 기판 프로세싱 구역(108)은, 프로세싱 챔버(101) 내로의 그리고 프로세싱 챔버(101) 밖으로의 기판의 이동을 가능하게 하는, 챔버 벽(104)의 포트(도시되지 않음)를 통해 액세스될 수 있다.
[0018] 기판 지지부(109)는 프로세싱 챔버(101) 내에 배치되고 챔버 벽(104)에 의해 둘러싸인다. 기판 지지부(109)의 기판 지지 표면은 기판 지지 표면에 걸쳐 균등하게 분포된 복수의 홀들(242)을 가질 수 있다. 홀들(242)은, 기판 지지 표면 상에 배치된 기판을 냉각하거나 가열하기 위한, 기판 지지 표면을 통한 가스들의 유동을 허용하도록 적응된다. 기판 지지부(109)는 프로세싱 챔버(101)의 최하부(106)를 통해 연장되는 스템(stem)(131)에 커플링될 수 있다. 스템(131)은, 기판 지지부(109)를 위아래로 이동시키고, 그에 따라, 기판 프로세싱 구역(108)에서의 기판의 포지션을 변화시키도록 구동 시스템(도시되지 않음)에 의해 동작될 수 있다. 구동 시스템은 또한, 프로세싱 동안 기판 지지부(109)를 회전시키고 그리고/또는 평행이동시킬 수 있다. 기판 지지부(109) 및 기판 프로세싱 구역(108)은 최대 12 인치(300 mm), 18 인치(450 mm), 또는 다른 직경의 공칭 직경 사이즈를 갖는 기판을 수용하도록 구성된다.
[0019] 천공된 리드(102)는 챔버 벽들(104)에 의해 지지되고, 프로세싱 챔버(101)의 내부를 서비스하기 위해 제거될 수 있다. 천공된 리드(102)는 일반적으로, 알루미늄, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 스테인리스 강, 또는 임의의 다른 적절한 재료로 이루어진다. 천공된 리드(102) 상에 배치된 가스 차단기(105)는, 기판 프로세싱 구역(108) 내로의 2개 또는 그 초과의 가스 혼합물들의 유동을 독립적으로 제어하도록 구성된 이중 구역 가스 차단기(dual zone gas blocker)이다. 가스 차단기(105)는 제1 가스 소스(112) 및 제2 가스 소스(123)와 유체 연통한다. 도시된 예에서, 제1 가스 소스(112)는 제1 가스 라인(118) 및 제2 가스 라인(119)을 통해 가스 차단기(105)에 각각 연결된다. 제1 가스 라인(118)은 제1 가스 혼합물, 예컨대, 실리콘-함유 가스, 산소-함유 가스, 및 캐리어 가스를 프로세싱 챔버(101) 내로 제공하기 위해 제1 가스 소스(112)에 연결될 수 있다. 제2 가스 라인(119)은 제2 가스 혼합물, 예컨대, 산소-함유 가스 및 캐리어 가스를 프로세싱 챔버(101) 내로 제공하기 위해 제1 가스 소스(112)에 연결될 수 있다. 제1 가스 라인(118)은, 가스(예컨대, TEOS)가, 캐리어 가스와 함께 프로세싱 챔버(101)로 이동하는 동안 가스상으로 유지되는 것을 보장하기 위해, 가열되고 능동적으로 제어될 수 있다.
[0020] 가스 차단기(105)는 일반적으로, 가스 매니폴드(212), 가스 매니폴드(212) 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트(214), 제1 가스 분배 플레이트(214) 아래에 배치된 제2 가스 분배 플레이트(216), 및 제2 가스 분배 플레이트(216) 아래에 배치된 제3 가스 분배 플레이트(218)를 포함한다. 중앙 가스 채널(129)은 적어도 가스 매니폴드(212) 및 제1 가스 분배 플레이트(214)를 통해 형성된다. 가스 매니폴드(212), 제1 가스 분배 플레이트(214), 제2 가스 분배 플레이트(216), 및 제3 가스 분배 플레이트(218)는, 중앙 가스 채널(129)의 길이방향 축을 통과하는 중심 축을 중심으로 동심으로(concentrically) 배치된다. 제1 가스 분배 플레이트(214)는 하나 또는 그 초과의 열 전달 유체 채널들(121)을 포함할 수 있다. 열 전달 유체 채널들(121)은, 열 전달 유체를 열 전달 유체 채널들(121)을 통해 유동시킴으로써 가스 차단기(105) 및/또는 천공된 리드(102)의 온도를 조절하는 데 사용될 수 있다. 적절한 열 전달 유체는 물, 공기, 헬륨 등을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 제1 가스 분배 플레이트(214)는 또한, 기판 프로세싱 구역(108)을 배기 포트(배기 포트는 다양한 펌핑 컴포넌트들을 포함하며, 도시되지 않음)에 유동적으로 연결하는 펌핑 플레넘(pumping plenum)(114)을 포함할 수 있다.
[0021] 제2 가스 분배 플레이트(216)는 중앙 개구(124), 및 제2 가스 분배 플레이트(216)의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역(128)을 갖는다. 리세스 구역(128)은 중앙 개구(124)를 둘러싸고, 중앙 개구(124)와 제2 가스 분배 플레이트(216)의 에지 사이에서 반경방향으로 연장된다. 제1 가스 분배 플레이트(214)의 최하부 및 제2 가스 분배 플레이트(216)의 최하부는 리세스 구역(128)에 대한 플레넘을 정의한다. 중앙 개구(124)는 중앙 가스 채널(129)과 유체 연통한다. 실시예에서, 중앙 개구(124)는 중앙 가스 채널(129)의 직경을 초과하는 직경을 갖는다. 제2 가스 분배 플레이트(216)는 제2 가스 분배 플레이트(216)의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들(126)을 갖는다. 스루 홀들(126)은 임의의 적절한 패턴으로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 스루 홀들(126)은 직경이 증가하는 다수의 동심 링들로 배열된다.
[0022] 제3 가스 분배 플레이트(218)는 제3 가스 분배 플레이트(218)의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역(220)을 갖는다. 제3 가스 분배 플레이트(218)의 최하부는 천공된 리드(102)의 최상부 표면과 접촉한다. 제2 가스 분배 플레이트(216)의 최하부 및 제3 가스 분배 플레이트(218)의 최하부는 리세스 구역(220)에 대한 플레넘을 정의한다. 내측 링(138) 및 외측 링(140)은 제2 가스 분배 플레이트(216)와 제3 가스 분배 플레이트(218) 사이에서, 제3 가스 분배 플레이트(216)의 최하부 상에 동심으로 배치된다. 외측 링(140)은 내측 링(138)을 둘러싼다. 내측 링(138) 및 외측 링(140)은 알루미늄, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 스테인리스 강, 또는 다른 적절한 재료, 이를테면, 유전체 재료로 제조될 수 있다. 내측 링(138) 및 외측 링(140)은 리세스 구역(220)을 내측 가스 구역(120) 및 외측 가스 구역(142)으로 분리할 수 있다. 예컨대, 내측 링(138)의 반경방향 내측 구역은 내측 가스 구역(120)으로 정의될 수 있다. 내측 링(138)과 외측 링(140) 사이의 구역 및 외측 링(140)의 반경방향 외측 구역은 총괄적으로 외측 가스 구역(142)으로 정의될 수 있다. 제3 가스 분배 플레이트가 대략 360 mm의 직경을 갖는 경우, 내측 가스 구역(120)은 대략 20 mm 또는 그 초과, 예컨대 대략 30 mm 내지 대략 60 mm의 반경방향 거리에서 시작될 수 있다. 외측 가스 구역(142)은, 제3 가스 분배 플레이트(218)의 중심으로부터 측정하여, 대략 60 mm 또는 그 초과, 예컨대 대략 75 mm 내지 110 mm의 반경방향 거리에서 시작될 수 있다.
[0023] 제3 가스 분배 플레이트(218)는 제3 가스 분배 플레이트(218)의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들(132)을 갖는다. 제3 가스 분배 플레이트(218)의 스루 홀들(132)은 제2 가스 분배 플레이트(216)의 스루 홀들(126)의 밀도보다 더 큰 밀도를 가질 수 있다. 예에서, 스루 홀들(132)의 밀도 대 스루 홀들(126)의 밀도의 비율은 대략 1.5:1 내지 대략 5:1, 예컨대 대략 2:1 내지 대략 3:1의 범위일 수 있다. 스루 홀들(132)은 기판 프로세싱 구역(108) 내로의 가스의 균일한 전달을 가능하게 하기 위해 제3 가스 분배 플레이트(218)의 직경에 걸쳐 반경방향 패턴으로 배열될 수 있다.
[0024] 가스 차단기(105)는 또한, 제1 가스 채널(116) 및 제2 가스 채널(117)을 포함한다. 제1 가스 채널(116) 및 제2 가스 채널(117)은 가스 매니폴드(212)의 적어도 일부를 통해 연장되도록 배치된다. 제1 가스 채널(116)은 중앙 가스 채널(129)의 반경방향 외측에 배치되고, 제2 가스 채널(117)은 제1 가스 채널(116)의 반경방향 외측에 배치된다. 제1 가스 채널(116)은, 제1 가스 라인(118)에 연결되거나 또는 제1 가스 라인(118)과 유체 연통하는 제1 단부, 및 제1 가스 분배 플레이트(214)의 최상부 표면에 형성된 내측 트렌치(222)에 연결되거나 또는 내측 트렌치(222)와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는다. 유사하게, 제2 가스 채널(117)은, 제2 가스 라인(119)에 연결되거나 또는 제2 가스 라인(119)과 유체 연통하는 제1 단부, 및 제1 가스 분배 플레이트(214)의 최상부 표면에 형성된 외측 트렌치(224)에 연결되거나 또는 외측 트렌치(224)와 유체 연통하는 제2 단부를 갖는다. 내측 트렌치(222) 및 외측 트렌치(224)는 중앙 가스 채널(129)을 둘러싸는 2개의 동심원들로 배열된다. 제1 가스 채널(116)은 내측 트렌치(222)를 따라 임의의 위치에 배치될 수 있고, 제2 가스 채널(117)은 외측 트렌치(224)를 따라 임의의 위치에 배치될 수 있다. 내측 트렌치(222)는 제1 가스 분배 플레이트(214)의 최상부 표면으로부터 측정되는 제1 깊이(D1)를 갖는다. 외측 트렌치(224)는 제1 가스 분배 플레이트(214)의 최상부 표면으로부터 측정되는 제2 깊이(D2)를 갖는다. 제1 깊이(D1)는 제2 깊이(D2)보다 더 얕거나 더 깊을 수 있다. 도시된 바와 같은 예에서, 제1 깊이(D1)는 제2 깊이(D2)보다 더 깊다. 예에서, 제1 깊이(D1) 대 제2 깊이(D2)의 비율은 대략 1.1:1 내지 대략 1.5:1, 예컨대 대략 1.3:1이다.
[0025] 일부 실시예들에서, 가스 차단기(105)는 가스 매니폴드(212)의 적어도 일부를 통해 배치된 제3 가스 채널(240)을 포함할 수 있다. 제3 가스 채널(240)은 제1 및 제2 가스 소스들(112, 123), 또는 애플리케이션을 위해 필요한 임의의 적절한 가스 소스(예컨대, 질소-함유 가스 소스, 또는 도펀트-함유 가스 소스 등)를 포함한 임의의 다른 가스 소스와 유체 연통할 수 있다. 마찬가지로, 제3 가스 채널(240)은 중앙 가스 채널(129)의 반경방향 외측에 배치될 수 있고, 제3 가스 채널(240)은, 제3 가스 채널(240)과 내측 트렌치(222)가 서로 유체 연통하도록, 내측 트렌치(222)를 따라 임의의 위치에 배치될 수 있다.
[0026] 내측 트렌치(222)는 제1 가스 분배 플레이트(214)에 또한 형성된 하나 또는 그 초과의 내측 가스 채널들(226)을 통해 내측 가스 구역(120)과 유체 연통한다. 내측 링(138)의 배치는 제1 가스 채널(116)로부터 내측 가스 구역(120)으로 유동하는 가스 혼합물(예컨대, 제1 가스 혼합물)을 한정한다. 이어서, 제1 가스 혼합물은 천공된 리드(102)를 통해 그리고 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역으로 유동된다. 기판 프로세싱 구역(108)(및 따라서, 기판 지지부(109) 상에 배치된 기판)의 내측 구역은 내측 가스 구역(120)에 실질적으로 대응한다. 화살표(230)는, 제1 가스 라인(118)으로부터 기판 프로세싱 구역(108)으로의 가스 혼합물의 가능한 유동 경로를 예시한다. 마찬가지로, 외측 트렌치(224)는, 제1 가스 분배 플레이트(214)에 또한 형성된 하나 또는 그 초과의 외측 가스 채널들(228)을 통해 제2 가스 분배 플레이트(216)의 리세스 구역(128)과 유체 연통한다. 외측 링(140)의 배치는 제2 가스 채널(117)로부터 리세스 구역(128)으로 그리고 외측 가스 구역(142) 내로 유동하는 가스 혼합물(예컨대, 제2 가스 혼합물)을 한정한다. 이어서, 제2 가스 혼합물은 천공된 리드(102)를 통해 그리고 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역으로 유동된다. 기판 프로세싱 구역(108)(및 따라서, 기판 지지부(109) 상에 배치된 기판)의 외측 구역은 외측 가스 구역(142)에 실질적으로 대응한다. 도시되지 않았지만, 천공된 리드(102)는 제3 가스 분배 플레이트(218)의 스루 홀들(132)에 대응하는 스루 홀들을 갖는다는 것이 이해되어야 한다. 화살표(236)는, 제2 가스 라인(119)으로부터 기판 프로세싱 구역(108)으로의 가스 혼합물의 가능한 유동 경로를 예시한다. 화살표(238)는, 제3 가스 라인(125)으로부터 기판 프로세싱 구역(108)으로의 가스 혼합물의 가능한 유동 경로를 예시한다.
[0027] 일부 실시예들에서, 가스 차단기(105)는 제2 가스 분배 플레이트(216)와 제3 가스 분배 플레이트(218) 사이에 배치된 복수의 관통 채널들(예컨대, 관통 채널들(232, 234))을 포함할 수 있다. 각각의 관통 채널은, 가스 혼합물(예컨대, 제2 가스 혼합물)을 제2 가스 분배 플레이트(216)의 리세스 구역(128)으로부터 기판 프로세싱 구역(108) 내로 직접적으로 라우팅하도록 구성된다. 관통 채널들은 내측 링(138)의 반경방향 내측에 배치될 수 있다. 관통 채널들은 임의의 개수로 제공될 수 있다. 예컨대, 4개의 관통 채널들(명확성을 위해 단지 2개의 관통 채널들(232, 234)만이 도시됨)이 제공되고 90°만큼 각도가 서로 분리될 수 있다. 관통 채널들(232, 234)은 제2 가스 분배 플레이트(216)의 최하부를 통해 형성되고, 제3 가스 분배 플레이트(218)의 최하부 내로 그리고 천공된 리드(102) 내로 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 관통 채널들은 천공된 리드(102)의 전체 두께를 통해 연장될 수 있다. 관통 채널들(232, 234)은, 가스 혼합물(예컨대, 제2 가스 혼합물)이, 제1 가스 채널(116)로부터 유동하는 가스 혼합물(예컨대, 제1 가스 혼합물) 및/또는 중앙 가스 채널(129)을 통해 유동하는 가스 혼합물과 조기에(prematurely) 혼합됨이 없이 리세스 구역(220)을 통과하는 것을 가능하게 한다.
[0028] 천공된 리드(102) 및 기판 지지부(109)는, 기판 프로세싱 구역(108)의 가스 혼합물들을 여기시키고 이온화시키기 위한 상부 전극 및 최하부 전극으로서의 역할을 각각 한다. 바이어스 전력이 기판 지지부(109)에 인가될 수 있다. 기판 지지부(109)는, (전력 소스(156)에 의해 제공된) RF 전력을 공급받는 천공된 리드(102)가 캐소드 전극으로서의 역할을 할 수 있는 한편, 접지된 기판 지지부(108)가 애노드 전극으로서의 역할을 할 수 있도록, 접지될 수 있다. 천공된 리드(102) 및 기판 지지부(109)는 기판 프로세싱 구역(108)에 RF 전기장을 형성하도록 동작된다. RF 전기장은 가스 혼합물들을 플라즈마로 이온화시킬 수 있다. 원하는 경우, 제1, 제2 및 제3 가스 분배 플레이트들(214, 216, 218) 중 임의의 하나 또는 그 초과는 전극으로서의 역할을 하고 그리고 리세스 구역(128, 220)의 가스 혼합물들을 여기시키고 이온화시키도록 동작할 수 있다. 일반적으로 수 Hz 내지 13 MHz 또는 더 높은 주파수를 갖는 RF 전력은 기판 표면적에 적절한 와트(wattage)로 제공된다. 일 실시예에서, 전력 소스(156)는, 대략 2 MHz 미만의(바람직하게는 대략 200 내지 500 kHz의) 저주파 전력 및 13 MHz 초과의(바람직하게는 대략 13.56 MHz의) 고주파 전력을 제공하는 이중 주파수 소스를 포함한다. 주파수들은 고정되거나 변화될 수 있다. 예시적으로, 300 mm 기판의 경우, 저주파 전력은 대략 0.3 내지 대략 2 kW일 수 있는 한편, 고주파 전력은 대략 1 내지 대략 5 kW일 수 있다.
[0029] 도 3은 기판 지지부(109) 상에 배치된 기판(302)을 갖는, 도 2의 프로세싱 챔버(101)의 간략화된 단면도를 도시한다. 도 3은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 및 제2 가스 소스들(112, 123)로부터 기판 프로세싱 구역(108)으로의 제1, 제2, 및 제3 가스 혼합물들(화살표들(230, 236, 238)로 각각 표현됨)의 예시적인 유동 경로들을 도시한다. 확인할 수 있는 바와 같이, 내측 링(138) 및 외측 링(140)의 배치는, 제1 가스 라인(118)으로부터의 제1 가스 혼합물(230)과 제3 가스 라인(125)으로부터의 제3 가스 혼합물(238)의 전부 또는 대부분을 내측 가스 구역(120)으로 제한할 수 있고, 제2 가스 라인(119)으로부터의 제2 혼합물 가스(236)의 전부 또는 대부분을 외측 가스 구역(142)으로 제한할 수 있다. 따라서, 제1 가스 라인(118) 및 제3 가스 라인(125)으로부터의 제1 및 제3 가스 혼합물들(230, 238), 이를테면, TEOS, O2 및 아르곤은, 내측 링(138) 내에 로케이팅된, 제3 가스 분배 플레이트(218)의 스루 홀들을 통과하고, 천공된 리드(102)를 통해, 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역을 향해 하향으로 유동할 것이다. 제1 및 제3 가스 혼합물들(230, 238)이 기판 지지부(109)에 접근함에 따라, 유동들은 기판 지지부(109)의 최상부 표면(304)을 따라 반경방향 외측 유동들로 만곡된다. 제1 및 제3 가스 혼합물들(230, 238)의 반경방향 외측 유동들이 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역으로 계속되어, 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역으로부터 기판 프로세싱 구역(108)의 둘레로의 제1 및 제3 가스 혼합물들(230, 238)의 유동들이 유지된다. 그동안, 제2 가스 라인(119)으로부터의 제2 가스 혼합물(236), 이를테면, 산소 및 아르곤 가스들은 제2 및 제3 가스 분배 플레이트들(216, 218)의 스루 홀들을 통과하고, 천공된 리드(102)를 통해, 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역을 향해 하향으로 유동할 것이다. 특히, 제2 가스 혼합물(236)이 제1 및 제3 가스 혼합물들(230, 238)의 반경방향 외측 유동들에 접근함에 따라, 제2 가스 혼합물(236)의 유동은 반경방향 외측 유동으로 만곡되고, 제1 및 제3 가스 혼합물들(230, 238)의 반경방향 외측 유동들과 함께 기판 프로세싱 구역(108)의 에지를 향해 유동한다. 제1, 제2, 및 제3 가스 혼합물들(230, 236, 238)은, 균일한 방식으로, 기판 지지부(109) 상에 배치된 기판 상에서의 층, 이를테면, 실리콘 산화물의 증착을 위해 기판 프로세싱 구역(108) 내로 유동하는 동안 이온화되어 플라즈마를 형성한다.
[0030] 표면 경계 층의 존재로 인해 기판 지지부(109)(및 따라서, 기판 지지부(109) 상에 배치된 기판)의 에지 근처에서 비효율적인 TEOS 농도가 발생할 수 있으며, 이는 기판의 표면에 걸쳐 변화하는 플라즈마 밀도들을 초래하고 기판의 중심과 에지 사이에 상이한 증착 레이트들을 야기할 수 있다는 것이 관찰되었다. 가스 차단기(105)의 구성은 많은 장점들을 제공하는데, 왜냐하면, 가스 차단기(105)의 구성이, 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역으로의 산소 및 아르곤 가스들(예컨대, 제2 가스 혼합물(236))의 전용 유동(dedicate flow)을 가능하게 하면서 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역으로의 TEOS의 유동을 제한할 수 있기 때문이다. 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역으로의 산소 및 아르곤 가스(예컨대, 제2 가스 혼합물(236))의 부가는 TEOS, O2 및 Ar(예컨대, 제1 및 제3 가스 혼합물들(230, 238))의 유동을 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역 내에 한정하고, 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역 내에서의 TEOS의 체류 시간(residence time)을 유지할 수 있다. 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역으로의 산소 및 아르곤 가스의 부가는 또한, 기판 지지부(105)의 에지에서의 또는 에지 근처에서의 가스 반응을 촉진시키고, 이에 의해, 기판의 에지 근처에서의 TEOS 농도를 향상시킬 수 있다. 기판의 에지에서의 TEOS 농도가 증가되기 때문에, 프로세싱 동안의 기판 에지에서의 플라즈마 농도가 그에 따라 증가될 수 있다. 결과적으로, 기판의 중심과 에지 사이의 균일한 증착 레이트가 획득될 수 있다.
[0031] 더욱이, 내측 링(138) 및 외측 링(140)의 어레인지먼트가 막 증착 레이트(및 그에 따른, 기판 표면에 걸친 막 프로파일)를 조정하는 데 사용될 수 있다는 것이 관찰되었다. 예컨대, 내측 가스 구역(120)에서의, 총 가스 유동의 대략 27% 및 외측 가스 구역(142)에서의, 총 가스 유동의 대략 73%의 가스 분할을 제공하기 위해, 내측 링(138)의 외측 둘레 표면(outer peripheral surface)은, 기판(110)의 중심으로부터 측정하여, 대략 75 mm, 예컨대 대략 80 mm 내지 90 mm의 반경방향 거리에 배치될 수 있다. 본원에서 설명되는 총 가스 유동이라는 용어는 리세스 구역(220)에 존재하는 가스 혼합물들의 총 유동을 나타낸다. 이 어레인지먼트는 기판 표면에 걸쳐 양호한 증착 균일성을 산출할 수 있다.
[0032] 게다가, 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역에서 TEOS 유동의 대략 2-4%(총 프로세스 유동에서 무시가능한 양의 유동)를 변화시키는 것은, 막 특성들에 영향을 미치지 않으면서, 증착 레이트들 및 막 프로파일에서 대략 5-10% 변화를 유발할 수 있다는 것이 관찰되었다. 예컨대, 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역에서의 TEOS 유동의 2% 증가는 기판의 내측 구역 상에서의 증착 레이트의 2.6% 증가를 유발할 수 있다. 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역에서의 TEOS 유동의 4% 증가는 기판의 내측 구역 상에서의 증착 레이트의 5.5% 증가를 유발할 수 있다. 또한, 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역에서의 TEOS 유동의 2% 감소는 기판의 내측 구역 상에서의 증착 레이트의 2.0% 감소를 유발할 수 있다. 기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역에서의 TEOS 유동의 4% 감소는 기판의 내측 구역 상에서의 증착 레이트의 4.2% 감소를 유발할 수 있다.
[0033] 마찬가지로, 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역에서 TEOS 유동의 대략 2-4%(총 프로세스 유량에서 무시가능한 양의 유동)를 변화시키는 것은, 막 특성들에 영향을 미치지 않으면서, 증착 레이트들 및 막 프로파일에서 대략 1-2% 변화를 유발할 수 있다는 것이 관찰되었다. 예컨대, 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역에서의 TEOS 유동의 2% 증가는 기판의 외측 구역 상에서의 증착 레이트의 0.9% 증가를 유발할 수 있다. 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역에서의 TEOS 유동의 4% 증가는 기판의 외측 구역 상에서의 증착 레이트의 1.5% 증가를 유발할 수 있다. 또한, 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역에서의 TEOS 유동의 2% 감소는 기판의 외측 구역 상에서의 증착 레이트의 0.1% 증가를 유발할 수 있다. 기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역에서의 TEOS 유동의 4% 감소는 기판의 내측 구역 상에서의 증착 레이트의 0.6% 감소를 유발할 수 있다.
[0034] 위의 어느 경우에서든, 내측 가스 구역(120)/외측 가스 구역(142)에서의 가스 혼합물들의 총 프로세스 유동은 대략 10,500 sccm일 수 있고, 내측 가스 구역(120)/외측 가스 구역(142)에서의 총 TEOS 유동은 대략 177 sccm 내지 대략 1650 mgm일 수 있다. 따라서, TEOS 유동의 2% 변화는 대략 3.55 sccm 내지 대략 33 mgm(총 가스 유동의 대략 0.034%)이다. (기판 프로세싱 구역(108)의 내측 구역으로 유동하는) 제1 및 제3 가스 혼합물들의 TEOS의 유량 및/또는 (기판 프로세싱 구역(108)의 외측 구역으로 유동하는) 제2 가스 혼합물의 TEOS의 유량을 변화시킴으로써, 층, 예컨대, 산화물들의 증착 레이트들이 조정되어, 증착되는 층의 에지 프로파일 및/또는 기판 상의 전체 층 균일성을 튜닝할 수 있다.
[0035] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버로서,
    천공된 리드(perforated lid);
    상기 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기; 및
    상기 천공된 리드 아래에 배치된 기판 지지부를 포함하고,
    상기 가스 차단기는,
    가스 매니폴드(gas manifold);
    상기 가스 매니폴드에 형성된 중앙 가스 채널;
    상기 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 상기 제1 가스 분배 플레이트는 상기 중앙 가스 채널을 둘러싸는 내측 트렌치 및 상기 내측 트렌치를 둘러싸는 외측 트렌치를 포함함 ―;
    상기 가스 매니폴드에 형성된 제1 가스 채널 ― 상기 제1 가스 채널은 제1 가스 소스와 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 내측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―;
    상기 가스 매니폴드에 형성된 제2 가스 채널 ― 상기 제2 가스 채널은 상기 제1 가스 소스와 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 외측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―;
    상기 제1 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제2 가스 분배 플레이트 ― 상기 제2 가스 분배 플레이트는,
    상기 제2 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀(through hole)들;
    상기 중앙 가스 채널과 유체 연통하는 중앙 개구; 및
    상기 제2 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역을 포함하고,
    상기 리세스 구역은 상기 중앙 개구를 둘러쌈 ―;
    상기 제2 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제3 가스 분배 플레이트 ― 상기 제3 가스 분배 플레이트는 상기 제3 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함하고, 그리고 상기 제3 가스 분배 플레이트는 상기 천공된 리드의 최상부 표면과 접촉함 ―; 및
    상기 제2 가스 분배 플레이트와 상기 제3 가스 분배 플레이트 사이에 배치된 복수의 관통 채널(pass-through channel)들을 포함하고,
    각각의 관통 채널은 상기 천공된 리드를 통해 연장되는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 가스 분배 플레이트는,
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 내측 가스 구역을 정의하는 내측 링 ― 상기 내측 가스 구역은 상기 내측 트렌치와 유체 연통함 ―; 및
    상기 내측 링을 둘러싸는 외측 링을 포함하고,
    상기 내측 링 및 상기 외측 링은 상기 제2 가스 분배 플레이트와 상기 제3 가스 분배 플레이트 사이에 동심으로(concentrically) 배치되고, 상기 내측 링 및 상기 외측 링은 상기 제3 가스 분배 플레이트의 외측 가스 구역을 정의하고, 그리고 상기 외측 가스 구역은 상기 제2 가스 분배 플레이트의 리세스 구역과 유체 연통하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  3. 기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버로서,
    제1 가스 라인 및 제2 가스 라인을 포함하는 제1 가스 소스;
    천공된 리드;
    상기 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기; 및
    상기 천공된 리드 아래에 배치된 기판 지지부를 포함하고,
    상기 가스 차단기는,
    가스 매니폴드;
    상기 가스 매니폴드에 형성된 중앙 가스 채널;
    상기 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 상기 제1 가스 분배 플레이트는 상기 중앙 가스 채널을 둘러싸는 내측 트렌치 및 상기 내측 트렌치를 둘러싸는 외측 트렌치를 포함함 ―;
    상기 가스 매니폴드에 형성된 제1 가스 채널 ― 상기 제1 가스 채널은 상기 제1 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 내측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―;
    상기 가스 매니폴드에 형성된 제2 가스 채널 ― 상기 제2 가스 채널은 상기 제2 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 외측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―;
    상기 제1 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제2 가스 분배 플레이트 ― 상기 제2 가스 분배 플레이트는 상기 제2 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함함 ―; 및
    상기 제2 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제3 가스 분배 플레이트를 포함하고,
    상기 제3 가스 분배 플레이트는 상기 제3 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함하고, 그리고 상기 제3 가스 분배 플레이트는 상기 천공된 리드의 최상부 표면과 접촉하고,
    상기 기판 지지부는 기판 지지 표면을 갖는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 가스 분배 플레이트는,
    상기 중앙 가스 채널과 유체 연통하는 중앙 개구; 및
    상기 제2 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역을 포함하고,
    상기 리세스 구역은 상기 중앙 개구를 둘러싸고 그리고 상기 중앙 개구와 상기 제2 가스 분배 플레이트의 에지 사이에서 반경방향으로 연장되는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제3 가스 분배 플레이트는,
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역;
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 내측 가스 구역을 정의하는 내측 링 ― 상기 내측 가스 구역은 상기 내측 트렌치와 유체 연통함 ―; 및
    상기 내측 링을 둘러싸는 외측 링을 포함하고,
    상기 내측 링 및 상기 외측 링은 상기 제2 가스 분배 플레이트와 상기 제3 가스 분배 플레이트 사이에 동심으로 배치되고, 상기 내측 링 및 상기 외측 링은 상기 제3 가스 분배 플레이트의 외측 가스 구역을 정의하고, 그리고 상기 외측 가스 구역은 상기 제2 가스 분배 플레이트의 리세스 구역과 유체 연통하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 가스 소스는,
    산소-함유 가스, 실리콘-함유 가스, 및 캐리어 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물의 소스 ― 상기 제1 가스 혼합물의 소스는 상기 제1 가스 라인과 유체 연통함 ―; 및
    산소-함유 가스 및 캐리어 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물의 소스를 포함하고,
    상기 제2 가스 혼합물의 소스는 상기 제2 가스 라인과 유체 연통하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 중앙 가스 채널과 유체 연통하는 제3 가스 라인을 포함하는 제2 가스 소스를 더 포함하고, 그리고
    상기 제2 가스 소스는, 실리콘-함유 가스 및 캐리어 가스를 포함하는 제3 가스 혼합물의 소스를 포함하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 산소-함유 가스는 산소(O2), 오존(O3), 이산화탄소(CO2), 일산화탄소(CO), 아산화질소(N2O), 아산화질소(N2O), 일산화질소(NO), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하고, 그리고
    상기 실리콘-함유 가스는 실란(SiH4), 테트라에톡시실란(TEOS), 디실란(Si2H6), 트리실란(Si3H8), 테트라실란(Si4H10), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세싱 챔버.
  9. 기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템으로서,
    제1 가스 라인, 제2 가스 라인, 제3 가스 라인, 및 제4 가스 라인을 포함하는 제1 가스 소스;
    제5 가스 라인 및 제6 가스 라인을 포함하는 제2 가스 소스;
    제1 프로세싱 챔버; 및
    상기 제1 프로세싱 챔버와 분리된 제2 프로세싱 챔버를 포함하고,
    상기 제1 프로세싱 챔버는,
    천공된 리드;
    상기 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기; 및
    기판 지지 표면을 갖는 기판 지지부를 포함하고,
    상기 가스 차단기는,
    가스 매니폴드;
    상기 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 상기 제1 가스 분배 플레이트는 상기 제1 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 내측 트렌치 및 외측 트렌치를 포함하고, 상기 내측 트렌치 및 상기 외측 트렌치는 2개의 동심원들로 배열됨 ―;
    적어도 상기 가스 매니폴드 및 상기 제1 가스 분배 플레이트를 통해 형성된 중앙 가스 채널 ― 상기 중앙 가스 채널은 상기 제5 가스 라인을 통해 상기 제2 가스 소스와 유체 연통하고, 그리고 상기 중앙 가스 채널은 상기 내측 트렌치 및 상기 외측 트렌치에 의해 둘러싸임 ―;
    상기 가스 매니폴드의 적어도 일부를 통해 형성되고 그리고 상기 중앙 가스 채널의 반경방향 외측에 배치되는 제1 가스 채널 ― 상기 제1 가스 채널은 상기 제1 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 내측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―; 및
    상기 가스 매니폴드의 적어도 일부를 통해 형성되고 그리고 상기 제1 가스 채널의 반경방향 외측에 배치되는 제2 가스 채널을 포함하고,
    상기 제2 가스 채널은 상기 제2 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 외측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 갖고,
    상기 기판 지지 표면과 상기 천공된 리드는 상기 기판 지지 표면과 상기 천공된 리드는 사이에 기판 프로세싱 구역을 정의하고,
    상기 제2 프로세싱 챔버는,
    천공된 리드;
    상기 제2 프로세싱 챔버의 천공된 리드 상에 배치된 가스 차단기; 및
    기판 지지 표면을 갖는 기판 지지부를 포함하고,
    상기 가스 차단기는,
    가스 매니폴드;
    상기 가스 매니폴드 아래에 배치된 제1 가스 분배 플레이트 ― 상기 제1 가스 분배 플레이트는 상기 제1 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 내측 트렌치 및 외측 트렌치를 포함하고, 상기 내측 트렌치 및 상기 외측 트렌치는 2개의 동심원들로 배열됨 ―;
    적어도 상기 가스 매니폴드 및 상기 제1 가스 분배 플레이트를 통해 형성된 중앙 가스 채널 ― 상기 중앙 가스 채널은 상기 제6 가스 라인을 통해 상기 제2 가스 소스와 유체 연통하고, 그리고 상기 중앙 가스 채널은 상기 내측 트렌치 및 상기 외측 트렌치에 의해 둘러싸임 ―;
    상기 가스 매니폴드의 적어도 일부를 통해 형성되고 그리고 상기 중앙 가스 채널의 반경방향 외측에 배치되는 제1 가스 채널 ― 상기 제1 가스 채널은 상기 제3 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 내측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 가짐 ―; 및
    상기 가스 매니폴드의 적어도 일부를 통해 형성되고 그리고 상기 제1 가스 채널의 반경방향 외측에 배치되는 제2 가스 채널을 포함하고,
    상기 제2 가스 채널은 상기 제4 가스 라인과 유체 연통하는 제1 단부 및 상기 외측 트렌치와 유체 연통하는 제2 단부를 갖고,
    상기 기판 지지 표면과 상기 천공된 리드는 상기 기판 지지 표면과 상기 천공된 리드는 사이에 기판 프로세싱 구역을 정의하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 프로세싱 챔버는,
    상기 제1 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제2 가스 분배 플레이트 ― 상기 제2 가스 분배 플레이트는 상기 제2 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함함 ―; 및
    상기 제2 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제3 가스 분배 플레이트를 더 포함하고,
    상기 제3 가스 분배 플레이트는,
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역; 및
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함하고, 그리고
    상기 제3 가스 분배 플레이트는 상기 천공된 리드의 최상부 표면과 접촉하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 프로세싱 챔버의 제3 가스 분배 플레이트는,
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 내측 가스 구역을 정의하는 내측 링 ― 상기 내측 가스 구역은 상기 제1 가스 분배 플레이트의 내측 트렌치와 유체 연통함 ―; 및
    상기 내측 링을 둘러싸는 외측 링을 포함하고,
    상기 내측 링 및 상기 외측 링은 상기 제2 가스 분배 플레이트와 상기 제3 가스 분배 플레이트 사이에 동심으로 배치되고, 상기 내측 링 및 상기 외측 링은 상기 제3 가스 분배 플레이트의 외측 가스 구역을 정의하고, 그리고 상기 외측 가스 구역은 상기 제2 가스 분배 플레이트의 리세스 구역과 유체 연통하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 프로세싱 챔버는,
    상기 제1 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제2 가스 분배 플레이트 ― 상기 제2 가스 분배 플레이트는 상기 제2 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함함 ―; 및
    상기 제2 가스 분배 플레이트 아래에 배치된 제3 가스 분배 플레이트를 더 포함하고,
    상기 제3 가스 분배 플레이트는,
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 최상부 표면에 형성된 리세스 구역; 및
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 최하부를 통해 형성된 복수의 스루 홀들을 포함하고, 그리고
    상기 제3 가스 분배 플레이트는 상기 천공된 리드의 최상부 표면과 접촉하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 프로세싱 챔버의 제3 가스 분배 플레이트는,
    상기 제3 가스 분배 플레이트의 내측 가스 구역을 정의하는 내측 링 ― 상기 내측 가스 구역은 상기 제1 가스 분배 플레이트의 내측 트렌치와 유체 연통함 ―; 및
    상기 내측 링을 둘러싸는 외측 링을 포함하고,
    상기 내측 링 및 상기 외측 링은 상기 제2 가스 분배 플레이트와 상기 제3 가스 분배 플레이트 사이에 동심으로 배치되고, 상기 내측 링 및 상기 외측 링은 상기 제3 가스 분배 플레이트의 외측 가스 구역을 정의하고, 그리고 상기 외측 가스 구역은 상기 제2 가스 분배 플레이트의 리세스 구역과 유체 연통하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 프로세싱 챔버의 가스 차단기는 제2 가스 분배 플레이트와 제3 가스 분배 플레이트 사이에 배치된 복수의 관통 채널들을 더 포함하고, 각각의 관통 채널은 상기 제2 가스 분배 플레이트의 리세스 구역 및 상기 기판 프로세싱 구역과 유체 연통하고, 그리고
    상기 제2 프로세싱 챔버의 가스 차단기는 제2 가스 분배 플레이트와 제3 가스 분배 플레이트 사이에 배치된 복수의 관통 채널들을 더 포함하고, 각각의 관통 채널은 상기 제2 가스 분배 플레이트의 리세스 구역 및 상기 기판 프로세싱 구역과 유체 연통하는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템.
  15. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 가스 라인 및 상기 제3 가스 라인은 산소-함유 가스, 실리콘-함유 가스, 및 캐리어 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물의 소스에 연결되고, 상기 제2 가스 라인 및 상기 제4 가스 라인은 산소-함유 가스 및 캐리어 가스를 포함하는 제2 가스 혼합물의 소스에 연결되고, 그리고 상기 제5 가스 라인 및 상기 제6 가스 라인은 실리콘-함유 가스 및 캐리어 가스를 포함하는 제3 가스 혼합물의 소스에 연결되는,
    기판을 프로세싱하기 위한 프로세스 시스템.
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