KR102509014B1 - 원격 플라즈마 산화 챔버 - Google Patents

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라라 하우릴차크
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 고 종횡비 구조들의 등각 산화를 위한 프로세스 챔버에 관한 것이다. 프로세스 챔버는, 챔버 몸체의 제1 측에 위치된 라이너 조립체 및, 제1 측의 반대쪽인, 챔버 몸체의 제2 측에 인접한 기판 지지 부분에 위치된 2개의 펌핑 포트들을 포함한다. 라이너 조립체는, 유체 유동을, 프로세스 챔버의 처리 영역에 배치된 기판의 중앙으로부터 멀리 지향시키기 위한 유동 분할기를 포함한다. 라이너 조립체는 프로세스 가스들, 예컨대, 라디칼들과의 상호작용을 최소화하는 석영으로 제조될 수 있다. 라이너 조립체는 라디칼들의 유동 협착을 감소시키도록 설계되어, 증가된 라디칼 농도 및 선속으로 이어진다. 2개의 펌핑 포트들은, 프로세스 챔버의 처리 영역을 통하는 라디칼들의 유동을 조정하기 위해 개별적으로 제어될 수 있다.

Description

원격 플라즈마 산화 챔버
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 반도체 디바이스 제조, 그리고 특히, 고 종횡비 구조들의 등각 산화(conformal oxidation)를 위한 프로세스 챔버에 관한 것이다.
규소 집적 회로들의 제조는, 칩 상의 최소 피쳐 크기들을 감소시키면서 디바이스들의 개수를 증가시키기 위해 제조 단계들에 어려운 요구들을 해왔다. 이러한 요구들은, 상이한 물질들의 층들을 어려운 토폴로지들 상에 증착시키고 그러한 층들 내에 추가의 피쳐들을 식각하는 것을 포함하는 제조 단계들로 확장되었다. 차세대 NAND 플래시 메모리를 위한 제조 프로세스들은 특히 난제인 디바이스 기하형상들 및 규모들을 수반한다. NAND는 데이터를 유지하는 데에 전력을 필요로 하지 않는 비휘발성 저장 기술의 유형이다. 동일한 물리적 공간 내에 메모리 용량을 증가시키기 위해, 3차원 NAND(3D NAND) 설계가 개발되었다. 그러한 설계는 전형적으로, 기판에 실질적으로 수직으로 연장되는 하나 이상의 표면을 갖는 구조를 생성하기 위해 기판 상에 증착된 다음 식각되는, 교번하는 산화물 층들 및 질화물 층들을 도입한다. 일 구조는 100개 초과의 그러한 층들을 가질 수 있다. 그러한 설계들은 30:1 이상의 종횡비들을 갖는 고 종횡비(HAR) 구조들을 포함할 수 있다.
HAR 구조들은 종종, 질화규소(SiNx) 층들로 코팅된다. 균일하게 두꺼운 산화물 층을 생성하기 위한 그러한 구조들의 등각 산화가 난제이다. 갭들 및 트렌치들을 단순히 충전하는 대신에, HAR 구조들 상에 층들을 등각으로 증착시키기 위해 새로운 제조 단계들이 요구된다.
그러므로, 개선된 프로세스 챔버가 필요하다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 반도체 디바이스 제조, 그리고 특히, 고 종횡비 구조들의 등각 산화를 위한 프로세스 챔버에 관한 것이다. 일 실시예에서, 반도체 처리 챔버를 위한 라이너 부재는 제1 단부, 제1 단부 반대쪽의 제2 단부, 및 라이너 부재의 표면에 형성되고 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장된 채널을 포함한다. 채널은 제1 단부에서보다 제2 단부에서 더 넓고 제1 단부에서보다 제2 단부에서 더 얕다.
다른 실시예에서, 라이너 조립체는 몸체를 포함하고, 몸체는, 제1 단부, 제1 단부 반대쪽의 제2 단부, 및 몸체를 통해 형성되고 제1 단부로부터 제2 단부까지 연장된 도관을 갖는다. 도관은 유체 유동 경로를 한정하고, 도관은 유체 유동 경로에 실질적으로 수직인 제1 방향으로 확장되고, 유체 유동 경로 및 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 좁아진다.
다른 실시예에서, 프로세스 시스템은, 기판 지지 부분 및 기판 지지 부분에 결합된 챔버 몸체를 포함하는 프로세스 챔버를 포함한다. 챔버 몸체는 제1 측 및 제1 측 반대쪽의 제2 측을 포함한다. 프로세스 챔버는 제1 측에 배치된 라이너 조립체를 더 포함하고, 라이너 조립체는 유동 분할기를 포함한다. 프로세스 챔버는, 제2 측에 인접한 기판 지지 부분에 위치된 분산된 펌핑 구조, 및 커넥터에 의해 프로세스 챔버에 결합된 원격 플라즈마 공급원을 더 포함하고, 여기서 커넥터는, 원격 플라즈마 공급원으로부터 처리 체적까지의 유체 유동 경로를 형성하기 위해 라이너 조립체에 연결된다.
본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부 도면들은 단지 예시적인 실시예들만을 예시하고 따라서 그의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되며, 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 주목해야 한다.
도 1a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 프로세스 시스템의 단면도이다.
도 1b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 프로세스 시스템의 사시도이다.
도 1c는 본원에 설명된 실시예들에 따른 프로세스 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 2a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 챔버 몸체의 사시도이다.
도 2b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 라이너 조립체를 포함하는 챔버 몸체의 일부의 단면 사시도이다.
도 3은 본원에 설명된 실시예들에 따른 도 1a-1c의 프로세스 시스템의 일부의 단면도이다.
도 4a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 라이너 조립체의 하부 라이너의 사시도이다.
도 4b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 유동 분할기의 저면도이다.
도 4c는 본원에 설명된 실시예들에 따른 라이너 조립체의 상부 라이너의 사시도이다.
도 5는 본원에 설명된 실시예들에 따른 도 1a-1c의 프로세스 시스템의 일부의 측단면도이다.
도 6a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 노즐의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 노즐의 단면도이다.
도 7은 본원에 설명된 실시예들에 따른 라이너의 사시도이다.
도 8은 본원에 설명된 실시예들에 따른 도 1a-1c의 프로세스 시스템의 일부의 측단면도이다.
도 9a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 라이너의 사시도이다.
도 9b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 유동 분할기의 사시도이다.
도 9c는 본원에 설명된 실시예들에 따른 고정 디바이스의 사시도이다.
도 10은 본원에 설명된 실시예들에 따른 고정 디바이스에 의해 라이너에 고정된 유동 분할기의 사시도이다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이, 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 고 종횡비 구조들의 등각 산화를 위한 프로세스 챔버에 관한 것이다. 프로세스 챔버는, 챔버 몸체의 제1 측에 위치된 라이너 조립체 및, 제1 측의 반대쪽인, 챔버 몸체의 제2 측에 인접한 기판 지지 부분에 위치된 2개의 펌핑 포트들을 포함한다. 라이너 조립체는, 유체 유동을, 프로세스 챔버의 처리 영역에 배치된 기판의 중앙으로부터 멀리 지향시키기 위한 유동 분할기를 포함한다. 라이너 조립체는 프로세스 가스들, 예컨대, 라디칼들과의 상호작용을 최소화하기 위해 석영으로 제조될 수 있다. 라이너 조립체는 라디칼들의 유동 협착을 감소시키도록 설계되어, 증가된 라디칼 농도 및 선속으로 이어진다. 2개의 펌핑 포트들은, 프로세스 챔버의 처리 영역을 통하는 라디칼들의 유동을 조정하기 위해 개별적으로 제어될 수 있다.
도 1a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 프로세스 시스템(100)의 단면도이다. 프로세스 시스템(100)은 프로세스 챔버(102) 및 원격 플라즈마 공급원(104)을 포함한다. 프로세스 챔버(102)는 급속 열 처리(RTP) 챔버일 수 있다. 원격 플라즈마 공급원(104)은, 예를 들어, 약 6 kW의 전력으로 작동할 수 있는 임의의 적합한 원격 플라즈마 공급원, 예컨대, 마이크로파 결합 플라즈마 공급원일 수 있다. 원격 플라즈마 공급원(104)은 원격 플라즈마 공급원(104)에 형성된 플라즈마를 프로세스 챔버(102) 쪽으로 유동시키기 위해 프로세스 챔버(102)에 결합된다. 원격 플라즈마 공급원(104)은 커넥터(106)를 통해 프로세스 챔버(102)에 결합된다. 커넥터(106)의 구성요소들은 명확성을 위해 도 1a에서 생략되며, 커넥터(106)는 도 3과 관련하여 상세히 설명된다. 원격 플라즈마 공급원(104)에 형성된 라디칼들은, 기판의 처리 동안 커넥터(106)를 통해 프로세스 챔버(102) 내로 유동한다.
원격 플라즈마 공급원(104)은, 플라즈마가 생성되는 튜브(110)를 둘러싸는 몸체(108)를 포함한다. 튜브(110)는 석영 또는 사파이어로 제조될 수 있다. 몸체(108)는 유입구(112)에 결합된 제1 단부(114)를 포함하고, 하나 이상의 가스 공급원(118)이, 하나 이상의 가스를 원격 플라즈마 공급원(104) 내에 도입하기 위해 유입구(112)에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 가스 공급원(118)은 산소 함유 가스 공급원을 포함하고, 하나 이상의 가스는 산소 함유 가스를 포함한다. 몸체(108)는 제1 단부(114) 반대쪽에 제2 단부(116)를 포함하고, 제2 단부(116)는 커넥터(106)에 결합된다. 결합 라이너(도시되지 않음)가 제2 단부(116)에서 몸체(108) 내에 배치될 수 있다. 결합 라이너는 도 3과 관련하여 상세히 설명된다. 전원(120)(예를 들어, RF 전원)은 플라즈마의 형성을 용이하게 하도록 전력을 원격 플라즈마 공급원(104)에 제공하기 위해 정합 네트워크(122)를 통해 원격 플라즈마 공급원(104)에 결합될 수 있다. 플라즈마의 라디칼들은 커넥터(106)를 통해 프로세스 챔버(102)로 유동된다.
프로세스 챔버(102)는 챔버 몸체(125), 기판 지지 부분(128), 및 윈도우 조립체(130)를 포함한다. 챔버 몸체(125)는 제1 측(124) 및 제1 측(124) 반대쪽의 제2 측(126)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 상부 측벽(134)에 의해 에워싸인 램프 조립체(132)가 윈도우 조립체(130) 위에 위치되고 윈도우 조립체(130)에 결합된다. 램프 조립체(132)는 복수의 램프들(136) 및 복수의 튜브들(138)을 포함할 수 있고, 각각의 램프(136)는 대응하는 튜브(138)에 배치될 수 있다. 윈도우 조립체(130)는 복수의 광 파이프들(140)을 포함할 수 있고, 각각의 광 파이프(140)는, 복수의 램프들(136)에 의해 생성되는 열 에너지가, 프로세스 챔버(102)에 배치된 기판에 도달할 수 있도록, 대응하는 튜브(138)와 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 광 파이프들(140)에 유체적으로 결합된 배기부(144)에 진공을 인가함으로써, 진공 조건이 복수의 광 파이프들(140)에 생성될 수 있다. 윈도우 조립체(130)는, 윈도우 조립체(130)를 통해 냉각 유체를 순환시키기 위해서 윈도우 조립체에 형성된 도관(143)을 가질 수 있다.
처리 영역(146)은 챔버 몸체(125), 기판 지지 부분(128), 및 윈도우 조립체(130)에 의해 한정될 수 있다. 기판(142)은 처리 영역(146)에 배치되고, 지지 링(148)에 의해 반사기 플레이트(150) 위에 지지된다. 지지 링(148)은, 기판(142)의 회전을 용이하게 하기 위해, 회전가능한 실린더(152) 상에 장착될 수 있다. 실린더(152)는 자기 부상 시스템(도시되지 않음)에 의해 부상되고 회전될 수 있다. 반사기 플레이트(150)는 기판(142)의 균일한 가열을 용이하게 하고 프로세스 시스템(100)의 에너지 효율을 촉진하기 위해 에너지를 기판(142)의 후면에 반사한다. 기판(142)의 온도를 모니터링하는 것을 용이하게 하기 위해, 복수의 광섬유 프로브들(154)이 기판 지지 부분(128) 및 반사기 플레이트(150)를 통해 배치될 수 있다.
라이너 조립체(156)는, 라디칼들이 원격 플라즈마 공급원(104)으로부터 프로세스 챔버(102)의 처리 영역(146)으로 유동하도록, 챔버 몸체(125)의 제1 측(124)에 배치된다. 라이너 조립체(156)는, 프로세스 가스들, 예컨대, 산소 라디칼들과의 상호작용을 감소시키기 위해, 내산화성인 물질, 예컨대, 석영으로 제조될 수 있다. 라이너 조립체(156)는 프로세스 챔버(102)로 유동하는 라디칼의 유동 협착을 감소시키도록 설계된다. 라이너 조립체(156)는 아래에서 상세히 설명된다. 프로세스 챔버(102)는, 라이너 조립체(156)로부터 펌핑 포트들로의 라디칼들의 유동을 조정하기 위해, 챔버 몸체(125)의 제2 측(126)에 인접한 기판 지지 부분(128)에 형성된 분산된 펌핑 구조(133)를 더 포함한다. 분산된 펌핑 구조(133)는 챔버 몸체(125)의 제2 측(126)에 인접하여 위치된다. 분산된 펌핑 구조(133)는 도 1c와 관련하여 상세히 설명된다.
제어기(180)는 프로세스 시스템(100)의 다양한 구성요소들, 예컨대, 프로세스 챔버(102) 및/또는 원격 플라즈마 공급원(104)의 작동을 제어하기 위해 이들에 결합될 수 있다. 제어기(180)는 일반적으로, 중앙 처리 유닛(CPU)(182), 메모리(186), 및 CPU(182)를 위한 지원 회로들(184)을 포함한다. 제어기(180)는, 특정 지원 시스템 구성요소들과 연관된 다른 컴퓨터들 또는 제어기들(도시되지 않음)을 통해서, 또는 직접적으로 프로세스 시스템(100)을 제어할 수 있다. 제어기(180)는 다양한 챔버들 및 하위 프로세서들을 제어하기 위해 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 메모리(186), 또는 컴퓨터 판독가능 매체는, 쉽게 입수가능한 메모리, 예컨대, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크, 플래시 드라이브, 또는 임의의 다른 형태의 로컬 또는 원격 디지털 저장소 중 하나 이상일 수 있다. 지원 회로들(184)은 통상적인 방식으로 프로세서를 지원하기 위해 CPU(182)에 결합된다. 지원 회로들(184)은 캐시, 전력 공급부, 클럭 회로들, 입력/출력 회로망, 및 하위시스템들 등을 포함한다. 처리 단계들은, 프로세스 시스템(100)의 작동들을 제어하기 위해서 제어기(180)를 특정 목적 제어기로 조정하기 위해 실행되거나 호출될 수 있는 소프트웨어 루틴(188)으로서 메모리(186)에 저장될 수 있다. 제어기(180)는 본원에 설명된 임의의 방법들을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 1b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 프로세스 시스템(100)의 사시도이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(102)는, 제1 측(124) 및 제1 측(124) 반대쪽의 제2 측(126)을 갖는 챔버 몸체(125)를 포함한다. 기판(142)이 프로세스 챔버(102)에 들어오고 나가는 것을 허용하기 위해, 슬릿 밸브 개구부(131)가 챔버 몸체(125)의 제2 측(126)에 형성된다. 명확성을 위해 윈도우 조립체(130) 및 램프 조립체(132)가 제거된 상태로 프로세스 시스템(100)이 도 1b에 도시된다. 프로세스 챔버(102)는 지지부(160)에 의해 지지될 수 있고, 원격 플라즈마 공급원(104)은 지지부(162)에 의해 지지될 수 있다. 제1 도관(164)은 2개의 펌핑 포트들(도 1b에서는 보이지 않음) 중 하나에 결합되고, 프로세스 챔버(102) 내의 라디칼들의 유동을 제어하기 위해 밸브(170)가 제1 도관(164)에 배치될 수 있다. 제2 도관(166)은 2개의 펌핑 포트들 중 다른 펌핑 포트(도 1b에서는 보이지 않음)에 결합되고, 프로세스 챔버(102) 내의 라디칼들의 유동을 제어하기 위해 밸브(172)가 제2 도관(166)에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 도관들(164, 166)은 제3 도관(168)에 연결될 수 있고, 제3 도관은 진공 펌프(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
도 1c는 본원에 설명된 실시예들에 따른 프로세스 시스템(100)의 개략적인 평면도이다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 프로세스 시스템(100)은, 커넥터(106)를 통해 프로세스 챔버(102)에 결합된 원격 플라즈마 공급원(104)을 포함한다. 명확성을 위해 윈도우 조립체(130) 및 램프 조립체(132)가 제거된 상태로 프로세스 시스템(100)이 도 1c에 도시된다. 프로세스 챔버(102)는, 제1 측(124) 및 제2 측(126)을 갖는 챔버 몸체(125)를 포함한다. 챔버 몸체(125)는 내부 에지(195) 및 외부 에지(197)를 포함할 수 있다. 외부 에지(197)는 제1 측(124) 및 제2 측(126)을 포함할 수 있다. 내부 에지(195)는 프로세스 챔버(102)에서 처리되고 있는 기판의 형상과 유사한 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 챔버 몸체(125)의 내부 에지(195)는 원형이다. 외부 에지(197)는 도 1c에 도시된 바와 같이 직사각형이거나, 다른 적합한 형상일 수 있다. 일 실시예에서, 챔버 몸체(125)는 베이스 링이다. 라이너 조립체(156)는 챔버 몸체(125)의 제1 측(124)에 배치된다. 라이너 조립체(156)는, 유체 유동을 기판(142)의 중앙으로부터 편향시키기 위한 유동 분할기(190)를 포함한다. 유동 분할기(190)가 없다면, 기판(142) 상에 형성된 산화물 층은 불균일한 두께를 갖고, 이로써, 기판의 중앙에서의 산화물 층은 기판의 에지에서의 산화물 층보다 최대 40 퍼센트 더 두꺼울 수 있다. 유동 분할기(190)를 활용함으로써, 기판 상에 형성된 산화물 층은 5 퍼센트 이하의 두께 균일성을 가질 수 있다.
프로세스 챔버(102)는, 2개 이상의 펌핑 포트들(도 1a)을 갖는 분산된 펌핑 구조(133)를 포함한다. 2개 이상의 펌핑 포트들은 하나 이상의 진공 공급원에 연결되고, 독립적으로 유동 제어된다. 일 실시예에서, 도 1c에 도시된 바와 같이, 2개의 펌핑 포트들(174, 176)은 챔버 몸체(125)의 제2 측(126)에 인접한 기판 지지 부분(128)에 형성된다. 2개의 펌핑 포트들(174, 176)은 이격되며, 독립적으로 제어될 수 있다. 펌핑 포트(174)는 도관(164)(도 1b)에 연결될 수 있고, 펌핑 포트(174)로부터의 펌핑은 밸브(170)에 의해 제어될 수 있다. 펌핑 포트(176)는 도관(166)(도 1b)에 연결될 수 있고, 펌핑 포트(176)로부터의 펌핑은 밸브(172)에 의해 제어될 수 있다. 산화물 층 두께 균일성은, 각각의 펌핑 포트(174, 176)로부터의 펌핑을 개별적으로 제어함으로써 더 개선될 수 있다. 제1 측(124)으로부터 제2 측(126)으로 프로세스 챔버(102)를 통해 유동하는 유체, 예컨대, 산소 라디칼들은 밸브(172) 및/또는 밸브(170)를 개방함으로써 증가될 수 있다. 프로세스 챔버(102)를 통해 유동하는 증가된 유체는 유체 밀도, 예컨대, 산소 라디칼 밀도를 증가시킬 수 있고, 기판(142) 상의 더 빠른 증착으로 이어진다. 펌핑 포트(174) 및 펌핑 포트(176)가 이격되고 독립적으로 제어되기 때문에, 기판(142)의 상이한 부분들에 걸쳐 유동하는 유체가 증가되거나 감소될 수 있고, 기판(142)의 상이한 부분들에서의 산화물 층의 두께 불균일성을 보상하기 위해 기판(142)의 상이한 부분들 상의 더 빠르거나 더 느린 증착으로 이어진다.
일 실시예에서, 2개의 펌핑 포트들(174, 176)은 챔버 몸체(125)의 제1 측(124)에서의 가스 유동 경로에 수직인 선(199)을 따라 이격되어 배치된다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 선(199)은 챔버 몸체(125)의 제2 측(126)에 인접할 수 있고, 선(199)은 기판 지지 링(148)의 외부에 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 선(199)은 기판 지지 링(148)의 일부와 교차할 수 있다. 일부 실시예들에서, 선(199)은 가스 유동 경로에 수직하지 않고, 선(199)은 가스 유동 경로에 대해 예각 또는 둔각을 형성할 수 있다. 펌핑 포트들(174, 176)은, 도 1c에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(102)의 중심 축(198)에 대해 대칭으로 또는 비대칭으로 기판 지지 부분(128)에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 2개 초과의 펌핑 포트들이 기판 지지 부분(128)에 형성된다.
도 2a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 챔버 몸체(125)의 사시도이다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 챔버 몸체(125)는 제1 측(124), 제1 측(124) 반대쪽의 제2 측(126), 제1 측(124)과 제2 측(126) 사이의 제3 측(210), 및 제3 측(210) 반대쪽의 제4 측(212)을 포함한다. 슬롯(202)은 제1 측(124)에 형성되고, 라이너 조립체(156)(도 1a)는 슬롯(202)에 배치된다. 개구부(208)는, 다양한 센서들이 프로세스 조건들을 모니터링하기 위해 제3 측(210)에 형성된다. 기판 터널(201)이 챔버 몸체(125)에 형성되고, 기판 터널(201)은 슬릿 밸브 개구부(131)(도 1b)에 연결된다. 기판 터널(201)은 제1 가스 통로(203) 및 제2 가스 통로(205)에 연결된다. 제1 가스 통로(203) 및 제2 가스 통로(205)는 분산된 펌핑 구조(133)(도 1c)에 연결된다. 일 실시예에서, 제1 가스 통로(203) 및 제2 가스 통로(205)는 기판 터널(201)의 대향하는 측들로부터 연장되고, 제1 가스 통로(203) 및 제2 가스 통로(205)는, 챔버 몸체(125)의 제1 측(124)으로부터 제2 측(126)으로의 가스 유동 경로에 실질적으로 수직인 축을 따라 배열된다. 일 실시예에서, 제1 가스 통로(203) 및 제2 가스 통로(205) 각각은, 챔버 몸체(125)에 형성된 채널 및 기판 지지 부분(128) 쪽으로 연장되는 도관을 포함한다. 일 실시예에서, 제1 가스 통로(203)는 펌핑 포트(176)에 연결되고, 제2 가스 통로(205)는 펌핑 포트(174)에 연결된다. 일 실시예에서, 가스 통로(203)는 도관(166)(도 1b)에 연결되고, 가스 통로(205)는 도관(164)(도 1b)에 연결된다. 챔버 몸체(125)는 최상부 표면(214)을 갖고, 슬롯(204)은 최상부 표면(214)에 형성될 수 있다. 슬롯(204)은 하나 이상의 가스를 프로세스 챔버(102) 내로 도입하는 데에 활용될 수 있다. 하나 이상의 체결 디바이스(도시되지 않음)가 라이너 조립체(156)(도 1a)를 챔버 몸체(125)에 고정시키기 위해 하나 이상의 개구부(206)가 최상부 표면(214)에 형성될 수 있다.
도 2b는 라이너 조립체(156)를 포함하는 챔버 몸체(125)의 일부의 단면 사시도이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 라이너 조립체(156)는 챔버 몸체(125)에 위치되고, 체결 디바이스(220)는 라이너 조립체(156)를 하나 이상의 개구부(206) 중 하나를 통해 챔버 몸체(125)에 고정시킨다. 일 실시예에서, 체결 디바이스(220)는 나사이다. 체결 디바이스(220)를 덮기 위해, 체결 디바이스 커버(222)가 개구부(206)에 배치될 수 있다.
도 3은 도 1a-1c의 프로세스 시스템(100)의 일부의 단면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프로세스 시스템(100)은, 커넥터 플레이트(314)를 통해 프로세스 챔버(102)의 챔버 몸체(125)의 제1 측(124)에 결합된 커넥터(106)를 포함한다. 커넥터(106)는 커넥터 플레이트(314)에 결합된 제1 플랜지(310) 및 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a)에 결합된 제2 플랜지(312)를 포함할 수 있다. 커넥터(106)는 금속, 예컨대, 스테인리스 강으로 제조될 수 있다. 라이너(316)는 커넥터(106) 내에 위치될 수 있고, 라이너(316)는 내산화성인 물질, 예컨대, 석영으로 제조될 수 있다. 라이너(316)는 원통형일 수 있고, 제1 단부(318), 제1 단부(318) 반대쪽의 제2 단부(320), 및 제1 단부(318)와 제2 단부(320) 사이의 중앙 부분(322)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 라이너(316)는 원통형이 아니고, 라이너(316)는 제1 단부(318)로부터 제2 단부(320)까지 단면적이 확장될 수 있다. 제1 단부(318)는 중앙 부분(322)의 벽 두께보다 작은 벽 두께를 가질 수 있다. 제1 단부(318)는 중앙 부분(322)의 외경과 동일한 외경, 및 중앙 부분(322)의 내경보다 큰 내경을 가질 수 있다. 제2 단부(320)는 중앙 부분(322)의 벽 두께보다 작은 벽 두께를 가질 수 있다. 제2 단부(320)는 중앙 부분(322)의 외경보다 작은 외경, 및 중앙 부분(322)의 내경과 동일한 내경을 가질 수 있다. 라이너(316)는 석영의 고형물을 기계가공함으로써 또는 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다.
결합 라이너(302)는 라이너(316)에 결합될 수 있고, 결합 라이너(302)는 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a) 내에, 예컨대, 원격 플라즈마 공급원(104)의 출구 결합부 내부에 위치될 수 있다. 결합 라이너(302)는 원통형일 수 있다. 결합 라이너(302)는 내산화성인 물질, 예컨대, 석영으로 제조될 수 있다. 결합 라이너(302)는 제1 단부(304), 제1 단부(304) 반대쪽의 제2 단부(306), 및 제1 단부(304)와 제2 단부(306) 사이의 중앙 부분(308)을 포함할 수 있다. 제1 단부(304)는 중앙 부분(308)의 벽 두께보다 작은 벽 두께를 갖는다. 제1 단부(304)는 중앙 부분(308)의 외경보다 작은 외경, 및 중앙 부분(308)의 내경과 동일한 내경을 갖는다. 제2 단부(306)는 중앙 부분(308)의 벽 두께보다 작은 벽 두께를 갖는다. 제2 단부(304)는 중앙 부분(308)의 외경보다 작은 외경, 및 중앙 부분(308)의 내경과 동일한 내경을 갖는다. 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)는 라이너(316)의 제1 단부(318)에 결합될 수 있고, 라이너(316)의 제1 단부(318)는 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)를 둘러쌀 수 있다. 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)는 라이너(316)의 제1 단부(318)에 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)의 외경은 라이너(316)의 제1 단부(318)의 내경보다 살짝 더 작을 수 있고, 이로써, 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)는 라이너(316)의 제1 단부(318)에 고정적으로 끼워맞춤될 수 있다. 다른 실시예에서, 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)의 내경은 라이너(316)의 제1 단부(318)의 외경보다 살짝 더 클 수 있고, 이로써, 라이너(316)의 제1 단부(318)는 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)에 고정적으로 끼워맞춤될 수 있다. 다른 실시예에서, 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)의 벽 두께는 라이너(316)의 제1 단부(318)의 벽 두께와 동일하다. 제1 단부(318) 및 제2 단부(306) 중 하나는 상부에 형성된 돌출부를 포함하는 반면, 제1 단부(318) 및 제2 단부(306) 중 다른 하나는 내부에 형성된 함몰부를 포함하고, 제1 단부(318)가 제2 단부(306)에 결합될 때 제1 단부(318) 및 제2 단부(306) 중 하나 상의 돌출부는 제1 단부(318) 및 제2 단부(306) 중 다른 하나의 함몰부 내부에 있다. 돌출부는 제1 단부(318) 및 제2 단부(306) 중 하나 상에 형성된 하나 이상의 불연속 돌출부 또는 연속적인 돌출부일 수 있고, 함몰부는 제1 단부(318) 및 제2 단부(306) 중 다른 하나 상에 형성된 하나 이상의 대응하는 함몰부 또는 연속적인 함몰부일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 단부(318) 및 제2 단부(306)는 함께 결합될 때 겹쳐지는 교번하는 섹션들을 포함할 수 있다. 결합 라이너(302)는 석영의 고형물을 기계가공함으로써 또는 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다.
라이너 조립체(156)는 상부 라이너(324) 및 하부 라이너(326)를 포함할 수 있다. 상부 라이너(324) 및 하부 라이너(326) 양쪽 모두는, 내산화성인 물질, 예컨대, 석영으로 제조될 수 있다. 상부 라이너(324) 및 하부 라이너(326)는 각각, 석영의 고형물을 기계가공함으로써 또는 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다. 하부 라이너(326)는 제1 부분(336) 및 제2 부분(338)을 포함한다. 제1 부분(336)은 슬롯(202)(도 2) 내에 위치될 수 있고 슬롯(202)의 단차부(344)에 대해 눌려질 수 있다. 이 구성에서, 하부 라이너(326)는 프로세스 챔버(102)의 처리 영역(146)(도 1a) 내로 미끄러지는 것이 방지된다. 상부 라이너(324)는 하부 라이너(326) 상에 배치된다. 상부 라이너(324)는 제1 부분(340) 및 제2 부분(342)을 포함한다. 제1 부분(340)은 슬롯(202) 내에 위치될 수 있고 슬롯(202)의 단차부(346)에 대해 눌려질 수 있다. 이 구성에서, 상부 라이너(324)는 프로세스 챔버(102)의 처리 영역(146) 내로 미끄러지는 것이 방지된다. 하부 라이너(326)의 제1 부분(336)은 단부(330)를 포함하고, 상부 라이너(324)의 제1 부분(340)은 단부(328)를 포함한다. 단부(330) 및 단부(328)는 개구부(332)를 형성할 수 있고, 라이너(316)의 제2 단부(320)를 둘러쌀 수 있다. 일 실시예에서, 단부(330) 및 단부(328)에 의해 형성된 개구부(332)는 원형 단면을 갖고, 라이너(316)의 제2 단부(320)는 원통형이다. 라이너(316)의 제2 단부(320)의 외경은 단부(330) 및 단부(328)에 의해 형성된 개구부(332)보다 살짝 더 작을 수 있고, 이로써, 라이너(316)의 제2 단부(320)는 단부(330) 및 단부(328)에 의해 형성된 개구부(332)에 고정적으로 끼워맞춤될 수 있다. 라이너(316)의 제2 단부(320)는 단부(330) 및 단부(328)에 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 라이너(316)의 제2 단부(320)는, 결합 라이너(302)의 제2 단부(306)가 라이너(316)의 제1 단부(318)에 결합된 것과 동일한 방식으로 단부(330) 및 단부(328)에 결합된다.
하부 라이너(326)의 제1 부분(336) 및 상부 라이너(324)의 제1 부분(340)은 슬롯(202)의 개구부(332)로부터 함몰된 다른 개구부(334)를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 개구부(334)는 레이스 트랙 형상을 갖는다. 개구부(334)는, 개구부(332)의 단면적과 실질적으로 동일하거나 그보다 더 큰 단면적을 갖는다. 하부 라이너(326) 및 상부 라이너(324)는 유체 유동 경로를 협동적으로 한정한다. 라이너 조립체(156)는 몸체(339)를 포함한다. 일 실시예에서, 몸체(339)는 하부 라이너(326) 및 상부 라이너(324)를 포함한다. 도관(343)은 라이너 조립체(156)의 몸체(339)를 통해 형성되어 몸체(339)의 제1 단부(341)로부터 몸체(339)의 제2 단부(345)까지 연장된다. 도관(343)은 유체 유동 경로에 실질적으로 수직인 제1 방향으로 확장되고, 유체 유동 경로 및 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 좁아진다. 작동 동안, 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a)에 형성된 라디칼들은 결합 라이너(302), 라이너(316), 및 라이너 조립체(156)의 도관(343)을 통해 프로세스 챔버(102)의 처리 영역(146) 내로 유동한다. 라이너들(302, 316) 및 라이너 조립체(156)가 내산화성 물질, 예컨대, 석영으로 제조되기 때문에, 라디칼들은 라이너들(302, 316) 및 라이너 조립체(156)의 표면들과 접촉할 때 재조합되지 않는다. 추가적으로, 개구부(334)의 단면적은 개구부(332)의 단면적과 동일하거나 그보다 더 크기 때문에, 라디칼들의 유동은 협착되지 않고, 처리 영역(146)에서의 증가된 라디칼 농도 및 선속으로 이어진다.
도 4a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 라이너 조립체(156)의 하부 라이너(326)의 사시도이다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 하부 라이너(326)는 제1 단부(330) 및 제1 단부(330) 반대쪽의 제2 단부(403)를 포함한다. 일 실시예에서, 단부(330)는 도 4a에 도시된 바와 같이 반원형일 수 있다. 단부(330) 및 단부(328)(도 3)는, 갑작스러운 협착들 없이 유체 유동을 제공하는 임의의 형상을 형성할 수 있다. 확장 채널(405)은 제1 단부(330)로부터 제2 단부(403)까지 연장된다. 제2 단부(403)는 챔버 몸체(125)(도 1a)의 제1 측(124) 너머로 연장될 수 있다. 제2 단부(403)는 원호인 부분(420)을 포함할 수 있고, 부분(420)은 지지 링(148)(도 1a)의 부분에 실질적으로 평행할 수 있다. 확장 채널(405)은, 제1 단부(330)로부터 제2 단부(403)로의 유체 유동 경로에 실질적으로 수직인 치수(D)가 확장될 수 있다. 확장 채널(405)은 제1 단부(330)에서보다 제2 단부(403)에서 더 넓고 제1 단부(330)에서보다 제2 단부(403)에서 더 얕다. 유체는 산소 라디칼들일 수 있고, 확장 채널(405)은 라디칼들의 유동 협착을 더 감소시킨다. 확장 채널(405)은 만곡된 단면을 가질 수 있다.
하부 라이너(326)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제2 부분(338)의 확장 채널(405)에 배치된 돌출부(402)를 포함할 수 있다. 돌출부(402)는 유동 분할기(190)(도 1c)를 고정시키는 데에 활용된다. 도 4b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 유동 분할기(190)의 저면도이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 유동 분할기(190)는 바닥 표면(408) 및 바닥 표면(408)에 형성된 함몰부(404)를 포함한다. 유동 분할기(190)는 하부 라이너(326)의 제2 부분(338)의 확장 채널(405) 상에 배치되고, 확장 채널(405) 상에 형성된 돌출부(402)는 유동 분할기(190)를 하부 라이너(326) 상에 고정시키기 위해 함몰부(404)의 내부에 끼워맞춤된다. 유동 분할기(190)는 유체, 예컨대, 라디칼들의 유동을 분할할 수 있는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 유동 분할기(190)는 삼각형 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 유동 분할기(190)는 타원형 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 유동 분할기(190)는 원형 형상을 갖는다. 유동 분할기(190)의 형상은 유동 분할기(190)의 평면도에 기초한다. 유동 분할기(190)는 높이를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 유동 분할기(190)는 실린더이다. 다른 실시예에서, 유동 분할기(190)는 타원형 실린더이다. 유동 분할기(190)는 하부 라이너(326)의 제1 부분(336)을 향하는 제1 단부(410) 및 제1 단부(410) 반대쪽의 제2 단부(412)를 갖는다. 제1 단부(410)는 제2 단부(412)의 폭보다 더 작은 폭을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 제1 단부(410)는 예각 에지이다. 제1 단부(410) 및 제2 단부(412)는 표면들(414, 416)에 의해 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 표면들(414, 416) 각각은 선형이다. 다른 실시예들에서, 표면들(414, 416) 중 하나 이상은 만곡될 수 있다.
도 4c는 본원에 설명된 실시예들에 따른 라이너 조립체(156)의 상부 라이너(324)의 사시도이다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 상부 라이너(324)는 제1 부분(340) 및 제2 부분(342)을 포함한다. 제1 부분(340)은 단부(328)를 포함한다. 일 실시예에서, 단부(328)는 도 4c에 도시된 바와 같이 반원형일 수 있다. 단부(330)(도 4a) 및 단부(328)는, 갑작스러운 협착들 없이 유체 유동을 제공하는 임의의 형상을 형성할 수 있다. 제2 부분(342)은 확장 채널(405)과 유사한 확장 채널(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상부 라이너(324)는, 상부 라이너(324)가 돌출부(402)를 포함하지 않는다는 점을 제외하고, 하부 라이너(326)와 동일하다. 유동 분할기(190)는 하부 라이너(326) 상에 배치될 때 상부 라이너(324)와 접촉할 수 있거나, 유동 분할기(190)가 하부 라이너(326) 상에 배치될 때 유동 분할기(190)와 상부 라이너(324) 사이에 갭이 형성될 수 있다.
도 5는 본원에 설명된 실시예들에 따른 도 1a-1c의 프로세스 시스템(100)의 일부의 단면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 프로세스 시스템(100)은, 커넥터 플레이트(314)를 통해 프로세스 챔버(102)의 챔버 몸체(125)의 제1 측(124)에 결합된 커넥터(106)를 포함한다. 커넥터(106)는 커넥터 플레이트(314)에 결합된 제1 플랜지(310) 및 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a)에 결합된 제2 플랜지(312)를 포함할 수 있다. 라이너(502)는 커넥터(106) 내에 위치될 수 있다. 라이너(502)는 내산화성인 물질, 예컨대, 석영으로 제조된다. 라이너(502)는 원통형일 수 있고, 제1 단부(504), 제1 단부(504) 반대쪽의 제2 단부(506), 및 제1 단부(504)와 제2 단부(506) 사이의 중앙 부분(508)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 라이너(502)는 원통형이 아니고, 라이너(502)는 제1 단부(504)로부터 제2 단부(506)까지 단면적이 확장될 수 있다. 제1 단부(504)는 중앙 부분(508)의 벽 두께보다 작은 벽 두께를 가질 수 있다. 제1 단부(504)는 중앙 부분(508)의 외경보다 작은 외경, 및 중앙 부분(508)의 내경과 동일한 내경을 가질 수 있다. 제2 단부(506)는 중앙 부분(508)의 벽 두께보다 작은 벽 두께를 가질 수 있다. 제2 단부(506)는 중앙 부분(508)의 외경보다 작은 외경, 및 중앙 부분(508)의 내경과 동일한 내경을 가질 수 있다. 라이너(502)는 석영의 고형물을 기계가공함으로써 또는 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다.
결합 라이너(510)는 라이너(502)에 결합될 수 있고, 결합 라이너(510)는 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a) 내에, 예컨대, 원격 플라즈마 공급원(104)의 출구 결합부 내부에 위치될 수 있다. 결합 라이너(510)는 원통형일 수 있다. 결합 라이너(510)는 내산화성인 물질, 예컨대, 석영으로 제조될 수 있다. 결합 라이너(510)는 제1 단부(512), 제1 단부(512) 반대쪽의 제2 단부(514), 및 제1 단부(512)와 제2 단부(514) 사이의 중앙 부분(516)을 포함할 수 있다. 제1 단부(512)는 중앙 부분(516)의 벽 두께보다 작은 벽 두께를 갖는다. 제1 단부(512)는 중앙 부분(516)의 외경보다 작은 외경, 및 중앙 부분(516)의 내경과 동일한 내경을 갖는다. 제2 단부(514)는 중앙 부분(516)의 벽 두께보다 작은 벽 두께를 갖는다. 제2 단부(514)는 중앙 부분(516)의 외경보다 작은 외경, 및 중앙 부분(516)의 내경과 동일한 내경을 갖는다. 라이너(510)의 제2 단부(514)의 내경 및 외경은, 각각, 라이너(502)의 제1 단부(504)의 내경 및 외경과 동일할 수 있다. 결합 라이너(510)의 제2 단부(514)는 라이너(502)의 제1 단부(504)에 외부 체결 디바이스(도시되지 않음)에 의해 결합될 수 있다. 결합 라이너(510)는 석영의 고형물을 기계가공함으로써 또는 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다.
라이너 조립체(156)는 노즐(520) 및 노즐(520)과 접촉하는 라이너(522)를 포함할 수 있다. 노즐(520) 및 라이너(522)는 양쪽 모두, 내산화성인 물질, 예컨대, 석영으로 제조된다. 노즐(520) 및 라이너(522) 각각은, 석영의 고형물을 기계가공함으로써 또는 3D 프린팅에 의해 제조될 수 있다. 노즐(520)은 챔버 몸체(125)의 슬롯(202)(도 2)에 위치될 수 있다. 노즐(520)은 라이너(502)의 제2 단부(506)에 결합된 단부(524)를 포함한다. 노즐(520)의 단부(524)의 내경 및 외경은, 각각, 라이너(502)의 제2 단부(506)의 내경 및 외경과 동일할 수 있다. 노즐(520)은 라이너(502)를 향하는 제1 개구부(532) 및 제1 개구부(532) 반대쪽의 제2 개구부(534)를 포함할 수 있다. 제1 개구부(532)는 라이너(502)의 제2 단부(506)의 형상과 일치하는 형상을 갖는다. 일 실시예에서, 제2 단부(506)는 원통형이고 제1 개구부(532)는 원형 단면적을 갖는다. 제2 개구부(534)는 라이너(522)에 형성된 개구부의 형상과 일치하는 형상을 갖는다. 일 실시예에서, 제2 개구부(534)는 레이스 트랙 형상을 갖는다. 제2 개구부(534)는, 제1 개구부(532)의 단면적과 실질적으로 동일하거나 그보다 더 큰 단면적을 갖는다. 제1 개구부(532) 및 제2 개구부(534)는 표면들(526, 528, 530)에 의해 연결될 수 있다. 표면들(526, 528, 530)은, 확장 채널(531)을 형성하는 연속적인 만곡된 표면일 수 있다. 작동 동안, 원격 플라즈마 공급원(104)에 형성된 라디칼들은 라이너(510), 라이너(502), 및 라이너 조립체(156)를 통해 프로세스 챔버(102)의 처리 영역(146) 내로 유동한다. 라이너들(510, 502) 및 라이너 조립체(156)가 석영으로 제조되기 때문에, 라디칼들은 라이너들(510, 502) 및 라이너 조립체(156)의 표면들과 접촉할 때 재조합되지 않는다. 추가적으로, 제2 개구부(534)의 단면적은 제1 개구부(532)의 단면적과 동일하거나 그보다 더 크기 때문에, 라디칼들의 유동은 협착되지 않고, 처리 영역(146)에서의 증가된 라디칼 농도 및 선속으로 이어진다. 일 실시예에서, 라이너들(510, 502) 및 라이너 조립체(156)는 프로세스 시스템(100)에 사용된다.
도 6a는 본원에 설명된 일 실시예에 따른 노즐(520)의 사시도이고, 도 6b는 도 6a의 노즐(520)의 단면도이다. 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 노즐(520)은 제1 표면(602) 및 제1 표면(602) 반대쪽의 제2 표면(604)을 포함한다. 제1 표면(602)은 커넥터(106)의 라이너(502)(도 5)를 향할 수 있고 제2 표면(604)은 라이너(522)(도 5)를 향할 수 있다. 단부(524)는 제1 표면(602) 상에 위치될 수 있다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 개구부(532)는 제1 표면(602)에 형성되고, 제1 개구부(532)는 원형 형상을 가질 수 있다. 제2 개구부(534)는 제2 표면(604)에 형성되고, 제2 개구부(534)는 레이스 트랙 형상을 가질 수 있다. 제2 개구부(534)는 제1 개구부(532)의 직경보다 큰 긴 치수 및 제1 개구부(532)의 직경보다 작은 짧은 치수를 포함할 수 있다. 노즐(520)는 제1 단부(601), 제1 단부(601) 반대쪽의 제2 단부(603), 및 제1 단부(601)와 제2 단부(603) 사이에 위치된 부분(605)을 포함할 수 있다. 제1 표면(602)을 바라볼 때, 제1 및 제2 단부들(601, 603)은 각각, 직사각형 형상을 가질 수 있고, 부분(605)은 타원형 형상을 가질 수 있다. 부분(605)은 도 6a에 도시된 타원형 형상과 상이한 형상을 가질 수 있다.
도 5, 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 표면들(526, 528, 530, 608)은 제1 개구부(532)를 제2 개구부(534)에 연결시킨다. 표면들(526, 528, 530, 608)은 제1 개구부(532)의 형상으로부터 제2 개구부(534)의 형상으로의 전환을 용이하게 하고, 이로써, 제2 개구부(534)의 단면적은 제1 개구부(532)의 단면적과 실질적으로 동일하거나 그보다 더 크다. 표면들(526, 528, 530, 608)은, 확장 채널(531)을 형성하는 연속적인 만곡된 표면일 수 있다. 일 실시예에서, 확장 채널(531)은 일 치수, 예컨대, 제2 개구부(534)의 레이스 트랙 형상의 긴 치수가 확장될 수 있는 반면, 다른 치수, 예컨대, 제2 개구부(534)의 레이스 트랙 형상의 짧은 치수는 감소될 수 있다. 일부 실시예들에서, 표면들(526, 528, 530, 608)은 상이한 곡률들을 갖는 불연속 표면들일 수 있다.
도 7은 본원에 설명된 일 실시예에 따른 라이너(522)의 사시도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 라이너(522)는 제1 단부(702) 및 제1 단부(702) 반대쪽의 제2 단부(704)를 포함한다. 제1 단부(702)는 커넥터(106) 및 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a)을 향할 수 있고 제2 단부(704)는 프로세스 챔버(102)(도 1a)의 처리 영역(146)을 향할 수 있다. 노즐(520)이 배치되기 위해 함몰부(706)가 제1 단부(702)에 형성될 수 있다. 개구부(708)가, 노즐(520)의 제2 개구부(534)에 결합되기 위해 함몰부(706)에 형성된다. 개구부(708)는, 노즐(520)의 제2 개구부(534)와 동일한 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 노즐(520)의 제2 개구부(534) 및 라이너(522)의 개구부(708) 양쪽 모두는, 레이스 트랙 단면 형상을 갖는다. 제2 단부(704)는 제1 챔버 벽(124)(도 1a) 너머로 연장될 수 있다. 제2 단부(704)는 부분(714)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 부분(714)은 원호이고, 지지 링(148)(도 1a)의 부분에 실질적으로 평행하다. 확장 채널(712)이 라이너(522) 내에 형성되고, 확장 채널(712)은, 개구부(708)로부터 제2 단부(704)로의 유체 유동 경로에 실질적으로 수직인 치수(D)가 확장될 수 있다. 확장 채널(712)은 라디칼들의 유동 협착을 감소시킨다. 하나 이상의 체결 디바이스(도시되지 않음)가 라이너(522)를 챔버 몸체(125)(도 5)에 고정시키기 위해 하나 이상의 개구부(710)가 라이너(522)에 형성될 수 있다.
도 8은 본원에 설명된 실시예들에 따른 도 1a-1c의 프로세스 시스템(100)의 일부의 측단면도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 프로세스 시스템(100)은, 커넥터 플레이트(314)를 통해 프로세스 챔버(102)의 챔버 몸체(125)의 제1 측(124)에 결합된 커넥터(106)를 포함한다. 커넥터(106)는 커넥터 플레이트(314)에 결합된 제1 플랜지(310) 및 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a)에 결합된 제2 플랜지(312)를 포함한다. 라이너(316)는 커넥터(106) 내에 위치될 수 있고, 제1 단부(318) 및 제1 단부(318) 반대쪽의 제2 단부(320)를 포함할 수 있다. 결합 라이너(302)는 라이너(316)에 결합될 수 있고, 결합 라이너(302)는 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a) 내에 위치될 수 있다. 결합 라이너(302)는, 라이너(316)의 제1 단부(318)에 고정적으로 끼워맞춤되는 제2 단부(306)를 포함할 수 있다.
라이너 조립체(156)는 노즐(520) 및 노즐(520)과 접촉하는 라이너(522)를 포함할 수 있다. 노즐(520)의 단부(524)는 라이너(316)의 제2 단부(320)를 둘러쌀 수 있다. 단부(524)는, 라이너(316)를 향하는 제1 개구부(532)를 형성한다. 라이너(316)의 제2 단부(320)의 외경은 개구부(532)보다 살짝 더 작을 수 있고, 이로써, 라이너(316)의 제2 단부(320)는 제1 개구부(532)에 고정적으로 끼워맞춤될 수 있다. 제2 단부(320)는 단부(524)에 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 제2 개구부(534)는 라이너(522)에 형성된 개구부(708)(도 7)의 형상과 일치하는 형상을 갖는다. 작동 동안, 원격 플라즈마 공급원(104)에 형성된 라디칼들은 결합 라이너(302), 라이너(316), 및 라이너 조립체(156)를 통해 프로세스 챔버(102)의 처리 영역(146) 내로 유동한다. 라이너들(302, 316) 및 라이너 조립체(156)가 내산화성인 물질, 예컨대, 석영으로 제조되기 때문에, 라디칼들은 라이너들(302, 316) 및 라이너 조립체(156)의 표면들과 접촉할 때 재조합되지 않는다. 추가적으로, 제2 개구부(534)의 단면적은 제1 개구부(532)의 단면적과 동일하거나 그보다 더 크기 때문에, 라디칼들의 유동은 협착되지 않고, 처리 영역(146)에서의 증가된 라디칼 농도 및 선속으로 이어진다.
도 9a는 본원에 설명된 실시예들에 따른 라이너(522)의 사시도이다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 라이너(522)는 제1 단부(702) 및 제1 단부(702) 반대쪽의 제2 단부(704)를 포함한다. 제1 단부(702)는 커넥터(106) 및 원격 플라즈마 공급원(104)(도 1a)을 향할 수 있고 제2 단부(704)는 프로세스 챔버(102)(도 1a)의 처리 영역(146)을 향할 수 있다. 라이너(522)는 최상부 표면(902) 및 최상부 표면(902) 반대쪽의 바닥 표면(904)을 더 포함한다. 확장 채널(712)은 최상부 표면(902)과 바닥 표면(904) 사이의 라이너(522)에 형성된다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 슬롯(906)이 바닥 표면(904)에 형성될 수 있고, 슬롯(906)은 제2 부분(910)과 제3 부분(912) 사이에 위치된 제1 부분(908)을 포함한다. 슬롯(906)의 제1 부분(908)은 슬롯(906)의 제2 부분(910) 및 제3 부분(912)보다 더 크다.
도 9b는 본원에 설명된 실시예들에 따른 유동 분할기(190)의 사시도이다. 도 9b에 도시된 바와 같이, 유동 분할기(190)는 제1 단부(410), 제1 단부(410) 반대쪽의 제2 단부(412), 및 제1 단부(410)와 제2 단부(412)를 연결하는 표면들(414, 416)을 갖는다. 함몰부(920)가 제2 단부(412)에 형성될 수 있다. 함몰부(920)는 유동 분할기(190)를 고정 디바이스에 의해 라이너(522)에 고정시키는 데에 활용된다. 도 9c는 본원에 설명된 실시예들에 따른 고정 디바이스(930)의 사시도이다. 고정 디바이스(930)는 제1 부분(932) 및 제2 부분(934)을 포함한다. 제1 부분(932)은, 라이너(522)의 바닥 표면(904)에 형성된 슬롯(906)의 제1 부분(908) 내에 끼워맞춤될 수 있는 크기를 갖는다. 제1 부분(932)의 크기는 슬롯(906)의 제2 부분(910) 및 제3 부분(912)보다 더 크고, 이로써, 제1 부분(932)은 슬롯(906)에 고정된다. 고정 디바이스(930)가 슬롯(906)의 제1 부분(908)을 통해 떨어지는 것을 방지하기 위해 고정 디바이스(930)의 제2 부분(934)이 라이너(522)의 바닥 표면(904) 상에 놓이도록, 제2 부분(934)은 제1 부분(932)보다 더 크다. 제2 부분(934)은 유동 분할기(190)의 함몰부(920)에 끼워맞춤되도록 크기가 정해진다.
도 10은 본원에 설명된 실시예들에 따른 고정 디바이스(930)에 의해 라이너(522)에 고정된 유동 분할기(190)의 사시도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 부분(932)(도 9c)이, 라이너(522)의 바닥 표면(904)에 형성된 슬롯(906)의 제1 부분(908)(도 9a)에 고정되기 때문에, 고정 디바이스(930)의 제2 부분(934)이 라이너(522)의 바닥 표면(904)에 고정된다. 고정 디바이스(930)의 제2 부분(934)이 유동 분할기(190)의 함몰부(920)에 끼워맞춤되기 때문에, 유동 분할기(190)는 라이너(522)에 고정된다. 유동 분할기(190)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 프로세스 챔버(102) 내로 떨어지는 것이 고정 디바이스(930)에 의해 방지된다. 라이너(522)의 확장 채널(712)은 높이(H1)를 갖고, 유동 분할기(190)는 높이(H2)를 갖는다. 높이(H2)는 높이(H1)보다 살짝 더 작을 수 있고, 이로써, 유동 분할기(190)는 라이너(522)의 확장 채널(712)에 밀착하여 끼워맞춤될 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(H2)는 높이(H1)보다 훨씬 더 작은데, 예컨대, H1의 75 퍼센트, H1의 50 퍼센트, 또는 H1의 25 퍼센트이다.
전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 그의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 그의 범위는 후속하는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

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  8. 프로세스 시스템으로서,
    프로세스 챔버 - 상기 프로세스 챔버는:
    기판 지지 부분;
    상기 기판 지지 부분에 결합된 챔버 몸체 - 상기 챔버 몸체는 제1 측 및 상기 제1 측 반대쪽의 제2 측을 포함하고, 상기 챔버 몸체 및 상기 기판 지지 부분은 처리 체적을 협동적으로 한정함 -;
    상기 제2 측에 인접한 상기 기판 지지 부분에 위치된 분산된 펌핑 구조; 및
    상기 제1 측에 배치된 라이너 조립체
    를 포함하고, 상기 라이너 조립체는:
    제1 개구부를 갖는 제1 단부 및 상기 제1 단부에 대향하는 제2 개구부를 갖는 제2 단부를 포함하는 노즐 - 상기 노즐의 상기 제1 개구부는 원형 단면을 갖고, 상기 노즐의 상기 제2 개구부는 상기 노즐의 상기 제1 개구부보다 넓고 얕은 타원형 단면을 가지며, 상기 노즐의 상기 제2 개구부는 상기 노즐의 상기 제1 개구부의 단면적 이상의 단면적을 가짐 -; 및
    제1 개구부를 갖는 제1 단부 및 상기 제1 단부에 대향하는 제2 개구부를 갖는 제2 단부를 포함하는 라이너
    를 포함하고, 상기 라이너의 상기 제1 단부는 상기 노즐의 상기 제2 단부에 직접 결합되고, 상기 노즐의 상기 제2 개구부는 상기 제1 개구부의 단면보다 넓지만 실질적으로 동일한 높이를 갖는 단면을 가짐 -; 및
    커넥터에 의해 상기 프로세스 챔버에 결합된 원격 플라즈마 공급원 - 상기 커넥터는 제1 개구부를 갖는 제1 단부 및 상기 제1 단부에 대향하는 제2 개구부를 갖는 제2 단부를 포함하고, 상기 커넥터의 상기 제2 개구부는 상기 커넥터의 상기 제1 개구부의 단면적 이상의 단면적을 갖고, 상기 커넥터의 상기 제2 단부는 상기 라이너 조립체의 상기 노즐의 상기 제1 단부에 연결되어, 상기 원격 플라즈마 공급원으로부터 상기 처리 체적까지의 유체 유동 경로를 형성하고, 상기 유체 유동 경로는 상기 유체 유동 경로의 장축에 실질적으로 수직인 제1 방향으로 확장하고, 상기 유체 유동 경로의 상기 장축 및 상기 제1 방향에 실질적으로 수직인 제2 방향으로 좁아짐 - 을 포함하고,
    상기 분산된 펌핑 구조는 2개의 펌핑 포트들을 포함하고, 상기 2개의 펌핑 포트들은 가스 유동 경로에 수직인 선을 따라 이격되는, 프로세스 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제8항에 있어서,
    상기 2개의 펌핑 포트들은 상기 프로세스 챔버의 중심 축에 대해 대칭으로 배치되는, 프로세스 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    2개의 밸브들을 더 포함하고, 각각의 밸브는 상기 2개의 펌핑 포트들 중 대응하는 펌핑 포트에 연결되는, 프로세스 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    유동 분할기가 상기 라이너에 배치되고, 상기 유동 분할기는 상기 라이너의 높이보다 낮은 높이를 갖는, 프로세스 시스템.
  14. 삭제
  15. 삭제
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