KR200466743Y1 - 가스 유동 분배 리셉터클 및 플라즈마 발생기 시스템 - Google Patents

가스 유동 분배 리셉터클 및 플라즈마 발생기 시스템 Download PDF

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Abstract

플라즈마 스트리핑용 시스템, 및 시스템의 구성 요소가 제공된다. 일 실시예에서, 가스 유동 분배 리셉터클은 수용 캐비티를 형성하는 내부면, 포위 단부를 형성하는 외부면, 및 외부면 상에 있고 그를 통해 그리고 수용 캐비티를 통해 연장하는 길이방향 축을 갖는 중심점을 포함하는 라운딩 섹션을 가질 수 있다. 개구들의 제1링 및 제2링이 플라즈마 챔버와 유체 소통을 제공한다. 개구들의 제2링은 제1링과 중심점 사이에 배치되고, 제2링 각각의 개구는 제1각도보다 작은 길이방향 축에 대한 제2각도로 내부면과 외부면 사이로 연장되고, 인접한 개구의 직경과 실질적으로 동일하고 제1링의 개구의 직경보다 작은 직경을 갖는다.
Figure R2020080014137
플라즈마, 스트리핑, 가스 유동, 분배 리셉터클, 수용 캐비티, 개구.

Description

가스 유동 분배 리셉터클 및 플라즈마 발생기 시스템{GAS FLOW DISTRIBUTION RECEPTACLES AND PLASMA GENERATOR SYSTEMS}
본 고안은 일반적으로 플라즈마 스트리핑(stripping)용 시스템, 및 시스템 구성 요소에 관한 것이고, 더 구체적으로는 가스 유동 분배 리셉터클(receptacle), 및 플라즈마 발생기 시스템에 관한 것이다.
플라즈마 애싱(ahsing)으로도 알려진 플라즈마 스트리핑은 반도체 처리 중에 작업편(workpiece)으로부터 포토레지스트(photoresist)와 같은 유기 물질 및/또는 잔류물을 제거하는 프로세스이다. 일반적으로, 플라즈마 스트리핑은 플라즈마 발생기를 사용하여 수행된다. 통상의 플라즈마 발생기는 튜브, 코일, 및 처리 가스원을 포함한다. 튜브는 석영과 같은 유전성 재료로 제조될 수 있고, 적어도 부분적으로 코일에 의해 둘러싸일 수 있다. 튜브의 내부면은 처리 가스원으로부터 처리 가스를 수용하기 위해 처리 가스원과 유체 소통하는 플라즈마 챔버를 형성한다. 플라즈마 챔버 내로의 분사 전에 처리 가스를 확산시키기 위해, 유전성 재료로 또한 제조되는 가스 유동 분배 리셉터클이 플라즈마 챔버로의 입구 상에 배치될 수 있다. 가스 유동 분배 리셉터클은 일반적으로 처리 가스원과 플라즈마 챔버 사이에 유동 경로를 제공하기 위한 균등하게 이격된 개구들의 링을 포함한다.
작동 중에, 코일이 여기되어 플라즈마 챔버를 가로지르는 전기장을 생성한다. 처리 가스가 플라즈마 챔버 내의 전기장을 통해 유동함에 따라, 처리 가스의 일부가 이온화되어 플라즈마를 형성한다. 플라즈마는 처리 가스의 다른 부분을 해리하고 이를 반응성 래디칼(radical)로 변환한다. 반응성 래디칼은 플라즈마 챔버의 분산 플레이트(dispersion plate) 또는 샤워헤드(showerhead)에 인접하여 배치된 작업편으로 흘러 작업편 상부에 퇴적되고, 그 상부의 유기 물질 및/또는 잔류물과 반응하여 용이하게 제거 가능한 애시(ash) 또는 다른 물질을 형성한다.
전술한 시스템은 고품질 결과물을 생성하지만, 시스템은 개량될 수 있다. 예를 들면, 처리 가스가 테트라플루오로메탄(CF4)과 같은 불소-함유 가스를 포함하는 경우에, 불소-함유 가스가 전기장을 통과할 때 반응성 불소 래디칼이 발생될 수 있다. 어떤 경우에, 반응성 불소 래디칼은 그 부식 또는 에칭을 발생시키기 위해 가스 유동 분배 리셉터클 및/또는 튜브의 석영 재료와 화학적으로 반응할 수 있다. 다른 경우에, 화학 반응은 가스 유동 분배 리셉터클 및/또는 튜브 상에 실리콘 옥시플루오라이드(SiOF) 필름을 생성할 수도 있다. 이들 원하지 않는 결과들을 회피하기 위해, 가스 유동 분배 리셉터클 및/또는 튜브는 일반적으로 일단 부식이 검출되면 교체된다. 그러나, 어떤 불소-함유 가스들은 구성 요소들을 비교적 급속하게 부식시키거나 에칭시킬 수 있고, 이들 구성 요소들의 빈번한 교체는 시스템의 유지 보수 비용을 바람직하지 않게 증가시킬 수 있다.
따라서, 가스가 시스템 구성 요소들의 에칭을 최소로 발생시키도록 불소-함유 처리 가스와 함께 사용될 수 있는 개량된 플라즈마 발생기 시스템을 갖는 것이 바람직하다. 부가적으로, 플라즈마 발생기 시스템이 통상의 플라즈마 발생기 시스템의 구성 요소들과 비교하여 향상된 사용 수명을 가지고 이에 의해 이러한 시스템의 유지 보수 비용을 감소시키는 가스 유동 분배 리셉터클과 같은 구성 요소들을 포함하는 것이 바람직하다. 더욱이, 본 고안의 다른 바람직한 특징 및 특성은 본 고안의 이 배경기술의 설명 및 첨부도면과 함께 취한 이하의 본 고안의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
본 고안에 따르면, 통상의 플라즈마 발생기 시스템과 비교할 때, 시스템 구성 요소들의 에칭을 감소시키는 불소-함유 처리 가스와 함께 사용될 수 있는 개량된 플라즈마 발생기 시스템이 제공된다. 부가적으로, 통상의 플라즈마 발생기 시스템의 구성 요소들과 비교할 때 향상된 사용 수명을 갖는 개량된 가스 유동 분배 리셉터클이 제공된다. 이들 개량된 가스 유동 분배 리셉터클을 포함함으로써 플라즈마 발생기 시스템의 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있다.
본 고안은 유사한 도면 부호가 유사한 요소를 나타내는 이하의 도면과 함께 이하에 설명될 것이다.
본 고안의 이하의 상세한 설명은 단지 사실상 예시적인 것이고, 본 고안 또는 본 고안의 적용 및 사용을 한정하도록 의도되는 것은 아니다. 더욱이, 본 고안의 상기 배경기술의 설명 또는 본 고안의 이하의 상세한 설명에 제시되어 있는 임의의 이론에 의해 구속되는 것으로 의도되는 것은 아니다.
도 1은 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 플라즈마 발생기 시스템(100)의 개략 단면도이다. 플라즈마 발생기 시스템(100)은 플라즈마 스트리핑에 의해 작업편(102)으로부터 유기 물질을 선택적으로 제거하도록 구성된다. "플라즈마 애싱"으로도 알려진 플라즈마 스트리핑은 예를 들면 포토레지스트, 유기 잔류물, 및/또는 폴리머 잔류물과 같은 유기 물질을 작업편(102)으로부터 제거하여 작업편(102)을 세척하는데 이용될 수 있다. 게다가, 플라즈마 스트리핑은 또한 작업편(102)으로부터의 생물학적 오염물을 제거하여 이러한 층의 퇴적에 앞서 작업편(102)에 대한 층의 접착성을 향상시키고, 작업편(102) 상의 금속 산화물을 감소시키고, 또는 다른 방식으로 작업편(102)으로부터 일정 범위의 물질을 에칭하는데 사용될 수 있다.
작업편(102)은 일 실시예에서 반도체 기판일 수 있고, 비교적 순수한 실리콘, 게르마늄, 비화갈륨, 또는 반도체 산업에 일반적으로 사용되는 다른 반도체 재료, 또는 게르마늄, 탄소 등과 같은 하나 이상의 부가의 원소와 혼합된 실리콘으로 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 작업편(102)은 통상의 반도체 제조 프로세스 중에 그 상부에 퇴적되어 있는 층을 갖는 반도체 기판일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 작업편(102)은 그 상부의 원하지 않는 유기 물질을 제거하기 위해 플라즈마 스트리핑이 실시될 수 있는 글래스, 세라믹, 또는 금속의 시트와 같은 구성 요소일 수 있다.
플라즈마 발생기 시스템(100)은 원격의 자립형 장치 또는 처리 시스템 내에 합체되는 내장형 모듈(in-situ module)일 수 있다. 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템(100)은 원격 장치의 예이다. 본 고안의 예시적인 실시예에 따르면, 플라즈마 발생기 시스템(100)은 용기(container)(106), 코일(108), 에너지원(110), 샤워헤드(112), 및 가스 유동 분배 리셉터클(114)을 포함한다. 내장형 모듈은 도 1에 도시된 실시예와 동일하게 구성되지 않을 수 있지만, 유사한 구성 요소를 포함할 수 있다.
용기(106)는, 전기장에 의해 이온화되어 처리 가스를 반응성 래디칼로 해리하고 작업편(102)으로부터 유기 물질을 제거하는데 적합한 플라즈마로 변환될 수 있는 처리 가스를 수용하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서, 용기(106)는 전기장을 강화할 수 있는 재료로 제조된다. 예를 들면, 용기(106)는 석영, 알루미늄/사파이어, 및 세라믹을 포함하는 유전성 재료로 제조될 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 플라즈마를 내부에 수용하기 위해, 용기(106)는 플라즈마 챔버(118)를 형성하는 측벽(116)을 갖는다. 측벽(116)은 용기(106) 내에 플라즈마를 수용하기에 적합하고 코일(108)에 의해 발생된 전기장과 간섭하지 않는 임의의 두께를 갖는다. 예시적인 실시예에서, 측벽(116)은 약 4 mm 내지 약 6 mm의 범위의 두께를 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 측벽(116)은 그 전체 축방향 길이를 따라 실질적으로 균일한 두께(예를 들면, ±0.5 mm)를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 측벽(116)은 그 축방향 길이를 따라 가변 두께를 갖는다.
측벽(116), 및 따라서 플라즈마 챔버(118)는 플라즈마가 작업편(102)을 향해 안내될 수 있게 하는데 적합한 형상을 갖는다. 일 예시적인 실시예에서, 측벽(116)은 도 1에 도시된 바와 같이 그 축방향 길이를 따라 가변 형상을 갖는다. 예를 들면, 측벽(116)은 오목 섹션(124)의 입구 단부(122)로부터 연장하는 네크 섹션(neck section)(120)과, 오목 섹션(124)의 출구 단부(128)로부터 연장하는 튜브 섹션(126)을 포함할 수 있다. 네크 섹션(120)은 원통형일 수 있고, 입구(130)와, 입구(130)에 근접하여 네크 섹션(120)의 단부(134)로부터 반경방향 외향으로 돌출하는 립(lip)(132)을 가질 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 네크 섹션(120)은 그 축방향 길이를 따라 실질적으로 균일한 직경[점선(113)으로 도시됨](예를 들면, ±0.5 mm)을 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 네크 섹션(120)은 가변 직경을 갖는다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 직경(113)은 약 30 mm 내지 약 60 mm의 범위에 있다.
오목 섹션(124)은 돔 형상(dome-shaped), 원추 형상일 수 있고, 또는 일반적으로 오목형이고 입구 단부 직경[점선(117)으로 도시됨]보다 큰 출구 단부 직경[점선(115)으로 도시됨]을 갖는 임의의 다른 형상을 가질 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 출구 단부 직경(115)은 또한 네크 섹션(120)의 직경(113)보다 크다. 다른 예시적인 실시예에서, 출구 단부 직경(115)은 약 150 mm 내지 약 350 mm의 범위에 있고, 네크 섹션(120)의 직경(113)은 약 30 mm 내지 약 60 mm의 범위에 있다. 다른 실시예들에서, 직경들(115, 113)은 전술한 범위보다 크거나 작을 수도 있다. 본 고안의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 튜브 섹션(126)은 오목 섹션(124)의 출구 단부 직경(115)과 실질적으로 동일하며(예를 들면, ±0.5 mm) 실질적으로 균일한 직경[점선(119)으로 도시됨]을 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 튜브 섹션(126)의 직경(119)은 오목 섹션(124)의 출구 단부 직경(115)보다 크다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 튜브 섹션(126)의 직경(119)은 약 150 mm 내지 약 350 mm의 범위에 있고, 오목 섹션(124)의 출구 단부 직경(115)은 약 75 mm 내지 약 300 mm의 범위에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 직경들(119, 115)은 전술한 범위보다 크거나 작을 수도 있다.
튜브 섹션(126)은 적어도 작업편(102)의 직경만큼 클 수 있는 플라즈마 챔버(118)로부터의 출구(138)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 출구(138)는 약 150 mm 내지 약 350 mm의 범위에 있는 직경[점선(121)으로 도시됨]을 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 출구(138)는 전술한 범위보다 작거나 큰 직경(121)을 갖는다. 예를 들면, 작업편(102)의 단지 소정의 부분만이 플라즈마 스트리핑을 받게 되는 실시예에서, 출구(138)의 직경(121)은 소정의 부분의 크기에 대응한다.
처리 가스가 플라즈마로 변환될 수 있게 하기 위해, 코일(108)은 용기(106)의 적어도 일부를 둘러싼다. 일 예시적인 실시예에서, 코일(108)은 오목 섹션(124)의 적어도 일부 둘레에 배치된다. 예를 들면, 오목 섹션(124)이 돔 또는 원추형인 실시예에서, 코일(108)은 도 1에 도시된 바와 같이 그 입구 단부와 출구 단부(128) 사이에 위치될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 코일(108)은 부가적으로 또는 대안적으로 튜브 섹션(126)을 둘러싼다. 어느 경우든, 코일(108)은 예를 들면 구리와 같은 도전성 재료로 제조되고, 에너지원(110)에 전기적으로 결합된다. 에너지원(110)은 무선 주파수(RF) 전압원 또는 코일(108)을 여기하여 전기장을 형성할 수 있는 다른 에너지원일 수 있다. 따라서, 에너지원(110)이 코일(108)을 여기할 때, 전기장이 플라즈마 챔버(118)의 선택된 부분에 형성되며 이에 의해 그를 통해 유동할 수 있는 처리 가스를 이온화하여 이온화된 가스를 형성할 수 있다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "이온화된 가스"는 이온, 전자, 중성자, 반응성 래디칼, 해리된 래디칼, 및 처리 가스가 이온화할 때 생성될 수 있는 임의의 다른 종(species)을 포함할 수 있으며, 이들에 한정되는 것은 아니다.
샤워헤드(112)가 플라즈마 챔버 출구(138)에 위치되어, 작업편(102)을 가로지르는 반응성 래디칼을 포함할 수 있는 이온화된 가스의 분산을 제어할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 샤워헤드(112)는 플레이트(140)를 포함한다. 플레이트(140)는 알루미늄 또는 세라믹과 같은 플라즈마에 대해 비교적 불활성인 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있다. 일반적으로, 플레이트(140)는 작업편(102)의 전체에 걸쳐 가스 분산을 허용하도록 치수 설정되고, 따라서 대응적으로 적합한 직경을 갖는다. 플레이트(140)는 가스 통과를 허용하기 위해 비교적 다공성이다. 특히, 플레이트(140)는 실질적으로 균일한 방식으로 작업편(102) 상에 이온화된 가스를 분산시키도록 적합하게 치수 설정되고 이격되어 있는 관통 구멍(144)들을 포함한다. 일 예시적인 실시예에서, 관통 구멍(144)들은 약 2 mm 내지 약 10 mm의 범위에 있는 직경을 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 관통 구멍(144)들은 약 0.005 구멍/mm2 내지 약 0.2 구멍/mm2의 범위에 있는 표면 밀도로 존재한다. 다른 실시예에서, 관통 구멍(144)들은 전술한 범위보다 크거나 작은 치수를 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 관통 구멍(144)들은 실질적으로 균일하게 치수 설정된다(예를 들면, ±0.5 mm). 부가적으로, 관통 구멍(144)들은 일 예시적인 실시예에서 샤워헤드(122) 상에 실질적으로 균일한 패턴으로 배치되지만, 다른 예시적인 실시예에서는, 관통 구멍(144)들은 불균일 패턴으로 배치된다.
본 고안의 일 예시적인 실시예에서, 샤워헤드(112)는 도 1에 도시된 바와 같이 용기(106)에 직접 결합된다. 예를 들면, 샤워헤드(112)는, 플레이트(140)로부 터 축방향으로 연장하고 볼트, 클램프, 접착제 또는 다른 체결 기구에 의해 용기(106)에 결합되는 측벽(142)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 샤워헤드(112)는 용기(106)에 결합되지 않고, 플레이트(140)는 플라즈마 챔버 출구(138)와 작업편(102) 사이에 소정의 위치에 위치된다.
처리 가스는 플라즈마 챔버(118) 내로의 분사 전에 확산되어 챔버에 가스를 균일하게 분배할 수 있다. 이와 관련하여, 일 예시적인 실시예에서, 가스 유동 분배 리셉터클(114)이 플라즈마 챔버 입구(136)에 배치되는데, 이는 네크 섹션 입구(130)에 위치되거나 위치되어 있지 않을 수 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 가스 유동 분배 리셉터클(114)은 용기(106)의 네크 섹션(120)의 부분에 배치된다. 도 2를 추가로 참조하면, 처리 가스의 균일한 분배를 더 향상시키기 위해, 가스 분배 리셉터클(114)은 관통하여 형성된 개구들(182, 184)의 제1링 및 제2링(152, 154)(링은 가상선으로 도시됨)을 갖는 컵 부재(150)를 구비한다.
컵 부재(150)는 비도전성(non-conductive)이고 처리 가스에 노출될 때 부식을 견딜 수 있는 재료로 제조된다. 적합한 재료는 예를 들면 석영과 같은 유전성 재료를 포함한다. 부가적으로, 일 예시적인 실시예에서, 컵 부재(150)는 용기(106)의 네크 섹션(120)의 두께와 실질적으로 동일한(예를 들면, ±0.5 mm) 벽 두께를 갖는다. 다른 실시예에서, 컵 부재(150)는 더 두껍거나 얇을 수 있다.
어느 경우든, 컵 부재(150)는 원통형 섹션(156) 및 라운딩 섹션(rounded section: 160)을 포함할 수 있다. 원통형 섹션(156)은 개방 단부(158)를 갖는 수용 캐비티(164)의 부분을 형성할 수 있다. 부가적으로, 원통형 섹션(156)은 플라즈마 챔버 입구(136)의 내경보다 작은 외경을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 플랜지(166)가 원통형 섹션(156)으로부터 반경방향 외향으로 연장된다. 플랜지(166)는 용기(106) 상의 적소에 가스 유동 분배 리셉터클(114)을 보유하는데 사용될 수 있고, 커버 플레이트(168)와 용기(106) 사이에 클램핑될 수 있다. 이와 관련하여, 플랜지(166)의 외경은 적어도 네크 섹션 입구(130)의 직경만큼 크다. 예시적인 실시예에서, 플랜지(166)의 외경은 용기 립(132)의 외경과 실질적으로 동일하다(예를 들면, ±0.5 mm). 다른 예에서, 플랜지(166)의 외경은 더 크거나 작을 수도 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 커버 플레이트(168)는 플랜지(166)의 외경과 실질적으로 동일하거나(예를 들면, ±0.5 mm) 또는 더 큰 직경을 갖는다. 예를 들면, 플랜지(166)는 약 40 mm 내지 약 70 mm의 범위에 있는 외경을 가질 수 있고, 커버 플레이트(168)는 더 큰 직경을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 직경들은 더 작거나 클 수도 있다. 클램핑 고정구(clamping fixture)(167)가 적어도 플랜지(166), 커버 플레이트(168), 및 용기 립(132)을 둘러싸서 가스 유동 분배 리셉터클(114)이 용기(106) 상의 소정의 위치에 배치되어 유지되는 것을 보장할 수 있다. 수용 캐비티(164) 내로의 접근을 허용하기 위해, 커버 플레이트(168)는 하나 이상의 개구(170)를 포함할 수 있다. 개구(170)는 하나 이상의 대응 가스 연결 라인(172)을 수용하여 처리 가스원(177)과의 유체 소통을 제공하도록 구성될 수 있다.
라운딩 섹션(160)은 대체로 반구형이고, 내부면(165), 외부면(169), 및 중심점(173)을 갖는다. 내부면(165)은 수용 캐비티(164)의 다른 부분을 형성하고, 외부면(169)은 가스 유동 분배 리셉터클(114)의 포위(enclosed) 단부(162)를 형성한다. 중심점(173)은 라운딩 섹션(160)의 외부면(178) 상에 위치되고, 그리고 중심점을 지나며 수용 캐비티(164)를 통해 연장하는 길이방향 축(171)을 갖는다. 개구들의 제1 및 제2링(152, 154)은 라운딩 섹션(160) 상에 포함되고, 수용 캐비티(164)와 플라즈마 챔버(118) 사이의 유체 소통을 제공하도록 구성된다.
처리 가스가 플라즈마 챔버(118) 내로 분사되는 방식을 제어하기 위해, 제1링(152)의 개구(182)들은 처리 가스가 미리 결정된 가스 분사 경로를 따라 유동하도록 라운딩 섹션(160) 내에 배치된다. 가스 분사 경로들은 일반적으로 수용 캐비티(164) 내의 제1위치로부터 개구(152)들을 통해 실질적으로 플라즈마 구역(176)의 중심(174)에 있는 제2위치(점선원으로 지시됨)로 가스가 축방향으로 유동할 수 있게 한다. 플라즈마 구역(176)은 용기(106) 둘레의 코일(108)의 배치에 의해 원환형이고, 플라즈마 스트리핑 중에 최고 밀도의 플라즈마를 갖는 플라즈마 챔버(118)의 영역에 의해 식별된다. 예시적인 실시예에서, 제1위치는 수용 캐비티(164)와 플라즈마 챔버(118) 사이의 압력차를 최적화하며 이에 의해 플라즈마 구역 중심(174)으로의 거리를 최소화하면서 처리 가스의 속도를 최대화하는 수용 캐비티(164) 내의 지점이다. 예를 들면, 제1위치는 라운딩 섹션(160)의 내부면의 원주 상의 각각의 지점으로부터 실질적으로 등간격에 있는(예를 들면, ±0.5 mm) 수용 캐비티(164) 내의 지점일 수 있다. 컵 부재(150) 상의 개구(182)들의 제1링(152)의 위치는 챔버(118) 내의 플라즈마 구역 중심(174)의 특정 위치에 의존할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
링(152) 내에 포함된 개구(182)들의 수, 개구(182)들의 크기, 및 개구(182)들이 리셉터클 외부면(169)에 대해 형성되는 방향은 가스가 분사되는 방식을 더 제어하도록 추가로 선택될 수 있다. 예를 들면, 플라즈마 챔버(118) 내에 처리 가스를 실질적으로 균등하게 분배하기 위해, 개구(182)들의 제1링(152)은 20개 내지 30개의 개구를 포함할 수 있다. 일 특정 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이 24개의 개구가 포함될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 더 많거나 더 적은 개구들이 포함될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 제1링(152)의 개구(182)들은 길이방향 축(171) 둘레에 대칭적으로 배치되고, 라운딩 섹션(160)의 원주 둘레에 실질적으로 균등하게 이격된다. 다른 예시적인 실시예에서, 제1링(152)의 개구(182)들은 라운딩 섹션(160)의 원주 둘레에 균일하게 이격되어 있지 않다. 예를 들면, 2개 이상의 개구의 세트가 함께 근접하여 형성될 수 있고, 각각의 세트는 길이방향 축(171)으로부터 균등하게 이격될 수 있다. 어느 경우든, 개구(182)들은 처리 가스가 플라즈마 챔버(118) 내로 실질적으로 균일하게 분사될 수 있도록 이격된다.
본 고안의 일 예시적인 실시예에서, 제1링(152)의 각각의 개구(182)는 제1링(152)의 인접한 개구(182)의 직경과 실질적으로 동일한(예를 들면, ±0.5 mm) 직경을 갖는다. 다른 예시적인 실시예에서, 제1링(152)의 개구(182)들은 일정 범위 내에서 변화하는 직경을 갖는다. 예를 들면, 각각의 개구(182)는 약 0.5 mm 내지 약 3.0 mm의 범위 내에 있는 직경을 가질 수 있다. 다른 예에서, 개구(182)들은 전술한 직경 범위보다 크거나 작을 수도 있다.
도 3을 참조하면, 도 2의 선 3-3을 따라 취한 가스 유동 분배 리셉터클(114)의 부분의 확대 단면도가 제공된다. 개구(182)들의 제1링(152)의 각각의 개구(182)는 길이방향 축(171)에 대해 제1각도(α)로 리셉터클(114)의 내부면(165)과 외부면(169) 사이로 연장된다. 예시적인 실시예에서, 플라즈마 챔버(118) 내로 처리 가스를 더 균일하게 분산시키기 위해, 제1각도(α)는 길이방향 축(171)에 대해 0°보다 크고, 바람직하게는 약 30° 내지 약 60°의 범위에 있다. 예를 들면, 제1각도(α)는 약 45°일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1각도는 전술한 범위보다 작거나 클 수도 있다.
도 2를 참조하면, 개구(184)들의 제2링(154)은 시스템 작동 중에 가스 유동 분배 리셉터클(114)의 라운딩 섹션(160)의 외부면(178) 상에 유동 커튼(flow curtain)을 형성하도록 구성된다. 유동 커튼은 플라즈마 챔버(118) 내의 대부분의 이온화된 가스, 특히 반응성 래디칼이 가스 유동 분배 리셉터클(114)의 외부면(178) 상에 퇴적되어 이와 접촉하는 것을 방지한다. 이와 관련하여, 개구(184)들의 제2링(154)은 개구(182)들의 제1링(152)과 라운딩 섹션(160)의 중심점(173) 사이에 배치된다. 도 4는 일 예시적인 실시예에 따른, 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템(100)에 사용될 수 있는 가스 유동 분배 리셉터클(400)의 단부도이다. 가스 유동 분배 리셉터클(400)은, 개구(184)들의 제2링(402)이 가스 유동 분배 리셉터클(400)의 라운딩 섹션(408)의 중심점(406)과 개구(182)들의 제1링(404) 사이에 등간격으로 위치되는 것을 제외하고는, 가스 유동 분배 리셉터클(114)과 유사하다. 도 5는 다른 실시예에 따른, 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템(100)에 사용될 수 있는 가스 유동 분배 리셉터클(500)의 단부도이다. 이 실시예에서, 가스 유동 분배 리셉터클(500)은, 개구(184)들의 제2링(502)이 개구(182)들의 제1링(504)보다 라운딩 섹션(508)의 중심점(506)에 더 근접하여 위치되는 것을 제외하고는 가스 유동 분배 리셉터클(400)과 유사하다. 일 예에서, 개구(184)들의 제2링(502)으로부터 중심점(506)까지의 거리는 개구(182)들의 제1링(504)으로부터 중심점(506)까지의 거리의 약 25%일 수 있다. 다른 실시예에서, 제2링(502)은 제1링(504)에 더 근접하거나 또는 더 이격되어 있을 수도 있다.
개구(184)들의 제2링(154) 내에 포함되는 개구들의 수는 처리 가스 유동에 영향을 줄 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 일 예시적인 실시예에서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 3개의 개구가 제2링(402, 502) 내에 포함된다. 다른 실시예에서, 3개를 초과하는 개구들이 포함된다. 도 6은 다른 실시예에 따른, 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템(100)에 사용될 수 있는 가스 유동 분배 리셉터클(600)의 단부도이다. 이 실시예에서, 가스 유동 분배 리셉터클(600)은, 4개의 개구가 개구(184)들의 제2링(602)에 포함되어 있는 것을 제외하고는 가스 유동 분배 리셉터클(114)과 유사하다. 도시되지 않은 또 다른 예시적인 실시예에서, 제2링(602)은 4개를 초과하는 개구들을 포함할 수 있다. 어느 경우든, 제2링(402, 502, 602)의 개구들은 중심점(406, 506, 606)을 통해 연장하는 길이방향 축(도 4, 도 5 또는 도 6에는 도시되지 않음)에 대해 실질적으로 대칭적으로 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 개구들은 유동 커튼이 플라즈마 스트리핑 프로세스 중에 형성되는 한, 비대칭적으로 배치될 수도 있다.`
도 3을 재차 참조하면, 개구(184)들의 제2링(154)의 각각의 개구(184)는 길이방향 축(171)에 대해 제2각도(β)로 가스 유동 분배 리셉터클(114)의 내부면(165)과 외부면(169) 사이로 연장될 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 제2각도(β)는 개구(182)들의 제1링(152)의 각각의 개구(182)가 배치되는 제1각도(α)보다 작고, 제2각도는 약 20° 내지 약 30°의 범위에 있다. 예를 들면, 제2각도(β)는 약 22.5°일 수 있다. 다른 실시예에서, 제2각도는 전술한 범위보다 작거나 클 수도 있다. 개구(184)들의 제2링(154)의 각각의 개구(184)는 제2링(154) 내의 인접한 개구(184)의 직경과 실질적으로 동일하지만(예를 들면, ±0.5 mm), 개구(182)들의 제1링(152)의 각각의 개구(182)의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 제2링(154)의 개구(184)들 제1링(152)의 개구(182)들보다 약 50% 내지 약 75% 작은 범위에 있다. 예를 들면, 제2링(154)의 개구(184)들은 약 66% 작을 수도 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 개구(184)들은 약 0.5 mm 내지 약 2.5 mm의 크기의 범위에 있는 직경을 가질 수 있다. 제2링(154)의 개구(184)들은 실질적으로 균일한 크기일 수 있고(예를 들면, ±0.5 mm) 또는 대안적으로 일정 크기 범위 내에서 가변적일 수도 있다.
도 7을 참조하면, 예시적인 실시예서, 가스 유동 분배 리셉터클(114)과 유사한 가스 유동 분배 리셉터클(700)은 제 1 및 제2링(704, 702)에 부가하여 중앙 개구(712)를 포함한다. 중앙 개구(712)는 리셉터클(700)의 라운딩 섹션(708)의 중심점(706)에 위치된다. 일 예시적인 실시예에서, 중앙 개구(712)는 제1 및 제2링(704, 702)의 개구들의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 예를 들면, 중앙 개구(712)의 직경은 약 0.5 mm 내지 약 1.5 mm의 범위에 있을 수 있다. 다른 실시예에서, 중앙 개구(712)의 직경은 제2링(702)의 개구의 직경과 실질적으로 동일하다(예를 들면, ±0.5 mm).
상기에 간략하게 언급한 바와 같이, 개구(184)들의 제2링(154, 402, 502, 602, 702)과 선택적으로 중앙 개구(712)를 가스 유동 분배 리셉터클(100, 400, 500, 600, 700) 상에 포함함으로써, 유동 커튼이 형성되어 플라즈마 챔버(118) 내에서 순환하는 대부분의 이온화된 가스, 및 특히 플라즈마 챔버(118) 내의 반응성 래디칼이 플라즈마 스트리핑 프로세스 중에 가스 유동 분배 리셉터클(100, 400, 500, 600, 700)에 퇴적하거나 접촉하는 것을 방지한다. 도 8은 전술한 가스 유동 분배 리셉터클(700)과 유사하게 구성된 가스 유동 분배 리셉터클(800)을 통한 처리 가스의 유동을 도시하는 도면이다. 가스 유동 분배 리셉터클(800)은 24개의 개구(804)를 포함하는 개구들의 제1링을 갖는다. 제1링의 각각의 개구(804)는 길이방향 축(871)으로부터 약 45°의 각도로 리셉터클(800)을 통해 연장되고, 약 1.5 mm의 직경을 갖는다. 중앙 개구(812)는 약 1 mm의 직경을 갖는다. 개구들의 제2링은 개구들의 제1링 및 중앙 개구(812)로부터 실질적으로 등간격으로(예를 들면, ±0.5 mm) 배치되고, 3개의 개구를 갖는다. 개구들의 제2링의 각각의 개구(802)는 길이방향 축으로부터 약 22.5°의 각도로 리셉터클(800)을 통해 연장되고, 약 0.8 mm의 직경을 갖는다. 처리 가스는 02, N2 및 CF4의 혼합물을 포함하고, 약 100 m/s의 유량으로 리셉터클(800) 내로 유동한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 처리 가스의 제 1 부분은 개구들의 제1링의 개구(804)들을 통해 플라즈마 챔버(808) 내로 유동하고 이어서 재순환되어 반응성 래디칼을 리셉터클(800)을 향해 운반한다. 처리 가스의 제 2 부분은 개구들의 제2링의 개구(802)들을 통해 그리고 중앙 개구(812)를 통해 유동한다. 처리 가스의 이 제 2 부분은 이어서 일부 가스가 플라즈마 챔버(808) 내로 유동하고 일부 가스는 가스 유동 분배 리셉터클(800)의 표면에 근접하여 잔류하여 그 상부에 유동 커튼[점선(814)으로 지시됨]을 형성하도록 분할된다. 유동 커튼(814)은 플라즈마 챔버(808)로부터 재순환된 가스를 리셉터클(800)로부터 이격하여 압박하여 리셉터클(800)에 접촉하기보다는 챔버(808) 내에서 와류시킨다.
전술한 바와 같이, 플라즈마 발생기 시스템(100)은 플라즈마 스트리핑 프로세스를 위해 사용될 수 있다. 도 9는 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 플라즈마 스트리핑 프로세스를 수행하는 방법(900)의 흐름도이다. 먼저, 처리 가스는 가스 유동 분배 리셉터클 내에 형성된 도 1 내지 도 3에 도시된 개구(182)들의 제1링(152)의 개구(182)들과 같은 개구들을 통해 유동한다(단계 902). 예시적인 실시예에서, 처리 가스는 그로부터 원하지 않는 유기 물질을 제거하기 위해 작업편 상에 퇴적될 수 있는 반응종을 형성하도록 이온화될 수 있는 하나 이상의 가스를 포함한다. 처리 가스를 위해 선택된 특정 가스는 제거될 특정 유기 물질에 의존할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 처리 가스는 불소-함유 가스를 포함한다. 사용에 적합한 불소-함유 가스의 예는 3불화질소(NF3), 6불화황(SF6), 헥사플루오로에탄(C2F6), 테트라플루오로메탄(CF4), 트리플루오로메탄(CHF3), 디플루오로메탄(CH2F2), 옥토플루오로프로판(C3F8), 옥토플루오로사이클로부탄(C4F8), 옥토플루오로[1-]부탄(C4F8), 옥토플루오로[2-]부탄(C4F8), 옥토플루오로이소부틸렌(C4F8), 불소(F2) 등을 포함한다. 다른 실시예에서, 처리 가스는 산소-함유 가스를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 산소-함유 가스는 산소(O2) 및 N2O를 포함할 수 있으며, 이들에 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 처리 가스는 예를 들면, 질소(N2), 헬륨, 아르곤 등과 같은 불활성 가스를 추가로 포함할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 처리 가스는 유동 퍼센트로 20:8:1의 비율의 O2/N2/CF4와 같은 가스의 혼합물일 수 있다. 다른 실시예에서, 혼합물은 상이한 비율의 전술한 가스를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상이한 가스 및 상이한 비율이 사용될 수도 있다.
예시적인 실시예에서, 처리 가스의 제1부분은 가스 유동 분배 리셉터클의 개구들의 제1링을 통해 유체 소통하는 플라즈마 챔버 내로 유동한다(단계 904). 개구의 제1링의 각각의 개구는 도 2 내지 도 7을 참조하여 전술한 설명과 실질적으로 유사한 방식으로 가스 유동 분배 리셉터클을 통해 연장된다. 특히, 각각의 개구는 리셉터클의 라운딩 섹션의 중심점을 통해 연장되는 길이방향 축에 대해 제1각도로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 개구들의 제1링의 각각의 개구가 형성되는 제1각도는 길이방향 축에 대해 약 30° 내지 약 60°의 범위에 있다. 각각의 개구는 제1링 내의 인접한 개구의 직경과 실질적으로 동일한(예를 들면, ±0.5 mm) 직경을 가질 수 있다.
전기장이 처리 가스에 인가되어 처리 가스를 반응성 래디칼을 포함하는 이온화된 가스로 변환한다(단계 906). 예시적인 실시예에서, 플라즈마 챔버 둘레의 코 일이 여기되어 전기장을 형성한다. 전기장은 플라즈마 챔버를 가로질러 확장되어 플라즈마 구역을 형성한다. 처리 가스가 플라즈마 구역 내로 유동함에 따라, 가스의 일부가 이온화되어 플라즈마를 형성하고, 플라즈마는 가스의 다른 부분을 해리하여 반응성 래디칼을 형성한다. 예를 들면, 처리 가스가 불소-함유 가스를 포함하는 실시예에서, 불소-함유 가스의 일부가 이온화되어 플라즈마를 형성한다. 불소-함유 가스의 나머지 부분은 플라즈마에 의해 해리되어 반응성 불소 래디칼로 변환될 수 있다. 본 고안의 예시적인 실시예에서, 반응성 불소 래디칼의 일부는 플라즈마 챔버를 통해, 샤워헤드를 통해 유동할 수 있고, 작업편 상에 퇴적될 수 있으며, 반응성 불소 래디칼의 다른 부분은 작업편 상에 퇴적되기 전에 플라즈마 챔버 내에서 재순환될 수 있다.
플라즈마 챔버 내의 반응성 래디칼을 포함하는 대부분의 이온화된 가스가 가스 유동 분배 리셉터클의 외부면 상에 퇴적하는 것을 방지하기 위해, 유동 커튼이 그 상부에 형성된다(단계 908). 예시적인 실시예에서, 가스의 제2부분은 라운딩 섹션의 중심점과 개구들의 제1링 사이의 라운딩 섹션에 형성된 개구들의 제2링을 통해 플라즈마 챔버 내로 유동한다(단계 910). 개구들의 제2링 각각의 개구는 도 2 내지 도 7을 참조하여 전술한 바와 같이 실질적으로 동일하게 형성된다. 특히, 개구들의 제2링 각각의 개구는 제1각도보다 작은 길이방향 축에 대한 제2각도로 가스 유동 분배 리셉터클을 통해 연장한다. 예시적인 실시예에서, 개구들의 제2링 각각의 개구가 형성되는 제2각도는 길이방향 축에 대해 약 20° 내지 30°의 범위에 있다. 다른 실시예에서, 개구들의 제2링 각각의 개구가 형성되는 제2각도는 길이방향 축에 대해 약 22.5°이다. 각각의 개구는 제2링 내의 인접한 개구의 직경과 실질적으로 동일하고(예를 들면, ±0.5 mm) 개구들의 제1링 각각의 개구의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다.
선택적인 실시예에서, 가스의 제3부분은 길이방향 축 상의 가스 유동 분배 리셉터클의 중심에 형성된 중앙 개구를 거쳐 플라즈마 챔버 내로 유동하여 유동 커튼의 다른 부분을 형성한다(단계 912). 중앙 개구는 일 실시예에서 개구들의 제1 및 제2링 개구의 직경보다 작은 직경을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 중앙 개구는 개구들의 제2링 개구의 직경과 실질적으로 동일한(예를 들면, ±0.5 mm) 직경을 갖는다.
상기에 간략하게 언급된 바와 같이, 이온화된 가스가 이어서 작업편 상에 퇴적된다(단계 914). 예를 들면, 반응성 래디칼을 포함하는 이온화된 가스는 플라즈마 챔버로부터 샤워헤드를 통해 작업편 상으로 유동한다.
따라서, 통상의 플라즈마 발생기 시스템과 비교할 때, 시스템 구성 요소들의 에칭을 감소시키는 불소-함유 처리 가스와 함께 사용될 수 있는 개량된 플라즈마 발생기 시스템이 제공된다. 부가적으로, 통상의 플라즈마 발생기 시스템의 구성 요소들과 비교할 때 향상된 사용 수명을 갖는 개량된 가스 유동 분배 리셉터클이 제공된다. 이들 개량된 가스 유동 분배 리셉터클을 포함함으로써 플라즈마 발생기 시스템의 유지 보수 비용을 감소시킬 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 실시예가 본 고안의 상기 상세한 설명에 제시되었지만, 무수히 많은 변형예가 존재한다는 것을 이해해야 한다. 예시적인 실시예 또는 예시적인 실시예들은 단지 예일 뿐이고, 본 고안의 범주, 적용성, 또는 구성을 어떠한 방식으로도 한정하도록 의도되는 것은 아니라는 것을 또한 이해해야 한다. 오히려, 상기 상세한 설명은 본 고안의 예시적인 실시예를 구현하기 위한 적합한 로드 맵(road map)을 당 기술 분야의 숙련자들에게 제공할 것이다. 다양한 변경이 첨부된 청구범위에 설명된 바와 같은 본 고안의 범주로부터 일탈하지 않고 예시적인 실시예에 설명된 요소의 기능 및 배열에 이루어질 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 1은 본 고안의 예시적인 실시예에 따른 플라즈마 발생기 시스템의 개략 단면도.
도 2는 본 고안의 예시적인 실시예에 따른, 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템에 사용될 수 있는 가스 유동 분배 리셉터클의 사시도.
도 3은 본 고안의 예시적인 실시예에 따른, 도 2의 점선 3-3에 의해 지시된 바와 같은 가스 유동 분배 리셉터클의 부분의 확대도.
도 4는 본 고안의 다른 예시적인 실시예에 따른, 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템에 사용될 수 있는 가스 유동 분배 리셉터클의 단부도.
도 5는 본 고안의 다른 예시적인 실시예에 따른, 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템에 사용될 수 있는 가스 유동 분배 리셉터클의 단부도.
도 6은 본 고안의 다른 예시적인 실시예에 따른, 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템에 사용될 수 있는 가스 유동 분배 리셉터클의 단부도.
도 7은 본 고안의 다른 예시적인 실시예에 따른, 도 1에 도시된 플라즈마 발생기 시스템에 사용될 수 있는 가스 유동 분배 리셉터클의 단부도.
도 8은 본 고안의 예시적인 실시예에 따른, 가스 유동 분배 리셉터클을 통한 처리 가스의 유동을 도시하는 도면.
도 9는 본 고안의 예시적인 실시예에 따른, 플라즈마 스트리핑 프로세스를 수행하는 방법의 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 플라즈마 발생기 시스템 102: 작업편
106: 용기 108: 코일
110: 에너지원 112: 샤워헤드
114: 가스 유동 분배 리셉터클 116: 측벽
118: 플라즈마 챔버 120: 네크 섹션
122: 입구 단부 124: 오목 섹션
126: 튜브 섹션 128: 출구 단부
130: 입구 132: 립
134: 단부 150: 컵 부재
152: 제1링 154: 제2링
156: 원통형 섹션 160: 라운딩 섹션
177: 처리 가스원 182, 184: 개구

Claims (17)

  1. 이온화된 가스를 형성하기 위해 플라즈마 챔버로 가스 유동을 제공하기 위한 가스 유동 분배 리셉터클로서, 라운딩 섹션을 갖는 상기 가스 유동 분배 리셉터클은,
    수용 캐비티를 형성하는 내부면;
    상기 라운딩 섹션의 포위 단부를 형성하는 외부면; 및
    상기 외부면 상에 있는 중심점으로서, 상기 중심점을 지나며 상기 수용 캐비티를 통해 연장하는 길이방향 축을 갖는 상기 중심점을 포함하고,
    상기 라운딩 섹션은 상기 플라즈마 챔버와의 유체 소통을 제공하도록 구성된 개구들의 제1링 및 개구들의 제2링을 추가로 포함하고, 상기 개구들의 제1링 각각의 개구는 상기 길이방향 축에 대해 제1각도로 상기 내부면과 상기 외부면 사이로 연장되고 상기 개구들의 제1링 내의 인접한 개구의 직경과 동일한 직경을 갖고, 상기 개구들의 제2링은 상기 개구들의 제1링과 상기 중심점 사이에 배치되고, 상기 개구들의 제2링은 상기 가스 유동과 상기 리셉터클의 상기 외부면 사이의 접촉을 방지하기 위해 상기 리셉터클의 상기 외부면 상에 유동 커튼(flow curtain)을 형성하도록 구성되며, 상기 개구들의 제2링 각각의 개구는 상기 제1각도보다 작은 상기 길이방향 축에 대한 제2각도로 상기 내부면과 상기 외부면 사이로 연장되고 상기 개구들의 제2링 내의 인접한 개구의 직경과 동일한 직경을 갖고, 상기 개구들의 제1링 개구의 직경보다 작은 직경을 갖는, 가스 유동 분배 리셉터클.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 개구들의 제2링 각각의 개구의 직경은 상기 개구들의 제1링 각각의 개구의 직경의 66%인 가스 유동 분배 리셉터클.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 개구들의 제1링은 20개 내지 30개의 개구를 포함하는 가스 유동 분배 리셉터클.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1각도는 상기 길이방향 축에 대해 30° 내지 60°의 범위에 있는 가스 유동 분배 리셉터클.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제2각도는 상기 길이방향 축에 대해 20° 내지 30°의 범위인 가스 유동 분배 리셉터클.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 개구들의 제2링은 상기 길이방향 축에 대해 대칭적으로 배치된 복수의 개구를 포함하는 가스 유동 분배 리셉터클.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 개구들의 제2링은 상기 길이방향 축에 대해 대칭적으로 배치된 복수의 개구를 포함하고, 상기 개구들의 제2링의 제2각도는 상기 길이방향 축에 대해 22.5°인 가스 유동 분배 리셉터클.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 개구들의 제2링은 상기 개구들의 제1링 및 상기 라운딩 섹션의 중심점으로부터 등간격으로 있는 가스 유동 분배 리셉터클.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 개구들의 제2링은 상기 개구들의 제1링보다 상기 라운딩 섹션의 중심점에 더 근접하여 형성되는 가스 유동 분배 리셉터클.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 라운딩 섹션의 중심점에 형성된 중앙 개구를 추가로 포함하는 가스 유동 분배 리셉터클.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 중앙 개구는 상기 개구들의 제2링에서 제1개구의 직경과 동일한 직경을 갖는 가스 유동 분배 리셉터클.
  12. 이온화된 가스를 형성하기 위한 플라즈마 발생기 시스템으로서,
    입구 및 출구를 갖는 플라즈마 챔버를 형성하는 용기;
    상기 플라즈마 챔버의 입구 내에 배치되고, 라운딩 섹션을 갖는 가스 유동 분배 리셉터클;
    상기 용기를 둘러싸는 코일; 및
    상기 코일에 전기적으로 결합된 에너지원을 포함하고,
    상기 가스 유동 분배 리셉터클은,
    수용 캐비티를 형성하는 내부면;
    상기 라운딩 섹션의 포위 단부를 형성하는 외부면; 및
    상기 외부면 상에 있는 중심점으로서, 상기 중심점을 지나며 상기 수용 캐비티를 통해 연장하는 길이방향 축을 갖는 상기 중심점을 포함하고,
    상기 라운딩 섹션은 상기 플라즈마 챔버와의 유체 소통을 제공하도록 구성된 개구들의 제1링 및 개구들의 제2링을 추가로 포함하고, 상기 개구들의 제1링 각각의 개구는 상기 길이방향 축에 대해 제1각도로 상기 내부면과 상기 외부면 사이로 연장되고 상기 개구들의 제1링 내의 인접한 개구의 직경과 동일한 직경을 갖고, 상기 개구들의 제2링은 상기 개구들의 제1링과 상기 중심점 사이에 배치되고, 상기 개구들의 제2링은 상기 가스 유동과 상기 리셉터클의 상기 외부면 사이의 접촉을 방지하기 위해 상기 리셉터클의 상기 외부면 상에 유동 커튼(flow curtain)을 형성하도록 구성되며, 상기 개구들의 제2링 각각의 개구는 상기 제1각도보다 작은 상기 길이방향 축에 대한 제2각도로 상기 내부면과 상기 외부면 사이로 연장되고 상기 개구들의 제2링 내의 인접한 개구의 직경과 동일한 직경을 갖고 상기 개구들의 제1링 개구의 직경보다 작은 직경을 갖는, 플라즈마 발생기 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1각도는 상기 길이방향 축에 대해 30° 내지 60°의 범위에 있는 플라즈마 발생기 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제2각도는 상기 길이방향 축에 대해 20° 내지 30°의 범위에 있는 플라즈마 발생기 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 개구들의 제2링은 상기 길이방향 축에 대해 대칭적으로 배치된 복수의 개구를 포함하고, 상기 개구들의 제2링의 제2각도는 상기 길이방향 축에 대해 22.5°인 플라즈마 발생기 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 용기 및 상기 가스 유동 분배 리셉터클은 일체로 형성되는 플라즈마 발생기 시스템.
  17. 제 12 항에 있어서, 상기 라운딩 섹션의 중심점에 형성된 중앙 개구를 추가로 포함하는 플라즈마 발생기 시스템.
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