KR20060042164A - 열 팽창을 수용하기 위한 샤워헤드 장착부 - Google Patents
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Abstract
샤워헤드의 열 팽창을 수용하기 위한 장치가 개시된다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 샤워헤드가 지지 선반 상의 샤워헤드의 림에 놓임으로써 가동되게 지지된다. 제 2 실시예에서, 샤워헤드는 슬롯 내에서 슬라이드하는 핀에 의해 샤워헤드, 챔버 벽 또는 샤워헤드 및 챔버 벽에 부착되는 다수의 행거에 의해 챔버 벽에 매달려, 행거가 반지름 방향으로 샤워헤드의 열 팽창을 수용하기 위해 반지름방향으로 슬라이딩되도록 한다. 제 3 실시예에서, 샤워헤드는 가요성 와이어 또는 다수의 로드에 의해 진공 챔버의 벽에 매달린다. 제 4 실시예에서, 샤워헤드는 샤워헤드의 둘레 근방이 샤워헤드 보다 더 큰 열 팽창 계수를 가지는 제 2 재료에 부착된다. 제 5 실시예에서, 행거는 샤워헤드 뒤에 장착되어 공작물로부터 샤워헤드로의 열 전달을 감소하거나 샤워헤드의 상부 및 바닥면 사이의 온도 차이를 감소시킨다.
Description
도 1은 지지 선반상에 슬라이드가능하게 배치되는 샤워헤드 림에 의해 지지되는 샤워헤드를 포함하는 플라즈마 챔버의 부분 단면도.
도 2는 도 1의 샤워헤드 림 및 지지 선반의 상세한 수직 단면도.
도 3은 도 2의 직사각형 샤워헤드 및 지지 선반의 평면도.
도 4는 샤워헤드 및 지지 선반을 보여주는, 샤워헤드가 원통형으로 도시된, 도 3의 변형예를 도시한 평면도.
도 5는 입자가 떨어지는 것을 방지하도록 립을 더 포함하는 지지 선반 및 샤워헤드 림의 개선된 실시예를 상세히 도시한 수직 단면도.
도 6은 행거(hanger)가 지지 선반을 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 부착하는 도 5의 지지 선반 및 샤워헤드 림의 다른 실시예를 상세히 도시한 수직 단면도.
도 7은 상기 슬롯 내에서 슬라이드되는 핀을 가지는 행거와 결합되는 슬롯을 가지는 샤워헤드의 수평 단면도.
도 8 및 도 9는 각각 슬롯 내에서 슬라이드되는 핀을 가지는 행거에 의해 매달리는 샤워헤드의 수직 단면도 및 상세한 수직 단면도.
도 10은 샤워헤드 림이 입자를 잡아내기 위한 그루브를 포함하는 도 9의 실 시예의 변형예를 도시한 상세한 수직 단면도.
도 11은 핀과 슬롯이 반대로 되는 도 9의 실시예의 변형예를 도시한 상세 단면도.
도 12는 가스 유입 매니폴드 상부 벽의 주변과 샤워헤드의 림 사이로 연장하는 가스 밀봉부를 가지는 도 8 및 도 9의 가스 유입 매니폴드의 상세한 수직 단면도.
도 13 및 도 14는 각각 가스 유출 오리피스와 림 사이의 샤워헤드에 부착하는 가스 밀봉부를 가지는 도 8 및 도 9의 가스 유입 매니폴드의 상세한 수직 단면도 및 분해 사시도.
도 15는 행거가 가스 유입 매니폴드의 가스 밀봉 측벽으로서 기능하기에 충분하도록 넓은 도 8 및 도 9의 가스 유입 매니폴드의 변형예를 도시한 수직 단면도.
도 16은 행거가 중복되는 측방향 신장부를 포함하는 도 15의 가스 유입 매니폴드의 변형예를 도시한 수평 단면도.
도 17은 샤워헤드가 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 와이어에 의해 매달되는 일 실시예의 하나의 코너의 상세한 수직 단면도.
도 18은 도 17의 실시예의 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 와이어, 및 샤워헤드의 분해 사시도.
도 19는 유입 매니폴드의 측부를 밀봉하기 위한 시트가 서스펜션 와이어의 내측에 있는 도 17의 실시예의 변형예의 하나의 코너의 상세한 수직 단면도.
도 20은 샤워헤드가 관절형 조인트로 장착되는 로드에 의해 매달리는 실시예의 하나의 코너의 상세한 수직 단면도.
도 21 및 도 22는 각각 온도 보상 부재 및 샤워헤드의 수직 단면도 및 분해 사시도.
도 23은 행거 및 샤워헤드의 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 가공물 12 : 가공물 지지부, 척, 서셉터
14 : 챔버 측벽 및 바닥 벽 16 : 리드
18 : 후방면, 가스 유입 매니폴드
19 : 오링 22 : 샤워헤드/디퓨저
23 : 디퓨저의 전방면 24 : 유전체 라이너-리드 측벽
26 : 플레넘(20의 내부) 28 : 가스 유입 오리피스
30 : 가스 유출 오리피스 32 : 배기 슬릿
33 : 배기 플레넘
34 : 가스 입구 오리피스의 전방에 있는 디플렉터
36, 38 : 리드 아래, 챔버 측벽 상의 유전체 라이너
39 : 커버(비기능적) 55 : 샤워헤드의 종방향 축선(도 1, 3, 7)
52 : 샤워헤드의 림 54 : 선반(샤워헤드 지지부)
56 : RF 케이블
57 : 후방 플레이트로부터 샤워헤드로의 제 2 RF 케이블
58 : 입자를 걸러내기 위한 샤워헤드상의 골
61 : 글라이드 62 : 선반의 상승된 립
64 : 샤워헤드 이형부로부터 하방으로 연장하는 립
70 : 행거 78 : 샤워헤드의 림
79 : 그루브 아래 샤워헤드 림의 솔리드부(도 10)
80 : 행거 81 : 핀
82 : 슬롯 83 : 쇼울더(설형부)
84 : 그루브 85 : 슬롯(82)의 측벽(도 8)
88 : 시트, 측부 밀봉부
89 : 중복 측방향 신장부(랩 조인트)
86 : 와이어 90 : 로드
91 : 관절형 조인트 100 : 고열 팽창 계수 부재
101 : 플레넘 102 : 강성 스페이서
104 : 고온 열 팽창 계수 부재(100)의 가스 오리피스
106 : 중앙 가스 도관 110 : 히터
평면 패널 디스플레이 및 집적 회로와 같은 전자 장치는 통상적으로 가공물(workpiece)에 층이 증착되는 일련의 증착 프로세스 단계 및 증착된 재료가 원하는 패턴으로 에칭되는 각각의 프로세스 단계들에 의해 제조된다. 이러한 프로세스는 일반적으로 진공 회로내에서 수행된다.
통상적으로, 증착 또는 에칭 프로세스를 위한 화학 반응제는 상기 가공물 바로 위에 위치하는 샤워헤드를 통하여 진공 챔버로 분배되는, 총괄적으로 공정 가스라고 지칭되는 하나 이상의 가스를 포함한다. 공정 가스는 샤워헤드의 표면을 가로질러 분포되는 수 백 또는 수 천개의 오리피스를 통하여 분배되어 상기 가공물에 인접하여 공정 가스의 원하는 공간적 분배를 형성한다.
플라즈마 프로세스에서, 샤워헤드는 또한 전극으로서 기능하도록 RF 전력원으로 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 확실히 낮은 임피던스 전기 연결이 샤워헤드와 RF 전력원 사이에 제공되어야 한다.
이러한 RF 전력이 인가된 샤워헤드는 창(Chang) 등에게 1989년 8월 8일에 부여되고 일반 양도된 미국 특허 제 4,854,263호에 설명되어 있다.
통상적으로, 가공물은 실질적으로 평평하며, 샤워헤드는 또한 실질적으로 평평한 가공물 쪽 표면(본 명세서에서는 샤워헤드의 "전방면"으로서 지칭됨)을 가진다. 이와 달리, 샤워헤드의 전방면은 가공물에 수행되는 증착 또는 에칭 프로세스의 공간적 균일성을 최대화하도록 의도되는 약간 볼록하거나 오목한 곡률을 가질 수 있다.
샤워헤드는 일반적으로 진공 챔버에서 수행되는 프로세스에 의해 가열될 것이다. 비 플라즈마 프로세스에서, 가공물은 저항 가열 또는 복사 가열과 같은 소정의 수단에 의해 가열되며 이는 일반적으로 샤워헤드로 소정의 열 전달을 발생시 킨다. 플라즈마 프로세스에서, 플라즈마는 부가 열원이다.
가열은 일반적으로 샤워헤드의 열 팽창을 일으키며, 열 팽창은 샤워헤드의 전방면의 원래 형상(즉, 편평도 또는 곡률)을 변형시킬 수 있다. 이러한 변형은 가공물에 수행되는 프로세스의 공간적 균일성을 손상시킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
샤워헤드의 전방면의 편평도 또는 곡률의 변형은 특히 많은 종래 설계에서와 같이, 샤워헤드의 주변이 진공 챔버의 벽에 강성으로 장착된 경우, 발생할 것이다. 주변이 고정되기 때문에, 샤워헤드의 열 팽창에 의해 샤워헤드 표면이 부풀려질 것이다.
열 팽창에 반응하여 샤워헤드의 전방면의 편평도 및 곡률의 변형의 문제점에 대한 하나의 해결책은 본 출원에서 우선권으로 청구하는, 상술된 특허 출원 제 09/922,219호에 설명된 바와 같이 가요성 시트에 의해 샤워헤드를 장착하는 것이다.
가요성 시트는 시트가 손상되는 것을 피하도록 처리하는데 약간의 주위가 요구된다. 따라서, 처리하기가 더 용이한 다른 설계가 요구된다.
발명의 구성의 섹션 2 및 3에 설명되는, 본 발명의 제 1 실시예에서, 샤워헤드 또는 디퓨저(diffuser)는 지지 선반 위에 샤워헤드의 림을 배치함으로서 지지된다. 샤워헤드 림은 지지 선반의 표면을 가로질러 자유롭게 슬라이드되어, 샤워헤드가 챔버에 고정식의 비 슬라이딩 장작부를 가지는 경우 발생하는 힘에 굴복하지 않고 응력이 거의 발생하지 않으면서 샤워헤드가 온도 변화에 반응하여 반지름 방향으로 팽창 및 수축하도록 한다. 결론적으로, 본 발명은 열 팽창 또는 수축에 의한 샤워헤드의 전방면의 외형(즉, 평편도 또는 곡률)의 소정의 변형을 최소화하거나 제거할 수 있다.
발명의 구성의 섹션 4에 설명되는, 본 발명의 제 2 실시예에서, 샤워헤드는 샤워헤드, 챔버 벽, 또는 반지름 방향으로 샤워헤드의 열 팽창을 수용하기 위하여 행거가 반지름방향으로 슬라이드되도록 슬롯 내에서 슬라이되는 핀에 의해 샤워헤드 및 챔버 벽에 부착되는 다수의 행거에 의해 챔버 벽에 매달된다.
발명의 구성의 섹션 5에 설명되는, 본 발명의 제 3 실시예에서, 샤워헤드는 다수의 가요성 와이어에 의해 진공 챔버의 벽에 매달린다.
발명의 구성의 섹션 6에 설명되는, 본 발명의 제 4 실시예에서, 샤워헤드는 다수의 로드에 의해 진공 챔버의 벽에 매달린다. 각각의 로드의 상단부는 제 1 관절형 조인트를 경유하여 진공 챔버에 장착되고, 각각의 로드의 하단부는 제 2 관절형 조인트를 경유하여 샤워헤드에 장착된다. 관절형 조인트는 로드가 샤워헤드의 열 팽창에 반응하여 피봇되도록 한다.
발명의 구성의 섹션 7에 설명되는, 본 발명의 제 5 실시예에서, 샤워헤드는 샤워헤드의 둘레 근방의 샤워헤드 보다 더 큰 열 팽창 계수를 가지는 제 2 재료에 부착된다. 비록 제 2 재료가 일반적으로 샤워헤드 만큼 가열되지 않지만, 제 2 재료의 더 큰 열 팽창 계수는 챔버에서 수행되는 프로세스로부터의 열에 반응하여 개략적으로 샤워헤드와 동일한 양 만큼 팽창할 수 있다. 샤워헤드를 장착하기 위한 이러한 설계는 슬라이딩 또는 가요성 서스펜션을 요구하지 않고 샤워헤드의 열 팽창을 수용한다.
발명의 구성의 섹션 8에 설명되는, 본 발명의 제 6 실시예에서, 히터는 샤워헤드 뒤에 장착된다. 히터의 하나의 장점은 샤워헤드의 상승된 온도가 가공물로부터 샤워헤드로의 열 전달을 감소시키는 것이다. 히터의 또 다른 장점은 히터가 챔버 내에서 수행되는 프로세스로부터의 열 전달에 의해 샤워헤드의 후방면 보다 샤워헤드의 전방면이 더 고온으로 되는 것을 방지할 수 있어서, 전방면과 후방면 사이의 온도 차이에 의한 전방면의 부풀림을 감소 또는 제거하는 것이다.
1. 플라즈마 챔버 개관
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 매달려 있는 샤워헤드를 포함하는 진공 챔버를 보여주며, 샤워헤드에 부착되는 행거가 챔버 벽에 부착된 선반 상에서 자유롭게 슬라이드된다. 신규한 서스펜션(suspension)을 설명하기 전에, 진공 챔버의 다른 부품이 설명된다.
진공 챔버는 가공물 또는 기판(10)을 화학적 프로세스로 처리하며 이 화학적 프로세스는 가공물 상에 반도체 또는 다른 전자 장치를 제조하는 일련의 단계들 중 하나의 단계이다. 가공물은 가공물 지지부(12)(또는 척 또는 서셉터로 지칭됨)에 의해 챔버내에 지지된다. 챔버내에서 처리되는 가공물(10)의 통상의 예는 평평한 패널 디스플레이가 제조되거나 회로가 집적되는 원형 반도체 웨이퍼가 제조되는 직사각형 유리 기판을 포함한다.
진공 챔버는 챔버 내부를 위한 진공 엔클로저를 제공하는 하우징 또는 챔버를 가진다. 도시된 실시예에서, 챔버의 측벽 및 바닥벽은 단일 벽(14)으로서 실시된다. 챔버의 상부에는 힌지형 리드(16) 및 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18)이 제공된다. 리드(16)를 들어 올림으로써 챔버의 내부로 접근할 수 있다. 오링(19)(일부는 도시안됨)은 측벽(14), 리드(16) 및 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18) 사이에 진공 밀봉을 제공한다. 측부 및 바닥 벽(14), 리드(16), 및 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18)은 챔버 벽에서 고려되는 모든 부분들이다.
본 발명의 명세서에서 챔버 부품의 다른 측부 또는 표면을 참조할 때, 가공물 쪽 측부 또는 표면, 및 가공물 반대쪽 측부 및 표면을 각각 지칭하기 위해 "전방" 및 "후방"이라는 용어를 이용한다. 예를 들면, 가공물 지지부(12)의 상부면은 가공물 지지부의 전방면을 지칭하고, 샤워헤드(22)의 하부 및 상부면은 각각 샤워헤드의 전방면(23) 및 샤워헤드의 후방면을 지칭한다.
가공물 상에 반도체 또는 다른 전자 장치를 제조하기 위한 프로세스를 수행하는 중에, 하나 이상의 가스가 가스 유입 매니폴드를 통하여 챔버로 분배된다. 가스 유입 매니폴드는 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18) 및 샤워헤드(22)(또한 디퓨저 또는 가스 분배판으로 지칭됨)을 포함하며 가스 유입 매니폴드 상부 벽을 통하여 가스가 가스 유입 매니폴드로 유입되고 샤워헤드를 통하여 가스가 가스 유입 매니폴드로부터 플라즈마 챔버의 내부로 유동한다. 가스 유입 매니폴드는 가스 유입 매니폴드 측벽을 더 포함하고, 가스 유입 매니폴드 측벽은 또한 가스 밀봉 측벽으로서 지칭되며, 가스 유입 매니폴드 측벽은 상부 벽(18)과 샤워헤드(22) 사이에 가 스 밀봉을 제공한다. 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 측벽 및 샤워헤드는 집합되어 가스 유입 매니폴드의 내부 영역 또는 플레넘(26)으로서 지칭되는 용적부를 둘러싼다.
도시안된 외부 가스 소스는 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18)에 있는 하나 이상의 가스 유입 오리피스(28)로 공정 가스를 공급하며, 가스 유입 오리피스를 통하여 공정 가스가 가스 유입 매니폴드의 플레넘(26)으로 유동한다. 그리고나서 공정 가스는 샤워헤드(22)에 있는 하나 이상의, 통상적으로 수백 또는 수천개의, 가스 유입 오리피스(30)를 통하여 플레넘으로부터 챔버의 내부로 유동한다.
도 1 내지 도 5의 실시예에서, 가스 유입 매니폴드의 가스 밀봉 측벽은 주로 챔버 리드(16)의 내벽을 덮는 유전체 라이너(24)로 이루어진다. 도 6의 다른 실시예에서, 가스 유입 매니폴드 측벽은 주로 후술되는 행거(70)로 이루어진다. 도 12 내지 도 14 및 도 17 내지 도 20의 다양한 실시예에서, 가요성 시트(88)가 가스 유입 매니폴드의 가스 밀봉 측벽으로서 기능한다.
가스 유입 매니폴드의 측벽에는 충분한 기밀 밀봉(gas-tight seal), 즉 가스 누출에 대한 충분한 임피던스(impedance)가 제공되어 가스 유입 오리피스(28)를 통하여 플레넘으로 유동하는 모든 가스가 가스 유입 매니폴드 측벽에 있는 갭을 통하여 누출되지 않고 샤워헤드 가스 유출 오리피스(30)를 통하여 유동함으로써 진공 챔버의 내부로 유입된다. 수용가능한 누출 양은 가공물 상에서 수행되는 프로세스에 종속되지만, 모든 프로세스에서 누출은 10퍼센트보다 작아야한다. 즉, 가스 유입 오리피스(28)를 통하여 플레넘으로 유입되는 가스의 10퍼센트(10분의 1) 보다 작게 가스 유입 매니폴드 측벽을 통하여 누출되어, 적어도 가스의 90페센트가 가스 유출 오리피스(30)를 통하여 진공 챔버로 분배되어야 한다. 최악의 상태에서, 플레넘으로 유입되는 가스의 40퍼센트 이하가 가스 유입 매니폴드 측벽을 통하여 누출되어야 한다.
도시안된 종래의 진공 펌프는 챔버내에서 진공의 목표 레벨을 유지하고 고리형 배기 슬릿(32)을 통하여 챔버로부터 공정 가스 및 반응 제품을 배기하고나서 고리형 배기 플레넘(33)으로 유입되어 배기 채널을 통하여 도시되지 않은 펌프로 유입된다.
도시된 바람직한 실시예에서, 샤워헤드(22)는 3cm 두께의 알루미늄 판이다. 높은 열 임피던스, 샤워헤드가 충분히 두꺼워서 진공이 챔버내에 발생될 때 대기 압력 하에서 심하게 변형되지 않는다.
열 화학 증착(열 CVD) 프로세스와 같은, 챔버에서 수행되는, 소정의 타입의 가공물 제조 프로세스는 플라즈마 없이 수행된다. 플라즈마 강화 화학 증착(PECVD) 또는 플라즈마 에칭 프로세스와 같은, 다른 다수의 플라즈마는 플라즈마가 필요하다. 플라즈마 프로세스에서 이용하기 위한 진공 챔버는 플라즈마 챔버를 지칭한다.
하나의 타입의 플라즈마 챔버에서, 플라즈마는 챔버내에서 전극으로 연결되는 무선 주파수(RF) 전력원에 의해 전력을 플라즈마로 전기 용량적으로 결합함으로써 챔버내에서 발생 또는 유지된다. 이러한 플라즈마 챔버에서, 샤워헤드는 일반적으로 전기적으로 접지된 챔버 벽에 연결되거나, 챔버 벽으로부터 전기적으로 절 연되고 무선 전력원의 접지되지 않은 (RF 핫(hot)) 출력부로 전기적으로 연결됨으로써 전극들 중 하나로서 작용한다. 결론적으로, 높은 레벨의 무선 주파수 전력, 통상적으로 킬로와트 정도의 전력을 전도하도록 충분한 전기 전도도 및 신뢰도의 샤워헤드로 전기 접촉을 제공하는 것이 중요하다.
샤워헤드내의 가스 유출 오리피스(30)는 플라즈마 다크 공간(plasma dark space)의 폭 보다 작은 직경을 가져서 플라즈마 챔버 내의 플라즈마가 플레넘(26), 즉 샤워헤드(22)와 상부벽 또는 가스 유입 매니폴드의 상부벽(18) 사이의 가스 유입 매니폴드의 내부 영역으로 유입되는 것을 방지한다. 다크 공간의 폭, 및 따라서 가스 유출 오리피스의 최적 직경은 챔버 압력 및 챔버에서 수행되도록 하는 특정 반도체 제조 프로세스의 다른 변수에 종속된다. 이와 달리, 분리하기가 특별히 어려운 반응물 가스를 이용하여 플라즈마 프로세스를 수행하기 위해, 창(Chang) 등의 상술된 미국 특허 제 5,854,263호에 설명된 바와 같은 좁은 입구 및 더 넓은, 플레어형 출구를 갖는 오리피스를 적용하는 것이 바람직하다.
높은 열 임피던스, 가스 유입 매니폴드는, 또한 가스 유입 오리피스(28)의 직경 보다 약간 더 큰 직경을 가지고 도시되지 않은 포스트에 의해 오리피스 아래 매달리는 원형 디스크(34)로 이루어지는 가스 유입 디플렉터(gas inlet deflector)를 포함한다. 디플렉터는 가스가 가스 유입 오리피스(28)로부터 샤워헤드의 중앙에 있는 바로 인접한 가스 유출 오리피스(30)로 직선 경로로 유동하는 것을 차단하여, 샤워헤드의 중앙 및 주변을 통과하는 각각의 가스 유량을 동일하게 한다.
가스 유입 매니폴드 상부 벽 및 샤워헤드가 RF 핫이 되는 분야에서, 유전체 라이너(24, 35)가 RF 핫 부품 및 전기적으로 접지된 챔버 리드(16) 사이에 장착된다. 가공물 지지부(12)와 샤워헤드 사이의 챔버의 영역에 플라즈마가 집중되도록, 샤워 헤드 또는 가공물 지지부 근처에 있는 챔버의 다른 금속면이 유전체 라이너로 덮혀야 한다. 예를 들면, 도 1은 챔버 리드(16)의 하부를 덮는 유전체 라이너(36) 및 챔버 측벽(14)을 덮는 유전체 라이너(38)를 보여준다.
커버(39)는 일반적으로 챔버 리드(16)의 상부에 부착되어 사람이 RF 핫 상부 벽(18) 또는 샤워헤드와 순간적으로 접촉하는 것을 방지한다. 커버(39)가 본 명세서에서 논의되는 다른 챔버 부품의 기능에 중요하지 않기 때문에 커버는 추가로 논의되지 않다.
챔버 부품은 챔버에서 수행되는 반도체 제조 프로세스를 오염시키지 않고 프로세스 가스에 의한 부식에 내성을 가지는 재료로 이루어져야 한다. 알루미늄은 후술되는 오링 및 유전체 스페이서 및 라이너를 제외한 모든 부품용으로 본 발명가가 생각하는 바람직한 재료이다.
종래의 플라즈마 CVD 및 에칭 챔버의 설계 및 작동은 본 발명의 명세서에서 전체적으로 그 내용이 참조용으로서 포함된 통상적으로 양도된 아래의 미국 특허들에서 설명되어 있다. 상기 미국 특허들은 화이트(White) 등에게 1998년 12월 1일에 허여된 미국 특허 제 5,844,205호 및 창 등에게 1989년 8월 8일에 허여된 미국 특허 제 4,854,263호이다.
2. 샤워헤드용 슬라이딩 지지부
"발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술" 부분에서 설명된 바와 같 이, 챔버에서 발생되는 프로세스로부터의 열은 샤워헤드(22)를 열 팽창시킨다. 샤워헤드가 챔버 벽(18)에 강성으로 그리고 가요적으로 장착된 경우, 이러한 열 팽창은 샤워헤드를 부풀게 하여 샤워헤드의 전방면 또는 하부면(23)이 변형, 즉 하부면의 평탄도 및 곡률이 변형되거나 뒤틀리게 한다.
도 1 내지 도 3은 이러한 문제점에 대한 하나의 해결책을 제시하며, 이 해결책은 샤워헤드 림이 선반의 상부면을 가로질러 자유롭게 슬라이드되도록 하여 샤워헤드 지지 선반 상에 샤워헤드의 둘레 림(52)을 배치함으로써 샤워헤드를 샤워헤드 지지 선반(54) 상에 지지하는 것이다. 결론적으로, 샤워헤드가 온도 변화에 반응하여 반지름방향으로 팽창 및 수축할 때, 샤워헤드 림은 선반을 가로질러 각각 외측 및 내측으로 슬라이드된다. 이와 같이 자유로운 슬라이드에 의해 반지름방향 열 팽창 및 수축에 반응하여 샤워헤드 상의 응력이 거의 제거된다.
선반(54)은 샤워헤드의 중량을 지지할 수 있는 진공 챔버의 소정의 부분에 부착될 수 있다. 높은 열 임피던스, 선반은 챔버 벽(18)에 직접 또는 간접적으로 부착된다. 도시된 바람직한 실시예에서, 선반은 리드(16)의 내부면을 덮는 유전체 라이너(24)의 내측으로 돌출되는 신장부이다.
본 출원이 우선권을 주장하는 미국 특허 제 6,477,980호에 설명된 바와 같이, 샤워헤드(22)의 주변으로부터 샤워헤드가 직접 또는 간접적으로 장착되는 진공 챔버의 소정의 냉각 부품(챔버 리드(16) 및 챔버 측벽(14)과 같은)으로의 열 전달을 최소화하는 것이 바람직하다. 특히, 진공 챔버 내에서 샤워헤드를 장착하여 지지하는 구조물은 샤워헤드와 상기 냉각 챔버 부품 사이에 높은 열 임피던스(high thermal impedance)를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 열 전달을 최소화하는 것은 다음과 같은 적어도 두 가지 이유에 대해 유용한데, 첫 번째, 가공물로부터 샤워헤드로의 열 손실을 최소화하기위해 샤워헤드의 온도를 최대화는데, 그리고 두 번째, 샤워헤드의 주변이 샤워헤드의 중앙 보다 더 빨리 열 손실되는 정도를 최소화함으로써 샤워헤드의 하부면의 온도의 공간적 균일성을 최대화하는데, 유용하다.
본 발명에 이러한 원리를 적용함으로써, 지지 선반 및 챔버의 소정의 대형, 냉각 부품(챔버 리드(16) 및 챔버 측벽(14)과 같은) 사이의 소정의 부품 또는 지지 선반(54)은 샤워헤드와 상기 냉각 부품 사이에 높은 열 임피던스를 삽입하는 것이 바람직하다. 도 3의 도시된 실시예에서, 이는 낮은 열 전도도를 가지는 유전체 재료의 일체형 지지 선반(54) 및 유전체 라이너(24)를 제조하여, 유전체 라이너 및 지지 선반은 샤워헤드와 챔버 리드(16) 사이에 높은 열 임피던스를 삽입한다.
전술한 섹션 1에서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 공정 가스가 가스 유입 매니폴드를 통하여 챔버로 분배된다. 가스 유입 매니폴드는 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18), 샤워헤드(22)(또는 디퓨저 또는 가스 분배판으로 지칭됨), 및 상부 벽(18) 및 샤워헤드 사이로 연장하는 가스 밀봉 측벽을 포함하여 가스 유입 매니폴드 측벽, 상부 벽 및 샤워헤드가 집합되어 플레넘(26) 또는 가스 유입 매니폴드의 내부 영역으로서 지칭되는 용적부(volume)를 둘러싼다. 도 1 내지 도 5의 실시예에서, 가스 유입 매니폴드 측벽은 주로 유전체 라이너(24), 지지 선반(54), 및 샤워헤드 림(52)으로 이루어진다.
또한 전술한 섹션 1에서 설명된 바와 같이, 가스 유입 매니폴드의 가스 밀 봉 측벽은 충분한 기밀 밀봉이 제공되어 가스 유입 오리피스(28)를 통하여 플레넘으로 유동하는 대부분의 가스가 가스 유입 매니폴드의 측벽에 있는 갭을 통하여 누출되지 않고 샤워헤드 가스 유출 오리피스(30)를 통하여 유동함으로써 진공 챔버의 내부로 유입된다. 결론적으로, 샤워헤드 림(52) 및 샤워헤드 지지 선반(54)은 플레넘으로부터 공정 가스의 많은 부분이 누출될 수 있는, 소정의 하나의 부품 내에 또는 인접한 부품들 사이에 과도하게 큰 갭을 가지지 않아야 한다. 바람직하게는, 가스 유입 오리피스(28)를 통하여 플레넘으로 유동되는 가스의 10퍼센트(10분의 일) 보다 적게 가스 유입 매니폴드 측벽을 통하여 누출되어, 적어도 가스의 90 퍼센트가 가스 유출 오리피스(30)를 통하여 진공 챔버로 분배되어야 한다. 따라서, 상술된 갭의 총 단면적("측벽 갭 면적")은 샤워헤드의 유출 오리피스의 가장 좁은 부분의 단면적 총합("샤워헤드 오리피스 면적")의 10퍼센트(10분의 1) 보다 작아야 한다. 최악의 상태에서, 측벽 갭 면적은 샤워헤드 오리피스 면적의 40퍼센트 보다 작아야 한다.
림 및 선반 둘다 하나의 연속 피스(one continuous piece)로서 제조될 수 있거나 충분한 기밀 밀봉부를 형성하도록 밀접하게 접할 수 있는 다중 피스(multiple piece)로서 제조될 수 있다. 예를 들면, 도 3은 연속 피스인 샤워헤드 림(52)을 도시하며 지지 선반(54)이 돌출하는 유전체 라이너(24)는 직사각형 챔버 리드(16)의 4개의 내부면을 각각 덮는 4개의 개별 피스를 갖는다. 샤워헤드 림(52)은 샤워헤드의 일체형 부품으로서 기계가공될 수 있거나, 둘레 근방에서 샤워헤드에 부착되는 개방 중앙부를 구비하는 직사각형 프레임일 수 있다.
도 4는 이러한 설계가 직사각형이 아니고 원통형인 샤워헤드(22)에 적용되는 방법이 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, 샤워헤드 림(52), 샤워헤드 지지 선반(54), 유전체 라이너(24)는 모두 원통형이고 샤워헤드(22)와 동심이다.
샤워헤드(22)로 확실하고, 높은 전도도의 RF 전기 연결부를 제공하도록, 도 2에 도시된 바와 같이, RF 전기 케이블(56)(상부 케이블로 지칭됨)이 가스 유입 매니폴드의 상부 벽(18)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제 2 RF 케이블(57)(하부 케이블로서 지칭됨)은 상부 벽(18)과 샤워헤드 사이에 직접 연결될 수 있다.
샤워헤드 림(52)과 샤워헤드 지지 선반(54) 사이의 슬라이딩 접촉에서의 마찰은 접촉면을 마모시켜 입자를 발생시킬 수 있다. 챔버 리드(16)의 하부면을 덮는 유전체 라이너(36)는 입자가 공작물(10)로 떨어지지 않도록 대부분 또는 모든 입자를 잡아내도록 선반(54) 아래로 적어도 부분적으로 연장하는 것이 바람직하다. 선택적으로, 샤워헤드는 유전체 라이너(36)에 의해 놓칠 수 있는 입자를 잡아내도록 제 1 림(52) 아래 위치하는 제 2 주변 림 또는 골(trough)(58)을 포함할 수 있다.
샤워헤드 림(52)의 하부면과 샤워헤드 지지 선반(54)의 상부면 사이의 마찰 및 마모를 감소시키도록, 부드러운 저 마찰 글라이드 또는 베어링(61)이 샤워헤드 립의 하부면과 샤워헤드 지지 선반의 상부면 중 어느 하나 또는 둘다에 부착될 수 있다. 예를 들면, 글라이드는 상기 표면들 중 하나에 매립된 하나 이상의 볼 또는 로드일 수 있다. 선택적으로, 글라이드가 소켓 내에서 자유롭게 롤링하도록 샤워헤드 립의 하부면과 샤워헤드 지지 선반의 상부면 내의 소켓에 조립될 수 있다.
도 5는 도 2의 설계의 다른 실시예를 보여주는데, 여기서 샤워헤드 지지 선반(54)의 내부 단부가 상방 연장 립(62)을 가져 선반과 샤워헤드 림(52) 사이의 마모에 의해 발생되는 입자가 선반에 의해 걸러져 입자가 가공 제품 상으로 떨어지지 않도록 한다. 선반의 립(62)을 위한 간격(clearance)을 제공하도록, 샤워헤드 림(52)의 외측 단부는 선반 립(62)의 높이 보다 적어도 약간 더 큰 양 만큼 하방으로 연장하는 둘레 립(64)을 가져서, 샤워헤드 립(64)의 하단부가 샤워헤드 림(52)과 지지 선반(54) 상의 유일한 접촉 점이 되도록 하여야 한다. 샤워헤드 립(64)은 지지 선반 립(62)의 외측 반지름 방향으로 향하는 지지 선반(52)의 상향 표면에 놓여야 한다. 바람직하게는, 상술된 것으로서 글라이드(61)가 샤워헤드 립(64)의 하부면에 부착된다.
샤워헤드가 외측으로 슬라이드할 때, 샤워헤드의 측부가 지지 선반의 상승된 립(62)과 부딪쳐서 입자가 발생되는 것을 방지하도록, 샤워헤드 림(52)이 지지 선반의 반지름방향 폭 보다 더 큰 반지름방향 폭을 가지는 것이 바람직하다. 더욱 상세하게는, 샤워헤드 림의 립(64)은 샤워헤드 립(64)이 따라서 슬라이드되는 지지 선반 상부면의 반지름방향 폭 보다 더 큰 양 만큼 샤워헤드의 측부의 반지름 방향 외측으로 이격되어야 한다.
3. 샤워헤드 지지 선반을 상부벽에 매다는 행거
도 6은 샤워헤드 지지 선반(54)이 유전체 라이너(24)에 부착되지 않는 것을 제외하고, 도 5의 실시예와 동일하다. 대신, 샤워헤드 지지 선반(54)은 행거(70)에 의해 가스 유입 매니폴드의 상부 벽(18)에 매달린다. 도 6의 실시예는 샤워헤 드 림(52)이 배치되는 지지 선반(54)의 표면을 가로질러 슬라이드되도록 함으로써 도 1 내지 도 5의 실시예와 동일한 방식으로 샤워헤드의 반지름방향 열 팽창을 수용한다. 후술되는 차이점을 제외하고, 도 1 내지 도 5의 실시예와 관련하여 논의되는 변화 및 설계 고려 모두 도 6의 실시예에 적용된다.
상부 벽(18), 행거(70), 지지 선반(54), 글라이드(61), 및 샤워헤드 림(52)이 모두 알루미늄 또는 다른 금속과 같은 전기 전도성 재료로 구성된 경우, 이러한 부품들은 상부 벽(18)을 샤워헤드(22)로 전기적으로 연결하여 상부 벽으로부터 샤워헤드로 RF 전력을 확실하게 전도한다. 지지 선반 상에 배치되는 샤워헤드의 중량은 샤워헤드 림 및 지지 선반 사이의 접촉 영역에서의 확실하고, 높은 전도도의 전기 연결을 달성하도록 한다. 따라서, 도 2 실시예에서와 같이 상부 벽과 샤워헤드 사이의 개별 전기 케이블과 접촉하는 것이 필요하지 않을 수 있다.
본 출원에서 우선권으로 주장하는 미국 특허 6,477,980호에서 설명된 가요성 서스펜션과 달리, 샤워헤드가 지지 선반에 걸쳐 자유롭게 슬라이드되기 때문에, 행거(70)가 가요적일 필요가 없다. 행거(70)는 하나의 단일 피스로서 상부 벽(18)과 함께 제조될 수 있거나 상부 벽(18)에 볼트결합되거나 다른 방식으로 부착되는 개별 피스일 수 있다.
전술한 섹션 2에서 설명된 바와 같이, 가스 유입 매니폴드는 충분한 기밀 밀봉을 제공하여, 공정 가스의 많은 부분이 플레넘(26)으로부터 누출되는 것을 방지한다. 상술된 바와 같이, 과도한 누출 양은 가공물에서 수행되는 프로세스에 종속되지만, 거의 모든 분야에서 누출 양은 샤워헤드 가스 유출 오리피스(30)를 통과하 는 가스 유동의 40% 보다 작아야 하며 바람직하게는 10% 보다 작아야 한다. 행거(70)가 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18)에 샤워헤드 지지 선반을 부착하는, 도 6의 실시예에서, 행거(70)는 샤워헤드 지지 선반(54)과 샤워헤드 림(52)과 협력하여, 가스 유입 매니폴드의 측벽으로서 기능한다. 따라서, 각각의 부품은 소정의 하나의 부품 또는 인접한 부품들 사이를 통과하여 공정 가스의 상술된 부분이 플레넘으로부터 누출될 수 있는, 상당한 갭을 갖지 않는 것이 바람직하다. 이러한 부품들 중 일부는 하나의 연속 피스로서 제조될 수 있으며 이외에 중분한 기밀을 형성하도록 밀접하게 접하는 다중 피스로서 제조될 수 있다. 두 개의 제조 예에 대한 접근은 상술된 섹션 2에서 제공되었다.
도 1 내지 도 5의 논의에서 설명된 바와 같이, 진공 챔버내에 샤워헤드를 장착 및 지지하는 구조물은 샤워헤드와 이러한 냉각 챔버 부품들 사이에 높은 열 임피던스를 삽입하여야 한다. 행거(70)를 가지는 도 5의 실시예에서, 이는 행거가 샤워헤드와 상부 벽(18) 사이에 삽입되는 열 임피던스를 최대화함으로써 달성될 수 있다. 이러한 열 임피던스는 행거를 매우 얇게 하거나 스레인레스 강과 같은 낮은 열 전도도를 가지는 재료의 행거를 제조함으로써 최대가 될 수 있는데, 상기 스테인레스 강은 플라즈마 챔버 내부에 이용하기에 적절한 모든 다른 전기 전도체 보다 더 낮은 열 전도도를 가진다. 우리의 바람직한 실시예는 앞의 접근, 즉 원하는 낮은 열 전도도를 가지도록 행거를 충분히 얇게 만드는 방법을 적용한다. 우리는 3 mm 이하, 바람직하게는 1 mm 이하의 두께를 가지는, 알루미늄 시트의 행거(70)를 제조할 것을 추천한다.
4. 슬롯 내에서 슬라이딩하는 핀을 구비한 행거
도 7 내지 도 9는 샤워헤드(22)가 서스펜션에 의해 가스 유입 매니폴드의 상부 벽(18)에 매달리는 실시예를 보여주며, 상기 서스펜션은 슬롯(82)내에서 슬라이드하는 핀(81)에 의해 샤워헤드 및 상부벽(18)에 부착되는 다수의 행거를 포함하여 행거가 반지름 방향으로 샤워헤드의 열 팽창을 수용하도록 반지름방향으로 슬라이드되도록 한다.
샤워헤드(22)의 상부면은 도 7에 도시된 바와 같이, 샤워헤드의 둘레 근방을 따라 분포되는 위치에서 다수의 슬롯(82)을 갖는다. 가장 긴(길이) 각각의 슬롯이 샤워헤드의 종방향 축선(55)에 대해 반지름 방향으로 연장한다(도 1 및 도 7 참조). 슬롯이 샤워헤드의 몸체에 형성될 수 있지만, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 샤워헤드의 외측으로 연장하는 림(78)에 슬롯을 제조하는 것이 더 용이하다.
도시된 직사각형 샤워헤드에서, 샤워헤드는 샤워헤드의 상부면의 4개의 코너 각각에 인접한 하나의 슬롯 및 각각의 4개의 코너 사이 중간에 있는 하나의 슬롯을 가진다. 이와 달리, 샤워헤드는 오직 코너에 인접한 4개의 슬롯, 또는 오직 코너 사이의 중간에 위치하는 4개의 슬롯, 또는 오직 샤워헤드의 상부면의 대향 측부에 있는 두 개의 슬롯, 또는 오직 3개의 둘레를 따라 분포되는 슬롯과 같이 더 많거나 더 적은 수의 슬롯을 포함할 수 있다.
샤워헤드에 있는 각각의 슬롯(82)에 대해, 대응하는 행거(80)에는 슬롯을 통하여 연장하는 핀(81)이 제공된다. 핀(81)의 바닥 단부로부터 측방향으로 연장하는 쇼울더(83)는 슬롯의 측방향 폭, 즉 샤워헤드의 방위 또는 주변에 평행한 슬롯 의 치수 보다 더 넓다. 결론적으로, 쇼울더(83)는 도 9에 도시된 바와 같이, 슬롯을 측방향으로 제한하는 샤워헤드의 하부(85)와 결합되어 지지한다(우리는 슬롯 측 벽(85)으로서 슬롯을 측방향으로 제한하는 샤워헤드의 부분을 지칭한다).
각각의 핀(81) 및 각각의 핀의 쇼울더(83)는 원형 또는 직사각형상의 단면과 같이, 소정의 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 각각의 핀은 나사 형상 볼트로서 실시될 수 있으며 각각의 핀의 쇼울더는 볼트의 헤드일 수 있다.
상술된 바와 같이 샤워헤드와 직접 결합되어 지지하는 행거(80)는 행거의 제 1 또는 최하 "층"으로서 지칭된다. 하나의 가능한 실시예에서, 서스펜션은 오직 하나의 행거 층을 포함하며, 이 경우 각각의 행거는 샤워헤드(22)와 상부 벽(18) 사이로 연장하도록 충분히 길어야 한다.
더욱 바람직하게는, 서스펜션은 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 다중 층의 행거(80)를 포함하여, 층의 개수가 정수 N인 경우, 각각의 행거의 높이는 개략적으로 N으로 나누어진 샤워헤드 와 상부 벽 사이의 거리이다. 도시된 실시예에서, 샤워헤드와 상부 벽 사이에 두 개의 층, 즉 N=2,이 있다.
각각의 행거(80)의 상부면은 샤워헤드의 대응하는 슬롯과 동일한 방위를 가지는 슬롯(82)을 가진다. 특히, 각각의 행거의 슬롯은 샤워헤드의 반경에 평행하게 지향되는, 즉 샤워헤드의 종방향 축선(55)(도 1)에 수직한, 가장 긴 치수를 가진다. 슬롯의 바로 아래 연속해서, 각각의 행거는 또한 슬롯을 통과하여 연장하는 핀(81)의 쇼울더(83) 보다 더 넓어, 핀이 슬롯내에서 슬라이드하는 동안 쇼울더(83)가 통과하여 슬라이드될 수 있는 캐비티가 제공된다.
가스 유입 매니폴드 상부 벽(18)의 하부면은 최상 층에 있는 다수의 행거(80)에 대응하는 다수의 하방 돌출 핀(81)을 포함한다. 핀(81)은 상부 벽의 둘레 근방을 따라 분포되는 위치에 위치한다. 각각의 행거의 하부면은 또한 하방으로 돌출되는 핀(81)을 갖는다. 상부 벽의 각각의 핀(81) 및 행거의 각각의 핀(81)은 상술된 바와 같이 쇼울더(83)를 갖는다.
상부 벽(18)의 각각의 핀은 대응하는 행거(80)의 슬롯(82)을 관통한다. 우리는 샤워헤드의 각각의 슬롯의 측벽(85)과 같이 측벽(85)을 가지는 각각의 행거의 슬롯을 참조한다. 즉, 우리는 슬롯 측벽(85)으로서, 슬롯(82)을 측방향으로 제한하여 그루브(84) 위에 수직으로 걸리는 행거의 부분을 참조한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 핀의 쇼울더가 슬롯의 횡방향 폭 보다 더 넓기 때문에, 각각의 행거의 슬롯 측벽(85)은 슬롯을 통과하는 핀(81)의 쇼울더(83)에 놓인다. 결론적으로, 핀 및 쇼울더는 슬롯의 측벽(85)을 지지하며, 슬롯은 일 부분이 되는 행거의 지지부를 차례로 지지한다.
또한, 하나 이상의 행거 층이 있는 경우, 각각의 이러한 행거는 바로 아래 행거의 슬롯을 통과하는 핀을 가지기 때문에, 최하 층 위의 하나 이상의 층에 있는 각각의 행거는 아래의 행거를 지지하며, 각각의 핀은 바로 아래의 행거의 대응 슬롯(82)의 횡바향 폭 보다 더 넓은 쇼울더(83)를 갖는다.
결론적으로, 최하 층의 행거의 핀 및 쇼울더는 샤워헤드의 전체 중량을 지지한다. 상부 벽의 쇼울더 및 핀 모두 행거의 최상 층의 중량을 지지한다. 최하 층이 아닌 층의 각각의 층의 쇼울더 및 핀은 모두 바로 아래의 다음 행거 층의 중량 을 지지한다.
핀 및 슬롯은 각각의 행거가 샤워헤드 아래 및 가스 유입 매니폴드 상부 벽 위에 대해 반지름 방향으로 슬라이드되기 때문에, 샤워헤드는 온도 변화에 반응하여 자유롭게 팽창 및 접촉할 수 있다.
도 10에는, 샤워헤드 림(78) 및 샤워 헤드 림이 놓이는 핀의 쇼울더 사이의 마모에 의해 발생된 입자를 걸러내는 것이 바람직한 경우, 림은 (1) 슬롯(82) 아래 그루브(84), 및 그루브 아래 솔리드부(solid portion; 79)를 포함하도록 변형될 수 있다는 것이, 도시되어 있다.
도 11은 도 7 내지 도 10에 도시된 실시에에 대해 핀 및 슬롯이 반대로 되는 다른 실시예가 도시되어 있어, 각각의 핀(81)이 행거(81)의 슬롯(82) 또는 행거 위의 상부 벽(80)으로 상방으로 연장하고, 각각의 핀의 쇼울더(82)의 하부가 행거의 슬롯(82) 또는 행거 위의 상부 벽을 측방향으로 제한하는 슬롯 측벽(85)에 배치되어 지지된다. 그러나, 각각의 핀(81)이 슬롯(82)으로 하방으로 연장하는 실시예는 상향 그루브(84)가 슬롯의 측벽(85)과 쇼울더(83) 사이의 마모에 의해 발생된 입자를 걸러 낼 수 있어 입자가 공작물 위로 떨어지지 않기 때문에 바람직하다.
전술된 섹션 1에서 설명된 바와 같이, 하나 이상의 공정 가스는 가스 유입 매니폴드를 통하여 챔버로 분배된다. 가스 유입 매니폴드는 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18), 샤워헤드(22)(또한 디퓨저 또는 가스 분배판으로 지칭됨), 및 가스 유입 매니폴드 측벽을 포함하며, 가스 유입 매니폴드 측벽은 상부 벽(18)과 샤워헤드 사이로 연장하며, 가스 유입 매니폴드 측벽, 상부 벽 및 샤워헤드가 집합되어 가스 유입 매니폴드의 내부 영역 또는 플레넘으로서 지칭되는 용적부를 둘러싼다.
도 8 내지 도 11의 각각의 실시예에서, 각각의 행거(80)의 횡방향 폭은 행거 내의 그루브(84)의 횡방향 폭 보다 많이 클 필요는 없다(횡방향 폭은, 도 8에서 좌측으로부터 우측으로의 행거의 폭이 되는, 행거가 슬라이드되는 방향에 대해 수직한 방향으로 행거의 폭을 의미한다). 결론적으로, 행거(80)는 가스 유입 매니폴드에 대한 측부 밀봉부로서 기능하기에 충분하도록 넓을 필요는 없다. 즉, 인접한 행거들 사이에 큰 횡방향 간격이 있는 경우, 행거는 가스 유입 매니폴드를 위한 가스 밀봉 측벽을 형성하지 않는다.
상기 경우에서, 가스 유입 매니폴드용 가스 밀봉 측벽은 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18) 및 샤워헤드(22) 사이에 하나 이상의 가스 밀봉 부재(88)를 부착함으로써 형성되는 것이 바람직하다. 가스 유입 매니폴드 측벽(88)은 샤워헤드의 가스 유출 오리피스(30)와 상부 벽(18)의 가스 유입 오리피스(28) 사이로 연장한다. 가스 유입 매니폴드 측벽(88)은 반지름 방향으로 샤워헤드의 열 팽창을 수용하도록 충분히 가요적이어야 한다.
도 12는 샤워헤드(22)의 림(78)과 가스 유입 매니폴드 상부벽(18)의 주변에 부착되어 그 사이로 연장하는 하나 이상의 가요성 시트 또는 막(88)을 포함하는 가스 유입 매니폴드를 위한 하나의 적절한 가스 밀봉 측벽이 도시되어 있다. 샤워헤드의 종방향 축선(55)의 방향으로 시트 또는 막(88)의 길이 또는 높이는 상부 벽(18)과 샤워헤드 사이의 거리를 연결하기에 필요한 길이 또는 높이보다 더 길어서 시트가 샤워헤드의 열 팽창을 수용하도록 충분히 느슨하게 된다. 도시된 직사각형 샤워헤드의 경우, 가스 밀봉부(88)는 샤워헤드 및 상부 벽의 전체 주변 둘레로 연장하는 단일 시트일 수 있거나, 샤워헤드 및 상부 벽의 4개의 측부에 각각 부착되는 4개의 개별 시트를 포함할 수 있다.
도 13 및 도 14에는, 가요성 시트 또는 막(88)의 하단부가 가스 유출 오리피스(30)의 반지름 방향 외측 및 행거(80)의 반지름 방향 내측에 있는 표면을 따라 샤워헤드(22)에 부착되는 다른 실시예를 보여준다.
샤워헤드의 중량은 시트(88)가 아니라 행거(80)에 의해 전체적으로 지지된다. 따라서, 시트(88)는 무거한 샤워헤드를 지지하기 위해 충분히 강할 것이 아닌 유입 매니폴드로 공급되는 가스와 챔버 진공 사이의 압력차를 견딜 수 있도록 충분히 강해야 할 것만이 요구된다. 따라서, 시트는 매우 가요적이되기에 충분히 얇은 재료로 이루어질 수 있다.
도 15는 다른 실시예를 보여주는데, 여기서, 행거(80)는 추가의 가요성 밀봉부(88)에 대한 필요를 제거하는, 가스 유입 매니폴드의 가스 밀봉 측벽으로서 기능하다. 이는 인접한 행거의 단부가 플레넘(26)에 있는 공정 가스의 과도한 양이 샤워헤드의 가스 유출 오리피스(30)를 통과하여 유동하지 않고 행거들 사이의 갭을 통하여 누출되는 것을 방지하도록 서로에 대해 충분히 근접되도록, 각각의 행거(80)가 충분히 큰 횡방향 폭을 가질 것을 요구한다.
섹션 1에서 설명한 바와 같이, 수용가능한 누출 양은 가공 제품에 수행되는 프로세스에 종속되지만, 대부분의 프로세스에서 누출은 10 퍼센트 보다 작다. 즉, 가스 유입 오리피스(28)를 통과하여 플레넘(26)으로 유입되는 가스의 10 퍼센트(10 분의 일) 보다 작게 가스 유입 매니폴드 측벽을 통하여 누출되도록 하여, 가스의 적어도 90 퍼센트가 가스 유출 오리피스(30)를 통하여 진공 챔버로 분배된다. 최악의 상태에서, 플레넘으로 유입되는 가스의 40 퍼센트 보다 크지 않게 가스 유입 매니폴드 측벽을 통하여 누출되어야 한다.
바람직하게는, 따라서, 행거의 횡방향 폭이 충분히 크며, 행거들 사이의 갭이 충분히 작아서, 행거들 사이의 갭의 총 단면적("측벽 갭 면적")이 샤워헤드의 유출 오리피스의 가장 좁은 부분의 단면적 총합("샤워헤드 오리피스 면적") 보다 작아야 한다. 최악의 상태에서, 측벽 갭 면적이 샤워헤드 오리피스 면적의 40 퍼센트 보다 작아야 한다.
행거의 인접한 단부가 인접한 행거들 사이의 갭을 연결하는 가요성 밀봉부 또는 벨로우즈(도시안됨)에 부착되는 경우, 인접한 행거들의 측방향 단부들 사이의 갭을 통한 가스 누출이 추가로 감소될 수 있다.
도 16에서 행거(80)는 모든 쌍의 인접한 행거의 측방향 신장부가 중복되도록 충분히 넓은 측방향 신장부(89)를 포함한다. 각 쌍의 중복 연장부는 연장부들 사이의 갭이 플레넘으로부터 가스의 누출을 방해하도록 서로 충분히 인접하게 이격되어, 플레넘으로 유입되는 가스의 10% 이하(10분의 1)가 바람직하지만, 적어도 40% 이상(5분의 2)이 샤워헤드의 가스 유출 오리피스(30)를 통하여 유동하지 않고 상기 전체의 갭들을 통하여 누출되는 것을 방지한다. 이와 달리, 행거들 사이의 총 단면적은 샤워헤드의 유출 오리피스의 가장 좁은 부분의 단면적 총합의 40%(5분의 2) 보다 작으며 바람직하게는 10%(10분의 1) 보다 작아야 한다.
5. 와이어 서스펜션
도 17 및 도 18은 3개 이상의 가요성 와이어(86)에 의해 샤워헤드(22)가 매달리는 일 실시예를 보여준다. 각각의 와이어의 상단부는 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18)의 둘레 근방의 지점에 부착되고, 각각의 와이어의 하단부는 샤워헤드의 둘레 근방의 지점에 부착된다. 상부 접합점은 상부 벽(18) 상에 둘레를 따라 분포되고, 하부 접착점은 샤워헤드에 둘레를 따라 분포된다.
도시된 바람직한 실시예에서, 샤워헤드 및 가스 유입 매니폴드 상부 벽(18)은 직사각형이며, 와이어의 개수는 4개이며, 와이어의 접착점은 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 샤워헤드의 4개의 코너 근처에 있다. (4개의 와이어 및 이들의 접착점을 더욱 명확하게 도시하기 위해, 도 17 및 도 18은 후술되는 4개의 와이어, 샤워헤드, 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 및 가스 밀봉부(88)가 아닌 모든 부품을 생략한다.)
와이어가 가요적이기 때문에, 샤워헤드는 응력 없이 온도 변화에 반응하여 자유롭게 팽창 및 수축한다.
바람직하게는, 와이어는 전기 전도 금속으로 구성되어, 와이어는 가스 유입 매니폴드 상부 벽으로부터 샤워헤드로 RF 전력을 전도하도록 기능할 수 있다.
와이어의 직경이 샤워헤드의 횡방향 폭의 작은 부분이기 때문에, 와이어는 가스 유입 매니폴드의 플레넘 또는 내부 영역(26)을 둘러싸도록 측벽으로서 기능할 수 없다. 결론적으로, 개별 가스 밀봉부(88)는 가스 유입 매니폴드의 측부를 둘러 싸기 위해 제공되어야 한다. 가스 밀봉부는 샤워헤드의 열 팽창을 수용하도록 충 분히 가요적이어야 한다.
상술된(도 12 내지 도 14) 섹션 4에서 설명된 가스 밀봉부(88)에 대한 소정의 설계는 와이어 서스펜션(86)과 조합되어 이용하기 위해 동일한 것이 적절하다. 도 17 및 도 18은 도 12에 도시되는 주변 밀봉부와 유사한 주변 밀봉부(88)를 보여준다. 도 19는 도 13 및 도 14에 도시된 밀봉부(88)와 유사한, 가스 유출 오리피스(30)의 반지름 방향 외측 및 와이어(86)의 반지름 방향 내측에 있는 표면을 따라 샤워헤드(22)에 부착된 다른 밀봉부(88)를 보여준다.
6. 관절식 조인트를 구비한 서스펜션 로드(Suspension Rods with Articulating Joints)
도 20은 샤워헤드가 와이어 대신 로드(90)에 의해 매달리는 것을 제외하고, 도 19의 실시예와 유사한 실시예를 보여준다. 각각의 로드의 하단부 및 상단부는 각각 관절식 조인트(91)에 의해 가스 유입 매니폴드 상부 벽 및 샤워헤드에 각각 부착된다. 관절식 조인트는 가요적이 되도록 하는 로드에 대한 어떠한 요구도 제거하여, 로드가 두껍거나 강성을 가질 수 있다.
관절식 조인트는 종래의 볼 및 소켓 조인트와 같이, 로드가 조인트에서 피봇되도록 하는 소정의 종래 설계일 수 있다. 볼 및 소켓 조인트의 적은 비용 지출을 위해 도 20에 도시된 바와 같이, 소켓 대신 구멍 또는 슬롯 그리고 볼 대신 쇼울더 스크류의 헤드를 이용할 수 있다. 슬롯은 횡방향 또는 반지름 방향으로 신장될 수 있어, 로드가 피봇팅에 부가하여 횡방향 또는 반지름 방향으로 슬라이드되는 것을 허용한다.
시트(88)는 제목이 "와이어 서스펜션"인, 상술된 섹션 5에 설명된 바와 같이 가스 유입 매니폴드의 측부를 위한 가스 밀봉부가 제공되어야 한다.
7. 고열 팽창 상수를 가진 지지부에 대한 강성 장착
도 21 및 도 22는 샤워헤드가 반지름 방향으로 열 팽창 및 수축을 겪을 때 샤워헤드상의 응력을 감소시키는, 소정의 가요성 또는 슬라이딩 부품을 요구하지 않고, 샤워헤드가 강성으로 조립되도록 하는 다른 설계를 보여준다. 이러한 설계에 대한 유일한 요소는 샤워헤드(22)의 재료 보다 더 높은 열 팽창 계수를 가지는 재료로 이루어지는 샤워헤드 지지 부재(100)이다. 샤워헤드는 고열 팽창 계수 지지 부재(100)에 강성으로 매달린다. 서스펜션은 하나 이상의 스페이서(102)를 포함하며 각각의 스페이서는 지지 부재(100)의 둘레 근방에 부착되는 상단부 및 샤워헤드(22)의 둘레 근방에 부착되는 하단부를 가진다.
샤워헤드 지지 부재(100), 스페이서(102), 및 샤워헤드(22)가 집합되어 공정 가스가 샤워헤드 가스 유출 오리피스(30)를 통하여 진공 챔버의 내부로 분배되기 전에 공정 가스가 유동하는 용적부 또는 플레넘(101)을 둘러싼다. 이러한 부품은 플레넘 주위의 실질적인 기밀 밀봉을 제공하여 무시가능한 양 보다 적은 가스가 샤워헤드 유출 오리피스(30)를 통과하지 않고 플레넘 내부로부터 진공 챔버의 외부로 유출된다.
샤워헤드가 원형인 경우, 스페이서(102)는 원통형인 것이 바람직하다. 도시된 바람직한 실시예에서, 샤워헤드는 직사각형이고 스페이서(102)는 개방된 중앙부를 둘러싸는 직사각형 프레임이다. 이와 달리, 다중 스페이서(102)는 샤워헤드 (22)의 둘레를 따라 분포될 수 있지만, 가스 밀봉부가 인접한 스페이서들 사이에 제공되어야 한다.
가스 도관(106)은 가스 유입 오리피스(28)에 결합되는 진공 챔버 상부 벽(18)에 부착되는 상단부를 가진다. 가스 도관(106)의 하단부는 샤워헤드 지지 부재에 있는 하나 이상의 가스 오리피스(104)에 결합되는 샤워헤드 지지 부재(100)에 부착된다. 결론적으로, 가스 도관(106)은 플레넘(101)을 통하여, 샤워헤드 지지 부재에 있는 가스 오리피스(104)를 통하여 가스 유입 오리피스(28)로부터 유동하여 샤워헤드 가스 유출 오리피스(30)를 통과하도록 공정 가스용 통로가 제공된다.
이러한 설계의 작동 원리는 다음과 같다. 플레넘(101)내에서 공정 가스를 통한 열 전도 및 대류는 샤워헤드(22) 및 샤워헤드 지지 부재(100) 사이의 열 전달 기능을 한다. 따라서, 샤워헤드 지지 부재(100)의 온도는 샤워헤드의 온도가 증가 및 감소할 때 증가 및 감소한다. 스페이서(102)는 또한 샤워헤드 및 지지 부재 사이에 열을 전달할 수 있다. 가스 및 스페이서를 통한 열 전달이 100 퍼센트 효율 보다 적기 때문에,지지 부재는 일반적으로 샤워헤드보다 온도가 낮다. 따라서, 지지 부재 및 샤워헤드가 동일한 열 팽창 계수를 가지는 경우, 지지 부재는 챔버에서 수행되는 프로세스로부터의 열에 반응하여 샤워헤드 만큼 많이 팽창 및 수축하지 않는다.
그러나, 본 발명에 따라, 지지 부재(100)의 열 팽창 계수는 최적 양 만큼 샤워헤드의 열 팽창 계수를 초과하여, 지지 부재가 샤워헤드와 개략적으로 동일한 양만큼 반지름 방향으로 팽창된다. 즉, 지지 부재(100)는 열 팽창 계수가 최적 양 만큼 샤워헤드의 열 팽창 계수를 초과하는 재료로 이루어져, 지지 부재가 더 높은 온도에 반응하여 샤워헤드의 반지름 팽창에 개략적으로 동일한 양 만큼 반지름방향으로 팽창한다. 지지 부재의 최적 열 팽창 계수는 챔버에서 수행되는 프로세스 동안 발생되는 것과 동일하게 온도 변화에 반응하여 샤워헤드와 개략적으로 동일한 양 만큼 팽창 및 수축하도록 하는 재료를 선택하고 상이한 재료의 지지 부재(100)를 제조함으로써 경험적으로 결정될 수 있다.
가스 도관(106)이 지지 부재(100)의 중앙 근처의 샤워헤드 지지 부재에 부착되기 때문에, 상기 지점에서의 지지 부재의 반지름방향 팽창은 둘레 근방의 열 팽창과 비교하여 무시가능하다. 따라서, 가스 도관은 샤워헤드 지지 부재에 강성으로 부착될 수 있다. 심사숙고된 일 실시예에서, 가스 도관은 샤워헤드 지지 부재 및 샤워헤드의 전체 중량을 지지한다. 더욱 바람직하게는, 히터 및 샤워헤드의 중량을 지지하기 위한 부가 지지부는 지지 부재(100)와 상부 벽(18) 사이의 상술된 섹션 2 내지 6에서 설명된 가요성 또는 슬라이딩 서스펜션 중 어느 하나에 부착됨으로써 제공될 수 있다. 이와 달리, 제목이 "관련 출원의 교차 참조" 하에서 본 출원 명세서의 도입부에서 기재된, 본원에서 우선권으로 청구하는 두 개의 상술된 특허 출원에서 설명된 소정의 가요성 서스펜션은 지지 부재(100) 및 상부 벽(18) 사이에 부착될 수 있다. 도 21 및 도 22에 도시된 바람직한 실시예에서, 이러한 지지부는 섹션 5에서 설명되는 도 17 내지 도 19의 실시예에서와 같이, 샤워헤드의 4개의 코너에 각각 부착되는 4개의 가요성 와이어(86)가 제공된다.
가스 도관(106), 지지 부재(100), 및 스페이서(102)는 이들이 모두 전기 전 도성 재료로 구성되는 경우, RF 전력을 챔버 상부 벽(18)으로부터 샤워헤드로 전도하도록 기능할 수 있다. 각각의 이러한 부품이 강성으로 부착될 수 있기 때문에, 상술된 각각의 부착점은 유용한 RF 전기 컨덕턴스를 제공하도록 용이하게 실시될 수 있다.
8. 샤워헤드 후방의 히터
상술된 다양한 서스펜션 설계는 전체 샤워헤드의 온도의 증가 및 감소에 반응하여 샤워헤드의 반지름방향 팽창 및 수축에 의한 응력을 방지하기 위한 것이다. 전술된 설계에 의해 충분히 설명되지 않은 부가 문제점은, 전방면이 챔버에서 주요 열원으로 향하고 있기 때문에 샤워헤드의 전방(하부) 표면이 일반적으로 샤워헤드의 후방(상부) 표면 보다 더 고온이라는 것이다. 상기 주요 열원은 (1) 통상적으로 가공물(10)를 가열하기 위한 가열기를 포함하는 가공물 지지부(12), 및 (2) 플라즈마 프로세스의 경우, 샤워헤드와 가공물 지지부 사이의 영역에서의 플라즈마이다. 대비하면, 샤워헤드의 후방면은 가스 유입 매니폴드의 상부 벽(18)과 같이, 통상적으로 샤워헤드 보다 더 온도가 낮은 표면으로 노출된다.
샤워헤드의 전방면이 후방면 보다 온도가 높을 때, 전방면은 후방면 보다 더 팽창되어, 샤워헤드가 열원을 향하여 외측으로 부풀어 오른다. 즉, 전방면이 더 볼록하게 된다. 가공물 상에 수행되는 프로세스의 공간적 균일성을 손상시키기 때문에, 서두의 "발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술" 아래 설명된 바와 같이, 샤워헤드의 전방면의 외형(평탄도 또는 곡률)에 대한 임의의 변화는 바람직하지 않다.
도 23은 부풀어 오르는 문제점에 대한 해결책이다. 높은 온도 계수를 가지는 샤워헤드 지지 부재(100)가 히터(110)로 대체되는 것을 제외하고, 도 23의 설계는 도 16에 도시된 설계와 유사하다. 히터는 샤워헤드의 후방면으로 열을 제공함으로써 전방면 보다 더 온도가 낮은 후방면을 가지는 샤워헤드의 문제점을 극복한다. 히터는 가공물으로부터의 열 손실을 감소시킬 수 있는, 전체 샤워헤드의 온도를 상승시키는 부가 장점을 가진다.
히터는 히터의 몸체에 매립된 전기 가열 요소와 같은 히터의 소정의 종래 열원, 또는 히터의 몸체를 통해 고온 유체를 펌핑하기 위한 채널을 적용할 수 있다. 열은 히터로부터 히터와 샤워헤드 사이의 플레넘 영역(101)을 통하여 유동하는 공정 가스를 통하여 전기 전도 및 대류에 의해 및 복사에 의해 샤워헤드(22)의 후방면으로 전달된다. 이러한 열 전달 기구가 충분히 유용하여 스페이서(102)에 대해 서는 유용한 열 전도체가 필요하지 않다.
샤워헤드의 온도가 앞의 문장에서 설명되는 열 전달 때문에 히터 보다 약간만 낮거나 거의 동일하다. 따라서, 히터의 몸체가 샤워헤드와 동일하거나 약간 낮은 열 팽창 계수를 가지는 재료로 이루어지고, 히터 및 샤워헤드는 온도에 반응하여 개략적으로 동일한 양의 반지름방향 팽창을 겪는다. 결론적으로, 스페이서(102)는 히터와 샤워헤드 사이에 강성으로 부착될 수 있다.
히터(110)는 위의 섹션 7에 설명되는 샤워헤드 지지부(100)의 가스 오리피스(104) 처럼 하나 이상의 가스 오리피스(104)를 가져야 한다. 또한, 섹션 7에서 설명되는 바와 같이, 가스 도관(106)은 진공 챔버 상부 벽(18) 및 히터(110) 사이에 강성으로 부착되어 히터 및 샤워헤드의 중량 둘다를 지지하고 공정 가스를 가스 유입 오리피스(28)로부터 히터의 가스 오리피스(104)를 통하여 플레넘(101)을 통하여 샤워헤드 유출 오리피스(30)를 통하여 챔버 내부로 유동하다.
가스 도관(106), 히터(110), 및 스페이서(102)는, 이들 모두 전기 전도성 재료로 구성되는 경우, RF 전력을 챔버 상부 벽(18)으로부터 샤워헤드로 전도하는 기능을 한다. 각각의 이러한 부품들이 강성으로 부착되어 있기 때문에, 상술된 각각의 부착점이 용이하게 실시되어 유용한 RF 전기 컨덕턴스를 제공한다.
스페이서(102)는 섹션 7에서 설명된 바와 같이 실시될 수 있어 히터(110) 및 샤워헤드(22)를 조합하여 플레넘(101)을 위한 실질적인 기밀 엔클로저를 형성한다. 섹션 7에서 설명된 바와 같이, 히터 및 샤워헤드를 위한 부가 지지는 히터의 주변 및 상부 벽(18) 사이의 상술된 섹션 2 내지 6에서 설명된 소정의 가요성 또는 슬라이딩 서스펜션을 부착함으로써 제공될 수 있다. 이와 달리, 제목 "관련 출원에 대한 교차 참조" 하에서 본 특허 출원의 서두에서 표시한 바와 같은, 본 출원에서 우선권을 청구하는 두 개의 이전 특허 출원에서 설명된 소정의 가요성 서스펜션 설계는 히터(110)와 상부 벽(18) 사이에 부착될 수 있다. 도 23에 도시된 바람직한 실시예에서, 이러한 지지는 직사각형 히터(110)의 4개의 코너와 상부 벽(18) 사이에 각각 부착되는 4개의 가요성 와이어(86)에 의해 제공된다.
이와 달리, 도 23에 도시된 서스펜션 와이어(86)는 챔버 벽(18)과 집합되어, 샤워헤드를 지지하는 부재(지지 선반(54) 또는 행거(70 또는 80))가 가스 유입 매니폴드 플레넘(26)을 밀봉되게 둘러싸는, 상술된 섹션 2 내지 4에서 설명되는 서스 펜션들 중 하나에 의해 대체될 수 있다. 이 경우, 부가 밀봉 도관(106)이 필요하지 않다. 이러한 선택예는, 플레넘(101)에 있는 공정 가스의 혼합 또는 원하는 공간 분배를 달성하도록 히터에서 다수의 공간적으로 분포되는 가스 오리피스(104)를 제공하고자 하는 경우 특히 유용하다.
더욱 일반적으로, 상술된 섹션 2 내지 6 또는 상술된 이전 특허 출원에 설명된 가요성 또는 슬라이딩 서스펜션을 위한 소정의 설계에서, 여기에 설명된 샤워헤드(22)는 히터(110), 스페이서(102) 및 샤워헤드(22)를 포함하는 섹션 8에서 설명되는 전체 조립체에 의해 대체될 수 있다. 가요성 또는 슬라이딩 서스펜션 부재 또는 행거는 상술한 설계들 중 하나에 있는 샤워헤드에 부착될 수 있으며, 이러한 서스펜션 부재 또는 행거는 섹션 8에서 설명되는 조립체의 히터(110), 스페이서(102), 또는 샤워헤드(22)에 대신 부착될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 열 팽창 또는 수축에 의한 샤워헤드의 전방면의 외형(즉, 평편도 또는 곡률)의 소정의 변형을 최소화하거나 제거할 수 있는 효과가 있음은 물론, 그 외 상술된 여러 작용 효과들을 얻을 수 있다.
Claims (56)
- 상방 쪽 표면을 가지는 선반, 및주변 림, 상부면, 하부면, 및 상기 상부면과 상기 하부면 사이로 연장하는 하나 이상의 가스 오리피스를 가지는 샤워헤드를 포함하며,상기 샤워헤드의 림은 하방 쪽 표면을 포함하며,상기 샤워헤드는 상기 샤워헤드의 림의 하방 쪽 표면이 상기 선반의 상방 쪽 표면 상에 배치되고 상기 샤워헤드의 림이 상기 선반의 상방 쪽 표면을 따라 자유롭게 슬라이딩되도록 위치하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,챔버 내부를 둘러싸는 챔버 벽을 가지는 진공 챔버를 더 포함하며,상기 샤워헤드는 상기 챔버 내부에 위치하며,상기 선반은 상기 챔버 벽에 부착된,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,챔버 내부를 둘러싸는 챔버 벽을 가지는 진공 챔버, 및상기 챔버 내부 쪽 상기 챔버 벽의 표면을 덮는 유전체 라이너를 더 포함하 며,상기 샤워헤드는 상기 챔버 내부 내에 위치하고,상기 유전체 라이너는 상기 선반을 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 림은 상기 샤워헤드와 일체로 형성된 부분인,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 샤워헤드는 직사각형이며,상기 림은 상기 샤워헤드에 부착된 직사각형 프레임인,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 샤워헤드는 직사각형이며,상기 림은 직사각형이고 4개의 측부를 가지며,상기 선반은 상기 림의 4개의 각각의 측부에 각각 접하는 4개의 개별 피스를 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 샤워헤드는 원통형이며,상기 림은 고리형이며,상기 선반은 고리형인,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 선반은 하나의 연속 피스인,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 선반은 다수의 피스를 포함하며,상기 선반의 인접 피스가 접하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 선반은 갭에 의해 분리되는 다수의 피스를 포함하며,상기 선반의 인접한 피스들 사이의 갭은 상기 샤워헤드의 유출 오리피스 각 각의 가장 좁은 부분의 단면적 총합의 10분의 1 보다 작은 총 단면적을 가지는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,챔버 내부를 둘러싸는 챔버 벽을 가지는 진공 챔버를 더 포함하며,상기 챔버 벽은 하나 이상의 가스 유입 오리피스를 포함하고,상기 샤워헤드는 상기 챔버 내부에 위치하고,상기 선반은 다수의 피스를 포함하고,상기 선반의 각각의 피스의 외측부는 상기 챔버 벽에 부착되어 상기 챔버, 상기 샤워헤드, 및 상기 선반의 피스가 집합되어 상기 챔버 벽의 가스 유입 오리피스와 상기 샤워헤드의 가스 유출 오리피스와 유체 소통되는 용적부를 둘러싸며,상기 선반의 인접한 피스는, 가스 유입 오리피스를 통하여 일정한 양의 가스가 유동하여 상기 가스 양의 적어도 90퍼센트가 상기 샤워헤드의 가스 유출 오리피스를 통해 유동하도록 충분히 작은 갭에 의해 분리되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 샤워헤드의 림은 (i) 소켓 및 (ii) 상기 소켓 내에서 롤링가능하게 장착되는 글라이드를 더 포함하며,상기 샤워헤드 림의 하방 쪽 표면은 상기 글라이드의 표면을 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 선반은 (i) 소켓 및 (ii) 상기 소켓 내에서 롤링가능하게 장착되는 글라이드를 더 포함하며,상기 선반의 상방 쪽 표면은 상기 글라이드의 표면을 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 샤워헤드의 림은 하방 연장 립을 더 포함하고, 상기 림의 하방 쪽 표면은 상기 하방 연장 립의 표면이며,상기 선반은 상기 선반의 상기 상방 쪽 표면의 반지름방향 내측에 위치되는 상방 연장 립을 더 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 샤워헤드 림의 하방으로 연장하는 립은 소켓 및 상기 소켓 내에 롤링가능하게 장착되는 글라이드를 더 포함하며,상기 샤워헤드 림의 하방 쪽 표면은 상기 글라이드의 표면을 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 상방으로 연장하는 립은 높이에 특징있고,상기 하방으로 연장하는 립은 상기 상방으로 연장하는 립의 높이 보다 더 큰 높이에 특징이 있는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 1 항에 있어서,하나 이상의 가스 유입 오리피스를 가지는 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 및상부 및 하부를 가지는 행거를 더 포함하며,상기 행거의 상부는 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 부착되고, 상기 선반은 상기 행거의 하부에 부착되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 17 항에 있어서,상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 상기 행거, 상기 선반, 상기 샤워헤드 림, 및 상기 샤워헤드는 각각 전기 전도성이고 서로 직렬로 부착되어 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이에 전기 전도성 연결을 제공하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 하나 이상의 가스 유입 오리피스를 가지는 가스 유입 매니폴드 상부 벽,하나 이상의 가스 오리피스를 가지는 샤워헤드,하나 이상의 행거를 포함하는 제 1 행거 층, 및다수의 슬라이딩 조인트를 포함하며,상기 각각의 행거는 상부 및 하부를 포함하며,상기 각각의 행거의 상부는 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 부착되고,상기 각각의 슬라이딩 조인트는 슬롯 내에서 슬라이딩가능한 핀을 포함하며,상기 제 1 행거 층의 각각의 행거의 하부는 하나 이상의 슬라이딩 조인트에 의해 상기 샤워헤드에 부착되어 상기 제 1 행거 층의 각각의 행거와 상기 샤워헤드 사이의 상대적인 슬라이딩 운동을 가능하게 하고 상기 제 1 행거 층의 행거는 상기 샤워헤드를 지지하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 각각의 슬라이딩 조인트의 핀이 부착되어 상기 행거들 중 하나의 하부로부터 하방으로 연장하며,상기 각각의 슬라이딩 조인트의 슬롯이 상기 샤워헤드에 형성되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 각각의 핀은 상기 핀이 슬라이드되는 상기 슬롯의 횡방향 폭 보다 더 넓은 쇼울더를 포함하며,상기 샤워헤드는 상기 핀의 쇼울더에 배치되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 각각의 슬라이딩 조인트의 핀이 상기 샤워헤드에 부착되어 상기 샤워헤드로부터 상방으로 연장하며,상기 각각의 슬라이딩 조인트의 슬롯은 상기 행거들 중 하나의 하부에 형성되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 22 항에 있어서,상기 각각의 슬롯은 상기 슬롯이 형성되는 상기 행거의 하부에 있는 슬롯 측벽에 의해 제한되며,상기 각각의 핀은 상기 핀이 슬라이드되는 상기 슬롯의 횡방향 폭 보다 더 넓은 쇼울더를 포함하며,상기 각각의 핀의 쇼울더는 상기 핀이 슬라이드되는 상기 슬롯의 측벽 상에 배치되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 슬라이딩 조인트는 상기 샤워헤드의 둘레 근방에 분포된 위치에서 상기 샤워헤드에 부착되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 샤워헤드는 종방향 축선에 특징이 있고,상기 각각의 슬롯은 상기 샤워헤드의 종방향 축선에 수직 방향으로 가장 큰 치수를 가지는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 행거 층의 각각의 행거의 상부가 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 직접 부착되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 행거 층의 각각의 행거의 상부는 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 슬라이드가능하게 부착되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 행거 층의 각각의 행거의 상부는 하나 이상의 슬라이딩 조인트에 의해 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 부착되며, 상기 하나 이상의 슬라이딩 조인트는 상기 제 1 행거 층의 각각의 행거와 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽 사이의 상대적인 운동을 허용하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 19 항에 있어서,하나 이상의 행거를 포함하는 제 2 행거 층을 더 포함하며,상기 제 2 행거 층의 각각의 행거가 상기 제 1 행거 층의 행거들 중 하나와 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽 사이에서 이들이 부착되며,상기 제 2 행거 층의 각각의 행거는 상부 및 하부를 포함하며,상기 제 2 행거 층의 각각의 행거의 상부는 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 부착되며,상기 제 2 행거 층의 각각의 행거의 하부는 하나 이상의 슬라이딩 조인트에 의해 상기 제 1 행거 층의 행거들 중 대응하는 하나의 행거의 상부에 부착되어 상기 제 1 행거 층의 각각의 행거와 상기 제 1 행거 층의 대응 행거 사이의 상대적인 슬라이딩 운동을 허용하고 상기 제 2 행거 층의 행거들은 상기 제 1 행거 층의 행 거들을 지지하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 하나 이상의 가스 유입 오리피스를 가지는 가스 유입 매니폴드 상부 벽,하나 이상의 가스 오리피스를 가지는 샤워헤드,하나 이상의 행거를 포함하는 제 1 행거 층, 및다수의 슬라이딩 조인트를 포함하며,상기 각각의 행거의 하부는 상기 샤워헤드에 부착되고,상기 각각의 슬라이딩 조인트는 슬롯 내에서 슬라이딩가능한 핀을 포함하며,상기 제 1 행거 층의 각각의 행거의 상부는 하나 이상의 슬라이딩 조인트에 의해 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 부착되어 상기 제 1 행거 층의 각각의 행거와 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽 사이의 상대적인 슬라이딩 운동을 허용하고 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽은 상기 제 1 행거 층의 행거를 지지하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 하나 이상의 가스 유입 오리피스를 가지는 가스 유입 매니폴드 상부 벽,하나 이상의 가스 오리피스를 가지는 샤워헤드,3개 이상의 가요성 와이어를 포함하며,상기 각각의 와이어는 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이에 부착되어 상기 와이어가 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 상기 샤워헤드를 매다는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 31 항에 있어서,상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이에 부착되는 하나 이상의 가요성 시트를 더 포함하며,상기 시트는 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이로 연장하는 용적부를 둘러싸도록 위치하며,상기 용적부는 하나 이상의 가스 유입 매니폴드와 상기 샤워헤드의 가스 오리피스와 유체 소통되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 32 항에 있어서,상기 가요성 와이어가 상기 용적부의 외부에 위치하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 32 항에 있어서,상기 가요성 와이어가 상기 용적부 내에 위치하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 31 항에 있어서,상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 상기 와이어, 및 상기 샤워헤드가 각각 전기 전도성이고 서로 직렬로 부착되어 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이의 전기 전도성 연결을 제공하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 하나 이상의 가스 유입 오리피스를 가지는 가스 유입 매니폴드 상부 벽,하나 이상의 가스 오리피스를 가지는 샤워헤드,세 개 이상의 로드를 포함하며,상기 각각의 로드는 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 부착되는 제 1 단부 및 상기 샤워헤드에 부착되는 제 2 단부를 가져서 상기 로드가 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽에 상기 샤워헤드를 매달며,상기 각각의 로드는 하나 이상의 관절형 조인트를 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 36 항에 있어서,상기 각각의 로드는 상기 제 1 및 제 2 단부 사이로 연장하는 중앙 부분을 포함하며,상기 각각의 로드의 하나 이상의 관절형 조인트는 상기 로드의 중앙 부분과 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽 사이의 상기 로드의 제 1 단부에 위치하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 36 항에 있어서,상기 각각의 로드는 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이로 연장하는 중앙 부분을 포함하며,상기 각각의 로드의 하나 이상의 관절형 조인트가 상기 로드의 중앙부와 상기 샤워헤드 사이에서 상기 로드의 제 2 단부에 위치하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 36 항에 있어서,상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이에 부착되는 하나 이상의 가요성 시트를 더 포함하며,상기 시트는 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이로 연장하는 용적부를 둘러싸도록 위치하며,상기 용적부는 상기 샤워헤드의 가스 오리피스와 상기 하나 이상의 가스 유입 오리피스와 유체 소통되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 39 항에 있어서,상기 가요성 로드는 상기 용적부의 외부에 위치하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 39 항에 있어서,상기 가요성 로드는 상기 용적부내에 위치하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 36 항에 있어서,상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 상기 로드, 및 상기 샤워헤드는 각각 전기 전도성이며 서로 직렬로 부착되어 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이에 전기 전도성 연결을 제공하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 하나 이상의 가스 유출 오리피스를 가지는 샤워헤드,하나 이상의 가스 오리피스를 가지는 지지 부재, 및상기 지지 부재와 상기 샤워헤드 사이에 부착되는 스페이서를 포함하며,상기 스페이서는 상기 스페이서, 상기 지지 부재 및 상기 샤워헤드가 집합되어 상기 지지 부재의 가스 오리피스로부터 상기 샤워헤드의 가스 유출 오리피스로 가스가 유동할 수 있는 용적부를 둘러 싸도록 위치하며,상기 지지 부재는 상기 샤워헤드 보다 더 높은 열 팽창 계수를 가지는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 43 항에 있어서,하나 이상의 가스 유입 오리피스를 가지는 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 및상기 가스 유입 매니폴드의 가스 유입 오리피스와 상기 지지 부재의 가스 오리피스 사이에 연결되는 가스 도관을 더 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 44 항에 있어서,상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 상기 가스 도관, 상기 지지 부재, 상기 스페이서, 및 상기 샤워헤드는 각각 전기 전도성이고 서로 직렬로 부착되어 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이의 전기 전도성 연결을 제공하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 43 항에 있어서,상기 각각의 스페이서의 제 2 단부가 상기 샤워헤드의 둘레 근방에서 상기 샤워헤드에 부착되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 43 항에 있어서,상기 샤워헤드는 직사각형이며,상기 스페이서는 개방 중앙부를 가지는 직사각형 프레임을 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 43 항에 있어서,상기 샤워헤드는 4개의 측부를 구비한 직사각형이며,상기 스페이서는 상기 샤워헤드의 4개의 각각의 측부에 인접하여 각각 부착되는 4개의 스페이서 세그먼트를 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 하나 이상의 가스 유출 오리피스를 가지는 샤워헤드,하나 이상의 가스 오리피스를 가지는 히터, 및상기 히터와 상기 샤워헤드 사이에 부착되는 스페이서를 포함하며,상기 스페이서는 상기 스페이서, 상기 히터 및 상기 샤워헤드가 집합되어 상기 히터의 가스 오리피스로부터 상기 샤워헤드의 가스 유출 오리피스로 가스가 유동할 수 있는 용적부를 둘러싸도록 위치하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 49 항에 있어서,하나 이상의 가스 유입 오리피스를 가지는 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 및상기 가스 유입 매니폴드의 가스 유입 오리피스와 상기 히터의 가스 오리피스 사이에 연결되는 가스 도관을 더 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 50 항에 있어서,상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽, 상기 가스 도관, 상기 히터, 상기 스페이서 및 상기 샤워헤드는 각각 전기 전도성이며 서로 직렬로 부착되어 상기 가스 유입 매니폴드 상부 벽과 상기 샤워헤드 사이에 전기 전도성 연결을 제공하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 49 항에 있어서,상기 각각의 스페이서의 제 2 단부가 상기 샤워헤드의 둘레 근방에서 상기 샤워헤드에 부착되는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 49 항에 있어서,상기 샤워헤드는 직사각형이며,상기 스페이서는 개방 중앙부를 가지는 직사각형 프레임을 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 49 항에 있어서,상기 샤워헤드는 4개의 측부를 가지는 직사각형이며,상기 스페이서는 상기 샤워헤드의 4개의 각각의 측부에 인접하게 각각 부착되는 4개의 스페이서 세그먼트를 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 49 항에 있어서,상기 히터는 몸체에 매립되는 전기 가열 부재를 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
- 제 49 항에 있어서,상기 히터는 고온 유체가 펌핑될 수 있는 하나 이상의 채널을 가지는 몸체를 포함하는,샤워헤드를 지지하기 위한 장치.
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