KR20100105764A - 가열식 샤워헤드 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일반적으로, 처리 가스를 처리 챔버의 내측으로 공급하는데 사용될 수 있는 가열식 샤워헤드 조립체를 포함한다. 처리 챔버는 에칭 챔버일 수 있다. 처리 가스가 처리 챔버로부터 배기될 때, 기판의 균일한 처리가 어려울 수 있다. 처리 가스가 기판으로부터 멀리 그리고 진공 펌프 쪽으로 흡인되기 때문에, 에칭의 경우에 플라즈마가 기판 전체에 걸쳐 균일하지 않을 수 있다. 불균일한 플라즈마는 불균일한 에칭을 초래할 수 있다. 불균일한 에칭을 방지하기 위해, 샤워헤드 조립체는 각각, 독립적으로 제어가능한 가스의 유입과 온도를 제어할 수 있는 두 개의 영역으로 분리될 수 있다. 제 1 영역은 기판의 주변부에 대응하지만 제 2 영역은 기판의 중앙에 대응한다. 샤워헤드의 영역들을 통해 온도와 가스 유동을 독립적으로 제어함으로써, 기판의 에칭 균일도가 증가될 수 있다.

Description

가열식 샤워헤드 조립체 {HEATED SHOWERHEAD ASSEMBLY}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 가열식 샤워헤드 조립체에 관한 것이다.
집적 회로는 단일 칩 상에 백만 개의 부품(예를 들어, 트랜지스터, 커패시터, 레지스터 등)을 포함할 수 있는 복잡한 장치로 발전했다. 칩 설계의 발전에는 보다 빠른 회로와 보다 큰 회로 밀도를 지속적으로 요구한다. 보다 큰 회로 밀도에 대한 요구는 집적 회로 부품의 치수 감소를 필요로 한다. 그러한 장치의 피쳐(feature)들에 대한 최소 치수는 본 기술 분야에서 보통 임계 치수로 지칭된다. 그러한 임계 치수는 일반적으로, 라인, 컬럼, 라인들 간의 공간 등과 같은 피쳐들의 최소 폭을 포함한다.
이들 임계 치수가 감소되면서, 기판 전체에 걸친 공정 균일도는 높은 수율을 유지하기 위한 가장 중요한 요소가 되었다. 집적 회로의 제작에 사용된 종래의 플라즈마 에칭 공정과 연관된 하나의 문제점은 부분적으론, 배기 포드 쪽으로 그리고 기판으로부터 먼 쪽으로 에칭 가스를 흡인하는 진공 펌프 때문일 수 있는 기판 전체에 걸친 에칭률의 불균일성이다. 가스들이 배기 포트(즉, 기판 주변부)에 가까운 챔버의 영역들로부터 더욱 용이하게 펌프되기 때문에, 에칭 가스가 배기 포트 쪽으로 그리고 기판으로부터 먼 쪽으로 흡인됨으로써, 챔버 내부에 위치된 기판 상에 불균일한 에칭을 초래한다. 이러한 불균일성은 성능에 상당한 영향을 끼치며 집적 회로의 제작 비용을 증가시킨다.
그러므로, 종래 기술에는 집적 회로의 제작 중에 재료 층을 균일하게 에칭하기 위한 장치가 필요하다.
본 발명은 일반적으로, 처리 챔버 내측으로 처리 가스들을 공급하는데 사용될 수 있는 가열식 샤워헤드 조립체를 포함한다. 일 실시예에서, 샤워헤드는 제 2 영역을 에워싸는 제 1 영역을 갖는 샤워헤드 몸체를 포함한다. 상기 제 1 영역은 상기 몸체의 제 1 측면에 배열되는 제 1 플레넘(plenum)과, 상기 몸체의 제 2 측면에 배열되는 하나 또는 그 보다 많은 제 2 플레넘, 및 복수의 제 1 환형 패턴으로 배열되는 복수의 제 1 보어를 포함하며, 상기 복수의 제 1 보어는 상기 제 1 플레넘으로부터 상기 하나 또는 그보다 많은 제 2 플레넘으로 연장한다. 상기 제 2 영역은 상기 몸체의 제 1 측면에 배열되는 제 3 플레넘과, 상기 몸체의 제 2 측면에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘, 및 복수의 제 2 환형 패턴으로 배열되는 복수의 제 2 보어를 포함하며, 상기 복수의 제 2 보어는 상기 제 3 플레넘으로부터 상기 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘으로 연장한다.
다른 실시예에서, 샤워헤드 조립체는 제 1 가스 분배 판, 및 제 2 가스 분배 판을 포함하며, 상기 제 1 가스 분배 판은 제 1 측면, 제 2 측면, 및 두 개 또는 그보다 많은 영역을 가지며, 상기 각각의 영역은 상기 제 1 측면으로부터 제 2 측면으로 상기 제 1 가스 분배 판을 통해 연장하는 복수의 제 1 보어를 가지며, 상기 제 2 가스 분배 판은 제 3 측면, 제 4 측면, 및 상기 제 3 측면으로부터 제 4 측면으로 상기 제 2 가스 분배 판을 통해 연장하며, 상기 제 2 가스 분배 판의 제 3 측면은 상기 제 1 가스 분배 판의 제 2 측면에 연결되며, 상기 제 2 보어의 수는 상기 제 1 보어의 수를 초과한다.
다른 실시예에서, 샤워헤드의 재생(refurbishing) 방법은 제 1 샤워헤드 몸체를 제 2 샤워헤드 몸체로부터 분해하는 단계와, 적어도 상기 제 1 샤워헤드 몸체를 세정하는 단계, 및 상기 제 1 샤워헤드 몸체를 제 3 샤워헤드 몸체에 접합하는 단계를 포함한다. 상기 제 1 샤워헤드 몸체는 제 2 영역을 에워싸는 제 1 영역을 가진다. 상기 제 1 영역은 상기 샤워헤드 몸체의 제 1 측면에 배열되는 제 1 플레넘과, 상기 제 1 샤워헤드 몸체의 제 2 측면에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 제 2 플레넘, 및 복수의 제 1 환형 패턴으로 배열되는 복수의 제 1 보어를 포함하며, 상기 복수의 제 1 보어는 상기 제 1 플레넘으로부터 상기 하나 또는 그보다 많은 제 2 플레넘으로 연장한다. 상기 제 2 영역은 상기 제 1 샤워헤드 몸체의 제 1 측면에 배열되는 제 3 플레넘과, 상기 제 1 샤워헤드 몸체의 제 2 측면에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘, 및 복수의 제 2 환형 패턴으로 배열되는 복수의 제 2 보어를 포함하며, 상기 복수의 제 2 보어는 상기 제 3 플레넘으로부터 상기 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘으로 연장한다.
본 발명의 전술한 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 본 발명에 대해 첨부 도면에 그 일부가 도시된 실시예들을 참조하여 더욱 상세히 설명된다. 그러나, 첨부 도면들은 단지 전형적인 실시예들만을 설명할 뿐이며, 본 발명의 범주를 한정하는 것이 아니며 다른 균등하고 효과적인 실시예들이 있을 수 있다고 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에칭 장치의 개략적인 횡단면도이며,
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드 조립체(200)의 개략적인 횡단면도이며,
도 2b는 도 2a의 내측 영역(218)의 상세도이며,
도 2c는 제 1 확산기 판(214)과 제 2 확산기 판(216) 사이의 경계면에 대한 상세도이며,
도 2d는 도 2a에 도시된 제 1 확산기 판(214)에 대한 저면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드 조립체(300)의 개략적인 평면도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드 조립체(400)의 개략적인 저면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 재생 방법의 처리 단계를 도시하는 흐름도이다.
이해를 촉진시키기 위해, 도면에서 공통인 동일한 구성 요소를 지칭하기 위해 가능하다면 동일한 도면 부호가 사용되었다. 일 실시예에서 설명된 구성 요소들은 특별한 인용이 없는 한 다른 실시예에서도 유리하게 사용될 수 있다고 이해해야 한다.
본 발명은 일반적으로, 처리 가스를 처리 챔버의 내측으로 공급하는데 사용될 수 있는 가열식 샤워헤드 조립체를 포함한다. 처리 챔버는 에칭 챔버일 수 있다. 처리 가스가 처리 챔버로부터 배기될 때, 기판의 균일한 처리가 어려울 수 있다. 처리 가스가 기판으로부터 멀리 그리고 진공 펌프 쪽으로 흡인되기 때문에, 에칭의 경우에 플라즈마가 기판 전체에 걸쳐 균일하지 않을 수 있다. 불균일한 플라즈마는 불균일한 에칭을 초래할 수 있다. 불균일한 에칭을 방지하기 위해, 샤워헤드 조립체는 각각, 독립적으로 제어가능한 가스의 유입과 온도를 제어할 수 있는 두 개의 영역으로 분리될 수 있다. 제 1 영역은 기판의 주변부에 대응하지만 제 2 영역은 기판의 중앙에 대응한다. 샤워헤드의 영역들을 통해 온도와 가스 유동을 독립적으로 제어함으로써, 기판의 에칭 균일도가 증가될 수 있다.
본 발명은 에칭 챔버와 관련하여 이후에 설명될 것이다. 그러나, 다양한 플라즈마 증착 및 에칭 챔버, 특히 미국 산타 클라라 소재의 어플라이드 머티리얼즈 인포코레이티드로부터 모두 이용가능한 것들 중에서도 CENTURA(등록 상표) 시스템, PRODUCER(등록 상표) 에칭 챔버, eMax(등록 상표) 에칭 챔버와 같은 반도체 웨이퍼 처리 시스템의 일부분일 수 있는 ENABLER(등록 상표)와 같은 유전체 에칭 챔버가 본 발명에 설명된 사상으로부터 이득을 얻을 수 있다. 다른 제작자들로부터의 플라즈마 반응로를 포함한 다른 플라즈마 반응로들도 본 발명으로부터 이득을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에칭 장치의 개략적인 횡단면도이다. 상기 에칭 장치는 챔버 바닥(104)으로부터 상향으로 연장하는 복수의 벽(102)을 갖는 챔버(100)를 포함한다. 챔버(100) 내부에는 기판(108)이 처리를 위해 상부에 지지될 수 있는 서셉터(106)가 제공된다. 기판(108)은 슬릿 밸브 개구(120)를 통해 챔버(100)의 내측으로 도입될 수 있다.
챔버(100)는 진공 포트(156)를 통해 챔버 벽(102)에 연결된 진공 펌프(112)에 의해 배기될 수 있다. 챔버(100)는 서셉터(106)와 기판(110)을 에워싸는 배플(110) 주위로 그리고 배플을 통해 처리 가스를 흡인함으로써 배기될 수 있다. 진공 펌프(112)로부터 더 멀어질수록 더 적은 진공 흡인이 검출될 수 있다. 역으로, 진공 펌프(112)에 더 가까울수록 더 많은 진공 흡인이 검출될 수 있다. 따라서, 불균일한 진공 흡인을 보상하기 위해, 유동 평형장치(116)가 챔버(100) 내부에 배열될 수 있다. 유동 평형 장치(116)는 서셉터(106)를 에워쌀 수 있다. 유동 평형 장치(116)의 폭은 화살표 "C"로 나타낸 바와 같이 진공 포트(156)에 가장 가까운 위치에서의 유동 평형 장치(116)의 폭에 비해서, 화살표"B"로 나타낸 바와 같이 진공 포트(156)로부터 더 먼 위치에서 더 작다. 배기될 가스는 유동 평형 장치 주위에서 유동하며 그리고나서 하부 라이너(114)를 통해 유동할 수 있다. 하부 라이너(114)는 가스가 배기될 수 있도록 통과하는 하나 또는 그보다 많은 구멍을 가질 수 있다. 스페이스(118)가 하부 라이너(114)와 챔버(100)의 벽(102) 사이에 제공되어서 가스가 하부 라이너(114)의 뒤에서 진공 포트(156)로 유동할 수 있게 한다. 진공 포트(156)는 처리 가스가 기판(108)에 가까운 영역으로부터 진공 펌프(112)의 내측으로 직접 흡인되는 것을 방지하도록 유동 차단기(154)에 의해 차단될 수 있다. 배기된 가스는 화살표"A"로 나타낸 통로를 따라 유동할 수 있다.
처리 가스는 샤워헤드(122)를 통해 처리 챔버(100)의 내측으로 도입될 수 있다. 샤워헤드(122)는 RF 전력 소오스(152)로부터 RF 전류에 의해 바이어스될 수 있으며, 샤워헤드(122)는 제 1 확산 판(126) 및 제 2 확산 판(124)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 확산 판(126)은 알루미늄을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 2 확산 판(124)은 실리콘 카바이드를 포함할 수 있다. 제 1 확산 판(126) 및 제 2 확산 판(124)은 함께 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 확산판(126) 및 제 2 확산 판(124)은 함께 용접될 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 확산 판(126) 및 제 2 확산 판(124)은 탄성 중합체를 사용하여 함께 접합될 수 있다. 샤워헤드(122)는 내측 영역(158) 및 외측 영역(160)으로 나누어질 수 있다. 내측 영역(158)은 가열 부재(128)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 가열 부재(128)는 환형 형상을 가질 수 있다. 가열 부재(128)는 가열 소오스(148)에 연결될 수 있다. 외측 영역(160)도 또한, 가열 소오스(150)에 연결되는 가열 부재(130)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 가열 부재(128,130)는 가열 소오스(148,150)로부터의 가열 유체로 충전되는 환형 도관을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 가열 부재(128,130)는 가열 소오스(148,150)에 의해 전력이 공급되는 가열 코일을 포함할 수 있다. 도시하지 않았지만, 열전쌍이 실시간 온도 피드백을, 내측 영역(158) 및 외측 영역(160)에 공급되는 가열 양을 제어하는 제어기에 제공할 수 있다.
내측 영역(158)은 도관(146)에 의해 가스 소오스(138)에 연결될 수 있다. 가스 소오스로부터의 가스는 도관(146)을 통해 제 1 확산기 판(126) 뒤에 배열된 플레넘(132)으로 유동할 수 있다. 밸브(142)는 가스 소오스(138)로부터 플레넘(132)으로 유동하는 가스의 양을 제어하도록 도관(146)을 따라 배열될 수 있다. 일단 가스가 플레넘(132)으로 진입하면, 가스는 그 후에 확산기 판(124,126)을 통과할 수 있다. 유사하게, 상기 외측 영역(160)은 도관(144)에 의해 가스 소오스에 연결될 수 있다. 밸브(140)는 가스 소오스(136)로부터 플레넘(134)으로 유동하는 가스의 양을 제어하도록 도관(144)을 따라 배열될 수 있다.
별도의 가스 소오스(136,138)가 도 1에 도시되었지만, 하나의 공통인 가스 소오스가 사용될 수 있다고 이해될 것이다. 단일 공통의 가스 소오스가 사용될 때, 별도의 도관(144,146)이 가스 소오스에 연결될 수 있으며 밸브(140,142)는 플레넘(132,134)에 도달하는 처리 가스의 양을 제어할 수 있다.
도 2a는 본 발명에 따른 샤워헤드 조립체(200)의 개략적인 횡단면도이다. 샤워헤드 조립체(200)는 제 1 확산기 판(214) 및 제 2 확산기 판(216)에 연결되는 배면판(212)을 포함한다. 샤워헤드 조립체(200)는 내측 영역(218) 및 외측 영역(220)을 포함한다. 내측 영역은 가열 부재(226)에 열을 제공하는 가열 소오스(222)에 연결될 수 있다. 가스 소오스(204)도 도관(208)을 통해 내측 영역(218)에 연결될 수도 있다. 밸브(210)는 플레넘(230)에 제공되는 처리 가스의 양을 제어하도록 도관(208)을 따라 연결될 수 있다. 내측 영역(218) 및 외측 영역(220)은 환형일 수 있다. 가열 소오스(224)도 외측 영역(220)의 가열 부재(228)에 연결될 수도 있다. 가스 소오스(202)는 도관(206)을 통해 외측 영역(220)의 플레넘(232)에 연결될 수 있다. 도관(206)을 따라 밸브(210)는 플레넘(232)에 도달하는 처리 가스의 양을 제어할 수 있다.
도 2b는 도 2a의 내측 영역(218)에 대한 상세도이다. 플레넘(230)으로 진입하는 처리 가스는 오리피스 구멍(238) 때문에 플레넘 내부에 균일하게 분포된다. 오리피스 구멍(238)은 제 1 확산 판(214)의 가스 통로(246)들 사이에 처리 가스의 균일한 분포를 생성할 수 있는 크기이다. 오리피스 구멍(238)은 화살표"D"로 나타낸 직경을 가질 수 있다. 오리피스 구멍(238)의 직경이 플레넘(230)보다 더 작기 때문에, 처리 가스는 플레넘 내부에 비축되며 실질적으로 균일한 양의 처리 가스가 오리피스 구멍(238)을 통과할 수 있다. 일단 오리피스 구멍을 통과하면, 처리 가스가 제 1 팽창 채널(240) 내에서 팽창할 수 있다. 제 1 팽창 채널(240)은 화살표"E"로 나타낸 바와 같은 직경을 가질 수 있다. 제 1 팽창 채널(240)의 직경은 오리피스 구멍(238)보다 더 크다. 처리 가스는 제 1 팽창 채널을 통과한 후에 제 2 팽창 채널(242)로 진입한다. 제 2 팽창 채널(242)은 화살표"F"로 나타낸 바와 같은 폭을 가진다.
제 2 확산기 판(216)도 복수의 가스 통로(244)를 포함한다. 가스 통로(244)는 각각의 제 2 팽창 채널(242)이 가스 통로(244) 내측으로 가스를 유동시키기 위해 적어도 하나의 환형 플레넘을 형성하도록 제 1 확산기 판(214)의 제 2 팽창 채널(242)에 연결된다. 제 2 확산기 판(216)의 가스 통로는 각각 화살표"G"로 나타낸 바와 같은 폭 또는 직경을 가진다. 가스 통로(244)의 폭 또는 직경은 제 2 팽창 채널(242)의 폭 또는 직경보다 작다. 제 2 팽창 채널(242)은 제 2 확산기 판(216)의 가스 통로(244)용 플레넘으로서 작용할 수 있다. 각각의 가스 통로(244)의 폭 또는 직경이 실질적으로 동일하므로, 처리 가스는 가스 통로(244)로 진입하기 이전에 제 2 팽창 채널(242) 내부에 균일하게 분포될 수 있다. 따라서, 실질적으로 균일한 양의 처리 가스가 각각의 가스 통로(244)를 통해 유동할 수 있다. 가스 통로(244,246)는 확산기 판(214,216) 내측으로 천공될 수 있다. 가스 통로(244)는 확산기 판(216) 주위에 환형 패턴으로 집단적으로 배열된다. 일 실시예에서, 가스 통로(244)의 환형 패턴의 폭은 제 2 팽창 채널(242)의 폭과 실질적으로 동일하다.
제 1 확산기 판(214)은 제 2 확산기 판(216)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 확산기 판(214)은 양극 산화처리될 수 있으며 그 후에 제 2 확산기 판(216)에 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 접합 재료(248)는 실리콘계 접합 재료를 포함할 수 있다. 도 2c는 제 1 확산기 판(214)과 제 2 확산기 판(216) 사이의 경계면에 대한 상세도이다. 도 2c에 도시한 바와 같이, 제 1 확산기 판(214)의 바닥 표면은 제 2 확산기 판(216)으로 진입하기 이전에 처리 가스가 내부에서 팽창하게 될 복수의 팽창 채널(242)을 가진다. 환형 패턴으로 배열되는 각각의 가스 통로(246)는 공통의 팽창 채널(242)로 들어간다. 팽창 채널(242)은 처리 가스가 균일하게 분포되어 제 2 확산기 판(216)의 가스 통로(244)로 진입할 수 있게 한다. 일 실시예에서, 각각의 팽창 채널(242)은 제 1 확산기 판(214)의 바닥 표면으로 천공된 환형 홈이다. 도 2d는 도 2a에 도시된 제 1 확산기 판(214)의 저면도이다. 제 1 확산기 판(214)의 가스 통로(246)는 제 2 확산기 판(216)의 가스 통로(244)로 진입하기 이전에 가스가 균일하게 분포될 수 있게 하는 팽창 채널(242)로 들어갈 수 있다.
하나 또는 그보다 많은 접합 홈(250)들이 제 1 확산기 판(214) 내측으로 천공될 수 있다. 접합 홈(250)은 인접한 팽창 채널(242)들 사이에 배열되는 환형 채널일 수 있다. 접합 홈(250)은 화살표 "L"로 나타낸 바와 같은 높이를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 접합 홈(250)의 높이는 팽창 채널(242)의 화살표"N"로 나타낸 높이보다 작을 수 있다. 다른 실시예에서, 접합 홈(250)의 높이는 팽창 채널(242)의 높이와 실질적으로 동일할 수 있다. 공간(252)은 제 1 확산기 판(214)과 제 2 확산기 판(216) 사이에 유지될 수 있다. 공간(252)은 팽창 채널(242)과 인접 접합 홈(250) 사이에 배열될 수 있다. 공간(252)이 너무 작으면, 입자들이 내부에 포획될 수 있다. 공간이 너무 크면, 너무 많은 접합 재료(248)가 처리 가스에 노출되며 처리 가스에 의해 침식되어 접합 재료(248)를 파괴할 수 있다. 공간(252)은 처리 중에 처리 가스에 노출될 수 있는 어떤 접합 재료(248)를 감소시키기에 충분히 작아서 제 2 확산기 판(216)의 가스 통로(244)를 탈출 및 통과하는 것을 방지할 수 있는, 화살표 "M"로 나타낸 바와 같은 높이를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 공간(252)의 높이는 약 0.005 인치 내지 약 0.009 인치 범위일 수 있다. 접합 홈(250)이 제 1 확산기 판(250) 내측으로 천공될 수 있지만, 접합 홈(250)은 접합 홈(250)이 제 2 확산기 판(216)의 구조적 통합성과의 절충에 따른 제 2 확산기 판(216)의 가스 통행에 간섭하지 않는 한 제 1 확산기 판 대신에 제 2 확산기 판(216) 내측으로 천공될 수 있다.
도 2a를 다시 참조하면, 내측 영역(218)은 제 1 확산기 판(214)을 통과하는 복수의 가스 통로(246)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 5 개의 가스 통로(246)가 내측 영역(218)에 제공될 수 있다. 외측 영역(220)도 제 1 확산기 판(214)을 통과하는 복수의 가스 통로(246)를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 3 개의 가스 통로(246)가 외측 영역(220)에 제공될 수 있다. 내측 영역(218) 내부에 있는 가스 통로(246)의 수는 외측 영역(220) 내부에 있는 가스 통로(246)의 수보다 많을 수 있다. 다소간의 가스 통로(246)가 특정 챔버의 유동 특징들에 따라 내측 영역(218) 및 외측 영역(220)에 사용될 수 있다고 이해될 수 있다.
샤워 헤드 조립체(200)의 내측 영역(218)을 통한 가스 유동은 샤워 헤드 조립체(200)의 외측 영역(220)을 통한 가스 유동보다 클 수 있다. 진공이 처리 챔버에 흡인될 때, 기판의 주변부는 기판의 중심에 대응하는 처리 가스가 진공 펌프로의 경로에 있는 기판의 주변부 위를 통과하기 때문에, 보다 많은 양의 처리 가스에 노출될 수 있다. 샤워 헤드 조립체(200)의 내측 영역(218)에 보다 큰 가스 유동을 가짐으로 인해, 기판의 중심은 기판의 주변부와 실질적으로 동일한 양의 처리 가스에 노출될 수 있다.
샤워 헤드 조립체(200)는 접합 재료(248)의 융점 위의 온도로 샤워 헤드를 가열함으로써 접합이 해제될 수 있다. 그 후에, 제 1 확산기 판(214)은 제 2 확산기 판(216)으로부터 제거될 수 있고 접합 재료(248)가 제거된다. 그 후에 제 1 확산기 판(214)과 제 2 확산기 판(216)이 세정될 수 있다. 어느 하나의 판(214,216)이 수리가 불가능하다면, 판(214,216)은 교체되고 다른 판(214,216)과 재 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 확산기 판(214)은 재 양극 산화처리될 수 있다. 일 실시예에서, 저온 재 접합 공정(cold debonding process)이 사용될 수 있다. 저온 재 접합 공정은 제 2 확산기 판(216)을 제 1 확산기 판(214)으로부터 물리적으로 절단하는 단계를 포함한다. 접합 재료(248)는 그 후 확산기 판(214,216)으로부터 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 접합 재료(248)는 에칭에 의해 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 접합 재료(248)는 그라인딩과 같은 공정에 의해 접합 재료를 기계 가공함으로써 제거될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드 조립체(300)의 개략적인 평면도이다. 샤워 헤드 조립체(300)는 외측 영역(302) 및 내측 영역(304)을 포함한다. 외측 영역(302)은 가열 부재(308)를 포함하며, 내측 영역은 가열 부재(310)를 포함한다. 내측 영역(304)과 외측 영역(302) 모두의 내부에는 복수의 오리피스 구멍(306)이 도시되어 있다. 외측 영역(302)의 내부에는 오리피스 구멍(306)이 3 개의 환형 패턴으로 배열된다. 3 개의 환형 패턴이 도시되어 있지만, 오리피스 구멍(306)은 다소간의 환형 패턴으로 배열될 수 있다고 이해될 수 있다. 또한, 오리피스 구멍(306)은 외측 영역(302) 내부에 임의로 분산될 수 있다. 도시된 실시예에서, 환형 패턴은 화살표"H"로 나타낸 거리만큼 이격된다.
내측 영역(304) 내부에는 오리피스 구멍(306)이 5 개의 환형 패턴으로 배열된다. 5 개의 환형 패턴이 도시되었지만, 오리피스 구멍(306)은 다소간의 환형 패턴으로 배열될 수 있다고 이해될 수 있다. 또한, 오리피스 구멍(306)은 내측 영역(304) 내부에 임의로 분산될 수 있다. 도시된 실시예에서, 환형 패턴은 화살표"I"로 나타낸 거리만큼 이격된다. 외측 영역(302)과 내측 영역(304) 사이의 환형 패턴들 사이의 거리는 화살표"J"로 표시되어 있다. 일 실시예에서, "J"는 "I" 및 "H"와 실질적으로 동일하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워 헤드 조립체(400)의 개략적인 저면도이다. 샤워 헤드 조립체(400)는 복수의 환형 패턴(404)을 갖는 확산기 판(402)을 포함한다. 각각의 환형 패턴 내부에는 환형 패턴의 개구(406)들이 있다. 3 개의 환형 패턴의 개구(406)들이 각각의 패턴(404) 내에 도시되어 있지만, 다소간의 환형 패턴의 개구(406)들이 제공될 수 있다고 이해될 수 있다. 환형 패턴(404)의 내부에는 환형 패턴의 개구(406)들이 등간격으로 이격될 수 있다. 환형 패턴(404)은 화살표"K"로 나타낸 거리만큼 등간격으로 이격될 수 있다. 8 개의 환형 패턴(404)이 도시되었지만, 다소간의 환형 패턴(404)이 제공될 수 있다고 이해될 수 있다.
일단 샤워 헤드 조립체가 오랜 시간 동안 사용되었다면, 샤워헤드 조립체는 더러워졌을 것이며, 가스 통로들이 막히거나 샤워 헤드 조립체가 열화되어서 샤워 헤드 조립체의 계속적인 사용이 불가능할 것이다. 몇몇 상황하에서, 샤워 헤드 조립체는 다시 사용될 수 있도록 재생될 수 있다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 샤워헤드 재생 방법의 흐름도(500)이다.
먼저, 샤워 헤드 조립체는 분해될 수 있다(단계 502). 분해는 제 1 가스 분배 판을 제 2 가스 분배 판으로부터 분해하는 단계를 포함한다. 분해는 상기 판들이 떨어지게 단순히 당기는 단계와, 상기 판들을 서로 접합시키는 재료의 융점 온도 또는 그 융점 초과 온도로 상기 조립체를 가열하거나, 상기 판을 따로따로 절단하는 단계를 포함할 수 있다.
조립체가 분해된 이후에, 제 1 및 제 2 가스 분배 판이 검사된다(단계 504). 상기 판들이 적절한 세정 후에 재사용가능 한지 또는 상기 판들이 손상되었는지를 결정하기 위해 상기 판들이 검사된다(단계 506). 판이 손상되었거나, 재사용 불가능하거나, 기타 이유로 사용할 수 없다면, 상기 판은 폐기되며(단계 508) 제 3 판 또는 대체 판이 준비된다(단계 510).
상기 판들 중에 하나 또는 그보다 많은 판들이 세정가능하면, 상기 판은 어떠한 접합 재료뿐만 아니라 상기 판 또는 가스 통로 내에 증착될 수 있는 어떠한 재료를 판들로부터 제거하기 위해 세정된다(단계 512). 세정 이후에, 상기 판은 재-양극처리될 필요가 있을 수 있다(단계 514). 세정된 판들은 함께 재 접합되거나, 교체 판의 경우에는 세정된 판들이 교체 판에 접합될 수 있다(단계 516).
내측 영역 및 외측 영역을 갖는 샤워 헤드가 에칭 공정에 유리할 수 있다. 상기 영역들에 대한 별도의 가스 공급 및 온도 제어는 기술자로 하여금 처리 챔버 내의 플라즈마를 제어할 수 있게 하며 처리 중에 챔버 내부로 흡인되는 진공을 보상할 수도 있다.
전술한 설명은 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 그리고 추가의 실시예들이 본 발명의 기본 범부로부터 이탈함이 없이 창안될 수 있으며, 본 발명의 범주는 다음의 특허청구범위에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 샤워 헤드로서,
    제 2 영역을 에워싸는 제 1 영역을 가지는 샤워 헤드 몸체를 포함하며,
    상기 제 1 영역은 상기 몸체의 제 1 측면에 배열되는 제 1 플레넘과,
    상기 몸체의 제 2 측면에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 제 2 플레넘, 및
    복수의 제 1 환형 패턴으로 배열되는 복수의 제 1 보어를 가지며,
    상기 복수의 제 1 보어는 상기 제 1 플레넘으로부터 상기 하나 또는 그보다 많은 제 2 플레넘으로 연장하며,
    상기 제 2 영역은 상기 몸체의 제 1 측면에 배열되는 제 3 플레넘과,
    상기 몸체의 제 2 측면에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘, 및
    복수의 제 2 환형 패턴으로 배열되는 복수의 제 2 보어를 가지며,
    상기 복수의 제 2 보어는 상기 제 3 플레넘으로부터 상기 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘으로 연장하는,
    샤워 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샤워 헤드 몸체는 알루미늄을 포함하며, 상기 하나 또는 그보다 많은 제 2 플레넘은 상기 복수의 제 1 환형 패턴과 일치되는 복수의 제 3 환형 패턴으로 배열되며, 상기 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘은 상기 복수의 제 2 환형 패턴과 일치되는 복수의 제 4 환형 패턴으로 배열되는,
    샤워 헤드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 영역은 내부에 한정된 제 1 가열 부재를 포함하며, 상기 제 2 영역은 내부에 한정된 제 2 가열 부재를 포함하는,
    샤워 헤드.
  4. 샤워 헤드 조립체로서,
    제 1 측면, 제 2 측면, 및 각각 복수의 제 1 보어를 구비한 두 개 또는 그보다 많은 영역을 갖는 제 1 가스 분배 판, 및
    제 3 측면, 제 4 측면, 및 복수의 제 2 보어를 갖는 제 2 가스 분배 판을 포함하며,
    상기 복수의 제 1 보어는 상기 제 1 측면으로부터 상기 제 2 측면으로 상기 제 1 가스 분배 판을 통해 연장하며,
    상기 복수의 제 2 보어는 상기 제 3 측면으로부터 상기 제 4 측면으로 상기 제 2 가스 분배 판을 통해 연장하며, 상기 제 2 가스 분배 판의 제 3 측면은 상기 제 1 가스 분배 판의 제 2 측면과 결합되며, 상기 제 2 보어의 수는 상기 제 1 보어의 수를 초과하는,
    샤워 헤드 조립체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 두 개 또는 그보다 많은 영역들 중의 각각의 영역은 하나 또는 그보다 많은 가열 코일을 가지는,
    샤워 헤드 조립체.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 보어는 상기 제 1 측면에서 보았을 때, 하나 또는 그보다 많은 제 1 환형 패턴으로 배열되며, 상기 각각의 영역은 복수의 환형 패턴을 가지는,
    샤워 헤드 조립체.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 보어는 상기 제 1 측면에서 보았을 때, 하나 또는 그보다 많은 제 1 환형 패턴으로 배열되며, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역을 에워싸며, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역보다 많은 환형 패턴을 가지는,
    샤워 헤드 조립체.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 보어는 상기 제 1 측면에서 보았을 때, 하나 또는 그보다 많은 제 1 환형 패턴으로 배열되며, 상기 제 2 보어는 상기 제 4 측면에서 보았을 때, 하나 또는 그보다 많은 제 2 환형 패턴으로 배열되며, 각각의 상기 제 2 환형 패턴 내의 제 2 보어의 수는 각각의 상기 제 1 환형 패턴 내의 제 1 보어의 수보다 많은,
    샤워 헤드 조립체.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 보어는 상기 제 1 측면에서 보았을 때, 하나 또는 그보다 많은 제 1 환형 패턴으로 배열되며, 상기 제 2 보어는 상기 제 4 측면에서 보았을 때, 하나 또는 그보다 많은 제 2 환형 패턴으로 배열되며, 상기 제 2 측면으로부터 보았을 때, 상기 제 1 보어는 상기 제 2 환형 패턴의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 가지는,
    샤워 헤드 조립체.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 분배 판은 알루미늄을 포함하며, 상기 제 2 가스 분배 판은 실리콘 카바이드를 포함하는,
    샤워 헤드 조립체.
  11. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 측면에 있는 상기 하나 또는 그보다 많은 제 1 보어의 직경은 상기 제 2 측면에 있는 상기 하나 또는 그보다 많은 제 1 보어의 직경보다 더 작은,
    샤워 헤드 조립체.
  12. 제 4 항에 있어서,
    각각의 상기 영역 내에 있는 보어는 상기 제 1 가스 분배 판의 제 1 측면에 있는 환형 플레넘으로부터 연장하며, 각각의 상기 보어는 상기 제 1 가스 분배 판의 제 2 측면에 있는 원형 플레넘으로 연장하는,
    샤워 헤드 조립체.
  13. 샤워 헤드 재생 방법으로서,
    제 1 샤워 헤드 몸체를 제 2 샤워 헤드 몸체로부터 분해하는 단계와,
    적어도 상기 제 1 샤워 헤드 몸체를 세정하는 단계, 및
    상기 제 1 샤워 헤드 몸체를 제 3 샤워 헤드 몸체에 접합하는 단계를 포함하며,
    상기 제 1 샤워 헤드 몸체는 제 2 영역을 에워싸는 제 1 영역을 가지며,
    상기 제 1 영역은 상기 몸체의 제 1 측면에 배열되는 제 1 플레넘과,
    상기 몸체의 제 2 측면에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 제 2 플레넘, 및
    복수의 제 1 환형 패턴으로 배열되는 복수의 제 1 보어를 가지며,
    상기 복수의 제 1 보어는 상기 제 1 플레넘으로부터 상기 하나 또는 그보다 많은 제 2 플레넘으로 연장하며,
    상기 제 2 영역은 상기 몸체의 제 1 측면에 배열되는 제 3 플레넘과,
    상기 몸체의 제 2 측면에 배열되는 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘, 및
    복수의 제 2 환형 패턴으로 배열되는 복수의 제 2 보어를 가지며,
    상기 복수의 제 2 보어는 상기 제 3 플레넘으로부터 상기 하나 또는 그보다 많은 제 4 플레넘으로 연장하는,
    샤워 헤드 재생 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 2 샤워 헤드 몸체와 상기 제 3 샤워 헤드 몸체는 동일한 샤워 헤드 몸체이며, 상기 제 2 샤워 헤드 몸체를 세정하는 단계를 더 포함하는,
    샤워 헤드 재생 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 샤워 헤드 몸체는 양극 산화처리된 알루미늄을 포함하며, 상기 접합하는 단계 이전에 상기 제 1 샤워 헤드 몸체를 재 양극 산화처리하는 단계를 더 포함하는,
    샤워 헤드 재생 방법.
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