KR20100109473A - Plasma arrestor insert - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A plasma arrestor insert while bring about the disadvantageous pressure drop, the possibility of plasma-generating and arcing can be reduced in the dielectric arrestor insert itself. CONSTITUTION: A plasma arrestor insert the gas inflow line(410) and the dielectric arrestor insert for the usage at the chamber wafer processing system. The gas inflow line acts in order to offer the gas to the arrestor housing. The arrestor housing acts in order to purchase the dielectric arrestor insert. The dielectric arrestor insert comprises the gas inlet, the non-linear channel, and the gas outlet.

Description

플라즈마 어레스터 인서트{PLASMA ARRESTOR INSERT}Plasma arrester inserts {PLASMA ARRESTOR INSERT}

본 출원은 2009 년 3 월 31 일에 출원된 미국 가특허출원 제 61/165,270 호에 대하여 35 U.S.C. §119 (e) 하에서 우선권을 주장하며, 이들의 전체 내용이 본 명세서에서 참조로서 통합된다. This application is directed to 35 U.S.C. US patent application Ser. No. 61 / 165,270 filed March 31, 2009. Priority claims under §119 (e), the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

반도체 제조 산업은 끊임없이 감소하는 이윤 차액을 증가시키기 위해 비용 절감 및 효율에 증가된 중요성을 둔다. 비용을 저감하기 위한 하나의 중요한 노력은 필요한 에칭 프로세스를 완료하기 위해 헬륨계 플라즈마를 이용할 때 기판 표면에서 극히 높은 이온 에너지를 필요로 하는 시스템 내의 컴포넌트들을 보호하는 것이다. 기판 표면에서 이 높은 이온 에너지를 생성하기 위해, 고 전압이 기판 표면에 인가되어, 헬륨 공급 라인으로 다시 연장되는 큰 전기장 기울기 (gradient) 를 생성하며, 이는 또한 표면들 간의 원하지 않는 전기적 아킹 (arcing) 을 생성하고 공급 라인 및 다른 컴포넌트들에서 플라즈마를 생성한다. 이는 공급 라인의 피팅 (pitting) 및 용융과 같은 역효과를 생성한다. 고 전위의 영역과 공급 라인들 사이에 전기 절연체를 배치함으로써 원하지 않는 전기적 아킹 및 플라즈마 생성의 영향을 최소화할 수 있다. 그러나, 이러한 전기 절연체는 소요 비용을 증가시킨다. 시스템 부품들의 불필요한 마모율을 방지하기 위해 많은 주의를 기울여야 한다.The semiconductor manufacturing industry places increasing importance on cost savings and efficiency in order to increase the profit margin which is constantly decreasing. One important effort to reduce costs is to protect components in the system that require extremely high ion energy at the substrate surface when using helium-based plasma to complete the required etching process. To generate this high ion energy at the substrate surface, a high voltage is applied to the substrate surface, creating a large electric field gradient that extends back to the helium supply line, which also causes unwanted electrical arcing between the surfaces. And generate plasma in the supply line and other components. This creates adverse effects such as fitting and melting of the feed line. Placing an electrical insulator between the high potential region and the supply lines can minimize the effects of unwanted electrical arcing and plasma generation. However, such electrical insulators increase the required cost. Great care must be taken to prevent unnecessary wear of system components.

도 1 은 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 의 종래의 헬륨 공급 시스템 (100) 의 단면도이다. 시스템 (100) 은 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102), 금속 용접부 (104), 유전체 어레스터 인서트 (arrestor insert)(106), 유전체 어레스터 하우징 (108), ESC 탑재판 (118), 및 보울 (bowl) 하우징 어셈블리 (116) 를 포함한다. 어레스터 하우징 (108) 은 유전체 어레스터 인서트 (106) 를 고정하기 위한 실린더형 공동 (120) 을 포함하도록 성형된다. 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102), 금속 용접부 (104), 유전체 어레스터 인서트 (106), 어레스터 하우징 (108), 및 ESC 탑재판 (118) 은 보울 하우징 어셈블리 (116) 내에 존재한다. 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 은 프로세싱 동안 웨이퍼를 정전기적으로 고정하도록 동작 가능한 정전척 (ESC)(110) 을 포함한다.1 is a cross-sectional view of a conventional helium supply system 100 of a chamber wafer processing system 112. System 100 includes flexible helium supply line 102, metal weld 104, dielectric arrester insert 106, dielectric arrester housing 108, ESC mounting plate 118, and bowl ) Housing assembly 116. The arrester housing 108 is shaped to include a cylindrical cavity 120 for securing the dielectric arrester insert 106. Flexible helium supply line 102, metal weld 104, dielectric arrester insert 106, arrester housing 108, and ESC mounting plate 118 are present in bowl housing assembly 116. Chamber wafer processing system 112 includes an electrostatic chuck (ESC) 110 operable to electrostatically fix a wafer during processing.

동작 시, 헬륨은 종래의 헬륨 공급 시스템 (100) 을 통해 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 으로 공급된다. 종래의 헬륨 공급 시스템 (100) 을 통과하는 헬륨의 경로는 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102), 금속 용접부 (104) 내의 화살표 및 유전체 어레스터 인서트 (106) 를 통과하는 화살표 (114) 에 의해 표시된다. In operation, helium is supplied to the chamber wafer processing system 112 through a conventional helium supply system 100. The path of helium through the conventional helium supply system 100 is indicated by the flexible helium supply line 102, an arrow in the metal weld 104, and an arrow 114 through the dielectric arrester insert 106.

ESC 의 동작은 웨이퍼를 클램프하기 위해 인가되는 고전압 DC 전력 및 웨이퍼 프로세싱 동안 필요한 플라즈마를 생성하기 위한 고 주파수의 RF 전력의 이용을 필요로 한다. 헬륨이 ESC 에 공급되어 웨이퍼와 ESC (110) 사이의 열적 싱킹 (thermal sinking) 에 영향을 준다. 고 전압 DC 또는 RF 전력 중 어느 하나의 인가는 또한 전자들이 헬륨 원자의 결합을 벗어나서, 플라즈마를 생성할 수 있는 포인트로 헬륨을 여기시킬 수 있다. 가스형 헬륨이 플라즈마로 변환되는 시간은 통상적으로 "라이트-업 (light-up)" 으로 지칭된다.Operation of the ESC requires the use of high voltage DC power applied to clamp the wafer and high frequency RF power to generate the required plasma during wafer processing. Helium is supplied to the ESC to affect thermal sinking between the wafer and the ESC 110. The application of either high voltage DC or RF power can also excite helium to the point where electrons can leave the bond of the helium atoms, creating a plasma. The time at which gaseous helium is converted to plasma is commonly referred to as "light-up".

ESC (110) 의 전위와 유사한 고 전압 전위에서 주로 동작되는 탑재판 (118) 은 어레스터 하우징 (108) 및 유전체 어레스터 인서트 (106) 에 의해 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102) 및 금속 용접부 (104) 로부터 절연된다. 보울 하우징 어셈블리 (116) 는 접지 전위에 있다. 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102) 및 금속 용접부 (104) 가 ESC (110) 로부터의 전기장 및 자기장 효과로부터 차폐되는 것이 바람직하다. 또한, 금속 용접부 (104) 및 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102) 의 전위는 보울 하우징 어셈블리 (116) 의 전위와 가깝게 매칭되어서, 둘 사이의 전기적 아킹을 방지하고 또는 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102) 내의 라이트-업을 야기할 정도의 둘 사이의 고 전압 전위를 방지한다. 전기적 아킹이 발생하면, 보울 컴포넌트에 대한 손상이 발생할 수 있다. 플라즈마 라이트-업이 발생하면, 보울 하우징 어셈블리 (116) 내의 공급 라인 및 다른 컴포넌트의 피팅 및 용융이 발생할 수 있다. 금속 용접부 (104) 를 보울 (116) 의 접지 전위에 유지하기 위한 요건은 어레스터 하우징 (108), 및 유전체 어레스터 인서트 (106) 를 가로질러 가해진 큰 전압 전위를 초래한다. The mounting plate 118, which is mainly operated at a high voltage potential similar to that of the ESC 110, is provided with the flexible helium supply line 102 and the metal weld 104 by the arrester housing 108 and the dielectric arrester insert 106. It is insulated from. Bowl housing assembly 116 is at ground potential. It is desirable that the flexible helium supply line 102 and the metal weld 104 be shielded from the electric and magnetic field effects from the ESC 110. In addition, the potentials of the metal weld 104 and the flexible helium supply line 102 are closely matched to the potentials of the bowl housing assembly 116 to prevent electrical arcing between the two or to prevent light arcing in the flexible helium supply line 102. Prevent high voltage potential between the two enough to cause up. If electrical arcing occurs, damage to the bowl components may occur. If plasma light-up occurs, fitting and melting of the supply lines and other components in the bowl housing assembly 116 may occur. The requirement to maintain the metal weld 104 at the ground potential of the bowl 116 results in a large voltage potential applied across the arrester housing 108, and the dielectric arrester insert 106.

챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 및 시스템 (110) 의 통상의 정규 동작 조건인 1 내지 50 Torr (표준 대기압의 1/760 과 50/760 사이 압력) 의 낮은 헬륨 압력에서, 헬륨은 소정 조건 하에서 전류를 전도하고 전기적 아킹을 생성할 수 있다. 어레스터 하우징 (108) 및 유전체 어레스터 인서트 (106) 내의 플라즈마 생성 또는 아킹의 가능성은 전압 전위차에 정비례하여 관련되고, 금속 용접부 (104) 와 탑재판 (118) 사이의 가스 경로 길이에 반비례하여 관련되며, 이하에서 더욱 상세히 논의하게 될 이용 가능한 단면 평균 자유 경로에 정비례하여 관련된다.At low helium pressures of 1 to 50 Torr (pressure between 1/760 and 50/760 of standard atmospheric pressure), which is the normal normal operating conditions of chamber wafer processing system 112 and system 110, helium is capable of driving current under certain conditions. It can conduct and create electrical arcing. The possibility of plasma generation or arcing in the arrester housing 108 and the dielectric arrester insert 106 is directly proportional to the voltage potential difference and inversely proportional to the gas path length between the metal weld 104 and the mounting plate 118. And is directly proportional to the available cross-sectional mean free path, which will be discussed in more detail below.

도 2a 는 유전체 어레스터 인서트 (106) 의 경사도이다. 유전체 어레스터 인서트 (106) 는 원주형 채널 (206) 을 통해 제 2 실린더부 (204) 와 이격된 제 1 실린더부 (202) 를 포함한다. 제 1 실린더부 (202) 가 원형 면 (208) 을 갖는 한편, 제 2 실린더부 (204) 는 원형 면 (210) 을 갖는다. 원형 면 (208) 은 헬륨 입구 (216) 를 갖는 한편, 원형 면 (210) 은 헬륨 출구 (218) 를 갖는다. 폭 d 1 및 깊이 d 2 를 갖는 종방향 채널 (212) 은 원형 면 (210) 에서의 헬륨 입구 (216) 로부터 원주형 채널 (206) 까지 연장되는 한편, 종방향 채널 (214) 은 원주형 채널 (206) 에서 헬륨 출구 (218) 까지 연장된다.2A is an oblique view of the dielectric arrester insert 106. The dielectric arrester insert 106 includes a first cylinder portion 202 spaced apart from the second cylinder portion 204 through the circumferential channel 206. The first cylinder portion 202 has a circular face 208, while the second cylinder portion 204 has a circular face 210. Circular face 208 has helium inlet 216, while circular face 210 has helium outlet 218. A longitudinal channel 212 having a width d 1 and a depth d 2 extends from the helium inlet 216 at the circular face 210 to the columnar channel 206, while the longitudinal channel 214 is the columnar channel Extends from 206 to helium outlet 218.

도 2b 는 유전체 어레스터 인서트 (106) 의 단면도이다. 도면에서, 헬륨 가스는 화살표 (114) 로 표시된 경로를 따라 흐른다. 구체적으로, 금속 용접부 (104) 에 의해 제공된 헬륨은 헬륨 입구 (216) 로 들어가고, 종방향 채널 (212) 을 통해 진행하고, 원주형 채널 (306) 주위로 진행하고, 종방향 채널 (214) 을 통해 계속되며 최종적으로 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 헬륨 출구 (218) 를 나간다. 유전체 어레스터 인서트 (106) 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 거리는 종방향 채널 (212) 의 길이, 원주형 채널 (206) 의 원주의 절반 및 종방향 채널 (214) 의 길이를 포함한다.2B is a cross sectional view of the dielectric arrester insert 106. In the figure, helium gas flows along the path indicated by arrow 114. Specifically, helium provided by the metal weld 104 enters the helium inlet 216, proceeds through the longitudinal channel 212, runs around the cylindrical channel 306, and moves the longitudinal channel 214. Continue through and finally exit helium outlet 218 into chamber wafer processing system 112. The total distance that helium gas travels in the dielectric arrester insert 106 includes the length of the longitudinal channel 212, half the circumference of the columnar channel 206 and the length of the longitudinal channel 214.

다시 도 1 을 참조하면, 유전체 어레스터 인서트 (106) 는 어레스터 하우징 (108) 의 실린더형 공동 (120) 내에 단단히 배치된다. 따라서, 실린더형 공동 (120) 은, 헬륨 가스가 오직 종방향 채널 (212), 원주형 채널 (206) 및 종방향 채널 (214) 을 통과하도록 종방향 채널 (212), 원주형 채널 (206) 및 종방향 채널 (214) 를 폐쇄하여 튜브를 형성한다. 유전체 어레스터 인서트 (106) 는 저 전위의 금속 용접부 (104) 및 고 전위의 탑재판 (118) 사이에 절연체 블록을 제공한다. 금속 용접부 (104) 는 접지 전위에 또는 부근에 있고, 탑재판 (118) 은 고 전위에 있다. 금속 용접부 (104) 와 탑재판 (118) 간의 전압차 때문에, 유전체 어레스터 인서트 (106) 또는 어레스터 하우징 (108) 내에 헬륨의 라이트 업 및 아킹의 가능성이 존재한다. 2 개의 방법 (tactics) 중 적어도 하나가 이용되어 유전체 어레스터 인서트 (106) 및 어레스터 하우징 (108) 내의 아킹 또는 라이트-업의 전위를 감소시킬 수도 있다.Referring again to FIG. 1, the dielectric arrester insert 106 is firmly disposed in the cylindrical cavity 120 of the arrester housing 108. Thus, the cylindrical cavity 120 may include a longitudinal channel 212, a columnar channel 206 such that helium gas passes only through the longitudinal channel 212, the columnar channel 206 and the longitudinal channel 214. And close longitudinal channel 214 to form a tube. The dielectric arrester insert 106 provides an insulator block between the low potential metal weld 104 and the high potential mounting plate 118. The metal weld 104 is at or near ground potential, and the mounting plate 118 is at high potential. Because of the voltage difference between the metal weld 104 and the mounting plate 118, there is a possibility of light up and arcing of helium in the dielectric arrester insert 106 or the arrester housing 108. At least one of two tactics may be used to reduce the potential of arcing or write-up in the dielectric arrester insert 106 and the arrester housing 108.

첫째, 유전체 어레스터 인서트 (106) 의 종방향 채널 (212) 의 폭 d 1 및 깊이 d 2 가 감소될 수 있다. 헬륨의 일정한 공급의 경우, 유전체 어레스터 인서트 (106) 의 종방향 채널 (212) 의 감소된 폭 d 1 및 깊이 d 2 는 단면적을 감소시키고 이에 따라 전자가 여기 상태로 이동하여 플라즈마를 생성하는 공간을 감소시킬 것이다. 이 방법이 갖는 문제점은 유전체 어레스터 인서트 (106) 의 종방향 채널 (212) 의 감소되는 폭 d 1 및 깊이 d 2 가 컴포넌트 전체에 걸쳐 압력 드롭을 증가시킬 것이고, 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 공급된 헬륨의 양을 감소시킨다는 것이다.First, the width d 1 and depth d 2 of the longitudinal channel 212 of the dielectric arrester insert 106. Can be reduced. In the case of a constant supply of helium, the reduced width d 1 and depth d 2 of the longitudinal channel 212 of the dielectric arrester insert 106 Will reduce the cross-sectional area and thus reduce the space in which electrons move to the excited state to produce a plasma. The problem with this method is the reduced width d 1 of the longitudinal channel 212 of the dielectric arrester insert 106. And depth d 2 will increase the pressure drop across the component and reduce the amount of helium supplied into the wafer processing system 112.

둘째, 유전체 어레스터 인서트 (106) 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이가 증가될 수 있다. 이는, 종방향 채널 (212), 원주형 채널 (206) 및 종방향 채널 (214) 내의 헬륨을 통해 유도된 정전기장으로부터 보이는 바와 같이 금속 용접부 (104) 와 ESC (110) 사이의 거리를 효율적으로 증가시킬 것이다. 이는, 유전체 어레스터 인서트 (106) 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이에 대한 전압 기울기를 감소시켜 유전체 어레스터 인서트 (106) 를 더 좋은 절연체 블록으로 만들 것이다. 그러나, 증가된 길이가 더 긴 가시선 (line-of-sight) 경로의 형태로 되는 경우 아킹 또는 라이트-업 전위가 이슈로 될 수 있다. 또한, 어레스터 하우징 (108) 및 보울 하우징 어셈블리 (116) 내에 제한된 양의 공간 만이 존재한다. 이와 같이, 시스템 (100) 에서, 이는 실용적인 선택이 아니다.Second, the total length of helium gas travel within the dielectric arrester insert 106 can be increased. This effectively reduces the distance between the metal weld 104 and the ESC 110 as seen from the electrostatic field induced through the helium in the longitudinal channel 212, the circumferential channel 206 and the longitudinal channel 214. Will increase. This will reduce the voltage gradient over the total length of helium gas travel within the dielectric arrester insert 106, making the dielectric arrester insert 106 a better insulator block. However, arcing or write-up dislocations can be an issue if the increased length is in the form of longer line-of-sight paths. In addition, there is only a limited amount of space in the arrester housing 108 and the bowl housing assembly 116. As such, in system 100 this is not a practical choice.

마지막으로, 전기적으로 절연성인 재료의 유전율이 감소될 수도 있다.Finally, the dielectric constant of the electrically insulating material may be reduced.

유전체 어레스터 인서트 (106) 는 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 충분한 헬륨을 제공하기에 충분히 큰 폭 d 1 및 깊이 d 2 의 종방향 채널 (212) 을 포함한다. 또한, 전술된 바와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (106) 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 어레스터 하우징 (108) 내의 공간을 포함한다. 유전체 어레스터 인서트 (106) 내에서 헬륨 가스가 이동하는 짧은 총 길이와 조합되어 폭 d 1 및 깊이 d 2 의 종방향 채널 (212) 은 유전체 어레스터 인서트 (106) 의 성능에 영향을 미쳐 유전체 어레스터 인서트 (106) 자체에서 아킹 및 플라즈마 생성을 방지한다.Dielectric arrester insert 106 includes a longitudinal channel 212 of width d 1 and depth d 2 large enough to provide sufficient helium into wafer processing system 112. In addition, as described above, the total length of helium gas travel within the dielectric arrester insert 106 includes a space in the arrester housing 108. Combined with the short total length of helium gas travel within the dielectric arrester insert 106, the longitudinal channels 212 in width d 1 and depth d 2 affect the performance of the dielectric arrester insert 106 to affect the performance of the dielectric arrestor insert 106. It prevents arcing and plasma generation in the lester insert 106 itself.

불리한 압력 드롭을 야기하지 않으면서 유전체 어레스터 인서트 자체에서 아킹 및 플라즈마 생성의 가능성을 감소시키는 유전체 어레스터 인서트가 필요하다.There is a need for dielectric arrester inserts that reduce the likelihood of arcing and plasma generation in the dielectric arrester insert itself without causing adverse pressure drops.

본 발명의 목적은 유전체 어레스터 인서트에서 아킹 및 플라즈마 생성의 가능성을 감소시키는 유전체 어레스터 인서트를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a dielectric arrester insert that reduces the possibility of arcing and plasma generation in the dielectric arrester insert.

본 발명의 일 양태에 따르면, 가스 유입 라인, 어레스터 하우징 및 웨이퍼 프로세싱 공간을 갖는 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템에서 유전체 어레스터 인서트가 이용될 수도 있다. 유입 라인은 어레스터 하우징에 가스를 제공할 수 있다. 어레스터 하우징은 유전체 어레스터 인서트를 수납할 수 있다. 유전체 어레스터 인서트는 가스 입구부, 비-선형 채널 및 가스 출구부를 포함한다. 가스 입구부는 유입 라인으로부터 가스를 받도록 구성된다. 비-선형 채널은 가스 입구부로부터 가스 출구부로 가스를 전달하도록 구성된다. 가스 출구부는 비-선형 채널로부터 웨이퍼 프로세싱 공간으로 가스를 전달하도록 구성된다.According to one aspect of the present invention, a dielectric arrester insert may be used in a chamber wafer processing system having a gas inlet line, an arrester housing, and a wafer processing space. The inlet line can provide gas to the arrester housing. The arrester housing can receive the dielectric arrester insert. The dielectric arrester insert includes a gas inlet, a non-linear channel and a gas outlet. The gas inlet is configured to receive gas from the inlet line. The non-linear channel is configured to deliver gas from the gas inlet to the gas outlet. The gas outlet is configured to deliver gas from the non-linear channel to the wafer processing space.

본 발명의 추가의 목적, 이점 및 특징은 이어지는 이하의 상세한 설명에서 부분적으로 설명되고, 부분적으로는 이하의 내용을 검토시 당업자에게 명백해질 것이고 또는 본 발명의 실시에 의해 학습될 수도 있다. 본 발명의 목적 및 이점은 첨부된 청구범위에서 특별히 지적된 수단 및 조합에 의해 실현 및 달성될 수도 있다.Additional objects, advantages and features of the invention will be set forth in part in the description which follows, and in part will become apparent to those skilled in the art upon reviewing the following or may be learned by practice of the invention. The objects and advantages of the invention may be realized and attained by means and combinations particularly pointed out in the appended claims.

본 발명을 통해 불리한 압력 드롭을 야기하지 않으면서 유전체 어레스터 인서트 자체에서 아킹 및 플라즈마 생성의 가능성을 감소시키는 유전체 어레스터 인서트를 제공할 수 있다.Through the present invention it is possible to provide a dielectric arrester insert which reduces the possibility of arcing and plasma generation in the dielectric arrester insert itself without causing an adverse pressure drop.

상세한 설명에 통합되고 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 발명의 예시적 실시형태를 나타내고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1 은 웨이퍼 에칭 프로세스 동안 이용된 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템에 대한 종래의 헬륨 공급 시스템을 나타낸다.
도 2a 는 도 1 의 확대된 종래의 유전체 어레스터 인서트를 나타낸다.
도 2b 는 도 1 의 확대된 종래의 유전체 어레스터 인서트의 도 2a 의 단면도를 나타낸다.
도 3 은 웨이퍼 에칭 프로세스 동안 이용된 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템에 대한 헬륨 공급 시스템의 본 발명에 따른 일 예시의 실시형태를 나타낸다.
도 4a 는 본 발명에 따른 일 예시의 단일 리드 유전체 어레스터 인서트의 확대된 측면도를 나타낸다.
도 4b 는 도 4a 의 일 예시의 유전체 어레스터 인서트의 단면도를 나타낸다.
도 4c 는 도 4a 의 일 예시의 유전체 어레스터 인서트의 경사진 상면도를 나타낸다.
도 5a 는 본 발명에 따른 다른 예시의 유전체 어레스터 인서트의 확대된 측면도를 나타낸다.
도 5b 는 도 5a 의 예시의 유전체 어레스터 인서트의 단면도를 나타낸다.
도 5c 는 도 5a 의 예시의 유전체 어레스터 인서트의 경사진 상면도를 나타낸다..
도 6a 는 본 발명에 따른 이중-리드 유전체 어레스터 인서트의 확대된 측면도를 나타낸다.
도 6b 는 도 6a 의 예시의 유전체 어레스터 인서트의 단면도를 나타낸다.
도 6c 은 도 6a 의 예시의 유전체 어레스터 인서트의 경사진 상면도를 나타낸다.
도 7 은 본 발명에 따른 쿼드-리드 (quad-lead) 유전체 어레스터 인서트의 경사진 상면도를 나타낸다.
도 8 은 본 발명에 따른 또 다른 예시의 유전체 어레스터 인서트의 단면도를 나타낸다.
도 9 는 본 발명에 따른 또 다른 예시의 유전체 어레스터 인서트의 단면도를 나타낸다.The accompanying drawings, which are incorporated in and form a part of the detailed description, illustrate exemplary embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
1 shows a conventional helium supply system for a chamber wafer processing system used during a wafer etch process.
FIG. 2A shows an enlarged conventional dielectric arrester insert of FIG. 1.
FIG. 2B shows a cross-sectional view of FIG. 2A of the enlarged conventional dielectric arrester insert of FIG. 1.
3 shows an exemplary embodiment according to the present invention of a helium supply system for a chamber wafer processing system used during a wafer etch process.
4A shows an enlarged side view of an example single lead dielectric arrester insert in accordance with the present invention.
4B illustrates a cross-sectional view of the example dielectric arrester insert of FIG. 4A.
4C shows an inclined top view of the example dielectric arrester insert of FIG. 4A.
5A shows an enlarged side view of another exemplary dielectric arrester insert in accordance with the present invention.
5B shows a cross-sectional view of the exemplary dielectric arrester insert of FIG. 5A.
FIG. 5C shows an inclined top view of the exemplary dielectric arrester insert of FIG. 5A.
6A shows an enlarged side view of a double-lead dielectric arrester insert according to the present invention.
FIG. 6B shows a cross-sectional view of the exemplary dielectric arrester insert of FIG. 6A.
FIG. 6C shows an inclined top view of the exemplary dielectric arrester insert of FIG. 6A.
Figure 7 shows an inclined top view of a quad-lead dielectric arrester insert according to the present invention.
8 shows a cross-sectional view of another exemplary dielectric arrester insert in accordance with the present invention.
9 shows a cross-sectional view of another exemplary dielectric arrester insert in accordance with the present invention.

챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템에 헬륨을 공급하는 헬륨 공급 시스템에서, 헬륨 공급 시스템의 일부는 접지 전위에 또는 부근에 있을 수도 있는 반면에, 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템의 일부는 고 전위를 가질 수도 있다. 이러한 경우에서, 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 안으로 헬륨을 공급하기 위해 위치한 헬륨 공급 라인 또는 유전체 어레스터 인서트 내의 헬륨은 플라즈마 라이트-업 또는 전기적 아킹의 가능성을 갖는다. 본 발명의 일 양태에 따르면, 유전체 어레스터 인서트 또는 어레스터 하우징 내의 헬륨 라이트-업의 가능성은 유전체 어레스터 인서트 내에서 헬륨 가스가 이동하는 길이를 증가시킴으로써 감소된다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 양태에 따르면, 유전체 어레스터 인서트는 헬륨 가스가 통과하는 비-선형 채널을 포함한다. 비-선형 채널은 종래의 유전체 어레스터 인서트와 비교하여 유전체 어레스터 인서트 내에서 헬륨 가스가 이동하는 거리를 증가시키고, 동시에 라이트-업 또는 전기적 아킹이 발생하는 것을 허용하는 직접적인 가시선을 제한한다.In a helium supply system that supplies helium to the chamber wafer processing system, part of the helium supply system may be at or near ground potential, while part of the chamber wafer processing system may have a high potential. In this case, helium in the helium supply line or dielectric arrester insert positioned to supply helium into the chamber wafer processing system has the potential of plasma light-up or electrical arcing. According to one aspect of the invention, the possibility of helium light-up in the dielectric arrester insert or the arrester housing is reduced by increasing the length of helium gas travel within the dielectric arrester insert. More specifically, according to one aspect of the invention, the dielectric arrester insert comprises a non-linear channel through which helium gas passes. Non-linear channels increase the distance that helium gas travels within the dielectric arrester insert compared to conventional dielectric arrester inserts, while at the same time limiting the direct line of sight that allows light-up or electrical arcing to occur.

본 발명의 양태에 따른 유전체 어레스터 인서트의 예시의 실시형태가 도 3 내지 도 9 를 참조하여 이하에서 설명될 것이다.An exemplary embodiment of a dielectric arrester insert according to an aspect of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 to 9.

도 3 은 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 에 헬륨을 제공하도록 동작 가능한 헬륨 공급 시스템 (300) 의 단면도이다. 헬륨 공급 시스템 (300) 은 도 1 에 도시된 헬륨 공급 시스템 (100) 과 유사하며, 여기서 유전체 어레스터 인서트 (106) 가 본 발명의 일 양태에 따른 유전체 어레스터 인서트 (306) 로 대체된다. 시스템 (300) 은 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102), 금속 용접부 (104), 유전체 어레스터 인서트 (306), 어레스터 하우징 (108), 보울 하우징 어셈블리 (116) 를 포함한다. 어레스터 하우징 (108) 은 유전체 어레스터 인서트 (306) 를 고정시키기 위한 실린더형 공동 (120) 을 포함하도록 성형된다. 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102), 금속 용접부 (104), 유전체 어레스터 인서트 (306) 및 어레스터 하우징 (108) 은 보울 하우징 어셈블리 (116) 내에 존재한다. 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 은 프로세싱 동안 웨이퍼를 정전기적으로 고정하도록 동작 가능한 ESC (110) 를 포함한다.3 is a cross-sectional view of a helium supply system 300 operable to provide helium to the chamber wafer processing system 112. The helium supply system 300 is similar to the helium supply system 100 shown in FIG. 1, where the dielectric arrester insert 106 is replaced with a dielectric arrester insert 306 according to one aspect of the present invention. System 300 includes flexible helium supply line 102, metal weld 104, dielectric arrester insert 306, arrester housing 108, bowl housing assembly 116. The arrester housing 108 is shaped to include a cylindrical cavity 120 for securing the dielectric arrester insert 306. Flexible helium supply line 102, metal weld 104, dielectric arrester insert 306 and arrester housing 108 are present in bowl housing assembly 116. Chamber wafer processing system 112 includes an ESC 110 that is operable to electrostatically fix a wafer during processing.

동작 시, 헬륨은 헬륨 공급 시스템 (300) 을 통해 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 으로 공급된다. 시스템 (300) 을 통과하는 헬륨의 경로는 플렉서블 헬륨 공급 라인 (102) 내의 화살표 및 유전체 어레스터 인서트 (306) 를 통과하는 화살표 (314) 에 의해 표시된다. In operation, helium is supplied to the chamber wafer processing system 112 through the helium supply system 300. The path of helium through the system 300 is indicated by an arrow in the flexible helium supply line 102 and an arrow 314 through the dielectric arrester insert 306.

본 발명의 일 양태에 따르면, 유전체 어레스터 인서트 내에는 나선형 채널이 제공되어 유전체 어레스터 인서트 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이를 증가시킨다. 또한, 몇몇 실시형태에서는 복수의 채널이 포함될 수도 있다. 유사한 단면적의 개별 채널들의 경우, 유전체 어레스터 인서트 내의 총 단면적은 개별 채널들의 수에 정비례하여 관련된다. 또한, 유전체 어레스터 인서트 내의 각 개별 채널에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 개별 채널들의 수에 반비례하여 관련된다. 즉, 이중 채널의 유전체 어레스터 인서트는 단일 채널의 유전체 어레스터 인서트에 비해 2 배의 단면 흐름 면적을 제공하지만, 단일 채널의 유전체 어레스터 인서트의 단지 절반의 경로 길이를 가질 것이다. 유전체 어레스터 인서트 내의 나선형 채널의 피치 (pitch) 는 하나의 연속적 와인딩 (winding) 의 중심-대-중심 거리이다.According to one aspect of the present invention, a spiral channel is provided within the dielectric arrester insert to increase the total length of helium gas travel within the dielectric arrester insert. In some embodiments, a plurality of channels may also be included. For individual channels of similar cross sectional area, the total cross sectional area in the dielectric arrester insert is directly proportional to the number of individual channels. In addition, the total length of helium gas travel in each individual channel in the dielectric arrester insert is inversely related to the number of individual channels. That is, the dual channel dielectric arrester insert will provide twice the cross-sectional flow area compared to the single channel dielectric arrester insert, but will have only half the path length of the single channel dielectric arrester insert. The pitch of the helical channel in the dielectric arrester insert is the center-to-center distance of one continuous winding.

본 명세서에서는 상이한 피치를 갖는 상이한 수의 채널을 나타내는 본 발명에 따른 각종 예시의 실시형태 유전체 어레스터 인서트가 논의된다. 공간, 피치, 깊이, 및 채널의 수는 바람직한 단면적 및 경로 길이를 달성하기 위해 변경될 수 있다.Various exemplary embodiment dielectric arrester inserts in accordance with the present invention representing different numbers of channels with different pitches are discussed herein. The space, pitch, depth, and number of channels can be varied to achieve the desired cross sectional area and path length.

본 발명의 일 양태에 따른 단일의 나선형 채널을 갖는 유전체 어레스터의 예시의 실시형태가 도 4a 내지 도 4c 를 참조하여 설명될 것이다.An exemplary embodiment of a dielectric arrester having a single helical channel in accordance with an aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A-4C.

도 4a 는 유전체 어레스터 인서트 (306) 의 확대된 측면도를 나타낸다. 도면에 나타난 바와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (306) 는 상면 (402), 저면 (404), 코어부 (406) 및 와인딩부 (408) 를 포함한다. 상면 (402) 이 헬륨 입구 (401) 를 포함하는 한편, 저면 (404) 은 헬륨 출구 (412) 를 포함한다. 와인딩부 (408) 는 인접한 와인딩이 연속적인 나선형 채널 (414) 을 형성하도록 코어부 (406) 에 나선형으로 감긴다.4A shows an enlarged side view of dielectric arrester insert 306. As shown in the figure, the dielectric arrester insert 306 includes a top surface 402, a bottom surface 404, a core portion 406, and a winding portion 408. The top surface 402 includes a helium inlet 401, while the bottom surface 404 includes a helium outlet 412. The windings 408 are spirally wound around the core portion 406 such that adjacent windings form a continuous spiral channel 414.

도 4b 는 유전체 어레스터 인서트 (306) 의 단면도이다. 헬륨 유입 라인 (118) 에 의해 제공된 헬륨은 헬륨 입구 (410) 로 들어가고, 연속적인 나선형 채널 (414) 을 통해 진행하여 최종적으로 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 헬륨 출구 (412) 를 나간다. 유전체 어레스터 인서트 (306) 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 연속적인 나선형 채널 (414) 의 길이를 포함한다.4B is a cross sectional view of the dielectric arrester insert 306. Helium provided by helium inlet line 118 enters helium inlet 410 and proceeds through a continuous spiral channel 414 to finally exit helium outlet 412 into chamber wafer processing system 112. The total length of helium gas travel in the dielectric arrester insert 306 includes the length of the continuous helical channel 414.

유전체 어레스터 인서트 (306) 는 실린더형 공동 (120) 의 직경에 대응하는 직경 D t 을 갖는다. 따라서, 실린더형 공동 (120) 은, 헬륨 가스 만이 연속적인 나선형 채널 (414) 을 통과하도록 연속적인 나선형 채널 (414) 을 폐쇄하여 튜브를 형성한다. 코어부 (406) 는 직경 D i 를 갖고, 여기서 와인딩부 (408) 의 반경 거리는 d w 이며, D t = D i + 2(d w ) 이다. 와인딩부 (408) 의 단면 형상은 거리 S w 만큼 이격된 복수의 직사각형 핀 (416) 을 포함한다. 직사각형 핀 (416), 코어부 (406) 및 실린더형 공동 (120) 에 의해 경계지어진 단면적은 직사각형 면적 (418) 이고, d w 곱하기 S w 와 같다.Dielectric arrester insert 306 has a diameter D t corresponding to the diameter of the cylindrical cavity 120. Thus, the cylindrical cavity 120 closes the continuous helical channel 414 to form a tube such that only helium gas passes through the continuous helical channel 414. The core portion 406 has a diameter D i , where the radial distance of the winding 408 is d w D t = D i + 2 ( d w ). The cross-sectional shape of the winding portion 408 includes a plurality of rectangular pins 416 spaced apart by a distance S w . The cross-sectional area bounded by rectangular pin 416, core portion 406 and cylindrical cavity 120 is rectangular area 418, which is equal to d w times S w .

연속적인 나선형 채널 (414) 의 길이는 직경 D i 에 정비례하고, 여기서 D i 이 증가함에 따라 연속적인 나선형 채널 (414) 의 길이가 증가한다. 연속적인 나선형 채널 (414) 의 길이는 또한 길이 S, 및 나선형 채널의 턴 (turn) 수에 정비례한다. 이는 이하에서 더욱 상세히 논의될 것이다.The length of the continuous spiral channel 414 is diameter D i In direct proportion to, where the length of continuous spiral channel 414 increases as D i increases. The length of the continuous helical channel 414 is also directly proportional to the length S and the number of turns of the helical channel. This will be discussed in more detail below.

챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 헬륨을 통과시키기 위한 유전체 어레스터 인서트 (306) 내의 이용 가능한 단면적은 직사각형 면적 (418) 에 정비례한다. 이와 같이, 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 헬륨을 통과시키기 위한 유전체 어레스터 인서트 (306) 내의 이용 가능한 단면적은 거리 S w 에 정비례한다. 거리 S w 가 증가함에 따라, 이용 가능한 단면적이 증가한다. 유사하게, 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 헬륨을 통과시키기 위한 유전체 어레스터 인서트 (306) 내의 이용 가능한 단면적은 d w 에 정비례하고, 여기서 거리 d w 이 증가함에 따라, 이용 가능한 단면적이 증가한다.The available cross-sectional area in the dielectric arrester insert 306 for passing helium into the chamber wafer processing system 112 is directly proportional to the rectangular area 418. As such, the available cross-sectional area in the dielectric arrester insert 306 for passing helium into the chamber wafer processing system 112 is directly proportional to the distance S w . Street S w As increases, the available cross-sectional area increases. Similarly, as the available cross-sectional area of the chamber wafer processing system dielectric arrester insert (306) for passing the helium in 112 it is directly proportional to d w, where the distance d w increases, the increase in the available cross-sectional area.

도 4c 는 상면 (402) 에 대한 화살표로 표시된 단일의 공급 (feed) 헬륨 입구 (410) 를 나타내는 유전체 어레스터 인서트 (306) 의 경사진 상면도를 나타낸다.4C shows an inclined top view of the dielectric arrester insert 306 showing a single feed helium inlet 410 indicated by an arrow relative to the top surface 402.

본 예시의 실시형태에서, 연속적인 나선형 채널 (414) 의 길이는 도 2b 의 종방향 채널 (212), 원주형 채널 (206) 및 종방향 채널 (214) 보다 상당히 더 길다. 따라서, 본 발명에 따르면, 보울 하우징 어셈블리 (116) 안의 유전체 어레스터 인서트 (306) 및 헬륨 유입 라인 (118) 또는 다른 컴포넌트에서 가스 플라즈마를 생성하는 성향은 상당히 감소한다.In this example embodiment, the length of the continuous helical channel 414 is considerably longer than the longitudinal channel 212, the columnar channel 206 and the longitudinal channel 214 of FIG. 2B. Thus, in accordance with the present invention, the propensity to generate gas plasma in the dielectric arrester insert 306 and helium inlet line 118 or other components in the bowl housing assembly 116 is significantly reduced.

본 발명의 일 양태에 따른 단일의 나선형 채널을 갖는 유전체 어레스터 인서트의 다른 예시의 실시형태가 도 5a 내지 도 5c 를 참조하여 설명될 것이다.Another exemplary embodiment of a dielectric arrester insert having a single helical channel in accordance with an aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A-5C.

도 5a 는 예시의 유전체 어레스터 인서트 (500) 의 확대된 측면도를 나타낸다. 유전체 어레스터 인서트 (500) 는 상면 (502), 저면 (504), 코어부 (506) 및 와인딩부 (508) 를 포함한다. 상면 (502) 이 헬륨 입구 (510) 를 포함하는 한편, 저면 (504) 은 헬륨 출구 (512) 를 포함한다. 와인딩부 (508) 는 인접한 와인딩들이 연속적인 나선형 채널 (514) 을 형성하도록 코어부 (506) 에 나선형으로 감긴다.5A shows an enlarged side view of an example dielectric arrester insert 500. Dielectric arrester insert 500 includes a top surface 502, a bottom surface 504, a core portion 506, and a winding portion 508. Top surface 502 includes helium inlet 510, while bottom surface 504 includes helium outlet 512. Winding portion 508 is spirally wound around core portion 506 such that adjacent windings form a continuous spiral channel 514.

도 5b 는 도 5a 의 유전체 어레스터 인서트 (500) 의 단면도이다. 헬륨 공급 시스템 (300) 의 실린더형 공동 (120) 내에 배치될 때, 실린더형 공동 (120) 은 헬륨 가스가 오직 연속적인 나선형 채널 (514) 을 통과하도록 연속적인 나선형 채널 (514) 을 폐쇄하여 튜브를 형성한다. 헬륨 유입 라인 (118) 에 의해 제공된 헬륨은 헬륨 입구 (510) 로 들어가고, 연속적인 나선형 채널 (514) 을 통해 진행하며 최종적으로 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 으로 헬륨 출구 (512) 를 나간다. 유전체 어레스터 인서트 (500) 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 연속적인 나선형 채널 (514) 의 길이를 포함한다. 와인딩부 (508) 의 단면 형상은 거리 S w1 만큼 이격된 복수의 직사각형 핀 (516) 을 포함한다.5B is a cross-sectional view of the dielectric arrester insert 500 of FIG. 5A. When disposed within the cylindrical cavity 120 of the helium supply system 300, the cylindrical cavity 120 closes the tube by closing the continuous helical channel 514 such that helium gas passes only through the continuous helical channel 514. To form. Helium provided by the helium inlet line 118 enters the helium inlet 510, proceeds through the continuous helical channel 514 and finally exits the helium outlet 512 to the chamber wafer processing system 112. The total length of helium gas travel in the dielectric arrester insert 500 includes the length of the continuous helical channel 514. The cross-sectional shape of the winding portion 508 is the distance S w1 A plurality of rectangular pins 516 spaced apart by one.

도 5c 는 유전체 어레스터 인서트 (500) 의 경사진 상면도를 나타내고 상면 (502) 에 대한 화살표로 표시된 단일의 공급 헬륨 입구 (510) 를 나타낸다.5C shows a tilted top view of dielectric arrester insert 500 and shows a single supply helium inlet 510 indicated by an arrow to top surface 502.

유전체 어레스터 인서트 (500) 는 도 4b 의 유전체 어레스터 인서트 (306) 와 비교하여 감소된 피치를 갖는다. 다시 말하면, 와인딩부 (508) 의 피치가 감소함에 따라, 와인딩부 (508) 는 코어부 (506) 주위에서 더 빽빽한 나선을 형성한다. 따라서, 어레스터 인서트 (500) 의 와인딩부 (508) 를 통해 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 도 4b 의 유전체 어레스터 인서트 (306) 의 와인딩부 (408) 를 통해 헬륨 가스가 이동하는 총 길이보다 더 길다. 이와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (500) 는 유전체 어레스터 인서트 (400) 보다 가스가 이동하기에 더 긴 총 길이를 제공할 수 있고, 이에 따라 플라즈마 라이트-업 또는 전기적 아킹의 가능성을 감소시킨다. 그러나, 어레스터 인서트 (500) 의 와인딩부 (508) 의 단면적은 도 4b 의 유전체 어레스터 인서트 (306) 의 와인딩부 (408) 의 단면적보다 작다. 이와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (500) 는 비교 가능한 가스 압력에서 유전체 어레스터 인서트 (400) 보다 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 더 적은 가스를 제공할 수 있다.Dielectric arrester insert 500 has a reduced pitch compared to dielectric arrester insert 306 of FIG. 4B. In other words, as the pitch of the winding portion 508 decreases, the winding portion 508 forms a tighter helix around the core portion 506. Thus, the total length of helium gas that travels through the windings 508 of the arrester insert 500 is greater than the total length of helium gas that travels through the windings 408 of the dielectric arrester insert 306 of FIG. 4B. Longer. As such, dielectric arrester insert 500 can provide a longer total length for gas to travel than dielectric arrester insert 400, thereby reducing the likelihood of plasma light-up or electrical arcing. However, the cross-sectional area of the windings 508 of the arrester insert 500 is smaller than the cross-sectional area of the windings 408 of the dielectric arrester insert 306 of FIG. 4B. As such, dielectric arrester insert 500 may provide less gas into wafer processing system 112 than dielectric arrester insert 400 at comparable gas pressures.

본 발명의 일 양태에 따른 2 개의 나선형 채널을 갖는 유전체 어레스터 인서트의 다른 예시의 실시형태가 도 6a 내지 도 6c 를 참조하여 설명될 것이다.Another exemplary embodiment of a dielectric arrester insert having two helical channels in accordance with an aspect of the present invention will be described with reference to FIGS. 6A-6C.

도 6a 는 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 확대된 측면도를 나타낸다. 유전체 어레스터 인서트 (600) 는 상면 (602), 저면 (604), 코어부 (606), 와인딩부 (608) 및 와인딩부 (620) 를 포함한다. 상면 (602) 이 헬륨 입구 (610) 및 헬륨 입구 (622) 를 포함하는 한편, 저면 (604) 은 헬륨 출구 (612) 및 헬륨 출구 (624) 를 포함한다. 와인딩부 (608) 는 인접한 외측 와인딩이 연속적인 나선형 채널 (614) 을 형성하도록 코어부 (606) 에 나선형으로 감긴다. 와인딩부 (620) 는 인접한 외측 와인딩이 연속적인 나선형 채널 (626) 을 형성하도록 코어부 (606) 주위에 나선형으로 감긴다.6A shows an enlarged side view of dielectric arrester insert 600. Dielectric arrester insert 600 includes a top surface 602, a bottom surface 604, a core portion 606, a winding portion 608, and a winding portion 620. The top surface 602 includes a helium inlet 610 and a helium inlet 622, while the bottom 604 includes a helium outlet 612 and a helium outlet 624. Winding portion 608 is spirally wound around core portion 606 such that adjacent outer windings form a continuous spiral channel 614. Winding portion 620 is wound spirally around core portion 606 such that adjacent outer windings form a continuous spiral channel 626.

도 6b 는 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 단면도이다. 헬륨 공급 시스템 (300) 의 실린더형 공동 (120) 내에 배치될 때, 실린더형 공동 (120) 은 헬륨 가스가 오직 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (626) 을 통과하도록, 연속적인 나선형 채널 (614) 을 폐쇄하여 제 1 튜브를 형성하고 연속적인 나선형 채널 (626) 을 폐쇄하여 제 2 튜브를 형성한다. 헬륨 유입 라인 (118) 에 의해 제공된 헬륨은 헬륨 입구 (610) 및 헬륨 입구 (622) 로 들어간다. 헬륨 입구 (610) 로 들어간 헬륨은 연속적인 나선형 채널 (614) 을 통해 진행하고, 헬륨 출구 (612) 를 나가서 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 들어간다. 헬륨 입구 (622) 안으로 들어간 헬륨은 연속적인 나선형 채널 (626) 을 통해 진행하고, 헬륨 출구 (624) 를 나가고, 추가적으로 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 들어간다. 유전체 어레스터 인서트 (600) 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (626) 중 어느 하나의 길이를 포함한다. 와인딩부 (608) 및 와인딩부 (620) 각각의 단면 형상은 거리 S w3 만큼 이격된 복수의 직사각형 핀 (616) 을 포함한다.6B is a cross sectional view of the dielectric arrester insert 600. When disposed within the cylindrical cavity 120 of the helium supply system 300, the cylindrical cavity 120 is continuous so that helium gas passes through only the continuous spiral channel 614 and the continuous spiral channel 626. Close the helical channel 614 to form a first tube and close the continuous helical channel 626 to form a second tube. Helium provided by helium inlet line 118 enters helium inlet 610 and helium inlet 622. Helium entering the helium inlet 610 proceeds through the continuous helical channel 614 and exits the helium outlet 612 into the chamber wafer processing system 112. Helium entering the helium inlet 622 proceeds through the continuous helical channel 626, exits the helium outlet 624, and further enters the chamber wafer processing system 112. The total length of helium gas travel within the dielectric arrester insert 600 includes the length of either the continuous helical channel 614 or the continuous helical channel 626. The cross-sectional shape of each of the windings 608 and 620 includes a plurality of rectangular pins 616 spaced apart by a distance S w3 .

도 6c 는 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 경사진 상면도를 나타내고, 상면 (602) 에 대한 화살표로 표시된 헬륨 입구 (610) 및 헬륨 입구 (622) 를 포함하는 이중 공급 헬륨 입구 시스템을 나타낸다.6C shows an inclined top view of dielectric arrester insert 600 and shows a dual feed helium inlet system that includes a helium inlet 610 and a helium inlet 622, indicated by arrows for top surface 602.

유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 각각은 유전체 어레스터 인서트 (500) 의 연속적인 나선형 채널 (514) 과 비교하여 증가된 피치를 갖는다. 다시 말하면, 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 각각의 피치가 연속적인 나선형 채널 (514) 의 피치보다 크게 증가함에 따라, 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 중 어느 하나를 통해 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 유전체 어레스터 인서트 (500) 의 연속적인 나선형 채널 (514) 을 통해 헬륨 가스가 이동하는 총 길이에서 감소한다. 이와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 각각은 유전체 어레스터 인서트 (500) 보다 가스가 이동하는데 더 짧은 총 길이를 제공하고, 이에 따라 플라즈마 라이트-업 또는 전기적 아킹의 가능성을 증가시킨다. 그러나, 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 의 조합의 단면적은 유전체 어레스터 인서트 (500) 의 연속적인 나선형 채널 (514) 의 단면적보다 더 크다. 이와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (600) 는 비교 가능한 가스 압력에서 유전체 어레스터 인서트 (500) 보다 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 더 많은 양의 가스를 제공한다.Each of the continuous helical channel 614 and the continuous helical channel 614 of the dielectric arrester insert 600 has an increased pitch compared to the continuous helical channel 514 of the dielectric arrester insert 500. In other words, as the pitch of each of the continuous helical channel 614 and the continuous helical channel 614 increases larger than the pitch of the continuous helical channel 514, the continuous helical channel of the dielectric arrester insert 600 ( The total length of travel of helium gas through either 614 or the continuous helical channel 614 decreases in the total length of travel of helium gas through the continuous helical channel 514 of the dielectric arrester insert 500. . As such, each of the continuous helical channel 614 and the continuous helical channel 614 of the dielectric arrester insert 600 provides a shorter total length for gas to travel than the dielectric arrester insert 500, and thus Increases the likelihood of plasma light-up or electrical arcing. However, the cross sectional area of the combination of the continuous helical channel 614 and the continuous helical channel 614 of the dielectric arrester insert 600 is greater than the cross sectional area of the continuous helical channel 514 of the dielectric arrester insert 500. . As such, dielectric arrester insert 600 provides a greater amount of gas into wafer processing system 112 than dielectric arrester insert 500 at comparable gas pressures.

본 발명의 일 양태에 따른 4 개의 나선형 채널을 갖는 유전체 어레스터 인서트의 다른 예시의 실시형태가 도 7 을 참조하여 설명될 것이다.Another exemplary embodiment of a dielectric arrester insert with four helical channels in accordance with an aspect of the present invention will be described with reference to FIG. 7.

도 7 은 다수의 공급 헬륨 경로 유전체 어레스터 인서트 (306) 의 경사진 상면도의 본 발명의 양태에 따른 다른 예시의 실시형태를 나타내고, 유전체 어레스터 인서트는 본 실시예에서 상면 (702) 에 대해 4 개의 공급부들 (714, 716, 718 및 720) 을 포함한다.FIG. 7 shows another exemplary embodiment in accordance with aspects of the present invention in an inclined top view of a plurality of supply helium path dielectric arrester inserts 306, wherein the dielectric arrester insert is in relation to the top surface 702 in this embodiment. Four supplies 714, 716, 718 and 720.

도 7 은 추가의 증가된 경로 길이를 여전히 유지하면서 도 3 의 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 에 제공된 헬륨 가스의 양을 증가시키기 위한 다른 방식을 설명한다. 이는 전술된 바와 같이 플라즈마의 생성에 대한 가능성을 감소시키면서 총 헬륨 가스 흐름을 용인 가능한 레벨로 증가시킬 것이다.7 illustrates another way to increase the amount of helium gas provided to the chamber wafer processing system 112 of FIG. 3 while still maintaining a further increased path length. This will increase the total helium gas flow to an acceptable level while reducing the potential for the generation of plasma as described above.

유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 각각과 비교하여, 유전체 어레스터 인서트 (700) 의 4 개의 연속적인 나선형 채널들 각각은 증가된 피치를 갖는다. 다시 말하면, 유전체 어레스터 인서트 (700) 의 4 개의 연속적인 나선형 채널들 각각의 피치가 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 각각의 피치보다 크게 증가함에 따라, 유전체 어레스터 인서트 (700) 의 4 개의 연속적인 나선형 채널들 중 어느 하나를 통해 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 각각을 통해 헬륨 가스가 이동하는 총 길이에서 감소된다. 이와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (700) 의 4 개의 연속적인 나선형 채널들 각각은 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 각각보다 가스가 이동하기에 더 짧은 총 길이를 제공하고, 이에 따라 플라즈마 라이트-업 또는 전기적 아킹의 가능성을 증가시킨다. 그러나, 유전체 어레스터 인서트 (700) 의 4 개의 연속적인 나선형 채널들의 조합의 단면적은 유전체 어레스터 인서트 (600) 의 연속적인 나선형 채널 (614) 및 연속적인 나선형 채널 (614) 의 조합의 단면적보다 더 크다. 이와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (700) 는 비교 가능한 가스 압력에서 유전체 어레스터 인서트 (600) 보다 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 더 많은 양의 가스를 제공할 수 있다.Compared to each of the continuous helical channel 614 and the continuous helical channel 614 of the dielectric arrester insert 600, each of the four consecutive helical channels of the dielectric arrester insert 700 has an increased pitch. . In other words, the pitch of each of the four consecutive spiral channels of dielectric arrester insert 700 is greater than the pitch of each of the continuous spiral channel 614 and continuous spiral channel 614 of dielectric arrester insert 600. As increasing, the total length of travel of helium gas through any one of the four successive helical channels of dielectric arrester insert 700 increases with successive helical channels 614 and continuous succession of dielectric arrester insert 600. Helium gas is reduced in the total length of travel through each of the helical channels 614. As such, each of the four consecutive helical channels of the dielectric arrester insert 700 is adapted to allow gas to travel than each of the continuous helical channel 614 and the continuous helical channel 614 of the dielectric arrester insert 600. It provides a shorter total length, thus increasing the likelihood of plasma light-up or electrical arcing. However, the cross-sectional area of the combination of four consecutive helical channels of dielectric arrester insert 700 is greater than the cross-sectional area of the combination of continuous helical channel 614 and continuous helical channel 614 of dielectric arrester insert 600. Big. As such, dielectric arrester insert 700 may provide a greater amount of gas into wafer processing system 112 than dielectric arrester insert 600 at comparable gas pressures.

본 발명의 전술된 실시형태에서, 가스 공급 경로의 단면 형상은 직사각형이다. 본 발명의 양태에 따르면, 가스 공급 경로의 단면 형상은 임의의 원하는 형상일 수도 있다. 가스 공급 경로의 단면 형상은 특정 양의 가스를 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 (112) 안으로 제공하도록 설계될 수도 있다. 2 개의 다른 예시의 유전체 어레스터 인서트가 도 8 및 도 9 에 도시된다.In the above-described embodiment of the present invention, the cross-sectional shape of the gas supply path is rectangular. According to an aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the gas supply path may be any desired shape. The cross-sectional shape of the gas supply path may be designed to provide a certain amount of gas into the chamber wafer processing system 112. Two other example dielectric arrester inserts are shown in FIGS. 8 and 9.

도 8 은 유전체 어레스터 인서트 (800) 의 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (800) 는 와인딩부 (802) 를 갖는다. 와인딩부 (802) 는 연속적인 나선형 채널 (804) 을 형성한다. 연속적인 나선형 채널 (804) 의 단면 형상은 삼각형이다.8 is a cross-sectional view of the dielectric arrester insert 800. As shown in the figure, the dielectric arrester insert 800 has a winding portion 802. Winding portion 802 forms a continuous spiral channel 804. The cross sectional shape of the continuous spiral channel 804 is triangular.

도 9 는 유전체 어레스터 인서트 (900) 의 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 유전체 어레스터 인서트 (900) 는 와인딩부 (902) 를 갖는다. 와인딩부 (902) 는 연속적인 나선형 채널 (904) 을 형성한다. 연속적인 나선형 채널 (904) 의 단면 형상은 커브형이다.9 is a cross-sectional view of the dielectric arrester insert 900. As shown in the figure, the dielectric arrester insert 900 has a winding portion 902. The winding portion 902 forms a continuous spiral channel 904. The cross-sectional shape of the continuous spiral channel 904 is curved.

본 발명의 양태에 따른 유전체 어레스터 인서트의 전술된 예시의 실시형태는 연속적인 나선형 채널, 또는 연속적인 나선형 채널들을 가져서 가스 경로 길이를 증가시킨다. 다른 실시형태들이 가스 경로 길이를 증가시키도록 비-나선형 채널을 이용할 수도 있다. 비-제한적인 예들의 다른 실시형태는 커브형이거나 구불구불한 채널, 또는 커브형이거나 구불구불한 채널들을 갖는 유전체 어레스터 인서트를 포함한다.The above-described exemplary embodiment of the dielectric arrester insert according to the aspect of the present invention has a continuous spiral channel, or continuous spiral channels, to increase the gas path length. Other embodiments may use a non-helical channel to increase the gas path length. Another embodiment of non-limiting examples includes a dielectric arrester insert having curved or serpentine channels, or curved or serpentine channels.

본 발명의 양태에 따르면, 유전체 어레스터 인서트 내에 적어도 하나의 비-선형 채널이 제공되어 유전체 어레스터 인서트 내에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이를 증가시킨다. 유사한 단면적의 개별 채널들의 경우, 유전체 어레스터 인서트 내의 총 단면적은 개별 채널들의 수에 정비례하여 관련된다. 또한, 유전체 어레스터 인서트 내의 각 개별 채널에서 헬륨 가스가 이동하는 총 길이는 개별 채널들의 수에 반비례하여 관련된다. 공간, 피치, 깊이, 채널들의 수는 바람직한 단면적을 달성하도록 변경될 수 있고, 이는 소정의 압력에서 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템 안으로 제공될 수 있는 가스의 양에 직접 관련된다. 또한, 공간, 피치, 깊이, 및 채널들의 수는 바람직한 경로 길이를 달성하도록 변경될 수 있고, 이는 플라즈마 라이트-업 또는 전기적 아킹의 가능성에 반비례하여 관련된다.In accordance with an aspect of the present invention, at least one non-linear channel is provided in the dielectric arrester insert to increase the total length of helium gas travel within the dielectric arrester insert. For individual channels of similar cross sectional area, the total cross sectional area in the dielectric arrester insert is directly proportional to the number of individual channels. In addition, the total length of helium gas travel in each individual channel in the dielectric arrester insert is inversely related to the number of individual channels. The space, pitch, depth and number of channels can be varied to achieve the desired cross sectional area, which is directly related to the amount of gas that can be provided into the chamber wafer processing system at a given pressure. In addition, the space, pitch, depth, and number of channels can be varied to achieve the desired path length, which is inversely related to the possibility of plasma light-up or electrical arcing.

본 발명의 각종 바람직한 실시형태의 전술한 설명은 예시 및 설명의 목적을 위해 제시되었다. 본 발명을 기술된 명확한 형태로 규명하거나 제한하려는 것이 아니며, 분명히 많은 수정 및 변동이 전술한 교시의 견지에서 가능하다. 전술된 바와 같은 예시의 실시형태는 본 발명의 원리를 설명하기 위해서 선택 및 기술되었고, 이에 따라 그 실제 적용은 당업자가 심사숙고된 특정 이용에 적합한 각종 실시형태 및 각종 변형으로 본 발명을 활용할 수 있게 한다. 본 발명의 범위는 본 명세서에 첨부된 청구범위에 의해 규정되는 것으로 의도된다.The foregoing descriptions of various preferred embodiments of the present invention have been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form described, and obviously many modifications and variations are possible in light of the above teaching. Exemplary embodiments as described above have been selected and described to illustrate the principles of the invention, and their practical application thus enables those skilled in the art to utilize the invention in various embodiments and various modifications suitable for the particular use contemplated. . It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto.

Claims (7)

가스 유입 라인, 어레스터 하우징 및 웨이퍼 프로세싱 공간을 갖는 챔버 웨이퍼 프로세싱 시스템에서의 이용을 위한 유전체 어레스터 인서트 (arrestor insert) 로서,
상기 가스 유입 라인은 상기 어레스터 하우징에 가스를 제공하도록 동작 가능하고, 상기 어레스터 하우징은 상기 유전체 어레스터 인서트를 수납하도록 동작 가능하며,
상기 유전체 어레스터 인서트는,
상기 가스 유입 라인으로부터 가스를 받도록 구성된 가스 입구부;
비-선형 채널; 및
가스 출구부를 포함하고,
상기 비-선형 채널은 상기 가스 입구부로부터 상기 가스 출구부로 가스를 전달하도록 구성되며,
상기 가스 출구부는 상기 비-선형 채널로부터 상기 웨이퍼 프로세싱 공간으로 가스를 전달하도록 구성되는, 유전체 어레스터 인서트.A dielectric arrester insert for use in a chamber wafer processing system having a gas inlet line, an arrester housing and a wafer processing space,
The gas inlet line is operable to provide gas to the arrester housing, the arrester housing being operable to receive the dielectric arrester insert,
The dielectric arrester insert,
A gas inlet configured to receive gas from the gas inlet line;
Non-linear channels; And
Including a gas outlet,
The non-linear channel is configured to deliver gas from the gas inlet to the gas outlet,
The gas outlet is configured to deliver gas from the non-linear channel to the wafer processing space. 제 1 항에 있어서,
상기 비-선형 채널은 나선형 채널을 포함하는, 유전체 어레스터 인서트.The method of claim 1,
And the non-linear channel comprises a helical channel. 제 2 항에 있어서,
상기 나선형 채널은 직사각형 단면 형상을 갖는, 유전체 어레스터 인서트.The method of claim 2,
Said spiral channel having a rectangular cross-sectional shape. 제 2 항에 있어서,
상기 나선형 채널은 커브형 단면 형상을 갖는, 유전체 어레스터 인서트.The method of claim 2,
Said spiral channel having a curved cross-sectional shape. 제 2 항에 있어서,
상기 나선형 채널은 삼각형 단면 형상을 갖는, 유전체 어레스터 인서트.The method of claim 2,
And the helical channel has a triangular cross-sectional shape. 제 1 항에 있어서,
상기 가스 유입 라인으로부터 가스를 받도록 구성된 제 2 가스 입구부;
제 2 비-선형 채널; 및
제 2 가스 출구부를 더 포함하고,
상기 제 2 비-선형 채널은 상기 제 2 가스 입구부로부터 상기 제 2 가스 출구부로 가스를 전달하도록 구성되고,
상기 제 2 가스 출구부는 상기 제 2 비-선형 채널로부터 상기 웨이퍼 프로세싱 공간으로 가스를 전달하도록 구성되는, 유전체 어레스터 인서트.The method of claim 1,
A second gas inlet configured to receive gas from the gas inlet line;
A second non-linear channel; And
Further comprising a second gas outlet,
The second non-linear channel is configured to deliver gas from the second gas inlet to the second gas outlet,
And the second gas outlet is configured to deliver gas from the second non-linear channel to the wafer processing space. 제 1 항에 있어서,
상기 비-선형 채널은 구불구불한 (serpentine) 채널을 포함하는, 유전체 어레스터 인서트.The method of claim 1,
And the non-linear channel comprises a serpentine channel.
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