KR20190077117A - 효율적인 가스 분배 조립체 냉각을 위한 동심형 또는 나선형 채널을 갖는 2구역 유동 냉각 플레이트 설계 - Google Patents

효율적인 가스 분배 조립체 냉각을 위한 동심형 또는 나선형 채널을 갖는 2구역 유동 냉각 플레이트 설계 Download PDF

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니샤 프라카시 홀라
비제이쿠마르 크리티바산
아난타 케이. 수브라마니
하미드 노어박시
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Abstract

냉각 플레이트를 이용하여 가스 분배 조립체를 냉각시키기 위한 방법 및 장치. 냉각 플레이트는 바디를 가지며, 그 바디는 상단 표면, 외측 둘레, 중심, 내측 구역, 및 외측 구역을 갖는다. 상단 표면을 통해 복수의 채널들이 형성된다. 복수의 채널들은, 하나 이상의 제1 외측 채널 세그먼트들을 갖고, 냉각 유체 유입구로부터 냉각 유체 배출구로 제1 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제1 외측 채널; 및 하나 이상의 제1 내측 채널 세그먼트들을 갖고, 제1 외측 채널과 중심 사이에 배치되며, 냉각 유체 유입구로부터 냉각 유체 배출구로 제2 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제1 내측 채널을 가지며, 여기서, 인접 세그먼트들 내의 유동은 대향 방향으로 이루어진다.

Description

효율적인 가스 분배 조립체 냉각을 위한 동심형 또는 나선형 채널을 갖는 2구역 유동 냉각 플레이트 설계
[0001] 본 개시내용은 일반적으로, 프로세싱 챔버를 위한 샤워헤드 조립체의 냉각 플레이트에 관한 것이다.
[0002] 반도체 업계에서, 점점 감소되는 사이즈로 구조물들을 생성하는 다수의 제조 프로세스들, 이를테면 에칭 및 증착에 의해 디바이스들이 제작된다. 디바이스 기하형상들이 축소됨에 따라, 프로세스 제어들이 챔버 컴포넌트들, 그리고 부가적으로는 기판에 따라 변화되므로, 결함들에 대한 취약성(susceptibility)이 증가된다. 점점 더 작아지는 디바이스들을 결함들이 없게 생산하는 것은 기판이 프로세싱되는 플라즈마 프로세싱 챔버에서 활용되는 플라즈마의 우수한 균일성에 의존한다. 따라서, 디바이스 기하형상들이 축소됨에 따라, 기판에 걸친 프로세스 파라미터들의 균일성이 기판 상에 디바이스들을 제조하는 데 있어서 중요하게 된다.
[0003] 샤워헤드 조립체들은 프로세싱 챔버 내에 프로세스 가스들을 도입하고, 기판을 프로세싱하기 위해 가스들로부터의 플라즈마를 유지한다. 종종, 현재의 샤워헤드 조립체들은, 특히 더 낮은 전력 부하들에서, 온도 균일성 규격들을 만족시킬 수 없다. 종래의 샤워헤드 조립체들의 불-균일한 온도는 증착된 기판 막들에 대한 반경방향 프로파일 변동을 초래한다.
[0004] 플라즈마 프로세싱 균일성을 증진시키기 위한 개선된 샤워헤드가 필요하다.
[0005] 냉각 플레이트를 이용하여 가스 분배 조립체를 냉각시키기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 냉각 플레이트는 바디를 가지며, 그 바디는 상단 표면, 외측 둘레, 중심, 내측 구역, 및 외측 구역을 갖는다. 상단 표면을 통해 복수의 채널들이 형성된다. 복수의 채널들은, 하나 이상의 제1 외측 채널 세그먼트들을 갖고, 냉각 유체 유입구로부터 냉각 유체 배출구로 제1 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제1 외측 채널; 및 하나 이상의 제1 내측 채널 세그먼트들을 갖고, 제1 외측 채널과 중심 사이에 배치되며, 냉각 유체 유입구로부터 냉각 유체 배출구로 제2 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제1 내측 채널을 가지며, 여기서, 인접 세그먼트들 내의 유동은 대향 방향으로 이루어진다.
[0006] 본 개시내용의 상기 열거된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 앞서 간략히 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있는데, 이러한 실시예들의 일부는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 예시적인 실시예들을 도시하는 것이므로 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 적용될 수 있기 때문이다.
[0007] 도 1은 가스 분배 조립체를 갖는 반도체 프로세싱 챔버의 일 실시예의 단면도이다.
[0008] 도 2는 일 실시예에 따른, 도 1의 가스 분배 조립체의 개략적인 분해 사시도이다.
[0009] 도 3은 일 실시예에 따른, 가스 분배 조립체에서 사용될 수 있는 냉각 플레이트에 대한 평면도이다.
[0010] 도 4는 제2 실시예에 따른, 가스 분배 조립체에서 사용될 수 있는 냉각 플레이트에 대한 평면도이다.
[0011] 도 5a 내지 도 5k는 냉각 플레이트에 형성되는 냉각 채널들의 대안적인 예들을 예시한다.
[0012] 도 6a 내지 도 6d는 2개 이상의 그루브들을 갖는, 냉각 플레이트 내의 단일 채널의 예시적인 단면도들을 예시한다.
[0013] 도 7은 냉각 플레이트를 이용하여 가스 분배 조립체를 냉각시키기 위한 방법을 예시한다.
[0014] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 설명 없이 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있다는 것이 고려된다.
[0015] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 상이한 열 부하 요건들에 대해 플라즈마 프로세싱 성능을 향상시키기 위한, 샤워헤드 내의 냉각 플레이트에 관한 것이다. 냉각 플레이트에 형성된 냉각 채널들은, 유동 튜닝-능력을 위한 반경방향 세그먼테이션(segmentation), 최적의 열 전달을 위한 대향-유동(counter-flow) 작용, 및 열 전달 영역을 최대화하기 위한 곡선화(spheroidality)를 포함한다. 유리하게, 샤워헤드의 가스 분배 플레이트에 걸친 온도 균일성은 섭씨 약 플러스/마이너스 3° 또는 약 85%로 종래의 샤워헤드들보다 더 우수하게 개선되었다. 부가적으로, 냉각 플레이트의 전체 두께는 종래의 냉각 플레이트들에 비해 감소되었지만. 더 우수한 열적 성능을 제공하였다. 개선된 냉각 플레이트 능력들은 상이한 열 부하 요건들을 갖는 플라즈마 프로세싱 에칭 플랫폼들에 대한 성능을 향상시킨다. 본원에서 개시되는 냉각 플레이트에 대한 실시예들이, 기판의 개선된 프로세싱 균일성을 위한, 샤워헤드 내의 개선된 열 분포 및 균일성을 달성하기 위해, 독립적으로 활용될 수 있거나 또는 함께 활용될 수 있음이 이해되어야 한다.
[0016] 도 1은 가스 분배 조립체(130)를 갖는 반도체 프로세싱 챔버(100)의 일 실시예의 단면도이다. 프로세싱 챔버(100)는 챔버 바디(102) 및 덮개(104)를 포함하며, 그 챔버 바디(102)와 덮개(104)는 내부 볼륨(106)을 밀폐한다.
[0017] 챔버 바디(102)는 전형적으로, 알루미늄, 스텐인리스 강, 또는 다른 적합한 재료로 제작될 수 있다. 챔버 바디(102)는 일반적으로, 측벽들(108) 및 바닥부(110)를 포함한다. 일반적으로, 기판 접근 포트(미도시)가 측벽(108)에 정의되고, 슬릿 밸브에 의해 선택적으로 밀봉되어, 프로세싱 챔버(100)로의 기판(144)의 진입 및 프로세싱 챔버(100)로부터의 기판(144)의 배출을 가능하게 한다.
[0018] 외측 라이너(116)가 챔버 바디(102)의 측벽들(108)과 맞닿게 또는 그 측벽들(108) 상에 포지셔닝될 수 있다. 외측 라이너(116)는 알루미늄 산화물로 제작될 수 있고, 그리고/또는 플라즈마 또는 할로겐-함유 가스 내성 재료, 이를테면 이트리아, 이트리아 합금, 또는 이들의 산화물, 이를테면 Y2O3로 코팅될 수 있다.
[0019] 배기 포트(126)가 챔버 바디(102)에 정의되고, 펌프 시스템(128)에 내부 볼륨(106)을 커플링시킨다. 펌프 시스템(128)은 일반적으로, 하나 이상의 펌프들 및 스로틀 밸브들을 포함하며, 그 하나 이상의 펌프들 및 스로틀 밸브들은 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106)을 진공배기시키기 위해 그리고 그 내부 볼륨(106)의 압력을 조절하기 위해 활용된다. 일 실시예에서, 펌프 시스템(128)은 내부 볼륨(106) 내부의 압력을 유지한다.
[0020] 덮개(104)는 챔버 바디(102)의 측벽(108) 상에 밀봉식으로 지지된다. 덮개(104)는 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106)으로의 접근을 가능하게 하도록 개방될 수 있다. 덮개(104)는 선택적으로, 광학 프로세스 모니터링을 가능하게 하는 윈도우(142)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우(142)는 광학 모니터링 시스템(140)에 의해 활용되는 신호의 전달을 가능하게 하는, 석영 또는 다른 적합한 재료로 구성된다.
[0021] 가스 패널(158)이 내부 볼륨(106)에 프로세스 및/또는 세정 가스들을 제공하기 위해 프로세싱 챔버(100)에 커플링된다. 프로세싱 가스들의 예들은 할로겐-함유 가스, 이를테면 특히 C2F6, SF6, SiCl4, HBr, NF3, CF4, Cl2, CHF3, CF4, 및 SiF4, 및 다른 가스들, 이를테면 O2 또는 N2O를 포함할 수 있다. 캐리어 가스들의 예들은 N2, He, Ar, 프로세스에 대해 비활성적인 다른 가스들, 및 비-반응성 가스들을 포함한다. 가스들이 가스 패널(158)로부터 가스 분배 조립체(130)를 통해 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106)으로 전달될 수 있게 하기 위해, 유입 포트들(132' 그리고 선택적으로는 132'' 덮개(104)에 제공된다.
[0022] 기판 지지 조립체(148)가 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106)에서 가스 분배 조립체(130) 아래에 배치된다. 기판 지지 조립체(148)는 프로세싱 동안 기판(144)을 홀딩한다. 에지 증착 링(146)은 플라즈마 및 증착되는 재료로부터 기판 지지 조립체(148)를 보호하면서 상부에 기판(144)을 수용하도록 사이즈가 설정된다. 내측 라이너(118)가 기판 지지 조립체(148)의 주변부 상에 코팅될 수 있다. 내측 라이너(118)는 외측 라이너(116)에 대해 사용된 재료와 실질적으로 유사한 할로겐-함유 가스 내성 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 내측 라이너(118)는 외측 라이너(116)의 재료와 동일한 재료로 제작될 수 있다.
[0023] 일 실시예에서, 기판 지지 조립체(148)는 탑재 플레이트(162), 베이스(164), 및 정전 척(166)을 포함한다. 탑재 플레이트(162)는 챔버 바디(102)의 바닥부(110)에 커플링되고, 그리고 유틸리티(utility)들, 이를테면 특히, 유체들, 전력 라인들, 및 센서 리드들을 베이스(164) 및 정전 척(166)으로 라우팅하기 위한 통로들을 포함한다.
[0024] 베이스(164) 또는 정전 척(166) 중 적어도 하나는, 기판 지지 조립체(148)의 측방향 온도 프로파일을 제어하기 위해, 적어도 하나의 선택적인 매립형 가열기(176) 및 복수의 도관들(170)을 포함할 수 있다. 도관들(170)은 그 도관들(170)을 통해 온도 조절 유체를 순환시키는 유체 소스(172)에 유동적으로 커플링된다. 가열기(176)는 전력 소스(178)에 의해 조절된다. 도관들(170) 및 가열기(176)는 베이스(164)의 온도를 제어하여 정전 척(166)을 가열 및/또는 냉각시키기 위해 활용된다.
[0025] 정전 척(166)은, 척킹 전력 소스(182)를 사용하여 제어되는 적어도 하나의 클램핑 전극(180)을 포함한다. 전극(180)은 추가로, 프로세싱 챔버(100) 내에서 프로세스 및/또는 다른 가스들로부터 형성된 플라즈마를 유지하기 위해, 정합 회로(188)를 통해 하나 이상의 RF 전력 소스들(184)에 커플링될 수 있다. RF 전력 소스들(184)은 일반적으로, 최대 약 10,000 와트의 전력 및 약 50 kHz 내지 약 3 GHz의 주파수를 갖는 RF 신호를 생성할 수 있다.
[0026] 가스 분배 조립체(130)는 덮개(104)의 내부 표면(114)에 커플링된다. 가스 분배 조립체(130)는 가스 분배 플레이트(194)를 갖는다. 가스 분배 조립체(130)는 덮개(104)와 가스 분배 플레이트(194) 사이에 정의된 플리넘(plenum)(127)을 갖는다. 가스 분배 플레이트(194)는 전도성 베이스 플레이트(196)에 커플링될 수 있거나 또는 전도성 베이스 플레이트(196)를 가질 수 있다. 전도성 베이스 플레이트(196)는 RF 전극으로서 역할을 할 수 있다. 가스 분배 플레이트(194)는, 기판(144) 쪽을 향하는, 가스 분배 플레이트(194)의 하부 표면에 형성된 복수의 애퍼처(aperture)들(134)을 갖는 평탄한 디스크일 수 있다. 애퍼처들(134)은, 가스들로 하여금, 유입 포트(132)(132' 132''로 도시됨)로부터 플리넘(127)을 통해 애퍼처들(134) 밖으로 나가 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106) 안으로, 프로세싱 챔버(100)에서 프로세싱되는 기판(144)의 표면에 걸쳐 미리 정의된 분포로 유동할 수 있게 한다. 내부 볼륨(106)에 진입하는 가스들은, 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106)에서 플라즈마를 유지하기 위해, RF 전극에 의해 에너자이징(energize)될 수 있다.
[0027] 도 2는 일 실시예에 따른, 도 1의 가스 분배 조립체(130)의 개략적인 분해 사시도이다. 가스 분배 조립체(130)는 클램프 링(270), 가스 분배 플레이트(260)(도 1에서의 아이템(194)), 및 샤워헤드(240)를 갖는다. 가스 분배 조립체는 또한, 가스 분배 조립체(130)의 온도를 유지하기 위한 냉각 플레이트(210)를 갖는다.
[0028] 클램프 링(270)은 가스 분배 플레이트(GDP; gas distribution plate)(260) 주위에 배치될 수 있고, 그리고 GDP(260)를 가스 분배 조립체(130)에 부착되어 있게 홀딩한다. GDP(260)는 복수의 가스 통로들(미도시)일 수 있다. 가스 패널(158)로부터 가스 분배 조립체(130)에 진입하는 가스는 가스 통로들을 통해 내부 볼륨(106) 내로 제공되며, 그 내부 볼륨(106)에서 가스가 에너자이징되어 플라즈마를 형성할 수 있다. GDP(260)는 플라즈마 환경에 대한 노출에 적합한 실리콘(Si) 또는 다른 재료로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 클램프 링(270)과 GDP(260) 사이에 유밀식 밀봉(fluid tight seal)을 만들기 위해 밀봉부가 배치될 수 있다.
[0029] GDP(260)는, 기판(144) 쪽을 향하는, 가스 분배 조립체(130)의 하부 표면에 형성된 복수의 애퍼처들(134)(도 2에는 도시되지 않음)을 갖는 평탄한 디스크일 수 있다. 애퍼처들(134)은, 가스들로 하여금, 가스 패널(158)로부터 애퍼처들(134) 밖으로 나가 프로세싱 챔버(100)의 내부 볼륨(106) 안으로, 프로세싱 챔버(100)에서 프로세싱되는 기판(144)의 표면에 걸쳐 미리 정의된 분포로 유동할 수 있게 한다. GDP(260)는, 할로겐-함유 케미스트리들에 대한 내성을 제공하기 위해, 세라믹 재료, 이를테면 실리콘 탄화물, 벌크 이트륨, 또는 이의 산화물로 제작될 수 있다. 일 실시예에서, GDP(260)는 실리콘(Si)으로 형성된다.
[0030] 열 개스킷(250)이 GDP(260)와 샤워헤드(240) 사이에 배치될 수 있다. 열 개스킷(250)은 약 1 mm 이하의 두께를 갖는 얇은 벽 개스킷일 수 있다. 열 개스킷(250)은 약 10 W/m-K의 온도 계수(K)를 가질 수 있다. 열 개스킷(250)은 GDP(260)와 샤워헤드(240) 사이에 기밀식 밀봉을 형성할 수 있다. 열 개스킷(250)은 하나 이상의 동심 링들(252)로 형성될 수 있다. 열 개스킷(250)의 동심 링들(252)은, 샤워헤드(240)와 GDP(260) 사이에 기밀식 밀봉을 유지하면서(즉, 가스는 GDP(260)와 샤워헤드(240) 사이에서 빠져나가지 않음), 샤워헤드(240)와 GDP(260) 사이의 유체 통로들이 차단되지 않도록 배열될 수 있다.
[0031] 샤워헤드(240)는 복수의 플리넘들(242)을 가질 수 있다. 플리넘들(242)은 샤워헤드(240)의 중심 주위에 동심으로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 플리넘들(242) 각각은 샤워헤드(240) 내의 인접 또는 다른 플리넘들(242)로부터 유동적으로 격리된다(즉, 가스는 플리넘들 간에 유동하지 않음). 따라서, 각각의 플리넘은 독립적으로 제어될 수 있고, 그에 따라, 하나의 플리넘 내의 가스 압력은 다른 플리넘(242) 내의 가스 압력과 독립적이거나 또는 심지어 상이하다. 제2 실시예에서, 2개 이상의 플리넘들(242)이 함께 유동적으로 커플링될 수 있으며, 플리넘들(242)에 진입하는 가스가 그 플리텀들(242) 사이에서 공유될 수 있다. 예컨대, 제1 플리넘 내의 압력이 제2 플리넘 내의 압력과 실질적으로 유사하게 되도록, 제1 플리넘과 제2 플리넘이 유동적으로 커플링될 수 있다.
[0032] 샤워헤드(240)는 부가적으로, 그 샤워헤드(240)에 배치된 하나 이상의 가열기들을 가질 수 있다. 가열기들(도 2에는 도시되지 않음)은 링(도 6a 내지 도 6d에 도시됨)으로서 형성될 수 있다. 링들은 플리넘들(242)에 배치될 수 있거나 또는 플리넘들(242) 근처에 배치될 수 있다. 가열기들은, 플라즈마 전력이 없는 경우, 플리넘들(242) 내의 가스, 또는 샤워헤드(240)의 온도를 가열할 수 있다.
[0033] 하나 이상의 심(shim)들(220)이 냉각 플레이트(210)와 샤워헤드(240) 사이에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 심(220)과 제2 심(230)이 열 배리어 및 두께를 획득하기 위해 적층될 수 있다. 예컨대 심들(220)과 같은 심들의 각각의 세트는 하나 이상의 링들(221, 222)을 가질 수 있다. 제1 심(220)의 링들(221, 222)은, 냉각 플레이트(210)와 샤워헤드(240) 사이에서 적층되고 인접해 있는 심들(230)의 링들(231, 232)과 합동(congruent)일 수 있거나 또는 합동이 아닐 수 있다. 제1 심들(220)과 제2 심들(230)은 함께 또는 조합하여, 약 10 W/m-K의 열 전도율(k) 및 약 0.25 mm의 두께(t)를 가질 수 있다.
[0034] 냉각 플레이트(210)는 바디, 및 그 바디에 형성된 복수의 채널들(212)을 갖는다. 냉각 플레이트(210)는 알루미늄, 스테인리스 강, 또는 다른 적합한 재료들로 제작될 수 있다. 냉각 플레이트(210)는 약 1.5 인치 내지 약 0.5 인치의 두께를 가질 수 있다. 채널들(212)의 레이아웃은 종래의 설계들에 비해 냉각 플레이트(210)의 두께를 감소시키면서 더 우수한 열 성능을 제공한다. 가스 분배 조립체(130)는 또한, 냉각 플레이트(210) 위에 배치된 커버 플레이트(도 6에서 아이템(666)으로서 도시됨)를 갖는다. 커버 플레이트(666)는 채널들(212) 내에 냉각 유체를 유지하기 위해 냉각 플레이트(210) 내의 채널들(212)을 밀봉한다.
[0035] 냉각 유체는 가스 분배 조립체(130)의 온도를 유지하기 위해 채널들(212)을 통해 유동할 수 있다. 채널들(212)은, 구역별 유량 튜닝-능력, 즉 개별 반경방향 구역들에서 냉각 유체를 제어하는 능력을 가능하게 하는, 다수의 구역들을 갖는 반경방향 세그먼테이션일 수 있다. 인접 채널들(212)은 열 전달 및 온도 균일성을 개선하기 위해 대향 방향들로 냉각 유체를 유동시키도록 구성된다. 예컨대, 하나의 채널(212)에 진입하는 냉각 유체는 냉각 유체가 채널(212)에서 빠져나갈 때보다 온도가 더 낮게 될 것인데, 이는 냉각 유체의 열 흡수로 인한 것이다. 인접 채널들 내의 냉각 유체의 대향 유동은 하나의 채널에서 부가된 온도를 인접 채널(212) 내의 더 낮은 온도로 보상하여, 냉각 플레이트(210)에 걸친 온도 균일성을 보조한다. 부가적으로, 채널들(212)은, 열 전달을 위한 표면적을 최대화하기 위해, 곡선형으로, 즉 동심형 또는 나선형 채널들로 배열된다. 채널들(212)은 부가되는 핀들 및 높은 종횡비들(높이(깊이) 대 폭)로 단면이 더 최적화되며, 이는 도 6a 내지 도 6d에 대하여 아래에서 더 논의된다.
[0036] 도 3은 일 실시예에 따른, 가스 분배 조립체(130)에서 사용될 수 있는 냉각 플레이트(300)에 대한 평면도이다. 제1 냉각 플레이트(300)는 제1 외측 채널(340), 제2 외측 채널(360), 제1 내측 채널(370), 및 제2 내측 채널(390)을 갖는다. 제1 외측 채널(340)은, 제1 냉각 플레이트(300) 내의 유틸리티들 및 다른 연결부들을 수용하는 차이들을 제외하고, 제2 외측 채널(360)의 실질적인 미러(mirror)일 수 있다. 유사하게, 제1 내측 채널(370)은 제2 내측 채널(390)의 미러일 수 있다. 제1 외측 채널(340)과 제2 외측 채널(360)의 조합은 제1 내측 채널(370)과 제2 내측 채널(390) 둘 모두를 에워싼다. 제1 외측 채널(340) 및 제2 외측 채널(360) 각각은 외측-구역(306)에서 개별적으로 제어된다. 부가적으로, 제1 내측 채널(370) 및 제2 내측 채널(390) 유동들은, 가스 분배 조립체(130)의 측방향 온도 제어를 향상시키기 위해, 내측-구역(308)에서 개별적으로 제어된다.
[0037] 각각의 채널(212)은 각각의 냉각 유체 유입구(320)를 가지며, 그 각각의 냉각 유체 유입구(320) 내로 냉각 유체가 채널(212)에 진입한다. 부가적으로, 각각의 채널(212)은 각각의 냉각 유체 배출구(310)를 가지며, 그 각각의 냉각 유체 배출구(310)로부터 냉각 유체가 채널(212) 및 제1 냉각 플레이트(300)에서 벗어난다. 일 실시예에서, 제1 외측 채널(340)과 제2 외측 채널(360)을 위한 각각의 냉각 유체 유입구들(320)은 서로 그리고 각각의 냉각 유체 배출구들(310) 근방에 위치된다. 제2 실시예에서, 제1 외측 채널(340)을 위한 냉각 유체 유입구(320) 및 냉각 유체 배출구(310)는 제2 외측 채널(360)을 위한 냉각 유체 유입구(320) 및 냉각 유체 배출구(310)로부터 멀리 떨어져 위치되는데, 즉, 냉각 플레이트(300)에서 제1 내측 채널(370) 및 제2 내측 채널(390)을 가로질러 건너편에 위치된다.
[0038] 냉각 유체는, 화살표들에 의해 표시된 방향으로, 냉각 유체 유입구(320)로부터 냉각 유체 배출구(310)로 각각의 채널(212)의 경로를 따라 유동한다. 제1 냉각 플레이트(300)의 각각의 채널(212) 내의 냉각제 유동은 인접 채널(212) 내의 유동의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다. 예컨대, 제2 외측 채널(360)의 제1 레그(leg)(380) 내의 냉각 유체 유동은, 제2 내측 채널(390)의 인접 제1 레그(350) 및 제2 외측 채널(360)의 제2 레그(382) 내의 유체 유동과 대향하는 방향으로 이루어진다.
[0039] 일 예에서, 냉각 유체는 제2 외측 채널(360)을 위한 냉각 유체 유입구(320)에 진입하여, 냉각 플레이트(300)의 둘레(305)를 따르는 제1 레그(380)를 따라, 외측으로 둘레(305) 쪽으로 연장되는 리턴 굴곡부(383)로 흐른 후, 둘레(305)를 따르는 제2 레그(382)를 따라 냉각 유체 배출구(310)로 흐를 수 있다. 따라서, 제2 외측 채널(360)은 2개의 인접 호들을 따라 연장되며, 유체 유동은 냉각 유체 유입구(320)에서 시작하여 냉각 유체 배출구(310)에서 멈추고, 냉각 유체 유입구(320)는 냉각 유체 배출구(310)에 바로 인접해 있다. 제1 외측 채널(340)은 제2 외측 채널(360)의 형상 및 유동 경로를 미러링할 수 있다. 대안적으로, 제1 외측 채널(340) 및 제2 외측 채널(360)은 형상이 미러링될 수 있지만 유동은 미러링되지 않을 수 있는데, 즉, 냉각 유체 유입구(320)가 내측 채널들(390, 370)을 가로질러 멀리 떨어져 위치된다. 제1 외측 채널(340)은 부가적으로 또는 선택적으로, 배관을 가능하게 하기 위해 내부에 평탄부(341)를 가질 수 있다.
[0040] 제1 내측 채널(370) 및 제2 내측 채널(390)은 형상 및 유동이 미러링될 수 있다. 대안적으로, 제1 내측 채널(370) 및 제2 내측 채널(390)은 형상이 미러링될 수 있지만 유동은 미러링되지 않을 수 있는데, 즉, 제1 내측 채널(370)은 유동 방향이 반전(flip)되고, 그에 따라, 냉각 유체 유입구(320)와 냉각 유체 배출구(310)가 반전된다. 제1 내측 채널(370)은, 일련의 호들, 제1 호(373) 및 제2 호(374) 및 제3 호(375)로 이어지는 제2 세그먼트(372)까지 외측으로 연장되는 제1 세그먼트(371)를 갖는 것으로 설명될 수 있다. 호들은, 제1 호(373), 제2 호(374), 및 제3 호(375) 각각을 정의하는 3개의 별개의 반경들을 갖는다. 반경들은 합동이 아니고, 그리고 제1 냉각 플레이트(300)의 중심(301) 반대편에 있는, 호의 측에 배치된 원점들을 갖는다. 제1 호(373), 제2 호(374), 및 제3 호(375)는 전체적으로, 중심(301)에 대하여, 제1 호(373)의 시작으로부터 제3 호(375)의 끝까지 180도를 정의한다. 제1 내측 채널(370)은 제3 호(375)로부터, 제2 세그먼트(372)와 실질적으로 동일 선상에 있는 제3 세그먼트(376)을 따라 이어지고, 제4 세그먼트(377)를 통해 냉각 유체 배출구(310)까지 연장된다.
[0041] 제1 냉각 플레이트(300)는 기존의 하드웨어 상에 쉽게 장착(retrofit)된다. 이제, 중심-하이(center-high)와 균일(uniform)과 에지-하이(edge-high) 간의 플라즈마 열 부하 변동의 영향은, 내측-구역(308) 및 외측-구역(306)에 개별적으로 있는, 제1 외측 채널(340), 제2 외측 채널(360), 제1 내측 채널(370), 및 제2 내측 채널(390) 사이의 냉각 유체의 상대적인 유동을 개별적으로 튜닝함으로써, 제어가능하다.
[0042] 도 4는 제2 실시예에 따른, 가스 분배 조립체(130)에서 사용될 수 있는 냉각 플레이트(400)에 대한 평면도이다. 제2 냉각 플레이트(400)는 제1 외측 채널(440), 제2 외측 채널(460), 제1 내측 채널(480), 및 제2 내측 채널(490)을 갖는다. 제1 외측 채널(440), 제2 외측 채널(460), 제1 내측 채널(480), 및 제2 내측 채널(490)은, 냉각 플레이트(300)와 유사하게, 그 제1 외측 채널(440), 제2 외측 채널(460), 제1 내측 채널(480), 및 제2 내측 채널(490)에 냉각 유체 유동을 제공하기 위해, 냉각 유체 유입구들(320) 및 냉각 유체 배출구들(310)을 갖는다. 제1 외측 채널(440)과 제2 외측 채널(460)의 조합은 제1 내측 채널(480)과 제2 내측 채널(490) 둘 모두를 에워싼다.
[0043] 제2 냉각 플레이트(400)의 제1 외측 채널(440)은 제1 냉각 플레이트(300)의 제1 외측 채널(340)과 실질적으로 유사할 수 있다. 제2 냉각 플레이트(400)의 제2 외측 채널(460)은 제1 냉각 플레이트(300)의 제2 외측 채널(360)과 형상이 실질적으로 유사할 수 있지만, 그 제2 외측 채널(360)로부터 반전될 수 있다. 즉, 제2 외측 채널(460)의 냉각 유체 유입구(320) 및 냉각 유체 배출구(310)는 제1 외측 채널(440)의 냉각 유체 유입구(320) 및 냉각 유체 배출구(310)로부터 멀리 떨어져 위치된다.
[0044] 제1 내측 채널(480)을 위한 냉각 유체 유입구(320)는 냉각 플레이트(400)의 외측 둘레(405) 근처에 있을 수 있다. 제1 내측 채널(480)을 위한 냉각 유체 유입구(320)는 부가적으로, 제2 외측 채널(460)을 위한 냉각 유체 유입구(320) 근처에 있을 수 있다. 제1 내측 채널(480)을 위한 냉각 유체 배출구(310)는 냉각 플레이트(400)의 중심(401) 근처에 있을 수 있다. 제1 내측 채널(480)은 반경이 감소되는 나선으로서 형상화될 수 있다. 나선의 반경은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 감소될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내측 채널(480)은 시계 방향 내측으로 나선을 형성한다.
[0045] 제2 내측 채널(490)을 위한 냉각 유체 유입구(320)는 냉각 플레이트(400)의 외측 둘레(405) 근처에 있을 수 있다. 제2 내측 채널(490)을 위한 냉각 유체 유입구(320)는 부가적으로, 제1 외측 채널(440)을 위한 냉각 유체 유입구(320) 근처에 있을 수 있다. 제2 내측 채널(490)을 위한 냉각 유체 배출구(310)는 냉각 플레이트(400)의 중심(401) 근처에서, 그리고 제1 내측 채널(480)을 위한 냉각 유체 배출구(310)로부터 중심(401)을 가로질러 반대편에 있을 수 있다. 제2 내측 채널(490)은 반경이 감소되는 나선으로서 형상화될 수 있다. 나선의 반경은 시계 방향 또는 반시계 방향으로 감소될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 내측 채널(490)은 시계 방향 내측으로 나선을 형성한다.
[0046] 제1 내측 채널(480) 및 제2 내측 채널(490)은 동심으로 서로에 대해 나선을 형성하여 이중 나선을 형성한다. 내측 채널들(480, 490)에 대한 동심 나선들은 내측 구역(494)에 더 넓은 커버리지 영역을 제공한다.
[0047] 냉각 플레이트(210, 300, 및 400)에 대하여 위에서 논의된, 가스 분배 조립체(130)에서 온도 변동을 감소시키고 온도를 낮추기 위한 접근법은 다른 실시예들로 더 확장될 수 있다. 냉각 플레이트의 추가적인 실시예들은, 반경방향 세그먼테이션, 구역별 유량 튜닝-능력을 위한 이중-구역 채널 설계, 온도 비대칭을 처리하기 위한 대향-유동, 열 전달을 위한 표면적을 최대화하기 위한 동심형 또는 나선형 채널들, 및 도 6a 내지 도 6d에 대하여 아래에서 논의될 최적화된 채널 단면들을 포함한다. 더 효율적인 냉각 채널 설계를 채택하여, 열 부하가 증가하고 있을 때, 가스 분배 조립체(130)의 온도들에 대한 더 우수한 제어가 가능하게 된다. 부가적으로, 이제, 내측-구역(308) 및 외측-구역(306)에서 개별적으로 채널 유동들을 튜닝함으로써, 중심-하이와 균일과 에지-하이 간의 플라즈마 열 부하 변동의 영향의 제어가 획득가능하다. 추가로, 이러한 설계 개념은, 반경방향 온도 균일성에 대해 구역별 유동 제어 및 튜닝이 중요한 다른 챔버들에 적용될 수 있다.
[0048] 도 5a 내지 도 5k는 위에서 설명된 냉각 플레이트(210), 예컨대 냉각 플레이트(400)에 대한 대안적인 채널 설계들에 대한 예들을 예시한다. 채널들(212)은 도 5a 내지 도 5k 전체에 걸쳐, 빈 원으로서 표현된 냉각 유체 배출구(310)를 갖는다. 채널들(212)은 또한, 도 5a 내지 도 5k 전체에 걸쳐, 채워진 원으로서 표현되는 냉각 유체 유입구(320)를 갖는다. 도면들 전체에 걸쳐, 냉각 유체 유입구(320)와 냉각 유체 배출구(310) 사이의 유동 방향은 화살표들로 추가로 예시된다. 부가적으로, 냉각 플레이트(210)는 외측 둘레(515), 내측 구역(510), 및 외측 구역(520)을 갖는다.
[0049] 도 5a는, 채널들(212)이 냉각 플레이트(210)의 제1 부분 상에 동심 호들로 배열되고, 개별적으로, 제2 부분 상에 동심 호들로 배열되는 실시예를 예시한다. 냉각 플레이트(210)는 8개의 독립 채널들(212)을 가지며, 각각의 채널은 인접 채널의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다. 독립적으로 제어되는 채널들(212)은 가스 분배 조립체(130)에 걸쳐 더 균일한 온도를 생성하기 위해, 냉각 플레이트(210)에 걸쳐 열 경사도를 제어한다.
[0050] 도 5b는 채널들(212)이 동심으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 냉각 플레이트(210)는 4개의 독립 채널들(212)을 가지며, 각각의 채널은 인접 채널의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다. 냉각 채널들(212)은, 실시예를 구현하기 위한 제어 요건들 및 배관을 최소화하기 위해, 더 적은 냉각 유체 유입구들(320) 및 냉각 유체 배출구들(310)을 갖는다.
[0051] 도 5c는 채널들(212)이 동심으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 냉각 플레이트(210)는 4개의 독립 채널들(212)을 가지며, 채널(212)의 각각의 섹션은 인접 채널 섹션의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다. 냉각 플레이트는 가스 분배 조립체(130)에 걸친 온도 균일성의 더 우수한 제어에 대해, 냉각 플레이트(210)의 내측 부분 내의 더 긴 채널들(212)로 인해 이익을 얻는다.
[0052] 도 5d는 채널들(212)이 동심으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 냉각 플레이트(210)는 4개의 독립 채널들(212)을 가지며, 각각의 채널은 인접 채널의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다. 각각의 채널(212)은 다른 채널과 함께 내측으로 나선을 형성하여 이중 나선을 형성한다. 실시예는 외측 구역(520)에 2개의 외측 채널들(212)을 가지며, 제1 채널(501)은 내측으로 유동하는 유체를 갖고, 제2 채널(502)은 외측으로 유동하는 유체를 갖는다. 내측 구역(510) 내의 2개의 채널들(212)이 유사하게, 대향 방향들로 유동하며, 제3 채널(503)은 내측으로 유동하고, 제4 채널(504)은 외측으로 유동한다. 동심 나선형 채널들(212)은, 각각의 채널 내의 유동이 인접 채널(212)과 대향하는 방향으로 유동하게 함으로써, 열 전달을 위한 표면적을 최대화한다.
[0053] 도 5e는 채널들(212)이 선형으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 냉각 플레이트(210)는 5개의 독립 채널들(212)을 가지며, 채널(212)의 각각의 섹션은 인접 채널 섹션의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다. 각각의 채널(212)은 제1 섹션(538), 제1 섹션(538)과 대향하는 방향의 유동을 갖는 제2 섹션(537), 및 제1 섹션(538)과 실질적으로 유사한 유동 방향을 갖는 제3 섹션(536)을 가질 수 있다. 냉각 유체 유입구들(320) 및 냉각 유체 배출구들(310)은 냉각 플레이트(210)의 외측 둘레(515)를 따라 배열된다. 냉각 유체 유입구들(320)은 냉각 플레이트(210)의 제1 절반부(531) 상에 배치되며, 냉각 유체 배출구들(310)은 냉각 플레이트(210)의 제2 절반부(532) 상에 배치된다. 냉각 플레이트는 가스 분배 조립체(130)에 걸친 온도 균일성의 더 우수한 제어에 대해, 냉각 플레이트(210)의 내측 부분 내의 더 긴 채널들(212)로 인해 이익을 얻는다.
[0054] 도 5f는 채널들(212)이 동심으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 채널들(212)은 냉각 플레이트(210)의 외측 구역(520) 상에 동심 호들로 배열되고, 내측 구역(510) 상에 이중 나선들로서 배열된다. 채널들(212)은 냉각 유체 배출구(310) 및 냉각 유체 유입구(320)를 갖는다. 냉각 플레이트(210)는 6개의 독립 채널들(212)을 가지며, 4개의 채널들은 외측 구역(520)에 있고, 2개의 채널들(212)은 내측 구역(510)에 있다. 각각의 채널(212)은 임의의 인접 채널들의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다.
[0055] 도 5g는 채널들(212)이 동심으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 채널들(212)은 270도를 초과하는 길이들을 갖는 일련의 4개의 동심 호들로 배열된다. 각각의 채널(212)의 냉각 유체 배출구(310)는 그 각각의 채널(212)을 위한 냉각 유체 유입구(320) 근방에 있다. 각각의 채널(212)은 임의의 인접 채널들의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다.
[0056] 도 5h는 채널들(212)이 동심으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 외측 구역(520)에서 4개의 채널들(212)이 동심 호들로 배열된다. 외측 구역(520) 내의 각각의 채널(212)을 위한 냉각 유체 유입구(320)는 냉각 유체 배출구(310)로부터 멀리 떨어져 위치된다. 내측 구역(510)은 2개의 채널들(212)을 갖는다. 각각의 채널(212)은 임의의 인접 채널들의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다.
[0057] 도 5i는 채널들(212)이 동심으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 외측 구역(520)에서 4개의 채널들(212)이 동심 호들로 배열된다. 외측 구역(520) 내의 각각의 채널(212)을 위한 냉각 유체 유입구(320)는 냉각 유체 배출구(310)로부터 멀리 떨어져 위치된다. 내측 구역(510)은 2개의 채널들(212)을 갖는다. 내측 구역(510) 내의 각각의 채널(212)은 둘레 쪽으로 연장되는 4개의 로브(lobe)들, 및 냉각 플레이트(210)의 중심 근처에 위치된 냉각 유체 유입구(320) 및 냉각 유체 배출구(310)를 갖는다. 각각의 채널(212)은 임의의 인접 채널들의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다.
[0058] 도 5j는 채널들(212)이 선형으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 냉각 플레이트(210)는 인접 채널의 방향과 대향하는 방향으로 유동하는 7개의 독립 채널들(212)을 갖는다. 냉각 유체 유입구들(320) 및 냉각 유체 배출구들(310)은 냉각 플레이트(210)의 외측 둘레(515)를 따라 배열된다. 냉각 플레이트는 가스 분배 조립체(130)에 걸친 온도 균일성의 더 우수한 제어에 대해, 더 짧은 길이의 채널들(212)로 인해 이익을 얻는다.
[0059] 도 5k는 채널들(212)이 동심으로 배열되는 다른 실시예를 예시한다. 외측 구역(520)에서 4개의 채널들(212)이 동심 호들로 배열된다. 외측 구역(520) 내의 각각의 채널(212)을 위한 냉각 유체 유입구(320)는 냉각 유체 배출구(310)로부터 멀리 떨어져 위치된다. 내측 구역(510)은 4개의 채널들(212)을 갖는다. 각각의 채널(212)은 하트 형상을 형성하며, 유체 유입구(320) 및 유체 배출구(310)는 중심 근처에서, 서로에 대해 약 90도 배향으로 배열된 정점들 상에 배치된다. 각각의 채널(212)은 임의의 인접 채널들의 방향과 대향하는 방향으로 유동한다.
[0060] 도면들에 대하여 위에서 논의된 채널들(212)은 유체 유동 또는 열 전달을 증진시키기 위해 그 채널들(212)에 하나 이상의 그루브들 및/또는 핀들을 가질 수 있다. 도 6a 내지 도 6d는 2개 이상의 그루브들을 갖는, 냉각 플레이트(210) 내의 단일 채널(212)의 예시적인 단면도들을 예시한다. 냉각 플레이트는 상단 표면(690)을 가지며, 그 상단 표면(690) 내에 그루브들(610)이 형성된다. 커버 플레이트(666)는 그루브들(610)을 유동적으로 밀봉하고, 채널(212) 내의 냉각 유체가 그루브들로부터 누설되는 것을 방지하여, 모든 냉각 유체가 냉각 유체 배출구(310)로 라우팅되게 한다. 도 6a 내지 도 6d는 채널(212)을 따르는 어떤 위치에서도 취해질 수 있는 전형적인 단면들이다. 도 6a에 도시된 것과 같은 채널(212)의 하나의 예가, 냉각 플레이트(210) 내의 모든 채널들(212) 전체에 걸쳐 활용되는 그루브(610)를 가질 수 있음이 고려된다. 그러나, 냉각 플레이트(210)에서, 하나의 채널(212) 내의 하나의 그루브(610)의 구성 및 프로파일이, 인접 채널(212) 내에 있거나, 또는 심지어, 동일 채널(212)을 따르는 상이한 위치에 있는 그루브(610)의 구성 및 프로파일과 상이할 수 있음을 당업자는 인식해야 한다. 그루브(610)는, 냉각 플레이트(210)의 영역에서 그루브들(610)을 위해 이용가능한 공간을 고려하여, 예상되는 열 부하를 핸들링하도록 구성될 수 있다.
[0061] 도 6a는 3개의 그루브들(610)을 갖는 채널(212)의 하나의 예를 예시한다. 채널(212)을 구성하는 그루브들(610)은 제1 그루브(611), 제2 그루브(612), 및 제3 그루브(613)를 가질 수 있다. 그루브들(610)은 핀들(650)에 의해 분리되고, 이를테면, 제1 핀(651)은 제1 그루브(611)와 제2 그루브(612)를 분리하고, 제2 핀(652)은 제2 그루브(612)와 제3 그루브(613)를 분리한다. 제2 핀(652) 및 제1 핀(651)은 냉각 플레이트(210)의 상단 표면(690)과 실질적으로 동일 평면 상에 있게 연장되어, 커버 플레이트(666)가 핀들(650)에 대하여 실질적으로 밀봉할 수 있게 한다. 따라서, 핀들(650)은 제1 그루브(611), 제2 그루브(612), 및 제3 그루브(613) 각각 사이의 유동을 방지하도록 작용할 뿐만 아니라, 대류 영역을 증가시켜서 열 전달의 레이트를 증가시킴으로써 냉각 플레이트(210)로부터 열을 방산하는 것을 보조한다. 일 실시예에서, 냉각 플레이트(210)는, 약 0.6" 내지 약 0.7", 이를테면 0.66"의 단면 폭(685)을 갖는 3개의 그루브들(610)을 가질 수 있다. 각각의 그루브는, 약 0.100" 내지 약 0.2", 이를테면 약 0.125"의 폭(도 6b에서의 683), 및 약 0.7" 내지 약 0.8", 이를테면 약 0.75"의 깊이(도 6b에서의 681)를 가질 수 있다.
[0062] 도 6b는 핀들(650)에 의해 분리된 3개의 그루브들(610)을 갖는 채널(212)의 제2 예를 예시한다. 제1 그루브(611)와 제2 그루브(612)를 분리하는, 핀들(650) 중 제1 핀(653), 및 제2 그루브(612)와 제3 그루브(613)를 분리하는, 핀들(650) 중 제2 핀(654)은 상단 표면(690)까지 연장되지 않고, 그에 따라, 그루브들(610)을 밀봉하는 커버 플레이트(666)와 핀들(650) 사이에 갭(684)이 배치된다. 핀들(650)을 통한 열 대류로부터 이익을 얻는 한편, 냉각 유체가 그루브들(610) 사이에서 유동할 수 있게 하여 더 균등한 냉각을 제공하기 위해, 냉각 유체가 갭(684)을 통해 제1 그루브(611)로부터 제2 그루브(612) 또는 제3 그루브(613)로 유동할 수 있다.
[0063] 도 6c는 핀(656)에 의해 분리된 2개의 그루브들(610)을 갖는 채널(212)의 제3 예를 예시한다. 그루브들(610)은 제1 그루브(621) 및 제2 그루브(622)를 포함할 수 있으며, 핀(656)이 제1 그루브(611)와 제2 그루브(612)를 분리한다. 갭(623)이 냉각 플레이트(210)의 상단 표면(690)과 핀(656) 사이에 배치되고, 그리고 커버 플레이트(666)가 채널(212)을 밀봉하는 동안 핀(656)에 대하여 밀봉하는 것을 방지한다. 따라서, 핀(656)은, 대류 영역을 증가시켜서 열 전달의 레이트를 증가시킴으로써 냉각 플레이트(210)로부터 열을 방산하면서, 제1 그루브(621)와 제2 그루브(622) 사이의 냉각 유체의 유동을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 냉각 플레이트(210)는, 약 0.35" 내지 약 0.7", 이를테면 0.6"의 단면 폭(685)을 갖는 2개의 그루브들(610)을 가질 수 있다. 각각의 그루브는, 약 0.100" 내지 약 0.3", 이를테면 약 0.15"의 폭(도 6b에서의 683), 및 약 0.7" 내지 약 0.8", 이를테면 약 0.75"의 깊이(도 6b에서의 681)를 가질 수 있다.
[0064] 도 6d는 핀(657)에 의해 분리된 2개의 그루브들(610)을 갖는 채널(212)의 제4 예를 예시한다. 핀(657)은 상단 표면(690)과 실질적으로 동일 평면 상에 있게 연장되어, 커버 플레이트(666)가 제1 그루브(621)와 제2 그루브(622) 각각 사이의 유체 유동을 방지하도록 핀(657)에 대하여 밀봉하게 한다.
[0065] 도 7은 냉각 플레이트를 이용하여 샤워헤드 조립체를 냉각시키기 위한 방법(700)을 예시한다. 방법(700)은 블록(710)에서 시작되며, 그 블록(710)에서, 냉각 유체가 제1 위치에서 제1 외측 채널 내로 유동한다. 블록(720)에서, 냉각 유체가 제2 위치에서 제2 외측 채널 내로 유동하며, 여기서, 제1 및 제2 외측 채널들 내의 유동은 서로 독립적으로 제어가능하고, 그리고 채널들이 서로 인접한 경우, 대향 방향들로 유동한다. 블록(730)에서, 냉각 유체가 제3 위치에서 제3 내측 채널 내로 유동하며, 여기서, 내측 채널은 제1 및 제2 외측 채널들의 조합에 의해 에워싸인다. 블록(740)에서, 냉각 유체가 제4 위치에서 제4 내측 채널 내로 유동하며, 여기서, 제1 내측 채널과 제2 내측 채널은 이중 나선을 형성하고, 제1 및 제2 내측 채널들 내의 유동은 서로 독립적으로 제어가능하고, 제1 및 제2 내측 채널들에 인접한 모든 다른 채널들과 대향하는 방향들로 이루어진다.
[0066] 유리하게, 냉각 플레이트들(210, 300, 400)을 이용하여 가스 분배 조립체(130)를 냉각시키는 데 있어서의 개선들은 가스 분배 조립체(130)에 걸쳐 측방향으로 더 균일하게 분포된 온도들 및 더 낮은 최대 온도들을 발생시킨다. 예컨대, 종래의 냉각 플레이트 설계에서, 가스 분배 플레이트는 대략 플러스 또는 마이너스 섭씨 약 17°의 온도 변동들을 겪을 수 있다. 냉각 플레이트(300)의 일 실시예에서, GDP(260)의 온도 변동은 플러스 또는 마이너스 섭씨 약 12°일 수 있다. 냉각 플레이트(400)에 대한 다른 실시예에서, GDP(260)의 온도 변동은 플러스 또는 마이너스 섭씨 약 5°일 수 있다.
[0067] 냉각 플레이트들(300, 400)을 이용하여 가스 분배 조립체(130)를 냉각시키는 데 있어서의 냉각 개선들은 또한, 커버 플레이트(666)로 확장된다. 종래의 냉각 플레이트 설계에서, 커버 플레이트(666)의 온도 변동은 플러스 또는 마이너스 섭씨 약 17°일 수 있다. 냉각 플레이트(300)에 대한 일 실시예에서, 커버 플레이트(666)의 온도 변동은 플러스 또는 마이너스 섭씨 약 13°일 수 있다. 냉각 플레이트(400)에 대한 다른 실시예에서, 커버 플레이트(666)의 온도 변동은 플러스 또는 마이너스 섭씨 약 7°일 수 있다.
[0068] 전술된 예들이 예시적인 것이고, 제한적인 것이 아니라는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 본 명세서를 읽고 도면들을 검토할 시 당업자에게 명백하게 되는 모든 치환물들, 향상물들, 등가물들, 및 이에 대한 개선들이 본 개시내용의 진정한 사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 따라서, 다음의 첨부된 청구항들은 이들 교시들의 진정한 사상 및 범위 내에 속하는 모든 그러한 수정물들, 치환물들, 및 등가물들을 포함하는 것으로 의도된다.
[0069] 전술한 바가 본 발명의 실시예들에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 발명의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 발명의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 상단 표면, 외측 둘레, 중심, 내측 구역, 및 외측 구역을 갖는 바디(body); 및
    상기 상단 표면을 통해 그리고 상기 바디 내에 형성된 복수의 채널들
    을 포함하며,
    상기 복수의 채널들은,
    하나 이상의 제1 외측 채널 세그먼트들, 냉각 유체 유입구, 및 냉각 유체 배출구를 갖고, 상기 외측 둘레 근처에 배치되며, 상기 냉각 유체 유입구로부터 상기 냉각 유체 배출구로 제1 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제1 외측 채널; 및
    하나 이상의 제1 내측 채널 세그먼트들, 내측 냉각 유체 유입구, 및 내측 냉각 유체 배출구를 갖고, 상기 제1 외측 채널과 상기 중심 사이에 배치되며, 상기 냉각 유체 유입구로부터 상기 냉각 유체 배출구로 제2 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제1 내측 채널
    을 포함하고,
    인접 세그먼트들 내의 유동은 대향 방향으로 이루어지는,
    냉각 플레이트.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 채널들 중 제1 채널은,
    복수의 그루브(groove)들; 및
    상기 그루브들을 분리하는 복수의 핀(fin)들
    을 포함하는,
    냉각 플레이트.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 그루브들은 제1 그루브, 제2 그루브, 및 제3 그루브를 포함하는,
    냉각 플레이트.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 채널들은,
    하나 이상의 제2 외측 채널 세그먼트들, 냉각 유체 유입구, 및 냉각 유체 배출구를 갖고, 상기 외측 둘레 근처에 배치되며, 상기 냉각 유체 유입구로부터 상기 냉각 유체 배출구로 제3 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제2 외측 채널; 및
    하나 이상의 제2 내측 채널 세그먼트들, 내측 냉각 유체 유입구, 및 내측 냉각 유체 배출구를 갖고, 상기 제2 외측 채널과 상기 중심 사이에 배치되며, 상기 냉각 유체 유입구로부터 상기 냉각 유체 배출구로 제4 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제2 내측 채널
    을 더 포함하며,
    인접 세그먼트들 내의 유동은 대향 방향으로 이루어지는,
    냉각 플레이트.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 내측 채널과 상기 제2 내측 채널은 이중 나선(double spiral)을 형성하는,
    냉각 플레이트.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 외측 채널과 상기 제2 외측 채널은 이중 나선을 형성하는,
    냉각 플레이트.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 내측 채널의 유입구는 상기 중심 부근에 있고, 상기 채널 내의 냉각 유체는 외측 냉각 채널들 쪽에 있는 배출구로 유동하며, 상기 제2 내측 채널은 상기 외측 냉각 채널들 근처에 있는 유입구로부터 상기 냉각 플레이트의 중심 부근에 있는 배출구로 유동하는,
    냉각 플레이트.
  8. 가스 분배 조립체로서,
    가스 분배 플레이트;
    하부 표면 및 상부 표면을 갖는 샤워헤드;
    상기 샤워헤드의 하부 표면에 상기 가스 분배 플레이트를 부착하는 클램프 링; 및
    상기 가스 분배 조립체의 온도를 유지하고, 상기 샤워헤드의 상부 표면 위에 배치된 냉각 플레이트, 및 상기 냉각 플레이트 상에서 상기 샤워헤드 반대편에 배치된 커버 플레이트
    를 포함하며,
    상기 냉각 플레이트는,
    상단 표면, 외측 둘레, 중심, 내측 구역, 및 외측 구역을 갖는 바디; 및
    상기 상단 표면을 통해 그리고 상기 바디 내에 형성된 복수의 채널들
    을 포함하며,
    상기 복수의 채널들은,
    하나 이상의 제1 외측 채널 세그먼트들, 냉각 유체 유입구, 및 냉각 유체 배출구를 갖고, 상기 외측 둘레 근처에 배치되며, 상기 냉각 유체 유입구로부터 상기 냉각 유체 배출구로 제1 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제1 외측 채널; 및
    하나 이상의 제1 내측 채널 세그먼트들, 내측 냉각 유체 유입구, 및 내측 냉각 유체 배출구를 갖고, 상기 제1 외측 채널과 상기 중심 사이에 배치되며, 상기 냉각 유체 유입구로부터 상기 냉각 유체 배출구로 제2 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제1 내측 채널
    을 포함하고,
    인접 세그먼트들에 대한 상기 제1 냉각 유체 및 상기 제2 냉각 유체의 유동은 대향 방향으로 이루어지는,
    가스 분배 조립체.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수의 채널들 중 제1 채널은,
    복수의 그루브들; 및
    상기 그루브들을 분리하는 복수의 핀들
    을 포함하는,
    가스 분배 조립체.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 복수의 그루브들은 제1 그루브, 제2 그루브, 및 제3 그루브를 포함하는,
    가스 분배 조립체.
  11. 제3 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 핀들은 상기 바디의 상단 표면까지 연장되는,
    냉각 플레이트 또는 가스 분배 조립체.
  12. 제3 항 또는 제10 항에 있어서,
    상기 제1 채널을 밀폐하는 커버 플레이트; 및
    상기 핀들과 상기 커버 플레이트 사이에 형성된 갭
    을 더 포함하는,
    냉각 플레이트 또는 가스 분배 조립체.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 채널들은,
    하나 이상의 제2 외측 채널 세그먼트들, 냉각 유체 유입구, 및 냉각 유체 배출구를 갖고, 상기 외측 둘레 근처에 배치되며, 상기 냉각 유체 유입구로부터 상기 냉각 유체 배출구로 제3 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제2 외측 채널; 및
    하나 이상의 제2 내측 채널 세그먼트들, 내측 냉각 유체 유입구, 및 내측 냉각 유체 배출구를 갖고, 상기 제2 외측 채널과 상기 중심 사이에 배치되며, 상기 냉각 유체 유입구로부터 상기 냉각 유체 배출구로 제4 냉각 유체를 유동시키도록 구성된 제2 내측 채널
    을 더 포함하며,
    인접 세그먼트들 내의 유동은 대향 방향으로 이루어지는,
    가스 분배 조립체.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 내측 채널과 상기 제2 내측 채널은 이중 나선을 형성하며, 상기 제1 외측 채널과 상기 제2 외측 채널은 이중 나선을 형성하는,
    가스 분배 조립체.
  15. 냉각 플레이트를 이용하여 가스 분배 조립체를 냉각시키기 위한 방법으로서,
    냉각 플레이트의 제1 위치에서 제1 외측 채널 내로 냉각 유체를 유동시키는 단계;
    제2 위치에서 제2 외측 채널 내로 냉각 유체를 유동시키는 단계 ― 상기 제1 외측 채널 및 상기 제2 외측 채널 내의 유동은, 채널들이 서로 인접해 있을 때, 대향 방향들로 유동함 ―;
    제3 위치에서 제3 내측 채널 내로 냉각 유체를 유동시키는 단계 ― 상기 제3 내측 채널은 상기 제1 외측 채널과 상기 제2 외측 채널의 조합에 의해 에워싸임 ―; 및
    제4 위치에서 제4 내측 채널 내로 냉각 유체를 유동시키는 단계
    를 포함하며,
    제1 내측 채널 및 제2 내측 채널 내의 유동은 서로 독립적으로 제어가능하고, 그리고 상기 제1 내측 채널 및 상기 제2 내측 채널에 인접한 모든 다른 채널들과 대향하는 방향들로 이루어지고,
    상기 냉각 유체는 상기 제3 내측 채널 및 상기 제4 내측 채널 내에서 이중 나선형으로 유동하고,
    상기 제1 내측 채널은 상기 냉각 플레이트의 둘레 쪽으로 유동하고, 상기 제2 내측 채널은 상기 냉각 플레이트의 중심 쪽으로 유동하는,
    냉각 플레이트를 이용하여 가스 분배 조립체를 냉각시키기 위한 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021127287A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Applied Materials, Inc. Showerhead for ald precursor delivery
WO2021162996A1 (en) * 2020-02-11 2021-08-19 Lam Research Corporation Cooling plate for semiconductor processing chamber window

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10497606B2 (en) * 2015-02-09 2019-12-03 Applied Materials, Inc. Dual-zone heater for plasma processing
US10586718B2 (en) * 2015-11-11 2020-03-10 Applied Materials, Inc. Cooling base with spiral channels for ESC
US10780447B2 (en) * 2016-04-26 2020-09-22 Applied Materials, Inc. Apparatus for controlling temperature uniformity of a showerhead
TWI675163B (zh) * 2019-02-18 2019-10-21 台灣積體電路製造股份有限公司 進氣裝置、氣體反應系統與其清洗方法
JP6918042B2 (ja) * 2019-03-26 2021-08-11 日本碍子株式会社 ウエハ載置装置
US10954595B2 (en) * 2019-07-30 2021-03-23 Applied Materials, Inc. High power showerhead with recursive gas flow distribution
WO2021042116A1 (en) * 2019-08-23 2021-03-04 Lam Research Corporation Thermally controlled chandelier showerhead
CN110714937A (zh) * 2019-08-30 2020-01-21 上海齐耀动力技术有限公司 一种双通道冷却结构及其连接结构
JP7288834B2 (ja) * 2019-10-07 2023-06-08 キヤノントッキ株式会社 成膜装置、成膜方法および電子デバイスの製造方法
USD936187S1 (en) 2020-02-12 2021-11-16 Applied Materials, Inc. Gas distribution assembly lid
JP2023521989A (ja) * 2020-04-16 2023-05-26 ラム リサーチ コーポレーション ガス冷却を使用するシャワーヘッド熱管理
WO2023076321A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Lam Research Corporation Modulating thermal conductivity to control cooling of showerhead
WO2023107091A1 (en) * 2021-12-06 2023-06-15 Applied Materials, Inc. Cooling frame for diffuser
CN116053159B (zh) * 2022-10-26 2024-03-26 北京北方华创微电子装备有限公司 半导体工艺设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5846883A (en) * 1996-07-10 1998-12-08 Cvc, Inc. Method for multi-zone high-density inductively-coupled plasma generation
CN1207939C (zh) * 1999-09-29 2005-06-22 东京电子株式会社 多区电阻加热器
JP3448737B2 (ja) * 2000-05-25 2003-09-22 住友重機械工業株式会社 ウエハーチャック用冷却板及びウエハーチャック
US6609560B2 (en) * 2001-04-28 2003-08-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Flat evaporator
UA68432C2 (en) * 2001-11-20 2004-08-16 Scient Ct I Of Nuclear Res Of Plasma metallizer
JP2004319850A (ja) * 2003-04-17 2004-11-11 Furukawa Co Ltd 気相成長装置のガス冷却部
US7436645B2 (en) * 2004-10-07 2008-10-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
WO2007142690A2 (en) * 2005-11-04 2007-12-13 Applied Materials, Inc. Apparatus and process for plasma-enhanced atomic layer deposition
US7743730B2 (en) * 2005-12-21 2010-06-29 Lam Research Corporation Apparatus for an optimized plasma chamber grounded electrode assembly
JPWO2009119285A1 (ja) * 2008-03-24 2011-07-21 東京エレクトロン株式会社 シャワープレートとこれを用いたプラズマ処理装置
CN104862667B (zh) * 2014-02-26 2017-04-19 甘志银 对称的气相沉积设备的反应腔体

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021127287A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Applied Materials, Inc. Showerhead for ald precursor delivery
WO2021162996A1 (en) * 2020-02-11 2021-08-19 Lam Research Corporation Cooling plate for semiconductor processing chamber window

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