KR20210027268A - Cvd 챔버를 위한 가스 박스 - Google Patents

Cvd 챔버를 위한 가스 박스 Download PDF

Info

Publication number
KR20210027268A
KR20210027268A KR1020207036329A KR20207036329A KR20210027268A KR 20210027268 A KR20210027268 A KR 20210027268A KR 1020207036329 A KR1020207036329 A KR 1020207036329A KR 20207036329 A KR20207036329 A KR 20207036329A KR 20210027268 A KR20210027268 A KR 20210027268A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plenum
outlets
gas feed
feed tube
outlet
Prior art date
Application number
KR1020207036329A
Other languages
English (en)
Inventor
테자스 울라비
아미트 쿠마 반잘
니틴 파탁
아지트 발라크리슈나
Original Assignee
어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 filed Critical 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
Publication of KR20210027268A publication Critical patent/KR20210027268A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/45565—Shower nozzles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563—Gas nozzles
    • C23C16/4558—Perforated rings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32009—Arrangements for generation of plasma specially adapted for examination or treatment of objects, e.g. plasma sources
    • H01J37/32357—Generation remote from the workpiece, e.g. down-stream
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3244—Gas supply means
    • H01J37/32449—Gas control, e.g. control of the gas flow
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/332—Coating
    • H01J2237/3321—CVD [Chemical Vapor Deposition]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

본 개시내용의 실시예들은 CVD 프로세스에 의해 기판 상에 증착되는 막들의 품질을 개선하기 위한 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 브랜치 가스 피드 조립체는 환형 플리넘에 진입하는 프로세스 가스를 균일하게 분배한다. 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는 제1 복수의 도관들의 각각의 도관은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는 제2 복수의 도관들 중 하나 이상의 도관들과 유체 연통한다. 제2 복수의 도관들의 각각의 도관은 복수의 유출구들 중 하나에서 종결된다. 복수의 유출구들의 각각의 유출구는 환형 플리넘에 형성된 복수의 유입구 포트들 중 하나 이상의 유입구 포트들과 유체 연통한다. 복수의 유입구 포트들의 각각의 유입구 포트는 환형 플리넘의 중심 축을 중심으로 등거리로 이격된다.

Description

CVD 챔버를 위한 가스 박스
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 기판들을 제작하기 위한 프로세싱 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 가스 유동 장치에 관한 것이다.
[0002] 반도체 기판들은 일반적으로, 일련의 프로세스 동작들에 의해 제작되며, 그 일련의 프로세스 동작들에서, 기판 상에 층들이 증착되고, 그리고 증착된 재료가 원하는 패턴들로 에칭된다. 프로세스 동작들은 일반적으로, PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PECVD(plasma enhanced CVD), 및 다른 플라즈마 프로세싱을 포함한다. 프로세스 동작들은 프로세스 챔버에 프로세스 가스를 전달하는 것을 수반할 수 있고, 그리고 전력을 공급받는 샤워헤드를 활용하여 프로세스 챔버에 플라즈마를 생성할 수 있다.
[0003] 기판들의 프로세싱에서 마주치게 되는 하나의 문제는 프로세스 챔버 내로의 균일한 가스 유동을 설정하는 것과 연관된 어려움이다. 불-균일한 가스 유동은 프로세스 가스의 불충분한 혼합을 야기하여 기판의 불-균일한 프로세싱을 초래한다. 불-균일한 가스 유동 및 혼합은 불-균일한 층들이 기판 상에 증착되게 한다.
[0004] 따라서, 프로세스 챔버에서 가스 유동 대칭성 및 플라즈마 분포를 개선하기 위한 장치가 본 기술 분야에서 필요하다.
[0005] 일 실시예에서, 덮개 및 챔버 바디(body)를 포함하는 장치가 제공되며, 덮개와 챔버 바디의 내부에는 프로세스 볼륨이 정의된다. 덮개는 덮개를 관통하여 형성된 포트를 갖는다. 장치는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 가스 피드 튜브(gas feed tube)를 포함한다. 가스 피드 튜브의 제1 단부에 있는 개구는 포트와 유체 연통한다. 제1 복수의 도관들의 각각의 도관은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스(flow conductance)를 갖고, 가스 피드 튜브와 유체 연통한다. 제1 복수의 도관들의 각각의 도관은 제1 복수의 유출구들 중 하나에서 종결된다. 제2 복수의 도관들의 각각의 도관은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖고, 제1 복수의 유출구 중 하나와 유체 연통한다. 제2 복수의 도관들의 각각의 도관은 제2 복수의 유출구들 중 하나에서 종결된다. 환형 플리넘(plenum)을 내부에 정의하는 플리넘 바디는 플리넘 바디에 형성된 복수의 유입구 포트들을 갖는다. 제2 복수의 유출구들의 각각의 유출구는 복수의 유입구 포트들 중 적어도 하나와 유체 연통한다. 복수의 유입구 포트들은 플리넘 바디의 중심 축을 중심으로 등거리로 이격되고, 가스 피드 튜브는 환형 플리넘과 유체 연통하는 적어도 하나의 애퍼처(aperture)를 갖는다.
[0006] 다른 실시예에서, 덮개 및 챔버 바디를 포함하는 장치가 제공되며, 덮개와 챔버 바디의 내부에는 프로세스 볼륨이 정의된다. 덮개는 덮개를 관통하여 형성된 포트를 갖는다. 장치는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하는 가스 피드 튜브를 포함한다. 가스 피드 튜브의 제1 단부에 있는 개구는 포트와 유체 연통한다. 제1 플리넘은 가스 피드 튜브와 유체 연통하는 제1 유입구를 갖는다. 제1 플리넘은 제1 유출구 및 제2 유출구를 갖는다. 제1 유출구 및 제2 유출구는 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는다. 제2 플리넘은 제2 유입구 및 제3 유입구를 갖는다. 제2 유입구 및 제3 유입구는 제1 유출구 및 제2 유출구와 유체 연통한다. 제2 플리넘은 제2 플리넘을 관통하여 형성된 제3 유출구, 제4 유출구, 제5 유출구, 및 제6 유출구를 갖는다. 제3 유출구, 제4 유출구, 제5 유출구, 및 제6 유출구는 각각, 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는다. 플리넘 바디는 플리넘 바디에 환형 플리넘을 정의한다. 플리넘 바디는 플리넘 바디에 형성된 복수의 유입구 포트들을 갖는다. 복수의 유입구 포트들의 각각의 포트는 플리넘 바디의 중심 축을 중심으로 등거리로 이격되고, 제3 유출구, 제4 유출구, 제5 유출구, 및 제6 유출구 중 적어도 하나와 유체 연통한다. 가스 피드 튜브는 환형 플리넘과 유체 연통하는 적어도 하나의 애퍼처를 갖는다.
[0007] 다른 실시예에서, 덮개 및 챔버 바디를 포함하는 장치가 제공되며, 덮개와 챔버 바디의 내부에는 프로세스 볼륨이 정의된다. 덮개는 덮개를 관통하여 형성된 포트를 갖는다. 가스 피드 튜브는 제1 단부 및 제2 단부를 갖는다. 가스 피드 튜브의 제1 단부에 있는 개구는 포트와 유체 연통한다. 가스 피드 튜브는 가스 피드 튜브를 관통하여 형성된 복수의 유입구 포트들을 포함한다. 제1 플리넘은 제1 복수의 유출구들을 포함하고, 가스 피드 튜브와 유체 연통한다. 제2 플리넘은 제1 복수의 유입구들 및 제2 복수의 유출구들을 포함한다. 제3 플리넘은 제2 복수의 유입구들 및 제3 복수의 유출구들을 포함한다. 플리넘 바디는 플리넘 바디에 환형 플리넘을 정의한다. 플리넘 바디는 플리넘 바디에 형성된 제3 복수의 유입구들 및 제4 복수의 유출구들을 포함한다. 제1 복수의 도관들의 각각의 도관은 제1 복수의 유출구들 중 하나와 제1 복수의 유입구들 중 하나 사이, 또는 제1 복수의 유출구들 중 하나와 제2 복수의 유입구들 중 하나 사이에 배치된다. 제2 복수의 도관들의 각각의 도관은 제2 복수의 유출구들 중 하나와 제3 복수의 유입구들 중 하나 사이에 배치된다. 제3 복수의 도관들의 각각의 도관은 제3 복수의 유출구들 중 하나와 제3 복수의 유입구들 중 하나 사이에 배치된다. 하나 이상의 통로들은 제4 복수의 유출구들과 복수의 유입구 포트들 사이에 배치된다.
[0008] 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 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 실시예에 따른 프로세스 챔버의 개략도를 예시한다.
[0010] 도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 플리넘 바디의 단면 평면도를 예시한다.
[0011] 도 3은 본 개시내용의 실시예에 따른 브랜치 가스 피드 조립체(branch gas feed assembly)의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0012] 도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 브랜치 가스 피드 조립체의 개략적인 단면도를 예시한다.
[0013] 도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 브랜치 가스 피드 조립체의 개략도를 예시한다.
[0014] 도 6은 본 개시내용의 실시예에 따른 환형 플리넘의 평면도를 예시한다.
[0015] 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 있는 것으로 고려된다.
[0016] 본 개시내용의 실시예들은 CVD 프로세스에 의해 기판 상에 증착되는 막들의 품질을 개선하기 위한 장치에 관한 것이다. 더 구체적으로, 브랜치 가스 피드 조립체는 환형 플리넘에 진입하는 프로세스 가스를 균일하게 분배한다. 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는 제1 복수의 도관들의 각각의 도관은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는 제2 복수의 도관들 중 하나 이상의 도관들과 유체 연통한다. 제2 복수의 도관들의 각각의 도관은 복수의 유출구들 중 하나에서 종결된다. 복수의 유출구들의 각각의 유출구는 환형 플리넘에 형성된 복수의 유입구 포트들 중 하나 이상의 유입구 포트들과 유체 연통한다. 복수의 유입구 포트들의 각각의 유입구 포트는 환형 플리넘의 중심 축을 중심으로 등거리로 이격된다.
[0017] 도 1은 일 실시예에 따른 프로세스 챔버(100)의 개략적인 단면도를 예시한다. 프로세스 챔버(100)는 덮개(104) 및 측벽들(102)을 포함하며, 덮개(104)와 측벽들(102)의 내부에는 프로세스 볼륨(120)이 정의된다. 프로세스 챔버(100)는 프로세스 내성 재료, 이를테면 알루미늄 또는 스테인리스 강으로 제작된다. 프로세스 볼륨(120)에 기판 지지부(106)가 배치된다. 기판 지지부(106)는 프로세싱 동안 기판(130)을 지지한다. 일 실시예에서, 기판 지지부(106)는 세라믹 재료로 제작된다. 다른 실시예에서, 기판 지지부(106)는 실리콘 탄화물 재료와 같은 실리콘 함유 재료로 코팅된 흑연 재료로 제작된다.
[0018] 덮개(104)는 덮개(104)를 관통하여 형성된 포트(108)를 갖는다. 포트(108)는 가스 피드 튜브(110)의 제1 단부(132)에 있는 개구에 커플링된다. 가스 피드 튜브(110)의 제2 단부(134)는 원격 플라즈마 소스(112)에 연결된다. 샤워헤드(114)가, 하나 이상의 스탠드오프(standoff)들(138)을 통해, 기판 지지부(106)를 향하는 덮개(104)의 표면(136)에 커플링된다. 복수의 통로들(140)이 샤워헤드(114)를 관통하여 형성된다. 덮개(104) 및 샤워헤드(114)는 이들 사이에 플리넘(116)을 정의하며, 이는 포트(108)를 빠져나가는 가스가 플리넘(116) 내에 진입할 수 있게 한다. 가스는 플리넘(116)으로부터 샤워헤드(114) 내의 통로들(140)을 통해 이동하여 프로세스 볼륨(120) 내에 진입한다. RF(radio frequency) 전력 소스(142)가 샤워헤드(114)에 커플링된다.
[0019] 가스 피드 튜브(110)를 둘러싸는 플리넘 바디(118)로부터 하나 이상의 프로세스 가스들이 가스 피드 튜브(110) 내로 피드된다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 원격 플라즈마 소스(112)로부터 퍼지(purge) 가스가 가스 피드 튜브(110)에 진입한다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 플리넘 바디(118)는 환형이다. 브랜치 가스 피드 조립체(122)가 플리넘 바디(118)에 커플링된다. 브랜치 가스 피드 조립체(122)는 도관(150)에 커플링된 유입구(124)를 가지며, 도관(150)은 유입구(124)와 가스 패널(126) 사이에서 연장된다. 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 복수의 유출구들(128)이 플리넘 바디(118)에 커플링된다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 플리넘 바디(118)는 프로세스 내성 재료, 이를테면 알루미늄 또는 스테인리스 강으로 제작된다.
[0020] 배기 포트(160)가 덮개(104) 반대편에서 프로세스 챔버(100)를 관통하여 형성된다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 배기 포트(160)는 덮개(104) 근방의 측벽(102)을 관통하여 형성된다. 배기 포트(160)는 프로세스 볼륨(120)으로부터 가스들을 진공배기(evacuate)시키기 위해 진공 펌프(미도시)에 커플링될 수 있다.
[0021] 동작에서, 프로세스 챔버(100)에서 기판 지지부(106) 상에 기판(130)이 포지셔닝된다. 퍼지 가스가 원격 플라즈마 소스(112)로부터 가스 피드 튜브(110) 내로 유동한다. 프로세스 가스가 브랜치 가스 피드 조립체(122)를 통해 프로세스 볼륨(120)에 전달된다. 프로세스 가스는 도관(150) 및 브랜치 가스 피드 조립체(122)를 통해 플리넘 바디(118)로 유동한다. 프로세스 가스는, 플리넘 바디(118)에 진입하자마자, 플리넘 바디(118)에서 대칭적으로 분포된다. 프로세스 가스는 반경방향 대칭 분포로 플리넘 바디(118)로부터 반경방향 내측을 향해 가스 피드 튜브(110)로 전달된다. 프로세스 가스의 반경방향 대칭 분포는 가스 피드 튜브(110)에서 프로세스 가스와 퍼지 가스의 혼합을 가능하게 한다.
[0022] 가스들(퍼지 가스를 포함함)이 가스 피드 튜브(110)에서 프로세스 볼륨(120)을 향해 유동할 때, 가스들이 포트(108)를 빠져나가서 플리넘(116) 내로 유동할 때까지, 가스들은 가스 피드 튜브(110)에서 지속적으로 혼합된다. 플리넘(116)에서 가스들의 추가적인 혼합이 발생된다. 가스들은 샤워헤드(114) 내의 통로들(140)을 통해 프로세스 볼륨(120) 내로 이동한다. 프로세스 볼륨(120) 내의 가스들은 기판(130) 상의 재료를 에칭하거나 또는 기판(130) 상에 재료를 증착하는 데 활용될 수 있다. RF 전력 소스(142)는 샤워헤드(114)에 RF 에너지를 공급하여 프로세스 볼륨(120)에서 플라즈마를 생성 및/또는 유지한다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 기판 지지부(106)가 가열되고, 증착 프로세스가 수행되어, 기판(130) 상에 재료가 증착된다. 기판(130)이 프로세싱된 후에, 가스 패널(126)에서 프로세스 가스들의 유동이 종료된다.
[0023] 기판(130)이 프로세스 챔버(100)로부터 제거된 후에, 프로세스 챔버(100) 및 샤워헤드(114)를 세정하기 위해, 원격 플라즈마 소스(112)로부터 가스 피드 튜브(110)를 통해 프로세스 챔버(100) 내로 세정제가 전달된다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 세정제는 원격 플라즈마 소스(112)에서 형성되는 플라즈마이며, 그 플라즈마는 프로세스 챔버(100)의 내부를 세정하기 위해 프로세스 볼륨(120)에 불소 라디칼들을 전달한다. 이 실시예에서, 퍼지 가스가 가스 패널(126)로부터 브랜치 가스 피드 조립체(122)를 통해 프로세스 볼륨(120) 내로 유동된다.
[0024] 도 2는 일 실시예에 따른 플리넘 바디(118)의 단면 평면도를 예시한다. 플리넘 바디(118)는 플리넘 바디(118)에 형성된 하나 이상의 유입구 포트들(202)을 갖는다. 유입구 포트들(202)은 플리넘 바디(118)의 중심 축(204)을 중심으로 등거리로 이격된다. 가스 피드 튜브(110)는 플리넘 바디(118)를 통과하고, 중심 축(204)을 중심으로 동심으로 배치된다. 따라서, 플리넘 바디(118)의 중심 축(204)은 가스 피드 튜브(110)의 중심 축과 동축이다(즉, 플리넘 바디(118)의 중심 축(204)은 가스 피드 튜브(110)의 중심 축임).
[0025] 유입구 포트들(202) 각각은, 도 1에 대하여 설명된 유출구들(128)과 같은, 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 유출구와 정렬되고 그 유출구에 커플링된다. 유입구 포트들(202)은 각각, 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는다. 따라서, 유입구 포트들(202) 각각을 통해 유동하는 가스의 유량은 실질적으로 동일하다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 유입구 포트들(202)의 형상 및 치수들은 유입구 포트들(202) 각각 사이에서 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 가능하게 하도록 실질적으로 동일하다. 일 예에서, 실질적으로 동일한 유동은 +/-10%, 이를테면 +/-8%, 이를테면 +/-5%, 이를테면 +/-3%, 이를테면 +/-1%, 이를테면 +/-0.5% 내의 체적 유량이다.
[0026] 도 3은 일 실시예에 따른 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 개략적인 단면도를 예시한다. 브랜치 가스 피드 조립체(122)는 제1 플리넘(302)을 정의하는 제1 플리넘 바디(301), 제2 플리넘(306)을 정의하는 제2 플리넘 바디(305), 제3 플리넘(308)을 정의하는 제3 플리넘 바디(307), 및 플리넘 바디(118)를 포함한다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제1 플리넘(302)은 가스 피드 튜브(110)를 둘러싸는 연속적인 반환형(semiannular) 플리넘이다. 다른 실시예에서, 제1 플리넘(302)은 가스 피드 튜브(110)를 둘러싸는 연속적인 환형 플리넘(미도시)이다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제2 플리넘(306) 및 제3 플리넘(308)은 대향하는 반환형 플리넘들이며, 이 대향하는 반환형 플리넘들은 각각 가스 피드 튜브(110)의 일부를 둘러싼다. 이 실시예에서, 제2 플리넘 바디(305)와 제3 플리넘 바디(307)는 제2 플리넘(306)과 제3 플리넘(308)이 서로 유체 연통하지 않도록 불연속적이다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 제2 플리넘(306)이 제3 플리넘(308)과 유체 연통하여, 가스 피드 튜브(110)를 둘러싸는 연속적인 환형 플리넘(미도시)을 형성한다.
[0027] 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제1 플리넘 바디(301), 제2 플리넘 바디(305), 및 제3 플리넘 바디(307)는 동일한 재료로 제작된다. 예컨대, 제1 플리넘 바디(301), 제2 플리넘 바디(305), 및 제3 플리넘 바디(307)는 프로세스 내성 재료, 이를테면, 알루미늄, 또는 알루미늄의 합금들로 제작될 수 있다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제1 플리넘 바디(301), 제2 플리넘 바디(305), 및 제3 플리넘 바디(307)는 알루미늄 산화물(Al2O3)로 코팅된 금속 재료로 제작된다.
[0028] 제2 플리넘(306)과 제3 플리넘(308)은 서로 실질적으로 동일한 수평 평면에 배치된다. 제2 플리넘 바디(305) 및 제3 플리넘 바디(307)는 제1 플리넘 바디(301)와 덮개(104) 사이에 배치된다. 제1 플리넘(302)은 하나 이상의 도관들(304)을 통해 제2 플리넘(306) 및 제3 플리넘(308)에 커플링되며, 하나 이상의 도관들(304)은 제1 플리넘 바디(301)를 관통하여 형성된 하나 이상의 유출구들(344)과 제2 플리넘 바디(305)를 관통하여 형성된 하나 이상의 유입구들(346) 및 제3 플리넘 바디(307)를 관통하여 형성된 하나 이상의 유입구들(348) 사이에서 연장된다. 따라서, 하나 이상의 도관들(304)은 제1 플리넘 바디(301)와 제2 플리넘 바디(305) 및 제3 플리넘 바디(307) 각각 사이에서 연장되어, 제1 플리넘(302)이 제2 플리넘(306)과 제3 플리넘(308) 둘 모두와 유체 연통할 수 있게 한다. 따라서, 하나 이상의 유출구들(344)은 제2 플리넘 바디(305)를 관통하여 형성된 하나 이상의 유입구들(346) 및 제3 플리넘 바디(307)를 관통하여 형성된 하나 이상의 유입구들(348)과 유체 연통한다.
[0029] 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제1 플리넘(302)의 내경(330)은 제2 플리넘(306)의 내경(334) 및 제3 플리넘(308)의 내경(338)보다 더 작다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 제1 플리넘(302)의 내경(330)은 제2 플리넘(306)의 내경(334) 및 제3 플리넘(308)의 내경(338)과 실질적으로 동일하다. 유사하게, 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 제1 플리넘(302)의 높이(318)는 제2 플리넘(306)과 제3 플리넘(308)의 높이(336)보다 더 작다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 제1 플리넘(302)의 높이(318)는 제2 플리넘(306)과 제3 플리넘(308)의 높이(336)와 실질적으로 동일하다.
[0030] 일 예에서, 제2 플리넘(306)의 내경(334)과 제3 플리넘(308)의 내경(338)은 실질적으로 동일하다. 유사하게, 제2 플리넘(306)의 볼륨과 제3 플리넘(308)의 볼륨은 실질적으로 동일할 수 있다. 하나 이상의 도관들(304)의 내경(332)은 제1 플리넘(302)의 내경(330)보다 더 작다. 하나 이상의 도관들(304)의 내경(332)은 또한, 각각, 제2 플리넘(306) 및 제3 플리넘(308)의 내경(334, 338)보다 더 작다.
[0031] 플리넘 바디(118)는 제2 플리넘(306) 및 제3 플리넘(308) 각각과 덮개(104) 사이에서 가스 피드 튜브(110) 상에 배치되고 가스 피드 튜브(110)에 커플링된다. 플리넘 바디(118)는 제1 바디 부재(310), 제2 바디 부재(312), 및 제3 바디 부재(314)를 포함한다. 제1 바디 부재(310)는 가스 피드 튜브(110)로부터 측방향으로 그리고 가스 피드 튜브(110)의 반경방향 외측으로 연장된다. 제2 바디 부재(312)는, 제1 바디 부재(310)와 대향하고 제1 바디 부재(310)와 평행하게, 가스 피드 튜브(110)로부터 측방향으로 그리고 가스 피드 튜브(110)의 반경방향 외측으로 연장된다. 제3 바디 부재(314)는 제1 바디 부재(310)와 제2 바디 부재(312) 사이에서 연장되고, 제1 바디 부재(310)와 제2 바디 부재(312)에 수직으로 배향된다. 제1 바디 부재(310), 제2 바디 부재(312), 및 제3 바디 부재(314)는 내부에 환형 플리넘(316)을 정의한다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 환형 플리넘(316)의 높이(342)는 제1 플리넘(302)의 높이(318), 및 제2 플리넘(306)과 제3 플리넘(308)의 높이(336)보다 더 크다. 다른 실시예에서, 환형 플리넘(316)의 높이(342)는 제1 플리넘(302)의 높이(318), 및 제2 플리넘(306)과 제3 플리넘(308)의 높이(336)보다 더 작다.
[0032] 환형 플리넘(316)은 가스 피드 튜브(110)에 형성된 하나 이상의 애퍼처들(324)을 통해 가스 피드 튜브(110)와 유체 연통한다. 하나 이상의 애퍼처들(324) 각각은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 하나 이상의 애퍼처들(324)은 가스 피드 튜브(110)의 중심 축(204)을 중심으로 하는 단일 연속적인 환형 개구이다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 하나 이상의 애퍼처들(324)은 가스 피드 튜브(110)의 둘레 주위에 배치된 복수의 불연속적인 애퍼처들이다. 이 실시예에서, 하나 이상의 애퍼처들(324) 각각은, 하나 이상의 애퍼처들(324)을 통한 환형 플리넘(316)으로부터 가스 피드 튜브(110)로의 가스의 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 가능하게 하도록, 실질적으로 유사한 형상 및 치수들을 갖는다.
[0033] 하나 이상의 컨스트릭팅 부재(constricting member)들(320, 322)이 하나 이상의 애퍼처들(324)에 배치된다. 컨스트릭팅 부재들(320, 322)은, 각각, 제1 바디 부재(310) 및 제2 바디 부재(312)가 가스 피드 튜브(110)에 커플링되는 위치에서 가스 피드 튜브(110)에 커플링된다. 컨스트릭팅 부재들(320, 322)은 가스 피드 튜브(110)에 평행하게 그리고 제1 바디 부재(310) 및 제2 바디 부재(312)에 수직으로 배치된다. 하나 이상의 애퍼처들(324)의 높이(340)는, 컨스트릭팅 부재들(320, 322)로 인해, 환형 플리넘(316)의 높이(342)보다 더 작다. 하나 이상의 애퍼처들(324)의 더 작은 직경은 환형 플리넘(316)으로부터 가스 피드 튜브(110) 내로의 가스의 분출 유동(jetted flow)을 생성한다.
[0034] 동작에서, 하나 이상의 프로세스 가스들은 하나 이상의 유입구들(미도시)을 통해 제1 플리넘(302) 내로 유동한다. 프로세스 가스는 제1 플리넘(302)을 충전(fill)하고, 하나 이상의 도관들(304)을 통해 제2 플리넘(306) 및 제3 플리넘(308) 내로 전파된다. 프로세스 가스는 제2 플리넘(306) 및 제3 플리넘(308)을 충전하고, 하나 이상의 도관들(도 4에 도시됨)을 통해 환형 플리넘(316)으로 이동한다.
[0035] 도 4는 일 실시예에 따른 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 개략적인 단면도를 예시한다. 예시된 바와 같이, 제2 플리넘(306) 및 제3 플리넘(308)은 하나 이상의 도관들(402)을 통해 환형 플리넘(316)과 유체 연통한다. 하나 이상의 도관들(402)은 제1 바디 부재(310)를 관통하여 형성된 하나 이상의 유입구 포트들(202)과 정렬된다. 하나 이상의 도관들(402) 각각은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는다.
[0036] 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 도 3에 예시된 하나 이상의 유입구들(346, 348)은 하나 이상의 유입구 포트들(202) 사이에서, 각각 제2 플리넘 바디(305) 및 제3 플리넘 바디(307)를 관통하여 형성된다. 즉, 제1 플리넘 바디(301)와 제2 플리넘 바디(305) 및 제3 플리넘 바디(307) 사이에 배치된 하나 이상의 도관들(304)은 플리넘 바디(118)와 제2 플리넘 바디(305) 및 제3 플리넘 바디(307) 사이에 배치된 하나 이상의 도관들(402)로부터 오프셋(offset)된다.
[0037] 도관들(402)의 내경(410)은 환형 플리넘(316)의 내경(420)보다 더 작다. 플리넘 바디(118)는 덮개(104)로부터 이격된다. 예컨대, 덮개(104)와 제2 바디 부재(312) 사이의 거리(450)는 약 0.5 인치 내지 약 3.5 인치, 이를테면 약 1 인치 내지 약 2 인치, 예컨대 약 1.5 인치이다. 덮개(104)와 제2 바디 부재(312) 사이의 거리(450)는 프로세스 가스들이 포트(108)를 빠져나가기 전에 가스 피드 튜브(110)에서 혼합될 수 있게 한다. 거리(450)는 또한, 프로세싱 동안 덮개(104)에 의해 흡수되는 열 복사로 인한, 환형 플리넘(316) 내의 프로세스 가스들의 열 활성화를 방지한다.
[0038] 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 환형 플리넘(316)의 높이(342)는 도관들(402)의 내경(410)보다 더 작다. 이 실시예에서, 환형 플리넘(316)의 볼륨이 도관들(402)의 볼륨보다 더 작아서, 도관들(402)을 통해 환형 플리넘(316)으로 유동하는 유체의 속도가 증가된다. 즉, 도관들(304)(도 3에 대하여 설명됨) 및 도관들(402) 각각에 대해 대략적이고 실질적으로 일정한 유체 압력을 가정하면, 환형 플리넘(316)의 더 작은 볼륨은, 도관들(402)을 통하는 유체의 유체 유동 속도와 비교할 때, 환형 플리넘(316)을 통해 가스 피드 튜브(110) 내로 유동하는 유체의 속도를 증가시킨다.
[0039] 하나 이상의 유입구 포트들(202)을 통해 하나 이상의 도관들(402)을 빠져나가자마자, 프로세스 가스들은 플리넘(316)을 충전하고, 애퍼처들(324)을 통해 가스 피드 튜브(110)에 진입한다. 가스 피드 튜브(110) 내의 퍼지 가스는 도 1에 예시된 원격 플라즈마 소스(112)와 같은 원격 플라즈마 소스로부터 덮개(104) 내의 포트(108)를 향해 이동한다. 가스 피드 튜브(110)에 진입하자마자, 프로세스 가스들은 가스 피드 튜브(110)의 볼륨(430)에서 퍼지 가스와 혼합된다. 가스들(퍼지 가스를 포함함)은 포트(108)를 빠져나가고, 덮개(104)와 샤워헤드(114) 사이의 플리넘(116)에 진입하며, 플리넘(116)에서, 가스들은, 복수의 통로들(140)을 통해 전파되어 도 1에 예시된 프로세스 볼륨(120)과 같은 프로세스 볼륨에 진입하기 전에, 계속해서 혼합된다.
[0040] 도 5는 일 실시예에 따른 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 개략도를 예시한다. 도 1에 대하여 논의된 바와 같이, 가스 패널(126)은 도관(150)을 통해 제1 플리넘(302)과 유체 연통한다. 제1 플리넘(302)은 제1 도관(502)을 통해 제2 플리넘(306)과 유체 연통한다. 제1 플리넘(302)은 또한, 제2 도관(504)을 통해 제3 플리넘(308)과 유체 연통한다. 제1 도관(502) 및 제2 도관(504)은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는데, 이는 도관들(502, 504)이 실질적으로 유사한 형상(예컨대, 원통형, 직사각형, 회전 타원형(spheroidal) 등), 및 실질적으로 유사한 직경(예컨대, 도 3에 예시된 하나 이상의 도관들(304)의 내경(332))을 갖기 때문이다. 즉, (일정한 유체 압력을 가정하면) 제1 도관(502)을 통해 유동하는 유체의 레이트는 제2 도관(504)을 통해 유동하는 유체의 레이트와 실질적으로 동일하다.
[0041] 제2 플리넘(306)은 제3 도관(506) 및 제4 도관(508)을 통해 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 적어도 2개의 유출구들(514)과 유체 연통한다. 제3 플리넘(308)은 제5 도관(510) 및 제6 도관(512)을 통해 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 적어도 2개의 유출구들(516)과 유체 연통한다. 유출구들(514) 및 유출구들(516)은 도 1에 도시된 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 복수의 유출구들(128)에 대응한다. 제3 도관(506), 제4 도관(508), 제5 도관(510), 및 제6 도관(512) 각각은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는다. 예컨대, 제3 도관(506), 제4 도관(508), 제5 도관(510), 및 제6 도관(512) 각각은 실질적으로 유사한 형상 및 치수들(예컨대, 도 4에 예시된 하나 이상의 도관들(402)의 내경(410))을 갖는다. 따라서, (일정한 유체 압력을 가정하면) 제3 도관(506), 제4 도관(508), 제5 도관(510), 및 제6 도관(512) 각각을 통해 유동하는 유체의 레이트는 실질적으로 동일하다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 유출구들(514) 및 유출구들(516) 각각은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는다.
[0042] 도 6은 일 실시예에 따른 환형 플리넘(316)의 평면도를 예시한다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 환형 플리넘(316)은 복수의 통로들(602)을 통해 가스 피드 튜브(110)와 유체 연통한다. 통로들(602) 각각은 가스 피드 튜브(110) 내의 애퍼처들(324) 중 하나와 유체 연통한다.
[0043] 통로들(602) 및 애퍼처들(324)은 가스 피드 튜브(110)의 중심 축(204)을 중심으로 등거리에 방사상으로 분포된다. 통로들(602) 각각은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는다. 위에서 논의된 하나 이상의 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 통로들(602)은 가스 피드 튜브(110)의 중심 축(204)에 실질적으로 수직으로 그리고 프로세스 챔버의 덮개(104)(도 6에 도시되지 않음)에 평행하게 배치된다. 다른 실시예에서, 통로들(602)은 플리넘 바디(118)로부터 가스 피드 튜브(110)의 제2 단부(134)(도 6에 도시되지 않음)를 향해 경사져 있다. 즉, 가스 피드 튜브(110) 내의 애퍼처들(324)은 브랜치 가스 피드 조립체(122)의 유출구들(128) 위에 있다.
[0044] 요약하면, 본 개시내용의 실시예들은 플라즈마 프로세싱 장치를 위한 개선된 가스 전달, 가스 분배, 및 가스 혼합을 제공한다. 본원에서 설명되는 브랜치 가스 피드 조립체는 복수의 플리넘들 및 도관들을 활용하여, 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는 프로세스 가스들을 환형 플리넘에 더 균일하게 분배한다. 환형 플리넘에 전달된 프로세스 가스들은 가스 피드 튜브를 통해 유동되는 퍼지 가스와 혼합된다. 피드 튜브 내의 퍼지 가스와 프로세스 가스들의 혼합은 샤워헤드를 통해 프로세스 볼륨 내에 진입하기 전의 혼합물의 체류 시간을 증가시키며, 이는 혼합물의 더 완전한 혼합 및 개선된 분배를 가능하게 한다. 개선된 혼합은 프로세스 볼륨 내의 기판의 개선된 프로세싱을 가능하게 하는데, 이는 프로세스 가스들 및 퍼지 가스가 프로세스 볼륨에 진입하기 전에 더 완전하게 혼합되기 때문이다. 개선된 기판 프로세싱은 개선된 균일성을 나타내는 증착 또는 에칭 프로세스들에서 증명된다.
[0045] 전술한 바가 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 및 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 고안될 수 있고, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 덮개 및 챔버 바디(body) ― 상기 덮개와 상기 챔버 바디의 내부에는 프로세스 볼륨(volume)이 정의되고, 상기 덮개는 상기 덮개를 관통하여 형성된 포트를 가짐 ―;
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는 가스 피드 튜브(gas feed tube) ― 상기 제1 단부에 있는 개구는 상기 포트와 유체 연통함 ―;
    상기 가스 피드 튜브와 유체 연통하고, 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스(flow conductance)를 갖는 제1 복수의 도관들 ― 상기 제1 복수의 도관들의 각각의 도관은 제1 복수의 유출구들 중 하나에서 종결됨 ―;
    실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는 제2 복수의 도관들 ― 상기 제2 복수의 도관들의 각각의 도관은 상기 제1 복수의 유출구들 중 하나와 유체 연통하고, 상기 제2 복수의 도관들의 각각의 도관은 제2 복수의 유출구들 중 하나에서 종결됨 ―; 및
    환형 플리넘(annular plenum)을 내부에 정의하는 플리넘 바디
    를 포함하며,
    상기 플리넘 바디는 상기 플리넘 바디에 형성된 복수의 유입구 포트들을 갖고, 상기 제2 복수의 유출구들의 각각의 유출구는 상기 복수의 유입구 포트들 중 적어도 하나와 유체 연통하고, 상기 복수의 유입구 포트들은 상기 플리넘 바디의 중심 축을 중심으로 등거리로 이격되고, 상기 가스 피드 튜브는 상기 환형 플리넘과 유체 연통하는 적어도 하나의 애퍼처(aperture)를 갖는,
    장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 애퍼처는 연속적인 환형 개구인,
    장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 애퍼처는 상기 중심 축을 중심으로 하는 복수의 방사상으로 분포된 개구들을 포함하는,
    장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 가스 피드 튜브의 제1 단부에 있는 개구와 상기 프로세스 볼륨 사이에 배치된 샤워헤드를 더 포함하며,
    상기 샤워헤드는 상기 샤워헤드를 관통하여 형성된 복수의 통로들을 갖고, 상기 복수의 통로들은 상기 가스 피드 튜브 및 상기 프로세스 볼륨과 유체 연통하는,
    장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 복수의 유출구들은 상기 플리넘 바디의 중심 축을 중심으로 등거리로 이격되는,
    장치.
  6. 덮개 및 챔버 바디 ― 상기 덮개와 상기 챔버 바디의 내부에는 프로세스 볼륨이 정의되고, 상기 덮개는 상기 덮개를 관통하여 형성된 포트를 가짐 ―;
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는 가스 피드 튜브 ― 상기 제1 단부에 있는 개구는 상기 포트와 유체 연통함 ―;
    제1 플리넘을 내부에 정의하는 제1 플리넘 바디 ― 상기 제1 플리넘 바디는 상기 가스 피드 튜브와 유체 연통하는 제1 유입구를 갖고, 상기 제1 플리넘 바디는 적어도 제1 유출구 및 제2 유출구를 갖고, 적어도 상기 제1 유출구 및 상기 제2 유출구는 각각, 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 가짐 ―;
    제2 플리넘을 내부에 정의하는 제2 플리넘 바디 ― 상기 제2 플리넘 바디는 적어도 제2 유입구 및 제3 유입구를 갖고, 상기 제2 유입구 및 상기 제3 유입구는 적어도 상기 제1 유출구 및 상기 제2 유출구와 유체 연통하고, 상기 제2 플리넘 바디는 적어도 제3 유출구, 제4 유출구, 제5 유출구, 및 제6 유출구를 갖고, 적어도 상기 제3 유출구, 상기 제4 유출구, 상기 제5 유출구, 및 상기 제6 유출구는 각각, 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 가짐 ―; 및
    환형 플리넘을 내부에 정의하는 제3 플리넘 바디
    를 포함하며,
    상기 제3 플리넘 바디는 상기 제3 플리넘 바디에 형성된 복수의 유입구 포트들을 갖고, 상기 복수의 유입구 포트들은 상기 제3 플리넘 바디의 중심 축을 중심으로 등거리로 이격되고, 상기 제3 유출구, 상기 제4 유출구, 상기 제5 유출구, 및 상기 제6 유출구 중 적어도 하나와 유체 연통하고, 상기 가스 피드 튜브는 상기 환형 플리넘과 유체 연통하는 적어도 하나의 애퍼처를 갖는,
    장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 애퍼처는 연속적인 환형 개구인,
    장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 애퍼처는 상기 중심 축을 중심으로 하는 복수의 방사상으로 분포된 개구들을 포함하는,
    장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 가스 피드 튜브의 제1 단부에 있는 개구와 상기 프로세스 볼륨 사이에 배치된 샤워헤드를 더 포함하며,
    상기 샤워헤드는 상기 샤워헤드를 관통하여 형성된 복수의 통로들을 갖고, 상기 복수의 통로들은 상기 가스 피드 튜브 및 상기 프로세스 볼륨과 유체 연통하는,
    장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 환형 플리넘의 볼륨은 상기 제1 플리넘 및 상기 제2 플리넘 각각의 볼륨보다 더 작은,
    장치.
  11. 덮개 및 챔버 바디 ― 상기 덮개와 상기 챔버 바디의 내부에는 프로세스 볼륨이 정의되고, 상기 덮개는 상기 덮개를 관통하여 형성된 포트를 가짐 ―;
    제1 단부 및 제2 단부를 갖는 가스 피드 튜브 ― 상기 제1 단부에 있는 개구는 상기 포트와 유체 연통하고, 상기 가스 피드 튜브는 상기 가스 피드 튜브를 관통하여 형성된 복수의 유입구 포트들을 가짐 ―;
    제1 플리넘을 내부에 정의하는 제1 플리넘 바디 ― 상기 제1 플리넘은 상기 가스 피드 튜브와 유체 연통하고, 상기 제1 플리넘 바디는 상기 제1 플리넘 바디에 형성된 제1 복수의 유출구들을 가짐 ―;
    제2 플리넘을 내부에 정의하는 제2 플리넘 바디 ― 상기 제2 플리넘 바디는 제1 복수의 유입구들 및 제2 복수의 유출구들을 가짐 ―;
    제3 플리넘을 내부에 정의하는 제3 플리넘 바디 ― 상기 제3 플리넘 바디는 제2 복수의 유입구들 및 제3 복수의 유출구들을 가짐 ―;
    환형 플리넘을 내부에 정의하는 제4 플리넘 바디 ― 상기 제4 플리넘 바디는 상기 제4 플리넘 바디에 형성된 제3 복수의 유입구들 및 제4 복수의 유출구들을 가짐 ―;
    상기 제1 복수의 유입구들과 상기 제2 복수의 유입구들 중 하나와 상기 제1 복수의 유출구들 중 하나 사이에 각각 배치된 제1 복수의 도관들;
    상기 제2 복수의 유출구들 중 하나와 상기 제3 복수의 유입구들 중 하나 사이에 각각 배치된 제2 복수의 도관들;
    상기 제3 복수의 유출구들 중 하나와 상기 제3 복수의 유입구들 중 하나 사이에 각각 배치된 제3 복수의 도관들; 및
    상기 제4 복수의 유출구들과 상기 복수의 유입구 포트들 사이에 배치된 하나 이상의 통로들
    을 포함하는,
    장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제3 복수의 유입구들의 수는 상기 제2 복수의 유출구들과 상기 제3 복수의 유출구들의 수와 동일한,
    장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 유입구 포트들은 상기 가스 피드 튜브의 중심 축을 중심으로 등거리로 이격되고, 상기 제4 플리넘 바디는 상기 덮개로부터 이격되는,
    장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 환형 플리넘의 볼륨은 상기 제1 플리넘, 상기 제2 플리넘, 및 상기 제3 플리넘 각각의 볼륨보다 더 작은,
    장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 복수의 유출구들, 상기 제2 복수의 유출구들, 상기 제3 복수의 유출구들, 및 상기 제4 복수의 유출구들 각각은 실질적으로 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는,
    장치.
KR1020207036329A 2018-07-31 2019-07-03 Cvd 챔버를 위한 가스 박스 KR20210027268A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862712852P 2018-07-31 2018-07-31
US62/712,852 2018-07-31
PCT/US2019/040607 WO2020027980A1 (en) 2018-07-31 2019-07-03 Gas box for cvd chamber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210027268A true KR20210027268A (ko) 2021-03-10

Family

ID=69228872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207036329A KR20210027268A (ko) 2018-07-31 2019-07-03 Cvd 챔버를 위한 가스 박스

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11049699B2 (ko)
JP (1) JP2021532268A (ko)
KR (1) KR20210027268A (ko)
CN (1) CN112105759B (ko)
SG (1) SG11202010405RA (ko)
TW (1) TW202007791A (ko)
WO (1) WO2020027980A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11862475B2 (en) 2020-10-15 2024-01-02 Applied Materials, Inc. Gas mixer to enable RPS purging

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7196283B2 (en) * 2000-03-17 2007-03-27 Applied Materials, Inc. Plasma reactor overhead source power electrode with low arcing tendency, cylindrical gas outlets and shaped surface
KR100862658B1 (ko) 2002-11-15 2008-10-10 삼성전자주식회사 반도체 처리 시스템의 가스 주입 장치
US7572337B2 (en) * 2004-05-26 2009-08-11 Applied Materials, Inc. Blocker plate bypass to distribute gases in a chemical vapor deposition system
JP2006128485A (ja) * 2004-10-29 2006-05-18 Asm Japan Kk 半導体処理装置
KR20060059305A (ko) * 2004-11-26 2006-06-01 삼성전자주식회사 반도체 공정 장비
US8512509B2 (en) 2007-12-19 2013-08-20 Applied Materials, Inc. Plasma reactor gas distribution plate with radially distributed path splitting manifold
US9540731B2 (en) * 2009-12-04 2017-01-10 Applied Materials, Inc. Reconfigurable multi-zone gas delivery hardware for substrate processing showerheads
US20110256692A1 (en) * 2010-04-14 2011-10-20 Applied Materials, Inc. Multiple precursor concentric delivery showerhead
US9499905B2 (en) * 2011-07-22 2016-11-22 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for the deposition of materials on a substrate
US9951421B2 (en) * 2014-12-10 2018-04-24 Lam Research Corporation Inlet for effective mixing and purging
US11384432B2 (en) * 2015-04-22 2022-07-12 Applied Materials, Inc. Atomic layer deposition chamber with funnel-shaped gas dispersion channel and gas distribution plate
US10403515B2 (en) * 2015-09-24 2019-09-03 Applied Materials, Inc. Loadlock integrated bevel etcher system

Also Published As

Publication number Publication date
CN112105759B (zh) 2023-11-24
US20200043704A1 (en) 2020-02-06
JP2021532268A (ja) 2021-11-25
CN112105759A (zh) 2020-12-18
WO2020027980A1 (en) 2020-02-06
US11049699B2 (en) 2021-06-29
TW202007791A (zh) 2020-02-16
SG11202010405RA (en) 2021-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200149166A1 (en) Flow control features of cvd chambers
US7572337B2 (en) Blocker plate bypass to distribute gases in a chemical vapor deposition system
US7806078B2 (en) Plasma treatment apparatus
US7622005B2 (en) Uniformity control for low flow process and chamber to chamber matching
US5458918A (en) Gas injectors for reaction chambers in CVD systems
CN105839077B (zh) 用于沉积iii-v主族半导体层的方法和装置
KR20060044039A (ko) 반도체 제조장치
KR20150100536A (ko) 가스 공급 매니폴드와 그것을 사용하여 가스들을 챔버로 공급하는 방법
US20120135609A1 (en) Apparatus and Process for Atomic Layer Deposition
TW201542860A (zh) 具有氣體供應環的化學氣相沈積設備
US20050092245A1 (en) Plasma chemical vapor deposition apparatus having an improved nozzle configuration
JP2020061549A (ja) 基板処理装置
KR20210027268A (ko) Cvd 챔버를 위한 가스 박스
US20180258531A1 (en) Diffuser design for flowable cvd
US20060112877A1 (en) Nozzle and plasma apparatus incorporating the nozzle
US11555244B2 (en) High temperature dual chamber showerhead
KR20030008433A (ko) 멀티 홀 앵글드 가스분사 시스템을 갖는 반도체소자제조장치
JP2005223079A (ja) 表面波励起プラズマｃｖｄ装置
TWI814291B (zh) 均勻的原位清洗及沉積
KR20170040815A (ko) 균일한 반응가스 플로우를 형성하는 원자층 박막 증착장치
TW201832272A (zh) 用於半導體製程之氣體噴射器及成膜裝置
JP2024007511A (ja) クロスフローを有する複数の基板を処理するための半導体処理装置
JPH01198014A (ja) 薄膜形成装置
JPH0551746A (ja) 薄膜形成装置