KR20210081449A - 감소된 입자 생성을 위한 가스 확산기 장착 플레이트 - Google Patents

감소된 입자 생성을 위한 가스 확산기 장착 플레이트 Download PDF

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KR20210081449A
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gas
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앨런 케이. 라우
시앙 안
라이 자오
지안후아 조우
로빈 엘. 티너
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 진공 챔버용 가스 확산기 조립체를 위한 장치 및 방법들을 제공하고, 가스 확산기 조립체는 장착 플레이트를 포함하고, 장착 플레이트는, 허브, 허브로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 만곡된 스포크들, 허브와 만곡된 스포크들 각각 사이에 커플링된 거싯 부분 ―거싯 부분들 각각은 축 방향으로 배치된 볼록한 곡선을 가짐―, 및 만곡된 스포크들에 커플링된 하나 이상의 장착 홀들을 포함한다.

Description

감소된 입자 생성을 위한 가스 확산기 장착 플레이트
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 플라즈마 챔버에서 활용되는 가스 또는 플라즈마 확산기용 장착 플레이트에 관한 것이다.
[0002] PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)는, 프로세싱 가스가 백킹 플레이트를 통해, 확산기를 통해 그리고 그런 다음 가스 분배 샤워헤드로 프로세싱 챔버 내로 유입되게 하는 증착 방법이다. 샤워헤드는, 프로세싱 가스를 플라즈마로 점화하기 위해 전기적으로 바이어싱된다. 샤워헤드에 대향하게 놓인 페데스탈이 전기적으로 접지되고, 기판 지지부 뿐만 아니라 애노드로서 기능한다. 프로세싱 가스들의 플라즈마는 기판 상에 하나 이상의 막들을 형성한다.
[0003] 내부 챔버 컴포넌트들의 주기적인 챔버 세정은, 프로세싱 가스들과 동일한 유동 경로를 따라 그리고 이 유동 경로를 통해 세정 가스 라디칼들의 플라즈마를 유동시킴으로써 수행된다. 예컨대, 세정 가스들은 프로세싱 챔버 외부의 플라즈마로 점화되어 백킹 플레이트, 확산기 및 샤워헤드를 통해 유동한다. 세정 가스 라디칼들의 플라즈마는 통상적으로 약 400 ℃ 이상이고, 유동 경로의 일부분들이 팽창되게 한다. 세정 후에, 가스 경로의 일부분들은 점진적으로 냉각된다. 이러한 열 순환은 생산 기간 동안 다수 번 반복된다.
[0004] 그러나, 열 순환은 가스 경로의 일부분들이 상이한 레이트들로 팽창하거나 또는 수축하게 한다. 인접한 부품들 사이의 차동 팽창(differential expansion)은 이 부품들이 서로 마찰되게 하고, 이는 입자들을 생성한다. 그런 다음, 이들 입자들은 유동 경로 내로 비말동반되어 챔버를 오염시킨다. 유동 경로에 남아 있는 입자들은 프로세싱 가스 유동에 비말동반될 수 있고, 이는 증착 프로세스들 동안 기판을 오염시킨다. 기판의 입자 오염은 수율을 감소시킨다.
[0005] 그러므로, 프로세싱 챔버에서 가스 확산기를 지지하기 위한 장착 플레이트용 장치 및 방법이 필요하다.
[0006] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 진공 챔버용 가스 확산기 조립체를 위한 장치 및 방법들을 제공하고, 가스 확산기 조립체는 장착 플레이트를 포함하고, 장착 플레이트는, 허브, 허브로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 만곡된 스포크들, 허브와 만곡된 스포크들 각각 사이에 커플링된 거싯 부분(gusset portion) ―거싯 부분들 각각은 축 방향으로 배치된 볼록한 곡선을 가짐―, 및 만곡된 스포크들에 커플링된 하나 이상의 장착 홀들을 포함한다.
[0007] 다른 실시예에서, 진공 챔버용 가스 확산기 조립체가 설명되고, 가스 확산기 조립체는 장착 플레이트를 포함하고, 장착 플레이트는, 허브, 허브로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 스포크들, 허브와 스포크들 각각 사이에 커플링된 거싯 부분 ―거싯 부분들 각각은 축 방향으로 배치된 볼록한 곡선을 가짐―, 만곡된 스포크들에 커플링된 하나 이상의 장착 홀들, 및 허브에 형성된 스레드형(threaded) 홀을 포함한다.
[0008] 다른 실시예에서, 진공 챔버용 가스 확산기 조립체가 설명되고, 가스 확산기 조립체는 장착 플레이트, 및 단일 패스너에 의해 장착 플레이트에 커플링된 가스 편향기를 포함한다. 장착 플레이트는 허브, 허브로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 만곡된 스포크들, 및 만곡된 스포크들에 커플링된 하나 이상의 장착 홀들을 포함한다.
[0009] 본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간략히 요약된 본 개시내용의 더욱 상세한 설명이 실시예들을 참조함으로써 이루어질 수 있으며, 이 실시예들 중 일부는 첨부된 도면들에서 예시된다. 그러나, 첨부된 도면들이 본 개시내용의 통상적인 실시예들만을 예시하며 이에 따라 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 주목되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 동일하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0010] 도 1은 챔버의 일 실시예의 개략적인 측단면도이다.
[0011] 도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 가스 확산기 지지 조립체를 갖는 챔버의 개략적인 부분 단면도이다.
[0012] 도 3a는 도 2의 라인들(3A-3A)을 따르는 확산기 조립체의 일부분의 저면도이다.
[0013] 도 3b는 도 3a의 장착 플레이트의 측면 입면도이다.
[0014] 도 4a는 도 1의 장착 플레이트로서 활용될 수 있는 장착 플레이트의 다른 실시예의 저면도이다.
[0015] 도 4b는 도 4a의 장착 플레이트의 측면 입면도이다.
[0016] 도 5a는 도 1의 장착 플레이트로서 활용될 수 있는 장착 플레이트의 다른 실시예의 저면도이다.
[0017] 도 5b는 도 5a의 장착 플레이트의 측면 입면도이다.
[0018] 도 6a는 도 1의 장착 플레이트로서 활용될 수 있는 장착 플레이트의 다른 실시예의 저면도이다.
[0019] 도 6b는 도 6a의 장착 플레이트의 측면 입면도이다.
[0020] 도 7a는 도 1의 장착 플레이트로서 활용될 수 있는 장착 플레이트의 다른 실시예의 저면도이다.
[0021] 도 7b는 도 7a의 장착 플레이트의 측면 입면도이다.
[0022] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들이 추가적인 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 또한 고려된다.
[0023] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로, 프로세싱 챔버에서 가스 확산기를 지지하기 위한 장치 및 방법들을 제공한다. 본 개시내용은 캘리포니아주 산타 클라라의 Applied Materials, Inc.의 자회사인 AKT America, Inc.로부터 입수가능한 PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition) 장치와 관련하여 아래에서 설명될 것이다. 본 개시내용은, 다른 제조업자들로부터 입수가능한 증착 챔버들 및 PECVD 장치를 포함하여, 다른 증착 챔버들에도 또한 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
[0024] 도 1은 챔버(100)의 일 실시예의 개략적인 측단면도이다. 챔버(100)는 유리, 폴리머 또는 다른 적절한 기판으로 만들어진 대면적 기판(105) 상에 회로를 제작하기 위한 PECVD 프로세스들에 적절하다. 챔버(100)는, LCD(liquid crystal display)들 또는 평판 디스플레이들, 솔라 셀 어레이들을 위한 광기전 디바이스들 또는 다른 구조들의 제작에 사용하기 위해 대면적 기판(105) 상에 구조들 및 디바이스들을 형성하도록 구성된다. 구조들은, 복수의 순차적 증착 및 마스킹 단계들을 포함할 수 있는 복수의 백 채널 에칭 인버티드 스태거드(back channel etch inverted staggered)(최하부 게이트) 박막 트랜지스터들일 수 있다. 다른 구조들은 광기전 셀들을 위한 다이오드들을 형성하기 위한 p-n 접합(junction)들을 포함할 수 있다.
[0025] 챔버(100)는 챔버 측벽(110), 최하부(115), 및 프로세싱 동안 대면적 기판(105)을 지지하는 페데스탈과 같은 기판 지지부(120)를 포함한다. 가스 분배 샤워헤드(145)는 기판 지지부(120) 및 대면적 기판(105)에 대향하게 포지셔닝된다. 챔버(100)는 또한, 선택적으로 개폐함으로써 챔버(100) 내외로의 대면적 기판(105)의 이송을 가능하게 하는 슬릿 밸브 개구와 같은 포트(125)를 갖는다. 챔버(100)는 또한, 리드(lid) 구조(130), 백킹 플레이트(140) 및 가스 분배 샤워헤드(145)를 포함한다. 리드 구조(130)는 리드 플레이트(135)를 포함한다. 일 실시예에서, 리드 구조(130)는 백킹 플레이트(140) 및 가스 분배 샤워헤드(145)를 지지한다. 일 실시예에서, 백킹 플레이트(140)의 내부 표면(146) 및 챔버 측벽(110)의 내부 표면(147)은 가변 압력 구역(148)의 경계를 이룬다. 일 양상에서, 챔버(100)는, 가변 압력 구역(148)의 경계를 이루는 챔버 측벽(110), 최하부(115) 및 백킹 플레이트(140)를 포함하는 바디를 포함한다. 백킹 플레이트(140)는 자신의 주변부에서, 백킹 플레이트(140)와 리드 구조(130)가 서로 접촉할 수 있는 인터페이스들에 있는 적절한 o-링들에 의해 밀봉된다. o-링들은, 챔버(100)에 커플링된 진공 펌프에 의해 부압이 제공되는 경우 가변 압력 구역(148)을 밀봉할 뿐만 아니라 전기적 절연을 가능하게 한다.
[0026] 일 실시예에서, 가스 분배 샤워헤드(145)는 백킹 플레이트(140)에 의해 가스 분배 샤워헤드(145)의 중심 구역에서 하나 이상의 중심 지지 부재들(150)에 의해 지지된다. 하나 이상의 중심 지지 부재들(150)은, 가스 분배 샤워헤드(145)가 열, 중력 및 진공 중 하나 또는 이들의 조합으로 인해 늘어지거나 또는 처지는 경향을 완화시키도록 샤워헤드 가스 분배 샤워헤드(145)의 수평 프로파일을 제어하기 위해, 가스 분배 샤워헤드(145)의 중심 구역에서 가스 분배 샤워헤드(145)의 지지를 가능하게 한다. 가스 분배 샤워헤드(145)는 또한, 자신의 주변부에서 가요성 서스펜션(155)에 의해 지지될 수 있다. 가요성 서스펜션(155)은, 가스 분배 샤워헤드(145)의 에지들로부터 가스 분배 샤워헤드(145)를 지지하도록 그리고 가스 분배 샤워헤드(145)의 측방향 팽창 및 수축을 허용하도록 구성된다.
[0027] 챔버(100)는 가스 입구(160)에 커플링되고, 가스 입구(160)는 가스 소스 및 플라즈마 소스(165)에 커플링된다. 플라즈마 소스(165)는 직류 전력원 또는 RF(radio frequency) 전력원일 수 있다. RF 전력원은 챔버(100)에 유도적으로 또는 용량적으로 커플링될 수 있다. 가스 입구(160)는 가스 소스로부터 보어(162)를 통해 가스 확산기 조립체(164)로 프로세스 가스를 전달한다. 가스 확산기 조립체(164)는 천공된 가스 편향기(166) 및 장착 플레이트(168)를 포함한다. 장착 플레이트(168)는 복수의 패스너들(169)에 의해 백킹 플레이트(140)에 커플링된다. 가스 편향기(166)는 장착 플레이트(168)의 중심에 체결된다. 가스 편향기(166)는 보어(162)로부터 장착 플레이트(168)를 통과하는 가스들을 수용한다.
[0028] 백킹 플레이트(140), 가스 편향기(166) 및 장착 플레이트(168) 모두는 알루미늄과 같은 금속성 재료를 포함할 수 있다.
[0029] 가스들은 보어(162)를 통해 장착 플레이트(168)로 유동하고, 가스 편향기(166)에 의해, 백킹 플레이트(140)와 가스 분배 샤워헤드(145) 사이에 정의된 중간 구역(170) 내로 확산된다. 동작의 일 예에서, 챔버(100)의 내부가 진공 펌프에 의해 적절한 압력으로 펌핑 다운된 동안, 프로세스 가스들이 가스 소스로부터 전달된다. 하나 이상의 프로세스 가스들이 가스 입구(160)를 통해 장착 플레이트(168)로, 그리고 가스 편향기(166)를 통해, 백킹 플레이트(140)와 가스 분배 샤워헤드(145) 사이에 정의된 중간 구역(170)으로 유동한다. 그런 다음, 하나 이상의 프로세스 가스들은 중간 구역(170)으로부터, 가스 분배 샤워헤드(145)를 관통하여 형성된 복수의 개구들 또는 가스 통로들(175)을 통해, 가스 분배 샤워헤드(145) 아래 및 기판 지지부(120) 위의 영역에 정의된 프로세싱 구역(180)으로 유동한다.
[0030] 대면적 기판(105)은, 가스 분배 샤워헤드(145)를 향해 기판 지지부(120)를 이동시킴으로써 이송 포지션으로부터 프로세싱 구역(180)으로 상승된다. 프로세싱 구역(180)의 높이는, 가스 분배 샤워헤드(145)의 하부 표면과 기판 지지부(120)의 기판 수용 표면(190) 사이의 간격에 기반하여 프로세스 파라미터로서 변화될 수 있다. 기판 지지부(120)는, 기판 지지부(120)에 커플링되거나 또는 기판 지지부(120) 내에 배치된 가열 코일들 또는 저항성 히터와 같은 일체형 히터에 의해 가열될 수 있다.
[0031] 플라즈마가 챔버(100)에 커플링된 플라즈마 소스(165)에 의해 프로세싱 구역(180)에 형성될 수 있다. 플라즈마 여기된 가스가 상부에 증착되어, 대면적 기판(105) 상에 구조들이 형성된다. 일 실시예에서, 기판 지지부(120)는 프로세싱 구역(180)에서의 플라즈마 형성을 가능하게 하기 위해 접지 전위에 있다. 플라즈마는 또한, 열 유도 플라즈마와 같은 다른 수단에 의해 챔버(100)에 형성될 수 있다. 플라즈마 소스(165)가 이 실시예에서 가스 입구(160)에 커플링된 것으로 도시되지만, 플라즈마 소스(165)는 가스 분배 샤워헤드(145), 또는 챔버(100)의 다른 부분들에 커플링될 수 있다.
[0032] 기판(105)을 프로세싱한 후에, 기판(105)은 챔버(100) 밖으로 이송되고, 세정 프로세스가 수행된다. 세정 가스들, 이를테면, 불소 함유 가스들은 세정 가스 소스(184)로부터 제공된다. 세정 가스들은 원격 플라즈마 챔버(186)에서 플라즈마로 점화된다. 세정 가스들의 플라즈마는 가스 입구(160)의 보어(162)를 통해 그리고 장착 플레이트(168)를 통해 유동하고, 여기서, 플라즈마는 가스 편향기(166)에 의해 확산된다. 그런 다음, 플라즈마는 챔버 내부 표면들을 세정하기 위하여 가스 분배 샤워헤드(145)의 가스 통로들(175)을 통해 유동한다.
[0033] 종래의 가스 확산 장치는, 편향기용 장착 플레이트로서 백킹 플레이트(140)의 하부 표면에 볼트로 조여지거나 또는 달리 체결되는 별개의 부품을 포함한다. 그러나, 고온 플라즈마는 백킹 플레이트(140)와 장착 플레이트 사이의 차동 팽창 및/또는 장착 플레이트 자체의 바디 내에서의 차동 팽창을 유발한다. 챔버(100)의 지속적인 열 순환은, 종래의 가스 확산 장치의 부품들이 백킹 플레이트(140), 특히, 종래의 장착 플레이트와 마찰되게 하고, 이는 입자들을 유발한다. 예컨대, 종래의 장착 플레이트들의 장착 지점들이 팽창되어 백킹 플레이트와 마찰되고, 이는 입자들을 생성한다. 부가적으로, 종래의 가스 확산 장치를 백킹 플레이트(140)에 커플링하기 위해 활용되는 패스너들은 양극처리된 코팅을 포함하고, 이 양극처리된 코팅은 차동 팽창으로 인해 마모될 수 있으며, 이는 더 많은 입자들을 생성한다. 입자들은 챔버(100)에서 가스 유동들과 함께 비말동반되는 것으로 밝혀졌으며, 입자들의 일부분은 기판을 오염시킨다.
[0034] 도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 가스 확산기 조립체(164)를 갖는 챔버(100)의 개략적인 부분 단면도이다. 가스 확산기 조립체(164)는 백킹 플레이트(140)에 커플링된 장착 플레이트(168), 및 장착 플레이트(168)에 커플링된 가스 편향기(166)를 포함한다.
[0035] 도 3a는 도 2의 라인들(3A-3A)을 따르는 가스 확산기 조립체(164)의 일부분의 저면도이다. 도 3b는 도 3a의 장착 플레이트(168)의 측면 입면도이다.
[0036] 도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 장착 플레이트(168)는 (도 2에서 205로서 도시된) 복수의 개구들(205A-205D)을 포함한다. 개구들(205A-205D) 각각은 스포크(210)에 의해 분리된다. 스포크들(210) 각각은 허브(215)에 있는, 백킹 플레이트(140)의 기하학적 중심에 결합된다.
[0037] 도시된 실시예에서, 스포크들(210) 각각은 자신의 주변부에서 원형 장착 구조(300)에 결합된다. 장착 구조(300)는 복수의 원호 세그먼트들(305)을 포함한다. 복수의 원호 세그먼트들(305) 각각은 장착 홀(310)을 포함한다. 각각의 장착 홀(310)은 (도 2에 도시된) 패스너들(169) 중 하나를 수용한다.
[0038] 스포크들(210) 각각은 크로스(cross) 구조(220)를 포함한다. 개구들(205A-205D) 각각은 스포크들(210)에 의해 분리된 사분면(quadrant)들에 제공된다. 개구들(205A-205D) 각각은 가스 유동 또는 컨덕턴스를 최대화하도록 크기가 정해진다. 개구들(205A-205D)의 개방 면적(area)은, 본원에서 설명된 바와 같은 크로스 구조(220)를 사용하여, 종래의 가스 확산 장치로부터 약 50% 이상 증가된다. 일 실시예에서, 개구들(205A-205D)의 개방 면적은 약 7 제곱 인치(square inch)이다.
[0039] 도 3a에 도시된 바와 같이, 스포크들(210)은 허브(215)로부터 반경 방향으로 제1 또는 근위 단부(proximal end)(312) 그리고 제2 또는 원위 단부(distal end)(315)를 갖는다. 스포크들(210) 각각의 원위 단부(315)는 반경 방향으로 둔각 부분(320) 및 예각 부분(325)을 포함한다. 일부 실시예들에서, 스포크들(210) 각각의 근위 단부(312)는 반경 방향으로 예각 부분(330) 및 둔각 부분(335)을 포함한다. 원위 바디(340)가 스포크들(210)의 둔각 부분(320) 및 예각 부분(325)에 의해 형성된다. (도 4a, 도 5a, 도 6a 및 도 7a에 도시된) 일부 실시예들에서, 장착 홀(310)은 원위 바디(340)에 형성된다.
[0040] 도 3b를 참조하면, 장착 플레이트(168)는 축 방향(342)으로의 제1 두께 또는 제1 높이(345)를 포함한다. 제1 높이(345)는 허브(215)를 포함한다. 장착 플레이트(168)는 제1 높이(345)보다 더 작은, 축 방향(342)으로의 제2 두께 또는 제2 높이(350)를 포함한다. 제2 높이(350)는 장착 홀들(310)을 포함한다. 장착 플레이트(168)는 제2 높이(350)보다 더 작은, 축 방향(342)으로의 제3 두께 또는 제3 높이(355)를 포함한다. 제3 높이(355)는 대부분의 스포크들(210) 각각의 두께를 포함한다.
[0041] 일부 실시예들에서, 장착 플레이트(168)의 허브(215)는 평평한 표면(360)을 포함한다. 도 3b에 도시된 장착 플레이트(168)는 또한, 허브(215)와 스포크들(210) 사이에 배치된 거싯 부분들(365)을 포함한다. 거싯 부분들(365) 각각은 제1 높이(345)와 제3 높이(355) 사이의 두께 또는 높이를 갖는다. 도시된 실시예에서, 거싯 부분들(365)은 스포크들(210)로부터 허브(215)로 전이되는, 축 방향(342)으로의 볼록한 곡선(370)을 포함한다.
[0042] 도 2를 다시 참조하면, 장착 플레이트(168)는 복수의 패스너들(169)에 의해 백킹 플레이트(140)에 커플링된다. 가스 편향기(166)는 단일 패스너(225)에 의해 장착 플레이트(168)에 커플링된다. 패스너(225)는 볼트 또는 나사, 이를테면, 숄더 나사(shoulder screw)이다. 패스너(225)는 (도 3a에서 가상으로 도시된) 허브(215)에 형성된 스레드형 홀(275)에 커플링된다. 패스너(225)는 또한, 가스 편향기(166)의 상부 표면(235)과 백킹 플레이트(140) 및/또는 장착 플레이트(168)의 하부 표면(240) 사이에 갭(230)을 유지한다.
[0043] 동작시, 도 1의 가스 소스로부터의 가스들 또는 도 1의 원격 플라즈마 챔버(186)로부터의 세정 가스들의 플라즈마가 보어(162)를 통해 유동된다. 유동은 컨덕턴스 경로를 따라 장착 플레이트(168)의 개구들(205A-205D)을 통해, 백킹 플레이트(140)와 가스 분배 샤워헤드(145) 사이에 정의된 중간 구역(170) 내로 제공된다. 컨덕턴스 경로는, 가스 편향기(166) 주위의 측방향 유동 경로들(245) 및 가스 편향기(166)에 형성된 복수의 관통-홀들(255)을 관통하는 하향 유동 경로들(250)과 같은 다수의 유동 경로들을 포함한다. 컨덕턴스 경로는 가스 분배 샤워헤드(145)를 관통하여 형성된 가스 통로들(175)을 통하는 유동 경로들(260)을 통해 프로세싱 구역(180)으로 계속된다.
[0044] 스포크들(210)은 크로스 구조(220) 내에 90 도 인터벌들로 포지셔닝된다. 일 실시예에서, 스포크들(210)은 길이 또는 반경 방향을 따라 만곡된다. 스포크들(210)의 만곡된 구성 및 두께(제3 높이(355))는, 온도 변동들 동안, 장착 플레이트(168)가 패스너들(169)로부터 떨어진 영역들에서 팽창 및 수축할 수 있게 하는 유연성을 제공한다. 이는 백킹 플레이트(140)와 장착 플레이트(168) 사이의 마찰 접촉을 방지하고, 이는 입자 생성을 최소화한다.
[0045] 일 실시예에서, (백킹 플레이트(140)와 가스 편향기(166) 사이의) 갭(230)은 약 0.15 인치 내지 약 0.5 인치이다. 일 실시예에서, 갭(230)은 약 0.25 인치이다.
[0046] 일 실시예에서, 관통-홀들(255)은 가스 편향기(166)의 주 표면들에 걸쳐 균등하게 분배된다. 일 실시예에서, 관통-홀들(255) 각각은 약 0.05 인치 내지 약 0.2 인치의 직경을 갖는다. 일 실시예에서, 각각의 관통-홀(255)은 약 0.1 인치의 직경을 갖는다.
[0047] 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 편향기(166)는 보어(162)로부터의 수직 하향 가스 또는 플라즈마 유동(265)의 대부분을 실질적으로 차단하며, 백킹 플레이트(140) 및 가스 분배 샤워헤드(145)에 실질적으로 평행한, 실질적으로 수평인 측방향 유동 경로들(245)을 생성한다. 수직 하향 가스 또는 플라즈마 유동(265)의 작은 부분이 가스 편향기(166)에 있는 복수의 관통-홀들(255)을 통과하고, 백킹 플레이트(140) 및/또는 챔버(100)의 길이방향 축(270)에 일반적으로 평행한 하향 유동 경로들(250)을 생성한다.
[0048] 도 4a는 도 1의 장착 플레이트(168)로서 활용될 수 있는 장착 플레이트(400)의 다른 실시예의 저면도이다. 도 4b는 도 4a의 장착 플레이트(400)의 측면 입면도이다.
[0049] 장착 플레이트(400)는, 다음의 예외들을 두고, 장착 플레이트(168)와 유사하다. 장착 플레이트(400)는 도 3a에 도시된 바와 같은 원형 장착 구조(300)를 포함하지 않는다. 대신에, 장착 홀들(310)이 원위 바디(340)에 있는, 스포크들(210)의 단부들 상에 포지셔닝된다. 부가적으로, 거싯 부분들(365)은 스포크들(210)로부터 허브(215)로 전이되는 각진 평면 표면(405)을 포함한다.
[0050] 도 5a는 도 1의 장착 플레이트(168)로서 활용될 수 있는 장착 플레이트(500)의 다른 실시예의 저면도이다. 도 5b는 도 5a의 장착 플레이트(500)의 측면 입면도이다.
[0051] 장착 플레이트(500)는, 다음의 예외들을 두고, 장착 플레이트(400)와 유사하다. 장착 플레이트(500)의 허브(215)는 (도 5b에 도시된) 둥근 표면(505)을 포함한다. 장착 플레이트(500)는 또한, 둥근 표면(505)의 반경과 실질적으로 유사한 반경을 갖는 볼록한 만곡된 부분(510)을 갖는 거싯 부분들(365)을 포함한다. 볼록한 만곡된 부분들(510)은, 볼록한 만곡된 부분(510)의 반경방향 바깥쪽에 있는 오목한 부분(515)에 의해 스포크들(210)에 커플링된다.
[0052] 도 6a는 도 1의 장착 플레이트(168)로서 활용될 수 있는 장착 플레이트(600)의 다른 실시예의 저면도이다. 도 6b는 도 6a의 장착 플레이트(600)의 측면 입면도이다.
[0053] 장착 플레이트(600)는, 다음의 예외들을 두고, 장착 플레이트(500)와 유사하다. 장착 플레이트(500)는, 둥근 표면(505)의 반경과 실질적으로 유사한 반경을 갖는 볼록한 만곡된 부분(510)을 갖는 거싯 부분들(365)을 포함한다. 볼록한 만곡된 부분들(510)은, 볼록한 만곡된 부분(510)의 반경방향 바깥쪽에 있는 경사진 표면(605)에 의해 스포크들(210)에 커플링된다.
[0054] 도 7a는 도 1의 장착 플레이트(168)로서 활용될 수 있는 장착 플레이트(700)의 다른 실시예의 저면도이다. 도 7b는 도 7a의 장착 플레이트(700)의 측면 입면도이다.
[0055] 장착 플레이트(700)는, 다음의 예외들을 두고, 도 4a-도 4b의 장착 플레이트(400) 또는 장착 플레이트(600)와 유사하다. 장착 플레이트(700)는 각진 평면 표면(405)을 갖는 거싯 부분들(365)을 포함하지만, 허브(215)의 에지 상의 각진 주변 구역(705)도 포함한다.
[0056] 본원에서 설명된 바와 같은 가스 확산기 조립체(164)는 입자 형성 뿐만 아니라 종래의 가스 확산 장치로 경험되는 다른 문제들을 실질적으로 없앤다. 부품들 사이의 마찰을 유발할 수 있는 응력들은, 종래의 가스 확산 장치와 비교할 때, 본원에서 설명된 바와 같은 가스 확산기 조립체(164)에서 상당히 감소된다. 예컨대, 본원에서 설명된 바와 같은 장착 플레이트들의 최대 측방향 변형이 10%를 초과하여 감소된다. 최대 수직 변형은, 본원에서 설명된 바와 같은 장착 플레이트들을 사용하여 98%를 초과하여 감소된다. 본원에서 설명된 바와 같이, 최대 폰-미제스(Von-Mises) 응력은, 본원에서 설명된 바와 같은 장착 플레이트들을 사용하여 약 80% 감소된다. 본원에서 설명된 바와 같이, (백킹 플레이트(140)와 종래의 가스 확산 장치 사이의 마찰을 표시하는) 반력(reaction force)은, 본원에서 설명된 바와 같은 장착 플레이트들을 사용하여 99%를 초과하여 감소된다. 본원에서 설명된 바와 같이, (종래의 가스 확산 장치의 장착 하드웨어 사이의 마찰을 표시하는) 반력 모멘트(reaction moment)는, 본원에서 설명된 바와 같은 장착 플레이트들을 사용하여 98%를 초과하여 감소된다.
[0057] 전술된 내용이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않고, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 다음의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (15)

  1. 진공 챔버용 가스 확산기 조립체로서,
    장착 플레이트를 포함하고,
    상기 장착 플레이트는,
    허브;
    상기 허브로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 만곡된 스포크들;
    상기 허브와 상기 만곡된 스포크들 각각 사이에 커플링된 거싯 부분(gusset portion) ―거싯 부분들 각각은 축 방향으로 배치된 볼록한 곡선을 가짐―; 및
    상기 만곡된 스포크들에 인접하게 포지셔닝된 하나 이상의 장착 홀들
    을 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 장착 홀들 각각은 상기 만곡된 스포크들 사이에 원형 장착 구조로 형성되는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 장착 홀들 중 하나는 상기 만곡된 스포크들 각각의 원위 단부(distal end)에 포지셔닝되는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 만곡된 스포크들 각각은 원위 바디를 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 만곡된 스포크들 각각은 상기 원위 바디에 예각 부분 및 둔각 부분을 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 만곡된 스포크들 각각은 예각 부분 및 둔각 부분을 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 허브는 평평한 표면을 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 허브는 둥근 표면을 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  9. 제1 항에 있어서,
    거싯 부분이 상기 허브와 상기 만곡된 스포크들 각각 사이에 포지셔닝되는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  10. 진공 챔버용 가스 확산기 조립체로서,
    장착 플레이트를 포함하고,
    상기 장착 플레이트는,
    허브;
    상기 허브로부터 반경방향으로 연장되는 복수의 스포크들;
    상기 허브와 상기 스포크들 각각 사이에 커플링된 거싯 부분 ―거싯 부분들 각각은 축 방향으로 배치된 볼록한 곡선을 가짐―;
    상기 스포크들에 인접하게 포지셔닝된 하나 이상의 장착 홀들; 및
    상기 허브에 형성된 스레드형(threaded) 홀
    을 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 장착 홀들 각각은 상기 스포크들 사이에 원형 장착 구조로 형성되는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 장착 홀들 중 하나는 상기 스포크들 각각의 원위 단부에 포지셔닝되는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 스포크들 각각은 원위 바디를 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 스포크들 각각은 상기 원위 바디에 예각 부분 및 둔각 부분을 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 스포크들 각각은 예각 부분 및 둔각 부분을 포함하는,
    진공 챔버용 가스 확산기 조립체.
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