KR20220048058A - 샤워헤드 설계 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에 설명된 실시예들은 가스를 방사상으로 분배하기 위한 가스 주입 인서트를 구비하는 반사기 플레이트를 갖는 샤워헤드에 관한 것이다. 일 실시예에서, 샤워헤드 어셈블리는 반사기 플레이트 및 가스 주입 인서트를 포함한다. 반사기 플레이트는 적어도 하나의 가스 주입 포트를 포함한다. 가스 주입 인서트는 반사기 플레이트에 배치되고, 복수의 애퍼쳐를 포함한다. 가스 주입 인서트는 가스 주입 인서트에 배치된 배플 플레이트를 또한 포함하고, 배플 플레이트는 복수의 애퍼쳐를 또한 포함한다. 배플 플레이트의 제1 부분과 반사기 플레이트 사이에 제1 플레넘이 형성되고, 배플 플레이트의 제2 부분과 반사기 플레이트 사이에 제2 플레넘이 형성된다. 가스 주입 인서트의 복수의 애퍼쳐와 배플 플레이트의 복수의 애퍼쳐는 축 방향으로 정렬되지 않는다.

Description

샤워헤드 설계{SHOWERHEAD DESIGN}
본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 가스를 방사상으로 분배하기 위한 가스 주입 인서트(gas injection insert)를 구비하는 반사기 플레이트를 갖는 샤워헤드 설계에 관한 것이다.
반도체 기판들은 집적 디바이스들 및 마이크로디바이스들의 제조를 포함한 매우 다양한 애플리케이션들을 위해 처리된다. 기판들을 처리하는 한가지 방법은 기판의 상부 표면 상에 산소 라디칼들을 퇴적하는 것을 포함한다. 예를 들어, 캘리포니아주 산타 클라라에 있는 Applied Materials, Inc.는, 램프들로 기판을 가열하고 처리 챔버 내로 수소 및 산소를 주입하는 RadOx® 프로세스를 제공한다. 가스들은 기판의 표면에 충돌할 때 라디칼들을 형성하여 기판 상에 층을 형성하는데, 예를 들어 산소 라디칼들은 실리콘 기판 상에 실리콘 이산화물 층을 형성한다.
300mm 기판들 상의 라디칼 산소 퇴적을 위해 이용되는 현재의 처리 챔버 샤워헤드들은 제한된 퇴적 제어를 가지며, 이것은 불량한 처리 균일성을 초래한다. 예를 들어, 현재의 샤워헤드 설계들 및 방사상 산소 퇴적을 위한 낮은 처리 챔버 압력 요건들은, 가스가 높은 속도로 기판에 도달하게 한다. 가스의 높은 속도는 기판 상의 충돌을 야기하고, 가스가 충분하게 가열되는 것을 방지한다. 한편, 연소로부터 발생되는 산소 라디칼들은 신속하게 재결합하여, 산소 라디칼들에 대해 짧은 수명 사이클을 생성한다. 그러므로, 가스의 높은 속도로 인한 제한된 퇴적 제어가 산소 라디칼들의 짧은 수명 사이클과 결합되면, 기판의 중심에서는 더 많은 퇴적이 이루어지고 기판의 에지들에서는 불량한 퇴적이 이루어지게 된다.
그러므로, 기판 전체에 걸쳐, 즉 중심으로부터 에지까지 더 균일한 퇴적을 위한 퇴적 제어를 제공하는 개선된 샤워헤드 설계가 필요하다.
일 실시예에서, 샤워헤드 어셈블리가 본 명세서에 개시된다. 샤워헤드 어셈블리는 반사기 플레이트 및 가스 주입 인서트를 포함한다. 반사기 플레이트는 그것을 관통하여 배치된 적어도 하나의 가스 주입 포트를 갖는다. 가스 주입 인서트는 반사기 플레이트에 배치된다. 가스 주입 인서트는 복수의 애퍼쳐를 갖는다. 가스 주입 인서트는 배플 플레이트를 포함한다. 배플 플레이트는 가스 주입 인서트에 배치된다. 배플 플레이트는 복수의 애퍼쳐를 갖는다. 배플 플레이트의 제1 부분과 반사기 플레이트 사이에 제1 플레넘이 형성된다. 배플 플레이트의 제2 부분과 반사기 플레이트 사이에 제2 플레넘이 형성된다. 가스 주입 인서트의 복수의 애퍼쳐와 배플 플레이트의 복수의 애퍼쳐는 축 방향으로 정렬되지 않는다.
다른 실시예에서, 처리 챔버가 본 명세서에 개시된다. 처리 챔버는 기판 지지체 및 샤워헤드 어셈블리를 포함한다. 기판 지지체는 처리 동안 기판을 회전시키도록 구성된다. 샤워헤드 어셈블리는 기판 지지체 위에 배치된다. 샤워헤드 어셈블리는 반사기 플레이트 및 가스 주입 인서트를 포함한다. 반사기 플레이트는 그것을 관통하여 배치된 제1 가스 주입 포트 및 제2 가스 주입 포트를 갖는다. 가스 주입 인서트는 반사기 플레이트에 배치된다. 가스 주입 인서트는 복수의 애퍼쳐를 갖는다. 가스 주입 인서트는 반사기 플레이트의 중심에 대하여 가스 주입 인서트에 방사상으로 배치된 적어도 2개의 배플 플레이트를 포함한다. 각각의 배플 플레이트는 복수의 애퍼쳐를 갖는다. 배플 플레이트의 제1 부분과 반사기 플레이트 사이에 제1 플레넘이 형성된다. 배플 플레이트의 제2 부분과 반사기 플레이트 사이에 제2 플레넘이 형성된다. 제1 플레넘은 반사기 플레이트의 벽에 의해 제2 플레넘으로부터 분리된다. 배플 플레이트와 가스 주입 인서트의 복수의 애퍼쳐는 축 방향으로 정렬되지 않는다.
또 다른 실시예에서, 샤워헤드 어셈블리가 본 명세서에 개시된다. 샤워헤드 어셈블리는 반사기 플레이트 및 가스 주입 인서트를 포함한다. 반사기 플레이트는 제1 플레넘 및 제2 플레넘에 가스를 전달하기 위해 그것을 관통하여 배치된 제1 가스 주입 포트 및 제2 가스 주입 포트를 갖는다. 가스 주입 인서트는 제1 플레넘 및 제2 플레넘 아래에서 반사기 플레이트에 배치된다. 가스 주입 인서트는 복수의 애퍼쳐를 포함한다. 애퍼쳐들의 개수 및 크기는 제1 가스 주입 포트 및 제2 가스 주입 포트를 통해 유동하는 가스의 유량에 기초하여 선택된다. 가스 주입 인서트는 가스 주입 인서트에 배치된 배플 플레이트를 포함한다. 배플 플레이트는 제1 플레넘 및 제2 플레넘에 노출된다. 배플 플레이트는 제1 플레넘 및 제2 플레넘을 통해 유동하는 가스의 유량을 감소시키도록 구성된다.
위에서 언급된 본 개시내용의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명은 실시예들을 참조할 수 있으며, 그들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 본 개시내용은 동등한 효과의 다른 실시예들을 허용할 수 있으므로, 첨부 도면들은 본 개시내용의 전형적인 실시예들만을 예시하며, 따라서 그것의 범위를 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다는 점에 유의해야 한다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 처리 챔버의 개략도이다.
도 2a는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 샤워헤드 어셈블리의 확대도를 예시한다.
도 2b는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 가스 주입 인서트가 내부에 배치되어 있는 배플 플레이트의 확대 단면도를 예시한다.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 반사기 플레이트의 확대 저부도를 예시한다.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 가스 주입 인서트의 확대 상부도를 예시한다.
도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 가스 주입 인서트의 확대 저부도를 예시한다.
이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우에, 도면들에 공통인 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 이용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가 언급 없이도 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다고 고려된다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 급속 열 처리 챔버(100)의 개략도를 예시한다. 본 개시내용의 상세사항들은 급속 열 처리 챔버 내에서 이용되는 것으로 설명되지만, 본 명세서에 설명된 실시예들은 다른 퇴적 챔버들 및 에칭 챔버들과 같이 균일한 퇴적이 요구되는 다른 처리 시스템들 및 디바이스들에서 이용될 수 있다.
처리 챔버(100)는 비접촉식 또는 자기 부상식 기판 지지체(104) 및 챔버 바디(102)를 포함한다. 챔버 바디(102)는 측벽들(108), 저부 벽(110) 및 최상부 벽(112)을 갖는다. 측벽들(108), 저부 벽(110) 및 최상부 벽(112)은 내부 용적(121)을 정의한다. 최상부 벽(112)은 샤워헤드 어셈블리(127)를 갖는 리드(116)를 포함한다. 측벽들(108)은 전형적으로 적어도 하나의 기판 액세스 포트(148)를 포함한다. 기판 액세스 포트(148)는 기판(140)의 출입을 용이하게 한다. 처리 챔버(100)는 기판 지지체(104)의 내부 직경에 배치된 복사 열원(106)을 또한 포함할 수 있다.
기판 지지체(104)는 내부 용적(121) 내에서 기판(도시되지 않음)을 자기 부상하여 회전시키도록 되어 있다. 기판 지지체(104)는 고리형 바디(199)를 포함한다. 고리형 바디(199)는 자기 링 섹션(130) 및 기판 지지 섹션(132)을 포함한다. 지지 섹션(132)은 지지 링(134)을 지지하기 위해 자기 링 섹션(130)의 상부 표면으로부터 연장된다. 지지 링(134)은 정렬을 용이하게 하고, 기판(140)에 대한 착좌 표면(seating surface)을 제공한다.
처리 챔버(100)는 다양한 파장들의 광 및 열에 대해 투명한 재료로 이루어진 윈도우(114)를 또한 포함한다. 다양한 파장들은 적외선(IR) 스펙트럼의 광을 포함할 수 있고, 그것을 통해 복사 열원(106)으로부터의 광자들이 기판(140)을 가열할 수 있다. 윈도우(114)는 복수의 리프트 핀(144)을 또한 포함할 수 있다. 리프트 핀들(144)은 기판(140)에 선택적으로 접촉하고 기판을 지지하여, 처리 챔버(100) 안팎으로의 기판(140)의 이송을 용이하게 하도록 되어 있다.
일 실시예에서, 복사 열원(106)은 하우징으로 형성된 램프 어셈블리를 포함한다. 하우징은 냉각제 어셈블리(161)에서의 복수의 벌집형 튜브(160)를 포함한다. 벌집형 튜브들(160)은 냉각제 소스(183)에 연결된다.
분위기 제어 시스템(164)이 챔버 바디(102)의 내부 용적(121)에 또한 연결된다. 분위기 제어 시스템(164)은 일반적으로 챔버 압력을 제어하기 위한 진공 펌프들과 스로틀 밸브들을 포함한다.
샤워헤드 어셈블리(127)는 하나 이상의 가스를 기판(140)에 전달하도록 구성된다. 샤워헤드 어셈블리(127)는 리드(116) 아래에 배치된 반사기 플레이트(118)를 포함한다. 반사기 플레이트(118)는 기판 지지체(104)를 향한다. 반사기 플레이트(118)는 기판(140)으로부터 복사되는 IR 광을 다시 기판(140) 상으로 반사시키도록 구성된다. 선택적으로, 냉각 플레이트(115)가 반사기 플레이트(118)를 냉각하기 위해 반사기 플레이트(118) 주위에 배치되고 반사기 플레이트를 둘러쌀 수 있다.
일 실시예에서, 샤워헤드 어셈블리(127)는, 리드(116)와 반사기 플레이트(118)를 통해 형성되는 제1 가스 주입 포트(138) 및 제2 가스 주입 포트(128)를 적어도 포함한다. 샤워헤드 어셈블리(127)의 제1 가스 주입 포트(138) 및 제2 가스 주입 포트(128)의 확대 개략도는 도 2a에서 볼 수 있다. 제1 가스 주입 포트(138)는 제1 가스 소스(123)로부터 제1 플레넘(129)으로 대체로 방사상 내측 방향으로 가스를 주입하도록 구성된다. 제2 가스 주입 포트(128)는 제2 가스 소스(125)로부터 제2 플레넘(120)으로 대체로 방사상 내측 방향으로 가스를 주입하도록 구성된다. 제1 및 제2 플레넘(129, 120)은 반사기 플레이트(118)에 형성된다. 제1 플레넘(129)은 제1 가스 주입 포트(138)에 노출된다. 제2 플레넘(120)은 제2 가스 주입 포트(128)에 노출된다.
일 실시예에서, 제1 가스 주입 포트(138)(제1 플레넘(129)에 가스를 제공하기 위한 것임)는 반사기 플레이트(118)의 제2 사분면에 위치된다. 예를 들어, 제1 가스 주입 포트(138)는 반사기 플레이트(118)의 중심으로부터 약 30mm 내지 약 40mm에 위치된다. 일 실시예에서, 제2 가스 주입 포트(128)(제2 플레넘(120)에 가스를 제공하기 위한 것임)는 반사기 플레이트(118)의 제1 사분면에 위치된다. 예를 들어, 제2 가스 주입 포트(128)는 반사기 플레이트(118)의 중심으로부터 약 112mm 내지 약 122mm에 위치된다. 일 실시예에서, 제1 및 제2 가스 주입 포트(138, 128)는 각각 약 1mm 내지 약 10mm, 예를 들어 약 5mm 또는 약 5.1mm의 직경을 갖는다.
일 실시예에서, 제1 가스 소스(123)는 산소 가스(O2)를 공급하고, 제2 가스 소스(125)는 수소 가스(H2)를 공급한다. 따라서, 산소와 수소 가스 혼합물(O2/H2)이 제1 및 제2 플레넘(129, 120)에 공급된다. 일 실시예에서, 가스 혼합물은 약 23 퍼센트 내지 약 43 퍼센트의 수소 가스, 및 약 57 퍼센트 내지 약 77 퍼센트의 산소 가스, 예를 들어 약 33 퍼센트의 수소 가스 및 약 67 퍼센트의 산소 가스이다. 제1 플레넘(129)을 통해 유동하는 가스 혼합물은 샤워헤드 어셈블리(127)에서 내측 구역(171)을 형성한다. 제2 플레넘(120)을 통해 유동하는 가스 혼합물은 샤워헤드 어셈블리(127)에서 외측 구역(172)을 형성한다. 샤워헤드 어셈블리(127)에서의 분리된 별개의 내측 구역(171) 및 외측 구역(172)은 유리하게도 가스 혼합물이 기판(140) 상에 퇴적되기 이전에 처리 요건들에 따라 제어 및 튜닝되는 것을 허용한다.
반사기 플레이트(118)는 반사기 플레이트(118)에 배치된 하나 이상의 가스 주입 인서트(124)를 또한 포함한다. 도 3은 반사기 플레이트(118)의 확대 저부도를 예시한다. 일 실시예에서, 반사기 플레이트(118)는 하나의 가스 주입 인서트(124), (도 1에 도시된 바와 같이) 반사기 플레이트(118) 주위에서 약 180도마다 각각 위치된 2개의 가스 주입 인서트(124), 또는 (도 3에 도시된 바와 같이) 반사기 플레이트(118) 주위에서 약 90도마다 위치된 4개의 가스 주입 인서트(124)를 포함한다. 배플 플레이트(122)는 복수의 스크류(290)에 의해 반사기 플레이트(118)에 연결된다. 복수의 스크류는 반사기 플레이트(118)에 형성된 복수의 스크류 홀(292), 및 배플 플레이트(122)에 형성된 복수의 스크류 홀(294) 내에 들어맞도록 구성된다.
도 2b는 배플 플레이트(122) 및 가스 주입 인서트(124)의 일부의 단면도를 예시한다. 배플 플레이트(122)는 가스 주입 인서트(124)의 내측 에지(202)에 연결된 것으로 도시되어 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 배플 플레이트(122)는 가스 주입 인서트(124)의 내측 에지(202)에 용접될 수 있다. 배플 플레이트(122)와 가스 주입 인서트(124) 사이에 제3 플레넘(131)이 형성되도록 배플 플레이트(122)는 가스 주입 인서트(124)에 매달려진다. 배플 플레이트(122)에서의 애퍼쳐들(117)은, 제1 및 제2 플레넘(도시되지 않음)으로부터 제3 플레넘(131)까지 구불구불한 유동 경로(tortuous flow path)가 형성되도록 가스 주입 인서트(124)에 형성된 애퍼쳐들(126)과 축 방향으로 정렬되지 않는 것으로 도시되어 있다. 도 4는 가스 주입 인서트(124)의 확대 상부도를 예시한다. 가스 주입 인서트(124)는 대체로 타원형(oblong) 형상 바디를 갖는다. 가스 주입 인서트(124)는 가스 주입 인서트(124)의 바디에 배치된 타원형 형상 배플 플레이트(122)를 포함한다. 가스 주입 인서트(124)는 복수의 애퍼쳐(126)(도 4에서 팬텀으로 도시됨)를 포함한다. 가스 주입 인서트(124)는 가스 혼합물을 제1 및 제2 플레넘(129, 120)으로부터 애퍼쳐들(126)을 통해 내부 용적(121) 내로 그리고 기판(140)으로 전달하도록 구성된다. 배플 플레이트(122)는 그것을 관통하여 형성된 복수의 애퍼쳐(117)를 포함한다. 배플 플레이트(122)는 제1 및 제2 플레넘(129, 120)으로부터 애퍼쳐들(117)을 통해 유동하는 가스 혼합물의 유량을 줄이거나 느리게 하고, 가스 혼합물을 배플 플레이트(122)와 주입 인서트(124)에 의해 정의되는 제3 플레넘(131)에 고르게 분배하도록 구성된다. 유익하게도, 배플 플레이트(122)는 또한 전체 가스 혼합물 소비를 약 30 퍼센트만큼 감소시킨다. 실험 결과들은 가스 혼합물의 속도가 약 98 퍼센트만큼 감소될 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, 가스 혼합물의 속도는 기판(140)을 향하여 약 100m/s(종래의 샤워헤드 설계를 이용함)로부터 약 10m/s(위에서 설명된 배플 플레이트(122)를 이용함)로 감소될 수 있다.
일 실시예에서, 배플 플레이트(122)에서의 애퍼쳐들(117)의 개수는 약 20개 내지 약 30개의 애퍼쳐(117), 예를 들어 약 24개 또는 약 25개의 애퍼쳐(117)이다. 일 실시예에서, 애퍼쳐들(117)은 배플 플레이트(122)에서 단일 컬럼으로 형성된다. 일 실시예에서, 애퍼쳐들(117)의 반경은 약 0.25mm 내지 약 1.52mm, 예를 들어 약 0.793mm이다. 일 실시예에서, 가스 주입 인서트(124)에서의 애퍼쳐들(126)의 개수는 배플 플레이트(122)에서의 애퍼쳐들(117)의 개수보다 더 많다.
일 실시예에서, 가스 주입 인서트(124)에서의 애퍼쳐들(126)은 2개의 컬럼으로 형성된다. 각각의 컬럼은 약 40개 내지 약 60개의 애퍼쳐, 예를 들어 약 40개의 애퍼쳐 또는 약 50개의 애퍼쳐, 즉 약 100개의 애퍼쳐를 가질 수 있다. 그러므로, 일 실시예에서, 약 100개의 애퍼쳐(126)(50개의 애퍼쳐 × 2개의 컬럼)가 존재한다. 일 실시예에서, 애퍼쳐들(117) 및 애퍼쳐들(126)은 샤워헤드 어셈블리(127)를 통해 구불구불한 유동 경로를 생성하도록 오프셋된다. 일 실시예에서, 애퍼쳐들(126)의 반경은 약 0.25mm 내지 약 1.52mm, 예를 들어 약 0.79mm이다. 다른 실시예에서, (ⅰ) 애퍼쳐들(126)의 개수 및 크기; (ⅱ) 애퍼쳐들(126)을 갖는 컬럼들의 개수; 및 (ⅲ) 가스 주입 인서트(124) 자체의 두께는, 제1 및 제2 플레넘(129, 120)(즉, 내측 구역(171) 및 외측 구역(172))으로부터 제3 플레넘(131)으로 유동하고 최종적으로 기판(140)을 향하여 방사상으로 유동하는 가스 혼합물의 유량에 기초하여 선택될 수 있다.
도 5는 가변 크기의 복수의 애퍼쳐(126)를 갖는 가스 주입 인서트(500)의 확대 저부도이다. 일 실시예에서, 가스 주입 인서트(500)의 애퍼쳐들(126)은 가스 유동 경사(gas flow gradient)를 형성하기 위해 크기가 변한다. 예를 들어, 애퍼쳐들(126)은, 가스 주입 인서트(500)의 하나의 단부에서, 가스 주입 인서트(500)의 다른 단부보다 더 넓은 표면적을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 애퍼쳐들(126)은 2개의 컬럼으로 형성된다. 각각의 컬럼은 (도 5에 도시된 바와 같이) 약 50개의 애퍼쳐(126)를 갖는다. 각각의 컬럼에서의 애퍼쳐들(126)은 가스 주입 인서트(500)의 제1 단부(502)로부터 가스 주입 인서트(500)의 대향하는 제2 단부(504)로 가면서 크기가 점진적으로 증가한다. 일 실시예에서, 애퍼쳐들(126)은 약 0.34mm의 반경으로부터 약 1.98mm의 반경으로, 예를 들어 약 0.44mm의 반경으로부터 약 0.98mm의 반경으로 증가한다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 가스 주입 인서트(500)는 반사기 플레이트(118)에 배치되고, 그에 의해 애퍼쳐들(126)의 각각의 컬럼, 예를 들어 약 50개의 애퍼쳐(126)를 각각 갖는 2개의 컬럼은 제1 및 제2 플레넘(129, 120) 둘 다의 길이에 걸쳐진다. 이와 같이, 각각의 컬럼에서의 애퍼쳐들(126)의 약 첫번째 절반, 즉 약 25개의 애퍼쳐(126)는 내측 구역(171)의 일부로서 제1 플레넘(129)의 길이에 걸쳐진다. 각각의 컬럼에서의 애퍼쳐들(126)의 두번째 절반, 즉 약 25개의 애퍼쳐(126)는 외측 구역(172)의 일부로서 제2 플레넘(120)의 길이에 걸쳐진다.
가스 혼합물의 퇴적이 기판(140)의 에지들에서보다 기판(140)의 중심에서 더 높을 수 있는 동작의 일 실시예에서, 가스 혼합물의 2개의 분리된 용적 유량이 제1 및 제2 가스 주입 포트(138, 128)에 제공될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 전체 가스 혼합물은 샤워헤드 어셈블리(127)를 통해 약 2 slm 또는 약 5 slm으로 제공된다.
일 실시예에서, 기판(140) 상에서 중심이 높은 퇴적(center-high deposition)을 감소시키기 위해서, 제1 플레넘(129)을 통해 유동하는 가스 혼합물은 제2 플레넘(120)을 통해 유동하는 가스 혼합물보다 더 느린 유량을 갖는다. 예를 들어, 가스 혼합물은 약 0.69 slm 또는 약 1.71 slm으로 제1 가스 주입 포트(138)를 통해 제1 플레넘(129) 내로 제공된다(즉, 내측 구역(171)). 다음으로, 가스 혼합물은 약 1.31 slm 또는 약 3.29 slm으로 제2 가스 주입 포트(128)를 통해 제2 플레넘(120) 내로 제공된다(즉, 외측 구역(172)). 제1 플레넘(129)이 제2 플레넘(120)보다 기판(140)의 중심에 더 가깝게 배치되므로, 기판(140) 상에서의 중심이 높은 퇴적을 처리하기 위해서, 가스 주입 인서트(500)의 제1 단부(502)(더 작은 애퍼쳐(126) 크기를 가짐)가 제1 플레넘(129) 아래에 배치된다. 이에 반해, 제2 플레넘(120)은 제1 플레넘(129)보다 기판(140)의 에지에 더 가깝게 배치되므로, 가스 주입 인서트(500)의 제2 단부(504)(더 큰 애퍼쳐(126) 크기를 가짐)가 제2 플레넘(120) 아래에 배치된다. 이와 같이, 기판(140)의 중심과 에지들 사이에 고른 가스 혼합물 유량을 생성하고, 그에 따라 기판(140)에 걸쳐 전체적으로 균일한 퇴적을 촉진하기 위해서, 샤워헤드 어셈블리(127)를 통한 전체 가스 혼합물 유량은 유리하게도 위에서 개시된 내측 및 외측 구역(171, 172)을 통해 개별적으로 제어 및 튜닝될 수 있다.
전술한 것은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 실시예들 및 추가 실시예들은 그것의 기본 범위로부터 벗어나지 않고서 고안될 수 있으며, 그것의 범위는 이하의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 처리 챔버로서,
    처리 동안 기판을 회전시키도록 구성된 기판 지지체; 및
    상기 기판 지지체 위에 배치된 샤워헤드 어셈블리
    를 포함하고,
    상기 샤워헤드 어셈블리는:
    제1 가스 주입 포트 및 제2 가스 주입 포트가 관통하여 배치되어 있는 반사기 플레이트;
    상기 반사기 플레이트에 배치되고 방사상으로 배향되는 적어도 2개의 가스 주입 인서트 - 각각의 가스 주입 인서트는 제1 복수의 애퍼쳐를 가짐 -; 및
    적어도 2개의 배플 플레이트 - 각각의 배플 플레이트는 대응하는 가스 주입 인서트에 배치되고 제2 복수의 애퍼쳐를 갖고, 각각의 배플 플레이트의 제1 부분과 상기 반사기 플레이트 사이에 제1 플레넘이 형성되고, 각각의 배플 플레이트의 제2 부분과 상기 반사기 플레이트 사이에 제2 플레넘이 형성되고, 상기 제1 플레넘은 상기 반사기 플레이트의 벽에 의해 상기 제2 플레넘으로부터 분리되고, 상기 제1 복수의 애퍼쳐와 상기 제2 복수의 애퍼쳐는 축 방향으로 정렬되지 않음 -
    를 포함하는, 처리 챔버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 플레넘은 상기 제2 플레넘과 동심(concentric)인, 처리 챔버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샤워헤드는 각각의 배플 플레이트와 상기 대응하는 가스 주입 인서트 사이에 형성된 제3 플레넘을 더 포함하는, 처리 챔버.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3 플레넘은, 상기 제2 복수의 애퍼쳐를 통해 상기 제1 플레넘 및 상기 제2 플레넘과 유체 소통하는, 처리 챔버.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 복수의 애퍼쳐는 하나 이상의 컬럼으로 정렬되는, 처리 챔버.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 복수의 애퍼쳐는 각각의 가스 주입 인서트의 제1 단부로부터 각각의 가스 주입 인서트의 제2 단부로 가면서 직경이 증가하는, 처리 챔버.
  7. 샤워헤드 어셈블리로서,
    제1 가스 주입 포트 및 제2 가스 주입 포트가 관통하여 배치되어 있는 반사기 플레이트;
    상기 반사기 플레이트에 배치되고 방사상으로 배향되는 적어도 2개의 가스 주입 인서트 - 각각의 가스 주입 인서트는 제1 복수의 애퍼쳐를 가짐 -; 및
    적어도 2개의 배플 플레이트 - 각각의 배플 플레이트는 대응하는 가스 주입 인서트에 배치되고 제2 복수의 애퍼쳐를 갖고, 각각의 배플 플레이트의 제1 부분과 상기 반사기 플레이트 사이에 제1 플레넘이 정의되고, 각각의 배플 플레이트의 제2 부분과 상기 반사기 플레이트 사이에 제2 플레넘이 정의되고, 상기 제1 플레넘은 상기 반사기 플레이트의 벽에 의해 상기 제2 플레넘으로부터 분리되고, 상기 제1 복수의 애퍼쳐는 상기 제2 복수의 애퍼쳐와 축 방향으로 정렬되지 않고, 각각의 배플 플레이트와 상기 대응하는 가스 주입 인서트 사이에 가스 혼합 플레넘이 정의되고, 상기 가스 혼합 플레넘은 상기 제2 복수의 애퍼쳐를 통해 상기 제1 플레넘 및 상기 제2 플레넘과 유체 소통함 -
    를 포함하는, 샤워헤드 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 플레넘은 상기 제2 플레넘과 동심인, 샤워헤드 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 가스 주입 인서트의 상기 제1 복수의 애퍼쳐는 선형으로 배열되는, 샤워헤드 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 복수의 애퍼쳐의 각각의 애퍼쳐의 직경은 각각의 가스 주입 인서트의 제1 단부로부터 각각의 가스 주입 인서트의 제2 단부로 가면서 증가하는, 샤워헤드 어셈블리.
  11. 샤워헤드 어셈블리로서,
    제1 가스 주입 포트 및 제2 가스 주입 포트가 관통하여 배치되어 있는 반사기 플레이트;
    상기 반사기 플레이트에 배치되고 방사상으로 배향되는 적어도 2개의 가스 주입 인서트 - 각각의 가스 주입 인서트는 타원형 형상을 갖고, 각각의 가스 주입 인서트는 제1 복수의 애퍼쳐를 더 갖고, 상기 제1 복수의 애퍼쳐는 40개와 60개 사이의 애퍼쳐를 각각 갖는 하나 이상의 컬럼으로 정렬되고, 각각의 애퍼쳐의 반경은 0.25 mm와 1.98mm 사이임 -; 및
    적어도 2개의 배플 플레이트 - 각각의 배플 플레이트는 대응하는 가스 주입 인서트에 배치되고 제2 복수의 애퍼쳐를 갖고, 각각의 배플 플레이트의 제1 부분과 상기 반사기 플레이트 사이에 제1 플레넘이 형성되고, 각각의 배플 플레이트의 제2 부분과 상기 반사기 플레이트 사이에 제2 플레넘이 형성되고, 상기 제1 플레넘은 상기 반사기 플레이트의 벽에 의해 상기 제2 플레넘으로부터 분리되고, 상기 제1 복수의 애퍼쳐와 상기 제2 복수의 애퍼쳐는 축 방향으로 정렬되지 않고, 각각의 배플 플레이트와 상기 대응하는 가스 주입 인서트 사이에 가스 혼합 플레넘이 정의되고, 상기 가스 혼합 플레넘은 상기 제2 복수의 애퍼쳐를 통해 상기 제1 플레넘 및 상기 제2 플레넘과 유체 소통함 -
    를 포함하는, 샤워헤드 어셈블리.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 가스 주입 인서트들은 상기 반사기 플레이트 주위에서 서로로부터 동일한 각도 거리에 배치되는, 처리 챔버.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반사기 플레이트를 둘러싸는 냉각 플레이트를 더 포함하는, 처리 챔버.
  14. 제1항에 있어서,
    각각의 가스 주입 인서트는 타원형 형상을 갖는, 처리 챔버.
  15. 제14항에 있어서,
    각각의 배플 플레이트는 타원형 형상을 갖는, 처리 챔버.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 복수의 애퍼쳐는 2개의 컬럼으로 배치되고, 상기 제2 복수의 애퍼쳐는 단일 컬럼으로 배치되며, 상기 제1 복수의 애퍼쳐는 각각의 가스 주입 인서트의 제1 단부로부터 각각의 가스 주입 인서트의 제2 단부로 가면서 직경이 증가하는, 처리 챔버.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 샤워헤드는 각각의 배플 플레이트와 상기 대응하는 가스 주입 인서트 사이에 형성된 제3 플레넘을 더 포함하는, 처리 챔버.
  18. 제7항에 있어서,
    상기 제1 복수의 애퍼쳐의 애퍼쳐들은 상기 제2 복수의 애퍼쳐의 애퍼쳐들보다 개수가 더 많은, 샤워헤드 어셈블리.
  19. 제7항에 있어서,
    상기 제1 복수의 애퍼쳐의 각각의 애퍼쳐는 0.25 mm와 1.52 mm 사이의 반경을 갖는, 샤워헤드 어셈블리.
  20. 제7항에 있어서,
    상기 제1 복수의 애퍼쳐의 각각의 애퍼쳐는 0.34 mm와 1.98 mm 사이의 반경을 갖는, 샤워헤드 어셈블리.
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