KR20230122133A - 에피택시 및 cvd 챔버용 가스 인젝터 - Google Patents

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KR20230122133A
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테츠야 이시카와
스와미나단 티. 스리니바산
마티아스 바우어
알라 모라디안
만주나트 수반나
카르틱 부펜드라 샤
에롤 안토니오 씨. 산체즈
소랍 조카에이
마이클 알. 라이스
피터 라이머
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시내용은 일반적으로 반도체 기판들을 프로세싱하기 위한 처리 챔버용 가스 주입 장치에 관한 것이다. 가스 주입 장치는 처리 챔버에 커플링되도록 구성된 하나 이상의 가스 인젝터들을 포함한다. 가스 인젝터들 각각은, 처리 가스를 수용하고 처리 가스를 하나 이상의 가스 출구들에 걸쳐 분배하도록 구성된다. 가스 인젝터들은 복수의 경로들, 핀 어레이 및 배플 어레이를 포함한다. 가스 인젝터들은 개별적으로 가열된다. 가스 혼합물 조립체는 가스 인젝터들 각각으로부터 처리 볼륨으로 유동되는 처리 가스들의 농도를 제어하는 데에도 활용된다. 가스 혼합물 조립체는 처리 가스들의 농도뿐만 아니라 유량을 제어할 수 있다.

Description

에피택시 및 CVD 챔버용 가스 인젝터
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 반도체 디바이스들을 제조하기 위한 장치 및 방법들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 개시된 장치는 반도체 프로세싱 내의 가스 주입을 위한 구성요소들에 관한 것이다.
[0002] 반도체 기판들은 통합 디바이스들 및 마이크로디바이스들의 제조를 포함하여 매우 다양한 애플리케이션들용으로 처리된다. 프로세싱 동안, 기판은 처리 챔버 내의 서셉터 상에 포지셔닝된다. 서셉터는 중심축을 중심으로 회전할 수 있는 지지 샤프트에 의해 지지된다. 기판 아래 및 위에 배치된 복수의 가열 램프들과 같은 가열원에 대한 정확한 제어는 기판을 매우 엄격한 공차들 내에서 가열할 수 있게 한다. 기판의 온도는 기판에 퇴적된 재료의 균일성에 영향을 미칠 수 있다.
[0003] 처리 챔버 내에서 기판 온도들을 정밀하게 제어하는 능력은 스루풋과 생산 수율들에 상당한 영향을 미친다. 종래의 처리 챔버들은 차세대 디바이스들을 제조하는 데 필요한 온도 제어 기준을 충족시키는 동시에 개선된 생산 수율 및 더 빠른 스루풋에 대한 증가하는 요구를 충족시키는 데 어려움이 있다.
[0004] 따라서, 하드웨어 구성요소들의 저비용 교체 및 기판을 가로지르는 가스 유동의 증가된 제어를 가능하게 하는 개선된 처리 챔버들 및 가스 주입 장치에 대한 필요성이 존재한다.
[0005] 본 개시내용의 일 실시예에서는, 처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터(gas injector)가 설명된다. 가스 인젝터는 인젝터 베이스 본체(injector base body), 및 인젝터 베이스 본체에 커플링되고 인젝터 베이스 본체로부터 외측으로 연장되는 인젝터 인서트(injector insert)를 포함한다. 인젝터 인서트는 가스 도입 통로, 가스 확산 통로 및 배출구(outlet opening)를 포함한다. 가스 도입 통로는 인젝터 베이스 본체를 통해 배치되고 인젝터 인서트에 유동적으로 커플링된다. 가스 확산 통로는 가스 도입 통로와 커플링되고 가스 분배 트리를 형성한다. 배출구는 가스 도입 통로에 대향하고 가스 확산 통로와 유체 연통하는 인젝터 인서트의 주입면을 통해 배치된다.
[0006] 다른 실시예에서, 기판 프로세싱을 위한 처리 챔버가 설명된다. 처리 챔버는 베이스 링(base ring), 인젝트 링(inject ring) 및 하나 이상의 가스 인젝터들을 포함한다. 베이스 링은 기판 이송 통로 및 그를 통해 배치된 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로들을 포함한다. 인젝트 링은 베이스 링의 최상부에 배치되고 그를 통해 배치된 하나 이상의 인젝터 통로들을 포함한다. 하나 이상의 가스 인젝터들 각각은 인젝터 통로들 중 하나의 내부에 배치된다. 가스 인젝터들 각각은 인젝터 베이스 본체로부터 외측으로 연장되는 인젝터 인서트 및 인젝트 링의 인젝터 지지면에 커플링하도록 구성된 인젝터 베이스 본체를 포함한다. 인젝터 인서트는 가스 도입 통로, 가스 확산 통로, 및 가스 도입 통로에 대향하는 인젝터 인서트의 주입면을 통해 배치되고 가스 확산 통로와 유체 연통하는 배출구를 포함한다.
[0007] 다른 실시예에서, 처리 챔버와 함께 사용하기 위한 가스 혼합물 조립체가 설명된다. 가스 혼합물 조립체는 처리 가스원, 가스 저장소, 배기 전환 밸브, 배기펌프, 복수의 스플리터 밸브들, 처리 챔버 및 마스터 유동 제어기를 포함한다. 가스 저장소는 처리 가스원에 유동적으로 커플링된다. 배기 전환 밸브는 가스 저장소에 유동적으로 커플링되어 있다. 배기펌프는 배기 전환 밸브에 유동적으로 커플링되어 있다. 복수의 스플리터 밸브들은 병렬로 배치되고 가스 저장소에 유동적으로 커플링된다. 처리 챔버는 스플리터 밸브들 각각과 유체 연통하는 처리 볼륨을 포함한다. 마스터 유동 제어기는 배기 전환 밸브 및 복수의 스플리터 밸브 각각을 통과하는 유량(flow rate)을 제어하도록 구성된다.
[0008] 본 개시내용의 전술한 특징을 상세하게 이해할 수 있도록, 위에서 간략하게 요약된 개시내용의 더욱 구체적인 설명은 실시예를 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면에 예시되어 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 예시적인 실시예들만을 예시하므로, 그 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않으며, 다른 동등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 처리 챔버의 개략적인 예시도이다.
[0010] 도 2a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 챔버 본체 조립체의 개략적인 단면도이다.
[0011] 도 2b는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 다른 평면을 통한 도 2a의 챔버 본체 조립체의 개략적인 단면도이다.
[0012] 도 3a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 베이스 링의 개략적인 단면도이다.
[0013] 도 3b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 도 3a의 베이스 링의 개략적인 평면도이다.
[0014] 도 3c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 3a의 베이스 링의 단면선 3C-3C를 통한 개략적인 횡단 평면도이다.
[0015] 도 4a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 인젝트 링의 개략적인 단면도이다.
[0016] 도 4b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 도 4a의 인젝트 링의 개략적인 평면도이다.
[0017] 도 5a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 가스 인젝터의 개략적인 등축도(isometric view)이다.
[0018] 도 5b는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 5a의 가스 인젝터의 단면선 5B-5B를 통한 개략적인 단면도이다.
[0019] 도 5c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 5a의 가스 인젝터의 단면선 5C-5C를 통한 개략적인 횡단 평면도이다.
[0020] 도 5d는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 측면에서 본 도 5a의 가스 인젝터의 개략적인 측면도이다.
[0021] 도 5e는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제2 측면에서 본 도 5a의 가스 인젝터의 개략적인 측면도이다.
[0022] 도 6a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 가스 인젝터의 다른 실시예의 개략적인 등축도이다.
[0023] 도 6b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 도 6a의 가스 인젝터의 단면선 6B-6B를 통한 개략적인 단면도이다.
[0024] 도 6c는 본 개시내용의 실시예들에 따른 제1 측면에서 본 도 6a의 가스 인젝터의 개략적인 측면도이다.
[0025] 도 6d는 본 개시내용의 실시예들에 따른 제2 측면에서 본 도 6a의 가스 인젝터의 개략적인 측면도이다.
[0026] 도 7a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 가스 혼합물 조립체의 개략적인 가스 유동도이다.
[0027] 도 7b는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 7a의 가스 혼합물 조립체 및 제2 가스 혼합물 조립체의 개략적인 가스 유동도이다.
[0028] 도 8은 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 7a의 가스 혼합물 조립체와 함께 사용하기 위한 방법 흐름도이다.
[0029] 도 9a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 링 인젝터의 개략적인 평면도이다.
[0030] 도 9b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 링 인젝터의 다른 실시예의 개략적인 평면도이다.
[0031] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 엘리먼트들 및 특징들은 추가의 언급없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있는 것으로 고려된다.
[0032] 본 개시내용은 일반적으로 반도체 프로세싱을 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 명세서에 개시된 장치는 처리 챔버 및 그 구성요소들에 관한 것이다. 처리 챔버는 에피택셜 증착 챔버와 같은 열 증착 챔버로서 구성된다. 본 명세서에 개시된 처리 챔버는 향상된 처리 가스 유동 및 기판 가열을 가능하게 한다. 처리 챔버는 종래의 챔버들에 비해 더 저렴한 구성요소들을 가지므로, 챔버 본체의 일부가 마모된 후 또는 챔버 본체의 일부에 대해 개선된 설계를 이용할 수 있을 때, 처리 챔버의 일부분들을 교체하기 위한 비용을 감소시킨다. 개시된 처리 챔버는 증가된 처리 수율로 더 나은 스루풋을 가능하게 하는 더욱 균일한 열 제어 및 챔버 볼륨을 통한 향상된 처리 가스 유동을 포함하는 종래의 과제를 극복한다.
[0033] 또한, 처리 챔버의 구성요소들이 본 명세서에 개시된다. 본 명세서에 개시된 구성요소들은 인젝트 링, 베이스 링, 상부 램프 모듈, 하부 램프 모듈, 서셉터, 회전 조립체, 상부 라이너, 하부 라이너 및 하나 이상의 가열 요소들을 포함한다. 처리 챔버 구성요소들 각각은, 하나 이상의 처리 가스들을 기판의 표면을 가로질러 수평으로 유동시키기 위해 함께 사용된다. 처리 챔버 구성요소들은 함께 커플링되고, 기판이, 예를 들어, 에피택셜 증착에 의해 처리되는 처리 볼륨을 형성한다.
[0034] 도 1은 본 개시내용의 실시예들에 따른 처리 챔버(100)의 개략적인 예시도이다. 처리 챔버(100)는 에피택셜 증착 챔버이고 클러스터 툴(cluster tool)(도시하지 않음)의 일부로서 사용될 수 있다. 처리 챔버(100)는 기판(150)과 같은 기판상에 에피택셜 필름을 성장시키는 데 활용된다. 처리 챔버(100)는 프로세싱 동안 기판(150)의 최상면(top surface)을 가로지르는 전구체들의 교차 유동(cross-flow)을 생성한다.
[0035] 처리 챔버(100)는 상부 램프 모듈(102), 하부 램프 모듈(104), 챔버 본체 조립체(106), 서셉터 조립체(124), 하부 윈도우(120) 및 상부 윈도우(122)를 포함한다. 서셉터 조립체(124)는 서셉터 조립체(124)와 하부 램프 모듈(104) 사이에 배치된다. 하부 윈도우(120)는 서셉터 조립체(124)와 하부 램프 모듈(104) 사이에 배치된다. 상부 윈도우(122)는 서셉터 조립체(124)와 상부 램프 모듈(102) 사이에 배치된다.
[0036] 상부 램프 모듈(102)은 서셉터 조립체(124) 위에 배치되고, 서셉터 조립체(124) 상에 배치된 기판(150)과 같은 기판을 가열하도록 구성된다. 상부 램프 모듈(102)은 상부 모듈 본체(126) 및 상부 모듈 본체(126)를 통해 배치된 복수의 램프 구멍들(128)을 포함한다. 복수의 램프 구멍들(128) 각각은 그 안에 배치된 램프(130)를 포함한다. 램프들(130) 각각은 램프 베이스(129)에 커플링된다. 램프 베이스들(129) 각각은 램프들(130) 중 하나를 지지하고, 램프들(130) 각각을 전원(도시하지 않음)에 전기적으로 커플링한다. 램프들(129) 각각은 구멍들(128) 내에서 일반적으로 수직 방향으로 연장되어 고정된다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 램프들(130)의 일반적으로 수직인 방향은 서셉터(124)의 기판 지지면에 대략 수직이다. 램프들(130)의 수직 방향은 반드시 기판 지지면에 수직일 필요는 없지만, 기판 지지면(906)(도 9)에 대해 약 30도 내지 약 150도의 각도, 예를 들어, 기판 지지면(906)에 대해 약 45도 내지 약 135도의 각도, 예를 들어, 기판 지지면(906)에 대해 약 70도 내지 약 110도의 각도일 수 있다.
[0037] 계속해서 도 1을 참조하면, 상부 램프 모듈(102)은 가열된 가스 통로(136) 및 고온계 통로(pyrometer passage)(138)를 더 포함한다. 가열된 가스 공급원(132)은 가열된 가스 통로(136)에 유동적으로 커플링된다. 가열된 가스 통로(136)는 상부 모듈 본체(126)의 최상면에서 저면까지 연장된다. 가열된 가스 통로(136)는 가열된 공기 또는 가열된 불활성 가스와 같은 가열된 가스가 가열된 가스 공급원(132)으로부터 상부 윈도우(122)의 최상면으로 흘러 상부 윈도우(122)를 대류 가열하도록 구성된다. 가열된 가스는 상부 램프 모듈(102)과 상부 윈도우(122) 사이에 정의된 상부 플레넘(upper plenum)(180)으로 공급된다. 가열된 가스 배출 통로(142)도 상부 모듈 본체(126)를 통해 배치된다. 가열된 가스 배출 통로(142)는 가열된 배기펌프(140)에 커플링된다. 가열된 배기펌프(140)는 상부 플레넘(180)으로부터 가스를 제거한다. 가열된 배기펌프(140)는 처리 볼륨용의 배기펌프로도 기능할 수 있다. 일부 실시예들에서, 가열된 가스 배출 통로(142)는 상부 모듈 본체(126)의 가장자리를 따라 형성된 홈(groove)일 수 있거나, 상부 플레넘(180)과 유체 연통되는 별도의 구성요소를 통해 형성될 수 있다.
[0038] 고온계 통로(138)는 주사 고온계와 같은 고온계(134)가 기판(150)의 온도를 측정할 수 있도록 상부 모듈 본체(126)를 통해 배치된다. 고온계(134)는 고온계 통로(138)에 인접한 상부 모듈 본체(126)의 최상부에 배치된다. 고온계 통로(138)는 상부 모듈 본체(126)의 최상면에서 상부 윈도우(122)에 인접한 저면까지 연장된다.
[0039] 하부 램프 모듈(104)은 서셉터 조립체(124) 아래에 배치되고, 서셉터 조립체(124) 상에 배치된 기판(150)의 바닥 측을 가열하도록 구성된다. 하부 램프 모듈(104)은 하부 모듈 본체(182) 및 하부 모듈 본체(182)를 통해 배치된 복수의 램프 구멍들(186)을 포함한다. 복수의 램프 구멍들(186) 각각은 그 안에 배치된 램프(188)를 포함한다. 램프들(188) 각각은 일반적으로 수직 방향으로 배치되고, 램프 베이스(184)에 커플링된다. 램프 베이스들(184) 각각은 램프들(188) 중 하나를 지지하고, 램프들(188) 각각을 전원(도시하지 않음)에 전기적으로 커플링한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 램프들(188)의 일반적으로 수직인 방향은 서셉터(124)의 기판 지지면과 관련하여 설명된다. 일반적으로 수직인 방향은 기판 지지면에 대해 반드시 수직일 필요는 없지만, 기판 지지면에 대해 약 30도 내지 약 150도의 각도, 예를 들어, 기판 지지면에 대해 약 45도 내지 약 135도의 각도, 예를 들어, 기판 지지면에 대해 약 70도 내지 약 110도의 각도일 수 있다.
[0040] 하부 램프 모듈(104)은 서셉터 샤프트 통로(195) 및 고온계 통로(192)를 더 포함한다. 서셉터(124)의 지지 샤프트(904)(도 9)는 서셉터 샤프트 통로(195)를 통해 배치된다. 서셉터 샤프트 통로(195)는 하부 모듈 본체(182)의 중앙을 관통하여 배치된다. 서셉터 샤프트 통로(195)는 서셉터(124)의 지지 샤프트(904)와 하부 윈도우(120)의 일부가 하부 모듈 본체(182)를 통과하도록 구성된다.
[0041] 고온계 통로(192)는 주사 고온계와 같은 고온계(190)가 기판(150)의 저면 또는 기판 지지부의 저면의 온도를 측정할 수 있도록 하부 모듈 본체(182)를 통해 배치된다. 고온계(190)는 고온계 통로(192)에 인접한 하부 모듈 본체(182) 아래에 배치된다. 고온계 통로(192)는 하부 모듈 본체(182)의 저면에서 하부 윈도우(120)에 인접한 하부 모듈 본체(182)의 최상면까지 배치된다.
[0042] 계속해서 도 1을 참조하면, 챔버 본체 조립체(106)는 인젝트 링(116) 및 베이스 링(114)을 포함한다. 인젝트 링(116)은 베이스 링(114)의 최상부에 배치된다. 인젝트 링(116)은 그를 통해 배치된 하나 이상의 가스 인젝터들(108)을 포함한다. 베이스 링(114)은 기판 이송 통로(162), 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로들(326)(도 3c), 및 이를 통해 배치된 하부 챔버 배기 통로(164)를 포함한다. 기판 이송 통로(162)는 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로들(326) 및 하부 챔버 배기 통로(164)에 대향하여 배치된다. 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로들(326) 각각은 배기 모듈(165)에 커플링된다.
[0043] 상부 챔버(111)는 기판(150)이 처리되고 처리 가스들이 주입되는 처리 볼륨(110)의 일부분이다. 하부 챔버(113)는 기판(150)이 서셉터 조립체(124) 상에 로딩되는 처리 볼륨(110)의 일부분이다. 상부 챔버(111)는 또한, 서셉터 조립체(124)가 프로세싱 포지션에 있는 동안, 서셉터 조립체(124)의 서셉터 위의 볼륨으로 이해될 수도 있다. 하부 챔버(113)는, 서셉터 조립체(124)가 프로세싱 포지션에 있는 동안, 서셉터 조립체(124)의 서셉터 아래의 볼륨인 것으로 이해된다. 프로세싱 포지션(도시하지 않음)은 기판(150)이 수평면(125)과 평평하게(even with) 또는 그 위에 배치되는 포지션이다. 수평면(125)은 인젝트 링(116)과 베이스 링(114)이 서로 접촉하는 평면이다.
[0044] 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로들(326) 및 하부 챔버 배기 통로(164)는 하나 이상의 배기펌프들(도시하지 않음)에 커플링된다. 하나 이상의 배기펌프들은 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로들(326) 및 하부 챔버 배기 통로(164)를 통해 처리 볼륨(110)으로부터 배기가스들을 제거하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 상부 챔버 배기 통로들(326) 및 하부 챔버 배기 통로(164) 각각은 복수의 도관들을 사용하여 단일 배기펌프에 커플링된다. 다른 실시예에서, 상부 챔버 배기 통로들(326)은 하부 챔버 배기 통로(164)와는 상이한 배기펌프에 커플링된다.
[0045] 기판 이송 통로(162)는 베이스 링(114)을 관통하여 형성되며, 클러스터 툴(도시하지 않음)의 이송 챔버로부터 기판이 통과하도록 구성된다. 플랜지(168)는 클러스터 툴(도시하지 않음)로의 처리 챔버(100)의 부착을 가능하게 하도록 베이스 링(114)의 일단에 부착된다. 기판 이송 통로(162)는 플랜지(168)를 통과한다.
[0046] 챔버 본체 조립체(106)의 대향 측면들에는 상부 냉각 링(118)과 하부 냉각 링(112)이 배치된다. 상부 냉각 링(118)은 인젝트 링(116)의 최상부에 배치되고, 인젝트 링(116)을 냉각하도록 구성된다. 하부 냉각 링(112)은 베이스 링(114) 아래에 배치되고, 베이스 링(114)을 냉각하도록 구성된다. 상부 냉각 링(118)은 그를 통해 배치된 냉각제 통로(146)를 포함한다. 냉각제 통로(146)를 통해 순환되는 냉각제는 일부 실시예들에서 물 또는 오일을 포함할 수 있다. 하부 냉각 링(112)은 그를 통해 배치된 냉각제 통로(148)를 포함한다. 냉각제 통로(148)를 통해 순환되는 냉각제는 상부 냉각 링(118)의 냉각제 통로(146)를 통해 순환되는 냉각제와 유사하다. 일부 실시예들에서, 상부 냉각 링(118) 및 하부 냉각 링(112)은 인젝트 링(116) 및 베이스 링(114)을 제자리에(in place) 고정하는 것을 보조한다. 상부 냉각 링(118)은 상부 램프 모듈(102)을 부분적으로 지지할 수 있는 반면, 하부 냉각 링(112)은 베이스 링(114) 및 인젝트 링(116)을 부분적으로 지지할 수 있다.
[0047] 상부 냉각 링(118) 및 하부 냉각 링(112)의 사용은 종래의 링들에 존재하는 인젝트 링(116) 및 베이스 링(114)을 통해 추가적인 냉각 채널들이 배치될 필요 없이 인젝트 링(116) 및 베이스 링(114)의 온도를 감소시킨다. 이것은 상부 냉각 링(118) 및 하부 냉각 링(112)보다 더 자주 교체되는 인젝트 링(116) 및 베이스 링(114)의 생산 비용을 감소시킨다. 일부 실시예들에서, 인젝트 링(116)은 이를 통해 배치된 추가적인 냉각제 통로(421)(도 4a)를 가질 수 있다.
[0048] 인젝트 링(116)의 하나 이상의 가스 인젝터들(108)은 인젝트 링(116) 내의 하나 이상의 개구들을 통해 배치된다. 본 명세서에 설명된 실시예들에는, 인젝트 링(116)을 통해 배치된 복수의 가스 인젝터들(108)이 있다. 하나 이상의 가스 인젝터들(108)은 하나 이상의 가스 출구들(178)을 통해 처리 볼륨(110)에 처리 가스들을 공급하도록 구성된다. 하나 이상의 가스 인젝터들(108) 중 단일 인젝터가 도 1에 도시되어 있다. 가스 인젝터(108)는 하나 이상의 가스 출구들(178)이 서셉터(124) 및 기판(150)을 향하여 아래쪽을 가리키도록 배치되어 있는 것으로 도시되어 있다. 가스 인젝터(108)의 하향 각도는 수평으로부터 약 5도보다 큰 각도, 예를 들어, 수평으로부터 약 10도보다 큰 각도일 수 있다. 하나 이상의 가스 출구들(178) 각각은 제1 처리 가스 공급원(174) 또는 제2 처리 가스 공급원(176)과 같은 하나 이상의 처리 가스 공급원들에 유동적으로 커플링된다. 일부 실시예들에서는, 제1 처리 가스 공급원(174)만이 활용된다. 제1 처리 가스 공급원(174) 및 제2 처리 가스 공급원(176) 양쪽 모두가 사용되는 실시예에서, 각각의 가스 인젝터(108) 내에 2개의 가스 출구들(178)이 있다. 2개의 가스 출구들(178)은 적층 방식으로 배치되고, 가스들이 처리 볼륨(110)에 들어간 후에만 가스들의 혼합을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 제1 처리 가스 공급원(174)은 처리 가스인 반면, 제2 처리 가스 공급원(176)은 세정 가스이다. 다른 실시예들에서, 제1 처리 가스 공급원(174) 및 제2 처리 가스 공급원(176) 양쪽 모두는 처리 가스들이다.
[0049] 상부 윈도우(122)는 인젝트 링(116)과 상부 램프 모듈(102) 사이에 배치된다. 상부 윈도우(122)는 상부 램프 모듈(102)에서 생성된 방사 에너지가 통과할 수 있도록 광학적으로 투명한 윈도우이다. 일부 실시예들에서, 상부 윈도우(122)는 석영 또는 유리 재료로 형성된다. 상부 윈도우(122)는 돔 형상이고, 일부 실시예들에서는 상부 돔으로써 설명된다. 상부 윈도우(122)의 외측 가장자리들은 주변 지지부들(172)을 형성한다. 주변 지지부들(172)은 상부 윈도우(122)의 중심 부분보다 더 두껍다. 주변 지지부들(172)은 인젝트 링(116)의 최상부에 배치된다. 주변 지지부들(172)은 상부 윈도우(122)의 중심 부분에 연결되며, 상부 윈도우(122)의 중심 부분의 광학적으로 투명한 재료로 형성된다.
[0050] 하부 윈도우(120)는 베이스 링(114)과 하부 램프 모듈(104) 사이에 배치된다. 하부 윈도우(120)는 하부 램프 모듈(104)에서 생성된 방사 에너지가 통과할 수 있도록 광학적으로 투명한 윈도우이다. 일부 실시예들에서, 하부 윈도우(120)는 석영 또는 유리 재료로 형성된다. 하부 윈도우(120)는 돔 형상이고, 일부 실시예들에서는 하부 돔으로써 설명된다. 하부 윈도우(120)의 외측 가장자리들은 주변 지지부들(170)을 형성한다. 주변 지지부들(170)은 하부 윈도우(120)의 중심 부분보다 더 두껍다. 주변 지지부들(170)은 하부 윈도우(120)의 중심 부분에 연결되고, 동일한 광학적으로 투명한 재료로 형성된다.
[0051] 다양한 라이너(liner)들 및 히터(heater)들이 챔버 본체 조립체(106)의 내부 및 처리 볼륨(110) 내에 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버 본체 조립체(106) 내에 배치된 상부 라이너(156) 및 하부 라이너(154)가 있다. 상부 라이너(156)는 하부 라이너(154) 위에 그리고 인젝트 링(116)의 내측에 배치된다. 하부 라이너(154)는 베이스 링(114)의 내측에 배치된다. 상부 라이너(156) 및 하부 라이너(154)는 처리 볼륨에 있는 동안 함께 커플링되도록 구성된다. 상부 라이너(156) 및 하부 라이너(154)는 처리 볼륨 내의 처리 가스들로부터 인젝트 링(116) 및 베이스 링(114)의 내면을 차폐하도록 구성된다. 상부 라이너(156) 및 하부 라이너(154)는 추가로 처리 볼륨으로부터 인젝트 링(116) 및 베이스 링(114)으로의 열 손실을 감소시키는 역할을 한다. 감소된 열 손실은 기판(150)의 가열 균일성을 향상시키고, 프로세싱 동안 기판(150) 상에 더욱 균일한 증착을 가능하게 한다.
[0052] 상부 히터(158) 및 하부 히터(152)는 또한 챔버 본체 조립체(106) 및 처리 볼륨(110) 내에 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 히터(158)는 상부 라이너(156)와 인젝트 링(116) 사이에 배치되는 반면, 하부 히터(152)는 하부 라이너(154)와 베이스 링(114) 사이에 배치된다. 상부 히터(158)와 하부 히터(152) 양쪽 모두는, 기판(150)이 처리 챔버(100) 내에 있는 동안, 기판(150)의 더욱 균일한 가열을 가능하게 하기 위해 챔버 본체 조립체(106)의 내측에 배치된다. 상부 히터(158) 및 하부 히터(152)는 챔버 본체 조립체(106)의 벽에 대한 열 손실을 감소시키고, 처리 볼륨(110)을 형성하는 표면 주위에 더욱 균일한 온도 분포를 생성한다. 상부 라이너(156), 하부 라이너(154), 상부 히터(158) 및 하부 히터(152) 각각은 처리 볼륨(110) 내에 배치된 플랜지(160)에 커플링된다. 플랜지(160)는 상부 라이너(156), 하부 라이너(154), 상부 히터(158) 및 하부 히터(152) 각각을 고정 가능하게 하도록 인젝트 링(116)의 일부와 베이스링(114) 사이에 고정되도록 구성된 수평면이다. 상부 히터(158) 및 하부 히터(152) 양쪽 모두는 가열된 유체가 이들을 통해 퍼지도록 구성될 수 있거나 저항성 히터들일 수 있다. 상부 히터(158) 및 하부 히터(152)는 인젝트 링(116) 및 베이스 링(114)을 관통하는 개구들을 수용하도록 추가로 형상화된다.
[0053] 서셉터 조립체(124)는 처리 볼륨(110) 내에 배치되고, 프로세싱 동안 기판(150)을 지지하도록 구성된다. 서셉터 조립체(124)는 기판(150)을 지지하기 위한 평면형 상부면과, 하부 윈도우(120) 및 하부 램프 모듈(104)의 일부분을 통해 연장되는 샤프트를 포함한다. 서셉터 조립체(124)는 이동 조립체(194)에 커플링된다. 이동 조립체(194)는 회전 조립체(196) 및 리프트 조립체(198)를 포함한다. 회전 조립체(196)는 서셉터 조립체(124)를 중심축 A를 중심으로 회전시키도록 구성되는 반면, 리프트 조립체(198)는 서셉터 조립체(124)를 중심축 A를 따라 처리 볼륨(110) 내에서 선형으로 이동시키도록 구성된다.
[0054] 도 2a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 챔버 본체 조립체(106)의 개략적인 단면 사시도이다. 챔버 본체(106)는, 베이스 링(114)의 최상부에 배치되고 베이스 링(114)에 커플링된 인젝트 링(116)을 포함한다. 인젝트 링(116)은 하나 이상의 가스 인젝터들(108)을 포함한다. 인젝트 링(116)은 내면(404)을 포함하고, 베이스 링(114)은 내면(304)을 포함한다. 베이스 링(114)과 인젝트 링(116) 양쪽 모두의 내면(304, 404)은 내면(304, 404)이 베이스 링(114) 및 인젝트 링(116)의 원주의 적어도 일부분에 대해 동일한 직경을 갖도록 서로 정렬된다. 베이스 링(114) 및 인젝트 링(116)의 내면(304, 404)은 중앙 개구(201)를 형성한다. 중앙 개구(201)는 베이스 링(114)의 개구(310)와 인젝트 링(116)의 개구(410) 양쪽 모두를 포함한다. 베이스 링의 최상면(312)은 인젝트 링(116)의 저면(324)과 접촉 상태에 있다.
[0055] 하나 이상의 가스 인젝터들(108)이 챔버 본체 조립체(106)의 일측에 배치되는 한편, 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)이 챔버 본체 조립체(106)의 대향 측면에 배치된다. 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 각각은 인젝트 링(116)의 내면에 형성된 인덴트(indent)(430)와 정렬된다. 하나 이상의 인덴트들(430) 및 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 각각의 정렬은 하나 이상의 가스 인젝터들(108)에 의해 주입된 가스가 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)을 통해 처리 볼륨(110)으로부터 제거되기 전에 처리 볼륨(110)(도 1)을 가로질러 기판(150) 위로 유동하는 것을 가능하게 한다. 인덴트들(430)은 배기가스들을 수집하고 인젝트 링(116)이 있는 영역으로부터 배기가스들을 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)을 향하여 아래쪽으로 지향시키는 것을 보조한다. 배기가스가 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)에 들어가면, 배기가스는 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로들(326)을 통해 배기구(exhaust outlet)(330) 밖으로 유동한다.
[0056] 인덴트들(430)과 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)의 조합은 베이스 링(114) 및/또는 인젝트 링(116) 제조의 복잡성을 감소시킨다. 인덴트들(430)과 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)의 조합은 추가로, 처리 가스가 처리 볼륨(110)을 가로질러 수평으로 유동하고, 오염원이 될 수 있는 하부 챔버(113) 내로 하향 전환하지 않고 상부 챔버(111) 내에 남아있는 것을 가능하게 한다.
[0057] 도 2b는, 본 개시내용의 실시예들에 따라, 다른 평면을 통해 취해진 도 2a의 챔버 본체 조립체(106)의 개략적인 단면도이다. 도 2b에 도시된 단면은 하부 챔버 배기 통로(164) 및 하부 챔버 배기 통로(164)의 방향과 상부 챔버 배기 통로 개구들(324), 인덴트(430) 및 상부 챔버 배기 통로(326) 중 적어도 하나 사이의 관계를 도시한다. 인덴트(430), 상부 챔버 배기 통로 개구(324) 및 상부 챔버 배기 통로(326)는, 도 4d, 도 4e 및 도 5b를 참조하여 설명하는 바와 같이, 하부 챔버 배기 통로(164)에 대해 비스듬하게 배치된다. 인덴트들(430) 및 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)은 하부 챔버 배기 통로(164) 위에 추가로 배치된다. 하부 챔버 배기 통로(164)는 하부 챔버(113)로부터의 배기가스들을 제거하도록 구성되는 반면, 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)은 상부 챔버(111)로부터의 배기가스들을 제거하도록 구성된다.
[0058] 도 3a는 베이스 링(114)의 개략 단면도이다. 베이스 링(114)은 개구(310)가 배치된 베이스 링 본체(302)를 포함한다. 개구(310)는 전체 처리 챔버(100)의 처리 볼륨(110)의 적어도 일부를 형성한다. 개구(310)는 기판 및 서셉터 조립체(124)가 내부에 배치될 수 있는 크기이다. 개구(310)는 베이스 링(114)의 내벽(304)에 의해 형성된다. 개구(310)는 베이스 링(114)의 최상면(312)으로부터 베이스 링(114)의 저면(314)까지 연장된다.
[0059] 베이스 링 본체(302)는 베이스 링(114)의 본체이며, 강철, 알루미늄, 구리, 니켈 또는 금속 합금과 같은 금속 재료로 형성된다. 일부 실시예들에서, 베이스 링 본체(302)는 실리콘 카바이드 재료 또는 도핑된 실리콘 카바이드 재료일 수 있다.
[0060] 전술한 바와 같이, 기판 이송 통로(162)는 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 및 하부 챔버 배기 통로(164)에 대향하여 배치된다. 기판 이송 통로(162)는 베이스 링(114)의 제1 측면(306)을 통해 배치되는 반면, 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 및 하부 챔버 배기 통로(164)는 베이스 링(114)의 제2 측면(308)을 통해 형성된다. 베이스 링(114)의 제1 측면(306)은 베이스 링(114)을 통해 배치된 평면 C(도 3c)의 한 측면에 배치되는 반면, 베이스 링(114)의 제2 측면(308)은 제1 측면(306)으로부터의 평면 C의 대향 측면에 배치된다. 평면 C는 중심축 A를 통과하고 평면 B에 수직이다. 평면 C는 하부 챔버 배기 통로(164) 및 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)로부터 기판 이송 통로(162)를 분리한다. 본 명세서에 설명된 실시예에서는, 베이스 링(114)의 최상면(312)을 통해 형성된 2개의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)이 있다(도 3b). 2개의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)은 기판 이송 통로(162)에 대향하지만, 기판 이송 통로(162)와 직접 교차하는 것에서 오프셋된다. 2개의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)은 오프셋되어 가스 인젝터들(108)(도 1)로부터 처리 볼륨(110)을 가로질러 유동할 때 가스가 내부로 수렴되는 것을 방지한다. 대신에 가스 유동은 처리 볼륨 전체에 걸쳐 더 균일하게 분포된 채로 남아 있고, 기판(150) 상에 더 균일한 증착을 가능하게 한다. 2개의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)은 밀봉 홈(316)의 내측에 배치된다.
[0061] 기판 이송 통로(162)는 기판(150) 및 이송 암(도시하지 않음)이 관통하여 배치될 수 있도록 약 7mm 내지 약 30mm, 예컨대, 약 10mm 내지 약 20mm의 높이 H1을 갖는다. 기판 이송 통로(162)는 약 305mm 내지 약 350mm, 예를 들어, 약 305mm 내지 약 315mm의 폭 W1을 더 갖는다(도 3c). 폭 W1은 기판들(150)이 이를 통과하여 서셉터 조립체(124) 상에 배치될 수 있게 한다.
[0062] 추가로 도 1을 참조하면, 하부 챔버 배기 통로(164)는 기판 이송 통로(162)를 가로질러 배치되어 하부 챔버 배기 통로(164)가 배기펌프(도시하지 않음)와 유체 연통하게 한다. 배기펌프는 또한 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 양쪽 모두에 커플링되어 유체 연통할 수 있다. 본 명세서에 설명하는 바와 같이, 하부 챔버 배기 통로(164)는 원통형 통로 또는 타원형 통로이다. 하부 챔버 배기 통로(164)는 약 0mm 내지 약 75mm, 예컨대, 약 25mm 내지 약 50mm의 높이 H2를 갖는다. 하부 챔버 배기 통로(164)의 높이 H2는, 도 10a에 도시된 바와 같이, 적절한 하부 챔버 가스 유동이 잠재적인 리프트 암 조립체와 함께 통과하도록 구성된다.
[0063] 계속해서 도 4c를 참조하면, 베이스 링 본체(302)의 최상면(312)은 내부에 배치된 밀봉 홈(316)을 포함한다. 밀봉 홈(316)은 내벽(304)을 둘러싸며, O 링 또는 다른 밀봉 개스킷(gasket)과 같은 밀봉 링을 수용하도록 구성된다. 밀봉 홈(316) 내에 배치된 밀봉 링은 50 듀로미터(durometer) 초과의 경도, 예를 들어, 60 듀로미터 초과의 경도, 예를 들어, 쇼어 A 스케일(Shore A scale)에서 약 65 듀로미터 초과의 경도를 갖는 폴리머 또는 플라스틱일 수 있다. 밀봉 홈(316)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 링(114)과 인젝트 링(116) 사이에 밀봉을 형성하는 밀봉 링을 수용하는 크기이다. 밀봉 홈(316)은 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)의 반경 방향 외측에 배치되어 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)을 통해 유동하는 배기가스들이 처리 챔버(100)로부터 빠져나가는 것을 방지한다.
[0064] 최상면(312)은 선택적으로 지지 스텝(340)을 포함한다. 지지 스텝(340)은 최상면(312)과 내벽(304) 사이에 형성된 리세스(recess)이다. 지지 스텝(340)은 플랜지(160)를 지지하도록 구성된다(도 1). 플랜지(160)는 베이스 링(114) 및 인젝트 링(116)의 지지 스텝(340) 내에 적어도 부분적으로 배치되어 플랜지(160)를 제자리에 유지하도록 구성된다.
[0065] 베이스 링 본체(302)의 저면(314)은 제1 밀봉 홈(318) 및 제2 밀봉 홈(320)을 포함한다. 제1 밀봉 홈(318) 및 제2 밀봉 홈(320)은 동심이고, 저면(314)을 따라 내벽(304)을 둘러싼다(circumscribe). 제1 밀봉 홈(318)은 제2 밀봉 홈(320)보다 축 A로부터 외측으로 더 멀리 배치되어 제1 밀봉 홈(318)이 제2 밀봉 홈(320)을 둘러싸게 한다. 제1 밀봉 홈(318) 및 제2 밀봉 홈(320) 각각은 O 링 또는 다른 밀봉 개스킷과 같은 밀봉 링을 수용하도록 구성된다. 제1 밀봉 홈(318) 및 제2 밀봉 홈(320) 내에 배치된 밀봉 링은 쇼어 A 스케일에서 50 듀로미터 초과의 경도, 예를 들어, 60 듀로미터 초과의 경도, 예를 들어, 약 65 듀로미터 초과의 경도를 갖는 폴리머 또는 플라스틱일 수 있다. 제1 밀봉 홈(318) 및 제2 밀봉 홈(320)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀봉 링을 수용하고 베이스 링(114)과 하부 윈도우(120)의 주변 지지부(170) 사이에 밀봉이 형성될 수 있도록 하는 크기이다.
[0066] 도 3b는 도 3a의 베이스 링(114)의 개략적인 평면도이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 최상면(312)은 이를 통해 배치된 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)을 포함한다. 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)은 내벽(304)과 밀봉 홈(316) 사이에 배치된다. 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)은 상부 라이너(156)의 일부분 및 인젝트 링(116)과 유체 연통하여 처리 볼륨(110)의 상부 부분으로부터 처리 가스들을 제거한다. 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 각각은 상부 챔버 배기 통로(326)를 통해 배기 모듈(165)과 각각 유체 연통한다. 상부 챔버 배기 통로(326)는 베이스 링 본체(302)를 통해 배치된 통로이다(도 3c). 상부 챔버 배기 통로(326)는 배기 모듈(165) 중 하나를 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 중 하나에 유동적으로 커플링한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 베이스 링 본체(302)의 제2 측면(308)에 부착된 2개의 배기 모듈들(165)이 있다. 2개의 배기 모듈들(165) 각각은 하부 챔버 배기 통로(164)의 대향 측면에 배치되어, 배기 모듈들(165) 각각이 평면 B의 대향 측면에 배치되어 미러링된다. 평면 B는 중심축 A, 기판 이송 통로(162)의 중심 및 하부 챔버 배기 통로(164)를 통과한다(도 3c). 평면 B는 수직으로 지향된 평면이고, 베이스 링(114)을 반으로 분할하여 베이스 링(114)이 평면 B를 가로질러 미러링되도록 한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 동일 평면 B는 인젝트 링을 참조하여 활용된다.
[0067] 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)은 각각 약 10mm 내지 약 220mm, 예를 들어, 약 20mm 내지 약 150mm의 폭(W2)을 갖는다. 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 각각의 폭 W2는 처리 볼륨(110) 내의 가스 유동의 난류를 감소시키면서 처리 볼륨(110) 내로부터의 배기가스들이 제거될 수 있게 한다.
[0068] 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 각각은 평면 B에 대하여 제1 배기 각도 α와 제2 배기 각도 β 사이에 배치된다. 제1 배기 각도 α는 평면 B에 대하여 약 5도 내지 약 45도, 예를 들어, 평면 B에 대하여 약 10도 내지 약 30도, 예를 들어, 평면 B에 대하여 약 10도 내지 약 25도의 각도이다. 제1 배기 각도 α는 상부 챔버 배기 통로(326)가 하부 챔버 배기 통로(164)와 교차하는 것을 방지할 수 있을 만큼 충분히 크다. 제2 배기 각도 β는 약 30도 내지 약 70도의 각도, 예를 들어, 약 35도 내지 약 65도의 각도, 예를 들어, 약 45도 내지 약 60도의 각도이다. 제2 배기 각도 β는 평면 B를 향하여 안쪽으로 향하는 가스 경로들의 실질적인 곡률 없이 하나 이상의 가스 인젝터들(108)에 의해 개구(310)를 가로질러 향하는 가스를 포획할 수 있을 정도로 충분히 크다. 제1 배기 각도 α와 제2 배기 각도 β 사이의 차이는 약 25도 내지 약 60도, 예를 들어, 약 30도 내지 약 50도이다. 제1 배기 각도 α와 제2 배기 각도 β 사이의 차이는 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)이 개구(310)의 원하는 원주 주위에 배치될 수 있도록 하며, 그 차이는 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)이 연장되는 베이스 링(114)의 양이다.
[0069] 도 3c는 단면선 3C-3C를 통해 취해진 도 3a의 베이스 링(114)의 개략적인 횡단 평면도이다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 상부 챔버 배기 통로들(326) 각각은 배기 모듈(165) 각각을 통해 배치된 배기 모듈 통로(328)에 유동적으로 연결된다. 배기 모듈 통로(328)는 상부 챔버 배기 통로(326)를 통해 상부 챔버 배기 통로 개구(324)와 유체 연통한다. 배기 모듈 통로(328)는, 배기 모듈 통로(328)가 배기구(330)에 노출될 때까지, 배기 모듈 통로(328)가 베이스 링 본체(302)로부터 더 연장됨에 따라 좁아진다. 배기구(330)는 배기 모듈 통로(328)의 벽을 통해 형성된 개구부이고, 처리 챔버(100)로부터 배기가스를 제거하기 위한 배기 도관(도시하지 않음)에 연결되도록 구성된다. 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)과 유사하게, 상부 챔버 배기 통로들(326)은 평면 B에 대하여 제1 배기 각도 α와 제2 배기 각도 β 사이에 배치된다.
[0070] 도 4a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 인젝트 링(116)의 개략적인 단면도이다. 인젝트 링(116)은 베이스 링(114)의 최상부에 위치하여 처리 볼륨(110)에 처리 가스들을 제공하도록 구성된다. 인젝트 링(116)은 베이스 링(114)과 별개의 구성요소이다. 인젝트 링(116)은 처리 볼륨(110)을 통한 가스의 우세한 유동이 수평 방향이 되도록 기판의 표면을 가로질러 가스를 주입하도록 구성된다. 분리 가능한 인젝트 링(116)은 챔버 본체 조립체(106)의 전체를 교체하거나 제거하지 않고 인젝트 링(116)을 쉽게 교체 및 유지할 수 있도록 한다. 이를 통해 교체 비용을 줄이고 다른 챔버 구성요소들에 미치는 영향을 최소화하면서 처리 챔버(100)를 사용하여 새로운 가스 주입 개선 사항들을 보다 쉽게 구현하도록 한다.
[0071] 인젝션 링(116)은 내면(404) 및 외면(406)을 포함한다. 내면(404)은 인젝트 링(116) 내에 배치된 개구(410) 주위에 링을 형성한다. 개구(410)는 처리 챔버(100)의 처리 볼륨(110)의 적어도 일부를 형성한다. 인젝트 링(116)은 그를 통해 배치된 하나 이상의 가스 인젝터들(108)을 포함한다. 하나 이상의 가스 인젝터들(108)은 인젝터 지지면(414)으로부터 내면(404)까지 인젝트 링 본체(402)를 통해 연장된다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 하나 이상의 가스 인젝터들(108)은 하나 이상의 인젝터 통로들(408)을 통해 배치된다. 인젝터 통로들(408) 각각은 가스 인젝터들(108) 중 하나와 같은 하나 이상의 가스 인젝터들(108) 중 하나를 수용하는 크기를 갖는다. 인젝터 통로들(408)은 인젝터 지지면(414)으로부터 내면(404)으로 연장된다. 인젝터 통로들(408)은 인젝터 통로들(408)이 인젝터 지지면(414)으로부터 내면(404)으로 이동할 때 아래쪽으로 연장된다. 아래쪽으로 연장하는 것은 인젝터 통로들(408)이 내면(404)을 향해 반경 방향 내측으로 이동함에 따라 인젝터 통로들(408)이 인젝트 링(116)의 최상면(418)으로부터 더 멀리 배치되고 인젝트 링(116)의 저면(424)에 더 가깝게 배치되어 있는 것으로 정의된다.
[0072] 내면(404)은 내면(404)의 원주의 대부분, 예를 들어, 내면(404)의 원주의 50% 초과, 예를 들어, 내면(404)의 원주의 60% 초과, 예를 들어, 내면(404)의 원주의 70% 초과의 주위에 배치된 홈(436)을 포함한다. 홈(436)은 상부 가열 요소(158)와 같은 가열 요소를 수용하도록 구성된다. 홈(436)은 인젝트 링(116)의 내면(404) 및 저면(424)의 일부로 형성되어 있는 것으로 도 4a에 도시된다. 내면(404)은 또한 그 안에 배치된 2개의 인덴트들(430)을 포함한다. 2개의 인덴트들(430)은 인젝터 통로들(408)에 대향하여 배치된다. 인덴트들(430)은 홈(436) 내에 배치되고 홈(436)보다 인젝트 링 본체(402) 내로 더 깊게 연장되어, 인덴트들(430)이 홈(436)보다 축 A로부터 더 멀리 연장된다.
[0073] 인젝터 지지면(414)은 외부 단차면(416)과 함께 인젝트 링 본체(402)의 외면(406)의 일부분이다. 인젝터 지지면(414)은 하나 이상의 가스 인젝터들(108)의 일부분을 고정하기 위한 표면을 제공함으로써 하나 이상의 가스 인젝터들(108)을 제자리에 유지하도록 구성된다. 하나 이상의 가스 출구들(178)은 내면(404)을 통해 배치되고, 처리 볼륨(110) 내에 배치된 기판(150)을 향해 아래쪽으로 기울어진다(도 1).
[0074] 인젝트 링(116)의 저면(424)은 베이스 링(114)의 최상면(312)과 접촉하도록 구성된다. 저면(424)은 외면(406)과 내면(404) 사이에서 연장되는 평탄면이다. 외부 단차면(416)은 외면(406)의 최외측 부분으로부터 인젝터 지지면(414)의 저부 원위단까지 연장된다. 인젝터 지지면(406)은 외부 단차면(416)으로부터 저면(424)에서 멀리 연장된다. 인젝터 지지면(414)은 저면(424)에 대해 비스듬하게 배치된다. 인젝터 지지면(414)의 각도는 적어도 부분적으로 인젝터 통로들(408) 및 하나 이상의 가스 인젝터들(108)의 원하는 하향 각도에 따라 달라진다. 본 명세서에 설명된 실시예들에서, 저면(424)에 대한 인젝터 지지면(414)의 각도는 약 45도 초과, 예를 들어, 약 45도 내지 약 85도, 예를 들어, 약 60도 내지 약 80도, 예를 들어, 약 70도 내지 약 80도이다. 인젝터 지지면(414)은 외부 단차면(416)으로부터 반경 방향 내측으로 연장되어, 외부 단차면(416)으로부터 가장 먼 인젝터 지지면(414)의 원위단이 내면(404)에 더 가깝다.
[0075] 인젝트 링(116)의 최상면(418)은 인젝터 지지면(414)의 상부 원위단으로부터 반경 방향 내측으로 연장된다. 최상면(418)은 수평면으로서, 최상면(418)이 저면(424)과 평행하게 연장된다. 인젝터 지지면(414)으로부터 최상면(418)의 대향 원위단은 윈도우 지지 트렌치(412)에 부착된다. 윈도우 지지 트렌치(412)는 인젝트 링(116)의 상부 표면을 따라 배치된 채널이다. 윈도우 지지 트렌치(412)는 그 안에 상부 윈도우(122)의 주변 지지부(172)를 수용하도록 구성된다. 윈도우 지지 트렌치(412)는 제1 윈도우 밀봉 홈(420) 및 제2 윈도우 밀봉 홈(422)을 포함한다. 제1 윈도우 밀봉 홈(420) 및 제2 윈도우 밀봉 홈(422) 각각은 O 링 또는 다른 밀봉 개스킷과 같은 밀봉 링을 수용하도록 구성된다. 제1 윈도우 밀봉 홈(420) 및 제2 윈도우 밀봉 홈(422) 내에 배치된 밀봉 링들은 쇼어 A 스케일에서 50 듀로미터 초과의 경도, 예를 들어, 60 듀로미터 초과의 경도, 예를 들어, 약 65 듀로미터 초과의 경도를 갖는 폴리머 또는 플라스틱일 수 있다. 제1 윈도우 밀봉 홈(420) 및 제2 윈도우 밀봉 홈(422)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 밀봉 링을 수용하고 인젝트 링(116)과 상부 윈도우(122) 사이에 밀봉이 형성될 수 있도록 하는 크기이다.
[0076] 윈도우 지지 트렌치(412)의 내부 부분은 각진 돌기(411)에 의해 형성된다. 각진 돌기(411)는 제1 윈도우 밀봉 홈(420)과 제2 윈도우 밀봉 홈(422)의 내측에 배치된다. 각진 돌기(411)는 윈도우 지지 트렌치(412)로부터 위로 연장되고 저면(408)으로부터 멀리 연장된다. 각진 돌기(411)는 각진 돌기(411)의 최내측에 배치된 윈도우 지지 트렌치(412)의 일부분과 각진 돌기(411)의 최외측의 내면(404)의 일부분을 형성한다. 각진 돌기(411)는 윈도우 지지 트렌치(412)로부터 위쪽으로 연장되면서 반경 방향 내측으로 연장된다. 각진 돌기(411)는 처리 볼륨(110)으로부터 주변 지지부(172)와 같은 상부 윈도우(122)의 일부분을 차폐한다(도 1). 처리 볼륨(110)으로부터 주변 지지부(172)를 차폐하면, 제1 윈도우 밀봉 홈(420) 및 제2 윈도우 밀봉 홈(422) 내의 밀봉들 및 주변 지지부(172)에 대한 가열 부하가 감소된다. 각진 돌기(411)는 추가적으로 지지 트렌치(412) 내에 배치된 밀봉 링들이 방사 에너지 또는 처리 가스들에 직접 노출되는 것을 방지하여서, 밀봉 링들의 리프트 및 신뢰성을 확장시킨다.
[0077] 냉각제 통로(421)는 인젝트 링 본체(402)를 통해 선택적으로 배치된다. 냉각제 통로(421)는 물이나 오일과 같은 냉각제 유체를 수용하도록 구성된다. 냉각제 통로(421)는 인젝트 링 본체(402)를 통해 배치된 부분 링이고, 인젝트 링(116)과 베이스 링(114) 양쪽 모두의 온도 제어를 보조한다.
[0078] 도 4b는 복수의 가스 인젝터들(108)을 갖는 도 4a의 인젝트 링(116)의 개략적인 평면도이다. 5개의 가스 인젝터들(108)이 도 4b에 예시되어 있다. 3개 이상의 가스 인젝터들(108), 4개 이상의 가스 인젝터들(108), 5개 이상의 가스 인젝터들(108) 또는 6개 이상의 가스 인젝터들(108)과 같은 다른 수량의 가스 인젝터들(108)도 구상된다. 가스 인젝터들(108)의 개수는 처리 가스들이 처리 볼륨(110)(도 1)으로 주입되는 구역들의 개수를 결정한다. 가스 인젝터들(108) 각각은 중심축 A와 같은 인젝트 링(116)의 중심 부분을 향하여 지향되는 가스 출구를 갖는다. 가스 인젝터들(108)은 인젝트 링(116)의 한쪽에 배치되어 처리 챔버(100) 내의 기판을 가로지르는 교차 유동을 가능하게 한다. 일군의 가스 인젝터들(108)은 평면 B를 중심으로 한다. 평면 B는 베이스 링(114)을 통과하는 동일한 평면 B이다. 평면 B는 중심축 A를 통해 배치되고 평면 D에 수직이다. 가스 인젝터들(108) 각각은 그 안에 배치된 복수의 개별 처리 가스 통로들을 가질 수 있다(도 5a 내지 도 6b). 5개의 가스 인젝터들(108)이 활용되는 실시예에서, 중앙 가스 인젝터(432a)는 내부 가스 주입 구역을 형성하고, 2개의 최외측 가스 인젝터들(432c)은 외부 가스 주입 구역을 형성하며, 중앙 가스 인젝터(432a)와 최외측 가스 인젝터들(432c) 사이의 2개의 중간 가스 인젝터들(432b)은 중간 가스 주입 구역을 형성한다. 평면 B는 중앙 가스 인젝터(432a)를 통해 배치된다. 2개의 중간 가스 인젝터들(432b)은 평면 B를 가로질러 미러링된다. 유사하게, 2개의 최외측 가스 인젝터들(432c)은 평면 B를 가로질러 미러링된다. 인젝터 통로들(408) 각각은 이를 통해 배치된 가스 인젝터(108)를 갖는다. 인젝터 통로들(408)의 개수는 가스 인젝터(108)의 개수와 동일하다.
[0079] 인젝터 통로들(408) 각각은 인젝터 통로 폭 W3을 갖는다. 인젝터 통로들(408) 각각의 인젝터 통로 폭 W3은 동일한 것으로 도시되어 있다. 대안적인 실시예들에서, 인젝터 통로 폭 W3은 인젝터 통로들(408)이 중앙 가스 인젝터(432a)로부터 최외측 가스 인젝터들(432c)까지 외측으로 연장됨에 따라 달라진다. 일부 실시예들에서, 최외측 가스 인젝터들(432c)이 연장되는 인젝터 통로들(408)의 인젝터 통로 폭 W3은 중간 가스 인젝터들(432b)이 연장되는 인젝터 통로들(408)의 인젝터 통로 폭 W3보다 크다. 중간 가스 인젝터들(432b)이 연장되는 인젝터 통로들(408)은 중앙 가스 인젝터(432a)가 연장되는 인젝터 통로(408)의 인젝터 통로 폭 W3보다 더 큰 인젝트 통로 폭 W3을 갖는다.
[0080] 대안적으로, 중앙 가스 인젝터(432a)가 배치되는 인젝터 통로(408)로부터 바깥쪽으로 인젝터 통로들(408)이 연장됨에 따라, 인젝터 통로 폭들 W3이 감소된다. 본 실시예에서, 최외측 가스 인젝터들(432c)이 연장되는 인젝터 통로들(408)의 인젝터 통로 폭 W3은 중간 가스 인젝터들(432b)이 연장되는 인젝터 통로들(408)의 인젝터 통로 폭 W3보다 작다. 중간 가스 인젝터들(432b)이 연장되는 인젝터 통로(408)의 인젝트 통로 폭 W3은 중앙 가스 인젝터(432a)가 연장되는 인젝터 통로(408)의 인젝터 통로 폭 W3보다 작다.
[0081] 인젝터 통로(408) 각각은 평면 B에 대해 인젝터 각도 γ로 배치된다. 인젝터 각도 γ는 평면 B에 대해 취해지지만, 제1 배기 각도 α 및 제2 배기 각도 β에 대해 평면 D의 대향 측면 상에 취해진다. 인젝터 각도 γ는 약 90도 미만, 예를 들어, 평면 B로부터 약 70도 미만, 예를 들어, 평면 B로부터 약 65도 미만, 예를 들어, 평면 B로부터 약 60도 미만이다. 인젝터 각도 γ는 제2 배기 각도 β의 10도 이내로 구성되고, 인젝터 각도 γ와 제2 배기 각도 β 사이의 차이가 약 -10도 내지 약 10도, 예를 들어, 약 -5도 내지 약 5도, 예를 들어, 약 0도가 되도록 구성된다. 인젝터 각도 γ 및 제2 배기 각도 β는, 가스들이 배기됨에 따라 가스 인젝터들(108)에 의해 처리 볼륨(110)으로 주입되는 가스들의 편향을 감소시키기 위해 유사하다. 가스들의 편향은 필름 증착에서 불균일성을 유발시킬 수 있다.
[0082] 인젝트 링(116)은 인젝터 통로들(408)에 대향하는 내면(404) 내에 인덴트들(430)을 포함한다. 인덴트들(430)은 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)(도 3b)에 대응한다. 인덴트들(430)은 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324) 위에 배치되어, 인덴트들(430)이 베이스 링(114)의 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로들(326)의 제1 부분으로서 기능하도록 한다(도 4a). 본 명세서에 설명된 실시예에서는, 2개의 상부 챔버 배기 통로들(326)에 대응하는 2개의 인덴트들(430)이 있다. 2개의 인덴트들(430)은 인젝터 통로들(408)로부터 개구(410)의 대향 측면에 배치된다. 2개의 인덴트들(430)은 인젝트 링(116)을 통과하는 평면 D의 일측에 배치되는 반면, 인젝터 통로들(408)은 평면 D의 대향 측면에 배치된다. 2개의 인덴트들(430)은 중앙 가스 인젝터(432a)가 배치되는 인젝터 통로(408)를 가로질러 인젝트 링(116)의 중심으로부터 오프셋된다. 인덴트들(430) 중 어느 것도 평면 B를 통해 배치되지 않는다. 인덴트들(430)은 평면 B를 가로질러 미러링된다. 전술한 바와 같이, 2개의 인덴트들(430)을 오프셋하는 것은, 가스가 가스 인젝터들(108)로부터 처리 볼륨(110)을 가로질러 상부 챔버 배기 통로들(326)로 유동할 때, 가스의 내부 수렴을 방지한다(도 1).
[0083] 본 명세서에 기재된 바와 같이, 인덴트들(430)은 크기 및 형상이 하나 이상의 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)과 유사하다. 인덴트들(430) 각각은 약 0mm 내지 약 220mm, 예를 들어, 약 10mm 내지 약 150mm의 폭 W4를 갖는다. 폭 W4는 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)의 폭 W2에 대응한다(도 3b). 폭 W4는 기판(150) 상에 주로 층상 가스 유동 및 균일한 증착을 허용하기 위해 처리 볼륨(110) 내에서 가스 유동의 중단을 감소시키도록 구성된다. 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)과 유사하게, 인덴트들(430)은 평면 B에 대하여 제1 배기 각도 α와 제2 배기 각도 β 사이에 배치된다.
[0084] 인젝트 링 본체(402)는 인젝트 링(116)을 형성하고, 강철, 알루미늄, 구리, 니켈 또는 금속 합금과 같은 금속 재료로 형성된다. 일부 실시예들에서, 인젝트 링 본체(402)는 실리콘 카바이드 재료 또는 도핑된 실리콘 카바이드 재료로 제조될 수 있다.
[0085] 도 5a는 본 개시내용의 이 실시예에 따른 가스 인젝터(108)의 개략적인 등축도(isometric view)이다. 가스 인젝터(108)는 인젝터 베이스 본체(502) 및 인젝터 인서트(500)를 포함한다. 인젝터 인서트(500)는 인젝터 베이스 본체(502)에 연결되고, 인젝터 통로들(408) 중 하나에 피팅되도록 구성된다(도 4a). 인젝터 베이스 본체(502)는 인젝터 지지면(414) 상에 놓이고, 인젝터 인서트(500)를 인젝터 통로(408) 중 하나 내에서 제 위치에 고정하도록 구성된다. 가스 인젝터(108)는 인젝터(108) 내에 복수의 가스 경로들을 생성하고, 인젝터 베이스 본체(502)에 대향하는 인젝터 인서트(500)의 원위단에 배치된 가스 출구(178)를 떠나는 가스 시트를 제공하도록 구성된다.
[0086] 인젝터 인서트(500) 및 인젝터 베이스 본체(502) 양쪽 모두는 처리 가스들에 대한 반응성이 낮고 내구성이 높으며 열전도율이 높은 재료로 형성된다. 인젝터 베이스 본체(502) 및 인젝터 인서트(500)의 형성에 적합한 재료들은 실리콘 카바이드, 니켈, 스테인리스 스틸, 알루미늄 및 석영을 포함한다.
[0087] 인젝터 인서트(500)는 인젝터 베이스 본체(502)의 후면(506)으로부터 연장된다. 후면(506)은 가스 인젝터(108)를 인젝터 지지면(414)에 고정하기 위한 장착면으로 작용된다. 후면(506)은 인젝터 인서트(500)의 베이스(501) 주위에 배치된 평탄면이다. 인젝터 인서트(500)는 외면(504) 및 주입면(510)을 포함한다. 가스 출구(178)는 주입면(510)을 통해 배치된다. 주입면(510)은 베이스(501) 및 인젝터 베이스(502)에 대향하는 인젝터 인서트(500)의 원위단에 배치된다. 인젝터 인서트(500)의 외면(504)은 인젝터 통로들(408) 중 하나의 내부에 피팅되도록 구성된다. 인젝터 인서트(500)의 외면(504)과 주입면(inject surface)(510)의 단면은 스타디움 형상 또는 타원형이다. 일부 실시예들에서, 외면(504) 및 주입면(510)의 단면은 장방형, 평행사변형 또는 사다리꼴과 같은 타원형 또는 사변형이다. 외면(504) 및 주입면(510)의 단면에 대한 다른 형상들이 또한 구상되고 효과적일 수 있다.
[0088] 인젝터 인서트(500)의 가스 출구(178)는 배출구(508)로부터 형성된다. 배출구(508)는 인젝터 인서트(500)의 외면(504)을 통해 배치된다. 배출구(508)는 기판(150)의 최상면을 가로질러 지향되는 가스의 시트를 형성하기 위해 배출구(508)를 통해 유도되는(driven) 가스를 분배하도록 형상화된다.
[0089] 도 5b는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 5a의 가스 인젝터(108)의 단면선 5B-5B를 통해 취해진 개략적인 예시 단면도이다. 인젝트 베이스 본체(502)는 전면(512)을 포함한다. 전면(512)은 후면(506)에 대향하는 인젝트 베이스 본체(502)의 측면이다. 전면(512)은 하나 이상의 가스 연결부들 및 하나 이상의 전기 연결부들을 수용하도록 구성된다. 하나 이상의 가스 연결부들은 제1 처리 가스 공급원(174) 및/또는 제2 처리 가스 공급원(176) 중 하나일 수 있다. 하나 이상의 전기 연결부들은 도시되지는 않았지만, 가스 인젝터(108) 내에 배치된 히터에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.
[0090] 가스 도입 통로(514)는 전면(512)을 통해 배치된다. 가스 도입 통로(514)는 단일 가스 통로이며 전면(512)에 커플링된 가스 라인으로부터 인젝터 인서트(500) 내에 배치된 확산 통로(516)로 처리 가스를 전달하도록 구성된다. 확산 통로(516)는 가스 스트림을 가스 도입 통로(514)로부터 복수의 가스 스트림들로 분할한다. 복수의 가스 스트림들로의 가스의 확산은 점진적이거나 급격할 수 있으며, 일부 실시예들에서, 단일 가스 도입 통로(514)는 동시에 3개 이상의 통로들로 분할될 수 있게 되는 반면, 다른 실시예에서는, 단일 가스 도입 통로(514)는 2개의 가스 통로들로 분할되고, 이들은 4개의 가스 통로들로 분할되며, 이들은 8개의 가스 통로들로 분할되게 된다(도 5c).
[0091] 따라서, 확산 통로(516)는 가스 경로들의 가스 분배 네트워크 또는 가스 분배 트리이다. 도 5c에 도시된 바와 같이, 확산 통로(516) 내에서의 가스의 점진적인 분할은 각각의 가스 통로 내의 가스 압력이 유동 방향에 걸쳐 균등화될 수 있고, 그에 따라 복수의 개별 경로들(552a-h)에 걸쳐 확산 통로(516) 내에서의 가스 분배의 균일성을 향상시킨다(도 5c). 확산 통로(516)의 상이한 구성들은 경로들(552a-h) 각각에 걸친 가스 분배를 변경하기 위해 활용된다. 도 5c에 묘사된 예에서, 확산 통로(516)는 가스 도입 통로로부터 확산 통로(516)의 2개의 암(arm)들로 연장되는 제1 스플릿(540)을 포함한다. 확산 통로(516)가 제1 스플릿(540)에서 2개의 암들로 분할된 후, 2개의 암들 각각은 2개의 제2 스플릿들(542a, 542b)에서 2개의 추가적인 암들로 분할된다. 2개의 제2 스플릿들(542a, 542b)에서 스플릿된 후에, 배출구(508)를 향해 연장되는 총 4개의 암들이 있다. 그런 다음, 4개의 암들 각각은 4개의 제3 스플릿들(550a, 550b, 550c, 550d)에서 2개의 추가적인 암들로 분할된다. 4개의 제3 스플릿들(550a, 550b, 550c, 550d)에서 분할된 후, 배출구(508)를 향해 연장되는 총 8개의 암들이 있다. 일부 실시예들에서, 제1 스플릿(540), 제2 스플릿들(542a, 542b) 또는 제3 스플릿들(550a, 550b, 550c, 550d) 각각은 대안적으로 2개의 추가적인 암들 대신 3개 또는 4개의 추가적인 암들로 분할될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 제2 스플릿들(542a, 542b) 또는 제3 스플릿들(550a, 550b, 550c, 550d) 중 하나가 활용되지 않을 수 있고, 따라서 두 세트의 스플릿들 또는 단일 세트의 스플릿들만 존재할 수 있다.
[0092] 개별 경로들(552a-h)은 다른 경로들(552a-h)에 비해 일부 경로들(552a-h)을 통해 더 큰 가스 유동을 제공하도록 구성될 수 있다. 인젝터 인서트(500)의 크기 및 개별 가스 경로들(552a-h)의 개수는 또한 인젝터 인서트(500)의 상이한 구성들 및 상이한 처리들에 대해 조정된다. 확산 통로(516)에 의해 형성되는 4개 내지 16개의 경로들, 예를 들어, 4개 내지 12개의 경로들, 예를 들어, 6개 내지 10개의 경로들, 예를 들어, 8개의 경로들이 있다. 확산 통로(516) 내에서의 각각의 경로(552a-h)의 단면 크기는 원하는 유량, 유속, 유압 및/또는 주어진 처리에 필요한 가스들의 유형들에 따라 선택된다.
[0093] 가스 인젝터들(108)의 사용은 가동 중단 시간이 거의 없고 생산 비용이 상당히 감소된 처리 챔버들 내에서 새로운 주입 통로 설계들이 신속하고 저렴하게 테스트될 수 있다는 장점이 있다. 새로운 주입 경로 설계들은 인젝트 링(116) 또는 베이스 링(114)과 같은 처리 챔버(100) 내에서 다른 구성요소들의 분해 또는 교체없이 하나 이상의 가스 인젝터들(108)을 교체하여 테스트될 수 있다. 따라서, 가스 인젝터들(108)은 새로운 확산 통로(516) 및 인젝터 인서트(500) 디자인들의 신속한 적응을 가능하게 한다. 상이한 가스 인젝터들(108)은 기판(150)의 상이한 부분들에 처리 가스들을 분배하기 위해 이용될 수도 있다. 가스 인젝터들의 전체 길이는 약 75mm 내지 약 150mm, 예를 들어, 약 80mm 내지 약 120mm, 예를 들어, 약 100mm일 수 있다. 상이한 가스 인젝터(108) 길이들은 상이한 이유들로 활용되어, 기판의 에지들로의 가스들의 전달이 기판의 중심으로의 가스들의 전달과 관련하여 바이어싱될(biased) 수 있다.
[0094] 확산 통로(516)의 경로들(552a-h) 각각은 제1 플레넘(518)으로 개방된다. 제1 플레넘(518)은 도입 통로(514)에 대향하는 확산 통로(516)의 원위단에 배치된 볼륨이다. 제1 플레넘(518)은 확산 통로(516)의 경로들(552a-h) 각각의 원위단에 있는 단일 볼륨이다. 제1 플레넘(518)은 개별 경로(552a-h) 중 하나를 통해 이동하는 각각의 가스 스트림 사이의 압력 및 유속이 적어도 부분적으로 균등화되는 것을 가능하게 한다. 제1 플레넘(518) 내에서 압력을 균등화하는 것은, 배압(backpressure)이 제1 플레넘(518) 내에 생성되고 가스 스트림들 내의 가스들이 혼합됨에 따라, 경로들(551a-h) 각각의 사이의 유량이 적어도 부분적으로 균등화되도록 한다. 제1 플레넘(518)은 개별 경로들(552a-h) 각각의 사이의 압력을 부분적으로 균등화하도록 구성된다. 제1 플레넘(518) 내의 가스 스트림들의 확산량은 확산 통로(516)의 원위단과 확산 통로(516)에 가장 가까운 핀 어레이(520)의 원위단 사이의 제1 플레넘(518)의 길이 L1에 의해 제어된다. 제1 플레넘(518)은 약 3mm 내지 약 12mm, 예를 들어, 약 3mm 내지 약 10mm의 길이 L1을 갖는다.
[0095] 핀 어레이(520)는 인젝터 인서트(500)의 저면(503)과 최상면(505) 사이에 배치된 복수의 핀(fin)들(521)을 포함한다. 복수의 핀들(521)은 복수의 경로 연장부들(534)을 형성하도록 분배된다. 경로 연장부들(534)은 인젝터 인서트(500)의 내벽과 핀들(521) 중 하나 또는 2개의 인접한 핀들(521) 사이에 형성된다. 본 명세서에 설명된 실시예들에서는, 3 내지 14개의 핀들(521), 예를 들어, 4 내지 12개의 핀들(521), 예를 들어, 6 내지 8개의 핀들(521)이 있다. 핀들은 경로 연장부(534)를 형성하여, 4개 내지 16개의 경로 연장부들(534), 예를 들어, 6개 내지 12개의 경로 연장부들(534), 예를 들어, 8개의 경로 연장부들(534)이 존재하도록 한다. 본 명세서에 설명된 실시예들에서는, 경로들(552a-h)과 동일한 개수의 경로 연장부들(534)이 있으므로, 가스 스트림들이 중단되지 않고 제1 플레넘(518)을 통과한 후에도 계속된다. 핀 어레이(fin array)(520) 내의 핀들(521) 각각은 상이한 방향으로 개별적으로 지향된다. 도 5c에 묘사된 예에서, 핀들(521)은 부채꼴 배열을 갖고, 인젝트 링(116)의 중심선 E로부터 증가하는 각도로 지향된다. 중심선 E로부터 더 멀리 배치된 각각의 핀(521)은 중심선 E에 대해 더 큰 각도로 지향된다(도 5c). 중심선 E의 핀은 중심선 E와 선형으로 정렬된다.
[0096] 핀 어레이(520)는 인젝터 인서트(500)의 길이 L2에 걸쳐 배치된다. 핀 어레이(520)의 길이 L2는 유동 벡터 및 가스 스트림들 각각의 분배를 결정하는 것을 보조한다. 더 긴 길이들 L2는 가스 스트림들의 속도를 감소시키고, 제1 플레넘(518) 내의 배압을 증가시킨다. 감소된 길이들 L2는 적절한 배압 축적 또는 가스 혼합을 허용하지 않는다. 핀 어레이(520)의 길이 L2는 약 15mm 내지 약 50mm, 예를 들어, 약 20mm 내지 약 40mm이다. 일부 실시예들에서, 길이 L2는 인젝터 인서트(500)의 전체 폭 W5의 약 25% 내지 약 50%이다.
[0097] 핀 어레이(520)의 바로 하류에는 제2 플레넘(522)이 있다. 제2 플레넘(522)은 제1 플레넘(520)과 대향하는 핀 어레이(520)의 원위단에 배치된 볼륨이다. 제2 플레넘(522)은 핀 어레이(520)의 경로 연장부(534) 각각의 원위단에 있는 단일 볼륨이다. 제2 플레넘(522)은 개별 경로 연장부들(534) 중 하나를 통해 이동하는 각각의 가스 스트림 사이의 압력 및 유속들이 적어도 부분적으로 균등화되는 것을 가능하게 한다. 제2 플레넘(522) 내의 압력을 균등화하는 것은 경로 연장부들(534) 각각의 사이의 유량이 적어도 부분적으로 균등화될 수 있다. 제2 플레넘(522) 내에서 배압이 생성되고 가스 스트림들 내의 가스들이 혼합된다. 제2 플레넘(522)은 경로 연장부들(534) 각각의 사이에서 압력을 부분적으로 균등화하도록 구성된다. 제2 플레넘(522) 내에서의 가스 스트림들의 확산량 및 배압의 축적(buildup)은 핀 어레이(520)의 원위단과 제2 플레넘(522)에 가장 가까운 배플 어레이(524)의 원위단 사이의 제2 플레넘(522)의 길이 L3에 의해 부분적으로 제어된다. 제2 플레넘(522)은 약 3mm 내지 약 12mm, 예를 들어, 약 3mm 내지 약 10mm의 길이 L3을 갖는다.
[0098] 배플 어레이(baffle array)(524)는 복수의 배플들(535)로 형성된다(도 5C). 배플 어레이(524)의 배플들(535)은 복수의 경로 출구들(536)을 형성한다. 경로 출구들(535)은 경로들(552a-h) 각각과 경로 연장부들(534)의 추가적인 연장부이다. 경로 출구들(535)은 제2 플레넘(522)에 인접한 좁은 경로들이며, 경로 출구(535)가 제2 플레넘(522)으로부터 멀어지고 제3 플레넘(526)을 향해 연장됨에 따라 넓어진다. 복수의 배플들(535)은 제2 플레넘(522)에 인접한 표면이 제3 플레넘(526)에 인접한 표면보다 가스 유동의 방향에 걸쳐 더 넓게 형상화된다. 일부 실시예들에서, 배플들(535) 각각은 이등변 사다리꼴과 같은 형태의 사다리꼴이다. 배플들(535)의 다른 형상들도 고려된다. 본 명세서에 설명된 실시예들에서, 배플 어레이(524) 내에는 3개 내지 14개의 배플들(535), 예를 들어, 4개 내지 12개의 배플들, 예를 들어, 5개 내지 10개의 배플들, 예를 들어, 6개 내지 8개의 배플들이 있다.
[0099] 배플들(535) 각각의 형상 및 방향은 제2 플레넘(522) 내에 배압을 생성함으로써, 제2 플레넘(522)을 통과하는 가스 스트림 각각의 사이의 압력을 균등화하는 것을 보조한다. 제2 플레넘(522) 내의 배압은 인젝터 인서트(500)를 통한 가스 유동을 늦추고, 경로 출구들(536)을 통한 균일한 가스 스트림들을 생성하는 것을 보조한다. 경로 출구들(536) 각각의 폭의 확장은 제3 플레넘(536)을 채우기 위해 각각의 가스 스트림의 확장을 촉진한다. 따라서, 배플 어레이(524)는 제3 플레넘(526)의 폭을 가로질러 배치된 처리 가스의 커튼을 생성하는 것을 보조한다. 처리 가스의 커튼(curtain)은 제3 플레넘(526)의 폭 전체에 걸쳐 처리 가스들의 유량 및 농도가 동일한 거의 균일한 커튼이 되도록 구성된다.
[00100] 배플 어레이(524)는 인젝터 인서트(500)의 길이 L4에 걸쳐 배치된다. 배플 어레이(524)의 길이 L4는 가스 스트림들의 팽창율, 제2 플레넘(522) 내의 배압, 및 가스 혼합율를 결정하는 것을 보조한다. 배플 어레이(524)의 길이 L4는 핀 어레이(520)의 길이 L2의 약 25% 내지 약 50%, 예를 들어, 길이 L2의 약 30% 내지 약 40%, 예를 들어, 길이 L2의 약 30% 내지 약 35%이다.
[00101] 제3 플레넘(526)은 배플 어레이(524)와 배출구(508) 사이에 배치된다. 제3 플레넘(526)은 인젝터 인서트(500)의 벽들 내에 형성된 개방 영역이다. 제3 플레넘(526)은 배플 어레이(524)로부터 유출된 가스 스트림들이 혼합되어 처리 가스의 연속적인 시트로 병합되게 하도록 구성된다. 그런 다음, 처리 가스의 시트는 배출구(508)를 통해 처리 볼륨(110)으로 방출된다.
[00102] 도 5c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 5a의 가스 인젝터(108)의 단면선 5C-5C를 통해 취해진 개략적인 횡단 평면도 예시이다. 도 5c는, 위에서 논의된 바와 같이, 인젝터 인서트(500)를 통한 분배 시스템(515)을 더 명확하게 예시한다. 분배 시스템(515)은 가스 도입 통로(514), 확산 통로, 제1 플레넘(518), 핀 어레이(520), 제2 플레넘(522), 배플 어레이(524), 제3 플레넘(536) 및 이들로부터 형성된 통로들을 포함한다.
[00103] 인젝터 인서트(500)의 대향하는 측면들에는 하나 이상의 가열 요소들(530)이 배치된다. 가열 요소들(530)은 인젝터 인서트(500)의 적어도 일부분을 통해 그리고 확산 통로(516) 주위에 배치된다. 본 명세서에 설명된 가열 요소들(530)은 인젝터 베이스 본체(502)의 전면(512)을 통해 배치된 하나 이상의 개구들(528)을 통해 인젝터 인서트(500) 내로 삽입된다. 가열 요소들(530)은 저항성 가열 요소 또는 방사성 가열 요소 중 하나일 수 있다. 도 5c에 도시된 가열 요소들(530)은 카트리지 히터들이고 히터 캐비티(531) 내부에 배치된다. 도 5a 내지 도 5c의 실시예에서는, 히터 공동들(531) 각각에 배치된 단일 가열 요소(530)를 갖는 2개의 히터 공동들(531)이 있다.
[00104] 가스 인젝터들(108) 각각의 내에 배치된 가열 요소들(530)은 처리 볼륨(110)으로 유입되는 가스 혼합물 또는 처리 가스들의 예열을 가능하게 한다(도 1). 인젝트 링(116) 및 베이스 본체(114)와 같은 처리 챔버(100)의 다른 구성요소들과는 별도로 가열되는 가스 인젝터들(108)은 가스 인젝터들(108)을 통해 유동되는 가스들의 더욱 제어된 가열을 가능하게 한다. 가스들은 본 명세서에 설명된 가열 요소들(530)을 사용하여 처리 볼륨에 들어가기 직전에 원하는 처리 온도로 가열될 수 있다. 가스 인젝터들(108)을 가열하는 것은 일반적으로 디클로로실란 또는 트리클로로실란과 같이, 가스 인젝터들(108)을 통해 안정성 또는 비반응성인 전구체를 유동시킬 때 활용된다. 가열 요소들(530)은 가스 인젝터들(108) 및 가스 인젝터들(108)을 통해 유동되는 가스를 약 400℃ 미만의 온도, 예를 들어, 약 100℃ 내지 약 400℃의 온도, 예를 들어, 약 150℃ 내지 약 300℃의 온도, 예를 들어, 약 200℃ 내지 약 300℃의 온도로 가열하도록 구성된다. 가스 인젝터들(108) 각각의 개별 가열은 추가로, 각각의 개별 가스 인젝터(108)를 통해 유동된 처리 가스가 제어되어서, 가스 인젝터들(108) 중 하나 이상을 통해 유동된 처리 가스들이 인젝터들(108) 중 다른 인젝터를 통해 유동된 처리 가스들과는 상이한 온도로 가열되는 것을 가능하게 한다. 가열 요소들(530)은 기판 위로 유동되기 전에 가스가 미숙하게 소비되지 않고 가스를 예열할 수 있게 한다.
[00105] 도 5d는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 측면에서 본 도 5a의 가스 인젝터(108)의 개략적인 측면도이다. 가스 인젝터(108)는 인젝트 베이스 본체(502)의 전면(512)을 향하는 것으로 도시되어 있다. 전면(512)을 통해 배치되는 것은 가스 도입 통로(514), 가열 요소들(530)을 위한 하나 이상의 개구들(528) 및 하나 이상의 장착 패스너(mounting fastener)들(507)이다. 가스 도입 통로(514)는 개구들(528) 사이에 배치되어, 가스 도입 통로(514)가 개구들(528) 사이의 중앙에 위치되도록 한다. 2개의 개구들(528)이 도시되어 있고, 가열 요소(530)는 개구들(528) 각각의 내부에 배치되어 있다. 개구들(528) 각각과 가스 도입 통로(514)는 인젝터 인서트(500)의 외면(504)의 내측에 배치된다.
[00106] 하나 이상의 장착 패스너들(507)은 가스 인젝터(108)를 인젝트 링(116)에 장착하고 가스 인젝터(108)를 제자리에 고정하는 데 사용된다. 하나 이상의 장착 패스너들(507)은 후크(hook), 걸쇠(clasp), 고정 핀(securing pin), 래치(latch), 나사 또는 볼트를 포함할 수 있다. 다른 패스너 유형들이 또한 고려된다. 하나 이상의 장착 패스너들(507)은 인젝트 베이스 본체(502)를 통해 배치된다. 하나 이상의 장착 패스너들(507)은 적어도 전면(512)을 통해 배치된다. 본 명세서에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 장착 패스너들(507)은 2개의 장착 패스너들(507)이다. 2개의 장착 패스너들(507)은 인젝트 베이스 본체(502)의 대향 측면들과 가스 도입 통로(514)의 대향 측면들에 배치된다. 2개의 장착 패스너들(507)은 인젝트 베이스 본체(502)를 통해 배치된 개구들(528)의 외측에 배치된다.
[00107] 일부 실시예들에서, 추가적으로 가열 요소들(530) 또는 장착 패스너들(507)이 활용된다. 전면(512)을 통해 배치된 개구들(528)은 가열 요소들(530)이 전원(도시하지 않음)에 독립적으로 커플링될 수 있게 한다. 가스 도입 통로(514)는 제1 처리 가스 공급원(174) 또는 제2 처리 가스 공급원(176) 중 하나와 같은 가스 공급원이 유동적으로 커플링되어 처리 가스를 확산 통로(516)에 공급할 수 있게 한다.
[00108] 도 5e는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제2 측면에서 본 도 5a의 가스 인젝터(108)의 개략적인 측면도이다. 가스 인젝터(108)는 인젝터 인서트(500)의 주입면(510)을 향하는 것으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 배출구(508)는 주입면(510) 내에 배치된다. 하나 이상의 장착 패스너들(507)은 인젝터 베이스 본체(502)를 통해 추가로 배치된다.
[00109] 주입면(510)의 높이 H3과 이에 따라 인젝터 인서트(500)의 높이는 약 5mm 내지 약 12mm, 예를 들어, 약 6mm 내지 약 11mm, 예를 들어, 약 7mm 내지 약 10mm이다. 높이 H3은 인젝터 통로들(408)의 높이와 유사하고, 인젝터 인서트(500)가 인젝터 통로들(408) 내로 삽입될 수 있게 한다. 주입면(510)의 폭 W5와 이에 따라 인젝터 인서트(500)의 폭은 약 50mm 내지 약 100mm, 예를 들어, 약 60mm 내지 약 90mm, 예를 들어, 약 70mm 내지 약 90mm이다. 폭 W5는 인젝터 통로들(408)의 폭과 유사하고, 인젝터 인서트(500)가 인젝터 통로들(408) 내로 삽입될 수 있게 한다. 폭 W5는 처리 챔버(100)에서 활용되는 가스 인젝터들(108)의 개수를 추가로 결정한다. 주입면(500)의 폭 W5에 대한 높이 H3의 비율은 약 1:15 내지 약 1:5, 예를 들어, 약 1:12 내지 약 1:8, 예를 들어, 약 1:10이다. 폭 W5에 대한 높이 H3의 비율은 인젝터 인서트(500)를 떠나는 가스의 균일한 시트의 형성을 보조한다.
[00110] 가스 인젝터(108)의 배출구(508)는 약 50mm 내지 약 100mm, 예를 들어, 약 70mm 내지 약 90mm의 폭 W6을 포함한다. 배출구(508)의 폭 W6은 단일 가스 인젝터(108)로부터의 가스 분배를 제어하도록 구성된다. 폭 W6은 더 적은 가스 인젝터들(108)이 활용될 때 더 넓어질 수 있거나, 더 많은 가스 인젝터들(108)이 활용될 때 더 좁아질 수 있다. 배출구(508)의 높이 H4는 약 2mm 내지 약 8mm, 예를 들어, 약 3mm 내지 약 7mm, 예를 들어, 약 3mm 내지 약 6mm이다. 배출구(508)의 높이 H4는 분배 시스템(515)의 나머지 부분의 높이와 동등하다. 일부 실시예들에서, 높이 H4는 분배 시스템(515) 전체에 걸쳐 변화한다.
[00111] 도 6a는 본 개시내용의 제2 실시예에 따른 가스 인젝터(108)의 다른 실시예의 개략적인 등축도이다. 도 6a 및 도 6b의 가스 인젝터(108)는 가스 인젝터(108)와 유사하지만, 인젝터 인서트(500)가 다층(multi-tiered) 인젝터 인서트(600)로 대체된다. 다층 인젝터 인서트(600)는 도 5a 내지 도 5c의 인젝터 인서트(500)와 유사하지만, 제1 가스 유동 시트가 제2 가스 유동 시트 아래에 배치되도록 2개의 가스 유동층들을 갖는다. 인젝터 인서트(600)는 2개의 분배 시스템(515)을 포함하고, 제1 분배 시스템(515)은 본 명세서에 설명된 바와 같이 제2 분배 시스템(515)의 상부에 적층된다.
[00112] 도 6a 및 도 6b의 가스 인젝터(108)는 인젝터 베이스 본체(502) 및 다층 인젝터 인서트(600)를 포함한다. 다층 인젝터 인서트(600)는 인젝터 베이스 본체(502)에 연결되고, 도 5a 내지 도 5c의 인젝터 인서트(500)와 유사한 방식으로 인젝터 통로들(408)(도 4a) 중 하나에 피팅되도록 구성된다. 인젝터 인서트(600)를 갖는 각각의 가스 인젝터(108)는 가스 출구(178) 내에 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b)를 포함하여, 인젝터 베이스 본체(502)에 대향하는 다층 인젝터 인서트(600)의 원위단에 배치되는 2개의 개별적이고 별개인 가스 출구들이 존재하도록 한다. 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b) 각각에는 제1 처리 가스 공급원(174) 및 제2 처리 가스 공급원(176)과 같은 별개의 처리 가스원들로부터 별개의 처리 가스들이 공급된다.
[00113] 다층 인젝터 인서트(600) 및 인젝터 베이스 본체(502) 양쪽 모두는 처리 가스들에 대한 반응성이 낮고 내구성이 높으며 열전도율이 높은 재료로 형성된다. 인젝터 베이스 본체(502) 및 다층 인젝터 인서트(600)의 형성에 적합한 재료들은 실리콘 카바이드, 니켈, 스테인리스 스틸, 알루미늄 및 석영을 포함한다.
[00114] 다층 인젝터 인서트(600)는 인젝터 베이스 본체(502)의 후면(506)으로부터 연장된다. 다층 인젝터 인서트(600)는 외면(604) 및 주입면(610)을 포함한다. 가스 출구(178)는 주입면(610)을 통해 배치된다. 주입면(610)은 다층 인젝터 인서트(600)의 베이스(601) 및 인젝터 베이스(502)에 대향하는 다층 인젝터 인서트(600)의 원위단에 배치된다. 다층 인젝터 인서트(600)의 외면(604)은 인젝터 통로들(408) 중 하나의 내부에 피팅되도록 구성된다. 다층 인젝터 인서트(600)의 외면(604)과 주입면(610)의 단면은 스타디움 형상 또는 타원형이다. 일부 실시예들에서, 외면(604) 및 주입면(610)의 단면은 장방형, 평행사변형 또는 사다리꼴과 같은 타원형 또는 사변형이다. 외면(604) 및 주입면(610)의 단면에 대해 다른 형상들이 또한 구상되고 효과적일 수 있다. 다층 인젝터 인서트(600)는 외면(604)의 최상면(605) 및 저면(603)을 포함한다. 최상면(605) 및 저면(603)은 최상면(505) 및 저면(503)과 유사하다.
[00115] 인젝터 인서트(600)의 가스 출구(178)는 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b)를 포함한다. 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b)는 다층 인젝터 인서트(600)의 외면(604)을 통해 배치된다. 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b) 각각은 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b)를 통해 유도되는 가스를 분배하여 기판의 표면을 가로질러 2개의 가스 시트들을 형성하도록 형상화된다. 도 6a 및 도 6b의 실시예에서, 제1 배출구(608a)는 제2 배출구(608b) 아래에 배치된다. 제1 배출구(608a)는 제2 배출구(608b)와 평행하게 배치된다. 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b) 각각은 별개의 가스 커튼들 또는 시트들을 제공하도록 구성된다.
[00116] 각각의 별개의 가스 시트는 서로 평행하게 분배될 수 있고 처리 볼륨(110)에 들어간 후에만 혼합될 수 있다(도 1). 가스 시트들 각각의 경로들은 인젝터 인서트(600)를 통해 유동되면서 분리된다. 일부 실시예들에서, 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b) 중 하나 또는 양쪽 모두는 제1 배출구(608a) 또는 제2 배출구(608b)를 떠나는 가스를 대향하는 배출구(608a, 608b)를 떠나는 가스 스트림을 향하여 지향하도록 배치된다. 이것은 배출구들(608a, 608b)을 떠나는 처리 가스의 2개의 커튼들 사이의 가스 혼합을 향상시킬 수 있다.
[00117] 도 6b는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 6a의 가스 인젝터(108)의 단면선 6B-6B를 통해 취해진 개략적인 예시 단면도이다. 본 명세서에 설명된 실시예에서는, 제1 가스 도입 통로(614a) 및 제2 가스 도입 통로(614b)가 있다. 제1 가스 도입 통로(614a) 및 제2 가스 도입 통로(614b)에 커플링되는 하나 이상의 가스 연결부들은 제1 처리 가스 공급원(174) 또는 제2 처리 가스 공급원(176) 중 어느 하나일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 가스 도입 통로(614a)는 제1 처리 가스 공급원(174)에 커플링되고, 제2 가스 도입 통로(614b)는 제2 처리 가스 공급원(176)에 커플링된다. 제1 가스 도입 통로(614a) 및 제2 가스 도입 통로(614b) 양쪽 모두는 도 5b 및 도 5c의 가스 도입 통로(514)와 유사하다.
[00118] 제1 가스 도입 통로(614a) 및 제2 가스 도입 통로(614b) 각각은 개별적이고 별개인 가스 통로이다. 제1 가스 도입 통로(614a)는 전면(512)에 커플링된 가스 라인으로부터 처리 가스를 이송하는 단일 가스 통로이다. 제2 가스 도입 통로(614b)는 제1 가스 도입 통로(614a)와 유사하며, 전면(512)에 커플링된 제2 라인으로부터 제2 처리 가스를 이송하는 단일 가스 통로이다. 제1 가스 도입 통로(614a)는 제1 확산 통로(616a)와 유체 연통하도록 구성된다. 제2 가스 도입 통로(614b)는 다층 인젝터 인서트(600) 내에 배치된 제2 확산 통로(616b)와 유체 연통한다. 제1 확산 통로(616a) 및 제2 확산 통로(616b) 양쪽 모두는 도 5c의 확산 통로(516)와 유사하다. 제1 확산 통로(616a)와 제2 확산 통로(616b)는, 일부 실시예들에서, 제1 확산 통로(616a)의 패턴과 제2 확산 통로(616b)의 패턴이 상이하도록 서로 다른 패턴들을 가질 수 있다. 제1 확산 통로(616a)는 제2 확산 통로(616b) 아래에 배치된다.
[00119] 제1 확산 통로(616a)와 제2 확산 통로(616b) 각각에 의해 형성되는 4개 내지 16개의 경로들, 예를 들어, 4개 내지 12개의 경로들, 예를 들어, 6개 내지 10개의 경로들, 예를 들어, 8개의 경로들이 있다.
[00120] 제1 확산 통로(616a)의 경로들 각각은 제1 하부 플레넘(618a)으로 개방된다. 제2 확산 통로(616b)의 경로들 각각은 제1 상부 플레넘(618b)으로 개방된다. 제1 하부 플레넘(618a) 및 제1 하부 플레넘(618b)은 각각 제1 확산 통로(616a) 및 제2 확산 통로(616b)의 원위단에 배치된 2개의 별개의 볼륨들이다. 제1 하부 플레넘(618a) 및 제1 상부 플레넘(618b)은 도 5b 및 도 5c의 제1 플레넘(518)과 유사하다. 하부 핀 어레이(620a)는 제1 확산 통로(616a)로부터 제1 하부 플레넘(618a)에 대향하는 제1 하부 플레넘(618a)의 원위단에 배치된다. 상부 핀 어레이(620b)는 제1 상부 플레넘(618b)의 원위단에 배치된다. 하부 핀 어레이(620a) 및 상부 핀 어레이(620b) 각각은 도 5b 및 도 5c의 핀 어레이(520)와 유사하고 각각은 복수의 핀들을 포함한다.
[00121] 하부 핀 어레이(620a)의 바로 하류에는 제2 하부 플레넘(622a)이 있다. 상부 핀 어레이(620b)의 바로 하류에는 제2 상부 플레넘(622b)이 있다. 제2 하부 플레넘(622a) 및 제2 상부 플레넘(622b)은 각각 하부 핀 어레이(620a) 및 상부 핀 어레이(620b)의 원위단에 배치된 볼륨들이다. 제2 하부 플레넘(622a) 및 제2 상부 플레넘(622b)은 도 5b 및 도 5c의 제2 플레넘(522)과 유사하다.
[00122] 하부 배플 어레이(624a) 및 상부 배플 어레이(624b)는 도 5c의 배플(535)과 유사한 복수의 배플들로부터 형성된다. 하부 배플 어레이(624a)는 하부 핀 어레이(620a)로부터 가장 먼 제2 하부 플레넘(622a)의 원위단에 배치된다. 상부 배플 어레이(624b)는 하부 핀 어레이(620b)로부터 가장 먼 제2 상부 플레넘(622b)의 원위단에 배치된다. 제3 하부 플레넘(626a) 및 제3 상부 플레넘(626b)은 각각 하부 배플 어레이(624a) 및 상부 배플 어레이(624b)로부터 연장된다. 제3 하부 플레넘(626a)은 하부 배플 어레이(624a)와 제1 배출구(608a) 사이에서 연장되는 볼륨이다. 제3 상부 플레넘(626b)은 상부 배플 어레이(624b)와 제2 배출구(608b) 사이에서 연장되는 볼륨이다. 제3 하부 플레넘(626a) 및 제3 상부 플레넘(626b) 각각은 제3 플레넘(526)과 유사하다.
[00123] 도 6a 및 도 6b에는 도시되지 않았지만, 다층 인젝터 인서트(600)는 도 5c의 가열 요소들(530)과 유사한 하나 이상의 가열 요소들을 더 포함한다. 다층 인젝터 인서트(600) 내의 통로들, 플레넘들, 핀들 및 배플들의 패턴 및 분배는 도 5a 내지 도 5c의 실시예와 관련하여 전술한 것과 유사하다. 또한, 공간이 허용하는 한 다층 인젝터 인서트(600) 내에 3개 이상의 층들이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 3개의 분리된 가스 시트들을 처리 볼륨(110)으로 주입하기 위한 3개의 층들 또는 4개의 분리된 가스 시트들을 처리 볼륨(110)으로 주입하기 위한 4개의 층들이 있다.
[00124] 도 6c는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 제1 측면에서 본 도 6a의 가스 인젝터(108)의 개략적인 측면도이다. 가스 인젝터(108)는 인젝트 베이스 본체(502)의 전면(512)을 향하는 것으로 도시되어 있다. 도 5d를 참조하여 전술한 것과 유사하게, 가스 인젝터(108)는 가열 요소들(530)을 위한 하나 이상의 개구들(528) 및 하나 이상의 장착 패스너들(507)을 포함한다. 가스 도입 통로(514)는 제1 가스 도입 통로(614a) 및 제2 가스 도입 통로(614b)로 대체된다. 제2 가스 도입 통로(614b)는 제1 가스 도입 통로(614a) 위에 배치된다. 제1 가스 도입 통로(614a) 및 제2 가스 도입 통로(614b) 양쪽 모두는 개구들(528)과 가열 요소들(530) 사이에 배치된다. 제1 가스 도입 통로(614a) 및 제2 가스 도입 통로(614b)는 다층 인젝터 인서트(600)의 외면(604) 내에 있다. 다층 인젝터 인서트(600)의 높이는 가스 통로들의 추가적인 층을 보상하도록 조정될 수 있거나, 각각의 가스 통로는 좁아질 수 있다.
[00125] 도 6d는 본 개시내용의 실시예들에 따른 제2 측면에서 본 도 6a의 가스 인젝터의 개략적인 측면도이다. 가스 인젝터(108)는 다층 인젝터 인서트(600)의 주입면(610)을 향하는 것으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b)는 주입면(610) 내에 배치된다.
[00126] 주입면(610)의 높이 H5와 이에 따라 인젝터 인서트(600)의 높이는 약 5mm 내지 약 15 mm, 예를 들어, 약 6mm 내지 약 12 mm, 예를 들어, 약 8 mm 내지 약 12 mm이다. 높이 H5는 인젝터 통로들(408)의 높이와 유사하고, 인젝터 인서트(600)가 인젝터 통로들(408) 내로 삽입될 수 있게 한다. 주입면(610)의 폭 W5는 주입면(510)의 폭 W5와 유사하다. 폭 W5는 인젝터 통로(408)의 폭과 유사하고, 인젝터 인서트(600)가 인젝터 통로(408) 내로 삽입될 수 있게 한다. 주입면(600)의 폭 W5에 대한 높이 H5의 비율은 약 1:7 내지 약 1:20, 예를 들어, 약 1:8 내지 약 1:16, 예를 들어, 약 1:10 내지 약 1:15이다. 폭 W5에 대한 높이 H5의 비율은 인젝터 인서트(600)를 떠나는 가스의 균일한 시트들의 형성을 보조한다.
[00127] 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b) 각각의 폭 W6은 배출구(508)의 폭 W6과 유사하다. 제1 배출구(608a) 및 제2 배출구(608b) 각각은 높이 H6을 더 포함한다. 높이 H6은 약 2mm 내지 약 8mm, 예를 들어, 약 3mm 내지 약 7mm, 예를 들어, 약 3mm 내지 약 6mm이다. 배출구(608a, 608b)의 높이 H6은 분배 시스템들(515) 각각의 나머지 부분의 높이와 동등하다. 일부 실시예들에서, 높이 H6는 분배 시스템(515) 전체에 걸쳐 변화한다.
[00128] 도 7a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 가스 전달 조립체(700)의 개략적인 가스 유동도이다. 가스 전달 조립체(700)는 제1 처리 가스 공급원(174) 및 제2 처리 가스 공급원(176) 중 하나 대신 또는 이와 함께 사용될 수 있다. 가스 전달 조립체(700)는 가스 인젝터들(108)을 통해 처리 볼륨(110)에 처리 가스들을 공급하도록 구성된다. 가스 전달 조립체(700)는 처리 가스원(702)으로부터 처리 볼륨(110)으로의 전구체들의 분압 및 유량을 제어하는 것을 보조한다. 처리 가스원(702)으로부터의 가스의 분압을 제어하는 것은 처리 볼륨(110)의 상이한 영역으로 유동하는 처리 가스들의 농도가 제어될 수 있게 한다. 가스 전달 조립체(700)는 가스 전달 조립체(700)의 상이한 암들을 통해 유동되는 처리 가스들 및 전구체들의 유량 및 분압(즉, 농도)을 독립적으로 제어할 수 있게 한다. 사용자는 동일한 유량을 전달하지만, 특정 처리 가스들의 상이한 분압들/농도들을 갖도록 가스 전달 조립체(700)의 상이한 암들 또는 도관들을 구성할 수 있다.
[00129] 가스 전달 조립체(700)는 압력 제어기(704)에 유동적으로 커플링된 처리 가스원(702), 압력 제어기(704)에 유동적으로 커플링된 가스 저장소(706), 및 가스 저장소(706)와 배기펌프(734)에 유동적으로 커플링되고 그 사이에 배치된 배기 전환 밸브(708)를 포함한다. 복수의 스플리터 밸브들(726a-726f)은 가스 저장소(706) 및 처리 볼륨(110)에 유동적으로 연결된다. 복수의 스플리터 밸브들(726a-726f)은 가스 저장소(706)에 병렬로 커플링된다. 복수의 스플리터 밸브들(726a-726f)의 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각은 밸브 제어기(724a-724f)에 커플링된다. 밸브 제어기들(724a-724f)은 가스 저장소(706)로부터의 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각을 통한 볼륨 유량을 제어한다.
[00130] 캐리어 가스원(728)은 복수의 혼합 포인트들(732)에 유동적으로 커플링된다. 복수의 혼합 포인트들(732)은 캐리어 가스원(728)과 처리 볼륨(110) 사이 및 복수의 스플리터 밸브들(726a-726f)과 처리 볼륨(110) 사이에 배치된다. 스플리터 밸브들(726a-726f) 및 캐리어 가스원(728)으로부터의 가스들은 가스 인젝터들(108)로 전달되기 전에 혼합 포인트들(732)에서 조합된다.
[00131] 처리 가스원(702)은 가스 패널 또는 단일 처리 가스원(702)일 수 있다. 처리 가스원(702)은 실리콘 함유 가스, 게르마늄 함유 가스, 질소 함유 가스, 탄소 함유 가스 또는 산소 함유 가스와 같은 처리 가스를 공급하도록 구성된다. 다른 유형들의 처리 가스들도 고려된다. 처리 가스원(702)은 처리 가스 내의 구성요소들의 질량 유량이 처리 가스원(702)에 의해 제어되도록, 사전 결정된 농도 및 유량으로 처리 가스를 공급하도록 구성된다. 처리 가스원(702)은 처리 가스 도관(714)을 통해 압력 제어기(704)에 유동적으로 커플링된다. 압력 제어기(704)는 가스 저장소(706) 내에 저장된 가스의 압력을 제어하도록 구성된다. 압력 제어기(704)는 가스 저장소(706) 내의 압력을 제어한다. 압력 제어기(704)는 압력 제어기(704) 및 배기 전환 밸브(708)를 통한 처리 가스의 유동을 제어하여, 가스 저장소(706)를 떠나 처리 볼륨(110)으로 들어가는 가스들을 고려한다.
[00132] 압력 제어기(704)는 저장소 공급 도관(716)에 의해 가스 저장소(706)에 유동적으로 커플링된다. 저장소 공급 도관(716)은 압력 제어기(704)와 가스 저장소(706) 사이에서 가스들을 전달한다. 가스 저장소(706)는 가압 가스 저장소이다. 가스 저장소(706)는 약 10psi 내지 약 65psi, 예를 들어, 약 10psi 내지 약 60psi, 예를 들어, 약 14psi 내지 약 50psi의 압력으로 유지된다. 가스 저장소(706)는 일정한 압력을 유지하도록 구성된다. 일정한 압력은 스플리터 밸브들(726a-726f)을 통한 처리 가스의 펄싱(pulsing)을 제어하는 것을 보조한다. 가스 저장소(706)는 챔버 또는 탱크이며, 기판 처리 작업 동안에, 약 100cm3 이상의 처리 가스를 그 안에 유지하도록 구성된다. 가스 저장소(706)는 약 100cm3 내지 약 750cm3, 예를 들어, 약 100cm3 약 500cm3의 부피를 갖는다. 가스 저장소(706)는 처리 가스원(702)에 의해 내부에 도입된 가스들의 균일한 혼합을 가능하게 할 만큼 충분히 크다. 가스 저장소(706)는 약 100sccm 내지 약 500sccm의 유량이 연속적으로 통과하도록 구성될 수 있다.
[00133] 가스 저장소(706) 내의 압력이 사전 결정된 한계를 초과하면, 압력 제어기(704)는 배기 밸브 제어기(712)를 통해 배기 전환 밸브(708)와 연통한다. 배기 밸브 제어기(712)는 배기 전환 밸브(708)에 커플링되고 배기 전환 밸브(708)를 개방하거나 폐쇄하여 가스 저장소(706)로부터 배기펌프(734)로의 처리 가스의 유출을 증가시키거나 감소시킨다. 배기펌프(734)는 배기 도관(720)을 통해 배기 전환 밸브(708)에 커플링된다. 배기 도관(720)은 또한 배기 모듈들(165) 및 하부 챔버 배기 통로(164)를 배기펌프(734)에 유동적으로 커플링한다.
[00134] 배기 전환 밸브(708)는, 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각이 폐쇄되는 동안, 가스 저장소(706)로부터의 처리 가스가 배기펌프(734)로 배기될 수 있게 한다. 모든 스플리터 밸브들(726a-726f)이 폐쇄되는 동안, 배기 전환 밸브(708)를 통해 배출되는 처리 가스의 유량은 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각을 통해 유동되는 처리 가스의 원하는 유량과 동일하다. 스플리터 밸브들(726a-726f)이 개방 포지션에 있고 처리 가스가 처리 볼륨(110) 내로 통과하게 할 때, 배기 전환 밸브(708)는 폐쇄된다. 개방 또는 폐쇄되는 스플리터 밸브들(726a-726f) 및 배기 전환 밸브(708)의 조합은 속도들 및 압력들의 램핑(ramping)이 거의 또는 전혀 없는 빠른 가스 전달 시간을 제공한다. 시간에 대해 스플리터 밸브들(726a-726f) 및 배기 전환 밸브(708) 각각을 통과하는 조합된 유동은 마스터 유동 제어기(722)를 사용하여 거의 일정하도록 제어된다.
[00135] 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각은 스플리터 도관(725)을 통해 가스 저장소(706)에 커플링된다. 스플리터 도관(725)은 복수의 가스 라인들로 분기되고 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각에 연결되도록 구성된다. 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각은 병렬로 커플링되고, 스플리터 밸브들(726a-726b) 중 어느 것도 동일한 가스 유동 경로에 있지 않도록 한다. 복수의 스플리터 밸브들(726a-726f)은 제1 스플리터 밸브(726a), 제2 스플리터 밸브(726b), 제3 스플리터 밸브(726c), 제4 스플리터 밸브(726d), 제5 스플리터 밸브(726e) 및 제6 스플리터 밸브(726f)를 포함한다. 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각은 스플리터 도관(725)으로부터 통과하는 처리 가스들의 유동을 제어하도록 구성된다. 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각은 밸브 제어기들(724a-724f) 중 하나에 의해 제어된다. 밸브 제어기들(724a-724f)은 마스터 유동 제어기(722)에 커플링된다. 마스터 유동 제어기(722)는 밸브 제어기들(724a-724f) 각각에 명령어들을 제공하도록 구성된다. 밸브 제어기들(724a-724f) 각각은 스플리터 밸브들(726a-726f)의 구성을 제어하도록 구성되며, 밸브 제어기들(724a-724f) 각각은 스플리터 밸브들(726a-726f) 중 하나를 개방 및 폐쇄하도록 구성된다. 스플리터 밸브들(726a-726f)은 혼합 포인트들(732)에서 캐리어 가스와 혼합되기 전에, 제어될 스플리터 밸브 조립체(731)의 각각의 분기를 통해 유동되는 처리 가스들의 유량 또는 분압(즉, 농도)을 가능하게 한다. 따라서, 가스 인젝터들(108) 각각으로부터의 유량은 동일할 수 있는 반면, 가스 인젝터들(108)로부터의 가스 유동 내의 처리 가스의 분압은 가스 인젝터들(108) 각각의 사이에서 변화될 수 있다. 가스 인젝터들(108) 각각을 통한 처리 가스의 분압은 처리 챔버 내에서의 동일한 처리 동안 추가로 변화될 수 있으며, 이는 단일 기판이 처리됨에 따라 각각의 가스 인젝터(108)를 통한 처리 가스의 농도가 변화되도록 할 수 있다.
[00136] 제1 밸브 제어기(724a)는 제1 스플리터 밸브(726a)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. 제2 밸브 제어기(724b)는 제2 스플리터 밸브(726b)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. 제3 밸브 제어기(724c)는 제3 스플리터 밸브(726c)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. 제4 밸브 제어기(724d)는 제4 스플리터 밸브(726d)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. 제5 밸브 제어기(724e)는 제5 스플리터 밸브(726e)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. 제6 밸브 제어기(724f)는 제6 스플리터 밸브(726f)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된다. 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각은 스플리터 밸브들(726a-726f) 중 하나를 통한 처리 가스 유동을 부분적으로 제한하거나 허용하기 위해 다양한 정도로 개방 및 폐쇄될 수 있다. 스플리터 밸브(726a-726f)를 개방함으로써, 하나 이상의 스플리터 밸브들(726a-726f)을 통해 유동이 증가된다. 하나 이상의 스플리터 밸브들(726a-726f)을 적어도 부분적으로 폐쇄함으로써, 하나 이상의 스플리터 밸브들(726a-726f)을 통한 유동이 감소된다.
[00137] 6개의 스플리터 밸브들(726a-726f) 및 6개의 밸브 제어기들(724a-724f)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 다른 개수의 스플리터 밸브들(726a-726f) 및 밸브 제어기들(724a-724f)도 고려된다. 일부 실시예들에서는, 2개 내지 20개의 스플리터 밸브들(726a-726f), 예를 들어, 3개 내지 15개의 스플리터 밸브들(726a-726f), 예를 들어, 4개 내지 12개의 스플리터 밸브들(726a, 726f), 예를 들어, 4개 내지 10개의 스플리터 밸브들(726a-726f), 예를 들어, 4개 내지 8개의 스플리터 밸브들(726a-726f), 예를 들어, 4개 내지 6개의 스플리터 밸브들(726a-726f)이 있다. 도 1, 도 2a, 도 2b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예에서는, 5개의 스플리터 밸브들(726a-726f)이 있다. 유사하게, 2개 내지 20개의 밸브 제어기들(724a-724f), 예를 들어, 3개 내지 15개의 밸브 제어기들(724a-724f), 예를 들어, 4개 내지 12개의 밸브 제어기들(724a-724f), 예를 들어, 4개 내지 10개의 밸브 제어기들(724a-724f), 예를 들어, 4개 내지 8개의 밸브 제어기들(724a-724f), 예를 들어, 4개 내지 6개의 밸브 제어기들(724a-724f)이 있을 수 있다. 도 1, 도 2a, 도 2b, 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예에서는, 5개의 밸브 제어기들(724a-724f)이 있다.
[00138] 스플리터 밸브들(726a-726f) 중 일부를 통한 유동은 다른 스플리터 밸브들(726a-726f)을 통한 유동보다 더 적게 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 스플리터 밸브들(726a-726f) 및 대응하는 밸브 제어기들(724a-724f)은 스플리터 밸브 조립체(731)로 간주된다.
[00139] 가스는 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각을 통해 복수의 스플릿 가스 도관들(733)로 유동된다. 스플릿 가스 도관(733)은 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각으로부터 복수의 혼합 포인트들(732) 중 혼합 포인트(732)까지 연장된다. 스플릿 가스 도관들(733) 각각을 통한 가스 유동은 혼합 포인트들(732)에서 캐리어 가스와 조합된다. 캐리어 가스는 캐리어 가스원(728)에 의해 제공된다. 캐리어 가스는 캐리어 가스원(728)으로부터 캐리어 가스 도관(730)을 통해 혼합 포인트들(732) 각각에 제공된다. 캐리어 가스 도관(730)은 전술한 스플리터 밸브 조립체(731)와 유사한 스플리터 밸브 조립체를 포함할 수 있다. 대안적으로, 캐리어 가스 도관(730)은 복수의 캐리어 가스 라인들로 분할된다. 캐리어 가스 라인들 중 하나는 혼합 포인트들(732) 각각에 연결된다. 캐리어 가스원(728)에 의해 공급되는 캐리어 가스는 헬륨(He), 질소(N2), 수소(H2), 아르곤(Ar) 또는 산소(O2) 중 어느 하나 또는 조합일 수 있다. 다른 캐리어 가스들도 고려된다. 일부 실시예들에서, 캐리어 가스원(728)은 제2 처리 가스원으로 대체된다.
[00140] 처리 가스가 혼합 포인트들(732) 중 하나에서 캐리어 가스와 단일 가스로 조합된 후, 조합된 가스는 가스 인젝터들(108)을 통해 처리 볼륨(110)으로 주입하기 위해 하나 이상의 가스 인젝터들(108) 각각에 제공된다. 개개의 혼합 가스 도관들(735)은 혼합 포인트들(732) 각각의 사이 및 대응하는 가스 인젝터들(108) 각각으로 연장된다.
[00141] 밸브 제어기들(724a-724f) 각각은 마스터 유동 제어기(722)에 커플링된다. 밸브 제어기(724a-724f) 각각은 하나 이상의 전기 연결부들을 사용하여 마스터 유동 제어기(722)에 커플링되거나 전자 또는 무선 주파수(RF) 신호를 사용하여 링크된다. 마스터 유동 제어기(722)는 압력 제어기(704), 가스 저장소(706) 및 배기 밸브 제어기(712) 각각에 추가적으로 커플링된다. 마스터 유동 제어기(722)는 밸브 제어기들(724a-724f), 압력 제어기(704), 가스 저장소(706) 및 배기 밸브 제어기(712) 각각에 명령어들을 전송 및 수신하여 처리 볼륨(110)으로의 처리 가스들의 유동을 제어하도록 구성된다.
[00142] 스플리터 밸브들(726a-726f) 각각과 배기 전환 밸브(708)는 가스 전달 조립체(700) 내에 배치된 도관들을 통한 처리 가스의 유동을 제어하도록 구성된다. 스플리터 밸브들(726a-726f) 및 배기 전환 밸브(708)를 구성할 수 있는 밸브들의 유형들은 로터리 밸브들, 선형 밸브들 및 자동 작동 밸브들을 포함한다. 보다 구체적으로, 스플리터 밸브들(726a-726f) 및 배기 전환 밸브(708)는 볼 밸브, 플러그 밸브, 버터플라이 밸브, 게이트 밸브, 글로브 밸브, 핀치 밸브, 다이어프램 밸브 또는 니들 밸브 중 하나일 수 있다. 밸브의 유형은 가스 전달 조립체(700) 전체에 처리 가스를 분배하는 동안 사용되는 정밀도로 인해 적어도 부분적으로 선택된다.
[00143] 가스 전달 조립체(700)는 제어될 혼합 가스 내의 처리 가스의 농도/분압뿐만 아니라, 처리 볼륨(110)에 들어가는 혼합 가스의 유량의 양쪽 모두를 가능하게 한다. 총 유량뿐만 아니라 처리 가스의 농도/분압 양쪽 모두를 제어하는 것은, 기판의 표면에 걸친 처리 가스의 분배가 변화될 수 있게 한다. 처리 가스의 제어된 농도는 기판의 상이한 영역들에 대한 증착 속도를 더 잘 제어할 수 있게 한다.
[00144] 도 7b는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 7a의 가스 혼합물 조립체(700)뿐만 아니라 제2 가스 혼합물 조립체(701)의 개략적인 가스 유동도이다. 가스 인젝터들(108) 각각은 혼합 가스 도관들(735) 중 하나에 부착된다. 혼합 가스 도관들(735) 각각은 전달 조립체(700)로부터 연장된다. 전달 조립체(700)는 도 7a에 보다 완전하게 예시되어 있다. 제2 가스 혼합물 조립체(701)는 전달 조립체(700)와 유사하다. 제2 가스 혼합물 조립체(701)는 복수의 제2 혼합 가스 도관들(740)을 통해 가스 인젝터들(108) 각각에 연결된다. 제2 혼합 가스 도관들(740)은 혼합 가스 도관들(735)과 유사하지만, 제2 가스 혼합물 조립체(701)로부터 연장된다. 제2 가스 혼합물 조립체(701) 내의 구성요소들 각각은 전달 조립체(700) 내의 구성요소들과 유사하다.
[00145] 제2 가스 혼합물 조립체(701)는 도 6a 내지 도 6d의 다층 인젝터 인서트(600)와 함께 활용될 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예에서, 전달 조립체(700)는 가스 인젝터들(108)의 제1 가스 도입 통로(614a)(도 6b 및 도 6c)에 가스를 공급하는 반면, 제2 가스 혼합물 조립체(701)는 가스 인젝터(108)의 제2 가스 도입 통로(614b)(도 6b 및 도 6c)에 가스를 공급한다. 따라서, 가스 인젝터들(108)에 의해 분배되는 가스의 시트들 양쪽 모두는 유량 및 처리 가스 농도 양쪽 모두에서 정밀하게 제어될 수 있다.
[00146] 배기 모듈들(165) 각각과 하부 챔버 배기 통로(164)는 제1 가스 혼합물 조립체(700) 및 제2 가스 혼합물 조립체(701) 양쪽 모두에 의해 공급되는 가스들을 제거하기 위해 배기 도관(720)과 유체 연통한다. 일부 실시예들에서, 가스 혼합물 조립체들(700, 701) 양쪽 모두는 배기 도관(720) 및 배기펌프(734)와 같은 공통 배기 시스템을 공유한다.
[00147] 제1 가스 혼합물 조립체(700) 및 제2 가스 혼합물 조립체(701)는 동일하거나 상이한 가스들을 공급할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 가스 혼합물 조립체(700)는 기판(150) 상에 층을 증착하기 위해 제1 처리 가스를 제공한다. 제2 가스 혼합물 조립체(701)는 처리 볼륨(110)에 제2 처리 가스를 제공하기 위해 활용된다. 제2 처리 가스는 제1 처리 가스와 유사할 수 있고, 기판(150) 상에 제2 층을 증착할 수 있다. 대안적으로, 제2 가스 혼합물 조립체(701)는 퍼지 가스, 세정 가스 또는 에천트 가스를 제공한다. 일부 실시예들에서, 동일한 가스들이 활용되지만, 상이한 유량들 또는 농도들로 제공된다. 가스들은 제1 가스 혼합물 조립체(700) 및 제2 가스 혼합물 조립체(701)를 통해 동시에 또는 엇갈린 방식으로 공급될 수 있으며, 이를 통해 유입되는 가스들 및 처리 챔버(100) 내에서 수행되는 원하는 처리들에 따라 달라질 수 있다.
[00148] 도 8은 본 개시내용의 실시예들에 따른 도 7a의 가스 전달 조립체(700)와 함께 사용하기 위한 방법 흐름도(800)이다. 방법(800)은 처리 볼륨(110)과 같은 처리 볼륨으로의 처리 가스 유동 및 농도를 제어하기 위해 활용된다. 동작 802 동안, 제1 가스 혼합물이 가스 저장소(706)와 같은 가스 저장소에 도입된다. 제1 가스 혼합물은 처리 가스의 제1 농도를 포함한다.
[00149] 가스 저장소는 사전 결정된 압력으로 그 내부에 가스의 수량(quantity)을 유지하도록 구성된 압력 저장소이다. 가스의 양은 약 100 sccm보다 크고, 예를 들어, 처리 가스의 약 100 cm3 초과, 예를 들어, 약 100 cm3 내지 약 750cm3, 예를 들어, 약 100cm3 내지 약 500cm3이다. 가스 저장소(706) 내의 제1 가스 혼합물의 압력은 동적 압력 진동을 생성할 수 있는 가스 저장소 내의 공진 모드를 피하기 위해 전술한 사전 결정된 압력 범위들 내에서 유지된다. 가스 저장소 내에서 거의 일정한 압력을 유지하기 위해, 배기 전환 밸브와 복수의 스플리터 밸브들이 활용된다. 배기 전환 밸브는 배기 전환 밸브(708)인 반면, 복수의 스플리터 밸브들은 스플리터 밸브들(724a-724f)이다.
[00150] 제1 가스 혼합물은 처리 가스원(702)과 같은 처리 가스원에 의해 가스 저장소로 도입된다. 처리 가스원은 처리 가스를 포함하는 제1 가스 혼합물을 공급하도록 구성된다. 처리 가스는 실리콘 함유 가스, 게르마늄 함유 가스, 질소 함유 가스, 탄소 함유 가스 또는 산소 함유 가스 중 하나 또는 이들의 조합일 수 있다. 언급되지 않은 다른 유형들의 처리 가스들도 고려된다. 처리 가스원은 사전 결정된 제1 처리 가스 농도 및 유량으로 제1 가스 혼합물을 공급하여, 제1 가스 혼합물 내의 성분들의 질량 유량이 처리 가스원에 의해 제어된다. 처리 가스원으로부터의 제1 가스 혼합물의 유량은 제1 유량이다. 제1 유량은 약 100sccm 내지 약 2,500sccm, 예를 들어, 약 100sccm 내지 약 2,000sccm이다.
[00151] 동작 802 후에, 복수의 스플리터 밸브들에 제1 혼합물을 공급하는 또 다른 동작 804가 수행된다. 복수의 스플리터 밸브들은 스플리터 밸브들(726a-726f)일 수 있다. 복수의 스플리터 밸브들은 스플리터 도관(725)과 같은 스플리터 도관의 상이한 분기에 각각 배치된다. 복수의 스플리터 밸브들 각각은 그를 통과하는 제1 가스 혼합물의 유량을 제어하기 위해 활용된다. 따라서, 스플리터 밸브들은 스플리터 도관(725)의 분기들 각각을 가로지르는 제1 가스 혼합물의 유량을 제어하기 위해 활용된다. 스플리터 밸브들 각각을 통과하는 제1 가스 혼합물의 유량은 처리 가스원으로부터의 제1 가스 혼합물의 총 유량을 스플리터 밸브들의 개수로 나눈 것과 같다. 5개의 스플리터 밸브들이 있는 실시예들에서, 제1 가스 혼합물의 유량은 약 20sccm 내지 약 500sccm, 예를 들어, 약 20sccm 내지 약 400sccm이다. 6개의 스플리터 밸브들이 있는 실시예들에서, 제1 가스 혼합물의 유량은 약 15sccm 내지 약 420sccm, 예를 들어, 약 15sccm 내지 약 335sccm이다. 스플리터 밸브들의 각각은 제1 가스 혼합물의 유량을 제어하기 위해 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 일부 실시예들에서, 스플리터 밸브들은 제1 가스 혼합물의 부분 유량이 통과하도록 제어된다. 스플리터 밸브들 각각은 스플리터 밸브들 각각이 이를 통과하는 원하는 가스 유동에 대해 조정될 수 있도록 독립적으로 제어된다. 스플리터 밸브들을 통과한 후, 제1 가스 혼합물은 스플릿 가스 도관들(733)과 같은 복수의 스플릿 가스 도관들로 유동된다. 하나의 스플릿 가스 도관은 스플리터 밸브들 각각에 커플링될 수 있다. 스플릿 가스 도관들(733)은 이를 통해 제1 가스 혼합물을 운반하고, 복수의 혼합 포인트들(732)과 같은 복수의 혼합 포인트들에 연결된다. 스플릿 가스 도관들(733) 각각은 혼합 포인트들(732) 중 하나에 커플링된다.
[00152] 캐리어 가스 도관에 캐리어 가스를 공급하는 또 다른 동작 806은 동작 804 이전에, 그와 동시에 또는 그 이후에 수행된다. 캐리어 가스는 캐리어 가스원에 의해 동작 806 동안 공급된다. 캐리어 가스원은 캐리어 가스원(728)일 수 있다. 캐리어 가스원은 약 30 slm 미만, 예를 들어, 약 5 slm 내지 약 30 slm, 예를 들어, 약 10 slm 내지 약 30 slm의 유량으로 캐리어 가스를 공급하도록 구성된다. 캐리어 가스는 헬륨(He), 질소(N2), 수소(H2), 아르곤(Ar) 또는 산소(O2) 중 어느 하나 또는 조합일 수 있다. 다른 캐리어 가스들도 고려된다. 캐리어 가스 도관은 캐리어 가스 도관(730)일 수 있다. 캐리어 가스 도관은 복수의 캐리어 가스 라인들로 분기된다. 하나의 캐리어 가스 라인은 복수의 혼합 포인트들 각각에 연결된다.
[00153] 동작 806에서, 캐리어 가스 도관을 통해 캐리어 가스가 공급되고, 동작 804에서, 제1 가스 혼합물이 스플리터 밸브들을 통해 유동됨과 동시와 그 후에, 동작 808 동안 캐리어 가스 및 제1 가스 혼합물이 조합된다. 제1 가스 혼합물과 캐리어 가스를 조합하는 것은 복수의 혼합 포인트들에서 수행된다. 복수의 혼합 포인트들의 혼합 포인트들 각각은 캐리어 가스 도관의 캐리어 가스 라인들 중 하나와 스플릿 가스 도관들 중 하나의 교차점일 수 있다. 따라서, 혼합 포인트들 각각은 캐리어 가스 라인들과 스플릿 가스 도관들의 원위단들을 병합하고 캐리어 가스와 제1 가스 혼합물을 혼합하기 위한 T-커플링 또는 Y-커플링을 포함할 수 있다. 캐리어 가스와 제1 가스 혼합물을 조합하는 것은 제2 가스 혼합물이 생성되고, 이는 혼합 포인트들 밖으로 그리고 혼합 가스 도관들(735)과 같은 복수의 혼합 가스 도관들을 통해 유동된다. 혼합 포인트들에서 초기 혼합될 때, 캐리어 가스와 제1 가스 혼합물이 균일하게 혼합되지 않을 수 있다. 캐리어 가스 및 제1 가스 혼합물은 제2 가스 혼합물이 복수의 혼합 가스 도관들 및 하나 이상의 가스 인젝터들을 통해 유동되면서 계속 혼합된다.
[00154] 제2 가스 혼합물은 제1 처리 가스 농도보다 낮은 제2 처리 가스 농도를 갖는다. 혼합 가스 도관들 각각을 통한 제2 가스 혼합물의 유량은 혼합 가스 도관들 각각을 통한 제1 가스 혼합물 및 캐리어 가스 양쪽 모두의 전체 유동과 동일하다. 혼합 가스 도관들 각각을 통한 제2 가스 혼합물의 유량은 약 2 slm 내지 약 10 slm, 예를 들어, 약 4 slm 내지 약 8 slm, 예를 들어, 약 6 slm이다. 혼합 가스 도관들 각각을 통한 제2 가스 혼합물의 유량은 적어도 부분적으로는 처리 챔버 내의 가스 인젝터들의 개수에 따라 달라질 수 있다. 제2 가스 혼합물 내의 캐리어 가스에 대한 제1 가스 혼합물의 비율은 인젝터들 각각을 통한 제1 가스 혼합물의 농도 및 유량이 상이한 처리들에 대해 원하는 대로 각각의 개별 인젝터에 대해 조정되도록 본 명세서에 설명된 장치를 사용하여 제어 및 조정될 수 있다. 가스 인젝터들 각각을 통한 총 유량은 일정하게 유지될 수 있는 반면, 제2 가스 혼합물 내의 제1 가스 혼합물의 농도/분압은 가스 인젝터들 각각의 사이에서 변화된다.
[00155] 제2 가스 혼합물은 혼합된 가스 도관들을 통해 복수의 가스 인젝터들로 유동된다. 혼합 가스 도관들 각각은 가스 인젝터에 커플링되어 제2 가스 혼합물을 가스 인젝터로 전달한다. 일단 제2 가스 혼합물이 가스 인젝터 내로 도입되면, 제2 가스 혼합물은 동작 810 동안 처리 챔버의 처리 볼륨 내로 도입된다. 처리 볼륨으로의 제2 가스 혼합물의 도입은 사전 결정된 비율 및 가스 분배로 수행된다. 제2 가스 혼합물을 도입하는 것은 처리 볼륨 내에 배치된 기판 최상단에 하나 이상의 층들을 형성하게 할 수 있다.
[00156] 도 9a는 본 개시내용의 실시예들에 따른 링 인젝터(900)의 개략적인 평면도이다. 링 인젝터(900)는 가스 인젝터들(108)에 더하여 처리 볼륨 주위에 배치되도록 구성된다. 링 인젝터(900)는 처리 볼륨(110) 내부에 배치되고, 인젝트 링(116)의 내면(404) 또는 베이스 링(114)의 내면(304)에 부착된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 링 인젝터(900)는 인젝트 링(116)의 내면(404)에 부착된다. 링 인젝터(900)는, 기판이 프로세싱 포지션에 있는 동안, 기판의 최상면 위에 배치된다. 따라서, 링 인젝터(900)는 도 1의 수평면(125) 위에 그리고 상부 챔버(111) 내에 배치된다. 링 인젝터(900)는 복수의 홀들(906)을 통해 처리 볼륨(110)으로 전구체를 공급하도록 구성된다. 링 인젝터(900)는 챔버 내의 전구체 전달에 유연성을 제공한다. 링 인젝터(900)는 가스 인젝터들(108)로부터의 가스 유동을 보충하고, 기판(150)의 가장자리 근처에서 증착률을 제어하는 것을 보조할 수 있다.
[00157] 링 공급선(902)은 분배 본체(908)에 커플링된다. 분배 본체(908)는 링 형상의 분배 본체(908)이며 링 공급선(902)에 커플링된다. 링 공급선(902)은 처리 챔버(100)의 벽들 내에서 공급 포트(도시하지 않음)를 통과하도록 구성된다. 링 공급선(902)은 분배 본체(908)에 전구체 가스를 공급하도록 구성된다. 링 공급선(902) 및 분배 본체(908)는 처리 가스가 통과하도록 구성된 중공 통로들 또는 도관들이다. 분배 본체(908)는 외부 링 표면(904) 및 내부 링 표면(910)을 포함한다. 외부 링 표면(904)은 인젝트 링(116)의 내면(404)과 같은 처리 볼륨(110) 내의 표면에 부착되도록 구성된다.
[00158] 내부 링 표면(910)은 관통 형성된 복수의 홀들(906)을 포함한다. 복수의 홀들(906)은 분배 본체(908)의 내부 중공 부분과 내부 링 표면(910) 사이에 형성된 개구들이다. 복수의 홀들(906)은 내부 링 표면(910) 주위에 이격되어 가스가 처리 볼륨(110) 주위의 상이한 원주 로케이션들에 분배될 수 있게 한다. 홀들(906)의 크기뿐만 아니라 분배 본체(908)의 직경은 원하는 유량 및 전구체 분포의 원하는 로케이션에 의해 영향을 받는다.
[00159] 내부 링 표면(910)은 약 250mm 내지 약 450mm, 예를 들어, 약 300mm 내지 약 400mm, 예를 들어, 약 350mm의 직경을 갖는다. 홀들(906) 각각의 크기는 홀들(906)의 로케이션뿐만 아니라 홀들(906)의 개수에 따라 달라진다. 홀들(906)은 직경이 약 1mm 내지 약 5mm, 예를 들어, 직경이 약 2mm 내지 약 4mm, 예를 들어, 직경이 약 2mm 내지 약 3mm일 수 있다. 내부 링 표면(906)을 통해 배치되는 약 4개 내지 30개의 홀들(906), 예를 들어, 약 6개 내지 25개의 홀들(906), 예를 들어, 약 8개 내지 20개의 홀들(906)이 있다. 홀들(906)은 내부 링 표면(910)의 전체 원주 주위에 균일하게 배치된다. 일부 실시예들에서, 홀들(906)은 내부 링 표면(906) 주위에 비대칭적으로 배치된다. 홀들(906)의 비대칭적인 분포는 가스 인젝터들(108) 또는 상부 챔버 배기 통로 개구들(324)(도 3b)로부터 더 먼 기판(150)의 가장자리 로케이션들 근처에서 처리 가스 농도들을 증가시킬 수 있다. 비대칭 분포는 추가로 처리 볼륨(110)을 통한 가스 유동을 제어하는 것을 보조한다.
[00160] 도 9b는 본 개시내용의 실시예들에 따른 링 인젝터(901)의 다른 실시예의 개략적인 평면도이다. 도 9b의 실시예에서, 링 인젝터(901)는 분배 본체(906)가 완전한 링이 아니도록 처리 볼륨(110)의 일부분만을 둘러싸도록 구성된다. 도 9b의 실시예에서, 분배 본체(906)는 반원과 같은 부분 링이다. 분배 본체(906)는 대안적으로 쿼터 링 또는 다른 아크 세그먼트일 수 있다. 분배 본체(906)는 대안적으로 분배 본체(906)가 원의 약 75%를 형성하도록 3/4 링일 수 있다. 분배 본체(906)의 다른 실시예들은 상이한 부분 링들을 형성한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 부분 링은 완전한 원보다 작게 형성되는 링의 일부분, 예를 들어, 완전한 원의 약 5% 내지 약 95%, 예를 들어, 완전한 원의 약 10% 내지 약 90%로 정의된다.
[00161] 부분 링이 분배 본체(906)에 사용되는 도 9b의 실시예는 기판의 전체 원주 주위에 가스의 분배가 바람직하지 않은 처리 동작들에 사용될 수 있다. 분배 본체(906)의 부분 링 형성부의 외부에서, 도 9b의 링 인젝터(901)는 도 9a의 링 인젝터(900)와 유사하다.
[00162] 본 명세서에 설명된 구성요소들은 처리 챔버(100)와 같은 처리 챔버 내에서 더 큰 균일성 및 증착 제어를 가능하게 한다. 본 명세서에서 하나의 처리 챔버(100)에 함께 예시되어 있지만, 본 명세서에 설명된 구성요소들은 기존 또는 대안적인 증착 처리 챔버들과 별도로 활용될 수 있다.
[00163] 전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 실시예들과 추가의 실시예들이 그 기본 범주를 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 그 범주는 다음의 특허 청구 범위에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 기판 프로세싱을 위한 처리 챔버(process chamber)로서,
    하나 이상의 인젝터 통로(injector passage)들을 포함하는 인젝트 링 ― 상기 하나 이상의 인젝터 통로들은 상기 인젝트 링의 절반에서 그리고 상기 인젝트 링의 절반을 관통하여 배치됨 ― ; 및
    하나 이상의 가스 인젝터들 ― 상기 하나 이상의 가스 인젝터들 각각은, 상기 인젝터 통로들 중 하나의 내부에 배치됨 ― 을 포함하며,
    상기 가스 인젝터들 각각은,
    인젝터 인서트;
    가스 도입 통로;
    상기 가스 도입 통로에 유동적으로(fluidly) 커플링된 가스 확산 통로; 및
    상기 가스 도입 통로에 대향하는, 상기 인젝터 인서트의 주입면을 통해 배치되고 상기 가스 확산 통로와 유체 연통하는 배출구(outlet opening)를 포함하는,
    기판 프로세싱을 위한 처리 챔버.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 가스 인젝터들 각각은, 상기 인젝터 인서트를 통해 하나 이상의 히터들을 더 포함하는,
    기판 프로세싱을 위한 처리 챔버.
  3. 제1 항에 있어서,
    3개 이상의 인젝터 통로들 및 3개 이상의 가스 인젝터들이 있고, 상기 가스 인젝터들 각각은, 상기 인젝트 링의 중심 부분을 향하여 배향되는,
    기판 프로세싱을 위한 처리 챔버.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 가스 도입 통로는, 인젝터 베이스 본체를 통해 배치된 단일 통로인,
    기판 프로세싱을 위한 처리 챔버.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 가스 확산 통로는, 복수의 통로 스플릿(split)들 및 복수의 경로(pathway)들을 포함하는,
    기판 프로세싱을 위한 처리 챔버.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 가스 확산 통로와 상기 배출구 사이에 핀 어레이(fin array)가 배치되고, 상기 핀 어레이와 상기 배출구 사이에 배플 어레이(baffle array)가 배치되는,
    기판 프로세싱을 위한 처리 챔버.
  7. 제1 항에 있어서,
    링 인젝터를 더 포함하며,
    상기 링 인젝터는,
    내부 링 표면을 갖는 분배 본체; 및
    상기 내부 링 표면을 통해 배치된 복수의 홀들
    을 포함하는,
    기판 프로세싱을 위한 처리 챔버.
  8. 처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터로서,
    인젝터 인서트;
    상기 가스 인젝터를 통해 배치된 가스 도입 통로;
    상기 가스 도입 통로와 커플링되는 가스 확산 통로 ― 상기 가스 확산 통로는, 가스 분배 트리(tree)를 형성함 ― ; 및
    상기 가스 도입 통로에 대향하는, 상기 인젝터 인서트의 주입면을 통해 배치되고 상기 가스 확산 통로와 유체 연통하는 배출구
    를 포함하는,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 가스 확산 통로는, 복수의 통로 스플릿들 및 복수의 경로들을 포함하는,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 가스 확산 통로와 상기 배출구 사이에 핀 어레이가 배치되는,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 핀 어레이와 상기 배출구 사이에 배플 어레이가 배치되는,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 배플 어레이는, 복수의 배플들을 포함하고, 각각의 배플은, 상기 배출구를 향하는 제2 표면보다 더 넓은, 상기 핀 어레이를 향하는 제1 표면을 갖도록 형상화되는,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 인젝터 인서트 내에 배치된 하나 이상의 히터들을 더 포함하는,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 히터들은, 각각 저항성 가열 요소 또는 방사성 가열 요소인,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  15. 제8 항에 있어서,
    상기 가스 도입 통로는, 제1 가스 도입 통로이고, 상기 가스 확산 통로는, 제1 확산 통로이며, 상기 배출구는, 제1 배출구이며,
    상기 인젝터 인서트는,
    제2 가스 도입 통로;
    제2 가스 확산 통로; 및
    제2 배출구
    를 더 포함하는,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 제1 배출구는, 상기 제2 배출구 아래에 배치되는,
    처리 챔버 내에서 사용하기 위한 가스 인젝터.
  17. 처리 챔버와 함께 사용하기 위한 가스 혼합물 조립체로서,
    처리 가스원(process gas source)에 커플링되도록 구성된 유입구를 갖는 가스 저장소;
    상기 가스 저장소에 유동적으로 커플링되며, 그리고 상기 처리 챔버를 우회하는 배기펌프에 커플링되도록 구성된 배기 전환 밸브;
    병렬로 배치되고 상기 가스 저장소에 유동적으로 커플링되는 복수의 스플리터 밸브들;
    처리 챔버 ― 상기 처리 챔버의 처리 볼륨은, 상기 스플리터 밸브들 각각과 유체 연통함 ― ; 및
    상기 배기 전환 밸브 및 상기 복수의 스플리터 밸브들 각각을 통과하는 유량(flow rate)을 제어하도록 구성된 마스터 유동 제어기
    를 포함하는,
    처리 챔버와 함께 사용하기 위한 가스 혼합물 조립체.
  18. 제17 항에 있어서,
    복수의 스플릿 가스 도관들 ― 상기 스플릿 가스 도관들 각각은, 상기 스플리터 밸브들 중 하나와 복수의 혼합 포인트들의 혼합 포인트 사이에서 유동적으로 커플링됨 ― ;
    캐리어 가스원 및 상기 복수의 혼합 포인트들 각각에 유동적으로 커플링되도록 구성된 캐리어 가스 도관; 및
    상기 복수의 혼합 포인트들과 상기 처리 볼륨 사이에서 연장되는 복수의 혼합 가스 도관들
    을 더 포함하는,
    처리 챔버와 함께 사용하기 위한 가스 혼합물 조립체.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 스플리터 밸브들 각각에 유동적으로 커플링되며, 그리고 상기 처리 볼륨에 혼합 가스를 제공하도록 구성된 가스 인젝터를 더 포함하는,
    처리 챔버와 함께 사용하기 위한 가스 혼합물 조립체.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 스플리터 밸브들 각각은, 상기 스플리터 밸브들을 개방 및 폐쇄하도록 구성된 밸브 제어기를 더 포함하는,
    처리 챔버와 함께 사용하기 위한 가스 혼합물 조립체.
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