KR20230143946A - 가스 전달 어셈블리 및 이를 포함한 반응기 시스템 - Google Patents

가스 전달 어셈블리 및 이를 포함한 반응기 시스템 Download PDF

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KR20230143946A
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baffle
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KR1020230043635A
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토마스 피츠제럴드
루치크 바트
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에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
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Abstract

가스 전달 시스템을 포함한 가스 전달 어셈블리 및 반응기 시스템이 개시된다. 가스 전달 어셈블리는, 활성 종을 포함할 수 있고 가스의 원하는 분포를 용이하게 하기 위한 이송 튜브 및 배플을 포함한다.

Description

가스 전달 어셈블리 및 이를 포함하는 반응기 시스템{GAS-DELIVERY ASSEMBLY AND REACTOR SYSTEM INCLUDING SAME}
본 개시는 일반적으로 반응 챔버 및 기상 반응기 시스템에 가스를 제공하기 위한 어셈블리에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시는 활성 종을 반응 챔버에 제공하기에 적합한 가스 전달 어셈블리 및 가스 전달 어셈블리를 포함한 반응기 시스템에 관한 것이다.
반응기 시스템은 반도체 소자와 같은 전자 소자의 제조 중에 자주 사용된다. 여러 제조 공정에서, 라디칼과 같은 활성 종을 형성하는 것이 바람직할 수 있는데, 예를 들어 활성 종의 도움 없이 원하는 반응을 위한 온도와 비교하면, 원하는 반응을 비교적 낮은 온도에서 일어나게 한다.
예를 들어, 수소 라디칼은 비교적 낮은 온도에서 반응 챔버 내의 기판 표면을 처리하는 데 사용될 수 있다. 이러한 처리는 세정, 원하는 표면 종결 제공, 및/또는 기판 표면으로부터 자연 산화물을 제거하는 것을 포함할 수 있다.
일반적으로, 활성 종을 이용한 표면 처리 동안, 반응 챔버 내의 기판의 표면에 제공된 활성 종은 균일한 분포를 가져서 기판 표면에 걸쳐 균일한 처리를 제공하는 것이 바람직하다. 활성 종의 균일한 분포를 제공하는 하나의 접근법은 샤워헤드 장치의 사용을 포함한다. 그러나, 수소 라디칼과 같은 활성 종은 이들의 낮은 질량으로 인해 낮은 확산 속도를 가지며, 수소 라디칼은 샤워헤드 장치 내의 표면과 같은 표면과 충돌한 후에 재결합되는 경향이 있다. 결과적으로, 통상적인 샤워헤드 장치에서, 수소 라디칼은 쉽게 재결합될 수 있어서, 기판 표면으로의 라디칼의 불균일한 분포를 초래한다.
따라서, 활성 종의 보다 균일한 분포를 제공하기 위한 개선된 어셈블리 및 시스템이 요구된다.
본 개시의 다양한 구현예는 활성 종(예, 수소 라디칼)을 기판 표면에 제공하기 위해, 개선된 어셈블리 및 시스템을 제공한다. 예시적인 방법 및 시스템은 기판의 표면으로부터 탄소 함유 재료 및/또는 산소 함유 재료를 제거하고/제거하거나 코발트 산화물 등과 같은 금속 산화물을 환원시키기 위해 사용될 수 있다. 종래 기술의 다양한 단점이 이하에서 더욱 상세히 논의되는 방식을 가지면서, 일반적으로, 본원에 설명된 어셈블리 및 시스템은 기판의 표면에 걸쳐 활성 종을 비교적 균일하게 분포시킬 수 있다.
본 개시의 적어도 하나의 예시적인 구현예에 따르면, 가스 전달 어셈블리는 이송 튜브, 샤워헤드 어셈블리, 및 배플을 포함한다. 이들 구현예의 양태에 따르면, 이송 튜브는 제1 단부 단면 치수를 갖는 제1 단부, 및 제2 단부 단면 치수를 갖는 제2 단부를 포함하며, 제1 단부 단면 치수는 제2 단부 단면 치수보다 작다. 추가 양태에 따르면, 샤워헤드 어셈블리는 이송 튜브의 제2 단부에 결합된다. 상기 샤워헤드 어셈블리는 상부 플레이트; 상기 상부 플레이트에 결합된 샤워헤드 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 샤워헤드 플레이트 사이의 플레넘 영역을 포함한다. 추가 양태에 따르면, 배플은 플레넘 영역과 제2 단부 사이에 삽입된다. 예시적인 배플은 제1 영역 및 제1 영역 외부의 반경 방향 제2 영역을 포함하며, 제2 영역의 유체 전도도는 제1 영역의 유체 전도도보다 크다. 가스 전달 어셈블리는, 제2 단부와 상부 플레이트에 결합되는, 제1 플랜지를 추가로 포함할 수 있다. 제1 플랜지는 제1 플랜지 냉각 유체 채널을 포함할 수 있다. 가스 전달 어셈블리는 제1 단부에 결합된 제2 플랜지를 추가로 포함할 수 있다. 제2 플랜지는 제2 플랜지 냉각 유체 채널을 포함할 수 있다. 이송 튜브 및 배플 중 하나 이상은 코팅을 포함할 수 있다. 코팅은 라디칼의 재조합을 완화시키도록 구성될 수 있다.
본 개시의 추가 구현예에 따라, 반응기 시스템은 원격식 플라즈마 유닛, 반응 챔버, 및 가스 전달 어셈블리를 포함한다. 가스 전달 어셈블리는 본원에 설명된 바와 같을 수 있다.
본 발명은 개시된 임의의 특정 구현예(들)에 제한되지 않으며, 이들 및 다른 구현예는 첨부된 도면을 참조하는 특정 구현예의 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 쉽게 분명해질 것이다.
다음의 예시적인 도면과 연관하여 고려되는 경우에 발명의 상세한 설명 및 청구범위를 참조함으로써, 본 개시의 구현예에 대해 더욱 완전한 이해를 얻을 수 있다.
도 1은 본 개시의 적어도 하나의 구현예에 따른 반응기 시스템을 나타낸다.
도 2는 도 1의 반응기 시스템의 일부의 확대도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 반응기 시스템의 일부의 확대도를 나타낸다.
도 4는 본 개시의 적어도 하나의 구현예에 따른 가스 전달 어셈블리의 일부를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 적어도 하나의 구현예에 따른 도 4의 가스 전달 어셈블리의 일부의 단면도를 나타낸다.
도 7은 본 개시의 적어도 하나의 구현예에 따른 배플을 나타낸다.
도면의 요소는 간략하고 명료하게 도시되어 있으며, 반드시 축적대로 도시되지 않았음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 예시적인 구현예의 이해를 돕기 위해 도면 중 일부 구성 요소의 치수는 다른 구성 요소에 비해 과장될 수 있다.
아래에 제공된 어셈블리 및 시스템의 예시적인 구현예의 설명은, 단지 예시적인 것이고 예시의 목적으로만 의도된 것이며, 다음의 설명은 본 개시의 범주 또는 청구 범위를 한정하고자 함이 아니다. 또한, 특징부를 기술한 다수 구현예를 인용하는 것이 추가적인 특징부를 갖는 다른 구현예 또는 명시된 특징부의 다른 조합을 포함한 다른 구현예를 배제하고자 함이 아니다.
이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 본원에 설명된 예시적인 어셈블리 및 시스템은 반도체 소자와 같은 전자 소자의 제조에 사용될 수 있다. 특히, 예시적인 시스템은, 특히 비교적 낮은 공정 온도가 바람직한 경우에, 다양한 응용예에 사용하기 위한 기판의 표면에 상대적으로 높고/높거나 균일한 농도의 활성 종(예를 들어, 수소로부터 유래됨)을 제공하는 데 사용될 수 있다.
감소된 공정 온도는, 기판과 기판 상의 다른 층의 분해 또는 손상을 최소화하거나 감소시키기 위해 바람직할 수 있다. 활성 종, 예컨대 원격식 플라즈마 공급원에 의해 생성된 수소 라디칼은 비교적 낮은 온도에서, 예를 들어 200℃, 250℃, 300℃, 또는 350℃의 재료를 환원시킬 수 있다. 저온 처리는, 기판 상의 재료의 무결성 및 연속성을 유지하는 것을 용이하게 하고, 그렇지 않으면, 예를 들어 기판 내 다른 층에 발생할 수 있는 손상을 감소시킬 수 있다. 수소 라디칼은 금속 산화물을 금속으로 환원시키는 데 사용될 수 있다. 수소 라디칼은 기판 표면으로부터 탄소와 같은 오염물을 세정하는 데 사용될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 수소 라디칼은, 예를 들어 후속 처리를 위해 원하는 표면 종결을 제공하는 데 사용될 수 있다. 또한, 수소 라디칼은 비교적 낮은 운동 에너지를 가짐으로써, 공정 동안에 기판의 손상을 완화시킨다. 본 개시의 다양한 구현예는, 예를 들어 표면 처리를 위해, 활성 종, 예컨대 수소 라디칼을 기판으로 이송하기 위한 어셈블리 및 시스템을 제공한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 기판은 층이 증착될 수 있는 임의의 하부 재료(들)를 지칭할 수 있다. 기판은, 실리콘(예, 단결정 실리콘) 또는 다른 반도체 재료 등과 같은 벌크 재료를 포함할 수 있고, 벌크 재료 위에 놓이거나 그 아래에 놓인 자연 산화물 또는 다른 층과 같이 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 또한, 기판은, 기판의 벌크 재료 및/또는 층의 적어도 일부 내에 또는 그 위에 형성된 다양한 토폴로지, 예컨대 오목부, 라인 등을 포함할 수 있다. 특정 예시로서, 기판은, 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 게르마늄주석(GeSn), 실리콘게르마늄(SiGe), 실리콘게르마늄주석(SiGeSn), 실리콘카바이드(SiC), 또는 예를 들어 갈륨아세나이드(GaAs), 갈륨포스파이드(GaP), 또는 갈륨나이트라이드(GaN)와 같은 III-V족 반도체 재료를 포함하나 이에 제한되지 않는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 기판은 옥사이드, 나이트라이드, 또는 옥시나이트라이드를 포함하지만 이에 한정되지 않는 하나 이상의 유전체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판은 실리콘 옥사이드(예, SiO2), 금속 옥사이드(예, Al2O3), 실리콘 나이트라이드(예, Si3N4), 또는 실리콘 옥시나이트라이드를 포함할 수 있다. 본 개시의 일부 구현예에서, 기판은 표면 반도체 층이 그 사이에 배치된 중간 매립 산화물(BOX)을 갖는 벌크 재료 위에 배치되는 엔지니어링된 기판을 포함할 수 있다. 패터닝된 기판은 기판의 표면 내로 또는 표면 위로 형성된 특징부를 포함할 수 있고, 예를 들어 패터닝된 기판은 트랜지스터 및/또는 메모리 요소와 같이 부분적으로 제조된 반도체 소자 구조를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 기판은, 구리, 코발트 등과 같은 금속을 포함하는 층을 포함한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 막은 본원에 개시된 방법에 의해 증착된 재료와 같이 임의의 연속적인 또는 비연속적인 구조체 및 재료를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 막은 2D 재료 또는 부분 또는 전체 분자층 또는 부분 또는 전체 원자층 또는 원자 및/또는 분자 클러스터를 포함할 수 있다. 막은 핀홀을 갖는 재료를 포함할 수 있지만, 여전히 적어도 부분적으로 연속적일 수 있다. 용어 막과 층은 상호 교환적으로 사용될 수 있다.
본 개시에서, 가스는 정상 온도 및 압력에서 가스, 증기화된 고체 및/또는 증기화된 액체인 재료를 포함할 수 있으며, 맥락에 따라 단일 가스 또는 가스 혼합물로 구성될 수 있다.
또한, 본 개시에서, 변수의 임의의 두 수치가 상기 변수의 실행 가능한 범위를 구성할 수 있고, 표시된 임의의 범위는 끝점을 포함하거나 배제할 수 있다. 추가적으로, 표시된 변수의 임의의 값은 (약의 표시 여부에 관계없이) 정확한 값 또는 대략적인 값을 지칭할 수 있고 등가를 포함할 수 있으며, 일부 구현예에서는 평균, 중간, 대표, 다수 등을 지칭할 수 있다. 또한, 본 개시에서, 용어 포함한, 의해 구성되는, 및 갖는은 일부 구현예에서 통상적으로 또는 대략적으로 포함하는, 포함하는, 본질적으로 이루어지는, 또는 이루어지는을 독립적으로 지칭할 수 있다. 본 개시의 양태에 따라, 임의의 정의된 용어의 의미는 용어의 통상적이고 관습적인 의미를 반드시 배제하지 않는다.
이제 도면으로 돌아가면, 도 1은 본 개시의 예시적인 구현예에 따른 반응기 시스템(100)을 나타낸다. 도 2 및 도 3은 반응기 시스템(100)의 일부의 확대도를 나타낸다. 반응기 시스템(100)은 반응기(102)를 포함하고, 이는 반응 챔버(104); 가스 전달 어셈블리(108); 및 원격식 플라즈마 유닛(RPU)(116)을 포함한다. 본원에 설명된 가스 전달 어셈블리뿐만 아니라 반응기 시스템(100)은, 반응기 및/또는 반응기의 구성 요소 내에서 활성 종(예, 수소 라디칼)에게 연장된 수명을 제공할 수 있고/있거나 활성 종을 보다 균일하게 분포시키고/분포시키거나 원하는 대로 분포시키도록 제공할 수 있다.
반응기(102)는 임의의 적절한 기상 반응기이거나 이를 포함할 수 있다. 예시로서, 반응기(102)는 처리 반응기이거나 이를 포함할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 반응기(102)는 처리 중에 기판을 지지하기 위한 기판 지지부(114)를 포함할 수 있다.
반응 챔버(104)는 적어도 부분적으로 기판이 처리되는 공간을 정의한다. 반응 챔버(104)의 하부 또는 표면은, 적어도 부분적으로 기판 지지부(114)에 의해 정의될 수 있다.
가스 전달 어셈블리(108)는 샤워헤드 어셈블리(106), 이송 튜브(120), 및 배플(122)을 포함한다. 가스 전달 어셈블리(108)는 원격식 플라즈마 유닛(116)으로부터 반응 챔버(104)로 활성 종을 제공하는 한편, 원격식 플라즈마 유닛 내에 형성된 라디칼의 재조합을 완화시키도록 구성된다. 또한, 가스 전달 어셈블리(108)는 플라즈마 유닛(116)과 반응 챔버(104) 사이의 임의의 압력 강하를 완화시키면서 활성 종을 제공할 수 있다.
샤워헤드 어셈블리(106)는 상부 플레이트(110), 상부 플레이트(110)에 결합된 샤워헤드 플레이트(112), 및 상부 플레이트(110)와 샤워헤드 플레이트(112) 사이의 플레넘 영역(118)을 포함한다. 상부 플레이트(110)는 금속과 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 예시로서, 상부 플레이트(110)는 알루미늄-예를 들어, 다양한 알루미늄 등급(예, 6000 시리즈 또는 5000 시리즈) 또는 알루미늄 합금으로 형성될 수 있으며, 이들 중 임의의 것은 상이한 표면 코팅을 포함할 수 있다. 유사하게, 샤워헤드 플레이트(112)는 상이한 표면 코팅을 갖는, 다양한 알루미늄 등급(예, 6000 시리즈 또는 5000 시리즈) 또는 알루미늄 합금과 같은 임의의 적합한 금속으로 형성될 수 있다. 상부 플레이트(110)는 또한 상부 플레이트 도관(304) 및 히터(306)를 그 안에 포함할 수 있다. 히터(306)는, 예를 들어 가요성 저항 히터일 수 있다. 열전대(308)는 또한, 상부 플레이트(110)에 적어도 부분적으로 매립될 수 있다.
샤워헤드 플레이트(112)는 복수의 구멍(202)을 포함하여, 플레넘 영역(118)으로부터 반응 챔버(104)로 가스의 원하는 흐름을 용이하게 한다.
이송 튜브(120)는 원격식 플라즈마 유닛(116)에 형성된 활성 종을 샤워헤드 어셈블리(106)의 플레넘 영역(118)으로 이송시키면서, 라디칼의 재조합을 완화하도록 구성된다. 이송 튜브(120)는 상이한 표면 코팅을 갖는 알루미늄-예를 들어, 6000 또는 50000 시리즈 알루미늄 등급 또는 알루미늄 합금-과 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 이송 튜브(120)의 내부 표면(524)은 알루미늄 산화물, 무전해 니켈 인, 이트륨 산화물 등과 같은 튜브 코팅으로 코팅되어 라디칼의 재조합을 더욱 완화시킬 수 있다.
도 1 및 도 4-6을 참조하면, 나타낸 예시에서, 이송 튜브(120)는 제1 단부 단면 치수(예, 제1 직경)(404)를 갖는 제1 단부(402), 및 제2 단부 단면 치수(예, 제2 직경)(504)를 갖는 제2 단부(502)를 포함하되, 제1 단부 단면 치수(404)는 제2 단부 단면 치수(504)보다 작다. 제1 단부 단면 치수(404)보다 큰 제2 단부 단면 치수(504)는 재조합을 완화시키면서, 활성 종의 반응 챔버(104)로의 흐름을 용이하게 한다. 제2 단부(502)는 샤워헤드 어셈블리(106)에 결합될 수 있다.
추가로 나타낸 바와 같이, 이송 튜브(120)는 제1 섹션(406) 및 인접한 제2 섹션(408)을 포함한다. 제1 섹션(406)은 실질적으로 직선형, 중공형, 원통형 형상일 수 있다. 제2 섹션(408)은 테이퍼형 또는 실질적으로 절두 원추형 형상일 수 있다. 제1 섹션(406) 및 제2 섹션(408)은 단일체로서 형성될 수 있다. 대안적으로, 제1 섹션(406)과 제2 섹션(408)은 함께 밀봉 가능하게 결합될 수 있다.
가스 전달 어셈블리(108)는 또한, 제1 플랜지(410)를 포함할 수 있다. 제1 플랜지(410)는 이송 튜브(120)의 제2 단부(502)를 상부 플레이트(110)에 결합시키는 데 사용될 수 있다. 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 플랜지(410)는 내부 표면(506)을 포함하고, 이는 이송 튜브(120)의 외부 표면(508)과 접촉하여 이송 튜브(120)와 제1 플랜지(410) 사이에 밀봉부를 형성한다. 일부 경우에, 제1 플랜지(410)(예, 내부 표면(506))는 제2 단부(502)(예, 외부 표면(508))에 용접된다.
제1 플랜지(410)는 또한, 상부 플레이트(110)와 제1 플랜지(410) 사이에 밀봉부를 형성하는, 하부 표면(512)을 포함한다. 밀봉부는 임의의 적절한 수단을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상부 플레이트(110)는 상부 플레이트(110)와 제1 플랜지(410) 사이에 밀봉부를 형성하기 위해 오목부(208, 210) 및 밀봉 부재(204, 206, O-링 등)를 포함할 수 있다.
제1 플랜지(410)는 또한, 제1 플랜지 냉각 유체 채널(516)을 포함할 수 있다. 제1 플랜지 냉각 유체 채널(516)은, 냉각 유체가 순환하는 냉각 유체 튜브(518)를 수용하도록 구성될 수 있고/있거나 냉각 유체 채널(516)은, 냉각 유체를 직접 수용하도록 구성될 수 있다. 가스 전달 어셈블리(108)는 또한, 냉각 유체 튜브(518)를 제1 플랜지 냉각 유체 채널(516) 내에 유지하기 위한 하나 이상의 클립(414)과 같은, 하나 이상의 패스너를 포함할 수있다.
제1 플랜지(410)는 또한, 볼트나 나사와 같은 패스너(212)를 수용하기 위한 복수의 구멍(416)을 포함할 수 있다. 패스너(212)는 제1 플랜지(410)를 상부 플레이트(110)에 결합시키는 데 사용될 수 있다.
가스 전달 어셈블리(108)는 또한, 제2 플랜지(412)를 포함할 수 있다. 제2 플랜지(412)는 이송 튜브(120)의 제1 단부(402)를 원격식 플라즈마 유닛(116)에 결합시키는 데 사용될 수 있다.
제2 플랜지(412)는, 이송 튜브(120)의 외부 표면(604)과 접촉하여 이송 튜브(120)와 제2 플랜지(412) 사이에 밀봉부를 형성하는, 내부 표면(602)을 포함한다. 일부 경우에, 제2 플랜지(412)(예, 내부 표면(602))는 제1 단부(402)(예, 외부 표면(604))에 용접될 수 있다.
제2 플랜지(412)는 또한, 원격식 플라즈마 유닛(116)과 제2 플랜지(412) 사이에 밀봉부를 형성할 수 있는 상부 표면(606)을 포함한다. 밀봉부는 임의의 적절한 수단을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 밀봉 부재(214)(예, O-링 등)는 제2 플랜지(412)와 원격식 플라즈마 유닛(116) 사이에 밀봉부를 형성하기 위해 사용될 수 있다.
제2 플랜지(412)는 제2 플랜지 냉각 유체 채널(520)을 포함할 수 있다. 제2 플랜지 냉각 유체 채널(520)은, 냉각 유체가 순환할 수 있는 냉각 유체 튜브(522)를 수용하도록 구성될 수 있고/있거나 냉각 유체를 직접 수용하도록 구성될 수 있다. 가스 전달 어셈블리(108)는 또한, 냉각 유체 튜브(522)를 제2 플랜지 냉각 유체 채널(520) 내에 유지하기 위한 하나 이상의 클립(418)과 같은, 하나 이상의 패스너를 포함할 수 있다.
제2 플랜지(412)는 또한, 볼트나 나사와 같은 패스너(302)를 수용하기 위한 복수의 구멍(608)을 포함할 수 있다. 패스너(302)는 제2 플랜지(412)를 원격식 플라즈마 유닛(116)에 결합시키는 데 사용될 수 있어서, 이송 튜브(120)의 제1 단부(402)가 원격식 플라즈마 유닛(116)의 유출구에 유체 결합되도록 한다.
배플(122)은 원격식 플라즈마 유닛(116)에서 생성된 활성화 종을 플레넘 영역(118)에 분포시키도록 구성될 수 있다. 따라서, 배플(122)은 플레넘 영역(118)과 제2 단부(502) 사이에 적절하게 개재될 수있다. 배플(122)은 제1 플랜지(410)에 밀봉 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 배플(122)은 제1 플랜지(410)에 용접될 수 있다.
도 7은 예시적인 배플(122)을 보다 상세하게 나타낸다. 나타낸 예시에서, 배플(122)은 제1 영역(702), 및 제1 영역(702)의 반경 방향 외부에 배치되는 제2 영역(704)을 포함한다. 활성 종의 원하는 유동 패턴을 얻기 위해, 제2 영역(704)의 유체 전도도는 제1 영역(702)의 유체 전도도보다 클 수 있다.
제1 영역(702)은, 복수의 구멍(708)을 갖는 실질적으로 원통형인 부분(706)을 포함할 수 있다. 제1 영역(702)은, 활성 종 모두가 기판의 중심을 향해 직접 흐를 수 없게 하면서, 활성 종이 반응 챔버(104) 내의 기판의 중심을 향해 흐를 수 있도록 구성될 수 있다. 구멍(708) 수는, 예를 들어 약 10 내지 약 50 또는 약 20 내지 약 100의 범위일 수 있다. 각각의 구멍(708)의 크기는 약 1 내지 약 7 mm의 범위일 수 있다. 이웃하는 구멍(708)의 원주 방향 피치(cp)는, 예를 들어 중심(712)으로부터 멀어지는 구멍(708)의 간격에 비해 배플(122)의 중심(712) 근처에서 함께 더 가까운 구멍(708)과 함께 반경 방향으로 변할 수 있다. 일부 경우에, 구멍(708)의 반경 방향 피치(rp)는 비교적 일정할 수 있다.
제2 영역(704)은 실질적으로 중공 원통형 형상을 포함할 수 있다. 나타낸 예시에서, 제2 영역(704)은 복수의 아치형 또는 실질적으로 아치형인 영역(710)을 포함한다. 다수의 아치형 영역은, 예를 들어 약 2 내지 약 4 또는 약 4 내지 약 8의 범위일 수 있다.
배플(122)은 금속 또는 세라믹(예, 사파이어, 석영, 용융 실리카 등)과 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 예시적인 금속은 본원에서 언급된 것과 같은 다양한 등급의 알루미늄, 알루미늄 합금, 내화 금속 등을 포함한다. 일부 경우에, 배플(122)은 배플의 표면 상에 배플 코팅을 포함한다. 배플 코팅은, 예를 들어 알루미늄 산화물, 무전해 니켈 인, 이트륨 산화물 등일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 서셉터 또는 기판 지지부(114)는 고정적일 수 있고 리프트 핀(미도시)을 수용하도록 구성될 수 있다. 서셉터(114)는 하나 이상의 히터 및/또는 냉각 유체용 도관 하나 이상을 포함할 수 있다.
원격식 플라즈마 유닛(116)은 하나 이상의 소스 가스(예, 수소 함유 가스, 예컨대 H2)로부터 활성 종(예, 라디칼)을 생성한다. 그 다음, 생성된 라디칼은 이송 튜브(120)를 통해 반응 챔버(104)로 진입한다. 원격식 플라즈마 유닛(116)은, 100 kHz, 400 kHz, 2 MHz, 13.56 MHz, 60 MHz, 160 MHz 및/또는 2.45 GHz 마이크로파 공급원과 같이 상이한 RF 주파수에 의해 구동되는, 토로이드 유형의 ICP(유도 결합형 플라즈마) 및/또는 CCP 공급원, 또는 코일 유형의 ICP(유도 결합형 플라즈마)를 포함할 수 있다.
본 개시의 예시적인 구현예가 본원에 명시되지만, 본 개시는 이에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 할 것이다. 예를 들어, 시스템 및 어셈블리가 수소 라디칼과 관련하여 설명되지만, 시스템 및 어셈블리는 이러한 라디칼과 함께 사용하는 것으로 반드시 한정되지는 않는다. 본원에 기술된 시스템 및 방법의 다양한 개조, 변화 및 개선이 본 개시의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 가스 전달 어셈블리로서,
    이송 튜브(상기 이송 튜브는,
    제1 단부 단면 치수를 갖는 제1 단부, 및
    제2 단부 단면 치수를 갖는 제2 단부를 포함하되,
    상기 제1 단부 단면 치수는 상기 제2 단부 단면 치수보다 작음);
    상기 제2 단부에 결합된 샤워헤드 어셈블리(상기 샤워헤드 어셈블리는,
    상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트에 결합된 샤워헤드 플레이트; 및
    상기 상부 플레이트와 상기 샤워헤드 플레이트 사이의 플레넘 영역을 포함함); 및
    상기 플레넘 영역과 상기 제2 단부 사이에 개재된 배플(상기 배플은,
    제1 영역; 및
    상기 제1 영역 외부의 반경 방향 제2 영역을 포함하되,
    상기 제2 영역의 유체 전도도는 상기 제1 영역의 유체 전도도보다 큼)을 포함하는, 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 단부와 상기 상부 플레이트에 결합된 제1 플랜지를 추가로 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 플랜지는 상기 제2 단부에 용접되는, 가스 전달 어셈블리.
  4. 제2항에 있어서, 상기 배플은 상기 제1 플랜지에 용접되는, 가스 전달 어셈블리.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 플랜지는 제1 플랜지 냉각 유체 채널을 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 단부에 결합된 제2 플랜지를 추가로 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 플랜지는 제2 플랜지 냉각 유체 채널을 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 영역은 복수의 구멍을 통해 실질적으로 원통형 부분을 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제2 영역은 복수의 아치형 영역을 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  10. 제1항에 있어서, 상기 상부 플레이트는 상부 플레이트 도관 및 히터를 그 안에 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  11. 제1항에 있어서, 상기 이송 튜브는, 상기 이송 튜브의 내부 표면 상에 튜브 코팅을 추가로 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  12. 제11항에 있어서, 상기 튜브 코팅은 알루미늄 산화물, 무전해 니켈 인 및 이트륨 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  13. 제1항에 있어서, 상기 배플은 상기 배플의 표면 상에 배플 코팅을 추가로 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서, 상기 배플 코팅은 알루미늄 산화물, 무전해 니켈 인 및 이트륨 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 재료를 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  15. 제1항에 있어서, 상기 이송 튜브는 실질적으로 직선인 제1 섹션 및 인접한 제2 테이퍼 섹션을 포함하는, 가스 전달 어셈블리.
  16. 반응기 시스템으로서,
    원격식 플라즈마 유닛;
    상기 원격식 플라즈마 유닛의 유출구에 유체 결합된 이송 튜브(상기 이송 튜브는,
    제1 단부 단면 치수를 갖는 제1 단부, 및
    제2 단부 단면 치수를 갖는 제2 단부를 포함하되,
    상기 제1 단부 단면 치수는 상기 제2 단부 단면 치수보다 작음);
    상기 제2 단부에 결합된 샤워헤드 어셈블리(상기 샤워헤드 어셈블리는,
    상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트에 결합된 샤워헤드 플레이트; 및
    상기 상부 플레이트와 상기 샤워헤드 플레이트 사이의 플레넘 영역을 포함함);
    상기 플레넘 영역과 상기 제2 단부 사이에 개재된 배플(상기 배플은,
    제1 영역; 및
    상기 제1 영역 외부의 반경 방향 제2 영역을 포함하되,
    상기 제2 영역의 유체 전도도는 상기 제1 영역의 유체 전도도보다 큼); 및
    상기 샤워헤드 플레이트에 인접한 반응 챔버를 포함하는, 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 이송 튜브는 알루미늄 산화물, 무전해 니켈 인 및 이트륨 산화물로 이루어진 군으로부터 선택된 재료로 코팅되는, 반응기 시스템.
  18. 가스 전달 어셈블리로서,
    이송 튜브(상기 이송 튜브는,
    제1 단부 단면 치수를 갖는 제1 단부,
    제2 단부 단면 치수를 갖는 제2 단부를 포함하되,
    상기 제1 단부 단면 치수는 상기 제2 단부 단면 치수보다 작음);
    상기 제2 단부에 결합된 샤워헤드 어셈블리(상기 샤워헤드 어셈블리는,
    상부 플레이트;
    상기 상부 플레이트에 결합된 샤워헤드 플레이트; 및
    상기 상부 플레이트와 상기 샤워헤드 플레이트 사이의 플레넘 영역을 포함함); 및
    상기 플레넘 영역과 상기 제2 단부 사이에 개재된 배플을 포함하는, 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서, 제1 플랜지 냉각 유체 채널을 포함한 제1 플랜지를 포함하는 가스 전달 어셈블리.
  20. 제18항에 있어서, 제2 플랜지 냉각 유체 채널을 포함한 제2 플랜지를 포함하는 가스 전달 어셈블리.
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