KR20230158618A - 뱃치 프로세싱 챔버들을 위한 퍼지 갭 제어 및 온도 균일성을 갖는 히터 조립체 - Google Patents

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드리티만 수바 카쉬얍
아밋 라젠드라 셰레카르
카르틱 샤
아슈토쉬 아가르왈
에릭 제이. 호프먼
산지브 발루자
비제이 디. 파르케
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Abstract

히터(heater) 조립체는 히터 조립체의 최상부 플레이트(plate)와 히터 사이에 형성된 후면 퍼지 갭(purge gap)을 갖고, 최상부 플레이트는 최상부 플레이트 벽을 갖는다. 최상부 플레이트 벽은 상부 부분, 중간 부분 및 하부 부분을 가지며, 중간 부분은 최상부 부분에 대해 경사를 형성한다.

Description

뱃치 프로세싱 챔버들을 위한 퍼지 갭 제어 및 온도 균일성을 갖는 히터 조립체
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 뱃치 프로세싱 챔버(batch processing chamber)들을 위한 히터 조립체(heater assembly)들에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용의 실시예들은 열 제어가 더 양호하고 후면 증착이 감소된 히터 조립체들에 관한 것이다.
[0002] 원자층 증착(ALD) 또는 화학 기상 증착(CVD) 프로세싱을 위한 일부 챔버 설계들에서, 전구체들 및 가스들은 다수의 가스 분배 플레이트(plate)들을 통해 동시에 대형 기판 지지체 또는 다수의 기판 지지 표면들로 전달된다. 가스 분배 플레이트들은 기판 표면들로부터 이격되거나, 또는 기판 표면들이 가스 분배 플레이트들로부터 이격되어, 하나 이상의 작동 갭(gap)들을 형성한다. 이러한 챔버들은, 챔버가 사용될 때, 시간이 지남에 따라 상이한 프로세스 스테이션(process station)들 사이의 갭들의 일관성 및 균일성에 매우 민감할 수 있다. 또한, 프로세싱 중에, 웨이퍼(wafer)의 온도는 600℃ 내지 1200℃ 초과의 프로세싱 온도들까지 올라간다. 증착은 웨이퍼에 걸친 온도의 일관성 및 균일성에 매우 민감할 수 있으며, 여기서 작은 온도 차이가 균일성에 도움이 된다.
[0003] 일부 챔버 설계들에서는, 웨이퍼가 기판 지지체에 의해 지지되며, 기판 지지체의 주변 에지(edge)를 넘어 흐른 전구체들 및 가스들을 배기하기 위해 이러한 설계들 내에는 다양한 퍼지 갭(purge gap)들이 존재한다. 하나의 이러한 퍼지 갭은 기판 지지체와 히터 링(ring) 사이에 존재한다. 배기 가스들은, 임의의 남아있는 전구체들 또는 가스들을 배기시킬 수 있는 퍼지 갭을 통해 푸시(push)된다. 그러나 최상부 플레이트들 및 페데스탈(pedestal) 히터들에 대한 기존의 설계들은, 프로세스 가스들이 배출되어 히터들의 후면 상에 플라크(plaque)들로 축적되게 한다. 또한, 증착에서의 불완전한 커버리지(coverage) 또는 비-일관성들로 인해, 전구체들 또는 가스들이 퍼지 갭으로 유입되어 웨이퍼의 후면 상에 그리고 퍼지 갭 내에 입자 축적을 유발하여, 웨이퍼의 두께 변동들 및 챔버의 컴포넌트(component)들의 부식 및 증착물 축적을 야기할 수 있다. 이러한 증착물들은 또한 박리되어, 프로세스 챔버를 입자들로 오염시켜 가동 중단 시간, 세정 및 예방적 유지보수를 증가시킬 수 있다.
[0004] 따라서, 당업계에서는 프로세싱 챔버 컴포넌트들 상의 전구체 플라크 축적 및 기판 지지체들과 가스 분배 조립체들 사이의 열 불균일성을 제어하기 위한 장치에 대한 필요성이 존재한다.
[0005] 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들은 히터 및 최상부 플레이트를 포함하는 히터 조립체들에 관한 것이다. 히터는 최상부 표면, 최하부 표면, 및 최상부 표면으로부터 최하부 표면까지 연장되어 두께를 한정하는 히터 벽을 포함한다. 최상부 플레이트는 최상부 플레이트의 최상부 두께를 한정하는 최상부 표면 및 최하부 표면을 갖는다. 최상부 플레이트는 두께를 관통하여 적어도 하나의 개구부를 가져, 히터가 개구부를 통과할 수 있게 한다. 개구부는, 최상부 플레이트의 두께로 연장하는, 최상부 플레이트 벽을 한정하는 주변 내부 표면을 갖는다. 최상부 플레이트 벽은 상부 부분 및 최하부 부분을 포함한다. 최하부 부분은 최상부 부분에 대해 각도(Θ)를 형성한다.
[0006] 본 개시내용의 추가적인 실시예들은 히터 및 최상부 플레이트를 포함하는 히터 조립체들에 관한 것이다. 히터는 최상부 표면, 최하부 표면, 및 최상부 표면으로부터 최하부 표면까지 연장되어 두께를 한정하는 히터 벽을 포함한다. 최상부 플레이트는 최상부 플레이트의 최상부 두께를 한정하는 최상부 표면 및 최하부 표면을 갖는다. 최상부 플레이트는 두께를 관통하여 적어도 하나의 개구부를 가져, 히터가 개구부를 통과할 수 있게 한다. 개구부는, 최상부 플레이트의 두께로 연장하는, 최상부 플레이트 벽을 한정하는 주변 내부 표면을 갖는다. 최상부 플레이트 벽은 상부 부분 및 최하부 부분을 포함한다. 중간 부분은 최상부 부분에 대해 각도(Θ)를 형성한다.
[0007] 본 개시내용의 추가의 실시예들은 히터 및 최상부 플레이트를 포함하는 히터 조립체들에 관한 것이다. 히터는 최상부 표면, 최하부 표면, 및 최상부 표면으로부터 최하부 표면까지 연장되어 두께를 한정하는 히터 벽을 포함한다. 최상부 플레이트는 최상부 플레이트의 최상부 두께를 한정하는 최상부 표면 및 최하부 표면을 갖는다. 최상부 플레이트는 두께를 관통하여 적어도 하나의 개구부를 가져, 히터가 개구부를 통과할 수 있게 한다. 개구부는, 최상부 플레이트의 두께로 연장하는, 최상부 플레이트 벽을 한정하는 주변 내부 표면을 갖는다. 최상부 플레이트 벽은 상부 부분 및 최하부 부분을 포함한다. 최하부 부분은 최상부 부분에 대해 각도(Θ)를 형성한다. 실드 플레이트(shield plate)는 최상부 표면, 최하부 표면 및 외부 주변 에지를 갖는다. 실드 플레이트는 내부 부분에 최상부 표면으로부터 최하부 표면으로 연장되는 개구부를 갖는다. 히터 스탠드오프(standoff)가 실드 플레이트의 개구부를 통해 연장된다. 히터의 최하부 표면은 실드 플레이트의 최상부 표면으로부터 간격을 두고 이격된다. 실드 플레이트는 최상부 플레이트의 최하부 표면과 접촉하는 최상부 표면을 갖는 최상부 부분을 갖는다. 최상부 부분은 최상부 부분의 최상부 표면 내지 최하부 표면에 의해 한정되는 총 두께(TSP)를 갖는다. 최상부 부분은 최상부 부분을 관통하여 외부 주변 에지로 연장되는 복수의 홀(hole)들을 갖는다. 최상부 부분은 실드 플레이트의 외부 주변 에지 상에 간격을 두고 포지셔닝(position)된 링형 홈을 갖는다. 실드 플레이트의 홈 내에 분할 링이 포지셔닝된다.
[0008] 본 개시내용의 위에 인용된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에서 간략하게 요약된 본 개시내용의 보다 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이 실시예들 중 일부가 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 그러나 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 그 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다는 것이 유의되어야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 프로세싱 챔버의 단면 등축도를 도시한다.
[0010] 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 프로세싱 챔버의 단면도를 도시한다.
[0011] 도 3은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 지지 조립체의 저면 사시도를 도시한다.
[0012] 도 4는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 지지 조립체의 평면 사시도를 도시한다.
[0013] 도 5는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 지지 조립체의 평면 사시도를 도시한다.
[0014] 도 6a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 지지 조립체의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0015] 도 6b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 지지 조립체의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0016] 도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 히터 조립체의 전면 사시도를 도시한다.
[0017] 도 8은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 히터 조립체의 단면도를 도시한다.
[0018] 도 9는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 히터 조립체의 상세한 단면도를 도시한다.
[0019] 도 10은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 히터 조립체의 상세한 단면도를 도시한다.
[0020] 도 11a는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 히터 조립체의 상세한 단면도를 도시한다.
[0021] 도 11b는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 히터 조립체의 상세한 단면도를 도시한다.
[0022] 도 12는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 히터 조립체의 상세한 단면도를 도시한다.
[0023] 도 13은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 히터 조립체의 상세한 단면도를 도시한다.
[0024] 도 14는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 히터 조립체의 상세한 단면도를 도시한다.
[0025] 본 개시내용의 여러 예시적인 실시예들을 설명하기 전에, 본 개시내용은 다음 설명에서 제시되는 구성 또는 프로세스 단계들의 세부사항들에 제한되지 않는다고 이해되어야 한다. 본 개시내용은 다른 실시예들이 가능하고 다양한 방식들로 실시 또는 실행될 수 있다.
[0026] 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용되는 바와 같이, "기판"이라는 용어는 프로세스가 작용하는 표면 또는 표면의 일부를 의미한다. 또한, 기판에 대한 언급은 맥락이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 기판의 일부만을 또한 의미할 수 있다고 당업자들에 의해 이해될 것이다. 추가로, 기판 상의 증착에 대한 언급은 베어(bare) 기판, 및 하나 이상의 막들 또는 피처들이 상부에 증착 또는 형성된 기판 모두를 의미할 수 있다.
[0027] 본 명세서에서 사용되는 "기판"은, 제작 프로세스 중에 막 프로세싱이 수행되는, 임의의 기판, 또는 기판 상에 형성된 재료 표면을 의미한다. 예를 들어, 프로세싱이 수행될 수 있는 기판 표면은 애플리케이션에 따라, 실리콘, 실리콘 산화물, 변형된 실리콘, SOI(silicon on insulator), 탄소 도핑된 실리콘 산화물들, 비정질 실리콘, 도핑된 실리콘, 게르마늄, 갈륨 비소, 유리, 사파이어와 같은 재료들, 및 금속들, 금속 질화물들, 금속 합금들 및 다른 전도성 재료들과 같은 임의의 다른 재료들을 포함한다. 기판들은 제한 없이, 반도체 웨이퍼들을 포함한다. 기판들은 기판 표면을 연마, 에칭, 환원, 산화, 수산화, 어닐링, UV 경화, e-빔 경화 및/또는 베이크(bake)하기 위한 전처리 프로세스에 노출될 수 있다. 본 개시내용에서는, 기판의 표면 자체에 대해 직접 막을 프로세싱하는 것 외에도, 아래에서 보다 상세히 개시되는 바와 같이 기판 상에 형성된 하층에 대해서도, 개시된 막 프로세싱 단계들 중 임의의 단계가 또한 수행될 수 있으며, "기판 표면"이라는 용어는 맥락이 나타내는 것과 같은 그러한 하층을 포함하는 것으로 의도된다. 따라서 예를 들어, 막/층 또는 부분 막/층이 기판 표면 상에 증착된 경우, 새로 증착된 막/층의 노출된 표면이 기판 표면이 된다.
[0028] 본 명세서 및 첨부된 청구항들에 사용되는 바와 같이, "전구체", "반응물", "반응성 가스" 등의 용어들은 기판 표면, 또는 기판 표면 상에 형성된 막과 반응할 수 있는 임의의 가스 종을 지칭하기 위해 상호 교환 가능하게 사용된다.
[0029] 본 개시내용의 실시예들은 후면 캐비티(cavity)의 효과적인 퍼징을 가능하게 하기 위해 개선된 최상부 플레이트들 및 내부 실딩(shielding)을 갖는 페데스탈 히터 및 지지 조립체들을 제공한다. 일부 실시예들은 O-링 로케이션(location)에서 열 제어를 개선함으로써 히터 퍼지 누출을 방지한다. 일부 실시예들에서는, 히터 에지에서 온도 강하를 제어하기 위해 최상부 플레이트와 히터 사이의 갭이 개선된다.
[0030] 일부 실시예들은 다수의(예를 들어, 4개의) 페데스탈 히터들에 대해 대칭 전도성 및 복사 경계 조건들을 갖는 지지 조립체들을 제공한다. 일부 실시예들은 방위각 왜곡 및 에지 열 손실을 최소화하는 최상부 플레이트들을 갖는 페데스탈 히터들을 제공한다. 일부 실시예들은 히터 퍼지 캐비티를 효과적으로 밀봉하는 페데스탈 히터 실드들을 제공한다. 개시된 페데스탈 히터의 하나 이상의 실시예들은 각진 최상부 플레이트 측벽 또는 상승된 립(lip)을 갖는 연장된 실드를 제공함으로써 데드 존(dead zone)들을 방지하고 흐름 재순환을 최적화하기 위해 저 체적 퍼지 캐비티, 유선형 흐름 중 하나 이상을 제공한다. 일부 실시예들은 더 높은 퍼지 속도들, 히터 퍼지 캐비티 내부의 흐름 재순환 최소화 또는 없음, 히터 에지에서의 낮은 온도 강하 또는 개선된 밀봉을 위한 저온 실딩 중 하나 이상을 유리하게 허용한다.
[0031] 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들은 페데스탈을 둘러싸는 최상부 플레이트 및 페데스탈 아래의 실드를 갖는 히터 페데스탈을 제공한다. 일부 실시예들에서, 실드 및 최상부 플레이트는 O-링에 의해 밀봉된 캐비티를 형성한다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트의 측벽은 페데스탈로부터 20도 내지 30도 범위의 각도로 경사져 있다. 일부 실시예들에서, 히터의 최상부 상의 립은 히터 퍼지 가스가 유출될 수 있도록 히터와 최상부 플레이트 사이에 작은 갭을 제공한다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트 각도는 웨이퍼를 따라 온도 차이를 감소시킨다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트 각도는 20도 내지 30도 범위에 있다.
[0032] 일부 실시예들에서, 실드는 열 손실을 증가시켜 실드 온도가 낮아질 수 있게 하고 및/또는 효과적인 밀봉 로케이션을 제공하기 위해 최상부 플레이트 아래에 연장된 부분을 갖는다. 하나 이상의 실시예들은 플레이트 립 높이, 측벽 각도, 실드 립 높이 및 폭, 실드 연장 길이 및/또는 실드 최상부 플레이트 갭을 개선하기 위한 범위들을 제공한다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트와 페데스탈 사이의 거리를 증가시키면 웨이퍼에 걸친 열 불균일성이 감소한다. 일부 실시예들에서, 후면 퍼지 가스 압력을 증가시키면 웨이퍼 및 페데스탈을 따라 열 불균일성이 개선된다.
[0033] 본 개시내용은 단일 기판 또는 다중 기판(또한 뱃치라고도 함) 프로세스 챔버들과 함께 사용하기 위한 기판 지지체들을 제공한다. 도 1 및 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 프로세싱 챔버(100)를 예시한다. 도 1은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 단면 등축도로서 예시된 프로세싱 챔버(100)를 도시한다. 도 2는 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 프로세싱 챔버(100)의 단면도를 도시한다. 도 3 내지 도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 지지 조립체들(200)을 예시한다.
[0034] 프로세싱 챔버(100)는 측벽들(104) 및 챔버 플로어(floor)(106)를 갖는 하우징(102)을 갖는다. 하우징(102)은, 챔버 리드(lid)(300)와 함께, 프로세싱 체적(또한 내부 체적(109)이라고도 함)을 한정한다.
[0035] 예시된 프로세싱 스테이션(110)은 3개의 주요 컴포넌트들을 포함한다: 챔버 리드(300)(또한 리드라고도 함), 펌프/퍼지 인서트(insert)(330) 및 가스 인젝터(injector)(112). 프로세싱 챔버(100)는 복수의 프로세싱 스테이션들(110)을 더 포함한다. 프로세싱 스테이션들(110)은 하우징(102)의 내부 체적(109)에 로케이팅(locate)되며, 기판 지지체(200)의 회전축(211)을 중심으로 원형 배열로 포지셔닝된다. 각각의 프로세싱 스테이션(110)은 전면 표면(114)을 갖는 가스 분배 플레이트(112)(또한 가스 인젝터라고도 함)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 가스 인젝터들(112) 각각의 전면 표면들(114)은 실질적으로 동일 평면이다. 프로세싱 스테이션들(110)은 프로세싱이 일어날 수 있는 영역으로 한정된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 프로세싱 스테이션(110)은 아래에 설명되는 바와 같이 기판 지지체(200)의 지지 표면(231) 및 가스 인젝터들(112)의 전면 표면(114)에 의해 경계를 이루는 영역으로 한정된다. 예시된 실시예에서, 히터들(230)은 기판 지지 표면들로서 작용하고, 기판 지지체(200)의 일부를 형성한다. 히터들(230) 각각은 지지 표면(231) 및 최하부 표면(232)을 포함하여 히터들(230)의 두께를 한정한다. 일부 실시예들에서, 지지 표면(231)은 지지 표면(231)을 통해 연장되는 적어도 3개의 리프트 핀(lift pin)들에 대한 제공들을 더 포함한다.
[0036] 프로세싱 스테이션들(110)은 임의의 적합한 프로세스를 수행하고 임의의 적합한 프로세스 조건들을 제공하도록 구성될 수 있다. 사용되는 가스 분배 플레이트(112)의 유형은 예를 들어, 수행되는 프로세스의 유형 및 샤워헤드(showerhead) 또는 가스 인젝터의 유형에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 원자층 증착 장치로 작동하도록 구성된 프로세싱 스테이션(110)은 샤워헤드 또는 와류형 가스 인젝터를 가질 수 있다. 반면, 플라즈마 스테이션으로 동작하도록 구성된 프로세싱 스테이션(110)은 플라즈마 가스가 기판을 향해 흐르도록 허용하면서 플라즈마를 생성하기 위한 하나 이상의 전극 및/또는 접지 플레이트 구성을 가질 수 있다. 도 2에 예시된 실시예는 도면의 좌측(프로세싱 스테이션(110a))에 도면의 우측(프로세싱 스테이션(110b))과 상이한 유형의 프로세싱 스테이션(110)을 갖는다. 적합한 프로세싱 스테이션들(110)에는 열 프로세싱 스테이션들, 마이크로파 플라즈마, 3-전극 CCP, ICP, 병렬 플레이트 CCP, 자외선 노출, 레이저 프로세싱, 펌핑 챔버들, 어닐링 스테이션들 및 계측 스테이션들이 포함된다(그러나 이에 제한되지 않음).
[0037] 도 3 내지 도 6은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예들에 따른 지지 조립체들(200)을 예시한다. 지지 조립체(200)는 회전 가능한 중앙 베이스(base)(210)를 포함한다. 회전 가능한 중앙 베이스(210)는 대칭 또는 비대칭 형상을 가질 수 있고, 회전축(211)을 한정한다. 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 회전축(211)은 제1 방향으로 연장된다. 제1 방향은 수직 방향으로 또는 z-축을 따라 지칭될 수 있다; 그러나 이러한 방식으로 "수직"이라는 용어를 사용하는 것은 중력의 인력에 수직인 방향으로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
[0038] 지지 조립체(200)는, 중앙 베이스(210)에 연결되고 중앙 베이스(210)로부터 연장되는 적어도 2개의 지지 암(arm)들(220)을 포함한다. 지지 암들(220)은 내부 단부(221) 및 히터 장착 베이스(222)를 갖는다. 내부 단부(221)는 중앙 베이스(210)와 접촉하여, 중앙 베이스(210)가 회전축(211)을 중심으로 회전할 때, 지지 암들(220)도 또한 회전하도록 한다. 지지 암들(220)은 패스너(fastener)들(예를 들어, 볼트들)에 의해 또는 중앙 베이스(210)와 일체형으로 형성됨으로써 내부 단부(221)에서 중앙 베이스(210)에 연결될 수 있다.
[0039] 일부 실시예들에서, 지지 암들(220)은 회전축(211)에 직교하여 연장되므로, 내부 단부들(221) 또는 히터 장착 베이스들(222) 중 하나가 동일한 지지 암(220)의 내부 단부들(221) 및 히터 장착 베이스들(222) 중 다른 것보다 회전축(211)으로부터 더 멀리 있다. 일부 실시예들에서, 지지 암(220)의 내부 단부(221)는 동일한 지지 암(220)의 히터 장착 베이스(222)보다 회전축(211)에 더 가깝다.
[0040] 지지 조립체(200) 내의 지지 암들(220)의 개수는 다양할 수 있다. 일부 실시예들에서, 적어도 2개의 지지 암들(220), 적어도 3개의 지지 암들(220), 적어도 4개의 지지 암들(220), 또는 적어도 5개의 지지 암들(220)이 있다. 일부 실시예들에서, 3개의 지지 암들(220)이 있다. 일부 실시예들에서는, 4개의 지지 암들(220)이 있다. 일부 실시예들에서, 5개의 지지 암들(220)이 있다. 일부 실시예들에서는, 6 개의 지지 암들(220)이 있다.
[0041] 지지 암들(220)은 중앙 베이스(210) 주위에 대칭으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 4개의 지지 암들(220)을 갖는 지지 조립체(200)에서, 지지 암들(220) 각각은 중앙 베이스(210) 주위에 90° 간격들로 포지셔닝된다. 3개의 지지 암들(220)을 갖는 지지 조립체(200)에서, 지지 암들(220)은 중앙 베이스(210) 주위에 120° 간격들로 포지셔닝된다. 다르게 설명하면, 4개의 지지 암들(220)을 갖는 실시예들에서, 지지 암들은 회전축(211) 주위로 4-개 대칭을 제공하도록 배열된다. 일부 실시예들에서, 지지 조립체(200)는 n-개의 지지 암들(220)을 가지며, n-개의 지지 암들(220)은 회전축(211) 주위로 n-개 대칭을 제공하도록 배열된다.
[0042] 히터(230)는 지지 암들(220)의 히터 장착 베이스(222)에 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 각각의 지지 암(220)은 히터(230)를 갖는다. 히터들(230)의 중심은 회전축(211)으로부터 간격을 두고 로케이팅되어, 중앙 베이스(210)의 회전 시 히터들(230)은 원형 경로로 이동한다.
[0043] 히터들(230)은 기판을 지지할 수 있는 지지 표면(231)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 히터(230)와 지지 표면들(231)은 실질적으로 동일 평면이다. 이러한 방식으로 사용되는 바와 같이, "실질적으로 동일 평면"이라 함은, 개별 지지 표면들(231)에 의해 형성된 평면들이 다른 지지 표면들(231)에 의해 형성된 평면들의 ±5°, ±4°, ±3°, ±2 ° 또는 ±1 ° 이내에 있다는 것을 의미한다.
[0044] 일부 실시예들에서, 히터들(230)은 지지 암들(220)의 히터 장착 베이스(222) 상에 직접 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 도면들에 예시된 바와 같이, 히터들(230)은 히터 스탠드오프(234)에 의해 지지 암들(220)의 히터 장착 베이스(222) 위로 상승된다. 히터 스탠드오프들(234)은 실질적으로 원통형 본체를 가지며, 히터들(230)의 높이를 증가시키기 위해 임의의 크기 및 길이로 설정될 수 있다.
[0045] 일부 실시예들에서, 채널(236)이 중앙 베이스(210), 지지 암들(220) 및/또는 히터 스탠드오프들(234) 중 하나 이상에 형성된다. 채널(236)은 전기 연결들을 라우팅(route)하거나 또는 가스 흐름을 제공하는 데 사용될 수 있다.
[0046] 히터들은 당업자에게 알려진 임의의 적절한 유형의 히터일 수 있다. 일부 실시예들에서, 히터는 히터 본체 내에 하나 이상의 가열 요소들을 갖는 저항성 히터이다.
[0047] 일부 실시예들에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 실드 플레이트들(240)은 원반 형상이고, 각각의 히터(230) 주위에 포지셔닝된다. 예시된 실시예에서, 실드 플레이트들(240)은 히터(230) 아래에 로케이팅되어, 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(241)이 히터의 지지 표면(231) 아래에 있다.
[0048] 일부 실시예들의 히터들(230)은 추가적인 컴포넌트들을 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예들의 히터들은 정전기 척(chuck)들을 포함한다. 정전기 척은 히터가 이동되는 동안 지지 표면(231) 상에 포지셔닝된 기판이 제자리에 유지될 수 있도록 다양한 와이어(wire)들 및 전극들을 포함할 수 있다. 이를 통해, 기판은 프로세스의 시작 시 히터 상에 척킹되고, 상이한 프로세스 영역들로 이동하는 동안 해당 동일한 히터 상에서 해당 동일한 포지션에 유지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 와이어들 및 전극들은 지지 암들(220)의 채널들(236)을 통해 라우팅된다. 정전기 척은 히터(230) 내에 배치된 척킹 표면으로 구성된다.
[0049] 일부 실시예들에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 최상부 플레이트(245)는 히터들(230)의 지지 표면(231)에 대한 접근을 허용하는 적어도 하나의 개구부(242)로 히터들(230) 모두를 둘러싸는 단일 컴포넌트이다. 최상부 플레이트(245)는 최상부 표면(246) 및 최하부 표면(249)을 가짐으로써, 최상부 플레이트(245)의 두께를 한정한다. 개구부들(242)은 히터들(230)이 최상부 플레이트(245)를 통과하도록 허용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트(245)는 최상부 플레이트(245)가 수직으로 이동하고 히터들(230)와 함께 회전하도록 고정된다.
[0050] 도 6a를 참조하면, 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트(245)는 히터(230)의 지지 표면(231)에 의해 형성된 주 평면(247)과 실질적으로 평행한 주 평면(248)을 형성하는 최상부 표면(246)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트(245)는 지지 표면(231)의 주 평면(247) 위에 거리(D)에 있는 주 평면(248)을 형성하는 최상부 표면(246)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 거리(D)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 지지 표면(231)이 최상부 플레이트(245)의 최상부 표면(246)과 동일 평면이 되도록 프로세싱될 기판(390)의 두께와 실질적으로 동일하다. 이러한 방식으로 사용되는 바와 같이, "실질적으로 동일 평면"이라는 용어는, 기판(390)의 표면에 의해 형성된 주 평면이 ±1mm, ±0.5mm, ±0.4mm, ±0.3mm, ±0.2mm 또는 ±0.1mm 이내의 동일 평면성을 갖는다는 것을 의미한다.
[0051] 도 7은 본 개시내용의 하나 이상의 실시예에 따른 히터 조립체(205)를 갖는 지지 조립체(200)의 일부의 등축도를 도시한다. 도 8은 선(8-8')을 따라 취해진, 도 7에 도시된 히터 조립체(205)를 갖는 지지 조립체(200)의 일부의 단면도를 도시한다. 도면들에서의 음영은 상이한 컴포넌트들을 구별하는 것을 보조하기 위해 사용되며, 임의의 특정 구성 재료를 의미하지는 않는다. 일부 실시예들에서, 히터 조립체(205)는 히터(230), 히터 스탠드오프(234), 및 실드 샤프트(250) 및 실드 플레이트(240)로 구성된 실드를 포함한다.
[0052] 실드 샤프트(250)는 외부 표면(255) 및 내부 표면(257)을 가짐으로써, 실드 샤프트(250)의 벽 두께를 한정한다. 내부 표면(257)은 히터 스탠드오프(234)를 둘러싸고 있으며, 퍼지 가스 채널(286)을 형성하기 위해 히터 스탠드오프(234)로부터 간격을 두고 이격되어 있다. 실드 샤프트(250)는 최상부 단부(252) 및 최하부 단부(258)를 가짐으로써, 실드 샤프트(250)의 길이를 한정한다. 일부 실시예들의 실드 샤프트(250)는 스탠드오프들(234)의 형상과 동심인 형상을 갖는다. 일부 실시예들에서, 실드 샤프트(250)는 실질적으로 원통형 본체를 갖는다. 이러한 방식으로 사용되는 바와 같이, "실질적으로 원통형"이라는 용어는, 형상이 전체적으로 원통형인 외관을 제공하고 세장형의 타원형 형상들을 포함한다는 것을 의미한다. 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 구멍(259)이 최하부 단부(258)의 두께를 통해 연장되어, 임의의 적합한 패스너 또는 용접부를 사용하여 최하부 단부(258)를 지지 암(220)에 고정한다.
[0053] 히터 스탠드오프(234)는 최상부 단부(235) 및 최하부 단부(237)를 포함한다. 히터 스탠드오프(234)의 최상부 단부(235)는 히터(230)의 최하부 표면(232)과 접촉한다. 일부 실시예들에서, 히터 스탠드오프(234)는 히터(230) 내의 정전기 척의 열 요소(219) 또는 전극들(217) 중 하나 이상에 대한 전기 연결들(244)을 허용하기 위한 개방형 내부 채널(239)을 갖는다. 당업자는 히터들 및 정전기 척들의 구성에 익숙할 것이고, 히터(230) 내의 열 및 전기 컴포넌트들의 배열이 다양할 수 있다는 것을 인식할 것이다.
[0054] 예시된 실시예에서, 히터 스탠드오프(234)의 최상부 단부(235)는 실드 샤프트(250)의 최상부 단부(252) 위에 있다. 일부 실시예들에서, 실드 샤프트(250)의 최상부 단부(252)는 히터 스탠드오프(234)의 최상부 단부(235) 위로 연장된다. 일부 실시예들에서, 실드 샤프트(250)의 최상부 단부(252)는 히터 스탠드오프(234)의 최상부 단부(235)까지 연장된다.
[0055] 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 실드 플레이트(240)는 최상부 표면(270), 최하부 표면(272)을 가짐으로써, 두께를 한정한다. 실드 플레이트(240)는 최상부 플레이트(245)의 최하부 표면(249)과 접촉하는 최상부 표면(241)을 갖는 최상부 부분(273)을 더 포함한다. 최상부 부분(273)은 최상부 부분(273)의 최상부 표면(241) 내지 최하부 표면(272)에 의해 한정되는 총 두께(TSP)를 갖는다. 최상부 부분(273)은 본질적으로 최상부 부분(273)의 최상부 표면(241) 내지 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(270)에 의해 한정된 최상부 부분 두께(TTP)만큼 돌출되어 있다.
[0056] 실드 플레이트(240)는 최상부 표면(270)으로부터 최하부 표면(272)으로 연장되는 개구부(271)를 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 도면들에 도시된 바와 같이, 히터(230)의 최하부 표면(232)은 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(270)으로부터 간격을 두고 이격되어 있다. 일부 실시예들에서, 히터(230)의 최하부 표면(232)과 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(270) 사이의 간격은 갭을 형성하도록 이격된다. 일부 실시예들에서, 평균 갭은 1mm 내지 15mm 범위, 또는 2mm 내지 12.5mm 범위, 또는 5mm 내지 11mm 범위, 또는 8mm 내지 10mm 범위에 있다.
[0057] 실드 플레이트(240)는 내부 부분(274), 외부 부분(275) 및 외부 주변 에지(281)를 갖는다. 일부 실시예들에서, 외부 부분(275)은 내부 부분(274)의 두께보다 더 큰 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 실드 플레이트(240)의 최하부 표면(272)은 실드 샤프트(250)의 최상부 단부(252)와 접촉하고, 최상부 단부(252)를 통해 연장되는 적어도 하나의 구멍(254)을 통해 연장되는 패스너들(256)로 고정된다. 일부 실시예들에서, 적어도 2개의 구멍들(254), 또는 3개의 구멍들(254)이 있다. 일부 실시예들에서, 최하부 표면(272)은 실드 샤프트(250)의 최상부 단부(252)에 용접된다. 일부 실시예들에서, 실드 플레이트(240)의 최하부 표면(272)은 최상부 단부(252)가 실드 플레이트(240)의 최하부 표면(272)과 접촉하는 더 큰 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 더 큰 두께는 패스너들(256)을 수용하도록 구성된 패스너 홀들을 수용한다.
[0058] 도 9는 최상부 플레이트(245) 및 실드 플레이트(240)가 있는 히터(230)의 외부 에지의 일부를 도시한다. 예시된 실시예에서, 실드 플레이트(240)는 최상부 플레이트(245)의 적어도 하나의 개구부(242) 아래에 포지셔닝된다. 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(270)은 내부 면(279) 및 외부 면(280)을 갖는 홈(278)을 더 포함하고, 내부 면(279) 및 외부 면(280)이 실드 플레이트(240)의 주변 부분(276) 주위로 연장되고, 외부 면(280)은 실드 플레이트(240)의 외부 주변 에지(281)로부터 간격을 두고 이격된다. 일부 실시예들에서, 실드 플레이트의 외부 면(281)은 최상부 플레이트(245)의 외부 벽과 일치할 수 있다. 다른 시나리오들에서, 외부 면(281)의 반경은 최상부 플레이트의 외측 반경보다 최대 10mm 더 낮을 수 있다. 이는 실드 플레이트(240)와 최상부 플레이트(245) 사이의 열 전달을 제어하기 위해 필요하다. 최상부 플레이트는 냉각 루프(내부 플레넘(plenum)(283)으로 도시됨)를 통한 능동적 온도 제어를 갖는다.
[0059] 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트(245)의 최하부 표면(249)은 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(270)의 주변 부분(276)과 접촉한다. 제1 유체 밀봉부(392)("최상부 유체 밀봉부"라고도 함)는 프로세싱 스테이션들(110) 내에서 저압 조건들을 유지하기 위해 주변 에지(281)의 링형 홈(278) 내에 배치된다. 제1 유체 밀봉부(392)는 실드 플레이트(240)의 주변부 주위를 불균일하게 압축하도록 구성되므로, 실드 플레이트(240)와 최상부 플레이트(245) 사이에 고르지 않은 압력이 가해지는 경우에도, 제1 유체 밀봉부(392)는 여전히 프로세싱 스테이션 내에서 미리 결정된 조건들을 유지한다.
[0060] 일부 실시예들에서, 두께를 갖는 링형 심(shim)(350)이 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(241)(히터(230)의 지지 표면(231) 아래에 있음)과 최상부 플레이트(245)의 최하부 표면(249) 사이에 포지셔닝된다. 링형 심(350)은 실드 플레이트(240)의 홈(278) 내에 적어도 부분적으로 안착되는 제1 유체 밀봉부(392)를 압축하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 링형 심(350)의 두께는 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(241)과 최상부 플레이트(245)의 최하부 표면(249) 사이의 가변 거리들을 수용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 링형 심(350)은 링의 주변부 주위에 가변 두께를 갖는다. 일부 실시예들에서, 링형 심(350)은 링 형상으로 조립된 복수의 개별 피스(piece)들을 포함한다.
[0061] 일부 실시예들에서, 플레넘(283)은 링형 심(350)과 최상부 플레이트(245) 사이에 형성된다. 플레넘(283)은 당업자에게 이해될 수 있는 바와 같이 임의의 적절한 형상 및/또는 크기일 수 있다. 플레넘의 목적은 최상부 플레이트의 온도를 능동적으로 제어하기 위해 특정 온도에서 유체 흐름을 갖는 것이다. 일부 실시예의 플레넘(283)은 일정한 냉각제 온도를 보장하기 위해 열 교환기에 연결된다.
[0062] 제2 유체 밀봉부(299)는 프로세싱 스테이션들(110) 내에서 저압 조건들을 유지하기 위해 지지 암들(220) 중 하나의 지지 암의 최상부 표면(223)과 최하부 단부(258) 사이에 배치된다. 실드 플레이트(240)와 실드 샤프트(250)는 균일한 히터 실드 조립체를 형성한다. 히터 실드 조립체는 제1 유체 밀봉부(392) 및 제2 유체 밀봉부(299)에 의해 누출에 대해 밀봉된 균일한 캐비티를 형성하여, 균일한 캐비티 내에서 진공 무결성을 유지한다. 일부 실시예들에서, 링형 심(350) 및 제1 유체 밀봉부(392)는 모두 프로세스 스테이션 내로의 그리고 외부로의 가스 누출에 대해 밀봉하고 프로세스 스테이션 및 프로세스 챔버에서 진공 무결성을 유지하도록 구성된다. 제1 유체 밀봉부(392) 및 제2 유체 밀봉부(299)는 프로세스 가스들 및 프로세스 조건들과 호환되는 당업자에게 알려진 임의의 적합한 압축 가능한 컴포넌트일 수 있다.
[0063] 도 8 내지 도 12b를 참조하면, 퍼지 가스는 히터(230)와 최상부 플레이트(245) 사이에 형성된 후면 퍼지 갭(285)을 통해 배출된다. 후면 퍼지 갭(285)은 본질적으로 개구부(242)를 통해 히터(230)를 둘러싸는 출구이다(도 5 및 도 9에 가장 잘 도시됨). 퍼지 가스는 후면 퍼지 갭(285)을 통해 일정한 압력 또는 가변 압력으로 배출된다. 특히, 일부 실시예들에서, 퍼지 가스는 흐름 내의 데드 존들 또는 소용돌이들을 방지하기 위해 유선형 흐름으로 후면 퍼지 갭(285)을 통해 배출된다.
[0064] 퍼지 가스는 퍼지 가스 채널(286)로부터 후면 퍼지 갭(285)을 통해 푸시된다. 예시의 목적들을 위해, 퍼지 가스 채널(286)은 퍼지 가스의 흐름 경로를 도시하는 화살표들로 예시되어 있다. 특히, 퍼지 가스 채널(286)은 지지 암(220) 내의 가스 채널(287)에 의해 그리고 중앙 베이스(210) 중 하나 이상 사이에 그리고 히터(230)의 최하부 표면(232)과 실드 플레이트(240)의 최상부 표면(241) 사이에 형성된 채널(236)을 통해 한정된다. 도시된 바와 같이, 채널(236)은 퍼지 가스 채널(286)과 유체 연통한다.
[0065] 종래의 지지 조립체들 및 히터들의 후면 퍼지 갭들(285)은 방위각 왜곡 및 에지 열 손실에 기여하는 데드 존들 또는 기하학적 제한들을 가지고 있다. 도 9 내지 도 15는 히터(230)와 최상부 플레이트(245) 사이에 형성된 후면 퍼지 갭들(285)의 실시예들을 예시한다. 특히, 각각의 후면 퍼지 갭(285)은 히터(230)의 히터 벽(233) 및 최상부 플레이트(245)의 최상부 플레이트 벽(500)에 의해 형성된다.
[0066] 히터 벽(233)은 히터(230)의 최하부 표면(232)과 히터(230)의 최상부 표면(238) 사이에 형성되며, 히터(230)의 두께를 연장한다. 일부 실시예들에서, 히터 벽(233)과 최상부 표면(238) 사이에 형성된 에지는 둥글거나 또는 모따기된다. 일부 실시예들에서, 히터 벽(233)과 최하부 표면(232) 사이에 형성된 에지는 둥글거나 또는 모따기된다. 묘사된 도면들에서, 히터 벽(233)은 히터(230)의 최하부 표면(232) 및 최상부 표면(238)에 대해 직각이다. 그러나 일부 실시예들에서, 히터 벽(233)은 최하부 표면(232)에 대해 직각이 아닌 다른 각도로 각을 이룬다.
[0067] 최상부 플레이트 벽(500)은 최상부 플레이트(245)의 최상부 표면(246)과 최상부 플레이트(245)의 최하부 표면(249) 사이에 형성된 최상부 플레이트(245) 내의 개구부(242)의 주변 내부 표면으로서, 최상부 플레이트(245)의 두께를 연장한다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트 벽(500)과 최상부 표면(246) 사이에 형성된 에지는 둥글거나 또는 모따기된다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트 벽(500)과 최하부 표면(249) 사이에 형성된 에지는 둥글거나 또는 모따기된다.
[0068] 도 9에 도시된 바와 같이, 최상부 플레이트 벽(500)은 최하부 표면(249)에 대해 직각이다. 최상부 플레이트 벽(500)은 최상부 부분(502) 및 최하부 부분(504)을 포함하며, 최상부 부분(502)은 최상부 플레이트 벽(500)으로부터 중심 축(253)을 향해 연장되는 립(506)에 의해 한정된다(도 8에 도시된 바와 같음). 일부 실시예들에서, 립(506)은 최상부 플레이트(245)의 최상부 표면(246)으로부터 최상부 플레이트 벽(500)을 따라 최상부 표면(246)으로부터의 거리까지 연장된다. 일부 실시예들에서, 립(506)의 에지는 모따기된다. 최상부 플레이트 벽들(500)의 다른 실시예들은 립(506)을 갖는 최상부 플레이트 벽(500)(도 9에 도시된 바와 같음) 또는 립을 갖지 않는 최상부 플레이트 벽(500)(도 8에 도시된 바와 같음)으로부터 상당한 개선들을 제공하는 다양한 기하학적 구성들(아래에서 더 상세히 예시됨)을 갖는다. 예시의 목적들을 위해, 퍼지 가스 채널(286)은 채널(236)(도 9에 가장 잘 도시됨)로부터 후면 퍼지 갭(285)으로의 퍼지 가스의 흐름 경로를 도시하는 화살표들로 예시되어 있다.
[0069] 도 10은 최상부 플레이트 벽(500) 및 히터 벽(233)에 중점을 둔 히터 조립체(205)의 실시예의 도 7의 선(8-8')을 따라 취해진 단면도를 예시한다. 본 실시예에서, 최상부 플레이트 벽(500)은 최상부 플레이트(245)의 최상부 표면(246)에 대해 직각으로 평평한 표면을 갖는다. 도시된 바와 같이, 퍼지 가스 채널(286)은 최상부 플레이트 벽(500)과 히터 벽(233) 사이의 간격에 의해 한정되는 폭(DG)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 폭(DG)을 증가시키면, 후면 퍼지 압력이 증가하고 기판 및 페데스탈에 걸친 열 불균일성이 감소한다. 그러나 일부 실시예들에서, 일반적으로 또는 후면 퍼지 가스 소스로부터 후면 퍼지 가스 압력을 증가시키면, 기판 및 페데스탈을 따라 열 불균일성이 증가한다.
[0070] 도 11a 및 도 11b는 최상부 플레이트 벽(500) 및 히터 벽(233)에 중점을 둔 히터 조립체(205)의 실시예의 도 7의 선(8-8')을 따른 부분 단면도들을 예시한다. 도 11a는 히터 조립체(205)의 조립된 도면을 예시하고, 도 11b는 최상부 플레이트(245)의 부분 도면을 예시한다. 예시된 실시예에서, 최상부 플레이트 벽(500)은 상부 부분(510), 중간 부분(512), 및 하부 부분(514)을 포함한다. 상부 부분(510)은 평평하고, 최상부 플레이트(245)의 최상부 표면(246)에 대해 직각이고, 중간 부분(512)은 상부 부분(510)에 대해 각을 이루고, 최하부 부분(514)은 최상부 플레이트(245)의 최하부 표면(249)에 대해 직각이다.
[0071] 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트 벽(500)의 중간 부분(512)은 최상부 부분(510)에 대해 각도(Θ)로 경사져 있다. 일부 실시예들에서, 각도(Θ)는 10도 내지 30도 범위, 또는 15도 내지 25도 범위에 있다. 일부 실시예들에서, 각도는 0보다 크고, 최대 30도이다. 경사진 중간 부분(512)으로 인해, 퍼지 가스 채널(286)의 폭(DG)은 상부 부분(510), 중간 부분(512) 및 하부 부분(514) 사이에서 변화한다. 특히, 상부 부분(510)은, 퍼지 가스 채널(286)이 중간 부분(512) 및 하부 부분(514)에 비해 가장 좁은 퍼지 가스 채널(286)의 폭(DGU)을 갖는다. 마찬가지로, 하부 부분(514)은 상부 부분(510) 및 하부 부분(514)보다 더 큰 퍼지 가스 채널(286)의 폭(DGL)을 갖는다.
[0072] 최상부 부분(510), 중간 부분(512) 및 최하부 부분(514)의 상대적인 길이들은 흐름 특성들을 변화시키기 위해 변할 수 있다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트(245)의 최상부 표면(246)으로부터 측정된 최상부 부분(510)의 길이(LTP)는 1mm 내지 10mm 범위에 있거나, 또는 최상부 플레이트(245)의 총 두께(T)의 1% 내지 50% 범위에 있다. 일부 실시예들에서, 최상부 부분(510)의 단부로부터 최하부 부분(514)의 단부까지 측정된 중간 부분(512)의 길이(LMP)는 1mm 내지 10mm 범위에 있거나, 또는 최상부 플레이트(245)의 총 두께(T)의 1% 내지 50% 범위에 있다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트(245)의 최하부 표면(249)으로부터 측정된 최하부 부분(514)의 길이(LBP)는 최상부 플레이트(245)의 총 두께(T)의 1% 내지 50% 범위에 있다. 일부 실시예들의 최상부 플레이트(245)는 10mm 내지 75mm 범위, 또는 15mm 내지 60mm 범위, 또는 20mm 내지 40mm 범위의 두께(T)를 갖는다.
[0073] 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트 벽(500)에는 3개 초과의 또는 미만의 부분들이 존재한다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 2개의 부분들, 최상부 부분과 최하부 부분이 존재한다. 2개의 부분들 사이의 경사 또는 각도는 임의의 적절한 각도일 수 있고, 최상부 부분 및 최하부 부분의 길이는 최상부 플레이트(245)의 총 두께의 임의의 적절한 백분율일 수 있다. 일부 실시예들에서, 최상부 플레이트 벽(500)에는 4개 이상의 부분들이 존재한다. 최상부 플레이트 벽의 부분들 각각은 최상부 플레이트(245)의 두께(T)의 임의의 적절한 백분율일 수 있다.
[0074] 도 12는 최상부 플레이트 벽(500)의 대안적인 실시예를 예시하는데, 여기서 최상부 플레이트 벽(500)은 상부 부분(520) 및 하부 부분(522)을 가지며, 상부 부분(520)은 평평하고 최상부 플레이트(245)의 최상부 표면(246)에 대해 직각이며, 하부 부분(522)은 상부 부분(520)에 대해 각을 이룬다. 도 11a에 예시된 실시예와 유사하게, 하부 부분(522)은 본질적으로 20도 내지 30도 범위의 각도(Θ)로 경사져 있다. 경사진 하부 부분(522)으로 인해, 퍼지 가스 채널(286)의 폭(DG)은 상부 부분(520)과 하부 부분(522) 사이에서 변한다. 특히, 폭(DG)은 상부 부분(520)과 히터 벽(233)에 비해 하부 부분(522)과 히터 벽(233) 사이에서 더 크다. 일부 실시예들에서, 각도(Θ)는 20도 내지 30도 범위에 있다. 일부 실시예들에서, 각도(Θ)를 증가시키면 기판에 걸친 온도의 변동이 감소하여 불균일성이 감소한다.
[0075] 도 11a 내지 도 12의 최상부 플레이트 벽(500)의 위에서 설명된 기하학적 구성들은 퍼지 가스 채널(286)의 폭(DG)이 적절한 후면 퍼지 가스 압력을 유지하면서 변할 수 있도록 허용한다. 일부 실시예들에서, 폭(DG)은 1mm 내지 5mm 범위에 있다. 폭(DG)이 변하면, 더 작은 폭들(DG)에 대해 더 작은 히터 에지 손실이 발생한다. 일부 실시예들에서, 1mm 내지 3mm 범위의 폭(DG)은 3mm 내지 5mm 범위의 폭(DG)에 비해 히터 에지 손실이 더 적다. 일부 실시예들에서, 폭(DGL)은 0.1mm 내지 3mm 범위에 있다. 일부 실시예들에서, 폭(DGL)은 최대 5mm이다.
[0076] 도 13에 도시된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 실드 플레이트(240)의 최상부 부분(273)은 최상부 부분(273)을 통해 외부 주변 에지(281)로 연장되는 복수의 홀들(291)을 포함한다. 복수의 홀들(291)은 최상부 부분(273) 주위에 방사상으로 포지셔닝된다. 임의의 적절한 크기를 갖는 임의의 적절한 개수의 홀들(291)이 존재할 수 있다. 일부 실시예들에서, 2 내지 96개의 범위의 홀들, 또는 3 내지 72개의 범위의 홀들, 또는 4 내지 54개의 범위의 홀들, 또는 5 내지 48개의 범위의 홀들, 또는 6 내지 36개의 범위의 홀들, 또는 7 내지 24개의 범위의 홀들, 또는 8 내지 16개의 범위의 홀들이 존재한다. 일부 실시예들에서, 홀들(291)은 0.1mm 내지 3mm 범위의 직경, 또는 0.5mm 내지 2mm 범위의 직경, 또는 1mm의 직경을 갖는다.
[0077] 일부 실시예들에서, 최상부 부분(273)은 실드 플레이트(240)의 외부 주변 에지(281) 상에 포지셔닝된 링형 홈(292)을 더 포함한다. 실드 플레이트(240)와 최상부 플레이트(245) 사이에 유체 밀폐 연결을 제공하기 위해 하나 이상의 밀봉 요소들이 홈(292) 내에 포지셔닝된다. 일부 실시예들에서, 밀봉 요소는 최상부 플레이트 벽(500)의 하부 부분(514)과 접촉하는 하나 이상의 분할 링들(293)을 포함한다.
[0078] 일부 실시예들에서, 밀봉 요소들은 밀봉 요소의 내부 직경 내에 홈(292)을 형성하도록 크기가 설정된다. 홈(292)은 하나 이상의 분할 링들(293)의 내부 직경과 내부 표면 사이의 갭(GG)이 4mm, 3mm, 2mm 또는 1mm보다 작거나 같도록 폭을 갖는다. 일부 실시예들에서, 홈은 하나 이상의 분할 링들(293)의 열 팽창 및 수축을 허용하기에 충분한 갭(GG)을 갖는다.
[0079] 일부 실시예들에서, 흐름 경로의 기하학적 구조들은 컴포넌트들 사이의 하나 이상의 갭들을 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 열 균일성을 향상시키기 위해 조정된다. 일부 실시예들에서, 갭(GTP)은 최상부 플레이트(245)와 외부 주변 에지(281) 사이에 형성된다. 일부 실시예들에서, 갭(GTP)은 0.5mm 내지 2mm 범위, 또는 0.75mm 내지 1.75mm 범위, 또는 1mm 내지 1.5mm 범위에 있거나, 또는 1.25mm이다.
[0080] 일부 실시예들에서, 갭(GH)은 히터(230)와 실드 플레이트(240) 사이에 형성된다. 일부 실시예들에서, 갭(GH)은 0.5mm 내지 1.75mm 범위, 또는 0.75mm 내지 1.5mm 범위, 또는 1mm 내지 1.25mm 범위에 있다.
[0081] 오버랩(overlap)(OH)은 히터 벽(233)이 실드 플레이트(240)의 최상부 부분(273) 위로 겹치는 길이에 의해 한정된다. 오버랩(OH)은 실드 플레이트(240)의 최상부 부분(273)의 폭을 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 변할 수 있고, 따라서 흐름 경로가 히터(230)를 가로질러 수평으로 이동하는 거리를 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다. 마지막으로, 높이(HH)는 도 11b에 도시된 바와 같이 길이(LBP)를 증가시키거나 또는 감소시킴으로써 실드 플레이트(240)의 최상부 부분(273)의 최상부 표면에 의해 한정된다.
[0082] 일부 실시예들에서, 도 14에 도시된 바와 같이, 홈(292)은, 이러한 홈이 외부 주변 에지(281)로부터 가장 멀리 떨어질수록 폭이 더 넓어지게 도브테일(dovetail) 단면 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, U자형 밀봉 링(295)은 도브테일 홈(292) 내에 포지셔닝된다. 실드 플레이트(240) 또는 최상부 플레이트(245)의 열 팽창 시, U자형 밀봉 링(295)은 갭(GTP)이 더 작은 곳에서 밀봉을 유지하기 위해 그 자체로 접힌다.
[0083] 본 명세서 전반에 걸쳐 "일 실시예", "특정 실시예들", "하나 이상의 실시예들" 또는 "실시예"에 대한 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 재료 또는 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치들에서 "하나 이상의 실시예들에서", "특정 실시예들에서", "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"와 같은 문구들의 출현들이 반드시 본 개시내용의 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 더욱이, 특정 특징들, 구조들, 재료들 또는 특성들은 하나 이상의 실시예들에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
[0084] 본원의 개시내용이 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당업자들이라면 설명된 실시예들은 단지 본 개시내용의 원리들 및 애플리케이션들을 예시한다는 것을 이해할 것이다. 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 개시내용의 방법 및 장치에 대해 다양한 수정들 및 변형들이 행해질 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 본 개시내용은 첨부된 청구항들 및 이들의 등가물들의 범위 내에 있는 수정들 및 변형들을 포함할 수 있다.

Claims (20)

  1. 히터 조립체(heater assembly)로서,
    최상부 표면, 최하부 표면, 및 상기 최상부 표면으로부터 상기 최하부 표면까지 연장되어 두께를 한정하는 히터 벽을 포함하는 히터; 및
    최상부 플레이트(plate)를 포함하며,
    상기 최상부 플레이트는 상기 최상부 플레이트의 최상부 두께를 한정하는 최상부 표면 및 최하부 표면을 갖고, 상기 최상부 플레이트는 상기 두께를 관통하여 적어도 하나의 개구부를 가져, 상기 히터가 상기 개구부를 통과할 수 있게 하고, 상기 개구부는, 상기 최상부 플레이트의 두께로 연장하는, 최상부 플레이트 벽을 한정하는 주변 내부 표면을 가지며, 상기 최상부 플레이트 벽은 상부 부분 및 최하부 부분을 포함하며, 상기 최하부 부분은 최상부 부분에 대해 각도(Θ)를 형성하는,
    히터 조립체.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 히터 벽은 상기 히터의 최하부 표면 및 최상부 표면에 대해 직각인,
    히터 조립체.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 히터 벽과 상기 최상부 플레이트 벽 사이에 후면 퍼지 갭(purge gap)이 형성되고, 상기 후면 퍼지 갭은 폭(DG)을 갖는,
    히터 조립체.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 폭(DG)은 상기 상부 부분과 상기 히터 벽에 비해 상기 하부 부분과 상기 히터 벽 사이에서 더 큰,
    히터 조립체.
  5. 제1 항에 있어서,
    각도는 10 내지 30도 범위에 있는,
    히터 조립체.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 폭(DG)은 1mm 내지 5mm 범위에 있는,
    히터 조립체.
  7. 제1 항에 있어서,
    최상부 단부 및 최하부 단부를 갖는 히터 스탠드오프(standoff)를 더 포함하며, 상기 최상부 단부는 상기 히터의 최하부 표면과 접촉하는,
    히터 조립체.
  8. 제7 항에 있어서,
    최상부 단부 및 최하부 단부, 개방된 내부 영역을 둘러싸는 내부 표면, 및 외부 표면을 갖는 실드 샤프트(shield shaft)를 더 포함하고, 상기 히터 스탠드오프는 상기 개방된 내부 영역 내에 로케이팅(locate)되고, 상기 히터 스탠드오프의 최상부 단부는 상기 실드 샤프트의 최상부 단부 위로 연장되는,
    히터 조립체.
  9. 제8 항에 있어서,
    최상부 표면, 최하부 표면 및 외부 주변 에지(edge)를 갖는 실드 플레이트를 더 포함하고, 상기 실드 플레이트는 내부 부분에 상기 최상부 표면으로부터 상기 최하부 표면으로 연장되는 개구부를 갖고, 상기 히터 스탠드오프는 상기 실드 플레이트의 개구부를 통해 연장되고, 상기 히터의 최하부 표면은 상기 실드 플레이트의 최상부 표면으로부터 간격을 두고 이격되며, 상기 실드 플레이트의 최상부 표면은 상기 실드 플레이트의 주변 부분 주위로 연장되는 내부 면과 외부 면을 갖는 홈을 갖고, 상기 외부 면은 상기 실드 플레이트의 외부 주변 에지로부터 간격을 두고 이격되며, 상기 홈은 상기 최상부 플레이트의 최하부 표면과 접촉하는 밀봉부(seal)를 갖는,
    히터 조립체.
  10. 제9 항에 있어서,
    퍼지 가스(purge gas)가 퍼지 가스 채널(channel)로부터 후면 퍼지 갭을 통해 푸시(push)되는,
    히터 조립체.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 퍼지 가스 채널은 지지 암(arm) 내의 가스 채널 및 상기 히터의 최하부 표면과 상기 실드 플레이트의 최상부 표면 사이에 형성된 채널에 의해 한정되는,
    히터 조립체.
  12. 히터 조립체로서,
    최상부 표면, 최하부 표면, 및 상기 최상부 표면으로부터 상기 최하부 표면까지 연장되어 두께를 한정하는 히터 벽을 포함하는 히터; 및
    최상부 플레이트를 포함하며,
    상기 최상부 플레이트는 상기 최상부 플레이트의 최상부 두께를 한정하는 최상부 표면 및 최하부 표면을 갖고, 상기 최상부 플레이트는 상기 두께를 관통하여 적어도 하나의 개구부를 가져, 상기 히터가 상기 개구부를 통과할 수 있게 하고, 상기 개구부는, 상기 최상부 플레이트의 두께로 연장하는, 최상부 플레이트 벽을 한정하는 주변 내부 표면을 가지며, 상기 최상부 플레이트 벽은 상부 부분, 중간 부분 및 최하부 부분을 포함하며, 상기 중간 부분은 최상부 부분에 대해 각도(Θ)를 형성하는,
    히터 조립체.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 최상부 부분은 상기 최상부 플레이트의 최상부 표면에 대해 직각인,
    히터 조립체.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 최하부 부분은 상기 최상부 플레이트의 최하부 표면에 대해 직각인,
    히터 조립체.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 히터 벽과 상기 최상부 플레이트 벽 사이에 후면 퍼지 갭이 형성되고, 상기 후면 퍼지 갭은 상기 최상부 부분과 상기 히터 벽 사이에 폭(DGU), 및 상기 최하부 부분과 상기 히터 벽 사이에 폭(DGL)을 갖는,
    히터 조립체.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 폭(DGL)은 상기 폭(DGU)보다 더 큰,
    히터 조립체.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 최상부 부분의 길이(LTP)는 상기 최상부 플레이트의 최상부 표면으로부터 측정되고, 상기 최상부 플레이트의 총 두께의 1% 내지 50% 범위에 있는,
    히터 조립체.
  18. 제12 항에 있어서,
    상기 최상부 부분의 단부로부터 상기 최하부 부분의 단부까지 측정된 상기 중간 부분의 길이(LMP)는 상기 최상부 플레이트의 총 두께의 1% 내지 50% 범위에 있는,
    히터 조립체.
  19. 제12 항에 있어서,
    상기 최상부 플레이트의 최하부 표면으로부터 측정된 상기 최하부 부분의 길이(LBP)는 상기 최상부 플레이트의 총 두께(T)의 1% 내지 50% 범위에 있는,
    히터 조립체.
  20. 히터 조립체로서,
    최상부 표면, 최하부 표면, 및 상기 최상부 표면으로부터 상기 최하부 표면까지 연장되어 두께를 한정하는 히터 벽을 포함하는 히터;
    최상부 플레이트 ― 상기 최상부 플레이트는 상기 최상부 플레이트의 최상부 두께를 한정하는 최상부 표면 및 최하부 표면을 갖고, 상기 최상부 플레이트는 상기 두께를 관통하여 적어도 하나의 개구부를 가져, 상기 히터가 상기 개구부를 통과할 수 있게 하고, 상기 개구부는, 상기 최상부 플레이트의 두께로 연장하는, 최상부 플레이트 벽을 한정하는 주변 내부 표면을 가지며, 상기 최상부 플레이트 벽은 상부 부분 및 최하부 부분을 포함하며, 상기 최하부 부분은 최상부 부분에 대해 각도(Θ)를 형성함 ―;
    최상부 표면, 최하부 표면 및 외부 주변 에지를 갖는 실드 플레이트 ― 상기 실드 플레이트는 내부 부분에 상기 최상부 표면으로부터 상기 최하부 표면으로 연장되는 개구부를 갖고, 상기 실드 플레이트의 개구부를 통해 히터 스탠드오프가 연장되고, 상기 히터의 최하부 표면은 상기 실드 플레이트의 최상부 표면으로부터 간격을 두고 이격되며, 실드 플레이트는 상기 최상부 플레이트의 최하부 표면과 접촉하는 최상부 표면을 갖는 최상부 부분을 갖고, 상기 최상부 부분은 상기 최상부 부분의 최상부 표면 내지 상기 최하부 표면에 의해 한정되는 총 두께(TSP)를 갖고, 상기 최상부 부분은 상기 최상부 부분을 관통하여 상기 외부 주변 에지로 연장되는 복수의 홀(hole)들을 갖고, 상기 최상부 부분은 상기 실드 플레이트의 외부 주변 에지 상에 간격을 두고 포지셔닝(position)된 링형 홈을 가짐 ―; 및
    상기 실드 플레이트의 홈 내에 포지셔닝된 분할 링을 포함하는,
    히터 조립체.
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