KR20230159579A - 균일한 인-시튜 세정 및 증착 - Google Patents

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Abstract

예시적인 반도체 프로세싱 시스템들은 적어도 하나의 플라즈마 출구를 정의하는 출력 매니폴드(manifold)를 포함할 수 있다. 이 시스템들은 출력 매니폴드 아래에 배치된 가스 박스(gasbox)를 포함할 수 있다. 가스 박스는 출력 매니폴드를 향하는 입구측 및 입구측의 반대편의 출구측을 포함할 수 있다. 가스 박스는 중앙 유체 루멘(lumen)을 정의하는 내부 벽을 포함할 수 있다. 내부 벽은 입구측으로부터 출구측으로 외측으로 테이퍼(taper)질 수 있다. 이 시스템들은 가스 박스 아래에 배치된 환형 스페이서(spacer)를 포함할 수 있다. 환형 스페이서의 내부 직경은 중앙 유체 루멘의 가장 큰 내부 직경보다 더 클 수 있다. 이 시스템들은 환형 스페이서 아래에 배치된 페이스 플레이트(faceplate)를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트는 페이스 플레이트의 두께를 통해 연장되는 복수의 구멍들을 정의할 수 있다.

Description

균일한 인-시튜 세정 및 증착
관련 출원들에 대한 상호 참조
[0001] 본 출원은 2021년 3월 26일에 출원된 발명의 명칭이 "균일한 인-시튜 세정 및 증착"인 미국 특허 출원 제17/213,947호의 이익 및 우선권을 주장하며, 이 출원은 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다.
기술 분야
[0002] 본 기술은 반도체 제조를 위한 컴포넌트들 및 장치들에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 기술은 프로세싱 챔버 분배 컴포넌트들 및 다른 반도체 프로세싱 장비에 관한 것이다.
[0003] 집적 회로들은 기판 표면들 상에 복잡하게 패터닝(pattern)된 재료 층들을 생성하는 프로세스들에 의해 가능하게 된다. 기판 상에 패터닝된 재료를 생성하기 위해서는 재료를 형성하고 제거하기 위한 제어된 방법들이 필요하다. 챔버 컴포넌트들은 종종 막들을 증착하거나 또는 재료들을 제거하기 위해 프로세싱 가스들 및 플라즈마를 기판으로 전달한다. 증착 사이클(cycle) 동안 대칭성 및 균일성을 촉진하기 위해, 많은 챔버 컴포넌트들은 균일성을 높일 수 있는 방식으로 재료들을 제공하기 위해 구멍들과 같은 규칙적인 패턴들의 피처(feature)들을 포함할 수 있지만, 그러나 이러한 동일한 피처들은 플라즈마를 통한 세정/재료 제거 사이클 동안 장애를 일으킬 수 있다. 이로 인해 온-웨이퍼(on-wafer) 조정들을 위한 레시피(recipe)들을 튜닝(tune)할 수 있는 능력이 제한되고, 시스템 전체의 처리량이 제한될 수 있다.
[0004] 따라서, 고품질의 디바이스(device)들 및 구조들을 생산하기 위해 사용될 수 있는 개선된 시스템들 및 방법들에 대한 요구가 존재한다. 이들 및 다른 요구들은 본 기술에 의해 해결된다.
[0005] 예시적인 반도체 프로세싱 시스템들은 적어도 하나의 플라즈마 출구를 정의하는 출력 매니폴드(manifold)를 포함할 수 있다. 이 시스템들은 출력 매니폴드 아래에 배치된 가스 박스(gasbox)를 포함할 수 있다. 가스 박스는 출력 매니폴드를 향하는 입구측 및 입구측의 반대편의 출구측을 포함할 수 있다. 가스 박스는 중앙 유체 루멘(lumen)을 정의하는 내부 벽을 포함할 수 있다. 내부 벽은 입구측으로부터 출구측으로 외측으로 테이퍼(taper)질 수 있다. 이 시스템들은 가스 박스 아래에 배치된 환형 스페이서(spacer)를 포함할 수 있다. 환형 스페이서의 내부 직경은 중앙 유체 루멘의 가장 큰 내부 직경보다 더 클 수 있다. 이 시스템들은 환형 스페이서 아래에 배치된 페이스 플레이트(faceplate)를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트는 페이스 플레이트의 두께를 통해 연장되는 복수의 구멍들을 정의할 수 있다.
[0006] 일부 실시예들에서, 적어도 하나의 플라즈마 출구는 중앙 유체 루멘의 최상부의 방사상으로 외측에 배치될 수 있다. 가스 박스의 입구측은 적어도 하나의 플라즈마 출구와 유체적으로 커플링되는 리세스를 정의할 수 있다. 리세스의 최하부는 중앙 유체 루멘의 최상부의 외부 에지(edge)로 연장되는 렛지(ledge)를 정의할 수 있다. 출력 매니폴드는 하나 이상의 가스 입구들을 적어도 하나의 플라즈마 출구와 유체적으로 커플링하는 재귀적 유동 경로를 정의할 수 있다. 적어도 하나의 플라즈마 출구의 개수는 하나 이상의 가스 입구들의 개수보다 더 클 수 있다. 시스템들은 환형 스페이서 내에 배치된 테이퍼진 인서트를 포함할 수 있다. 테이퍼진 인서트는 가스 박스의 출구측으로부터 복수의 구멍들을 넘어서는 방사상 포지션까지 외측으로 테이퍼질 수 있다. 시스템들은 출력 매니폴드와 가스 박스 사이에 배치된 스페이서를 포함할 수 있다. 스페이서는 적어도 하나의 플라즈마 출구와 유체적으로 커플링되는 적어도 하나의 입구를 정의할 수 있다. 스페이서의 내부 벽은 적어도 하나의 입구와 가스 박스의 중앙 유체 루멘 사이에 유체적으로 커플링되는 테이퍼진 루멘을 정의할 수 있다. 테이퍼진 루멘은 가스 박스의 입구측 방향으로 외측으로 테이퍼질 수 있다. 스페이서는, 적어도 하나의 입구로부터 더 많은 개수의 유체 경로들로 유동 경로를 확장하는, 테이퍼진 루멘과 적어도 하나의 입구 사이에서 연장되는 복수의 채널들을 정의할 수 있다. 적어도 하나의 입구는 환형 채널을 포함할 수 있다. 복수의 채널들은 환형 채널로부터 테이퍼진 채널로 내측으로 연장되는 방사상으로 배열된 채널들을 포함할 수 있다. 테이퍼진 루멘의 테이퍼는 스페이서와 가스 박스의 인터페이스에서 중앙 유체 루멘의 테이퍼와 일치할 수 있다. 환형 스페이서의 내부 직경은 복수의 구멍들의 방사상으로 외측에 포지셔닝될 수 있다. 시스템들은 출구를 정의하는 원격 플라즈마 소스를 포함할 수 있다. 출구는 출력 매니폴드의 입구와 유체적으로 커플링될 수 있다.
[0007] 본 기술의 일부 실시예들은 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수 있다. 반도체 프로세싱 시스템들은 적어도 하나의 출구를 정의하는 원격 플라즈마 소스를 포함할 수 있다. 반도체 프로세싱 시스템들은 적어도 하나의 플라즈마 입구 및 적어도 하나의 플라즈마 출구를 정의하는 출력 매니폴드를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 플라즈마 입구는 원격 플라즈마 소스의 적어도 하나의 출구와 유체적으로 커플링될 수 있다. 반도체 프로세싱 시스템들은 출력 매니폴드 아래에 배치된 가스 박스를 포함할 수 있다. 가스 박스는 출력 매니폴드를 향하는 입구측 및 입구측의 반대편의 출구측을 포함할 수 있다. 가스 박스는 중앙 유체 루멘을 정의하는 내부 벽을 포함할 수 있다. 내부 벽은 입구측으로부터 출구측으로 외측으로 테이퍼질 수 있다. 반도체 프로세싱 시스템들은 가스 박스 아래에 배치된 페이스 플레이트를 포함할 수 있다. 페이스 플레이트는 페이스 플레이트의 두께를 통해 연장되는 복수의 구멍들을 정의할 수 있다.
[0008] 일부 실시예들에서, 중앙 유체 루멘의 내부 벽의 테이퍼 정도는 중앙 유체 루멘의 길이에 따라 일정할 수 있다. 중앙 유체 루멘의 내부 벽의 테이퍼 정도는 중앙 유체 루멘의 길이에 따라 변할 수 있다. 시스템들은 출력 매니폴드와 가스 박스 사이에 배치된 스페이서를 포함할 수 있다. 스페이서는 적어도 하나의 플라즈마 출구와 유체적으로 커플링되는 적어도 하나의 입구를 정의할 수 있다. 스페이서의 내부 벽은 적어도 하나의 입구와 가스 박스의 중앙 유체 루멘 사이에 유체적으로 커플링되는 테이퍼진 루멘을 정의할 수 있다. 스페이서는 적어도 하나의 입구와 테이퍼진 루멘 사이에서 연장되는 복수의 채널들을 정의할 수 있다. 출력 매니폴드는 적어도 하나의 플라즈마 입구를 적어도 하나의 플라즈마 출구와 유체적으로 커플링하는 재귀적 유동 경로를 정의할 수 있다.
[0009] 본 기술의 일부 실시예들은 가스를 페이스 플레이트에 분배하는 방법들을 포함할 수 있다. 이 방법들은 가스 및 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 출력 매니폴드의 적어도 하나의 출구로부터 가스 박스의 중앙 유체 루멘 내로 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 중앙 유체 루멘은 가스 박스의 입구측으로부터 가스 박스의 출구측으로 외측으로 테이퍼지는 가스 박스의 내부 벽에 의해 정의될 수 있다. 이 방법들은 가스 및 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 가스 박스 아래에 배치된 페이스 플레이트 내에 정의된 복수의 구멍들을 통해 유동시키는 단계를 포함할 수 있다.
[0010] 일부 실시예들에서, 가스 및 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 가스 박스의 중앙 유체 루멘 내로 유동시키는 단계는, 가스 및 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두의 유동을, 적어도 하나의 출구로부터, 출력 매니폴드와 가스 박스 사이에 배치되는 스페이서 내의 더 많은 개수의 유체 채널들로 분할하는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법들은 가스 및 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 원격 플라즈마 소스로부터 출력 매니폴드의 입구로 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 이 방법들은 출력 매니폴드의 적어도 하나의 출구와 입구 사이에서 연장되는 재귀적 유동 경로를 통해 가스를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 플라즈마 출구는 중앙 유체 루멘의 최상부의 방사상으로 외측에 배치될 수 있다.
[0011] 이러한 기술은 종래의 시스템들 및 기술들에 비해 수많은 이점들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본 기술의 실시예들은 보다 균일한 막 증착 및 페이스 플레이트와 같은 챔버 컴포넌트들의 더 양호한 세정을 제공할 수 있다. 이들 및 다른 실시예들은, 이들의 장점들 및 특징들 중 많은 장점 및 특징과 함께, 아래의 설명 및 첨부된 도면들과 관련되어 더 자세히 설명된다.
[0012] 본 명세서 및 도면들의 나머지 부분들을 참조함으로써 본 개시된 기술의 특성 및 장점들에 대한 추가적인 이해가 구현될 수 있다.
[0013] 도 1은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템의 평면도를 도시한다.
[0014] 도 2는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0015] 도 3은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 반도체 프로세싱 챔버의 개략적인 부분 단면도를 도시한다.
[0016] 도 4는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 반도체 프로세싱 챔버의 개략적인 단면도를 도시한다.
[0017] 도 5는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 출력 매니폴드의 개략적인 등축도를 도시한다.
[0018] 도 6은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 스페이서의 개략적인 등축도를 도시한다.
[0019] 도 7은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 페이스 플레이트에 가스를 분배하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
[0020] 도면들 중 여러 개가 개략도들로서 포함되어 있다. 도면들은 예시적 목적들을 위한 것이며, 축척에 대해 구체적으로 언급되지 않는 한 실척인 것으로 간주되지 않음을 이해해야 한다. 추가적으로, 개략도들로서, 도면들은 이해를 돕기 위해 제공되며, 실제 표현들과 비교하여 모든 양태들 또는 정보를 포함하지 않을 수 있으며, 예시적 목적들을 위해 과장된 재료를 포함할 수 있다.
[0021] 첨부된 도면들에서, 유사한 컴포넌트들 및/또는 특징들은 동일한 참조 라벨(label)을 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 다양한 컴포넌트들은 참조 라벨 다음의 유사한 컴포넌트들 간을 구분하는 문자에 의해 구분될 수 있다. 본 명세서에서 제1 참조 라벨만이 사용되는 경우에는, 해당 설명은 문자와 상관없이 동일한 제1 참조 라벨을 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 하나에 대해 적용될 수 있다.
[0022] 플라즈마 강화 증착 프로세스들은 기판 상에 막 형성을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 구성 전구체들에 에너지를 부여할 수 있다. 전도성 및 유전체 막들뿐만 아니라, 재료들의 이송 및 제거를 용이하게 하는 막들도 포함하여, 반도체 구조들을 개발하기 위해 임의의 개수의 재료 막들이 생성될 수 있다. 예를 들어, 하드마스크(hardmask) 막들은 기판의 패터닝을 용이하게 하는 동시에, 하부 재료들을 보호하여 달리 유지될 수 있도록 형성될 수 있다. 많은 프로세싱 챔버들에서, 다수의 전구체들은 가스 패널(panel)에서 혼합되어 기판이 배치될 수 있는 챔버의 프로세싱 구역으로 전달될 수 있다. 전구체들은 챔버 내의 하나 이상의 컴포넌트들을 통해 분배될 수 있으며, 이는 기판 표면에서 증가된 형성 또는 제거를 제공하기 위해 전달의 방사상 또는 측방향 분포를 생성할 수 있다.
[0023] 디바이스 피처들의 크기가 감소함에 따라, 기판 표면에 걸친 공차들이 감소될 수 있고, 막에 걸친 재료 특성 차이들이 디바이스 구현 및 균일성에 영향을 미칠 수 있다. 많은 챔버들은 특징적인 프로세스 시그니처(signature)를 포함하며, 이는 기판에 걸쳐 불균일성을 생성할 수 있다. 온도 차이들, 유동 패턴 균일성, 및 다른 프로세싱 양태들이 기판 상의 막들에 영향을 미쳐, 생성된 또는 제거된 재료들에 대해 기판에 걸친 막 균일성 차이들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 챔버 내에 전구체들을 전달하고 분배하기 위한 하나 이상의 디바이스들이 프로세싱 챔버 내에 포함될 수 있다. 블로커(blocker) 플레이트가 전구체 유동에 초크(choke)를 제공하기 위해 챔버에 포함될 수 있으며, 이는 블로커 플레이트에서의 체류 시간 및 전구체들의 측방향 또는 방사상 분포를 증가시킬 수 있다. 페이스 플레이트는 프로세싱 구역으로의 전달의 균일성을 더 개선하여, 증착 또는 에칭을 개선할 수 있다.
[0024] 다양한 챔버 컴포넌트들은 컴포넌트들 상에 존재할 수 있는 임의의 잔류물 및/또는 다른 증착물을 제거하기 위해 일부 또는 모든 프로세싱 단계들 후에 세정될 수 있다. 이는 탄소와 같은 전도성 재료들을 포함하는 프로세스들 후에 특히 중요할 수 있다. 예를 들어, 페이스 플레이트와 같은 컴포넌트들에 임의의 전도성 잔류물이 존재하면 후속 프로세싱 동작들 중에 아크(arcing)를 유발하는 전도성 경로가 생성되고 페이스 플레이트 잔류물로부터 웨이퍼 상에 2차 낙하(fall-on) 입자들이 발생하는 소스를 생성할 수 있기 때문이다. 높은 웨이퍼 처리량 및 낮은 입자 발생을 유지하기 위해, 종래의 챔버들은 원격 플라즈마 소스(RPS) 유닛으로부터 세정 가스들의 도입만을 포함하는 세정 동작들을 사용할 수 있다. 그러나, 종래의 챔버들에 사용되는 블로커 플레이트들은 RPS 유닛들에서 나오는 가스/플라즈마 유동이 페이스 플레이트, 히터 에지들, 및/또는 펌핑 라이너(pumping liner)의 주변 에지들에 도달하는 것을 방지하여, 이러한 로케이션(location)들에 잔류물이 형성되는 것을 초래한다. 이러한 문제들은 단순히 블로커 플레이트를 제거하는 것만으로는 해결될 수 없는데, 이는 프로세스 가스들의 불균일한 분포를 유발할 수 있고, 이로 인해 막 균일성 문제들을 발생할 수 있고 일부 표면들이 여전히 세정되지 않은 상태로 남아있을 것이기 때문이다. 특히, 종래의 챔버 설계에서 블로커 플레이트를 제거하기만 하면, 웨이퍼들은 웨이퍼의 중앙 근처에 박막 증착 영역들을 갖고, 펌핑 라이너, 히터/페데스탈(pedestal) 에지, 및/또는 페이스 플레이트의 에지들 상에 잔류물을 가질 수 있다.
[0025] 본 기술은 전구체들, 플라즈마 유출물들, 및/또는 다른 가스들이 페이스 플레이트의 전체 표면적 등에 걸쳐 보다 균일하게 확장될 수 있는 적절한 공간을 확보하기 위해 페이스 플레이트보다 훨씬 위에서 시작되는 확장 체적을 생성하는 하나 이상의 챔버 컴포넌트들을 사용함으로써 이러한 과제들을 극복한다. 특히, 실시예들은 가스들을 페이스 플레이트에 더 잘 분배하기 위해 테이퍼링 확장 체적을 정의하는 가스 박스 및/또는 스페이서를 제공하면서, 블로커 플레이트를 포함하지 않는 챔버 설계들을 포함할 수 있다. 이는 웨이퍼 상의 막 균일성을 향상시키는데 도움이 될 수 있을 뿐만 아니라, 세정 가스들/플라즈마를 페이스 플레이트의 주변 구역들로 더 잘 분배하여 페이스 플레이트 상의 임의의 증착 또는 다른 잔류물을 제거할 수도 있다. 따라서, 개선된 페이스 플레이트 세정은 전도성 증착 재료들을 사용하는 웨이퍼 프로세스들 동안 달리 발생할 수 있는 아크 및 2차 낙하 결함들을 방지하는 데 도움이 될 수 있다.
[0026] 나머지 본 개시내용은 본 개시된 기술을 활용하는 특정 증착 프로세스들을 일상적으로 식별할 것이지만, 시스템들 및 방법들은 다른 증착 및 세정 챔버들뿐만 아니라, 설명된 챔버들에서 발생할 수 있는 프로세스들에도 동일하게 적용 가능하다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 기술은 이러한 특정 증착 프로세스들 또는 챔버들에만 사용하도록 그렇게 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다. 본 개시내용은 본 기술의 실시예들에 따른 이 시스템에 대한 추가적인 변형들 및 조정들을 설명하기 전에, 본 기술의 실시예들에 따른 리드 스택(lid stack) 컴포넌트들을 포함할 수 있는 하나의 가능한 시스템 및 챔버에 대해 논의할 것이다.
[0027] 도 1은 실시예들에 따른 증착, 에칭, 베이킹(baking), 및 경화 챔버들의 프로세싱 시스템(100)의 일 실시예의 평면도를 도시한다. 이 도면에서, 한 쌍의 전면 개구 통합 포드(front opening unified pod)들(102)은, 로봇 암(robotic arm)들(104)에 의해 수용되고 탠덤 섹션(tandem section)들(109a-c)에 포지셔닝된 기판 프로세싱 챔버들(108a-f) 중 하나 내로 배치되기 전에 저압 유지 영역(106) 내로 배치되는 다양한 크기들의 기판들을 공급한다. 제2 로봇 암(110)은 기판 웨이퍼들을 유지 영역(106)으로부터 기판 프로세싱 챔버들(108a-f)로 그리고 그 반대로 수송하는 데 사용될 수 있다. 각각의 기판 프로세싱 챔버(108a-f)는, 플라즈마 강화 화학 기상 증착, 원자층 증착, 물리적 기상 증착, 에칭, 사전 세정, 탈기, 배향, 및 어닐링(annealing), 애싱(ashing) 등을 포함하는 다른 기판 프로세스들 이외에, 본 명세서에 설명된 반도체 재료들의 스택들의 형성을 포함하여 다수의 기판 프로세싱 동작들을 수행하도록 장착될 수 있다.
[0028] 기판 프로세싱 챔버들(108a-f)은 기판 상에 유전체 또는 다른 막을 증착, 어닐링, 경화 및/또는 에칭하기 위한 하나 이상의 시스템 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 구성에서, 2 개의 쌍들의 프로세싱 챔버들(예를 들어, 108c-d 및 108e-f)은 기판 상에 유전체 재료를 증착하기 위해 사용될 수 있고, 제3 쌍의 프로세싱 챔버들(예를 들어, 108a-b)은 증착된 유전체를 에칭하기 위해 사용될 수 있다. 다른 구성에서, 3 개의 쌍들의 챔버들(예를 들어, 108a-f) 모두는 기판 상에 교번하는 유전체 막들의 스택들을 증착하도록 구성될 수 있다. 설명된 프로세스들 중 임의의 하나 이상의 프로세스는 상이한 실시예들에 도시된 제조 시스템으로부터 분리된 챔버들에서 수행될 수 있다. 유전체 막들을 위한 증착, 에칭, 어닐링, 및 경화 챔버들의 추가적인 구성들이 시스템(100)에 의해 고려되는 것이 이해될 것이다.
[0029] 도 2는 본 기술의 실시예들에 따른 예시적인 프로세싱 시스템(200)의 개략적인 단면도를 도시한다. 이 시스템은 프로세싱 챔버(205), 및 원격 플라즈마 소스("RPS") 유닛(210)을 포함할 수 있다. RPS 유닛(210)은 프로세싱 챔버(205)에 대한 하나 이상의 포지션들에서 프로세싱 챔버(205)와 결합될 수 있는 지지 부재들(214)을 갖는 플랫폼(platform)(212) 상에 안정화될 수 있다. 플랫폼(212)과 함께 추가적인 지지 부재들(214)을 활용함으로써, RPS 유닛(210)의 무게가 적절히 분산되어, RPS 유닛(210)의 무게와 관련된 시어(sheer) 또는 다른 응력들로부터 컴포넌트들을 보호할 수 있다. 전달 튜브(216)는 하나 이상의 전구체들을 프로세싱 챔버(205)로 전달하기 위해 RPS 유닛(210)과 프로세싱 챔버(205) 사이에 또는 이들과 결합될 수 있다. 플랜지 어댑터(flange adaptor)(218)는 RPS 유닛(210)에 대한 추가적인 안정성 및 지지력을 제공하기 위해 전달 튜브(216) 주위에 포지셔닝될 수 있는데, 그렇지 않으면 지지 무게로부터 전달 튜브(216)를 손상시킬 수 있다. 플랜지 어댑터(218)는 플랫폼(212)에 접촉하여 RPS 유닛(210)에 대한 지지를 제공할 수 있으므로, 추가적으로 RPS 유닛(210)의 무게가 전달 튜브(216)에 부담되지 않도록 할 수 있다.
[0030] 프로세싱 챔버(205)는 프로세싱 챔버(205)에 대한 액세스(access)를 제공하는 가스 박스(220)를 포함할 수 있다. 가스 박스(220)는 프로세싱 챔버(205)에 대한 액세스를 정의할 수 있으며, 실시예들에서, 액세스는 중앙에 정의되거나 또는 가스 박스(220) 내에 로케이팅(locate)될 수 있다. 전달 튜브(216)는 가스 박스(220)의 액세스 내에 포지셔닝되거나 또는 결합되어, RPS 유닛(210)과 프로세싱 챔버(205)의 내부 사이에 전구체 경로를 제공할 수 있다. 플랜지 어댑터(218)는 또한 전달 튜브(216)에 대한 응력을 방지하거나 또는 감소시키기 위해, RPS 유닛(210)의 무게의 적어도 일부를 분산시키기 위해 최상부 플레이트(212)와 접촉할 수 있다.
[0031] 실시예들에서, 스페이서(222)는 프로세싱 챔버(205)의 외부 및 내부 벽들을 적어도 부분적으로 정의할 수 있다. 가스 분배 조립체(225)는 전달 튜브(216)에 근접하여 프로세싱 챔버(205) 내에 포지셔닝될 수 있고, 가스 분배 조립체(225)는 전구체들 또는 플라즈마 유출물들의 프로세싱 챔버(205) 내로의 분배를 허용할 수 있다. 펌핑 라이너(230)는 프로세싱 챔버(205)의 프로세싱 구역 내에 포지셔닝될 수 있다. 펌핑 라이너(230)는 반응하지 않은 전구체들 또는 플라즈마 유출물들이 프로세싱 챔버(205)로부터 배기되도록 허용할 수 있다. 펌핑 라이너(230)는 후속 프로세싱 동작들 동안 입자들이 기판 상에 남는 것을 방지하기 위해, 에칭 프로세스에서 에칭된 입자들이 프로세싱 챔버(205)로부터 제거되도록 추가적으로 허용할 수 있다.
[0032] 페데스탈(235)이 프로세싱 챔버(205)의 프로세싱 구역 내에 포함될 수 있고, 에칭 또는 다른 프로세스 동작들 동안 기판을 지지하도록 구성될 수 있다. 페데스탈(235)은 다양한 실시예들에서 예를 들어, 정전기, 진공, 또는 중력을 포함하는 하나 이상의 척킹(chucking) 기구들을 가질 수 있다. 페데스탈(235)은 실시예들에서 회전 가능하거나 또는 병진이동 가능할 수 있고, 가스 분배 조립체(225)를 향해 상승되거나 또는 가스 분배 조립체(225)로부터 하강될 수 있다. 실시예들에서, 페데스탈(235)은 프로세싱 챔버(205) 내로 그리고 외부로 기판의 이송을 보조하기 위한 하나 이상의 리프트 핀(lift pin)들을 포함할 수 있다. 페데스탈(235)은 프로세싱 동작들 동안 기판 온도들을 유지하기 위한 가열 또는 냉각 기구들을 추가적으로 포함할 수 있다.
[0033] 페데스탈(235)은 필라멘트(filament)를 포함하는 인레이드(inlaid) 가열 요소를 포함할 수 있거나, 또는 그에 따라 온도를 높이거나 또는 낮출 수 있는 온도 제어 유체를 통과시키도록 구성된 하나 이상의 튜브들 또는 채널들을 포함할 수 있다. 페데스탈(235)은, 세라믹 히터이거나 또는 세라믹 히터를 포함하는, 기판을 지지하기 위한 플랫폼을 포함할 수 있다. 세라믹 히터는 실시예들에서 약 20 ℃ 내지 1000 ℃ 초과를 포함하는 특정 작동 온도들로 기판을 가열할 수 있다. 세라믹 히터는 추가적으로 실시예들에서 약 50 ℃ 초과, 약 100 ℃ 초과, 약 150 ℃ 초과, 약 200 ℃ 초과, 약 250 ℃ 초과, 약 300 ℃ 초과, 약 350 ℃ 초과, 약 400 ℃ 초과, 약 500 ℃ 초과, 또는 그 초과로 기판을 가열할 수 있다. 세라믹 히터는 추가적으로 실시예들에서 기판 온도를 약 1000 ℃ 미만, 약 900 ℃ 미만, 약 800 ℃ 미만, 약 700 ℃ 미만, 약 600 ℃ 미만, 또는 약 500 ℃ 미만으로 유지할 수 있다. 세라믹 히터는 추가적으로 실시예들에서 약 100 ℃ 내지 약 500 ℃, 또는 실시예들에서 약 300 ℃ 내지 약 500 ℃로 기판 온도를 가열하거나 또는 유지하도록 구성될 수 있다. 실시예들에서, 히터는 기판 온도를 약 300 ℃ 미만으로 유지하도록 구성되며, 이 경우 세라믹 히터 대신에 대안적인 금속 가열 요소들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 코팅된 알루미늄 히터가 사용되거나, 또는 알루미늄 또는 처리된 알루미늄 페데스탈 상에 매립된 또는 코팅된 히터가 사용될 수 있다.
[0034] 프로세싱 챔버(205)의 컴포넌트들은 에칭 또는 다른 프로세싱 동작들 동안 작동 환경을 견딜 수 있도록 구성될 수 있다. 프로세싱 챔버(205)의 컴포넌트들은, 예를 들어, 경질 양극산화된 알루미늄을 포함하는 양극산화된 또는 산화된 재료일 수 있다. 플라즈마 유출물들 또는 다른 부식성 재료들에 의해 접촉될 수 있는 프로세싱 챔버(205) 내의 각각의 컴포넌트는 부식으로부터 보호하기 위해 처리되거나 또는 코팅될 수 있다. 대안적인 재료들이 또한 실시예들에서 불소 또는 염소를 포함하는 플라즈마 유출물들로부터의 부식을 방지하기 위해 활용될 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 챔버(205) 내의 하나 이상의 컴포넌트들은 실시예들에서 세라믹 또는 석영일 수 있다. 특정 예로서, 가스 분배 조립체(225), 스페이서(222), 펌핑 라이너(230), 또는 플라즈마 또는 비-플라즈마 전구체들과 접촉될 수 있는 임의의 컴포넌트 중 하나 이상의 컴포넌트들은 석영 또는 세라믹일 수 있거나 또는 석영 또는 세라믹을 포함할 수 있다. 추가적으로, 전달 튜브(216)는 전달 튜브(216) 내에 석영 라이너를 포함하는 것과 같이, 석영을 포함할 수 있거나 또는 석영일 수 있다. 전달 튜브는 실시예들에서 알루미늄 또는 경질 양극산화된 알루미늄일 수 있으며, 석영 내부 표면을 특징으로 할 수 있다. RPS 유닛(210)은 또한, 예를 들어, 염소를 포함하는 RPS 유닛(210) 내에서 해리된 전구체들에 의해 유발되는 부식으로부터 내부 컴포넌트들을 보호하기 위해 석영으로 라이닝(line)될 수도 있다. RPS 유닛(210)은 양극산화된 금속들을 포함할 수 있고, RPS 유닛(210) 챔버 캐비티(cavity)들은 부식으로부터 추가로 보호하기 위해 석영으로 라이닝될 수 있다.
[0035] RPS 유닛(210)으로부터의 원격 플라즈마를 이용함으로써, 프로세싱 챔버(205)는 플라즈마 생성에 의해 유발되는 내부 부식으로부터 추가로 보호될 수 있다. 실시예들에서, 프로세싱 챔버(205)는 플라즈마를 생성하도록 구성되지 않을 수 있고, 플라즈마 생성은 RPS 유닛(210) 내의 프로세싱 챔버(205)에 대해 외부에서 수행될 수 있다. 실시예들에서, 추가적인 플라즈마 프로세싱은, 다른 플라즈마 소스들이 사용될 수 있지만, 예를 들어, 용량 결합 플라즈마에 의해 프로세싱 챔버(205) 내에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 가스 박스(220), 및 가스 분배 조립체(225)의 하나 이상의 컴포넌트들은 용량 결합 플라즈마를 생성할 수 있는 전극들로서 활용될 수 있다. 챔버 내의 추가적인 또는 대안적인 플라즈마 컴포넌트들이, 플라즈마 생성으로부터 기판과의 상호 작용까지의 경로 길이를 감소시킴으로써 플라즈마 유출물들의 재결합을 돕기 위해 사용될 수 있다.
[0036] 플라즈마에 의해 해리된 전구체들은 특정 체류 시간 후에 재결합될 것이다. 예를 들어, 염소 기반 전구체가 RPS 유닛(210) 내에서 해리된 후, 전구체 또는 플라즈마 유출물들은 전달 튜브(216)를 통해 프로세싱 챔버(205) 내로 유입된 다음, 페데스탈(235) 상의 기판과 상호 작용할 수 있다. 라디칼(radical) 유출물들에 대한 이동 경로의 길이에 따라, 유출물들 또는 라디칼들은 재결합하여, 적어도 부분적으로 라디칼 전구체의 반응성을 잃을 수 있다. 추가적으로, 예를 들어 다양한 튜브들 또는 채널들을 통과하는 이동 경로가 더 복잡할수록, 플라즈마 유출물들과 접촉하는 각각의 컴포넌트가 부식으로부터 보호하기 위해 처리되거나 또는 코팅될 수 있으므로 시스템에 더 많은 보호가 포함될 수 있다. 따라서, 프로세싱 챔버(205)는 RPS 유닛(210)으로부터 프로세싱 챔버(205) 내로, 그 후 배기 플레넘(230)을 통과하는 비교적 직선적인 이동 라인을 포함할 수 있다. 추가적으로, 일단 프로세싱 챔버(205) 내에서, 전구체들 또는 플라즈마 유출물들은 기판과 접촉하기 위해 가스 분배 조립체(225)의 하나 이상의 인라인 애스팩트(inline aspect)들을 통해 이동할 수 있다. 가스 분배 조립체(225)의 컴포넌트들은 기판을 향한 유동의 균일성을 개선시키기 위해 활용될 수 있지만, 그렇지 않으면 플라즈마 유출물들의 재결합 및 프로세싱 챔버(205) 내의 체류 시간을 감소시키기 위해 전구체 유동 경로의 감소된 길이를 유지할 수 있다.
[0037] 도 3은 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 반도체 프로세싱 챔버(300)의 개략적인 부분 단면도를 도시한다. 도 3은 도 2와 관련하여 위에서 논의된 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 해당 챔버와 관련된 추가의 세부사항들을 예시할 수 있다. 챔버(300)는 일부 실시예들에서 앞서 논의된 시스템(200)의 임의의 피처 또는 양상을 포함하는 것으로 이해된다. 챔버(300)는 앞서 설명한 바와 같이 하드마스크 재료들의 증착뿐만 아니라, 다른 증착, 제거, 및 세정 동작들도 포함하는 반도체 프로세싱 동작들을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 챔버(300)는 반도체 프로세싱 시스템의 프로세싱 구역의 부분적인 도면을 도시할 수 있고, 컴포넌트들의 모두를 포함하지 않을 수 있으며, 이러한 컴포넌트들은 챔버(300)의 일부 실시예들에서는 통합되는 것으로 이해된다.
[0038] 언급된 바와 같이, 도 3은 프로세싱 챔버(300)의 일부를 예시할 수 있다. 챔버(300)는 다수의 리드 스택 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 이는 예를 들어, 예컨대 기판(306)이 페데스탈(310) 상에 포지셔닝될 수 있는 경우, 프로세싱 구역(305) 내로 프로세싱 챔버(300)를 통한 재료들의 전달 또는 분배를 용이하게 할 수 있다. 챔버 리드 플레이트(315)는 리드 스택의 하나 이상의 플레이트들에 걸쳐 연장될 수 있고, 챔버 세정 또는 다른 프로세싱 동작들을 위한 전구체들 또는 플라즈마 유출물들을 제공할 수 있는 원격 플라즈마 소스("RPS") 유닛(370)과 같은 컴포넌트들에 대한 구조적 지지를 제공할 수 있다. RPS 유닛(370)은 챔버 리드 플레이트(315) 상에 안정화될 수 있다. 일부 실시예들은 프로세싱 챔버(300)에 대한 하나 이상의 포지션들에서 프로세싱 챔버(300)와 결합할 수 있는 추가적인 지지 부재들(도시되지 않음)을 이용하여, RPS 유닛(370)의 무게를 적절히 분배하여 RPS 유닛(370)의 무게와 관련된 시어 또는 다른 응력들로부터 컴포넌트들을 보호할 수 있다. RPS 유닛(370)은 전구체들 또는 플라즈마 유출물들을 챔버(300)로 전달할 수 있는 적어도 하나의 출구(372)를 포함할 수 있다.
[0039] 출력 매니폴드(320)는 리드 플레이트(315) 상에 및/또는 그 내에 안착될 수 있다. 예를 들어, 출력 매니폴드(320)는 리드 플레이트(315) 상단에 위치하는 플랜지, 및 리드 플레이트(315)에 형성된 구멍 내로 부분적으로 연장되는 중앙 몸체 부분을 포함할 수 있다. 출력 매니폴드(320)는 RPS 유닛(370)의 출구와 유체적으로 커플링되는 하나 이상의 가스 입구들(322)을 정의할 수 있다. 출력 매니폴드(320)는 가스 입구(322)와 유체적으로 커플링되는 하나 이상의 가스 출구들(324)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 매니폴드(320)는 가스 입구들(322)을 가스 출구들(324)과 유체적으로 커플링하는 재귀적 유동 경로를 정의할 수 있다. 재귀적 유동 경로는 가스 입구들(322)로부터의 가스 유동을 더 많은 개수의 가스 출구들(324)로 분할시키는 다수의 채널들로 형성될 수 있다. 단지 일 예로서, 하나의 가스 입구(322)는 재귀적 유동 경로에 의해 4 개의 가스 출구들(324)로 분할될 수 있다. 출력 매니폴드(320)는 RPS 유닛(370)의 출구(372)와 유체적으로 커플링될 수 있는 중앙 구멍(328)을 정의할 수 있다. 중앙 구멍(328)은 출력 매니폴드(320)의 입구 및 출구 둘 모두의 역할을 수행할 수 있다.
[0040] 프로세싱 챔버(300)는 또한 출력 매니폴드(320) 아래에 포지셔닝된 가스 박스(330)를 포함할 수 있다. 가스 박스(330)는 입구측의 제1 표면(331), 및 제1 표면의 반대편에 위치할 수 있는 출구측의 제2 표면(332)을 특징으로 할 수 있다. 가스 박스(330)는 중앙 유체 루멘(335)을 정의하는 내부 벽(334)을 포함할 수 있다. 내부 벽(334)의 전부 또는 일부가 입구측으로부터 출구측으로 외측으로 테이퍼지므로, 중앙 유체 루멘(335)이 RPS 유닛(370) 및/또는 출력 매니폴드(320)로부터 유동하는 가스들에 대한 확장 체적을 제공하도록 할 수 있다. 내부 벽(334)의 테이퍼는 내부 벽(334)의 길이의 전체를 따라 일정하여, 중앙 유체 루멘(335)이 일반적으로 원추형 프러스텀(frustum) 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 수직에 대한 내부 벽(334)의 테이퍼 정도는 약 45 ° 이상, 약 50 ° 이상, 약 55 ° 이상, 약 60 ° 이상, 약 65 ° 이상, 약 70 ° 이상, 약 75 ° 이상, 약 80 ° 이상, 또는 그 초과일 수 있다. 내부 벽(334)의 테이퍼는 벽의 일부만을 따라 일정할 수 있다. 예를 들어, 내부 벽(334)은 상이한 테이퍼 정도들을 갖는 2 개 이상의 섹션들을 포함할 수 있다. 단지 일 예로서, 내부 벽(334)의 최상부 섹션은 수직에 대해 더 가파른 테이퍼 정도를 가질 수 있는 반면, 내부 벽(334)의 하부 섹션은 더 적은 테이퍼 정도를 가질 수 있다. 예를 들어, 내부 벽(334)의 최상부 섹션은 수직에 대한 테이퍼 정도가 약 70 ° 이하, 약 65 ° 이하, 약 60 ° 이하, 약 55 ° 이하, 또는 그 미만일 수 있다. 내부 벽(334)의 하부 섹션은 수직에 대한 테이퍼 정도가 약 55 ° 이상, 약 60 ° 이상, 약 65 ° 이상, 약 70 ° 이상, 약 75 ° 이상, 약 80 ° 이상, 또는 그 초과일 수 있다. 내부 벽(334)은 외측으로 선형적으로 테이퍼질 수 있고 및/또는 곡선 방식으로 외측으로 테이퍼질 수 있다.
[0041] 중앙 유체 루멘(335)은 중앙 구멍(328)과 유체적으로 커플링되어, RPS 유닛(370)의 출구(372)로부터 유동하는 세정 플라즈마 및/또는 프로세스 가스들이 중앙 구멍(328)을 통해 중앙 유체 루멘(335)으로 전달될 수 있도록 할 수 있다. 중앙 유체 루멘(335)의 최상부는 출력 매니폴드(320)의 가스 출구들(324)의 방사상으로 내측에 포지셔닝될 수 있다. 가스 박스(330)의 제1 표면(331)에는 가스 출구들(324)과 중앙 유체 루멘(335) 사이로 연장되어 이들을 유체적으로 커플링시킬 수 있는 리세스(337)가 형성될 수 있다. 리세스(337) 및/또는 리세스(337)와 유체 연통하는 채널은 플라즈마 출구(324)로부터 중앙 유체 루멘(335)의 최상부까지 방사상으로 내측에 연장될 수 있다. 리세스(337)의 베이스는, 가스 출구들(324)로부터 가스 유동을 막는 것을 돕고 가스 유동을 중앙 유체 루멘(335)의 최상부로 측방향 내측으로 향하게 하는 렛지(339)을 정의할 수 있으며, 이는 중앙 유체 루멘(335) 내에 가스들을 보다 균일하게 분배하는 것을 도울 수 있다. 가스가 중앙 유체 루멘(335)에 의해 제공되는 확장 체적을 통해 하향으로 유동할 때 가스는 외측으로 확장될 수 있다.
[0042] 가스 박스(330)는 또한 가스 박스(330)를 통해 유체적으로 액세스될 수 있는 하나 이상의 채널들을 정의할 수 있고, 다수의 전구체들이 다양한 유동 프로파일들로 리드 스택을 통해 전달되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 가스 박스(330)는 가스 박스(330) 내에서 연장되는 환형 채널(340)을 정의할 수 있고, 이는 제1 표면(331)으로부터 리세스될 수 있다. 이하에서 더 설명될 바와 같이, 환형 채널(340)은 가스 박스(330)에 대한 임의의 로케이션에 포지셔닝될 수 있는 입구 구멍을 통해 유체적으로 액세스될 수 있고, 가스 패널 또는 매니폴드로부터 전달되도록 하나 이상의 전구체들을 위한 결합을 제공할 수 있다. 입구 구멍은 가스 박스(330) 내로 전구체들을 제공하기 위해 제1 표면(331)을 통해 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 환형 채널(340)은 가스 박스(330)의 중앙 유체 루멘(335)과 동심원일 수 있다. 가스 박스(330)는 또한 하나 이상의 출구 구멍들(342)을 정의할 수 있다. 출구 구멍들(342)은 환형 채널(340)을 통해 정의될 수 있고, 환형 채널(340)로부터 가스 박스(330)의 제2 표면(332)을 통해 연장될 수 있다. 따라서, 가스 박스(330)를 통해 환형 채널(340) 내로 전달되는 하나 이상의 전구체들은 RPS 유닛(370)을 우회하여, 가스 박스(330)의 하나 이상의 외부 구역들로 전달될 수 있다.
[0043] 가스 박스(330)는 추가적인 피처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스 박스(330)는 냉각 채널(344)을 정의할 수 있으며, 이 냉각 채널은 냉각 유체가 가스 박스(330) 주위로 유동하도록 허용할 수 있고, 추가적인 온도 제어를 허용할 수 있다. 예시된 바와 같이, 냉각 채널(344)은 가스 박스(330)의 제1 표면(331)에 정의될 수 있고, 리드가 밀폐 시일(seal)을 형성하도록 냉각 채널 주위로 연장될 수 있다. 냉각 채널(344)은 중앙 유체 루멘(335) 주위로 연장될 수 있으며, 또한 중앙 유체 루멘(335)과 동심일 수도 있다. 예시된 바와 같이, 환형 채널(340)은 냉각 채널(344)과 가스 박스(330)의 제2 표면 사이에서 가스 박스(330) 내에 형성되거나 또는 정의될 수 있다. 일부 실시예들에서, 환형 채널(340)은 냉각 채널(344)과 수직으로 정렬될 수 있고, 가스 박스(330)의 깊이 내에서 냉각 채널(344)로부터 오프셋될 수 있다. 환형 채널(340)을 형성하기 위해, 일부 실시예들에서, 가스 박스(330)는 하나 이상의 적층된 플레이트들을 포함할 수 있다. 플레이트들은 본딩되거나, 용접되거나, 또는 다른 방식으로 함께 결합되어 완전한 구조를 형성할 수 있다.
[0044] 예를 들어, 가스 박스(330)는 적어도 하나의 플레이트를 포함할 수 있고, 형성된 피처들에 따라 2 개, 3 개, 4 개, 또는 그 초과의 플레이트들을 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 가스 박스(330)는 2 개 또는 3 개의 플레이트들을 포함할 수 있으며, 이는 환형 채널(340)을 향해 전구체들을 더 분배하기 위해 다수의 경로들이 형성되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 단일 전달 지점을 사용하면, 출구 구멍들에 대한 채널 내의 전도도를 변조함으로써 균일성을 달성할 수 있다. 그러나, 가스 박스(330) 내에 정의된 하나 이상의 전도도 경로들을 활용함으로써, 전구체들은 환형 채널(340) 내의 다수의 로케이션들로 전달될 수 있고, 이는 가스 박스(330)를 통한 전달의 균일성을 증가시킬 수 있으며, 전달 균일성을 희생시키지 않고 더 큰 직경의 출구 구멍들을 허용할 수 있다.
[0045] 반도체 프로세싱 챔버(300)는 또한 일부 실시예들에서 환형 스페이서(350) 및 페이스 플레이트(355)와 같은 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 페이스 플레이트(355)는, 페이스 플레이트(355)에 의해 적어도 부분적으로 위로부터 정의될 수 있는 프로세싱 구역(305)으로 전구체들 및/또는 플라즈마 유출물들이 전달될 수 있도록 하는 페이스 플레이트(355)의 두께를 통해 연장되는 다수의 구멍들을 정의할 수 있다. 환형 스페이서(350)의 내부 직경은 페이스 플레이트(355)를 통한 가스의 유동을 방해하지 않도록 페이스 플레이트(355)의 구멍들의 방사상으로 외측에 포지셔닝될 수 있다. 환형 스페이서(350)는 중앙 유체 루멘(335)과 유체적으로 커플링되는 체적(352)을 정의할 수 있다. 체적(352)은 가스 박스(330)의 중앙 유체 루멘(335)으로 전달되는 전구체들 및 가스 박스(330)의 환형 채널(340)로 전달되는 전구체들이 혼합될 수 있는 리드 스택을 통과하는 제1 로케이션일 수 있다. 체적(352)은 중앙 유체 루멘(335) 및 출구 구멍들(342) 모두로부터 유체적으로 액세스될 수 있다. 체적(352) 내로 전달된 전구체들은 그 후 리드 스택을 계속 통과하기 전에 적어도 부분적으로 혼합되거나 또는 오버랩(overlap)될 수 있다. 기판 표면과 접촉하기 전에 일정량의 혼합을 허용함으로써, 일정량의 오버랩이 제공될 수 있고, 이는 기판에서 보다 매끄러운 전이를 생성할 수 있으며, 막 또는 기판 표면 상에 인터페이스가 형성되는 것을 제한할 수 있다.
[0046] 환형 스페이서(350)의 내부 벽은 중앙 유체 루멘(335)의 최하부 단부로부터 방사상으로 외측에 포지셔닝될 수 있다. 이는 중앙 유체 루멘(335)의 최하부 단부와 체적(352) 사이의 계단식 전이를 발생시켜, 가스 유동이 체적(352) 내로 전달될 때 페이스 플레이트(355)의 전체 노출 영역으로 확장되도록 허용할 수 있다. 예를 들어, 체적(352)은 일반적으로 직사각형 단면을 가져서, 중앙 유체 루멘(335)으로 도입된 가스는 가스 박스(330)의 내부 벽(334)의 최하부보다 더 큰 직경을 갖는 환형 스페이서(350)의 내부 벽에 의해 한정된 체적(352)으로 확장되기 전에 처음에는 프러스텀 형상의 내부 벽(334)에 의해 한정될 수 있다.
[0047] 챔버(300)는 환형 스페이서(350)의 내부 벽에 의해 정의되는 체적(352) 내에 포지셔닝되는 테이퍼진 인서트(360)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 테이퍼진 인서트(360)는, 환형 스페이서(350) 내에 수용되고 환형 스페이서(350)의 내부 벽에 맞닿도록 크기 및 형상이 정해질 수 있다. 테이퍼진 인서트(360)는 가스 박스(330)의 출구측으로부터 페이스 플레이트(355)의 구멍들의 외측에 있는 방사상 포지션까지 외측으로 테이퍼지는 내부 벽을 포함할 수 있다. 테이퍼진 인서트(360)의 내부 벽의 최상부 에지는 가스 박스(330)의 내부 벽(334)의 최하부 에지와 정렬되어, 중앙 유체 루멘(335) 및 체적(352)에 의해 정의되는 확장 체적이 일반적으로 연속적이고 중단되지 않을 수 있다. 테이퍼진 인서트(360)의 내부 벽의 테이퍼 정도는 일부 실시예들에서 가스 박스(330)의 내부 벽(334)의 테이퍼 정도와 일치할 수 있는 반면, 다른 실시예들에서는 내부 벽들의 테이퍼 정도가 상이할 수 있다. 테이퍼진 인서트(360) 및 환형 스페이서(350)는 별도의 컴포넌트들일 수 있거나, 또는 다양한 실시예들에서는 단일 유닛일 수도 있다.
[0048] 가스 박스(330) 내에 및/또는 그 아래에 테이퍼진 확장 체적을 제공함으로써, 더 양호한 RPS만의 세정 균일성 및 더 넓은 도달 범위가 달성될 수 있다. 특히, 페이스 플레이트(355)로부터 더 멀리 확장 체적을 제공함으로써, 전구체들 및 플라즈마 유출물들이 방사상으로 외측에 확장될 수 있는 더 많은 공간 및 거리를 제공하여, 세정 가스들을 페이스 플레이트(355) 그리고 페데스탈(310) 및/또는 펌핑 라이너의 에지와 같은 다른 챔버 컴포넌트들의 외부 주변부에 보다 효과적으로 분배할 수 있다. 세정 가스들을 페이스 플레이트의 외부 주변부로 분배하는 것이 증가하면, 탄소와 같은 전도성 요소들을 활용하는 것들과 같은 특정 증착 절차들 중에 아크가 발생하는 것을 방지하는 데 도움이 될 수도 있다. 추가적으로, 이러한 가스 박스 설계는 웨이퍼 상에 보다 균일한 막을 생성하기 위해 페이스 플레이트(355)를 통해 증착 가스들을 보다 고르게 분배하는 데 도움이 될 수 있다.
[0049] 도 4는 본 기술의 일부 실시예들에 따른 예시적인 반도체 프로세싱 챔버(400)의 개략적인 부분 단면도를 도시한다. 도 4는 도 2 및 도 3과 관련하여 위에서 논의된 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 해당 챔버와 관련된 추가의 세부사항들을 예시할 수 있다. 챔버(400)는 앞서 논의된 시스템(200) 및/또는 챔버(300)의 임의의 특징 또는 양태를 포함하는 것으로 이해된다. 챔버(400)는 반도체 프로세싱 시스템의 프로세싱 구역의 부분적인 도면을 도시할 수 있고, 컴포넌트들 모두를 포함하지 않을 수 있으며, 이러한 컴포넌트들은 챔버(300)의 일부 실시예들에서는 통합되는 것으로 이해된다. 챔버(400)는 기판(406)이 페데스탈(410), RPS 유닛(470), 및 출력 매니폴드(420) 상에 포지셔닝될 수 있는 것과 같은 프로세싱 구역(405)을 포함할 수 있다. 반도체 프로세싱 챔버(400)는 또한 일부 실시예들에서 환형 스페이서(450) 및 페이스 플레이트(455)와 같은 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 챔버(400)는 위에서 설명된 테이퍼진 인서트(360)와 유사한 테이퍼진 인서트를 포함할 수 있다.
[0050] 도 5는 출력 매니폴드(420)의 개략적인 등축도를 도시한다. 출력 매니폴드(420)는 RPS 유닛(470)의 출구(472)와 유체적으로 커플링되는 하나 이상의 가스 입구들(422)을 정의할 수 있다. 출력 매니폴드(420)는 가스 입구들(422)과 유체적으로 커플링되는 하나 이상의 가스 출구들(424)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 출력 매니폴드(420)는 가스 입구들(422)을 가스 출구들(424)과 유체적으로 커플링하는 재귀적 유동 경로를 정의할 수 있다. 재귀적 유동 경로는 가스 입구들(422)로부터의 가스 유동을 더 많은 개수의 가스 출구들(424)로 분할하는 다수의 채널들(426)로 형성될 수 있다. 예시된 바와 같이, 단일 플라즈마 입구(422)가 출력 매니폴드(420)의 측방향 측면 내에 정의된다. 플라즈마 입구(422)는 유입 가스 유동을 2 개의 분기들로 분할하는 채널(426)과 유체적으로 커플링되어 있다. 2 개의 분기들 각각은 가스를 2 개의 추가적인 채널들(426)로 향하게 하는 출구를 가지며, 이 추가적인 채널들은 각각의 분기를 2 개로 더 분할한다. 이러한 방식으로, 단일 플라즈마 입구(422)로부터의 유동은 재귀적 유동 경로를 정의하는 채널들(426)에 의해 4 개의 가스 출구들(424)로 분할될 수 있다. 출력 매니폴드(420)는 중앙 구멍(428)을 정의할 수 있으며, 이 구멍은 RPS 유닛(470)의 출구와 유체적으로 커플링될 수 있다. 중앙 구멍(428)은 출력 매니폴드(420)의 입구 및 출구 역할을 모두 수행할 수 있다.
[0051] 도 4에 예시된 바와 같이, 프로세싱 챔버(400)는 또한 출력 매니폴드(420) 아래에 포지셔닝되는 가스 박스(430)를 포함할 수 있다. 가스 박스(430)는 입구측의 제1 표면(431), 및 제1 표면의 반대편일 수 있는 출구측의 제2 표면(332)을 특징으로 할 수 있다. 가스 박스(430)는 중앙 유체 루멘(435)을 정의하는 내부 벽(434)을 포함할 수 있다. 내부 벽(434)의 전부 또는 일부가 입구측으로부터 출구측으로 외측으로 테이퍼질 수 있어서, 내부 벽(434)에 의해 정의된 중앙 유체 루멘(435)이 RPS 유닛(470) 및/또는 출력 매니폴드(420)로부터 유동하는 가스들에 대한 확장 체적을 제공할 수 있다. 예시된 바와 같이, 내부 벽(434)은 상이한 테이퍼 정도들을 갖는 2 개의 섹션들을 포함한다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 내부 벽(434)의 최상부 섹션은 내부 벽(434)의 하부 섹션보다 더 가파른 테이퍼 정도를 갖는다. 내부 벽(434)의 2 개 초과의 섹션들은 상이한 테이퍼 정도들을 가질 수 있으며, 더 가파른 및/또는 더 평평한 테이퍼 정도들의 상대적 포지션은 임의의 순서로 배열될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 내부 벽(434)의 테이퍼는 다양한 실시예들에서 내부 벽(434)의 길이의 전부 또는 일부를 따라 일정할 수 있다. 내부 벽(434)은 선형적으로 외측으로 테이퍼질 수 있고 및/또는 곡선 방식으로 외측으로 테이퍼질 수 있다.
[0052] 프로세싱 챔버(400)는 출력 매니폴드(420)와 가스 박스(430) 사이에 배치되는 스페이서(480)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(480)는 가스 박스(430) 상단에 안착될 수 있다. 스페이서(480)는 출력 매니폴드(420)로부터 가스 박스(430) 내로 가스 유동을 분배할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(480)는 출력 매니폴드(420)로부터 가스들이 가스 박스(430) 내로 유입될 수 있는 테이퍼진 루멘(485)을 정의하는 내부 벽(482)을 포함할 수 있다. 테이퍼진 루멘(485)은 스페이서(480)의 중심 내에 배치될 수 있고, 가스 박스(430)의 중앙 유체 루멘(435)과 정렬될 수 있다. 내부 벽(482)의 전부 또는 일부가 매니폴드 측면으로부터 가스 박스 측면으로 외측으로 테이퍼짐으로써, 테이퍼진 루멘(485)이 RPS 유닛(470) 및/또는 출력 매니폴드(420)로부터 유동하는 가스들에 대한 확장 체적의 시작점을 제공하도록 할 수 있다. 내부 벽(482)의 테이퍼는 내부 벽(482)의 길이 전체를 따라 일정하여, 테이퍼진 루멘(485)이 일반적으로 원추형 프러스텀 형상을 갖도록 할 수 있다. 내부 벽(482)의 테이퍼는 벽의 전체 또는 일부를 따라 일정할 수 있다. 내부 벽(482)은 선형적으로 외측으로 테이퍼질 수 있고 및/또는 곡선 방식으로 외측으로 테이퍼질 수 있다. 내부 벽(482)의 최하부 단부는 내부 벽(434)의 최상부 단부의 직경과 적어도 실질적으로 일치하는 직경을 가질 수 있으며, 이는 스페이서(480) 및 가스 박스(430)의 테이퍼진 내부 벽들 내에 제공되는 확장 체적이 연속적일 수 있게 한다. 일부 실시예들에서, 스페이서(480)의 내부 벽(482)의 테이퍼 정도는 가스 박스(430)의 내부 벽(434)의 테이퍼 정도와 일치할 수 있는 반면, 다른 실시예들에서는 테이퍼 정도들이 상이할 수 있다. 예를 들어, 내부 벽(482)의 전부 또는 일부가 내부 벽(434)의 전부 또는 일부보다 더 가파른 방식으로 테이퍼질 수 있으며, 이는 스페이서(480) 및 가스 박스(430)를 통해 하향으로 유동하는 가스들의 더 빠른 방사상 확장을 제공할 수 있다.
[0053] 도 6은 스페이서(480)의 개략적인 등축도이며, 일부 실시예들에서 세라믹 재료로 형성될 수 있다. 스페이서(480)는 출력 매니폴드(420)의 가스 출구들(424)과 유체적으로 커플링될 수 있는 적어도 하나의 유체 입구(484)를 정의할 수 있다. 유체 입구(484)는 테이퍼진 채널(485)의 방사상으로 외측에 배치될 수 있고, 출력 매니폴드(420)로부터 테이퍼진 루멘(485) 내로 가스 유동을 향하게 할 수 있다. 예를 들어, 유체 입구(484)는 스페이서(480)에 의해 정의된 하나 이상의 채널들(486)을 통해 테이퍼진 루멘(485)으로 가스 유동을 내측으로 향하게 하는 환형 채널과 같은 채널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널들(486)은, 유체 입구(484)와 테이퍼진 루멘(485)의 최상부 단부 사이에서 연장되고 이들을 유체적으로 커플링하는 방사상으로 배열된 채널들을 포함할 수 있다. 가스를 테이퍼진 루멘(485)으로 향하게 하는 것 외에도, 채널들(486)은 유체 입구(484)로부터의 가스 유동을 더 많은 개수의 유체 경로들로 분할할 수 있으며, 이는 스페이서(480) 및 가스 박스(430)의 테이퍼진 내부 벽들에 의해 형성된 확장 체적 내에 가스를 더 고르게 분배할 수 있다. 예를 들어, 스페이서(480)는 약 4 개 이상의 방사상 채널들(486), 약 6 개 이상의 방사상 채널들(486), 약 8 개 이상의 방사상 채널들(486), 약 10 개 이상의 방사상 채널들(486), 약 12 개 이상의 방사상 채널들(486), 약 14 개 이상의 방사상 채널들(486), 약 16 개 이상의 방사상 채널들(486), 약 18 개 이상의 방사상 채널들(486), 약 20 개 이상의 방사상 채널들(486), 또는 그 초과의 개수의 채널들을 포함할 수 있으며, 채널들(486)의 개수가 더 클수록 테이퍼된 루멘(485) 내로 가스들이 더 고르게 분배될 수 있다.
[0054] 페이스 플레이트(455)로부터 더 멀리 테이퍼진 확장 체적을 제공함으로써, 더 양호한 RPS만의 세정 균일성을 달성할 수 있다. 특히, 확장 체적의 높은 로케이션은 세정 플라즈마/가스가 페이스 플레이트(455)의 외부 주변부 및 인접 영역들(예를 들어, 페데스탈 및/또는 펌핑 라이너의 에지)에 더 고르게 분배될 수 있게 한다. 세정 가스들/플라즈마의 증가된 분배는 또한 탄소와 같은 전도성 요소들을 활용하는 것들과 같은 특정 증착 절차들 중에 아크가 발생하는 것을 방지하고 증착 사이클 동안 2차 낙하 결함들을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 추가적으로, 이러한 스페이서/가스 박스 설계는 웨이퍼 상에 보다 균일한 막을 생성하기 위해 페이스 플레이트(455)를 통해 증착 가스들을 더 고르게 분배하는 데 도움이 될 수 있다.
[0055] 도 7은 본 기술의 실시예들에 따른 페이스 플레이트에 가스를 분배하는 방법(700)을 예시한다. 방법(700)은 동작(710)에서 출력 매니폴드의 적어도 하나의 출구로부터 가스 박스의 중앙 유체 루멘 내로 가스 및/또는 플라즈마를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 가스 및/또는 플라즈마는 RPS 유닛을 통해 출력 매니폴드에 도입될 수 있다. 예를 들어, 세정 플라즈마는 임의의 재귀적 유동 경로를 통과하지 않고 RPS 유닛의 플라즈마 출구로부터 중앙 유체 루멘 내로 직접 유동할 수 있다. RPS 유닛의 1차 출구로부터 중앙 유체 루멘으로 직접 주입된 세정 플라즈마는 중앙 유체 루멘에 의해 적어도 부분적으로 정의된 확장 체적 내에서 방사상으로 외측에 확장될 수 있다. 프로세스 가스는 중앙 유체 루멘 내로 직접 유동할 수 있고 및/또는 출력 매니폴드의 입구와 출구 사이로 연장되는 재귀적 유동 경로를 통해 중앙 유체 루멘 내로 유동할 수 있다. 일단 중앙 유체 루멘에 도달하면, 프로세스 가스는 가스 박스의 중앙 유체 루멘에 의해 적어도 부분적으로 정의된 확장 체적 내에서 외측으로 확장될 수 있다. 다른 실시예들에서, 가스는 출력 매니폴드와 가스 박스 사이에 포지셔닝된 스페이서를 통해 중앙 유체 루멘 내로 유동할 수 있다. 스페이서는 가스의 유동을 출력 매니폴드로부터, 가스를 가스 박스의 중앙 유체 루멘과 유체적으로 커플링된 스페이서의 테이퍼진 루멘 내로 안내할 수 있는 더 많은 개수의 유체 채널들로 분할할 수 있다. 테이퍼진 루멘은 확장 체적을 추가로 정의할 수 있다. 중앙 유체 루멘 및/또는 테이퍼진 루멘은 확장 체적을 제공하기 위해 개개의 컴포넌트의 입구측으로부터 출구측으로 외측으로 테이퍼지는 내부 벽들을 포함할 수 있다.
[0056] 동작(720)에서, 가스는 가스 박스 아래에 배치된 페이스 플레이트 내에 정의된 복수의 구멍들을 통해 유동할 수 있다. 가스는 증착 및/또는 다른 웨이퍼 프로세싱 애플리케이션(application)의 일부로서 유동할 수 있는 전구체들, 플라즈마 유출물들, 및/또는 다른 프로세스 가스들을 포함할 수 있고, 및/또는 페이스 플레이트와 같은 챔버 컴포넌트들 상의 막 및/또는 다른 잔류 증착물을 제거하기 위해 유동하는 세정 가스를 포함할 수 있다. 스페이서 및/또는 가스 박스의 내부에 의해 적어도 부분적으로 정의된 확장 체적 내로 가스를 유동시킴으로써, 가스는 페이스 플레이트의 구멍들에 걸쳐 더 고르게 분배될 수 있으며, 이는 웨이퍼 상의 더 양호한 막 균일성 및/또는 특히 페이스 플레이트의 주변 구역에서, 페이스 플레이트의 더 양호한 세정을 발생시킬 수 있다.
[0057] 앞의 설명에서, 설명의 목적들을 위해, 본 기술의 다양한 실시예들의 이해를 제공하기 위해 많은 세부사항들이 제시되었다. 그러나, 특정 실시예들이 이들 세부사항들 중 일부 없이, 또는 추가 세부사항들과 함께 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
[0058] 여러 실시예들을 개시했지만, 본 실시예들의 사상을 벗어나지 않고 다양한 수정들, 대안적인 구성들, 및 등가물들이 사용될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인식될 것이다. 추가적으로, 본 기술을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 다수의 잘 알려진 프로세스들 및 요소들은 설명되지 않았다. 따라서, 위의 설명은 본 기술의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
[0059] 값들의 범위가 주어진 경우, 그러한 값들의 범위의 상위 한계값과 하위 한계값 사이에 존재하는 각각의 값은, 문맥상 달리 명백히 표시되어 있지 않은 한 하위 한계값의 최소 자릿수의 단 단위 값의 10분의 1까지 또한 구체적으로 기재된 것으로 해석된다. 임의의 명시된 값들 또는 명시된 범위의 중간 값들과 해당 명시된 범위의 임의의 다른 명시된 또는 중간 값 사이의 각각의 소범위가 포함된다. 이러한 소범위의 상위 한계값 및 하위 한계값은 독립적으로 그러한 범위에 포함되거나 그러한 범위에서 제외될 수 있고, 각각의 범위는, 상위 한계값과 하위 한계값 중 하나 또는 둘 모두가 그러한 소범위에 포함되든지, 둘 모두가 그러한 소범위에서 제외되는지 간에, 구체적으로 제외된 임의의 한계값이 명시된 범위에 있는 한, 또한 본 기술에 포함된다. 명시된 범위가 상위 한계값 및 하위 한계값 중 하나 또는 모두를 포함하는 경우, 해당 포함된 상위 한계값 및 하위 한계값 중 하나 또는 둘 모두를 제외한 범위들도 또한 포함된다.
[0060] 본 명세서 및 첨부된 청구항들에 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은 문맥상 달리 명백히 표시되어 있지 않은 한 복수의 지시어들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "구멍"에 대한 참조는 복수의 그러한 구멍들을 포함하며, "플레이트"에 대한 참조는 당업자들에게 알려진 하나 이상의 플레이트들 및 그의 등가물들 등에 대한 참조를 포함한다.
[0061] 또한, 본 명세서에서 그리고 다음의 청구항들에서 사용되는 경우, "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)", "함유한다(contain)", "함유하는(containing)", "포함한다(include)", 그리고 "포함하는(including)"이란 단어들은 진술된 특징들, 인티저(integer)들, 컴포넌트들 또는 동작들의 존재를 특정하는 것으로 의도되지만, 이들은 하나 이상의 다른 특징들, 인티저들, 컴포넌트들, 동작들, 액트들 또는 그룹들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. 반도체 프로세싱 시스템으로서,
    적어도 하나의 가스 출구를 정의하는 출력 매니폴드(manifold);
    상기 출력 매니폴드 아래에 배치되는 가스 박스(gasbox) ― 상기 가스 박스는 상기 출력 매니폴드를 향하는 입구측 및 상기 입구측의 반대편의 출구측을 포함하고, 상기 가스 박스는 중앙 유체 루멘(lumen)을 정의하는 내부 벽을 포함하며, 상기 내부 벽은 상기 입구측으로부터 상기 출구측으로 외측으로 테이퍼(taper)짐 ― ;
    상기 가스 박스 아래에 배치된 환형 스페이서(spacer) ― 상기 환형 스페이서의 내부 직경은 상기 중앙 유체 루멘의 가장 큰 내부 직경보다 더 큼 ― ; 및
    상기 환형 스페이서 아래에 배치된 페이스 플레이트(faceplate) ― 상기 페이스 플레이트는 상기 페이스 플레이트의 두께를 통해 연장되는 복수의 구멍들을 정의함 ― 를 포함하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가스 출구는 상기 중앙 유체 루멘의 최상부의 방사상으로 외측에 배치되고;
    상기 가스 박스의 상기 입구측은 상기 적어도 하나의 가스 출구와 유체적으로 커플링되는 리세스(recess)를 정의하고; 그리고
    상기 리세스의 최하부는 상기 중앙 유체 루멘의 상기 최상부의 외부 에지까지 연장되는 렛지(ledge)를 정의하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 출력 매니폴드는 하나 이상의 가스 입구들을 상기 적어도 하나의 가스 출구와 유체적으로 커플링하는 재귀적 유동 경로(recursive flow path)를 정의하고; 그리고
    상기 적어도 하나의 가스 출구의 개수가 상기 하나 이상의 가스 입구들의 개수보다 많은,
    반도체 프로세싱 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 환형 스페이서 내에 배치된 테이퍼진 인서트(insert) ― 상기 테이퍼진 인서트는 상기 가스 박스의 상기 출구측으로부터, 상기 복수의 구멍들을 넘어서는 방사상 포지션까지 외측으로 테이퍼짐 ― 를 더 포함하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 출력 매니폴드와 상기 가스 박스 사이에 배치되는 스페이서를 더 포함하고,
    상기 스페이서는 상기 적어도 하나의 가스 출구와 유체적으로 커플링되는 적어도 하나의 입구를 정의하고; 그리고
    상기 스페이서의 내부 벽은 상기 가스 박스의 상기 중앙 유체 루멘과 상기 적어도 하나의 입구 사이에 유체적으로 커플링되는 테이퍼진 루멘을 정의하고, 상기 테이퍼진 루멘은 상기 가스 박스의 상기 입구측 방향으로 외측으로 테이퍼지는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 스페이서는, 상기 적어도 하나의 입구로부터 더 많은 개수의 유체 경로들로 유동 경로를 확장하는, 상기 테이퍼진 루멘과 상기 적어도 하나의 입구 사이에서 연장되는 복수의 채널(channel)들을 정의하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입구는 환형 리세스를 포함하고; 그리고
    상기 복수의 채널들은 상기 환형 채널로부터 상기 테이퍼진 채널로 내측으로 연장되는 방사상으로 배열된 채널들을 포함하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  8. 제5 항에 있어서,
    상기 테이퍼진 루멘의 테이퍼는 상기 스페이서와 상기 가스 박스의 인터페이스에서 상기 중앙 유체 루멘의 테이퍼와 일치하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 환형 스페이서의 내부 직경은 상기 복수의 구멍들의 방사상으로 외측에 포지셔닝(position)되는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    출구를 정의하는 원격 플라즈마 소스 ― 상기 출구는 상기 출력 매니폴드의 입구와 유체적으로 커플링됨 ― 를 더 포함하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  11. 반도체 프로세싱 시스템으로서,
    적어도 하나의 출구를 정의하는 원격 플라즈마 소스;
    적어도 하나의 가스 입구 및 적어도 하나의 가스 출구를 정의하는 출력 매니폴드 ― 상기 적어도 하나의 플라즈마 입구는 상기 원격 플라즈마 소스의 상기 적어도 하나의 출구와 유체적으로 커플링됨 ― ;
    상기 출력 매니폴드 아래에 배치되는 가스 박스 ― 상기 가스 박스는 상기 출력 매니폴드를 향하는 입구측 및 상기 입구측의 반대편의 출구측을 포함하고, 상기 가스 박스는 중앙 유체 루멘을 정의하는 내부 벽을 포함하며, 상기 내부 벽은 상기 입구측으로부터 상기 출구측으로 외측으로 테이퍼짐 ― ; 및
    상기 가스 박스 아래에 배치된 페이스 플레이트 ― 상기 페이스 플레이트는 상기 페이스 플레이트의 두께를 통해 연장되는 복수의 구멍들을 정의함 ― 를 포함하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 중앙 유체 루멘의 상기 내부 벽의 테이퍼 정도는 상기 중앙 유체 루멘의 길이를 따라 일정한,
    반도체 프로세싱 시스템.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 중앙 유체 루멘의 상기 내부 벽의 테이퍼 정도는 상기 중앙 유체 루멘의 길이에 따라 변하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 출력 매니폴드와 상기 가스 박스 사이에 배치되는 스페이서를 더 포함하고,
    상기 스페이서는 적어도 하나의 플라즈마 출구와 유체적으로 커플링되는 적어도 하나의 입구를 정의하고; 그리고
    상기 스페이서의 내부 벽은 상기 가스 박스의 상기 중앙 유체 루멘과 상기 적어도 하나의 입구 사이에 유체적으로 커플링된 테이퍼진 루멘을 정의하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 적어도 하나의 입구와 상기 테이퍼진 루멘 사이에서 연장되는 복수의 채널들을 정의하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 출력 매니폴드는 상기 적어도 하나의 가스 입구를 상기 적어도 하나의 가스 출구와 유체적으로 커플링하는 재귀적 유동 경로를 정의하는,
    반도체 프로세싱 시스템.
  17. 페이스 플레이트에 가스를 분배하는 방법으로서,
    가스 및 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 출력 매니폴드의 적어도 하나의 출구로부터 가스 박스의 중앙 유체 루멘 내로 유동시키는 단계 ― 상기 중앙 유체 루멘은 상기 가스 박스의 입구측으로부터 상기 가스 박스의 출구측으로 외측으로 테이퍼지는 상기 가스 박스의 내부 벽에 의해 정의됨 ― ; 및
    상기 가스 및 상기 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 상기 가스 박스 아래에 배치된 페이스 플레이트 내에 정의된 복수의 구멍들을 통해 유동시키는 단계를 포함하는,
    페이스 플레이트에 가스를 분배하는 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 가스 및 상기 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 상기 가스 박스의 상기 중앙 유체 루멘 내로 유동시키는 단계는, 상기 가스 및 상기 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두의 유동을, 상기 적어도 하나의 출구로부터, 상기 출력 매니폴드와 상기 가스 박스 사이에 배치된 스페이서 내의 더 많은 개수의 유체 채널들로 분할하는 단계를 포함하는,
    페이스 플레이트에 가스를 분배하는 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 가스 및 상기 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 원격 플라즈마 소스로부터 상기 출력 매니폴드의 입구로 유동시키는 단계를 더 포함하는,
    페이스 플레이트에 가스를 분배하는 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 가스 및 상기 플라즈마 중 하나 또는 둘 모두를 상기 출력 매니폴드의 상기 적어도 하나의 출구와 상기 입구 사이에서 연장되는 재귀적 유동 경로를 통해 유동시키는 단계를 더 포함하는,
    페이스 플레이트에 가스를 분배하는 방법.
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