(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理チャンバ内で使用するためのマルチプレートフェースプレートであって、該マルチプレートフェースプレートは、
複数の第１のプレート開口部を有する第１のプレート、
第２のプレートであって、第１の表面、反対側の第２の表面、および前記第２のプレートを貫通する複数の第２のプレート開口部を有する第２のプレート、ここで前記第１の表面は、前記第１のプレートに機械的に結合されており、
前記第２のプレートの前記第１の表面の内側に形成された凹部であって、前記第２のプレート開口部に流体的に接続されている凹部、ならびに
前記第１のプレートから延びる突出部であって、前記凹部の内部に延びる突出部
を備え、
第２のプレート開口部が、第１のプレート開口部に流体的に結合されるように構成された円錐部分を有し、前記円錐部分は、前記第２の表面から深さ方向に断面が減少しており、
前記円錐部分の表面が、前記第１の表面と前記第２の表面との間で保護コーティングでコーティングされている、マルチプレートフェースプレート。
【請求項２】
前記第１のプレートの内側に延びる第１の位置合わせピン穴、
前記第２のプレートの内側に延びる第２の位置合わせピン穴、ならびに
前記第１の位置合わせピン穴および前記第２の位置合わせピン穴の内部に延びるように構成された少なくとも１つの位置合わせピン、
をさらに備える、請求項１に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項３】
前記第１のプレートおよび前記第２のプレートに対してシールするように構成されたＯリングを、さらに備える、請求項１に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項４】
前記第１のプレート内に配置されたチャネルを、さらに備える、請求項１に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項５】
前記突出部を貫通し、前記凹部と流体的に接続された通路であって、前記第１のプレート開口部よりも小さい断面積を有する通路、
をさらに備える、請求項１に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項６】
プラズマ処理チャンバ内で使用するためのマルチプレートフェースプレートであって、該マルチプレートフェースプレートは、
複数の第１のプレート開口部を有する第１のプレート、
第２のプレートであって、第１の表面、反対側の第２の表面、および前記第２のプレートを貫通する複数の第２のプレート開口部を有する第２のプレート、ここで前記第１の表面は、前記第１のプレートに機械的に結合されており、
前記第２のプレートの前記第１の表面の内側に形成された凹部であって、前記第２のプレート開口部に流体的に接続されている凹部、ならびに
前記第１のプレートから延びる突出部であって、前記凹部の内部に延びる突出部
を備え、
第２のプレート開口部が、第１のプレート開口部に流体的に結合されるように構成された円錐部分を有し、前記円錐部分は、前記第２の表面から深さ方向に断面が減少しており、
前記円錐部分の表面が、保護コーティングでコーティングされている、マルチプレートフェースプレート。
【請求項７】
前記第１のプレートの内側に延びる第１の位置合わせピン穴、
前記第２のプレートの内側に延びる第２の位置合わせピン穴、ならびに
前記第１の位置合わせピン穴および前記第２の位置合わせピン穴の内部に延びるように構成された少なくとも１つの位置合わせピン、
をさらに備える、請求項６に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項８】
前記第１のプレートおよび前記第２のプレートに対してシールするように構成されたＯリングを、さらに備える、請求項６に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項９】
前記第１のプレート内に配置されたチャネルを、さらに備える、請求項６に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項１０】
前記突出部を貫通し、前記凹部と流体的に接続された通路であって、前記第１のプレート開口部よりも小さい断面積を有する通路、
をさらに備える、請求項６に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項１１】
プラズマ処理チャンバ内で使用するためのマルチプレートフェースプレートであって、該マルチプレートフェースプレートは、
複数の第１のプレート開口部を有する第１のプレート、ならびに
第２のプレートであって、第１の表面、反対側の第２の表面、および前記第２のプレートを貫通する複数の第２のプレート開口部を有する第２のプレート
を備え、前記第１の表面が、前記第１のプレートに機械的に結合されており、
第２のプレート開口部が、第１のプレート開口部に流体的に結合されるように構成された円錐部分を有し、
前記第１のプレートが、前記第１の表面の内側に形成された凹部内に延びる突出部を有し、前記突出部が、前記突出部を貫通して前記凹部に流体的に接続された通路を有し、前記凹部が、前記第２のプレート開口部に流体的に接続されており、
前記円錐部分の表面が、保護コーティングでコーティングされている、マルチプレートフェースプレート。
【請求項１２】
前記第１のプレートの内側に延びる第１の位置合わせピン穴、
前記第２のプレートの内側に延びる第２の位置合わせピン穴、ならびに
前記第１の位置合わせピン穴および前記第２の位置合わせピン穴の内部に延びるように構成された少なくとも１つの位置合わせピン、
をさらに備える、請求項１１に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項１３】
前記第１のプレートおよび前記第２のプレートに対してシールするように構成されたＯリングを、さらに備える、請求項１１に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項１４】
前記第１のプレート内に配置されたチャネルを、さらに備える、請求項１１に記載のマルチプレートフェースプレート。
【請求項１５】
前記通路が、前記第１のプレート開口部よりも小さい断面積を有する、請求項１１に記載のマルチプレートフェースプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、一般に、半導体デバイス製造のための装置に関する。より詳細には、本開示は、半導体デバイス処理チャンバ内で使用するためのマルチプレートフェースプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］半導体デバイスの形状寸法は、数十年前に導入されて以来、サイズが劇的に小さくなって来た。デバイス密度の増加により、空間的寸法が減少した構造的特徴がもたらされた。プラズマエッチングプロセスおよびプラズマ洗浄プロセスなどの、半導体デバイスを製造するためのいくつかの製造プロセスは、半導体基板をエッチングまたは洗浄するために、半導体基板をプラズマに曝す。プラズマガス種は、非常に腐食性であり得、したがって、プラズマに曝される処理チャンバの部品および他の表面を腐食させ得る。
【０００３】
［０００３］いくつかのプラズマ処理チャンバは、エネルギーが与えられた種をチャンバの基板処理部分に供給するプラズマ生成セクションを含む。従来、シャワーヘッドやディフューザーなどの、プラズマに曝されるチャンバの部品は、部品の侵食や腐食を防ぐために、耐プラズマコーティングでコーティングされていた。
【０００４】
［０００４］プロセスガスをチャンバに供給するために、フェースプレートを貫通しているガス放出開口部を形成する複数のガス流路を有するフェースプレートが、知られている。多くの場合、フェースプレートを貫通するガス流路は、フェースプレートの本体を貫通して流体的に接続された異なる直径の複数の開口部を含む。いくつかの構造では、フェースプレートの表面に開口する開口部は、それと流体連通し、そこからフェースプレートの本体の中にさらに延びる開口部よりも大きい直径を有する。例えば、円錐形の開口部が、プラズマ領域などの、半導体処理チャンバの反応容積部に面するフェースプレートの表面に開いていてもよい。多くの場合、これらの円錐形の開口部は、エネルギーが与えられたプラズマ種を含むプロセスガス、または洗浄ガスもしくは材料が、その侵食または腐食の結果としてその寸法を大きく変えるのを防ぐために、耐腐食性材料、耐侵食性材料、または耐侵食性および耐腐食性材料でコーティングされている。プラズマ溶射プロセスは、コーティング材料がプラズマ溶射ツールのプラズマ領域で結合した後、コーティングされるべき表面に弾道的に移動する、よく知られたコーティングプロセスである。ただし、開口部の幾何学的形状により、詳細には、フェースプレートの表面でより大きい断面積を有する開口部が、フェースプレートの本体内で狭くなり、より小さい断面積を有する開口部になる場合、プラズマ溶射ツールからの材料の流れが、コーティングされるべき表面に向かって移動するとき、それは、空気をその前方に押し、内側にテーパー状の断面を有する開口部に押し込む。テーパー状の開口部の底部でより小さい断面積を有する開口部を通る流れは、内側にテーパー状の円錐形開口部に入る流れと比較して制限されているので、より小さい断面積を有する開口部および内側にテーパー状の開口部の内側部分の背圧が増加し、それにより、内側にテーパー状の開口部の底部に到達するプラズマ溶射材料のフラックスが減少する。結果として、コーティングの厚さは、フェースプレートの内側にテーパー状の開口部の深さ方向に減少し、場合によっては、コーティングされていない領域または場所が、内側にテーパー状の開口部の最も奥の面に沿って残る。これにより、コーティングされていない表面が、プロセスガス、プラズマ、プラズマ副生成物、および洗浄材料に直接曝され、これらは、保護されていない表面に対して腐食性または侵食性であることが多い。その結果、フェースプレートの使用寿命が短くなり、早過ぎる交換が必要になる。同様に、シャワーヘッドが、同様の構成のガス放出開口部で構成されている場合、同じ問題が発生する。
【０００５】
［０００５］したがって、部品の寿命を延ばすために、均一に塗布された保護コーティングを備えた改良されたフェースプレートが必要である。
【発明の概要】
【０００６】
［０００６］本開示の実施形態は、半導体処理チャンバ内で使用するためのマルチピースガス放出装置、例えばマルチプレートフェースプレートに関する。一実施形態では、マルチプレートフェースプレートは、第１のプレートと第２のプレートを含む。第１のプレートは、複数の第１のプレート開口部を有する。第２のプレートは、第１の表面、反対側の第２の表面、および第２のプレートを貫通している複数の第２のプレート開口部を有する。第１の表面は、第１のプレートに機械的に結合されている。第２のプレート開口部は、第１のプレート開口部に流体的に結合されるように構成された円錐部分を有し、円錐部分は、第２のプレートの第２の表面から深さ方向に断面が減少している。円錐部分の表面は、第１の表面と第２の表面との間で保護コーティングでコーティングされている。
【０００７】
［０００７］本開示の別の実施形態は、マルチピースガス放出装置、例えば、第１のプレートと第２のプレートを含むマルチプレートフェースプレートを提供する。第１のプレートは、複数の第１のプレート開口部を有する。第２のプレートは、第１の表面、反対側の第２の表面、および第２のプレートを貫通している複数の第２のプレート開口部を有する。第１の表面は、第１のプレートに機械的に結合されている。第２のプレート開口部は、第１のプレート開口部に流体的に結合されるように構成された円錐部分を有し、円錐部分は、第２のプレートの第２の表面から深さ方向に断面が減少している。円錐部分の表面は、保護コーティングでコーティングされている。
【０００８】
［０００８］本開示のさらに別の実施形態は、マルチピースガス放出装置、例えば、第１のプレートと第２のプレートを含むマルチプレートフェースプレートを提供する。第１のプレートは、複数の第１のプレート開口部を有する。第２のプレートは、第１の表面、反対側の第２の表面、および第２のプレートを貫通している複数の第２のプレート開口部を有する。第１の表面は、第１のプレートに機械的に結合されている。第２のプレート開口部は、第１のプレート開口部に流体的に結合されるように構成された円錐部分を有する。第１のプレートは、そこから、第２のプレートの第１の表面の内側に形成された凹部内に延びる突出部を有する。突出部は、突出部を貫通して、凹部に流体的に接続された通路を有する。凹部は、第２のプレート開口部に流体的に接続されている。
【０００９】
［０００９］本開示の上記の特徴を詳細に理解することができるように、上記で手短に要約された本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、実施形態のいくつかが、添付の図面に示されている。ただし、添付の図面は、例示的な実施形態のみを示しており、したがって、その範囲を限定するものと見なされるべきではなく、他の同等に有効な実施形態を認め得ることに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】プラズマ処理チャンバ内で使用するためのマルチプレートフェースプレートの等角図である。
【図２】マルチプレートフェースプレートの断面図である。
【図３】本開示の第１の実施形態による、図１のマルチプレートフェースプレートの第１のプレートと第２のプレートとの間の接合部の断面図である。
【図４】本開示の第２の実施形態による、図１のマルチプレートフェースプレートの第１のプレートと第２のプレートとの間の接合部の断面図である。
【図５】本開示の第３の実施形態による、図１のマルチプレートフェースプレートの第１のプレートと第２のプレートとの間の接合部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［００１５］理解を容易にするために、可能な場合には、図面に共通の同一の要素を示すために、同一の参照番号が使用されている。１つの実施形態に開示された要素および特徴は、詳述することなく他の実施形態に有益に組み込むことができることが、予期されている。
【００１２】
［００１６］本明細書に記載される開示は、プラズマ処理チャンバ内で使用するためのディフューザーに関する。その例示的な実施形態として、第１のプレートおよび第２のプレートで構成されるフェースプレート、すなわちマルチプレートフェースプレートが、本明細書で説明される。しかしながら、本明細書に記載の実施形態は、ガス流開口部が貫通している、シャワーヘッドなどの他のガスディフューザー装置であって、開口部の幾何学的形状が、開口部の表面上の適切な保護コーティングの配置を妨げている、ガスディフューザー装置に適用することができる。第１のプレートと第２のプレートを組み込むようにフェースプレートを構成し、その間でガス流路を分割することにより、半導体処理チャンバのプロセス環境に曝されるマルチプレートフェースプレートの第２のプレートの開口部の表面上のコーティングは、フェースプレートの全体的な構造がシングルピースフェースプレートの開口部の同じ部分に不均一なコーティング塗布をもたらす場合でも、均一に塗布されることができる。侵食性または腐食性の環境で使用したり、侵食性または腐食性の洗浄プロセスまたは材料を使用して洗浄した結果、フェースプレートを交換する必要がある場合、マルチプレート設計により、フェースプレート全体ではなく、第２のプレートのみを交換できるので、フェースプレートが使用される処理チャンバの所有コストを削減できる。
【００１３】
［００１７］本明細書に記載のマルチプレートフェースプレート１００は、基板上に材料の層を堆積させる、または基板上の層または層の一部をエッチングする、または他の方法で基板を処理することによって、基板を処理するためにプロセスガスが使用される半導体処理チャンバ内で使用することができる。これは、半導体基板または他の基板のプラズマ処理を含み、そこでは、第２のプレートを貫通する開口部が、プラズマ環境またはプラズマ生成ラジカルが存在する環境に曝される。第２のプレートの開口部は、その１つ以上の表面に塗布された、セラミックコーティングなどの、しかしそれに限定されない耐プラズマコーティングの薄膜を有する。このコーティングは、腐食性の半導体プロセス環境でプロセスガスからフェースプレートを保護するための耐腐食性を提供する。本明細書で有用なセラミックコーティングは、少なくとも酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）などを含む。望ましいコーティングは、高密度、高い厚さ均一性を有し、塗布される表面全体において表面粗さのばらつきが小さい。これにより、プロセス環境に曝されるフェースプレート表面、詳細には第２のプレートの開口部の内側表面が、プロセス環境に起因する侵食または腐食などから保護される。コーティングは、開口部の微小寸法が基板処理または洗浄中に大幅に変わって、フェースプレートのガス分配特性を変化させ、交換が必要になるのを防ぐことも、目的としている。
【００１４】
［００１８］図１は、プラズマ処理チャンバ内で使用するためのマルチプレートフェースプレート１００の等角図を示し、図２は、図１で参照される平面Ａ−Ａに沿ったマルチプレートフェースプレート１００の断面図を示す。マルチプレートフェースプレート１００は、第１のプレート１１０と第２のプレート１６０を含む。第１のプレート１１０および第２のプレート１６０の両方が、限定しないがアルミニウムなどの、導電性材料から製造される。マルチプレートフェースプレート１００は、ＡＣ電位が印加されると、隣接するプロセス容積部内でプラズマを生成するための電極として機能することができる。第１のプレート１１０は、環状の第１の表面１１２、第１の表面１１２の反対側のディスク形状の第２の表面１１４、および周囲壁１１６を有する。図２に示される実施形態では、周囲壁１１６は、中央開口部１４０を囲むように上方に延びている。中央開口部１４０は、第１の表面１１２と第２の表面１１４との間に位置する。中央開口部１４０は、それらの間に延びている複数の第１のプレート開口部１５０によって第２の表面１１４に流体的に接続されている。水平チャネル１２０が、第１のプレート１１０の側壁の内側に延び、一対の導管１３０に流体的に接続されている。水平チャネル１２０の端部２２７は、図２に示すように、水平チャネル１２０を囲むように第１のプレート１１０の周囲壁１１６に溶接された垂直ストラップ２２５によって覆われている。伝熱流体などの冷却流体が、導管１３０の１つを通って送られ、そこから第１のプレート１１０の周囲を回って流れ、２番目の導管１３０を通ってそこから出る。冷却流体は、フェースプレートを使用した基板処理中に第１のプレート１１０および第２のプレート１６０を冷却するように構成される。１つ以上の円筒形の取り付け穴２１４が、第１のプレート１１０の第２の表面１１４の内側に延びている。１つ以上の位置合わせピン穴２４４が、第２の表面１１４の内側に延びている。
【００１５】
［００１９］第１のプレート開口部１５０の各々は、第１の開口部部分２５２、第２の開口部部分２５４および第３の開口部部分２５６の３つの部分を有し、第２の開口部部分２５４は、第１の開口部部分と第３の開口部部分との間に配置され、第１の開口部部分２５２と第３の開口部部分２５６との間の流路２３０におけるオリフィスまたはフローチョークを形成する。図２に示す実施形態では、第１の開口部部分２５２、第２の開口部部分２５４および第３の開口部部分２５６は、円形断面を有する円筒形状であるが、他の実施形態では、断面は、任意の閉じた形状を有してもよい。第３の開口部部分２５６は、第２の開口部部分２５４よりも大きな直径を有し、第１のプレート１１０の第２の表面１１４に開口している。第１の開口部部分２５２は、第３の開口部部分２５６よりも大きな直径を有し、第１のプレート１１０の中央開口部１４０に開口している。半導体処理チャンバ内に取り付けられると、中央開口部は、プロセスガスがマルチプレートフェースプレート１００を通って流されるためのプレナムを形成する。
【００１６】
［００２０］第２のプレート１６０は、ねじ付きファスナ（１つのみを示す）などのファスナによって、第２のプレート１６０の第１の表面２７０に沿って第１のプレート１１０の第２の表面１１４に機械的に結合される。第２のプレート１６０はまた、第１の表面２７０の反対側に第２の表面２６０を含む。第１の表面２７０および第２の表面２６０のいずれか一方または両方に、上述のように、耐プラズマコーティングをプラズマ溶射することができる。第２のプレート１６０は、第１の表面２７０と第２の表面２６０との間を貫通して延びる複数の第２のプレート開口部２５０を有する。第２のプレート開口部２５０の各々が、円錐部分を含み、円錐部分は、中央開口部１４０からの流体が流路２３０に沿って複数の第１のプレート開口部１５０および複数の第２のプレート開口部２５０を通ってマルチプレートフェースプレート１００の下の二次的領域２９０に流入することができるように、第１のプレート開口部１５０の各々に流体的に結合されるようにサイズ設定または他の点において構成されている。１つ以上の円筒形の取り付け穴２１２が、第２のプレート１６０の第１の表面２７０の内側に延びている。１つ以上の位置合わせピン穴２４２が、第２のプレート１６０の第１の表面２７０の内側に延びている。Ｈｅｌｉ−Ｃｏｉｌ（登録商標）ねじ付きインサート２１０が、取り付け穴２１２内に配置および固定され、ねじ付きファスナ２１５のねじをその中に受け入れ、ねじ付きファスナ２１５は第２のプレート１６０を貫通して第２のプレート１６０に対して固定され、それにより第１のプレート１１０を第２のプレート１６０に固定する。ステンレス鋼から製造された位置合わせピン２４０が、位置合わせピン穴２４２および２４４に受け入れられ、第１のプレート１１０と第２のプレート１６０が互いに固定されたときに、第１のプレート１１０と第２のプレート１６０を位置合わせする。
【００１７】
［００２１］第２のプレート１６０は、第２の表面２６０の内側で、その周りを周方向に延びる凹部２２２内に配置および固定されたＲＦガスケット２２０を含む。ＲＦガスケット２２０は、ＲＦ電力漏れを防ぐための電気絶縁体として機能する。第２のプレート１６０は、第２のプレート１６０の第１の表面２７０のシール溝２８２の底部および第１のプレート１１０の第２の表面１１４に対してシールするように構成された、Ｏリング（これに限定されない）などのシール２８０を含む。さらに、第２の表面２６０は、環状チャンバ部品２６５の表面に対してシールするように構成された、Ｏリング（これに限定されない）などの別のシール２８５も含む。シール２８５は、第２の表面２６０の内側で、その周りを周方向に延びる凹部２８７内に配置および固定されている。一態様では、マルチプレートフェースプレート１００は、プラズマ生成領域２９０に面している。
【００１８】
［００２２］有利には、フェースプレートを第１のプレート１１０と第２のプレート１６０に分割することにより、第２のプレート１６０の第１の表面２７０と第２の表面２６０の両方からアクセス可能になった第２のプレート開口部２５０内に、耐プロセスコーティングを均一に塗布することができる。その結果、第１のプレート１１０と第２のプレート１６０とを合わせた厚さを有するシングルピースフェースプレートを貫通して延びる開口部の表面をコーティングしている際に課される制約が、除去される。さらに重要なことに、別個の第２のプレート１６０は、特に断面積がより小さく、それによりその表面上へのコーティング層の均一な塗布に影響を及ぼす部分において、内側にテーパー状の開口部２５０の底部へのコーティング材料のアクセスを制限する背圧の問題を除去する。狭い溶射経路がない場合、コーティングは、第２のプレート開口部２５０の表面に容易かつ均一に塗布することができる。さらに、本明細書では、第１および第２のプレートの両方を貫通する開口部の最小直径部分は、保護コーティングが不要な第１のプレートに存在する。最小の開口部、つまりオリフィスまたはフローチョークを、第１のプレートに有することによって、第２のプレートを貫通する開口部の全体的な直径サイズを大きくすることができ、開口部に第２のプレートの両側からアクセスすることができ、保護コーティングの不均一な塗布につながる背圧状態が回避されるように、開口部のサイズ設定をすることができる。
【００１９】
［００２３］図３、図４、および図５は、第１のプレート開口部１５０が第２のプレート開口部２５０に流体的に結合されている場所での、マルチプレートフェースプレート１００の第１のプレート１１０と第２のプレート１６０との間の接合部の実施形態を示す。第１のプレート１１０と第２のプレート１６０との間の接合部は、第１のプレート開口部１５０の第３の開口部部分２５６と位置合わせされる。図３では、第３の開口部部分２５６は、３つの部分、すなわち、第１の円筒状側壁３１５に囲まれた第１の領域３１０、第１の円錐台状壁３２５に囲まれた第２の領域３２０、および第２の円筒状側壁３５５に囲まれた通路３５０を有する。第２の領域３２０は、第１の領域３１０と通路３５０との間に位置する。通路３５０は、第３の開口部部分２５６の上部領域３１０よりも小さい断面積を有する。第１の領域３１０は、第２の領域３２０を介して通路３５０に移行し、第２の領域３２０は、第１の領域３１０と通路３５０との間で内側にテーパー状になっている。第２の円筒状側壁３５５は、横壁３３５に移行し、横壁３３５は、第１の円錐台状側壁３２５に平行な第２の円錐台状壁３４５に、さらに移行する。このように、第１の円錐台状壁３２５、第２の円筒状側壁３５５、横壁３３５および第２の円錐台状壁３４５は、第１のプレート１１０の第２の表面１１４から延びる突出部３００を形成する。各突出部３００は、外側に延びて、第２のプレート１６０の第１の表面２７０の内側に形成された凹部３３０内へ延びている。凹部３３０は、流路２３０の方向へ外側にテーパー状になっている第２のプレート開口部２５０に流体的に接続された皿穴開口部を形成する。凹部３３０は、突出部３００の第２の円錐台状壁３４５に平行な第３の円錐台状壁３６５によって囲まれている。第３の円錐台状壁３６５は、第３の円筒状側壁３７５に移行し、第３の円筒状側壁３７５は、第２のプレート開口部２５０を囲む第４の円錐台状壁３８５に、さらに移行する。このように、突出部３００を貫通して延びる第３の開口部部分２５６の通路３５０は、第１のプレート開口部１５０を第２のプレート開口部２５０と流体的に接続する。
【００２０】
［００２４］図４では、第３の開口部部分２５６は、２つの部分、すなわち、第１の円筒状側壁４１５に囲まれた第１の領域４１０と、第２の円筒状側壁４５５に囲まれた通路４５０とを有する。通路４５０は、第３の開口部部分２５６の第１の領域４１０よりも小さい断面積を有する。第１の領域４１０は、第１の横壁４２５を介して通路４５０に移行する。第２の円筒状側壁４５５は、第２の横壁４３５に移行し、第２の横壁４３５は、第２の円筒状側壁４５５に平行な第３の円筒状側壁４４５に、さらに移行する。このように、第１の横壁４２５、第２の円筒状側壁４５５、第２の横壁４３５および第３の円筒状側壁４４５は、第１のプレート１１０の第２の表面１１４から延びる突出部４００を形成する。各突出部４００は、外側に延びて、第２のプレート１６０の第１の表面２７０の内側に形成された凹部４３０内へ延びている。凹部４３０は、流路２３０の方向へ外側にテーパー状になっている第２のプレート開口部２５０に流体的に接続された皿穴を提供する。凹部４３０は、突出部４００の第３の円筒状側壁４４５に平行な第４の円筒状側壁４６５によって囲まれている。第４の円筒状側壁４６５は、第２の横壁４３５に平行な第３の横壁４７５に移行する。第３の横壁４７５は、第３の円筒状側壁４４５に平行な第５の円筒状側壁４８５に移行する。第５の円筒状側壁４８５は、第２のプレート開口部２５０を囲む円錐台状壁４９５に、さらに移行する。このように、突出部４００を貫通して延びる第３の開口部部分２５６の通路４５０は、第１のプレート開口部１５０を第２のプレート開口部２５０と流体的に接続する。
【００２１】
［００２５］図５では、第３の開口部部分２５６は、３つの部分、すなわち、第１の円筒状側壁５１５に囲まれた第１の領域５１０、第１の半球状側壁５２５に囲まれた第２の領域５２０、および第２の円筒状側壁５５５に囲まれた通路５５０を有する。通路５５０は、第３の開口部部分２５６の第１の領域５１０よりも小さい断面積を有する。第１の領域５１０は、第２の領域５２０を介して通路５５０に移行し、第２の領域５２０は、第１の領域５１０と通路５５０との間で内側に湾曲している。第２の円筒状側壁５５５は、第１の半球状側壁５２５に平行な第２の半球状側壁５３５に移行する。このように、第１の半球状側壁５２５、第２の円筒状側壁５５５および第２の半球状側壁５３５は、第１のプレート１１０の第２の表面１１４から延びる突出部５００を形成する。各突出部５００は、外側に延びて、第２のプレート１６０の第１の表面２７０の内側に形成された凹部５３０内へ延びている。凹部５３０は、流路２３０の方向へ外側にテーパー状になっている第２のプレート開口部２５０に流体的に接続されている。凹部５３０は、突出部５００の第１の半球状側壁５２５に平行な第３の半球状側壁５４５によって囲まれている。第３の半球状側壁５４５は、第３の円筒状側壁５６５に移行し、第３の円筒状側壁５６５は、第２のプレート開口部２５０を囲む円錐台状壁５７５に、さらに移行する。このように、突出部５００を貫通して延びる第３の開口部部分２５６の通路５５０は、第１のプレート開口部１５０を第２のプレート開口部２５０と流体的に接続する。
【００２２】
［００２６］第１のプレート１１０と第２のプレート１６０は、別々に製造される。製造後、第１のプレート１１０と第２のプレート１６０は、洗浄される。次に、第２のプレート１６０の第１の表面２７０、第２の表面２６０、および開口部２５０の壁全体が、プラズマ溶射プロセスを使用して耐プラズマコーティングでコーティングされる。例えば、図３では、コーティングは、第３の円錐台状壁３６５、第３の円筒状壁３７５、第４の円錐台状壁３８５、第１の表面２７０、および第２の表面２６０に塗布される。図４では、コーティングは、第４の円筒状側壁４６５、第３の横壁４７５、第５の円筒状側壁４８５、円錐台状壁４９５、第１の表面２７０、および第２の表面２６０に塗布される。図５では、コーティングは、第３の半球状側壁５４５、第３の円筒状側壁５６５、円錐台状壁５７５、第１の表面２７０、および第２の表面２６０に塗布される。
【００２３】
［００２７］次に、第１のプレート１１０と第２のプレート１６０が、一緒に組み立てられる。最初に、シール２８０が、凹部２８２に配置される。位置合わせピン２４０が、第１のプレート１１０の位置合わせピン穴２４４に配置される。Ｈｅｌｉ−Ｃｏｉｌ（登録商標）ねじ付きインサート２１０が、第１のプレート１１０の取り付け穴２１４に配置される。位置合わせピン２４０が、底部プレート１６０の位置合わせピン穴２４２に受け入れられるように位置合わせされ、それにより、取り付け穴２１２を、ねじ付きインサート２１０が配置された取り付け穴２１４と位置合わせする。ねじ付きファスナ２１５が、取り付け穴２１２の内側に配置されており、穴２１４の中のねじ付きインサート２１０の中に入れられて、第１のプレート１１０と第２のプレート１６０を一緒に固定して、マルチプレートフェースプレート１００を形成する。同時に、シール２８０は、第１のプレート１１０および第２のプレート１６０に対してシールするために使用される。ＲＦガスケット２２０が、第２のプレート１６０の第２の表面２６０上の凹部２２２内に固定される。次に、シール２８５が、第２のプレート１６０の第２の表面２６０上の凹部２８７内に固定されて、マルチプレートフェースプレート１００の下のプラズマ生成セクション２９０内の環状チャンバ部品２６５に対してシールする。
【００２４】
［００２８］本明細書に記載されるマルチプレートフェースプレート１００の構造は、例えば、開口部２５０の表面全体にわたって厚さと表面粗さの両方の高い均一性を有するセラミック組成物の、均一な保護層をプラズマ溶射することを可能にする。コーティングは、シングルブロックフェースプレートの開口部の不均一層よりも長い期間、第２のプレート開口部２５０を侵食および腐食から使用中に保護する。
【００２５】
［００２９］さらに、マルチプレート設計により、必要に応じて第２のプレート１６０のみを別の第２のプレート１６０と交換できるので、フェースプレート全体を廃棄する必要がなくなる。第１のプレート１１０は、異なる第２のプレート１６０とともに再利用することができる。第１のプレート１１０および第２のプレート１６０は洗浄して再利用することができるので、所有コストが削減される。最後に、本明細書に記載の実施形態では、第１のプレート１１０に水平チャネル１２０を組み込むことにより、冷却のためにガンドリルで穴を開ける必要性もなくなる。
【００２６】
［００３０］上記は本開示の特定の実施形態に向けられているが、これらの実施形態は本発明の原理および用途の単なる例示であることを理解されたい。したがって、添付の特許請求の範囲によって定められる本発明の精神および範囲から逸脱することなく、例示的な実施形態に多数の修正を加えて他の実施形態に到達できることを、理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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