CN102906305B - 气体和液体的喷射的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于处理室的液体喷射系统，其包括从液体供给源接收液体并选择地脉冲液体进入管道的液体喷射器。控制模块选择液体喷射器的脉冲数和脉冲宽度。气体供给源供应气体进入导管。传感器感测在管道中的第一温度和第一压强中的至少一个，和相应地生成第一温度信号和第一压强信号中的至少一个。基于该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个，该控制模块确认所选择的脉冲数发生。

Description

气体和液体的喷射的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求申请号为13/083,827、申请日为2011年4月11日的美国实用申请的优先权。本申请还要求申请号为61/324,710、申请日为2010年4月15日的美国临时专利申请，申请号为61/372,367、申请日为2010年8月10日的美国临时专利申请，申请号为61/379,081、申请日为2010年9月1日的美国临时专利申请，申请号为61/417,807、申请日为2010年11月29日的美国临时专利申请，申请号为61/439,619、申请日为2011年2月4日的美国临时专利申请的权益。上述申请的公开的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及气体和液体喷射的系统和方法，更特别涉及用于膜沉积和其他工艺的气体和液体喷射系统和方法。
背景技术
本文中所提供的背景描述是基于概括地呈现本公开的背景环境的目的。目前的所署名的发明者的工作，某种程度上，在背景技术部分中描述的工作，以及在提交申请时不可能符合现有技术标准的说明书中的方案，既不明确也不默示承认是相对于本公开的现有技术。
在半导体处理期间，膜可能需要沉积在衬底上。半导体处理系统在处理室中沉积膜。衬底可定位在位于处理室中的基座上。可在预定的周期提供前驱体气体到处理室，以沉积膜。在衬底暴露其中后，前驱体气体可从处理室中清除。然后，可以执行氧化或等离子体处理。这些步骤可重复数次以在衬底上增加膜的厚度。
可以使用质量流量控制器以测量前驱体液体的流量，该前驱体液体被汽化成前驱体气体供给到处理室。对于一些膜，一旦在处理室达到前驱体气体的饱和度，添加任何额外的前驱体气体是浪费的。因此需要前驱体液体和/或气体的非常精确的计量，以最大限度地降低生产成本。然而，精确的质量流量控制器也很昂贵，从而增加了半导体加工设备的成本。
发明内容
一种用于处理室的液体喷射系统，其包括从液体供给源接收液体且选择性脉冲液体到管道中的液体喷射器。控制模块选择液体喷射器的脉冲数和脉冲宽度。气体供给源供应气体到管道中。传感器感测管道中的第一温度和第一压强中的至少一个，并相应地产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个。该控制模块以该第一温度信号和该第一压强信号中的至少一个为依据确认所选择的脉冲数发生。
在其他特征中，加热的分支管围绕管道周围。传感器感测在加热的分支管所加热的管道的部分中的第一温度和第一压强中的至少一个。控制模块包括脉冲计数模块，该脉冲计数模块与传感器通信并以该第一温度信号和该第一压强信号中的至少一个为依据对脉冲进行计数。脉冲参数模块选择该脉冲的脉冲数和脉冲宽度。比较模块比较所选定的脉冲数和所计数的脉冲数。
在其他特征中，控制模块还包括产生输出到液体喷射器的控制信号的脉冲宽度调制(PWM)模块。传感器感测来自液体供给源的液体的第二温度和第二压强中的至少一个，并产生第二温度信号和第二压强信号中的至少一个。脉冲参数模块根据该第二温度信号和第二压强信号中的至少一个确定脉冲数和脉冲宽度中的至少一个。
在其他特征中，液体喷射器包括自动式燃料喷射器。液体喷射器包括枢轴式喷射器、盘式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。液体喷射器和气体供给源被联接到连接管道的接头。处理室包含半导体处理室。
一种系统，其包括液体喷射系统，并进一步包括光刻图形化工具。
用于操作处理室的方法，其包括：在液体喷射器从液体供给源接收液体；选择液体喷射器的脉冲数和脉冲宽度；使用液体喷射器选择性地脉冲液体到管道中；从气体供给源供应气体进入管道；感测管道中的第一温度和第一压强中的至少一个，并相应地产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个；以及以该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个为基础确认所选的脉冲数发生。
该方法进一步包括对管道加热。该方法还包括感测管道的被加热的部分的第一温度和第一压强中的至少一个。所述方法进一步包括以该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个为基础对脉冲计数；以及比较选定的脉冲数和所计数的脉冲数。
在其他特征中，该方法包括：产生脉冲宽度调制控制信号，该控制信号输出到液体喷射器。该方法包括感测来自液体供给源的液体的第二温度和第二压强中的至少一个，并生成第二温度信号和第二压强信号中的至少一个。该方法包括根据该第二温度信号和第二压强信号中的至少一个确定脉冲数和脉冲宽度中的至少一个。
在其他特征中，液体喷射器包括自动型燃料喷射器。液体喷射器包括枢轴式喷射器、盘式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。液体喷射器和电源被联接到与管道连接的接头。处理室包含半导体处理室。
一种半导体制造方法，其进一步在放置衬底到处理室中之前和之后者中的至少一者中包括：将光致抗蚀剂施加到衬底上；将光致抗蚀剂曝光；图形化光致抗蚀剂，并将该图形转移到衬底上；以及选择性地从衬底上去除光致抗蚀剂。
一种非瞬态的计算机的机器可读介质，其包括用于控制处理室的程序指令。程序指令包括用于以下操作的代码：选择从液体供给源接收液体的液体喷射器的脉冲数和脉冲宽度；使用液体喷射器选择性地脉冲液体到管道中；供应气体进入管道；感测管道中的第一温度和第一压强中的至少一个，并相应地产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个；以及以该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个为基础确认所选择的脉冲数发生。
用于处理室的液体喷射系统，其包括分支管，该分支管限定从气体供给源接收气体的流体通道。在分支管中布置液体喷射器，该喷射器从液体供给源接收液体并选择性地脉冲液体到流体通道中。控制模块选择液体喷射器的脉冲数和脉冲宽度。在分支管中布置传感器，感测流体通道中的第一温度和第一压强中的至少一个，并产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个。控制模块根据该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个确认所选择的脉冲数发生。
在其他特征中，分支管是加热的分支管。控制模块包括与传感器通信的并以第一温度信号和第一压强信号为基础对脉冲计数的脉冲计数模块，选择该脉冲的脉冲数和脉冲宽度的脉冲参数模块，以及对选定的脉冲数和所计数的脉冲数进行比较的比较模块。
在其他特征中，控制模块还包括产生输出到液体喷射器的控制信号的脉冲宽度调制(PWM)模块。传感器感测来自液体供给源的液体的第二温度和第二压强中的至少一个，并产生第二温度信号和第二压强信号中的至少一个。
在其他特征中，脉冲参数模块根据第二温度信号和第二压强信号中的至少一个确定脉冲数和脉冲宽度中的至少一个。液体喷射器包括自动式燃料喷射器。处理室包含半导体处理室。
在其他特征中，布置喷嘴在喷射器的上游的流体通道中。布置喷射器垂直于流体通道。液体喷射器包括枢轴式喷射器，盘式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。
半导体制造系统，其包括液体喷射系统，并进一步包括光刻图形化工具
用于操作的处理室的方法，其包括：安置液体喷射器在分支管中，该分支管限定从气体供给源接收气体的流体通路；选择液体喷射器的脉冲数和脉冲宽度；在喷射器从液体供给源接收液体和选择性地对该液体施以脉冲使其进入流体通道；感测流体通道的第一温度和第一压强中的至少一个，并产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个；并以该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个为基础确认所选择的脉冲数发生。
在其他特征中，该方法包括对分支管加热。该方法包括：根据该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个对脉冲计数；以及比较选定的脉冲数和所计数的脉冲数。
在其他特征中，该方法包括：产生输出到液体喷射器的脉冲宽度调制(PWM)控制信号。该方法包括感测来自液体供给源的液体的第二温度和第二压强中的至少一个，并生成第二温度信号和第二压强信号中的至少一个。该方法包括根据该第二温度信号和第二压强信号中的至少一个确定脉冲数和脉冲宽度。
在其他特征中，液体喷射器包括自动式燃料喷射器。处理室包含半导体处理室。该方法包括在喷射器的上游的流体通道中设置喷嘴。该方法包括安置液体喷射器垂直于流体通道。
在其他特征中，液体喷射器包括枢轴式喷射器、盘式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。
一种半导体制造方法，其包括该方法并进一步在处理室中处理衬底之前和之后两者中的至少一者中包括：将光致抗蚀剂施加到衬底；将光致抗蚀剂曝光；图形化光致抗蚀剂，并将图形转移到衬底上；以及从衬底上选择性地去除光致抗蚀剂。
一种处理室的气体喷射系统，其包括从气体供给源接收气体的气体喷射器。在气体喷射器的上游安置传感器以感测在气体供给源和气体喷射器之间的流体通道中的第一温度和第一压强中的至少一个，并产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个。控制模块与气体喷射器通信，并以该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个为基础选择气体喷射器的脉冲数和脉冲宽度，以提供预定的气体流量到处理室。
在其他特征中，控制模块包括选择该脉冲的脉冲数和脉冲宽度的脉冲参数模块，以及产生输出到气体喷射器的控制信号的脉冲宽度调制(PWM)模块。
在其他特征中，气体喷射器包括至少一个自动式燃料喷射器。气体喷射器包括枢轴式喷射器、盘式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。处理室包含半导体处理室。控制模块改变脉冲宽度至高于预定脉冲宽度以造成由于气体喷射而在半导体处理室中发生等离子体的脉冲。
在其他特征中，控制模块改变脉冲宽度至低于预定的脉冲宽度，以防止由于气体喷射而在半导体处理室中发生等离子体的脉冲。
一种半导体制造系统，其包括该气体喷射系统，并进一步包括光刻图形化工具。
用于操作处理室的方法，其包括安置传感器在从气体供给源接收气体的气体喷射器的上游；感测在喷射器和气体供给源之间的流体通路中的第一温度和第一压强中的至少一个，并产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个；以及根据该第一温度信号和第一压强信号中的至少一个选择气体喷射器的脉冲数和脉冲宽度，以提供气体的预定的流量到所述处理室。
在其他特征中，该方法包括产生输出到气体喷射器的控制信号。气体喷射器包括自动式燃料喷射器。气体喷射器包括枢轴式喷射器、盘样式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。处理室包含半导体处理室。
在其他特征中，该方法包括改变脉冲宽度至高于预定的脉冲宽度，以造成由于气体的喷射而在半导体处理室中发生等离子体的脉冲。该方法包括改变脉冲宽度至低于预定的脉冲宽度，以防止由于气体的喷射而在半导体处理室中发生等离子体的脉冲。
一种半导体制造方法，其包括该方法，并进一步在处理室中放置衬底之前和之后两者中的至少一者中包括：将光致抗蚀剂施加到衬底；将光致抗蚀剂曝光；图形化光致抗蚀剂，并将图形转移到衬底上；以及从衬底上选择性地去除光致抗蚀剂。
根据本文的具体实施方式、权利要求和附图，本公开适用于其它领域将变得显而易见。详细的描述和具体实例仅旨在作为说明的目的，且并非旨在限制本公开的范围。
附图说明
根据具体实施方式和附图，将能更充分地理解本公开，其中：
图1为根据本公开的处理室的液体喷射系统的实例的功能框图；
图2是根据本公开所示的监测液体前驱体传输到加热的分支管的温度和压强的示意图；
图3是根据本公开所示的用于操作喷射器的示例方法的流程图；
图4是根据本公开所示的用于沉积膜的液体喷射系统的使用流程图；
图5A和图5B显示了多室系统的气体和液体喷射系统；
图6是根据本公开的处理室的另一液体喷射系统的功能框图；
图7是自动式燃料喷射器的示例的剖视图；
图8A和图8B是根据本公开的处理室的气体喷射系统的功能框图；
图9显示使用图8的气体喷射系统的质量流速率与上游压强的函数关系；
图10A-10C显示具有位于气体箱内的喷射器的处理室中的等离子体的阻抗在不同脉冲周期的结果；
图11A和图11B显示当喷射器位于与喷头相比更靠近气体箱时，在相同的脉冲周期的结果；
图12A-12C示意了不同的脉冲宽度或占空比的结果；
图13是用气体喷射将气体供给到处理室的示例方法的流程图；
图14是包括光刻图形化工具的半导体制造系统的功能框图。
具体实施方式
下面的描述在本质上仅仅是说明性的，并不意图以任何方式限制本公开、本公开的应用或本公开的用途。为清楚起见，在附图中将使用相同的参考数字以识别相似的组成部分。如本文所用的，短语A、B和C中的至少一个应解释为指逻辑(A或B或C)，使用非独占性的逻辑“或”。但应当理解，在不会改变本公开的原则下方法中的步骤可以以不同的顺序执行。
本公开的图1-7涉及用于精确运送液体和/或气体到工艺中的各种液体喷射系统。液体喷射系统包括自动式燃料喷射器和控制系统以确保将液体或气体的所需量传输到工艺中。自动式燃料喷射器可以用不同的材料、流率或其它操作参数进行调整，以适应特定工艺的需要。在一些实例中，所喷射的液体由加热的分支管汽化以产生气体。液体喷射系统允许液体和/或气体的喷射接近工艺时发生，这样当进行更改时减少时间延迟。液体喷射系统也趋向于减少浪费。
另外，本公开的图8-13涉及用于精确输送气体到工艺中的气体喷射系统。气体喷射系统还包括自动式燃料喷射器和控制系统以确保液体或气体的所需量被传递到工艺。自动式燃料喷射器可以用不同的材料、流率或其它操作参数进行调整，以适应特定的工艺的需要。根据本公开，该控制系统监测喷射器的上游的温度和/或压强，以控制供应到工艺的气体的下游压强、流率或浓度。也可以监测下游温度和/或压强。
现在参照图1，显示了根据本公开的处理室的液体喷射系统10的实例。液体喷射系统10将液体从液体供给源12通过管道16供应至具有喷射器端头22的喷射器20。
气体供给源24通过连接到接头29的管道28供应气体。对气体可以加热或不加热。可设置喷射器端头22在接头29内，以使得当气体朝处理室流动时，其流过喷射器端头22。
加热的分支管32从接头29接收气体和前驱体流。喷射器20喷射前驱体的相对小的微滴到加热的分支管32中。这些微滴被气体剪切，并通过加热的分支管32加热到气态的状态。前驱体气体被输送到室36。正如可以理解的，防止前驱体的液滴到达处理室36且防止污染衬底是很重要的。
诸如温度传感器或压力传感器之类的传感器48感测前驱体气体的温度或压强。传感器48产生输出到控制模块38中的温度信号或压强信号。控制模块38检测温度信号和/或压强信号，以确保发生选定的脉冲数N，其中N是大于0的整数。如上文所讨论的，当沉积例如敷形膜等薄膜或在其他工艺中时，具有前驱体或其他液体(或气体)的适当的量，而没有过量以尽量减少成本，这是重要的。
控制模块38可包括脉冲参数模块40，脉冲参数模块40输出占空比、脉冲宽度和脉冲数N到脉冲宽度调制(PWM)控制模块52。该PWM控制模块52将开关信号输出到喷射器20。PWM控制模块52和喷射器20之间也可以使用继电器。
控制模块38包括确定实际发生的脉冲数的脉冲计数模块42。控制模块38包括比较所需脉冲数N和实际上发生的脉冲数的比较模块44。当发生不匹配时，比较模块44可产生误差信号。
一个或多个附加的诸如温度传感器和/或压强传感器等的传感器56，监控如喷射器20的入口侧的温度和/或压强等条件。脉冲参数模块40可以响应于在喷射器20的入口侧感测到的条件的变化，调整脉冲参数中的一个或多个，脉冲参数诸如占空比、脉冲宽度，和脉冲数N。仅作为示例，通过脉冲参数模块40可以改变脉冲参数以响应温度和/或压强条件的变化。在离散的时间的基础上，在事件的基础上或使用其他标准，可以连续地进行改变，
现在参照图2，示出在液体前驱体进入加热的分支管32的喷射过程中温度和压强值的曲线图。如上所述，在某些应用中传输预定量的液体而不浪费是重要的。因此，确定所有的N个脉冲是否已发生是重要的。当喷射器被堵塞和/或在控制系统中发生电气问题的情况中，脉冲可能不会发生。
当喷射器喷射液体到被加热的分支管中时，在被加热的分支管32中的气体的温度和压强发生变化。更具体地，该压强响应于喷射脉冲增加，然后下降。同样地，被加热的分支管中的温度降低，然后上升。虽然传感器可以测量压强或温度，但合适的温度传感器往往具有较低的成本。
现在参照图3，示出了用于操作图1的喷射器20的示例方法100。在110，确定液体(如前驱体)的量以创建气体的所需量。转换成气体的液体的所需量可根据上游传感器的反馈的改变来计算。该计算可以由脉冲参数模块或PWM模块执行。液体的量可以由操作者设定。在114处，确定脉冲数N、每个脉冲的脉冲宽度和占空比。如果由传感器56测量的喷射器20的入口侧上的感测条件有变化，控制器确定是否要改变脉冲参数中的一个或多个。在118，N个脉冲中的一个被喷射。在122中，控制器确定脉冲是否发生。如果脉冲发生了，控制器确定是否所有的N个脉冲已被喷射。如果124是非真的，通过118继续控制。如果控制确认脉冲中的一个已发生失败，则在128会生成错误。否则，当所有的N个脉冲已被喷射时，控制结束。虽然通过脉冲确认的脉冲如图3所示，所有的脉冲可独立于所有发生的脉冲的确认的时间被喷射。以及其它的变化都是预期的。
现在参照图4，液体喷射系统可以被用来提供用于沉积如敷形膜等膜的前驱体气体。可以理解，可在其他系统中使用液体喷射器系统。仅作为示例，液体喷射器系统可以用于沉积其他类型的膜和/或传输气体或液体到其他类型的工艺等。图4示出了用于沉积敷形膜的方法140的一部分的实例。如上文所述，通过喷射液体前驱体生成气态前驱体。然后在144中传递气态前驱体到处理室。在预定期间之后，在148中清除前驱体气体。在另一预定期间之后，在152中发生等离子体或氧化处理。可以重复框144、148和152以增加敷形膜的厚度。
现在参考图5A和图5B，显示了用于具有相同的室的多个室或者多个站的系统的液体喷射系统。如图5A所示，处理室210A、210B、210C和210D中的每一个分别包括喷头214A、214B、214C和214D。处理室210A、210B、210C和210D中的每一个从供给源提供液体218A、218B、218C和218D到液体喷射系统(LIS)216A、216B、216C和216D(统称LIS216)。
如图5B所示，LIS216中的每一个包括连接到加热的分支管241的液体喷射器240。传感器243监控温度或压强。控制模块(CM)244监视温度或压强以确认脉冲已实际上发生。控制模块244将控制信号发送到输出控制信号到喷射器240的PWM控制模块252。附加的传感器256，如温度和/或压强传感器，以类似于如上所述的关于传感器56的监测方式监测喷射器240的入口侧的条件。
在图5A和5B中，管道供给气体到加热的分支管241的入口。气体也可由气体供给源222通过喷射器224供应。另一系统控制模块228可以与LIS216和气体喷射器224进行通信，以控制工艺。
现在参照图6，根据本公开的用于处理室的另一种液体喷射系统290被示出。在这个实例中，喷射器20被安装在加热的分支管32上。喷射器20可以布置成垂直于通过加热的分支管32的气体流动方向，但也可以使用其它方向。由气体供给源24通过管道28供给气体到增加气体速度的喷嘴294。仅作为示例，喷嘴294可以是汇散(CD)喷嘴。喷嘴294可增加气体的速度到高速、音速或超音速。通过增加导管/管道的气体流的速度，该喷嘴增加微滴的剪切速率。在实例中，使用以～10slm的流速通过声速喷嘴的尺寸小于10微米的微滴。
可以理解，相对于通过加热的分支管32的气体流动方向可以布置喷射器20在不同的角度。例如，管道28和喷射器20可以形成相对于彼此和相对于气体流经加热的分支管32的方向成约120°的角度，但也可以使用其他角度。
现在参照图7，示出自动式燃料喷射器的实例。正如可以理解的，虽然示出了枢轴式喷射器，但可以使用自动式燃料喷射器的其他设计。仅作为示例，也可使用盘式喷射器、球座式喷射器和/或其他类型的喷射器。喷射器20包括入口端295。喷射器20的打开和关闭状态，也可以通过控制端296进行电气控制，控制端296允许线圈297通电和断电。当线圈297通电时，喷射器20的柱塞298移动，且液体从喷射器端头22喷射。
虽然在图1-7中的示例供应液体，该液体被蒸发和被供应到在半导体处理系统中的处理室中，液体喷射系统可用于供应液体和/或气体到其他类型的系统或工艺。
现在参考图8A和8B，示出了根据本公开的气体喷射系统300。虽然在图8A-12C中的实施例供应气体到在膜处理系统中的处理室中，气体喷射系统可用于将气体供应到其它类型的系统或工艺中。气体喷射系统300通过管道和单向阀310将气体从气体箱304供应到喷射器320。传感器322监控喷射器320的上游侧的气体压强，并产生压强信号。传感器322也可用于监测供应到喷射器的上游侧的气体的温度。控制模块324接收来自压强传感器322的压强信号，并产生控制信号来控制喷射器320的脉冲发生。例如，控制模块324可以输出信号给如固态继电器之类的继电器，该继电器控制喷射器320。喷射器320的输出以预定的质量流率供应气体到室332的喷头330。也可以监测下游的温度和/或压强。在图8B中，显示了控制模块324的示例。在图8B中的控制模块包括脉冲参数模块336，脉冲参数模块336确定足以提供所需的气体浓度的脉冲宽度和脉冲数。脉冲宽度调制(PWM)模块338在来自脉冲参数模块336的控制信号的基础上产生用于喷射器320的控制信号。
现在参照图9，示出了使用图8的气体喷射系统的质量流率与上游压强的函数关系。正如可以理解的，对如氩(Ar)、氦(He)、氮气(N2)等各种气体，质量流率为上游侧压强的相对线性的函数。质量流率由下式给出：
m · = CAP ( kM ZRT ) ( 2 k + 1 ) ( k + 1 ) / ( k - 1 )
其中m是质量流率，单位为千克/秒，C是放电系数，A是放电孔的横截面面积，单位是m2，k等于cp/cv，cp是在恒定压强下气体的比热，cv是在恒定体积的气体的比热，p是在P和T时的实际气体密度，单位是kg/m2，P是气体的绝对上游压强，单位是Pa，以及M是气体分子质量，单位在千克/摩尔。
由于有压强的线性依赖，通过喷射器320的流量似乎阻塞。因此，压缩气体流量理论是适用的。只要满足阻塞条件，流量与下游压强无关。结果是，通过控制上游压强可以保持下游流量。流量的精度依赖于压力传感器322的精度。压力传感器具有读数的～1％/最大量程的0.25％的精度，这与更昂贵的质量流量控制器的精度相似。
可以理解的是，喷射器320可以位于气体箱304与喷头330或室332之间的各种位置。现在参考图10A-10C，示意了当喷射器320位于气体箱304内或气体箱304附近时，不同脉冲周期下的在处理室332内的等离子体的测量阻抗。在2托的室压强和500瓦(W)的等离子体下产生图10A-10C的示例。用设置在处理室332内的电压和电流探头测定处理室332内的阻抗。通过气体喷射器320的气体流率为约10标准升每分钟(slm)的N2。气体喷射器320的占空比设置为50％。
在图10A和图10B中，在处理室332的阻抗脉冲分别针对用166毫秒和80毫秒周期的脉冲发生。然而，在图10C中，对于40毫秒周期的脉冲，没有出现阻抗脉冲。因此，低于预定的脉冲宽度下脉冲不发生。当脉冲发生时，等离子体的阻抗脉冲与喷射器320的脉冲相匹配。对于相同的流速，更长的喷射周期往往有更多的等离子体脉冲发生。
现在参考图11A和11B，显示了对分布于不同的位置的喷射器320的相同的脉冲周期的结果。在图11A中，喷射器320位于气体箱304的附近。在图11B中，喷射器320位于喷头的附近。使用流量约3slm的清洁干燥空气(CDA)。图11A和图11B都表现了40毫秒的脉冲周期。当喷射器320位于喷头的附近，喷射器320的脉冲发生影响等离子体的阻抗。然而，当喷射器320位于气体箱304的邻近时，喷射器的脉冲发生对等离子体的阻抗的影响不明显。正如可以理解的，从喷射点到等离子体的行程时间往往对喷射器的脉冲发生是否影响等离子体的阻抗有影响。
现在参考图12A-12C，喷射器320邻近喷头。在此实例中，使用160毫秒的周期，且处理室的压强设定为2托。图12A显示了8毫秒施以脉冲，随后152毫秒没有脉冲。图12B显示了32毫秒施以脉冲，之后的128毫秒没有脉冲。图12C显示了80毫秒施以脉冲，之后的80毫秒没有脉冲。更大的脉冲宽度往往对等离子体的阻抗有更多的影响。相同周期的较高的流速也往往对等离子的阻抗有更重要的影响。
本公开通过修改任一PWM参数和/或喷射器的位置，使具有相同的整体流速的不同的等离子体条件能够使用。本公开允许喷射器的不同的使用，其中可以控制流速以外的参数。本公开还允许有相同的流速的不同的沉积条件。本公开通过脉冲发生RF或一般等离子体的激发能量提供了更便宜的方式来实现与诸如等离子体脉冲发生器的更昂贵的技术相同的效果。
仅举例来说，在液体和气体喷射系统中使用的喷射器可包括自动式燃料喷射器或为用于半导体应用已修改的自动式燃料喷射器。许多自动式燃料喷射器包括黄铜或铜的组件。在一些实例中，黄铜或铜组件可用由钢、铝或其它金属或不包含铜的合金制成的组件替代。还可做出其他材料修改。同样，也可改变自动式喷射器的流速，以适应特定的半导体应用。
本文描述的装置/工艺可在以下的工艺中使用：在衬底上沉积膜，蚀刻在衬底上的膜，对在衬底上的膜进行清洁，对在衬底上的膜进行化学处理，和/或以其他方式处理在衬底上的膜。
现在参照图13，操作用于处理室中的气体喷射器的方法如400所示。在404，确定所需的气体到处理室的流率。在408，感测在如气体喷射器的入口侧的温度和压强等条件。在412，基于所感测的气体喷射器的入口侧的条件确定和调整脉冲数N、脉冲宽度和占空比。
现在参照图14，半导体制造系统450包括含有如上所述的气体或液体喷射系统458的处理室和光刻图形化工具460。
本文描述的装置/工艺可与光刻图形化工具或工艺结合使用，例如，用于半导体器件、显示器、LED、光电板和类似物的生产或制造。通常，尽管并非必要，这样的工具/工艺将在常用的生产设施中一起被使用或实施。膜的光刻图形化通常包括下述工艺的一些或所有，每个用一些可实现的工具启用：(1)使用抗蚀剂敷抹器462敷抹光致抗蚀剂在工件，即，衬底上，抗蚀剂敷抹器462诸如旋涂或喷雾工具；(2)使用固化工具464固化光致抗蚀剂，固化工具464如热板或炉或UV固化工具；(3)用诸如晶片步进机之类的光致抗蚀剂曝光工具466将光致抗蚀剂暴露到可见光或紫外线或X-射线；(4)使抗蚀剂显影，以便选择性地除去抗蚀剂，从而使用诸如湿式工作台之类的工具将抗蚀剂图案化；(5)通过使用转印工具468将抗蚀剂图案转移到下伏膜或工件，转印工具468诸如干法或等离子体辅助蚀刻工具；以及(6)使用如RF或微波等离子体抗蚀剂剥离机之类的剥除工具470去除抗蚀剂。
如本文所用，术语模块可以指下述器件，可以是下述器件的部分，或可以包括下述器件：专用集成电路(ASIC)、电子电路、组合逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)、与存储器接口并执行代码的处理器(共享、专用或组)、提供所描述的功能的其他合适的元件、或一些或所有上述器件的组合。上文中所用的术语代码，可包括软件、固件、和/或微代码，及可涉及程序、例程、函数、类，和/或对象。上文中所用的术语共享，表示来自多个模块的某些或所有的代码用单个(共享)的处理器都可执行。此外，来自多个模块的一些或所有的代码由单个(共享)的存储器可以存储。上文中所用的术语组，表示来自单个模块的某些或所有的代码可以使用处理器组执行。此外，单个的模块的一些或全部代码可使用存储器组存储。
本文所描述的装置和方法可以由一个或多个处理器执行的一个或多个计算机程序实现。该计算机程序包括存储在非瞬态有形的计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还包括存储的数据。非瞬态有形的计算机可读介质的非限制性实例是非挥发性存储器、磁性存储器和光存储器。
本公开的广泛教义可以在各种形式下实施。因此，虽然本公开包括特定实例，由于在对附图、说明书和随附权利要求的研究时，其他的修改将变得显而易见，因此本公开的真实范围不应受到限制。

Claims (29)

1.一种用于处理室的液体喷射系统，其包括：
液体喷射器，其从液体供给源接收液体并选择性地脉冲所述液体到管道中；
选择所述液体喷射器的脉冲数和脉冲宽度的控制模块；
供给气体至所述管道中的气体供给源；以及，
感测所述管道的第一温度和第一压强中的至少一个，并相应地产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个的传感器；
其中，所述控制模块，基于所述第一温度信号和所述第一压强信号中的所述至少一个，确认所选择的所述脉冲数发生，
其中，所述控制模块包括：
脉冲计数模块，其与所述传感器通信并基于所述第一温度信号和所述第一压强信号中的所述至少一个对实际发生的脉冲计数；
选择所述脉冲数和所述脉冲的所述脉冲宽度的脉冲参数模块；和
比较模块，该比较模块将所选择的所述脉冲数与所述计数的脉冲数进行比较，并且基于所述比较产生误差信号。
2.如权利要求1所述的用于处理室的液体喷射系统，还包括包绕所述管道的加热的分支管。
3.如权利要求2所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述传感器感测在由所述加热的分支管加热的所述管道的部分的所述第一温度和所述第一压强中的所述至少一个。
4.如权利要求1所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述控制模块还包括产生输出到所述液体喷射器的控制信号的脉冲宽度调制(PWM)模块。
5.如权利要求1所述的用于处理室的液体喷射系统，还包括传感器，该传感器感测来自所述液体供给源中的所述液体的第二温度和第二压强中的至少一个，并且生成第二温度信号和第二压强信号中的至少一个。
6.如权利要求5所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述脉冲参数模块根据所述第二温度信号和所述第二压强信号中的所述至少一个确定所述脉冲数和所述脉冲宽度中的至少一个。
7.如权利要求1所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述液体喷射器包括自动式燃料喷射器。
8.如权利要求1所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述液体喷射器包括枢轴式喷射器、盘式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。
9.如权利要求1所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，将所述液体喷射器和所述气体供给源联接到与所述管道连接的接头。
10.如权利要求1所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述处理室包含半导体处理室。
11.一种用于处理室的液体喷射系统，其包括：
限定从气体供给源接收气体的流体通道的分支管；
液体喷射器，其布置在所述分支管中，从液体供给接收液体并且选择性脉冲所述液体至所述流体通道中；
选择所述液体喷射器的脉冲数和脉冲宽度的控制模块；以及，
传感器，其布置在所述分支管中，感测在所述流体通道中的第一温度和第一压强中的至少一个并产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个，
其中，所述控制模块基于所述第一温度信号和所述第一压强信号中的所述至少一个确认所述选择的脉冲数发生，
其中，所述控制模块包括：
脉冲计数模块，其与所述传感器通信并基于所述第一温度信号和所述第一压强信号中的所述至少一个对实际发生的脉冲计数；
选择所述脉冲数和所述脉冲的所述脉冲宽度的脉冲参数模块；和
比较模块，该比较模块将所选择的所述脉冲数与所述计数的脉冲数进行比较，并且基于所述比较，产生误差信号。
12.如权利要求11所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述分支管是加热的分支管。
13.如权利要求11所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述控制模块还包括产生输出到所述液体喷射器的控制信号的脉冲宽度调制(PWM)模块。
14.如权利要求13所述的用于处理室的液体喷射系统，还包括感测来自所述液体供给源中的所述液体的第二温度和第二压强中的至少一个，并生成第二温度信号和第二压强信号中的至少一个的传感器。
15.如权利要求14所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述脉冲参数模块根据所述第二温度信号和所述第二压强信号中的所述至少一个确定所述脉冲数和所述脉冲宽度中的至少一个。
16.如权利要求11所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述液体喷射器包括自动式燃料喷射器。
17.如权利要求11所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述处理室包含半导体处理室。
18.如权利要求11所述的用于处理室的液体喷射系统，还包括配置在所述喷射器上游的所述流体通道内的喷嘴。
19.如权利要求11所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述喷射器布置成垂直于所述流体通道。
20.如权利要求11所述的用于处理室的液体喷射系统，其中，所述液体喷射器包括枢轴式喷射器、盘式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。
21.一种半导体制造系统，其包括如权利要求11所述的用于处理室的液体喷射系统，还包括光刻图形化工具。
22.一种用于处理室的气体喷射系统，包括：
从气体供给源接收气体的气体喷射器；
传感器，其放置在所述气体喷射器的上游以感测在所述气体供给源和所述气体喷射器之间的流体通路中的第一温度和第一压强中的至少一个，并产生第一温度信号和第一压强信号中的至少一个；以及，
控制模块，其与所述气体喷射器通信，并基于所述第一温度信号和所述第一压强信号中的所述至少一个，选择所述气体喷射器的脉冲数和脉冲宽度，以提供预定的所述气体的流量到所述处理室，
其中，所述控制模块包括：
脉冲计数模块，其与所述传感器通信并基于所述第一温度信号和所述第一压强信号中的所述至少一个对实际发生的脉冲计数；
选择所述脉冲数和所述脉冲的所述脉冲宽度的脉冲参数模块；和
比较模块，该比较模块将所选择的所述脉冲数与所述计数的脉冲数进行比较，并且基于所述比较，产生误差信号。
23.如权利要求22所述的用于处理室的气体喷射系统，其中，所述控制模块包括：
产生输出到所述气体喷射器的控制信号的脉冲宽度调制(PWM)模块。
24.如权利要求22所述的用于处理室的气体喷射系统，其中，所述气体喷射器包括自动式燃料喷射器中的至少一种。
25.如权利要求22所述的用于处理室的气体喷射系统，其中，所述气体喷射器包括枢轴式喷射器、盘式喷射器和球座式喷射器中的至少一种。
26.如权利要求22所述的用于处理室的气体喷射系统，其中，所述处理室包含半导体处理室。
27.如权利要求26所述的用于处理室的气体喷射系统，其中，所述控制模块改变所述脉冲宽度至高于预定的脉冲宽度，以造成因为所述气体喷射而在所述半导体处理室中发生等离子体的脉冲。
28.如权利要求27所述的用于处理室的气体喷射系统，其中，所述控制模块改变所述脉冲宽度至低于所述预定的脉冲宽度，以防止因为所述气体喷射而在所述半导体处理室中发生等离子体的脉冲。
29.一种半导体制造系统，其包括如权利要求22所述的用于处理室的气体喷射系统，并进一步包括光刻图形化工具。
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