JP2011233905A - 半導体処理のためのガス供給装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板処理のためのガス供給システムであって、複数のガス供給部16,18,20と、複数のガス供給部からのガスを混合する混合マニホールド30と、混合ガスをチャンバー内の異なったゾーンへ送る複数のガス供給ライン12,14と、コントロールバルブ34とを含む。装置を利用する方法では、半導体基板を反応チャンバーに供給し、混合ガスを第1及び第2のゾーンへ供給し、第1及び第2のゾーンで所望の混合ガス流量比を作るために少なくとも第1のガス供給ライン上及び第2のガス供給ライン上のいずれかの混合ガス流量をコントロールバルブで調節することによって、基板を処理する。
【選択図】図1
Description
Claims (28)
- 半導体基板処理に用いられる反応チャンバーに有用なガス供給システムであって、
複数のガス供給部と、
前記複数のガス供給部からのガスを混合する混合マニホールドと、
前記チャンバー内の異なるゾーンへ前記混合ガスを供給する複数のガス供給ラインであって、前記チャンバー内の第1のゾーンへ混合ガスを送る第1のラインと前記チャンバー内の第2のゾーンへ混合ガスを送る第2のラインとを含む前記ガス供給ラインと、
前記第1及び第2のガス供給ラインにおける混合ガスの所望の流量比を得るために、少なくとも前記第1のガス供給ライン及び第2のガス供給ラインのいずれかにおける混合ガス流量を制御する少なくとも1つのコントロールバルブと、
前記少なくとも第1のガス供給ライン及び第2のガス供給ラインのいずれかにおける前記混合ガス流量を測定する少なくとも1つの流量測定装置と、
前記少なくとも1つの流量測定装置によって測定された流量に応じて少なくとも1つのコントロールバルブを操作するコントローラーと
を備えることを特徴とするガス供給システム。 - 前記コントローラーが、
前記チャンバー内で半導体基板の処理中に、前記複数のガス供給ラインの少なくとも1つへ供給される混合ガス比を第1の設定値から第2の設定値へ変更するための、少なくとも1つの前記コントロールバルブを操作するコンピュータ又はプログラマブルロジックデバイスを備えることを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。 - 前記コントロールバルブと前記流量測定装置とが、前記第1のガス供給ライン上に位置することを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。
- 前記少なくとも1つのコントロールバルブが第1及び第2のコントロールバルブを備え、前記少なくとも1つの流量測定装置が第1及び第2の流量測定装置を備え、前記第1のコントロールバルブと前記第1の流量測定装置とが第1のガス供給ライン上に位置し、前記第2のコントロールバルブと前記第2の流量測定装置とが第2のガス供給ライン上に位置することを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。
- 前記少なくとも1つのコントロールバルブと前記少なくとも1つの流量測定装置とが、前記第1のガス供給ライン上に単一のコントロールバルブと単一の流量測定装置とを備え、前記第2のガス供給ライン上に流量制限装置をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。
- 前記コントロールバルブが、前記第1の供給ラインへ第1の比率の混合ガスを供給し、前記第2の供給ラインへ第2の比率の混合ガスを供給するように動作する可変スプリッターバルブを備えることを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。
- 前記少なくとも1つの流量測定装置が、
第1及び第2の流量測定装置と、
前記第1のガス供給ラインにおける混合ガス流量を測定する前記第1の流量測定装置と、
前記第2のガス供給ラインにおける混合ガス流量を測定する前記第2の流量測定装置と、
前記第1及び第2の流量測定装置によって測定される流量に応じて前記少なくとも1つのコントロールバルブを操作する前記コントローラーと
を備えることを特徴とする請求項6に記載のガス供給システム。 - 前記少なくとも1つのコントロールバルブが、
前記第1のガス供給ライン上に位置する第1のコントロールバルブと、
前記第2のガス供給ライン上に位置する第2のコントロールバルブと、
前記第1のコントロールバルブを全開とするように操作し、前記第2のコントロールバルブを前記第2のガス供給ラインの流量が前記第1のガス供給ラインよりも低くなるように動的に操作する、前記コントローラーと
を備えることを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。 - 前記少なくとも1つのコントロールバルブが、
前記第1のガス供給ライン上に位置する第1のコントロールバルブと、
前記第2のガス供給ライン上に位置する第2のコントロールバルブと、
前記第1のコントロールバルブを全開とするように操作し、前記第2のコントロールバルブを前記第1のガス供給ラインの流量がより多くなるように動的に操作する前記コントローラーと
を備えることを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。 - 前記ガス供給部と前記混合マニホールドとの間のマスフローコントローラーを更に備え、前記マスフローコントローラーが前記混合マニホールドへ供給されるガスの流量を制御することを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。
- 前記チャンバーが、RFエネルギーを用いて混合ガスにエネルギーを与えてプラズマ状態にするプラズマエッチングチャンバーを備えることを特徴とする請求項1に記載のガス供給システム。
- 複数のガス供給部と、前記複数のガス供給部からのガスを混合するための混合マニホールドと、前記チャンバー内の異なるゾーンへ前記混合ガスを供給する複数のガス供給ラインと、前記混合ガスを前記チャンバーの第1のゾーンへ供給する第1のガス供給ラインと前記混合ガスを前記チャンバーの第1のゾーンへ供給する第1のガス供給ラインとを含む前記ガス供給ラインと、前記第1及び第2のガス供給ラインにおける前記混合ガスの所望の流量比を得るために、前記第1及び第2のガス供給ラインの混合ガスの流量を制御する少なくとも1つのコントロールバルブと、少なくとも前記第1のガス供給ライン及び第2のガス供給ラインのいずれかにおける混合ガス流量を測定するための少なくとも1つの流量測定装置と、前記少なくとも1つの流量測定装置によって測定された流量に応じて前記少なくとも1つのコントロールバルブを操作するコントローラーとを含むガス供給システムにおける反応チャンバー内で基板を処理する方法であって、
前記反応チャンバーへ半導体基板を供給する工程と、
前記少なくとも1つの流量測定装置により、少なくとも前記第1のガス供給ライン及び前記第2のガス供給ラインのいずれかにおける混合ガス流量を測定する工程と、
前記第1及び第2のゾーンへ前記混合ガスを供給することにより前記基板を処理する工程であって、前記少なくとも1つの流量測定装置により測定された流量に応じて前記コントローラーにより前記少なくとも1つのコントロールバルブが調節される工程と
を備えることを特徴とする方法。 - 基板処理中に、前記第1のガス供給ラインにおける混合ガス流量を第1の設定値から第2の設定値へ変化させるために、前記少なくとも1つのコントロールバルブを前記コントローラーが操作することを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記第1のガス供給ラインの混合ガス流量が測定され、前記第1のガス供給ラインにおける混合ガス流量を制御するために前記少なくとも1つのコントロールバルブが調節されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのコントロールバルブが前記第1のガス供給ライン上の第1のコントロールバルブと前記第2のガス供給ライン上の第2のコントロールバルブとを備え、
前記方法が、
前記第1及び第2のガス供給ラインにおける混合ガス流量を測定する工程と、
前記第1及び第2のガス供給ラインにおける混合ガス流量を調節するために、少なくとも前記第1のコントロールバルブ及び前記第2のコントロールバルブのいずれかを調節する工程とを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 前記第1のガス供給ラインにおける混合ガス流量を測定する工程と、
前記第1のガス供給ラインにおける混合ガス流量を制御するために前記少なくとも1つのコントロールバルブを調節する工程と、
前記第2のガス供給ライン上の流量制限装置に混合ガスを供給する工程とを
更に備えることを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 前記少なくとも1つのコントロールバルブが可変スプリッターバルブを備え、
前記方法が
前記第1の供給ラインへ第1の比率の混合ガスを供給し、前記第2のガス供給ラインへ第2の比率の混合ガスを供給するために、前記可変スプリッターバルブを操作する工程を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの流量測定装置が前記第1及び第2のガス供給ラインにおける混合ガス流量を測定し、前記測定された流量に応じて前記コントロールバルブが操作されることを特徴とする請求項17に記載の方法。
- 前記半導体基板がシリコンウェーハを備え、前記方法は前記ウェーハ上の誘電体、半導体又は導電体物質層をドライエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記半導体基板上に物質の層を蒸着する工程を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記混合マニホールドへ供給されるガス流量を制御するために、前記ガス供給部と前記混合マニホールドとの間のマスフローコントローラーを操作する工程を更に備えることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記チャンバーがRFエネルギーを用いて混合ガスにエネルギーを与えてプラズマ状態にするプラズマエッチングチャンバーを備え、前記方法が前記プラズマによって基板をエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記チャンバーが、プラズマがチャンバー内で生成されるプラズマエッチングチャンバーを備え、
前記プラズマによって前記基板上の2酸化ケイ素、アルミニウム、または多結晶シリコンをエッチングする工程を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 前記チャンバーが、プラズマがチャンバー内で生成されるプラズマエッチングチャンバーを備え、
Cl2、HCl3、HBrから選択される少なくとも1つのハロゲンガスと、O2とN2とCHF3及びCF4から選択されるフルオロカーボンとのいずれかと、を前記混合マニホールドで混合する工程と、
エネルギーを与えて前記混合ガスをプラズマ状態にする工程と、
前記プラズマによって前記基板をエッチングする工程と
を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 前記チャンバーが、プラズマがチャンバー内で生成されるプラズマエッチングチャンバーを備え、
フルオロカーボンとO2またはC2H4とを混合する工程と、
エネルギーを与えて前記混合ガスをプラズマ状態にする工程と、
前記プラズマによって前記基板をエッチングする工程と
を含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 前記コントローラーが、前記ガス供給部から前記混合マニホールドへ供給される合計ガス流量を監視し、前記合計ガス流量と前記ガス供給ラインの1つで測定されたガス流量とを、前記第2のガス供給ラインの目標流量と比較し、前記第1及び第2のガス供給ラインで所望の目標流量比を得るために、前記コントローラーによって前記少なくとも1つのコントロールバルブが繰り返し調節されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 第1及び第2のマスフローコントローラーが利用され、前記第1のマスフローコントローラーが全開となるように操作され、前記第2のマスフローコントローラーの設定値が繰り返し調節されることを特徴とする請求項26に記載の方法。
- 第1及び第2のマスフローコントローラーが利用され、現在の流量値と、現在値と目標流量との間の差分の倍数とに基づいて制御される前記マスフローコントローラーに新しい設定値を繰り返し与えることによって、分割ガス流量の安定にかかる時間が減少されることを特徴とする請求項26に記載の方法。
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