JP5788515B2 - 高速パルスガス送出のためのシステムおよびその方法 - Google Patents
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Description
[0001]本出願は、全体の教示が参照により本明細書に組み込まれる、2010年9月29日に出願された米国特許出願第12/893,554号の利益を主張するものである。
分野
[0002]本開示は一般に、ガス送出機器に関し、より詳細には、高速パルスガス送出の方法およびそのシステムに関する。本明細書で使用されるとき、2つの用語が異なるものと見なされる場合、「ガス(gas)」という用語は、「気体(vapors)」という用語を含む。
[0003]半導体デバイスの製造または組立てでは、しばしば真空処理チャンバーなどの処理ツールへの十数ものガスを注意深く同期させ、送出量を正確に測定することが必要である。様々な製法が製造工程において使用され、半導体デバイスが清浄にされ、研磨され、酸化され、マスクされ、エッチングされ、ドープされ、金属被膜されるなどの、多くの個別の処理ステップが必要とされる場合がある。使用されるステップ、それらの特定のシーケンスおよび関係する材料はすべて、特定のデバイスの作製に寄与する。
関連技術の説明
[0011]パルス質量流動送出システムの例は、米国特許第7615120号、第7628860号、第7662233号および第7735452号、ならびに米国特許出願第2006/00601139号および第2006/0130755号に見出すことができる。
ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御し、ガスがガス送出チャンバーをパルス状に離れることができるようにガス送出チャンバーを離れるガスの流動を制御するステップであって、選択された質量のそれぞれがガス送出チャンバー内のガスの初期圧およびそれぞれのパルスの持続期間の関数である、ステップと、ガスのパルスを送出する前にガス送出チャンバー内のガスを初期圧設定値にまであらかじめ充填し、それによってガス送出チャンバー内のガスの始動圧力の変動がガスのパルスを送出する前に制御され、質量送出の再現性がパルスのそれぞれの持続期間に応じて改善される、ステップと
を含む。
P1,SP=function1(gas_type, pulse_gas_delivery_setpoint) (1)
式中、P1,SPは、バッファーチャンバーの圧力設定値であり、gas_typeは、分子量、熱容量、熱伝導率および粘性などの送出されるガスの特性であり、pulse_gas_delivery_setpointは、各ドーズに対するパルスガス送出量の設定値である。
P2,SP=function2(gas_type, pulse_gas_delivery_setpoint) (2)
式中、P2,SPは、送出チャンバーの圧力設定値であり、gas_typeは、分子量、熱容量、熱伝導率および粘性などの送出されるガスの特性であり、pulse_gas_delivery_setpointは、各ドーズに対するパルスガス送出量の設定値である。
CvまたはCv(t)は、弁が開くまたは閉じる時間の関数である弁のコンダクタンス、
Cvoは、完全に開いたときの弁のコンダクタンス、
ICvは、t3からt4までの弁が閉じている期間の弁コンダクタンスの積分値、
Pは、送出チャンバー12内の圧力、
Pfは、最終的な送出チャンバーの圧力、
Pdは、送出チャンバー12の下流の圧力である。
[0040]「のための手段」という語句は、請求項において使用される場合、記載された対応する構造および材料、ならびにそれらの均等物を包含することが意図されており、そのように解釈されるべきである。同様に、「のためのステップ」という語句は、請求項において使用される場合、記載された対応する行為、ならびにそれらの均等物を包含することが意図されており、そのように解釈されるべきである。請求項におけるこれらの語句の欠如は、その請求項が、対応する構造、材料、もしくは行為のいずれか、またはそれらの均等物に限定されることが意図されておらず、そのように解釈されるべきでないことを意味する。
Claims (23)
- 処理チャンバーまたはツールに所望の質量のガスのパルスであって、それぞれが所定の持続時間を有するパルスを送出するためのシステムであって、
ガス送出チャンバーと、
前記ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御するように配置された第1の弁と、
ガスが前記ガス送出チャンバーをパルス状に離れることができるように前記ガス送出チャンバーを離れる前記ガスの流動を制御するように配置された第2の弁であって、選択された質量のそれぞれが、前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの初期圧の関数である、第2の弁と、
前記ガス送出チャンバー内へ流入する前記ガスの圧力を制御し、ガスの前記パルスのそれぞれを送出する前に、前記ガス送出チャンバー内の前記ガスを初期始動圧力設定値にまであらかじめ充填するように構成され、配置され、それによって前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの始動圧力の変動がガスの前記パルスのそれぞれを送出する前に制御され、よって前記質量送出の再現性を前記パルスのそれぞれの前記持続期間に応じて改善する、圧力制御装置と
を備え、
前記圧力制御装置が副チャンバーを含み、前記副チャンバーが前記ガスを受け取るように構築され、配置され、前記副チャンバー内の圧力を実質的に一定の所定のレベルで維持し、前記第1の弁を介して前記副チャンバーからのガスを前記ガス送出チャンバー内へ供給するように選択的に結合されることにより、ガスの前記パルスのそれぞれを送出する前に、前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの前記初期圧の変動を制御する、システム。 - 前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて圧力信号を供給するように配置された圧力トランスデューサをさらに含み、前記圧力制御装置が前記圧力信号に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するためのコントローラを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガス送出チャンバー内のガス温度に応じて温度信号を供給するように配置された温度センサーをさらに含み、前記圧力制御装置が前記温度信号に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するためのコントローラを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記圧力制御装置が前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて前記ガス送出チャンバー内への、および前記ガス送出チャンバーからのガスの流動を制御するように構成され、配置された第1のコントローラを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記圧力制御装置が前記第1の弁を制御し、ガスのパルスのパルスガス送出前に前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの前記初期始動圧力設定値の変動を制御するように前記副チャンバーから前記ガス送出チャンバーへのガスの流動を制御するようにさらに構成され、配置された、請求項1に記載のシステム。
- 前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて第1の圧力信号を供給するように配置された第1の圧力トランスデューサ、およびに前記副チャンバー内の圧力に応じて第2の圧力信号を供給するように配置された第2の圧力トランスデューサをさらに含み、前記圧力制御装置が前記第1および第2の圧力信号に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するためのコントローラを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記副チャンバー内への流動を制御するように配置された第3の弁をさらに含み、前記圧力制御装置が前記第3の弁を制御して前記第2の圧力信号に応じて前記副チャンバー内へのガスの流動を制御し、前記第1の弁を制御して前記第1および第2の圧力信号に応じて前記副チャンバーから前記ガス送出チャンバー内への流体の流動を制御し、前記第1の圧力信号に応じて前記ガス送出チャンバーを離れるガスの流動を制御するように構成され、配置された、請求項6に記載のシステム。
- 前記コントローラが、前記第1および第2の弁を制御するように構成され、配置された第1のコントローラと、前記第3の弁を制御するように構成され、配置された第2のコントローラと、前記第1および第2のコントローラを制御するように構成され、配置された第3のコントローラとを含む、請求項7に記載のシステム。
- 前記副チャンバーが前記第1の弁を介して前記ガス送出チャンバーを前記ガスで充填するように前記ガス送出チャンバーに選択的に結合される、請求項1に記載のシステム。
- 前記コントローラが、前記第3の弁を制御して前記副チャンバー内へのガスの流動を制御し、前記副チャンバー内の圧力を選択した圧力で維持するように構成され、配置された、請求項7または8に記載のシステム。
- 前記ガス送出チャンバー内の前記初期始動圧力設定値が送出されるガスの前記パルスのガスタイプおよび前記選択された質量の関数である、請求項10に記載のシステム。
- 処理チャンバーまたはツールに所望の質量のガスのパルスであって、それぞれが所定の持続時間を有するパルスを送出する方法であって、
第1の弁を用いてガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御し、前記ガスが前記ガス送出チャンバーをパルス状に離れることができるように前記ガス送出チャンバーを離れるガスの流動を制御するステップであって、選択された質量のそれぞれが前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの初期圧の関数である、ステップと、
ガスの前記パルスのそれぞれを送出する前に前記ガス送出チャンバー内の前記ガスを初期始動圧力設定値にまであらかじめ充填し、それによって前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの始動圧力の変動がガスの前記パルスのそれぞれを送出する前に制御され、よって前記質量送出の再現性を前記パルスのそれぞれの前記持続期間に応じて改善する、ステップと
を含み、
副チャンバーが前記ガスを受け取り、前記副チャンバー内の圧力を実質的に一定の所定のレベルで維持し、前記第1の弁を介して前記副チャンバーからのガスを前記ガス送出チャンバー内へ供給するように選択的に結合されることにより、前記初期圧の変動を制御する方法。 - 前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの温度に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記ガス送出チャンバー内の前記圧力に応じて前記ガス送出チャンバー内への、および前記ガス送出チャンバーからのガスの流動を制御するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記副チャンバー内のガスの圧力に応じて前記副チャンバー内へのガスの流動を制御するように前記副チャンバーへの入口弁を制御するステップと、前記副チャンバー内の圧力および前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて前記副チャンバーから前記ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御するように前記ガス送出チャンバーへの入口弁を制御するステップと、前記ガス送出チャンバーから出る流体の流動を制御するように出口弁を制御するステップとをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 前記初期始動圧力設定値が送出されるガスの前記パルスのガスタイプおよび前記選択された質量の関数である、請求項12に記載の方法。
- 処理チャンバーまたはツール内のウェーハに所望の質量のガスのパルスを送出する請求項1に記載のシステム。
- 処理チャンバーまたはツール内の基板に所望の質量のガスのパルスを送出する請求項1に記載のシステム。
- 半導体ツールに所望の質量のガスのパルスを送出する請求項1に記載のシステム。
- 半導体処理チャンバーに所望の質量のガスのパルスを送出する請求項1に記載のシステム。
- プラズマエッチングマシンに所望の質量のガスのパルスを送出する請求項1に記載のシステム。
- 前記圧力制御装置は、前記初期始動圧力設定値に達した時に前記第1の弁を閉じる請求項1に記載のシステム。
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