KR101451091B1 - 기판 프로세싱 시스템들에서 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 장치 및 방법들 - Google Patents

기판 프로세싱 시스템들에서 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 장치 및 방법들 Download PDF

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Abstract

기판 프로세싱 시스템에서 복수의 가스 유동들을 캘리브레이팅하기 위한 장치 및 방법들이 본 명세서에 제공된다. 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템은, 중앙 진공 이송 챔버에 커플링된 제 1 프로세스 챔버 및 제 2 프로세스 챔버를 포함하는 클러스터 툴; 제 1 프로세스 챔버에 프로세스 가스를 제공하는 제 1 유동 제어기; 제 2 프로세스 챔버에 프로세스 가스를 제공하는 제 2 유동 제어기; 제 1 유동 제어기 및 제 2 유동 제어기 각각으로부터 유량을 확인하는 질량 유동 확인기; 질량 유동 확인기에 제 1 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 1 도관; 및 질량 유동 확인기에 제 2 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 2 도관을 포함할 수 있다.

Description

기판 프로세싱 시스템들에서 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 장치 및 방법들{METHODS AND APPARATUS FOR CALIBRATING FLOW CONTROLLERS IN SUBSTRATE PROCESSING SYSTEMS}
본 발명의 실시예들은 일반적으로 기판 프로세싱 장비(substrate processing equipment)에 관한 것이다.
에칭 프로세스와 같은 기판 프로세싱 동안, 프로세스 챔버의 내부 체적이 하나 또는 둘 이상의 프로세스 가스들에 노출될 수 있다. 흔히, 이러한 프로세스 가스들은, 내부 체적에 프로세스 가스들을 제공하는 하나 또는 둘 이상의 유동 제어기들(flow controllers)에 의해 제어된 희망 유량(desired flow rate)들로 제공된다. 예컨대, 공유 가스 패널들이 다수의 프로세스 챔버들에 프로세스 가스들을 공급하는 몇몇 프로세스 챔버 구성들에서, 본 발명자들은 공유 가스 패널로부터의 프로세스 가스들이 유동 제어기들에 의해 각각의 챔버로 정확하게 분할되는 중인 것을 확인하기 위한 어떠한 방법도 존재하지 않는다는 것을 발견하였다. 게다가, 본 발명자들은 통상적으로, 예를 들어, 시스템의 상이한 챔버들 상에서 유동 제어기들 사이의 드리프트를 검출하고 또는 드리프트를 비교하기 위해 각각의 챔버의 유동 제어기들을 모니터링하기 위한, 클러스터 툴과 같은, 멀티-챔버 기판 프로세싱 시스템상에서 이용가능한 어떠한 온-툴(on-tool) 장치도 존재하지 않는다는 사실을 관찰하였다.
따라서, 본 발명자들은 기판 프로세싱 시스템들에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 장치 및 방법들을 제공하였다.
기판 프로세싱 시스템에서 복수의 가스 유동들을 캘리브레이팅하기 위한 장치 및 방법들이 본 명세서에 제공된다. 일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템은, 중앙 진공 이송 챔버에 커플링된 제 1 프로세스 챔버 및 제 2 프로세스 챔버를 포함하는 클러스터 툴(cluster tool); 제 1 프로세스 챔버에 프로세스 가스를 제공하는 제 1 유동 제어기; 제 2 프로세스 챔버에 프로세스 가스를 제공하는 제 2 유동 제어기; 제 1 유동 제어기 및 제 2 유동 제어기 각각으로부터 유량(flow rate)을 확인하는 질량 유동 확인기(mass flow verifier); 질량 유동 확인기에 제 1 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 1 도관; 및 질량 유동 확인기에 제 2 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 2 도관을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템은, 제 1 프로세스 챔버의 제 1 구역에 프로세스 가스를 제공하는 제 1 유동 제어기; 제 2 프로세스 챔버의 제 2 구역에 프로세스 가스를 제공하는 제 2 유동 제어기; 제 1 유동 제어기 및 제 2 유동 제어기 각각으로부터 유량을 확인하는 질량 유동 확인기; 질량 유동 확인기에 제 1 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 1 도관; 및 질량 유동 확인기에 제 2 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 2 도관을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 중앙 진공 이송 챔버에 커플링된 제 1 프로세스 챔버 및 제 2 프로세스 챔버를 포함하는 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법이 제공된다. 일부 실시예들에서, 이 방법은, 제 1 프로세스 챔버에 커플링된 제 1 유동 제어기로부터 제 1 유량으로 제 1 가스를 제공하는 단계; 제 1 가스를 제 1 도관을 통해 질량 유동 확인기로 전환시키는 (diverting) 단계; 질량 유동 확인기를 이용하여 제 1 유량을 결정하는 단계; 제 2 프로세스 챔버에 커플링된 제 2 유동 제어기로부터 제 2 유량으로 제 2 가스를 제공하는 단계; 제 2 가스를 제 2 도관을 통해 질량 유동 확인기로 전환시키는 단계; 및 질량 유동 확인기를 이용하여 제 2 유량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법이 제공된다. 일부 실시예들에서, 이 방법은, 제 1 프로세스 챔버의 제 1 구역에 커플링된 제 1 유동 제어기에 의해 질량 유동 확인기에 제 1 가스를 제공하는 단계; 질량 유동 확인기를 이용하여 제 1 가스의 제 1 유량을 결정하는 단계; 제 1 프로세스 챔버의 제 2 구역에 커플링된 제 2 유동 제어기에 의해 질량 유동 확인기에 제 2 가스를 제공하는 단계; 및 질량 유동 확인기를 이용하여 제 2 가스의 제 2 유량을 결정하는 단계를 포함할 수 있으며, 제 1 유동 제어기는 제 1 구역에 제 1 가스를 제공할 수 있는 반면, 제 2 유동 제어기는 질량 유동 확인기에 제 2 가스를 제공한다.
이하, 본 발명의 다른 실시예들 및 추가적인 실시예들이 설명된다.
첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여, 위에서 약술되고 아래에 보다 구체적으로 논의되는 본 발명의 실시예들을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 첨부된 도면들은 단지 본 발명의 전형적인 실시예들만을 도시하고 있을 뿐이므로, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 아니됨을 유의하여야 하는데, 이는 본 발명이 다른 동등한 효과를 가진 실시예들을 포함할 수 있기 때문이다.
도 1 및 도 1a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티 챔버 기판 프로세싱 시스템의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
이해를 용이하게 하기 위하여, 가능한 한, 도면들에서 공통된 동일한 엘리먼트들을 지정하기 위해 동일한 참조번호들이 사용되었다. 도면들은 척도에 따라 도시되지는 않았으며, 명료함을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 엘리먼트들과 특징들이 추가 언급없이 다른 실시예들에 유리하게 통합될 수 있음이 고려된다.
기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 장치 및 방법들이 본 명세서에 개시된다. 유리하게 본 발명에 따른 방법들 및 장치는 하나 또는 둘 이상의 유동 제어기들에 의해 제공된 하나 또는 둘 이상의 유량들의 측정을 다양한 구성들로 하나 또는 둘 이상의 프로세스 챔버들에 커플링된 다른 유동 제어기들에 대해 및 기준 표준(예컨대, 질량 유동 확인기) 모두에 대해 직접 비교하여, 용이하게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템들 및 방법들은 유리하게 각각의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위해 요구되는 시간을 단축하고, 유동 제어기 측정들 사이에 향상된 균일성을 제공하여, 이에 따라, 향상된 챔버 매칭(예컨대, 유사한 프로세스 조건들 하에서 동작하는 2개의 서로 다른 챔버들 사이의 프로세스 결과들의 향상된 균일성)을 용이하게 한다.
도 1을 참조하면, 일부 실시예들에서, 클러스터 툴, 또는 멀티 챔버 프로세싱 시스템(100)은 일반적으로 팩토리 인터페이스(102), 진공-기밀 프로세싱 플랫폼(104), 및 시스템 제어기(144)를 포함할 수 있다. 본 명세서에 제공된 개념들(teachings)에 따라 적절하게 변형될 수 있는 프로세싱 시스템의 예들은, 캘리포니아주 산타 클라라에 소재한 Applied Materials, Inc.로부터 상업적으로 입수할 수 있는 Centura® 통합 프로세싱 시스템, (PRODUCER® GTTM과 같은) 프로세싱 시스템들의 PRODUCER® 라인 중 하나, ADVANTEDGETM 프로세싱 시스템들, 또는 다른 적합한 프로세싱 시스템들을 포함한다. (다른 제조사들의 시스템들을 포함하여) 다른 프로세싱 시스템들이 본 발명으로부터 이득을 얻도록 구성될 수 있음이 고려된다. 본 명세서의 개념들에 따라 본 발명을 통합하도록 변형될 수 있는 트윈 챔버 프로세싱 시스템의 일 예가 밍 유(Ming Xu) 등에 의해 "트윈 챔버 프로세싱 시스템"이란 명칭으로 2010년 4월 30일자로 출원된 미국 가특허 출원번호 제61/330,156호에 기재되어 있다.
플랫폼(104)은 (6개가 도시된) 복수의 프로세싱 챔버들(110, 111, 112, 132, 128, 120)과, 이송 챔버(136)에 커플링된 (2개가 도시된) 적어도 하나의 로드 락 챔버(122)를 포함할 수 있다. 각각의 프로세스 챔버는 이송 챔버(136)의 내부 체적에 프로세스 챔버들의 개별 내부 체적들을 선택적으로 유체 커플링하기 위해 슬릿 밸브 또는 다른 선택적으로 밀폐가능한 개구를 포함한다. 마찬가지로, 각각의 로드 락 챔버(122)는 이송 챔버(136)의 내부 체적에 로드 락 챔버들(122)의 개별 내부 체적들을 선택적으로 유체 커플링하기 위해 포트(125)를 포함한다. 팩토리 인터페이스(102)는 로드 락 챔버들(122)을 통해 이송 챔버(136)에 커플링된다.
일부 실시예들에서, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 프로세싱 챔버들(110, 111, 112, 132, 128, 120)은 쌍으로 그룹화될 수 있고, 이때 각 쌍의 프로세싱 챔버들(110과 111, 112와 132, 및 128과 120)은 서로에 대해 근처에 위치된다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버들의 각각의 쌍은 트윈 챔버 프로세싱 시스템(101, 103, 105)의 일부일 수 있으며, 이 경우 프로세스 챔버들의 각각의 개별 쌍은 본 명세서에 논의된 바와 같이, 특정 공유 리소스들을 구비한 공통 하우징 내에 제공될 수 있다. 각각의 트윈 챔버 프로세싱 시스템(101, 103, 105)은 서로로부터 격리될 수 있는 한 쌍의 독립적인 프로세싱 체적들을 포함할 수 있다. 예컨대, 각각의 트윈 챔버 프로세싱 시스템은 개별적인 제 1 프로세싱 체적 및 제 2 프로세싱 체적을 갖는 제 1 프로세스 챔버 및 제 2 프로세스 챔버를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 프로세싱 체적들은 각각의 개별적인 프로세스 챔버에서 기판들의 실질적으로 독립적인 프로세싱을 용이하게 하기 위해 서로로부터 격리될 수 있다. 트윈 챔버 프로세싱 시스템 내에서 프로세스 챔버들의 격리된 프로세싱 체적들은 프로세싱 동안 프로세싱 체적들이 유체 커플링된 멀티 기판 프로세싱 시스템들로 인해 발생할 수 있는 프로세싱 문제점들을 유리하게 저감시키거나 제거한다.
트윈 챔버 프로세싱 시스템은, 시스템 풋프린트의 축소, 하드웨어 경비, 시설 활용 및 비용, 유지보수 등을 용이하게 하면서도 동시에 더 높은 기판 처리량을 촉진하는 공유 리소스들을 또한 유리하게 사용한다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 프로세싱 리소스들(146A, 146B, 146C: 통합하여 146이라 함)(즉, 프로세스 가스 공급부, 전력 공급부, 진공 펌핑 시스템들 등)이 각각의 프로세싱 챔버들(110과 111, 112와 132, 및 128과 120) 사이에 및/또는 각각의 트윈 프로세싱 시스템(101, 103, 105)의 프로세싱 챔버의 각각의 쌍 내에서 각각 공유될 수 있도록, 프로세스 챔버들이 구성될 수 있다. 공유 하드웨어 및/또는 리소스들의 다른 예들은 프로세스 포어라인(foreline)과 러핑 펌프, 교류(AC) 분배기와 직류(DC) 전력 공급부들, 냉각수 분배기, 냉각기들, 멀티 채널 열 제어기들, 가스 패널들, 제어기들 등 중 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 팩토리 인터페이스(102)는 기판들의 이송을 용이하게 하기 위해 적어도 하나의 도킹 스테이션(108)과 적어도 하나의 팩토리 인터페이스 로봇(114)(2개가 도시되어 있음)을 포함한다. 도킹 스테이션(108)은 하나 또는 둘 이상의(2개가 도시되어 있음) 전면 개방 일체식 포드들(FOUPs)(106A, 106B)을 수용하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 일반적으로, 팩토리 인터페이스 로봇(114)은 로드 락 챔버들(122)을 통해서 프로세싱하기 위해 팩토리 인터페이스(102)로부터 프로세싱 플랫폼(104)으로 기판들을 이송하도록 구성된 로봇(114)의 일단에 배치된 블레이드(116)를 포함한다. 선택적으로, FOUP들(106A, 106B)로부터의 기판들의 측정을 용이하게 하기 위하여, 하나 또는 둘 이상의 계측 스테이션들(118)이 팩토리 인터페이스(102)의 터미널(126)에 연결될 수 있다.
일부 실시예들에서, 로드 락 챔버들(122) 각각은 팩토리 인터페이스(102)에 커플링된 제 1 포트(123)와 이송 챔버(136)에 커플링된 제 2 포트(125)를 포함할 수 있다. 로드 락 챔버들(122)은 팩토리 인터페이스(102)의 실질적으로 주변(예컨대, 대기) 분위기와 이송 챔버(136)의 진공 분위기 사이에서 기판들의 통과를 용이하게 하기 위해 로드 락 챔버들(122)을 펌핑 다운하고 배기하는 압력 제어 시스템에 커플링될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이송 챔버(136)는 그 내부에 배치된 진공 로봇(130)을 갖는다. 일반적으로, 진공 로봇(130)은 이동식 암(131)에 커플링된 (2개가 도시된)하나 또는 둘 이상의 이송 블레이드들(134)을 포함한다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 프로세싱 챔버들(110, 111, 112, 132, 128, 120)이 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 그룹들로 배열된 예시의 경우, 진공 로봇(130)이 동시에 2개의 기판들(124, 126)을 로드 락 챔버들(122)로부터 프로세싱 챔버들의 각각의 쌍(예컨대, 110과 111, 112와 132, 및 120과 128)으로 이송할 수 있도록 구성된 2개의 평행한 이송 블레이드들(134)을 진공 로봇(130)이 가질 수 있다.
프로세싱 챔버들(110, 111, 112, 132, 120, 128)은 기판 프로세싱에 활용되는 임의의 유형의 프로세스 챔버일 수 있다. 그러나, 공유 리소스들을 활용하기 위하여, 프로세싱 챔버들의 각각의 쌍은 에칭 챔버, 증착 챔버 등과 같이 동일한 유형의 챔버이다. 본 명세서에 제공된 개념들에 따라 변형될 수 있는 적합한 에칭 챔버들의 비제한적인 예들은, 캘리포니아주 산타 클라라에 소재한 Applied Materials, Inc.로부터 입수할 수 있는 챔버들의 분리형 플라즈마 소오스(DPS) 라인, HARTTM, E-MAX® 또는 ENABLER® 에칭 챔버 중 임의의 것을 포함한다. 다른 제조사들의 것들을 포함하여 다른 에칭 챔버들이 사용될 수 있다.
프로세싱 챔버들(110과 111, 112와 132, 및 120과 128)의 각각의 쌍은 공유 리소스들(146A, 146B 또는 146C)을 가질 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 공유 리소스들은 하기된 바와 같이 프로세스 가스를 제공하기 위한 (예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 공유 리소스들(146B, 146C)을 위한) 공유 가스 패널을 포함할 수 있다. 또한, 공유 리소스들은 인접한 챔버와 조합하여 또는 개별적으로 각각의 프로세스 챔버를 펌핑 다운하기 위한 공유 진공 펌프를 포함할 수 있다. 대안적으로, 또는 공유 진공 펌프와 조합하여, 각각의 프로세스 챔버는 각각의 프로세스 챔버의 내부 체적을 펌핑 다운하기 위한 개별 진공 펌프(미도시)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 공유 리소스들은 프로세스 챔버들 사이에 공유 가스 패널을 포함한다. 예컨대, 공유 리소스(146B)는 도 1에 도시된 바와 같이 프로세스 챔버(112)와 프로세스 챔버(132) 사이에 공유된 공유 가스 패널(150)을 포함한다. 공유 가스 패널(150)은, 예컨대, 복수의 유동 제어기들 및 관련 장치를 통해서 프로세스 챔버들(112, 132)에 커플링된 복수의 프로세스 가스 소오스들을 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "유동 제어기들"은, 질량 유동 제어기들, 유동비 제어 디바이스들, 유동 제어 오리피스들 등과 같이, 유동 제어기를 통해서 흐르는 가스 또는 가스들의 유동의 레이트(rate of flow)를 제어하기 위한 임의의 장치를 지칭한다. 예컨대, 공유 가스 패널(150)의 각각의 가스 소오스는 소정의 유량으로 가스 소오스로부터의 가스를 계측하는 질량 유동 제어기에 커플링될 수 있다. 예컨대, 가스 패널(150)의 제 1 프로세스 가스 소오스(미도시)로부터의 제 1 프로세스 가스는 유동 제어기(152)를 통해서 계측될 수 있고, 공유 가스 패널(150)의 제 2 가스 소오스(미도시)로부터의 제 2 프로세스 가스는 유동 제어기(154)를 통해서 계측될 수 있다. 제 1 프로세스 가스 및 제 2 프로세스 가스는 유동 제어기들(152, 154)을 빠져 나와, 각각의 유동 제어기(152, 154)의 개별 출구들에 커플링될 수 있는 혼합기(156)로 유입될 수 있다. 제 1 프로세스 가스 및 제 2 프로세스 가스는 유동 제어기들(152, 154)에 의해 계측된 각각의 프로세스 가스의 개별적인 양들과 관련된 비율로 혼합기(156)에서 혼합되거나 또는 균질화될 수 있다.
혼합기(156)의 출구로부터, 혼합된 제 1 및 제 2 프로세스 가스들은, 멀티 채널 유동비 제어기(multi-channel flow ratio controller), 또는 각각의 프로세스 챔버에 개별적으로 제공된 가스를 제어할 수 있는 다른 유사한 장치를 통해, 프로세스 챔버들(112, 132)로 그리고 선택적으로 주어진(given) 프로세스 챔버 내부의 2개 또는 3개 이상의 구역들로 분배될 수 있다. 예컨대, 멀티 채널 유동비 제어기(158)는 혼합기의 출구로부터의 혼합된 제 1 및 제 2 프로세스 가스들을 수용하기 위한 공유 유입구(160)를 포함할 수 있으며, 질량 유동 제어기들, 유동비 제어기들, 고정된 오리피스들, 등 또는 이들의 조합들과 같은 하나 또는 둘 이상의 유동 제어기들을 통해 혼합된 제 1 및 제 2 프로세스 가스들을 프로세스 챔버들(112, 132)에 분배할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 유동 제어기들(162, 164, 166, 168)의 두 쌍들이 도시되어 있으며, 이때 유동 제어기들의 제 1 쌍(예컨대, 162, 164)은 프로세스 챔버(112)에 커플링되고, 유동 제어기들의 제 2 쌍(예컨대, 166, 168)은 프로세스 챔버(132)에 커플링되어 있다.
멀티 채널 유동비 제어기(158)는, 예컨대, 혼합된 제 1 및 제 2 프로세스 가스를 각각의 프로세스 챔버(112, 132)에 각각 제공하는 하나 또는 둘 이상의 유동 제어기들(도 1에서 각각의 챔버에 2개의 유동 제어기들이 커플링됨)을 포함할 수 있다. 예컨대, 유동 제어기들(162, 164)은 프로세스 챔버(112)에 혼합된 제 1 및 제 2 프로세스 가스를 제공하고, 유동 제어기들(164, 166)은 프로세서 챔버(132)에 혼합된 제 1 및 제 2 프로세스 가스를 제공한다. 유동 제어기들의 각각의 쌍, 예컨대, 유동 제어기들(162, 164)은 각각의 프로세스 챔버, 예컨대, 프로세스 챔버(112)에 혼합된 제 1 및 제 2 프로세스 가스를 서로 다른 유량들로 제공할 수 있다. 예컨대, 유동 제어기(162)는 유동 제어기(164)에 의해 프로세스 챔버(112)의 제 2 유입구(172)를 통해 제공되는 것과는 상이한 레이트로 혼합된 제 1 및 제 2 프로세스 가스를 프로세스 챔버(112)의 제 1 유입구(170)를 통해 제공할 수 있다. 예컨대, 제 1 및 제 2 유입구들(170, 172)은 샤워헤드(미도시)의 내부 구역 및 외부 구역, 가스 유입구들의 서로 다른 구역들 등일 수 있다.
멀티 챔버 기판 프로세싱 시스템(100)은 전술한 각각의 유동 제어기들 및 시스템(100)에서의 유량 확인에 필요한 추가적인 임의의 유동 제어기로부터의 유량을 확인하기 위한 질량 유동 확인기(174)를 더 포함한다. 예컨대, 이러한 추가적인 유동 제어기들은 공유 리소스(146A) 또는 공유 리소스(146C)의 일부일 수 있다. 공유 리소스들(146A 및 146C)은 공유 리소스(146B)에 대해 전술한 것과 유사한 공유 가스 패널 및 유동 제어기 구조를 가질 수 있다.
질량 유동 확인기(174)는 질량 유동 제어기에 의해 제공된 가스의 유량을 확인하기 위한 임의의 적합한 장치일 수 있다. 이러한 질량 유동 확인기들은, 예컨대, 소정 시간 주기에 걸쳐서 공지의 체적에서의 압력 상승률을 모니터링함으로써, 또는 질량 유동 확인기(174)에 의해 모니터링되고 있는 임의의 유동 제어기의 유량을 독립적으로 확인하기 위한 몇몇 다른 적합한 방법에 의해, 동작할 수 있다. 일부 실시예들에서, 질량 유동 확인기(174)는 트윈 챔버 프로세싱 시스템들(101, 103, 105) 중 하나에 장착될 수 있다. 일부 실시예들에서, 질량 유동 확인기(174)는 멀티 챔버 프로세싱 시스템(100)의 이송 챔버(136)에, 또는 멀티 챔버 프로세싱 시스템(100)의 각각의 프로세스 챔버들에 커플링된 각각의 유동 제어기들에 커플링되도록 하기 위한 일부 다른 적합한 위치에 장착될 수 있다.
질량 유동 확인기(174)는 유동 제어기의 출구 아래(예컨대, 하류)에 배치된 개별 도관들에 의해 각각의 유동 제어기에 선택적으로 커플링될 수 있다. 프로세스 가스들이 함께 혼합되는 매니폴드로부터 나오는 단일의 도관에 의해서가 아니라, 개별적인 도관들을 통해 질량 유동 확인기에 각각의 유동 제어기를 선택적으로 커플링함으로써, 본 발명에 따른 장치는 유동 제어기들 중 하나로부터의 유동을 확인 또는 캘리브레이팅하면서, 다른 유동 제어기들이 프로세스 가스들을 제공하는 능력에 영향을 주지 않고 각각의 유동 제어기의 독립적인 확인 및/또는 캘리브레이션을 용이하게 한다.
각각의 도관은, 개별적인 유동 제어기를 프로세스 챔버 또는 질량 유동 확인기(174)에 선택적으로 커플링할 수 있는 다방향 밸브(미도시) 등에 의해, 유동 제어기의 하류 위치에서 주어진 유동 제어기에 개별적으로 커플링될 수 있다. 예컨대, 유동 제어기의 유량을 확인하는 것이 바람직한 경우, 유동 제어기의 출구로부터 프로세스 챔버를 향해서 정상적으로 흐르게 될 프로세스 가스는 질량 유동 확인기(174)로 흐르도록 다방향 밸브에 의해 도관으로 전환될 수 있다. 확인 기간 동안, 확인되는 중인 유동 제어기는 프로세스 챔버에 프로세스 가스를 제공하지 않지만, 시스템(100)의 모든 다른 유동 제어기들은, 예컨대, 기판 등을 프로세싱하기 위해 프로세스 챔버에 프로세스 가스를 계속 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 질량 유동 확인기(174)를 통해 유동시킬 필요 없이 도관들이 신속하게 배기될 수 있도록, 질량 유동 확인기(174) 주위로 유동이 바이패스될 수 있으며, 이에 따라, 확인되는 중인 상이한 가스 유동들 사이에서 가스 전환 퍼징(gas switchover purging)을 가속화할 수 있다.
예컨대, 개별 유체 제어기들을 질량 유동 확인기(174)에 커플링하는 수개의 도관들이 도 1에 도시되어 있다. 몇몇 도관들은 명료함을 위해 도 1에서 생략된다. 그러나, 프로세스 시스템(100)의 각각의 유동 제어기는 주어진 유동 제어기를 질량 유동 확인기(174)에 커플링하는 도관을 가질 수 있다. 예컨대, 도관(176)은 유동 제어기(152)를 질량 유동 확인기(174)에 커플링한다. 유사한 도관(미도시)은 유동 제어기(154)를 질량 유동 확인기(174)에 커플링한다. 마찬가지로, 도관들(178, 180)은 질량 유동 확인기(174)를 개별적인 유동 제어기들(162, 166)에 커플링하며, 이는 인접한 프로세스 챔버(112, 132)에서 대응하는 영역들 또는 구역들에 대해 유사한(또는 동일한) 가스 유동들을 제공할 수 있다. 또한, 도관들은 동일한 챔버에 프로세스 가스를 제공하는 다수의 유동 제어기들에 커플링될 수 있다. 예컨대, 도관(180)은 유동 제어기(166)를 질량 유동 확인기(174)에 커플링하며, 도관(182)은 유동 제어기(168)를 질량 유동 확인기(174)에 커플링하고, 이 경우 유동 제어기들(166, 168)은 프로세스 챔버(132)에 프로세스 가스를 제공한다.
일부 실시예들에서, 시스템(100)의 개별적인 유동 제어기들을 질량 유동 확인기(174)에 커플링하는 모든 도관들은 실질적으로 등가이거나 또는 거의 동일한 유동 컨덕턴스(conductance)를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은, 실질적으로 등가(또는 거의 동일)는 약±10%의 컨덕턴스 편차를 포함한다. 대안적으로, 그리고 일부 실시예들에서, 상이한 프로세스 챔버들의 대응 영역들(예컨대, 각각의 프로세스 챔버의 제 1 구역, 각각의 프로세스 챔버의 제 2 구역 등)에 프로세스 가스들을 제공하는 유동 제어기들을 커플링하는 도관들은 실질적으로 유사하거나 또는 거의 동일한 유동 컨덕턴스를 가질 수 있다. 예컨대, 인접한 프로세스 챔버들(112, 132)에 유동 제어기들(162, 166)을 커플링하는 도관들(178, 180)은 실질적으로 유사하거나 거의 동일한 유동 컨덕턴스를 가질 수 있으며, 이에 따라, 각각의 유동 제어기(162, 166)의 유량 비교가 질량 유동 확인기(174)에 의해 이루어질 수 있다. 마찬가지로, 유동 제어기(152)를 질량 유동 확인기(174)에 커플링하는 도관(176)과 유동 제어기(186)를 질량 유동 확인기에 커플링하는 도관(184)은 실질적으로 유사하거나 거의 동일한 유동 컨덕턴스를 가질 수 있다. 이전의 예에서, 유동 제어기(186)는, 유동 제어기(152)가 트윈 챔버 프로세싱 시스템(105)에 제공하는 것과 동일한 프로세스 가스를 트윈 챔버 프로세싱 시스템(103)에 제공하는 유동 제어기이다.
대안적으로, 또는 실질적으로 유사한 유동 컨덕턴스를 갖는 모든 도관들 또는 도관들의 쌍들과 조합하여, 질량 유동 확인기(174)는, 예컨대, 도관으로부터 질량 유동 확인기(174)로 유입되는 프로세스 가스의 유량이 해당 도관의 유동 컨덕턴스와 무관한 초킹된 유동(choked flow)을 위해 구성될 수 있다. 예컨대, 질량 유동 확인기(174)는 질량 유동 확인기(174)의 유입구에 배치된 임계 유동 노즐(188)을 더 포함할 수 있으며, 이에 따라, 프로세스 가스는 질량 유동 확인기(174)로 유입될 때 임계 유동 노즐을 통해서 흐른다. 임계 유동 노즐(188)은, 예를 들면 유입구 및 배출구 홀 직경, 길이, 형상 등에 기초하여, 가스의 기원이 된 도관에서의 유동 컨덕턴스와는 무관하게 임계 유동 노즐(188)로 유입되는 임의의 가스의 유량을 정상화하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 임계 유동 노즐은, 임계 유동 노즐에 걸쳐서 압력 강하가 그 압력의 적어도 절반들이 되도록 하는 제약을 제공할 수 있다(예컨대, 임계 유동 노즐의 바로 상류의 제 1 압력이 그 임계 유동 노즐의 바로 하류의 제 2 압력보다 적어도 2배이다). 대안적으로, 또는 모든 도관들 또는 도관 쌍들이 실질적으로 유사한 유동 컨덕턴스를 갖도록 하거나, 및/또는 질량 유동 확인기(174)가 초킹된 유동을 위해 구성되는 것과 조합하여, 일부 실시예들에서, 하류의 컨덕턴스는 더 높은 유량들이 사용될 수 있도록 하는 더 낮은 기준라인 압력을 제공하기 위해 최소화될 수 있다.
시스템 제어기(144)는 프로세싱 시스템(100) 또는 그 부품들을 제어하기 위해 프로세싱 시스템(100)에 커플링된다. 예컨대, 시스템 제어기(144)는, 시스템(100)의 프로세스 챔버들(110, 111, 112, 132, 128, 120)의 직접 제어를 이용하여, 또는, 대안적으로, 시스템(100) 및 프로세스 챔버들(110, 111, 112, 132, 128, 120)과 연관된 컴퓨터들(또는 제어기들)을 제어함으로써, 시스템(100)의 동작을 제어할 수 있다. 동작시, 시스템 제어기(144)는 시스템(100)의 성능을 최적화하기 위해 개별적인 챔버들과 시스템 제어기(144)로부터의 데이터 수집과 피드백을 가능하게 한다.
시스템 제어기(144)는 일반적으로 중앙처리장치(CPU)(138), 메모리(140) 및 지원 회로들(142)을 포함한다. CPU(138)는 산업 현장에서 사용될 수 있는 임의의 형태의 범용 컴퓨터 프로세서 중 하나일 수 있다. 메모리 또는 컴퓨터 판독가능한 매체(140)는 CPU(138)에 의해 액세스가능하며, 로컬 또는 원격의, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 다른 형태의 디지털 저장장치와 같은 용이하게 입수할 수 있는 메모리 중 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 지원 회로들(142)은 통상적으로 CPU(138)에 커플링되며, 캐시, 클록 회로들, 입/출력 서브시스템들, 전력 공급부들 등을 포함할 수 있다. CPU(138)에 의해 실행될 때, 프로세스 챔버들의 쌍이 본 발명에 따른 프로세스들을 수행하게 하는 소프트웨어 루틴으로서 본 명세서에 개시된 본 발명에 따른 방법들이 메모리(140)(또는 하기된 바와 같이 특정 프로세스 챔버 쌍의 메모리)에 일반적으로 저장될 수 있다.
상기 장치는 다양한 방식들로 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 중앙 진공 이송 챔버에 커플링된 제 1 프로세스 챔버 및 제 2 프로세스 챔버를 포함하는 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법은, 제 1 프로세스 챔버에 커플링된 제 1 유동 제어기로부터 제 1 유량으로 제 1 가스를 제공하는 단계; 제 1 가스를 제 1 도관을 통해서 질량 유동 확인기로 전환시키는 단계; 질량 유동 확인기를 이용하여 제 1 유량을 결정하는 단계; 제 2 프로세스 챔버에 커플링된 제 2 유동 제어기로부터 제 2 유량으로 제 2 가스를 제공하는 단계; 제 2 가스를 제 2 도관을 통해서 질량 유동 확인기로 전환시키는 단계; 및 질량 유동 확인기를 이용하여 제 2 유량을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법은, 제 1 프로세스 챔버의 제 1 구역에 커플링된 제 1 유동 제어기에 의해 질량 유동 확인기에 제 1 가스를 제공하는 단계; 질량 유동 확인기를 이용하여 제 1 가스의 제 1 유량을 결정하는 단계; 제 1 프로세스 챔버의 제 2 구역에 커플링된 제 2 유동 제어기에 의해 질량 유동 확인기에 제 2 가스를 제공하는 단계; 및 질량 유동 확인기를 이용하여 제 2 가스의 제 2 유량을 결정하는 단계를 포함할 수 있으며, 제 1 유동 제어기는 제 1 구역에 제 1 가스를 제공할 수 있는 반면, 제 2 유동 제어기는 질량 유동 확인기에 제 2 가스를 제공하고 있다. 일부 실시예들에서, 제 1 가스 및 제 2 가스는 희망 유동비를 얻기 위해 의도된 개별 유량들로 제공될 수 있다. 제 1 유량과 제 2 유량 사이의 실제 유동비는 개별적인 제 1 유량 및 제 2 유량의 결정에 기초하여 결정될 수 있으며, 희망 유량비가 제공되었는지의 여부를 결정하기 위해 실제 유동비는 희망 유량비와 비교될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법(200)의 흐름도를 도시한다. 도 1에 기재된 본 발명의 장치에 따라 하기에서 방법(200)을 설명할 것이다.
단계(202)에서, 제 1 프로세스 챔버에 커플링된 제 1 유동 제어기에 의해 제 1 가스가 제 1 유량으로 질량 유동 확인기에 제공될 수 있다. 예컨대, 제 1 유동 제어기는 전술한 바와 같이 시스템(100)의 임의의 유동 제어기일 수 있으나, 트윈 챔버 프로세스 시스템(105)의 유동 제어기들(162, 166 및 168)과 관련하여 방법(200)을 아래에서 설명할 것이다. 따라서, 방법(200)을 논의하기 위한 목적으로, 제 1 유동 제어기는 전형적인 동작 조건들 하에서 제 1 가스를 프로세스 챔버(132)에 제공할 수 있는 유동 제어기(166)일 수 있지만; 그러나, 유동 확인 동안, 제 1 가스는 전술한 바와 같이 도관(180)을 통해서 질량 유동 확인기(174)로 전환된다. 예컨대, 전형적인 동작 조건들 동안, 유동 제어기(166)는 제 1 유입구(171)를 통해 제 1 가스를 프로세스 챔버에 제공하며, 이 경우 제 1 유입구(171)는 프로세스 챔버(112)에 대해 전술한 바와 같이 제 1 유입구(170)와 실질적으로 동등하다.
단계(204)에서, 질량 유동 확인기(174)를 이용하여 유동 제어기(166)의 제 1 유량이 결정될 수 있다. 예컨대, 제 1 유량은 공지의 체적에서의 압력 상승률을 이용하여 또는 유사한 확인 방법을 이용하여 결정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 질량 유동 확인기(174)는 초킹된 유동을 위해 구성될 수 있으며, 또는 각각의 도관의 유동 컨덕턴스가 공지될 수 있거나 실질적으로 유사할 수 있다. 예컨대, 질량 유동 확인기(174)에 의해 결정된 바와 같은 제 1 유량이 유동 제어기(166)에 의해 판독된 바와 같은 제 1 유량과 실질적으로 상이하면, 유동 제어기(166)는 질량 유동 확인기(174)에 의해 결정된 제 1 유량에 기초하여 캘리브레이팅 중일 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 유동 제어기(166)에 의해 판독된 바와 같은 제 1 유량과 결정된 제 1 유량 간에 약 1% 내지 약 5% 범위의 차이가 존재하였으면, 유동 제어기(166)는 캘리브레이션을 필요로 할 수 있다. 예컨대, 그 차이가 약 1% 미만이면, 유동 제어기(166)는 동작을 위한 조건에 있는 것으로 간주될 수 있다. 그 차이가 약 5%를 초과하면, 유동 제어기(166)는 교체를 필요로 할 수 있다.
단계(206)에서, 질량 유동 확인기(174)에 의해 유동 제어기(166)의 제 1 유량이 결정된 후, 질량 유동 확인기(174)에서 제 1 가스가 제거될 수 있다. 예컨대, 도관(180)으로부터 다시 프로세스 챔버(132)로 제 1 가스를 전환시킴으로써, 및/또는 유동 제어기(166)를 턴 오프함으로써, 질량 유동 확인기(174)에서 제 1 가스가 제거될 수 있다. 도관(180)을 통한 제 1 가스의 유동이 중단된 후, 제 1 가스는 시스템(100)에 또는 그 일부에 커플링된 진공 펌프 등(미도시)에 의해 질량 유동 확인기(174)의 출구(미도시)를 통해 제거될 수 있다.
단계(208)에서, 제 2 프로세스 챔버에 커플링된 제 2 유동 제어기에 의해 제 2 가스가 제 2 유량으로 질량 유동 확인기(174)에 제공될 수 있다. 예컨대, 제 2 유동 제어기는 전형적인 동작 조건들 하에서 제 2 가스를 프로세스 챔버(112)에 제공할 수 있는 유동 제어기(162)일 수 있지만; 그러나, 유동 확인 동안, 제 2 가스는 전술한 바와 같이 도관(178)을 통해 질량 유동 확인기(174)로 전환하게 된다. 일부 실시예들에서, 제 2 가스는 제 1 가스와 실질적으로 등가일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 유량은 제 1 유량과 실질적으로 등가일 수 있다. 일부 실시예들에서, 유동 제어기(162)의 유량이 질량 유동 확인기(174)에 의해 확인중인 동안, 유동 제어기(166)는 프로세스 챔버(132)에 제 1 가스를 제공중일 수 있다. 일부 실시예들에서, 유동 제어기(162)의 유량이 확인중일 때, 유동 제어기(166)는 턴 오프될 수 있다. 유사하게 유동 제어기(166)가 전술한 바와 같이 단계(202 및 204)에서 확인중이었던 동안, 유동 제어기(162)는 프로세스 챔버(112)에 제 1 가스를 제공하고 있는 것 또는 턴 오프되는 것 중 임의의 하나일 수 있다.
단계(210)에서, 질량 유동 확인기(174)를 이용하여 유동 제어기(162)의 제 2 유량이 결정될 수 있다. 예컨대, 제 2 유량은 단계(204)에서 전술한 방법들 중 하나에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 유동 제어기(162)에 의해 판독된 바와 같은 제 2 유량과 결정된 제 2 유량 간에 약 1% 내지 약 5% 범위의 차이가 존재하였으면, 유동 제어기(162)는 캘리브레이션을 필요로 할 수 있다. 예컨대, 그 차이가 약 1% 미만이면, 유동 제어기(162)는 동작을 위한 조건에 있는 것으로 간주될 수 있다. 그 차이가 약 5%를 초과하면, 유동 제어기(162)는 교환을 필요로 할 수 있다.
방법의 단계들(208 내지 210)에 대한 대안으로 또는 그와 조합하여, 방법(200)은 (도 3에 도시된 바와 같은) 단계(302)로 진행할 수 있으며, 여기서, 제 3 유동 제어기에 의해 제 3 유량으로 제 1 프로세스 챔버로 제공된 제 1 가스가 질량 유동 확인기(174)에 제공될 수 있다. 예컨대, 제 3 유동 제어기는 전형적인 동작 조건들 하에서 제 1 가스를 프로세스 챔버(132)에 제공하는 유동 제어기(168)일 수 있지만; 그러나, 유동 확인 동안, 제 1 가스는 전술한 바와 같이 도관(182)을 통해 질량 유동 확인기(174)로 전환된다. 예컨대, 전형적인 동작 조건들 동안, 유동 제어기(168)는 제 2 유입구(173)를 통해 제 1 가스를 프로세스 챔버로 제공하며, 이 경우 제 2 유입구(173)는 프로세스 챔버(112)에 대해 전술한 바와 같이 제 2 유입구(172)와 실질적으로 동등하다. 예컨대, 방법(200)은, 단계(206)에서 제 1 가스가 질량 유동 확인기(174)로부터 제거된 후, 단계(302)로 진행할 수 있다. 대안적으로, 방법(200)은, 단계(210)에서 유동 제어기(162)가 확인된 후, 제 2 가스가 질량 유동 확인기(174)로부터 제거된 후(도 2 내지 도 3의 방법(200)의 흐름도에 도시되지 않음), 단계(302)로 진행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 유동 제어기들(166, 168)은, 예컨대, 혼합기(156)의 출구로부터 제공된 프로세스 가스들의 혼합물일 수 있는 제 1 가스를 수용하기 위한 공유 유입구(160)를 포함하는 멀티 채널 유동비 제어기(158)의 일부일 수 있으며, 하나 또는 둘 이상의 유동 제어기들을 통해 프로세스 챔버들(112, 132)로 (그리고, 이 예시적 실시예에서는, 유동 제어기들(166, 168)을 통해 프로세스 챔버(132)로) 제 1 가스(예컨대, 단일 가스 또는 가스들의 혼합물)를 분배할 수 있다. 예컨대, 유동 제어기들(166,168)은 제 1 유입구(171)와 제 2 유입구(173) 사이에서 희망 유량비로 제 1 가스를 프로세스 챔버(132)에 제공할 수 있다. 희망 유량비는, 예컨대, 유동 제어기들(166, 168)의 제 1 및 제 3 유량들을 희망 유량들로 설정함으로써, 달성될 수 있다. 유동 제어기들(166, 168)을 통해 프로세스 챔버(132)로 희망 유량비가 전달되고 있는지를 확인하기 위해, 각각의 유동 제어기의 유량이 질량 유동 확인기(174)에 의해 독립적으로 확인될 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 유동 제어기(166)는 단계(204)에서 확인되었다.
단계(304)에서, 질량 유동 확인기(174)를 이용하여 유동 제어기(168)의 제 3 유량이 결정될 수 있다. 예컨대, 제 3 유량은 단계(204)에서 전술한 방법들 중 임의의 것에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 유동 제어기(168)에 의해 판독된 경우와 같은 제 3 유량과 결정된 제 3 유량 간에 약 ±5%의 차이가 존재하였다면, 유동 제어기(168)는 캘리브레이션을 필요로 할 수 있다.
전술한 실시예들과 마찬가지로, 유동 제어기(168)가 하기에서 논의된 바와 같이 확인되는 동안, 유동 제어기들(162, 166) 중 어느 하나 또는 모두가 휴지(休止)되거나 개별 프로세스 챔버들(112, 132) 중 하나에 가스를 제공중일 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 유동 제어기(168)가 질량 유동 확인기(174)에 의해 확인되는 동안, 프로세스 챔버(112)에 배치된 기판(미도시)을 프로세스하기 위해 유동 제어기(162)를 통해 (및/또는 유동 제어기(164)를 통해) 프로세스 챔버(112)에 제 2 가스가 제공될 수 있다. 또한, 유동 제어기(168)가 질량 유동 확인기(174)에 의해 확인되는 중인 동안, 유동 제어기(166)는 휴지되거나 또는 동작중일 수 있다.
또한, 단계(304)에서 제 3 유량을 결정한 후, 유동 제어기들(166, 168)에 의해 제 1 유입구(171) 및 제 2 유입구(173)를 통해 프로세스 챔버(132)로 제공되고 있는 제 1 가스의 유량비가, 결정된 제 1 유량과 결정된 제 3 유량을 비교함으로써, 결정될 수 있다. 마찬가지로, 그리고 전술한 바와 같이, 결정된 유량비에 기초하여 제 1 및 제 3 유동 제어기들이 개별적으로 캘리브레이팅될 수 있거나, 대안적으로 결정된 유량비에 기초하여 멀티 채널 유동비 제어기(158)가 전체적으로 캘리브레이팅될 수 있다.
단계(306)에서, 유동 제어기(168)에 대한 제 3 유량의 결정이 완료된 후, 질량 유동 확인기(174)에서 제 1 가스가 제거될 수 있다. 예컨대, 전술한 방법들 중 임의의 것을 사용하여 질량 유동 확인기(174)가 비워질 수 있다. 단계(306)에서, 질량 유동 확인기(174)에서 제 1 가스가 제거된 후, 방법(200)은, 예컨대, 단계(208)로 진행할 수 있거나, 대안적으로, 예컨대, 유동 제어기(186) 또는 트윈 챔버 프로세스 시스템(103)의 공유 리소스(146C)와 연관된 다른 유동 제어기들과 같은 또 다른 유동 제어기를 확인하는 것으로 진행할 수 있다. 대안적으로, 시스템(100)의 모든 유동 제어기들이 방법(200)에 의해 확인되었으면, 시스템(100)의 유동 제어기들의 캘리브레이션을 확인하기 위해, 방법(200)은 다시 시작하거나, 희망 횟수의 프로세스 실행들 후 실시되거나, 또는 주기적으로 실시되거나, 또는 그 외에 방식으로 실시될 수 있다.
클러스터 툴의 구성과 관련하여 전술하였으나, 위의 개념들은 또한 단일 프로세스 챔버의 다양한 구역들에 커플링된 다수의 유동 계측기들의 유동 확인 및 캘리브레이션을 용이하게 하기 위해 다수의 구역을 갖는 단일 프로세스 챔버를 변형시키기 위해 사용될 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 근접하여 위치된 다수의 프로세스 챔버들은 또한 본 명세서에 제공된 개념들에 따라 질량 유동 확인기를 공유하도록 변형될 수 있다. 일부 실시예들에서, 트윈 챔버 프로세싱 시스템(예컨대, 101)이, 클러스터 툴에 장착되지 않고, 본 명세서에 제공된 개념들에 따라 질량 유동 확인기를 공유하도록 변형될 수 있다.
이에 따라, 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 장치 및 방법들이 본원에 개시된다. 본 발명에 따른 방법들 및 장치는 유리하게 하나 또는 둘 이상의 유동 제어기들에 의해 제공된 하나 또는 둘 이상의 유량들의 측정을 다양한 구성들로 하나 또는 둘 이상의 프로세스 챔버들에 커플링된 다른 유동 제어기들에 대해 그리고 기준 표준(예컨대, 질량 유동 확인기) 모두에 대해 직접 비교하여, 용이하게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 시스템들 및 방법들은 각각의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위해 요구되는 시간을 단축하고, 유동 제어기 측정들 간에 향상된 균일성을 유리하게 제공할 수 있으며, 이에 따라, 향상된 챔버 매칭(예컨대, 유사한 프로세스 조건들 하에서 동작하는 2개의 서로 다른 챔버들 사이의 프로세스 결과들의 향상된 균일성)을 용이하게 한다.
이상은 본 발명의 실시예들과 관련되었으나, 본 발명의 다른 및 추가의 실시예들이 그 기본적인 범위를 벗어나지 않고 창안될 수 있다.

Claims (15)

  1. 중앙 진공 이송 챔버에 커플링된 제 1 프로세스 챔버 및 제 2 프로세스 챔버를 포함하는 클러스터 툴;
    상기 제 1 프로세스 챔버에 프로세스 가스를 제공하는 제 1 유동 제어기;
    상기 제 2 프로세스 챔버에 상기 프로세스 가스를 제공하는 제 2 유동 제어기;
    상기 제 1 유동 제어기 및 상기 제 2 유동 제어기 각각으로부터 유량을 확인하는 질량 유동 확인기;
    상기 질량 유동 확인기에 상기 제 1 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 1 도관; 및
    상기 질량 유동 확인기에 상기 제 2 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 2 도관을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도관 및 상기 제 2 도관은 동일한 유동 컨덕턴스(flow conductance)를 갖는, 기판 프로세싱 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 유동 제어기 및 상기 제 2 유동 제어기에 상기 프로세스 가스를 제공하는 공유 가스 패널을 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프로세스 챔버에 상기 프로세스 가스를 제공하는 제 3 유동 제어기; 및
    상기 제 3 유동 제어기로부터 유량을 확인하기 위해 상기 질량 유동 확인기에 상기 제 3 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 3 도관을 더 포함하며,
    상기 제 1 유동 제어기, 상기 제 2 유동 제어기 또는 상기 제 3 유동 제어기 중 임의의 하나가 상기 질량 유동 확인기에 의해 확인되고 있는 동안, 상기 제 1 유동 제어기, 상기 제 2 유동 제어기 또는 상기 제 3 유동 제어기 중 임의의 두 개는 상기 제 1 프로세스 챔버 또는 상기 제 2 프로세스 챔버들 중 각각의 프로세스 챔버에 상기 프로세스 가스를 유동시킬 수 있는, 기판 프로세싱 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질량 유동 확인기는 임계 유동 노즐을 더 포함하고,
    상기 임계 유동 노즐을 통해 흐르는 제 1 가스의 유량은 상기 제 1 도관에서의 유동 컨덕턴스와 무관하며, 상기 임계 유동 노즐을 통해 흐르는 제 2 가스의 유량은 상기 제 2 도관에서의 유동 컨덕턴스와 무관한, 기판 프로세싱 시스템.
  6. 기판 프로세싱 시스템으로서,
    제 1 프로세스 챔버의 제 1 구역에 프로세스 가스를 제공하는 제 1 유동 제어기;
    제 1 프로세스 챔버의 제 2 구역에 상기 프로세스 가스를 제공하는 제 2 유동 제어기;
    상기 제 1 유동 제어기 및 상기 제 2 유동 제어기 각각으로부터 유량을 확인하는 질량 유동 확인기;
    상기 질량 유동 확인기에 상기 제 1 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 1 도관; 및
    상기 질량 유동 확인기에 상기 제 2 유동 제어기를 선택적으로 커플링하는 제 2 도관을 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  7. 중앙 진공 이송 챔버에 커플링된 제 1 프로세스 챔버 및 제 2 프로세스 챔버를 포함하는 기판 프로세싱 시스템에서 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법으로서,
    상기 제 1 프로세스 챔버에 커플링된 제 1 유동 제어기로부터 제 1 유량으로 제 1 가스를 제공하는 단계;
    상기 제 1 가스를 제 1 도관을 통해 질량 유동 확인기로 전환시키는 (diverting) 단계;
    상기 질량 유동 확인기를 이용하여 상기 제 1 유량을 결정하는 단계;
    제 2 프로세스 챔버에 커플링된 제 2 유동 제어기로부터 제 2 유량으로 제 2 가스를 제공하는 단계;
    상기 제 2 가스를 제 2 도관을 통해 상기 질량 유동 확인기로 전환시키는 단계; 및
    상기 질량 유동 확인기를 이용하여 상기 제 2 유량을 결정하는 단계를 포함하는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 질량 유동 확인기에 의해 상기 결정된 제 1 유량에 기초하여 상기 제 1 유동 제어기를 캘리브레이팅하는 단계; 및
    상기 질량 유동 확인기에 의해 상기 결정된 제 2 유량에 기초하여 상기 제 2 유동 제어기를 캘리브레이팅하는 단계를 더 포함하는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 유동 제어기를 상기 질량 유동 확인기에 커플링하는 제 1 도관 및 상기 제 2 유동 제어기를 상기 질량 유동 확인기에 커플링하는 제 2 도관은, 동일한 유동 컨덕턴스를 갖는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 유동 제어기를 상기 질량 유동 확인기에 커플링하는 제 1 도관 및 상기 제 2 유동 제어기를 상기 질량 유동 확인기에 커플링하는 제 2 도관은 서로 다른 유동 컨덕턴스를 갖고, 상기 질량 유동 확인기는, 상기 제 1 도관으로부터 상기 질량 유동 확인기로 유입되는 상기 제 1 가스의 유량이 상기 제 1 도관에서의 유동 컨덕턴스와 무관하도록 그리고 상기 제 2 도관을 통해 상기 질량 유동 확인기로 유입되는 상기 제 2 가스의 유량이 상기 제 2 도관에서의 유동 컨덕턴스와 무관하도록, 더 구성되며; 또는
    상기 제 1 유동 제어기를 상기 질량 유동 확인기에 커플링하는 제 1 도관 및 상기 제 2 유동 제어기를 상기 질량 유동 확인기에 커플링하는 제 2 도관은 서로 다른 체적들을 갖고, 상기 질량 유동 확인기는, 상기 제 1 도관으로부터 상기 질량 유동 확인기로 유입되는 상기 제 1 가스의 유량이 상기 제 1 도관에서의 체적과 무관하도록 그리고 상기 제 2 도관을 통해 상기 질량 유동 확인기로 유입되는 상기 제 2 가스의 유량이 상기 제 2 도관에서의 체적과 무관하도록, 더 구성되는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 가스를 제 1 가스 패널로부터 상기 제 1 유동 제어기로 유동시키는 단계; 및
    상기 제 2 가스를 제 2 가스 패널로부터 상기 제 2 유동 제어기로 유동시키는 단계를 더 포함하는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스는 동일한 가스이고,
    상기 제 1 가스와 상기 제 2 가스는 상기 제 1 프로세스 챔버와 상기 제 2 프로세스 챔버 사이에 공유된 공통 가스 패널로부터 상기 제 1 유동 제어기 및 상기 제 2 유동 제어기로 제공되는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 유동 제어기의 제 1 유량의 결정이 완료된 후, 상기 제 1 유동 제어기에 의한 상기 제 1 프로세스 챔버로의 제 1 가스의 유동을 재개하는 단계; 및
    상기 제 2 유동 제어기의 제 2 유량을 결정하는 동안, 상기 제 1 유동 제어기에 의한 상기 제 1 프로세스 챔버로의 제 1 가스의 유동을 유지하는 단계를 더 포함하는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 프로세스 챔버에 커플링된 제 3 유동 제어기로부터 제 3 유량으로 제 1 가스를 제공하는 단계;
    상기 제 1 가스를 제 3 도관을 통해 상기 질량 유동 확인기로 전환시키는 단계; 및
    상기 질량 유동 확인기를 이용하여 상기 제 3 유량을 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제 1 유동 제어기는 상기 제 1 가스를 상기 제 1 프로세스 챔버의 제 1 가스 유입구에 제공하고, 상기 제 3 유동 제어기는 상기 제 1 가스를 상기 제 1 프로세스 챔버의 제 2 가스 유입구에 제공하는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 결정된 제 1 유량과 상기 결정된 제 3 유량을 비교하여 유량비(flow rate ratio)를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 유량비에 기초하여 상기 제 1 유동 제어기 및 상기 제 3 유동 제어기를 캘리브레이팅하는 단계를 더 포함하는, 복수의 유동 제어기들을 캘리브레이팅하기 위한 방법.
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