KR101472146B1 - 실제 흐름 검증을 실시하는 방법 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 처리 시스템의 반응 챔버에서의 실제 가스 유량을 결정하는 방법이 제공된다. 그 방법은 질량 흐름 제어기 (MFC: mass flow controller) 에 의해 제어된 가스 흐름 전달 시스템에 의해 가스를 반응 챔버로부터 상류에 위치되는 오리피스로 전달하는 단계를 포함한다. 그 방법은 또한 오리피스 내부에 쵸킹된 흐름 (choked flow) 조건을 만들기 위하여 가스를 가압하는 단계를 포함한다. 그 방법은 압력 센서들의 세트를 통해 가스의 상류 압력 값들의 세트를 측정하는 단계를 더 포함한다. 그 방법은 여전히 또 조정 인자들의 세트 중 일 조정 인자를 적용하여 실제 유량을 결정하는 단계를 포함한다. 그 조정 인자는 골든 상류 압력 값들의 세트의 평균에 대한 상류 압력 값들의 세트의 평균의 비율이며, 이것은 MFC 용 표시된 유량과 관련된다.
질량 흐름 제어기, 실제 가스 유량, 골든 상류 압력 값, 조정 인자, 오리피스

Description

실제 흐름 검증을 실시하는 방법{METHODS FOR PERFORMING ACTUAL FLOW VERIFICATION}
발명의 배경
플라즈마 처리의 진보는 반도체 산업의 성장을 촉진하였다. 플라즈마 처리 동안, 반도체 제조업자는 기판 상에 재료를 에칭 및/또는 증착하기 위하여 레시피를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 그 레시피는 RF 전력 레벨, 가스, 온도, 압력, 가스 유량 등을 포함한 복수의 파라미터들을 포함할 수도 있다. 레시피의 파라미터들 각각은 양질의 디바이스 (예를 들어, MEM 등) 을 생산하도록 함께 작용한다. 이로써, 부정확한 파라미터들은 표준 이하의 디바이스 및/또는 결함성 디바이스로 귀결될 수도 있다.
부정확성을 최소화하기 위하여, 파라미터들을 제공하는 다양한 컴포넌트들은 모니터링되고/모니터링되거나 검증되어야 할 수도 있다. 가스의 유량은 검증되어야 할 수도 있는 이러한 하나의 파라미터이다. 기판 처리 동안, 반응 챔버로 제공되는 프로세스 가스의 양은 일반적으로 신중하게 제어된다. 표시된 가스 유량 (즉, 프로세스 가스 유량) 은 보통 질량 흐름 제어기 (MFC: mass flow controller) 에 의해 제어된다. 예를 들어, 중요 프로세스 단계가 40sccm (standard cubic centimeters) 의 유량을 요구하는 상황을 고려하자. 프로세스 엔지니어는 프로세스 레시피에 그 유량을 입력하고 유저 인터페이스로부터 플라즈 마 도구내로 그 레시피를 적용할 수도 있다. 레시피 유량의 입력 시, 프로세스 엔지니어는 MFC 가 원하는 레이트로 반응 챔버로 가스를 흐르게 하고 있을 것이라고 가정하고 있다. 그러나, 가스의 실제 유량은 MFC 의 표시된 유량과 차이가 있을 수도 있다. 본 명세서에서 언급되는 바와 같이, 표시된 유량은 플라즈마 도구의 유저 인터페이스 상에 디스플레이되는 MFC 유량으로서 나타내는 유량을 의미한다.
표시된 유량의 정확성은 MFC 의 정확성에 의존할 수도 있다. MFC 의 제조 동안, MFC 에 의해 제공된 가스 유량 제어가 수립된 MFC 설계 사양 허용오차 내에 있는지를 입증하도록 하나 이상의 검증 검사가 MFC 에 대해 실시될 수도 있다. MFC 검증은 보통 N2 가스와 같은 불활성 가스를 이용하여 제어된 실험실 환경에서 실시된다. 검증 결과를 (실제 생산 환경에서 사용될 수도 있는) 다른 가스들에 대한 대응 결과로 옮기기 위하여, 변환 인자들이 적용될 수도 있다. 그러나, 옮겨진 대응 결과는 변환 인자들이 고유 수준 (inherent level) 의 불확정성을 갖기 때문에 에러를 가질 수도 있다.
시간이 경과함에 따라, MFC 성능은 열화되어 유량 부정확성으로 귀결될 수도 있다. 바꾸어 말하면, MFC 의 표시된 유량은 조정 드리프트, 제로 드리프트, 또는 가스-조정 에러 때문에 MFC 에 대한 설계 사양 허용오차의 밖에 있을 수도 있어, MFC 는 재조정 또는 교체되어야 할 수도 있다.
흐름 검증 방법은 MFC 유량의 에러율을 결정하도록 요구되어, 가스 전달 시 스템의 부정확성을 교정하도록 흐름 교정이 행해질 수 있도록 한다. MFC 의 표시된 유량을 입증하기 위해 사용되어온 하나의 방법은 상승율 (ROR: rate of rise) 절차이다. ROR 절차의 경우, 반응 챔버의 용적은 가스로 채워지고, 그 가스의 압력 상승율이 측정된다. ROR 방법의 경우, 가스에 대한 실제 유량이 결정될 수도 있다.
ROR 절차는 약 10 시간 이상 걸릴 수도 있는 긴 프로세스이다. 길이가 긴 시간 주기는 반응 챔버의 큰 용적 (예를 들어, 60 리터까지) 때문일 수도 있다. 다른 인자들은 플라즈마 도구 내의 복수의 가스 라인들 및 복수의 가스 박스들과, 소정 반응 챔버들의 상승된 동작 온도들을 포함한다.
긴 프로세스인 ROR 절차에 추가하여, ROR 절차는 또한 챔버 마다 프로세스 결과의 매칭에 있어서의 부정확성을 경험할 수도 있다. 일 실시예에서, 용적은 챔버 컨포넌트들의 제조 허용오차 때문에 동일한 사이즈의 챔버들 사이에서 차이가 있을 수도 있다. 일 실시예에서, 챔버 내의 큰 온도 차이는 용적의 변화를 초래할 수도 있다. 이로써, ROR 절차는 반응 챔버의 상승된 동작 온도 때문에 보다 긴 시간 지속을 도입할 수도 있는 성가신 방법이다.
또한, ROR 절차는 그 ROR 절차가 실시될 수 있기 전에 플라즈마 도구가 냉각될 것을 요구할 수도 있다. 냉각 기간은 약 2 시간 이상일 수도 있으며, 이것은 반응 챔버가 웨이퍼를 처리하는데 이용가능하지 않은 부가적인 시간을 나타낸다. 그 결과, ROR 절차는 MFC 의 표시된 유량을 입증하는 진정한 방법을 실제로 제공함 없이 소유의 비용에 기여할 수도 있다.
MFC 의 표시된 유량을 검증하도록 사용될 수도 있는 또다른 방법은 실제 반응 챔버 대신 작은 외부 ROR 챔버 또는 흐름 측정 표준 (예를 들어, Molbloc) 을 이용하는 것을 포함한다. 외부 흐름 측정 디바이스 방법의 경우, 외부 디바이스는 가스의 유량을 검사하기 위하여 MFC 에 직접 접속될 수도 있는 검사용 디바이스로서 사용될 수도 있다. 이로써, 외부 디바이스는 흐름 검증 디바이스로서 사용될 수도 있다.
외부 디바이스를 사용함으로써, 복수의 압력 센싱 압력계들은 1sccm 에서 10,000sccm 까지의 반도체 제조 장비의 유량을 커버하는 압력 측정들을 정확하게 측정하도록 요구될 수도 있다. 각 압력 측정의 지속 시간을 최소화하기 위하여, 복수의 챔버 용적들은 작은 챔버 ROR 디바이스로 설계되어야 할 수도 있다. 또한, 보다 작은 챔버 ROR 디바이스를 사용함으로써, 챔버를 충전하는 시간 주기는 감소되고, 챔버에 대한 온도 영향은 또한 최소화될 수도 있다. 그러나, 오직 불활성 가스들만이 그 보다 작은 챔버들 내에서 검사될 수도 있다. 이로써, 에칭 시 사용될 수도 있는 실제 가스들 (예를 들어, 에칭 가스 (etchant gas)) 은 검사되지 않는다. 그 결과, 외부 흐름 측정 디바이스 방법은 가스들의 압축성 때문에 유량에 대한 영향에 대해 검사될 수 없다. 또한, 보다 작은 챔버 ROR 디바이스는 보통 별도의 독점적 컴퓨터 시스템의 이용을 요구하고, 이로써 플라즈마 처리 시스템과 통합된 솔루션을 제공하지 못한다.
도면의 간단한 설명
본 발명은 첨부된 도면의 그림으로 예시적이나 제한적이지 않게 설명되고, 동일한 참조 부호는 동일한 요소들을 참조한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에서, 에러율을 결정하는 정밀 오리피스 방법을 도시한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에서, 에러율을 결정하는 조정된 오리피스 방법을 도시한다.
도 3 은 일 실시형태에서, 실험 기반 방법에 기초하여 정확한 가스 테이블들의 세트를 생성하는 단계를 나타내는 단순한 흐름도를 도시한다.
도 4 는 일 실시형태에서, 계산 모델 기반에 기초하여 정확한 가스 테이블의 세트를 생성하는 단계들을 나타내는 단순한 흐름도를 도시한다.
발명의 개요
본 발명은 일 실시형태에서 플라즈마 처리 시스템의 반응 챔버 내에서의 실제 가스 유량을 결정하는 방법에 관한 것이다. 그 방법은 반응 챔버로부터 상류에 위치되는 오리피스 (orifice) 로 질량 흐름 제어기 (MFC: mass flow controller) 에 의해 제어된 가스 흐름 전달 시스템에 의해 가스를 전달하는 단계를 포함한다. 그 방법은 또한 오리피스 내부의 쵸킹된 흐름 (choked flow) 조건을 만들기 위하여 가스를 가압하는 단계를 포함한다. 그 방법은 또한 가스의 상류 압력 값들의 세트를 압력 센서들의 세트를 통해 측정하는 단계를 포함한다. 그 방법은 또한 실제 유량을 결정하기 위하여 조정 인자 (calibration factor) 들의 세트 중 일 조정 인자를 적용하는 단계를 포함한다. 조정 인자는 MFC 에 의해 표시되는 바와 같은 유량인 표시된 유량과 관련된 압력 값들을 나타내는 골든 (golden) 상류 압력 값들의 세트의 평균에 대한 상류 압력 값들의 세트의 평균의 비율이다.
위의 개요는 오직 본 명세서에서 개시된 본 발명의 많은 실시형태들 중 하나만에 관한 것이나 본 명세서에서의 청구범위에 예기되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본 발명의 이들 및 다른 특징들은 본 발명의 상세한 설명 및 다음의 도면들을 참조하여 이하에서 보다 상세히 기술될 것이다.
다양한 실시형태들의 상세한 설명
본 발명은 첨부된 도면에 도시되는 바와 같이 그 다양한 실시형태들을 참조하여 이하에서 상세히 기술될 것이다. 다음의 상세한 설명에서, 다수의 특정 상세들은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 서술된다. 그러나, 당업자들에게는 본 발명이 이들 구체적 상세들의 일부 또는 전부 없이도 실시될 수도 있음이 명백하다. 다른 경우, 잘 알려진 프로세스 단계들 및/또는 구조물들은 본 발명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위하여 상세하게 기재하지 않았다.
다양한 실시형태들은 이하의 본 명세서에서 기술될 것이며, 방법들 및 기술들을 포함한다. 본 발명이 발명 기법의 실시형태들을 실시하는 컴퓨터-판독가능한 명령들이 저장되는 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는 제조품을 커버링할 수 있음을 명심해야 할 것이다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 예를 들어, 반도체, 자기, 광-자기, 광학적 또는 컴퓨터 판독가능한 코드를 저장하기 위한 컴퓨터 판독가능한 매체의 다른 형태들을 포함할 수도 있다. 게다가, 본 발명은 또한 본 발명의 실시형태들을 실시하는 장치들을 커버링할 수도 있다. 이러한 장치는 본 발명의 실시형태들에 관련된 동작들을 실시하도록 전용되고/전용되거나 프로그램가능한 회로들을 포함할 수도 있다. 이러한 장치의 실시예들은 적절히 프로그램된 경우 범용 컴퓨터 및/또는 전용 연산 장치를 포함하고, 컴퓨터/연산 장치, 및 본 발명의 실시형태들에 관련된 다양한 동작들을 위해 구성된 전용된/프로그램가능한 회로들의 조합을 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 발명자들은 오리피스가 그 오리피스를 빠져나가는 가스가 음속으로 흐르고 있는 쵸킹된 흐름 조건에 있는 경우 그 가스의 실제 유량이 상류 압력 (즉, 오리피스의 입력 채널에서의 압력) 으로부터 결정될 수도 있음을 깨달았다. 이로써, 발명자들은 보다 정확하고 시간을 덜 소비하는 프로세스가 실제 유량을 결정함으로써 실시되며, 이것은 차례로 프로세스 챔버 (예를 들어, ROR 절차) 및/또는 흐름 측정 표준 (예를 들어, Molbloc) 에서의 유량을 측정하는 대신 오리피스 내에서 차례로 에러율의 계산을 가능하게 한다는 것을 깨달았다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 정밀 오리피스 방법은 질량 흐름 제어기 (MFC: mass flow controller) 를 가지는 가스 전달 시스템에 의해 반응 챔버로 전달된 가스의 실제 유량을 입증하기 위해 제공된다. 일 실시형태에서, 정밀 오리피스 방법은 쵸킹된 흐름 조건 하에서 오리피스의 상류 압력을 측정하는 것 및 표시된 유량 및 예측된 유량 사이의 에러를 계산하는 것을 포함한다. 일 실시형태에서, 선형 관계, 즉 라인의 기울기가 상류 압력 및 유량 사이에 존재할 수도 있다. 예측된 유량 (즉, 실제 유량) 은 유량이 라인의 기울기에 곱해진 상류 압력에 상수가 더해진 것과 동일하다는 가정에 기초하여 수학적으로 계산될 수도 있다.
또다른 실시형태에서, 측정된 유량에 관련된 예측된 유량은 정확한 가스 테이블에서 추출될 수도 있다. 본 명세서에서 언급되는 바와 같이, 정확한 가스 테이블은 실제 가스 (real gas) 특성들 및 정확한 MFC (정확하고, 안정적이며 재연가능하는 MFC) 및 정밀 오리피스 (직경이 알려지고 결함이 없는 것으로 가정되는 오리피스) 에 기초하여 압력 대 유량의 테이블을 의미한다. 어떻게 정확한 가스 테이블이 수립되는지에 대한 논의에 대해서는 가스 테이블 섹션을 참조하라.
일 실시형태에서, 에러율은 예측된 유량 및 표시된 유량 사이의 차이를 우선 확인함으로써 계산될 수도 있다. 다음으로, 그 2 개의 유량들 사이의 차이가 MFC 의 표시된 유량에 의해 나누어질 수도 있다. 에러율의 경우, 프로세스 엔지니어는 이제 표시된 유량을 조정하여 그 에러를 교정하게 할 수도 있다.
본 발명의 실시형태들을 따르면, 조정된 오리피스 방법은 측정된 상류 압력에 대한 교정으로서 사용되고 예측된 유량을 초래할 수도 있는 조정 인자를 유도하도록 제공된다. 정밀 오리피스 방법과 다르게, 조정된 오리피스 방법은 각 오리피스에 존재할 수도 있는 직경 및 지오메트리 (geometry) 차이를 설명한다.
일 실시형태에서, 조정 인자는 쵸킹된 흐름 조건에 있는 주어진 표시된 유량에 대해 주어진 오리피스 내부의 상류 압력 값들의 세트를 측정함으로써 계산될 수도 있다. 측정된 상류 압력 값들의 세트는 총계가 구해지고 평균화되어 주어진 오리피스에 대한 평균 압력 값을 결정한다. 조정 인자를 계산하기 위하여, 주 어진 오리피스에 대한 평균 압력 값은 표시된 유량에 관련되는 정확한 가스 테이블로부터의 압력 값들의 세트의 평균에 의해 나누어질 수도 있다.
조정 인자를 이용하여, 측정된 상류 압력에 교정이 적용되어 가스 테이블로부터 예측된 유량이 획득될 수도 있다. 일 실시형태에서, 조정 인자는 오리피스가 반응 챔버 내에 설치되기 전에 각 오리피스에 대해 미리-결정될 수도 있다. 조정 인자를 사용하여, 일 실시형태에서, 상술한 정밀 오리피스 방법에 기초하여 에러율이 계산될 수도 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 다음의 도면 및 논의를 참조하여 보다 잘 이해할 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에서, 에러율을 결정하는 정밀 오리피스 방법을 나타낸다. 정밀 오리피스 방법은 모든 오리피스들이 기하학적으로 동일하다고 가정한다.
제 1 단계 102 에서, 상류 압력이 압력 센서 (예를 들어, 압력계) 에 의해 측정된다.
예를 들어, 가스가 40sccm 인 표시된 유량으로 MFC 로부터 오리피스로 흐르고 있는 상황을 고려하자. 가스는 오리피스를 통해 흐르고 쵸킹된 흐름 조건 하에서 오리피스를 빠져나갈 수도 있다. 쵸킹된 흐름 조건에서, 가스 속도는 음속에 도달된다. 쵸킹된 흐름 조건에서, 유량은 오리피스를 통한 하류 압력에 독립적이고 (오리피스의 입력단에서의) 상류 압력에 의존한다. 이로써, 오리피스의 입력단에서의 유량은 상류 압력과 상관될 수도 있다. 일 실시예에서, 상 류 압력이 크면, 유량도 크다. 만약, 상류 압력이 낮으면, 유량도 낮다. 일 실시형태에서, 선형 관계가 상류 압력 및 유량 사이에서 존재할 수도 있다. 오리피스가 쵸킹된 흐름 조건에 있는 동안 오리피스 상류에 압력 센서를 둠으로써 가스의 압력이 측정될 수도 있다.
다음 단계 104 에서, 예측된 유량이 상류 압력으로부터 결정될 수도 있다. 일 실시형태에서, 압력 대 유량은 오리피스 사이즈가 주어지는 경우 각 가스에 대한 기울기 각도를 갖는 선형 관계이다. 예측된 유량은, 유량이 기울기에 곱해지고 상수가 더해진 측정된 상류 압력과 동일하다는 가정에 기초하여, 수학적으로 계산될 수 있다. 또다른 실시형태에서, 측정된 상류 압력과 관련된 예측된 유량은 오리피스 사이즈가 주어지는 경우 각 가스에 대해 압력 값들 및 대응하는 유량 값을 가지는 정확한 가스 테이블에서 추출된다. 일 실시예에서, MFC 설정점, 즉 표시된 유량은 39sccm 이고 그 측정된 상류 압력은 151torr 이다. 그러나, 정확한 가스 테이블로부터, 151torr 의 압력은 40sccm 인 예측된 유량과 관련된다. 어떻게 정확한 가스 테이블이 수립되는지에 대한 논의에 대해서는 가스 테이블 섹션을 참조하라.
다음 단계 106 에서, 예측된 유량 및 MFC 의 표시된 유량 사이의 차이가 계산될 수 있다. 일 실시예에서, 예측된 유량은 40sccm 이고, MFC 의 표시된 유량은 39sccm 이다. 이로써, 그 차이는 1sccm 이다.
최종 단계 108 에서, 에러율이 계산된다. 에러율은 예측된 유량 및 MFC 의 표시된 유량 사이의 차이 (예를 들어, 1sccm 임) 를 MFC 의 표시된 유량으로 나 눔함으로써 계산될 수도 있다. 일 실시예에서, 예측된 유량 및 표시된 유량 사이의 차이는 1sccm 이다. 이로써, 에러율은 1/40 이며, 이것은 0.025% 이다. 에러율을 사용하여, MFC 의 표시된 유량이 그에 따라 조정되어 보다 정확한 유량이 프로세스 레시피 내에 입력되게 할 수도 있다.
정밀 오리피스 방법은 반응 챔버가 종래 기술 ROR 절차와 같이 긴 시간 주기 동안 다운될 것이 요구되지 않는 단순하고, 빠르고, 비용 효율이 높은 방법이다. 예를 들어, (1) 정밀 오리피스 방법에 대한 에러율을 계산하는데 요구되는 가스의 용적은 (60 리터까지일 수 있는) 보다 큰 반응 챔버에 비하여 매우 작고 (2) 정밀 오리피스 방법은 측정이 오리피스에서 실시되고 반응 챔버에서는 실시되지 않기 때문에 반응 챔버가 냉각될 시간을 요구하지 않는다.
도 1 에 언급되는 바와 같이, 정밀 오리피스 방법은 주어진 사이즈 오리피스의 직경 및 지오메트리가 오리피스 마다 동일하다고 가정한다. 그러나, 현실적으로, 오리피스들은 제조 허용오차, 형상, 및 에지 품질 때문에 직경적으로 및 기하학적으로 차이가 있을 수도 있다. 예를 들어, 일부 오리피스들은 부드러운 에지들을 가질 수도 있으나 다른 오리피스들은 약간 보다 날카로운 에지들을 가질 수도 있다. 또다른 실시예에서는, 일부 오리피스는 약간 덜 둥글고, 또는 정밀 오리피스보다 약간 작거나 클 수도 있다. 이로써, 플라즈마 도구 내에 사용될 수도 있는 오리피스는 도구 마다 상이할 수도 있다. 오리피스의 직경 및 지오메트리의 차이들 때문에, 조정 인자는 각 오리피스 마다 유도되어야 할 수도 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에서, 표시된 유량 및 예측된 유량 사이의 에 러율을 결정하는 조정된 오리피스 방법을 나타낸다. 조정된 오리피스 방법은 조정 인자를 결정하는 것, 그 조정 인자를 적용하여 교정된 예측된 유량을 찾는 것, 이후 표시된 유량 및 예측된 유량 사이의 에러율을 계산하는 것의 프로세스를 포함한다.
제 1 단계 202 에서, 상류 압력 값들의 세트는 주어진 MFC 유량에서 각 오리피스 마다 측정될 수도 있다. 일 실시형태에서, 측정된 상류 압력 값들의 세트는 오리피스가 쵸킹된 흐름 조건에 있는 동안 수집될 수도 있다.
이하의 표 1 은 일례로, 표시된 유량 (예를 들어, 40sccm) 의 압력 값들을 나타낸다. 알 수 있는 바와 같이, 표시된 유량은 측정된 상류 압력 값들이 수집되었던 유량이다. 골든 압력 (golden pressure) 값들은 정확한 가스 테이블에 기초하여 표시된 유량과 관련된 압력 값을 나타낸다.
표 1 - 주어진 오리피스에 대한 압력 대 유량의 일례
Figure 112009029371915-pct00001
다음 단계 204 에서, 측정된 상류 압력 값들의 세트는 총계가 구해져 평균될 수도 있다. 일단 측정된 상류 압력 값들의 세트가 주어진 표시된 유량에 대해 수집되었다면, 평균이 계산될 수도 있다. 위의 표 1 에서의 값들에 기초하여, 상류 압력의 세트의 평균은 152.1torr 이다. 또한, 표 1 에 기초하여, 그 골든 압력 값들의 세트의 평균은 150torr 이다.
다음 단계 206 에서, 조정 인자가 계산될 수도 있다. 조정 인자는 골든 압력 값들의 세트의 평균에 대한 측정된 상류 압력 값들의 세트의 평균의 비율을 결정함으로써 계산될 수도 있다. 일반적으로, 조정 인자는 약 1% (때로는 약간 많거나 적음) 이다. 본 실시예에서, 조정 인자는 0.99 이다. (이하의 조정 인자 섹션 참조).
주어진 오리피스의 각 가스 유량 마다, 조정 인자가 계산될 수도 있다. 조정 인자의 계산 시, 조정 인자의 계산 시 사용될 수도 있는 가스는 임의의 가스일 수도 있음을 주목하라. 하나의 이유는 조정 인자가 오리피스의 지오메트리의 인자이나 가스의 인자가 아닐 수도 있기 때문이다. 그러나, 가스에 의한 가능한 오염은 반응성 가스 또는 부식성 가스 (예를 들어, CH4) 대신 불활성 가스 (예를 들어, N2) 를 사용함으로써 제거될 수도 있다. 일 실시형태에서, 조정 인자는 오리피스가 반응성 챔버에 설치되기 전에 각 오리피스 마다 미리-결정될 수도 있다.
다음 단계 208 에서, 주어진 표시된 유량에서 주어진 오리피스에 대한 조정 인자는 교정된 압력을 계산하기 위하여 측정된 상류 압력에 적용될 수도 있다. 예를 들어, MFC 검증이 MFC 의 정확성을 결정하도록 실시되고 있는 상황을 고려하자. 표시된 유량 (예를 들어, 40sccm) 에서 측정된 상류 압력이 수집되고 조정 인자 (예를 들어, 0.99) 와 곱해져 교정된 압력을 결정한다. 일 실시예에서, 151.2torr 인 측정된 상류 압력은 0.99 인 조정 인자와 곱해져 149.7torr 의 교정 된 압력 값에 이른다.
다음 단계 210 에서, 정확한 가스 테이블이 예측된 유량을 결정하기 위하여 사용된다. 일 실시예에서, 149.7 인 교정된 유량은 정확한 가스 테이블 상의 39sccm 인 유량과 관련된다. 이로써, 예측된 유량은 40sccm 인 표시된 유량 대신에 39sccm 이어야 한다.
최종 단계 212 에서는, 에러율이 계산될 수도 있다. 예측된 유량 및 MFC 의 표시된 유량을 이용하여, 2 개의 유량들의 차이가 계산될 수도 있다. 에러율은 MFC 의 표시된 유량 및 예측된 유량 사이의 차이들을 MFC 의 표시된 유량으로 나눔으로써 계산될 수도 있다.
정밀 오리피스 방법과 유사하게, 조정된 오리피스 방법은 또한 종래기술 ROR 절차와 같이 긴 시간 주기 동안 플라즈마 도구가 다운될 필요가 없는 단순하고, 빠르고, 저렴한 방법이다. 또한, 조정된 오리피스 방법은 오리피스의 지오메트리를 고려하고 이로써 MFC 의 표시된 유량의 정확성을 결정하기 위한 보다 현실적인 에러율을 제공한다. 게다가, 조정된 오리피스 방법은 조정 인자가 MFC 로부터의 유량이 검증될때 마다 재계산되어야 하지 않기 때문에 더 단순화될 수도 있다. 일 실시형태에서, 조정 인자는 미리-계산되고 플라즈마 도구가 고객에게 선적되기 전에 플라즈마 도구에 통합될 수도 있다.
본 발명의 실시형태들에서 이해될 수 있는 바와 같이, MFC 를 갖는 가스 전달 시스템에 의해 처리 챔버로 전달되는 가스의 실제 유량을 입증하는 방법은 쵸킹된 흐름 조건에서 오리피스 내부의 상류 압력을 측정함으로써 실시될 수도 있다. 정밀 오리피스 방법 및 조정된 오리피스 방법 양자 모두는 양 방법들이 보다 큰 처리 챔버 내부의 압력 측정 대신에 오리피스에서의 압력을 측정하는 것에 집중하기 때문에 가스의 실제 유량을 입증하기 위한 보다 빠른 방법들이다. 또한, 어느 일방의 오리피스 방법을 실시하는데 요구되는 시간 길이는 어느 쪽 오리피스 방법도 그 방법을 실시하기 전에 플라즈마 도구가 냉각될 필요가 없기 때문에 더 짧아진다. 더욱이, 오리피스 방법은 더욱 적은 미지의 인자들에 대해 더 정확한 에러율을 제공한다. 또한, 레시피에 요구되는 실제 가스 (예를 들어, 불활성 가스, 반응성 가스 등) 가 불활성 가스에만 에러율의 기초를 두는 대신 오리피스 방법에서 사용된다. 게다가, 오리피스 방법들은 플라즈마 도구에 통합되고 이로써 더욱 통합된 솔루션을 제공할 수도 있다. 그 결과, 오리피스 방법은 소유 비용에 현저한 부가없이 실제 유량을 입증하기 위한 더 효과적이고 효율적인 방법을 제공한다.
조정 인자:
상술한 바와 같이, 조정 인자는 식 1 에 의해 도시되는 바와 같이, 골든 압력 값들의 세트의 평균에 대한 측정된 상류 압력 값들의 세트의 평균의 비를 계산함으로써 결정된다. 일 실시형태에서, 조정 인자는 주어진 유량에서 각 오리피스 마다 계산된다.
Figure 112009029371915-pct00002
바꾸어 말하면, 오리피스로부터 상류에 배치된 압력 센서는 가스가 오리피스를 통과하고 있을 때 복수의 상류 압력 측정들을 수집할 수도 있다. 일 실시형태에서, 측정은 오리피스가 쵸킹된 흐름 조건에 있는 동안 발생할 수도 있다. 일 실시예에서, 가스 흐름은 40sccm 인 표시된 유량으로 설정되어 있다. 오리피스가 쵸킹된 흐름 조건에 있는 동안, 3 개의 상류 측정들 (예를 들어, 151.8torr, 152.5torr, 및 153torr) 은 수집된다. 측정된 상류 측정들의 세트는 평균되어 152.43torr 인 평균 상류 측정을 생성한다.
조정 인자를 결정하기 위하여, 152.43 인 평균 상류 압력은 골든 상류 압력에 의해 나누어진다. 상술한 바와 같이, 골든 상류 압력은 정밀 오리피스 (직경이 알려지고 흠이 없는 것) 를 이용하여 계산된다. 본 실시예에서, 40sccm 인 표시된 유량에서의 오리피스에 대한 골든 상류 압력은 150torr 이다. 152.43 인 평균 상류 압력 및 골든 상류 압력의 비율을 취함으로써, 조정 인자는 계산될 수도 있다. 본 실시예에서, 그 조정 인자는 0.984 이다.
그 조정된 인자의 경우, 상류 압력은 이하의 식 2 에 도시되는 바와 같이 조정된 인자에 기초하여 조정되어 오리피스의 조정된 예측된 유량을 결정할 수도 있다.
Figure 112009029371915-pct00003
일 실시형태에서, 가스 (Pg) 에 대한 상류 압력 측정은 단일 데이터 포인트 일 수도 있거나 데이터 포인트들의 세트의 평균일 수도 있다. 선형 관계, 즉 라인의 기울기가 상류 압력 및 유량 사이에 존재할 수도 있기 때문에, 예측된 유량 (예를 들어, 실제 유량) 은 유량이 라인의 기울기 (m) 로 곱해진 상류 압력과 동일하다는 가정 및 상수 (λ) 에 기초하여 수학적으로 계산될 수도 있다.
Figure 112009029371915-pct00004
일단 조정된 예측된 유량이 결정되었다면, 예측된 유량 및 실제 유량 사이의 에러율은 위의 식 3 에서와 같이 된다. 이전에 언급된 바와 같이, 에러율은 예측된 유량 및 MFC 의 표시된 유량 사이의 차이를 MFC 의 표시된 유량으로 나눔으로써 계산될 수도 있다. 바꾸어 말하면, 일단 조정된 예측된 유량이 결정되었다면, 조정된 예측된 유량은 표시된 유량 (예를 들어, MFC 흐름) 에 의해 나눠질 수도 있다. 에러율은 이후 그 비율의 절대값에서 1 을 뺌으로써 계산된다. 상술한 바와 같이, 에러율을 이용하여, MFC 의 표시된 유량은 그에 따라서 조정되고 이로써 보다 정확한 유량이 프로세스 레시피에 입력되게 할 수도 있다.
가스 테이블:
일 실시형태에서, 정확한 가스 테이블에 대한 데이터가 실험 기반 방법에 의해 계산될 수도 있다. 도 3 은 일 실시형태에서, 실험 기반 방법에 기초한 정확한 가스 테이블들의 세트를 생성하는 단계들을 나타내는 단순한 흐름도를 도시한 다.
제 1 단계 302 에서, 가스는 MFC 를 표시된 유량으로 터닝 (turning) 시킴으로써 절대 흐름 검증 (AFV: absolute flow verification) 모듈과 같은 검사 환경으로 방출된다. 일 실시예에서, MFC 로부터 특정 사이즈의 오리피스로 흐르는 가스는 1sccm 의 레이트로 흐르고 있을 수도 있다.
다음 단계 304 에서, 상류 압력 값은 압력계와 같은 압력 센서를 사용함으로써 수집된다. 일 실시예에서, 1sccm 인 표시된 유량에 대한 상류 압력은 6.63torr 이다.
다음 단계 306 에서, 표시된 유량 및 상류 압력 값은 테이블에 기록된다.
다음 단계 308 에서, 상류 압력 값들의 세트에 대한 표시된 유량들의 어레이가 표시된 유량을 변경함으로써 생성된다. 일 실시예에서, MFC 는 2sccm 인 유량을 허용하도록 변경된다. 상이한 표시된 유량들에서 상류 압력을 측정함으로써, 정확한 가스 테이블은 대응하는 압력 빌드업으로 생성된다. 0.007 인치 오리피스에 대한 O2 가스에 대한 정확한 가스 테이블의 일례에 대해 아래의 표 2 를 참조하라.
표 2: 0.007" 오리피스에 대한 O2 (가스) 에 대한 정확한 가스 테이블의 일례
Figure 112009029371915-pct00005
다음 단계 310 에서, 단계 302 내지 단계 308 은 상이한 가스 유형들 마다 반복되고 이로써 상이한 가스 유형들 마다 정확한 가스 테이블을 생성한다. 일 실시예에서, 정확한 가스 테이블은 불활성 가스, 부식성 가스 등 마다 만들어 질 수도 있다.
다음 단계 312 에서, 단계 302 내지 단계 310 은 상이한 오리피스 사이즈들 마다 반복된다. 예를 들어, 오리피스 사이즈는 0.007 인치 내지 약 0.05 인치의 범위일 수도 있다. 따라서, 오리피스의 사이즈는 도구 사양에 따라 달라질 수도 있다. 상기로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 정확한 가스 테이블들의 세트는 도구 사양이 변경됨에 따라 추가적인 오리피스 사이즈들을 포함하도록 확장될 수도 있다.
실험 기반 방법은 압력/유량의 어레이의 정확한 가스 테이블이 각 가스 유형 및 각 오리피스 사이즈 마다 생성되게 하는 것이 가능하다. 정확한 가스 테이블들의 세트를 이용하여, 유량이 미지량의 가스가 오리피스를 통과해 흐르고 있는 경우 계산될 수도 있다. 일 실시예에서, 유량은 0.007 인치 오리피스를 통과해 흐르는 O2 에 대해 측정된 116.58torr 인 상류 압력값을 정확한 가스 테이블에 대해 비교함으로써 결정될 수도 있다. 본 실시예에서, 그 유량은 30sccm 이다. 일 실시형태에서, 유량은 2 개의 가장 가까운 유량들 사이에 선형내삽법 (linear interpolation) 을 사용함으로써 외삽법에 의해 추정될 수도 있다. 일 실시예에서, 상류 압력 값이 50.35torr 이면, 그 유량은 15sccm 보다는 10sccm 에 가깝도록 결정된다.
상기에서 이해될 수 있는 바와 같이, 실험 기반 방법은 골든 검사 환경을 가정한다. 그러나, 정확한 가스 테이블의 세트를 생성하는 검사 환경은 검사 환경의 컴포넌트들이 골든 조건들에서 약간 벗어날 수도 있기 때문에 언제나 골든화되지 않을 수도 있다. 일 실시예에서, MFC 로부터의 표시된 유량은 1sccm 으로 설정된다. 그러나, MFC 는 약간 오프셋될 수도 있고, 그 표시된 유량은 실제 1.005sccm 일 수도 있다. 또다른 실시예에서, 오리피스 사이즈는 0.007 인치일 것으로 가정되나, 그 오리피스의 실제 사이즈는 실제로 0.0075 인치일 수도 있다.
일 실시형태에서, 계산 모델 기반 방법은 골든 검사 환경에서 정확한 가스 테이블들의 세트를 생성하기 위하여 제공된다. 전산 유체 역학 (CFD: Computational Fluid Dynamics) 을 사용함으로써, 골든 검사 환경은 수립된 경계 조건들로 생성된다. CFD 모델은 각 컴포넌트에 대한 값을 정의함으로써 골든 검사 환경을 만들 수도 있는 컴퓨터 시뮬레이팅된 모델이다. 일 실시예에서, 표시된 유량은 1sccm 으로서 정의될 수도 있다. 또다른 실시예에서, 오리피스 사이즈는 0.007 인치로서 정의될 수도 있다. CFD 모델이 시뮬레이팅된 환경이기 때문에, 검사 환경은 컴포넌트들에 있어서의 부정확성들로 인해 에러에 지배되지 않는다.
도 4 는 일 실시형태에서, 계산 모델 기반에 기초하여 정확한 가스 테이블의 세트를 생성하는 단계들을 나타내는 단순한 흐름도를 도시한다.
제 1 단계 402 에서, 표시된 유량은 CFD 모델에서 정의된다. 일 실시예에서, 그 표시된 유량은 1sccm 으로 설정될 수도 있다.
다음 단계 404 에서, 압력 값이 계산된다. 일 실시형태에서, 표시된 유량에 대한 압력 값은 Navier-Stokes 식와 같은 수학식을 적용함으로써 계산될 수도 있다. Navier-Stokes 식은 종래에 잘 알려진 수학식이고, 일반적으로 가스들과 액체들에 대한 뉴톤의 제 2 운동 법칙을 기술하는데 적용된다.
다음 단계 406 에서, 표시된 유량 및 계산된 압력 값은 테이블에 기록된다.
다음 단계 408 에서, 계산된 압력 값들의 세트에 대한 표시된 유량들의 어레이는 표시된 유량을 변경함으로써 생성될 수도 있다. 일 실시예에서, CFD 모델의 표시된 유량은 2sccm 으로 변경된다.
다음 단계 410 에서, 단계 402 내지 단계 408 은 상이한 가스 유형들 마다 반복되고, 이로써 상이한 가스 유형들 마다 정확한 가스 테이블을 만든다. 일 실시예에서, 정확한 가스 테이블은 O2, N2, He2 등 마다 만들어질 수도 있다.
다음 단계 412 에서, 단계 302 내지 단계 310 은 상이한 오리피스 사이즈 마다 반복된다.
계산 모델 기반 방법은 압력/유량의 어레이의 정확한 가스 테이블이 각 가스 유형 및 각 오리피스 사이즈 마다 생성되게 하는 것이 가능하다. 계산 모델 기반 방법의 경우, 정확한 가스 테이블들의 세트는 정밀 오리피스 방법에서의 예측된 유량 및 조정 오리피스 방법에서의 조정 인자의 결정 시 적용될 수도 있는 신뢰할 수 있는 값들의 세트를 제공한다.
상기에서 이해될 수 있는 바와 같이, 정확한 가스 테이블들의 세트의 경우, 예측된 유량은 예측된 유량 및 MFC 의 표시된 유량 사이의 비교를 가능하게 하는 생산 환경에서 결정될 수도 있다. 예측된 유량 및 표시된 유량 사이의 비교로부터 계산된 에러율의 경우, MFC 는 미세-조절 (fine-tune) 되고, 이로써 가스 유량에 의한 레시피 처리 에러를 제거할 수도 있다.
본 발명은 몇몇 바람직한 실시형태들의 관점에서 기술되었지만, 본 발명의 범위를 포함하는 변경, 교환 및 등가물이 있다. 다양한 실시예들이 본 명세서에서 제공되더라도, 이들 실시예들은 본 발명에 대해서 설명적이나 제한적이지 않는다는 것으로 의도된다.
또한, 발명의 명칭 및 개요는 본 명세서에 편의를 위해 제공되나 본 명세서에서의 청구범위를 추론하는데 이용되지 말아야 한다. 더욱이, 요약서는 매우 단축된 형태로 기술되고 본 명세서에 편의를 위해 제공되며, 이로써 청구범위에 표현되는 전체 발명을 추론하거나 한정하는데 사용되지 말아야 한다. "세트" 란 용어가 본 명세서에서 사용되는 경우, 이러한 용어는 0 개, 1 개 또는 2 개 이상의 요소를 커버링하는 일반적으로 이해된 수학적 의미를 갖도록 의도된다. 또한 본 발명의 방법들 및 장치들을 실시하는 많은 다른 방법들이 있다는 것을 주목해야 한다. 따라서, 다음에 첨부된 청구범위는 본 발명의 진정한 사상 및 범위를 포함하는 것과 같이 모든 이러한 변경, 교환, 및 등가물을 포함하는 것으로서 해석되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 플라즈마 처리 시스템의 반응 챔버 내에서 실제 가스 유량을 결정하는 방법으로서,
    상기 반응 챔버로부터 상류에 있는 오리피스 (orifice) 로 질량 흐름 제어기 (MFC: mass flow controller) 에 의해 제어된 가스 흐름 전달 시스템에 의해 가스를 전달하는 단계;
    상기 오리피스 내에 쵸킹된 흐름 (choked flow) 조건을 생성하기 위하여 상기 가스를 가압하는 단계;
    상기 가스의 상류 압력 값들의 세트를 압력 센서들의 세트를 통해 측정하는 단계; 및
    상기 실제 유량을 결정하기 위하여 조정 인자 (calibration factor) 들의 세트 중 하나의 조정 인자를 적용하는 단계로서, 상기 조정 인자는 골든 (golden) 상류 압력 값들의 세트의 평균에 대한 상기 상류 압력 값들의 세트의 평균의 비율이고, 상기 조정 인자는 상기 상류 압력 값들의 세트에 적용되어 교정된 압력 값을 결정하고, 상기 골든 상류 압력 값들은 표시된 유량과 관련된 압력 값들을 나타내며, 상기 표시된 유량은 상기 MFC 에 의해 표시된 바와 같은 유량이고, 상기 실제 유량은 상기 교정된 압력 값을 정확한 가스 테이블과 비교함으로써 결정되고, 상기 정확한 가스 테이블은 실제 가스 (real gas) 특성 및 정확한 MFC 및 정밀 오리피스에 기초하여 압력 값들 및 유량 값들의 테이블을 나타내는, 상기 조정 인자를 적용하는 단계를 포함하는, 실제 가스 유량 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조정 인자들의 세트의 각 조정 인자는 오리피스들의 세트 중 각각의 특 정 오리피스와 관련되고, 상기 각 조정 인자는 상기 각각의 특정 오리피스의 직경 및 지오메트리 (geometry) 중 적어도 하나에 의존되는, 실제 가스 유량 결정 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실제 유량과 상기 표시된 유량 사이의 차이를 상기 표시된 유량으로 나눔으로써 상기 MFC 에 대한 에러율을 계산하는 단계를 더 포함하는, 실제 가스 유량 결정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    에러율은 상기 MFC 를 조정하도록 적용되는, 실제 가스 유량 결정 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 압력 센서들의 세트는 압력계들의 세트인, 실제 가스 유량 결정 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 압력 센서들의 세트는 상기 오리피스로부터의 상류에 배치되는, 실제 가스 유량 결정 방법.
  10. 플라즈마 처리 시스템의 반응 챔버 내에서 실제 가스 유량을 입증하는 방법으로서,
    상기 반응 챔버로부터 상류에 있는 오리피스로 질량 흐름 제어기 (MFC: mass flow controller) 에 의해 제어된 가스 흐름 전달 시스템에 의해 가스를 전달하는 단계;
    상기 오리피스 내에 쵸킹된 흐름 (choked flow) 조건을 생성하기 위하여 상기 가스를 가압하는 단계;
    상기 가스의 상류 압력을 압력 센서들의 세트를 통해 측정하여 상류 압력 값들의 세트를 수집하는 단계;
    상기 오리피스의 상기 상류 압력 값들의 상기 세트에 기초하여 상기 실제 유량을 계산하는 단계로서, 상기 실제 유량은 상기 상류 압력 값들의 상기 세트를 정확한 가스 테이블에 적용함으로써 추출되고, 상기 정확한 가스 테이블은 실제 가스 특성들 및 정확한 MFC 및 정밀 오리피스에 기초하여 압력 값들 및 유량 값들의 테이블을 나타내는, 상기 계산하는 단계; 및
    상기 실제 유량을 상기 MFC 에 의해 표시되는 바와 같은 유량이 표시된 유량과 비교하는 단계를 포함하는, 실제 가스 유량 입증 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 오리피스는 정밀 오리피스인, 실제 가스 유량 입증 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 오리피스는 상기 반응 챔버보다 작은 면적 사이즈를 가지는, 실제 가스 유량 입증 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 압력 센서들의 상기 세트는 상기 오리피스로부터 상류에 배치되는, 실제 가스 유량 입증 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 압력 센서들의 상기 세트는 압력계들의 세트인, 실제 가스 유량 입증 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 상류 압력 값들의 상기 세트는 상기 실제 유량과 선형 관계를 가지는, 실제 가스 유량 입증 방법.
  16. 삭제
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 실제 유량과 상기 표시된 유량 사이의 차이를 상기 표시된 유량으로 나눔으로써 상기 MFC 에 대한 에러율을 계산하는 단계를 더 포함하는, 실제 가스 유량 입증 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 에러율은 상기 MFC 를 조정하도록 적용되는, 실제 가스 유량 입증 방법.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 실제 유량을 결정하기 위하여 조정 인자들의 세트 중 하나의 조정 인자를 적용하는 단계를 더 포함하고, 상기 조정 인자는 골든 상류 압력 값들의 세트의 평균에 대한 상기 상류 압력 값들의 세트의 평균의 비율이고, 상기 골든 상류 압력 값들은 상기 표시된 유량과 관련된 압력 값들을 나타내며, 상기 표시된 유량은 상기 MFC 에 의해 표시된 바와 같은 유량인, 실제 가스 유량 입증 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 실제 유량과 상기 표시된 유량 사이의 차이를 상기 표시된 유량으로 나눔으로써 상기 MFC 에 대한 에러율을 계산하는 단계를 더 포함하는, 실제 가스 유량 입증 방법.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7880761B2 (en) 2005-07-20 2011-02-01 Lab Partners Associates, Inc. Wireless photographic communication system and method
US7822570B2 (en) * 2006-11-17 2010-10-26 Lam Research Corporation Methods for performing actual flow verification
US7881886B1 (en) * 2006-11-17 2011-02-01 Lam Research Corporation Methods for performing transient flow prediction and verification using discharge coefficients
EP2162792A4 (en) 2007-05-29 2011-08-24 Lab Partners Associates Inc SYSTEM AND METHOD FOR MAINTAINING FLASH CONTACT COMMUNICATIONS BETWEEN A CAMERA AND A WIRELESS DEVICE
CN101727111B (zh) * 2008-10-15 2011-09-14 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 一种腔室压力控制方法、装置及控制系统
US8326136B1 (en) 2009-02-12 2012-12-04 Lab Partners Associates, Inc. Systems and methods for communicating with a device using one or more camera body controls
US8326141B1 (en) 2009-02-12 2012-12-04 Lab Partners Associates, Inc. Systems and methods for changing power states of a remote device using one or more camera body controls and a preset delay
JP5346628B2 (ja) 2009-03-11 2013-11-20 株式会社堀場エステック マスフローコントローラの検定システム、検定方法、検定用プログラム
JP2010247028A (ja) * 2009-04-13 2010-11-04 Renesas Electronics Corp プラズマ処理装置、異常検出装置、及び異常検出方法
TWI435196B (zh) 2009-10-15 2014-04-21 Pivotal Systems Corp 氣體流量控制方法及裝置
WO2011085064A2 (en) * 2010-01-08 2011-07-14 Applied Materials, Inc. N-channel flow ratio controller calibration
US8707754B2 (en) * 2010-04-30 2014-04-29 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for calibrating flow controllers in substrate processing systems
US20110265883A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for reducing flow splitting errors using orifice ratio conductance control
GB201108854D0 (en) 2011-05-26 2011-07-06 Spp Process Technology Systems Uk Ltd Mass flow controller monitoring
RU2571162C2 (ru) * 2011-07-04 2015-12-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Система и способ измерения дебита отдельных нефтяных скважин, входящих в состав куста скважин
JP5809012B2 (ja) * 2011-10-14 2015-11-10 株式会社堀場エステック 流量制御装置、流量測定機構、又は、当該流量測定機構を備えた流量制御装置に用いられる診断装置及び診断用プログラム
US9778083B2 (en) 2013-05-16 2017-10-03 Lam Research Corporation Metrology method for transient gas flow
US9690169B2 (en) 2013-11-04 2017-06-27 Lab Partners Associates, Inc. Photographic lighting system and method
JP2015201646A (ja) 2014-04-07 2015-11-12 ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 構成独立型のガス供給システム
US9580360B2 (en) 2014-04-07 2017-02-28 Lam Research Corporation Monolithic ceramic component of gas delivery system and method of making and use thereof
CN103900666B (zh) * 2014-04-16 2017-03-15 四川海力智能科技有限公司 膜式燃气表长期运行的计量精度控制方法
US10557197B2 (en) 2014-10-17 2020-02-11 Lam Research Corporation Monolithic gas distribution manifold and various construction techniques and use cases therefor
US10022689B2 (en) 2015-07-24 2018-07-17 Lam Research Corporation Fluid mixing hub for semiconductor processing tool
CN105182463A (zh) * 2015-08-14 2015-12-23 深圳市华星光电技术有限公司 一种导光板及显示装置
US10118263B2 (en) 2015-09-02 2018-11-06 Lam Researech Corporation Monolithic manifold mask and substrate concepts
US10884436B2 (en) * 2015-10-28 2021-01-05 Fujikin Incorporated Flow rate signal correction method and flow rate control device employing same
CN105203190B (zh) * 2015-10-30 2018-07-20 天津英利新能源有限公司 质量流量计的标定方法
US10215317B2 (en) 2016-01-15 2019-02-26 Lam Research Corporation Additively manufactured gas distribution manifold
US9879795B2 (en) 2016-01-15 2018-01-30 Lam Research Corporation Additively manufactured gas distribution manifold
US10684159B2 (en) * 2016-06-27 2020-06-16 Applied Materials, Inc. Methods, systems, and apparatus for mass flow verification based on choked flow
US11105664B2 (en) * 2017-03-23 2021-08-31 Honeywell International Inc. Apparatus and method for creating inferential process flow measurements using flow restrictor and upstream and downstream pressure measurements
US10823598B2 (en) * 2017-03-23 2020-11-03 Honeywell International Inc. Apparatus and method for creating inferential process flow measurements using other process measurements
JP6913498B2 (ja) 2017-04-18 2021-08-04 東京エレクトロン株式会社 流量制御器の出力流量を求める方法及び被処理体を処理する方法
CN107968042B (zh) * 2017-11-28 2020-07-17 北京北方华创微电子装备有限公司 一种不同反应腔室之间工艺结果的匹配方法和装置
KR102628015B1 (ko) 2017-12-01 2024-01-23 삼성전자주식회사 질량 유량 제어기, 반도체 소자의 제조장치 및 그의 관리방법
JP7524068B2 (ja) * 2018-04-03 2024-07-29 ラム リサーチ コーポレーション Ｍｅｍｓコリオリ・ガス流量制御器
US10760944B2 (en) 2018-08-07 2020-09-01 Lam Research Corporation Hybrid flow metrology for improved chamber matching
CN112563105B (zh) * 2019-09-10 2023-11-03 中微半导体设备(上海)股份有限公司 等离子体处理装置中实现气体流量验证的系统及方法
JP7507234B2 (ja) 2019-09-11 2024-06-27 ラム リサーチ コーポレーション 基板処理システムの処理チャンバの整合を改善するための流量計測較正
CN113534855B (zh) * 2020-04-14 2023-07-21 长鑫存储技术有限公司 一种机台气路流量调整系统及方法
KR102534971B1 (ko) * 2020-12-17 2023-05-22 주식회사 한국가스기술공사 유량 컴퓨터의 테스트를 위한 시스템 및 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5740614A (en) * 1980-08-25 1982-03-06 Oval Eng Co Ltd Self-checking of reference meter for inspection system employing thereof
JP2006012872A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4437489A (en) * 1981-12-24 1984-03-20 Hewlett-Packard Company Gas flow controller
US4794947A (en) * 1986-11-29 1989-01-03 Kabushiki Kaisha Nippon IC (also trading as Nippon IC, Inc.) Mass flow controller
DE3900836A1 (de) * 1989-01-13 1990-07-19 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur messung der steuerquerschnittsflaeche einer duese
EP0547617B1 (en) * 1991-12-18 1996-07-10 Pierre Delajoud Mass flow meter and method
US5911834A (en) * 1996-11-18 1999-06-15 Applied Materials, Inc. Gas delivery system
US6062256A (en) * 1997-02-11 2000-05-16 Engineering Measurements Company Micro mass flow control apparatus and method
US5968588A (en) * 1997-03-17 1999-10-19 Applied Materials, Inc. In-situ liquid flow rate estimation and verification by sonic flow method
US6074691A (en) * 1997-06-24 2000-06-13 Balzers Aktiengesellschaft Method for monitoring the flow of a gas into a vacuum reactor
JP4789323B2 (ja) 1998-09-14 2011-10-12 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド プログラム可能な処理パラメータを備えたウエハ処理リアクタシステム及びその操作方法
KR100375834B1 (ko) 2000-04-10 2003-03-15 주식회사 무한 리모트 플라즈마를 이용한 원자층 형성장치의 기체이송장치
US6619139B2 (en) * 2001-02-16 2003-09-16 Enginuity, Llc Gas flow sensor and high pressure gaseous fuel injection system
US6591850B2 (en) 2001-06-29 2003-07-15 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for fluid flow control
US6523346B1 (en) * 2001-11-02 2003-02-25 Alstom (Switzerland) Ltd Process for controlling the cooling air mass flow of a gas turbine set
US7060330B2 (en) * 2002-05-08 2006-06-13 Applied Materials, Inc. Method for forming ultra low k films using electron beam
US7192486B2 (en) * 2002-08-15 2007-03-20 Applied Materials, Inc. Clog-resistant gas delivery system
TW200407328A (en) * 2002-09-19 2004-05-16 Shinetsu Chemical Co Liquid organometallic compound vaporizing/feeding system
US7169231B2 (en) * 2002-12-13 2007-01-30 Lam Research Corporation Gas distribution system with tuning gas
JP4137666B2 (ja) * 2003-02-17 2008-08-20 株式会社堀場エステック マスフローコントローラ
US6990414B2 (en) * 2003-03-03 2006-01-24 Brad Belke Electronic gas flow measurement and recording device
US7335396B2 (en) * 2003-04-24 2008-02-26 Micron Technology, Inc. Methods for controlling mass flow rates and pressures in passageways coupled to reaction chambers and systems for depositing material onto microfeature workpieces in reaction chambers
US20040250600A1 (en) * 2003-05-12 2004-12-16 Bevers William Daniel Method of mass flow control flow verification and calibration
US7109114B2 (en) * 2004-05-07 2006-09-19 Applied Materials, Inc. HDP-CVD seasoning process for high power HDP-CVD gapfil to improve particle performance
US20070021935A1 (en) 2005-07-12 2007-01-25 Larson Dean J Methods for verifying gas flow rates from a gas supply system into a plasma processing chamber
US7822570B2 (en) * 2006-11-17 2010-10-26 Lam Research Corporation Methods for performing actual flow verification
WO2009091935A1 (en) * 2008-01-18 2009-07-23 Pivotal Systems Corporation Method and apparatus for in situ testing of gas flow controllers
US8997686B2 (en) * 2010-09-29 2015-04-07 Mks Instruments, Inc. System for and method of fast pulse gas delivery

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5740614A (en) * 1980-08-25 1982-03-06 Oval Eng Co Ltd Self-checking of reference meter for inspection system employing thereof
JP2006012872A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置

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CN101536159B (zh) 2011-12-28
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