KR101548399B1 - 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법 및 이를 구현하기 위한 머신 판독가능 저장 매체 - Google Patents

복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법 및 이를 구현하기 위한 머신 판독가능 저장 매체 Download PDF

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Abstract

일 실시형태에 있어서, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치는, 복수의 질량 유량 제어기 (MFC; mass flow controller); 이 복수의 MFC 각각과 유체 연결된 믹싱 매니폴드; 이 믹싱 매니폴드 상에 위치된 복수의 믹싱 매니폴드 출구; 및 이 복수의 믹싱 매니폴드 출구 각각과 유체 연결된 격리 디바이스 (isolation device) 를 가질 수도 있다.

Description

복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법 및 이를 구현하기 위한 머신 판독가능 저장 매체{AN APPARATUS FOR PROVIDING A GAS MIXTURE, A METHOD FOR CONTROLLING A PLURALITY OF MIXING MANIFOLD EXIT VALVES AND A MACHINE READABLE STORAGE MEDIUM FOR IMPLEMENTING THE METHOD}
관련 출원에 대한 상호 참조
이 출원은, 발명의 명칭이 "Gas Transport Delay Resolution for Short Etch Recipes" 이고 2007 년 12 월 27 일자로 출원된 미국 가특허출원 제 61/016,908 호에 대해 35 U.S.C. § 119 (e) 하에서 우선권을 주장하며, 이것은 모든 목적을 위해 참조로서 본 명세서에 통합되어 있다.
발명의 분야
본 개시물은 일반적으로 가스 전달 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 가스 전달 지연을 감소시키기 위한 가스 전달 시스템에 관한 것이다. 보다 더 구체적으로는, 본 발명은 가스 전달 지연을 감소시켜 프로세스 가스를 효율적으로 믹싱하기 위한 가스 전달 시스템에 관한 것이다.
프로세스 가스는 실리콘 웨이퍼 상에 트랜지스터를 빌딩하기 위한 반응성 이온 에칭 어플리케이션과 같은 다양한 어플리케이션을 위해 가스 박스로부터 프로세스 챔버로 전달된다. 프로세스 가스는 플라즈마 반응 챔버와 같은 프로세스 챔버에 전달하기 이전에 믹싱 매니폴드에 대한 질량 유량 제어기 (MFC; mass flow controller) 의 하류 (downstream) 에서 혼합된다. 따라서, 믹싱 매니폴드 내의 매우 낮은 유속 및 매우 높은 유속의 캐리어 가스의 양호한 믹싱을 달성하고 프로세스 챔버로 (허용된 가스 정착 시간 내에서) 상당한 지연 없이 이 캐리어 가스를 전달하여 에칭과 같은 다양한 어플리케이션을 수행할 필요가 있다.
허용된 가스 정착 시간보다 더 큰, 프로세스 챔버로의 과도 가스 흐름 지연은, 챔버로의 안정화되지 않은 또는 불안정한 흐름으로 인해 짧은 프로세스 레시피 (30 초 내지 60 초 프로세스) 에 대해 에칭 레이트에 악영향을 미친다. 이런 문제는 프로세스 챔버로의 상이한 전달 지연을 야기하는 다양한 가스 박스에서의 하드웨어 차이로 인해 더욱 강화되어 에칭 레이트 매칭 이슈를 생성한다. 다양한 MFC 로부터 랜덤 가스 순서로 공간적으로 분리된, 낮은 유속 및 높은 유속의 가스의 다중 가스 피드를 갖는 가스-박스에서는, 확산율 및 흐름 속도 (모멘텀 또는 관성) 에 따라 프로세스 챔버로 상이한 시간에 전달되도록 연결된다.
가스 지연 전달 문제는, 낮은 흐름 가스가 보다 높은 흐름 캐리어 가스(들)과 믹싱하기 위해 흐르는 체적에 기인할 수도 있다. 반응 챔버로의 주요 프로세스 에칭 가스의 지연된 전달은 실리콘 웨이퍼 상의 임계 치수 및 웨이퍼 에칭 레이트에 영향을 준다. 높은 흐름 가스로부터 떨어져 위치된, 격리된 낮은 흐름 가스를 갖는 믹싱 매니폴드에서는, 챔버로의 가스 혼합물의 전달을 가속시키는데 사용되는 보다 높은 흐름 가스와 믹싱하기 위해 일부 물리적 시간 길이를 취할 것이다. 높은 흐름 가스를 통한 낮은 흐름 가스의 확산뿐만 아니라, 낮은 흐름 가스가 높은 흐름 가스와 믹싱할 때까지 MFC 로부터 낮은 흐름 가스 체적을 채우기 위해 필요한 시간은, 반응 챔버로의 전체 전달 지연을 결정한다.
본 발명은, 가스 전달 시스템에서 프로세스 가스를 효율적으로 믹싱하고 가스 전달 지연을 감소시키기 위한 장치, 방법 및 시스템을 제공한다. 일 실시형태에 있어서, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치는, 복수의 질량 유량 제어기 (MFC); 이 복수의 MFC 각각과 유체 연결된 믹싱 매니폴드; 이 믹싱 매니폴드 상에 위치된 복수의 믹싱 매니폴드 출구; 및 이 복수의 믹싱 매니폴드 출구 각각과 유체 연결된 격리 디바이스 (isolation device) 를 가질 수도 있다.
다른 실시형태에 있어서, 복수의 가스를 동적으로 믹싱하는 방법은, 믹싱 매니폴드에 대한 제 1 가스 인렛에서 제 1 가스를 제 1 유속으로 수용하는 단계; 믹싱 매니폴드에 대한 제 2 가스 인렛에서 제 2 가스를 제 2 유속으로 수용하는 단계; 제 1 유속이 제 2 유속 미만인지 여부를 판단하는 단계; 및 이 판단하는 단계가 제 1 유속이 제 2 유속 미만임을 판단할 경우 제 1 가스 인렛에 인접한 제 1 믹싱 매니폴드 출구를 자동으로 개방하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명은, 본 발명의 방법을 수행하기 위한 디바이스를 제어하기 위한 머신-판독가능 매체 (예컨대, 유형의 저장 매체 (tangible storage medium)) 에 저장된 소프트웨어뿐만 아니라, 본 발명의 방법을 수행하도록 구성된 다른 하드웨어를 제공한다. 이들 특징 및 다른 특징은 본 발명의 다음의 상세한 설명 및 관련된 도면에서 더욱 상세하게 나타날 것이다.
본 명세서의 일부를 구성하며 본 명세서에 통합된 첨부 도면은 하나 이상의 예시 실시형태를 나타내고, 예시 실시형태의 설명과 함께, 원리 및 구현을 설명하는 기능을 한다.
도 1a 및 도 1b 는 예시적인 가스 스틱을 나타낸다.
도 2 는 도 1b 의 블록도로서 낮은 흐름 가스의 지연 시간을 나타낸다.
도 3 은 복수의 믹싱 매니폴드 출구를 갖는 예시적인 믹싱 매니폴드의 블록도이다.
도 4a 및 도 4b 는 MFC 로부터 믹싱 매니폴드로의 가스 흐름 체적을 감소시키기 위한 예시적인 플랜지를 나타낸다.
도 5 는 도 4a 및 도 4b 의 플랜지를 사용한 가스 스틱에서의 가스의 흐름을 나타낸다.
도 6a 및 도 6b 는 예시적인 범용 유체 흐름 어댑터를 나타내는 사시도이다.
도 7 은 복수의 가스를 동적으로 믹싱하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 8 은 반도체 프로세싱용 예시적인 가스 피드 디바이스의 개략도이다.
도 9 는 다른 예시적인 플라즈마 프로세싱 챔버의 개략도를 나타낸다.
도 10a 및 도 10b 는 네트워크의 일부를 형성하며 제어 시스템을 제공하는데 적합한 예시적인 컴퓨터 시스템을 나타낸다.
도 11 은 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
짧은 에칭 레시피에 대한 가스 전달 지연 해결과 관련하여 실시형태가 본 명세서에 기재된다. 다음의 상세한 설명은 단지 설명을 위한 것이며 어떤 방식으로든 제한하기 위해 의도된 것은 아니다. 이 개시물의 이점을 갖는 당업자에게 다른 실시형태가 용이하게 제안될 것이다. 이하, 첨부 도면에 나타낸 바와 같은 구현을 상세하게 참조할 것이다. 도면 및 다음의 상세한 설명 전체에 걸쳐서 동일한 참조 지시자가 동일 또는 유사한 부분을 지칭하기 위해 사용될 것이다.
명료함을 위해, 본 명세서에 기재된 구현의 일상적인 특징의 전부가 도시되고 기재되어 있는 것은 아니다. 물론, 임의의 이러한 실제적인 구현의 개발에 있어서, 어플리케이션- 및 비지니스-관련 제약과의 컴플라이언스 (compliance) 와 같은, 개발자의 특정 목표를 달성하기 위해 다수의 구현-특정 결정이 이루어져야 하고 이러한 특정 목표는 일 구현에서 다른 구현으로 그리고 일 개발자에서 다른 개발자로 변화될 것임이 이해될 것이다. 또한, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간-소모적일 수도 있지만, 그럼에도 불구하고 이 개시물의 이점을 갖는 당업자에 대한 엔지니어링의 일상적인 일 (routine undertaking) 일 것임이 이해될 것이다.
본 발명은, 가스 전달 시스템에서 프로세스 가스를 효율적으로 믹싱하고 가스 전달 지연을 감소시키기 위한 장치, 방법 및 시스템을 제공한다. 도 1a 및 도 1b 는 예시적인 가스 스틱을 나타낸다. 특정 컴포넌트로 나타내져 있지만, 이 특정 컴포넌트는 제한하기 위해 의도된 것이 아니며, 가스 스틱을 형성하기 위해 상이한 컴포넌트가 사용될 수도 있고 및/또는 더 적거나 또는 더 많은 컴포넌트가 사용될 수도 있다. 게다가, 단일 가스 스틱으로 설명되어 있지만, 가스 스틱의 수를 제한하기 위해 의도된 것은 아니다. 상기 서술된 바와 같이, 복수의 가스 스틱이 가스 박스 또는 패널을 형성한다. 일 실시형태에 있어서, 컴포넌트 상의 밸브는 일체형 표면 장착 밸브이다. 일반적으로, 일체형 표면 장착 컴포넌트는 가스 제어 컴포넌트 (예컨대, 밸브, 필터 등) 이며, 이 가스 제어 컴포넌트는, 가스 제어 컴포넌트가 장착된 기판 어셈블리 상의 채널을 통해 다른 가스 제어 컴포넌트에 연결되어 있다. 이것은 VCR 부착물 (진공 커플링된 링) 과 벌키 도관 (bulky conduit) 을 통해 일반적으로 부착된 가스 제어 컴포넌트와는 대조적이다.
도 1a 를 참조하면, 가스 스틱 (100) 은 공급 가스를 입력하기 위한 가스 스틱 입력 포트 (102) 를 가질 수도 있다. 본 명세서에 사용되는 용어 가스는 제한하기 위해 의도된 것은 아니며, 임의의 액체, 가스, 또는 액체와 가스의 조합을 포함하는 것을 의미한다. 수동 밸브 (104) 는 공급 가스의 공급 또는 공급 격리를 수행하기 위해 사용될 수도 있다. 수동 밸브 (104) 는 또한 그 위에 로크아웃/태그아웃 디바이스 (106) 를 가질 수도 있다. 작업자 안전 조절부는 종종, 플라즈마 프로세싱 제조 장비가 로크아웃/태그아웃 메커니즘과 같은 활성화 방지 능력을 포함할 것을 요구한다. 일반적으로, 로크아웃은, 에너지-격리 디바이스를 안전 위치에 홀딩하기 위해, 키 또는 콤비네이션 타입의 로크와 같은 포지티브 수단을 사용하는 디바이스이다. 태그아웃 디바이스는 일반적으로, 확립된 절차에 따라 에너지-격리 디바이스에 단단히 고착될 수 있는 부착물의 수단 및 태그와 같은 임의의 돌출한 경고 디바이스이다.
레귤레이터 (108) 는 가스 압력 또는 공급 가스를 조절하기 위해 사용될 수도 있고, 압력 게이지 (110) 는 공급 가스의 압력을 모니터링하기 위해 사용될 수도 있다. 일 실시형태에 있어서, 압력은 미리 설정되어 조절될 필요가 없을 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 압력을 표시하기 위한 디스플레이를 갖는 압력 트랜스듀서 (도시하지 않음) 가 사용될 수도 있다. 압력 트랜스듀서는 레귤레이터 (108) 옆에 위치될 수도 있다. 필터 (112) 는 공급 가스 내의 불순물을 제거하기 위해 사용될 수도 있다. 프라이머리 셧-오프 밸브 (114) 는 임의의 부식성 공급 가스가 가스 스틱 내에 남는 것을 방지하기 위해 사용될 수도 있다. 프라이머리 셧-오프 밸브 (114) 는 밸브가 비활성화 (폐쇄) 되도록 하여, 이어서 가스 스틱 내의 플라즈마 가스 흐름을 효과적으로 중지시키는 자동 공압식 동작 밸브 어셈블리를 갖는 2-포트 밸브일 수도 있다. 일단 비활성화되면, 질소와 같은 비-부식성 퍼지 가스를 사용하여 가스 스틱을 퍼징할 수도 있다. 퍼지 밸브 (116) 는 퍼지 프로세스를 제공하기 위해 3-포트 (진입 포트, 출구 포트 및 방출 포트) 를 가질 수도 있다.
퍼지 밸브 (116) 에 근접하여 MFC (118) 가 존재할 수도 있다. MFC (118) 는 공급 가스의 유속을 정확하게 측정한다. 퍼지 밸브 (116) 를 MFC (118) 옆에 위치시키는 것은, 사용자로 하여금 MFC (118) 내의 임의의 부식성 공급 가스를 퍼징하도록 한다. MFC (118) 옆의 믹싱 밸브 (120) 는 가스 패널을 통해 다른 공급 가스와 믹싱될 공급 가스의 양을 제어하기 위해 사용될 수도 있다.
가스 스틱의 각 컴포넌트는 매니폴드 블록 위에 위치될 수도 있다. 복수의 매니폴드 블록은 기판 (122), 즉, 가스 스틱 (100) 을 통해 가스의 유로를 생성하는 매니폴드 블록의 층을 형성한다. 가스 전달 컴포넌트는 압력 피팅 밀봉제 (예컨대, C-시일) 등을 갖는 것과 같은 임의의 공지된 수단에 의해 매니폴드 블록 상에 위치될 수도 있다.
도 1b 는 가스 스틱 (100) 을 통한 가스의 현재 흐름을 나타낸다. 가스는 퍼지 밸브 (116) 에서 흘러나와서 유로 A 의 방향으로 MFC (118) 내로 흐를 수도 있다. 그후, 가스는 유로 D 에 의해 나타낸 바와 같이 MFC (118) 에서 흘러나와서 기판 (122) 내로 흘러가서, 믹싱 밸브 (120) 를 통해 그리고 믹싱 매니폴드 (126) 내로 흐를 수도 있다.
도 2 는 낮은 흐름 가스의 지연 시간을 나타내기 위한 도 1b 의 블록도이다. 가스 박스 (200) 는 복수의 MFC (118a, 118b, 118c, 118n) (여기서 n 은 정수임) 를 가질 수도 있다. 각 MFC 는 높은 흐름 MFC 또는 낮은 흐름 MFC 일 수도 있다. 낮은 흐름 가스는 7 sccm 이하의 유속을 가질 수도 있다. 높은 흐름 가스는 7 sccm 보다 큰 유속을 가질 수도 있다. 제한하기 위해 의도된 것이 아니라 예시를 위해, 도 2 에 나타낸 바와 같이, MFC (118c) 는 낮은 흐름 MFC 로서 나타나 있고, MFC (118a) 는 높은 흐름 MFC 로서 나타나 있다. 그러나, 임의의 MFC 는 높은 흐름 MFC 또는 낮은 흐름 MFC 중 어느 하나일 수도 있다.
각 MFC (118a~118n) 는 가스 인렛 (142a, 142b, 142c, 142n) 을 통해 믹싱 매니폴드 (126) 와 유체 연통될 수도 있다. 가스 인렛은 수동으로 또는 원격으로 제어될 수도 있는 임의의 타입의 인렛일 수도 있다. 예컨대, 가스 인렛은 개방 또는 폐쇄 위치에 수동으로 위치될 수도 있는 임의의 공지된 접합부 (junction) 일 수도 있다. 다른 예에 있어서, 가스 인렛은 원격 서버 또는 제어기를 통해 제어되어 개방 또는 폐쇄 위치에 원격으로 및/또는 자동으로 위치될 수도 있는 임의의 공지된 밸브일 수도 있다. MFC (118a~118n) 로부터 가스 인렛 (142a~142n) 으로의 가스의 체적은 V1 으로 표시될 수도 있다. 일단 가스가 믹싱 매니폴드 (126) 로 들어가면, 가스는 유로 B 의 방향으로 높은 흐름 MFC (118a) 근처의 믹싱 매니폴드 출구 (140) 로 흐를 수도 있다. 높은 흐름 캐리어 가스는 높은 강제적인 대류를 야기시켜 낮은 흐름 가스를 믹싱 매니폴드 출구 (140) 를 향하게 몰아감으로써 낮은 흐름 가스와의 믹싱의 지연을 최소화시키고자 시도한다. 가스 인렛 (142c) 으로부터 믹싱 매니폴드 출구 (140) 로의 가스의 체적은 V2 로 표시될 수도 있다.
일단 가스 혼합물이 믹싱 매니폴드 (126) 를 나가면, 가스 혼합물은 격리 챔버 (144) 로 흘러서 프로세스 챔버에서 사용될 때까지 격리 챔버 (144) 에 유지될 수도 있다. 격리 챔버는 듀얼 가스 피드 (dual gas feed) 등과 같이, 사용 이전에 가스를 격리하기 위해 사용되는 임의의 타입의 챔버일 수도 있다.
낮은 흐름 가스가 높은 흐름 캐리어 가스와 믹싱하기 위한 전체 지연 시간 (Total Delay TimeLow Flow Gas) 은, 다음 식에 나타낸 바와 같이, 낮은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드에 도달하는데 걸리는 시간 (Tmm) 과 낮은 흐름 가스가 높은 흐름 캐리어 가스에 의해 확산하는데 걸리는 시간 (Tdiffusion) 의 합으로서 계산될 수도 있다:
Total Delay TimeLow Flow Gas = Tmm + Tdiffusion (1)
낮은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드 (126) 에 도달하기 위한 시간, 또는 낮은 흐름 가스의 관성 지연 (V1 로서 나타냄) 은 다음과 같이 계산될 수도 있다:
Tmm = (V/
Figure 112010048199141-pct00001
)*(Pmm/Pambient) (2)
여기서 V = 가스의 체적
Figure 112010048199141-pct00002
= 낮은 흐름 가스의 질량 유속
Pmm = 믹싱 매니폴드 내의 압력
Pambient = 주변 압력
낮은 흐름 가스가 높은 흐름 캐리어 가스에 의해 확산하는데 걸리는 시간 (Tdiffusion) 은 다음과 같이 계산될 수도 있다:
Tdiffusion ∝ L2/Deffective (3)
여기서 L2 = 낮은 흐름 가스의 확산 계수
Deffective = 확산의 유효 속도
실시예 1
본 명세서에 제공된 예는 단지 예시를 위한 것이며 제한하기 위해 의도된 것은 아니다. MFC 로부터 믹싱 매니폴드로의 낮은 흐름 가스의 현재 체적은 약 4-5 cc (cubic centimeters) 사이에 있을 수도 있고, 믹싱 매니폴드 내의 압력은 약 100 Torr 일 수도 있고, Pambient 는 760 Torr 일 수도 있다. 그리하여, 낮은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드에 도달하기 위한 지연 시간 (Tmm) 은 다음과 같이 계산될 수도 있다:
Figure 112010048199141-pct00003
= 1 sccm
Pmm = 100 Torr
Pambient = 760 Torr
V = 5cc/sec
Figure 112015017045377-pct00020
그리하여, 프로세스 가스가 적절히 믹싱되지 않을 수도 있고 또는 프로세스 가스가 심지어 믹싱 매니폴드 내에서 함께 믹싱되지 않을 수도 있기 때문에, 믹싱 매니폴드로의 가스의 흐름에서의 40 초 지연은, 반응성 이온 에칭 또는 가스 변조된 어플리케이션에서와 같은, 30 초 내지 60 초 지속되는 짧은 프로세스 레시피에 대해 에칭 레이트에 악영향을 미칠 것이다. 추가적으로, 유속이 낮을수록, 지연이 커질 것이다. 그리하여, 시간 지연을 감소시키기 위한 방식은 MFC (118a~118n) 로부터 믹싱 매니폴드 (126) 로의 가스 체적을 줄이거나 또는 낮은 흐름 MFC 근처에 믹싱 매니폴드 출구 (140) 를 위치시키는 것이 있을 수도 있다.
도 3 은 복수의 믹싱 매니폴드 출구를 갖는 예시적인 믹싱 매니폴드의 블록도이다. 믹싱 매니폴드 (126) 는 복수의 믹싱 매니폴드 출구 (148a, 148b, 148c, 148n) 를 가질 수도 있다. 이는 도 3 에서 MFC (118c) 로서 나타낸, 낮은 흐름 MFC 에 근접하여 또는 실질적으로 가까이에 믹싱 매니폴드 출구 (148a~148n) 를 위치시킴으로써 낮은 흐름 가스가 높은 흐름 가스와 믹싱할 때의 지연을 최소화시키는 유연성을 허용한다. 사용시에, MFC (118a) 의 높은 흐름 가스는 가스 인렛 (142a) 을 통해 믹싱 매니폴드 (126) 에 들어갈 수도 있다. 그후, 높은 흐름 가스는 유로 C 의 방향으로 가스 인렛 (142c) 을 통해 믹싱 매니폴드 내로 들어가는 낮은 흐름 가스를 향해 흐를 수도 있다. 그후, 가스 혼합물은 믹싱 매니폴드 출구 (148c) 를 통해 믹싱 매니폴드 (126) 를 나갈 수도 있다. V2New 는 가스 인렛 (142c) 으로부터 믹싱 매니폴드 출구 (148c) 로의 가스의 체적일 수도 있고, 도 2 에 나타낸 V2 미만일 수도 있다.
다수의 믹싱 매니폴드 출구 (148a~148n) 를 가지며 낮은 흐름 MFC 에 근접하거나 또는 가장 가까운 믹싱 매니폴드 출구 (148a~148n) 를 개방함으로써, 낮은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드 (126) 를 나가기 이전에 높은 흐름 가스와 믹싱할 것임을 보장한다. 환언하면, 다수의 매니폴드 출구를 갖는 것은 믹싱 매니폴드 출구로의 낮은 흐름 가스에 대한 지연 또는 흐름 시간을 최소화할 수도 있어서, 낮은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드 (126) 를 나가기 이전에 높은 흐름 가스와 믹싱 가능하게 할 수도 있다.
도 3 에 나타낸 바와 같이, 믹싱 매니폴드 출구 (148a, 148b, 148n) 는 폐쇄될 수도 있고, 믹싱 매니폴드 출구 (148c) 는 다른 믹싱 매니폴드 출구 (148a, 148b, 148n) 보다 낮은 흐름 MFC (118c) 에 인접하거나 또는 보다 가깝기 때문에 개방될 수도 있다. 낮은 흐름 가스가 MFC (118c) 로부터 믹싱 매니폴드 (126) 로 흐름에 따라, 높은 흐름 가스가 MFC (118a) 로부터 믹싱 매니폴드 출구 (148c) 로 동시에 흐를 수도 있다. 높은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드 출구 (148c) 에 도달하는 대로, 높은 흐름 가스는 가스 인렛 (142c) 를 통해 믹싱 매니폴드에 들어가는 낮은 흐름 가스와 믹싱할 수도 있다. 그후, 가스 혼합물은 믹싱 매니폴드 출구 (148c) 를 통해 믹싱 매니폴드 (126) 를 나갈 수도 있다. 그리하여, 낮은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드 출구로 흐르기 위한 지연 시간 또는 지체 시간이 최소화될 수도 있다.
2 종의 가스를 사용하여 나타내었지만, 사용되는 가스의 수는 제한하기 위해 의도된 것이 아니며, 임의의 수의 가스를 사용하여 가스 혼합물을 형성할 수도 있다. 예컨대, MFC (118a 및 118b) 는 둘다 높은 흐름 MFC 일 수도 있고, MFC (118c) 는 낮은 흐름 MFC 일 수도 있다. 다른 예에 있어서, MFC (118a) 는 높은 흐름 MFC 일 수도 있고, MFC (118b) 및 MFC (118c) 는 둘다 낮은 흐름 MFC 일 수도 있다.
일 실시형태에 있어서, 믹싱 매니폴드 출구 (148a~148n) 는 개방 또는 폐쇄 위치에 수동으로 위치될 수도 있는 임의의 공지된 접합부일 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 믹싱 매니폴드 출구 (148a~148n) 는 도 10a 및 도 10b 를 참조하여 더 설명하는 바와 같이, 원격 서버 또는 제어기를 통해 제어되는 밸브일 수도 있다. 그리하여, 믹싱 매니폴드 출구 (148a~148n) 는 개방 또는 폐쇄 위치에 있도록 원격으로 또는 자동으로 제어될 수도 있다.
추가적으로, MFC 는 또한 원격 서버 또는 제어기에 의해 제어될 수도 있다. MFC 는 높은 흐름 MFC 또는 낮은 흐름 MFC 중 어느 하나가 되는 능력을 갖는 광범위 MFC 일 수도 있다. 제어기는 MFC 각각에 있어서의 가스의 유속을 제어하고 변화시키도록 구성될 수도 있다. 그러한 것으로서, 제어기는 각 MFC 의 유속을 변화시키는 능력을 가지며 각 MFC 의 유속을 모니터링하고, 어느 MFC 가 최저 유속을 갖는지를 판단하고, 최저 유속의 MFC 에 인접한 믹싱 매니폴드 출구를 개방하도록 믹싱 매니폴드 출구를 제어하도록 구성될 수도 있다. 이것은 가스 변조 프로세스와 같은 프로세스에서 유용할 수도 있다. 이러한 프로세스는 발명의 명칭이 "High-Performance Etching of Dielectric Films Using Periodic Modulation of Gas Chemistry" 이고 2003 년 4 월 9 일자로 출원된 공동소유 특허 제 6,916,746 호에 상세하게 더 설명되어 있으며, 모든 목적을 위해 참조로서 본 명세서에 통합되어 있다.
제어기는 또한 최저 흐름 MFC 에 인접하지 않은 믹싱 매니폴드 출구에 가깝도록 구성될 수도 있다. 그러나, 제어기는, 낮은 흐름 MFC 가 하나 보다 더 많이 있을 수도 있으므로 사용자가 다수의 출구를 개방하기를 원할 수도 있고, 사용자가 높은 흐름 MFC 에 인접한 믹싱 매니폴드 출구를 개방하기를 원할 수도 있는 등과 같이, 사용자에 의해 결정되는 대로 출구를 개방 및 폐쇄하도록 구성될 수도 있다.
실시예 2
다음 실시예는 오직 예시를 위한 것이며 제한하기 의도된 것은 아니며, 가스, 흐름, 프로세스 등의 임의의 조합이 사용될 수도 있다. 제 1 프로세스에 있어서, 다음 요건이 소망될 수도 있다:
MFC (118a) : 높은 흐름 가스 A
MFC (118b) : 높은 흐름 가스 B
MFC (118c) : 낮은 흐름 가스 C
그리하여, 믹싱 매니폴드 출구 (MME) (148a, 148b, 148n) 는 폐쇄될 수도 있고, MME (148c) 는 개방될 수도 있다.
그후 언제라도, 예컨대 약 20 내지 60 초 이후에, 제 2 프로세스가 소망될 수도 있다. 제 2 프로세스는 다음 요건을 가질 수도 있다:
MFC (118a) : 낮은 흐름 가스 A
MFC (118b) : 높은 흐름 가스 B
MFC (118c) : 높은 흐름 가스 C
그리하여, 믹싱 매니폴드 출구 (MME) (148b, 148c, 148c) 는 폐쇄될 수도 있고, MME (148a) 는 개방될 수도 있다. MFC 및 MME 는 원격 컴퓨터 또는 제어기를 통해 자동으로 변화될 수도 있다.
제 2 프로세스가 완료된 후, 예컨대 약 20 내지 60 초에, 사용자는 제 1 프로세스를 다시 복귀하기를 및/또는 제 3 프로세스를 시작하기를 원할 수도 있다. 이하 알 수 있듯이, 본 발명의 다양한 실시형태를 사용하여 유속, 프로세스 등의 임의의 조합이 수행될 수도 있다.
도 4a 및 도 4b 는 MFC 로부터 믹싱 매니폴드로의 가스 흐름의 체적을 감소시키기 위한 예시적인 플랜지를 나타낸다. 상기 서술된 바와 같이, MFC 로부터 믹싱 매니폴드로의 가스의 체적을 감소시키는 것은 MFC 로부터 믹싱 매니폴드로의 낮은 흐름 가스의 흐름 시간을 감소시킬 수도 있다. 도 4a 는 예시적인 플랜지의 정면 사시도를 나타내고, 도 4b 는 예시적인 플랜지의 배면 사시도를 나타낸다. 플랜지 (400) 는 (도 5 에 나타낸) 믹싱 밸브 (120) 와 같은 가스 전달 컴포넌트와 결합하기 위한 결합 부재 (402; mating member) 를 가질 수도 있다. 원형 결합 부재 (402) 로서 나타내었지만, 결합 부재는 임의의 원하는 가스 전달 컴포넌트와 결합하기 위해 필요한 임의의 형상 및/또는 구성일 수도 있음이 이제 알려질 것이다. 플랜지 (400) 는 가스 전달 컴포넌트와 유체 연통된 가스 인렛 포트 (406) 및 믹싱 매니폴드 (126) 와 유체 연통된 가스 아웃렛 포트 (408) 를 가질 수도 있다.
도 5 는 도 4a 및 도 4b 의 플랜지를 사용하는 가스 스틱에서의 가스의 흐름을 나타낸다. 유로 A 의 방향으로 퍼지 밸브 (116) 로부터 MFC (118) 로의 가스의 흐름은 도 1b 에 나타낸 바와 같은 유로와 유사하다. 그러나, 유로 E 의 방향으로 MFC (118) 로부터 믹싱 매니폴드 (126) 로의 유로는 보다 낮은 체적 V1New 을 가진다. 가스는 (도 1a 및 도 1b 에 나타낸 바와 같이) 기판 (122) 을 통해서라기보다는 MFC (118) 로부터 믹싱 매니폴드 (126) 로 직접 흐른다. 그리하여, V1New 는 V1 보다 더 작다. 추가적으로, V1New 는 1 cc 미만이고, 약 0.01 cc 내지 1 cc 사이가 바람직하다. V1 을 감소시킴으로써, 낮은 흐름 가스의 흐름 시간 지연이 감소될 수도 있다. 일 실시형태에서, 장치는 낮은 흐름 가스 성분을 제공하는 제 1 MFC, 및 높은 흐름 가스 성분을 제공하는 제 2 MFC 를 포함할 수도 있다. 높은 흐름 가스 성분은 높은 흐름 가스 라인을 형성할 수도 있다. 제 1 MFC 와 높은 흐름 가스 라인(V1New) 사이의 체적은 1 cc 미만이다.
플랜지 (400) 의 사용은 또한 효율적인 가스 전달을 야기할 수도 있다. 가스 전달 컴포넌트인 도 5 에 나타낸 바와 같은 믹싱 밸브 (120) 는 x-축을 따라 수평 위치에 위치될 수도 있다. 믹싱 밸브 (120) 를 수평 위치에 위치시키는 것은, 낮은 흐름 가스가 신속하게 측정되고 믹싱 매니폴드 (126) 에 수직으로 흐르는 것을 가능하게 한다. 이 위치는 가스의 체적 V1New 을 감소시킬 뿐만 아니라 가스가 믹싱 매니폴드 (126) 에 방해되지 않고 보다 신속하게 흐르게 한다.
도 6a 및 도 6b 는 예시적인 범용 유체 흐름 어댑터를 나타내는 사시도이다. 가스 스틱은 또한 MFC (118) 로부터 믹싱 매니폴드 (126) 로의 가스 흐름의 체적을 감소시키기 위해 (도 5 에 또한 나타낸) 범용 유체 흐름 어댑터 (600) 로 사용될 수도 있다. 도 6a 는 2-포트 범용 유체 흐름 어댑터의 사시도이고, 도 6b 는 3-포트 범용 유체 흐름 어댑터의 사시도이다. 도 6a 및 도 6b 를 참조하면, 범용 유체 흐름 어댑터 (600) 는, 하면 (604; bottom surface) 에 대향하는 상면 (602; top surface), 제 2 측면 (612) 에 대향하는 제 1 측면 (610), 및 제 2 단부 (606) 에 대향하는 제 1 단부 (608) 를 갖는 단일 구조일 수도 있다. 어댑터 (600) 는 가스 (즉, 가스, 액체, 또는 그 조합) 를 수용하고 연통시키기 위한 복수의 수직 채널 또는 도관 (616) 을 가질 수도 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 도관이란 2 개의 위치들 사이의 가스 또는 유체 연통을 허용하는 채널, 튜브, 라우팅 포트, 파이프 등을 지칭한다. 수직 도관 (616) 은 어댑터 (600) 를 관통하여 어댑터 (600) 의 내부에서 상면 (602) 으로부터 하면 (604) 으로 연장할 수도 있다. 수직 도관 (616) 이 동일 수직축을 따라 직선으로 어댑터 (600) 를 관통하여 연장하는 것으로 나타나 있지만, 수직 도관은 하면 상의 개구와는 상이한 상면 상의 개구를 갖고 있을 수도 있음이 이해될 것이다. 예컨대, 수직 도관 (616) 은 상면 (602) 상에 개구를 가지며, 어댑터 (600) 내에서 수평 도관 (614) 과 교차하고, 상면 (602) 에서의 개구의 수직축과는 상이한 위치에서의 하면 (604) 에서 어댑터 (600) 를 나갈 수도 있다.
도 6a 에 나타낸 바와 같이, 수직 도관 (616) 중 하나가 진입 포트일 수도 있고, 다른 수직 포트 (616) 가 출구 포트일 수도 있다. 도 6b 에 나타낸 바와 같이, 하나의 수직 도관 (616) 이 진입 포트일 수도 있고, 다른 하나의 수직 도관 (616) 이 출구 포트일 수도 있고, 마지막 수직 도관 (616) 이 방출 포트일 수도 있다. 밸브 (예컨대, 도 1a 참조) 와 같은 가스 전달 컴포넌트는 어댑터 (600) 의 상면 (602) 에 커플링되어서 가스가 진입 포트를 통해 밸브에 들어가고 출구 포트를 통해 나갈 수도 있다.
어댑터 (600) 는 또한 가스를 수용하고 연통시키기 위한 복수의 수평 채널 또는 도관 (614) 을 가질 수도 있다. 수평 도관 (614) 은 어댑터 (600) 의 내부에서 제 1 측면 (610) 을 관통하여 제 2 측면 (612) 으로 및/또는 제 1 단부 (608) 로부터 제 2 단부 (606) 로 연장할 수도 있다. 나타낸 바와 같이, 수직 도관 (616) 은 어댑터 (600) 의 내부에서 수평 도관 (614) 과 만날 수도 있고, 수평 도관 (614) 들이 서로 만나서 적어도 하나의 십자형 또는 T 자형 도관을 형성할 수도 있다. 그리하여 가스가 적어도 4 개의 상이한 유로로 흐를 수도 있다.
어댑터 (600) 는 또한 복수의 애퍼처 (620; aperture) 를 가질 수도 있다. 상면 (602) 을 관통하여 하면 (604) 으로 연장하는 애퍼처 (620) 로 나타내었지만, 애퍼처는 부분적으로 상면 (602) 또는 하면 (604) 만을 관통하여 연장할 수도 있다. 추가적으로, 애퍼처 (620) 는 어댑터 (600) 를 가스 전달 컴포넌트 또는 플랜지 (400) 에 커플링하기 위해 스크류 (screw) 와 같은 부착 수단을 수용하도록 설계되거나 또는 스레딩될 (threaded) 수도 있다 (도 5 참조).
본 명세서에 서술되는 다양한 실시형태에서 사용될 수도 있는 추가적인 범용 유체 흐름 어댑터는 발명의 명칭이 "Universal Fluid Flow Adaptor" 이고 2007 년 10 월 12 일자로 출원된 동시-계류중인 출원 제 60/979,788 호 및 발명의 명칭이 "Flexible Manifold For Integrated Gas System Gas Panels" 이고 2007 년 6 월 11 일자로 출원된 동시-계류중인 출원 제 11/761,326 호에 상세하게 더 서술되어 있고, 이들은 모든 목적을 위해 참조로서 본 명세서에 통합되어 있다.
도 7 은 복수의 가스를 동적으로 믹싱하기 위한 방법의 흐름도이다. 2 종의 가스를 사용하여 나타내었지만, 임의의 수의 가스를 사용하여 임의의 원하는 가스 혼합물을 형성할 수도 있음이 이제 알려질 것이다. 추가적으로, 본 명세서에 사용되는 용어 가스는 제한하기 위해 의도된 것이 아니며, 임의의 액체, 가스, 또는 액체와 가스의 조합을 포함하는 것을 의미한다. 단계 700 에서, 제 1 가스가 제 1 가스 인렛에서 믹싱 매니폴드로 제 1 유속으로 수용될 수도 있다. 단계 702 에서, 제 2 가스가 제 2 가스 인렛에서 믹싱 매니폴드로 제 2 유속으로 수용될 수도 있다.
제 1 가스 및 제 2 가스는 복수의 믹싱 매니폴드 출구를 갖는 믹싱 매니폴드 내로 흐를 수도 있다. 이는 낮은 흐름 MFC 근처에 믹싱 매니폴드 출구를 위치시켜 낮은 흐름 가스가 높은 흐름 가스와 믹싱하는 것으로부터의 지연을 최소화하여 낮은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드를 나가기 이전에 높은 흐름 가스와 믹싱하는 것을 보장하는 유연성을 허용한다. 환언하면, 다수의 매니폴드 출구를 갖는 것 및/또는 매니폴드 출구가 낮은 흐름 MFC 에 인접하여 또는 실질적으로 가까이에 위치시키는 것은, 낮은 흐름 가스가 믹싱 매니폴드 출구를 나가기 이전에 높은 흐름 가스와 믹싱하는데 제시간에 믹싱 매니폴드 내로 흐를 정도로 믹싱 매니폴드 내로 흐르는 낮은 흐름 가스 시간을 제공한다.
제 1 유속 및 제 2 유속 중 어느 것이 더 느린지에 대한 판단이 이루어질 수도 있다. 단계 704 에서 제 1 유속이 제 2 유속 미만임을 판단할 경우 제 1 가스 인렛에 인접한 믹싱 매니폴드 출구는 자동으로 개방될 수도 있다. 다른 방식으로, 단계 706 에서 제 2 유속이 제 1 유속 미만임을 판단할 경우 제 2 가스 인렛에 인접한 믹싱 매니폴드 출구는 자동으로 개방될 수도 있다. 믹싱 매니폴드 출구는 개방 또는 폐쇄 위치에 수동으로 제어되거나 또는 원격으로 제어될 수도 있다. 도 10a 및 도 10b 를 참조하여 더욱 설명하듯이, 믹싱 매니폴드 출구는 원격 서버 또는 제어기를 통해 제어되는 밸브일 수도 있다. 그리하여, 믹싱 매니폴드 출구는 개방 또는 폐쇄 위치에 있도록 원격으로 및 자동으로 제어될 수도 있다.
단계 708 에서 프로세스가 완료되지 않는다면, 단계 710 에서 가스 유속이 모니터링될 수도 있다. 각 MFC 는 원격 서버 또는 제어기에 의해 제어될 수도 있다. 각 MFC 는 높은 흐름 MFC 또는 낮은 흐름 MFC 중 어느 하나가 되는 능력을 갖는 광범위 MFC 일 수도 있다. 제어기는 MFC 각각에 있어서의 가스의 유속을 제어하고 변화시키도록 구성될 수도 있다. 그러한 것으로서, 제어기는 각 MFC 의 유속을 동적으로 변화시키는 능력을 가지며 각 MFC 의 유속을 모니터링하고, 어떤 MFC 가 최저 유속을 갖는지를 판단하고, 최저 유속 MFC 에 인접한 믹싱 매니폴드 출구를 개방하고 및/또는 최저 유속 MFC 에 인접하지 않은 믹싱 매니폴드 출구를 폐쇄하도록 믹싱 매니폴드 출구를 제어하도록 구성될 수도 있다. 단계 712 에서 제어기는 유속의 변화를 검출해야 하고, 이 프로세스는 단계 704 에서부터 반복할 수도 있다. 그러한 것으로서, 제 2 유속이 제 1 유속 미만임을 판단할 경우 제 2 믹싱 매니폴드 출구에 인접한 제 2 인렛은 자동으로 개방될 수도 있다.
상기 서술된 실시형태는 다양한 어플리케이션에서 사용될 수도 있다. 예컨대, 도 8 은 반도체 프로세싱을 위한 예시적인 가스 피드 디바이스의 개략도이다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (810) 에 가스 공급 라인 (814) 을 통해 프로세싱 가스가 공급된다. 가스 공급 라인 (814) 은 챔버의 상부 부분에 배열된 샤워헤드 또는 다른 가스 공급 배열체에 프로세스 가스를 제공할 수도 있다. 추가적으로, 가스 공급 라인 (814) 는, 예컨대 기판 지지체에 배열된 가스 아웃렛을 통해 또는 기판 홀더를 둘러싸는 가스 분배 링으로와 같은 챔버의 하부 부분으로 프로세싱 가스를 공급할 수도 있다. 그러나, 대안적인 듀얼 가스 피드 배열체는 챔버의 상단 중심 또는 상단 주변부에 가스를 공급할 수 있다. 프로세싱 가스는 가스 공급부 (816, 818, 820, 830) 로부터 가스 공급 라인 (814) 으로 공급될 수도 있고, 가스 공급부 (816, 818, 820, 830) 로부터의 프로세스 가스는 각각 MFC (822, 824, 826, 832) 에 공급된다. MFC (822, 824, 826, 832) 는 복수의 믹싱 매니폴드 출구 (802a, 802b, 802c, 802n) 를 갖는 믹싱 매니폴드 (828) 에 프로세스 가스를 공급한 후, 믹싱된 가스는 격리 챔버 (804) 로 향한다. 그후, 믹싱된 가스는 가스 흐름 라인 (814) 으로 향해질 수도 있다.
동작시에, 사용자는 플라즈마 프로세싱 챔버로 전달될 믹싱된 흐름의 분율을 선택할 수도 있다. 예컨대, 사용자는 라인 (814) 을 통해 전달되는 250 sccm Ar / 30 sccm C4F8 /15 sccm C4F6 / 22 sccm O2 의 흐름을 선택할 수도 있다. 이 경우 가스 박스 내의 MFC (822, 824, 826, 832) 의 모든 흐름 판독을 합산함으로써 측정될 수 있는 전체 흐름을 비교함으로써, 제어기는 라인 (814) 내의 조임 정도를 조절하여 원하는 흐름 분배를 달성할 수 있다. 대안적으로, 가스 박스 내의 MFC (822, 824, 826, 832) 의 판독을 합산함으로써 전체 흐름을 결정하기보다는, 믹싱된 가스의 전체 흐름을 측정하기 위한 선택적인 전체 흐름 미터가 믹싱 매니폴드 (828) 의 바로 하류에 설치될 수 있다.
다른 예시에서, 도 9 는 본 발명의 실시형태에 사용될 수도 있는 다른 예시적인 플라즈마 프로세싱 챔버 (900) 의 개략도를 나타낸다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (900) 는 한정 링 (902), 상부 전극 (904), 하부 전극 (908), 가스 소스 (910) 및 배출 펌프 (920) 를 포함할 수도 있다. 가스 소스 (910) 는 도 8 을 참조하여 서술한 가스 소스 (910) 와 실질적으로 유사할 수도 있으며, 여기서 서술되지 않을 것이다. 플라즈마 프로세싱 챔버 (900) 내부에, 산화물층이 상부에 증착되는 기판 웨이퍼 (980) 가 하부 전극 (908) 상에 위치되어 있다. 하부 전극 (908) 은 기판 웨이퍼 (980) 를 유지하기 위한 적절한 기판 척킹 메커니즘 (substrate chucking mechanism) (예컨대, 정전기적, 기계적 클램핑 등) 을 통합한다. 반응기 상단 (928) 은 하부 전극 (908) 정반대에 배치된 상부 전극 (904) 을 통합한다. 상부 전극 (904), 하부 전극 (908), 및 한정 링 (902) 은 한정된 플라즈마 체적 (940) 을 정의한다. 가스가 가스 소스 (910) 에 의해 가스 인렛 (943) 을 통해 한정된 플라즈마 체적에 공급되고, 한정된 플라즈마 체적으로부터 한정 링 (902) 및 배출 포트를 통해 배출 펌프 (920) 에 의해 배출된다. 배출 펌프 (920) 는 플라즈마 프로세싱 챔버에 대한 가스 아웃렛을 형성한다. RF 소스 (948) 가 하부 전극 (908) 에 전기적으로 접속된다. 챔버 벽 (952) 은 한정 링 (902), 상부 전극 (904), 및 하부 전극 (908) 이 배치되는 플라즈마 인클로저를 정의한다. RF 소스 (948) 는 27 MHz 전원 및 2 MHz 전원을 포함할 수도 있다. 전극에 RF 전력을 접속시키는 상이한 조합이 가능하다.
본 발명에 의해 요구되는 사이클 시간을 제공하기 위해 변형된 미국 캘리포니아주 프리몬트 소재의 LAM Research Corporation™ 이 제조한 2300 Exelan™ 유전체 에칭 시스템이 본 발명의 바람직한 실시형태에 이용될 수도 있다. 제어기 (935) 는 RF 소스 (948), 배출 펌프 (920), 그리고 가스 소스 (910) 의 복수의 믹싱 매니폴드 출구 (802a~802n) 및 가스 인렛 (850a~850n) (도 8 참조) 에 제어 가능하게 접속된다. 샤워헤드는 가스 인렛 (943) 에 접속될 수도 있다. 가스 인렛 (943) 은 각 가스 소스에 대한 단일 인렛 또는 각 가스 소스에 대한 상이한 인렛 또는 각 가스 소스에 대한 복수의 인렛 또는 다른 가능한 조합일 수도 있다.
도 10a 및 도 10b 는 본 발명의 실시형태에 사용되는 제어기를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템 (1000) 을 도시한다. 도 10a 는 컴퓨터 시스템의 하나의 가능한 물리적 형태를 나타낸다. 물론, 컴퓨터 시스템은 집적 회로, 인쇄회로 보드 및 소형 핸드헬드 디바이스에서부터 대형 슈퍼 컴퓨터까지 이르는 수많은 물리적 형태를 가질 수도 있다. 컴퓨터 시스템 (1000) 은 모니터 (1002), 디스플레이 (1004), 하우징 (1006), 디스크 드라이브 (1008), 키보드 (1010) 및 마우스 (1012) 를 포함한다. 디스크 (1014) 는 컴퓨터 시스템 (1000) 으로 그리고 컴퓨터 시스템 (1000) 으로부터 데이터를 전달하는데 사용되는 컴퓨터 판독가능 매체이다.
도 10b 는 컴퓨터 시스템 (1000) 에 대한 블록도의 예이다. 다양한 서브시스템이 시스템 버스 (1020) 에 부착된다. 프로세서(들) (1022) (또한 중앙 처리장치 또는 CPU 라고 칭함) 는, 메모리 (1024) 를 포함하는 저장 디바이스에 커플링된다. 메모리 (1024) 는 RAM (Random Access Memory) 및 ROM (Read-Only Memory) 을 포함한다. 당업계에 주지된 바와 같이, ROM 은 데이터 및 명령들을 일방향으로 CPU 에 전달하도록 작용하고, RAM 은 양방향 방식으로 데이터 및 명령들을 전달하기 위해 일반적으로 사용된다. 이러한 유형의 메모리들 모두는 이하 설명되는 임의의 적합한 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수도 있다. 또한, 고정 디스크 (1026) 는 CPU (1022) 에 양방향으로 커플링되는데; 그것은 추가적인 데이터 저장 용량을 제공하며, 또한 이하 설명되는 임의의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수도 있다. 고정 디스크 (1026) 는 프로그램, 데이터 등을 저장하는데 사용될 수도 있으며, 일반적으로 주 저장소보다 더 느린 (하드 디스크와 같은) 보조 저장 매체이다. 적절한 경우에, 고정 디스크 (1026) 내에 보존되는 정보가 메모리 (1024) 에서의 가상 메모리로서 표준 방식으로 통합될 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 탈착가능 디스크 (1014) 는 이하 설명되는 임의의 컴퓨터 판독가능 매체의 형태를 취할 수도 있다.
CPU (1022) 는 또한 디스플레이 (1004), 키보드 (1010), 마우스 (1012) 및 스피커 (1030) 와 같은 각종 입/출력 디바이스에 커플링된다. 일반적으로, 입/출력 디바이스는, 영상 디스플레이, 트랙 볼, 마우스, 키보드, 마이크로폰, 터치-감지 디스플레이, 트랜스듀서 카드 판독기, 자기 또는 종이 테이프 판독기, 태블릿 (tablet), 스타일러스 (stylus), 음성 또는 핸드라이팅 인식기, 바이오메트리 판독기, 또는 다른 컴퓨터 중 임의의 것일 수도 있다. CPU (1022) 는 선택적으로 네트워크 인터페이스 (1040) 를 사용하여 다른 컴퓨터 또는 전기통신 네트워크에 커플링될 수도 있다. 이러한 네트워크 인터페이스에 의해, CPU 는 네트워크로부터 정보를 수신했을 수도 있고, 또는 상기 서술한 방법 단계들을 수행하는 과정에서 네트워크에 정보를 출력했을 수도 있다고 생각된다. 또한, 본 발명의 방법 실시형태는 오직 CPU (1022) 상에서만 실행할 수도 있고, 또는 프로세싱의 일부를 공유하는 원격 CPU 와 결합하여 인터넷과 같은 네트워크를 통해 실행할 수도 있다.
부가적으로, 본 발명의 실시형태는 또한 다양한 컴퓨터 구현 동작들을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 갖는 컴퓨터 판독가능 매체를 구비한 컴퓨터 저장 제품에 관한 것이다. 그 매체 및 컴퓨터 코드는 본 발명의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들일 수도 있으며, 또는 컴퓨터 소프트웨어 업계의 당업자에게 이용가능하고 주지된 종류의 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 예는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체; CD-ROM 및 홀로그래픽 디바이스와 같은 광학 매체; 플옵티컬 디스크와 같은 자기광학 매체; 그리고 주문형 집적회로 (ASIC), 프로그램가능 로직 디바이스 (PLD) 및 ROM 및 RAM 디바이스와 같이 프로그램 코드를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 디바이스를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 컴퓨터 코드의 예는 컴파일러에 의해 생성되는 것과 같은 머신 코드 및 인터프리터를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행되는 보다 하이 레벨의 코드를 포함하는 파일들을 포함한다. 컴퓨터 판독가능 매체는 또한 반송파에 포함된 컴퓨터 데이터 신호에 의해 송신되고 프로세서에 의해 실행가능한 명령들의 시퀀스를 나타내는 컴퓨터 코드일 수도 있다.
도 11 은 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 예시적인 방법의 흐름도이다. 상기 서술한 바와 같이, 가스 소스는 원격 제어기에 의해 제어될 수도 있다. 원격 제어기는 각 MFC 를 개방할지 또는 폐쇄할지를 판단하고 각 MFC 의 유속을 판단하기 위해 가스 소스 내의 복수의 MFC 와 통신하도록 구성될 수도 있다. 원격 제어기는 단계 1000 에서 복수의 MFC 중 어느 MFC 가 최저 유속을 갖는지를 판단하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 가질 수도 있다.
원격 제어기는 또한 가스 소스 내의 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브와 통신하여 믹싱 매니폴드 상의 복수의 믹싱 매니폴드 출구 각각을 개방 및/또는 폐쇄하도록 구성될 수도 있다. 원격 제어기는 단계 1102 에서 최저 유속을 갖는 MFC 의 지연 흐름 시간 또는 지체 시간을 최소화하도록 적어도 하나의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 개방하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 가질 수도 있다. 그리하여, MFC 로부터 믹싱 매니폴드 출구로 흐르기 위한 낮은 흐름 가스에 대한 지연 시간 또는 지체 시간은 최소화될 수도 있다.
원격 제어기는 복수의 MFC 각각의 유속을 계속해서 모니터링할 수도 있고, 단계 1104 에서 MFC 유속 중 임의의 유속에 변화가 있는 경우를 판단하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 가질 수도 있다. 다른 실시형태에 있어서, 원격 제어기는 복수의 MFC 중 임의의 MFC 의 유속을 자동으로 변화시킬 수도 있다. 원격 제어기는 유속의 변화를 검출해야 하고, 원격 제어기는 단계 1100 에서부터 프로세스를 반복할 수도 있다.
본 발명의 실시형태 및 어플리케이션을 나타내고 설명하였지만, 본 개시물의 이익을 갖는 당업자에게는 본 발명의 개념으로부터 벗어나지 않는 한 상기 서술된 것보다 더 많은 변형물이 가능하다는 것이 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 복수의 질량 유량 제어기 (MFC; mass flow controller);
    상기 복수의 MFC 각각과 유체 연결된 믹싱 매니폴드;
    상기 믹싱 매니폴드 상에 위치된 복수의 믹싱 매니폴드 출구; 및
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 각각과 유체 연결된 격리 디바이스 (isolation device) 를 포함하는, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 더 포함하고,
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브 각각은 상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 각각에 커플링된, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 각각을 개방 또는 폐쇄하기 위해 각각의 상기 믹싱 매니폴드 출구 밸브와 통신하도록 구성된 컴퓨터를 더 포함하는, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 MFC 각각은 개방되거나 또는 폐쇄되고,
    각각의 개방된 MFC 는 유속을 가지며,
    상기 컴퓨터는,
    상기 복수의 MFC 중 어느 MFC 가 최저 유속을 가지는지를 판단하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드, 및
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브 중 하나의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 개방하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드
    를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 매체는,
    상기 MFC 의 유속 각각에 변화가 있는 경우를 판단하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드, 및
    상기 최저 유속을 갖는 MFC 를 판단하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드를 더 포함하는, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 MFC 중 하나의 MFC 와 상기 믹싱 매니폴드 사이의 가스의 체적은 1 cc (cubic centimeter) 미만인, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 체적은 0.01 cc 내지 1 cc 인, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 믹싱 매니폴드 및 상기 복수의 MFC 각각과 유체 연통된 마운팅 플랜지 (mounting flange) 를 더 포함하는, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 마운팅 플랜지는,
    상기 MFC 와 유체 연통된 가스 인렛 포트, 및
    상기 믹싱 매니폴드와 직접 유체 연통된 가스 아웃렛 포트를 더 포함하는, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 마운팅 플랜지는 가스 전달 컴포넌트와 유체 연통되고,
    상기 가스 전달 컴포넌트는 수평 위치에 위치되는, 복수의 가스의 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  11. 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법으로서,
    각각의 상기 믹싱 매니폴드 출구 밸브는 믹싱 매니폴드 출구를 제어하고, 각각의 상기 믹싱 매니폴드 출구는 믹싱 매니폴드와 격리 디바이스 사이에 연결되고, 복수의 질량 유량 제어기 (MFC) 가 개방되거나 또는 폐쇄되고, 각각의 개방된 MFC 는 유속을 가지며, 상기 믹싱 매니폴드는 상기 복수의 MFC 각각과 유체 연결되고,
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법은,
    상기 복수의 MFC 중 어느 MFC 가 최저 유속을 가지는지를 판단하는 단계; 및
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브 중 하나의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 개방하는 단계를 포함하는, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 개방된 믹싱 매니폴드 출구 밸브는 상기 최저 유속을 갖는 MFC 에 가장 가까운 믹싱 매니폴드 출구를 제어하는, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 MFC 의 유속 각각에 변화가 있는 경우를 판단하는 단계;
    상기 최저 유속을 갖는 MFC 를 판단하는 단계; 및
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브 중 하나의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 개방하는 단계를 더 포함하는, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 복수의 MFC 중 하나의 MFC 와 상기 믹싱 매니폴드 사이의 가스의 체적은 1 cc 미만인, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 체적은 0.01 cc 내지 1 cc 인, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법.
  16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    적어도 하나의 유속을 동적으로 변화시키는 단계를 더 포함하는, 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법.
  17. 낮은 흐름 가스 성분을 제공하는 제 1 MFC; 및
    높은 흐름 가스 성분을 제공하는 제 2 MFC 를 포함하고,
    상기 높은 흐름 가스 성분은 높은 흐름 가스 라인을 형성하고,
    상기 제 1 MFC 와 상기 높은 흐름 가스 라인 사이의 체적은 1 cc 미만인, 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 체적은 0.01 cc 내지 1 cc 인, 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 높은 흐름 가스 라인은 믹싱 매니폴드 내로 흐르는, 가스 혼합물을 제공하는 장치.
  20. 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법을 수행하기 위한 명령들을 포함하는 머신 판독가능한 저장 매체로서,
    각각의 상기 믹싱 매니폴드 출구 밸브는 믹싱 매니폴드 출구를 제어하고, 각각의 상기 믹싱 매니폴드 출구는 믹싱 매니폴드와 격리 디바이스 사이에 연결되고, 복수의 질량 유량 제어기 (MFC) 가 개방되거나 또는 폐쇄되고, 각각의 개방된 MFC 는 유속을 가지며, 상기 믹싱 매니폴드는 상기 복수의 MFC 각각과 유체 연결되고,
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 제어하는 방법은,
    상기 복수의 MFC 중 어느 MFC 가 최저 유속을 가지는지를 판단하는 단계; 및
    상기 복수의 믹싱 매니폴드 출구 밸브 중 하나의 믹싱 매니폴드 출구 밸브를 개방하는 단계를 포함하는, 머신 판독가능한 저장 매체.
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