KR20070012465A - 펄스 질량 유량 이송시스템 및 방법 - Google Patents

펄스 질량 유량 이송시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20070012465A
KR20070012465A KR1020067023519A KR20067023519A KR20070012465A KR 20070012465 A KR20070012465 A KR 20070012465A KR 1020067023519 A KR1020067023519 A KR 1020067023519A KR 20067023519 A KR20067023519 A KR 20067023519A KR 20070012465 A KR20070012465 A KR 20070012465A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
chamber
predetermined amount
mass
time
Prior art date
Application number
KR1020067023519A
Other languages
English (en)
Inventor
알리 샤지이
시드하르쓰 나가르카티
매튜 엠 베젠
윌리엄 알 클락
다니엘 에이 스미스
보라 아제르만
Original Assignee
엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드 filed Critical 엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드
Publication of KR20070012465A publication Critical patent/KR20070012465A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G05D7/0641—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means
    • G05D7/0647—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged in series
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D7/00—Control of flow
    • G05D7/06—Control of flow characterised by the use of electric means
    • G05D7/0617—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials
    • G05D7/0629—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means
    • G05D7/0635—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means
    • G05D7/0641—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means
    • G05D7/0658—Control of flow characterised by the use of electric means specially adapted for fluid materials characterised by the type of regulator means by action on throttling means using a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged for the control of a single flow from a plurality of converging flows
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/935—Gas flow control

Abstract

본 발명은 소정 양의 기체를 이송하는 시스템으로서, 챔버; 챔버로 유입되는 기체를 제어하는 제1 밸브; 챔버로부터 유출되는 기체를 제어하는 제2 밸브; 챔버 내부에서 압력 측정을 제공하는 압력변환기; 시스템에서 이송되는 소정 양의 기체를 제공하는 입력장치; 및 밸브들, 압력변환기 및 입력장치에 연결되는 제어기를 포함한다.
제어기는 입력장치를 통해 소정 양의 기체를 받고, 제2 밸브를 폐쇄하고; 제1 밸브를 개방하고; 압력변환기에서 챔버압력 측정을 받고; 챔버 내부의 압력이 사전에 정해진 수준에 도달하면 유입밸브를 폐쇄한다.
제어기는 챔버 내측에서 기체가 평형상태에 도달하는 것을 허용하도록 사전에 정해진 대기 기간을 기다리며; 시간 = t0 에서 유출밸브를 개방하고; 배출되는 기체의 질량이 소정 질량과 동일하게 되면 시간 = t* 에서 유출밸브를 폐쇄하도록 프로그래밍된 된다.
질량유량, 이송시스템, 이송방법, 제어기, 압력변환기

Description

펄스 질량 유량 이송시스템 및 방법{PULSED MASS FLOW DELIVERY SYSTEM AND METHOD}
본 발명은 대략 반도체 제조장비와 관련된 것으로서, 상세하게는 정밀한 양의 공정기체(process gas)를 반도체 공정챔버로 이송시키기 위한 시스템과 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 전구체 기체(precursor gas)의 펄스 질량 유량을 반도체 공정챔버로 이송시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조 또는 조립은 종종 면밀한 동기화(synchronization)와 정밀하게 계측된 상당량의 기체를 공정챔버로 이송하는 것이 요구된다. 여러 방법이 제조 공정과 많은 개별 공정 단계에서 사용되며, 여기서 반도체 장치가 세척(clean), 연마(polish), 산화(oxdize), 마스크(mask), 식각(etch), 도프(dope), 메탈라이징(metalize) 등이 될 것이 요구될 수 있다. 상기 이용된 단계들, 그들의 특정한 순서 및 관련된 물질들 모두는 특정한 장치들을 만드는데 기여한다.
장치 사이즈가 계속하여 90nm 이하로 축소됨에 따라, 반도체 로드맵은 원자층 증착(atomic layer deposition: ALD) 공정은 다양한 응용 예들, 예를 들어 구리 인터커낵터(copper interconnects)를 위한 경계의 증착, 텅스텐 핵생성 층의 형성 및 고 전도 유전체(high conducting dielectrics)의 제조 등이 요구될 것으로 보고있다. ALD 공정에 있어서, 둘 또는 그 이상의 전구체 기체들은 진공으로 유지되는 공정챔버 내에서 웨이퍼 표면 위를 흐른다. 둘 또는 그 이상의 전구체 기체는 교대방식(alternating manner) 즉 펄스(pulses)로 흐르며, 이러한 기체들은 웨이퍼 표면상에서 사이트들(sites) 또는 기능적 그룹들(functional groups)과 반응할 수 있다. 모든 유용한 사이트들이 전구체 기체들 중 하나(예를 들어 기체 A)로 포화될 때, 반응은 중단되고 정화기체(purge gas)가 공정챔버에서 초과된 전구체 분자들을 정화하기 위해 사용된다. 이러한 공정이 반복되어, 다음 순서의 전구체 기체(즉 기체 B)가 웨이퍼 표면 위를 흐른다. 사이클은 전구체 A의 하나의 펄스, 정화, 전구체 B의 하나의 펄스 및 정화로 정의된다. 이러한 순서는 최종 두께에 도달할 때까지 반복된다. 이러한 순차적이고도 자기한정적인 표면 반응은 사이클 당 하나의 단일층 증착필름이 구비되게 한다.
공정챔버 내부로 유입되는 전구체 기체들의 펄스는 일반적으로, 소정 양의 전구체 기체를 공정챔버 내부로 이송시키기 위하여 소정의 시간 간격 동안 단순히 개방되는 온/오프(on/off) 밸브들을 사용하여 제어된다. 다른 방법으로서, 변환기(transducer), 제어 밸브(control valve)와 제어 및 신호처리 전자장치로 이루어지는 자급식(self contained) 장치인 질량 유량 제어기(mass flow controller)가 단기 간격 동안 질량 또는 기체량에 대응하여 반복적인 기체 유량을 이송시키기 위해 사용된다. 상기 두 경우에 있어서, 공정챔버 내부로 유입되는 물질(질량) 유량 은 실제로는 측정되지 않는다.
반도체 공정챔버 내부로 유입되는 전구체 기체들의 펄스 질량 유량을 측정하고 이송시키기 위한 새롭고 개선된 시스템과 방법은 여전히 요구되고 있다. 바람직하게는 이러한 시스템과 방법이 공정챔버 내부로 유입되는 물질(질량) 유량을 실질적으로 측정하는 것이다. 또한 이러한 시스템과 방법은 바람직하게는 원자층 증착(ALD) 공정과 같은 반도체 제조 공정에 사용할 수 있도록 매우 반복적이고 정밀한 양의 기체상태의 질량을 제공할 것이다.
본 발명은 소정 양의 기체를 이송하기 위한 시스템을 제공한다. 이러한 시스템은 챔버, 챔버 내부로 유입되는 기체 유량을 제어하는 제1 밸브, 챔버로부터 유출되는 기체 유량을 제어하는 제2 밸브, 챔버 내의 압력 측정을 제공하는 압력변환기(pressure transducer), 시스템에서 이송되는 소정의 기체 질량을 제공하기 위한 입력장치(input device), 및 상기 밸브들과 압력변환기 및 입력장치들에 연결되는 제어기(controller)를 포함한다. 제어기는 입력장치를 통해 소정의 기체질량을 받고, 제2 밸브를 폐쇄하고, 제1 밸브를 개방하고, 압력변환기에서 챔버압력 측정치를 받고, 챔버 내의 압력이 사전에 정해진 수준에 도달하면 유입밸브(inlet valve)를 폐쇄하도록 프로그래밍 된다.
다음에, 제어기는 챔버 내부의 기체가 평형상태에 도달하도록 사전에 정해진 대기시간을 가지며, 시간=t0에서 유출밸브(outlet valve)를 개방하고, 배출되는 기체질량이 소정의 질량과 같아지는 시간=t*에서 유출밸브를 폐쇄하도록 프로그래밍 된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 배출되는 질량(Δm)은
Figure 112006082157328-PCT00001
와 같고, 여기서 m(t0)는 시간=t0에서 이송챔버 내의 기체 질량이고, m(t*)는 시간=t*에서 이송챔버 내의 기체 질량이고, V 는 이송챔버의 체적이고, R 은 일반기체상수(8.3145 J/mol K)와 같고, P(t0) 는 시간=t0에서 챔버 내의 압력이고, P(t*) 는 시간=t*에서 챔버 내의 압력이고, T(t0)는 시간=t0에서 챔버 내의 온도이고, T(t*)는 시간=t*에서 챔버 내의 온도이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 시스템은 이송 챔버에 고정되고 제어기에 연결되는 온도탐침을 더 포함하고, 온도탐침은 T(t0) 및 T(t*) 값을 제어기에 직접 제공한다.
본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 상기 시스템은 이송챔버의 벽에 고정되어 제어기에 연결되는 온도탐침을 더 포함한다. T(t0) 및 T(t*) 값은
Figure 112006082157328-PCT00002
식을 사용하여 산출되며, 여기서 ρSTP 는 표준온도 및 표준압력(STP) 하에서의 기체 밀도이고, ρ 는 기체의 밀도와 같고, V 는 챔버의 체적이고, Qout 는 이송챔버로부터 유출되는 기체유량이며, T 는 절대온도와 같고,
Figure 112006082157328-PCT00003
는 비열비(ratio of specific heat)이고, Nu 는 너슬렛 수(Nusslets number)이고, κ 는 기체의 열전도율이고, Cv 는 기체의 정적 비열이고, ℓ은 이송챔버의 특정 길이이고, TW 는 온도탐침에 의해 제공되는 챔버벽의 온도이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이송챔버로부터 유출되는 기체 유량 Qout 는
Figure 112006082157328-PCT00004
식을 이용하여 산출된다.
다른 측면들과 장점들에 있어서, 본 발명은 반도체 공정챔버 내부로 전구체 기체의 펄스 질량 유량을 이송시키기 위한 새롭고 개선된 시스템 및 방법을 제공한다. 본 질량유량 이송시스템 및 방법은 공정챔버 내부로 유입되는 물질(질량)의 양을 실질적으로 측정한다. 추가로 상기 시스템 및 방법은 원자층 증착(ALD)과 같은 반도체 제조 공정에 사용되도록 하기 위하여 매우 반복적이고 정밀한 양의 기체상태 질량을 제공한다.
본 발명의 추가적인 측면들 및 장점들은 아래의 상세한 설명, 도면을 통해 나타나고 기술된 본 발명의 실시예들로부터 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 쉽고 명확하게 이해될 것이다. 본 발명은 여러 다른 실시예들을 가능하게 하고, 여러 세부 항목들은 다양한 명백한 사항에서 수정이 가능할 것이다. 따라서, 본 도면과 기술내용은 제한적이 아니라 사실상 실시예로 간주 되어야 할 것이다.
첨부도면 전반에 걸쳐서, 동일한 참조부호를 가진 구성요소들은 유사한 구성요소를 나타내도록 도면 참조부호가 부여되었다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 펄스 질량 유량 이송시스템의 일 실시예를 나타내는 개략도이고,
도 2는 도 1의 2개의 펄스 질량 이송시스템을 포함하는 원자층 증착시스템의 일 실시예를 나타내는 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 펄스 질량 유량을 이송시키는 방법의 일실시예를 나타내는 개략도로서, 본 방법은 도 1의 펄스 질량 유량 이송시스템을 작동하도록 사용될 수 있고,
도 4는 도 3의 방법이 수행될 때, 도 1의 시스템의 챔버 내에서의 시간 대비 압력의 그래프를 나타내고,
도 5는 도 3의 방법이 완료된 후, 도 1의 시스템의 챔버 내부에서의 시간 대비 압력의 그래프를 나타내고,
도 6은 도 3의 방법이 수행될 때, 도 1의 시스템의 챔버내부에서의 시간대비 실제압력, 실제온도, 실제질량 및 기준온도 및 기준질량의 그래프를 나타내고,
도 7은 종래기술에 따라 진행되는 원자층 증착시스템의 일 실시예를 나타내 는 개략도이다.
도 1에서 본 발명은 질량유량 이송시스템(10)의 일 실시예를 제공하고, 도 2에서 본 발명은 질량유량 이송을 위한 방법(100)의 일 실시예를 제공한다. 상기 시스템(10) 및 방법(100)은 오염되지 않은 공정 기체들의 정밀하게 계측된 양이 반도체 공정챔버로 이송되게 한다. 상기 질량유량 이송시스템(10) 및 방법(100)은 공정챔버 내부로 유입되는 물질(질량)의 양을 실질적으로 측정한다. 또한 상기 시스템 및 방법은 원자층 증착(ALD)과 같은 반도체 제조 공정에 사용하기 위해 매우 반복적으로 정밀한 양의 기체상태 질량을 제공한다. 그러나 본 발명의 시스템(10) 및 방법(100)을 살펴보기에 앞서 배경기술정보를 제공하기 위하여 원자층 증착 장치의 예가 먼저 설명될 것이다.
도 7은 종래기술에 따라 구성된 원자층 증착시스템(30)의 일 실시예를 나타내는 개략도이다. 시스템(30)은 반도체 웨이퍼(wafer) 내지 기판(substrate)(32)을 수용하기 위한 공정챔버(31)를 포함한다. 일반적으로 웨이퍼(32)는 지지대(support 또는 척(chuck))(33)의 상부에 놓이며, 히터(34)는 플라즈마 증착을 위해 척(33) 및 웨이퍼(32)를 가열하도록 척에 결합된다. 공정기체들은 챔버(31)의 일 단에 위치한 기체분배기(35)를 통해 챔버(31)내로 안내된다. 진공펌프(36) 및 스로틀 밸브(37)는 기체 흐름을 웨이퍼 표면을 가로질러 끌어당기도록 대향 단에 위치되고, 공정챔버 내부의 압력을 조절한다.
본 시스템(30)은 또한 다양한 공정기체들을 혼합하기 위한 혼합 매니폴드(mixing manifold)(38)와, 플라즈마를 형성하기 위한 플라즈마 형성영역(39)을 포함한다. 종래기술의 적용을 포함하면서, 기체들을 결합하고 플라즈마를 형성하는 다양한 화학증착(chemical vapor deposition: CVD)기술들이 유용화될 수 있다. 이격되어 형성된 플라즈마는 기체분배기(35)로 공급되어 공정챔버(31) 내부로 공급된다.
혼합 매니폴드(38)는 기체들 및 화학물질들의 안내를 위한 2개의 유입구를 가진다. 캐리어 기체(carrier gas)가 안내되고 그 기체유량은 혼합 매니폴드(38)에서 배분된다. 캐리어 기체는 일반적으로 니트로겐(nitrogen)과 같은 불활성기체가 된다. 또한 혼합 매니폴드(38)는 화학물질들을 위한 2개의 유입구를 가진다. 도 7에 예시된 다이어그램에는, 화학물질 A 및 화학물질 B는 캐리어 기체와 함께 결합되는 것이 나타난다. 공정챔버(31)에 포함된 반도체 웨이퍼(32) 상에서 원자층 증착을 이행하기 위하여 화학물질 A는 제1 전구체 기체에 부속되며, 화학물질 B는 제2 전구체 기체에 부속된다. 화학물질 선택 매니폴드(40)(41)는 조절가능한 많은 밸브를 포함하며, 전구체 기체 A 및 B에 각각 사용될 수 있는 화학물질들을 선택하기 위해 제공된다. 온/오프 타입 밸브(42)(43)는 각각 전구체 기체인 A 및 B를 혼합 매니폴드(38)로 안내하는 것을 조절한다.
웨이퍼(32)가 공정챔버(31) 내부에 놓이면, 챔버 환경은 소정의 파라미터들을 충족하게 된다. 예를 들면, 원자층 증착을 이행하기 위하여 반도체 웨이퍼(32)의 온도를 올리게 된다. 펌프(36)로 만들어진 진공에 의해 기체가 끌어 당겨지면, 캐리어 기체의 유량이 일정하게 조절되도록 캐리어 기체의 흐름 방향이 바뀌게 된다. 원자층 증착이 수행되면, 밸브(42)는 제1 전구체 기체가 캐리어 기체 흐름으로 안내되는 것을 허용하기 위해 개방된다. 미리 설정된 시간이 경과 된 후, 밸브(42)는 폐쇄되고 캐리어 기체는 공정챔버(31)에서 잔존하는 모든 반응물질을 정화한다. 다음에 밸브(43)는 제2 전구체를 캐리어 기체 흐름으로 안내하기 위해 개방된다. 다시 다른 미리 설정된 시간이 경과 된 후 밸브(43)는 폐쇄되고 캐리어 기체는 공정챔버(31)에서 반응물질들을 정화한다. 2개의 화학물질 A 및 B는 반도체 웨이퍼(32) 상에 필름층을 증착하기 위해 원자층 증착사이클을 수행하도록 캐리어 유량 흐름에 교대로 안내된다.
따라서, 공정챔버(31)로 유입되는 전구체 기체들의 펄스는 온/오프 밸브(42)(43)를 사용하여 제어되며, 상기 밸브들은 사전에 정해진 시간동안 공정챔버(31)내로 소정 량의 전구체 기체가 이송되도록 단순히 개방된다. 다른 방법으로서, 변환기, 제어밸브와, 제어 및 신호처리 전자장치로 이루어지는 자급식 장치인 질량 유량 제어기가 공정챔버(31)에 소정 간격으로 반복가능한 기체유량을 이송시키기 위하여 온/오프 밸브 대신에 사용될 수 있다. 양 경우에 있어서, 공정챔버 내로 유입되는 물질(질량)의 양은 실제로는 측정되지 않는다. 대신에 질량 유량을 산출하기 위하여 유량이 제어된다. 그러나 본 발명에 따른 질량 유량 이송시스템(10) 및 방법(100)은 질량유량을 산출하기 위하여 유량을 제어하는 것과는 달리 공정챔버 내로 유입되는 물질(질량) 양을 실질적으로 측정한다.
도 1에 나타난 바와 같이, 상기 질량 유량 이송시스템(10)은 이송챔버(12), 챔버(12)내부로 유입되는 질량 유량을 제어하는 제1 밸브(14) 및 챔버(12)로부터 유출되는 질량유량을 제어하는 제2 밸브(16)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 밸브(14) 및 제2 밸브(16)는 온/오프 밸브를 포함하며, 적어도 제2 밸브 즉 유출밸브(16)는 예를 들어 약 1-5 밀리세컨드(milliseconds: ms)의 비교적 매우 빠른 응답시간을 가진다.
상기 질량유량 이송시스템(10)은 또한 챔버(12) 내부의 압력측정을 제공하는 압력 변환기(18) 및 챔버 상 또는 챔버 내부의 온도 측정을 제공하는 온도 센서(20)를 가진다. 또한 압력 변환기(18)는 예를 들어 약 1-5 ms의 비교적 매우 빠른 응답시간을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 센서(20)는 챔버(12)의 벽에 접촉되어 챔버(12) 벽의 온도 측정을 제공한다. 본 발명의 이송시스템(10)과 함께 사용하기 위한 압력 변환기(18)의 적절한 예로서, 본 발명의 양수인인 엠케이에스 인스트루먼트 오브 안도버, 엠에이(MKS Instruments of Andover) (http://www.mksinst.com)의 바라트론 상표(
Figure 112006082157328-PCT00005
)의 압력 변환기가 사용될 수 있다. 적절한 밸브(14)(16)로서 또한 상기 양수인의 제품이 적절할 수 있다.
질량유량 이송시스템(10)의 입력장치(22)는 (작업자로부터 직접적으로 또는 웨이퍼 처리 컴퓨터 제어기를 통해 간접적으로) 소정의 질량유량을 받으며, 컴퓨터 제어기(즉 컴퓨터 처리 유니트)(Computer Processing Unit: CPU)(24)는 압력 변환기(18), 온도 센서(20), 밸브(14)(16) 및 입력장치(22)에 연결된다. 입력장치(22)는 또한 다른 처리지시를 입력하는데 사용될 수 있다. 출력장치(26)는 제어기(24) 에 연결되어 시스템(10)에 의해 이송된 질량의 표시를 (작업자로부터 직접적으로 또는 웨이퍼 처리 컴퓨터 제어기를 통해 간접적으로) 제공한다. 입력장치(22) 및 출력장치(26)는 키보드 및 모니터를 가진 퍼스널 컴퓨터(PC)와 같은 단일 유니트로 연결될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 질량유량 이송시스템(10)을 2개 포함하는 원자층 증착시스템(130)이 제공될 수 있다. 원자층 증착시스템(130)은 도 7의 종래기술의 원자층 증착시스템(30)과 유사하다. 여기서 유사한 구성요소들은 동일한 도면참조번호로 나타내었다. 그러나 도 2의 원자층 증착시스템(130)은 혼합 매니폴드(38)내로 전구체 기체 A 및 B의 안내를 각각 조절하기 위하여, 도 1에서의 2개의 물질 유량 이송시스템(10)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 1의 질량유량 이송시스템(10)의 제어기(24)는 도 3의 방법(100)을 실행시킨다. 도 1 및 도 3에 나타난 바와 같이, 제어기(24)는 도 3의 '102'에서 도시된 바와 같이, 입력장치(22)를 통해 소정의 질량유량(즉 설정값)을 받고, 도 3의 '104'에서 도시된 바와 같이 유출밸브(16)를 폐쇄시키고, 도 3의 '106'에서 도시된 바와 같이 챔버(12)에 제1 밸브 즉 유입밸브(14)를 개방하고, 도 3의 '108'에서 도시된 바와 같이 압력 변환기(18)를 사용하는 챔버 내부의 압력을 측정하고, 챔버(12) 내부의 압력이 도 3의 '110'에서 도시된 바와 같이 사전에 정해진 수준에 도달하면 유입밸브(14)를 폐쇄하도록 프로그래밍되어 있다. 사전에 정해진 수준의 압력은 사용자가 설정하여 입력장치(22)를 통해 제공될 수 있다. 소정 수준의 압력은 예를 들어 200 torr을 포함한다.
사전에 정해진 대기 기간이 경과 한 후, 챔버(12) 내부의 기체는 평형상태에 도달할 수 있고, 유출밸브(16)는 도 3의 '112'에서 도시된 바와 같이 챔버(12)에서 기체질량을 배출하기 위해 개방된다. 사전에 정해진 대기 기간은 사용자가 설정하여 입력장치(22)를 통해 제공될 수 있다. 사전에 정해진 대기 기간은 예를 들어 3초를 포함할 수 있다. 배출되는 기체질량이 도 3의 '114'에서 도시된 바와 같이 사용자가 설정한 소정의 질량유량과 동일하게 될 때, 유출밸브(16)는 폐쇄된다. 유출밸브(16)는 오직 매우 단기간(예를 들어 100-500 ms)동안 개방된다. 다음에 제어기(24)는 출력장치(26)에 배출되는 기체질량을 제공한다.
고압의 응용예에 있어서, 상기 시스템(10)의 이송챔버(12) 내부의 기체 온도는 온도 탐침(20)을 사용하여 측정될 수 있다. 그러나 저압의 응용예 및 빠른 온도 변화에 있어서, 온도측정을 위해 탐침을 사용하는 것은 정밀한 표시에 불충분할 수 있다. 저압 응용예 및 빠른 온도변화의 경우에 있어서, 기체온도를 평가하기 위하여 사용되는 실시간 물리적 모델은 아래에 기술되는 바와 같다.
이상기체법칙에 기초한 이송챔버(12)내의 총 질량 m은:
Figure 112006082157328-PCT00006
--------------------------------------- 식(1)
여기서 ρ는 밀도이고, V는 체적이고, P는 절대압력이고, T는 절대온도이고, R은 일반기체상수(8,3145 J/mol K)이다.
이송챔버(12)의 밀도의 역학관계는:
Figure 112006082157328-PCT00007
----------------------------------- 식(2)
여기서 Qout 는 이송챔버(12)로부터 유출되는 유량이고, ρSTP 는 표준온도 및 표준압력(STP)조건 하에서의 기체밀도이다.
이송챔버(12) 내부의 온도의 역학관계는:
Figure 112006082157328-PCT00008
------------ 식(3)
여기서
Figure 112006082157328-PCT00009
는 비열비이고, Nu는 너슬렛 수(Nusslets number)이고, κ는 기체의 열전도율이고, Cv는 기체의 정적 비열이고, ℓ은 이송챔버의 특징 길이(characteristic length)이고, TW 는 온도탐침(20)에 의해 제공되는 챔버(12) 벽의 온도이다.
유출 유량 Qout는 다음과 같이 산출될 수 있다.
Figure 112006082157328-PCT00010
------- 식(4)
챔버(12)로부터의 총 이송질량(Δm) 을 계산하기 위하여, 도 1에서 온도탐침(20)을 사용하는 것과 달리, 식(4)는 챔버(12) 내부에서 시간=t 일때의 기체 온도T(t)를 계산하기 위하여 식(3)의 Qout와 치환된다. 압력변환기(18)는 챔버(12) 내부에서 시간=t일때 압력P(t)를 제공한다.
시간 t0 과 t* 사이에서 챔버(12)로부터의 총 이송질량(Δm) 은 다음과 같다.
Figure 112006082157328-PCT00011
----------- 식(5)
도 4는 도 3의 방법(100)이 실시될 때, 도 1의 시스템(10)의 챔버(12) 내부에서의 시간대비 압력 P(t)의 그래프를 나타낸다. 도 5는 도 3의 방법(100)이 완료된 후 도 1의 시스템(10)의 챔버내부에서의 시간대비 압력의 그래프를 나타낸다. 도 6은 도 3의 방법(100)이 실시될 때 도 1의 시스템(10)의 챔버(12) 내부에서의 시간대비 계산특성 또는 실제특성의 그래프를 나타낸다. 보다 상세하게는 도 6의 그래프는 식(3)을 사용하여 계산된 계산온도 내지 모델온도(Tmodel)와; 압력변환기(18)에 의해 제공되는 챔버(12) 내부의 실제압력(P)과; 온도탐침(20)에 의해 제공되는 챔버(12)의 벽의 실제온도(Twall)와; 식(3)에 의해 제공되는 모델온도(Tmodel)를 식(5)에 이용하여 계산된, 이송챔버(12)에서 이송되는 기체의 질량(Mmodel)과; 온도탐침(20)에 의해 제공되는 벽 온도(Twall)를 식(5)에 이용하여 계산된, 이송챔버(12)에서 이송되는 기체의 질량(Mwall)을 포함한다.
다른 측면들과 장점에 있어서, 본 발명은 반도체 이송챔버내부로 전구체 기체들의 펄스 질량 유량을 이송하기 위한 새롭고 개선된 시스템 및 방법을 제공한다. 상기 질량유량 이송시스템 및 방법은 공정챔버 내부로 유입되는 물질(질량)의 양을 실질적으로 측정한다. 또한, 상기 시스템 및 방법은 원자층 증착(ALD)과 같은 반도체 제조 공정들에 사용되도록 매우 반복적이고 정밀한 양의 기체상태의 질량을 제공할 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 청구항에서 밝히는 바와 같이 제한적이라기 보다 예시적으로 사용될 수 있고, 여러 수정 예들과 조합들 및 대체 예들이 청구항에 보다 넓은 측면에서 본 발명의 범위와 기술적 사상을 벗어나지 않은 상태로 본 발명의 통상의 지식을 가진 자들에 의해 유용화될 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 챔버;
    상기 챔버로 유입되는 기체를 제어하는 제1 밸브;
    상기 챔버로부터 유출되는 기체를 제어하는 제2 밸브;
    상기 챔버 내부에서 압력 측정을 제공하는 압력변환기;
    시스템으로부터 이송되는 소정 양의 기체를 제공하는 입력장치; 및
    밸브들, 압력변환기 및 입력장치에 연결되는 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는,
    입력장치를 통해 소정 양의 기체를 받고;
    제2 밸브를 폐쇄하고;
    제1 밸브를 개방하고;
    압력변환기에서 챔버압력 측정치를 받고;
    챔버 내부의 압력이 사전에 정해진 수준에 도달하면 유입밸브를 폐쇄하고;
    챔버 내측에서 기체가 평형상태에 도달하는 것을 허용하도록 사전에 정해진 대기기간 동안 기다리며;
    시간 = t0 에서 유출밸브를 개방하고;
    배출되는 기체의 질량이 소정 질량과 동일하게 되면 시간 = t* 에서 유 출밸브를 폐쇄하도록 프로그래밍되는 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배출되는 질량(△m) 은 하기 식(5) 와 같고,
    여기서 m(t0)는 시간=t0에서 이송챔버 내의 기체 질량이고, m(t*)는 시간=t*에서 이송챔버 내의 기체 질량이고, V 는 이송챔버의 체적이고, R 은 일반기체상수(8.3145 J/mol K)와 같고, P(t0) 는 시간=t0에서 챔버 내의 압력이고, P(t*) 는 시간=t*에서 챔버 내의 압력이고, T(t0)는 시간=t0에서 챔버 내의 온도이고, T(t*)는 시간=t*에서 챔버 내의 온도인 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
    [ 식(5) ]
    Figure 112006082157328-PCT00012
  3. 제2항에 있어서,
    이송챔버에 고정되고 제어기에 연결되는 온도탐침을 더 포함하며,
    상기 온도탐침은 T(t0) 및 T(t*)를 제어기에 직접 제공하는 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    이송챔버에 고정되고 제어기에 연결되며 하기 식(3)을 사용하여 T(t0) 및 T(t*)를 산출하는 제어기를 더 포함하며,
    여기서 ρSTP 는 표준온도 및 표준압력(STP) 하에서의 기체 밀도이고, ρ 는 소정 기체의 밀도와 같고, V 는 챔버의 체적이고, Qout 는 이송챔버로부터 유출되는 기체유량이며, T 는 절대온도와 같고,
    Figure 112006082157328-PCT00013
    는 비열비(ratio of specific heat)이고, Nu 는 너슬렛 수(Nusslets number)이고, κ 는 기체의 열전도율이고, Cv 는 기체의 정적 비열이고, ℓ은 이송챔버의 길이이고, Tw 는 온도탐침에 의해 제공되는 챔버벽의 온도인 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
    [ 식(3) ]
    Figure 112006082157328-PCT00014
  5. 제4항에 있어서
    이송챔버로부터 유출되는 기체 유량은 하기 식(4)를 사용하여 산출되는 r서을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
    [ 식(4) ]
    Figure 112006082157328-PCT00015
  6. 제1항에 있어서,
    상기 사전에 정해진 수준의 압력은 입력장치를 통해 제공되는 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 사전에 정해진 대기 기간은 입력장치를 통해 제공되는 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    제어기에 연결되는 출력장치를 더 포함하며,
    상기 제어기는 상기 출력장치로 배출되는 기체의 질량을 제공하도록 프로그래밍된 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    제2 밸브를 통해 이송챔버에 연결되는 공정챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 압력변환기는 약 1-5 ms의 응답시간을 가지는 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    제2 밸브는 약 1-5 ms의 응답시간을 가지는 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 시스템.
  12. 챔버를 제공하고;
    상기 챔버로 부터 이송되는 소정 양의 기체를 받고;
    상기 챔버로부터 유출되는 기체 흐름을 차단하고;
    상기 챔버 내부로 유입되는 기체 흐름을 허용하고;
    상기 챔버 내의 압력을 측정하고;
    챔버 내의 압력이 사전에 정해진 수준에 도달하면 챔버 내부로의 추가적인 기체유입을 차단하고;
    챔버 내부의 기체가 평형상태에 도달하도록 사전에 정해진 대기기간 동안 대기하고;
    시간=t0에서 챔버로부터 유출되는 기체 흐름을 허용하고; 및
    배출된 기체 질량이 소정 질량과 같아지는 시간=t*에서 챔버로부터 유출되는 기체 흐름을 중지시키는 것을 포함하는
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배출된 질량(△m)은 하기 식(5)와 같고,
    여기서 m(t0)는 시간=t0에서 이송챔버 내의 기체 질량이고, m(t*)는 시간=t*에서 이송챔버 내의 기체 질량이고, V 는 이송챔버의 체적이고, R 은 일반기체상수(8.3145 J/mol K)와 같고, P(t0) 는 시간=t0에서 챔버 내의 압력이고, P(t*) 는 시간=t*에서 챔버 내의 압력이고, T(t0)는 시간=t0에서 챔버 내의 온도이고, T(t*)는 시간=t*에서 챔버 내의 온도인 것을 특징으로 하는
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
    [ 식(5) ]
    Figure 112006082157328-PCT00016
  14. 제13항에 있어서,
    이송챔버의 벽의 온도를 측정하는 것을 더 포함하며,
    상기 벽의 온도측정은 T(t0) 및 T(t*)를 직접 제어기에 제공하는
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    이송챔버 벽의 온도 측정은 하기 식(3)을 사용하여 T(t0) 및 T(t*)를 산출하며,
    여기서 ρSTP 는 표준온도 및 표준압력(STP) 하에서의 기체 밀도이고, ρ 는 소정기체의 밀도와 같고, V 는 챔버의 체적이고, Qout는 이송챔버 외부로의 기체유량이며, T 는 절대온도와 같고,
    Figure 112006082157328-PCT00017
    는 비열비(ratio of specific heat)이고, Nu 는 너슬렛 수(Nusslets number)이고, κ 는 기체의 열전도율이고, Cv 는 기체의 정적 비열이고, ℓ은 이송챔버의 길이이고, TW 는 온도탐침에 의해 제공되는 챔버벽의 온도인
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
    [ 식(3) ]
    Figure 112006082157328-PCT00018
  16. 제15항에 있어서,
    이송챔버로부터 유출되는 기체 유량은 하기 식(4)를 이용하여 산출되는
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
    [ 식(4) ]
    Figure 112006082157328-PCT00019
  17. 제12항에 있어서,
    사전에 정해진 수준의 압력은 입력장치를 통해 받는
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
  18. 제12항에 있어서,
    사전에 정해진 대기 기간은 입력장치를 통해 받는
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    배출된 기체의 질량을 출력장치에 제공하는 것을 더 포함하는
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    이송챔버로부터 배출된 기체 질량을 받기 위해 공정챔버를 이송챔버에 연결하는 것을 더 포함하는
    소정 양의 기체를 이송하는 방법.
KR1020067023519A 2004-04-12 2005-02-23 펄스 질량 유량 이송시스템 및 방법 KR20070012465A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/822,358 2004-04-12
US10/822,358 US7628860B2 (en) 2004-04-12 2004-04-12 Pulsed mass flow delivery system and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070012465A true KR20070012465A (ko) 2007-01-25

Family

ID=34961152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067023519A KR20070012465A (ko) 2004-04-12 2005-02-23 펄스 질량 유량 이송시스템 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (4) US7628860B2 (ko)
EP (3) EP2390382A3 (ko)
JP (2) JP2007535617A (ko)
KR (1) KR20070012465A (ko)
CN (1) CN101023199A (ko)
TW (1) TWI366640B (ko)
WO (1) WO2005103328A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170006412A (ko) * 2015-07-08 2017-01-18 주식회사 유진테크 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법
US9644266B2 (en) 2013-03-29 2017-05-09 Tokyo Electron Limited Film forming apparatus, gas supply device and film forming method
US10031531B2 (en) 2011-02-25 2018-07-24 Mks Instruments, Inc. System for and method of multiple channel fast pulse gas delivery
US10126760B2 (en) 2011-02-25 2018-11-13 Mks Instruments, Inc. System for and method of fast pulse gas delivery
US10353408B2 (en) 2011-02-25 2019-07-16 Mks Instruments, Inc. System for and method of fast pulse gas delivery

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3985899B2 (ja) * 2002-03-28 2007-10-03 株式会社日立国際電気 基板処理装置
US20060060139A1 (en) * 2004-04-12 2006-03-23 Mks Instruments, Inc. Precursor gas delivery with carrier gas mixing
US7628861B2 (en) * 2004-12-17 2009-12-08 Mks Instruments, Inc. Pulsed mass flow delivery system and method
US7628860B2 (en) * 2004-04-12 2009-12-08 Mks Instruments, Inc. Pulsed mass flow delivery system and method
US7735452B2 (en) 2005-07-08 2010-06-15 Mks Instruments, Inc. Sensor for pulsed deposition monitoring and control
JP2007211326A (ja) * 2006-02-13 2007-08-23 Nec Electronics Corp 成膜装置および成膜方法
FI122749B (fi) * 2007-12-20 2012-06-29 Beneq Oy Pinnoitusmenetelmä
JP4961381B2 (ja) * 2008-04-14 2012-06-27 株式会社日立国際電気 基板処理装置、基板処理方法及び半導体装置の製造方法
US20090317547A1 (en) * 2008-06-18 2009-12-24 Honeywell International Inc. Chemical vapor deposition systems and methods for coating a substrate
US7891228B2 (en) * 2008-11-18 2011-02-22 Mks Instruments, Inc. Dual-mode mass flow verification and mass flow delivery system and method
US8151814B2 (en) * 2009-01-13 2012-04-10 Asm Japan K.K. Method for controlling flow and concentration of liquid precursor
US8790464B2 (en) * 2010-01-19 2014-07-29 Mks Instruments, Inc. Control for and method of pulsed gas delivery
US8997686B2 (en) * 2010-09-29 2015-04-07 Mks Instruments, Inc. System for and method of fast pulse gas delivery
US9348339B2 (en) 2010-09-29 2016-05-24 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for multiple-channel pulse gas delivery system
JP5506655B2 (ja) * 2010-12-28 2014-05-28 株式会社堀場エステック 材料ガス制御装置、材料ガス制御方法、材料ガス制御プログラム及び材料ガス制御システム
US8833383B2 (en) 2011-07-20 2014-09-16 Ferrotec (Usa) Corporation Multi-vane throttle valve
US20130025786A1 (en) 2011-07-28 2013-01-31 Vladislav Davidkovich Systems for and methods of controlling time-multiplexed deep reactive-ion etching processes
US9958302B2 (en) 2011-08-20 2018-05-01 Reno Technologies, Inc. Flow control system, method, and apparatus
US9188989B1 (en) 2011-08-20 2015-11-17 Daniel T. Mudd Flow node to deliver process gas using a remote pressure measurement device
CN103031544A (zh) * 2011-09-29 2013-04-10 中国科学院微电子研究所 一种可快速处理数据的原子层沉积设备
TWI458843B (zh) * 2011-10-06 2014-11-01 Ind Tech Res Inst 蒸鍍裝置與有機薄膜的形成方法
US20130152857A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Intermolecular, Inc. Substrate Processing Fluid Delivery System and Method
US10002747B2 (en) * 2012-03-27 2018-06-19 Lam Research Corporation Methods and apparatus for supplying process gas in a plasma processing system
JP5960614B2 (ja) * 2012-03-29 2016-08-02 Ckd株式会社 流体制御システム、流体制御方法
US20130312663A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Applied Microstructures, Inc. Vapor Delivery Apparatus
FR2994455B1 (fr) * 2012-08-10 2014-09-05 Faurecia Sys Echappement Ensemble de fourniture d'un flux dose de gaz, procede associe, ligne d'echappement de vehicule equipee d'un tel ensemble
JP6017396B2 (ja) * 2012-12-18 2016-11-02 東京エレクトロン株式会社 薄膜形成方法および薄膜形成装置
CN104018114A (zh) * 2014-02-26 2014-09-03 徐杰 一种提高激光氮化效果的气体分压装置
CN106103796B (zh) * 2014-03-13 2019-10-22 Mks 仪器公司 用于快速脉冲气体输送的系统和方法
JP6415215B2 (ja) * 2014-09-26 2018-10-31 株式会社Ｋｏｋｕｓａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム
US11144075B2 (en) 2016-06-30 2021-10-12 Ichor Systems, Inc. Flow control system, method, and apparatus
US10838437B2 (en) 2018-02-22 2020-11-17 Ichor Systems, Inc. Apparatus for splitting flow of process gas and method of operating same
US10303189B2 (en) 2016-06-30 2019-05-28 Reno Technologies, Inc. Flow control system, method, and apparatus
US10679880B2 (en) 2016-09-27 2020-06-09 Ichor Systems, Inc. Method of achieving improved transient response in apparatus for controlling flow and system for accomplishing same
US11447861B2 (en) * 2016-12-15 2022-09-20 Asm Ip Holding B.V. Sequential infiltration synthesis apparatus and a method of forming a patterned structure
US10663337B2 (en) 2016-12-30 2020-05-26 Ichor Systems, Inc. Apparatus for controlling flow and method of calibrating same
JP7107648B2 (ja) 2017-07-11 2022-07-27 株式会社堀場エステック 流体制御装置、流体制御システム、流体制御方法、及び、流体制御装置用プログラム
KR20200092375A (ko) 2017-12-01 2020-08-03 엠케이에스 인스트루먼츠 인코포레이티드 라디칼 가스 및 단기 분자를 위한 다중 센서 가스 샘플링 검출 시스템 및 사용 방법
US10725484B2 (en) 2018-09-07 2020-07-28 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for pulse gas delivery using an external pressure trigger
JP7281285B2 (ja) * 2019-01-28 2023-05-25 株式会社堀場エステック 濃度制御装置、及び、ゼロ点調整方法、濃度制御装置用プログラム
US11404290B2 (en) * 2019-04-05 2022-08-02 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for pulse gas delivery
US11513108B2 (en) 2020-01-14 2022-11-29 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for pulse gas delivery with concentration measurement
JP7122334B2 (ja) * 2020-03-30 2022-08-19 Ckd株式会社 パルスショット式流量調整装置、パルスショット式流量調整方法、及び、プログラム
JP7122335B2 (ja) * 2020-03-30 2022-08-19 Ckd株式会社 パルスショット式流量調整装置、パルスショット式流量調整方法、及び、プログラム
KR20230007427A (ko) * 2020-04-24 2023-01-12 램 리써치 코포레이션 무전환 가스 도징 (divertless gas-dosing)
GB2594488B (en) * 2020-04-29 2022-09-07 Bramble Energy Ltd Fuel pressure regulator, method of regulating fuel pressure and method of measuring a volume of fluid flow
US11791172B2 (en) 2020-06-18 2023-10-17 Applied Materials, Inc. Methods of controlling gas pressure in gas-pulsing-based precursor distribution systems
WO2022065114A1 (ja) * 2020-09-24 2022-03-31 東京エレクトロン株式会社 ガスを供給する装置、基板を処理するシステム、及びガスを供給する方法
JP2024512898A (ja) 2021-03-03 2024-03-21 アイコール・システムズ・インク マニホールドアセンブリを備える流体流れ制御システム
KR20240013760A (ko) * 2021-05-21 2024-01-30 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 대기로부터 진공 챔버로의 일관된 알려진 체적의 액체 금속 또는 금속 합금 이송
US11629821B1 (en) 2022-01-19 2023-04-18 Praxair Technology, Inc. Gas dosing apparatus with directional control valve
CN115167574B (zh) * 2022-09-08 2023-02-28 拓荆科技(上海)有限公司 阀门温控装置及气相沉积设备

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1228444A (ko) 1967-04-12 1971-04-15
US4373549A (en) * 1979-02-12 1983-02-15 Hewlett-Packard Company Mass flow/pressure control system
US4364413A (en) 1981-01-07 1982-12-21 The Perkin-Elmer Corporation Molar gas-flow controller
US4640221A (en) * 1985-10-30 1987-02-03 International Business Machines Corporation Vacuum deposition system with improved mass flow control
US4717596A (en) * 1985-10-30 1988-01-05 International Business Machines Corporation Method for vacuum vapor deposition with improved mass flow control
JPS62273714A (ja) * 1986-05-21 1987-11-27 Clarion Co Ltd 有機金属ガス供給方法および装置
JPH01110218A (ja) * 1987-10-24 1989-04-26 Denki Kagaku Keiki Co Ltd 気体流量計及び気体流量制御装置
US4911101A (en) * 1988-07-20 1990-03-27 General Electric Company Metal organic molecular beam epitaxy (MOMBE) apparatus
US5225366A (en) * 1990-06-22 1993-07-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus for and a method of growing thin films of elemental semiconductors
JPH0766919B2 (ja) * 1991-02-20 1995-07-19 株式会社半導体プロセス研究所 半導体製造装置
US5565038A (en) * 1991-05-16 1996-10-15 Intel Corporation Interhalogen cleaning of process equipment
JPH05127755A (ja) * 1991-11-06 1993-05-25 Denki Kagaku Keiki Kk 気体流量制御装置
JP2692770B2 (ja) * 1992-09-30 1997-12-17 シーケーディ株式会社 マスフローコントローラ流量検定システム
JP3468859B2 (ja) * 1994-08-16 2003-11-17 富士通株式会社 気相処理装置及び気相処理方法
US5684245A (en) 1995-11-17 1997-11-04 Mks Instruments, Inc. Apparatus for mass flow measurement of a gas
US5625152A (en) 1996-01-16 1997-04-29 Mks Instruments, Inc. Heated pressure transducer assembly
US5868159A (en) * 1996-07-12 1999-02-09 Mks Instruments, Inc. Pressure-based mass flow controller
TW479773U (en) 1996-12-01 2002-03-11 Tadahiro Ohmi Fluid control valve and fluid supply/exhaust system
US6062256A (en) * 1997-02-11 2000-05-16 Engineering Measurements Company Micro mass flow control apparatus and method
US5849092A (en) * 1997-02-25 1998-12-15 Applied Materials, Inc. Process for chlorine trifluoride chamber cleaning
US5865205A (en) * 1997-04-17 1999-02-02 Applied Materials, Inc. Dynamic gas flow controller
JP3932389B2 (ja) * 1998-01-19 2007-06-20 Ｓｍｃ株式会社 マスフローコントローラの自己診断方法
JP3830670B2 (ja) * 1998-09-03 2006-10-04 三菱電機株式会社 半導体製造装置
EP1096351A4 (en) * 1999-04-16 2004-12-15 Fujikin Kk FLUID SUPPLY DEVICE OF THE PARALLEL BYPASS TYPE, AND METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING THE FLOW OF A VARIABLE FLUID TYPE PRESSURE SYSTEM USED IN SAID DEVICE
US6119710A (en) * 1999-05-26 2000-09-19 Cyber Instrument Technologies Llc Method for wide range gas flow system with real time flow measurement and correction
US6812157B1 (en) 1999-06-24 2004-11-02 Prasad Narhar Gadgil Apparatus for atomic layer chemical vapor deposition
US6503330B1 (en) 1999-12-22 2003-01-07 Genus, Inc. Apparatus and method to achieve continuous interface and ultrathin film during atomic layer deposition
JP3905678B2 (ja) 2000-02-28 2007-04-18 株式会社堀場製作所 薄膜堆積方法とその装置および薄膜堆積方法に用いるｆｔｉｒガス分析計並びに薄膜堆積方法に用いる混合ガス供給装置
US6673323B1 (en) * 2000-03-24 2004-01-06 Applied Materials, Inc. Treatment of hazardous gases in effluent
KR100444149B1 (ko) * 2000-07-22 2004-08-09 주식회사 아이피에스 Ald 박막증착설비용 클리닝방법
US6613695B2 (en) * 2000-11-24 2003-09-02 Asm America, Inc. Surface preparation prior to deposition
US6814096B2 (en) * 2000-12-15 2004-11-09 Nor-Cal Products, Inc. Pressure controller and method
US6631334B2 (en) * 2000-12-26 2003-10-07 Mks Instruments, Inc. Pressure-based mass flow controller system
JP2004522219A (ja) * 2000-12-28 2004-07-22 チャン，ヨン−チュル タイムベースの質量流量制御装置とそれを用いた質量流量制御方法
US7094614B2 (en) * 2001-01-16 2006-08-22 International Business Machines Corporation In-situ monitoring of chemical vapor deposition process by mass spectrometry
JP4071449B2 (ja) * 2001-03-27 2008-04-02 株式会社東芝 センサ異常検出方法及びセンサ異常検出装置
US6564824B2 (en) * 2001-04-13 2003-05-20 Flowmatrix, Inc. Mass flow meter systems and methods
US6761770B2 (en) * 2001-08-24 2004-07-13 Aviza Technology Inc. Atmospheric pressure wafer processing reactor having an internal pressure control system and method
US6701066B2 (en) * 2001-10-11 2004-03-02 Micron Technology, Inc. Delivery of solid chemical precursors
TW552490B (en) * 2001-10-18 2003-09-11 Ckd Corp Apparatus and method of pulse type flow rate adjustment
WO2003062490A2 (en) * 2002-01-17 2003-07-31 Sundew Technologies, Llc Ald apparatus and method
US6730367B2 (en) * 2002-03-05 2004-05-04 Micron Technology, Inc. Atomic layer deposition method with point of use generated reactive gas species
KR100996816B1 (ko) * 2002-03-28 2010-11-25 프레지던트 앤드 펠로우즈 오브 하바드 칼리지 이산화규소 나노라미네이트의 증기증착
JP2003294506A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Able Corp ガス量測定装置
US20030234047A1 (en) * 2002-06-24 2003-12-25 Ali Shajii Apparatus and method for dual processor mass flow controller
CN1688948B (zh) * 2002-07-19 2010-05-26 布鲁克斯器具有限公司 在质量流动控制器中用于压力补偿的方法和装置
US6772072B2 (en) * 2002-07-22 2004-08-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for monitoring solid precursor delivery
US6887521B2 (en) 2002-08-15 2005-05-03 Micron Technology, Inc. Gas delivery system for pulsed-type deposition processes used in the manufacturing of micro-devices
TW200408323A (en) * 2002-08-18 2004-05-16 Asml Us Inc Atomic layer deposition of high k metal oxides
AR041013A1 (es) * 2002-12-04 2005-04-27 Yt Ingenieria Ltda Aparato dosificador de gas y metodo para dosificar cantidades predeterminadas de gas
US7089134B2 (en) * 2003-01-17 2006-08-08 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for analyzing gas flow in a gas panel
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
DE10345824A1 (de) * 2003-09-30 2005-05-04 Infineon Technologies Ag Anordnung zur Abscheidung von atomaren Schichten auf Substraten
US7647886B2 (en) * 2003-10-15 2010-01-19 Micron Technology, Inc. Systems for depositing material onto workpieces in reaction chambers and methods for removing byproducts from reaction chambers
US20050095859A1 (en) 2003-11-03 2005-05-05 Applied Materials, Inc. Precursor delivery system with rate control
US7072743B2 (en) * 2004-03-09 2006-07-04 Mks Instruments, Inc. Semiconductor manufacturing gas flow divider system and method
US7628860B2 (en) * 2004-04-12 2009-12-08 Mks Instruments, Inc. Pulsed mass flow delivery system and method
US7628861B2 (en) * 2004-12-17 2009-12-08 Mks Instruments, Inc. Pulsed mass flow delivery system and method
JP2005322668A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Renesas Technology Corp 成膜装置および成膜方法
US7216019B2 (en) * 2004-07-08 2007-05-08 Celerity, Inc. Method and system for a mass flow controller with reduced pressure sensitivity
US7474968B2 (en) * 2005-03-25 2009-01-06 Mks Instruments, Inc. Critical flow based mass flow verifier

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10031531B2 (en) 2011-02-25 2018-07-24 Mks Instruments, Inc. System for and method of multiple channel fast pulse gas delivery
US10126760B2 (en) 2011-02-25 2018-11-13 Mks Instruments, Inc. System for and method of fast pulse gas delivery
US10353408B2 (en) 2011-02-25 2019-07-16 Mks Instruments, Inc. System for and method of fast pulse gas delivery
US10969799B2 (en) 2011-02-25 2021-04-06 Mks Instruments, Inc. System for and method of fast pulse gas delivery
US9644266B2 (en) 2013-03-29 2017-05-09 Tokyo Electron Limited Film forming apparatus, gas supply device and film forming method
KR20170006412A (ko) * 2015-07-08 2017-01-18 주식회사 유진테크 기판 처리 장치 및 기판 처리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
TWI366640B (en) 2012-06-21
US7628860B2 (en) 2009-12-08
EP1735480A1 (en) 2006-12-27
CN101023199A (zh) 2007-08-22
WO2005103328A1 (en) 2005-11-03
US20050223979A1 (en) 2005-10-13
US7829353B2 (en) 2010-11-09
US7615120B2 (en) 2009-11-10
EP2390382A3 (en) 2012-01-25
TW200604464A (en) 2006-02-01
EP2410076A1 (en) 2012-01-25
US20070039549A1 (en) 2007-02-22
JP2007535617A (ja) 2007-12-06
EP2390382A2 (en) 2011-11-30
JP2012237070A (ja) 2012-12-06
US20070039550A1 (en) 2007-02-22
US20070042508A1 (en) 2007-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070012465A (ko) 펄스 질량 유량 이송시스템 및 방법
US7628861B2 (en) Pulsed mass flow delivery system and method
KR100541050B1 (ko) 가스공급장치 및 이를 이용한 반도체소자 제조설비
CN107236937B (zh) 基板处理装置、气体供给方法、基板处理方法和成膜方法
US8997686B2 (en) System for and method of fast pulse gas delivery
WO2006065911A1 (en) Pulsed mass flow measurement system and method
US7195930B2 (en) Cleaning method for use in an apparatus for manufacturing a semiconductor device
KR101523976B1 (ko) 펄스형 가스 운반 제어 및 방법
US20060207503A1 (en) Vaporizer and method of vaporizing a liquid for thin film delivery
KR20230003198A (ko) 석영 결정 미세저울 농도 모니터링
US20230029724A1 (en) System and method for monitoring precursor delivery to a process chamber

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application