KR20170015176A - 가스 전달 시스템 - Google Patents

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KR20170015176A
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요시에 키무라
제임스 아담스
요코 야마구치 아담스
토니 젬락
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램 리써치 코포레이션
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Abstract

기판 프로세싱 시스템을 위한 가스 전달 시스템은 제 1 매니폴드 및 제 2 매니폴드를 포함한다. 가스 전달 서브시스템은 가스 소스들로부터 가스들을 선택적으로 전달한다. 가스 전달 서브 시스템은 제 1 가스 혼합물을 제 1 매니폴드로 전달하고 제 2 가스 혼합물을 제 2 매니폴드로 전달한다. 가스 스플리터는 제 2 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 유입부, 제 1 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 제 1 유출부, 및 제 2 유출부를 포함한다. 가스 스플리터는 제 2 가스 혼합물을 제 1 유출부로 출력되는 제 1 플로우 레이트의 제 1 부분 및 제 2 유출부로 출력되는 제 2 플로우 레이트의 제 2 부분으로 스플릿한다 (split). 기판 프로세싱 시스템의 제 1 존 및 제 2 존은 가스 스플리터의 제 1 유출부 및 제 2 유출부와 각각 유체로 연통한다.

Description

가스 전달 시스템{GAS DELIVERY SYSTEM}
본 개시는 가스 전달 시스템들, 보다 구체적으로 기판 프로세싱 시스템들을 위한 가스 전달 시스템들에 관한 것이다.
본 명세서에 제공된 배경기술 설명은 일반적으로 본 개시의 맥락을 제공하기 위한 것이다. 본 발명자들의 성과로서 본 배경기술 섹션에 기술되는 정도의 성과 및 출원시 종래 기술로서 인정되지 않을 수도 있는 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템들은 프로세싱 챔버 및 페데스탈을 포함한다. 반도체 웨이퍼와 같은 기판은 프로세싱 동안 페데스탈 상에 배치된다. 기판 프로세싱 시스템들은 기판 상의 막을 증착, 에칭 또는 달리 처리하도록 사용될 수도 있다.
가스 전달 시스템들은 프로세싱 챔버 내로 가스 혼합물들을 전달하도록 사용된다. 가스 혼합물들은 하나 이상의 프로세스 가스들 및/또는 전구체 가스들을 포함한다. 프로세스 또는 레시피의 다양한 단계들 동안 상이한 가스 혼합물들이 프로세싱 챔버로 공급된다. 정지 시간 (downtime) 을 개입시키지 않고 상이한 가스 혼합물들을 신속하고 정확하게 공급하는 것은 전체 프로세싱 시간을 감소시킨다.
현재 가스 전달 시스템들은 질량 유량 제어기들 (MFCs) 에 의해 매니폴드에 연결된 가스 소스들을 갖는 가스 전달 서브시스템을 포함한다. 매니폴드의 유출부는 기판 프로세싱이 일어나는 프로세싱 챔버에 연결된다. 별도의 가스 공급부는 가스 또는 가스들의 혼합물을 프로세싱 챔버의 제 2 존으로 공급할 수도 있다.
이제 도 1을 참조하면, 가스 전달 시스템 (10) 은, 가스 밸브들 및 질량 유량 제어기들 (MFCs) 을 포함하는 가스 전달 서브시스템 (11) 에 연결된 N 개의 가스 소스들을 포함하고, 여기서 N은 1보다 큰 정수이다. 밸브들 및 MFC들은 N 개의 프로세스 가스 소스들 중 하나 이상으로부터 가스 혼합물들을 공급하도록 사용된다. 가스 전달 서브시스템 (11) 의 출력들은, 가스들이 혼합되는 혼합 매니폴드 (12) 로 입력되고, 복수의 가스 유출부들 중 하나 이상으로 출력된다. 밸브 연결된 매니폴드 (13) 는 혼합 매니폴드 (12) 의 복수의 가스 유출부들 중 하나 이상으로부터의 가스들을 수용하고 가스 혼합물을 프로세싱 챔버의 제 1 존으로 출력한다. 튜닝 가스 소스 (14) 는 밸브 (15) (그리고 선택가능하게 MFC) 를 통해 제 2 존으로 튜닝 가스 혼합물을 공급한다.
프로세싱 챔버의 제 2 존으로의 가스들의 혼합물로 하여금 변화되게 하기 위해, 부가적인 가스 소스들 및 MFC들이 제 2 매니폴드와 함께 제공될 수도 있다. 대안적으로, MFC로의 가스 연결부가 변화되고, 이는 재구성을 필요로 하고 통상적으로 프로세스 단계들 또는 레시피들 사이에서 수행될 수 없다. 또 다른 방법에서, 프로세싱 챔버로 공급되던 제어기로부터의 플로우는 대신 제 1 매니폴드와 제 2 매니폴드 간의 가스 플로우를 스위칭하는 밸브들을 갖는 제 2 매니폴드를 사용하여 제 2 존으로 공급된다.
기판 프로세싱 시스템을 위한 가스 전달 시스템은 제 1 매니폴드 및 제 2 매니폴드를 포함한다. 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스 소스들로부터 N 개의 가스들을 선택적으로 전달한다. 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스들 중 P 개의 가스들을 포함하는 제 1 가스 혼합물을 제 1 매니폴드로 전달하고, N 개의 가스들 중 Q 개의 가스들을 포함하는 제 2 가스 혼합물을 제 2 매니폴드로 전달하도록 구성되고, 여기서 N, P 및 Q는 정수들이다. P + Q는 N 이하이고, 그리고 N은 2보다 크다. 가스 스플리터는 제 2 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 유입부, 제 1 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 제 1 유출부 및 제 2 유출부를 포함한다. 가스 스플리터는, 가스 스플리터의 제 1 유출부로 출력되는 제 1 플로우 레이트의 제 1 부분 및 가스 스플리터의 제 2 유출부로 출력되는 제 2 플로우 레이트의 제 2 부분으로 제 2 가스 혼합물을 스플릿한다 (split). 기판 프로세싱 시스템의 제 1 존은 가스 스플리터의 제 1 유출부와 유체로 연통하고 기판 프로세싱 시스템의 제 2 존은 가스 스플리터의 제 2 유출부와 유체로 연통한다.
다른 특징들에서, 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스 채널들을 포함하고, 가스 채널들 각각은, N 개의 가스 소스들 중 하나와 유체로 연통하는 유입부를 포함하는 제 1 밸브를 포함한다. 질량 유량 제어기는 제 1 밸브의 유출부와 유체로 연통하는 유입부를 포함한다. 제 2 밸브는 질량 유량 제어기의 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 제 1 매니폴드와 선택적으로 유체로 연통하는 유출부를 포함한다. 제 3 밸브는 질량 유량 제어기의 유출부와 유체로 연통하는 유출부 및 제 2 매니폴드와 선택적으로 유체로 연통하는 유출부를 포함하는를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 밸브는 제 2 매니폴드로 밸러스트 (ballast) 가스를 선택적으로 공급하도록 밸러스트 가스 소스와 연통한다. 제 2 밸브는 가스 스플리터의 제 2 유출부로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급하도록 밸러스트 가스 소스와 유체로 연통한다. 제 1 밸브는, 제 2 가스 혼합물의 플로우 레이트가 가스 스플리터를 통해 초크된 플로우 상태 (choked flow condition) 를 생성하기에 불충분할 때 제 2 매니폴드로 밸러스트 가스를 공급한다.
다른 특징들에서, 가스 스플리터는 M 개의 밸브들 및 M 개의 밸브들 중 대응하는 밸브와 연통하는 M 개의 제한된 오리피스들을 포함한다. M 개의 제한된 오리피스들 중 적어도 2 개는 상이한 오리피스 사이즈들을 갖는다.
기판 프로세싱 시스템 가스 전달 시스템 및 프로세싱 챔버를 포함한다. 기판 지지부는 프로세싱 챔버 내에 배치된다. 제 1 주입기는 프로세싱 챔버의 제 1 위치에 배치된다. 제 1 주입기는 제 1 존에 대응한다. 제 2 주입기는 제 1 위치로부터 이격된 프로세싱 챔버의 제 2 위치에 배치된다. 제 2 주입기는 제 2 존에 대응한다.
다른 특징들에서, 프로세싱 챔버는 유전체 윈도우를 포함한다. 제 1 주입기는 유전체 윈도우의 개구부에 배치된다. 프로세싱 챔버는 측벽들을 포함한다. 제 2 주입기는 측벽들 중 적어도 하나 상에 배치된다.
다른 특징들에서, 제 1 밸브는 가스 스플리터의 제 1 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다. 제 2 밸브는 가스 스플리터의 제 2 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다.
다른 특징들에서, 제어기는 제 2 가스 혼합물의 제 1 부분 및 제 2 가스 혼합물의 제 2 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 계산한다.
다른 특징들에서, 압력 센서는 프로세싱 챔버 내에 배치되고 제어기와 연통한다. 제어기는, 제 1 밸브를 진공으로 개방하고 제 2 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고; 프로세싱 챔버 내에서 캘리브레이션 가스 및 제 2 가스 혼합물 중 하나의 제 1 부분의 압력의 상승 레이트를 측정하고; 제 2 밸브를 진공으로 개방하고 제 1 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고; 그리고 프로세싱 챔버 내에서 캘리브레이션 가스 및 제 2 가스 혼합물 중 하나의 제 2 부분의 압력의 상승 레이트를 측정함으로써, 제 2 가스 혼합물의 제 1 부분 및 제 2 가스 혼합물의 제 2 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 계산한다.
다른 특징들에서, 제 1 매니폴드는 가스 전달 서브시스템과 유체로 연통하는 제 1 혼합 매니폴드 및 제 1 혼합 매니폴드와 유체로 연통하는 제 1 밸브 연결된 매니폴드를 포함한다. 제 2 매니폴드는 가스 전달 서브시스템과 유체로 연통하는 제 2 혼합 매니폴드 및 제 2 혼합 매니폴드와 유체로 연통하는 제 2 밸브 연결된 매니폴드를 포함한다.
기판 프로세싱 시스템을 위한 가스 전달 시스템은 제 1 매니폴드 및 제 2 매니폴드를 포함한다. 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스 소스들로부터 N 개의 가스들을 선택적으로 전달한다. 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스들 중 P 개의 가스들을 포함하는 제 1 가스 혼합물을 제 1 매니폴드로 전달하고, N 개의 가스들 Q 개의 가스들을 포함하는 제 2 가스 혼합물을 제 2 매니폴드로 전달하도록 구성되고, 여기서 N, P 및 Q는 정수들이고, P + Q는 N 이하이고, 그리고 N은 2보다 크다.
제 1 가스 스플리터는 제 1 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 유입부, 제 1 유출부 및 제 2 유출부를 포함한다. 제 1 가스 스플리터는 제 1 가스 스플리터의 제 1 유출부로 출력되는 제 1 부분 및 제 1 가스 스플리터의 제 2 유출부로 출력되는 제 2 부분으로 제 1 가스 혼합물을 스플릿한다. 제 2 가스 스플리터는 제 2 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 유입부, 제 1 유출부, 제 2 유출부, 및 제 3 유출부를 포함한다. 제 2 가스 스플리터는 제 2 가스 스플리터의 제 1 유출부로 출력되는 제 1 부분, 제 2 가스 스플리터의 제 2 유출부로 출력되는 제 2 부분, 및 제 1 가스 스플리터의 제 3 유출부로 출력되는 제 3 부분으로 제 2 가스 혼합물을 스플릿한다. 기판 프로세싱 시스템의 제 1 존은 제 1 가스 스플리터의 제 1 유출부 및 제 2 가스 스플리터의 제 1 유출부와 유체로 연통한다. 기판 프로세싱 시스템의 제 2 존은 제 1 가스 스플리터의 제 2 유출부 및 제 2 가스 스플리터의 제 2 유출부와 유체로 연통한다. 기판 프로세싱 시스템의 제 3 존은 제 2 가스 스플리터의 제 3 유출부와 유체로 연통한다.
다른 특징들에서, 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스 채널들을 포함하고, 가스 채널들 각각은, 제 1 밸브 및 제 1 밸브의 유출부와 유체로 연통하는 유입부를 포함한다. 제 2 밸브는 질량 유량 제어기의 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 제 1 매니폴드와 선택적으로 유체로 연통하는 유출부를 포함한다. 제 3 밸브는 질량 유량 제어기의 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 제 2 매니폴드와 선택적으로 유체로 연통하는 유출부를 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 밸브는 제 1 매니폴드로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급하도록 밸러스트 가스 소스와 유체로 연통한다. 제 2 밸브는 제 2 매니폴드로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급하도록 밸러스트 가스 소스와 유체로 연통한다. 제 2 밸브는 제 2 가스 혼합물의 플로우 레이트가 제 2 가스 스플리터를 통해 초크된 플로우 상태를 생성하기에 불충분할 때 제 2 매니폴드로 밸러스트 가스를 공급한다.
다른 특징들에서, 제 1 가스 스플리터는 M 개의 밸브들 및 M 개의 밸브들 중 대응하는 하나와 연통하는 M 개의 제한된 오리피스들을 포함한다. M 개의 제한된 오리피스들 중 적어도 2 개는 상이한 오리피스 사이즈를 갖는다.
다른 특징들에서, 제 1 밸브는 제 2 가스 스플리터의 제 1 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다. 제 2 밸브는 제 2 가스 스플리터의 제 2 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다. 제 3 밸브는 제 2 가스 스플리터의 제 3 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다. 제 4 밸브는 제 2 가스 스플리터의 제 3 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 제 3 존과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다.
다른 특징들에서, 제어기는 제 1 튜닝 가스 혼합물의 플로우 레이트 및 제 2 튜닝 가스 혼합물의 플로우 레이트가 제 2 가스 스플리터를 통해 초크된 플로우 상태를 생성하기에 불충분할 때 제 1 밸브, 제 2 밸브 및 제 4 밸브를 폐쇄하고 제 3 튜닝 가스 혼합물을 진공으로 방향전환하도록 구성된다.
기판 프로세싱 시스템은 가스 전달 시스템, 프로세싱 챔버, 프로세싱 챔버 내에 배치된 기판 지지부, 프로세싱 챔버의 제 1 위치에 배치되고 중앙 주입기 및 측부 주입기 (side injector) 를 포함하는 제 1 주입기를 포함한다. 중앙 주입기는 제 1 존에 대응하고 측부 주입기는 제 2 존에 대응한다. 제 2 주입기는 제 1 위치로부터 이격된 프로세싱 챔버의 제 2 위치에 배치된다. 제 2 주입기는 제 3 존에 대응한다.
다른 특징들에서, 프로세싱 챔버는 유전체 윈도우를 포함한다. 제 1 주입기는 유전체 윈도우 내의 캐비티 내에 배치된다. 프로세싱 챔버는 측벽들을 포함한다. 제 2 주입기는 측벽들 중 적어도 하나 상에 배치된다.
다른 특징들에서, 제 1 밸브는 제 2 가스 스플리터의 제 1 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다. 제 2 밸브는 제 2 가스 스플리터의 제 2 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다. 제 3 밸브는 제 2 가스 스플리터의 제 3 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함한다.
다른 특징들에서, 제어기는 제 2 가스 혼합물의 제 1 부분, 제 2 가스 혼합물의 제 2 부분 및 제 2 가스 혼합물의 제 3 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 계산한다.
다른 특징들에서, 압력 센서는 프로세싱 챔버 내에 배치되고 제어기와 연통한다. 제어기는, 제 2 밸브 및 제 3 밸브를 진공으로 개방하고; 제 1 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고; 프로세싱 챔버 내에서 캘리브레이션 가스 및 제 2 가스 혼합물 중 하나의 제 1 부분의 압력의 제 1 상승 레이트를 측정하고; 제 1 밸브 및 제 3 밸브를 진공으로 개방하고; 제 2 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고; 프로세싱 챔버 내에서 캘리브레이션 가스 및 제 2 가스 혼합물 중 하나의 제 2 부분의 압력의 제 2 상승 레이트를 측정하고; 제 1 밸브 및 제 2 밸브를 진공으로 개방하고; 제 3 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고; 그리고 프로세싱 챔버 내에서 캘리브레이션 가스 및 제 2 가스 혼합물 중 하나의 제 3 부분의 압력의 제 3 상승 레이트를 측정함으로써, 제 2 가스 혼합물의 제 1 부분, 제 2 가스 혼합물의 제 2 부분 및 제 2 가스 혼합물의 제 3 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 계산한다.
다른 특징들에서, 제어기는 제 1 상승 레이트, 제 2 상승 레이트, 및 제 3 상승 레이트에 기초하여, 제 2 가스 혼합물의 제 1 부분, 제 2 가스 혼합물의 제 2 부분 및 제 2 가스 혼합물의 제 3 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 결정한다.
본 개시의 추가 적용가능 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 단지 예시를 목적으로 의도되고, 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않았다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부된 도면들로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 가스 전달 시스템의 기능적 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 가스 전달 시스템의 예의 기능적 블록도이다.
도 3a는 본 개시에 따른 가스 밸브들 및 질량 유량 제어기들을 포함하는 가스 전달 시스템의 예의 기능적 블록도이다.
도 3b는 밸러스트 가스를 공급하기 위한 밸브들 및 MFC의 기능적 블록도이다.
도 4는 본 개시에 따른 밸브 연결된 매니폴드의 예의 기능적 블록도이다.
도 5는 본 개시에 따른 듀얼 가스 피드의 예의 기능적 블록도이다.
도 6은 본 개시에 따른 듀얼 가스 피드의 또 다른 예의 기능적 블록도이다.
도 7은 본 개시에 따른 프로세싱 챔버의 예의 기능적 블록도이다.
도 8은 본 개시에 따른 제어 시스템의 예의 기능적 블록도이다.
도 9는 본 개시에 따른 가스 전달 시스템의 또 다른 예의 기능적 블록도이다.
도 10은 도 9의 가스 전달 시스템을 위한 듀얼 가스 피드의 예의 기능적 블록도이다.
도 11은 도 9의 가스 전달 시스템을 위한 트리플 가스 피드의 예의 기능적 블록도이다.
도 12는 도 9의 가스 전달 시스템을 위한 트리플 가스 피드의 또 다른 예의 기능적 블록도이다.
도 13 내지 도 15는 본 개시에 따른 다양한 예시적인 동작 모드들의 도 9의 가스 전달 시스템의 예들의 기능적 블록도들이다.
도 16 내지 도 18은 플로우 레이트들을 캘리브레이팅하기 위한 방법들의 예들을 예시한다.
도 19 및 도 20은 저 플로우 레이트 조건들에서 밸러스트 가스를 사용하기 위한 방법들의 예들을 예시한다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하도록 재사용될 수도 있다.
관련 출원들의 교차 참조
본 출원은 2015년 7월 30일 출원된 미국 특허 가 출원 제 62/199,031 호의 이익을 주장하고, 상기 출원은 전체가 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시에 따른 가스 전달 시스템들 및 방법들은 주 프로세스 가스와 튜닝 가스의 상이한 혼합물들로 하여금 프로세싱 챔버 내 2 이상의 존들로 제공되게 하는 한편, 동일한 가스를 (가스 소스를 복제하지 않고) 2 이상의 존들로 공급하도록 단일 질량 유량 제어기들의 사용을 허용한다. 이는 가스 혼합물들로 하여금 감소된 비용 및 복잡도로 존들에 제공되게 한다.
가스들은 때때로, 주 프로세스 가스 매니폴드 및 튜닝 가스 매니폴드로 본 명세서에서 지칭되는 2 이상의 매니폴드들 중 하나로 질량 유량 제어기들 (MFCs) 을 통해 공급된다. 가스 각각에 대한 목적지 매니폴드는 밸브들을 사용하여 선택될 수 있다. 일부 예들에서, 선택가능하게 주 프로세스 가스 매니폴드로부터의 플로우는 상이한 플로우 레이트들로 동일한 가스 조성을 각각 갖는 2 이상의 플로우들로 스플릿될 수도 있다. 일부 예들에서, 플로우들은 멀티존 주입기들, 2 이상의 주입기들, 샤워헤드, 측부 주입기들, 등을 사용하여 프로세싱 챔버의 상이한 존들로 공급된다.
일부 예들에서, 주 프로세스 가스 스플릿은 연속적으로 제어가능한 제 1 가스 플로우 스플리터 또는 플로우 제한 오리피스들의 선택가능한 뱅크들을 사용하여 수행된다. 튜닝 가스 매니폴드로부터의 플로우는, 통상적으로 주 프로세스 가스 플로우를 위해 사용된 제 1 가스 플로우 스플리터보다 하나 더 많은 유출부를 갖는 제 2 가스 플로우 스플리터를 사용하여 스플릿된다. 일부 예들에서, 제 2 가스 플로우 스플리터의 일 브랜치로부터의 플로우는 프로세싱 챔버의 다른 영역, 통상적으로 웨이퍼 주변의 최외곽 존 아웃보드 (outboard) 로 지향된다 (예컨대 STG (부 튜닝 가스)).
제 2 가스 플로우 스플리터로부터의 플로우들은 제 1 가스 플로우 스플리터로부터 다운스트림의 주 가스 플로우들과 재결합될 수도 있다. 밸러스트 가스의 별도의 전달은 부 튜닝 가스 혼합물의 플로우를 미리 결정된 최소 레벨로 증가시키기 위해 STG 플로우와 결합될 수도 있다. 그 결과는 가스들의 많은 목표된 혼합물들이 값비싼 MFC들의 수를 증가시키지 않고 프로세싱 챔버의 존들로 전달될 수도 있다는 것이다. 게다가, 전달 시스템으로 공급된 모든 프로세스 가스는 부 튜닝 가스로서 사용될 수도 있는 한편, 또한 동시에 (동일한 가스를 전달하기 위한 하드웨어를 두번 제공하지 않고) 주 프로세스 가스 플로우로 사용된다.
본 개시의 시스템들 및 방법들은, 프로세싱 챔버의 상이한 존들로의 가스 전달의 유연한 선택을 제공하면서, 가스 제어 스틱들의 수를 최소화하도록 튜닝 가스 매니폴드로부터의 가스를 주 프로세스 가스 매니폴드로부터의 플로우와 재결합한다.
이제 도 2를 참조하면, 가스 전달 시스템 (18) 이 도시된다. N 개의 가스 소스들은 밸브들 및 질량 유량 제어기들 (MFCs) 을 포함하는 가스 전달 서브시스템 (20) 에 연결되고, 여기서 N은 2보다 큰 정수이다. 일부 예들에서, N은 17과 같지만, 보다 크거나 보다 작은 N 값들이 사용될 수도 있다. 제 1 혼합 매니폴드 (24) 는 가스 전달 서브시스템 (20) 의 출력부들과 유체로 연통한다. 제 1 혼합 매니폴드 (24) 의 하나 이상의 출력부들은, 주 프로세스 가스 혼합물을 출력하는 제 1 밸브 연결된 매니폴드 (26) 와 유체로 연통한다.
제 2 혼합 매니폴드 (30) 는 가스 전달 서브시스템 (20) 의 출력부들과 유체로 연통한다. 제 2 혼합 매니폴드 (30) 의 하나 이상의 출력부들은 제 2 밸브 연결된 매니폴드 (34) 와 유체로 연통한다. (튜닝 가스 혼합물을 포함하는) 제 2 밸브 연결된 매니폴드 (34) 의 출력부는 DGF (dual gas feed) (38) 와 유체로 연통한다. DGF (38) 로부터의 튜닝 가스 혼합물의 제 1 부분은 제 1 밸브 연결된 매니폴드 (26) 에 의한 주 프로세스 가스 출력과 결합되고 이어서 프로세싱 챔버의 제 1 존으로 출력된다. 일부 예들에서, 제 1 존은 프로세싱 챔버의 상단 표면 상에 위치된 주입기에 대응한다.
DGF (38) 로부터의 튜닝 가스 혼합물의 제 2 부분은 밸러스트 가스 (밸러스트 가스 소스 (40) 로부터 밸브 (44) 를 통해) 와 선택적으로 결합되고, 프로세싱 챔버의 제 2 존으로 출력된다. 일부 예들에서, 제 2 존은 프로세싱 챔버의 측벽들을 따라 위치된 부 튜닝 가스 (STG) 위치들에 대응한다. 일부 예들에서, 밸러스트 가스는 헬륨 (He) 을 포함하지만, 하나 이상의 다른 불활성 가스들 또는 임의의 다른 밸러스트 가스들이 사용될 수도 있다. 선택가능하게 밸러스트 가스는 이하에 기술될 바와 같이 일부 동작 모드들 동안 제 2 혼합 매니폴드 (30) 로 공급될 수도 있다.
예를 들어, 튜닝 가스 혼합물이 상대적으로 낮은 플로우 레이트들로 공급될 때, DGF (38) 내의 제한된 오리피스들에서 초크된 플로우 상태를 생성하기에 불충스플릿 플로우가 있을 수도 있다. 초크된 플로우 상태들은 통상적으로 제한된 오리피스에 걸쳐 2 배 이상의 압력 강하가 있을 때 존재한다. 초크된 플로우 상태가 존재할 때, 오리피스를 가로지르는 플로우는 다운스트림 압력에 독립적이다. 따라서, 밸러스트 가스는 튜닝 가스 혼합물이 초크된 플로우 상태를 생성하기 위해 필요한 것보다 낮은 플로우 레이트를 가질 때 제 2 혼합 매니폴드 (30) 로 공급될 수도 있다. 밸러스트 가스는 초크된 플로우 상태를 생성하도록 플로우 레이트를 상승시킨다. 예를 들어, 초크된 플로우 상태는 약 50 sccm에서 일어날 수도 있다. 튜닝 가스 플로우가 50 sccm보다 낮을 때, 밸러스트 가스는 플로우 레이트를 상승시키도록 제 2 혼합 매니폴드 (30) 에 공급될 수 있다. 예를 들어, 10 sccm의 튜닝 가스가 공급된다면, DGF (38) 내의 튜닝 가스와 함께 초크된 플로우 상태를 생성하도록 40 sccm의 밸러스트 가스가 제 2 혼합 매니폴드 (30) 로 공급될 수 있다.
밸브들 (46 및 48) 은 이하에 더 기술될 바와 같이 플로우 레이트 캘리브레이션 동안 진공으로 가스 출력부들을 선택적으로 연결한다.
이제 도 3a를 참조하면, 가스 전달 서브시스템 (20) 은 가스 소스들 (50-1, 50-2, ..., 및 50-N) (집합적으로 가스 소스들 (50)) 을 포함한다. 일부 예들에서, N 개의 가스 소스들은 N 개의 상이한 가스들 또는 가스 혼합물들을 포함한다. 가스 소스들 (50-1, 50-2, ..., 및 50-N) 의 출력부들은 제 1 밸브들 (52-1, 52-2, 및 ... 52-N) (집합적으로 제 1 밸브들 (52)) 의 유입부들과 각각 유체로 연통한다. 제 1 밸브들 (52-1, 52-2, ..., 및 52-N) 의 출력부들은 제 2 밸브들 (54-1, 54-2, ..., 및 54-N) (집합적으로 제 2 밸브들 (54)) 의 유입부들과 각각 유체로 연통한다. 제 2 밸브들 (54-1, 54-2, 및 ... 54-N) 의 출력부들은, 가스 소스들 (50) 의 플로우 레이트들을 제어하는 MFC들 (56-1, 56-2, ..., 및 56-N) (집합적으로 MFC들 (56)) 과 각각 유체로 연통한다. MFC들 (56-1, 56-2, ..., 및 56-N) 은 밸브들 (58-1, 58-2, ..., 및 58-N) (집합적으로 밸브들 (58)) 및 밸브들 (60-1, 60-2, ..., 및 60-N) (집합적으로 밸브들 (60)) 의 유입부들과 각각 유체로 연통한다. 밸브들 (58) 은 제 2 혼합 매니폴드 (30) 와 유체로 연통하고 밸브들 (60) 의 출력부들은 제 1 혼합 매니폴드 (24) 과 유체로 연통한다. N은 1보다 큰 정수이다.
이제 도 3b를 참조하면, 가스 전달 서브시스템 (20) 은 또한 가스 소스 (50-B) 로부터 제 1 매니폴드 및 제 2 매니폴드로 그리고/또는 이하에 더 기술될 바와 같은 다른 위치들로 밸러스트 가스를 전달하도록 사용될 수도 있다. 밸브들 (52-B, 54-B, 58-B 및 60-B) 및 MFC (56-B) 는 상기 기술된 바와 같이 동작한다. 밸브 (61-B) 는 이하에 기술될 바와 같이 다른 위치들로 밸러스트 가스를 전달하도록 사용된다.
이제 도 4를 참조하면, 밸브 연결된 매니폴드 (34) 가 더 상세히 도시되고 유입부 밸브들 (62-1, 62-2, ..., 및 62-T) (집합적으로 유입부 밸브들 (62)) 및 유출부 밸브들 (63)-1, 63-2, ..., 및 63-M) (집합적으로 유출부 밸브들 (63)) 을 포함한다. 유입부 밸브들 (62) 은 제 2 혼합 매니폴드 (30) 및 밸브 연결된 매니폴드 (34) 내의 가스 혼합물의 플로우를 지향성으로 제어하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, T 및 M은 0보다 큰 정수이고 T는 M보다 크거나 같다. 예를 들어, 도 4에서, T=3 및 M=1이다. 도 9의 가스 전달 시스템과 같은 다른 예들에서, 혼합 매니폴드는 생략되고 T는 가스 소스들의 수 (예를 들어 17) 와 같고 M은 2 내지 4와 같지만, 다른 수들의 유입부들 및 유출부들이 사용될 수도 있다.
예를 들어, 일부 상황들에서 제 2 혼합 매니폴드 (30) 로 들어가는 프로세스 가스 혼합물은 제 2 혼합 매니폴드 (30) 의 일 단부에서 수용될 수도 있다. 후속하여, 다른 가스들이 제 2 혼합 매니폴드 (30) 의 중간에서 또는 제 2 혼합 매니폴드 (30) 의 반대편 단부에서 수용될 수도 있다. 밸브들 (62) 은 레시피의 이전 단계로부터의 가스가 제 2 혼합 매니폴드 (30) 및 밸브 연결된 매니폴드 (34) 로부터 적절히 배출된다는 것을 보장하도록 스위칭되고 제어된다.
이제 도 5를 참조하면, DGF (38) 는 튜닝 가스 혼합물을 프로세싱 챔버의 제 1 존 또는 제 2 존으로 공급되는 제 1 부분 및 제 2 부분으로 스플릿하는 가변 스플리터 (65) 를 포함할 수도 있다. 튜닝 가스 혼합물의 제 1 부분 및 제 2 부분은 동일하거나 상이한 플로우 레이트들을 가질 수도 있다. 가변 스플리터 (65) 는 프로세싱 챔버의 제 1 존으로의 제 1 부분 및 제 2 부분의 플로우 레이트들을 각각 조정하도록 그리고/또는 프로세싱 챔버의 제 2 존으로의 제 1 부분 및 제 2 부분의 플로우 레이트들을 각각 조정하도록 이하에 기술된 제어기에 의해 제어될 수도 있다.
이제 도 6을 참조하면, DGF (38) 의 예가 도시된다. DGF (38) 의 유입부는 밸브들 (70-1, 70-2, ..., 및 70-P) (집합적으로 밸브들 (70)) 의 유입부들과 유체로 연통한다. 밸브들 (70) 의 유출부들은 제한된 오리피스들 (72-1, 72-2, ..., 및 72-P) (집합적으로 제한된 오리피스들 (72)) 과 유체로 연통한다. 일부 예들에서, 제한된 오리피스들 (72) 중 적어도 2 개는 상이한 오리피스 사이즈들을 갖는다. 일부 예들에서, 모든 제한된 오리피스들 (72) 은 상이한 사이즈들을 갖는다. 제한된 오리피스들 (72) 의 출력부들은 밸브들 (78 및 80) 의 유입부들과 유체로 연통한다. DGF (38) 의 유입부는 또한 밸브 (74) 의 유입부에 연결된다. 밸브 (74) 의 유출부는 제한된 오리피스 (76) 의 유입부에 연결된다. 일부 예들에서, 모든 제한된 오리피스들 (72) 은 상이한 오리피스 사이즈들을 갖고 제한된 오리피스 (76) 는 제한된 오리피스들 (72) 중 하나와 동일한 오리피스 사이즈를 갖지만, 다른 조합들이 사용될 수 있다. 제한된 오리피스 (76) 의 유출부는 밸브들 (82 및 84) 의 유입부들에 연결된다. 밸브들 (78 및 82) 의 유출부들은 프로세싱 챔버의 제 1 존을 채운다. 밸브들 (80 및 82) 의 유출부들은 프로세싱 챔버의 제 2 존을 채운다.
이해될 수 있는 바와 같이, 밸브들 (82 및 84) 의 상태들은 제한된 오리피스 (76) 를 사용하여 제 1 존 또는 제 2 존을 채우도록 선택될 수 있다. 제 1 존 또는 제 2 존 중 다른 하나는 복수의 제한된 오리피스들 (72) 중 하나를 통해 채워진다. 일부 예들에서, 제어기는 프로세스 가스로 하여금 대응하는 제한된 오리피스(들)를 통해 흐르게 하도록 하나 이상의 밸브들 (70) 을 개방한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 제 1 존 및 제 2 존 각각으로의 튜닝 가스 혼합물의 제 1 부분 및 제 2 부분의 상대적인 가스 플로우들이 조정될 수도 있다.
이제 도 7을 참조하면, 프로세싱 챔버 (86) 의 예가 도시된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 특정한 프로세싱 챔버가 도시되지만, 다른 프로세싱 챔버들이 사용될 수도 있다. 프로세싱 챔버 (86) 는 기판 지지부 (87), 예컨대 정전 척, 페데스탈, 플레이트 또는 다른 기판 지지부를 포함한다. 일부 예들에서, 기판 지지부 (87) 는 저항성 히터들, 냉각 채널들 및/또는 다른 적합한 온도 제어 엘리먼트들을 사용하여 온도 제어된다. 기판 (88) 은 기판 처리 동안 기판 지지부 (87) 상에 배치될 수도 있다. 프로세싱 챔버 (86) 의 상단 표면은 유전체 윈도우 (85) 를 포함할 수도 있다. 유도 코일 (89) 은 유전체 윈도우 (85) 의 대기측 또는 외측 표면 상에 배치될 수도 있다.
주입기 (90) 는 프로세싱 챔버 (86) 내로 프로세스 가스들을 주입하도록 유전체 윈도우 (85) 에 인접하게 배치되거나 유전체 윈도우 (85) 상에 장착될 수도 있다. 일부 예들에서, 주입기 (90) 는 중앙 주입 위치 (91) 및 하나 이상의 에지 주입기 위치들 (92) 을 포함한다. 중앙 주입 위치 (91) 는 기판을 향해 대체로 하향 방향으로 프로세스 가스를 주입한다. 에지 주입기 위치들 (92) 은 중앙 주입 위치 (91) 의 방향에 대해 외측 각으로 프로세스 가스를 주입한다. 프로세싱 챔버는 프로세싱 챔버 (86) 의 측벽들에 배치된 하나 이상의 부 튜닝 가스 주입 위치들 (93) 을 더 포함한다.
이제 도 8을 참조하면, 프로세싱 챔버 (86) 를 위한 제어 시스템의 예가 주 프로세스 가스 플로우 및 튜닝 가스 플로우를 제어하기 위해 밸브들 (96) 및 MFC들 (97) 과 연통하는 제어기 (95) 를 포함하는 것으로 도시된다. 제어기 (95) 는, 유도 코일들 (89) 로 RF 전력을 선택적으로 공급하는 RF 생성기 (98) 와 또한 연통한다. 제어기 (95) 는 또한 프로세싱 챔버 내 압력을 제어하도록 그리고/또는 프로세싱 챔버 (86) 로부터 반응물질들을 선택적으로 배출하도록 펌프 (99) (및 밸브들 (96) 중 대응하는 하나) 를 제어한다. 제어기 (95) 는 또한 프로세싱 챔버 내의 압력을 측정하기 위한 압력 센서 (83) 와 연통한다. 예를 들어, 제어기 (95) 는 이하에 더 기술될 바와 같이 연속적인 상승 레이트 계산들을 사용하여 가스 스플리터를 캘리브레이팅하도록 사용될 수도 있다.
이제 도 9를 참조하면, 가스 전달 시스템 (100) 이 MG (multiple gas)/STG (site tuning gas) 모드 및 RTC (reaction trajectory control) 모드를 위해 구성된다. 도 2의 가스 전달 시스템이 우측으로 주 프로세스 가스를 전달하고 좌측으로 튜닝 가스를 전달하지만, 도 9의 가스 전달 시스템 (100) 은 좌측으로 주 프로세스 가스를 전달하고 우측으로 튜닝 가스를 전달한다. 부가적으로, 도 2의 가스 전달 시스템은 제 1 존 또는 제 2 존으로 상이한 가스 플로우들 및 가스 혼합물들을 전달하지만, 도 9의 가스 전달 시스템은 이하에 더 기술될 바와 같이, 제 1 존, 제 2 존 및 제 3 존으로 상이한 가스 플로우들 및 가스 혼합물들을 전달한다.
N 개의 프로세스 가스 소스들 및 헬륨과 같은 밸러스트 가스는 밸브들 및 MFC들을 포함하는 가스 전달 서브시스템 (110) 에 연결되고, 여기서 N은 2보다 큰 정수이다. 일부 예들에서, N은 17과 같지만, 다른 값들이 사용될 수도 있다. 제 1 밸브 연결된 매니폴드 (114) 는 가스 전달 서브시스템 (110) 의 출력부들과 유체로 연통한다. 제 1 밸브 연결된 매니폴드 (114) 의 출력부는, 프로세싱 챔버의 제 1 존, 제 2 존 및 제 3 존에 대한 튜닝 가스들의 플로우 레이트들을 제어하는 TGF (triple gas feed) (116) 와 유체로 연통한다. 일부 예들에서, 제 3 존은 부 튜닝 가스 (STG) 에 대응할 수도 있고, 제 1 존 또는 제 2 존은 주입기 중앙 위치 및 주입기 에지 위치들에 각각 대응할 수도 있다.
제 2 밸브 연결된 매니폴드 (130) 는 가스 전달 서브시스템 (110) 의 출력부들과 유체로 연통한다. 제 2 밸브 연결된 매니폴드 (130) 의 출력부는 DGF (134) 와 유체로 연통한다. DGF (134) 의 출력부들은 제 1 존 또는 제 2 존으로 가변 플로우 레이트들로 프로세스 가스들의 플로우 레이트들을 제어한다.
가스 전달 서브시스템 (110) 의 밸러스트 가스 출력부 (129) 는 밸브 (120) 에 연결된다. TGF (116) 의 제 1 출력부는 밸브들 (122 및 128) 의 입력들과 유체로 연통한다. 밸브들 (120 및 122) 의 출력부들은 부 튜닝 가스 (STG) 로서 공급된다. DGF (134) 및 TGF (116) 의 제 1 가스 출력부들은 방향전환 밸브 (124) 로 입력된다. DGF (134) 및 TGF (116) 의 제 2 가스 출력부들은 방향전환 밸브 (126) 로 입력된다. TFG (116) 의 제 3 가스 출력부는 방향전환 밸브 (128) 및 밸브 (122) 로 입력된다.
방향전환 밸브들 (124, 126 및 128) 은 캘리브레이션을 위해 사용될 수도 있다. 유사하게, 도 2의 밸브들 (46 및 48) 은 캘리브레이션을 위해 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 캘리브레이션은 상승 레이트 (RoR: rate of rise) 계산을 포함한다. 예를 들어, 튜닝 가스는 목표된 스플릿으로 공급될 수 있다. 3 개의 밸브들 (124, 126 및 128) 중 2 개는 튜닝 가스 스플릿의 일부를 진공으로 방향전환하도록 개방될 수 있다. 튜닝 가스 혼합물의 나머지 부분은 프로세싱 챔버로 전달된다. 프로세싱 챔버 내 가스 압력의 제 1 상승 레이트 (RoR1) 는 튜닝 가스 존들 중 제 1 존을 위한 전구체 센서를 사용하여 측정된다. 프로세스는 제 2 상승 레이트 및 제 3 상승 레이트 (RoR2 및 RoR3) 를 결정하기 위해 나머지 튜닝 가스 존들에 대해 반복된다. 이어서, RoR1, RoR2 및 RoR3에 기초하여 상대적인 플로우 레이트가 결정된다. 일부 예들에서, 플로우 레이트들은 개별 상승 레이트들을 총 상승 레이트들로 나눔으로써 결정된다. 유사한 방법이 주 프로세스 가스에 대해 사용될 수 있다. 2 개의 밸브들 (124 및 126) 중 하나는 주 프로세스 가스의 일부를 진공으로 방향전환하도록 개방될 수 있다.
일부 예들에서, DGF (134) 는 상기 도 5 및 도 6에 도시된 것과 유사한 2-웨이 가변 스플리터를 포함한다. 그러나, DGF (134) 는 주 프로세스 가스를 스플릿한다. 이제 도 10을 참조하면, DGF (134) 의 또 다른 예가 도시된다. DGF (134) 의 유입부는 밸브들 (150-1, 150-2, ..., 및 150-P) (집합적으로 밸브들 (150)) 의 유입부들과 유체로 연통한다. 밸브들 (150) 의 유출부들은 제한된 오리피스들 (152-1, 152-2, ..., 및 152-P) (집합적으로 제한된 오리피스들 (152)) 과 각각 유체로 연통한다. 일부 예들에서, 제한된 오리피스들 (152) 중 적어도 2 개는 상이한 오리피스 사이즈들을 갖는다. 제한된 오리피스들 (152) 의 출력부들은 밸브들 (158 및 160) 의 유입부들과 유체로 연통한다. DGF (134) 의 유입부는 또한 밸브 (154) 의 유입부에 연결된다. 밸브 (154) 의 유출부는 제한된 오리피스 (156) 의 유입부에 연결된다. 제한된 오리피스 (156) 의 유출부는 밸브들 (162 및 164) 의 유입부들에 연결된다. 밸브들 (158 및 162) 의 유출부들은 제 2 존으로 주 프로세스 가스를 공급한다. 밸브들 (160 및 164) 의 유출부들은 제 1 존으로 주 프로세스 가스를 공급한다.
이해될 수 있는 바와 같이, 밸브들 (162 및 164) 은 제한된 오리피스 (156) 를 사용하여 제 1 존 또는 제 2 존 중 하나를 채우도록 위치될 수 있다. 제 1 존 또는 제 2 존 중 다른 하나는 복수의 제한된 오리피스들 (152) 중 하나를 통해 채워진다. 일부 예들에서, 제어기는 프로세스 가스로 하여금 대응하는 하나 이상의 제한된 오리피스들을 통해 흐르게 하도록 하나 이상의 밸브들 (150) 을 개방한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 제 1 존 및 제 2 존으로의 상대적인 가스 플로우들이 조정될 수도 있다.
이제 도 11을 참조하면, TGF (116) 는 프로세싱 챔버의 제 1 존, 제 2 존 및 제 3 존으로 각각 공급된 제 1 튜닝 가스 혼합물, 제 2 튜닝 가스 혼합물 및 제 3 튜닝 가스 혼합물로 입력된 튜닝 가스 혼합물을 스플릿하는 3-웨이 가변 스플리터 (165) 를 포함할 수도 있다. 3-웨이 가변 스플리터 (165) 는 프로세싱 챔버의 제 1 존, 제 2 존 및 제 3 존으로 가스들의 플로우를 조정하도록 이하에 기술된 제어기에 의해 제어될 수도 있다. 단지 예를 들면, 제 3 존은 프로세싱 챔버의 측벽들로부터 도입된 부 튜닝 가스 (STG) 에 대응할 수도 있다. 제 1 존 또는 제 2 존은 상단 주입기의 중앙 위치 및 에지 위치에 대응할 수도 있다.
이제 도 12를 참조하면, TGF (116) 의 예가 도시된다. TGF (116) 의 유입부는 밸브들 (170-1, 170-2, ..., 및 170-P) (집합적으로 밸브들 (170)) 의 유입부들과 유체로 연통한다. 밸브들 (170) 의 유출부들은 제한된 오리피스들 (172-1, 172-2, ..., 및 172-P) (집합적으로 제한된 오리피스들 (172)) 과 각각 유체로 연통한다. 일부 예들에서, 제한된 오리피스들 (172) 중 적어도 2 개는 상이한 오리피스 사이즈들을 갖는다. 제한된 오리피스들 (172) 의 출력들은 밸브들 (178 및 180) 의 유입부들과 유체로 연통한다. TGF (116) 의 유입부는 밸브 (174) 의 유입부와 유체로 연통한다. 밸브 (174) 의 유출부는 제한된 오리피스 (176) 의 유입부와 유체로 연통한다. 제한된 오리피스 (176) 의 유출부는 밸브들 (182 및 184) 의 유입부들과 유체로 연통한다. 밸브들 (178 및 182) 의 유출부들은 제 2 존으로 튜닝 가스를 공급한다. 밸브들 (180 및 184) 의 유출부들은 제 1 존으로 튜닝 가스를 공급한다.
이해될 수 있는 바와 같이, 밸브들 (182 및 184) 은 제한된 오리피스 (176) 를 사용하여 제 1 존 또는 제 2 존 중 하나로 튜닝 가스를 공급하도록 위치될 수 있다. 제 1 존 또는 제 2 존 중 다른 하나는 복수의 제한된 오리피스들 (172) 중 하나를 통해 채워진다. 일부 예들에서, 제어기는 프로세스 가스로 하여금 대응하는 하나 이상의 제한된 오리피스들을 통해 흐르게 하도록 하나 이상의 밸브들 (170) 을 개방한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 제 1 존 및 제 2 존으로의 튜닝 가스의 상대적인 가스 플로우들은 조정될 수도 있다.
TGF (116) 의 유입부는 밸브들 (190-1, 190-2, ..., 및 190-F) (집합적으로 밸브들 190) 의 유입부들과 유체로 연통한다. 밸브들 (190) 의 유출부들은 제한된 오리피스들 (192-1, 192-2, ..., 및 192-F) (집합적으로 제한된 오리피스들 (192)) 과 각각 유체로 연통한다. F는 1보다 큰 정수이다. 일부 예들에서, 제한된 오리피스들 (192) 중 적어도 2 개는 상이한 오리피스 사이즈들을 갖는다. 제한된 오리피스들 (192) 은 부 튜닝 가스 위치를 채운다.
이제 도 13을 참조하면, 상대적으로 높은 튜닝 가스 플로우에 대한 가스 전달 시스템의 통상적인 동작의 예가 도시된다. 가스 전달 서브시스템 (110) 은, 점선들 (200 및 202) 로 나타낸 바와 같이 제 1 가스 및 제 2 가스를 포함하는 주 프로세스 가스 혼합물을 공급한다. 제 1 가스 및 제 2 가스는 밸브 연결된 매니폴드 (130) 로 공급된다. 밸브 연결된 매니폴드 (130) 의 출력부는 DGF (134) 의 입력부와 유체로 연통한다. DGF (134) 는, 일부 예들에서 중앙 주입기 위치 및 에지 주입기 위치들에 대응할 수도 있는 제 1 존과 제 2 존 간의 프로세스 가스 혼합물의 플로우를 스플릿한다.
가스 전달 서브시스템 (110) 은 또한 밸브 연결된 매니폴드 (114) 로 제 1 튜닝 가스, 제 2 튜닝 가스 및 제 3 튜닝 가스 (204, 206 및 208) 를 공급한다. 튜닝 가스 혼합물 출력부는 밸브 연결된 매니폴드 (114) 에 의해 TGF (116) 의 입력부와 유체로 연통한다. TGF (116) 는 튜닝 가스 혼합물을 제 1 존, 제 2 존 및 제 3 존으로 스플릿한다. 제 1 존 또는 제 2 존에 대한 튜닝 가스는 DGF (134) 의 대응하는 출력부들과 유체로 연통한다. 제 3 존에 대한 튜닝 가스는 밸브 (122) 를 통해 제 3 존으로 공급된다. 일부 예들에서, 이 구성에 대해 튜닝 가스 플로우는 50 sccm 이상이다. 밸러스트 가스는 밸브 (120) 를 사용하여 부 튜닝 가스 위치(들)로 TGF (116) 의 다운스트림에 도입될 수도 있다.
이제 도 14를 참조하면, 상대적으로 낮은 튜닝 가스 플로우에 대한 가스 전달 시스템의 동작이 도시된다. 주 프로세스 가스 혼합물은 상기 기술된 바와 같이 선택되고 전달된다. 그러나, 튜닝 가스 플로우 레이트는 초크된 플로우 상태를 생성하기에 불충분할 수도 있다. 예를 들어, 튜닝 가스는 이 구성에서 50 sccm 미만의 플로우 레이트들에서 초크된 플로우 상태를 생성하지 못할 수도 있다. 이 경우, 밸러스트 가스는, 코-플로우 (co-flow) 및 초크된 플로우 효과들을 감소시키는 밸브 연결된 매니폴드 (114) 내로 푸시 가스로서 사용될 수도 있다.
이제 도 15를 참조하면, 가스 전달 시스템은 부 튜닝 가스 위치들로의 튜닝 가스 전달 없이 주 프로세스 가스에 첨가된 튜닝 가스에 대한 저 플로우 레이트를 사용하여 동작될 수도 있다. 이 예에서, 방향전환 밸브 (128) 는 진공으로 개방되고 밸브 (122) 는 폐쇄된다. 선택가능하게 밸러스트 가스는 밸브 (120) 를 통해 부 튜닝 가스 위치들로 공급될 (또는 아닐) 수도 있다. 이 예에서, 초크된 플로우 상태들은 약 50 sccm에서 일어난다. 튜닝 가스는 5 sccm이 제 1 존으로 공급되고, 10 sccm이 제 2 존으로 공급되고 0 sccm이 제 3 존으로 공급된다. 튜닝 가스는 50 sccm으로 TGF (116) 로 공급된다. TGF는 5 sccm을 제 1 존으로 공급하고, 10 sccm을 제 2 존으로 공급하고 나머지 (35 sccm) 는 방향전환 밸브 (128) 를 통해 진공으로 방향전환된다.
이제 도 16 내지 도 18을 참조하면, 가스 전달 시스템을 동작시키기 위한 다양한 방법들이 도시된다. 도 16에서, 주 프로세스 가스 및 튜닝 가스 혼합물들을 공급하고 캘리브레이팅하기 위한 방법 (300) 이 도시된다. 302에서, 주 프로세스 가스를 위한 주 가스들 및 튜닝 가스 혼합물들을 위한 튜닝 가스들은 대응하는 밸브들을 사용하여 선택된다. 304에서, 플로우 레이트들은 대응하는 질량 유량 제어기들을 사용하여 선택된다. 306에서, 선택가능하게 가스들의 플로우 레이트들은 캘리브레이팅된다.
캘리브레이션 동안, 단일 캘리브레이션 가스 (도 17) 또는 2 이상의 가스 (도 18) 가 사용될 수도 있다. 명목상 플로우 비는 DGF 또는 TGF를 사용하여 선택된다. 공지의 레이트로 가스 스플리터의 유입부 내로 캘리브레이션 가스를 흘리는 동안, 가스 스플릿은 다음과 같이 캘리브레이팅된다. 2 또는 3 개의 출력 존들 중 하나를 제외하고 모두 진공으로 방향전환된다. 나머지 존으로부터의 가스 흐름으로 인해 상승 레이트가 결정된다. 프로세스는 다른 존들에 대해 반복된다.
캘리브레이팅된 스플릿 비들은 개별 상승 레이트들을 상승 레이트들의 합으로 나눔으로써 계산된다. 프로세스는 모든 목표된 캘리브레이션들이 수행될 때까지 또 다른 목표된 스플릿 비에 대해 반복된다. 측정들이 초크된 상태들에서 수행되는지 체크하기 위해, 캘리브레이션 검사들이 복수의 유입 가스 플로우 레이트들로 수행된다. 비 결과들이 인정되면, 그러면 두 상태들이 초크된다.
도 17에서, 캘리브레이션 가스를 사용하여 주 가스 또는 튜닝 가스 혼합물들을 캘리브레이팅하기 위한 방법 (320) 이 도시된다. 324에서, 캘리브레이션 가스가 공급된다. 328에서, 하나를 제외한 모든 존들이 진공으로 방향전환된다. 330에서, 프로세싱 챔버 내 압력의 상승 레이트는 존에 대해 측정된다. 334에서, 방법은 존들에 대해 모든 상승 레이트들이 측정되었는지 여부를 결정한다. 그렇지 않다면, 방법은 336에서 나머지 존들에 대해 반복된다. 그 외에는, 방법은 338에서 상승 레이트들의 함수에 기초하여 플로우 레이트들을 결정한다.
도 18에서, 복수의 가스들을 사용하는 주 가스 혼합물 또는 튜닝 가스 혼합물을 캘리브레이팅하기 위한 방법 (340) 이 도시된다. 341에서, 2 이상의 가스들이 목표된 가스 혼합물을 위해 공급된다. 342에서 하나를 제외한 모든 가스들이 진공으로 방향전환된다. 343에서, 프로세싱 챔버 내 압력의 상승 레이트가 나머지 가스들에 대해 측정된다. 344에서, 방법은 2 이상의 가스들에 대해 모든 상승 레이트들이 측정되었는지 여부를 결정한다. 그렇지 않다면, 345에서 2 이상의 가스들 중 남은 가스들에 대해 반복된다. 그 외에는, 방법이 346에서 상승 레이트들의 함수에 기초하여 플로우 레이트들을 결정한다.
이제 도 19를 참조하면, 방법 (350) 은 특정한 조건들 하에서 튜닝 가스 매니폴드로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급한다. 354에서, 방법은 튜닝 가스 혼합물의 플로우 레이트가 플로우 레이트 문턱값 (FRTH) 이하인지 여부를 결정한다. 354가 참이면, 방법은 358에서 튜닝 가스 매니폴드로 밸러스트 가스를 공급한다.
이제 도 20을 참조하면, 방법 (370) 은 다른 조건들 하에서 튜닝 가스 매니폴드로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급한다. 374에서, 방법은 튜닝 가스 혼합물의 플로우 레이트가 플로우 레이트 문턱값 (FRTH) 이하인지 여부를 결정한다. 374가 참이면, 밸러스트 가스는 튜닝 가스 매니폴드로 공급된다. 380에서, 보통 제 3 존으로 공급된 (부 튜닝 가스와 같은) 튜닝 가스는 진공으로 방향전환된다. 384에서, 선택가능하게 밸러스트 가스는 방향전환된 가스에 독립적으로 제 3 존으로 공급된다.
전술한 기술은 본질적으로 단순히 예시적이고 어떠한 방법으로도 개시, 이들의 애플리케이션 또는 용도들을 제한하도록 의도되지 않는다. 개시의 광범위한 교시가 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시는 특정한 예들을 포함하지만, 다른 수정 사항들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들을 연구함으로써 명백해질 것이기 때문에, 본 개시의 진정한 범위는 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법 내의 하나 이상의 단계들이 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기에 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시예에 대하여 기술된 임의의 하나 이상의 이들 피처들은, 조합이 명시적으로 기술되지 않아도, 임의의 다른 실시예들의 피처들로 및/또는 임의의 다른 실시예들의 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 즉, 기술된 실시예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시예들의 또 다른 실시예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)", 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트가 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C"를 의미하도록 해석되지 않아야 한다.
일부 구현예들에서, 제어기는 상술한 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부일 수 있다. 이러한 시스템들은, 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치에 통합될 수도 있다. 전자장치들은 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부품들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 타입에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴들 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그램될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드포인트 측정들을 인에이블하는 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSP), ASIC (application specific integrated circuit) 으로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 산화물들, 실리콘, 이산화 실리콘, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현예들에서, 시스템에 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 이와 달리 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해서 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안에 수행될 프로세스 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정한, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 이 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성된 툴의 타입 및 수행될 프로세스의 타입에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제어기는 예를 들어 서로 네트워킹되어서 함께 공통 목적을 위해서, 예를 들어 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들을 위해서 협력하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는, (예를 들어, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 연통하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 수 있다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (physical vapor deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (chemical vapor deposition) 챔버 또는 모듈, ALD (atomic layer deposition) 챔버 또는 모듈, ALE (atomic layer etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기 또는 툴들 중 하나 이상과 연통할 수도 있다.

Claims (30)

  1. 기판 프로세싱 시스템을 위한 가스 전달 시스템에 있어서,
    제 1 매니폴드;
    제 2 매니폴드;
    N 개의 가스 소스들로부터 N 개의 가스들을 선택적으로 전달하기 위한 가스 전달 서브시스템에 있어서, 상기 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스들 중 P 개의 가스들을 포함하는 제 1 가스 혼합물을 상기 제 1 매니폴드로 전달하고, N 개의 가스들 중 Q 개의 가스들을 포함하는 제 2 가스 혼합물을 상기 제 2 매니폴드로 전달하도록 구성되고, 여기서 N, P 및 Q는 정수들이고, P + Q는 N 이하이고, 그리고 N은 2보다 큰, 상기 가스 전달 서브시스템; 및
    상기 제 2 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 유입부, 상기 제 1 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 제 1 유출부 및 제 2 유출부를 포함하는 가스 스플리터를 포함하고,
    상기 가스 스플리터는, 상기 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부로 출력되는 제 1 플로우 레이트의 제 1 부분 및 상기 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부로 출력되는 제 2 플로우 레이트의 제 2 부분으로 상기 제 2 가스 혼합물을 스플릿하고 (split),
    상기 기판 프로세싱 시스템의 제 1 존은 상기 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부와 유체로 연통하고 상기 기판 프로세싱 시스템의 제 2 존은 상기 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부와 유체로 연통하는, 가스 전달 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스 채널들을 포함하고,
    상기 가스 채널들 각각은,
    상기 N 개의 가스 소스들 중 하나와 유체로 연통하는 유입부를 포함하는 제 1 밸브;
    상기 제 1 밸브의 유출부와 유체로 연통하는 유입부를 포함하는 질량 유량 제어기;
    상기 질량 유량 제어기의 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 상기 제 1 매니폴드와 선택적으로 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 2 밸브; 및
    상기 질량 유량 제어기의 상기 유출부와 유체로 연통하는 유출부 및 상기 제 2 매니폴드와 선택적으로 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 3 밸브를 포함하는, 가스 전달 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    밸러스트 (ballast) 가스 소스; 및
    상기 제 2 매니폴드로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급하도록 상기 밸러스트 가스 소스와 연통하는 제 1 밸브를 더 포함하는, 가스 전달 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급하도록 상기 밸러스트 가스 소스와 유체로 연통하는 제 2 밸브를 더 포함하는, 가스 전달 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 밸브는, 상기 제 2 가스 혼합물의 플로우 레이트가 상기 가스 스플리터를 통해 초크된 플로우 상태 (choked flow condition) 를 생성하기에 불충분할 때 상기 제 2 매니폴드로 상기 밸러스트 가스를 공급하는, 가스 전달 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 스플리터는,
    M 개의 밸브들; 및
    상기 M 개의 밸브들 중 대응하는 하나와 연통하는 M 개의 제한된 오리피스들을 포함하는, 가스 전달 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 M 개의 제한된 오리피스들 중 적어도 2 개는 상이한 오리피스 사이즈들을 갖는, 가스 전달 시스템.
  8. 제 1 항에 기재된 상기 가스 전달 시스템;
    프로세싱 챔버;
    상기 프로세싱 챔버 내에 배치된 기판 지지부;
    상기 프로세싱 챔버의 제 1 위치에 배치된 제 1 주입기로서, 상기 제 1 주입기는 상기 제 1 존에 대응하는, 상기 제 1 주입기; 및
    상기 제 1 위치로부터 이격된 상기 프로세싱 챔버의 제 2 위치에 배치된 제 2 주입기로서, 상기 제 2 주입기는 상기 제 2 존에 대응하는, 상기 제 2 주입기를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 유전체 윈도우를 포함하고, 그리고 상기 제 1 주입기는 상기 유전체 윈도우의 개구부 내에 배치되는, 기판 프로세싱 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 측벽들을 포함하고, 그리고 상기 제 2 주입기는 상기 측벽들 중 적어도 하나 상에 배치되는, 기판 프로세싱 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 1 밸브; 및
    상기 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 2 밸브를 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 2 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 계산하기 위한 제어기를 더 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고 상기 제어기와 연통하는 압력 센서를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제 1 밸브를 진공으로 개방하고 상기 제 2 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고;
    상기 프로세싱 챔버 내에서 캘리브레이션 가스 또는 상기 제 2 가스 혼합물 중 하나의 제 1 부분의 압력의 상승 레이트를 측정하고;
    상기 제 2 밸브를 진공으로 개방하고 상기 제 1 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고; 그리고
    상기 프로세싱 챔버 내에서 상기 캘리브레이션 가스 또는 상기 제 2 가스 혼합물 중 상기 하나의 제 2 부분의 압력의 상승 레이트를 측정함으로써,
    상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 1 부분 및 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 2 부분의 상기 상대적인 플로우 레이트들을 계산하는, 기판 프로세싱 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 매니폴드는 상기 가스 전달 서브시스템과 유체로 연통하는 제 1 혼합 매니폴드 및 상기 제 1 혼합 매니폴드와 유체로 연통하는 제 1 밸브 연결된 매니폴드를 포함하고, 그리고
    상기 제 2 매니폴드는 상기 가스 전달 서브시스템과 유체로 연통하는 제 2 혼합 매니폴드 및 상기 제 2 혼합 매니폴드와 유체로 연통하는 제 2 밸브 연결된 매니폴드를 포함하는, 가스 전달 시스템.
  15. 기판 프로세싱 시스템을 위한 가스 전달 시스템에 있어서,
    제 1 매니폴드;
    제 2 매니폴드;
    N 개의 가스 소스들로부터 N 개의 가스들을 선택적으로 전달하기 위한 가스 전달 서브시스템에 있어서, 상기 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스들 중 P 개의 가스들을 포함하는 제 1 가스 혼합물을 상기 제 1 매니폴드로 전달하고, N 개의 가스들 Q 개의 가스들을 포함하는 제 2 가스 혼합물을 상기 제 2 매니폴드로 전달하도록 구성되고, 여기서 N, P 및 Q는 정수들이고, P + Q는 N 이하이고, 그리고 N은 2보다 큰, 상기 가스 전달 서브시스템;
    상기 제 1 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 유입부, 제 1 유출부 및 제 2 유출부를 포함하는 제 1 가스 스플리터로서, 상기 제 1 가스 스플리터는, 상기 제 1 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부로 출력되는 제 1 부분 및 상기 제 1 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부로 출력되는 제 2 부분으로 상기 제 1 가스 혼합물을 스플릿하는, 상기 제 1 가스 스플리터; 및
    상기 제 2 매니폴드의 유출부와 유체로 연통하는 유입부, 제 1 유출부, 제 2 유출부, 및 제 3 유출부를 포함하는 제 2 가스 스플리터로서, 상기 제 2 가스 스플리터는, 상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부로 출력되는 제 1 부분, 상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부로 출력되는 제 2 부분, 및 상기 제 1 가스 스플리터의 상기 제 3 유출부로 출력되는 제 3 부분으로 상기 제 2 가스 혼합물을 스플릿하는, 상기 제 2 가스 스플리터를 포함하고,
    상기 기판 프로세싱 시스템의 제 1 존은 상기 제 1 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부 및 상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부와 유체로 연통하고,
    상기 기판 프로세싱 시스템의 제 2 존은 상기 제 1 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부 및 상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부와 유체로 연통하고, 그리고
    상기 기판 프로세싱 시스템의 제 3 존은 상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 3 유출부와 유체로 연통하는, 가스 전달 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가스 전달 서브시스템은 N 개의 가스 채널들을 포함하고,
    상기 가스 채널들 각각은,
    제 1 밸브;
    상기 제 1 밸브의 유출부와 유체로 연통하는 유입부를 포함하는 질량 유량 제어기;
    상기 질량 유량 제어기의 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 상기 제 1 매니폴드와 선택적으로 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 2 밸브; 및
    상기 질량 유량 제어기의 상기 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 상기 제 2 매니폴드와 선택적으로 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 3 밸브를 포함하는, 가스 전달 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    밸러스트 가스 소스;
    상기 제 1 매니폴드로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급하도록 상기 밸러스트 가스 소스와 유체로 연통하는 제 1 밸브; 및
    상기 제 2 매니폴드로 밸러스트 가스를 선택적으로 공급하도록 상기 밸러스트 가스 소스와 유체로 연통하는 제 2 밸브를 더 포함하는, 가스 전달 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 밸브는, 상기 제 2 가스 혼합물의 플로우 레이트가 상기 제 2 가스 스플리터를 통해 초크된 플로우 상태를 생성하기에 불충분할 때 상기 제 2 매니폴드로 상기 밸러스트 가스를 공급하는, 가스 전달 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 가스 스플리터는,
    M 개의 밸브들; 및
    상기 M 개의 밸브들 중 대응하는 하나와 연통하는 M 개의 제한된 오리피스들을 포함하는, 가스 전달 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 M 개의 제한된 오리피스들 중 적어도 2 개는 상이한 오리피스 사이즈를 갖는, 가스 전달 시스템.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 1 밸브;
    상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 2 밸브; 및
    상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 3 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 3 밸브를 더 포함하는, 가스 전달 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 3 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 상기 제 3 존과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 4 밸브를 더 포함하는, 가스 전달 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제 1 튜닝 가스 혼합물의 플로우 레이트 및 상기 제 2 튜닝 가스 혼합물의 플로우 레이트가 상기 제 2 가스 스플리터를 통해 초크된 플로우 상태를 생성하기에 불충분할 때 상기 제 1 밸브, 상기 제 2 밸브 및 상기 제 4 밸브를 폐쇄하고 상기 제 3 튜닝 가스 혼합물을 진공으로 방향전환하도록 구성된 제어기를 더 포함하는, 가스 전달 시스템.
  24. 제 15 항에 기재된 상기 가스 전달 시스템;
    프로세싱 챔버;
    상기 프로세싱 챔버 내에 배치된 기판 지지부;
    상기 프로세싱 챔버의 제 1 위치에 배치되고 중앙 주입기 및 측부 주입기 (side injector) 를 포함하는 제 1 주입기로서, 상기 중앙 주입기는 상기 제 1 존에 대응하고 상기 측부 주입기는 상기 제 2 존에 대응하는, 상기 제 1 주입기; 및
    상기 제 1 위치로부터 이격된 상기 프로세싱 챔버의 제 2 위치에 배치된 제 2 주입기로서, 상기 제 2 주입기는 상기 제 3 존에 대응하는, 상기 제 2 주입기를 포함하는, 기판 프로세싱 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 유전체 윈도우를 포함하고, 그리고 상기 제 1 주입기는 상기 유전체 윈도우 내 캐비티 내에 배치되는, 기판 프로세싱 시스템.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버는 측벽들을 포함하고, 그리고 상기 제 2 주입기는 상기 측벽들 중 적어도 하나 상에 배치되는, 기판 프로세싱 시스템.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 1 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 1 밸브;
    상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 2 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 2 밸브; 및
    상기 제 2 가스 스플리터의 상기 제 3 유출부와 유체로 연통하는 유입부 및 진공과 유체로 연통하는 유출부를 포함하는 제 3 밸브를 더 포함하는, 가스 전달 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 1 부분, 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 2 부분 및 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 3 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 계산하기 위한 제어기를 더 포함하는, 가스 전달 시스템.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고 상기 제어기와 연통하는 압력 센서를 더 포함하고,
    상기 제어기는,
    상기 제 2 밸브 및 상기 제 3 밸브를 진공으로 개방하고;
    상기 제 1 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고;
    상기 프로세싱 챔버 내에서 캘리브레이션 가스 또는 상기 제 2 가스 혼합물 중 하나의 제 1 부분의 압력의 제 1 상승 레이트를 측정하고;
    상기 제 1 밸브 및 상기 제 3 밸브를 진공으로 개방하고;
    상기 제 2 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고;
    상기 프로세싱 챔버 내에서 캘리브레이션 가스 또는 상기 제 2 가스 혼합물 중 하나의 제 2 부분의 압력의 제 2 상승 레이트를 측정하고;
    상기 제 1 밸브 및 상기 제 2 밸브를 진공으로 개방하고;
    상기 제 3 밸브를 진공에 대해 폐쇄하고; 그리고
    상기 프로세싱 챔버 내에서 상기 캘리브레이션 가스 또는 상기 제 2 가스 혼합물 중 상기 하나의 제 3 부분의 압력의 제 3 상승 레이트를 측정함으로써,
    상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 1 부분, 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 2 부분 및 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 3 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 계산하는, 기판 프로세싱 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 제 1 상승 레이트, 상기 제 2 상승 레이트, 및 상기 제 3 상승 레이트에 기초하여, 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 1 부분, 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 2 부분 및 상기 제 2 가스 혼합물의 상기 제 3 부분의 상대적인 플로우 레이트들을 결정하는, 기판 프로세싱 시스템.
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