KR20230022113A - 전구체 전달 시스템 및 그에 대한 방법 - Google Patents

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제랄드 리 윈클러
에릭 제임스 셰로
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에이에스엠 아이피 홀딩 비.브이.
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Abstract

고체 또는 액체 전구체 공급원으로부터 대용량의 기화된 전구체를 전달하기 위한 반도체 처리 시스템이 개시된다. 시스템은 캐리어 가스를 사용하여 기화된 전구체를 다수의 공정 모듈이 배치되는 원격 위치 공정 구역에 공급한다. 시스템은, 압력 강하를 감소시키고 전달 속도를 증가시키도록 구성된 제1 및 제2 버퍼 체적을 포함한다. 원격 위치 공정 구역에 대용량의 기화된 전구체를 전달하기 위한 방법이 또한 개시된다.

Description

전구체 전달 시스템 및 방법{PRECURSOR DELIVERY SYSTEM AND METHOD THEREFOR}
기술분야는 일반적으로 전구체 전달 시스템 및 그에 대한 방법에 관한 것으로, 예를 들어 캐리어 가스를 사용하여 기화된 전구체를 원격 위치한 공정 구역에 공급하는 대용량의 기화된 전구체 전달 시스템을 포함한다. 또한, 본 기술분야는, 원격 위치한 공정 구역에 대용량의 기화된 전구체를 전달하기 위한 방법에 관한 것이다.
반도체 공정 중에, 다양하게 기화된 전구체(들)가 반응 챔버 내에 공급된다. 일부 응용에서, 주위 압력과 온도에서 고체 상태인 적절한 공급원 화학물질이 공급원 용기에 제공된다. 이들 고체 또는 액체 공급원 물질은 승화 또는 기화 가열되어 반응 공정, 예컨대 기상 증착을 위해 기화된 전구체를 생성할 수 있다. 화학 기상 증착(CVD)은 반응 챔버로의 전구체 증기의 연속 스트림의 공급을 필요할 수 있는 반면, 원자층 증착(ALD), 펄스 CVD 및 이들의 하이브리드는 시간 분할 및 공간 분할 펄스 공정을 포함하고 원하는 구성에 따라 연속 스트림 또는 펄스 공급을 요구할 수 있다. 이러한 고체 물질로부터의 기상 전구체는, 반도체 산업(예, 에칭, 도핑 등) 및 다양한 기타 산업에 있어서 다른 유형의 화학 반응에 또한 유용할 수 있다.
개시된 구현예의 하나의 목적은, 공정 구역의 반응 챔버로부터 원격 위치에 전구체 용기를 위치시키고 단일 반응 챔버에 공급할 수 있는 대용량의 반도체 처리 시스템을 제공하는 것이다.
일 구현예에서, 시스템은 전구체를 함유하도록 구성된 전구체 공급원 용기를 포함할 수 있다. 주변 압력 및 온도에서 고상 또는 액상일 수 있는 전구체가 사용된다. 시스템은, 또한 클린룸의 외부에 위치한 서브팹 구역에 배치된 제1버퍼 체적을 포함할 수 있다. 전구체 공급원 용기는 기화된 전구체를 제1 버퍼 체적으로 공급하도록 구성된다. 시스템은, 또한 클린룸에 위치하고 서브팹 구역으로부터 분리된 처리 구역에 위치하는, 제2 버퍼 체적을 포함할 수 있다. 제1 버퍼 체적은 기화된 전구체를 제2 버퍼 체적에 전달하도록 구성된다. 시스템은, 또한 처리 구역에 위치시키는 반응 챔버를 포함할 수 있고, 제2 버퍼 체적은 기화된 전구체를 반응 챔버에 전달하도록 구성된다. 시스템은 제1 버퍼 체적에서의 압력을 측정하도록 구성된 압력 변환기, 및 제1 버퍼 체적에서의 측정된 압력의 피드백에 적어도 기초하여 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브 및 하나 이상의 용기 유출구 제어 밸브 중 적어도 하나의 작동을 제어하는 제어기를 추가로 포함할 수 있다. 제어기는, 제1 버퍼 체적 내의 압력이 소정의 값 미만으로 떨어질 경우에 제1 버퍼 체적을 충진하도록 구성된다.
개시된 구현예의 다른 양태의 다른 목적은, 공정 구역의 반응 챔버로부터 원격 위치에 전구체 용기를 위치시키고 복수의 반응 챔버에 공급할 수 있는 대용량의 반도체 처리 시스템을 제공하는 것이다.
일 구현예에서, 시스템은 전구체를 함유하도록 구성된 전구체 공급원 용기를 포함할 수 있다. 주변 압력 및 온도에서 고상 또는 액상일 수 있는 전구체가 사용된다. 시스템은, 또한 클린룸의 외부에 위치한 서브팹 구역에 배치된 제1버퍼 체적을 포함할 수 있다. 전구체 공급원 용기는 기화된 전구체를 제1 버퍼 체적으로 공급하도록 구성된다. 시스템은, 또한 클린룸에 위치하고 서브팹 구역으로부터 분리된 처리 구역에 위치하는, 제2 버퍼 체적을 포함할 수 있다. 제1 버퍼 체적은 기화된 전구체를 제2 버퍼 체적에 전달하도록 구성된다. 시스템은, 또한 처리 구역에 위치시키는 반응 챔버를 포함할 수 있고, 제2 버퍼 체적은 기화된 전구체를 각각의 반응 챔버에 전달하도록 구성된다. 시스템은 제1 버퍼 체적에서의 압력을 측정하도록 구성된 압력 변환기, 및 제1 버퍼 체적에서의 측정된 압력의 피드백에 적어도 기초하여 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브 및 하나 이상의 용기 유출구 제어 밸브 중 적어도 하나의 작동을 제어하는 제어기를 추가로 포함할 수 있다. 제어기는, 제1 버퍼 체적 내의 압력이 소정의 값 미만으로 떨어질 경우에 제1 버퍼 체적을 충진하도록 구성된다.
개시된 구현예의 하나 이상의 양태의 또 다른 목적은, 대량의 기화된 전구체를 공정 구역의 원격 위치 반응 챔버에 전달하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
일 구현예에서, 상기 방법은 전구체 공급원 용기 내에 배치된 전구체를 기화시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 또한 기화된 전구체를 서브팹 구역에 위치한 제1 버퍼 체적에 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 또한 상기 서브팹 구역과 별도인 처리 구역에 위치한 제2 버퍼 체적으로 상기 기화된 전구체를 운반하는 단계, 및 상기 기화된 전구체를 상기 처리 구역의 반응 챔버로 운반하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은, 제1 버퍼 체적에서 측정된 압력의 피드백에 적어도 기초하여 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브 및 적어도 하나의 용기 유출구 제어 밸브의 작동을 제어하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은, 기화된 전구체를 캐리어 가스로 연행하는 단계를 추가로 포함하여, 청구범위 제28항에 따라 기화된 전구체를 반응 챔버에 전달하는 단계를 또한 포함할 수 있다.
전술 및 기타 목적 및 이점은 다음의 설명으로부터 나타날 것이다. 첨부 도면의 일부를 형성하고 개시된 구현예가 실시될 수 있는 특정 구현예를 예시하는 방식으로 나타낸 첨부 도면을 설명에서 참조한다. 이들 구현예는 당업자로 하여금 개시된 구현예를 실행시키도록 충분히 상세히 설명될 것이며, 다른 구현예가 사용될 수 있고, 개시된 구현예의 범주를 벗어나지 않는다면 구조적 변화가 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 첨부된 도면은 개시된 구현예의 바람직한 예시를 보여주는 것으로서만 제출된다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해지지 않아야 하며, 개시된 구현예의 범주는 첨부된 청구범위에 의해 가장 잘 정의된다.
도 1은 일 구현예에 따라, 전구체 용기 공급원 및 반응기 챔버를 포함하는 반도체 처리 장치의 개략도로, 제1 버퍼 체적에서 흐름을 제어하기 위해 제공된 압력 변환기 및 제어 시스템을 갖는다.
도 2는 일 구현예에 따라, 전구체 용기 공급원 및 반응기 챔버를 포함하는 반도체 처리 장치의 개략도로, 제2 버퍼 체적에서 흐름을 제어하기 위해 제공된 압력 변환기 및 제어 시스템을 갖는다.
도 3은 복수의 전구체 용기 공급원 및 복수의 반응기 챔버를 포함하는 반도체 처리 장치의 개략도로, 제1 버퍼 체적에서 흐름을 제어하기 위해 제공된 압력 변환기 및 제어 시스템을 갖는다.
도 4는 다양한 구현예에 따라, 반도체 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
다수의 공정 챔버에 전구체를 전달하도록 설계된 전달 시스템은 대용량 고체 또는 액체 전구체 공급원을 포함할 수 있으며, 이는 각각의 공정 챔버(반응 챔버로도 지칭됨)에 전용되는 부피가 큰 개별 전구체 용기 인클로저를 사용한다. 원격 기화 또는 승화 어셈블리를 제공함으로써, 처리 시스템의 설치 면적이 감소될 수 있다. 그러나, 원격 공급원과 공정 챔버 사이의 긴 거리로 인해, 공급원 용기와 공정 챔버 사이에 큰 압력 강하가 발생할 수 있으며, 이는 전달량(흐름)을 제한하고 노출 시간을 연장시킨다. 일부 구현예는 원격 시스템 인클로저에 위치한 버퍼 체적을 포함할 수 있지만, 이는 원격 시스템과 공정 챔버 사이의 긴 거리로 인한 압력 및 흐름 손실을 해결하지 못한다. 기화된 전구체를 반응 챔버로 연행시키거나 운반하기 위해 캐리어 가스가 사용되는 경우(저휘발성 전구체의 경우 일반적임), 각각의 공정 챔버로의 일관된 전달을 보장하기 위해 추가적인 고온 호환성 농도 측정 및/또는 제어 시스템이 제공된다.
이후, 개시된 구현예의 장치 및 방법은 첨부된 도면에 나타낸 바람직한 구현예에 의해 상세히 설명될 것이다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다.
개시된 구현예의 하기의 상세한 설명에서, 다수의 특정 세부 사항은 개시된 구현예의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 개시된 구현예가 이들 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 다른 예에서, 잘 알려진 방법, 절차, 구성 요소 및 메커니즘은 개시된 구현예의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않는 것으로 상세히 설명되지 않았다.
도 1은 다양한 구현예에 따른 반도체 처리 장치(1)의 개략적인 시스템 다이어그램이다. 반도체 처리 시스템(1)은 전구체 화학물질, 예를 들어 고체 또는 액체 전구체를 함유하도록 구성된 전구체 공급원 용기(2)를 포함할 수 있다. 전구체 공급원 용기(2)는 제1 온도 범위 내에서 유지될 수 있도록 용기 온도 구역(16) 내에 배치되며, 이는 고체 전구체 공급원 입자를 기화된 전구체로 승화시키거나 액체 전구체 공급원을 기화된 전구체로 증발시킬 수 있다. 전구체 공급원 용기(2)는 캐리어 가스를 수용하기 위해 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브(7)를 통해 압력 흐름 제어기(PFC)(10)와 유체 연통하도록 구성될 수 있다. PFC(10)는 전구체 증기압 대 캐리어 제어 압력의 비율에 기초하여 캐리어 가스 압력을 일정하게 유지하도록 구성될 수 있다. PFC(10)는 캐리어 가스용 압력 제어기를 포함할 수 있고, 캐리어 가스의 압력을 제어하는 압력 게이지 및 제어 요소를 갖는 제어 가능한 오리피스를 가질 수 있고, 압력 및 유량을 모두 모니터링할 수 있다. PFC의 사용은, 사용자가 타이밍 등에 의존하지 않고 전구체 공급원 용기(2)를 빠져나가는 캐리어 대 전구체의 농도 및 비율을 제어할 수 있게 한다. PFC의 사용은, 타이밍에 의존하지 않고서, 공급원 용기로부터 나오는 전구체의 농도, 전구체에 대한 캐리어의 비율 등을 제어할 수 있게 한다.
또한, 압력 변환기(6)에 의한 제1 버퍼 체적(3) 또는 제2 버퍼 체적(4)의 측정된 압력에 기초하여, 밸브의 유입구 및 유출구를 개방하기 위한 폐쇄 루프 제어 프로세스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 제1 버퍼 체적(3) 또는 제2 버퍼 체적(4)에 대한 설정 지점이 설정되고, 전구체를 플랫폼 허브(12)에 전달하는 작동 중 압력이 설정 지점 아래로 떨어질 경우, 용기 유출구 제어 밸브(8)는 폐쇄 루프 방식으로 트리거되어 제1 버퍼 체적(3)에 연속적으로 공급한다.
전구체 증기를 반응 챔버(5)로 운반하기 위해, 기화된 전구체로 연행하도록 캐리어 가스가 상기 전구체 공급원 용기(2)에 공급될 수 있다. 캐리어 가스는 질소 가스 또는 아르곤 가스와 같은 임의의 적절한 비활성 가스일 수 있다. 적어도 하나의 캐리어 가스 공급 밸브(7)는 캐리어 가스의 흐름을 조절하기 위해 가스 공급 라인을 따라 제공될 수 있다. 도 1의 구현예에서, 시스템(1)은 단일 공급원 용기(2)를 포함할 수 있다. 그러나, 도 3에 나타낸 바와 같이, 반도체 처리 시스템(1)은 일부 구현예에서 복수의 전구체 공급원 용기를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 유지보수가 사용되지 않는 용기로 수행될 수 있도록, 각각의 전구체 공급원 용기(2)는 동일한 전구체를 유지할 수 있고, 고갈된 용기로부터 충진 용기로의 전환에 의해 매끄러운 작동을 가능하게 하도록 독립적인 캐리어 가스 공급원을 가질 수 있다.
제1 버퍼 체적(3)은, 펌프 및 다른 유틸리티가 위치하는 서브팹 구역(11)에 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 서브팹 구역(11)은 반응 챔버(5)가 배치되는 처리 구역(13)과 물리적으로 별도일 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 서브팹 구역(11)은, 처리 구역(13)(예, 클린룸)이 배치되는 바닥 아래에 배치될 수 있다. 그러나, 다른 구현예에서, 서브팹 구역(11)은 처리 구역(13)과 물리적으로 별도인 임의의 다른 적절한 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 서브팹 구역(11)은 제1 온도 범위와 상이한 제2 온도 범위 내에서 유지되도록, 캐비닛 온도 구역(17)에 배치될 수 있다. 다른 구현예에서, 캐비닛 온도 구역(17)은 제1 온도 범위와 부분적으로 또는 완전히 중첩되는 제2 온도 범위 내에서 유지될 수 있다. 일반적으로, 용기 온도 구역(16) 내의 전구체 공급원 용기(2)는 서브팹 구역(11) 및 처리 구역(13)의 온도보다 낮은 온도로 유지되고, 서브팹 구역(11)에서의 온도는 처리 구역(13)의 온도보다 낮다. 기화된 전구체는 전구체 공급원 용기(2)로부터 제1 버퍼 체적(3)에 제공될 수 있다. 제2 버퍼 체적(4)은 서브팹 구역(11)과 별도인 처리 구역(13)에 배치될 수 있고, 제2 버퍼 체적(4)이 가열되도록 복사, 대류 또는 접촉 가열을 갖는 환기 캐비닛 내에 위치한다. 제1 버퍼 체적(3)의 유입구는 하나 이상의 용기 유출구 제어 밸브(8) 및 제1 버퍼 유입구 밸브(14)를 통해 전구체 공급원 용기(2)와 유체 연통할 수 있다. 제1 버퍼 체적(3)의 유출구는 제2 버퍼 체적(4)과 유체 연통하여 기화된 전구체를 제1 버퍼 체적(3)으로부터 제2 버퍼 체적(4)으로 전달할 수 있다. 제1 버퍼 체적(3)은 가열된 파이프(18)에 의해 제2 버퍼(4)에 연결될 수 있다.
반도체 처리 시스템(1)은 처리 구역(13)에 위치한 반응 챔버(5)를 포함할 수 있다. 제2 버퍼 체적(4)은 반응 챔버(5)에 매우 근접하게 배치될 수 있고, 기화된 전구체를 반응 챔버(5)에 전달하도록 구성될 수 있어서, 원격 전구체 공급원으로부터의 압력 강하가 감소될 수 있다. 제2 버퍼 체적(4)은 플랫폼 허브(12)의 상단에 있을 수 있고, 반응 챔버(5)에 공급될 수 있다. 플랫폼 허브(12)는 연결 지점을 포함하는 환기 캐비닛이다. 제1 및 제2 버퍼 체적은 반응 챔버(5)에 대해 1 사이클에 사용된 전구체 하중의 다섯 내지 열 배를 저장하도록 크기를 정할 수 있다. 제1 및 제2 버퍼 체적(3, 4)은 가스가 축적될 때(축전기가 전하를 축적하는 방식과 유사함) 각 버퍼 체적 내에 압력을 축적하는 일종의 유체 축전기로서 작용할 수 있다. 제어기(9)는, 전구체를 버퍼 체적에 공급하여 원하는 증착 값으로 압력을 축적하기 위한 명령을, 밸브에 보낸다. 도 1의 구현예에서, 시스템(1)은 일부 구현예에서 단일 반응 챔버(5)를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 반도체 처리 시스템(1)은 복수의 반응 챔버(5)를 포함할 수 있고, 제3 버퍼 체적(19)는 플랫폼 허브(12)에 연결될 수 있다.
반도체 처리 시스템(1)은 제1 버퍼 체적(3) 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 변환기(6), 및 용기 유입구 제어 밸브(들)(7) 및 용기 유출구 제어 밸브(들)(8) 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성된 제어기(9)를 추가로 포함할 수 있다. 작동 중에, 압력 변환기(6)는 제1 버퍼 체적(3)의 압력을 모니터링하고 제어기(9)에 측정된 압력을 전달할 수 있다. 측정된 압력에 기초하여, 제어기(9)는, 용기 유입구 제어 밸브(7) 및 용기 유출구 제어 밸브(8)가 이중 온/오프 밸브를 포함하는 구현예에서, 밸브를 개폐하기 위하 명령을 용기 유입구 제어 밸브(7) 및/또는 용기 유출구 제어 밸브(8)에 보낼 수 있다. 밸브(7 및/또는 8)가 조절 가능한 밸브인 구현예에서, 제어기(9)는 밸브(7 및/또는 8)에 명령을 보내 밸브(7 및/또는 8)의 유체 전도도를 연속적으로 조절할 수 있다. 제1 버퍼 체적(3) 내의 압력이 소정의 압력 값 미만으로 떨어질 경우, 제어기(9)는 제1 버퍼 체적(3)을 충진하기 위한 명령을 보낼 수 있다.
예를 들어, 다양한 구현예에서, 폐쇄 루프 제어 시스템은, 압력 변환기(8)에 의해 측정된 1 버퍼 체적(3)의 압력 피드백에 기초하여 밸브(7 및/또는 8)의 개방 및/또는 폐쇄를 제어(예, 타이밍, 주파수 등)할 수 있다. 다양한 구현예에서, 예를 들어 비례-적분-미분(PID) 제어기가 용기 유입구 제어 밸브(7) 및/또는 용기 유출구 제어 밸브(8)의 작동을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 제어기(9)는, 용기 유출구 제어 밸브(8)가 개방되어야 하는 지속 시간을 결정하여, PID 또는 다른 제어기에 제공되는 제1 버퍼 체적(3)용 원하는 압력에 도달하거나 유지할 수 있다.
다양한 구현예에서, 시스템에 사용되는 파이프, 밸브 및 필터는 압력 강하를 감소시키거나 최소화하기 위해 큰 흐름 계수(Cv)를 가질 수 있다. 예를 들어, 1/2" 또는 3/8" 직경의 파이프 및 3/8" 공급 모듈이 사용될 수 있다.
도 1에서, 시스템 1은, 제어기(9)가 서브팹 구역(11) 내의 제1 버퍼 체적(3)의 압력을 모니터링하고/모니터링하거나 제어하는 폐쇄 루프 제어 시스템을 포함한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 일부 구현예에서, 압력 변환기(6)는 추가적으로 또는 대안적으로 제2 버퍼 체적(4) 내의 압력을 측정하도록 구성될 수 있고, 제어기(9)는, 제2 버퍼 체적(4) 내의 측정된 압력의 피드백에 적어도 기초하여, 용기 유입구 제어 밸브(들)(7) 및 용기 유출구 제어 밸브(들)(8) 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다. 제2 버퍼 체적(4) 내의 압력이 소정의 값 미만으로 떨어질 경우, 제어기(9)는 제2 버퍼 체적(4)을 충진하기 위한 명령을 보낼 수 있다. 또 다른 구현예에서, 압력 변환기는 제1 및 제2 버퍼 체적(3, 4)의 각각의 압력(들)을 모니터링하는 데 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 구현예에서, 하나 이상의 제어기는 버퍼 체적(3, 4) 둘 다에 대한 피드백 제어를 제공하도록 구성될 수 있다.
도 4는 다양한 구현예에 따라, 공정 구역(13) 내의 원격 위치 반응 챔버(5)에 기화된 전구체를 전달하기 위한 방법을 나타낸 흐름도이다. 방법(30)은 블록(31) 에서 시작되며, 여기서 전구체 공급원 용기(2)에 배치된 고체 또는 액체 전구체가 승화 또는 기화 공정을 통해 증발되고, 예를 들어 전구체 공급원 재료의 승화 또는 기화 온도보다 높은 온도로 가열된다.
블록(32)에서, 비활성 캐리어 가스가 전구체 공급원 용기(2)에 제공되어 기화된 전구체를 반응 챔버(5)로 전달하기 위해 캐리어 가스로 연행시킨다. 아르곤(Ar) 가스 또는 질소(N2) 가스와 같은 임의의 적절한 비활성 캐리어 가스가 사용될 수 있다. 전구체 공급원 용기(2) 내로 흐르는 캐리어 가스의 흐름은 흐름 모니터(PFC)(10)를 갖는 압력 제어기와 같은 흐름 제어기에 의해 측정될 수 있다.
블록(33)에서, 기화된 전구체는 용기 온도 구역(16) 내의 전구체 공급원 용기(2)으로부터 서브팹 구역(11) 내의 제1 버퍼 체적(3)으로 공급될 수 있다. 전술한 바와 같이, 서브팹 구역(11)은 클린룸을 포함할 수 있는 공정 구역(13)으로부터 물리적 및 열적으로 분리될 수 있다. 블록(34)으로 이동하면, 제1 버퍼 체적(3) 내의 압력은 압력 변환기(6)에 의해 측정될 수 있다. 피드백 제어 방법은, 제1 버퍼 체적(3) 내의 압력이 소정의 값 미만으로 떨어질 경우에 용기 유입구 제어 밸브(들)(7) 및 용기 유출구 제어 밸브(들)(8) 중 적어도 하나를 작동시킴으로써, 압력을 모니터링하고 제1 버퍼 체적(3)을 충진하는 데 사용될 수있다.
블록(35)에서, 기화된 전구체는 처리 구역(13)에서 제2 버퍼 체적(4)으로 운반될 수있다. 압력 변환기(6)는 제2 버퍼 체적(4)에 배치될 수 있고, 블록(35) 뒤에 블록(34)의 작동이 구현되어 제2 버퍼 체적(34)의 압력을 제어할 수 있다. 블록(36)에서, 기화된 전구체는 처리 구역(13) 내의 반응 챔버(5)로 전달될 수 있다. 일부 구현예에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 기화된 전구체는 대응하는 다수의 가열된 파이프를 통해 다수의 상이한 반응 챔버(5)에 전달될 수 있다.
본 개시의 목적을 위해, 특정 양태, 이점, 및 신규 특징부가 본원에 설명된다. 반드시 이러한 모든 장점을 임의의 특정 구현예에 따라 달성할 수 있는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어 당업자는 본 개시가, 본원에 교시 또는 제안될 수 있는 다른 장점을 반드시 달성하지 않고서, 본원에 교시된 바와 같은 하나의 장점 또는 여러 장점을 달성하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있음을 인식할 것이다.
조건 언어, 예컨대 "할 수 있다" 또는 "일 수 있다"는, 달리 언급되지 않거나 사용된 문맥 내에서 이해되는 한, 다른 구현예가 특정 특징부, 요소 및/또는 단계를 포함하지 않는 반면에 특정 구현예는 포함함을 전달하고자 일반적으로 의도한다. 따라서, 특징부, 요소 및/또는 단계가 하나 이상의 구현예에 필요한 임의의 방식이거나, 하나 이상의 구현예가 사용자 입력 또는 프롬프트 유무에 따라 이러한 특징부, 요소 및/또는 단계를 포함하는지 또는 임의의 특정 구현예에서 수행해야 하는지 여부를 결정하기 위한 로직을 반드시 포함하는 것을 의미하기 위해 이러한 조건적인 언어를 의도한 것은 아니다.
달리 구체적으로 언급하지 않는 한, 문구 "X, Y 및 Z 중 적어도 하나"와 같은 접속 언어는, 일반적으로 항목, 용어 등이 X, Y, 또는 Z일 수 있다는 것을 전달하기 위해 일반적으로 사용되는 문맥으로 이해된다. 따라서, 이러한 접속 언어는, 특정 구현예가 일반적으로 X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나, 및 Z 중 적어도 하나의 존재를 필요로 하는 것을 의미하도록 의도되지 않는다.
본원에서 사용된 정도의 언어, 예컨대 본원에서 사용된 용어 "대략", "약", 및 "실질적으로"는 여전히 원하는 기능을 수행하거나 원하는 결과를 성취하는, 언급된 값, 양 또는 특징에 가까운 값, 양 또는 특징을 나타낸다. 예를 들어, 용어 "대략", "약", "일반적으로" 및 "실질적으로"는, 언급된 양의 10% 미만 이내, 5% 미만 이내, 1% 미만 이내, 0.1% 미만 이내, 0.01% 미만 이내인 양을 지칭할 수 있다.
본 개시의 범주는 본 섹션에서 또는 본 명세서의 다른 부분에서 바람직한 구현예의 구체적인 개시 내용에 의해 제한되는 것이 아니며, 본 섹션에서 또는 본 명세서의 다른 부분에서 제시되거나 미래에 제시될 청구범위에 의해 제한될 수 있다. 청구범위의 언어는 청구범위에 사용된 언어에 기초하여 공정하게 해석되어야 하며, 본 명세서에서 또는 본 출원의 실행 중에 설명된 실시예로 제한되지 않으며, 실시예는 비배타적 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 반도체 처리 시스템으로서,
    전구체를 함유하도록 구성된 전구체 공급원 용기;
    서브팹 구역에 배치되는 제1 버퍼 체적으로서, 상기 전구체 공급원 용기는 상기 기화된 전구체를 상기 제1 버퍼 체적에 공급하도록 구성되는, 제1 버퍼 체적;
    상기 서브팹 구역과 별도인 처리 구역에 위치하는 제2 버퍼 체적으로서, 상기 제1 버퍼 체적은 상기 기화된 전구체를 상기 제2 버퍼 체적에 전달하도록 구성되는, 제2 버퍼 체적;
    상기 처리 구역에 위치한 반응 챔버로서, 상기 제2 버퍼 체적은 상기 기화된 전구체를 상기 반응 챔버에 전달하도록 구성되는, 반응 챔버를 포함하는, 반도체 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 전구체 공급원 용기를 추가로 포함하는, 반도체 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 버퍼 체적의 유입구는 하나 이상의 용기 유출구 제어 밸브를 통해 상기 전구체 공급원 용기와 유체 연통하고, 상기 제1 버퍼 체적의 유출구는 상기 제2 버퍼 체적과 유체 연통하며,
    상기 제2 버퍼 체적은 상기 기화된 전구체를 상기 반응 챔버에 분배하도록 구성되는, 반도체 처리 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전구체 공급원 용기는 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브를 통해 압력 흐름 제어기(PFC)와 유체 연통하도록 구성되어 상기 공급원 용기에 캐리어 가스를 제공하고, 상기 PFC는 전구체 증기 압력 대 캐리어 제어 압력의 비율에 기초하여 캐리어 가스 압력을 일정하게 유지하도록 구성되는, 반도체 처리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 버퍼 체적 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 변환기, 및
    상기 제1 버퍼 체적에서 측정된 압력의 피드백에 적어도 기초하여 상기 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브 및 상기 하나 이상의 용기 유출구 제어 밸브 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 구성된 제어기를 추가로 포함하는, 반도체 처리 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 제1 버퍼 체적 내의 압력이 소정의 값 미만으로 떨어질 경우에 상기 제1 버퍼 체적을 충진하도록 구성되는, 반도체 처리 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전구체 용기는 제1 온도 범위 내에서 유지될 용기 온도 구역에 배치되고, 상기 서브팹 구역은 제2 온도 범위 내에서 유지될 캐비닛 온도 구역에 배치되는, 반도체 처리 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 버퍼 체적은 복사, 대류 또는 접촉 가열로 가열되는, 반도체 처리 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 버퍼 체적 및 제2 버퍼 체적은 상기 반응 챔버에 대해 1회의 사이클에 사용되는 전구체 하중의 다섯 배 내지 열 배를 저장하도록 크기를 갖는, 반도체 처리 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제2 버퍼 체적은 상기 반응 챔버에 매우 근접하게 배치되는, 반도체 처리 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 버퍼 체적은 가열된 파이프에 의해 상기 제2 버퍼에 연결되는, 반도체 처리 시스템.
  12. 반도체 처리 시스템으로서,
    기화된 전구체를 함유하도록 구성된 전구체 공급원 용기;
    상기 전구체 공급원 용기로부터 상기 기화된 전구체를 수용하도록 구성된 제1 버퍼 체적;
    상기 제1 버퍼 체적으로부터 상기 기화된 전구체를 수용하도록 구성된 제2 버퍼 체적; 및
    상기 제2 버퍼 체적과 유체 연통하여 위치하는 복수의 반응 챔버를 포함하는, 반도체 처리 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 버퍼 체적의 유입구는 하나 이상의 용기 유출구 제어 밸브를 통해 상기 전구체 용기와 유체 연통하고, 상기 제1 버퍼 체적의 유출구는 상기 제2 버퍼 체적과 유체 연통하며,
    상기 제2 버퍼 체적으로 전달되는 상기 기화된 전구체는, 플랫폼 허브를 통해 각각의 반응 챔버에 분배되는, 반도체 처리 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 버퍼 체적 및 제2 버퍼 체적은 동시에 실행되는 상기 플랫폼 허브 상의 상기 복수의 반응 챔버 모두에 대해, 1회의 사이클에 사용되는 전구체 하중의 5-10배를 저장하도록 크기를 갖는, 반도체 처리 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 제3 버퍼 체적은 상기 플랫폼 허브에 연결되는 반도체 처리 시스템.
  16. 제13항에 있어서, 복수의 전구체 공급원 용기를 추가로 포함하되, 각각의 전구체 공급원 용기는 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브를 통해 각각의 압력 흐름 제어기(PFC)와 유체 연통하도록 구성되어 상기 공급원 용기에 캐리어 가스를 제공하는, 반도체 처리 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 버퍼 체적 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 변환기, 및
    상기 제1 버퍼 체적에서 측정된 압력의 피드백에 적어도 기초하여 상기 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브 및 상기 하나 이상의 용기 유출구 제어 밸브의 작동을 제어하는 제어기를 추가로 포함하는, 반도체 처리 시스템.
  18. 제12항에 있어서, 상기 제1 버퍼 체적은 제1 온도에서 서브팹 구역에 배치되고, 상기 제2 버퍼 체적은 제2 온도에서 상기 서브팹 구역과 물리적으로 분리된 처리 구역에 위치하는, 반도체 처리 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제2 버퍼 체적 내의 압력을 측정하도록 구성된 압력 변환기, 및
    상기 제1 버퍼 체적에서 측정된 압력의 피드백에 적어도 기초하여 상기 적어도 하나의 용기 유입구 제어 밸브 및 상기 하나 이상의 용기 유출구 제어 밸브 중 적어도 하나의 작동을 제어하는 제어기를 추가로 포함하되,
    상기 제어기는, 상기 제1 버퍼 체적에서의 압력이 소정의 값 미만으로 떨어질 경우에 상기 제2 버퍼 체적을 충진하도록 구성되는, 반도체 처리 시스템.
  20. 반도체 처리 시스템으로서,
    기화된 전구체를 함유하도록 구성된 전구체 공급원 용기;
    제1 온도에서 서브팹 구역에 배치되고 상기 전구체 공급원 용기로부터 상기 기화된 전구체를 수용하도록 구성된 제1 버퍼 체적;
    상기 제1 온도보다 높은 제2 온도에서 처리 구역에 배치되고 상기 제1 버퍼 체적으로부터 상기 기화된 전구체를 수용하도록 구성된 제2 버퍼 체적; 및
    상기 제2 버퍼 체적과 유체 연통하여 위치하는 복수의 반응 챔버를 포함하는, 반도체 처리 시스템.
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