KR20230108292A - 압력 제어를 통한 펄스 가스 전달 방법 및 장치 - Google Patents

압력 제어를 통한 펄스 가스 전달 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

열식 질량 유량 센서와 제어 밸브를 사용하여 질량 유량 제어와 함께 펄스 가스 전달을 달성한다. 제어기는 하류 측 압력 센서를 사용하여 압력을 제어하도록 보강되었다. 개별 제어 작동 모드에서, 제어 밸브는 펄스 가스 전달 모드 시에는 유량 센서에 응답하여 제어되고 압력 제어 작동 모드 시에는 하류 측 압력 센서에 응답하여 제어된다.

Description

압력 제어를 통한 펄스 가스 전달 방법 및 장치
관련 출원
본원은 2020년 11월 20일에 제출된 미국 가출원 번호 제63/116,599호의 이점을 주장한다. 해당 출원의 전체 교시내용을 본원에 참조로 포함한다.
원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)) 공정과 같은 반도체 제조 공정은 여러 공정 단계에 걸쳐 여러 가지 종류의 가스 및 가스 혼합물들을 양을 달리하여 전달하는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 처리 시설에 있는 탱크에 가스를 저장하고, 가스 계량 시스템을 사용하여 계량된 양의 가스를 탱크에서 화학기상증착 반응기, 진공 스퍼터링 장치, 플라즈마 식각 장치 등과 같은 처리 장비로 전달한다.
일정 유량의 가스를 펄스식으로 반도체 공정 장비에 전달하는 용도로 펄스 가스 전달 장치들이 개발되었다. 그 중 몇몇 장치를 아래에 설명하고자 한다.
도 1은 펄스 가스 전달의 한 가지 기본 형태를 나타낸다. 유입구(101)에서 유로(103)를 통해 흐르는 가스를 차단 밸브(102)를 사용하여 펄스식으로 공급한다. 차단 밸브는 호스트 제어기(104)의 제어 하에 완전히 개폐되는 종래의 온/오프형 격리 밸브다. 호스트 제어기로부터의 제어는 전기 연결부(106)를 통해 이루어질 수 있거나, 차단 밸브로의 압축 공기를 조절하는 파일럿 밸브에 전기적 입력을 제공하여 차단 밸브가 개폐되도록 할 수 있다. 차단 밸브의 상류 측에는 그와 일렬로 압력 제어기(108)가 자리할 수 있다.
도 2는 간단한 형태의 압력 제어기를 나타낸다. 압력 센서(202)는 유로(103) 내의 가스 압력을 감지하고, 이렇게 감지된 압력의 측정치를 마이크로프로세서 제어 유닛(204)에 제공한다. 마이크로프로세서는 감지된 압력을 설정 압력과 비교하고 이 둘 사이의 오차에 기초하여 조정식 제어 밸브(206)의 개방도를 제어한다. 유로(103)에서의 제어 밸브 개방도는 마이크로프로세서(204)로부터의 제어 신호에 응답하여 제어 가능하다.
압력 제어기는 차단 밸브(102)를 통과해 공정 챔버로 전달되는 가스 압력을 목표 설정값에 유지한다. 차단 밸브(102)가 폐쇄되었을 때 누출 라인(110)을 통해 누출 통로로의 누출을 가능하게 함으로써 유로(103) 내의 압력을 제어할 수도 있다. 누출 라인은 니들 밸브 또는 오리피스(112)를 포함할 수 있다. 라인(110)을 통해 누출시키는 등으로, 제어 밸브(206)를 통과하는 유량을 압력 센서(202)에 응답하여 제어함으로써, 유로(103) 내의 압력을 유지할 수 있다. 일부 압력 제어기는 추가로 유량 센서를 포함할 수 있으며, 이는 압력 제어에 유용할 수 있다. 또한, 유량 최고치와 최저치는 유용한 진단 정보가 될 수 있다.
도 3은 도 1의 압력 제어기가 질량 유량 제어기(MFC)(310)로 대체된 다른 형태의 펄스 전달 시스템을 예시한다. 도 2의 압력 제어기와 유사하게, 질량 유량 제어기는 MFC 내부의 마이크로프로세서 제어 유닛으로부터의 제어 신호에 응답하여 유량을 제어하는 제어 밸브를 포함한다. 그러나 MFC는 압력 센서가 아닌 유량 센서에 의존한다. 유량 센서는 일반적으로 제어 밸브 상류 측의 열식 유량 센서이거나, 제어 밸브 하류 측의 압력 기반 유량 센서이다. 도 1의 양방향 차단 밸브와 누출 라인을 사용할 수 있거나, 또는 이들을 3방향 격리 밸브(330)로 대체하여 호스트 제어기(320)의 제어 하에 가스를 방향전환 라인(divert line)(340)으로 우회시키거나 가스를 펄스식으로 공정 챔버에 제공할 수 있다. 호스트 제어기(320)는 또한 MFC(310)의 프로세서와 통신하여 유량 설정값을 설정함으로써 펄스 가스 전달 프로세스 도중에 MFC(310)가 일정한 유량을 유지하도록 한다. 호스트 제어기(320)는 가스 흐름이 공정 챔버나 방향전환 라인으로 향하도록 하류 측 격리 밸브(330)를 제어 및 전환하여, 가스 펄스가 챔버에 전달되도록 한다.
도 1과 도 3의 각각의 펄스 가스 전달 시스템은 펄스 정확도 및 반복성이 시간 경과에 따라 저하될 수 있는 차단 밸브(102) 또는 격리 밸브(330)의 속도와 신뢰성에 따라 달라진다는 단점이 있다. 또한, 전술한 각 시스템에서는 가스가 항상 흐르고 있으므로, 누출 라인 또는 방향전환 라인을 통해 공정 가스가 낭비된다.
도 4는 압력 기반 펄스 가스 전달 원리를 활용한 종래의 펄스 가스 전달 장치(400)를 나타낸다. 압력 기반 몰 측정 기법은 주어진 용적에 유입되는 가스의 압력(P) 대 시간(t) 응답을 이용한다. 장치(400)는 소정의 용적을 제공하는 챔버(450), 챔버(450)의 상류 측에 위치하는 밸브(440)("Vin"), 및 챔버(450)의 하류 측에 위치하는 밸브(445)("Vout")를 포함한다. 또한, 온도 센서(460), 및 챔버(450)에 위치하는 압력 센서(465)가 제공된다.
먼저, 장치(400)의 충전은, 하류 측 밸브(445)가 폐쇄된 상태에서 상류 측 밸브(440)를 개방함으로써 일정 기간 동안 임의의 가스 유량(Qi)이 장치(400)에 유입되어 챔버(450)를 채울 수 있도록 하고("충전" 기간 △t=(t1 - t0)) 압력 변화가 발생할 수 있도록 하는 식으로 이루어진다. 시점 t1 및 압력 P2에서, 상류 측 밸브(440)를 폐쇄한다("Vin CLOSE"). 이어서 해당 프로세스에는 챔버(450) 내의 가스가 설정값까지 안정화될 수 있는 기간(t2 - t1)이 포함된다. 이 기간 동안, 압력 센서(465)와 온도 센서(460)로부터 압력 측정값과 온도 측정값을 얻는다. 하류 측 밸브(445)를 개방하면(시점 t2에서 "Vout OPEN"), 밸브(345)가 다시 폐쇄될 때까지(시점 t3에서 "Vout CLOSE") 임의의 가스 유량(Q0)이 장치(400)를 빠져나가, 일정 기간 동안 장치로부터 펄스 가스가 공작 기계로 전달되고("전달" 기간 △t = t3 - t2) 압력 변화(△P = P2 - P1)가 발생한다. 펄스가 끝나고 목표로 하는 몰 수의 가스 전달이 이루어지는 시점인 t3은 낙하율 계산을 통한 가스의 온도, 압력 P2, 및 주어진 용적으로부터 결정된다.
도 4에 예시된 접근 방식에는 몇 가지 제약이 있다. 펄스 전달의 정확도와 반복성은 하류 측 차단 밸브(445)의 속도와 신뢰성에 따라 달라진다. 응답 시간이 빠른 차단 밸브가 바람직하다. 그러나 밸브가 노후화되면, 이에 적응 가능한 구성으로 조정해야 할 필요가 생기면서 복잡성을 더하게 되거나, 밸브를 교체해야 할 수도 있어 프로세스를 통상 중단시켜야 한다. 종종, 펄스 모양(예컨대, 펄스 폭)이 원하는 것과 다르거나 원하는 구형파와 충분히 일치하지 않게 된다. 또한, 챔버(350)에 많은 양의 가스를 충전하려면 시간이 걸린다. 각 펄스 이전의 가스 충전 시간 및 안정화 시간에 의해 빠른 가스 전달 사이클 시간이 제한 받는다.
그러나, 압력 기반 몰 측정 기법의 장점은 측정하고자 하는 특정 가스 또는 가스 혼합물에 대한 지식 없이도 적용될 수 있다는 점이다. 챔버 용적에 대한 질량 균형 및 이상 기체 법칙 적용으로 얻어지는 가스 유량은 측정하고자 하는 가스의 종류와는 관계없으며, 측정하고자 하는 가스의 거동을 특징짓는 3가지 상태 변수, 즉 압력(P), 온도(T) 및 부피(V)에 따라 달라진다.
도 5는 가스의 몰 기반 펄스 전달을 위한 또 다른 종래 시스템(500)을 나타낸다. 압력 기반 MFC(510)는 펄스 전달을 위해 구성된다. 호스트 제어기(520)는 MFC(510)의 제어 유닛(505)과 통신하여 원하는 펄스 전달 정보, 이를테면 펄스 몰 설정값, 펄스 활성 기간, 펄스 비활성 기간 및 반복 펄스 수를 제공한다. 펄스 전달 사이클을 개시하기 위해, 호스트 제어기(520)는 트리거 신호를 MFC(510)로 전송한다. MFC(510)는 가스 공급원에서 유로(515)까지의 가스 유량을 제어하기 위한 제어 밸브(580)(예컨대, 비례 제어 밸브)를 포함한다. MFC(510)의 제어 유닛(505)은 가스 펄스 시 공정 챔버로 전달되는 가스를 제어하기 위해 제어 밸브(580)를 통과하는 가스의 유량을 제어하도록 구성된다. 제어 유닛(505)은 유로 내의 유량(Q)을 측정하도록 구비된 유량 센서(525)로부터의 피드백을 기반으로, 제어 밸브(580)를 통과하는 가스의 유량을 제어한다. 유량 센서(525)는 유로(515) 내부의 유량 제한기(570), 상류 측 압력 센서(555) 및 하류 측 압력 센서(565)를 포함한다. 제어 밸브(580)는 일반적으로 유량 제한기(570) 및 압력 센서들의 상류 측에 위치한다. 압력 기반 유량 센서의 대안으로, 제어 밸브의 상류 측에 통상 위치할 수 있는 열-기반 유량 센서가 있다. 또한 온도 센서(560)는 상기 제어 유닛(505)과 통신 가능하다.
도 6은 도 5의 시스템에서의 펄스 전달을 예시하는 도면으로서, 이상적인 유량 설정값(Q)과 전달 시간(△t)을 곱한 값인, 정사각형 모양으로 표현된 가스 용량(gas dose)을 이용한다. 가스 전달 사이클(600)은 '펄스-활성' 기간(t2 - t1), '펄스-비활성' 기간(t3 - t2), 가스 용량(예컨대, 펄스당 가스 몰수), 및 사이클당 펄스 수에 의해 정해질 수 있다. 펄스 전달의 경우, 가스 몰 용량은 이상적인 유량 설정값(Q) x 전달 시간(△t = t2 - t1)으로 정의될 수 있다.
도 6에 예시된 유량의 계단 전달 함수가 이상적이기는 하지만 실제 센서 시간 상수 및 밸브 시간 상수로 인해 현실적이지 않다. 실제 적용 시 중요한 목표는 필요한 시간 프레임 내 용량의 정확성과 반복성이다. 따라서, 가스를 정확하고 반복적으로 전달하는 것이 바람직하다. 이를 위해 MFC의 계산 기능을 이용하여 유량을 계산 및 조절함으로써, 지정된 시간에 필요한 양의 가스가 전달되도록 할 수 있다. 특히, MFC는 실제 전달된 가스 용량을 계산하고 이를 목표 펄스 가스 용량으로 조정하도록 구성될 수 있다.
도 5의 펄스 MFC 제어기가 개선된 예가 본원에 참조로 포함된, Ding et al.의 미국 특허 제10,649,471호에 제시되어 있다. 이 특허에 개시된 바와 같이, 차단 밸브가 MFC의 출구에 결합되어 펄스 모양을 더 정사각형으로 또는 이상적으로 만들 수 있다.
도 1에서와 같이 펄스 가스 전달을 위해 압력 제어기와 차단 밸브를 필요로 하는 시스템에서, 압력 제어 기능들을 유지하되 압력 제어 기능을 통합한 펄스식 MFC를 사용하여 최소한의 업그레이드를 통해, 도 5의 펄스식 MFC 기반 시스템으로 업그레이드시킬 수 있다. 이에 따른 시스템은 정확도, 반복성 및 재현성 면에서 상당히 개선된 펄스 가스 전달 기능을 제공하며, 몰 기반 펄스화도 가능하게 한다. 한편 차단 밸브가 펄스화에 더 이상 필요하지 않기 때문에 압력 제어와 함께 펄스화에 대한 차단 밸브의 엄격한 요건들이 줄어든다.
펄스 가스 전달 시스템에서는, 펄스식 질량 유량 제어기 가스 전달 시스템과 압력 제어기 둘 다의 이점을 단일 통합 제어기를 통해 얻는다. 펄스 가스 전달 작동 모드에서 제어기는 유량 센서가 획득한 유량 측정값에 따라 제어 밸브를 제어한다. 압력 제어 모드에서 제어기는 하류 측 압력 센서가 획득한 압력 측정값에 따라 제어 밸브를 제어한다.
가스 전달 시스템은 유로, 유로 내 유량을 측정하도록 구성된 유량 센서, 유로 내 가스 유량을 제어하도록 구성된 제어 밸브, 및 유량 센서와 제어 밸브의 하류 측에 위치하며 유로 내 가스 압력을 측정하도록 구성된 하류 측 압력 센서를 포함한다. 제어 유닛은 유량 센서와 압력 센서로부터 신호를 수신하고 제어 밸브에 제어 신호를 인가하도록 구성된다. 제어 유닛은, (1) 제어 밸브를 개방하여 가스 유량 펄스를 개시하도록, 제어 밸브를 폐쇄하여 가스 유량 펄스를 종료하도록, 그리고 해당 펄스 동안 전달되는 가스의 질량을 유량 센서가 획득한 유량 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로 제어하도록 제어 유닛이 구성되는 펄스 가스 전달 모드, 및 (2) 압력 센서가 획득한 압력 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로 압력 센서에서의 압력을 제어하도록 제어 유닛이 구성되는 압력 제어 모드를 포함한 개별 작동 모드를 수행하도록 구성된다.
가스 전달 방법은 유량 센서를 제공하여 유로 내 유량을 측정하고, 제어 밸브를 제공하여 유로 내 가스 유량을 제어하고, 하류 측 압력 센서를 유량 센서와 제어 밸브의 하류 측에 위치시켜 유로 내 가스 압력을 측정하는 단계를 포함한다. 제어 유닛은, (1) 제어 밸브를 개방하여 가스 유량 펄스를 개시하고 제어 밸브를 폐쇄하여 가스 유량 펄스를 종료하며, 유량 센서에 의한 유량 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로, 해당 펄스 동안 전달되는 가스의 질량이 제어되는 펄스 가스 전달 모드와, (2) 압력 센서에 의한 압력 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로 압력 센서에서의 압력을 제어하는 압력 제어 모드를 포함한 개별 작동 모드에서, 제어 밸브를 통해 가스 유량을 제어한다.
펄스 가스 전달 모드에서, 한 펄스 동안 전달되는 가스의 몰수는 유량 측정값, 가스 유량 펄스가 개시되는 시작 시점 및 가스 유량 펄스가 종료되는 정지 시점의 함수로서 제어될 수 있다. 대안으로, 제어 유닛은 가스 유량을 유량 설정값으로 제어하는 시간 기반 전달을 위해 구성될 수 있다.
압력 센서의 하류 측에 있는 유로에 격리 밸브가 위치할 수 있다. 격리 밸브는 펄스 가스 전달 모드 중에 개방될 수 있으므로 격리 밸브의 상태가 펄스 정확도와 반복성에 영향을 미치지 않는다. 누출 라인은 격리 밸브의 상류 측에 있는 유로에 결합될 수 있거나 격리 밸브에 방향전환 라인으로서 구비될 수 있다. 격리 밸브는 가스가 누출 라인 또는 방향전환 라인을 통해 누출되는 동안 압력 제어 작동 모드 중에 폐쇄될 수 있다.
제어 유닛은 호스트 제어기로부터 신호를 수신하여 펄스 가스 전달 작동 모드와 압력 제어 작동 모드 간에 전환시키도록 구성될 수 있다. 펄스 전달 모드에서 펄스 시퀀스가 완료되면 시스템은 압력 제어 모드로 전환될 수 있다. 펄스 가스 전달 모드에서는 가스 압력 측정값을 진단에 사용할 수 있고, 압력 제어 모드에서는 유량 측정값을 진단에 사용할 수 있다.
유량 센서는 제어 밸브의 상류 측에 위치하는 열식 유량 센서일 수 있다.
본 시스템은 특히 ALD 장비에 적용된다.
전술한 내용은 첨부된 도면에 나타낸 바와 같이 예시적 실시예들에 관한 하기의 보다 구체적인 설명으로부터 명백해질 것이다. 여러 도면에 걸쳐 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지칭한다. 이들 도면은 반드시 실제 크기에 따른 비율로 도시된 것이 아니며, 대신 실시예를 설명하는 데 중점을 두었다.
도 1은 온/오프 밸브로 펄스를 제어하는 종래 기술의 펄스 가스 전달 시스템에 대한 도면이다.
도 2는 도 1의 시스템에 사용하기에 적합한 압력 제어기의 예시도이다.
도 3은 질량 유량 제어기 및 온/오프 차단 밸브에 필요로 하는 다른 종래 기술의 펄스 가스 전달 시스템에 대한 도면이다.
도 4는 종래 기술의 낙하율 펄스 가스 전달 시스템의 예시도이다.
도 5는 종래 기술의 펄스식 MFC 기반 펄스 가스 전달 시스템의 예시도이다.
도 6은 도 5의 시스템에 의해 전달되는 일련의 펄스의 예시도이다.
도 7은 본 발명에 따라 압력 제어 기능이 통합된 펄스 가스 전달 장치(PGDPC)의 예시도이다.
도 8a는 도 7의 PGDPC에 대한 제어도로서, 펄스 가스 전달 작동 모드 중인 상태를 나타낸다.
도 8b는 도 7의 PGDPC에 대한 제어도로서, 압력 제어 작동 모드 중인 상태를 나타낸다.
도 9는 온/오프 밸브를 포함하는 시스템에서의, 도 7의 PGDPC의 예시도이다.
도 10은 상류 측 압력 센서를 구비하는 개량된 PGDPC의 예시도이다.
이하, 예시적인 실시예들을 설명한다.
도 7은 압력 제어 기능이 통합된 펄스 가스 전달 장치(PGDPC)를 예시한다. 펄스 가스 전달 작동 모드의 경우, 제어기의 구성요소들은 전형적인 펄스식 질량 유량 제어기에서 볼 수 있는 것과 같다. 유로(702)는 가스 입구(704)와 가스 출구(706)를 갖는다. 이 유로(702)를 통과하는 유량의 일부는 열식 유량 센서(708)에 전달되어 측정되며, 나머지는 바이패스(710)를 통해 흐른다. 유량 센서(708)에 의해 감지된 정보는 예를 들어 마이크로프로세서와 같은 제어 유닛(712)에 제공된다. 제어 유닛(712)은 감지된 유량을 유량 설정값과 비교하여 제어 밸브(714)의 개방도를 조절함으로써 원하는 유량을 얻도록 한다.
압력 제어 작동 모드의 경우, 제어기는, 유로(702)의 하류 측 압력을 측정하고 이렇게 감지된 압력을 마이크로프로세서 제어 유닛에 제공하는 압력 센서(706)를 포함한다. 이 작동 모드에서 제어 유닛은 감지된 압력을 압력 설정값과 비교하여 제어 밸브(714)의 개방도를 조절함으로써 유로(702) 내 원하는 압력이 유지되도록 한다. 온/오프 격리 밸브와 달리, 제어 밸브(580)는 조절이 가능하다. 유량을 제한하거나 유로(515) 내의 유량 제어가 가능해지도록 제어 밸브의 개방도를 조절할 수 있다.
따라서, 개별 작동 모드에서, 마이크로프로세서는 개별 센서에 응답하여 공통 제어 밸브(714)를 제어한다. 하나의 통합된 장치로, 시스템은 펄스 가스 전달 기능 및 압력 제어 기능 둘 다의 성능을 개선시킬 수 있다. 장치가 몰 기반 전달 및 시간-기반 전달을 포함하는 펄스 가스 전달 모드에 있는 경우, 하류 측 압력 센서(716)는 펄스 가스 전달을 위한 진단 신호를 제공할 수 있다. 가스 펄스가 제어 밸브(714)를 통과할 때, 하류 측 압력 센서(716)는 이러한 가스 펄스로 인한 압력 상승 및 압력 하강을 감지할 수 있다. 사용자는 이 압력 진단 신호를 이용하여 펄스 가스 전달 성능을 모니터링할 수 있다. 장치가 압력 제어 모드에 있는 경우, 상류 측 유량 센서(708)는 압력 제어 프로세스를 위한 진단 신호를 제공할 수 있다. 제어 밸브(714)가 유량을 제어할 때, 상류 측 유량 센서는 이러한 압력 제어 작용에 의해 야기되는 유량 변화를 감지할 수 있다. 사용자는 이 유량 진단 신호를 이용하여 압력 제어 성능을 모니터링할 수 있다.
펄스 가스 전달 및 압력 제어 둘 다에 대한 매개변수들을 라인(720)을 통해 호스트 제어기로부터 다운로드 받는다. 펄스 가스 전달 시퀀스가 전달되면, 호스트 제어기는 트리거 신호를 마이크로프로세서에 제공하고 마이크로프로세서는 펄스 시퀀스를 실행한다. 일단 트리거 신호가 수신되면 마이크로프로세서(712)는 앞서 다운로드한 레시피에 따라, 즉 각 펄스의 시작 시점에서 제어 밸브(714)를 켜고, 제어 밸브의 개방도를 조절하여 유량을 목표 유량 설정값으로 제어한 후, 밸브를 닫아 유량을 0으로 제어하여 각 펄스를 종료하는 식으로, 펄스 가스 전달 프로세스를 제어한다.
펄스 가스 전달은 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제10,353,408호 및 제10,649,471호에 개시된 것과 같을 수 있다.
몰 기반 펄스 전달과 관련하여 사용자는 다음과 같은 매개변수들을 지정한다: (1) 몰 전달 설정값(SP), (2) 펄스-활성 기간의 목표 시간 길이, (3) 총 펄스 활성-비활성 기간 및 (4) 펄스 수(N). 이 정보를 바탕으로, 전용 제어 유닛(712)은 목표 펄스-활성 기간 내에 목표 몰량의 가스를 정확하게 전달하도록 유량 센서(708)가 획득한 측정값들을 바탕으로 유량 설정값 및/또는 펄스-활성 기간을 하기 식에 따라 자동으로 조정하도록 구성된다.
식에서, △n은 펄스-활성 기간(t0 시점과 t 시점 사이) 동안 전달된 가스의 몰수이고 Q는 펄스-활성 기간 동안 시간 t에 걸쳐 센서(708)가 획득한 유량 측정값이다.
따라서, 몰 기반 펄스 전달 모드를 이용하여, 제어 유닛(712)은 각 펄스를 통해 전달되는 몰의 수를 제어하기 위해 유량을 제어하고 필요에 따라 조정한다. 이들 매개변수를 바탕으로, 장치는 정확한 타이밍 시퀀스로 N개 펄스의 유량을 자동으로 전달하되, 각 펄스는 도 6에 예시된 바와 같이 각각의 총 펄스 기간 중 장치가 켜져 있는 일부 동안 △n 몰을 전달하고 총 펄스 활성-비활성 기간의 나머지 동안에는 장치를 끈다.
도 8a는 몰 기반 펄스 전달 모드에서의 제어 유닛(712)에 대한 제어도를 예시한다. 에러(E)는 몰 용량 설정값(SP)과 측정되는 유량(Q)을 적분한 값인 전달된 용량 측정값(△n) 간의 차이이다:
제어기(K)의 출력은 제어 밸브(714)에 대한 밸브 구동 전류인 조작 변수(U)이다. 예를 들어, 제어기가 PID 제어기이면 제어기(K)의 출력은 하기와 같다:
식에서 k p 는 비례 제어 이득이고, k i 는 적분 제어 이득이고, k d 는 미분 제어 이득이다.
몰 기반 펄스 가스 전달에 대한 대안으로, 시간 기반 펄스 가스 전달 프로세스를 선택할 수 있다. 시간 기반 펄스 전달 프로세스에서, 호스트는 제어 대상 프로세스를 위해 전용 제어 유닛(712)을 다음과 같은 매개변수들로 구성한다: (1) 적어도 하나의 목표 유량 설정값(Q sp ), (2) 펄스 활성 기간의 적어도 하나의 시간 길이(T on ), (3) 각 펄스 비활성 기간의 적어도 하나의 시간 길이(T off ), (4) 프로세스를 완료하는 데 필요한 총 펄스 수(N).
시간 기반 전달에서, 도 8a에서의 제어에 적용된 설정값(SP)은 유량 설정값이고 에러(E)는 유량 설정값과 Q 간의 차이이다.
도 8b는 압력 제어 작동 모드 시 제어 유닛(712)에 대한 제어도를 예시한다. 여기서, 에러는 압력 설정값(SP)과 압력 측정값(P)인 제어 변수 간의 차이이다:
제어기(K)의 출력은 제어 밸브(714)에 대한 밸브 구동 전류인 조작 변수(U)이다. 예를 들어, 제어기가 PID 제어기이면 제어기(K)의 출력은 하기와 같다:
일반 작동에서, PGDPC는 호스트 제어기에 의해 트리거되어 펄스 가스 전달 모드에 들어가기까지 압력 제어 모드에서 작동한다. 펄스 가스 전달 중 펄스들 사이에 장치가 압력 제어 모드로 전환될 수 있겠지만 일반적으로 필요하지 않거나 바람직하지 않다. 전체 펄스 시퀀스에 걸쳐 펄스 가스 전달 모드가 완료된 후, 장치는 자동으로 압력 제어 모드로 다시 전환될 수 있다.
도 9는 차단 밸브(902)를 구비한 시스템에서의 PGDPC(700)(도 7 참조)를 예시하며, 차단 밸브 및 PGDPC 둘 다 호스트 제어기(904)에 의해 제어됨을 보여준다. 니들 밸브 또는 오리피스(908)를 구비한 누출 라인(906)은 차단 밸브가 폐쇄되었을 때 압력 제어를 가능하게 한다. 차단 밸브(온/오프 격리 밸브)의 제어는 직접적인 전기 신호 또는 제어 가스 파일럿 밸브를 통해 이루어질 수 있다. 누출 라인을 갖는 양방향 격리 밸브의 대안으로, 방향전환 라인을 갖는 3방향 밸브를 사용할 수 있다.
일반적으로, 펄스 가스 전달 작동 모드의 경우, 호스트 제어기(904)는 차단 밸브(902)에 신호를 보내 개방하도록 시킨 후 PGDPC(700)의 펄스 가스 전달 시퀀스를 트리거한다. PGDPC가 펄스 가스 전달 모드에 있지 않을 때 차단 밸브는 통상 폐쇄 상태로 있지만, 진단 또는 다른 목적으로 차단 밸브가 개방되기도 한다. 이 시간 동안 PGDPC(700)는 일정한 유량 제어 모드에서 작동하도록 구성될 수 있다.
도 10은 도 7의 PGDPC의 한 변형예로서, 상류 측 라인 압력을 제공하는 그리고 펄스 가스 전달을 위해 비-압력 감응식 유량 제어를 가능하게 하는 상류 측 압력 센서(1302)를 추가로 포함하는 것을 예시한다.
열식 유량 센서가 바람직한 유량 센서이기는 하지만, 상류 측 압력 센서와 하류 측 압력 센서를 사용하여 유량을 제한하도록 구성된 압력 기반 유량 센서를 대안으로 사용할 수 있다. 압력 기반 유량 센서는 전형적으로 제어 밸브의 하류 측에 놓인다. 이러한 구성은, 압력 제어 작동 모드 시, 유량 센서가 제어 밸브를 하류 측 압력 센서에서 격리시키기 때문에 덜 바람직하다. 압력 기반 유량 센서를 사용하는 경우, 압력 센서 중 하류 측 압력 센서는 압력 제어를 위한 하류 측 압력 센서의 역할도 할 수 있다.
본원에 인용된 모든 특허 문헌, 공개된 특허 출원 문헌 및 참고문헌의 교시 내용을 전체를 본원에 참조로 포함한다.
예시적인 실시예들을 구체적으로 도시하고 설명하였지만, 당업자는 첨부된 청구범위에 포함된 실시예들의 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부 사항에 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (26)

  1. 가스 전달 시스템에 있어서,
    유로;
    유로 내 유량을 측정하도록 구성된 유량 센서;
    유로 내 가스 유량을 제어하도록 구성된 제어 밸브;
    유량 센서와 제어 밸브의 하류 측에 위치하며 유로 내 가스 압력을 측정하도록 구성된 하류 측 압력 센서; 및
    유량 센서와 압력 센서로부터 신호를 수신하고 제어 밸브에 제어 신호를 인가하도록 구성된 제어 유닛으로서,
    제어 밸브를 개방하여 가스 유량 펄스를 개시하도록, 제어 밸브를 폐쇄하여 가스 유량 펄스를 종료하도록, 그리고 해당 펄스 동안 전달되는 가스의 질량을 해당 펄스 동안 유량 센서가 획득한 유량 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로 제어하도록 제어 유닛이 구성되는 펄스 가스 전달 모드, 및
    압력 센서가 획득한 압력 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로 압력 센서에서의 압력을 제어하도록 제어 유닛이 구성되는 압력 제어 모드
    를 포함한 개별 작동 모드를 수행하도록 구성된 제어 유닛
    을 포함하는 가스 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    펄스 가스 전달 모드에서, 해당 펄스 동안 전달되는 가스의 몰수는 유량 측정값의 함수로서 제어되는 것인, 가스 전달 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    펄스 가스 전달 모드에서, 제어 유닛은 가스 유량을 유량 설정값으로 제어하는 시간 기반 전달을 위해 구성되는 것인, 가스 전달 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    압력 센서의 하류 측에 위치하는 격리 밸브를 추가로 포함하는 가스 전달 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    격리 밸브의 상류 측에 위치하는 누설 라인을 추가로 포함하는 가스 전달 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    제어 밸브의 상류 측에 위치하는 상류 측 압력 센서를 추가로 포함하는 가스 전달 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    제어 유닛은 호스트 제어기로부터 신호를 수신하여 펄스 가스 전달 작동 모드와 압력 제어 작동 모드 간에 전환시키도록 구성되는 것인, 가스 전달 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    유량 센서는 제어 밸브의 상류 측에 위치하는 열식 유량 센서인, 가스 전달 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    제어 유닛은, 펄스 가스 전달 모드 시에는 하류 측 압력 센서가 획득한 압력 측정값을 진단에 사용하도록 그리고 압력 제어 모드 시에는 유량 측정값을 진단에 사용하도록 구성되는 것인, 가스 전달 시스템.
  10. 가스 전달 방법에 있어서,
    유량 센서를 제공하여 유로 내 유량을 측정하고, 제어 밸브를 제공하여 유로 내 가스 유량을 제어하고, 하류 측 압력 센서를 유량 센서와 제어 밸브의 하류 측에 위치시켜 유로 내 가스 압력을 측정하는 단계; 및
    제어 유닛을 사용하여,
    제어 밸브를 개방하여 가스 유량 펄스를 개시하고 제어 밸브를 폐쇄하여 가스 유량 펄스를 종료하며, 해당 펄스 동안 유량 센서에 의한 유량 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로, 해당 펄스 동안 전달되는 가스의 질량이 제어되는 펄스 가스 전달 모드와,
    압력 센서에 의한 압력 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로 압력 센서에서의 압력을 제어하는 압력 제어 모드
    를 포함한 개별 작동 모드에서 제어 밸브를 통해 가스 유량을 제어하는 단계
    를 포함하는, 가스 전달 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    펄스 가스 전달 모드 시, 해당 펄스 동안 전달되는 가스의 몰수는 유량 측정값의 함수로서 제어되는 것인, 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    펄스 가스 전달 모드에서, 제어 유닛은 가스 유량을 유량 설정값으로 제어하는 시간 기반 전달을 위해 구성되는 것인, 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    펄스 가스 전달 모드 시, 압력 센서의 하류 측에 위치한 격리 밸브를 개방하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    압력 제어 작동 모드 시, 격리 밸브를 폐쇄하고 격리 밸브의 상류 측에 위치한 누출 라인을 통해 가스를 누출시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    제어 밸브의 상류 측에 위치하는 상류 측 압력 센서로 상류 측 압력을 측정하고, 상류 측 압력 측정값을 바탕으로 압력 감응식 유량 제어를 제공하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    호스트 제어기로부터의 신호에 응답하여 펄스 가스 전달 모드와 압력 제어 모드 간에 전환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    펄스 전달 모드에서 펄스 시퀀스가 완료되면 압력 제어 모드로 전환시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    가스를 ALD 장비로 전달하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    펄스 가스 전달 모드에서는 가스 압력 측정값을 진단에 사용할 수 있고, 압력 제어 모드에서는 유량 측정값을 진단에 사용하는 것인 방법.
  20. 질량 유량 제어기에 있어서,
    통합 집합체로서,
    유로;
    유로 내 유량을 측정하도록 구성된 유량 센서;
    유로 내 가스 유량을 제어하도록 구성된 제어 밸브;
    유량 센서와 제어 밸브의 하류 측에 위치하며 유로 내 가스 압력을 측정하도록 구성된 하류 측 압력 센서; 및
    유량 센서와 압력 센서로부터 신호를 수신하고 제어 밸브에 제어 신호를 인가하도록 구성된 제어 유닛으로서,
    제어 밸브를 개방하여 가스 유량 펄스를 개시하도록, 제어 밸브를 폐쇄하여 가스 유량 펄스를 종료하도록, 그리고 해당 펄스 동안 전달되는 가스의 질량을 해당 펄스 동안 유량 센서가 획득한 유량 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로 제어하도록 제어 유닛이 구성되는 펄스 가스 전달 모드, 및
    압력 센서가 획득한 압력 측정값과 제어 밸브의 제어를 바탕으로 압력 센서에서의 압력을 제어하도록 제어 유닛이 구성되는 압력 제어 모드
    를 포함한 개별 작동 모드를 수행하도록 구성된 제어 유닛
    을 포함하는 질량 유량 제어기.
  21. 제20항에 있어서,
    펄스 가스 전달 모드에서, 해당 펄스 동안 전달되는 가스의 몰수는 유량 측정값의 함수로서 제어되는 것인, 질량 유량 제어기.
  22. 제20항에 있어서,
    펄스 가스 전달 모드에서, 제어기는 가스 유량을 유량 설정값으로 제어하는 시간 기반 전달을 위해 구성되는 것인, 질량 유량 제어기.
  23. 제20항에 있어서,
    제어 밸브의 상류 측에 위치하는 상류 측 압력 센서를 추가로 포함하는 질량 유량 제어기.
  24. 제20항에 있어서,
    제어기는 호스트 제어기로부터 신호를 수신하여 펄스 가스 전달 작동 모드와 압력 제어 작동 모드 간에 전환시키도록 구성되는 것인, 질량 유량 제어기.
  25. 제20항에 있어서,
    유량 센서는 제어 밸브의 상류 측에 위치하는 열식 유량 센서인, 질량 유량 제어기.
  26. 제20항에 있어서,
    제어 유닛은, 펄스 가스 전달 모드 시에는 하류 측 압력 센서가 획득한 압력 측정값을 진단에 사용하도록 그리고 압력 제어 모드 시에는 유량 측정값을 진단에 사용하도록 구성되는 것인, 질량 유량 제어기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02253315A (ja) * 1989-03-27 1990-10-12 Kubota Ltd 配水制御装置
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
JP4788920B2 (ja) * 2006-03-20 2011-10-05 日立金属株式会社 質量流量制御装置、その検定方法及び半導体製造装置
CN103518165B (zh) * 2011-05-10 2016-06-08 株式会社富士金 带有流量监测器的压力式流量控制装置
US10649471B2 (en) * 2018-02-02 2020-05-12 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for pulse gas delivery with isolation valves

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