KR20230108313A - 화학물질 전달 시스템의 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키기 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

화학물질 전달 시스템의 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키기 위한 방법들 및 장치 Download PDF

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Abstract

프로세스 챔버를 위한 화학물질 전달 시스템에서 압력 변동들을 감소시키기 위한 방법들 및 장치가 본원에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버를 위한 화학물질 전달 시스템은, 캐리어 가스 공급부; 제1 공급 라인을 통해 캐리어 가스 공급부에 유체적으로 커플링되는 앰풀 ― 앰풀은 제2 공급 라인을 통해 프로세스 챔버에 하나 이상의 프로세스 가스들을 공급하도록 구성됨 ―; 캐리어 가스 공급부로부터 앰풀로의 캐리어 가스의 유동을 제어하기 위해 제1 공급 라인과 인라인으로 배치되는 유입 밸브; 및 압력 조절 라인과 인라인으로 배치되는 제1 제어 밸브를 포함하며, 압력 조절 라인은 캐리어 가스 공급부와 유입 밸브 사이의 티 로케이션에서 제1 공급 라인에 유체적으로 커플링된다.

Description

화학물질 전달 시스템의 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키기 위한 방법들 및 장치
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 기판 프로세싱 장비에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 기판 프로세싱 장비의 화학물질(chemical) 전달 시스템에 관한 것이다.
[0002] 기판 프로세싱 장비는, 적합한 화학적 프로세스를 수행하기 위해 하나 이상의 프로세싱 가스들을 프로세스 챔버, 예컨대, CVD(chemical vapor deposition) 챔버, ALD(atomic layer deposition) 챔버, 에칭 챔버 등에 제공하기 위한 고체 화학물질 전달 시스템들을 포함할 수 있다. 고체 화학물질 전달 시스템들은 전형적으로, 고체 상태 전구체를 수용하는 승화 용기 또는 앰풀(ampoule)을 포함한다. 고체 상태 전구체를 승화시켜 프로세스 챔버로 전달될 하나 이상의 프로세스 가스들을 형성하기 위해 앰풀을 통해 캐리어 가스가 유동될 수 있다. 그러나, 캐리어 가스가 앰풀 내에 도입될 때, 초기 압력 급증(spike)은 고체 상태 전구체가 의도치 않게 하나 이상의 프로세스 가스들과 혼합되는 것을 야기하여, 고체 상태 전구체가 앰풀로부터 프로세스 챔버로의 전달 라인들을 오염시키는 것을 야기할 수 있다.
[0003] 그에 따라서, 본 발명자들은 오염을 감소시키기 위한 개선된 고체 화학물질 전달 시스템들을 제공했다.
[0004] 프로세스 챔버를 위한 화학물질 전달 시스템에서 압력 변동들을 감소시키기 위한 방법들 및 장치가 본원에서 제공된다. 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버를 위한 화학물질 전달 시스템은, 캐리어 가스 공급부; 제1 공급 라인을 통해 캐리어 가스 공급부에 유체적으로(fluidly) 커플링되는 앰풀 ― 앰풀은 제2 공급 라인을 통해 프로세스 챔버에 하나 이상의 프로세스 가스들을 공급하도록 구성됨 ―; 캐리어 가스 공급부로부터 앰풀로의 캐리어 가스의 유동을 제어하기 위해 제1 공급 라인과 인라인(in line)으로 배치되는 유입 밸브; 및 압력 조절 라인과 인라인으로 배치되는 제1 제어 밸브를 포함하며, 압력 조절 라인은 캐리어 가스 공급부와 유입 밸브 사이의 티 로케이션(tee location)에서 제1 공급 라인에 유체적으로 커플링된다.
[0005] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버를 위한 화학물질 전달 시스템은, 캐리어 가스 공급부; 제1 공급 라인을 통해 캐리어 가스 공급부에 유체적으로 커플링되는 앰풀 ― 앰풀은 제2 공급 라인을 통해 프로세스 챔버에 하나 이상의 프로세스 가스들을 공급하도록 구성됨 ―; 제1 공급 라인에서의 압력을 제어하기 위해 제1 공급 라인과 인라인으로 배치되는 압력 스위치; 캐리어 가스 공급부로부터 앰풀로의 캐리어 가스의 유동을 제어하기 위해 제1 공급 라인과 인라인으로 배치되는 유입 밸브; 및 압력 조절 라인과 인라인으로 배치되는 제1 제어 밸브 및 계량(metering) 밸브를 포함하며, 압력 조절 라인은 캐리어 가스 공급부와 유입 밸브 사이의 티 로케이션에서 제1 공급 라인에 유체적으로 커플링되고, 압력 조절 라인의 제1 길이는 제1 제어 밸브로부터 티 로케이션으로 연장된다.
[0006] 일부 실시예들에서, 프로세스 챔버를 위한 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법은, 제1 공급 라인을 통해 캐리어 가스 공급부로부터 압력 조절 라인으로 캐리어 가스를 유동시키는 단계 ― 압력 조절 라인은 티 로케이션에서 제1 공급 라인으로부터의 캐리어 가스의 유동을 전환(divert)시킴 ―; 압력 조절 라인과 인라인으로 배치된 제1 제어 밸브를 폐쇄하는 단계; 및 캐리어 가스를 앰풀로 유동시키기 위해 티 로케이션의 다운스트림에 제1 공급 라인과 인라인으로 배치된 유입 밸브를 개방하는 단계를 포함한다.
[0007] 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
[0008] 위에서 간략히 요약되고 아래에서 더 상세히 논의되는 본 개시내용의 실시예들은 첨부된 도면들에 묘사된 본 개시내용의 예시적인 실시예들을 참조하여 이해될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면들은 본 개시내용의 단지 전형적인 실시예들을 예시하는 것이므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 하는데, 이는 본 개시내용이 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있기 때문이다.
[0009] 도 1은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른, 프로세스 챔버를 위한 화학물질 전달 시스템의 개략도이다.
[0010] 도 2a는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 앰풀 압력의 압력 대 시간 그래프를 묘사한다.
[0011] 도 2b는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 앰풀 압력의 압력 대 시간 그래프를 묘사한다.
[0012] 도 3은 프로세스 챔버를 위한 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법의 흐름도를 묘사한다.
[0013] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 도면들은 실척대로 도시되지 않았으며, 명확성을 위해 단순화될 수 있다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가적인 언급이 없이도 다른 실시예들에 유익하게 포함될 수 있다.
[0014] 프로세스 챔버를 위한 화학물질 전달 시스템에서 압력 변동들을 감소시키기 위한 방법들 및 장치가 본원에서 제공된다. 화학물질 전달 시스템은, 제1 공급 라인을 통해 화학물질 전달 시스템의 앰풀에 캐리어 가스를 공급하기 위한 캐리어 가스 공급부를 포함한다. 캐리어 가스는, 앰풀에 배치된 고체 전구체를 승화시키고 캐리어 가스 및 승화된 전구체의 혼합물을 제2 공급 라인을 통해 앰풀로부터 프로세스 챔버로 전달되는 하나 이상의 프로세스 가스들로서 형성하도록 구성된다. 고체 화학물질 전달 시스템은, 반도체 기판 프로세스 챔버들, 예컨대, 증착 챔버들(CVD, ALD 등), 에칭 챔버들, 세정 챔버 등을 위한 전달 시스템일 수 있다.
[0015] 화학물질 전달 시스템은, 앰풀의 업스트림의 제1 공급 라인으로부터 연장되는 압력 조절 라인을 포함한다. 압력 조절 라인은, 캐리어 가스가 앰풀 내로 유동될 때 앰풀에서 압력 변동이 더 적도록 제1 공급 라인에서의 압력을 유리하게 안정화시킨다. 앰풀에서의 더 적은 압력 변동은 유리하게, 고체 전구체가 하나 이상의 프로세스 가스들의 가스상 혼합물로 혼합되는 것을 최소화하며, 이는 결과적으로, 고체 전구체가 제2 공급 라인을 오염시키는 것을 감소시킨다.
[0016] 도 1은 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른, 프로세스 챔버를 위한 화학물질 전달 시스템의 개략도이다. 화학물질 전달 시스템(100)은 캐리어 가스 공급부(102)를 포함한다. 캐리어 가스 공급부(102)는, 일부 실시예들에서 비-반응성 가스일 수 있는 캐리어 가스를 저장할 수 있다. 일부 실시예들에서, 캐리어 가스는, 아르곤 가스, 질소 가스, 헬륨 가스, 수소 가스 등 중 하나 이상일 수 있다. 화학물질 전달 시스템(100)은, 캐리어 가스 공급부(102)로부터 프로세스 챔버(104)로 캐리어 가스를 전달하도록 구성된다. 다른 화학물질 전달 시스템은 상이한 요소들 및/또는 구성들을 가질 수 있지만, 본원에서 논의되는 구현들은 여전히 그러한 다른 시스템들에 적용될 수 있다.
[0017] 앰풀(110)은, 제1 공급 라인(112)을 통해 캐리어 가스 공급부(102)에 유체적으로 커플링된다. 앰풀(110)은, 캐리어 가스가 앰풀(110) 내로 유동될 때 승화하여 그 결과 승화된 전구체 및 캐리어 가스의 가스상 혼합물이 되는 고체 전구체를 포함할 수 있다. 고체 전구체는, 임의의 적합한 전구체, 예컨대, 이에 제한되진 않지만, 하프늄 사염화물(HfCl4)과 같은 할로겐화물일 수 있다. 앰풀(110)은, 고체 전구체의 승화를 촉진시키기 위해 가열될 수 있다. 일부 실시예들에서, 고체 전구체는, 예컨대 펠릿(pellet)들 또는 분말을 포함하는 과립(granular) 형태이다. 앰풀(110)은, 제2 공급 라인(128)을 통해 앰풀(110)로부터 프로세스 챔버(104)로 하나 이상의 프로세스 가스들을 공급하도록 구성된다. 프로세스 챔버(104)는, 내부에 배치된 기판(120)을 프로세싱하기 위한 임의의 적합한 챔버일 수 있다. 프로세스 챔버(104)는, 제2 공급 라인으로부터 프로세스 챔버(104)로 하나 이상의 프로세스 가스들을 분배하기 위한 하나 이상의 개구들을 갖는 가스 분배 플레이트(122)를 포함할 수 있다.
[0018] 제1 공급 라인(112)은, 캐리어 가스의 유동 또는 압력을 제어하기 위한 하나 이상의 제어 밸브들을 포함한다. 예컨대, 제1 공급 라인(112)은, 캐리어 가스의 질량 유동을 제어하기 위해 캐리어 가스 공급부(102)의 다운스트림에 배치되는 질량 유동 제어기(108)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제1 공급 라인(112)에서의 압력을 제어하기 위해 압력 게이지(106)가 제1 공급 라인(112)과 인라인으로 배치된다. 압력 게이지(106)는 앰풀(110)의 업스트림에 배치된다. 일부 실시예들에서, 압력 게이지(106)는 질량 유동 제어기(108)로부터 다운스트림에 배치된다.
[0019] 캐리어 가스 공급부(102)로부터 앰풀(110)로의 캐리어 가스의 유동을 제어하기 위해 유입 밸브(116)가 제1 공급 라인(112)과 인라인으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 유입 격리 밸브(124)가 유입 밸브(116)와 앰풀(110) 사이에 제1 공급 라인(112)과 인라인으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 우회(bypass) 라인(140)이 제1 공급 라인(112)을 제2 공급 라인(128)에 유체적으로 커플링한다. 일부 실시예들에서, 앰풀(110)을 통해 유동함이 없이 캐리어 가스 공급부(102)로부터 프로세스 챔버(104)로 캐리어 가스를 유동시키기 위해 우회 밸브(132)가 우회 라인(140)과 인라인으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 우회 라인(140)은 유입 밸브(116)와 유입 격리 밸브(124) 사이에 배치된다. 유입 격리 밸브(124)는 일반적으로 개방되어 있을 수 있다. 유입 격리 밸브(124)는 우회 라인(140)을 통한 유동이 요망될 때 폐쇄될 수 있다.
[0020] 캐리어 가스 공급부(102)와 유입 밸브(116) 사이에 배치된 티 로케이션(150)에서 압력 조절 라인(136)이 제1 공급 라인(112)에 유체적으로 커플링된다. 일부 실시예들에서, 티 로케이션(150) 반대편의 압력 조절 라인(136)의 단부는 화학물질 전달 시스템(100)의 포어라인(144)에 커플링된다. 포어라인(144)은 진공 펌프(148)에 커플링된다. 제1 제어 밸브(114)는 압력 조절 라인(136)과 인라인으로 배치된다. 제1 제어 밸브(114)는 빠른 응답을 갖는 임의의 적합한 개방/폐쇄 밸브이다. 빠른 응답 시간(즉, 약 100 밀리초 이하)을 갖는 제1 제어 밸브(114)는, 제1 제어 밸브(114)가 폐쇄되고 유입 밸브(116) 및 유입 격리 밸브(124)가 개방될 때 앰풀(110)에서의 압력 변동들을 유리하게 최소화한다. 일부 실시예들에서, 제1 제어 밸브(114)는 오하이오주 솔론에 소재한 스웨즈락(Swagelok®)으로부터 상업적으로 입수가능한 ALD(atomic layer deposition) 밸브이다.
[0021] 일부 실시예들에서, 계량 밸브(138)가 압력 조절 라인(136)과 인라인으로 배치된다. 계량 밸브(138)는 일반적으로, 압력 조절 라인(136)의 컨덕턴스를 제어하기 위한 가변 오리피스 밸브이다. 계량 밸브(138)는 제1 제어 밸브(114)의 업스트림 또는 다운스트림에 배치될 수 있다. 일부 실시예들에서, 계량 밸브(138)는 수동 밸브일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 제어 밸브(114)는 계량 밸브(138)보다 더 빠른 응답 시간을 갖는다. 일부 실시예들에서, 계량 밸브(138) 대신에 고정 오리피스 밸브가 사용될 수 있다.
[0022] 압력 조절 라인(136)의 제1 길이(152)는 제1 제어 밸브(114)로부터 티 로케이션(150)으로 연장된다. 일부 실시예들에서, 압력 조절 라인(136)의 제2 길이(160)는 제1 제어 밸브(114)로부터 포어라인(144)으로 연장된다. 제1 공급 라인(112)의 제1 부분(154)은 압력 게이지(106)로부터 티 로케이션(150)으로 연장된다. 제1 공급 라인(112)의 제2 부분(158)은 티 로케이션(150)으로부터 유입 밸브(116)로 연장된다. 일부 실시예들에서, 캐리어 가스의 유동이 압력 조절 라인으로부터 앰풀(110)로 스위칭될 때 앰풀(110)의 압력 변동들을 최소화하기 위해, 계량 밸브(138)는 유리하게, 압력 조절 라인(136)의 제1 길이(152)의 컨덕턴스를 제1 공급 라인(112)의 제2 부분(158)의 컨덕턴스와 매칭시키도록 구성된다.
[0023] 본원에서 설명된 라인들 각각의 컨덕턴스는 라인 길이 및 굴곡부(bend)들의 수의 인자일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 공급 라인(112)의 제1 부분(154)은 길이가 약 25.0 인치 내지 약 35.0 인치이다. 일부 실시예들에서, 제1 부분(154)은 약 3개 내지 약 8개의 굴곡부들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 제1 공급 라인(112)의 제2 부분(158)은 길이가 약 30.0 인치 내지 약 40.0 인치이다. 일부 실시예들에서, 제2 부분(158)은 약 7개 내지 약 15개의 굴곡부들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 제1 길이(152)는 약 28.0 인치 내지 약 40.0 인치의 길이를 갖는다. 일부 실시예들에서, 제1 길이(152)는 약 5개 내지 약 12개의 굴곡부들을 갖는다. 일부 실시예들에서, 압력 조절 라인(136)의 제1 길이(152)는 제1 공급 라인(112)의 제1 부분(154)보다 길다. 일부 실시예들에서, 제1 공급 라인(112)의 제2 부분(158)은 압력 조절 라인(136)의 제1 부분(154)보다 길다. 일부 실시예들에서, 제1 공급 라인(112)의 제2 부분(158)은 압력 조절 라인(136)의 제1 길이(152)보다 더 많은 굴곡부들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 제2 길이(160)는 약 10.0 인치 내지 약 20.0 인치이다.
[0024] 하나 이상의 프로세스 가스들의 프로세스 챔버(104)로의 유동을 제어하기 위해 배출 밸브(118)가 제2 공급 라인(128)과 인라인으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 배출 격리 밸브(126)가 앰풀(110)과 배출 밸브(118) 사이에 제2 공급 라인(128)과 인라인으로 배치된다. 우회 라인(140)은, 배출 밸브(118)와 배출 격리 밸브(126) 사이에서 제1 공급 라인(112)으로부터 제2 공급 라인(128)으로 연장될 수 있다. 배출 격리 밸브(126)는 일반적으로 개방되어 있을 수 있다. 배출 격리 밸브(126)는 우회 라인(140)을 통한 유동이 요망될 때 폐쇄될 수 있다.
[0025] 일부 실시예들에서, 필터(130)가 제2 공급 라인(128)과 인라인으로 배치된다. 일부 실시예들에서, 필터(130)는 배출 밸브(118)의 다운스트림에 배치된다. 필터(130)는 일반적으로, 오염물들, 예컨대 고체 전구체를 수집하고, 오염물들이 프로세스 챔버(104)에 진입하는 것을 방지하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 필터(130)는 약 5 나노미터 이상인 입자들을 필터링할 수 있다.
제2 공급 라인과 인라인으로 배치되는 진공 밸브가 포함되며, 여기서, 진공 밸브는 제1 제어 밸브와 동일한 타입의 밸브이다.
[0027] 일부 실시예들에서, 진공 밸브(134)가 앰풀(110)의 다운스트림에 제2 공급 라인(128)과 인라인으로 배치된다. 진공 밸브(134)는, 제2 공급 라인(128)을 선택적으로 진공배기(evacuate)하도록 포어라인(144)에 커플링된다. 일부 실시예들에서, 진공 밸브(134)는 제1 제어 밸브(114)와 동일한 타입의 밸브이다. 진공 밸브(134)는 유리하게, 진공 밸브(134)가 프로세스 챔버(104)로의 유동을 포어라인(144)으로 스위칭할 때 앰풀에서의 압력 변동들을 최소화하기 위한 빠른 응답 밸브이다.
[0028] 일부 실시예들에서, 제2 제어 밸브(190)가 배출 밸브(118)와 프로세스 챔버(104) 사이에 배치된다. 제2 제어 밸브(190)는 일반적으로, 자신을 통한 하나 이상의 프로세스 가스들의 유동이 정확하게 제어될 수 있도록 빠른 응답 밸브이다. 일부 실시예들에서, 제2 제어 밸브(190)는 하나 이상의 프로세스 가스들을 프로세스 챔버(104)로 펄싱하도록 구성된다. 제2 제어 밸브(190)는 진공 밸브(134) 또는 제1 제어 밸브(114) 중 적어도 하나와 동일한 타입의 밸브일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 제어 밸브(190)는 진공 밸브(134)와 프로세스 챔버(104) 사이에 배치된다.
[0029] 도 2a는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 앰풀 압력의 압력 대 시간 그래프(200)를 묘사한다. 도 2a는 압력 조절 라인(즉, 압력 조절 라인(136))을 포함하지 않는 화학물질 전달 시스템에 대한 예시적인 압력 대 시간 그래프를 묘사한다. to에서, 유입 밸브(116)가 개방되고 캐리어 가스가 앰풀(110) 내로 유동된다. 압력 조절 라인(136)이 없으면, 앰풀(110)에서의 압력은 평균 압력(210)으로 안정되기 전에 피크 압력(202)까지 상승할 수 있다. 제1 압력 차이(205)는 피크 압력(202)과 평균 압력(210) 사이의 압력 차이이다.
[0030] 도 2b는 본 개시내용의 적어도 일부 실시예들에 따른 앰풀 압력의 압력 대 시간 그래프(201)를 묘사한다. 도 2b는, 압력 조절 라인(136)을 포함하는 화학물질 전달 시스템(100)에 대한 예시적인 압력 대 시간 그래프를 묘사한다. to에서, 유입 밸브(116)가 개방되고 캐리어 가스가 앰풀(110) 내로 유동된다. 앰풀(110)에서의 압력은 평균 압력(230)으로 안정되기 전에 피크 압력(220)에서 시작할 수 있다. 제2 압력 차이(240)는 피크 압력(220)과 평균 압력(230) 사이의 압력 차이이다. 대안적으로 앰풀(110)에서의 압력은 초기의 더 낮은 압력(250)에서 시작하여 평균 압력(260)까지 상승할 수 있다. 제3 압력 차이(270)는 평균 압력(260)과 초기의 더 낮은 압력(250) 사이의 압력 차이이다.
[0031] 압력 조절 라인(136)이 있으면, 유입 밸브(116) 다운스트림의 제1 공급 라인(112)에서의 압력은 평균 압력(260) 및 평균 압력(260)에 더 가까우며, 이는, 앰풀(110)에서의 압력이 더 신속하게 안정화되고 더 적은 압력 변동들을 갖게 한다. 제2 압력 차이(240) 및 제3 압력 차이(270)는 유리하게 제1 압력 차이(205) 미만이며, 이는 제2 공급 라인(128)에서의 더 적은 오염으로 이어진다.
[0032] 도 3은 프로세스 챔버(즉, 프로세스 챔버(104))를 위한 앰풀(즉, 앰풀(110))에서의 압력 변동들을 감소시키는 방법(300)의 흐름도를 묘사한다. 302에서, 방법(300)은, 제1 공급 라인(즉, 제1 공급 라인(112))을 통해 캐리어 가스 공급부(즉, 캐리어 가스 공급부(102))로부터 압력 조절 라인(즉, 압력 조절 라인(136))으로 캐리어 가스를 유동시키는 단계를 포함하며, 여기서, 압력 조절 라인은 티 로케이션(즉, 티 로케이션(150))에서 제1 공급 라인으로부터의 캐리어 가스의 유동을 전환시킨다. 압력 조절 라인은 계량 밸브(즉, 계량 밸브(138)) 또는 제1 제어 밸브(즉, 제1 제어 밸브(114)) 중 적어도 하나를 포함한다. 압력 조절 라인은 포어라인(즉, 포어라인(144))에 커플링될 수 있다.
[0033] 304에서, 압력 조절 라인과 인라인으로 배치된 제1 제어 밸브가 폐쇄된다. 일부 실시예들에서, 압력 조절 라인에서의 압력은 제1 제어 밸브를 폐쇄하기 전에 계량 밸브를 통해 조절된다. 일부 실시예들에서, 압력 조절 라인에서의 압력은 약 50 torr 내지 약 200 torr로 설정된다. 일부 실시예들에서, 제1 제어 밸브의 응답 시간은 약 100 밀리초 미만이다.
[0034] 306에서, 캐리어 가스를 앰풀로 유동시키기 위해 티 로케이션의 다운스트림에 제1 공급 라인과 인라인으로 배치된 유입 밸브(즉, 유입 밸브(116))가 개방된다. 일부 실시예들에서, 유입 밸브를 개방한 후에, 앰풀은 약 50 torr 내지 약 200 torr로 가압(pressurize)된다. 일부 실시예들에서, 앰풀에서의 압력 변동들을 유리하게 감소시키기 위해, 유입 밸브를 개방하는 것과 동시에 제1 제어 밸브가 폐쇄된다.
[0035] 일부 실시예들에서, 캐리어 가스 또는 캐리어 가스 및 앰풀 내의 임의의 다른 가스들의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 프로세스 가스들이 제2 공급 라인(즉, 제2 공급 라인(128))을 통해 앰풀로부터 프로세스 챔버로 유동된다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세스 가스들은 캐리어 가스 및 앰풀에 배치된 고체 전구체의 승화된 물질의 혼합물을 포함한다. 일부 실시예들에서, 하나 이상의 프로세스 가스들은 약 5.0 나노미터 이하인 입자들을 제한하기 위해 필터(즉, 필터(130))를 통해 제2 공급 라인에서 필터링된다. 일부 실시예들에서, 제2 공급 라인은 진공 밸브(즉, 진공 밸브(134))를 통해 퍼징(purge)될 수 있다.
[0036] 전술한 내용들이 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들이 본 개시내용의 기본적인 범위로부터 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다.

Claims (20)

  1. 프로세스 챔버를 위한 화학물질(chemical) 전달 시스템으로서,
    캐리어 가스 공급부;
    제1 공급 라인을 통해 상기 캐리어 가스 공급부에 유체적으로(fluidly) 커플링되는 앰풀(ampoule) ― 상기 앰풀은 제2 공급 라인을 통해 상기 프로세스 챔버에 하나 이상의 프로세스 가스들을 공급하도록 구성됨 ―;
    상기 캐리어 가스 공급부로부터 상기 앰풀로의 캐리어 가스의 유동을 제어하기 위해 상기 제1 공급 라인과 인라인(in line)으로 배치되는 유입 밸브; 및
    압력 조절 라인과 인라인으로 배치되는 제1 제어 밸브를 포함하며, 상기 압력 조절 라인은 상기 캐리어 가스 공급부와 상기 유입 밸브 사이의 티 로케이션(tee location)에서 상기 제1 공급 라인에 유체적으로 커플링되는, 화학물질 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력 조절 라인은 계량(metering) 밸브를 포함하는, 화학물질 전달 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세스 가스들의 상기 프로세스 챔버로의 유동을 제어하기 위해 상기 제2 공급 라인과 인라인으로 배치되는 배출 밸브를 더 포함하는, 화학물질 전달 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유입 밸브와 상기 앰풀 사이에 상기 제1 공급 라인과 인라인으로 배치되는 유입 격리 밸브, 및 상기 앰풀과 상기 배출 밸브 사이에 상기 제2 공급 라인과 인라인으로 배치되는 배출 격리 밸브를 더 포함하는, 화학물질 전달 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 공급 라인과 인라인으로 배치되는 필터를 더 포함하는, 화학물질 전달 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 필터는 상기 배출 밸브의 다운스트림에 배치되는, 화학물질 전달 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 공급 라인과 인라인으로 배치되는 진공 밸브를 더 포함하며, 상기 진공 밸브는 상기 제1 제어 밸브와 동일한 타입의 밸브인, 화학물질 전달 시스템.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공급 라인을 상기 제2 공급 라인에 유체적으로 커플링시키는 우회(bypass) 라인, 및 상기 우회 라인과 인라인으로 배치되는 우회 밸브를 더 포함하는, 화학물질 전달 시스템.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 앰풀의 다운스트림에 상기 제2 공급 라인과 인라인으로 배치되는 진공 밸브를 더 포함하는, 화학물질 전달 시스템.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 공급 라인에서의 압력을 제어하기 위해 상기 제1 공급 라인과 인라인으로 배치되는 압력 스위치; 및
    상기 압력 조절 라인과 인라인으로 배치되는 계량 밸브를 더 포함하며, 상기 압력 조절 라인의 제1 길이는 상기 제1 제어 밸브로부터 상기 티 로케이션으로 연장되는, 화학물질 전달 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 압력 조절 라인의 제1 길이는 상기 압력 스위치로부터 상기 티 로케이션까지의 상기 제1 공급 라인의 제1 부분보다 긴, 화학물질 전달 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 티 로케이션으로부터 상기 유입 밸브까지의 상기 제1 공급 라인의 제2 부분은 상기 압력 조절 라인의 제1 길이보다 큰, 화학물질 전달 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 공급 라인의 제2 부분은 상기 압력 조절 라인의 제1 길이보다 많은 굴곡부(bend)들을 포함하는, 화학물질 전달 시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 계량 밸브는 상기 티 로케이션과 상기 제1 제어 밸브 사이에 배치되는, 화학물질 전달 시스템.
  15. 프로세스 챔버를 위한 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법으로서,
    제1 공급 라인을 통해 캐리어 가스 공급부로부터 압력 조절 라인으로 캐리어 가스를 유동시키는 단계 ― 상기 압력 조절 라인은 티 로케이션에서 상기 제1 공급 라인으로부터의 상기 캐리어 가스의 유동을 전환(divert)시킴 ―;
    상기 압력 조절 라인과 인라인으로 배치된 제1 제어 밸브를 폐쇄하는 단계; 및
    상기 캐리어 가스를 앰풀로 유동시키기 위해 상기 티 로케이션의 다운스트림에 상기 제1 공급 라인과 인라인으로 배치된 유입 밸브를 개방하는 단계를 포함하는, 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    제2 공급 라인을 통해 상기 앰풀로부터 상기 프로세스 챔버로 하나 이상의 프로세스 가스들을 유동시키는 단계를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 프로세스 가스들은 상기 캐리어 가스 및 상기 앰풀에 배치된 고체 전구체의 승화된 물질의 혼합물을 포함하는, 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    약 5.0 나노미터 이하인 입자들을 제한하기 위해 상기 제2 공급 라인에서 하나 이상의 프로세스 가스들을 필터링하는 단계를 더 포함하는, 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 제어 밸브를 폐쇄하기 전에 계량 밸브를 통해 상기 압력 조절 라인에서 압력을 조절하는 단계를 더 포함하는, 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법.
  19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 제어 밸브는 상기 유입 밸브를 개방하는 것과 동시에 폐쇄되는, 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법.
  20. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입 밸브를 개방한 후에, 상기 앰풀은 약 50 torr 내지 약 200 torr로 가압(pressurize)되는, 앰풀에서 압력 변동들을 감소시키는 방법.
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