TWI832706B - 包含具有減少之盲管段之氣體輸送系統的基板處理系統 - Google Patents

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珍妮佛 莉 派翠利亞
米納克希 馬母努盧
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Abstract

本發明提出一種氣體輸送系統，該氣體輸送系統包括2通口閥，該2通口閥包括設置於第一通口及第二通口之間之第一閥。4通口閥包括連接至第一通口及第二通口之第一節點。旁路路徑設置於第三通口及第四通口之間。第二節點沿著旁路路徑設置。第二閥設置於第一節點及第二節點之間。歧管塊界定氣體流通道，配置以連接4通口閥之第一通口至第一引入口、配置以連接4通口閥之第二通口至2通口閥之第一通口、配置以連接4通口閥之第三通口至第二引入口、配置以連接2通口閥之第二通口至第一引出口、及配置以連接4通口閥之第四通口至第二引出口。

Description

包含具有減少之盲管段之氣體輸送系統的基板處理系統
本揭露內容係有關基板處理系統，且更特別有關用於基板處理系統之氣體輸送系統，該氣體輸送系統包括減少之盲管段（dead leg）。
在此提供之先前技術，係出於概略呈現本揭露內容背景之目的。在此先前技術部分中所描述之範圍內，本案發明人之成果及申請時不適格做為先前技術之實施樣態，既不明確亦不暗示地被承認為對抗本揭露之先前技術。
用於執行沉積及/或蝕刻之基板處理系統通常包括具有基座之處理室。基板，例如半導體晶圓，可在處理期間安置在基座上。可將包括一或更多前驅物之處理氣體混合物導入處理室中以在基板上沉積薄膜或蝕刻基板。在一些基板處理系統中，可在處理室中點燃射頻（RF）電漿及/或可使用基座上之RF偏壓以激活化學反應。
在氣體輸送系統中之各種氣體流路徑係用於輸送處理氣體、載氣、氧化氣體、前驅物氣體及/或吹掃氣體（purge gas）至處理室。藉由通路管、閥、歧管及閥引入口塊中之氣體流通道以界定氣體流路徑。在部分處理期間中，氣體可藉由氣體流通道輸送；而在其他部分之處理期間中，氣體可不被輸送。換言之，氣體，例如汽化前驅物氣體，可暫時保留在氣體流通道中，除非執行用以清理氣體流通道之吹掃處理。容納滯留氣體之部分氣體流通道係稱為盲管段。在盲管段中之滯留氣體可能分解並在基板上產生缺陷。
用於基板處理系統之氣體輸送系統包括2通口閥（2-port valve），該2通口閥包括第一通口及第二通口及設置於第一通口及第二通口之間之第一閥。4通口閥（4-port valve）包括第一通口、第二通口、第三通口及第四通口。第一節點連接至第一通口及第二通口。旁路路徑設置於第三通口及第四通口之間。第二節點沿著第三通口及第四通口之間之旁路路徑設置。第二閥設置於第一節點及第二節點之間。歧管塊界定氣體流通道，配置以連接4通口閥之第一通口至第一引入口；配置以連接4通口閥之第二通口至2通口閥之第一通口；配置以連接4通口閥之第三通口至第二引入口；配置以連接2通口閥之第二通口至第一引出口；及配置以連接4通口閥之第四通口至第二引出口。
在其他特徵中，氣體輸送系統包括第一氣體源、第二氣體源、歧管，該歧管連接至第一引入口。第三閥選擇性地連接第一氣體源至歧管。第四閥選擇性地連接第二氣體源至歧管。
在其他特徵中，第一氣體源供給推進氣體，第二氣體源供給分劑給藥氣體（dose gas），及第二引出口連接至處理室。分劑給藥氣體源包括供給汽化前驅物之安瓿。
在其他特徵中，氣體輸送系統更包括控制器，該控制器配置以在轉向模式中設定第一閥、第二閥、第三閥及第四閥之狀態。在轉向模式期間，第一閥開啟、第二閥關閉、第三閥開啟及第四閥關閉。
在其他特徵中，控制器更配置以在轉向模式後之分劑給藥模式（dosing mode）中，設定第一閥、第二閥、第三閥及第四閥之狀態。在分劑給藥模式期間，第一閥關閉、第二閥開啟、第三閥開啟及第四閥開啟。
在其他特徵中，在分劑給藥期間，在第一節點及第一閥之引入口之間產生盲管段。盲管段界定小於2.5ml之體積。在轉向模式期間沒有盲管段體積。
基板處理系統包括處理室、基板支撐件、及RF產生器，處理室包括氣體分配裝置，氣體分配裝置連接至氣體輸送系統之歧管之第一引出口。控制器配置以在分劑給藥模式期間，在氣體分配裝置及基板支撐件之間點燃電漿。
用於基板處理系統之氣體輸送系統包括第一3通口閥（3-port valve），該第一3通口閥包括：第一通口、第二通口、第三通口、旁路路徑及第一節點。第一閥設置在第二通口及第一節點之間。旁路路徑及第一節點設置在第一通口及第三通口之間。氣體輸送系統包括第二3通口閥，該第二3通口閥包括：第一通口、第二通口、第三通口、第二節點、及旁路路徑。第二閥設置在第一通口及第二節點之間。旁路路徑及第二節點設置在第二通口及第三通口之間。歧管塊界定氣體流通道，配置以連接第一3通口閥之第一通口至第一引入口；配置以連接第一3通口閥之第二通口至第一引出口；配置以連接第二3通口閥之第二通口至第二引入口；配置以連接第一3通口閥之第三通口至第二3通口閥之第一通口；及配置以連接第二3通口閥之第三通口至第二引出口。
在其他特徵中，氣體輸送系統更包括：第一氣體源、第二氣體源、連接至第一3通口閥之第一通口之歧管、選擇性地連接第一氣體源至歧管之第三閥、及選擇性地連接第二氣體源至歧管之第四閥。
在其他特徵中，第一氣體源供給推進氣體，第二氣體源供給分劑給藥氣體，及第二引出口連接至處理室。
在其他特徵中，控制器係配置以將第一閥、第二閥、第三閥及第四閥控制為轉向模式。在轉向模式期間，第一閥開啟、第二閥關閉、第三閥開啟及第四閥關閉。
在其他特徵中，控制器更配置以在轉向模式後之分劑給藥模式中，控制第一閥、第二閥、第三閥及第四閥。在分劑給藥模式期間，第一閥關閉、第二閥開啟、第三閥開啟及第四閥開啟。
在其他特徵中，在第一節點及第二閥之引入口之間產生盲管段。盲管段產生於轉向模式期間。分劑給藥氣體源包括供給汽化前驅物之安瓿。盲管段界定小於2.5ml之體積。
基板處理系統包括處理室、基板支撐件、及RF產生器，處理室包括氣體分配裝置，該氣體分配裝置連接至氣體輸送系統之第一引出口。控制器配置以在分劑給藥期間，在氣體分配裝置及基板支撐件之間點燃電漿。
從實施方式、請求項及圖式，本揭露內容之其他應用領域將變得顯而易見。實施方式及具體範例僅出於說明之目的，並不意圖限制本揭露內容之範圍。
根據本揭露內容之複數閥組件之配置，藉由在輸送例如前驅物氣體及/或汽化前驅物之處理氣體混合物時，減少盲管段之體積，以顯著減少在基板處理期間之缺陷。在第一閥組件中，使用兩個3通口閥之組合以減少盲管段之體積。在第二閥組件中， 使用4通口閥及2通口閥之組合以減少盲管段之體積。
現在參考圖1，基板處理系統100之範例，該基板處理系統100包括具有反應空間之處理室112。在一些範例中，可執行電漿增強化學氣相沉積（CVD）或電漿增強原子層沉積（ALD）處理，但亦可執行其他蝕刻、沉積或其他基板處理。
可使用例如噴淋頭之氣體分配裝置114將處理氣體混合物供給至處理室112。在一些範例中，噴淋頭為吊燈型噴淋頭。例如半導體晶圓之基板118可在處理期間安置在基板支撐件116上。基板支撐件116可包括基座、靜電夾盤、機械夾盤或其他類型之基板支撐件。
一或更多氣體輸送系統120-1、120-2、120-3 、......可包括一或更多氣體源122-1、122-2、...... 、及122-N（統稱為氣體源122），其中N為大於1之整數。閥124-1、124-2、...... 、及124-N（統稱為閥124）；質量流量控制器126-1、126-2、...... 、及126-N（統稱為質量流量控制器126）；或其他流量控制裝置，可用於將一或更多氣體可控制地供給至歧管130，該歧管130經由閥V46、歧管131、及閥V164將氣體混合物供給至處理室112。在一些範例中，歧管131為加熱噴射器歧管。可提供一或更多附加的氣體輸送系統以在其他位置供給氣體或氣體混合物。包括閥V166之轉向路徑選擇性地將氣體轉向至真空或排氣。
控制器140可用於監測例如溫度、壓力等之處理參數（使用一或更多感應器141）並控制處理時序。控制器140可用於控制處理裝置，例如氣體輸送系統120-1、120-2及120-3；基板支撐件加熱器142；及/或RF電漿產生器146。亦可使用控制器140以藉由閥150及泵152將處理室112排氣。
RF電漿產生器146在處理室中產生RF電漿。RF電漿產生器146可為電感型或電容型RF電漿產生器。在一些範例中，RF電漿產生器146可包括RF電源160與匹配及分配網絡162。雖然RF電漿產生器146係顯示為連接至氣體分配裝置114且基板支撐件為接地或浮接，但RF電漿產生器146可連接至基板支撐件116且氣體分配裝置114可為接地或浮接。
汽化前驅物可藉由安瓿190供給至歧管131，該安瓿190供給汽化之液體前驅物。通過閥182、MFC 184、及閥186供給載氣180。附加的閥V213、V205、V214及V55控制載氣之輸送、及/或來自安瓿190之載氣及汽化前驅物之輸送。在一些範例中，安瓿190藉由加熱器194加熱。安瓿190可更包括一或更多溫度感應器192，以檢測在安瓿190中之前驅物液體之溫度。控制器140可用於感應前驅物液體之溫度及控制加熱器194以加熱前驅物液體至預設溫度。
可以理解，當閥V213關閉且閥V205及V214開啟時， 載氣流動通過安瓿190並夾帶汽化前驅物。載氣及汽化前驅物之混合物藉由閥V55輸送至歧管131並藉由閥V164輸送至氣體分配裝置114。在一些範例中，氣體輸送系統120-2輸送氣體混合物至歧管196，且閥V44及V165控制氣體輸送至處理室。在一些範例中，閥V162向噴淋頭之桿部提供二次吹掃氣體混合物。在一些範例中，氣體輸送系統120-3輸送氣體至歧管198，且閥V69及V167控制氣體輸送至真空、排氣或處理室。
現在參考圖2，顯示之氣體輸送組件200包括一或更多閥組件220-1、220-2  ......及220-4（統稱為閥組件220）及閥歧管228。閥組件220係配置以控制流體之流動進出閥歧管228。在此方面，閥歧管228包括主體274，該主體274界定一或更多氣體通道276-1、276-2 ......及276-N（統稱為氣體通道276）；第一、第二及第三引入口278、280、282；及第一及第二引出口284、285。
第一氣體通道276-1從閥歧管228之第一引入口278及第二閥組件220-2延伸並與該第一引入口278及該第二閥組件220-2具流體連通。第二氣體通道276-2從第一氣體通道276-1延伸至第一閥組件220-1。第三氣體通道276-3從第一閥組件220-1延伸至閥歧管228之第一引出口284。第四氣體通道276-4從第二閥組件220-2延伸至閥歧管228之第二引出口285。
氣體輸送組件200以至少三種模式運作，例如轉向模式、供給模式及待機模式。氣體輸送組件200可以連續循環的方式運作，例如轉向模式在供給模式之前；供給模式在待機模式之前；及待機模式在轉向模式之前。在轉向模式中，在氣體通道276中之舊的前驅物可藉由新鮮的前驅物替換。在供給模式中，汽化前驅物係供給至處理室。在待機模式中，不供給汽化前驅物且汽化前驅物不被轉向。
當供給汽化前驅物時，第一閥組件220-1關閉且第二閥組件220-2開啟。供給汽化前驅物氣體，穿過第一氣體通道276-1從第一引入口278至第二閥組件220-2。汽化前驅物氣體流動穿過第二閥組件220-2及第四氣體通道276-4至處理室或基板處理系統之其他部分。
在待機模式期間，第一及第二閥組件220-1、220-2關閉，以防止來自第一引入口278之汽化前驅物之流動。因此，在待機模式期間，汽化前驅物氣體留存在第一氣體通道276-1中。在一些條件下，第一氣體通道276-1中之滯留汽化前驅物可能凝結成微粒。之後進入處理室之滯留汽化前驅物可能產生缺陷。
在供給模式中供給汽化前驅物至處理室之前，將汽化前驅物轉向並汰除，使氣體通道276-1中之舊的汽化前驅物藉由新鮮的前驅物替換。當將汽化前驅物轉向時，第一閥組件220-1開啟且第二閥組件220-2關閉。當從第一引入口278穿過第一氣體通道276-1供給汽化前驅物氣體時，汽化前驅物氣體穿過第二氣體通道276-2、第一閥組件220-1及第三氣體通道276-3，流出閥歧管228。
雖然轉向模式提供一些改良，但並非所有舊的汽化前驅物都被除去。氣體輸送組件200具有盲管段空間290，該盲管段空間290位於第二氣體通道276-2之下游及第二閥組件220-2之上游。具體而言，在待機模式期間停滯在盲管段空間中之汽化前驅物，不會在轉向模式期間被轉向及穿過第一閥組件220-1。在轉向模式期間被困在盲管段空間290中之汽化前驅物，在供給模式期間仍然從第一及第四氣體通道276-1、276-4流入處理室，並在基板中產生缺陷。
現在參考圖3，用於氣體輸送系統之第一閥組件300包括第一3通口閥302及第二3通口閥304。第一3通口閥302包括從歧管131之引出口接收氣體之第一通口。第一通口連接至旁路路徑330及第一節點310。第一3通口閥302之第二通口（或轉向路徑320）穿過第一閥V166A連接至第一節點310（閥路徑332）。第三通口連接至旁路路徑330及第一節點310。
第二3通口閥304之第一通口藉由閥路徑342穿過第二閥V164A連接至第二節點314。第二3通口閥304之第二通口供給氣體，例如推進氣體，並連接至旁路路徑340及第二節點314。第三通口連接至旁路路徑340及第二節點314。第三通口連接至處理室。
現在參考圖4，顯示在轉向模式中之第一閥組件300。閥V46供給氣體穿過歧管131（且關閉通往安瓿190之閥V55）。氣體係輸送至第一3通口閥302之第一通口，在第一節點310處轉向並通過第一閥V166A。第二3通口閥304關閉。在第一節點310及第二閥V164A之引入口之間產生盲管段。
現在參考圖5，顯示在分劑給藥模式期間之第一閥組件300。閥V46供給氣體穿過歧管131（且開啟通往安瓿190之閥V55）。來自安瓿190之汽化前驅物氣體混合物係輸送至第一3通口閥302之第一通口，且在第一節點310處不經第一閥V166A（已關閉）轉向。反之，汽化前驅物氣體混合物係輸送至第二3通口閥304之第一通口（第二閥V164A已開啟）至第二節點314。推進氣體及汽化前驅物之混合物係輸送至處理室。
在一些範例中，閥組件300在第一節點310及第二閥V164A之引入口之間界定非常小的體積。在一些範例中，該體積小於4ml。在一些範例中，該體積小於3ml。在其他範例中，該體積為2.3ml。流向處理室之分劑給藥流分別穿過第一及第二閥V166A及V164A。流向處理室之流動從第二閥V164A擴展出去並進入來自歧管198之惰性流動。在轉向步驟期間，第一及第二閥V166A及V164A之間之部分不經吹掃。在分劑給藥步驟期間，第一及第二閥V166A及V164A之間之部分係吹掃至處理室。
現在參考圖6，顯示第一閥組件之一部分包括分別為第一及第二3通口閥302及304 之閥歧管塊610及閥引入口600。閥歧管塊610界定第一通道620，該第一通道620連接第一3通口閥302之第一通口及安瓿190。閥歧管塊610界定第二通道624，該第二通道624連接第一3通口閥302之第二通口至轉向路徑320。閥歧管塊610界定第三通道630，該第三通道630連接第一3通口閥302之第三通口至第二3通口閥304之第一通口。閥歧管塊610界定第四通道636，該第四通道636連接歧管198至第二3通口閥304之第二通口。閥歧管塊610界定第五通道632，該第五通道632連接第二3通口閥304之第三通口至處理室。
現在參考圖7，第二閥組件700包括2通口閥702及4通口閥704。2通口閥702包括第一通口，該第一通口藉由4通口閥704之第一節點710從歧管131之引出口接收氣體。2通口閥702之第二通口連接至轉向路徑720。第一閥V166B設置於2通口閥702之第一及第二通口之間。
4通口閥704包括第一通口，該第一通口連接至歧管131及第一節點710。4通口閥704之第二通口連接第一節點710至2通口閥702之第一通口。第一節點710連接至4通口閥704之第二閥V164B。4通口閥704之第三通口從歧管198接收氣體，例如推進氣體，並連接至第二節點714。4通口閥704之第四通口連接第二節點714至處理室。4通口閥704包括旁路路徑730及閥路徑732。第二閥V164B選擇性地允許或阻止從第一節點710至第二節點714之流動。
如圖7中可見，4通口閥704之第一通口相對於閥路徑732之路徑以一角度760而連接至閥路徑732（在第一節點710處）。4通口閥704之第二節點相對於第一路徑以一角度762而連接。在一些範例中，角度760是大於零之銳角。在一些範例中，角度760大於零且小於45度。在一些範例中，角度762大於角度760。在一些範例中，角度762大於60度且小於120度。在一些範例中，角度762大於70度且小於100度。
現在參考圖8A及8B，在兩個示例性的轉向模式期間顯示第二閥組件700。在圖8A中，閥V46供給氣體穿過歧管131（且關閉通往安瓿190之閥V55）。氣體係輸送至4通口閥704（包括關閉之第二閥V164B）之第一通口。氣體穿過第一節點710並從4通口閥704之第二通口流出至2通口閥702之第一通口。在2通口閥702之第一閥V166B開啟時，氣體穿過2通口閥702流至轉向路徑720。
在圖8B中，閥V46供給氣體以穿過歧管131（閥V213及V55開啟且V205及V214關閉）。推進氣體及載氣係輸送至4通口閥704（包括關閉之第二閥V164A）之第一通口。氣體穿過第一節點710並從4通口閥704之第二通口流出至2通口閥702之第一通口。2通口閥702之第一閥V166B開啟，使氣體穿過2通口閥702流至轉向路徑720。
在圖8A及8B中，在轉向模式期間，第二閥組件700之盲管段體積為零。在一些範例中， 4通口閥之內部通道間以一角度相交，相比之下，習知的閥具有直的、或平行的內部通道。
現在參考圖9，顯示在分劑給藥運作期間之第二閥組件700。閥V46供給氣體以穿過歧管131（且開啟通往安瓿190之閥V55）。輸送至4通口閥704之第一通口之汽化前驅物氣體混合物在第一節點710處不轉向（因為第一閥V166B關閉）。反之，汽化前驅物氣體混合物係輸送至4通口閥704之引入口（穿過開啟之第二閥V164B），隨後輸送至第二節點714。推進氣體及汽化前驅物之混合物係輸送至處理室。在第一節點710及第一閥V166B之引入口之間之分劑給藥期間產生盲管段。
現在參考圖10，顯示第二閥組件之一部分包括分別至2通口及4通口閥702及704之閥歧管塊1000及閥引入口1004。閥歧管塊1000界定第一通道1010，該第一通道1010連接至2通口閥702之第二通口。閥歧管塊1000界定第二通道1020，該第二通道1020連接2通口閥702之第一通口至4通口閥704之第一通口。閥歧管塊1000界定第三通道1050（接收分劑給藥氣體及載氣），該第三通道1050連接至4通口閥704之第一通口。閥歧管塊1000界定第四通道1040（接收推進氣體），該第四通道1040連接至4通口閥704之第三通口。閥歧管塊1000界定第五通道1030（將氣體引導到處理室），該第五通道1030連接至4通口閥704之第四通口。
在一些範例中，第二閥組件700在第一節點710及第一閥V166B之引入口之間界定非常小的體積。在一些範例中，該體積小於4ml。在一些範例中，該體積小於3ml。在其他範例中，該體積為2.3ml。與第一閥組件300不同，第二閥組件700之分劑給藥流動穿過一閥（第二閥V164B）至處理室。流向處理室之流動從中心通口擴展至充氣部。在轉向步驟期間，盲管段經清除。在分劑給藥步驟期間，氣體係困在盲管段中。
現在參考圖11，其顯示分別使用第一及第二閥組件300及700運作閥之時序圖。雖然顯示了切換時間段之特定值，但可使用其他時間段。在浸泡時間段，使用第二閥V164將來自歧管之第一氣體混合物供給至處理室。在包括LCD1及LCD2之轉向時間段，第二閥V164關閉及第一閥V166開啟。在LCD1期間，閥V213開啟以供給推進氣體。在LCD2期間，閥V213關閉且閥V205、V214及V55開啟以供給汽化前驅物。在一些範例中，LCD1之時間段為1.5s且LCD2之時間段為1.5s。
在分劑給藥時間段之第1階段期間，閥V205、V214及V55保持開啟。在分劑給藥時間段之第1階段及第2階段期間，閥V166關閉且V164開啟。第1階段之持續時間取決於氣體運輸時間，在某些範例中，該時間段為0.05s。在一些範例中，第二階段之持續時間為0.2s。在分劑給藥之後，閥V166開啟且閥V164關閉。
以上描述在本質上僅為說明性的，絕非意圖限制本揭露內容、其應用、或用途。本揭露內容之廣泛教示可以各種形式實施。因此，儘管本揭露內容包括特定範例，但本揭露內容之真實範圍不應受此限制，因為在研究圖式、說明書、及所附請求項後，其他修改將變得顯而易見。應當理解，方法中之一或更多步驟可以不同的順序（或同時）執行，而不改變本揭露內容之原理。此外，儘管上述每一實施例均具有特定特徵，但關於本揭露內容之任何實施例中所述之該等特徵中之任何一或多者，可在任何其他實施例中實現及/或與任何其他實施例中之特徵組合，即使該組合未經明確地描述。換言之，所述之實施例並非相互排斥，且一或更多實施例之彼此交換仍然在本揭露內容之範圍內。
使用各種術語以描述元件之間之空間及功能關係（例如，在模組、電路元件、半導體層等之間），包括「連接」、「接合」、「耦合」、「相鄰」、「旁邊」、「在…...之頂部」、「上方」、「下方」及「處理」。除非明確地描述為「直接」，否則當在上述之揭露內容中描述第一及第二元件之間之關係時，該關係可為在第一及第二元素之間不存在其他中間元件之直接關係；但亦可為間接關係，其中在第一及第二元件之間存在（空間地或功能地）一或更多中間元件。如在本文中所使用之，A、B及C中之至少一者之說法，應該被詮釋為使用非排他性邏輯「或」並意指邏輯（A 或 B 或 C），且不應被詮釋為意指：「至少一A、至少一B、及至少一C。」
在一些實施例中，控制器為系統之一部分，該系統可為上述範例中之一部分。這樣的系統可包括半導體處理設備，包括：一或更多處理工具、一或更多腔室、一或更多處理平台、及/或特定處理構件（晶圓基座、氣體流動系統等）。這些系統可與電子元件集成，以在處理半導體晶圓或基板之前、期間、及之後，控制該等系統之運作。電子元件可稱為「控制器」，其可控制一或更多系統之各種構件或子構件。取決於處理需求及/或系統類型，控制器可被編程以控制在本文中所揭露之任何處理，包括：處理氣體之輸送、溫度設定（例如，加熱及/或冷卻）、壓力設定、真空設定、功率設定、射頻（RF）產生器設定、RF匹配電路設定、頻率設定、流速設定、流體輸送設定、位置及運作設定、晶圓傳入及傳出工具、及其他傳輸工具、及/或與特定系統連接或接口之晶圓載入載出腔室。
一般而言，控制器可被定義為具有各種積體電路、邏輯、記憶體、及/或軟體之電子元件，該電子元件接收指令、發布指令、控制運作、啟動清洗運作、啟動端點測量等。積體電路可包括：儲存程式指令之韌體形式之晶片、數位訊號處理器（DSPs）、定義為特殊應用積體電路（ASICs）之晶片、及/或一或更多微處理器、或執行程式指令（例如， 軟體）之微控制器。程式指令可為以各種單獨設定（或程式文件）之形式傳送至控制器之指令，定義操作參數以在半導體晶圓上、或對半導體晶圓、或對系統，執行特殊處理。在一些實施例中，操作參數可為由製程工程師所定義之製程配方之一部分，以在一或更多層、材料、金屬、氧化物、矽、二氧化矽、表面、電路、及/或晶圓之晶粒之製造期間中完成一或更多處理步驟。
在一些實施例中，控制器可為電腦之一部分或耦合至電腦，該電腦整合於系統、或耦合至系統、或與系統連線、或其組合。例如，控制器可位於「雲端」中、或全部或部分之晶圓廠主機電腦系統中，如此可允許遠端存取晶圓處理。電腦可啟動對系統之遠端存取以監控製造運作之當前進度、檢驗過去的製造運作歷史、檢驗來自複數製造運作之趨勢或性能度量、改變當前處理之參數、設定處理步驟以接續當前處理、或啟動新的處理。在一些範例中，遠端電腦（例如，伺服器）可通過網路向系統提供製程配方，該網路可包括區域網路或網際網路。遠端電腦可包括使用者介面，該使用者介面可輸入或編程參數、及/或設定，隨後將參數及/或設定從遠端電腦傳送至系統。在一些範例中，控制器接收數據形式之指令，該指令指定在一或更多運作期間中所要執行之每一處理步驟之參數。應當理解，參數可被指定為將執行之處理之型式及工具之型式，該工具係由配置之控制器與其接口或控制。因此，如上所述，控制器可為分散式的，例如包括一或更多離散控制器，這些控制器互相連線並朝向共有目的工作，例如在本文中所述之處理及控制。用於此種目的之分散式控制器之一範例為腔室上之一或更多積體電路，其與遠端設置（例如在平台水平面或作為遠端電腦之一部分）之一或更多積體電路通訊，該等腔室上及遠端設置之積體電路組合以控制在處理室上之製程處理。
非限制地，範例性系統可包括電漿蝕刻室或模組、沉積室或模組、旋轉清洗室或模組、金屬電鍍室或模組、清洗室或模組、斜邊蝕刻室或模組、物理氣相沉積（PVD）室或模組、化學氣相沉積（CVD）室或模組、原子層沉積（ALD）室或模組、原子層蝕刻（ALE）室或模組、離子注入室或模組、徑跡室或模組、及其他任何有關於或可用於半導體晶圓之製造及/或生產之半導體處理系統。
如上所述，取決於工具所要執行之一或更多處理步驟，控制器可與以下多者通訊：一或更多其他工具電路或模組、其他工具構件、群組工具、其他工具接口、相鄰工具、鄰近工具、遍布工廠之工具、主電腦、另一控制器、或材料運輸中所使用之工具，該材料運輸中所使用之工具在半導體製造工廠中將晶圓容器傳輸至工具位置並從工具位置及/或裝載通口傳輸出來。
100:基板處理系統 112:處理室 114:氣體分配裝置 116:基板支撐件 118:基板 120-1,120-2,120-3:氣體輸送系統 122-1,122-2,122-N:氣體源 124-1,124-2,124-N:閥 126-1,126-2,126-N:質量流量控制器 130:歧管 131:歧管 140:控制器 141:感應器 142:基板支撐件加熱器 146:RF電漿產生器 150:閥 152:泵 160:RF電源 162:匹配及分配網絡 180:載氣 182:閥 184:質量流量控制器 186:閥 190:安瓿 192:溫度感應器 194:加熱器 196:歧管 198:歧管 200:氣體輸送組件 220-1:第一閥組件 220-2:第二閥組件 220-3:第三閥組件 220-4:第四閥組件 228:閥歧管 274:主體 276-1,276-2,276-3,276-4:氣體通道 278:第一引入口 280:第二引入口 282:第三引入口 284:第一引出口 285:第二引出口 290:盲管段空間 300:第一閥組件 302:第一3通口閥 304:第二3通口閥 310:第一節點 314:第二節點 320:轉向路徑 330:旁路路徑 332:閥路徑 340:旁路路徑 342:閥路徑 600:閥引入口 610:閥歧管塊 620:第一通道 624:第二通道 630:第三通道 632:第五通道 636:第四通道 700:第二閥組件 702:2通口閥 704:4通口閥 710:第一節點 714:第二節點 720:轉向路徑 730:旁路路徑 732:閥路徑 760:角度 762:角度 1000:閥歧管塊 1004:閥引入口 1010:第一通道 1020:第二通道 1030:第五通道 1040:第四通道 1050:第三通道 V44,V46,V55,V69,V162,V164,V164A,V164B,V165,V166,V166A,V166B,V167,V205,V213,V214:閥
從實施方式及伴隨之圖式，將更全面地理解本揭露內容，其中：
圖1為根據本揭露內容之基板處理系統之範例之功能方塊圖；
圖2為根據先前技術之氣體輸送組件之範例之立體圖；
圖3為包括兩個3通口閥之氣體輸送系統之第一閥組件之範例之示意圖；及
圖4為圖3之第一閥組件之範例在製程配方（recipe）中之轉向期間之示意圖；
圖5為圖3之第一閥組件之範例在製程配方中之分劑給藥期間之示意圖；
圖6為顯示圖3之第一閥組件之閥歧管及閥引入口之範例之立體圖；
圖7為用於氣體輸送系統之第二閥組件之範例之示意圖，該第二閥組件包括連接至2通口閥之4通口閥；及
圖8A及8B為圖7之第二閥組件之範例在製程配方中之轉向期間之示意圖；
圖9為圖7之第二閥組件之範例在製程配方中之分劑給藥期間之示意圖；及
圖10為顯示圖7之第二閥組件之閥歧管及閥引入口之範例之立體圖；及
圖11為在圖3及7之第一及第二閥組件中運作閥之時序圖。
在圖式中，元件符號可能重複使用以指認相似及/或相同的元件。
131:歧管
300:第一閥組件
302:第一3通口閥
304:第二3通口閥
310:第一節點
314:第二節點
320:轉向路徑
330:旁路路徑
332:閥路徑
340:旁路路徑
342:閥路徑
V46,V55,V164A,V166A:閥

Claims (10)

  1. 一種用於基板處理系統之氣體輸送系統，包括： 一2通口閥，包括： 一第一通口及一第二通口；及 一第一閥，設置於該第一通口及該第二通口之間； 一4通口閥，包括： 一第一通口、一第二通口、一第三通口及一第四通口； 一第一節點，連接至該第一通口及該第二通口； 一旁路路徑，設置於該第三通口及該第四通口之間； 一第二節點，沿著該第三通口及該第四通口之間之該旁路路徑設置；及 一第二閥，設置於該第一節點及該第二節點之間； 一歧管塊，界定複數氣體流通道： 配置以連接該4通口閥之該第一通口至一第一引入口； 配置以連接該4通口閥之該第二通口至該2通口閥之該第一通口； 配置以連接該4通口閥之該第三通口至一第二引入口； 配置以連接該2通口閥之該第二通口至一第一引出口；及 配置以連接該4通口閥之該第四通口至一第二引出口； 其中該4通口閥之該第二通口係相對於該4通口閥之該第一通口而以介於60與120度之間的一角度連接在該第一節點。
  2. 如請求項1之用於基板處理系統之氣體輸送系統，更包括： 一第一氣體源； 一第二氣體源； 一歧管，連接至該第一引入口； 一第三閥，選擇性地連接該第一氣體源至該歧管；及 一第四閥，選擇性地連接該第二氣體源至該歧管。
  3. 如請求項2之用於基板處理系統之氣體輸送系統，其中該第一氣體源供給一推進氣體，該第二氣體源供給一分劑給藥氣體，及該第二引出口連接至一處理室。
  4. 如請求項3之用於基板處理系統之氣體輸送系統，其中該第二氣體源包括一安瓿，該安瓿供給汽化前驅物。
  5. 如請求項2之用於基板處理系統之氣體輸送系統，更包括： 一控制器，配置以在一轉向模式中設定該第一閥、該第二閥、該第三閥、及該第四閥之狀態，其中在該轉向模式期間，該第一閥開啟、該第二閥關閉、該第三閥開啟及該第四閥關閉；且 其中來自該第一氣體源的第一氣體從該第二引出口轉向至該第一引出口。
  6. 如請求項5之用於基板處理系統之氣體輸送系統，其中該控制器更配置以在該轉向模式後之一分劑給藥模式中，設定該第一閥、該第二閥、該第三閥、及該第四閥之狀態，其中在該分劑給藥模式期間，該第一閥關閉、該第二閥開啟、該第三閥開啟、及該第四閥開啟，且其中在分劑給藥運作期間，來自該第一與第二氣體源的第一與第二氣體係輸送至與一處理室連接的該第二引出口。
  7. 如請求項6之用於基板處理系統之氣體輸送系統，其中在該分劑給藥模式期間，在該第一節點及該第一閥之一引入口之間產生一盲管段。
  8. 如請求項7之用於基板處理系統之氣體輸送系統，其中該盲管段界定小於2.5ml之一體積。
  9. 如請求項5之用於基板處理系統之氣體輸送系統，其中在該轉向模式期間沒有盲管段體積。
  10. 一種基板處理系統，包括： 一處理室，包括一氣體分配裝置，該氣體分配裝置連接至如請求項1之該氣體輸送系統之該第一引出口； 一基板支撐件； 一RF產生器；及 一控制器，配置以在一分劑給藥模式期間，在該氣體分配裝置及該基板支撐件之間點燃電漿。
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