WO2023001569A1 - Process device and method for metering a process gas into a process chamber of a process device - Google Patents

Process device and method for metering a process gas into a process chamber of a process device Download PDF

Info

Publication number
WO2023001569A1
WO2023001569A1 PCT/EP2022/068860 EP2022068860W WO2023001569A1 WO 2023001569 A1 WO2023001569 A1 WO 2023001569A1 EP 2022068860 W EP2022068860 W EP 2022068860W WO 2023001569 A1 WO2023001569 A1 WO 2023001569A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
dosing container
process gas
dosing
control device
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/068860
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tobias GLATTBACH
Original Assignee
Festo Se & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Festo Se & Co. Kg filed Critical Festo Se & Co. Kg
Priority to KR1020247005349A priority Critical patent/KR20240031409A/en
Publication of WO2023001569A1 publication Critical patent/WO2023001569A1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45585—Compression of gas before it reaches the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F11/00—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it
    • G01F11/02—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F11/021—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type
    • G01F11/029—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type provided with electric controlling means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F11/00—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it
    • G01F11/02—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F11/08—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the diaphragm or bellows type
    • G01F11/082—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the diaphragm or bellows type of the squeeze container type

Definitions

  • the invention relates to a process device for machining workpieces, in particular for semiconductor production, and a method for metering a process gas into a process chamber of a process device designed in particular for semiconductor production.
  • Process gases are used in many manufacturing processes, such as those used in the electronics industry, especially in the semiconductor industry.
  • process gases which can have a wide range of chemical properties from inert to highly reactive
  • chemical processes on the workpiece to be processed can be initiated, supported or interrupted in the course of workpiece processing.
  • a process device for workpiece processing is typically provided for processing a number of sequential work steps and has connections to a number of process gas sources for this purpose.
  • the object of the invention is to provide a process device in which cost-effective dosing of process gas is made possible. Furthermore, the object of the invention is to provide a method for metering a process gas into a process chamber, with which a high degree of precision for the process gas metering can be achieved.
  • Process device for workpiece processing in particular for semiconductor production, with a process chamber for receiving workpieces and for carrying out a processing process using at least one process gas and with a Metering device for at least one process gas, which is fluidically connected to the process chamber and which has an elastically deformable metering container which delimits a gas volume of variable size and on which a fluid connection for gas supply into the gas volume and/or for gas discharge from the gas volume educated is, and with a drive device for initiating a deformation movement on the dosing and with a control device for controlling the drive device.
  • the process chamber is typically designed as a closed spatial volume into which workpieces can be fed in and removed through a suitable opening (hatch, door, shaft).
  • one or more processing means are arranged on and/or in the process chamber, which are designed to carry out the respective desired processing process.
  • These processing means can be, for example, an electrical voltage generator and electrodes which are electrically connected to it and are arranged in the process chamber, in order to be able to carry out a plasma treatment for the workpieces, for example.
  • the process chamber is assigned a dosing device for dosing the process gas, which is fluidically connected to the process chamber. With this, a process gas provided by the dosing device can be fed into the process chamber in order to start, support or interrupt the desired machining process there.
  • the dosing device comprises the dosing container designed to be elastically deformable, as well as a drive device connected to the dosing container and a control device, which is designed to actuate the drive device.
  • the drive device can optionally be designed exclusively for compression of the dosing container to reduce the volume of the gas volume contained therein or exclusively for expansion of the dosing container to increase the volume of the gas volume contained therein. Provision is particularly preferably made for the drive device to be designed both for compression and for expansion of the dosing container. is formed in order to be able to precisely influence a pressure curve and/or a mass flow curve for the process gas both when process gas flows into the dosing container and when process gas flows out of the dosing container.
  • a gas volume of the process gas is accommodated in the dosing container, so that in the course of the compression movement for the dosing container, which is caused by the drive device, the process gas quantity that is required during the execution of the respective machining process can be made available to the process chamber.
  • the gas volume taken up in the dosing container can be released during a single dosing process or during a series of dosing devices that follow one another in time.
  • a residual gas volume of the process gas always remains in the dosing tank, since excessive deformation of the dosing tank into the plastic range should be avoided. If necessary, provision can be made to reduce this residual gas volume in the dosing container by means of a displacement insert.
  • a maximum gas volume of the dosing container is also dependent on the elastic limit of the dosing container, whereby neither the elastic limit for the compression movement nor the elastic limit for the expansion movement of the dosing container should be reached in practice. Rather, the expansion and the compression of the dosing container should be selected in such a way that a purely elastic deformation of the dosing container is always possible, even under changing environmental conditions, in particular special taking into account temperature fluctuations
  • the drive device is designed to apply compressive forces or tensile forces or both tensile forces and compressive forces to the dosing container.
  • the dosing container has an average gas volume in an off initial state in which the drive device is completely power-free and thus allows for an expansion movement to reach its maximum
  • the dosing container has either a minimum gas volume or a maximum gas volume in the powerless starting position of the drive device and accordingly either an expansion movement or a compression movement must be provided by the drive device in order to enable the desired process gas dosing.
  • the control device which is designed, for example, as a microprocessor or microcontroller with corresponding peripherals, is used to provide drive energy to the drive device, with this drive energy depending on a control signal from a higher-level controller connected to the control device and/or depending on sensor signals from a or more sensors that are electrically connected to the control device can be provided.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
  • the dosing container or the drive device is assigned a position sensor which is designed to provide a position signal dependent on the deformation of the dosing container and which is connected to the control device, the control device being used to process the position signal, in particular for Carrying out a position control for the drive device, is designed to cause a predetermined deformation for the dosage container.
  • the position sensor has the task of making a position signal available to the control device, with which the control device is able to determine a volume change for the dosing container before, during and after an activation period of the drive device and a corresponding activation of the to allow drive device.
  • a large number of position sensors in particular sensors for incremental or absolute length determination or sensors for distance determination on an optical, magnetic or capacitive basis, can be used for such a deformation determination.
  • a further development of the invention provides that a pressure sensor is attached to the dosing container, in particular to the fluid connection, which is designed to provide a pressure signal as a function of a gas pressure in the dosing container and which is electrically connected to the control device.
  • the pressure sensor allows the Steuerein device, knowing the gas pressure in the dosing container, to make a targeted control of the drive device in order to either receive a precisely defined volume of gas in the dosing container or to deliver a precisely defined volume of gas from the dosing container.
  • the control device can also use the pressure signal from the pressure sensor to estimate or determine a mass flow for the process gas that is corrected from the dosing container into the process chamber.
  • a valve device is arranged on the fluid connection and is electrically connected to the control device and if the control device is designed to activate the valve device as a function of the position signal and/or the pressure signal.
  • the valve device which can be designed in particular as a fluidically pre-controlled switching valve or as a solenoid valve or as a piezo valve, enables the process gas stream to be delivered from the dosing container into the process chamber to be influenced precisely over time.
  • valve device Before process gas is made available from the dosing container to the process chamber, with the valve device closed, pressure can be built up in the dosing container by activating the drive device accordingly, in order to then open the valve device and allow the process gas to flow out into the Pro process chamber within a predetermined time interval to allow.
  • the valve device can also be designed as a proportional valve, although the mass flow between metering container and process chamber can also be influenced by appropriate control of the drive device.
  • a non-linear change over time for the gas volume of the dosing container can be provided in order to be able to meet the corresponding requirements of the machining process in the process chamber.
  • the control device carries out a corresponding non-linear control of the drive device.
  • the valve device has at least one inlet connection for connection to a process gas source and an outlet connection for connection to the process chamber as well as an internal connection for coupling to the fluid connection and between at least two Switching positions can be switched. It is preferably provided that the valve device has three switching positions so that either a fluidically communicating connection between the process gas source and the dosing container or a fluidly communicating connection between the dosing container and the process chamber or a blocking of the fluid connection can be implemented.
  • the fluid connection is connected to the process chamber and that a process gas connection is formed on the dosing container, which is provided for connection to a process gas source and on which a process gas valve is arranged, which is electrically connected to the Control device is connected and which is designed for metering a process gas into the gas volume of the metering container.
  • valve device and a process gas valve assigned to the process gas connection can each be designed as 2/2-way switching valves, both of which are controlled by the control device Process chamber are made, in which case both the valve device and the process gas valve are permanently open.
  • a second process gas connection is formed on the dosing container, which is provided for connection to a second process gas source and on which a second process gas valve is arranged, which is electrically connected to the control device and is used for dosing a second process gas is formed in the gas volume of the dosing container.
  • the dosing container can be used to mix a first process gas and a second process gas before they are fed to the process chamber.
  • the process gas valve can be opened in a first step in order to introduce a predetermined quantity of a process gas, which can also be referred to as the first process gas, from the process gas source into the dosing container.
  • the second process gas valve is opened, with which a second process process gas can be fed from the second process gas source into the metering container in order to mix there with the first process gas.
  • the second process gas valve is then closed and when the valve device is subsequently opened, the gas mixture now present in the dosing container can be made available to the process chamber.
  • the dosing container is made as a bellows made of a metallic material and is designed for elastic deformation along a deformation axis and/or that a dimensionally stable coupling plate is attached to opposite end regions of the dosing container, with a Drive housing and a movably mounted in Antriebsgephaseu se drive element of the drive device is connected to one of the coupling plates.
  • the dimensionally stable coupling plates of the dosing container thus serve to introduce the force that must be applied by the drive device to the bellows in order to bring it from a force-free neutral position into a compression position and/or into an expansion position.
  • the bellows is preferably produced in a seamless manufacturing process, ie it has no connecting seam on its circumference.
  • the bellows which are preferably designed to be rotationally symmetrical to the deformation axis, are sealingly accommodated at each end on the corresponding dimensionally stable coupling plate, in particular connected to the dimensionally stable coupling plate in a materially bonded manner.
  • the drive device comprises a drive housing which is fixed to one of the two coupling plates, and a movable, in particular linearly movable, drive element mounted in the drive housing, which is connected to the other of the two coupling plates at an end region remote from the drive housing.
  • the drive device When a suitable flow of energy is provided, which is made available by the control device, is provided, a relative movement between the drive element and the drive housing can be effected, which leads to an increase or decrease in the distance between the two coupling plates.
  • one or more guide devices in particular linear guides, can be provided which extend between the two coupling plates and ensure that the coupling plates are always aligned in parallel.
  • the drive device is designed to provide a linear deformation movement on the dosing container and is selected from the group: electric spindle drive, electric rack and pinion drive, hydraulic cylinder, pneumatic cylinder.
  • the drive device is preferably designed as an electric spindle drive, in which an electric motor sets a gear arrangement, for example a threaded spindle, in rotation, on which a lock nut is accommodated, which is rotatably and li nearmovably mounted in the drive housing. and which is linearly displaced when the threaded spindle rotates.
  • an electric spindle drive With such an electric spindle drive, a particularly precise expansion movement or compression movement can be effected for the dosing container.
  • At least one sensor for detecting at least one physical property of the gas contained in the metering container from the group: temperature sensor, gas density sensor, humidity sensor is arranged on the dosing container, which is electrically connected to the control device and that the Control device for processing a Sensorsig signal of the at least one sensor is formed.
  • the control device is provided with information that can be used for a particularly precise dosing of that process gas quantity that is to be provided from the gas volume of the dosing container into the process chamber. For this purpose, information about the temperature of the gas in the gas volume and/or about the density of the gas contained in the gas volume and/or about a moisture content of the gas contained in the gas volume is of particular interest.
  • the object of the invention is achieved by a method for metering a process gas into a process chamber of a process device designed in particular for semiconductor production, with the following steps: Opening a process gas valve connected to a process gas source in order to supply a process gas to a process gas connection of an elastic to provide a deformable dosing container, initiating an expansion movement for the dosing container with a drive device that is controlled by a control device, determining at least one physical variable from the group: change in shape of the dosing container, process gas pressure in the dosing container, process gas density in the dosing container, change in position the drive device, is selected; Closing the process gas valve and deactivating the drive device when a predetermined threshold value is reached for the at least one physical variable that is monitored by the control device; Opening a valve device connected to a fluid connection on the dosing container and initiating a compression movement on the dosing container with the drive device, which is controlled by the control device in order to at least partially provide the process
  • FIG. 1 shows a process device with a process chamber and with a dosing device that has a dosing container, a control device, a drive unit and valves, with the dosing container being shown in a neutral position.
  • a process device 1 shown in FIG. 1 is used for
  • the process device 1 comprises a process chamber 2, which is purely exemplary of a box-shaped design and delimits a process space, not shown in detail, in which a workpiece, also not shown, can be accommodated for carrying out the machining process.
  • the process chamber 2 is assigned processing means, not shown in detail, for example an electrical high-voltage source and electrodes arranged in the process space, with which a plasma can be ignited by supplying a process gas, with the aid of which the processing process can be carried out.
  • processing means not shown in detail, for example an electrical high-voltage source and electrodes arranged in the process space, with which a plasma can be ignited by supplying a process gas, with the aid of which the processing process can be carried out.
  • other machining processes can also be carried out in the process chamber 2 using a process gas.
  • the process chamber 2 is connected to a dosing device 3 which is designed to provide the process gas to the process chamber 2 .
  • the dosing device 3 comprises a dosing container 4 which is designed to be elastically deformable in some areas and is provided with a drive device 6 which is designed to initiate a deformation movement on the dosing container 4 .
  • the dosing device 3 includes a control device 7, which is provided for electrically activating the drive device 6 and which is also set up for processing sensor signals and for activating valves 10, 12, which are described in more detail below.
  • the dosing container 4 has a thin-walled bellows 13 made of a metallic material and extending along a deformation axis 22, which is preferably produced in a manufacturing process that enables the bellows 13 to be designed seamlessly.
  • the bellows 13 has a wavy profile and is rotationally symmetrical to the deformation axis 22, so that during an expansion movement along the deformation axis 22 or during a compression movement along the deformation axis 22, a substantially uniform bending load is always exerted on all wall sections of the bellows 13.
  • the bellows 13 is in a neutral position according to the illustration in FIG.
  • the bellows 13 can be exposed along the deformation axis 22 to either an expansion movement in an expansion direction 23 or a compression movement in a compression direction 24 be, whereby a limited by the bellows 13 gas volume 25 is selectively increased or decreased.
  • the bellows is connected to a first, circular ring-shaped end region 15 with a first coupling plate 17 in a sealing manner, in particular cohesively, and a second, circular ring-shaped end region 16 to a second coupling plate 18 sealingly, in particular cohesively, connected.
  • the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18 are each dimensioned in such a way that they do not experience any significant elastic deformation when the dosing device 3 is used as intended and can therefore be regarded as dimensionally stable.
  • the drive device 6 is arranged between the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18 in order to enable a distance between the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18 to be set.
  • the drive device 6 comprises a drive housing 19 which is connected to the second coupling plate.
  • the driving device 6 comprises a drive element 20 which is connected to the first coupling plate 17 and which is accommodated in a linearly movable housing 19 in the drive.
  • an electric motor is accommodated in the drive housing 19, which is designed via a gear unit, also not shown, for initiating a linear movement on the drive element 20, with the linear movement of the drive element 20 being aligned parallel to the deformation axis 22.
  • the guide device 26 comprises a guide rod 27 fixed to the second coupling plate 18 and a slidable guide axis 28 accommodated on the guide rod and connected to the first coupling plate 17.
  • the drive device 6 is assigned a position sensor 8 which is designed to determine a linear relative position of the drive element 20 with respect to the drive housing 19 . Due to the arrangement of the drive unit 6 between the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18, there is a clear relationship between the relative position of the drive element 20 relative to the drive housing 19 and the deformation of the bellows 13 along the deformation axis 22.
  • a control device 7 is provided for controlling the drive device 6 and for processing position signals from the position sensor 8, which can be embodied, for example, as a decentralized control device in a control network that is not shown in detail, the control network being used to control a subarea of a production line for semiconductor production or another manufacturing process or for controlling a complete production line.
  • control device 7 is equipped with a bus interface 29, which can be used for digital communication with a non-illustrated, higher-level machine control, with this machine control, for example, also for controlling the Not shown processing means of the process chamber 2 can be formed.
  • the control device 7 comprises, for example, a microprocessor or microcontroller, not shown, which is designed to run computer software in order to generate a process gas flow of a process gas source 30 to the process chamber 2 to allow.
  • the dosing device 3 comprises a process gas connection 11 assigned to the second coupling plate 18 and connected to the process gas source 30 via a process gas line 31 .
  • a process gas valve 12 is provided, which is designed purely as an example as a 2/2-way solenoid valve and which is connected to the control device 7 via a first control line 32 .
  • a fluid connection 5 is provided between the metering container 4 and the process chamber 2 and is used to discharge process gas from the gas volume 25 into the process chamber 2 .
  • the fluid connection 5 is assigned a valve device 10 which, purely by way of example, is designed as a 2/2-way solenoid valve which is connected to the control device 7 via a second control line 33 connected is.
  • the Fluidan circuit 5 is associated with a pressure sensor 9, which is connected via a sensor line 34 to the control device 7, wherein the control device 7 is designed to process the sensor signal of the pressure sensor 9 .
  • the first coupling plate 17 is assigned a sensor 21, which can be, for example, a temperature sensor or a gas density sensor or a moist sensor or a combination thereof, with this sensor 21 being in fluid communication in a manner not shown in detail with the gas volume 25 and is connected to the control device 7 via a sensor line 35 .
  • a sensor 21 can be, for example, a temperature sensor or a gas density sensor or a moist sensor or a combination thereof, with this sensor 21 being in fluid communication in a manner not shown in detail with the gas volume 25 and is connected to the control device 7 via a sensor line 35 .
  • a mode of operation of the dosing device 3 can be described as follows: in order to provide a process gas to the process chamber 2 of the process device 1, both the valve device 10 and the process gas valve 12 are opened in a first step in order to carry out a flushing process for all gas-carrying sections of the process device 1 to be able to carry out. It is preferably provided here that the elastically deformable dosing container 4 has a minimal volume. After completion of this flushing process, both the valve device 10 and the process gas valve 12 are closed. If necessary, provision can now be made to evacuate the elastically deformable dosing container 4 and/or the process chamber 2 via a vacuum line (not shown) which is connected to a vacuum pump (also not shown).
  • the drive device 6 is then actuated by the control device 7 in the expansion direction 23, so that an increase in volume for the gas volume 25 of the metering container 4, which is designed to be elastically deformable, takes place.
  • the process gas valve 12 is already opened during this expansion movement, so that process gas can flow from the process gas source 30 into the gas volume 25 of the elastically deformed mibar trained dosing container 4 can flow.
  • the inflow process can be monitored, for example, using the pressure signal from the pressure sensor, and the position signal from the position sensor 8 can also be used to set a maximum gas volume for the subsequent process gas metering process.
  • the process gas valve 12 is closed.
  • a sensor signal from sensor 21 can be evaluated in control device 7, for example to obtain information about the extent to which a gas density and/or a temperature of the gas and/or a moisture content of the gas in gas volume 25 is within a specified target interval.
  • valve device 10 can be opened in a subsequent step so that the process gas can flow from the gas volume 25 of the elastically deformable metering container 4 into the process chamber 2, which is usually kept under vacuum.
  • This outflow process is supported by an actuation of the drive device 6 by means of the control device 7 in such a way that a compression movement for the dosing container 4 is caused in the compression direction 24, so that a pressure in the gas volume 25 is kept constant at least as far as possible in order to keep the pressure as equal as possible to ensure a shaped outflow of the process gas into the process chamber 2 .
  • valve device 10 is now actuated by the control device 7 to block the fluidically communicating connection between the dosing container 4 and the process chamber 2. This step completes the process gas dosing.

Abstract

The invention relates to a process device (1) for workpiece machining, in particular for semiconductor production, with a process chamber (2) for receiving workpieces and for carrying out a machining process by using at least one process gas, and with a metering device (3) for at least one process gas, which is fluidically connected to the process chamber (2) and which has an elastically deformable metering container (4), which bounds a gas volume (95) of variable size and formed on which is a fluid connection (5) for a gas feed into the gas volume (24) and/or for a gas discharge from the gas volume (24), and also with a drive device (6) for initiating a deformation movement with respect to the metering container (4) and with a control device (7) for activating the drive device (6).

Description

Prozesseinrichtung und Verfahren zum Dosieren eines Prozess- gases in eine Prozesskammer einer Prozesseinrichtung Process device and method for metering a process gas into a process chamber of a process device
Die Erfindung betrifft eine Prozesseinrichtung zur Werkstück bearbeitung, insbesondere für die Halbleiterproduktion, sowie ein Verfahren zum Dosieren eines Prozessgases in eine Pro zesskammer einer, insbesondere zur Halbleiterherstellung aus- gebildeten, Prozesseinrichtung. The invention relates to a process device for machining workpieces, in particular for semiconductor production, and a method for metering a process gas into a process chamber of a process device designed in particular for semiconductor production.
Bei vielen Herstellungsprozessen, wie sie beispielsweise in der Elektronikindustrie, insbesondere in der Halbleiterin dustrie, zum Einsatz kommen, werden Prozessgases eingesetzt. Mit Prozessgasen, die unterschiedlichste chemische Eigen- schäften von inert bis hochreaktiv aufweisen können, können im Zuge einer Werkstückbearbeitung chemische Prozesse am zu bearbeitenden Werkstück eingeleitet, unterstützt oder unter brochen werden. Hierzu ist es bekannt, Werkstücke in eine Prozesskammer aufzunehmen, in der beispielsweise durch Be- reitstellen eines Prozessgases sowie eines hochfrequenten elektromagnetischen Felds eine Plasmabeschichtung des Werk stücks vorgenommen werden kann. Mit zunehmender Miniaturisie rung der herzustellenden Werkstücke kommt der präzisen Dosie rung der Prozessgase eine immer größere Rolle zu. Typischer- weise ist eine Prozesseinrichtung zur Werkstückbearbeitung für eine Abarbeitung mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Arbeitsschritte vorgesehen und weist hierzu Verbindungen mit mehreren Prozessgasquellen auf. Um die gewünschte exakte Do- sierung des jeweiligen Prozessgases in die Prozesskammer ge währleisten zu können, ist es bekannt, zwischen die jeweilige Prozessgasquelle und die Prozesskammer eine Durchflussre geleinrichtung anzuordnen, mit der ein Zustrom von Prozessgas von der Prozessgasquelle in die Prozesskammer beeinflusst werden kann. Typischerweise ist für jedes der Prozessgase, die zur Durchführung des Bearbeitungsprozesses in der Pro zesskammer eingesetzt werden, eine eigene Durchflussregelein richtung vorgesehen. Um die steigenden Genauigkeitsanforde- rungen bei der Dosierung von Prozessgas gewährleisten zu kön nen, muss ein erheblicher technischer Aufwand bei den Durch flussregeleinrichtungen getroffen werden, so dass diese einen beträchtlichen Kostenfaktor bei der Ausrüstung von Prozess einrichtung darstellen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Prozesseinrich tung bereitzustellen, bei der eine kostengünstige Dosierung von Prozessgas ermöglicht ist. Ferner besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zum Dosieren eines Prozessga ses in eine Prozesskammer bereitzustellen, mit dem eine hohe Präzision für die Prozessgasdosierung erzielt werden kann. Process gases are used in many manufacturing processes, such as those used in the electronics industry, especially in the semiconductor industry. With process gases, which can have a wide range of chemical properties from inert to highly reactive, chemical processes on the workpiece to be processed can be initiated, supported or interrupted in the course of workpiece processing. For this purpose, it is known to accommodate workpieces in a process chamber in which, for example, by providing a process gas and a high-frequency electromagnetic field, the workpiece can be plasma coated. With increasing miniaturization of the workpieces to be manufactured, the precise dosing of the process gases is becoming increasingly important. A process device for workpiece processing is typically provided for processing a number of sequential work steps and has connections to a number of process gas sources for this purpose. To get the exact do- To be able to guarantee the flow of the respective process gas into the process chamber, it is known to arrange a flow control device between the respective process gas source and the process chamber, with which an inflow of process gas from the process gas source into the process chamber can be influenced. A dedicated flow control device is typically provided for each of the process gases that are used to carry out the machining process in the process chamber. In order to be able to guarantee the increasing accuracy requirements when dosing process gas, a considerable technical effort must be made for the flow control devices, so that these represent a considerable cost factor when equipping process equipment. The object of the invention is to provide a process device in which cost-effective dosing of process gas is made possible. Furthermore, the object of the invention is to provide a method for metering a process gas into a process chamber, with which a high degree of precision for the process gas metering can be achieved.
Die Aufgabe der Erfindung wird für eine Prozesseinrichtung der eingangs genannten Art mit folgenden Merkmalen gelöst: Prozesseinrichtung zur Werkstückbearbeitung, insbesondere für die Halbleiterproduktion, mit einer Prozesskammer zur Aufnah- me von Werkstücken und zur Durchführung eines Bearbeitungs- prozesses unter Verwendung wenigstens eines Prozessgases und mit einer Dosiereinrichtung für wenigstens ein Prozessgas, die fluidisch mit der Prozesskammer verbunden ist und die ei nen elastisch deformierbar ausgebildeten Dosierbehälter auf- weist, der ein größenvariables Gasvolumen begrenzt und an dem ein Fluidanschluss für eine Gaszufuhr in das Gasvolumen und/oder für eine Gasabfuhr aus dem Gasvolumen ausgebildet ist, sowie mit einer Antriebseinrichtung zur Einleitung einer Deformationsbewegung auf den Dosierbehälter und mit einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung. The object of the invention is achieved for a process device of the type mentioned at the beginning with the following features: Process device for workpiece processing, in particular for semiconductor production, with a process chamber for receiving workpieces and for carrying out a processing process using at least one process gas and with a Metering device for at least one process gas, which is fluidically connected to the process chamber and which has an elastically deformable metering container which delimits a gas volume of variable size and on which a fluid connection for gas supply into the gas volume and/or for gas discharge from the gas volume educated is, and with a drive device for initiating a deformation movement on the dosing and with a control device for controlling the drive device.
Typischerweise ist die Prozesskammer als abgeschlossenes Raumvolumen ausgebildet, in das durch eine geeignete Öffnung (Luke, Tür, Schacht) eine Zufuhr und Abfuhr von Werkstücken vorgenommen werden kann. Ferner sind an und/oder in der Pro zesskammer ein oder mehrere Bearbeitungsmittel angeordnet, die zur Durchführung des jeweils gewünschten Bearbeitungspro- zesses ausgebildet sind. Bei diesen Bearbeitungsmitteln kann es sich beispielsweise um einen elektrischen Spannungsgenera tor und elektrisch mit diesem verbundene, in der Prozesskam mer angeordnete Elektroden handeln, um beispielsweise eine Plasmabehandlung für die Werkstücke durchführen zu können. Ferner ist der Prozesskammer eine Dosiereinrichtung für die Dosierung des Prozessgases zugeordnet, die fluidisch mit der Prozesskammer verbunden ist. Hiermit kann ein von der Dosier einrichtung bereitgestelltes Prozessgas in die Prozesskammer geleitet werden, um dort den gewünschten Bearbeitungsprozes- ses zu starten, zu unterstützen oder zu unterbrechen. The process chamber is typically designed as a closed spatial volume into which workpieces can be fed in and removed through a suitable opening (hatch, door, shaft). Furthermore, one or more processing means are arranged on and/or in the process chamber, which are designed to carry out the respective desired processing process. These processing means can be, for example, an electrical voltage generator and electrodes which are electrically connected to it and are arranged in the process chamber, in order to be able to carry out a plasma treatment for the workpieces, for example. Furthermore, the process chamber is assigned a dosing device for dosing the process gas, which is fluidically connected to the process chamber. With this, a process gas provided by the dosing device can be fed into the process chamber in order to start, support or interrupt the desired machining process there.
Für die Dosierung des Prozessgases umfasst die Dosiereinrich tung den elastisch deformierbar ausgebildeten Dosierbehälter sowie eine mit dem Dosierbehälter verbundene Antriebseinrich tung und eine Steuereinrichtung, die zur Ansteuerung der An- triebseinrichtung ausgebildet ist. Dabei kann die Antriebs einrichtung wahlweise ausschließlich für eine Kompression des Dosierbehälters zur Volumenverringerung des darin aufgenomme nen Gasvolumens oder ausschließlich für eine Expansion des Dosierbehälters zur Volumenvergrößerung des darin aufgenomme- nen Gasvolumens ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Antriebseinrichtung sowohl für eine Kom pression als auch für eine Expansion des Dosierbehälters aus- gebildet ist, um sowohl bei einem Zustrom von Prozessgas in den Dosierbehälter als auch bei einem Abstrom von Prozessgas aus dem Dosierbehälter einen Druckverlauf und/oder einen Mas senstromverlauf für das Prozessgas präzise beeinflussen zu können. For dosing the process gas, the dosing device comprises the dosing container designed to be elastically deformable, as well as a drive device connected to the dosing container and a control device, which is designed to actuate the drive device. The drive device can optionally be designed exclusively for compression of the dosing container to reduce the volume of the gas volume contained therein or exclusively for expansion of the dosing container to increase the volume of the gas volume contained therein. Provision is particularly preferably made for the drive device to be designed both for compression and for expansion of the dosing container. is formed in order to be able to precisely influence a pressure curve and/or a mass flow curve for the process gas both when process gas flows into the dosing container and when process gas flows out of the dosing container.
Beispielhaft ist im Dosierbehälter ein Gasvolumen des Pro zessgases aufgenommen, so dass im Zuge der Kompressionsbewe gung für den Dosierbehälter, die durch die Antriebseinrich tung hervorgerufen wird, diejenige Prozessgasmenge an die Prozesskammer bereitgestellt werden kann, die während der Durchführung des jeweiligen Bearbeitungsprozesses benötigt wird. Wahlweise kann eine Abgabe des im Dosierbehälter aufge nommenen Gasvolumens während eines einzigen Dosierungsvor gangs oder während einer Reihe zeitlich aufeinander folgender Dosiervorrichtung vorgenommen werden. In Abhängigkeit von der Konstruktion des Dosierbehälters ist für die Dosierung des Prozessgases zu berücksichtigen, dass am Ende einer Kompres sionsbewegung stets ein Restgasvolumen des Prozessgases im Dosierbehälter verbleibt, da eine zu starke Deformation des Dosierbehälters in den plastischen Bereich vermieden werden sollte. Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, dieses Restgas volumen im Dosierbehälter durch einen Verdrängungseinsatz zu reduzieren . For example, a gas volume of the process gas is accommodated in the dosing container, so that in the course of the compression movement for the dosing container, which is caused by the drive device, the process gas quantity that is required during the execution of the respective machining process can be made available to the process chamber. Optionally, the gas volume taken up in the dosing container can be released during a single dosing process or during a series of dosing devices that follow one another in time. Depending on the design of the dosing tank, when dosing the process gas it must be taken into account that at the end of a compression movement a residual gas volume of the process gas always remains in the dosing tank, since excessive deformation of the dosing tank into the plastic range should be avoided. If necessary, provision can be made to reduce this residual gas volume in the dosing container by means of a displacement insert.
Ferner ist zu berücksichtigen, dass ein maximales Gasvolumen des Dosierbehälters ebenfalls von der Elastizitätsgrenze des Dosierbehälters abhängig ist, wobei weder die Elastizitäts grenze für die Kompressionsbewegung noch die Elastizitäts grenze für die Expansionsbewegung des Dosierbehälters in der Praxis erreicht werden sollte. Vielmehr sollte die Expansion und die Kompression des Dosierbehälters derart gewählt wer den, dass stets eine rein elastische Deformation des Dosier behälters auch unter wechselnden Umgebungsbedingungen, insbe- sondere unter Berücksichtigung von Temperaturschwankungen, sichergestellt ist Furthermore, it must be considered that a maximum gas volume of the dosing container is also dependent on the elastic limit of the dosing container, whereby neither the elastic limit for the compression movement nor the elastic limit for the expansion movement of the dosing container should be reached in practice. Rather, the expansion and the compression of the dosing container should be selected in such a way that a purely elastic deformation of the dosing container is always possible, even under changing environmental conditions, in particular special taking into account temperature fluctuations
In Abhängigkeit von der Konstruktion des Dosierbehälters ist die Antriebseinrichtung für eine Einleitung von Druckkräften oder von Zugkräften oder sowohl von Zugkräften als auch von Druckkräften auf den Dosierbehälter ausgebildet. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass der Dosierbehälter in einem Aus gangszustand, bei denen die Antriebseinrichtung völlig kraft frei ist, ein mittleres Gasvolumen aufweist und somit sowohl für eine Expansionsbewegung zum Erreichen seines maximalenDepending on the design of the dosing container, the drive device is designed to apply compressive forces or tensile forces or both tensile forces and compressive forces to the dosing container. For example, it can be provided that the dosing container has an average gas volume in an off initial state in which the drive device is completely power-free and thus allows for an expansion movement to reach its maximum
Gasvolumens als auch für eine Kompressionsbewegung zum Errei chen seines minimalen Gasvolumens mit entsprechenden Druck kräften bzw. Zugkräften belastet werden muss. Gas volume as well as for a compression movement to reach its minimum gas volume surfaces with corresponding pressure forces or tensile forces must be loaded.
Bei einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Dosierbehälter in der kraftlosen Ausgangsposition der An triebseinrichtung entweder ein minimales Gasvolumen oder ein maximales Gasvolumen aufweist und von der Antriebseinrichtung dementsprechend entweder eine Expansionsbewegung oder eine Kompressionsbewegung bereitgestellt werden muss, um die ge- wünschte Prozessgasdosierung zu ermöglichen. In an alternative embodiment it is provided that the dosing container has either a minimum gas volume or a maximum gas volume in the powerless starting position of the drive device and accordingly either an expansion movement or a compression movement must be provided by the drive device in order to enable the desired process gas dosing.
Die Steuereinrichtung, die beispielsweise als Mikroprozessor oder Mikrocontroller mit entsprechender Peripherie ausgebil det ist, dient zur Bereitstellung von Antriebsenergie an die Antriebseinrichtung, wobei diese Antriebsenergie in Abhängig- keit von einem Steuersignal einer mit der Steuereinrichtung verbundenen übergeordneten Steuerung und/oder in Abhängigkeit von Sensorsignalen eines oder mehrerer Sensoren, die elektrisch mit der Steuereinrichtung verbunden sind, bereit- gestellt werden kann. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. The control device, which is designed, for example, as a microprocessor or microcontroller with corresponding peripherals, is used to provide drive energy to the drive device, with this drive energy depending on a control signal from a higher-level controller connected to the control device and/or depending on sensor signals from a or more sensors that are electrically connected to the control device can be provided. Advantageous embodiments of the invention are the subject matter of the dependent claims.
Zweckmäßig ist es, wenn dem Dosierbehälter oder der Antriebs einrichtung ein Positionssensor zugeordnet ist, der zur Be- reitstellung eines von der Deformation des Dosierbehälters abhängigen Positionssignals ausgebildet ist und der mit der Steuereinrichtung verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung für eine Verarbeitung des Positionssignals, insbesondere zur Durchführung einer Lageregelung für die Antriebseinrichtung, ausgebildet ist, um eine vorgegebene Deformation für den Do sierbehälter zu bewirken. It is expedient if the dosing container or the drive device is assigned a position sensor which is designed to provide a position signal dependent on the deformation of the dosing container and which is connected to the control device, the control device being used to process the position signal, in particular for Carrying out a position control for the drive device, is designed to cause a predetermined deformation for the dosage container.
Dem Positionssensor kommt die Aufgabe zu, der Steuereinrich tung ein Positionssignal zur Verfügung zu stellen, mit dem die Steuereinrichtung in die Lage versetzt wird, eine Volu- menveränderung für den Dosierbehälter vor, während und nach einer Aktivierungsdauer der Antriebseinrichtung zu ermitteln und eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung zu ermöglichen. Für eine derartige Deformationsermittlung kommen eine Vielzahl von Positionssensoren, insbesondere Sensoren zur inkrementalen oder absoluten Längenbestimmung oder Senso ren zur Abstandsbestimmung auf optischer, magnetischer oder kapazitiver Basis in Frage. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Positionssensor ein Positionssignal abgibt, das proporti onal zur Volumenänderung des Gasvolumens ist, so dass die Steuereinrichtung in die Lage versetzt wird, mit wenigen Re chenschritten eine Bestimmung des im Dosierbehälter aufgenom menen Gasvolumens zu ermöglichen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Positionssensor und die Steuereinrichtung derart aufeinander abgestimmt sind, dass eine Lageregelung für die Antriebseinrichtung durchgeführt werden kann, mit der eine vorgegebene Deformation für den Dosierbehälter und damit eine präzise Prozessgasdosierung gewährleistet ist. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Dosierbehälter, insbesondere am Fluidanschluss, ein Druck sensor angebracht ist, der zur Bereitstellung eines Drucksig nals in Abhängigkeit von einem Gasdruck im Dosierbehälter ausgebildet ist und der elektrisch mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Der Drucksensor ermöglicht es der Steuerein richtung, in Kenntnis des Gasdrucks im Dosierbehälter eine gezielte Ansteuerung der Antriebseinrichtung vorzunehmen, um wahlweise ein exakt definiertes Gasvolumen im Dosierbehälter aufzunehmen oder ein exakt definiertes Gasvolumen aus den Do sierbehälter abzugeben. Bei exakter Kenntnis hinsichtlich der Strömungswiderstände zwischen dem Dosierbehälter und der Pro zesskammer kann anhand des Drucksignals des Drucksensors auch eine Abschätzung oder Ermittlung eines Massenstroms für das Prozessgas, das vom Dosierbehälter in die Prozesskammer abge stimmt, von der Steuereinrichtung durchgeführt werden. The position sensor has the task of making a position signal available to the control device, with which the control device is able to determine a volume change for the dosing container before, during and after an activation period of the drive device and a corresponding activation of the to allow drive device. A large number of position sensors, in particular sensors for incremental or absolute length determination or sensors for distance determination on an optical, magnetic or capacitive basis, can be used for such a deformation determination. Provision is preferably made for the position sensor to emit a position signal which is proportional to the change in volume of the gas volume, so that the control device is able to determine the gas volume contained in the dosing container with just a few arithmetic steps. Provision is preferably made for the position sensor and the control device to be matched to one another in such a way that position control for the drive device can be carried out, with which a predetermined deformation for the dosing container and thus precise process gas dosing is ensured. A further development of the invention provides that a pressure sensor is attached to the dosing container, in particular to the fluid connection, which is designed to provide a pressure signal as a function of a gas pressure in the dosing container and which is electrically connected to the control device. The pressure sensor allows the Steuerein device, knowing the gas pressure in the dosing container, to make a targeted control of the drive device in order to either receive a precisely defined volume of gas in the dosing container or to deliver a precisely defined volume of gas from the dosing container. With exact knowledge of the flow resistance between the dosing container and the process chamber, the control device can also use the pressure signal from the pressure sensor to estimate or determine a mass flow for the process gas that is corrected from the dosing container into the process chamber.
Vorteilhaft ist es, wenn am Fluidanschluss eine Ventilein richtung angeordnet ist, die elektrisch mit der Steuerein richtung verbunden ist und wenn die Steuereinrichtung für ei- ne Ansteuerung der Ventileinrichtung in Abhängigkeit von dem Positionssignal und/oder von dem Drucksignal ausgebildet ist. Die Ventileinrichtung, die insbesondere als fluidisch vorge steuertes Schaltventil oder als Magnetventil oder als Pie- zoventil ausgebildet sein kann, ermöglicht eine präzise zeit- liehe Einflussnahme auf den Prozessgasstrom, der vom Dosier behälter in die Prozesskammer abgegeben werden soll. Bei spielsweise kann im Vorfeld einer Bereitstellung von Prozess gas vom Dosierbehälter an die Prozesskammer zunächst bei ge schlossener Ventileinrichtung ein Druckaufbau im Dosierbehäl- ter durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrich tung vorgenommen werden, um anschließend die Ventileinrich tung zu öffnen und den Abstrom des Prozessgases in die Pro zesskammer innerhalb eines vorgegebenen zeitlichen Intervalls zu ermöglichen. Die Ventileinrichtung kann in Abhängigkeit von dem zu dosierende Prozessgas auch als Proportionalventil ausgestaltet sein, wenngleich eine Einflussnahme auf einen Massenstrom zwischen Dosierbehälter und Prozesskammer auch durch eine entsprechende Ansteuerung der Antriebseinrichtung erzielt werden kann. It is advantageous if a valve device is arranged on the fluid connection and is electrically connected to the control device and if the control device is designed to activate the valve device as a function of the position signal and/or the pressure signal. The valve device, which can be designed in particular as a fluidically pre-controlled switching valve or as a solenoid valve or as a piezo valve, enables the process gas stream to be delivered from the dosing container into the process chamber to be influenced precisely over time. For example, before process gas is made available from the dosing container to the process chamber, with the valve device closed, pressure can be built up in the dosing container by activating the drive device accordingly, in order to then open the valve device and allow the process gas to flow out into the Pro process chamber within a predetermined time interval to allow. Depending on the process gas to be metered, the valve device can also be designed as a proportional valve, although the mass flow between metering container and process chamber can also be influenced by appropriate control of the drive device.
Beispielhaft kann eine zeitlich nichtlineare Veränderung für das Gasvolumen des Dosierbehälters vorgesehen werden, um ent sprechenden Anforderungen des Bearbeitungsprozesses in der Prozesskammer gerecht werden zu können. Hierzu wird von der Steuereinrichtung eine korrespondierende nichtlineare Ansteu erung der Antriebseinrichtung vorgenommen. Sofern der Dosier behälter mit genau einem Fluidanschluss versehen ist, ist da von auszugehen, dass die Ventileinrichtung wenigstens einen Eingangsanschluss zur Verbindung mit einer Prozessgasquelle und einen Ausgangsanschluss zur Verbindung mit der Prozess kammer sowie einen internen Anschluss zur Kopplung mit dem Fluidanschluss aufweist und zwischen wenigstens zwei Schalt- Stellungen umschaltbar ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Ventileinrichtung drei Schaltstellungen aufweist, so dass wahlweise eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der Prozessgasquelle und dem Dosierbehälter oder eine flui disch kommunizierende Verbindung zwischen dem Dosierbehälter und der Prozesskammer oder eine Sperrung des Fluidanschlusses verwirklicht werden kann. For example, a non-linear change over time for the gas volume of the dosing container can be provided in order to be able to meet the corresponding requirements of the machining process in the process chamber. For this purpose, the control device carries out a corresponding non-linear control of the drive device. If the dosing container is provided with exactly one fluid connection, it can be assumed that the valve device has at least one inlet connection for connection to a process gas source and an outlet connection for connection to the process chamber as well as an internal connection for coupling to the fluid connection and between at least two Switching positions can be switched. It is preferably provided that the valve device has three switching positions so that either a fluidically communicating connection between the process gas source and the dosing container or a fluidly communicating connection between the dosing container and the process chamber or a blocking of the fluid connection can be implemented.
Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorge sehen, dass der Fluidanschluss mit der Prozesskammer verbun den ist und dass am Dosierbehälter ein Prozessgasanschluss ausgebildet ist, der zur Verbindung mit einer Prozessgasquel- le vorgesehen ist und an dem ein Prozessgasventil angeordnet ist, das elektrisch mit der Steuereinrichtung verbunden ist und das für eine Dosierung eines Prozessgases in das Gasvolu men des Dosierbehälters ausgebildet ist. In an alternative embodiment of the invention, it is provided that the fluid connection is connected to the process chamber and that a process gas connection is formed on the dosing container, which is provided for connection to a process gas source and on which a process gas valve is arranged, which is electrically connected to the Control device is connected and which is designed for metering a process gas into the gas volume of the metering container.
Bei dieser Variante des Dosierbehälters stehen somit für die Zufuhr von Prozessgas in den Dosierbehälter sowie für die Ab- fuhr von Prozessgas aus dem Dosierbehälter jeweils separate Fluidleitungen zur Verfügung. Dementsprechend können die Ven tileinrichtung sowie ein dem Prozessgasanschluss zugeordnetes Prozessgasventil jeweils als 2/2-Schaltventile ausgebildet sein, die beide von der Steuereinrichtung angesteuert werden Mit einer derartigen Ausgestaltung der Prozesseinrichtung kann auch eine zeitweilige kontinuierliche Prozessgaszufuhr von der Prozessgasquelle unter Zwischenschaltung des Dosier behälters in die Prozesskammer vorgenommen werden, wobei in diesem Fall sowohl die Ventileinrichtung als auch das Pro- zessgasventil dauerhaft geöffnet sind. In this variant of the dosing container, separate fluid lines are therefore available for the supply of process gas into the dosing container and for the removal of process gas from the dosing container. Accordingly, the valve device and a process gas valve assigned to the process gas connection can each be designed as 2/2-way switching valves, both of which are controlled by the control device Process chamber are made, in which case both the valve device and the process gas valve are permanently open.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Dosierbehälter ein zweiter Prozessgasanschluss ausgebildet ist, der zur Verbindung mit einer zweiten Prozessgasquelle vorgesehen ist und an dem ein zweites Prozessgasventil ange- ordnet ist, das elektrisch mit der Steuereinrichtung verbun den ist und das für eine Dosierung eines zweiten Prozessgases in das Gasvolumen des Dosierbehälters ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung der Prozessgas Einrichtung kann der Do sierbehälter dazu genutzt werden, eine Mischung eines ersten Prozessgases und eines zweiten Prozessgases vor der Zufuhr zur Prozesskammer durchzuführen. Beispielhaft kann vorgesehen sein, dass in einem ersten Schritt das Prozessgasventil ge öffnet wird, um eine vorgegebene Menge eines Prozessgases, das auch als erstes Prozessgas bezeichnet werden kann, von der Prozessgasquelle in den Dosierbehälter einzuleiten. An schließend wird nach Schließen des Prozessgasventils das zweite Prozessgasventil geöffnet, mit dem ein zweites Pro- zessgas von der zweiten Prozessgasquelle in den Dosierbehäl ter zugeführt werden kann, um sich dort mit dem ersten Pro zessgas zu vermischen. Anschließend wird das zweite Prozess gasventil geschlossen und bei einer nachfolgenden Öffnung der Ventileinrichtung kann das nunmehr im Dosierbehälter vorlie gende Gasgemisch an die Prozesskammer bereitgestellt werden. In a further embodiment of the invention, it is provided that a second process gas connection is formed on the dosing container, which is provided for connection to a second process gas source and on which a second process gas valve is arranged, which is electrically connected to the control device and is used for dosing a second process gas is formed in the gas volume of the dosing container. In this configuration of the process gas device, the dosing container can be used to mix a first process gas and a second process gas before they are fed to the process chamber. For example, provision can be made for the process gas valve to be opened in a first step in order to introduce a predetermined quantity of a process gas, which can also be referred to as the first process gas, from the process gas source into the dosing container. Then, after closing the process gas valve, the second process gas valve is opened, with which a second process process gas can be fed from the second process gas source into the metering container in order to mix there with the first process gas. The second process gas valve is then closed and when the valve device is subsequently opened, the gas mixture now present in the dosing container can be made available to the process chamber.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Dosierbehälter als Faltenbalg aus einem metallischen Ma terial hergestellt ist und für eine elastische Deformation längs einer Deformationsachse ausgebildet ist und/oder dass an einander entgegengesetzten Endbereichen des Dosierbehäl ters jeweils eine formstabile Koppelplatte angebracht ist, wobei ein Antriebsgehäuse und ein beweglich im Antriebsgehäu se gelagertes Antriebselement der Antriebseinrichtung jeweils mit einer der Koppelplatten verbunden ist. Die formstabilen Koppelplatten des Dosierbehälters dienen somit der Kraftein leitung, die von der Antriebseinrichtung auf den Faltenbalg erbracht werden muss, um diesen aus einer kraftfreien Neut ralstellung in eine Kompressionsstellung und/oder in eine Ex- pansionsstellung zu bringen. Vorzugsweise ist der Faltenbalg in einem nahtlosen Herstellungsverfahren hergestellt, weist also an seinem Umfang keine Verbindungsnaht auf. Der vorzugs weise rotationssymmetrisch zur Deformationsachse ausgebildete Faltenbalg ist jeweils endseitig abdichtend an der entspre- chenden formstabilen Koppelplatte aufgenommen, insbesondere stoffschlüssig mit der formstabilen Koppelplatte verbunden. Die Antriebseinrichtung umfasst ein Antriebsgehäuse, das an einer der beiden Koppelplatten festgelegt ist, sowie ein be weglich, insbesondere linearbeweglich, im Antriebsgehäuse ge- lagertes Antriebselement, das an einem dem Antriebsgehäuse abgewandten Endbereich mit der anderen der beiden Koppelplat ten verbunden ist. Bei Bereitstellung eines geeigneten Ener gieflusses, der von der Steuereinrichtung zur Verfügung ge- stellt wird, kann eine Relativbewegung zwischen Antriebsele ment und Antriebsgehäuse bewirkt werden, die zu einer Vergrö ßerung oder Verkleinerung eines Abstands zwischen den beiden Koppelplatten führt. Um ein Verkippen der Koppelplatten zueinander zu vermeiden können eine oder mehrere Führungseinrichtungen, insbesondere Linearführungen, vorgesehen sein, die sich zwischen den bei den Koppelplatten erstrecken und für eine stets parallele Ausrichtung der Koppelplatten sorgen. Vorteilhaft ist es, wenn die Antriebseinrichtung für eine Be reitstellung einer linearen Deformationsbewegung auf den Do sierbehälter ausgebildet ist und aus der Gruppe: elektrischer Spindelantrieb, elektrischer Zahnstangenantrieb, Hydraulikzy linder, Pneumatikzylinder, ausgewählt ist. Bevorzugt ist die Antriebseinrichtung als elektrischer Spindelantrieb ausgebil det, bei dem ein Elektromotor über eine Getriebeanordnung beispielsweise eine Gewindespindel in Rotation versetzt, an der eine Schlossmutter aufgenommen ist, die drehfest und li nearbeweglich im Antriebsgehäuse gelagert ist. und die bei einer Rotation der Gewindespindel linear verlagert wird. Mit einem derartigen elektrischen Spindelantrieb kann eine beson ders präzise Expansionsbewegung bzw. Kompressionsbewegung für den Dosierbehälter bewirkt werden. In a further embodiment of the invention, it is provided that the dosing container is made as a bellows made of a metallic material and is designed for elastic deformation along a deformation axis and/or that a dimensionally stable coupling plate is attached to opposite end regions of the dosing container, with a Drive housing and a movably mounted in Antriebsgehäu se drive element of the drive device is connected to one of the coupling plates. The dimensionally stable coupling plates of the dosing container thus serve to introduce the force that must be applied by the drive device to the bellows in order to bring it from a force-free neutral position into a compression position and/or into an expansion position. The bellows is preferably produced in a seamless manufacturing process, ie it has no connecting seam on its circumference. The bellows, which are preferably designed to be rotationally symmetrical to the deformation axis, are sealingly accommodated at each end on the corresponding dimensionally stable coupling plate, in particular connected to the dimensionally stable coupling plate in a materially bonded manner. The drive device comprises a drive housing which is fixed to one of the two coupling plates, and a movable, in particular linearly movable, drive element mounted in the drive housing, which is connected to the other of the two coupling plates at an end region remote from the drive housing. When a suitable flow of energy is provided, which is made available by the control device, is provided, a relative movement between the drive element and the drive housing can be effected, which leads to an increase or decrease in the distance between the two coupling plates. In order to prevent the coupling plates from tilting relative to one another, one or more guide devices, in particular linear guides, can be provided which extend between the two coupling plates and ensure that the coupling plates are always aligned in parallel. It is advantageous if the drive device is designed to provide a linear deformation movement on the dosing container and is selected from the group: electric spindle drive, electric rack and pinion drive, hydraulic cylinder, pneumatic cylinder. The drive device is preferably designed as an electric spindle drive, in which an electric motor sets a gear arrangement, for example a threaded spindle, in rotation, on which a lock nut is accommodated, which is rotatably and li nearmovably mounted in the drive housing. and which is linearly displaced when the threaded spindle rotates. With such an electric spindle drive, a particularly precise expansion movement or compression movement can be effected for the dosing container.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass am Dosierbehälter wenigstens ein Sensor zur Erfassung wenigs tens einer physikalischen Eigenschaft des im Dosierbehälter aufgenommenen Gases aus der Gruppe: Temperatursensor, Gas dichtesensor, Feuchtigkeitssensor, angeordnet ist, der elektrisch mit der Steuereinrichtung verbunden ist und dass die Steuereinrichtung für eine Verarbeitung eines Sensorsig nals des wenigstens einen Sensors ausgebildet ist. Durch die Verarbeitung des Sensorsignals werden der Steuereinrichtung Informationen zur Verfügung gestellt, die für eine besonders präzise Dosierung der derjenigen Prozessgasmenge eingesetzt werden können, die aus dem Gasvolumen des Dosierbehälters in die Prozesskammer bereitgestellt werden soll. Hierzu sind insbesondere Informationen über die Temperatur des Gases im Gasvolumen und/oder über die Dichte des im Gasvolumen aufge nommenen Gases und/oder über einen Feuchtigkeitsgehalt des im Gasvolumen aufgenommenen Gases von besonderem Interesse. Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten Aspekt durch ein Verfahren zum Dosieren eines Prozessgases in eine Prozesskammer einer, insbesondere zur Halbleiterherstellung ausgebildeten Prozesseinrichtung, mit den folgenden Schritten gelöst: Öffnen eines mit einer Prozessgasquelle verbundenen Prozessgasventils, um ein Prozessgas an einem Prozessgasan schluss eines elastisch deformierbaren Dosierbehälters be reitzustellen, Einleiten einer Expansionsbewegung für den Do sierbehälter mit einer Antriebseinrichtung, die von einer Steuereinrichtung angesteuert wird, Ermitteln wenigstens ei- ner physikalischen Größe, die aus der Gruppe: Gestaltänderung des Dosierbehälters, Prozessgasdruck im Dosierbehälter, Pro zessgasdichte im Dosierbehälter, Positionsveränderung der An triebseinrichtung, ausgewählt ist; Schließen des Prozessgas ventils und Deaktivieren der Antriebseinrichtung bei Errei- chen eines vorgegebenen Schwellwerts für die wenigstens eine physikalische Größe, die von der Steuereinrichtung überwacht wird; Öffnen einer mit einem Fluidanschluss am Dosierbehälter verbundenen Ventileinrichtung und Einleiten einer Kompressi onsbewegung auf den Dosierbehälter mit der Antriebseinrich- tung, die von der Steuereinrichtung angesteuert wird, um das im Dosierbehälter aufgenommene Prozessgas zumindest teilweise an eine mit dem Fluidanschluss verbundene Prozesskammer be reitzustellen und Ermitteln der wenigstens einen physikali- sehen Größe, die aus der Gruppe: Gestaltänderung des Dosier behälters, S Gasdruck im Dosierbehälter, Prozessgasdichte im Dosierbehälter, Positionsveränderung der Antriebseinrichtung, ausgewählt ist; Schließen der Ventileinrichtung und Deakti- vieren der Antriebseinrichtung bei Erreichen eines vorgegebe nen Schwellwerts für die wenigstens eine physikalische Größe, die von der Steuereinrichtung überwacht wird. In a further embodiment of the invention, it is provided that at least one sensor for detecting at least one physical property of the gas contained in the metering container from the group: temperature sensor, gas density sensor, humidity sensor is arranged on the dosing container, which is electrically connected to the control device and that the Control device for processing a Sensorsig signal of the at least one sensor is formed. through the Processing of the sensor signal, the control device is provided with information that can be used for a particularly precise dosing of that process gas quantity that is to be provided from the gas volume of the dosing container into the process chamber. For this purpose, information about the temperature of the gas in the gas volume and/or about the density of the gas contained in the gas volume and/or about a moisture content of the gas contained in the gas volume is of particular interest. According to a second aspect, the object of the invention is achieved by a method for metering a process gas into a process chamber of a process device designed in particular for semiconductor production, with the following steps: Opening a process gas valve connected to a process gas source in order to supply a process gas to a process gas connection of an elastic to provide a deformable dosing container, initiating an expansion movement for the dosing container with a drive device that is controlled by a control device, determining at least one physical variable from the group: change in shape of the dosing container, process gas pressure in the dosing container, process gas density in the dosing container, change in position the drive device, is selected; Closing the process gas valve and deactivating the drive device when a predetermined threshold value is reached for the at least one physical variable that is monitored by the control device; Opening a valve device connected to a fluid connection on the dosing container and initiating a compression movement on the dosing container with the drive device, which is controlled by the control device in order to at least partially provide the process gas contained in the dosing container to a process chamber connected to the fluid connection and determine the at least one physical see quantity selected from the group: change in shape of the dosing container, S gas pressure in the dosing container, process gas density in the dosing container, change in position of the drive device; Closing the valve device and deactivating the drive device when a predetermined threshold value for the at least one physical variable, which is monitored by the control device, is reached.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt: Figur 1 eine Prozesseinrichtung mit einer Prozesskammer so wie mit einer Dosiereinrichtung, die einen Dosier behälter, eine Steuereinrichtung, eine Antriebsein richtung und Ventile aufweist, wobei der Dosierbe hälter in einer Neutralstellung gezeigt ist. Eine in der Figur 1 gezeigte Prozesseinrichtung 1 ist zurAn advantageous embodiment of the invention is shown in the drawing. Here: FIG. 1 shows a process device with a process chamber and with a dosing device that has a dosing container, a control device, a drive unit and valves, with the dosing container being shown in a neutral position. A process device 1 shown in FIG. 1 is used for
Durchführung eines Bearbeitungsprozesses, insbesondere eines Prozessschritts zur Herstellung eines Halbleiters, ausgebil det. Die Prozesseinrichtung 1 umfasst eine rein exemplarisch kastenförmig ausgebildete Prozesskammer 2, die einen nicht näher dargestellten Prozessraum begrenzt, in dem ein eben falls nicht dargestelltes Werkstück für die Durchführung des Bearbeitungsprozesses aufgenommen werden kann. Der Prozess kammer 2 sind nicht näher dargestellte Bearbeitungsmittel, beispielsweise eine elektrische Hochspannungsquelle sowie im Prozessraum angeordnete Elektroden zugeordnet, mit denen un ter Zuführung eines Prozessgases ein Plasma gezündet werden kann, mit dessen Hilfe die Durchführung des Bearbeitungspro zesses vorgenommen werden kann. Alternativ können in der Pro zesskammer 2 auch andere Bearbeitungsprozesse unter Verwen- düng eines Prozessgases vorgenommen werden. Die Prozesskammer 2 ist mit einer Dosiereinrichtung 3 verbun den, die zur Bereitstellung des Prozessgases an die Prozess kammer 2 ausgebildet ist. Die Dosiereinrichtung 3 umfasst hierfür einen bereichsweise elastisch deformierbar ausgebil- deten Dosierbehälter 4, der mit einer Antriebseinrichtung 6 versehen ist, die zur Einleitung einer Deformationsbewegung auf den Dosierbehälter 4 ausgebildet ist. Ferner umfasst die Dosiereinrichtung 3 eine Steuereinrichtung 7, die zur elektrischen Ansteuerung der Antriebseinrichtung 6 vorgesehen ist und die darüber hinaus zur Verarbeitung von Sensorsigna len sowie zur Ansteuerung von nachstehend näher beschriebenen Ventilen 10, 12 eingerichtet ist. Carrying out a machining process, in particular a process step for producing a semiconductor, is designed. The process device 1 comprises a process chamber 2, which is purely exemplary of a box-shaped design and delimits a process space, not shown in detail, in which a workpiece, also not shown, can be accommodated for carrying out the machining process. The process chamber 2 is assigned processing means, not shown in detail, for example an electrical high-voltage source and electrodes arranged in the process space, with which a plasma can be ignited by supplying a process gas, with the aid of which the processing process can be carried out. Alternatively, other machining processes can also be carried out in the process chamber 2 using a process gas. The process chamber 2 is connected to a dosing device 3 which is designed to provide the process gas to the process chamber 2 . For this purpose, the dosing device 3 comprises a dosing container 4 which is designed to be elastically deformable in some areas and is provided with a drive device 6 which is designed to initiate a deformation movement on the dosing container 4 . Furthermore, the dosing device 3 includes a control device 7, which is provided for electrically activating the drive device 6 and which is also set up for processing sensor signals and for activating valves 10, 12, which are described in more detail below.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass der Dosierbehälter 4 einen aus einem metallischen Werkstoff hergestellten, dünnwandig ausgebildeten und längs einer Deformationsachse 22 erstreck ten Faltenbalg 13 aufweist, der vorzugsweise in einem Her stellungsverfahren hergestellt ist, das eine nahtlose Gestal tung des Faltenbalgs 13 ermöglicht. Rein exemplarisch ist der Faltenbalg 13 wellenförmig profiliert und rotationssymmet- risch zur Deformationsachse 22 ausgebildet, so dass bei einer Expansionsbewegung längs der Deformationsachse 22 oder bei einer Kompressionsbewegung längs der Deformationsachse 22 stets eine im Wesentlichen gleichförmige Biegebelastung auf sämtliche Wandabschnitte des Faltenbalgs 13 ausgeübt wird. Rein exemplarisch befindet sich der Faltenbalg 13 gemäß der Darstellung der Figur 1 in einer Neutralstellung, in der kei ne elastische Deformation des Faltenbalgs 13 vorliegt und so mit nur minimale innere Spannungen im Faltenbalg 13 anzuneh men sind. Ausgehend von dieser Neutralstellung kann der Fal tenbalg 13 längs der Deformationsachse 22 sowohl einer Expan sionsbewegung in einer Expansionsrichtung 23 oder einer Kom pressionsbewegung in einer Kompressionsrichtung 24 ausgesetzt werden, wodurch ein vom Faltenbalg 13 begrenztes Gasvolumen 25 wahlweise vergrößert oder verkleinert wird. By way of example, it is provided that the dosing container 4 has a thin-walled bellows 13 made of a metallic material and extending along a deformation axis 22, which is preferably produced in a manufacturing process that enables the bellows 13 to be designed seamlessly. Purely as an example, the bellows 13 has a wavy profile and is rotationally symmetrical to the deformation axis 22, so that during an expansion movement along the deformation axis 22 or during a compression movement along the deformation axis 22, a substantially uniform bending load is always exerted on all wall sections of the bellows 13. Purely as an example, the bellows 13 is in a neutral position according to the illustration in FIG. Starting from this neutral position, the bellows 13 can be exposed along the deformation axis 22 to either an expansion movement in an expansion direction 23 or a compression movement in a compression direction 24 be, whereby a limited by the bellows 13 gas volume 25 is selectively increased or decreased.
Um eine derartige Expansionsbewegung bzw. Kompressionsbewe gung auf den Faltenbalg 13 einleiten zu können ist dieser an einem ersten, kreisringförmig ausgebildeten Endbereich 15 mit einer ersten Koppelplatte 17 abdichtend, insbesondere stoff schlüssig, verbunden und an einem zweiten, kreisringförmig ausgebildeten Endbereich 16 mit einer zweiten Koppelplatte 18 abdichtend, insbesondere Stoffschlüssig, verbunden. Die erste Koppelplatte 17 und die zweite Koppelplatte 18 sind jeweils derart dimensioniert, dass sie bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Dosiereinrichtung 3 keine nennenswerte elasti sche Deformation erfahren und insoweit als formstabil anzuse hen sind. Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Antriebsein- richtung 6 zwischen der ersten Koppelplatte 17 und der zwei ten Koppelplatte 18 angeordnet ist, um eine Einstellung eines Abstands zwischen der ersten Koppelplatte 17 und der zweiten Koppelplatte 18 zu ermöglichen. Hierzu umfasst die Antriebs einrichtung 6 ein Antriebsgehäuse 19, das mit der zweiten Koppelplatte verbunden ist. Ferner umfasst die Antriebsein richtung 6 ein Antriebselement 20, das mit der ersten Koppel platte 17 verbunden ist und das linearbeweglich im Antriebs gehäuse 19 aufgenommen ist. Beispielhaft ist im Antriebsge häuse 19 ein nicht näher dargestellter Elektromotor aufgenom- men, der über eine ebenfalls nicht dargestellte Getriebeein richtung zur Einleitung einer Linearbewegung auf das Antrieb selement 20 ausgebildet ist, wobei die Linearbewegung des An triebselements 20 parallel zur Deformationsachse 22 ausge richtet ist. Bei der Dosiereinrichtung 3 gemäß der Darstellung der Figur 1 ist lediglich eine einzige Antriebseinrichtung 6 vorgesehen, dementsprechend muss zur Vermeidung einer Verkippung zwischen der ersten Koppelplatte 17 und der zweiten Koppelplatte 18, wie sie bei einer derart exzentrischen Krafteinleitung auf- treten könnte, wenigstens eine Führungseinrichtung 26 vorge sehen werden. Rein exemplarisch umfasst die Führungseinrich- tung 26 einen an der zweiten Koppelplatte 18 festgelegten Führungsstab 27 sowie eine gleitbewegliche am Führungsstab aufgenommene und mit der ersten Koppelplatte 17 verbundene Führungsachse 28. In order to be able to initiate such an expansion movement or compression movement on the bellows 13, the bellows is connected to a first, circular ring-shaped end region 15 with a first coupling plate 17 in a sealing manner, in particular cohesively, and a second, circular ring-shaped end region 16 to a second coupling plate 18 sealingly, in particular cohesively, connected. The first coupling plate 17 and the second coupling plate 18 are each dimensioned in such a way that they do not experience any significant elastic deformation when the dosing device 3 is used as intended and can therefore be regarded as dimensionally stable. By way of example, it is provided that the drive device 6 is arranged between the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18 in order to enable a distance between the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18 to be set. For this purpose, the drive device 6 comprises a drive housing 19 which is connected to the second coupling plate. Furthermore, the driving device 6 comprises a drive element 20 which is connected to the first coupling plate 17 and which is accommodated in a linearly movable housing 19 in the drive. For example, an electric motor, not shown in detail, is accommodated in the drive housing 19, which is designed via a gear unit, also not shown, for initiating a linear movement on the drive element 20, with the linear movement of the drive element 20 being aligned parallel to the deformation axis 22. In the dosing device 3 according to the representation of Figure 1, only a single drive device 6 is provided, accordingly, to avoid tilting between the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18, as could occur with such an eccentric introduction of force, at least one guide device 26 can be seen provided. Purely as an example, the guide device 26 comprises a guide rod 27 fixed to the second coupling plate 18 and a slidable guide axis 28 accommodated on the guide rod and connected to the first coupling plate 17.
Ferner ist der Antriebseinrichtung 6 ein Positionssensor 8 zugeordnet, der dazu ausgebildet ist, eine lineare Relativpo sition des Antriebselements 20 gegenüber dem Antriebsgehäuse 19 zu ermitteln. Aufgrund der Anordnung der Antriebseinrich tung 6 zwischen der ersten Koppelplatte 17 und der zweiten Koppelplatte 18 besteht hierbei eine eindeutige Beziehung zwischen der relativen Position des Antriebselements 20 ge genüber dem Antriebsgehäuse 19 und der Deformation des Falt enbalgs 13 längs der Deformationsachse 22. Furthermore, the drive device 6 is assigned a position sensor 8 which is designed to determine a linear relative position of the drive element 20 with respect to the drive housing 19 . Due to the arrangement of the drive unit 6 between the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18, there is a clear relationship between the relative position of the drive element 20 relative to the drive housing 19 and the deformation of the bellows 13 along the deformation axis 22.
Für eine Ansteuerung der Antriebseinrichtung 6 sowie für eine Verarbeitung von Positionssignalen des Positionssensors 8 ist eine Steuereinrichtung 7 vorgesehen, die beispielsweise als dezentrale Steuereinrichtung in einem nicht näher dargestell ten Steuerungsnetzwerk ausgebildet sein kann, wobei das Steu erungsnetzwerk für eine Steuerung eines Teilbereichs einer Fertigungslinie einer Halbleiterproduktion oder eines anderen Herstellungsprozesses oder für die Steuerung einer vollstän digen Fertigungslinie ausgebildet sein kann. A control device 7 is provided for controlling the drive device 6 and for processing position signals from the position sensor 8, which can be embodied, for example, as a decentralized control device in a control network that is not shown in detail, the control network being used to control a subarea of a production line for semiconductor production or another manufacturing process or for controlling a complete production line.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 7 mit einer Busschnittstelle 29 ausgerüstet ist, die für eine digi tale Kommunikation mit einer nicht dargestellten, übergeord- neten Maschinensteuerung genutzt werden kann, wobei diese Ma schinensteuerung beispielsweise auch zur Ansteuerung der nicht dargestellten Bearbeitungsmittel der Prozesskammer 2 ausgebildet sein kann. Die Steuereinrichtung 7 umfasst bei spielsweise einen nicht dargestellten Mikroprozessor oder Microcontroller, der zur Abarbeitung einer Computersoftware ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von einer Prozessgasan forderung, die insbesondere über die Maschinensteuerung und die Busschnittstelle 29 an die Steuereinrichtung 7 übermit telt werden kann, einen Prozessgasstrom von einer Prozessgas quelle 30 an die Prozesskammer 2 zu ermöglichen. Für diese Bereitstellung von Prozessgas umfasst die Dosier einrichtung 3 einen der zweiten Koppelplatte 18 zugeordneten Prozessgasanschluss 11, der über eine Prozessgasleitung 31 mit der Prozessgasquelle 30 verbunden ist. Um eine Einfluss nahme auf einen Prozessgasstrom zwischen der Prozessgasquelle 30 und dem vom Faltenbalg 13 sowie der ersten Koppelplatte 17 und der zweiten Koppelplatte 18 bestimmten Gasvolumen 25 zu ermöglichen, ist ein Prozessgasventil 12 vorgesehen, das rein exemplarisch als 2/2-Magnetventil ausgebildet ist und das über eine erste Steuerleitung 32 mit der Steuereinrichtung 7 verbunden ist. For example, it is provided that the control device 7 is equipped with a bus interface 29, which can be used for digital communication with a non-illustrated, higher-level machine control, with this machine control, for example, also for controlling the Not shown processing means of the process chamber 2 can be formed. The control device 7 comprises, for example, a microprocessor or microcontroller, not shown, which is designed to run computer software in order to generate a process gas flow of a process gas source 30 to the process chamber 2 to allow. For this provision of process gas, the dosing device 3 comprises a process gas connection 11 assigned to the second coupling plate 18 and connected to the process gas source 30 via a process gas line 31 . In order to be able to influence a process gas flow between the process gas source 30 and the gas volume 25 determined by the bellows 13 and the first coupling plate 17 and the second coupling plate 18, a process gas valve 12 is provided, which is designed purely as an example as a 2/2-way solenoid valve and which is connected to the control device 7 via a first control line 32 .
Zwischen dem Dosierbehälter 4 und der Prozesskammer 2 ist ein Fluidanschluss 5 vorgesehen, der für eine Abfuhr von Prozess gas aus dem Gasvolumen 25 in die Prozesskammer 2 genutzt wird. Um eine kontrollierte Bereitstellung des Prozessgases durch die Dosiereinrichtung 3 an die Prozesskammer 2 zu er möglichen, ist dem Fluidanschluss 5 eine Ventileinrichtung 10 zugeordnet, die rein exemplarisch als 2/2-Magnetventil ausge bildet ist, das über eine zweite Steuerleitung 33 mit der Steuereinrichtung 7 verbunden ist. Ferner ist dem Fluidan schluss 5 ein Drucksensor 9 zugeordnet, der über eine Sensor leitung 34 mit der Steuereinrichtung 7 verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung 7 zur Verarbeitung des Sensorsignals des Drucksensors 9 ausgebildet ist. A fluid connection 5 is provided between the metering container 4 and the process chamber 2 and is used to discharge process gas from the gas volume 25 into the process chamber 2 . In order to enable the process gas to be supplied in a controlled manner by the dosing device 3 to the process chamber 2, the fluid connection 5 is assigned a valve device 10 which, purely by way of example, is designed as a 2/2-way solenoid valve which is connected to the control device 7 via a second control line 33 connected is. Furthermore, the Fluidan circuit 5 is associated with a pressure sensor 9, which is connected via a sensor line 34 to the control device 7, wherein the control device 7 is designed to process the sensor signal of the pressure sensor 9 .
Darüber hinaus ist der ersten Koppelplatte 17 ein Sensor 21 zugeordnet, bei dem es sich beispielsweise um einen Tempera- tursensor oder einen Gasdichtesensor oder einen feuchte Sen sor oder eine Kombination hiervon handeln kann, wobei dieser Sensor 21 in nicht näher dargestellter Weise in fluidisch kommunizierender Verbindung mit dem Gasvolumen 25 steht und über eine Sensorleitung 35 mit der Steuereinrichtung 7 ver- bunden ist. In addition, the first coupling plate 17 is assigned a sensor 21, which can be, for example, a temperature sensor or a gas density sensor or a moist sensor or a combination thereof, with this sensor 21 being in fluid communication in a manner not shown in detail with the gas volume 25 and is connected to the control device 7 via a sensor line 35 .
Eine Funktionsweise der Dosiereinrichtung 3 kann wie folgt beschrieben werden: für eine Bereitstellung eines Prozessga ses an die Prozesskammer 2 der Prozesseinrichtung 1 werden in einem ersten Schritt sowohl die Ventileinrichtung 10 als auch das Prozessgasventil 12 geöffnet, um einen Spülvorgang für sämtliche gasführenden Abschnitte der Prozesseinrichtung 1 durchführen zu können. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der elastisch deformierbar ausgebildete Dosierbehälter 4 ein minimales Volumen aufweist. Nach Abschluss dieses Spül- Vorgangs werden sowohl die Ventileinrichtung 10 als auch das Prozessgasventil 12 geschlossen. Gegebenenfalls kann nunmehr vorgesehen werden, den elastisch deformierbar ausgebildeten Dosierbehälter 4 und/oder die Prozesskammer 2 über eine nicht dargestellte Vakuumleitung, die mit einer ebenfalls nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden ist, zu evakuieren. An schließend erfolgt eine Ansteuerung der Antriebseinrichtung 6 durch die Steuereinrichtung 7 in der Expansionsrichtung 23, so dass eine Volumenzunahme für das Gasvolumen 25 des elas tisch deformierbar ausgebildeten Dosierbehälters 4 stattfin- det. Bereits während dieser Expansionsbewegung wird das Pro zessgasventil 12 geöffnet, so dass Prozessgas von der Pro zessgasquelle 30 in das Gasvolumen 25 des elastisch defor- mierbar ausgebildeten Dosierbehälters 4 einströmen kann. Der Einströmvorgang kann beispielsweise mit Hilfe des Drucksig nals des Drucksensors überwacht werden, ferner kann anhand des Positionssignals des Positionssensors 8 ein maximales Gasvolumen für den nachfolgenden Prozessgasdosiervorgang festgelegt werden. A mode of operation of the dosing device 3 can be described as follows: in order to provide a process gas to the process chamber 2 of the process device 1, both the valve device 10 and the process gas valve 12 are opened in a first step in order to carry out a flushing process for all gas-carrying sections of the process device 1 to be able to carry out. It is preferably provided here that the elastically deformable dosing container 4 has a minimal volume. After completion of this flushing process, both the valve device 10 and the process gas valve 12 are closed. If necessary, provision can now be made to evacuate the elastically deformable dosing container 4 and/or the process chamber 2 via a vacuum line (not shown) which is connected to a vacuum pump (also not shown). The drive device 6 is then actuated by the control device 7 in the expansion direction 23, so that an increase in volume for the gas volume 25 of the metering container 4, which is designed to be elastically deformable, takes place. The process gas valve 12 is already opened during this expansion movement, so that process gas can flow from the process gas source 30 into the gas volume 25 of the elastically deformed mibar trained dosing container 4 can flow. The inflow process can be monitored, for example, using the pressure signal from the pressure sensor, and the position signal from the position sensor 8 can also be used to set a maximum gas volume for the subsequent process gas metering process.
Sobald die Antriebseinrichtung 6 den Dosierbehälter 4 auf das gewünschte Zielvolumen ausgedehnt hat und anhand des Drucksignals des Drucksensors festgestellt werden kann, dass ein gewünschter Zieldruck im Gasvolumen 25 erreicht ist, wird das Prozessgasventil 12 geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt kann ein Sensorsignal des Sensors 21 in der Steuereinrichtung 7 ausgewertet werden, um beispielsweise Informationen darüber zu erlangen, inwieweit eine Gasdichte und/oder eine Tempera tur des Gases und/oder ein Feuchtigkeitsgehalt des Gases im Gasvolumen 25 in einem vorgegebenen Zielintervall liegt. As soon as the drive device 6 has expanded the dosing container 4 to the desired target volume and it can be determined from the pressure signal of the pressure sensor that a desired target pressure has been reached in the gas volume 25, the process gas valve 12 is closed. At this point in time, a sensor signal from sensor 21 can be evaluated in control device 7, for example to obtain information about the extent to which a gas density and/or a temperature of the gas and/or a moisture content of the gas in gas volume 25 is within a specified target interval.
Sofern dies der Fall sein sollte, kann in einem anschließen den Schritt eine Öffnung der Ventileinrichtung 10 vorgesehen werden, so dass das Prozessgas aus dem Gasvolumen 25 des elastisch deformierbar ausgebildeten Dosierbehälters 4 in die, üblicherweise unter Vakuum gehaltene, Prozesskammer 2 strömen kann. Dieser Ausströmvorgang wird durch eine Ansteue rung der Antriebseinrichtung 6 mittels der Steuereinrichtung 7 dahingehend unterstützt, dass eine Kompressionsbewegung für den Dosierbehälter 4 in der Kompressionsrichtung 24 veran lasst wird, so dass ein Druck im Gasvolumen 25 zumindest wei testgehend konstant gehalten wird, um ein möglichst gleich förmiges Ausströmen des Prozessgases in die Prozesskammer 2 zu gewährleisten. Sobald das Gasvolumen 25 durch die Kompres sionsbewegung der Antriebseinrichtung 6 in der Kompressions- richtung 24 einen vorgegebenen Wert erreicht hat und der Druck im Gasvolumen 25 ebenfalls einen vorgegebenen Zielwert erreicht hat, kann davon ausgegangen werden, dass die ge wünschte Prozessgasmenge an die Prozesskammer 2 bereitge stellt wurde. Dementsprechend erfolgt nunmehr eine Ansteue rung der Ventileinrichtung 10 durch die Steuereinrichtung 7 zur Sperrung der fluidisch kommunizierenden Verbindung zwi schen dem Dosierbehälter 4 und der Prozesskammer 2. Mit die sem Schritt ist die Prozessgasdosierung abgeschlossen. If this is the case, the valve device 10 can be opened in a subsequent step so that the process gas can flow from the gas volume 25 of the elastically deformable metering container 4 into the process chamber 2, which is usually kept under vacuum. This outflow process is supported by an actuation of the drive device 6 by means of the control device 7 in such a way that a compression movement for the dosing container 4 is caused in the compression direction 24, so that a pressure in the gas volume 25 is kept constant at least as far as possible in order to keep the pressure as equal as possible to ensure a shaped outflow of the process gas into the process chamber 2 . As soon as the gas volume 25 has reached a predetermined value due to the compression movement of the drive device 6 in the compression direction 24 and the pressure in the gas volume 25 has also reached a predetermined target value has reached, it can be assumed that the desired amount of process gas has been made available to the process chamber 2. Accordingly, the valve device 10 is now actuated by the control device 7 to block the fluidically communicating connection between the dosing container 4 and the process chamber 2. This step completes the process gas dosing.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Prozesseinrichtung (1) zur Werkstückbearbeitung, insbe sondere für die Halbleiterproduktion, mit einer Prozesskammer (2) zur Aufnahme von Werkstücken und zur Durchführung eines Bearbeitungsprozesses unter Verwendung wenigstens eines Pro- zessgases und mit einer Dosiereinrichtung (3) für wenigstens ein Prozessgas, die fluidisch mit der Prozesskammer (2) ver bunden ist und die einen elastisch deformierbar ausgebildeten Dosierbehälter (4) aufweist, der ein größenvariables Gasvolu men (25) begrenzt und an dem ein Fluidanschluss (5) für eine Gaszufuhr in das Gasvolumen (24) und/oder für eine Gasabfuhr aus dem Gasvolumen (24) ausgebildet ist, sowie mit einer An triebseinrichtung (6) zur Einleitung einer Deformationsbewe gung auf den Dosierbehälter (4) und mit einer Steuereinrich tung (7) zur Ansteuerung der Antriebseinrichtung (6). 1. Process device (1) for workpiece processing, in particular for semiconductor production, with a process chamber (2) for receiving workpieces and for carrying out a processing process using at least one process gas and with a dosing device (3) for at least one process gas, the is fluidically connected to the process chamber (2) and has an elastically deformable metering container (4) which limits a gas volume of variable size (25) and on which a fluid connection (5) for gas supply into the gas volume (24) and/or or is designed for gas discharge from the gas volume (24), and with a drive device (6) for initiating a deformation movement on the dosing container (4) and with a control device (7) for controlling the drive device (6).
2. Prozesseinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass dem Dosierbehälter (4) oder der Antriebsein richtung (6) ein Positionssensor (8) zugeordnet ist, der zur Bereitstellung eines von der Deformation des Dosierbehälters (4) abhängigen Positionssignals ausgebildet ist und der mit der Steuereinrichtung (7) verbunden ist, wobei die Steuerein richtung (7) für eine Verarbeitung des Positionssignals, ins besondere zur Durchführung einer Lageregelung für die An triebseinrichtung (6), ausgebildet ist, um eine vorgegebene Deformation für den Dosierbehälter (4) zu bewirken. 2. Process device (1) according to claim 1, characterized in that the dosing container (4) or the drive unit (6) is assigned a position sensor (8) which is designed to provide a position signal dependent on the deformation of the dosing container (4). and which is connected to the control device (7), the control device (7) being designed to process the position signal, in particular to carry out position control for the drive device (6), in order to achieve a predetermined deformation for the dosing container ( 4) to effect.
3. Prozesseinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Dosierbehälter (4), insbesondere am Fluidanschluss (5), ein Drucksensor (9) angebracht ist, der zur Bereitstellung eines Drucksignals in Abhängigkeit von ei- nem Gasdruck im Dosierbehälter (4) ausgebildet ist und der elektrisch mit der Steuereinrichtung (7) verbunden ist. 3. Process device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure sensor (9) is attached to the dosing container (4), in particular to the fluid connection (5), which is used to provide a pressure signal as a function of a gas pressure in the Dosing container (4) is formed and which is electrically connected to the control device (7).
4. Prozesseinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass am Fluidanschluss (5) eine Ventileinrichtung (10) angeordnet ist, die elektrisch mit der Steuereinrichtung (7) verbunden ist und dass die Steuereinrichtung (7) für eine Ansteuerung der Ventileinrichtung (10) in Abhängigkeit von dem Positionssignal und/oder von dem Drucksignal ausgebildet ist. 4. Process device (1) according to claim 3, characterized in that a valve device (10) is arranged on the fluid connection (5), which is electrically connected to the control device (7) and that the control device (7) for controlling the valve device (10) is formed as a function of the position signal and/or the pressure signal.
5. Prozesseinrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Fluidanschluss (5) mit der Prozesskammer5. Process device (1) according to claim 3, characterized in that the fluid connection (5) with the process chamber
(2) verbunden ist und dass am Dosierbehälter (4) ein Prozess gasanschluss (11) ausgebildet ist, der zur Verbindung mit ei ner Prozessgasquelle (30) vorgesehen ist und an dem ein Pro zessgasventil (12) angeordnet ist, das elektrisch mit der Steuereinrichtung (7) verbunden ist und das für eine Dosie rung eines Prozessgases in das Gasvolumen (24) des Dosierbe hälters (4) ausgebildet ist. (2) and that a process gas connection (11) is formed on the dosing container (4), which is provided for connection to a process gas source (30) and on which a process gas valve (12) is arranged, which is electrically connected to the control device (7) is connected and for dosing tion of a process gas into the gas volume (24) of the container (4) is formed.
6. Prozesseinrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, dass am Dosierbehälter (4) ein zweiter Prozessgas- anschluss ausgebildet ist, der zur Verbindung mit einer zwei ten Prozessgasquelle vorgesehen ist und an dem ein zweites Prozessgasventil angeordnet ist, das elektrisch mit der Steu ereinrichtung nahm auf 7) verbunden ist und das für eine Do sierung eines zweiten Prozessgases in das Gasvolumen (25) des Dosierbehälters (4) ausgebildet ist. 6. Process device (1) according to claim 5, characterized in that a second process gas connection is formed on the dosing container (4), which is provided for connection to a second process gas source and on which a second process gas valve is arranged, which is electrically connected to the control device took on 7) and is designed for dosing a second process gas into the gas volume (25) of the dosing container (4).
7. Prozesseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosierbehälter (4) als Faltenbalg (13) aus einem metallischen Material herge stellt ist und für eine elastische Deformation längs einer Deformationsachse (22) ausgebildet ist und/oder dass an ei nander entgegengesetzten Endbereichen (15, 16) des Dosierbe hälters (4) jeweils eine formstabile Koppelplatte (17, 18) angebracht ist, wobei ein Antriebsgehäuse (19) und ein beweg lich im Antriebsgehäuse (19) gelagertes Antriebselement (20) der Antriebseinrichtung (6) jeweils mit einer der Koppelplat ten (17, 18) verbunden ist. 7. Process device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the dosing container (4) is produced as a bellows (13) made of a metallic material and is designed for elastic deformation along a deformation axis (22) and/or that a dimensionally stable coupling plate (17, 18) is attached to opposite end regions (15, 16) of the dosing container (4), with a drive housing (19) and a drive element (20) movably mounted in the drive housing (19) of the Drive device (6) each with one of the Koppelplat th (17, 18) is connected.
8. Prozesseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (6) für eine Bereitstellung einer linearen Deformationsbewe gung auf den Dosierbehälter (4) ausgebildet ist und aus der8. Process device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (6) is designed for providing a linear Deformationsbewe movement on the dosing container (4) and from the
Gruppe: elektrischer Spindelantrieb, elektrischer Zahnstan genantrieb, Hydraulikzylinder, Pneumatikzylinder, ausgewählt ist. Group: electric spindle drive, electric rack and pinion drive, hydraulic cylinder, pneumatic cylinder is selected.
9. Prozesseinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An- spräche, dadurch gekennzeichnet, dass am Dosierbehälter (4) wenigstens ein Sensor (21) zur Erfassung wenigstens einer physikalischen Eigenschaft des im Dosierbehälter (4) aufge nommenen Gases aus der Gruppe: Temperatursensor, Gasdichte sensor, Feuchtigkeitssensor, angeordnet ist, der elektrisch mit der Steuereinrichtung (7) verbunden ist und dass die9. Process device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the dosing container (4) has at least one sensor (21) for detecting at least one physical property of the gas contained in the dosing container (4) from the group: temperature sensor, Gas-tight sensor, humidity sensor, is arranged, which is electrically connected to the control device (7) and that the
Steuereinrichtung (7) für eine Verarbeitung eines Sensorsig nals des wenigstens einen Sensors (21) ausgebildet ist. Control device (7) is designed for processing a sensor signal of the at least one sensor (21).
10. Verfahren zum Dosieren eines Prozessgases in eine Pro zesskammer (2) einer, insbesondere zur Halbleiterherstellung ausgebildeten Prozesseinrichtung (1), mit den Schritten: Öff nen eines mit einer Prozessgasquelle (30) verbundenen Pro- zessgasventils (12), um ein Prozessgas an einem Prozessgasan schluss (11) eines elastisch deformierbaren Dosierbehälters (4) bereitzustellen, Einleiten einer Expansionsbewegung (23) für den Dosierbehälter (4) mit einer Antriebseinrichtung (6), die von einer Steuereinrichtung (7) angesteuert wird, Ermit teln wenigstens einer physikalischen Größe, die aus der Grup pe: Gestaltänderung des Dosierbehälters (4), Prozessgasdruck im Dosierbehälter (4), Prozessgasdichte im Dosierbehälter (4), Positionsveränderung der Antriebseinrichtung (6), ausge- wählt ist; Schließen des Prozessgasventils (12) und Deakti vieren der Antriebseinrichtung (6) bei Erreichen eines vorge gebenen Schwellwerts für die wenigstens eine physikalische Größe, die von der Steuereinrichtung (7) überwacht wird; Öff nen einer mit einem Fluidanschluss (5) am Dosierbehälter (4) verbundenen Ventileinrichtung (10) und Einleiten einer Kom pressionsbewegung (24) für den Dosierbehälter (4) mit der An triebseinrichtung (6), die von der Steuereinrichtung (7) an gesteuert wird, um das im Dosierbehälter (4) aufgenommene Prozessgas zumindest teilweise an eine mit dem Fluidanschluss (5) verbundene Prozesskammer (2) bereitzustellen und Ermit teln der wenigstens einen physikalischen Größe, die aus der Gruppe: Gestaltänderung des Dosierbehälters (4), Prozessgas druck im Dosierbehälter (4), Prozessgasdichte im Dosierbehäl ter (4), Positionsveränderung der Antriebseinrichtung (6) ausgewählt ist; Schließen der Ventileinrichtung (10) und De aktivieren der Antriebseinrichtung (6) bei Erreichen eines vorgegebenen Schwellwerts für die wenigstens eine physikali sche Größe, die von der Steuereinrichtung (7) überwacht wird. 10. Method for dosing a process gas into a process chamber (2) of a process device (1) designed in particular for semiconductor production, with the steps: Opening a process connected to a process gas source (30) process gas valve (12) in order to provide a process gas at a process gas connection (11) of an elastically deformable dosing container (4), initiating an expansion movement (23) for the dosing container (4) with a drive device (6) which is controlled by a control device (7) is controlled, determining stuffs at least one physical variable from the group: change in shape of the dosing container (4), process gas pressure in the dosing container (4), process gas density in the dosing container (4), change in position of the drive device (6) is selected; Closing the process gas valve (12) and deactivating the drive device (6) when a predetermined threshold value for the at least one physical variable, which is monitored by the control device (7), is reached; Open a valve device (10) connected to a fluid connection (5) on the dosing container (4) and initiate a compression movement (24) for the dosing container (4) with the drive device (6) controlled by the control device (7). in order to at least partially provide the process gas contained in the dosing container (4) to a process chamber (2) connected to the fluid connection (5) and to determine the at least one physical variable selected from the group: change in shape of the dosing container (4), process gas pressure in the metering container (4), process gas density in the metering container (4), change in position of the drive device (6) is selected; Closing the valve device (10) and deactivating the drive device (6) when a predetermined threshold value for the at least one physical variable, which is monitored by the control device (7), is reached.
PCT/EP2022/068860 2021-07-20 2022-07-07 Process device and method for metering a process gas into a process chamber of a process device WO2023001569A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020247005349A KR20240031409A (en) 2021-07-20 2022-07-07 Process equipment and methods for metering process gases into the process chamber of the process equipment

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021207727.7 2021-07-20
DE102021207727.7A DE102021207727B4 (en) 2021-07-20 2021-07-20 Process device and method for metering a process gas into a process chamber of a process device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023001569A1 true WO2023001569A1 (en) 2023-01-26

Family

ID=82702903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/068860 WO2023001569A1 (en) 2021-07-20 2022-07-07 Process device and method for metering a process gas into a process chamber of a process device

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR20240031409A (en)
DE (1) DE102021207727B4 (en)
WO (1) WO2023001569A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116988044A (en) * 2023-09-22 2023-11-03 道格特半导体科技(江苏)有限公司 Deposition cavity structure with adjustable atomic layer deposition cavity volume

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030194861A1 (en) * 2002-04-11 2003-10-16 Mardian Allen P. Reactive gaseous deposition precursor feed apparatus
US20040083961A1 (en) * 2002-08-15 2004-05-06 Cem Basceri Gas delivery system for pulsed-type deposition processes used in the manufacturing of micro-devices

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4118502C2 (en) 1991-06-06 1997-01-23 Liebisch Geb Method and device for dosing gases
KR102504958B1 (en) 2018-04-02 2023-03-03 삼성전자주식회사 Layer deposition method and layer deposition apparatus
DE102021102986B4 (en) 2020-02-11 2023-11-23 Klein Anlagenbau Ag Device for dosing liquids and method using the device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030194861A1 (en) * 2002-04-11 2003-10-16 Mardian Allen P. Reactive gaseous deposition precursor feed apparatus
US20040083961A1 (en) * 2002-08-15 2004-05-06 Cem Basceri Gas delivery system for pulsed-type deposition processes used in the manufacturing of micro-devices

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116988044A (en) * 2023-09-22 2023-11-03 道格特半导体科技(江苏)有限公司 Deposition cavity structure with adjustable atomic layer deposition cavity volume
CN116988044B (en) * 2023-09-22 2023-12-19 道格特半导体科技(江苏)有限公司 Deposition cavity structure with adjustable atomic layer deposition cavity volume

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021207727A1 (en) 2023-01-26
DE102021207727B4 (en) 2023-03-23
KR20240031409A (en) 2024-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2105280B1 (en) Method of operating an ultrasound welding tool with fluid drive
WO1994022655A1 (en) Injection molding machine with an electric drive and process for guiding the same
DE102007034927A1 (en) Method for controlling or regulating a vacuum valve
EP3645238B1 (en) Device and method for switching time compensation on the valve block
WO2023001569A1 (en) Process device and method for metering a process gas into a process chamber of a process device
EP2583811A1 (en) Method for quantifying process fluctuations in the injection process of a injection moulding machine
EP4065360B1 (en) Electrohydrostatic system with pressure sensor
EP1388404B1 (en) Hydraulic assembly for an injection moulding machine
DE102006028094A1 (en) Device for controlling an injection molding machine
AT405384B (en) ARRANGEMENT AND METHOD FOR HYDRAULICALLY ACTUATING MOVABLE PARTS
WO2002076703A2 (en) Electromechanical clamping device
DE102006041222B4 (en) Method for open-die forging a workpiece
DE102019209091A1 (en) Method for operating a fluid system, fluid system and computer program product
DE2523303A1 (en) DEVICE FOR THE HYDRAULIC CONTROL OF THE INJECTION PRESSURE, POST-PRESSURE AND BACK-UP PRESSURE OF INJECTION MOLDING MACHINES
AT521822B1 (en) Plastic molding machine and method of operating a plastic molding machine
DE102019006201A1 (en) Method and fixture hardening device for fixture hardening of components
EP2000875B1 (en) Method for automatic calibration of a control unit for an adjustable fluid infeed
EP3555475A1 (en) Vacuum pump system and method for operating a vacuum pump system
DE102022123113A1 (en) Blow molding valve for a stretch blow molding machine and method for monitoring a blow molding valve for a stretch blow molding machine
DE102020116658A1 (en) Self-cleaning separator
DE10205812A1 (en) Control system for pneumatic actuation cylinder, has sensor detecting mass of air entering or leaving piston chambers to determine piston position adopted
EP1462660A1 (en) Hydraulic actuator, method for operating a hydraulic actuator and controller therefor
DE3309066C2 (en)
AT520164B1 (en) Hydraulic system for a molding machine
CN117980536A (en) Process device and method for metering a process gas into a process chamber of a process device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22747648

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20247005349

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020247005349

Country of ref document: KR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE