(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスを所望の流量比で処理チャンバのゾーンへ送るガス流量比制御のための方法及びアセンブリを提供する。【解決手段】ガス流制御アセンブリ１００は、コントローラ１０２と、処理ガス供給部１０４と、分配マニホールド１０６と、分配マニホールドに連結され、且つ分配マニホールドの背圧を感知するように構成された背圧センサ１０８と、処理チャンバ１１０と、分配マニホールドと処理チャンバとの間のガス流を制御するためにこれらの間に接続されている一または複数の質量流コントローラ１１２と、一または複数の質量流コントローラとの流体並行関係に配設された背圧コントローラ１１４とを含む。精確な流量比制御が達成される。【選択図】図１
2020123728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバへのガスの流れを制御する方法であって、
前記処理チャンバに流体連結された分配マニホールドを提供することと、
前記処理チャンバと前記分配マニホールドとの間に流体連結された一または複数の質量流コントローラを提供することと、
前記分配マニホールドに流体連結された背圧コントローラを提供することと、
一または複数の質量流コントローラの各々を通る流れを、動的に制御可能な流量設定点に制御することと、
前記背圧コントローラの上流の背圧を背圧設定点に制御することと
を含む方法。
【請求項２】
前記ガスを、前記一または複数の質量流コントローラを通して前記処理チャンバの一または複数のゾーンの中へ流すこと
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理チャンバは半導体処理チャンバである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記一または複数の質量流コントローラの各々の前記動的に制御可能な流量設定点は、公称流量の＋／−１％に設定される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
複数の質量流コントローラと、唯一の背圧コントローラとを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記背圧コントローラは、前記分配マニホールドの前記背圧を制御する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記背圧コントローラは、通気口又はスクラバーに流体連結されている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記背圧コントローラは、前記背圧を所定の背圧設定点に制御する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つの前記質量流コントローラのうちの一つが前記ガスを前記処理チャンバの第１のゾーンに供給し、前記背圧コントローラが前記ガスを前記処理チャンバの第２のゾーンに供給する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記質量流コントローラのうちの第１の質量流コントローラが前記ガスを前記処理チャンバの第１のゾーンに供給するように構成され、少なくとも１つの前記質量流コントローラのうちの第２の質量流コントローラが前記ガスを前記処理チャンバの少なくとも第２のゾーンに供給するように構成されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
複数の質量流コントローラが前記ガスを前記処理チャンバの複数のゾーンに供給し、前記背圧コントローラが前記ガスを前記処理チャンバの別のゾーンに供給する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記背圧コントローラへの流れが前記処理チャンバを迂回し、通気口及びスクラバーのうちの１つへ排気される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記背圧コントローラの背圧設定点は、約５０トールと１６００トールの間になるように設定される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ガス流制御アセンブリであって、
コントローラと、
処理ガス供給部と、
前記処理ガス供給部に流体連結された分配マニホールドと、
前記分配マニホールドに動作可能に接続され、且つ前記分配マニホールドのガス圧を感知するように構成された背圧センサと、
処理チャンバと、
一または複数の質量流コントローラであって、各質量流コントローラが、前記分配マニホールドと前記処理チャンバとの間のガス流を制御するために、前記分配マニホールドと前記処理チャンバとに流動的に且つ動作可能に接続されている、一または複数の質量流コントローラと、
前記分配マニホールドに流動的に且つ動作可能に接続されている背圧コントローラと
を備えるガス流制御アセンブリ。
【請求項１５】
ガス流制御アセンブリであって、
コントローラと、
処理ガス供給部と、
前記処理ガス供給部に流体連結され、且つ少なくとも２つの排気口を有する分配マニホールドと、
前記コントローラに動作可能に接続され、且つ前記分配マニホールドのガス圧を感知するように構成された背圧センサと、
処理チャンバと、
一または複数の質量流コントローラであって、前記一または複数の質量流コントローラの各々が、各ゾーンの中へのガス流の割合を制御するために前記分配マニホールドの排気口と前記処理チャンバのゾーンとに流動的に且つ動作可能に接続されている一または複数の質量流コントローラと、
前記背圧センサからの出力に応じて背圧を背圧設定点に制御するために、前記分配マニホールドに流動的に接続され、前記コントローラに動作可能に接続されている背圧コントローラと
とを備える、ガス流制御アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
［００１］本願は、２０１６年３月１５日出願の「  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＳＳＥＭＢＬＩＥＳ  ＦＯＲ  ＧＡＳ  ＦＬＯＷ  ＲＡＴＩＯ  ＣＯＮＴＲＯＬ」（代理人整理番号第２３７００−０１／ＵＳＡ号）と題する米国特許仮出願第１５／０７０，３３２号から優先権を主張し、あらゆる目的のためにその全体が参照により本書に組み込まれている。
【０００２】
［００２］本発明は概して、電子デバイス製造のためのプロセスチャンバへのガス流制御に関し、より具体的にはガス流量比制御のための方法及びアセンブリに関する。
【０００３】
［００３］基板が処理チャンバ内で処理される半導体処理は特に、処理ガス流量の変動及び摂動に敏感でありうる。具体的には、変動は、例えば処理中の一または複数の限界寸法及び／又は膜厚に影響を及ぼしうる。このため、半導体処理チャンバ用のガス供給アセンブリは、安定した流れを精確な流量、流量比、及び圧力で、処理チャンバの複数の入力ポートに供給するように試みる。
【０００４】
［００４］先行技術のガス供給アセンブリは、複数注入点及び／又は複数チャンバ処理システムにおける流量比精度、反復性、及び再現性を改善するため、流量分割方法を使用しうる。流量分割は、複数の入力ポートの位置で分注されたガスの相対流量の制御をアクティブに試みる、複数の質量流コントローラ（ＭＦＣ）を使用することによって得られうる。しかしながら、新たなチャンバ処理技法による、より小さい限界寸法のマイクロ電子デバイスの実現が継続するにつれ、さらに高い精度の流れ制御、より詳細には流量比制御が有利となる。したがって、ガス流量制御、より詳細には流量比制御をより精確に行う方法及びアセンブリが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
［００５］一または複数の実施形態では、処理チャンバへのガスの流れを制御する方法が提供される。本方法は、処理チャンバに流体連結された分配マニホールドを提供することと、処理チャンバと分配マニホールドとの間に流体連結された一または複数の質量流コントローラを提供することと、分配マニホールドに流体連結された背圧コントローラを提供することと、前記一または複数の質量流コントローラの各々を通る流れを、動的に制御可能な流量設定点に制御することと、背圧コントローラの上流の背圧を背圧設定点に制御することとを含む。
【０００６】
［００６］幾つかの実施形態では、ガス流量制御アセンブリが提供される。ガス流制御アセンブリは、コントローラと、処理ガス供給部と、処理ガス供給部に流体連結された分配マニホールドと、分配マニホールドに連結され、且つ分配マニホールドのガス圧を感知するように動作可能に接続されている圧力センサと、処理チャンバと、一または複数の質量流コントローラであって、各質量流コントローラが、分配マニホールドと処理チャンバとの間のガス流を制御するために、分配マニホールドと処理チャンバとに流動的且つ動作可能に接続されている質量流コントローラと、分配マニホールドに流動的且つ動作可能に接続されている背圧コントローラとを含む。
【０００７】
［００７］別の実施形態では、ガス流制御アセンブリが提供される。ガス流制御アセンブリは、コントローラと、処理ガス供給部と、処理ガス供給部に流体連結された分配マニホールドと、少なくとも２つの排気口を有する分配マニホールドと、コントローラに動作可能に接続され、且つ分配マニホールドのガス圧を感知するように構成された背圧センサと、処理チャンバと、一または複数の質量流コントローラであって、前記一または複数の質量流コントローラの各々が、各ゾーンへのガス流の割合を制御するために分配マニホールドの排気口と処理チャンバのゾーンとに流動的に且つ動作可能に接続されている質量流コントローラと、背圧センサからの出力に応じて背圧コントローラを背圧設定点に制御するために、分配マニホールドに流動的に接続され、コントローラに動作可能に接続されている背圧コントローラとを含む。
【０００８】
［００８］別の実施形態では、処理チャンバへのガスの流れを制御する方法が提供される。本方法は、処理チャンバに流体連結された分配マニホールドを提供することと、分配マニホールドに流体連結され、キャリアガスに動作可能に連結された上流圧力コントローラを含む処理ガス供給部を提供することと、一または複数の供給質量流コントローラによって流れが制御される一または複数の処理ガスと、処理チャンバと分配マニホールドとの間に流体連結された一または複数の質量流コントローラを提供することと、一または複数の質量流コントローラの各々を通るガス流を、動的に制御可能な流量設定点に制御することと、上流圧力コントローラでキャリアガス流を制御することによって、分配マニホールドの背圧を背圧設定点に制御することとを含む。
【０００９】
［００９］一または複数の実施形態によれば、ガス流制御アセンブリが提供される。ガス流制御アセンブリは、コントローラと、キャリアガスと一または複数の処理ガスとを含む処理ガス供給部と、処理ガス供給部に流体連結された分配マニホールドと、分配マニホールドに流動的に接続され、且つ分配マニホールドの背圧を感知するように構成された背圧センサと、複数のゾーンを含む処理チャンバと、複数の質量流コントローラであって、各質量流コントローラが、分配マニホールドと処理チャンバとの間に流動的且つ動作可能に接続され、且つ処理チャンバの複数のゾーンへのガス流を制御するように構成された複数の質量流コントローラと、分配マニホールドに流動的且つ動作可能に接続され、コントローラによって供給される背圧設定点に応じて、キャリアガスの流れを制御するように構成された上流圧力コントローラとを含む。
【００１０】
［００１０］更に別の実施形態では、ガス流制御アセンブリが提供される。ガス流制御アセンブリは、コントローラと、接合部において混合されるように構成されたキャリアガスと一または複数の処理ガスとを含む処理ガス供給部と、接合部の下流において処理ガス供給部に流体連結され、且つ複数の排気口を有する分配マニホールドと、コントローラに動作可能に接続され、且つ分配マニホールドの背圧を感知するように構成された背圧センサと、複数のゾーンを含む処理チャンバと、一または複数の質量流コントローラであって、前記一または複数の質量流コントローラの各々が、複数のゾーンの各ゾーンへのガス流量比を制御するために、分配マニホールドの排気口に、また複数のゾーンのうちの１つに流動的且つ動作可能に接続されている一または複数の質量流コントローラと、背圧センサからの出力信号に応じて背圧を背圧設定点に制御するために、接合部の上流においてキャリアガスに流動的に接続され、コントローラに動作可能に接続されている上流圧力コントローラとを含む。
【００１１】
［００１１］本発明の上記の態様及び他の態様により、他の多数の特徴が提供される。本発明の実施形態の他の特徴及び態様は、以下の説明、付随する特許請求の範囲、及び添付の図面から、より完全に明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一または複数の実施形態に係る、質量流コントローラと背圧コントローラとを含むガス流制御アセンブリを示す概略上面図である。
【図２】一または複数の実施形態に係る、背圧コントローラからの排出が処理チャンバを迂回する、質量流コントローラと背圧コントローラとを含むガス流制御アセンブリの代替的な実施形態を示す概略上面図である。
【図３】一または複数の実施形態に係る、複数の質量流コントローラと背圧コントローラとを含むガス流制御アセンブリの別の実施形態を示す概略上面図である。
【図４】一または複数の実施形態に係る、背圧コントローラからの排出が処理チャンバを迂回する、複数の質量流コントローラと背圧コントローラとを含むガス流制御アセンブリの別の代替的な実施形態を示す概略上面図である。
【図５】一または複数の実施形態に係る、キャリアガス供給部からの排出圧力が制御される、複数の質量流コントローラと圧力コントローラとを含むガス流制御アセンブリの別の実施形態を示す概略上面図である。
【図６】一または複数の実施形態に係る、キャリアガス供給部からの排出圧力が制御される、複数の質量流コントローラと圧力コントローラとを含むガス流制御アセンブリの代替的な実施形態を示す概略上面図である。
【図７】一または複数の実施形態に係る、キャリアガス供給部からの排出圧力が制御される、複数の質量流コントローラと圧力コントローラとを含むガス流制御アセンブリの代替的な実施形態を示す概略上面図である。
【図８】一または複数の実施形態に係る、背圧制御を含む、処理チャンバへのガスの流れを制御する方法を示すフロー図である。
【図９】一または複数の実施形態に係る、キャリアガス供給部からの排出圧力の制御を含む、処理チャンバへのガスの流れを制御する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［００２１］本発明は、例えば半導体処理チャンバ等の処理チャンバの中へのガス流を制御するための改善された方法及びアセンブリを提供する。詳細には、本発明の実施形態は、各ＭＦＣの流量比を制御する所望の流量設定点を満たすために、ＭＦＣがガス流において競合するときに、アセンブリの質量流コントローラ（以下ＭＦＣ）の流れの変動、振動、及び／又は流れの欠乏を削減するものである。
【００１４】
［００２２］従来のガス流量比制御の方法では、処理チャンバに連結されたＭＦＣを通して定常状態の流れを実現しようとはしない。従来のＭＦＣは各々それ自体の流量設定点に設定され、流量設定点は一般に全流量の割合であり、これにより一定の流れをその設定点の割合に維持しようとする。しかしながら、流入する流れのいずれかの変動により、背圧が変動し、様々なＭＦＣがそれらの流れ要件を調整することになる。圧力が低い場合、特定のＭＦＣを通る流れをより多くする唯一の方法は、別のＭＦＣの流れを不足させることである。したがって、アセンブリのすべてのＭＦＣが常に、それぞれの流量設定点を達成するのに互いに競合するところでは、遷移流がＭＦＣを通って送られる。この結果、各処理チャンバの吸気ポートの流れに、望ましくない変動が起きうる。これは、処理品質及び／又は均一性に影響を与えうる。これは例えば、いくつかの実施形態において、非均一なエッチング又は堆積の原因となりうる。本発明の実施形態は、ＭＦＣ同士のこの競合を実質的になくして、精確な流量設定点制御及び流量比制御を提供することができる。
【００１５】
［００２３］更に、本発明の実施形態により、割合設定点を所望の流量比に制御する、単純なフィードバック制御方法の使用が可能になりうる。
【００１６】
［００２４］本発明の一または複数の実施形態は、ＭＦＣのそれぞれの流量比を精確に制御するために、流量比装置にＭＦＣと背圧コントローラとの新規の組合せを提供する。処理チャンバへのガスの流れを制御するための背圧コントローラを含む、ガス流制御アセンブリ及び方法の例示の実施形態を、図１〜４及び８を参照しながら、本書で解説する。
【００１７】
［００２５］処理チャンバへのガスの流れ及びガス流量比を制御するために、処理ガス供給部から排出されるキャリアガスの圧力を制御するように構成された上流圧力コントローラを含む、ガス流制御アセンブリ及び方法の例示の実施形態を、図４〜７及び９を参照しながら、本書で解説する。
【００１８】
［００２６］本発明に係るガス流制御アセンブリ１００の第１の例示の実施形態を示す図１をここで参照する。ガス流制御アセンブリ１００は、コントローラ１０２（例：プロセッサを有するデジタルコントローラ）、処理ガス供給部１０４、及び処理ガス供給部１０４に流体連結された流量比装置１０５を含む。流量比装置１０５は、処理ガス供給部１０４に流体連結された分配マニホールド１０６を含んでいてよく、処理ガス供給部１０４は、処理チャンバ１１０内で行われる処理において使用されるキャリアガスと一または複数の処理ガス（例：処理ガス１〜処理ガスＮ）を供給しうる。
【００１９】
［００２７］本書で使用する表現「流体連結される」とは、構成要素が、導管を通る流体（例：ガス）を運ぶように適合された導管によって連結されているということである。ガス流制御アセンブリ１００の流量比装置１０５はさらに、分配マニホールド１０６に流動的に、また動作可能に接続され、コントローラ１０２に動作可能に接続され、分配マニホールド１０６内のガス圧を感知するように構成され、以下から明らかとなる流量比制御に使用されるセンサの出力信号をコントローラへ送りうる背圧センサ１０８を含む。
【００２０】
［００２８］ガス流制御アセンブリ１００はさらに、流量比装置１０５からガス流を受け入れる処理チャンバ１１０を含む。流量比装置１０５は、一または複数の質量流コントローラ（ＭＦＣ）１１２（１つを図示した実施形態に示す）を含み、各ＭＦＣ１１２は、分配マニホールド１０６に、また処理チャンバ１１０に流動的に、また動作可能に接続され、処理チャンバ１１０の一または複数のゾーン（例：ゾーン１、ゾーン２Ａ、ゾーン２Ｂ）へのガス流を制御するためにコントローラ１０２に動作可能に接続される。処理チャンバ１１０は、例えばエッチング処理チャンバ、堆積処理チャンバ（例：原子層堆積（ＡＬＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、又は化学気相堆積（ＣＶＤ）堆積）、エピタキシャル堆積、洗浄処理チャンバ等の基板１２０（点線で示す）上に処理が行われるいずれかのチャンバであってよい。
【００２１】
［００２９］流量比装置１０５はさらに、分配マニホールド１０６に流動的に、また動作可能に接続されている背圧コントローラ１１４を含む。図１に示す実施形態では、背圧コントローラ１１４は、処理チャンバ１１０にも流体連結されうる。図示した実施形態では、単一のＭＦＣ１１２及び単一の背圧コントローラ１１４は流体並行関係に配設される。しかしながら、後の実施形態では、単一の背圧コントローラ１１４と並列の複数のＭＦＣ１１２Ａ、１１２Ｂが含まれるようになる。
【００２２】
［００３０］ＭＦＣ１１２は、ガスの流れを測定し制御するために使用されるデバイスである。ＭＦＣ１１２は、特定のガスあるいは特定範囲の種類のガスを特定範囲の流量比に制御するように設計され、較正される。ＭＦＣ１１２にはフルスケール範囲の０％から１００％までの動的に調整可能な設定点が付与されうるが、通常、ＭＦＣ１１２は、最高精度が達成されうるフルスケール範囲の約１０％〜約９０％で作動する。ＭＦＣ１１２は次に、流量比を個々の流量設定点に制御するようになる。ＭＦＣは、アナログあるいはデジタルのいずれかであってよい。マルチガス及びマルチ範囲のＭＦＣは一般に、１つの種類を上回るガスを制御することができ、したがって、処理ガス供給部１０４から１を上回るガス方策が処理チャンバ１１０へ供給される場合に好ましい。標準ＭＦＣが使用されうるが、そのＭＦＣが較正される特定のガス方策に限定されうる。
【００２３】
［００３１］すべてのＭＦＣ１１２は、吸気口、排気口、内部の質量流センサ、及びアクチュエータ（及び例えば適切なモータ又は自動モーション誘発要素）によって駆動可能な比例制御バルブを有する。ＭＦＣ１１２には一般に、閉ループ制御システムが装着されていてよく、閉ループ制御システムにはコントローラ１０２によって流量設定点制御信号が付与され、該信号は内部の質量流センサからの値と比較され、駆動を介して比例バルブが調整されて所望の流量比が達成されうる。流量設定点制御信号は一般に、較正されたフルスケールの流れの割合（流量比）として指定することができ、コントローラ１０２からの電圧としてＭＦＣ１１２に供給されうる。いくつかの実施形態では、閉ループ制御システムは、ＭＦＣ１１２内の回路として設けられ、コントローラ１０２に動作可能に接続され、コントローラ１０２から流量設定点制御信号を受信する。他の実施形態では、閉ループ制御は、コントローラ１０２によってのみ達成されうる。本書に記載のすべてのＭＦＣは、この構成である。
【００２４】
［００３２］図示した実施形態では、ＭＦＣ１１２の吸気口において、コントローラ１０２によって設定された指定背圧で、分配マニホールド１０６からＭＦＣ１１２にガスが供給されている。ＢＰＣ１１４により、分配マニホールド１０６において所望の背圧が確実に達成されるため、本実施形態のＭＦＣ１１２のガスが不足することはありえず、したがって、流量設定点と流量比を精確に達成することが可能になる。
【００２５】
［００３３］図示した実施形態では、各ＭＦＣ１１２は、例えば、日本の京都に位置するＨＯＲＩＢＡ社から入手できる普段は閉じているバルブを有する、好適ないずれかのモデルの質量流コントローラであってよい。ＭＦＣ１１２は、例えば約１０ｓｃｃｍと２００ｓｌｍとの間の流量を扱うことが可能である。本書に記載のすべての実施形態において、背圧コントローラ１１４は、例えば日本の京都に位置するＨＯＲＩＢＡ社から入手できるデジタル自動圧力調整器、又はマサチューセッツ州アンドーバーのＭＫＳ社から入手できる閉ループ圧力制御用の一体型圧力コントローラ等の背圧の閉ループ制御のためのいずれかの好適な圧力コントローラ又は圧力調整器であってよい。背圧コントローラ１１４は、内部アクチュエータを介して駆動可能な内部制御バルブを含み、フィードバック制御ループ及び駆動信号を提供して、コントローラ１０２によって背圧コントローラへ伝達される所望の圧力設定点に背圧を制御する内部デジタル電子機器を含みうる。背圧センサ１０８は、いくつかの実施形態では、分配マニホールド１０６内の背圧を感知するために背圧コントローラ１１４の内部に位置していてよい。閉ループ制御は、オプションとして、コントローラ１０２のみによって、あるいはコントローラ１０２と内部のデジタル電子機器とのいずれかの組合せによって行うことが可能である。
【００２６】
［００３４］図１に示すように、処理ガス供給部１０４は、フィードライン１１６を通して流量比装置１０５の分配マニホールド１０６に流動的に、また動作可能に接続され、分配マニホールド１０６に処理ガスを供給する。フィードライン１１６は、導管、又は導管の集合体であってよい。処理ガス供給部１０４は、処理チャンバ１１０内で行われる様々な処理のために、必要に応じて混合されうる複数の異なるガスを含みうる。例えば、一実施形態では、一または複数の処理ガス（処理ガス１〜Ｎ）と混合されたキャリアガス１１８が送られうる。キャリアガス１１８は、例えば窒素ガス、水素ガス、又はヘリウム、アルゴン等の不活性ガス、又はこれらの組合せ等の処理ガスを運ぶ、いずれかの好適なガスであってよい。
【００２７】
［００３５］処理ガス供給部１０４は、例えば複数の処理ガス（例：処理ガス１、処理ガス２、処理ガス３、及び最大の処理ガスＮ）などの一または複数の処理ガスも含みうる。処理ガス１〜Ｎを使用して、処理チャンバ１１０内に収容された基板１２０に一または複数の処理を行うことができる。基板１２０は、電子デバイスの前駆体物質、例えば半導体ウエハ、結晶シリコンウエハ、シリコンウエハ、ドープされたシリコンウエハ、ドープされた、あるいはドープされていないポリシリコンウエハ、マスクされたシリコンウエハ、パターン化された、あるいはパターン化されていないシリコンウエハ、又はシリコン含有ディスク又はプレート、他のシリコン含有物質などであってよい。基板１２０は、処理のため、処理チャンバ１１０内の例えばペデスタルあるいはリフトピンなどの適切な支持体上に配置され支持されうる。処理チャンバ１１０は、中で基板１２０を処理するように適合された半導体処理チャンバであってよい。処理ガス１〜Ｎは、例えば、酸素（Ｏ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物  （ＮＯ）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、二酸化窒素（ＮＯ２）、メタン（ＣＨ４）、四フッ化炭素  （ＣＦ４）、テトラフルオロメタン  （ＣＨＦ４）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、ヘキサフルオロブタジエン（Ｃ４Ｆ６）、ヘキサフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）、オクタフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）、オクタフルオロシクロペンテン（Ｃ５Ｆ８）、オクタフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、ジクロルシラン（Ｈ２ＳｉＣｌ２）、ホスフィン（ＰＨ３）、シラン（ＳｉＨ４）、トリクロルシラン（ＴＣＳ）、トリメチルシラン（３ＭＳ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）、塩素（Ｃｌ２）、アンモニア（ＮＨ３）、ゲルマン（ＧｅＨ４）、六フッ化タングステン（ＷＦ６）、キセノン（Ｘｅ）等の還元ガスであってよい。他の好適な処理ガスが使用されることもある。
【００２８】
［００３６］より詳細には、処理ガス供給部１０４は、供給ＭＦＣ１２４１〜供給ＭＦＣ１２４Ｎ等の複数の供給ＭＦＣを含んでいてよく、Ｎは、そこに存在する処理ガスの数と等しい場合がある。例えば、供給ＭＦＣ１２４１、１２４２、１２４３、及び１２４Ｎなどの３つ以上の供給ＭＦＣがありうる。他の数の処理ガス及び供給ＭＦＣも使用可能である。処理ガス供給部１０４はさらに、処理ガス（処理ガス１、処理ガス２、処理ガス３、・・・処理ガスＮ）に対するキャリアガス１１８の相対流量と比率を制御するために、コントローラ１０２に動作可能に接続されている制御バルブ１２５、１２６を含んでいてよく、これにより、処理ガスに対するキャリアガス１１８の比率だけでなく、流量比装置１０５の分配マニホールド１０６に送られる全ガス流も制御される。その時点で処理チャンバ１１０において行われている特定の処理又は処理段階のための所望の方策にしたがって、各供給ＭＦＣ１２４１〜１２４Ｎの処理ガス流量設定点、及び制御バルブ１２５、１２６を通る流れがコントローラ１０２によって決定され、設定される。
【００２９】
［００３７］処理ガス供給部１０４は、分配マニホールド１０６、一または複数のＭＦＣ１１２、背圧コントローラ１１４、及び背圧センサ１０８を含む流量比装置１０５に動作可能に連結され、流量比装置１０５に流体連結された状態で配設される。供給ＭＦＣ１２４１〜１２４Ｎから流量比装置１０５に供給される異なる処理ガスの数は、半導体基板処理中に供給されるプロセス方策に応じて変動しうる。    更に、処理チャンバ１１０の様々なゾーン（例：ゾーン１、ゾーン２Ａ、及びゾーン２Ｂ）への全流量の相対比率も変動しうる。
【００３０】
［００３８］このため、処理チャンバ１１０は、処理チャンバ１１０内の１を上回るゾーンにガスを受け入れるように適合させることができ、したがって、一または複数のＭＦＣ１１２とＢＰＣ１１４に連結され、複数のゾーンにおいて処理チャンバ１１０の中に供給される複数のマニホールドのセクション１３０Ａ〜１３０Ｃを含みうる排気マニホールド１３０が配設されうる。流量比装置１０５の機能は、一または複数の質量流コントローラ１１２及び背圧コントローラ１１４を通って、処理チャンバ１１０の一または複数のゾーン（例：ゾーン１、ゾーン２Ａ、ゾーン２Ｂ）の中にガスが流れることを可能にすることである。異なる流れを２つ以上のゾーンに送ることが可能である。
【００３１】
［００３９］図１に示すように流量比装置１０５は、排気マニホールド１３０に連結されていてよく、排気マニホールドのセクション１３０Ａ〜１３０Ｃはそれぞれの排気口において処理チャンバ１１０の複数のゾーン（例：ゾーン１、ゾーン２Ａ、及びゾーン２Ｂ）に連結されていてよい。例えば、ＭＦＣ１１２からの流れは、排気マニホールドのセクション１３０Ａによって内側ゾーン（例：ゾーン１）へ送ることができ、背圧コントローラ１１４からのガス流は、排気マニホールドのセクション１３０Ｂ、１３０Ｃによって一または複数の外側ゾーン（例：ゾーン２Ａ及びゾーン２Ｂ）に送ることができる。排気マニホールドのセクション１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃは、例えば、それぞれのゾーン内部で分配されうる複数の排気チャネルを含みうる。幾つかの実施形態では、図示したように、ゾーン（例：ゾーン１、ゾーン２Ａ、及びゾーン２Ｂ）を処理チャンバ１１０を横切って水平に配置することができる。他の実施形態では、複数のゾーンを、円形の中心ゾーンの周りに配置された一または複数の同心円として配置することができる。他のゾーンの配置を使用して、ゾーンに分けられたガス流制御を提供することが可能である。他の実施形態では、幾つかの排気口を処理チャンバ１１０の最上部に配置することができ、他を処理チャンバ１１０の側面、あるいは底部、又はこれらのいずれかの組合せに配置することができる。各ゾーン（例：ゾーン１、ゾーン２Ａ、及びゾーン２Ｂ）への複数の排気口を設けることが可能である。
【００３２】
［００４０］図示した実施形態では、ＭＦＣ１１２は、コントローラ１０２との相互作用及び通信を介して流量設定点に制御される。ＭＦＣ１１２の流量設定点は、例えば、ガス供給部１０４からフィードライン１１６に送られる全流量の所望の比率（例：６０％）がゾーン１に送られるように設定されうる。次に、ゾーン２Ａ及びゾーン２Ｂへの残りのガス流が、分配マニホールド１０６において所望される設計背圧に基づいて設定されうる。具体的には、背圧コントローラ１１４は、背圧を所定の背圧設定点（Ｐｂ）に制御するように構成され、動作可能である。例えば、設計された背圧設定点（Ｐｂ）は、約５０トールと約１６００トールとの間であってよく、例えば、幾つかの実施形態では約３５０トールであってよい。他の背圧設定点（Ｐｂ）を使用することができる。幾つかの実施形態では、背圧設定点（Ｐｂ）は、ガス供給部の圧力から処理チャンバ１１０の圧力を引いたものに基づいて設定されうる。
【００３３】
［００４１］他の実施形態では、１を上回るＭＦＣ１１２が使用されうる。例えば、分配マニホールド１０６に連結された第１のＭＦＣ１１２は、第１のゾーン（例：ゾーン１）への第１の流量比を制御することができ、分配マニホールド１０６に連結された第２のＭＦＣ（図示せず）は、第２のゾーン（例：ゾーン２Ａ）への第２の流量比を制御することができるが、ＢＰＣ１１４は、所望の背圧設定点（Ｐｂ）に応じて第３のゾーン（例：ゾーン２Ｂ）への流れを制御することができる。更に多くの数のＭＦＣを使用して、処理チャンバ１１０の追加のゾーンに、より細かい流量比制御を提供することができる。このように、各ＭＦＣを通る流量比が例えば＋／−１％以下までもの非常に厳密な公差に制御されうるため、複数のＭＦＣは流れにおいて互いに争うことがない。同様に、各ＭＦＣ１１２の流量設定点に対して約＋／−１％以下の厳密な公差が得られうる。
【００３４】
［００４２］本書のコントローラ１０２は、処理ガス供給部１０４からの流れを制御し、各ＭＦＣ１１２を所望の流量設定点に制御し、背圧コントローラ１１４への所望の背圧設定点（Ｐｂ）の制御信号を介して分配マニホールド１０６の背圧を制御するために背圧信号を受信する、好適なプロセッサ、メモリ、及びソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組合せ、Ａ／Ｄ変換器、調整電子機器、及び／又はドライバを含みうる。所望の背圧設定点（Ｐｂ）は、コントローラ１０２によって受信される背圧センサ１０８による圧力信号に応じたものであってよい。流量設定点は、例えば図示した実施形態におけるフルレンジの全流量の約０．５％と９９．５％との間に設定されうる。幾つかの実施形態においては、流量設定点は、約５％と約９５％の間であるべきである。いくつかの実施形態では、センサ１０８はＢＰＣ１１４の一体化されたパーツとして設けることができ、これにより、ＢＰＣ１１４の内部の閉ループ電子機器は、閉ループ電子機器に通信可能に接続されているコントローラ１０２によって内部の閉ループ電子機器に供給される背圧設定点（Ｐｂ）に背圧を制御しうる。他の実施形態において、閉ループ制御は、内部の閉ループ電子機器とコントローラ１０２とのいかなる適切な組合せによっても実現可能である。
【００３５】
［００４３］図２に、ガス流制御アセンブリ２００の代替的な実施形態の詳細を示す。ガス流制御アセンブリ２００は、前述したものと同一のコントローラ１０２、処理ガス供給部１０４、及び処理チャンバ１１０を含む。具体的に記載されていない他の品目も、図１の実施形態と同じである。この実施形態では、しかしながら、流量比装置２０５は、処理チャンバ１１０の第１のゾーン（例：ゾーン１〜中心ゾーン）に動作可能に流体連結された第１のＭＦＣ１  １１２Ａと、処理チャンバ１１０の少なくとも１つの他のゾーン（例：図示したゾーン２Ａ及びゾーン２Ｂ）に動作可能に流体連結された第２のＭＦＣ２  １１２Ｂとを含む。流量比装置２０５のこの実施形態のＢＰＣ１１４は、背圧センサ１０８を介して分配マニホールド２０６の背圧を監視し、ＢＰＣ１１４の内部制御バルブを適切に調整するコントローラ１０２を用いることによって背圧を背圧設定点（Ｐｂ）に制御する。
【００３６】
［００４４］上述したように、いくつかの実施形態では、センサ１０８は、ＢＰＣ１１４と一体であってよく、ＢＰＣ１１４の内部の閉ループ電子機器によって閉ループ制御が実現され、コントローラ１０２によって、又はいくつかの実施形態ではＢＰＣ１１４の内部の閉ループ電子機器と及びコントローラ１０２との組合せによって行われる処理によって、背圧が内部の閉ループ電子機器へ供給される背圧設定点（Ｐｂ）に制御されうる。
【００３７】
［００４５］図２の実施形態では、ＢＰＣ１１４の流出は、処理チャンバ１１０へ送られる代わりに処理チャンバ１１０を迂回し、通気口又はスクラバー２３２に流体連結され、これらに流れる。排気ライン２３４からの排気ガスは、ガスにいかなる処理も必要ない場合は、通気口に送られうる、すなわち大気に放出されうる、あるいは、ガスが有毒、あるいは可燃性であり、処理の必要がある場合は、除害システム（例：スクラバー）へ送られうる。例えば米国公開特許第ＵＳ２０１００１９２７７３号、第ＵＳ２０１００１１９９８４号、第ＵＳ２００９０１７５７７１号、及び第ＵＳ２００９００５６５４４号、及び米国特許第８６６８８６８号、第８００３０６７号、及び第６２７７３４７号明細書に記載されるもの等のいずれかの好適な除害システムを処理に使用することができる。他の適切な除害システムも使用されうる。
【００３８】
［００４６］各ＭＦＣ１１２Ａ、１１２Ｂは、全ガス流量の約０．５％及び１００％の間に設定される流量設定点を有しうる。一実施形態では、第１のＭＦＣ１１２Ａは、全流量の約８５％の流量設定点に設定されていてよく、第２のＭＦＣ１１２Ｂは、全流量の約１０％の流量設定点に設定されていてよく、背圧設定点（Ｐｂ）は、ＢＰＣ１１４の作動を介して約８００トールに設定されていてよく、これにより全流量の約５％未満が排気ライン２３４に排気される。全流量は、通気口又はスクラバー２３２へのガス損失を考慮して、わずかに高く設定されうる。（Ｐｂ）によって設定される一定の値の背圧が分配マニホールド２０６に付与されるため、第１及び第２のＭＦＣ１１２Ａ、１１２Ｂは選択されたこれらの流量設定点に精確に制御され、精確に保持され得、これにより、処理チャンバ１１０の複数のゾーン（例：ゾーン１、ゾーン２Ａ、ゾーン２Ｂ）への精確な流量比制御が達成されうる。各質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１１２Ａ、ＭＦＣ１１２Ｂ）は、並行して処理ガス供給部１０４に動作可能に接続されるように構成され、これによりいくつかの実施形態では、約９０ｓｌｍを上回る、９５ｓｌｍを上回る、又は１００ｓｌｍをも上回る流量で処理ガス供給部１０４から大流量のガスを供給しうる。
【００３９】
［００４７］図３及び４に、流量比装置３０５が複数のＭＦＣ（例：ＭＦＣ１、ＭＦＣ２、ＭＦＣ３、ＭＦＣ４、・・・、ＭＦＣＮ）を含むガス流制御アセンブリ３００、４００の追加の実施形態を示す。前述したように、これらの実施形態は、基板１２０を収容し、基板１２０を処理するように構成された処理チャンバ３１０、４１０と、分配マニホールド３０６とを含む。この実施形態では、複数のＭＦＣ１１２Ａ〜１１２Ｎは、処理チャンバ３１０、４１０と分配マニホールド３０６との間に流体連結されうる。前述したように、背圧コントローラ１１４は、分配マニホールド３０６に流体連結される。しかしながら、図３の実施形態では、ＢＰＣ１１４を通る流れは処理チャンバ３１０へ方向づけされるが、図４の実施形態では、ＢＰＣ１１４を通る流れは、処理チャンバ４１０全体を迂回し、通気口又はスクラバー２３２へ排気される。
【００４０】
［００４８］各実施形態の流量比装置３０５は、複数のＭＦＣ１１２Ａ〜１１２Ｎ、ＢＰＣ１１４，分配マニホールド３０６、及び背圧センサ１０８を含む。前に述べたように、背圧センサ１０８はいくつかの実施形態ではＢＰＣ１１４と一体であってよい。各実施形態では、コントローラ１０２は、一または複数のＭＦＣ１１２Ａ〜１１２Ｎの各ＭＦＣを通る流れを、特定の動的に制御可能な、すなわち処理方策の変更に合わせて変更することができる流量設定点に制御するように構成される。各ＭＦＣ１１２Ａ〜１１２Ｎ−１の流量比設定点は、ユーザの既定の設定に基づいて設定されうる。ＭＦＣＮ１１２Ｎのための設定は、処理ガス供給部からの全質量流から、他のＭＦＣ１〜ＭＦＣＮ−１の各ＭＦＣからの割合を引いたものに基づいていてよい。同様に、各実施形態では、コントローラ１０２によって、分配マニホールド３０６の背圧がユーザによって設定された背圧設定点（Ｐｂ）に制御されうる。この制御は、背圧センサ１０８からのフィードバック信号に応じたものであってよく、したがって、ＢＰＣ１１４は全流量から差し引かれた分を受ける。背圧設定点（Ｐｂ）は、いくつかの実施形態では、処理ガス供給部３０４の上流の圧力から、処理チャンバ３１０、４１０における圧力を差し引いたものに基づいていてよい。各実施形態では、フィードライン３１６内で分配マニホールド３０６へ送られる全質量流は、コントローラ１０２からの信号に応じた、キャリアガス及び処理ガス１〜Ｎの各ＭＦＣ１〜ＭＦＣＮからの設定質量流の合計である。処理ガス供給部３０４は、供給ＭＦＣ１２６１〜１２６Ｎの制御を介して、キャリアガス１１８と処理ガス（例：処理ガス１、処理ガス２、処理ガス３、・・・、処理ガスＮ）の所望の混合物を送りうる。
【００４１】
［００４９］前述した各実施形態において、処理チャンバ１１０、３１０、４１０の各吸気口への流量比の割合の調整は、動的な調整が可能であることを認識すべきである。それぞれの流量比が変わると、ガス流制御アセンブリ１００、２００、３００、４００が定常状態条件に到達する遷移時間、すなわち整定時間は相対的に短縮される。これは、ＢＰＣ１１４がＭＦＣ１１２及び１１２Ａ〜１１２Ｎと流体並行に配設されると、ＭＦＣ１１２及び１１２Ａ〜１１２Ｎがもはや流れにおいて互いに競合しなくなるからである。
【００４２】
［００５０］したがって、図３の実施形態では、複数の質量流コントローラ１１２Ａ〜１１２Ｎは、処理ガス供給部１０４から処理チャンバ３１０の複数のゾーン（例：ゾーンＺ１〜Ｚ４）へガスを供給し、背圧コントローラ１１４は、処理チャンバ４１０の別のゾーン（例：Ｚ５）へガスを供給することが明らかである。
【００４３】
［００５１］図４の実施形態では、ＭＦＣ１〜Ｎ  １１２Ａ〜１１２Ｎを通る流れは複数のゾーン（例：ゾーンＺ１〜Ｚ４）へ送られ、残りの流れは背圧コントローラ１１４へ送られ、処理チャンバ４１０全体を迂回し、通気口又はスクラバー２３２のうちの１つへ直接排気される。背圧コントローラ１１４の背圧設定点（Ｐｂ）は、上述したように設定されうる。
【００４４】
［００５２］図５に、処理ガス供給部５０４と流量比コントローラ５０５を含むガス流制御アセンブリ５００の別の実施形態を示し、流量比コントローラ５０５は、ＢＰＣ１１４が上流圧力コントローラ５１４に置き換えられている以外は、図２の実施形態と同様のものである。上流圧力コントローラ５１４を使用して、フィードライン１１６の中に供給されるキャリアガス１１８の圧力を制御することができ、したがって、上流圧力コントローラ５１４を使用して、マニホールド５０６に加えられる圧力を遠隔制御することができる。上流圧力コントローラは、バルブと、内部の電子機器、及び可能な場合は、内部圧力センサを含みうる。前に述べたように、いくつかの実施形態では、背圧センサ１０８は上流圧力コントローラ５１４と一体であってよく、コントローラ１０２により圧力設定点が提供される。図示した実施形態では、上流圧力コントローラ５１４は、キャリアガス１１８と一または複数の処理ガス１〜Ｎとが混合される接合部５３６の上流に位置していてよい。分配マニホールド５０６は、接合部５３６の下流で処理ガス供給部５０４に流体連結されている。この実施形態では、流量比コントローラ５０５は、流れを制御する２つ以上の質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１、ＭＦＣ２）のみを含み、背圧コントローラを有していない。このため、この実施形態では、処理ガス供給部５０４から処理チャンバ１１０へ流れるガスが１００％送られるため、ガスが無駄にならない。これにより、除害要件も減る。ガス流は、処理チャンバ１１０の、少なくともＭＦＣ（例：ＭＦＣ１、ＭＦＣ２）の数と同じ、あるいはそれ以上のゾーン（例：ゾーン１、ゾーン２Ａ、ゾーン２Ｂ）へ送られうる。
【００４５】
［００５３］図６に、流量比コントローラ６０５を含むガス流制御アセンブリ６００の別の代替的な実施形態を示す。流量比コントローラ６０５は、ＢＰＣ１１４が上流圧力コントローラ６１４に置き換えられている以外は、図３の実施形態と同様のものである。上流圧力コントローラ６１４を使用して、フィードライン３１６の中に供給されるキャリアガス１１８の圧力を制御することができ、したがって、上流圧力コントローラ６１４を使用して、マニホールド６０６に加えられる圧力を遠隔制御することができる。すでに述べたように、いくつかの実施形態では、背圧センサ１０８は上流圧力コントローラ６１４と一体であってよい。図５に示すように、上流圧力コントローラ６１４は、キャリアガス１１８と一または複数の処理ガス１〜Ｎとが混合される接合部５３６の上流に位置していてよい。この実施形態では、流量比コントローラ６０５は、処理チャンバ６１０の中への流れを制御するが、背圧コントローラ１１４を有していない複数の質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１、ＭＦＣ２、ＭＦＣ３、・・・、ＭＦＣＮ）のみを含む。このため、この実施形態では、処理チャンバ４１０へガスが１００％送られるため、ガスが無駄にならず、これにより、除害要件が減る。ガス流は、処理チャンバ４１０の、少なくともＭＦＣの数と同じ、あるいはそれ以上のゾーン（例：ゾーンＺ１〜Ｚ４）へ送られうる。
【００４６】
［００５４］図７に、処理ガス供給部７０４及び流量比コントローラ６０５を含むガス流制御アセンブリ７００の別の代替的な実施形態を示す。流量比コントローラ６０５は、図６の実施形態で説明した流量比コントローラと同一のものである。この実施形態では、上流圧力コントローラ７１４を使用して、フィードライン３１６の中に供給されたキャリアガス１１８の圧力を制御することができ、これにより、マニホールド６０６に加えられる圧力を遠隔制御することができる。前に述べたように、幾つかの実施形態では、背圧センサ１０８は上流圧力コントローラ７１４と一体であってよい。図５及び図６に示すように、上流圧力コントローラ７１４は、キャリアガス１１８及び一または複数の処理ガス１〜Ｎが互いに混合される接合部５３６の上流に位置しうる。この実施形態では、圧力コントローラ７１４は、キャリアガスＭＦＣＣ７２６との流体並行関係に配設されうる。このため、この実施形態ではまた、処理チャンバ４１０へガスが１００％供給されるため、ガスが無駄にならず、これにより、除害要件が減る。一部のキャリアガスのみが、上流圧力コントローラ７１４を通って流れる。したがって、キャリアガスＭＦＣＣ７２６は所望の流量設定点に設定されていてよく、上流圧力コントローラ７１４は、分配マニホールド６０６の背圧を所望の背圧設定点（Ｐｂ）に制御するように変調されうる。当然ながら、キャリアガスＭＦＣＣ７２６との流体並行関係に配設された圧力コントローラ７１４の配置を図５に示す構造に適用することにより、圧力コントローラ５１４を置き換えて、他の残りをすべて同じにすることが可能である。
【００４７】
［００５５］図８に、本発明の一または複数の実施形態に係る、処理チャンバ（例：処理チャンバ１１０、３１０、４１０）へのガスの流れを制御する例示の方法のフロー図を示す。方法８００は、８０２において、処理チャンバ（例：処理チャンバ１１０、３１０、４１０）及び分配マニホールド（例：分配マニホールド１０６、２０６、又は３０６）を提供することと、８０４において、処理チャンバ（例：処理チャンバ１１０、３１０、４１０）と分配マニホールド（例：分配マニホールド１０６、２０６、３０６）との間に流体連結された一または複数の質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１１２、１１２Ａ及び１１２Ｂ、又は１１２Ａ〜１１２Ｎ）を提供することと、８０６において、分配マニホールド（例：分配マニホールド１０６、３０６）に流体連結された背圧コントローラ（例：背圧コントローラ１１４）を提供することとを含む。
【００４８】
［００５６］方法８００はさらに、８０８において、一または複数の質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１１２、１１２Ａ及び１１２Ｂ、又は１１２Ａ〜１１２Ｎ）の各々を通る流れを動的に制御可能な流量比設定点に制御することと、８１０において、背圧コントローラ（例：背圧コントローラ１１４）の上流の背圧を背圧設定点（Ｐｂ）に制御することとを含む。
【００４９】
［００５７］上記の実施例の方法８００は一連の個別のステップとして記載されているが、本発明の実施形態はそれに限定されないことに留意されたい。記載のステップは、本発明の一または複数の実施形態の理解を促進するための例示を目的としているにすぎない。任意の数の追加の又は中間のステップを含むことができ、幾つかのステップを省略又は結合することができ、任意のステップの任意の部分をサブステップに分割することができる。加えて、ステップが提示される具体的な順序は本発明の理解を単に促進するためのものであり、これらのステップ、又は任意の組み合わせ又はサブステップは、同時を含む任意の好適な順序で実施されうることを理解すべきである。
【００５０】
［００５８］一または複数の質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１１２、１１２Ａ及び１１２Ｂ、又は１１２Ａ〜１１２Ｎ）の各々の８０８における動的に制御可能な流量設定点は、許容範囲内の全流量の任意の割合に設定されうる。幾つかの実施形態では、一または複数の質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１１２、１１２Ａ及び１１２Ｂ、又は１１２Ａ〜１１２Ｎ）の公称流量は＋／−１％に制御され、これにより、それぞれのＭＦＣ間の流量比の非常に精確な制御が可能でありうる。したがって、２つ以上のチャネルの流れに精確に割ることができることが分かるはずである。更に、ＭＦＣがもはや互いに争わないため、アンバランスな流れが低減し得、質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１１２、１１２Ａ及び１１２Ｂ、又は１１２Ａ〜１１２Ｎ）のそれぞれの流量比の変化において約１秒未満の整定時間が達成されうる。更に、単純な制御アルゴリズムを、例えばシンプルエラーフィードバック制御、比例制御等の、背圧制御を実行するのに使用することが可能である。もちろん、より高機能のフィードフォワード制御又は予測制御を使用することができるが、単純なフィードバック制御法を使用したときでさえも、十分な応答時間を達成することが可能である。
【００５１】
［００５９］図９に、本発明の一または複数の実施形態に係る、処理チャンバ（例：処理チャンバ１１０、４１０）へのガスの流れを制御する別の例示の方法のフロー図を示す。方法９００は、９０２において、処理チャンバ（例：処理チャンバ１１０、４１０）に流体連結された分配マニホールド（例：分配マニホールド５０６、６０６）を提供することを含む。方法９００はさらに、９０４において、分配マニホールドに流体連結された処理ガス供給部（例：処理ガス供給部５０４、６０４、７０４）を提供することを含み、処理ガス供給部は、一または複数の供給質量流コントローラ（例：供給質量流コントローラ１２４１、１２４２、１２４３、・・・、１２４Ｎ）によって流れが制御されるキャリアガス（例：キャリアガス１１８）、及び一または複数の処理ガス（例：処理ガス１、処理ガス２、処理ガス３、・・・、処理ガスＮ）に動作可能に連結された上流圧力コントローラ（例：上流圧力コントローラ５１４、６１４、７１４）を含む。
【００５２】
［００６０］方法９００はさらに、９０６において、処理チャンバと分配マニホールドとの間に流体連結された一または複数の質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１  １１２Ａ及びＭＦＣ２  １１２Ｂ、又はＭＦＣ１  １１２Ａ〜ＭＦＣＮ  １１２Ｎ）を提供することを含む。
【００５３】
［００６１］操作上、方法９００は、９０８において、一または複数の質量流コントローラ（例：ＭＦＣ１  １１２Ａ及びＭＦＣ２  １１２Ｂ、又はＭＦＣ１  １１２Ａ〜ＭＦＣＮ  １１２Ｎ）の各々を通るガス流を動的に制御可能な流量設定点に制御することと、９１０において、上流圧力コントローラ（例：上流圧力コントローラ５１４、６１４、７１４）でキャリアガス流を制御することによって、分配マニホールドの背圧を背圧設定点（例：背圧設定点Ｐｂ）に制御することとを含む。
【００５４】
［００６２］特定のキャリアガス及び処理ガス、並びに特定の圧力範囲及び流量が本書に記載されているが、本発明の実施形態は、他のガス、圧力範囲、及びガス流量にも等しく使用可能であることを理解すべきである。
【００５５】
［００６３］したがって、本発明は、その例示的な実施形態に関連して開示されているが、他の実施形態が、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲に含まれることもあると、理解すべきである。
【図１】
2020123728.tif 000003
【図２】
2020123728.tif 000004
【図３】
2020123728.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年4月22日(2020.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバへのガスの流れを制御する方法であって、
前記処理チャンバと分配マニホールドとの間に流体連結された一または複数の質量流コントローラの各々を通る流れを、動的に制御可能な流量設定点に制御することであって、前記分配マニホールドは前記処理チャンバに流体連結されている、制御することと、
前記分配マニホールドに流体連結された背圧コントローラの上流の背圧を、背圧設定点に制御することと
を含む方法。
【請求項２】
処理チャンバへの混合ガスの流れを制御する方法であって、
処理ガス供給部によって、該処理ガス供給部に流体連結された分配マニホールドに、キャリアガスと一または複数の処理ガスとを提供することと、
第１のコントローラに接続され且つ前記分配マニホールドに流体連結された背圧センサによって、前記分配マニホールドの背圧を感知することと、
前記背圧センサによって、前記背圧に少なくとも部分的に基づいて、前記第１のコントローラに信号を提供することと、
前記第１のコントローラによって、前記信号に少なくとも部分的に基づいて、背圧設定点を決定することと、
一または複数の質量流コントローラによって、前記キャリアガスと前記一または複数の処理ガスとを含む前記混合ガスの、前記処理チャンバの一または複数のゾーン内への流れを制御することであって、前記一または複数の質量流コントローラは、前記分配マニホールドと前記処理チャンバとの間に動作可能に流体接続されている、制御することと、
前記分配マニホールドに動作可能に流体接続されている上流圧力コントローラによって、前記背圧設定点に基づいて、前記キャリアガスの流れを制御することと
を含む方法。
【請求項３】
前記第１のコントローラによって、前記一または複数の質量流コントローラの各々を通る流量設定点を設定することをさらに含み、前記第１のコントローラはプロセッサを含むデジタルコントローラである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記一または複数の質量流コントローラによって、前記混合ガスを、９０ｓｌｍを上回る流量で流すことをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記上流圧力コントローラによって、前記背圧設定点に応じて、前記一または複数の処理ガスと混合される前記キャリアガスの流れを制御することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記処理チャンバが複数のゾーンを含み、前記一または複数の質量流コントローラが複数の質量流コントローラを含み、前記複数の質量流コントローラの各質量流コントローラが、前記複数のゾーンのそれぞれのゾーン内への前記混合ガスの流れを制御するように構成されている、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
処理ガス供給部によって、処理チャンバに連結された分配マニホールドに、キャリアガスと一または複数の処理ガスとを提供することであって、前記処理ガス供給部は、一または複数の第１の質量流コントローラによって流れが制御される前記一または複数の処理ガスと前記キャリアガスとに動作可能に連結された上流圧力コントローラを含む、提供することと、
前記処理チャンバと前記分配マニホールドとの間に流体連結された一または複数の第２の質量流コントローラの各々を通る、前記一または複数の処理ガスと前記キャリアガスとを含む混合ガスの流れを、動的に制御可能な流量設定点に制御することと、
前記上流圧力コントローラによりキャリアガスの流れを制御することによって、前記分配マニホールドの背圧を背圧設定点に制御することと
を含む方法。
【請求項８】
前記一または複数の第２の質量流コントローラを通って、前記処理チャンバの一または複数のゾーン内へと、前記混合ガスを流すことをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記キャリアガスと前記一または複数の処理ガスとが混合されて前記混合ガスを形成する接合部への前記キャリアガスの流れを、前記上流圧力コントローラによって制御することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
ガス流制御アセンブリであって、
第１のコントローラと、
キャリアガスと一または複数の処理ガスとを含む処理ガス供給部であって、該処理ガス供給部は、一または複数の第１の質量流コントローラをさらに含み、前記一または複数の第１の質量流コントローラの各第１の質量流コントローラは、前記第１のコントローラに連結されている、処理ガス供給部と、
前記処理ガス供給部に流体連結された分配マニホールドと、
前記第１のコントローラに接続され且つ前記分配マニホールドに流体接続された背圧センサであって、前記分配マニホールドの背圧を感知するように構成され、さらに、感知された背圧に少なくとも部分的に基づいて前記第１のコントローラに信号を提供するように構成された、背圧センサと、
複数のゾーンを含む処理チャンバと、
複数の第２の質量流コントローラであって、該第２の質量流コントローラの各々は、前記分配マニホールドと前記処理チャンバとの間に動作可能に流体接続され、前記処理チャンバの前記複数のゾーン内へのガス流を制御するように構成されている、複数の第２の質量流コントローラと、
前記分配マニホールドに動作可能に流体接続された上流圧力コントローラであって、前記第１のコントローラにより供給された背圧設定点に応じて、前記キャリアガスの流れを制御するように構成されている、上流圧力コントローラと
を備えるガス流制御アセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のコントローラが、前記複数の第２の質量流コントローラの各々を通る流量設定点を設定するように構成されており、前記第１のコントローラはプロセッサを含むデジタルコントローラである、請求項１０に記載のガス流制御アセンブリ。
【請求項１２】
前記複数の第２の質量流コントローラの各々は、前記処理ガス供給部からのガスを、９０ｓｌｍを上回る流量で流すように構成されている、請求項１０に記載のガス流制御アセンブリ。
【請求項１３】
前記上流圧力コントローラは、前記第１のコントローラからの前記背圧設定点に応じて、一または複数の処理ガスと混合される前記キャリアガスの流れを制御するように構成されている、請求項１０に記載のガス流制御アセンブリ。
【請求項１４】
ガス流制御アセンブリであって、
第１のコントローラと、
キャリアガスと一または複数の処理ガスとを含む処理ガス供給部と、
前記処理ガス供給部に流体連結された分配マニホールドと、
前記第１のコントローラに接続され且つ前記分配マニホールドに流体接続された背圧センサであって、前記分配マニホールドの背圧を感知するように構成され、さらに、感知された背圧に少なくとも部分的に基づいて前記第１のコントローラに信号を提供するように構成された、背圧センサと、
複数のゾーンを含む処理チャンバと、
複数の質量流コントローラであって、該質量流コントローラの各々は、前記分配マニホールドと前記処理チャンバとの間に動作可能に流体接続され、前記処理チャンバの前記複数のゾーン内へのガス流を制御するように構成されている、複数の質量流コントローラと、
前記分配マニホールドに動作可能に流体接続された上流圧力コントローラであって、前記第１のコントローラにより供給された背圧設定点に応じて、前記キャリアガスの流れを制御するように構成されている、上流圧力コントローラと、
前記上流圧力コントローラと流体並行関係に配設された、キャリアガス質量流コントローラと
を備えるガス流制御アセンブリ。
【請求項１５】
ガス流制御アセンブリであって、
第１のコントローラと、
接合部において混合されるように構成されたキャリアガスと一または複数の処理ガスとを含む処理ガス供給部であって、該処理ガス供給部は、一または複数の第１の質量流コントローラをさらに含み、前記一または複数の第１の質量流コントローラの各第１の質量流コントローラは、前記第１のコントローラに連結されている、処理ガス供給部と、
前記接合部の下流において前記処理ガス供給部に流体連結された分配マニホールドであって、複数の排気口を有する分配マニホールドと、
前記第１のコントローラに動作可能に接続され、前記分配マニホールドの背圧を感知するように構成された、背圧センサと、
複数のゾーンを含む処理チャンバと、
一または複数の第２の質量流コントローラであって、前記一または複数の第２の質量流コントローラの各々は、前記複数のゾーンの各々へのガス流量比を制御するために、前記分配マニホールドの排気口と、前記複数のゾーンのうちの１つとに、動作可能に流体接続されている、一または複数の第２の質量流コントローラと、
前記接合部の上流において前記キャリアガスに流体接続され、且つ前記第１のコントローラに動作可能に接続された上流圧力コントローラであって、該上流圧力コントローラは、前記背圧センサからの出力信号に応じる前記第１のコントローラからの出力信号に応じた背圧設定点に、前記背圧を制御するように構成されている、上流圧力コントローラと
を備えるガス流制御アセンブリ。
【外国語明細書】
2020123728000001.pdf