(57)【要約】      （修正有）【課題】処理チャンバへ配送される気化前駆体の量を正確に制御する方法の提供。【解決手段】蒸気配送システムを使用して基板処理システムにおいて気化前駆体を配送するための方法は、（ａ）基板の堆積期間中に、液体前駆体及び気化前駆体を貯蔵するアンプルの入口にプッシュガスを選択的に供給し、（ｂ）堆積期間中に、アンプルの出口においてプッシュガス及び気化前駆体の圧力を測定し、（ｃ）堆積期間中の最大圧力を決定し、（ｄ）サンプリング間隔及び該サンプリング間隔中の最大圧力に基づいて、堆積期間に関する積分面積を決定し、（ｅ）上記基板について、堆積期間のうちの複数の堆積期間に関して（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）を繰り返すことを含む。【選択図】図１０
2018162513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気配送システムを使用して基板処理システムにおいて気化前駆体を配送するための方法であって、
（ａ）基板の堆積期間中に、液体前駆体及び気化前駆体を貯蔵するアンプルの入口にプッシュガスを選択的に供給し、
（ｂ）前記堆積期間中に、前記アンプルの出口において前記プッシュガス及び前記気化前駆体の圧力を測定し、
（ｃ）前記堆積期間中の最大圧力を決定し、
（ｄ）サンプリング間隔及び前記サンプリング間隔中の前記最大圧力に基づいて、前記堆積期間に関する積分面積を決定し、
（ｅ）前記基板について、前記堆積期間の複数に関して（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を繰り返す、
ことを備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、更に、
（ｆ）前記最大圧力及び前記積分面積に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施することを備える方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、
前記動作パラメータは、前記アンプルの温度、前記プッシュガスの流量、前記堆積期間の持続期間のうちの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、
前記圧力は、圧力計を使用して測定される、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、更に、
複数の基板について（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）を繰り返すことを備える方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって、更に、
（ｆ）前記複数の基板についての前記最大圧力及び前記積分面積に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施することを備える方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記基板処理システムにおいて化学気相成長を実施することを備える方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、更に、
前記基板処理システムにおいて原子層堆積を実施することを備える方法。
【請求項９】
請求項５に記載の方法であって、更に、
（ｆ）前記複数の基板のそれぞれについて前記複数の堆積期間に関する前記最大圧力を平均化し、
（ｇ）前記複数の基板についての前記平均化された最大圧力に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、
ことを備える方法。
【請求項１０】
請求項５に記載の方法であって、更に、
（ｆ）前記複数の基板のそれぞれについて前記複数の堆積期間に関する前記積分面積を平均化し、
（ｇ）前記複数の基板についての前記平均化された積分面積に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、
ことを備える方法。
【請求項１１】
請求項５に記載の方法であって、更に、
（ｆ）前記複数の基板のそれぞれについて前記複数の堆積期間に関する前記積分面積を平均化し、
（ｇ）前記複数の基板のそれぞれについて前記複数の堆積期間に関する前記最大圧力を平均化し、
（ｈ）前記複数の基板についての前記平均化された最大圧力及び前記平均化された積分面積に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、
ことを備える方法。
【請求項１２】
基板処理システムのための蒸気配送システムであって、
入口及び出口を含み、液体前駆体及び気化前駆体を貯蔵するアンプルと、
プッシュガスを選択的に供給するための質量流量コントローラ（ＭＦＣ）と、
プッシュガスを前記アンプルの前記入口に選択的に供給するための複数の弁と、
前記アンプルの出口において圧力を測定するための圧力計と、
選択的にｉ）前記気化前駆体を迂回させる又は（ii）前記気化前駆体を処理チャンバに供給するための弁と、
前記ＭＦＣ、前記複数の弁、及び前記圧力計と接続されているコントローラであって、
（ａ）基板の堆積期間中に、液体前駆体及び気化前駆体を貯蔵するアンプルの入口にプッシュガスを選択的に供給し、
（ｂ）前記堆積期間中に、前記アンプルの出口において前記プッシュガス及び前記気化前駆体の圧力を測定させ、
（ｃ）前記堆積期間中の最大圧力を決定し、
（ｄ）サンプリング間隔及び前記サンプリング間隔中の前記最大圧力に基づいて、前記堆積期間に関する積分面積を決定し、
（ｅ）前記基板について、前記堆積期間のうちの複数の堆積期間に関して（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を繰り返す、
ように構成されているコントローラと、
を備える蒸気配送システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の蒸気配送システムであって、
前記コントローラは、更に、（ｆ）前記最大圧力及び前記積分面積に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施するように構成されている、蒸気配送システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の蒸気配送システムであって、
前記動作パラメータは、前記アンプルの温度、前記プッシュガスの流量、前記堆積期間の持続期間のうちの少なくとも１つを含む、蒸気配送システム。
【請求項１５】
請求項１３に記載の蒸気配送システムであって、更に、
前記アンプルの出口において圧力を測定するための、前記コントローラと接続されている圧力計を備える蒸気配送システム。
【請求項１６】
請求項１２に記載の蒸気配送システムであって、
前記コントローラは、更に、複数の基板について（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）を繰り返すように構成されている、蒸気配送システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の蒸気配送システムであって、
前記コントローラは、更に、（ｆ）前記複数の基板についての前記最大圧力及び前記積分面積に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つ実施するように構成されている、蒸気配送システム。
【請求項１８】
請求項１２に記載の蒸気配送システムであって、
前記基板処理システムは、化学気相成長を実施する、蒸気配送システム。
【請求項１９】
請求項１２に記載の蒸気配送システムであって、
前記基板処理システムは、原子層堆積を実施する、蒸気配送システム。
【請求項２０】
請求項１６に記載の蒸気配送システムであって、
前記コントローラは、更に、
（ｆ）前記複数の基板について、前記複数の堆積期間に関する前記最大圧力を平均化し、
（ｇ）前記平均化された最大圧力に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、
ように構成されている、蒸気配送システム。
【請求項２１】
請求項１６に記載の蒸気配送システムであって、
前記コントローラは、更に、
（ｆ）前記複数の基板について、前記複数の堆積期間に関する前記積分面積を平均化し、
（ｇ）前記平均化された積分面積に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、
ように構成されている、蒸気配送システム。
【請求項２２】
請求項１６に記載の蒸気配送システムであって、
前記コントローラは、更に、
（ｆ）前記複数の基板について、前記複数の堆積期間に関する前記積分面積を平均化し、
（ｇ）前記複数の基板について、前記複数の堆積期間に関する前記最大圧力を平均化し、
（ｈ）前記平均化された最大圧力及び前記平均化された積分面積に基づいて、前記蒸気配送システムの動作を診断する及び前記蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、
ように構成されている、蒸気配送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板処理システムに関し、特に、蒸気供給システムによって基板処理システムに供給される前駆体蒸気を制御するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本書で提供される背景の説明は、開示の前後関係を概ね提示することを目的とする。この背景の章で説明されている範囲内の、現在名前を挙げられている発明者らによる業績、並びに当該説明の、出願時に先行技術として他では認められないであろう態様は、いずれも、明示又は黙示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認めるものではない。
【０００３】
基板処理システムは、半導体ウエハなどの基板を処理するために使用される。処理は、多くの場合、処理チャンバの中の基板をガス混合物及び／又は気化前駆体に暴露することを伴う。ほんの例として、化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ強化式ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、及びプラズマ強化式ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）などのプロセスは、基板上に層を堆積させるときに、１種類以上のガス混合物及び／又は気化前駆体に基板を暴露する。
【０００４】
気化前駆体は、液体前駆体及び蒸気前駆体を貯蔵する加熱されたアンプルを含む蒸気配送システムを使用して生成されてよい。プッシュガス源が、プッシュガスをアンプルに供給する。プッシュガスは、アンプルを通って流れ、気化前駆体を取り込む。プッシュガス及び気化前駆体は、処理チャンバへ配送される。しかしながら、処理チャンバへ配送される気化前駆体の量を正確に制御することは、困難であるうえに費用がかかる。
【０００５】
多くの蒸気配送システムは、リアルタイムなフロー監視又は直接的な投入フラックス測定を欠いている。制御及び／又は監視のレベルの低下は、堆積速度の不安定化、欠陥の発生、並びにサイクル間若しくは基板間における投入の揺らぎ及び／又はハードウェアの機能不全に起因する膜特性のずれを招く。
【発明の概要】
【０００６】
蒸気配送システムを使用して基板処理システムにおいて気化前駆体を配送するための方法は、（ａ）基板の堆積期間中に、液体前駆体及び気化前駆体を貯蔵するアンプルの入口にプッシュガスを選択的に供給し、（ｂ）堆積期間中に、アンプルの出口においてプッシュガス及び気化前駆体の圧力を測定し、（ｃ）堆積期間中の最大圧力を決定し、（ｄ）サンプリング間隔及び該サンプリング間隔中の最大圧力に基づいて、堆積期間に関する積分面積を決定し、（ｅ）上記基板について、堆積期間のうちの複数の堆積期間に関して（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を繰り返すことを含む。
【０００７】
その他の特徴において、方法は、（ｆ）最大圧力及び積分面積に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施することを含む。動作パラメータは、アンプルの温度、プッシュガスの流量、及び堆積期間の持続期間のうちの少なくとも１つを含む。圧力は、圧力計を使用して測定される。
【０００８】
その他の特徴において、方法は、複数の基板について（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）を繰り返すことを含む。方法は、（ｆ）複数の基板についての最大圧力及び積分面積に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つ実施することを含む。
【０００９】
その他の特徴において、方法は、基板処理システムにおいて化学気相成長を実施することを含む。方法は、基板処理システムにおいて原子層堆積を実施することを含む。
【００１０】
その他の特徴において、方法は、（ｆ）複数の基板のそれぞれについて複数の堆積期間に関する最大圧力を平均化し、（ｇ）複数の基板についての平均化された最大圧力に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、ことを含む。
【００１１】
その他の特徴において、方法は、（ｆ）複数の基板のそれぞれについて複数の堆積期間に関する積分面積を平均化し、（ｇ）複数の基板についての平均化された積分面積に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、ことを含む。
【００１２】
その他の特徴において、方法は、（ｆ）複数の基板のそれぞれについて複数の堆積期間に関する積分面積を平均化し、（ｇ）複数の基板のそれぞれについて複数の堆積期間に関する最大圧力を平均化し、（ｈ）複数の基板についての平均化された最大圧力及び平均化された積分面積に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施する、ことを含む。
【００１３】
基板処理システムのための蒸気配送システムは、入口及び出口を含み液体前駆体及び気化前駆体を貯蔵するアンプルを含む。質量流量コントローラ（ＭＦＣ）が、プッシュガスを選択的に供給する。複数の弁が、プッシュガスをアンプルの入口に選択的に供給する。圧力計が、アンプルの出口において圧力を測定する。弁が、選択的にｉ）気化前駆体を迂回させる又は（ii）気化前駆体を処理チャンバに供給する。ＭＦＣ、複数の弁、及び圧力計と接続されているコントローラが、（ａ）基板の堆積期間中に、液体前駆体及び気化前駆体を貯蔵するアンプルの入口にプッシュガスを選択的に供給し、（ｂ）堆積期間中に、アンプルの出口においてプッシュガス及び気化前駆体の圧力を測定させ、（ｃ）堆積期間中の最大圧力を決定し、（ｄ）サンプリング間隔及び該サンプリング間隔中の最大圧力に基づいて、堆積期間に関する積分面積を決定し、（ｅ）上記基板について、堆積期間のうちの複数の堆積期間に関して（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）を繰り返すように構成されている。
【００１４】
その他の特徴において、コントローラは、更に、（ｆ）最大圧力及び積分面積に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施するように構成されている。動作パラメータは、アンプルの温度、プッシュガスの流量、及び堆積期間の持続期間のうちの少なくとも１つを含む。
【００１５】
その他の特徴において、コントローラと接続されている圧力計が、アンプルの出口において圧力を測定する。コントローラは、更に、複数の基板について（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）を繰り返すように構成されている。
【００１６】
その他の特徴において、コントローラは、更に、（ｆ）複数の基板についての最大圧力及び積分面積に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つ実施するように構成されている。
【００１７】
その他の特徴において、基板処理システムは、化学気相成長を実施する。基板処理システムは、原子層堆積を実施する。コントローラは、更に、（ｆ）複数の基板の複数の堆積期間に関する最大圧力を平均化し、（ｇ）平均化された最大圧力に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施するように構成されている。
【００１８】
その他の特徴において、コントローラは、更に、（ｆ）複数の基板の複数の堆積期間に関する積分面積を平均化し、（ｇ）平均化された積分面積に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施するように構成されている。
【００１９】
その他の特徴において、コントローラは、更に、（ｆ）複数の基板の複数の堆積期間に関する積分面積を平均化し、（ｇ）複数の基板の複数の堆積期間に関する最大圧力を平均化し、（ｈ）平均化された最大圧力及び平均化された積分面積に基づいて、蒸気配送システムの動作を診断する及び蒸気配送システムの動作パラメータを調整するうちの少なくとも１つを実施するように構成されている。
【００２０】
詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面から、本開示の更なる適用分野が明らかになる。詳細な説明及び具体例は、例示を目的とすることを意図するに過ぎず、本開示の範囲を制限することを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本開示は、詳細な説明及び添付の図面から、更に完全に理解される。
【００２２】
【図１】本開示に従う蒸気配送システムを含む基板処理システムの一例の機能ブロック図である。
【００２３】
【図２】本開示に従う蒸気配送システムの一例の機能ブロック図である。
【００２４】
【図３】アンプル圧力の一例を堆積サイクル中の時間の関数として示すグラフである。
【００２５】
【図４】複数の堆積サイクル中の最大アンプル圧力の一例を示すグラフである。
【００２６】
【図５】複数の堆積サイクル中の積分面積（アンプル圧力×時間）の一例を示すグラフである。
【００２７】
【図６】複数のウエハについての平均最大アンプル圧力の一例を示すグラフである。
【００２８】
【図７】複数のウエハについての平均積分面積（アンプル圧力×時間）の一例を示すグラフである。
【００２９】
【図８】平均積分面積（アンプル圧力×時間）の一例をプッシュガスフローの関数として示すグラフである。
【００３０】
【図９】平均積分面積（アンプル圧力×時間）の一例をアンプル温度の関数として示すグラフである。
【００３１】
【図１０】本開示に従う蒸気引き込みシステムの動作を制御及び／又は診断するための方法を示すフローチャートである。
【００３２】
図面では、類似の及び／又は同一の要素を識別するために、参照符号が再利用されてよい。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本開示は、大幅に高価である質量流量計ではなく圧力計を使用したリアルタイムな投入フラックス監視のためのシステム及び方法に関する。一部の例では、システム及び方法は、アンプルが開いているときに各サイクル中の最大圧力及び積分面積（アンプル圧力×時間に相当する）を決定し、堆積サイクルのうちの複数のサイクルにわたって基板について平均最大圧力及び平均積分面積を決定し、複数の基板について計算を繰り返すことを含む。計算は、蒸気配送システムの動作を診断するために又は蒸気配送システムの１つ以上の動作パラメータを調整するために使用できる。
【００３４】
本書で説明されるシステム及び方法は、基板に対して実施される各個別サイクルについて及び／又は複数の堆積サイクルについて投入フラックス情報を提供する。各基板に対応するデータに対して平均化又は別の関数を実施することによって、基板ごとの傾向が決定できる。システム及び方法は、サイクルごとに又は基板ごとに投入フラックスが変化するときにエラーを識別するために使用できる。
【００３５】
次に、図１を参照すると、基板処理システム２０の一例が示されている。上記の例は、プラズマ強化式化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）との関連で説明されているが、本開示は、原子層堆積（ＡＬＤ）、ＰＥＡＬＤ、ＣＶＤ、又はその他のプロセスなどのその他の基板処理システムに適用されてよい。基板処理システム２０は、基板処理システム２０のその他のコンポーネントを取り囲みＲＦプラズマを（使用される場合）閉じ込める処理チャンバ２２を含む。基板処理システム２０は、上方電極２４と、静電チャック（ＥＳＣ）２６又はその他の基板サポートとを含む。動作中は、基板２８が、ＥＳＣ２６上に配置される。
【００３６】
単なる例として、上方電極２４は、プロセスガスを導入する及び分布させるシャワーヘッドなどのガス分布機器２９を含んでいてよい。ガス分布機器２９は、処理チャンバの上面に接続された一端を含む柄部分を含んでいてよい。ベース部分は、概ね円筒状であり、処理チャンバの上面から間隔を開けた位置において、柄部分の上記とは反対側の一端から半径方向外向きに広がる。シャワーヘッドのベース部分の基板対向表面又は面板は、気化前駆体、プロセスガス、又はパージガスが通って流れる複数の穴を含む。或いは、上方電極２４は、導電板を含んでいてよく、プロセスガスは、別の方式で導入されてよい。
【００３７】
ＥＳＣ２６は、下方電極として機能するベース板３０を含む。ベース板３０は、加熱板３２を支持し、該加熱板は、セラミック製のマルチゾーン加熱板に相当してよい。加熱板３２とベース板３０との間には、熱抵抗層３４が配置されてよい。ベース板３０は、ベース板３０に冷却材を流すための１本以上の流路３６を含んでいてよい。
【００３８】
プラズマが使用される場合、ＲＦ生成システム４０が、ＲＦ電圧を生成し、上方電極２４及び下方電極（例えば、ＥＳＣ２６のベース板３０）のうちの一方へ出力する。上方電極２４及ベース板３０のうちのもう一方は、ＤＣ接地されてよい、ＡＣ接地されてよい、又は浮遊してよい。単なる例として、ＲＦ生成システム４０は、整合・分布ネットワーク４４によって上方電極２４又はベース板３０に供給されるＲＦ電力を生成するＲＦ生成器４２を含んでいてよい。その他の例では、プラズマは、誘導式に又は遠隔で生成されてよい。
【００３９】
ガス配送システム５０は、Ｎが０を超える整数であるときに、１つ以上のガス源５２−１、５２−２、……、及び５２−Ｎ（ガス源５２と総称される）を含む。ガス源５２は、弁５４−１、５４−２、……、及び５４−Ｎ（弁５４と総称される）と、質量流量コントローラ５６−１、５６−２、……、及び５６−Ｎ（質量流量コントローラ５６と総称される）によってマニホールド６０に接続される。蒸気配送システム６１が、気化前駆体を、マニホールド６０又は処理チャンバに接続された別のマニホールド（不図示）に供給する。マニホールド６０の出力が、処理チャンバ２２に供給される。
【００４０】
温度コントローラ６３が、加熱板３２内に配置された複数の熱制御素子（ＴＣＥ）６４に接続されてよい。温度コントローラ６３は、複数のＴＣＥ６４を制御してＥＳＣ２６及び基板２８の温度を制御するために使用されてよい。温度コントローラ６３は、流路３６を流れる冷却剤の流れを制御するために冷却剤アセンブリと連通してよい。例えば、冷却剤アセンブリ６６は、冷却剤ポンプ、リザーバ、及び／又は１つ以上の温度センサを含んでいてよい。温度コントローラ６３は、流路３６に冷却剤を選択的に流れさせてＥＳＣ２６を制御するように、冷却剤アセンブリ６６を動作させる。
【００４１】
弁７０及びポンプ７２が、処理チャンバ２２から反応剤を排出させるために使用されてよい。システムコントローラ８０が、基板処理システム１０のコンポーネントを制御するために使用されてよい。
【００４２】
次に、図２を参照すると、蒸気配送システム６１は、プッシュガス源１２０からガスを受け取る。プッシュガス源１２０によって出力されたプッシュガスの流量が、質量流量コントローラ（ＭＦＣ）１２６又はその他の流量制御機器によって加減される。弁１２４が、プッシュガス源１２０とＭＦＣ１２６との間に配置されてよい。ＭＦＣ１２６の出力が、弁１３２及び１３４の入口に接続される。弁１３４の出口が、液体前駆体１１２及び気化前駆体１１４を閉じ込めるアンプル１１０に接続される。弁１３２の出口が、弁１３６の入口及び弁１４０の入口に接続される。弁１３６の出口が、アンプル１１０の出口に接続される。弁１４０の出口が、マニホールド６０及び排出システム１４１に接続される。
【００４３】
使用されていないときに、弁１３２、１３４、及び１３６は、閉じた状態にあってよい。堆積の直前の期間中、弁１４０は、気化前駆体の流れが安定状態に達することを可能にするために、排出システム１４１への迂回位置に配置されてよい。この期間中、弁１３４及び１３６は開かれ、弁１３２は閉じられる。プッシュガス源１２０からのプッシュガスは、弁１３４、アンプル１１０、弁１３６、及び弁１４２を通って排出システム１４１に入るように方向付けられる。
【００４４】
堆積中、弁１４０は、気化前駆体の流れが排出システム１４１ではなくマニホールド６０に流れることを可能にするために、非迂回位置に配置される。堆積中、弁１３４及び１３６は開かれ、弁１３２は閉じられる。プッシュガス源１２０からのプッシュガスは、弁１３４、アンプル１１０、弁１３６、及び弁１４２を通ってマニホールド６０に入るように方向付けられる。
【００４５】
次に、図３を参照すると、アンプル圧力は、堆積前及び堆積中の時間の関数として変化する。弁１３４及び１３６が開かれ、弁１３２が閉じられているときに、弁１４０は、迂回位置、すなわち「閉」位置に動き、アンプル圧力は、減少し、次いで、安定状態値に向かって増加する。弁１４０が非迂回位置、すなわち「開」位置に動くときは、アンプル圧力は、幾らかの圧力のばらつきを伴って、概ね安定値を有する。一部の例では、迂回位置、すなわち「閉」位置の期間は、０．１秒から２秒の範囲である。一部の例では、非迂回位置、すなわち「開」位置の期間は、０．１秒から２秒の範囲である。一部の例では、複数の堆積サイクルが、基板に対して実施される。
【００４６】
次に、図４〜５を参照すると、各堆積サイクル中に、図４に示されるように、非迂回位置、すなわち「開」位置にある際の最大アンプル圧力が決定され格納される。また、各堆積サイクル中に、図５に示されるように、非迂回位置、すなわち「開」位置にある際の積分面積（アンプル圧力×時間）が決定され格納される。一部の例では、時間は、アンプル圧力のサンプリング速度に相当する。基板について、複数のサイクル中の最大アンプル圧力が平均化され格納される。同様に、複数のサイクル中の積分面積が平均化され格納される。
【００４７】
次に、図６〜７を参照すると、図４及び図５に示される段階が、更なる基板について繰り返される。図６では、複数の基板について、堆積中の平均最大アンプル圧力が決定される。図７では、複数の基板について、堆積中の平均積分面積（アンプル圧力×時間）が決定される。
【００４８】
次に、図８〜９を参照すると、上記の計算に基づいて、蒸気配送システムの診断及び／又は制御が実施できる。例えば、プッシュガスの流れを変化させつつ上記の測定及び計算を実施することによって、積分面積（アンプル圧力×時間）がプッシュガスの流れの関数として特徴付けられることが可能になる。別の言い方をすると、プッシュガスの流れは、図８からわかるように、気化前駆体投入フラックスを調整するために変化させることができる。
【００４９】
例えば、アンプル温度を変化させつつ上記の測定及び計算を実施することによって、積分面積（アンプル圧力×時間）がアンプル温度の関数として特徴付けられることが可能になる。別の言い方をすると、アンプル温度は、図９からわかるように、気化前駆体投入フラックスを調整するために変化させることができる。
【００５０】
次に、図１０を参照すると、本開示に従う蒸気引き込みシステムの動作を制御及び／又は診断するための方法２００が示されている。２１０では、基板が処理チャンバに入れられる。２１４では、方法は、堆積サイクルが開始されるかどうかを決定する。一部の例では、堆積サイクルは、弁１４０の非迂回位置、すなわち開位置に相当する。
【００５１】
２１４が真であるときは、方法は、２１８において、弁１４０が開いているとき（例えば、気化前駆体がマニホールド６０に配送されるとき）のアンプル圧力×時間の乗算によって積分面積を生成し、該積分面積を格納する。２２２では、堆積サイクル中の最大アンプル圧力が決定される。２２６では、方法は、基板に対して別の堆積サイクルが実施されるかどうかを決定する。２２６が真である場合、方法は、２１８に戻る。そうではない場合は、方法は、２３０に進み、基板は、処理チャンバから取り出される。
【００５２】
２３４では、方法は、基板について平均の最大アンプル圧力及び（アンプル圧力×時間に相当する）積分面積を計算し、これらの値を格納する。２３８では、方法は、別の基板に対して堆積が実施されるかどうかを決定する。２３８が真である場合、方法は、２１０に戻る。２３８が真でない場合、方法は、２４２に進み、複数の基板についての平均の最大アンプル圧力及びアンプル圧力×時間に相当する積分面積を比較する。
【００５３】
２４６では、１枚の基板についての又は複数の基板についての最大圧力及び積分圧力×時間に基づいて、蒸気配送システムの動作が調整又は診断される。或いは、複数の基板についての平均の最大圧力及び積分圧力×時間に基づいて、蒸気配送システムの動作が調整又は診断される。例えば、蒸気配送システムの動作は、プッシュガスの流量、弁１３４及び１３６の開期間、並びに／又はアンプル温度、又はその他の動作パラメータを調整することによって調整できる。或いは、これらの値は、プロセスドリフト又はその他のエラー状態を診断するために使用できる。
【００５４】
以上の説明は、単に例示的な性質のものであり、本開示、その用途、又は使用を制限することを全く意図していない。本開示の広範な教示は、多岐にわたる形態で実現できる。したがって、本開示は、特定の例を含むが、本開示の真の範囲は、図面、明細書、及びその後に続く特許請求の範囲を考慮したうえでその他の変更形態が明らかになるゆえに、それらの特定の例に制限されるべきではない。方法内の１つ以上の段階は、本開示の原則を変更することなく異なる順番で（又は同時進行的に）実行されてよいことが、理解されるべきである。更に、各実施形態は、特定の特徴を有するものとして説明されているが、本開示の任意の実施形態に関連して説明されるこれらの特徴のうちの任意の１つ以上は、その他の任意の実施形態に実装できる、又はたとえもしその組み合わせが明示的に説明されていないとしてもその他の任意の実施形態の特徴と組み合わせて実装できる。別の言い方をすると、説明された実施形態は、互いに排他的ではなく、１つ以上の実施形態の互いとの置き換えもまた、本開示の範囲内である。
【００５５】
「接続される」、「係合される」、「結合される」、「隣接する」、「の隣の」、「の上の」、「の上方の」、「の下方の」、及び「設けられる」を含む様々な用語を使用して、要素間の（例えば、モジュール間の、回路素子間の、半導体層間のなどの）空間的な及び機能的な関係が説明される。「直接的」であると明示的に説明されない限り、上記の開示において第１の要素と第２の要素との間の関係が説明されるときは、その関係は、第１の要素と第２の要素との間にその他の介在要素が存在しない直接的な関係であることができ、ただし、第１の要素と第２の要素との間に（空間的に又は機能的に）１つ以上の介在要素が存在する間接的な関係であることもできる。本書で使用される、Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つという表現は、非排他的な論理ＯＲを使用した、論理（Ａ  ＯＲ  Ｂ  ＯＲ  Ｃ）を意味すると見なされるべきであり、「Ａのうちの少なくとも１つ、Ｂのうちの少なくとも１つ、及びＣのうちの少なくとも１つ」を意味すると見なされるべきではない。
【００５６】
一部の実装形態では、コントローラは、システムの一部であり、該システムは、上述された例の一部であってよい。このようなシステムは、１つ以上の処理ツール、１つ以上のチャンバ、処理のための１つ以上のプラットフォーム、及び／又は特定の処理コンポーネント（ウエハ台座やガスフローシステムなど）を含む、半導体処理機器を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウエハ又は基板の処理の前、最中、及び後にそれらの動作を制御するための電子機器と一体化されてよい。電子機器は、「コントローラ」と称されてよく、これは、１つ以上のシステムの様々なコンポーネント又は副部品を制御してよい。コントローラは、処理要件及び／又はシステムタイプに応じて、処理ガスの配送、温度の設定（例えば、加熱及び／又は冷却）、圧力の設定、真空の設定、電力の設定、無線周波数（ＲＦ）生成器の設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数の設定、流量の設定、流体配送の設定、位置及び動作の設定、ツールに対して並びに特定のシステムに接続された又はインターフェース接続されたその他の移送ツール及び／又はロードロックに対してウエハを出入りさせるウエハ移送などの、本書で開示される任意のプロセスを制御するようにプログラムされてよい。
【００５７】
概して、コントローラは、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、終点測定を可能にするなどを行う各種の集積回路、ロジック、メモリ、及び／又はソフトウェアを有する電子機器として定義されてよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態をとるチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特殊用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定められたチップ、及び／又はプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラを含んでいてよい。プログラム命令は、各種の個別設定（又はプログラムファイル）の形でコントローラに伝えられて、半導体ウエハに対して若しくは半導体ウエハのための特定のプロセスを実行に移すための、又はシステムへの、動作パラメータを定義する命令であってよい。動作パラメータは、一部の実施形態では、１枚以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、及び／又はウエハダイの製作中に１つ以上の処理段階を実現するためにプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってよい。
【００５８】
コントローラは、一部の実装形態では、システムと一体化された、システムに結合された、それ以外の形でシステムにネットワーク接続された、若しくはこれらの組み合わせである、コンピュータの一部であってよい、又はそのようなコンピュータに結合されてよい。例えば、コントローラは、「クラウド」の中、又はファブホストコンピュータシステムの全体若しくは一部の中にあってよく、これは、ウエハ処理の遠隔アクセスを可能にすることができる。コンピュータは、製作動作の現進行状況を監視するために、又は過去の製作動作の履歴を調査するために、又は複数の製作動作から傾向若しくは性能基準を調査するために、又は現行の処理のパラメータを変更するために、又は処理段階を設定して現行の処理を追跡するために、又は新しいプロセスを開始させるために、システムへの遠隔アクセスを可能にしてよい。一部の例では、遠隔コンピュータ（例えば、サーバ）が、ローカルネットワーク又はインターネットなどが挙げられるネットワークを通じてシステムにプロセスレシピを提供することができる。遠隔コンピュータは、パラメータ及び／若しくは設定の入力又はプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでいてよく、これらのパラメータ及び／又は設定は、次いで、遠隔コンピュータからシステムに伝達される。一部の例では、コントローラは、１つ以上の動作の最中に実施されるべき各処理段階のためのパラメータを指定するデータの形式で命令を受信する。これらのパラメータは、実施されるプロセスのタイプに、及びコントローラがインターフェース接続されるように又は制御するように構成されたツールのタイプに特有であることが、理解されるべきである。したがって、上述されたように、コントローラは、ネットワークによって結ばれて本書で説明されるプロセス及び制御などの共通の目的に向かって作業する１つ以上の個別のコントローラを含むなどによって分散されてよい。このような目的のための分散コントローラの一例として、（プラットフォームレベルで又は遠隔コンピュータの一部としてなどで）遠隔設置されてチャンバにおけるプロセスを協同で制御する１つ以上の集積回路とやり取りするチャンバ上の１つ以上の集積回路が挙げられる。
【００５９】
限定されることなく、システムの例として、プラズマエッチングチャンバ又はプラズマエッチングモジュール、堆積チャンバ又は堆積モジュール、スピンリンスチャンバ又はスピンリンスモジュール、金属めっきチャンバ又は金属めっきモジュール、洗浄チャンバ又は洗浄モジュール、ベベルエッジエッチングチャンバ又はベベルエッジエッチングモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバ又はＰＶＤモジュール、化学気相成長（ＣＶＤ）チャンバ又はＣＶＤモジュール、ＡＬＤチャンバ又はＡＬＤモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバ又はＡＬＥモジュール、イオン注入チャンバ又はイオン注入モジュール、追跡チャンバ又は追跡モジュール、並びに半導体ウエハの製作及び／又は生産に関係付けられてよい又はそれに使用されてよいその他のあらゆる半導体処理システムが挙げられる。
【００６０】
上記のように、ツールによって実施される１つ以上のプロセス段階に応じて、コントローラは、その他のツール回路若しくはツールモジュール、その他のツールコンポーネント、クラスタツール、その他のツールインターフェース、隣接するツール、近隣のツール、工場の随所に設置されたツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、又は半導体生産工場の中のツール場所及び／若しくはロードポートに対してウエハ入り容器を出し入れする材料輸送に使用されるツールのうちの、１つ以上とやり取りするだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１０】
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【外国語明細書】
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