(57)【要約】  流体送出システムは、Ｎ個の第１の弁を含む。Ｎ個の第１の弁の入口は、Ｎ個のガス源にそれぞれ流体接続され、Ｎは、０以上の整数である。Ｎ個の質量流量制御器は、Ｎ個の第１の弁の対応する１つの出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサを含む。第２の弁は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信する制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定するように構成される。【選択図】図１
2021520544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体送出システムであって、前記流体送出システムは、
入口がＮ個のガス源にそれぞれ流体接続されるＮ個の第１の弁であって、Ｎは、０以上の整数である、Ｎ個の第１の弁と、
Ｎ個の質量流量制御器と
を備え、
前記Ｎ個の質量流量制御器はそれぞれ、
前記Ｎ個の第１の弁の対応する１つの出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定するように構成された制御器と
を備える、流体送出システム。
【請求項２】
請求項１に記載の流体送出システムであって、
前記流体送出システムは、
前記Ｎ個の質量流量制御器の前記第２の弁の前記出口とそれぞれ流体連通する多岐管
を更に備え、前記処理室は、前記多岐管の出口と流体連通する、流体送出システム。
【請求項３】
請求項１に記載の流体送出システムであって、
前記Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つは、
前記第２の弁の前記出口に流体接続される入口を含む高精度オリフィスと、
前記第２の弁の前記出口と前記高精度オリフィスの前記入口との間の圧力を感知する圧力センサと
を更に備える、流体送出システム。
【請求項４】
請求項３に記載の流体送出システムであって、
前記Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの前記制御器は、前記Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの前記圧力センサが感知した圧力に基づき流量検証を実施するように構成される、流体送出システム。
【請求項５】
請求項３に記載の流体送出システムであって、
前記Ｎ個の質量流量制御器の前記少なくとも１つの前記制御器は、ルックアップテーブルを含み、前記ルックアップテーブルは、検証した質量流量を出力し、圧力ごとに指数化されている、流体送出システム。
【請求項６】
請求項１に記載の流体送出システムであって、
Ｍ個の前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、単一集積回路上に配置され、Ｍは、２以上、Ｎ以下の整数である、流体送出システム。
【請求項７】
請求項１に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項８】
請求項７に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項９】
請求項８に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１１】
請求項７に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、制御回路を含み、前記制御回路は、
前記管を共振周波数で振動させるように構成したアクチュエータ回路と、
前記管の振動に応答して信号を生成するように構成した静電容量式感知回路と、
前記信号を受信するように構成した読出し回路と
を含む、流体送出システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の流体送出システムであって、
前記Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、加速度計を更に含む、流体送出システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の流体送出システムであって、
前記加速度計は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動を測定するように構成され、
前記Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの前記制御器は、前記Ｎ個の質量流量制御器の前記少なくとも１つの前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動が所定の振動閾値よりも大きい場合、エラー通知を生成するように構成される、流体送出システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の流体送出システムであって、
前記Ｎ個の質量流量制御器の前記少なくとも１つの前記制御器は、前記加速度計の出力に基づき、前記Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの状態を検出するように構成される、流体送出システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の流体送出システムであって、
前記Ｎ個の質量流量制御器の前記少なくとも１つの前記制御器は、前記検出した状態に基づき、前記Ｎ個の質量流量制御器の前記少なくとも１つに対する複数の較正の１つを選択するように構成される、流体送出システム。
【請求項１６】
基板処理システムであって、
請求項１に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備え、
前記流体送出システムは、流体を前記処理室に送出し、前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項１７】
基板処理システムであって、
請求項１に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備え、
前記流体送出システムは、流体を前記処理室に送出し、前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項１８】
流体送出システムであって、
ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁と、
質量流量制御器と
を備え、
前記質量流量制御器は、
前記第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを加熱する加熱器と、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの温度を感知する温度センサと、
制御器と
を備え、
前記制御器は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、
前記温度が所定の温度閾値よりも低い場合に前記加熱器に前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを加熱させる
ように構成される、流体送出システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項２２】
請求項２０に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項２３】
請求項１９に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、制御回路を含み、前記制御回路は、
前記管を共振周波数で振動させるように構成したアクチュエータ回路と、
前記管の振動に応答して信号を生成するように構成した静電容量式感知回路と、
前記信号を受信するように構成した読出し回路と
を含む、流体送出システム。
【請求項２４】
請求項１８に記載の流体送出システムであって、
前記質量流量制御器の前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、加速度計を更に含む、流体送出システム。
【請求項２５】
請求項２４に記載の流体送出システムであって、
前記加速度計は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動を測定するように構成され、
前記質量流量制御器の前記制御器は、前記質量流量制御器の前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動が所定の振動閾値よりも大きい場合にエラー通知を生成するように構成される、流体送出システム。
【請求項２６】
請求項２４に記載の流体送出システムであって、
前記質量流量制御器の前記制御器は、前記加速度計の出力に基づき、前記質量流量制御器の前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの状態を検出するように構成される、流体送出システム。
【請求項２７】
請求項２６に記載の流体送出システムであって、
前記質量流量制御器の前記制御器は、前記検出した状態に基づき、前記質量流量制御器に対する複数の較正の１つを選択するように構成される、流体送出システム。
【請求項２８】
基板処理システムであって、
請求項１８に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備え、
前記流体送出システムは、流体を前記処理室に送出し、前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項２９】
基板処理システムであって、
請求項１８に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備え、
前記流体送出システムは、流体を前記処理室に送出し、前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項３０】
流体送出システムであって、
ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁と、
質量流量制御器と
を備え、前記質量流量制御器は、
前記第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの少なくとも１つのパラメータを検出するセンサと、
制御器と
を備え、
前記制御器は、前記センサ及び前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、前記少なくとも１つのパラメータに基づき、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの複数の較正の１つを選択し、前記複数の較正のうち選択した１つを使用して前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを動作させるように構成される、流体送出システム。
【請求項３１】
請求項３０に記載の流体送出システムであって、
前記センサは、加速度計及び振動センサからなる群から選択される、流体送出システム。
【請求項３２】
請求項３０に記載の流体送出システムであって、
前記センサは、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記第２の弁を開放する前に前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの第１のパラメータを検出するように構成され、
前記センサは、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記第２の弁を開放した後に前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの第２のパラメータを検出するように構成され、
前記制御器は、前記第１のパラメータ及び前記第２のパラメータに基づき前記質量流量制御器の動作を診断するように構成される、流体送出システム。
【請求項３３】
請求項３０に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記第１の弁が閉鎖位置に命令されると前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの複数のパラメータを複数回それぞれ検出し、前記複数のパラメータに基づき前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記弁の動作を診断するように構成される、流体送出システム。
【請求項３４】
請求項３３に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記パラメータの間の複数の差を複数回生成するように構成される、流体送出システム。
【請求項３５】
請求項３４に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記複数の差に基づき前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記弁の動作を診断するように構成される、流体送出システム。
【請求項３６】
請求項３０に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項３７】
請求項３６に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項３８】
請求項３７に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項３９】
請求項３７に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項４０】
請求項３６に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、制御回路を含み、前記制御回路は、
前記管を共振周波数で振動させるように構成したアクチュエータ回路と、
前記管の振動に応答して信号を生成するように構成した静電容量式感知回路と、
前記信号を受信するように構成した読出し回路と
を含む、流体送出システム。
【請求項４１】
基板処理システムであって、
請求項３０に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備え、
前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項４２】
基板処理システムであって、
請求項３０に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備え、
前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項４３】
請求項３０に記載の流体送出システムであって、前記加速度計は、加速度及び振動の少なくとも１つを測定する、流体送出システム。
【請求項４４】
流体送出システムであって、
ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁と、
質量流量制御器と
を備え、前記質量流量制御器は、
管を含み、前記第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、
制御器と
を備え、
前記制御器は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記管を振動させ、前記管の共振周波数を検出するように構成される、流体送出システム。
【請求項４５】
請求項４４に記載の流体送出システムであって、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項４６】
請求項４５に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項４７】
請求項４６に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項４８】
請求項４６に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項４９】
請求項４４に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、制御回路を含み、前記制御回路は、
前記管を共振周波数で振動させるように構成したアクチュエータ回路と、
前記管の移動に応答して信号を生成するように構成した静電容量式感知回路と、
前記信号を受信するように構成した読出し回路と
を含む、流体送出システム。
【請求項５０】
請求項４４に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記共振周波数を所定の閾値と比較するように構成される、流体送出システム。
【請求項５１】
請求項５０に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記比較に基づき前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの動作を選択的に変更するように構成される、流体送出システム。
【請求項５２】
請求項５０に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記比較に基づき前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを選択的に遮断するように構成される、流体送出システム。
【請求項５３】
請求項４４に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、加速度計を含み、前記制御器は、加速度に基づき共振周波数を決定するように構成される、流体送出システム。
【請求項５４】
基板処理システムであって、
請求項４４に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備え、
前記流体送出システムは、前記処理室に流体を送出する、基板処理システム。
【請求項５５】
請求項５４に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項５６】
請求項５４に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項５７】
流体送出システムであって、
ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁と、
質量流量制御器と
を備え、前記質量流量制御器は、
前記第１の弁の出口と流体連通する入口を有し、半導体材料製であり、駆動信号に応答して共振する管を含む微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、
制御器と
を備え、
前記制御器は、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、
前記管を共振させ、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、
前記管を駆動させる前記駆動信号を複数回監視し、
前記複数回のうち１回の前記駆動信号のパラメータと、前記複数回のうち別の１回の前記駆動信号のパラメータとを比較する
ように構成される、流体送出システム。
【請求項５８】
請求項５７に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記駆動信号に基づき前記管の剛性を推定するように構成される、流体送出システム。
【請求項５９】
請求項５８に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記推定剛性に基づき前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの推定寿命を生成するように構成される、流体送出システム。
【請求項６０】
請求項５９に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記推定寿命に基づき、通知を選択的に生成するように構成される、流体送出システム。
【請求項６１】
請求項５７に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項６２】
請求項６１に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項６３】
請求項６１に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項６４】
基板処理システムであって、
請求項５７に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備える、基板処理システム。
【請求項６５】
請求項６４に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項６６】
請求項６４に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項６７】
流体送出システムであって、
ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁と、
質量流量制御器と
を備え、
前記質量流量制御器は、
前記第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記入口で上流圧力を監視する第１の圧力センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記入口と流体連通する入口、及び前記第２の弁の前記出口と流体連通する出口を有するバイパス弁と、
制御器と
を備え、
前記制御器は、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、
前記上流圧力を監視し、前記上流圧力に基づき前記バイパス弁を選択的に制御する
ように構成される、流体送出システム。
【請求項６８】
請求項６７に記載の流体送出システムであって、
前記第２の弁は、オン／オフ弁と、前記オン／オフ弁の出口と流体連通する制限オリフィスとを含む、流体送出システム。
【請求項６９】
請求項６７に記載の流体送出システムであって、
前記第２の弁は、可変弁を含む、流体送出システム。
【請求項７０】
請求項６７に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、上流圧力を所定の圧力閾値と比較し、前記圧力が前記所定の圧力閾値よりも大きい場合に前記バイパス弁を開放させるように構成される、流体送出システム。
【請求項７１】
請求項６７に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる複数のガスのうち選択した１つに基づき複数の所定の圧力閾値の１つをそれぞれ選択し、前記上流圧力が前記複数の所定の圧力のうち選択した１つよりも大きい場合に前記バイパス弁を開放させるように構成される、流体送出システム。
【請求項７２】
請求項６７に記載の流体送出システムであって、
前記流体送出システムは、前記第２の弁の出口で下流圧力を感知する第２の圧力センサを更に備え、前記制御器は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサが決定した前記質量流量及び前記下流圧力に基づき合計質量流量を決定するように構成される、流体送出システム。
【請求項７３】
請求項６７に記載の流体送出システムであって、
前記第２の弁は、可変弁を含み、前記流体送出システムは、前記第２の弁の出口で下流圧力を感知する第２の圧力センサを更に備え、前記制御器は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサが決定した前記質量流量、前記第２の弁の位置及び前記下流圧力に基づき合計質量流量を決定するように構成される、流体送出システム。
【請求項７４】
請求項６７に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項７５】
請求項７４に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項７６】
請求項７５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項７７】
請求項７５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項７８】
基板処理システムであって、
請求項６７に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備える、基板処理システム。
【請求項７９】
請求項７８に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項８０】
請求項７８に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項８１】
基板処理システムであって、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と、
ガス混合物を前記処理室に送出する第１のガス送出システムと、
第２のガス送出システムと
を備え、
前記第２のガス送出システムは、
ガス源に流体接続される第１の弁と、
質量流量制御器と
を含み、
前記質量流量制御器は、
前記第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと流体連通する入口、及び流体を前記処理室に供給する出口を含む第２の弁と
を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサ及び前記第２の弁の前記出口は、前記処理室の所定の距離内に位置し、前記所定の距離は、１０インチ以下である、基板処理システム。
【請求項８２】
請求項８１に記載の基板処理システムであって、
前記第１のガス送出システムは、
入口がＮ個のガス源にそれぞれ流体接続されるＮ個の第１の弁であって、Ｎは、０以上の整数である、Ｎ個の第１の弁と、
Ｎ個の質量流量制御器と
を含み、前記Ｎ個の質量流量制御器は、
前記Ｎ個の弁の対応する１つの出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び前記処理室と連通する出口を有する第２の弁と、
制御器と
を備え、
前記制御器は、前記ＭＥＭＳ流量センサと通信し、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定するように構成される、基板処理システム。
【請求項８３】
請求項８１に記載の基板処理システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中、前記管を共振周波数で振動させる、基板処理システム。
【請求項８４】
請求項８３に記載の基板処理システムであって、
前記管は、半導体材料製である、基板処理システム。
【請求項８５】
請求項８３に記載の基板処理システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する、基板処理システム。
【請求項８６】
請求項８５に記載の基板処理システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、基板処理システム。
【請求項８７】
請求項８５に記載の基板処理システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、基板処理システム。
【請求項８８】
請求項８５に記載の基板処理システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、基板処理システム。
【請求項８９】
請求項８１に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項９０】
請求項８１に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項９１】
請求項８１に記載の基板処理システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製であり、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、基板処理システム。
【請求項９２】
請求項９０に記載の基板処理システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、基板処理システム。
【請求項９３】
請求項９０に記載の基板処理システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、基板処理システム。
【請求項９４】
請求項８１に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、エッチング及び堆積からなる群から選択される処理を実施する、基板処理システム。
【請求項９５】
流体送出システムであって、
ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁と、
質量流量制御器と
を備え、
前記質量流量制御器は、
入口、出口、及び前記入口と前記出口との間の共振管を含む微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記出口と流体連通する入口、及び処理室内の基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、
前記共振管の入口で第１の圧力を感知する第１の圧力センサと、
前記共振管の出口で第２の圧力を感知する第２の圧力センサと、
前記共振管の前記入口で流体の第１の温度を感知する第１の温度センサと、
前記共振管の前記出口で流体の第２の温度を感知する第２の温度センサと、
制御器と
を備え、
前記制御器は、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、
前記質量流量、前記第１の温度、前記第２の温度、前記第１の圧力及び前記第２の圧力に基づき前記流体の圧縮率を計算するように構成される、流体送出システム。
【請求項９６】
請求項９５に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記第２の温度と前記第１の温度との間の温度差、及び前記第２の圧力と前記第１の圧力との間の圧力差を計算するように構成される、流体送出システム。
【請求項９７】
請求項９６に記載の流体送出システムであって、
前記流体の圧縮率は、前記質量流量、前記温度差及び前記圧力差に基づく、流体送出システム。
【請求項９８】
請求項９５に記載の流体送出システムであって、
前記流体送出システムは、上流流量制御デバイスを更に備え、
前記制御器は、前記上流流量制御デバイスに前記圧縮率を出力する、流体送出システム。
【請求項９９】
請求項９８に記載の流体送出システムであって、
前記上流流量制御デバイスに対して、前記圧縮率に基づき、前記上流流量制御デバイスの較正、前記上流流量制御デバイスの診断、及び前記上流流量制御デバイスの動作の調節の少なくとも１つが実施される、流体送出システム。
【請求項１００】
請求項９５に記載の流体送出システムであって、
前記流体送出システムは、下流流量制御デバイスを更に備え、
前記制御器は、前記下流流量制御デバイスに前記圧縮率を出力する、流体送出システム。
【請求項１０１】
請求項１００に記載の流体送出システムであって、
前記下流流量制御デバイスに対して、前記圧縮率に基づき、前記下流流量制御デバイスの較正、前記下流流量制御デバイスの診断、及び前記下流流量制御デバイスの動作の調節の少なくとも１つが実施される、流体送出システム。
【請求項１０２】
請求項９５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項１０３】
請求項１０２に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１０４】
請求項９５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１０５】
請求項９５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１０６】
基板処理システムであって、
請求項９５に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備える、基板処理システム。
【請求項１０７】
請求項１０６に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項１０８】
請求項１０６に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項１０９】
流体送出システムであって、
入口がＮ個のガス源にそれぞれ流体接続されるＮ個の第１の弁であって、Ｎは、０以上の整数である、Ｎ個の第１の弁と、
質量流量制御器と
を備え、
前記質量流量制御器は、
前記Ｎ個の第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内の基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、
制御器と
を備え、
前記制御器は、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、
前記Ｎ個の第１の弁の１つを選択し、前記Ｎ個の第１の弁の選択した１つを開放し、
前記Ｎ個の弁の選択した１つから前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定するように構成される、流体送出システム。
【請求項１１０】
請求項１０９に記載の流体送出システムであって、
前記流体送出システムは、
前記Ｎ個の第１の弁の前記出口に接続される第３の弁
を更に備え、
前記Ｎ個の第１の弁の閉鎖後、及び前記Ｎ個の第１の弁の選択した１つの開放前、前記制御器は、前記第３の弁を開放し、前記Ｎ個の第１の弁の前記出口と前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記入口との間の分量を除去するように構成される、流体送出システム。
【請求項１１１】
請求項１０９に記載の流体送出システムであって、
前記質量流量制御器のそれぞれは、
前記第２の弁の前記出口に流体接続される高精度オリフィスと、
前記第２の弁の前記出口と前記質量流量制御器の前記高精度オリフィスの入口との間の圧力を感知する圧力センサと
を更に備える、流体送出システム。
【請求項１１２】
請求項１１１に記載の流体送出システムであって、
前記制御器は、前記質量流量制御器の前記圧力センサが感知した圧力に基づき流量検証を実施するように構成される、流体送出システム。
【請求項１１３】
請求項１１１に記載の流体送出システムであって、
前記Ｎ個の第１の弁の閉鎖後、及び前記Ｎ個の第１の弁の選択した１つの開放前、前記制御器は、前記質量流量制御器の前記圧力センサが感知した圧力に基づき弁の漏出を検出するように構成される、流体送出システム。
【請求項１１４】
請求項１０９に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項１１５】
請求項１１４に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１１６】
請求項１１５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１１７】
請求項１１５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１１８】
基板処理システムであって、
請求項１０９に記載の流体送出システムと、
処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備える、基板処理システム。
【請求項１１９】
請求項１１８に記載の基板処理システムであって、前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項１２０】
請求項１１８に記載の基板処理システムであって、前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項１２１】
流体送出システムであって、
弁ブロック
を備え、
前記弁ブロックは、
前記弁ブロックの第１の入口を前記第１の弁の入口に流体接続する第１の通路と、
前記第１の弁の出口を前記弁ブロックの第１の出口に流体接続する多岐管と、
第２の弁の出口を前記弁ブロックの第２の出口に流体接続する第２の通路と、
前記弁ブロックの第２の入口を前記第２の弁の入口に流体接続する第３の通路と、
入口及び出口を有する共振管を含む微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
半導体材料製であり、前記弁ブロックと前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサとの間に配置される介挿体と
を含む、流体送出システム。
【請求項１２２】
請求項１２１に記載の流体送出システムであって、
前記介挿体は、前記弁ブロックの前記第１の出口を前記ＭＥＭＳの前記入口に流体接続する第１の通路と、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサの前記出口を前記弁ブロックの前記第２の入口に流体接続する第２の通路とを含む、流体送出システム。
【請求項１２３】
請求項１２２に記載の流体送出システムであって、
前記弁ブロックに隣接して位置する前記介挿体の前記第１の通路の第１の領域は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する前記第１の通路の第２の領域よりも大きく、
前記弁ブロックに隣接して位置する前記介挿体の前記第２の通路の第３の領域は、前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する前記第１の通路の第４の領域よりも大きい、流体送出システム。
【請求項１２４】
請求項１２１に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項１２５】
請求項１２４に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１２６】
請求項１２５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１２７】
請求項１２５に記載の流体送出システムであって、
前記ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１２８】
基板処理システムであって、
請求項１２１に記載の流体送出システムと、
前記弁ブロックの前記第２の出口と流体連通する処理室と、
処理中、基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備える、基板処理システム。
【請求項１２９】
請求項１２８に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項１３０】
請求項１２８に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項１３１】
流体送出システムであって、
弁ブロックであって、
Ｔ及びＮが２以上の整数である、Ｔ個の群のＮ個の入口通路、
前記Ｔ個の群のＮ個の入口通路と流体連通するＴ個の群のＮ個の入口弁、
前記Ｔ個の群のＮ個の入口弁の出口と流体連通するＴ個の群のＮ個の出口通路であって、前記Ｔ個の群のＮ個の出口通路は、Ｔ個の節点でそれぞれ接続する、Ｔ個の群のＮ個の出口通路、
前記Ｔ個の節点に流体接続されるＴ個の入口通路、
Ｔ個の出口弁、並びに
前記Ｔ個の出口弁の入口に流体接続されるＴ個の出口通路
を含む、弁ブロックと、
入口及び出口をそれぞれ含むＴ個の微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
半導体材料製であり、前記弁ブロックと前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサとの間に配置される介挿体と
を備える、流体送出システム。
【請求項１３２】
請求項１３１に記載の流体送出システムであって、
前記介挿体は、Ｔ個の入口通路を含み、前記Ｔ個の入口通路は、前記弁ブロックに隣接して位置する第１の断面領域、及び前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する第２の断面領域をそれぞれ有し、前記第１の断面領域は、前記第２の断面領域よりも大きい、流体送出システム。
【請求項１３３】
請求項１３２に記載の流体送出システムであって、
前記介挿体は、Ｔ個の出口通路を更に備え、前記Ｔ個の出口通路は、前記弁ブロックに隣接して位置する第１の断面領域、及び前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する第２の断面領域をそれぞれ有する、流体送出システム。
【請求項１３４】
請求項１３２に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサの２つ以上は、単一集積回路上に実装される、流体送出システム。
【請求項１３５】
請求項１３２に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個の入口通路及び前記Ｔ個の出口通路は、単一平面内に延在する、流体送出システム。
【請求項１３６】
請求項１３２に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個の入口通路及び前記Ｔ個の出口通路は、２つ以上の平面内に延在する、流体送出システム。
【請求項１３７】
請求項１３２に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項１３８】
請求項１３７に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１３９】
請求項１３８に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１４０】
請求項１３８に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１４１】
基板処理システムであって、
請求項１３２に記載の流体送出システムと、
前記流体送出システムが流体を送出する処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備える、基板処理システム。
【請求項１４２】
請求項１３２に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項１４３】
請求項１３２に記載の基板処理システムであって、
前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【請求項１４４】
流体送出システムであって、
弁ブロックであって、前記弁ブロックは、
Ｔ及びＮが２以上の整数である、Ｔ個の群のＮ個の入口通路、
前記Ｔ個の群のＮ個の入口通路と流体連通するＴ個の群のＮ個の入口弁、
前記Ｔ個の群のＮ個の入口弁の出口と流体連通するＴ個の群のＮ個の出口通路
を含む、弁ブロックと、
入口及び出口をそれぞれ含むＴ個の微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、
半導体材料製であり、前記弁ブロックと前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサとの間に配置される介挿体と
を備え、前記介挿体は、
Ｔ個の第１の節点及びＴ個の第１の通路に接続されるＴ個の群のＮ個の入口通路であって、前記Ｔ個の第１の通路は、前記Ｔ個の第１の節点を前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口にそれぞれ流体接続する、Ｔ個の群のＮ個の入口通路と、
Ｔ個の第２の節点及びＴ個の第２の通路に接続されるＴ個の群のＮ個の出口通路であって、前記Ｔ個の第２の通路は、前記Ｔ個の第２の節点を前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口にそれぞれ流体接続する、Ｔ個の群のＮ個の出口通路と
を含む、流体送出システム。
【請求項１４５】
請求項１４４に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個の群のＮ個の入口通路及び前記Ｔ個の群のＮ個の出口通路は、前記弁ブロックに隣接する第１の断面領域を有し、前記Ｔ個の第１の通路及びＴ個の前記第２の通路は、前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接する第２の断面領域をそれぞれ有し、前記第１の断面領域は、前記第２の断面領域よりも大きい、流体送出システム。
【請求項１４６】
請求項１４４に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサの２つ以上は、単一集積回路上に実装される、流体送出システム。
【請求項１４７】
請求項１４４に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個の群の入口通路及び前記Ｔ個の群の出口通路は、単一平面内に配置される、流体送出システム。
【請求項１４８】
請求項１４４に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個の入口通路及び前記Ｔ個の出口通路は、２つ以上の平面内に配置される、流体送出システム。
【請求項１４９】
請求項１４４に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に前記管を共振周波数で振動させ、
前記管は、半導体材料製である、流体送出システム。
【請求項１５０】
請求項１４９に記載の流体送出システムであって、
前記管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１５１】
請求項１４４に記載の流体送出システムであって、
前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１５２】
請求項１４４に記載の流体送出システムであって、前記Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する、流体送出システム。
【請求項１５３】
基板処理システムであって、
請求項１５１に記載の流体送出システムと、
前記流体送出システムが流体を送出する処理室と、
基板を支持するように前記処理室内に配置された基板支持体と
を備える、基板処理システム。
【請求項１５４】
請求項１５３に記載の基板処理システムであって、前記基板処理システムは、エッチングを実施する、基板処理システム。
【請求項１５５】
請求項１５３に記載の基板処理システムであって、前記基板処理システムは、堆積を実施する、基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１８年５月１８日出願の米国特許仮出願第６２／６７３，３８２号、及び２０１８年４月３日出願の米国特許仮出願第６２／６５２，０１９号の利益を主張する。上記で参照した出願の全開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、基板処理に関し、より詳細には、微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサを含む質量流量制御器を使用して、基板処理システム内のガス等の流体の流量を制御することに関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書で提供する背景技術の説明は、本開示の背景を全般に提示することを目的とする。この背景技術の節において説明する範囲に対する、本発明で名前を挙げた発明者等の研究及び説明の態様は、他の場合には出願当時に従来技術としての資格がない可能性があるが、本開示に対する従来技術として明示的にも、暗示的にも認めるものではない。
【０００４】
基板処理システムは、半導体ウエハ等の基板上の膜を堆積、エッチング、灰化、清浄化又はその他の方法で処理するために使用される。処理中、基板は、処理室内に配置し、１つ又は複数のガス混合物に露出することができる。いくつかの例では、プラズマを使用し、化学反応を生じさせることができる。
【０００５】
質量流量制御器（ＭＦＣ）は、基板処理室に送出されるガスの計量を制御するために使用される。化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）及び／又は原子層エッチング（ＡＬＥ）等の方法のためのより最近のレシピは、比較的低いガス流量及び迅速なガス交換時間を必要とする。これらの用途に関し、熱又は圧力ベースのＭＦＣ等の現在のＭＦＣを使用する際、問題に遭遇している。
【発明の概要】
【０００６】
流体送出システムは、Ｎ個の第１の弁を含む。Ｎ個の第１の弁の入口は、Ｎ個のガス源にそれぞれ流体接続され、Ｎは、０以上の整数である。Ｎ個の質量流量制御器は、Ｎ個の第１の弁の対応する１つの出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサを含む。第２の弁は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信する制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定するように構成される。
【０００７】
他の特徴では、多岐管は、Ｎ個の質量流量制御器の第２の弁の出口のそれぞれと流体連通する。処理室は、多岐管の出口と流体連通する。Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つは、第２の弁の出口に流体接続される入口を含む高精度オリフィスと、第２の弁の出口と高精度オリフィスの入口との間の圧力を感知する圧力センサとを更に備える。
【０００８】
他の特徴では、Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの制御器は、Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの圧力センサが感知した圧力に基づき流量検証を実施するように構成される。Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの制御器は、ルックアップテーブルを含み、ルックアップテーブルは、検証した質量流量を出力し、圧力ごとに指数化されている。
【０００９】
他の特徴では、Ｍ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、単一集積回路上に配置され、Ｍは、２以上、Ｎ以下の整数である。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中、管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００１０】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有し、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００１１】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、管を共振周波数で振動させるように構成したアクチュエータ回路を含む制御回路と、管の振動に応答して信号を生成するように構成した静電容量式感知回路と、信号を受信するように構成した読出し回路とを含む。
【００１２】
他の特徴では、Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つのＭＥＭＳコリオリ流量センサは、加速度計を更に含む。加速度計は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動を測定するように構成される。Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの制御器は、Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つのＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動が所定の振動閾値よりも大きい場合、エラー通知を生成するように構成される。
【００１３】
他の特徴では、Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの制御器は、加速度計の出力に基づき、Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つのＭＥＭＳコリオリ流量センサの状態を検出するように構成される。Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つの制御器は、検出した状態に基づき、Ｎ個の質量流量制御器の少なくとも１つに対する複数の較正の１つを選択するように構成される。
【００１４】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。流体送出システムは、処理室に流体を送出する。基板処理システムは、エッチングを実施する。
【００１５】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。流体送出システムは、流体を処理室に送出し、基板処理システムは、堆積を実施する。
【００１６】
流体送出システムは、ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁を含む。質量流量制御器は、第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを加熱する加熱器と、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの温度を感知する温度センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信する制御器とを備える。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、温度が所定の温度閾値よりも低い場合に加熱器にＭＥＭＳコリオリ流量センサを加熱させるように構成される。
【００１７】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中、管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００１８】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００１９】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、管を共振周波数で振動させるように構成したアクチュエータ回路を含む制御回路と、管の振動に応答して信号を生成するように構成した静電容量式感知回路と、信号を受信するように構成した読出し回路とを含む。
【００２０】
他の特徴では、質量流量制御器のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、加速度計を更に含む。加速度計は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動を測定するように構成され、質量流量制御器の制御器は、質量流量制御器のＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動が所定の振動閾値よりも大きい場合、エラー通知を生成するように構成される。
【００２１】
他の特徴では、質量流量制御器の制御器は、加速度計の出力に基づき、質量流量制御器のＭＥＭＳコリオリ流量センサの状態を検出するように構成される。質量流量制御器の制御器は、検出した状態に基づき、質量流量制御器に対する複数の較正の１つを選択するように構成される。
【００２２】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。流体送出システムは、処理室に流体を送出する。基板処理システムは、エッチングを実施する。基板処理システムは、堆積を実施する。
【００２３】
流体送出システムは、ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁を含む。質量流量制御器は、第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの少なくとも１つのパラメータを検出するセンサと、センサ及びＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信する制御器とを含む。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、少なくとも１つのパラメータに基づき、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの複数の較正の１つを選択し、複数の較正の選択した１つを使用して、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを動作させるように構成される。
【００２４】
他の特徴では、センサは、加速度計及び振動センサからなる群から選択される。センサは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの第２の弁を開放する前にＭＥＭＳコリオリ流量センサの第１のパラメータを検出するように構成される。センサは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの第２の弁を開放した後、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの第２のパラメータを検出するように構成される。制御器は、第１のパラメータ及び第２のパラメータに基づき、質量流量制御器の動作を診断するように構成される。
【００２５】
他の特徴では、制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの第１の弁が閉鎖位置に命令されるとＭＥＭＳコリオリ流量センサの複数のパラメータを複数回それぞれ検出し、複数のパラメータに基づきＭＥＭＳコリオリ流量センサの弁の動作を診断するように構成される。
【００２６】
他の特徴では、制御器は、パラメータの間の複数の差を複数回生成するように構成される。制御器は、複数の差に基づき、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの弁の動作を診断するように構成される。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中、管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００２７】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００２８】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、管を共振周波数で振動させるように構成したアクチュエータ回路を含む制御回路と、管の振動に応答して信号を生成するように構成した静電容量式感知回路と、信号を受信するように構成した読出し回路とを含む。
【００２９】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。基板処理システムは、エッチング又は堆積を実施する。
【００３０】
他の特徴では、加速度計は、加速度及び振動の少なくとも１つを測定する。
【００３１】
流体送出システムは、ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁を含む。質量流量制御器は、管を含み、第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信する制御器とを含む。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの管を振動させ、管の共振周波数を検出するように構成される。
【００３２】
他の特徴では、管は、半導体材料製である。管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００３３】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、管を共振周波数で振動させるように構成したアクチュエータ回路を含む制御回路と、管の移動に応答して信号を生成するように構成した静電容量式感知回路と、信号を受信するように構成した読出し回路とを含む。
【００３４】
他の特徴では、制御器は、共振周波数を所定の閾値と比較するように構成される。制御器は、比較に基づきＭＥＭＳコリオリ流量センサの動作を選択的に変更するように構成される。制御器は、比較に基づきＭＥＭＳコリオリ流量センサを選択的に遮断するように構成される。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、加速度計を含む。制御器は、加速度に基づき共振周波数を決定するように構成される。
【００３５】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。流体送出システムは、処理室に流体を送出する。基板処理システムは、エッチングを実施する。基板処理システムは、堆積を実施する。
【００３６】
流体送出システムは、ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁を含む。質量流量制御器は、微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサを含み、微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサは、第１の弁の出口と流体連通する入口を有し、半導体材料製であり、駆動信号に応答して共振する管を含む。第２の弁は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、管を共振させ、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、管を駆動させる駆動信号を複数回監視し、複数回のうち１回の駆動信号のパラメータと、複数回のうち別の１回の駆動信号のパラメータとを比較するように構成される。
【００３７】
他の特徴では、制御器は、駆動信号に基づき管の剛性を推定するように構成される。制御器は、推定剛性に基づきＭＥＭＳコリオリ流量センサの推定寿命を生成するように構成される。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの推定寿命に基づき通知を選択的に生成するように構成される。
【００３８】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００３９】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。流体送出システムは、処理室に流体を送出する。基板処理システムは、エッチングを実施する。基板処理システムは、堆積を実施する。
【００４０】
流体送出システムは、ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁を含む。質量流量制御器は、第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内に配置された基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口で上流圧力を監視する第１の圧力センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口と流体連通する入口、及び第２の弁の出口と流体連通する出口を有するバイパス弁とを含む。ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信する制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、上流圧力を監視し、上流圧力に基づきバイパス弁を選択的に制御するように構成される。
【００４１】
他の特徴では、第２の弁は、オン／オフ弁と、オン／オフ弁の出口と流体連通する制限オリフィスとを含む。第２の弁は、可変弁を含む。制御器は、上流圧力を所定の圧力閾値と比較し、圧力が前記所定の圧力閾値よりも大きい場合にバイパス弁を開放させるように構成される。
【００４２】
他の特徴では、制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる複数のガスのうち選択した１つのガスに基づき、それぞれ複数の所定の圧力閾値の１つを選択し、上流圧力が複数の所定の圧力のうち選択した圧力よりも大きい場合にバイパス弁を開放させるように構成される。
【００４３】
他の特徴では、第２の圧力センサは、第２の弁の出口で下流圧力を感知し、制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサが決定した質量流量及び下流圧力に基づき合計質量流量を決定するように構成される。
【００４４】
他の特徴では、第２の弁は、可変弁を含み、第２の弁の出口で下流圧力を感知する第２の圧力センサを更に備える。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサが決定した質量流量、第２の弁の位置及び下流圧力に基づき、合計質量流量を決定するように構成される。
【００４５】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００４６】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００４７】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。流体送出システムは、処理室に流体を送出する。基板処理システムは、エッチングを実施する。基板処理システムは、堆積を実施する。
【００４８】
基板処理システムは、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体と、ガス混合物を処理室に送出する第１のガス送出システムとを含む。第２のガス送出システムは、ガス源に流体接続される第１の弁を含む。質量流量制御器は、第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサを含む。第２の弁は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサと流体連通する入口と、流体を処理室に供給する出口とを含む。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ及び第２の弁の出口は、処理室の所定の距離内に位置し、所定の距離は、１０インチ以下である。
【００４９】
他の特徴では、第１のガス送出システムは、Ｎ個の第１の弁を含む。Ｎ個の第１の弁の入口は、Ｎ個のガス源にそれぞれ流体接続され、Ｎは、０以上の整数である。Ｎ個の質量流量制御器は、Ｎ個の弁の対応する１つの出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室と連通する出口を有する第２の弁と、制御器とを含み、制御器は、ＭＥＭＳ流量センサと通信し、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定するように構成される。
【００５０】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００５１】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００５２】
他の特徴では、基板処理システムは、エッチング又は堆積を実施する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００５３】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００５４】
流体送出システムは、ガス源に流体接続される入口を有する第１の弁と、質量流量制御器とを含む。質量流量制御器は、入口、出口、及び入口と出口との間の共振管を含む微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内の基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、共振管の入口で第１の圧力を感知する第１の圧力センサと、共振管の出口で第２の圧力を感知する第２の圧力センサと、共振管の入口で流体の第１の温度を感知する第１の温度センサと、共振管の出口で流体の第２の温度を感知する第２の温度センサと、制御器とを含む。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定し、質量流量、第１の温度、第２の温度、第１の圧力及び第２の圧力に基づき流体の圧縮率を計算するように構成される。
【００５５】
他の特徴では、制御器は、第２の温度と第１の温度との間の温度差、及び第２の圧力と第１の圧力との間の圧力差を計算するように構成される。
【００５６】
他の特徴では、流体の圧縮率は、質量流量、温度差及び圧力差に基づく。他の特徴では、制御器は、上流流量制御デバイスに圧縮率を出力する。
【００５７】
他の特徴では、上流流量制御デバイスに対して、圧縮率に基づき、上流流量制御デバイスの較正、上流流量制御デバイスの診断、及び上流流量制御デバイスの動作の調節の少なくとも１つが実施される。
【００５８】
他の特徴では、制御器は、下流流量制御デバイスに圧縮率を出力する。下流流量制御デバイスに対して、圧縮率に基づき、下流流量制御デバイスの較正、下流流量制御デバイスの診断、及び下流流量制御デバイスの動作の調節の少なくとも１つが実施される。
【００５９】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中に管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００６０】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００６１】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。基板処理システムは、エッチング又は堆積を実施する。
【００６２】
流体送出システムは、Ｎ個の第１の弁を含む。Ｎ個の第１の弁の入口は、Ｎ個のガス源にそれぞれ流体接続され、Ｎは、０以上の整数である。質量流量制御器は、Ｎ個の第１の弁の出口と流体連通する入口を有する微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口と流体連通する入口、及び処理室内の基板を処理するため、流体を供給する出口を有する第２の弁と、制御器とを含む。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサと通信し、Ｎ個の第１の弁の１つを選択し、Ｎ個の第１の弁の選択した１つを開放し、Ｎ個の弁の選択した１つからＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量及び密度の少なくとも１つを決定するように構成される。
【００６３】
他の特徴では、第３の弁は、Ｎ個の第１の弁の出口に接続される。Ｎ個の第１の弁の閉鎖後及びＮ個の第１の弁の選択した１つの開放前、制御器は、第３の弁を開放し、Ｎ個の第１の弁の出口とＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口との間の分量を除去するように構成される。質量流量制御器は、第２の弁の出口に流体接続される高精度オリフィスと、第２の弁の出口と質量流量制御器の高精度オリフィスの入口との間の圧力を感知する圧力センサとを更に備える。
【００６４】
他の特徴では、制御器は、質量流量制御器の圧力センサが感知した圧力に基づき流量検証を実施するように構成される。Ｎ個の第１の弁の閉鎖後、及びＮ個の第１の弁の選択した１つの開放前、制御器は、質量流量制御器の圧力センサが感知した圧力に基づき弁の漏出を検出するように構成される。
【００６５】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中、管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００６６】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。基板処理システムは、エッチング又は堆積を実施する。
【００６７】
流体送出システムは、弁ブロックを含み、弁ブロックは、弁ブロックの第１の入口を第１の弁の入口に流体接続する第１の通路と、弁ブロックの第１の出口に第１の弁の出口を流体接続する多岐管と、弁ブロックの第２の出口に第２の弁の出口を流体接続する第２の通路と、弁ブロックの第２の入口を第２の弁の入口に流体接続する第３の通路とを含む。微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサは、入口及び出口を有する共振管を含む。介挿体は、半導体材料製であり、弁ブロックとＭＥＭＳコリオリ流量センサとの間に配置される。
【００６８】
他の特徴では、介挿体は、弁ブロックの第１の出口をＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口に流体接続する第１の通路と、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口を弁ブロックの第２の入口に流体接続する第２の通路とを含む。
【００６９】
他の特徴では、弁ブロックに隣接して位置する介挿体の第１の通路の第１の領域は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する第１の通路の第２の領域よりも大きく、弁ブロックに隣接して位置する介挿体の第２の通路の第３の領域は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する第１の通路の第４の領域よりも大きい。
【００７０】
他の特徴では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中、管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００７１】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。基板処理システムは、エッチング又は堆積を実施する。
【００７２】
流体送出システムは、Ｔ及びＮが２以上の整数である、Ｔ個の群のＮ個の入口通路を含む弁ブロックと、Ｔ個の群のＮ個の入口通路と流体連通するＴ個の群のＮ個の入口弁と、Ｔ個の群のＮ個の入口弁の出口と流体連通するＴ個の群のＮ個の出口通路であって、Ｔ個の節点でそれぞれ接続するＴ個の群のＮ個の出口通路と、Ｔ個の節点に接続されるＴ個の入口通路と、Ｔ個の出口弁と、Ｔ個の出口弁の入口に流体接続されるＴ個の出口通路と、入口及び出口をそれぞれ含むＴ個の微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、半導体材料製であり、弁ブロックとＴ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサとの間に配置される介挿体とを含む。
【００７３】
他の特徴では、介挿体は、Ｔ個の入口通路を含み、Ｔ個の入口通路は、弁ブロックに隣接して位置する第１の断面領域、及びＴ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する第２の断面領域をそれぞれ有する。第１の断面領域は、第２の断面領域よりも大きい。介挿体は、Ｔ個の出口通路を更に備え、Ｔ個の出口通路は、弁ブロックに隣接して位置する第１の断面領域、及びＴ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する第２の断面領域をそれぞれ有する。
【００７４】
他の特徴では、Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサの２つ以上は、単一集積回路上に実装される。Ｔ個の入口通路及びＴ個の出口通路は、単一平面内に延在する。Ｔ個の入口通路及びＴ個の出口通路は、２つ以上の平面内に延在する。
【００７５】
他の特徴では、Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中、管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００７６】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００７７】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。基板処理システムは、エッチング又は堆積を実施する。
【００７８】
流体送出システムは、弁ブロックであって、弁ブロックは、Ｔ及びＮが２以上の整数である、Ｔ個の群のＮ個の入口通路、Ｔ個の群のＮ個の入口通路と流体連通するＴ個の群のＮ個の入口弁、Ｔ個の群のＮ個の入口弁の出口と流体連通するＴ個の群のＮ個の出口通路を含む、弁ブロックと、入口及び出口をそれぞれ含むＴ個の微小電気機械（ＭＥＭＳ）コリオリ流量センサと、半導体材料製であり、弁ブロックとＴ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサとの間に配置される介挿体とを含む。介挿体は、Ｔ個の第１の節点及びＴ個の第１の通路に接続されるＴ個の群のＮ個の入口通路であって、Ｔ個の第１の通路は、Ｔ個の第１の節点をＴ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口にそれぞれ流体接続する、Ｔ個の群のＮ個の入口通路と、Ｔ個の第２の節点及びＴ個の第２の通路に接続されるＴ個の群のＮ個の出口通路であって、Ｔ個の第２の通路は、Ｔ個の第２の節点をＴ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口にそれぞれ流体接続する、Ｔ個の群のＮ個の出口通路とを含む。
【００７９】
他の特徴では、Ｔ個の群のＮ個の入口通路及びＴ個の群のＮ個の出口通路は、弁ブロックに隣接して位置する第１の断面領域を有し、Ｔ個の第１の通路及びＴ個の第２の通路は、Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する第２の断面領域をそれぞれ有し、第１の断面領域は、第２の断面領域よりも大きい。
【００８０】
他の特徴では、Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサの２つ以上は、単一集積回路上に実装される。Ｔ個の群の入口通路及びＴ個の群の出口通路は、単一平面内に延在する。Ｔ個の入口通路及びＴ個の出口通路は、２つ以上の平面内に配置される。
【００８１】
他の特徴では、Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、流体が中を流れる管を含み、Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、測定中、管を共振周波数で振動させ、管は、半導体材料製である。
【００８２】
他の特徴では、管は、１０μｍから１００μｍまでの範囲の内径を有する。Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１００ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。Ｔ個のＭＥＭＳコリオリ流量センサは、１０ｓｃｃｍ未満の質量流量を測定する。
【００８３】
基板処理システムは、流体送出システムと、処理室と、基板を支持するように処理室内に配置される基板支持体とを含む。基板処理システムは、エッチング又は堆積を実施する。
【００８４】
本開示の適用範囲の更なる領域は、詳細な説明、特許請求の範囲及び図面から明らかになるであろう。詳細な説明及び特定の例は、ただ例示することを意図し、本開示の範囲を制限することを意図しない。
【００８５】
本開示は、詳細な説明及び添付の図面からより完全に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】図１は、本開示による微小電気機械（ＭＥＭＳ）ベースのコリオリ流量センサを伴う質量流量制御器（ＭＦＣ）を含む基板処理システムの機能ブロック図である。
【００８７】
【図２Ａ】図２Ａは、本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサを伴うＭＦＣを含むガス送出システムの機能ブロック図である。
【００８８】
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示による弁ブロックに取り付けられたＭＥＭＳコリオリ流量センサの一例を示す側断面図である。
【００８９】
【図２Ｃ】図２Ｃは、本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサを伴うＭＦＣの一例の機能ブロック図である。
【００９０】
【図３】図３は、本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサ及び絶対流量検証器を伴うＭＦＣを含むガス送出システムの機能ブロック図である。
【００９１】
【図４】図４は、本開示による、図３におけるシステムを使用して絶対流量検証（ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｆｌｏｗ  ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＡＦＶ）を実施する方法のフローチャートである。
【００９２】
【図５】図５は、本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサを伴う多重ＭＦＣを含むガス送出システムの機能ブロック図である。
【００９３】
【図６】図６は、本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサを伴う多重ＭＦＣを含むガス送出システムの機能ブロック図である。
【００９４】
【図７】図７は、本開示による多重ＭＦＣ及び介挿体ブロックの一例の機能ブロック図である。
【００９５】
【図８Ａ】図８Ａは、本開示による多重ＭＦＣ及び介挿体ブロックの別の例の機能ブロック図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本開示による多重ＭＦＣ及び介挿体ブロックの別の例の機能ブロック図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本開示による多重ＭＦＣ及び介挿体ブロックの別の例の機能ブロック図である。
【００９６】
【図９Ａ】図９Ａは、本開示によるＭＦＣ及び介挿体ブロックの別の例の機能ブロック図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本開示によるＭＦＣ及び介挿体ブロックの別の例の機能ブロック図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本開示によるＭＦＣ及び介挿体ブロックの別の例の機能ブロック図である。
【００９７】
【図１０】図１０は、本開示による、ガスを送出するように処理室に直接隣接して配置した１つ又は複数の弁を含む基板処理システムの一例の弁ブロック図である。
【００９８】
【図１１Ａ】図１１Ａは、ＭＦＣの向き若しくは状態、検出されたＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動又は他のパラメータに基づきＭＦＣの動作を調節する加速制御回路を含むＭＦＣ制御回路の一例の機能ブロック図である。
【００９９】
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａの加速制御回路を動作させる方法の例のフローチャートである。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１１Ａの加速制御回路を動作させる方法の例のフローチャートである。
【０１００】
【図１２Ａ】図１２Ａは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの温度に基づき動作を調節する加熱器制御回路を含むＭＦＣ制御回路の一例の機能ブロック図である。
【０１０１】
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを加熱する方法の一例のフローチャートである。
【０１０２】
【図１３】図１３は、本開示による、感知されたＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動に基づき、ガス等の流体を供給する弁が開放されているかどうかを検出する方法の一例のフローチャートである。
【０１０３】
【図１４】図１４は、本開示による、感知されたＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動に基づき、流体を供給する弁が閉鎖されているかどうかを検出する方法の一例のフローチャートである。
【０１０４】
【図１５】図１５は、本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサ及びＲＦ遮蔽体を含むＭＦＣの一例の機能ブロック図である。
【０１０５】
【図１６Ａ】図１６Ａは、本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサ及び共振周波数監視モジュールを含むＭＦＣの一例の機能ブロック図である。
【０１０６】
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、本開示による、管の共振周波数に基づきＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣの性能を監視する方法の一例のフローチャートである。
【０１０７】
【図１７】図１７は、本開示による、摩耗及び／又は他の動作変化を検出するためにＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣの管を共振させる駆動信号を監視する方法の一例のフローチャートである。
【０１０８】
【図１８Ａ】図１８Ａは、本開示による、凝縮を防止するために上流圧力を監視するＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣの例の機能ブロック図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、本開示による、凝縮を防止するために上流圧力を監視するＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣの例の機能ブロック図である。
【０１０９】
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、本開示による、凝縮を防止するためにＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣの上流圧力を監視する方法の一例のフローチャートである。
【０１１０】
【図１９】図１９は、本開示による、液体を感知し、液体を気化器に送出するＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣの一例の機能ブロック図である。
【０１１１】
【図２０Ａ】図２０Ａは、本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサ及び圧縮率計算モジュールを含むＭＦＣの一例の機能ブロック図である。
【０１１２】
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、本開示による、計算した圧縮率を上流及び／又は下流流量制御デバイスに出力する図２０Ａのシステムの一例の機能ブロック図である。
【０１１３】
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、本開示による、計算した圧縮率を上流及び／又は下流温度ベースのＭＦＣに出力する図２０Ａのシステムの一例の機能ブロック図である。
【０１１４】
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、本開示による、計算した圧縮率を上流及び／又は下流圧縮ベースのＭＦＣに出力する図２０Ａのシステムの一例の機能ブロック図である。
【０１１５】
【図２１Ａ】図２１Ａは、本開示による、上流若しくは下流流量制御デバイスの動作を検証するため、圧縮率を使用する方法の例のフローチャートである。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本開示による、上流若しくは下流温度ベースのＭＦＣを調節するため、圧縮率を使用する方法の例のフローチャートである。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、本開示による、上流若しくは下流圧力ベースのＭＦＣのそれぞれを調節するため、圧縮率を使用する方法の例のフローチャートである。
【０１１６】
【図２２】図２２は、本開示による、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ、及び弁の間のガス流路内の残留ガスを排除するシステムを含む多重ＭＦＣの一例の機能ブロック図である。
【０１１７】
【図２３】図２３は、本開示による、弁の間の残留ガスを排除する図２２のシステムを動作させる方法の一例のフローチャートである。
【０１１８】
【図２４】図２４は、本開示による、弁の漏出又は浮動を検出するためにＡＦＶを使用する方法の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０１１９】
図面では、同様及び／又は同一の要素を識別するために参照番号を再使用することがある。
【０１２０】
本開示による基板処理システム及び方法は、微小電気機械（ＭＥＭＳ）ベースのコリオリ流量センサを含む質量流量制御器（ＭＦＣ）に関し、半導体基板用基板処理室に送出される１つ又は複数のガス流の質量流量及び／又は密度等、流量パラメータを測定するものである。上記の説明は、ガスの質量流量の測定を説明するが、本開示は、液体又は液体とガスとの混合物等、他の流体の質量流量制御に関する。更に、本開示は、半導体処理環境内での質量流量制御を説明するが、上記の開示は、低流量を測定する他の環境内での質量流量の測定に適用される。
【０１２１】
いくつかの例では、ガス箱は、複数のガス又はガス混合物を供給し、ガス箱の全体費用を低減するように多重化されるＭＦＣを含む（それぞれのＭＦＣは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含む）。より詳細には、Ｐ種の異なるガス又はガス混合物のためのＰ個の入口管（Ｐは２以上の整数である）は、Ｔ個の同様又は適合性のあるガス種の群内に配置される（Ｐ及びＴは２以上の整数である）。ガス又はガス混合物の各群は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含む単一ＭＦＣによって制御される。
【０１２２】
いくつかの例では、介挿体ブロックは、ガスをＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口に送る内部通路を含む。いくつかの例では、介挿体ブロックは、１つ又は複数の半導体材料から作製され、半導体方法を使用して製造される。いくつかの例では、介挿体ブロックは、（内部通路の両半部を画定するように）第１の基板及び第２の基板内に整合パターン（例えば、鏡像）をエッチングし、エッチングした表面同士を位置合わせし、当接し、第１の基板と第２の基板とを一緒に接合することによって作製される。いくつかの例では、介挿体ブロックは、（同様に作製した）多数の層を含み、ビアを接続し、層の間に接続をもたらし、更なる柔軟性を可能にする。
【０１２３】
いくつかの例では、介挿体ブロックの内部通路は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサに隣接して位置する出口直径よりも大きな入口直径を有する。言い換えれば、通路は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサに向かう方向でより細くなる。例えば、介挿体ブロック内の内部通路の入口直径は、第１の直径（例えば約１／４インチ）を有することができ、介挿体ブロックの出口直径は、約３０から１０００マイクロメートルとすることができるが、他の直径を使用することができる。他の例では、弁ブロックを使用し、内部通路の直径を低減することができる。例えば、弁ブロックの入口直径は、第１の直径を有し、介挿体ブロックの出口は、第１の直径よりも小さい第２の直径を有する。介挿体ブロックの入口は、第２の直径を有し、介挿体ブロックの出口は、第２の直径よりも小さい（ＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口に一致する）第３の直径を有する。戻り経路は反転する。
【０１２４】
いくつかの例では、ＭＦＣは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流量を検証するため、絶対流量検証（ＡＦＶ）を更に利用する。ＡＦＶは、高精度オリフィスと、圧力センサと、（ガスに特異的であってよい）高精度オリフィスの上流圧力に基づき流量を決定するルックアップテーブル又は式とを含む。
【０１２５】
いくつかの例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ内の特定の種類の水溶液による腐食を防止するため、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを所定の温度閾値まで加熱する加熱器を含む。いくつかの例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、環境の加速／振動を測定する加速度計も含む。他の例では、加速度計は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの向き又は状態を決定するために使用することができる。ＭＦＣ動作の補償又は調節は、環境の加速／振動及び／又は検出した向き若しくは状態に基づき実施することができる。
【０１２６】
いくつかの例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣの出口弁は、処理室にかなり近接（１０インチ未満）して使用され、典型的には原子層堆積（ＡＬＤ）又は原子層エッチング（ＡＬＥ）の間に使用される短いパルス間隔の間、パルス化したガスを処理室に送出することを可能にする。
【０１２７】
本明細書で説明するいくつかの例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、半導体方法及び材料を使用して作製する。基板処理システム内のガス送出システムによって送出されるガスは、６０ｐｓｉｇまでの比較的高い圧力で送出してよい。ＭＥＭＳコリオリ流量センサを使用し、より低い流量（１０００ｓｃｃｍ未満、１００ｓｃｃｍ未満、１０ｓｃｃｍ未満及び１ｓｃｃｍ未満の流量等）を測定することができる。
【０１２８】
測定する流量が低いため、従来のＭＥＭＳコリオリ流量センサのステンレス鋼管の直径部は、製造が困難である。言い換えれば、望ましい質量流量の一部を測定するため、管の内径は、ステンレス鋼管及びより高い流量で典型的に使用されるかなり大きな直径ではなく、典型的には、約数十マイクロメートル（例えば、１０００μｍ、２５０μｍ未満、又は１０〜１００μｍ、３０μｍ等のより小さい直径等）である。更に、１次共振は、剛性比の根を質量によって除算することによって決定される。ステンレス鋼及びシリコン等の半導体材料は、同等の剛性値を有するが、シリコンは、かなり小さい質量を有する。したがって、シリコンは、より高い共振周波数を有する。結果として、シリコン管を使用する質量流量センサは、環境振動による騒音が生じづらい。
【０１２９】
ＭＥＭＳコリオリ流量センサの管は、半導体材料を使用して半導体処理の間に作製される。例えば、管は、所定外形の２分の１を第１の基体及び第２の基体の外表面に所望の管形状でエッチングすることによって形成することができる。所定の外形には、半円、楕円、長方形、「Ｕ」字形状及び／又は他の外形を含んでよい。所定の半分外形をエッチングした後、第１の基体及び第２の基体は、鏡像の半分外形同士が互いに向き合って位置合わせされた状態で、直接接触して配置される。次に、第１の基体及び第２の基体を一緒に接合する。次に、共形堆積方法（ＡＬＤ等）を使用し、薄層を位置合わせした外形部の内側表面上に堆積させ、管を生成することができる。例えば、管は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン二酸化物、シリコン炭化物又は他の半導体材料から作製してよい。その後、管を第１の基体及び第２の基体から取り外す。例えば、第１の基体及び第２の基体の材料は、材料選択的なエッチング方法を使用して溶解又は除去される。
【０１３０】
使用中、ガス又は液体などの流体をＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口に投入する。流体は、入口を通過し、管が振動するとＭＥＭＳコリオリセンサの管の周囲を流れ、出口から出る。測定中、制御器は、作動器を制御し、管を管の共振周波数で振動させ、感知回路によって生成された信号を受信、処理し、信号に基づき流体の質量流量及び密度を正確に計算する。ＭＥＭＳ流量センサは、センサを流れる流体の質量流量及び密度の両方を正確に測定する。これらの測定値は、温度及び圧力とは無関係である。
【０１３１】
いくつかの例では、管は、隣接する入口及び出口を有する「Ｄ」字形状ループ等の湾曲ループを形成する。作動器は、管を管の共振周波数で振動させる。流体を管に導入すると、振動の共振周波数は、管及び管内の流体と関連して慣性が増加するために変化する。振動の共振周波数の変化（ΔｆB）は、流体の密度（ρ）に正比例する、即ち、ΔｆB∝ρである。
【０１３２】
流体が管周囲を進行する際、振動軸から離れて進行する流体は、管の入口付近で振動軸から離れて延在する管の第１の区分上に力を加える。力が逆戻りして流体に加えられると、流体は、管の角運動量に一致する角運動量の増大を受ける。流体が、出口付近で振動軸の方に戻って延在する管の第２の区分を通じて振動軸に向かって逆戻りするにつれて、流体は、角運動量が減少するために第２の区分に力を加える。
【０１３３】
結果として、管の第１の区分は、管の中央部分に対して負の位相偏移を受ける（例えば、第１の区分は遅れを取る）一方で、管の第２の部分は、管の中央部分に対して正の位相偏移を受ける（例えば、第２の区分は、管の中心部分より先に振動する）。第１の部分と第２の部分との間の位相差の度合いは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの管を流れる質量の量又は質量流量に正比例する。
【０１３４】
ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れる流体の質量流量は、下記式（１）に示すように、管の第１の部分と第２の部分との間の位相偏移又は時間のずれに関連し、式中、Ｋuは、管の温度依存剛性であり、Ｋは、形状依存係数であり、ｄは、管の幅であり、τは、時間のずれであり、ωは、発振又は振動周波数であり、Ｉuは、管の慣性である。
【数１】
2021520544.tif 000003
【０１３５】
ＭＥＭＳコリオリ流量センサのΔｆBを調べることによって測定される流体の密度測定値を使用すると、慣性Ｉuを計算することができ、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを進行する流体に対する質量流量の正確な示度をもたらす。結果として、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、密度及び質量流量の両方に対する正確な決定をもたらす。
【０１３６】
いくつかの例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、密度に関連する第１の信号と質量流量に関連する第２の信号とを含む少なくとも２つの信号を制御器に提供する。例えば、一方の信号は、管の発振周波数測定値を含んでよく、もう一方の信号は、位相偏移又は時間のずれの測定値を含んでよい。制御器は、信号を受信し、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを進行する流体の密度及び質量流量を計算する。制御器は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの出口（又は入口）に配置した弁の開放を調節し、流体の流れを所望の流量に調節する。ソレノイド弁、圧電弁及びＭＥＭＳ弁を含む様々な種類の弁が企図される。いくつかの例では、圧電弁は、２０ｍｍ又は１０ｍｍ以下であるわずかな波形率を有し、更に以下で説明するガス箱の弁ブロック内への弁の密なパッケージ化を可能にする。
【０１３７】
様々な種類のＭＥＭＳコリオリ流量センサに関連する追加情報は、「Ｍｉｃｒｏ−ＭＥＭＳ  Ｃｏｒｉｏｌｉｓ  ｆｌｏｗ  ｓｅｎｓｏｒ  ｗｉｔｈ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｒｅａｄｏｕｔ」、Ｊ．Ｈａｎｅｖｅｌｄ、Ｔ．Ｓ．Ｊ．Ｌａｍｍｅｒｉｎｋ、Ｍ．Ｊ．ｄｅ  Ｂｏｅｒ及びＲ．Ｊ．Ｗｉｅｇｅｒｉｎｋ、９７８−１−４２４４−２９７８−３／０９  Ｉ．Ｅ．Ｅ．Ｅ．  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（２００９年）並びに「Ｃｏｒｉｏｌｉｓ  Ｆｌｏｗ、Ｄｅｎｓｉｔｙ  ａｎｄ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ａ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｅａｌｅｄ  ＭＥＭＳ  Ｃｈｉｐ」、Ｄ．Ｓｐａｒｋｓ、Ｒ．Ｓｍｉｔｈ、Ｓ．Ｍａｓｓｏｕｄ−Ａｎｓａｒｉ及びＮ．Ｎａｊａｆｉ、Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｓｅｎｓｏｒ、Ａｃｔｕａｔｏｒ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍｓ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ（２００４年）で見ることができ、これらの全文が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１３８】
次に、図１を参照すると、例示的基板処理システム１２０が図示される。容量結合プラズマ（ＣＣＰ）を使用するエッチング、化学蒸着又は原子層堆積（ＡＬＤ）のための処理室を図示するが、本明細書で説明するＭＥＭＳコリオリを伴うＭＦＣは、あらゆる他の種類の基板処理システム内の流体の質量流量及び／又は密度を感知するために使用することができる。例えば、本明細書で説明する流量センサは、遠隔プラズマ又は誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を使用して、基板処理システム内で使用することができる。更に、基板処理システムは、スピン・チャック、エッチング・システム、堆積システム等、低流量での正確な質量流量制御及び／又は密度測定を必要とするあらゆる他の半導体機器で使用することができる。
【０１３９】
基板処理システム１２０は、処理室１２２を含み、処理室１２２は、基板処理システム１２０の他の構成要素を取り囲み、ＲＦプラズマ（使用する場合）を収容する。基板処理システム１２０は、上側電極１２４と、静電気チャック（ＥＳＣ）１２６又は他の基板支持体とを含む。動作中、基板１２８は、ＥＳＣ１２６上に配置される。
【０１４０】
ほんの例として、上側電極１２４は、処理ガスを導入、分配するシャワーヘッド等のガス分配デバイス１２９を含んでよい。ガス分配デバイス１２９は、処理室の上表面に接続される一端を含む幹部分を含んでよい。基礎部分は、全体に円筒形であり、処理室の上表面から離間する位置で幹部分の反対端部から径方向外側に延在する。シャワーヘッドの基礎部分の基板の方を向く表面又は面板は、複数の穴を含み、複数の穴を通じて、前駆体、反応物、エッチング・ガス、不活性ガス、キャリア・ガス、他の処理ガス又はパージ・ガスが流れる。代替的に、上側電極１２４は、導電性板を含んでよく、処理ガスは、別の様式で導入してよい。
【０１４１】
ＥＳＣ１２６は、下側電極として働く基礎板１３０を含む。基礎板１３０は、セラミック多重区域加熱板に対応し得る加熱板１３２を支持する。熱抵抗層１３４は、加熱板１３２と基礎板１３０との間に配置してよい。基礎板１３０は、基礎板１３０を通じて冷却剤を流す１つ又は複数の通路１３６を含んでよい。
【０１４２】
プラズマを使用する場合、ＲＦ生成システム１４０は、ＲＦ電圧を生成し、上側電極１２４及び下側電極（例えば、ＥＳＣ１２６の基礎板１３０）の一方に出力する。上側電極１２４のもう一方及び基礎板１３０は、ＤＣ接地、ＡＣ接地又は浮動としてよい。単なる例として、ＲＦ生成システム１４０は、ＲＦ電力を生成するＲＦ生成器１４２を含んでよく、ＲＦ電力は、整合・分配ネットワーク１４４によって上側電極１２４又は基礎板１３０に供給される。他の例では、プラズマは、誘導的に又は遠隔で生成してよい。
【０１４３】
ガス送出システム１５０は、１つ又は複数のガス源１５２−１、１５２−２、・・・及び１５２−Ｎ（集合的にガス源１５２）を含み、Ｎは０以上の整数である。ガス源１５２は、弁１５４−１、１５４−２、・・・及び１５４−Ｎ（集合的に弁１５４）及びＭＦＣ１５６−１、１５６−２、・・・及び１５６−Ｎ（集合的にＭＦＣ１５６）によって多岐管１６０に接続される。単一ガス送出システム１５０を図示するが、２つ以上のガス送出システムを使用することができる。
【０１４４】
温度制御器１６３は、加熱板１３２内に配置した複数の熱制御要素（ＴＣＥ）１６４に接続してよい。温度制御器１６３は、複数のＴＣＥ１６４を制御し、ＥＳＣ１２６及び基板１２８の温度を制御するために使用してよい。温度制御器１６３は、冷却剤組立体１６６と通信し、通路１３６を通る冷却剤の流量を制御してよい。例えば、冷却剤組立体１６６は、冷却剤ポンプ、槽及び／又は１つ若しくは複数の温度センサを含んでよい。温度制御器１６３は、冷却剤組立体１６６を動作させ、通路１３６を通じて冷却剤を選択的に流し、ＥＳＣ１２６を冷却する。
【０１４５】
弁１７０及びポンプ１７２は、処理室１２２から反応物を除去するために使用してよい。システム制御器１８０は、基板処理システム１２０の構成要素を制御するために使用してよい。
【０１４６】
次に、図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、ＭＦＣ１５６−１の一例が図示される。図２Ａでは、ＭＦＣ１５６−１は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００と、弁２０４と、制御器２０８とを含む。制御器２０８は、システム制御器１８０又は他のシステム構成要素からの所望の流量信号を受信する。制御器２０８は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００から測定した流量を受信する。制御器２０８は、測定した流量に基づき弁２０４の位置を調節し、所望の質量流量をもたらす。いくつかの例では、制御器２０８は、比例・積分・微分（ＰＩＤ）ベースの制御を使用する。
【０１４７】
図２Ｂでは、組み付けブロック２４２の上側表面２４０に取り付けた、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の底表面２３８を図示する。組み付けブロック２４２内に形成した内部通路２５４は、流体をＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の入口２５０に送出する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の出口（図示せず）は、別の内部通路（図示せず）に接続される。いくつかの例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の底表面２３８は、接合材料を使用して組み付けブロック２４２の上側表面２４０に接合される。いくつかの例では、接合材料は、シリコン（Ｓｉ）、シリコン二酸化物（ＳｉＯ2）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、ホウケイ酸ガラス、ガラス・フリット、石英及び／又は金属を含む。いくつかの例では、組み付けブロック２４２は、鉄鋼、セラミック、ガラス又は半導体材料等の材料から作製される。
【０１４８】
図２Ｃでは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００をさらに詳細に示す。いくつかの例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の加速度、移動、振動、向き又は状態を測定する加速度計２５６を含む。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の様々な場所又は区域に対する局所的な加熱を実施する、抵抗加熱器等の１つ又は複数の加熱器２５８を更に含んでよい。
【０１４９】
ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００は、入口２６０を画定する半導体基板２０１を含み、入口２６０は、内部通路２６２によって接続される。管２６４は、半導体基板２０１から延在し、半導体材料製である。管２６４の出口は、内部通路２６８によってＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の出口管２７０に接続される。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００は、複数の外部パッド又は接点２７２を更に含み、複数の外部パッド又は節点２７２は、ボンド・ワイヤ、ピン、導体及び／若しくはＰＣＢトレース（全て図示せず）又は他の種類の接続を使用してＭＦＣ制御回路２８０に接続される。
【０１５０】
ＭＦＣ制御回路２８０は、アクチュエータ回路２８４と読出し回路２８８とを含む。アクチュエータ回路２８４は、出力信号を生成し、管２６４の共振周波数で管２６４を振動させる。例えば、アクチュエータ回路２８４は、管２６４を振動させる静電力を生成する。読出し回路２８８は、管２６４の移動及び／若しくは捻じれ、管２６４の共振周波数の変化並びに／又は位相偏移若しくは時間のずれを感知する感知回路２７４に接続される。いくつかの例では、感知回路２７４は、静電容量式感知回路を含む。ＭＦＣ制御回路２８０は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００上に位置する１つ又は複数の加熱器２５８を駆動する加熱器駆動回路２９０を更に含んでよい。温度センサ（図１２Ａ）は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ及び／又はその中を流れるガスの温度を感知するように、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００内に配置してよい。
【０１５１】
次に、図３を参照すると、絶対流検証（ＡＦＶ）３００を伴うＭＦＣ１５６−１の別の例が図示される。ＭＦＣ１５６−１は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００と、弁２０４と、制御器２０８とを含む。ＡＦＶ３００は、高精度オリフィス３２０と圧力センサ３２４とを更に含む。高精度オリフィス３２０は、オリフィスが所定の既知のサイズ及び形状であって、閉塞していない場合、「高精度」とみなされる。圧力センサ３２４は、高精度オリフィスをチョーク流条件で動作させる際に高精度オリフィス３２０から上流の圧力を感知する。チョーク流条件は、ガスが音速で高精度オリフィスを出る際に生じる。
【０１５２】
システム制御器２０８は、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）３２８を更に含むか、又はガス及び上流圧力の関数として流量を計算する数学的関係を使用する。ＬＵＴ３２８は、（チョーク流条件で動作する際の）高精度オリフィスの入口における圧力と流量との間の関係を保存する。ＬＵＴ表３２８には、ＭＦＣ１５６−１を流れ、ＭＦＣ１５６−１によって測定されるガス種によって更にアクセスすることができる。
【０１５３】
制御器２０８は、システム制御器１８０又は他のシステム構成要素からの所望の流量信号を受信する。制御器２０８は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００から測定した流量を受信する。制御器２０８は、測定した流量に基づき弁２０４の位置を調節し、所望の質量流量をもたらす。
【０１５４】
ＡＦＶの間、制御器２０８は、圧力センサ３２４から圧力測定値を受信する。制御器２０８が送出ガスを既知の場合、制御器２０８は、ＬＵＴ３２８にアクセスし、上流圧力に基づき流量を決定する。制御器２０８は、所望の質量流量と、ＡＦＶ流量とを比較し、流量誤差を生成する。いくつかの例では、流量誤差は、（ＭＦＣが測定した流量からＡＦＶが測定した流量を引いた差）／ＭＦＣが測定した流量を決定することによって計算される。いくつかの例では、制御器２０８は、流量誤差に基づきＭＦＣ１５６−１の動作を調節する。ＡＦＶに関係する更なる詳細は、同一出願人による、米国特許第７，８２２，５７０号、２０１０年１０月２６日発行、名称「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇ  Ａｃｔｕａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ」で見出すことができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０１５５】
次に図４を参照すると、図３のシステムを使用して絶対流検証（ＡＦＶ）を実施する方法が図示される。４０２において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れるガスの質量流量をＭＥＭＳコリオリ流量センサを使用して測定する。４０６において、ガスは、チョーク流条件で動作する高精度オリフィスを流れる。いくつかの例では、弁は、ＡＦＶが望ましい場合に流れを迂回させるために使用することができる。４１０において、高精度オリフィスから上流の圧力を圧力センサを使用して測定する。４１４において、測定した圧力及び流れているガスに基づき流量を決定する。４１６において、流量誤差を決定する。いくつかの例では、流量誤差は、（ＭＥＭＳコリオリ流量センサが測定した流量からＡＦＶが測定した流量を引いた差）をＭＥＭＳコリオリ流量センサが測定した流量によって除算した比率である。４１８において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの質量流量を流量誤差に基づき調節する。例えば、流量が＋５％の誤差を有する場合、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、示度を−５％調節する。いくつかの例では、ＡＦＶ測定は、通常動作の間、ガスを迂回させる間、又は較正手順の間に実施することができる。
【０１５６】
次に、図５を参照すると、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを有する多重ＭＦＣを含むガス送出システム５００が図示される。典型的なガス箱は、処理室に選択的に送出される多数のガス源を含んでよい。例えば、いくつかのガス箱は、送出し得る１６種若しくは２２種の異なるガス源及び／又はガス混合物を含む。しかし、典型的には、レシピは、一度に６種以下のガスを使用する。いくつかの例では、６種のガス群を使用するが、更なる又はより少ないガス群を使用することができる。本開示によれば、ガス箱内のガス源は、それぞれが同様又は適合性のある種のガスを有する複数のガス群に分類される。例えば、２つ以上の反応性ガスは、ガス群ごとに供給される。多数の不活性ガスは、単一ＭＦＣ群を使用して供給するか又はいくつかのＭＦＣ群にわたり分布させることができる。例えば、窒素分子（Ｎ2）、六フッ化硫黄（ＳＦ6）、テトラフルオロメタン（ＣＦ4）及びアルゴン（Ａｒ）を１つのＭＦＣ群内で供給することができる。複数のガスをガス群に構成することは、使用される用途及び特定のガスによって決まる。各ガス群から１種のガスを単一ＭＦＣを使用して送出する。了解されるように、ガス箱の費用は、配管がより少なく、ガス源対ＭＦＣのより高い比率（≧２：１）（例えば、１つのＭＦＣに対して１つより少ないガス源）のために著しく低減する。
【０１５７】
図５において、ガス送出システム５００は、複数のガス群５０２−１、５０２−２、・・・５０２−Ｑ（集合的にガス群５０２）を含む（Ｑは、２以上）。ガス群５０２−１は、ガス源５１２−１１、５１２−１２、・・・及び５１２−１Ｍ（集合的にガス源５１２−１）を含む（Ｍは２以上の整数である）。ガス源５１２−１のそれぞれは、弁５１４−１１、５１４−１２、・・・及び５１４−１Ｍ（集合的に弁５１４−１）に出力される。弁５１４−１は、ガスをオン、オフするために使用される。弁５１４−１の全ての出力は、ガス節点で複合され、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００−１の入口に供給される。制御器２０８−１は、弁５１４−１を使用して所与の時間で出力すべきガスを選択し、選択したガスの流量を測定し、対応する弁２０４−１を制御し、質量流量を所望の値に調節する。
【０１５８】
ガス群５０２−２は、ガス源５１２−２１、５１２−２２、・・・及び５１２−２Ｐ（集合的にガス源５１２−２）を含む（Ｐは２以上の整数であり、Ｐ＝Ｍ又はＰ＜＞Ｍである）。ガス源５１２−２のそれぞれは、弁５１４−２１、５１４−２２、・・・及び５１４−２Ｐ（集合的に弁５１４−２）に出力される。弁５１４−２の全ての出力は合わせられて、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００−２に供給される。制御器２０８−２は、弁５１４−２を使用して所与の時間で出力すべきガスを選択し、選択したガスの流量を測定し、弁２０４−２を制御し、流量を所望の値に調節する。
【０１５９】
同様に、ガス群５０２−Ｑは、ガス源５１２−Ｑ１、５１２−Ｑ２、・・・及び５１２−ＱＲ（集合的にガス源５１２−Ｑ）を含む（Ｒは２以上の整数であり、Ｑ＝Ｐ又はＱ＜＞Ｐである）。ガス源５１２−Ｑのそれぞれは、弁５１４−Ｑ１、５１４−Ｑ２、・・・及び５１４−ＱＲ（集合的に弁５１４−Ｑ）に出力される。弁５１４−Ｑの全ての出力は、複合され、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００−Ｑに供給される。制御器２０８−Ｑは、所与の時間で出力すべきガスを選択し、選択したガスの流量を測定し、弁２０４−Ｑを制御し、流量を所望の値に調節する。
【０１６０】
いくつかの例では、ゼロ又は１つのガスをガス群５０２−１、・・・及び５０２−Ｑのそれぞれから選択する。他の例では、２つのガスは、ガス群５０２−１、・・・及び５０２−Ｑのそれぞれから選択し、測定前に節点で混合する。ガス群５０２−１、・・・及び５０２−Ｑのそれぞれの出力は、多岐管１６０に送出され、処理ガス混合物を生成する。了解されるように、ガス箱の費用は、（質量流量測定前にガス流路を組み合わせるため）ＭＦＣがより少なく、複雑な配管がより少ないために著しく低減することができる。
【０１６１】
次に、図６を参照すると、ＭＥＭ  ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含む多重ＭＦＣを含むガス送出システム６００が図示される。ガス送出システム６００は、高精度オリフィス６１０−１、６１０−２及び６１０−Ｑ（集合的に高精度オリフィス６１０）と、高精度オリフィス６１０から上流に位置する圧力センサ６２０−１、６２０−２、・・・及び６２０−Ｑ（集合的に圧力センサ６２０）とを更に含む。制御器２０８−１、２０８−２、・・・及び２０８−Ｑのそれぞれは、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）６３０−１、６３０−２、・・・及び６３０−Ｑ又は数式を実施するモジュールを含む。了解されるように、制御器２０８−１、２０８−２、・・・及び２０８−Ｑは、所望の質量流量、測定した質量流量、及びＡＦＶを使用して計算した流量誤差に基づき弁を制御する。
【０１６２】
次に、図７を参照すると、介挿体ブロックを含む多重ＭＦＣ７００が図示される。多重ＭＦＣ７００は、それぞれが多重ＭＦＣのためのＴ個の群の入口管７０４−１、７０４−２、・・・７０４−Ｔ（集合的に入口管７０４）と、出口管７０６−１、７０６−２、・・・７０６−Ｔ（集合的に出口管７０６）とを含む（Ｔは２以上の整数である）。入口管７０４−１及び対応する出口管７０６−１の群は、弁ブロック７１２に接続される。いくつかの例では、弁ブロック７１２は、ステンレス鋼、セラミック又は他の材料から作製される。
【０１６３】
弁ブロック７１２内に画定される内部通路７１６は、入口管７０４の群の各管を対応する弁７１８の入口に接続する。弁７１８は、対応するガス又はガス混合物のためのオン／オフ弁として動作する。入口管７０４の群のそれぞれに対する弁７１８の出口は、内部通路７２０によって共通節点又は接合部７２４に接続され、共通節点又は接合部７２４は、以下で更に説明する弁ブロック７１２内又は介挿体ブロック７２５内に配置し得る。
【０１６４】
内部通路７２０は、節点又は接合部７２４で接続し、次に、介挿体ブロック７２５内の内部通路７２６を通じて複数のＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６の１つの入口７３０に流れる。いくつかの例では、弁ブロック７１２は、上記した方法を使用して介挿体ブロック７２５に接合される。いくつかの例では、「Ｃ」字封止体を使用し、弁ブロック７１２と介挿体ブロック７２５との間に封止をもたらす。
【０１６５】
介挿体ブロック７２５内の内部通路７３７は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６の出口７３２に接続される。弁ブロック７１２内の内部通路７３８は、内部通路７３７を弁７３９−１、７３９−２、・・・及び７３９−Ｔ（集合的に弁７３９）の入口に接続する。弁７３９は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６を通るガスの流量を制御する制御器によって使用される可変弁である。弁ブロック７１２内の内部通路７４０は、出口管７０６に接続される。
【０１６６】
いくつかの例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６の全ては、１つのダイに統合される。他の例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、ダイスにされ、個々にパッケージ化される。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６上のパッド若しくは端子７４２は、（パッド若しくは端子７４２にはんだ付けしてよい）ボンド・ワイヤ７４４によって接続される及び／又は１つ又は複数の接続器７４６によってプリント回路板（ＰＣＢ）７５０のトレース（図示せず）に接続される。１つ又は複数の制御回路７５４は、ＰＣＢ７５０に接続される。いくつかの例では、制御回路７５４は、それぞれがプロセッサとメモリと制御プログラムとを含む１つ又は複数の集積回路を含む。
【０１６７】
次に、図８Ａから図８Ｃを参照すると、多重ＭＦＣ８００の別の例が示される。図７では、７０４−１等の入口管の群は、７０６−１等の対応する出口管に隣接して配置される。しかし、図８Ａでは、入口管７０４−１、・・・及び７０４−Ｔの群は、（図８Ａでは左に）隣り合わせに配置され、７０６−１、・・・及び７０６−Ｔ等の出口管は、（図８Ａでは右に）互いに隣接して配置される。図７の介挿体ブロック７２５は、ガスを単層で送る一方で、図８Ａの介挿体ブロック８２５は、複数のガスを送る層と相互接続ビアとを含む。図８Ａでは介挿体ブロック８２５は２つの層を含むが、更なる層を使用することができる。
【０１６８】
図８Ｂ及び図８Ｃでは、介挿体ブロック８２５は、ビア８３０を含み、ビア８３０は、ガスを７０４−１等の入口管から介挿体ブロック８２５の下側層（図８Ｂ及び図８Ｃの８４８又は８７０）内の内部通路８５０、８６０及び８６２に向ける。ビア８３４は、ガスを介挿体ブロック８２５の下側層８４８又は８７０内の内部通路８５０、８６０及び８６２からＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６の１つの入口７３０に戻す。内部通路８３５は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６のそれぞれの出口７３２を対応する出口管７０６に接続する。
【０１６９】
図８Ｃからわかるように、内部通路８５０、８６０及び８６２の長さは、弁７１８からＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６の入口７３０への距離を均等にするように変更することができる。同様に、弁７１８の位置は、必要に応じて流路の長さを更に均等にするため、弁ブロック７１２内で（例えば、図８Ａでは上下に）変更することができる。
【０１７０】
次に、図９Ａから図９Ｃを参照すると、介挿体ブロック９３０を含むＭＦＣ９００の別の例が示される。上述の例は２：１以上の比率を有するＭＦＣの多重化を示すが、各ガス源をＭＦＣに関連付けた状態で１：１の比率を使用してよい。図９Ａでは、入口管９０４は、弁ブロック９１２内の内部通路９０６によって弁９０８に接続される。弁９０８の出口は、内部通路９１０によって介挿体ブロック９３０の内部通路９２４の入口に結合される。内部通路９２４は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６の入口に接続される。
【０１７１】
図９Ｂでは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６の出口７３２は、ビア９３６によって介挿体ブロック９３０の下側層９４０内の内部通路９４２に接続される。ビア９４４は、下側層９４０から弁ブロック９１２の内部通路９４８に内部通路９４２を接続する。内部通路９４８は、弁９５０の入口に接続される。弁９５０の出口は、弁ブロック９１２内の内部通路９５２によって出口管９５４に接続される。他の入口管は、隣接する出口管に同様に接続される。
【０１７２】
図９Ｃでは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ７３６の出口は、ビア９３６によって介挿体ブロック９３０の下側層９６０内の内部通路９６２に接続される。了解されるように、上述の例の内部通路はＸ−Ｙ方向で直線接続を画定するが、内部通路は、９６２に図示するように、いくつかの対角経路を有することもできる。ビア９４４は、弁ブロック９１２の内部通路９４８に内部通路９６２を接続する。
【０１７３】
図１０を参照すると、ガスを注入するか又はガスを短い間隔（例えば、１０秒、５秒、２秒又は１秒未満）でパルス化する更なるガス送出システム１０１０を含む基板処理システム１０００が示され、ガス送出システム１０１０は、処理室に直に隣接する。例えば、更なるガス送出システム１０１０は、処理室の所定の距離ｄ内に出口を有する弁を使用してパルス化したガスを送出する。いくつかの例では、距離ｄは、１０インチ未満である。他の例では、距離ｄは、５〜６インチ未満である。
【０１７４】
原子層堆積（ＡＬＤ）及び原子層エッチング（ＡＬＥ）等の用途では、ガスは、超短期間の間、迅速にパルス化され、単層膜回りに堆積又はエッチングされる。多岐管１６０から処理室１２へのガスの移送時間は、比較的長いことがある。例えば、移送距離は、多岐管１６２からガス分配デバイス１２９（シャワーヘッド等）まで約１０フィートとなることがある。この問題を軽減するため、いくつかの基板処理システムは、弁１０２２を多岐管１６０の後、処理室１２２の次に配置し、多岐管１６０の出口と処理室付近の送出場所との間にガスを捕捉するようにする。パルス継続時間が極めて短いと、移送距離は著しく低減するはずである。
【０１７５】
更なるガス送出システム１０１０は、ガス源１０３０と、弁１０４０と、ＭＦＣ１０５０とを含み、ＭＦＣ１０５０は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ（ＭＣＦＳ）１０６０と弁１０７０とを含む。弁１０７０の出口は、処理室から所定距離ｄ内に位置する。了解されるように、移送距離が低減されると、パルス化ガスを送出する間の応答時間を著しく改善する。いくつかの例では、更なるガス送出システム１０１０がパルス化ガスの送出のために使用される場合、弁１０２０を省いてよい。単一パルス化ガスを送出する単一ガス路が図示されるが、同様の構造及び異なるガスを有する更なるガス源及びガス路を設けてよい。いくつかの例では、ＭＦＣは、上記のように、複数のパルス化ガス源のために多重化することができる。いくつかの例では、ＡＦＶは、上記したパルス化ガスの流れを検証するために使用してもよい。いくつかの例では、酸素分子（Ｏ2）を供給するが、他のガスを使用してよい。
【０１７６】
次に、図１１Ａを参照すると、システム１１００は、加速制御回路１１２４を有するＭＦＣ制御回路１１２０を含み、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１１１０の加速度計１１１４が検出した加速、振動、向き、状態又は他のパラメータ若しくは条件に基づき動作を調節するようにする。加速又は振動の測定値は、向き若しくは状態の検出及び／又は環境振動の検出を含め、様々な様式で使用することができる。例えば、管の振動は、管を共振周波数で振動させる前に測定し、基準線振動を決定することができる。次に、管を共振周波数で振動させ、基準線振動を減算するか、又は補償を実施し、基準線振動の影響を軽減する。
【０１７７】
次に、図１１Ｂ及び図１１Ｃを参照すると、図１１Ａの加速制御回路を動作させる方法の例が図示される。図１１Ｂでは、加速度計１１１４が検出した振動が所定の振動閾値を超えた際にエラー通知を生成するか、又は補償を実施する方法１１４０を図示する。いくつかの例では、振動閾値は、振動の周波数に対応する、及び／又は他の例では、所定の振動閾値は、振動の大きさに対応する。１１４２において、方法は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動を検出する。１１４４において、方法は、検出した振動周波数及び／又は大きさが所定の閾値を超えるかどうかを決定する。１１４４に当てはまる場合、加速度制御回路１１２４は、エラー通知を生成するか又はＭＦＣの動作を変更する。
【０１７８】
図１１Ｃにおいて、別の方法１１６０は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの向き、状態、加速又は他の条件を検出し、これらに基づき較正を選択する。いくつかの例では、加速度計１１１４は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１１１０の向き又は状態を検出するために使用される。他の例では、他のセンサは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１１１０のパラメータを感知し、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１１１０の状態を決定し、較正を選択する。
【０１７９】
１１６２において、方法は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの向き、加速、状態又は他の条件を検出する。１１６４において、方法は、センサが第１の状態又は向きにあるかどうかを決定する。いくつかの例では、第１の状態は、第１の向き、状態、加速、振動又は他の条件に対応する。いくつかの例では、第１の状態は、第１の所定の範囲の値を含んでよい。センサが第１の状態にある場合、制御器は、第１の較正式又はルックアップテーブルを使用する、並びに／又は１１６８において式の重み及び／若しくは係数を調節する。１１６４に当てはまらない場合、方法は、センサが第２の状態にあるかどうかを決定する。いくつかの例では、第２の状態は、第２の所定の範囲の値を含んでよい。センサが第２の状態にある場合、１１７４において、制御器は、第２の較正式又はルックアップテーブルを使用する、並びに／又は式の重み及び／若しくは係数を調節する。更なる状態（１１７２及び１１７４並びに／又は１１７８及び１１８０のそれぞれに示すＮ−１及びＮ）を較正することができる。１１７０で決定されるように、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの状態が変化した場合、１１６２に戻ることによって較正を繰り返すことができる。
【０１８０】
単なる例として、第１の状態又は向きは、管が地面に平行な平面に向き、入口及び出口が管の底表面上に位置することに対応してよく、第２の状態又は向きは、管が地面に平行な平面に直交してよく、他の状態又は向きは、これらの間の向きに対応してよい。了解されるように、管を地面に直交して配置すると、重力、浮力及び／又は他の作用が管の振動に影響を与え、補償を必要とすることがある。他の例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの動作は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサが選択した向き又は状態にある場合にのみ可能である。
【０１８１】
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すると、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０の温度を制御するシステム１２００が図示される。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０の加熱を図示するが、整備の後、水溶液が生じさせる腐食を防止するように内部通路及びブロックの加熱も実施してよい。塩素（Ｃｌ）種及び臭化水素（Ｈｂｒ）等の一部のガスは、水溶液形態である場合に腐食を生じさせることがある。周囲空気中の水は、これらの種と結合し、水溶液を生成することがある。
【０１８２】
したがって、いくつかの例では、整備中又は整備後、ＭＦＣ及び／又は付近の流路に対して摂氏２００度等の所定の温度までの加熱を所定期間実施し、腐食を防止する。いくつかの例では、加熱手順の後、不活性ガスを使用して処理室及び供給管路の浄化を実施する。いくつかの例では、管路の加熱は、処理室の内部構成要素が周囲に露出されることがある室の開放、ガス管路の開放及び／又はボトルの交換等の整備手順後に実施される。
【０１８３】
図１２Ａでは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０は、加熱器１２１４と温度センサ１２１６とを含む。いくつかの例では、加熱器１２１４は、抵抗加熱器を含む。ＭＦＣ制御回路１２２０は、加熱器制御回路１２２４を含む。加熱器制御回路１２２４は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０の温度及び／又はＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０を流れるガスの温度に対応する温度測定値を受信する。加熱器制御回路１２２４は、測定した温度と、１つ又は複数の所定の温度閾値とを比較する。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０の温度及び／又はＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０を流れるガスの温度が所定の閾値を下回った場合、加熱器制御回路１２２４は、電力を加熱器１２１４に供給し、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０の温度及び／又はＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０を流れるガスの温度を上昇させる。いくつかの例では、適用する所定の温度閾値は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０を流れるガス種に基づき選択される。他の例では、適用する所定の温度閾値は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ１２１０を流れるガス種とは無関係である。
【０１８４】
図１２Ｂでは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ内に配置される加熱器を制御する方法１２４０を図示する。１２４２において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ又はＭＥＭＳコリオリ流量センサを流れるガスの温度を検出する。１２４４において、温度を所定の閾値と比較する。１２４４で決定されるように、温度が所定の閾値よりも小さい場合、１２４８において加熱器を使用して温度を調節する。いくつかの例では、ヒステリシスを使用し、制御回路が加熱器を急激にオン・オフしないようにすることができる。言い換えれば、加熱器は、測定した温度が、所定の温度閾値を下回る所定のデルタ温度に落ちた際に作動する。
【０１８５】
次に、図１３を参照すると、方法１３１０は、ガス供給弁が、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の振動の変化に基づき正確に開放又は閉鎖されているかどうかを検出するものである（振動の変化は、加速度計２５６を使用して検出される）。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の振動は、大部分は、動作中に弁が開放され、ガスが流れている間の共振周波数での管の振動によるものである。したがって、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の振動の変化（及びいくつかの例では対応する動作状態の変化）を使用し、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の動作を診断することができる。
【０１８６】
図１３に示す方法は、弁閉鎖／開放の移行に関連するが、同様の手法を弁開放／閉鎖の移行で使用することができる。１３２０において、弁を開放する前にＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動を検出する。１３２４において、方法は、弁が開放されているかどうかを決定する。１３２８において、弁を開放した後にＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動を検出する。振動の測定には、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動周波数及び／又は大きさの標本化を含んでよい。弁は閉鎖状態から開放状態に移行しているはずであるため、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動は、この状態移行の間に増大するはずである。変化が検出されない場合、弁に対する更なる診断を実施してよい、及び／又は処理室を整備のために遮断してよい。例えば、振動のレベルが依然として変化しない場合、弁は既に開放されているか、又は弁は開放されていないかのいずれかである。
【０１８７】
１３３２において、弁が閉鎖されているはずの間、及び弁を開放したはずの後、振動測定値の間で１つ又は複数の差を生成する。１３３６において、方法は、１つ又は複数の差が、１つ又は複数の対応する閾値以下であるかどうかを決定する。代替的に、開放命令前及び／又は開放命令後の振動レベルを、１つ又は複数の所定の値又は範囲と直接比較することができる。例えば、開放命令後の振動レベルを、開放弁に対応する所定の値又は範囲と比較し、弁が実際に開放されているかどうかを決定することができる。例えば、開放命令前の振動レベルを、閉鎖弁に対応する所定の値又は範囲と比較し、弁が実際に閉鎖されているかどうかを決定することができる。
【０１８８】
１３３６に当てはまる場合、方法は、１３３８において、エラー通知を生成する。いくつかの例では、対応する弁は、任意で閉鎖する、及び／又は処理室を整備のために遮断する。了解されるように、同様の手法を使用し、弁が開放状態から閉鎖状態に移行する際に弁の動作を診断してよい。言い換えれば、振動は、開放状態から閉鎖状態への移行の前後で検出してよい。振動は、開放／閉鎖の移行後に減少するはずである。（開放／閉鎖の移行及び閾値との比較の前後で）差が生成されるか、又は開放／閉鎖の移行の前後で対応する振動レベルのいずれかを１つ又は複数の所定の閾値又は範囲と比較する。
【０１８９】
次に、図１４を参照すると、別の方法１４１０は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動の感知に基づき、弁が閉鎖しているかどうかを検出することによって弁の動作を診断する。より詳細には、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動レベルは、弁が閉鎖している間、比較的一定のままである。弁が閉鎖している間のＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動の変化は、弁の誤動作を示すことがある。現在の振動レベルは、１つ若しくは複数の所定の閾値若しくは範囲、及び／又は弁を閉鎖状態に命令した場合、１つ若しくは複数の以前の間隔と比較することができる。
【０１９０】
１４２４において、方法は、下流弁が閉鎖されているかどうかを決定する。１４２８において、周期的間隔又はイベント・ベースでＭＥＭＳコリオリ流量センサの振動を検出する。１４３２において、弁を閉鎖している間の２つ以上の間隔（例えば、現在の間隔と以前の間隔）での振動レベルの間の２つ又は複数の差を生成する。例えば、現在の間隔に対する振動を検出し、所定の振動閾値及び／又は（弁が閉鎖していた場合）１つ若しくは複数の以前の間隔の間の振動レベルと比較する。１４３６において、方法は、差が閾値よりも小さいかどうかを決定する。代替的に、方法は、現在の間隔の振動と、所定の振動閾値又は範囲とを比較し、現在の間隔の振動が所定の閾値を超える（又は所定の範囲外である）場合、１４３６に進む。１４３６に当てはまる場合、方法は１４２４に戻る。１４３６に当てはまらない場合、方法はエラー通知を生成する１４３８。いくつかの例では、通知に応じて処理室を遮断することができる。了解されるように、振動の変化を使用し、弁の異常動作を検出することができる。
【０１９１】
次に、図１５を参照すると、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを有するＭＥＭＳベースのＭＦＣは、プラズマ生成による高ＲＦ信号、ペデスタル電圧ＲＦバイアス電圧、基板支持体内の加熱器のための温度制御信号、及び／又は他の制御若しくはバイアス信号に露出されることが多い環境内に位置する。比較的わずかな流量を測定するため、制御器に関連付けられる電子機器は、高感度で、かなり正確である必要があり、環境干渉によって悪影響を及ぼされることがある。したがって、ＲＦ遮蔽体１５１０をＭＦＣ１５６−１の周囲に配置し、環境干渉を低減する。いくつかの例では、ＲＦ遮蔽体１５１０は、ファラデー・ケージ、金属筐体、ワイヤ・メッシュ、又は別の基準電位に接地若しくは接続される他のＲＦ遮蔽体を含む。ＲＦ遮蔽体１５１０を使用すると、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の動作時のＲＦノイズの影響を低減することができる。
【０１９２】
次に、図１６Ａ〜図１６Ｂを参照すると、管の共振周波数を監視し、動作の変動及び／又は摩耗を検出し得る。いくつかの例では、管の共振周波数は、管の振動の大きさに基づき決定してよい。管の振動の大きさは、管の共振周波数で増大する傾向がある。代替的に、加速度計を使用し、振動の増大を検出することができる。この例では、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、ＭＦＣ制御回路２８０に管の共振周波数及び／又は共振周波数に比例する（若しくは別様に関連する）他のデータを報告する。本開示によるＭＥＭＳコリオリ流量センサは、ＭＦＣ制御回路２８０内の共振周波数監視モジュールに共振周波数を出力する。ＭＦＣ制御回路２８０は、管の共振周波数を監視し、管の共振周波数に基づき、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の動作を診断する。例えば、共振周波数の変化は、管の剛性が経時的に変化するにつれて生じることがある。管の剛性の変化は、共振周波数監視モジュールによって使用し、整備又は交換を開始することができる。他の例では、共振周波数監視モジュールは、管（及びＭＥＭＳコリオリ流量センサ）の整備又は交換を必要とする将来の日付を推定する。
【０１９３】
図１６Ａでは、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００は、制御器１６１０を更に含み、制御器１６１０は、管２６４の共振周波数を監視し、他の制御機能を実施する。いくつかの例では、ＭＦＣ制御回路２８０は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００から管２６４の共振周波数を受信する。いくつかの例では、ＭＦＣ制御回路２８０は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００から受信した他のデータに基づき、共振周波数を決定又は計算する。ＭＦＣ制御回路２８０は、共振周波数監視モジュール１６２０を更に含む。制御器１６１０は、管２６４の共振周波数（又は他の関連データ）をＭＦＣ制御回路２８０に周期的に報告する。共振周波数監視モジュール１６２０は、管の共振周波数を経時的に監視する。
【０１９４】
図１６Ｂにおいて、管２６４の共振周波数を監視する方法１６３０を図示する。１６３２において、管２６４の共振周波数をＭＥＭＳコリオリ流量センサから受信する。１６３６において、共振周波数と１つ又は複数の共振周波数閾値とを比較する。１６４０において、共振周波数の値を経時的に監視することによって弁及び／又はＭＦＣの動作に関係する詳細を決定することができる。例えば、この比較を使用し、任意で、ＭＦＣの動作を変更するか又は質量流量計算（若しくは他の値の計算）の補償を可能にしてよい。
【０１９５】
図１７では、共振管２６４に対する駆動信号の出力に基づき、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の性能を監視する方法１７１０を図示する。管の剛性が経時的に減少するにつれて、駆動信号は減少することがある。したがって、駆動信号の変化は、管の剛性に相関することがある。１７１４において、管２６４を振動させて管を共振させるために出力される駆動信号は、イベント・ベース又は周期的に監視される。１７１８において、現在の駆動信号を１つ又は複数の以前の駆動信号と比較する。１７２４において、方法は、差を所定の閾値と比較する。代替的に、駆動信号を所定の閾値又は範囲と比較してよい。
【０１９６】
１７２８において、管２６４の推定剛性は、任意で計算される。１７３０において、管の経時的な剛性の変化に基づき、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の寿命を推定する。１７３２において、推定剛性を閾値と比較する。剛性が閾値よりも大きい場合、方法は１７１４に戻る。剛性が閾値よりも小さい場合、方法は、１７３６において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ（及び／若しくはＭＦＣ）を交換する通知を生成する、又はＭＦＣを交換する準備の可能性がある将来の日付の推定をもたらす。
【０１９７】
次に、図１８Ａ〜図１８Ｃを参照すると、上流圧力を監視し、ＭＦＣに入るガスの凝縮を防止することができる。ガスの圧力がガスの蒸気圧を超えると、ガスは凝縮して液体になる。ガス管内の液体は、欠陥を生じさせ、除去が非常に困難である。したがって、影響を受けた構成要素は、通常交換されるが、費用及び遮断時間を増大させる。
【０１９８】
ＭＦＣの入口での圧力が所定の圧力よりも大きい（この圧力を上回ると凝縮が生じやすい）場合、バイパス路を使用し、ＭＦＣをバイパスし、入口での圧力を凝縮圧力よりも下に下げることができる。了解されるように、ＭＦＣの制御器は、（バイパス路が開放されている際）バイパス路の質量流量を考慮し、送出される合計質量流量を決定する。
【０１９９】
図１８Ａでは、ＭＦＣ１８００は、入口圧力を監視するため、弁２０４の上流に配置される圧力センサ１８２０を更に含む。圧力センサ１８２４は、バイパス路を通る質量流量を決定するため、弁１５４−１の下流に配置してよい。いくつかの例では、弁２０４は、可変弁、圧電弁又は他の種類の弁を含む。図１８Ｂでは、ＭＦＣ１８４０は、弁２０４と制限オリフィス１８４４とを含む。いくつかの例では、弁２０４は、オン／オフ弁を含んでよく、制限オリフィス１８４４は、高精度オリフィスを含む。
【０２００】
次に、図１８Ｃを参照すると、凝縮を防止するため、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣの上流圧力を監視する方法１８５０が図示される。１８５４において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサは、最初に、バイパス弁を閉鎖した状態で動作させる。ＭＥＭＳコリオリ流量センサによって質量流量を計算する。１８５８において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口圧力を監視する。１８６２において、方法は、上流圧力Ｐ１が所定の圧力閾値よりも大きいかどうかを決定する。１８６２に当てはまらない場合、方法は１８５４に戻る。１８６２に当てはまる場合、方法は１８６６に続き、バイパス弁の開放を調節し、流れを迂回させ、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口圧力を圧力閾値よりも低く低減させる。１８７０において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの質量流量、弁の位置、上流圧力及び／又は下流圧力に基づき、（バイパス弁を使用する際の）合計質量流量を計算する。結果として、低い蒸気圧のガスで、凝縮を生じさせずにシステムを使用することができる。
【０２０１】
次に、図１９を参照すると、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを有するＭＥＭＳベースのＭＦＣによって液体流体を送出することもできる。液体送出システム１９００は、弁１９２４を介してＭＦＣ１９２８の入口に液体を送出する液体源１９２０を含み、ＭＦＣ１９２８は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含む。ＭＦＣ１９２８の出口は、液体を気化させる気化器１９３２に供給される。気化器１９３２は、典型的には、加熱要素（図示せず）を含む。気化器１９３２に供給される液体は、加熱要素と接触し、気化される。
【０２０２】
次に、図２０Ａを参照すると、ＭＦＣ２０００は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００を含む。ＭＦＣ制御回路２８０は、圧縮率計算モジュール２０１０を更に含む。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の入口２６０の第１の温度センサ２０１４と、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の出口２７０の第２の温度センサ２０１６とを更に含む。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００は、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の入口２６０の第１の圧力センサ２０２０と、ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００の出口２７０の第２の圧力センサ２０２２とを更に含む。ＭＥＭＳコリオリ流量センサ２００は、入口及び出口で測定した温度及び圧力をＭＦＣ制御回路２８０に報告する。ＭＦＣ制御回路２８０は、ガスの状態式を使用して、管２６４を流れるガスのΔＴ及びΔＰ並びに圧縮率（Ｚ）を計算する。
【０２０３】
図２０Ｂから２０Ｄでは、ＭＦＣ２０００が計算する圧縮率を使用する様々な例が図示される。図２０Ｂでは、ガス送出システム２０４０が図示される。ＭＦＣ２０００のＭＦＣ制御回路２８０は、測定した圧縮率を上流流量制御デバイス２０５０及び／又は下流流量制御デバイス２０６０に出力する。図２０Ｃでは、ガス送出システム２０７０が図示される。ＭＦＣ２０００のＭＦＣ制御回路２８０は、測定した圧縮率を制御器２０７６に出力し、制御器２０７６は、上流温度ベースのＭＦＣ２０７２及び／又は下流温度ベースのＭＦＣ２０７４を制御する。図２０Ｄでは、ガス送出システム２０８０が図示される。ＭＦＣ２０００のＭＦＣ制御回路２８０は、測定した圧縮率を制御器２０８６に出力し、制御器２０８６は、上流圧力ベースのＭＦＣ２０８２及び／又は下流温度ベースのＭＦＣ２０８４を制御する。
【０２０４】
次に、図２１Ａを参照すると、上流若しくは下流流量制御デバイスの動作を検証及び／又は調節するため、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣによって計算した圧縮率を使用する方法２１１０が図示される。２１１４において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口及び出口における温度及び／又は圧力を測定する。２１１８において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを使用して質量流量を計算する。２１２２において、ΔＴ及び／又はΔＰに基づき圧縮率を計算する。いくつかの例では、状態式は、ΔＴ及び／又はΔＰに基づき圧縮率を計算するために使用される。２１２４において、計算した圧縮率を上流又は下流流量制御デバイスに出力する。上流又は下流流量制御デバイスは、圧縮率を使用し、流量制御デバイスの動作を検証及び／又は流量制御デバイスを較正する。
【０２０５】
次に、図２１Ｂを参照すると、上流若しくは下流流量制御デバイスの動作を検証及び／又は調節するため、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣによって計算した圧縮率を使用する方法２１４０が図示される。２１４４において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口及び出口における温度及び／又は圧力を測定する。２１４８において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを使用して質量流量を計算する。２１５２において、ΔＴ及び／又はΔＰに基づき圧縮率を計算する。いくつかの例では、状態式は、ΔＴ及び／又はΔＰに基づき圧縮率を計算するために使用される。２１５４において、計算した圧縮率を上流又は下流温度ベースＭＦＣに出力する。上流又は下流温度ベースＭＦＣは、圧縮率を使用し、上流又は下流温度ベースＭＦＣの動作を較正、診断及び／又は調節する。
【０２０６】
次に、図２１Ｃを参照すると、上流若しくは下流流量制御デバイスの動作を検証及び／又は調節するため、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを含むＭＦＣによって計算した圧縮率を使用する方法２１６０が図示される。２１６４において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサの入口及び出口における温度及び／又は圧力を測定する。２１６８において、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを使用して質量流量を計算する。２１７２において、ΔＴ及び／又はΔＰに基づき圧縮率を計算する。いくつかの例では、状態式は、ΔＴ及び／又はΔＰに基づき圧縮率を計算するために使用される。２１７４において、計算した圧縮率を上流又は下流圧力ベースＭＦＣに出力する。上流又は下流圧力ベースＭＦＣは、圧縮率を使用し、上流又は下流圧力ベースＭＦＣの動作を較正、診断及び／又は調節する。
【０２０７】
次に、図２２を参照すると、ＭＥＭＳコリオリ流量センサを有する多重質量流量センサ（ＭＦＳ）を含むガス送出システム２２００が図示される。ガス送出システム２２００は、弁２２１０−１、２２１０−２、．．．及び２２１０−Ｑ（集合的に弁２２１０）と、ガス流路２２１１−１、２２１１−２、．．．及び２２１１−Ｑ（集合的にガス流路２２１１）とを更に含む。弁２２１０及びガス流路２２１１は、流路２２１２−１、２２１２−２、．．．及び２２１２−Ｑ（集合的にガス流路２２１２）を真空源及び／又は別の排気システムに選択的に接続する。弁２２１０及びガス流路２２１１は、弁５１４と２０４との間のガス流路２２１２−１、２２１２−２、．．．及び２２１２−Ｑを排気する。動作中、いくつかのガスを多重ＭＦＣのそれぞれによって供給するため、ガス流路２２１２の排気により、ステップ間の残留ガスを除去し、欠陥を低減させる。他の例では、同じガスを使用するが汚れている可能性がある場合にもガス流路２２１２を排気する。
【０２０８】
いくつかの例では、基板処理システムは、複数のサイクルを含む原子層堆積（ＡＬＤ）又は原子層エッチング（ＡＬＥ）を実施し、複数のサイクルのそれぞれには、基板を第１のガス混合物に露出することと、処理室を浄化することと、基板を第２のガス混合物に露出することと、処理室を浄化することとを含む。ステップの間、プラズマを使用してよい。いくつかの例では、ガス流路２２１２は、第１のガス混合物と第２のガス混合物との間で排気される。いくつかの例では、ＡＬＤ又はＡＬＥサイクル及び／又はサブサイクルは、比較的短い（例えば、１０ｓ、５ｓ、２ｓ、１ｓ以下）。
【０２０９】
次に、図２３を参照すると、弁５１４と２０４との間の残留ガスを排除するために図２２のシステムを動作させる方法２４１０が図示される。２４１４において、多重ＭＦＳを使用してガスを供給する。２４１６において、方法は、ガス源を別の種のガスに切り替えるかどうかを決定する。２４２０において、ガス供給弁（弁５１４の一方及び弁２０４の一方）を閉鎖する。２４２４において、弁を真空（又は排気）管路に開放し、弁５１４と２０４との間の残留ガスを排除する。２４２８において、真空（又は排気）への弁を閉鎖する。方法は、２４１４に戻り、次のガスを供給する。了解されるように、弁は、ガス源を変更しない場合、汚れているガスを排除するために使用することもできる。
【０２１０】
次に、図２４を参照すると、弁の漏出（弁が閉鎖している際にガス流が生じている）を検出するためにＡＦＶを使用する方法２５１０が図示される。２５１４において、ＭＦＳに関連付けた弁を閉鎖する。２５１８において、ＡＦＶを使用して弁を閉鎖している間の質量流量を検出する。このとき、ガスは、ＭＦＳを通じて供給されるはずがなく、質量流量はゼロに等しいはずである。ＡＦＶが０以外の質量流量を検出した場合、弁は漏出の可能性がある。２５２２において、ＭＦＳにより質量流量を任意で検出する。２５２４において、ＭＦＳ及びＡＦＶが検出した質量流量を任意で比較する。２５２６において、ＡＦＶ測定値、ＭＦＳ測定値及び／又は２つの測定値の間の比較に基づき、弁の漏出及び／又は他の診断決定を行うことができる。例えば、ＭＦＳ及びＡＦＶがゼロの質量流量を検出した場合、ＭＦＳは正確に動作している。例えば、ＭＦＳ及びＡＦＶが同様のゼロ以外の（即ち所定の許容差内の）質量流量を検出した場合、ＭＦＳは、正確に動作している可能性があり、弁の一方が漏出している可能性がある。例えば、ＭＦＳ及びＡＦＶが異なるゼロ以外の（即ち所定の許容差外の）質量流量を検出した場合、ＭＦＳは、不正確に動作している可能性がある、及び／又は弁の一方が漏出している可能性がある。
【０２１１】
上記の説明は単に例示的にすぎず、本開示、本開示の用途又は使用法を決して限定する意図ではない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施してよい。したがって、本開示は特定の例を含むが、本開示の真の範囲をそのように限定すべきではない。というのは、他の修正形態は、図面、明細書及び以下の特許請求の範囲を検討すれば明らかになるためである。方法内の１つ又は複数のステップは、本開示の原理を変更せずに、異なる順序で（又は同時に）実行してよいことを理解されたい。更に、実施形態のそれぞれは、特定の特徴を有するものとして上記で説明されるが、本開示の任意の実施形態に対して説明したこれらの特徴のいずれか１つ又は複数は、他の実施形態内で実施してよい、及び／又はそのような組合せが明示的に説明されていない場合でさえ、他の実施形態のいずれかの特徴と組み合わせてよい。言い換えれば、説明する実施形態は、相互に排他的ではなく、１つ又は複数の実施形態の互いに対する置換は、依然として本開示の範囲内である。
【０２１２】
要素間（例えば、モジュール、回路要素、半導体層等の間）の空間的及び機能的な関係は、「接続」、「係合」、「結合」、「隣接」、「〜の次」、「〜の上部」、「〜の上」、「〜の下」及び「配設」を含め、様々な用語を使用して説明される。第１の要素と第２の要素との間の関係を上記の開示で説明する際に「直接的」なものとして明示的に説明しない限り、その関係は、他の介在要素が第１の要素と第２の要素との間に存在しない直接的な関係とすることができるが、１つ又は複数の介在要素が第１の要素と第２の要素との間に（空間的若しくは機能的に）存在する間接的な関係とすることもできる。本明細書で使用する、Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つという句は、非排他的論理ＯＲを使用する論理（Ａ  ＯＲ  Ｂ  ＯＲ  Ｃ）であることを意味すると解釈すべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、及びＣの少なくとも１つ」を意味すると解釈すべきではない。
【０２１３】
いくつかの実装形態では、制御器はシステムの一部であり、システムは上述の例の一部であってよい。そのようなシステムは、半導体処理機器を備えることができ、半導体処理機器は、１つ又は複数の処理器具、１つ又は複数の室、処理及び／又は特定の処理構成要素（ウエハ台、ガス流システム等）のための１つ又は複数のプラットフォームを含む。これらのシステムは、半導体ウエハ又は基板の処理前、処理間及び処理後にシステムの動作を制御する電子機器と共に一体化してもよい。これらの電子機器は、「制御器」と呼ぶことがあり、１つ若しくは複数のシステムの様々な構成要素又は下位部品を制御してもよい。制御器は、処理要件及び／又はシステムの種類に応じて、本明細書で開示する工程のいずれかを制御するようにプログラムしてもよく、これらの工程には、処理ガスの送出、温度設定（例えば、加熱及び／又は冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送出設定、位置及び動作設定、器具への及び器具からのウエハの運搬、並びに特定のシステムに接続若しくはインターフェースで接続される他の運搬器具及び／又はロード・ロックを含む。
【０２１４】
大まかに言うと、制御器は、様々な集積回路、論理、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してよく、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、終了点測定を可能にする、等のものである。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されるチップ及び／又はプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行する１つ又は複数のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを含んでよい。プログラム命令は、様々な個々の設定（又はプログラム・ファイル）の形態で、制御器に伝達される命令であってもよく、これらの設定は、半導体ウエハ上で若しくは半導体ウエハのため、又はシステムに対して特定の工程を実行する動作パラメータを定義する。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つ又は複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、シリコン二酸化物、表面、回路及び／又はウエハのダイを作製する間、１つ又は複数の処理ステップを達成する工程技師によって定義される方策の一部であってよい。
【０２１５】
制御器は、いくつかの実装形態では、コンピュータの一部であるか、又はコンピュータに結合してよく、コンピュータは、システムと一体化されるか、システムに結合するか、他の方法でシステムにネットワーク化されるか、又はそれらの組合せである。例えば、制御器は、「クラウド」内にあるか又は製造ホスト・コンピュータ・システムの全て若しくは一部であってよく、これにより、ウエハ処理に対する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、システムへの遠隔アクセスを可能にし、製造動作に関する現在の経過を監視し、過去の製造動作の履歴を調査し、複数の製造動作から傾向若しくは性能メトリックを調査し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に追従する処理ステップを設定する、又は新たな工程を開始してよい。いくつかの例では、遠隔コンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワーク上で工程レシピをシステムに提供することができ、ネットワークには、ローカル・ネットワーク又はインターネットを含んでよい。遠隔コンピュータは、ユーザ・インターフェースを含んでよく、ユーザ・インターフェースは、パラメータ及び／又は設定の入力又はプログラム化を可能にし、これらのパラメータ及び／又は設定は、次に、遠隔コンピュータからシステムに伝達される。いくつかの例では、制御器は、１つ又は複数の動作の間に実施すべき処理ステップのそれぞれに関するパラメータを指定するデータの形態の命令を受信する。パラメータは、実施すべき処理の種類、及び制御器をインターフェースで接続するか又は制御するように構成した器具の種類に固有であってよいことを理解されたい。したがって、上記のように、制御器は、１つ又は複数の離散制御器を備える等によって、分散してよく、１つ又は複数の離散制御器は、一緒にネットワーク化され、本明細書で説明する工程及び制御等の共通の目的に向かって働く。そのような目的のための分散制御器の一例は、処理室上での工程を制御するように組み合わせる（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等）遠隔に位置する１つ又は複数の集積回路と通信している、処理室上の１つ又は複数の集積回路である。
【０２１６】
限定はしないが、例示的システムは、プラズマ・エッチング室又はモジュール、堆積室又はモジュール、スピンリンス室又はモジュール、金属めっき室又はモジュール、クリーン室又はモジュール、斜縁エッチング室又はモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）室又はモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）室又はモジュール、原子層堆積法（ＡＬＤ）室又はモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）室又はモジュール、イオン注入室又はモジュール、組み立てライン室又はモジュール、並びに半導体ウエハの作製及び／又は製造に関連付けるか又は使用してよいあらゆる他の半導体処理システムを含んでよい。
【０２１７】
上記のように、工程ステップ又は器具によって実施するステップに応じて、制御器は、他の器具回路若しくはモジュール、他の器具構成要素、クラスタ器具、他の器具インターフェース、隣接器具、近隣器具、工場全体に置かれた器具、主コンピュータ、別の制御器、又は半導体製造工場内の器具の場所の間及び／又は積み下ろしポート間でウエハの容器を運搬する材料搬送で使用される器具のうち１つ又は複数と通信してよい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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