(57)【要約】【課題】【解決手段】基板を処理するための基板処理システムは、マニホールドと、処理チャンバに設置される複数のインジェクタアセンブリとを含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、マニホールドと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む。ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁と連通するように構成され、かつ、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異および複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁に供給されるパルス幅を調整し、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁から所望のドーズが供給されるように構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理するための基板処理システムであって、
マニホールドと、
処理チャンバに設置される複数のインジェクタアセンブリであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記マニホールドと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む複数のインジェクタアセンブリと、
ドーズコントローラと
を備えており、
前記ドーズコントローラが、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁と連通するように構成され、かつ、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁間の製造上の差異と前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁間の不均一性との少なくとも１つに基づいて、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁に供給されるパルス幅を調整し、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁から所望のドーズが供給されるように構成される、
基板処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む、基板処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、対応する感知された前記圧力に基づいて各弁の前記それぞれのパルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項４】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む、基板処理システム。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、対応する感知された前記ガス温度に基づいて各弁の前記それぞれのパルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項６】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記基板に対する前記複数のインジェクタアセンブリの対応する場所に基づいて前記パルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項７】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリの対応する経験的データに基づいて前記パルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項８】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記マニホールド内の圧力を調節する圧力レギュレータをさらに備える、基板処理システム。
【請求項９】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記弁のそれぞれがほぼ同じドーズを提供するように前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記弁のそれぞれが異なるドーズを提供するように前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む、基板処理システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、前記バイパス弁の入口が前記弁の前記入口に接続されている、基板処理システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる対応する前記弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含み、前記ドーズコントローラは、対応する感知された前記圧力に基づいて前記弁および前記バイパス弁の前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる対応する前記弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含み、前記ドーズコントローラは、対応する感知された前記ガス温度に基づいて前記弁および前記バイパス弁の前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項１５】
請求項１２に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリの各々について、前記弁と前記バイパス弁の所望の重なりに基づいて前記それぞれのパルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項１６】
請求項１に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供するように構成される、基板処理システム。
【請求項１７】
基板を処理するための基板処理システムであって、
マニホールドと、
処理チャンバに設置される複数のインジェクタアセンブリであって、前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記マニホールドと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む複数のインジェクタアセンブリと、
ドーズコントローラと
を備えており、
前記ドーズコントローラが、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁と連通するように構成され、かつ、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁に供給されるパルス幅を調整して空間的ドージングを行うとともに、
前のプロセスによって引き起こされた上流のスキューの補償、および
後のプロセスから予想される下流のスキューの事前補償
の少なくとも１つを行うように構成される、
基板処理システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む、基板処理システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、対応する前記圧力に基づいて前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項２０】
請求項１７に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む、基板処理システム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、対応する前記ガス温度に基づいて前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項２２】
請求項１７に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁間の製造上の差異および前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、前記パルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項２３】
請求項１７に記載の基板処理システムであって、
前記マニホールド内の圧力を調節する圧力レギュレータをさらに備える、基板処理システム。
【請求項２４】
請求項１７に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む、基板処理システム。
【請求項２５】
請求項１７に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、前記バイパス弁の入口が前記弁の入口に接続されている、基板処理システム。
【請求項２６】
請求項２５に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含み、前記ドーズコントローラは、対応する前記圧力に基づいて前記弁および前記バイパス弁の前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項２７】
請求項２５に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含み、前記ドーズコントローラは、対応する前記ガス温度に基づいて前記弁および前記バイパス弁の前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項２８】
請求項２５に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリの各々について、前記弁と前記バイパス弁の所望の重なりに基づいて前記パルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項２９】
請求項１７に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供するように構成される、基板処理システム。
【請求項３０】
基板を処理するための基板処理システムであって、
Ｎ個のマニホールドと、
Ｙ個のインジェクタアセンブリグループであって、ＹおよびＮは、１よりも大きい整数であり、前記Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの各々は、処理チャンバに設置されるＮ個のインジェクタアセンブリを含み、各インジェクタアセンブリグループに含まれる前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、それぞれ前記Ｎ個のマニホールドの１つと流体連通し、入口および出口を含む弁を含むＹ個のインジェクタアセンブリグループと、
前記Ｙ個のインジェクタアセンブリグループに出力されるパルス幅を制御し、前記基板の時間的ドージングを行うように構成されるドーズコントローラと
を備える、基板処理システム。
【請求項３１】
請求項３０に記載の基板処理システムであって、
前記時間的ドージングは、前記Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの第１のグループを使用して前記Ｎ個のマニホールドの第１のマニホールドから第１のガス混合物を供給すると同時に、前記Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの第２のグループを使用して前記Ｎ個のマニホールドの第２のマニホールドから第２のガス混合物を供給することを含む、基板処理システム。
【請求項３２】
請求項３０に記載の基板処理システムであって、
前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む、基板処理システム。
【請求項３３】
請求項３２に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、対応する感知された圧力に基づいて前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項３４】
請求項３０に記載の基板処理システムであって、
前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む、基板処理システム。
【請求項３５】
請求項３４に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、対応する前記ガス温度に基づいて前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項３６】
請求項３０に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁間の製造上の差異および前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、前記パルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項３７】
請求項３０に記載の基板処理システムであって、
前記マニホールド内の圧力を調節する圧力レギュレータをさらに備える、基板処理システム。
【請求項３８】
請求項３０に記載の基板処理システムであって、
前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む、基板処理システム。
【請求項３９】
請求項３０に記載の基板処理システムであって、
前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、前記バイパス弁の入口が前記弁の入口に接続されている、基板処理システム。
【請求項４０】
請求項３９に記載の基板処理システムであって、
前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含み、前記ドーズコントローラは、対応する前記圧力に基づいて前記弁および前記バイパス弁の前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項４１】
請求項３９に記載の基板処理システムであって、
前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含み、前記ドーズコントローラは、対応する前記ガス温度に基づいて前記弁および前記バイパス弁の前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項４２】
請求項３９に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々について、前記弁と前記バイパス弁の所望の重なりに基づいて前記パルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項４３】
基板を処理するための基板処理システムであって、
主ガス流を供給するマニホールドと、
処理チャンバに設置される複数のインジェクタアセンブリであって、前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記マニホールドと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む複数のインジェクタアセンブリと、
ドーズコントローラと
を備えており、
前記ドーズコントローラが、
Ｒ個の各々が前記複数のインジェクタアセンブリの少なくとも１つを含むＲ個のグループを定義するように構成され、Ｒは、１よりも大きい整数であり、
前記Ｒ個のグループの各々に含まれる前記弁と連通するように構成され、かつ、
それぞれ前記Ｒ個のグループに関連付けられた前記弁に出力されるパルス幅を調整することによって、前記主ガス流を前記主ガス流のＲ個の事前定義された流量比に対応するＲ個のガス流に分割するようにように構成され、前記Ｒ個の事前定義された流量比の少なくとも１つは、前記Ｒ個の事前定義された流量比の別の１つとは異なる、
基板処理システム。
【請求項４４】
請求項４３に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む、基板処理システム。
【請求項４５】
請求項４４に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、対応する前記圧力に基づいて前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項４６】
請求項４３に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む、基板処理システム。
【請求項４７】
請求項４６に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、対応する前記ガス温度に基づいて前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項４８】
請求項４３に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁間の製造上の差異および前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、前記パルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項４９】
請求項４３に記載の基板処理システムであって、
前記マニホールド内の圧力を調節する圧力レギュレータをさらに備える、基板処理システム。
【請求項５０】
請求項４３に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む、基板処理システム。
【請求項５１】
請求項４３に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、前記バイパス弁の入口が前記弁の入口に接続されている、基板処理システム。
【請求項５２】
請求項５１に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含み、前記ドーズコントローラは、対応する前記圧力に基づいて前記弁および前記バイパス弁の前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項５３】
請求項５１に記載の基板処理システムであって、
前記複数のインジェクタアセンブリの各々は、前記複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる前記弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含み、前記ドーズコントローラは、対応する前記ガス温度に基づいて前記弁および前記バイパス弁の前記パルス幅を調整するように構成される、基板処理システム。
【請求項５４】
請求項５１に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリの各々について、前記弁と前記バイパス弁の所望の重なりに基づいて前記パルス幅を変化させるように構成される、基板処理システム。
【請求項５５】
請求項４３に記載の基板処理システムであって、
前記ドーズコントローラは、前記複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供するように構成される、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、２０１７年１１月２７日出願の米国仮出願第６２／５９０，８１５号および２０１７年９月２６日出願の米国仮出願第６２／５６３，１２９号の利益を主張する。上記で参照された出願の全体の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、基板処理システムに関し、より具体的には、パルス幅変調されたドーズ制御による基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
ここで提供される背景の説明は、本開示の内容を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明されている範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本開示に対抗する先行技術として認められない。
【０００４】
基板処理システムを使用して、半導体ウエハなどの基板を処理することができる。基板処理の例には、エッチング、堆積、フォトレジスト除去などが挙げられる。処理中、基板は静電チャックなどの基板支持体上に配置され、１つまたは複数のプロセスガスが処理チャンバに導入され得る。
【０００５】
１つまたは複数の処理ガスは、ガス供給システムによって処理チャンバに供給することができる。いくつかのシステムでは、ガス供給システムは、処理チャンバに設置されるシャワーヘッドに１つまたは複数の導管によって接続されたマニホールドを含む。大部分のガス供給システムは、５秒または１０秒を超える期間中にガスを供給する。マニホールド内での混合、導管を通した供給、およびシャワーヘッドの流れ抵抗によって引き起こされる遅延により、迅速にガス混合物を変更したり、または空間的もしくは時間的にガスドーズを変化させたりすることが困難になる。さらに、ガス混合物は、ガス供給システムを通過する間に反応する可能性がある。原子層エッチング（ＡＬＥ）、原子層堆積（ＡＬＤ）などのいくつかのプロセスでは、典型的には１秒未満または数秒未満の非常に短い間隔で、異なるガス混合物を処理チャンバに供給する必要がある。
【発明の概要】
【０００６】
基板を処理するための基板処理システムは、マニホールドと、処理チャンバに設置される複数のインジェクタアセンブリとを含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、マニホールドと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む。ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁と連通するように構成され、かつ、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異および複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁に供給されるパルス幅を調整し、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁から所望のドーズが供給されるように構成される。
【０００７】
他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する感知された圧力に基づいて各弁のそれぞれのパルス幅を調整するように構成される。複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する感知されたガス温度に基づいて各弁のそれぞれのパルス幅を調整するように構成される。
【０００８】
他の特徴では、ドーズコントローラは、基板に対する複数のインジェクタアセンブリの対応する場所に基づいてパルス幅を変化させるように構成される。ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの対応する経験的データに基づいてパルス幅を変化させるように構成される。圧力レギュレータは、マニホールド内の圧力を調節する。ドーズコントローラは、弁のそれぞれがほぼ同じドーズを提供するようにパルス幅を調整するように構成される。ドーズコントローラは、弁のそれぞれが異なるドーズを提供するようにパルス幅を調整するように構成される。複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、バイパス弁の入口が弁の入口に接続されている。
【０００９】
他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる対応する弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する感知された圧力に基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整するように構成される。複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる対応する弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する感知されたガス温度に基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整するように構成される。
【００１０】
他の特徴では、ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの各々について、弁とバイパス弁の所望の重なりに基づいてそれぞれのパルス幅を変化させるように構成される。ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供するように構成される。
【００１１】
基板を処理するための基板処理システムは、マニホールドと、処理チャンバに設置される複数のインジェクタアセンブリとを含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、マニホールドと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む。ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁と連通するように構成され、かつ、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁に供給されるパルス幅を調整して空間的ドージングを行うとともに、前のプロセスによって引き起こされた上流のスキューの補償、および後のプロセスから予想される下流のスキューの事前補償の少なくとも１つを行うように構成される。
【００１２】
他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する圧力に基づいてパルス幅を調整するように構成される。複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応するガス温度に基づいてパルス幅を調整するように構成される。
【００１３】
他の特徴では、ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異および複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、パルス幅を変化させるように構成される。圧力レギュレータは、マニホールド内の圧力を調節する。複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、バイパス弁の入口が弁の入口に接続されている。複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する圧力に基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整するように構成される。
【００１４】
他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応するガス温度に基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整するように構成される。ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの各々について、弁とバイパス弁の所望の重なりに基づいてパルス幅を変化させるように構成される。
【００１５】
他の特徴では、ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供するように構成される。
【００１６】
基板を処理するための基板処理システムは、Ｎ個のマニホールドと、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループとを含み、ＹおよびＮは、１よりも大きい整数である。Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの各々は、処理チャンバに設置されるＮ個のインジェクタアセンブリを含む。各インジェクタアセンブリグループに含まれるＮ個のインジェクタアセンブリの各々は、それぞれＮ個のマニホールドの１つと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む。ドーズコントローラは、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループに出力されるパルス幅を制御し、基板の時間的ドージングを行うように構成される。
【００１７】
他の特徴では、時間的ドージングは、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの第１のグループを使用してＮ個のマニホールドの第１のマニホールドから第１のガス混合物を供給すると同時に、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの第２のグループを使用してＮ個のマニホールドの第２のマニホールドから第２のガス混合物を供給することを含む。
【００１８】
他の特徴では、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する感知された圧力に基づいてパルス幅を調整するように構成される。Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応するガス温度に基づいてパルス幅を調整するように構成される。
【００１９】
他の特徴では、ドーズコントローラは、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異およびＮ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、パルス幅を変化させるように構成される。圧力レギュレータは、マニホールド内の圧力を調節する。
【００２０】
他の特徴では、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む。Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、バイパス弁の入口が弁の入口に接続されている。Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する圧力に基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整するように構成される。
【００２１】
他の特徴では、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応するガス温度に基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整するように構成される。
【００２２】
他の特徴では、ドーズコントローラは、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々について、弁とバイパス弁の所望の重なりに基づいてパルス幅を変化させるように構成される。
【００２３】
基板を処理するための基板処理システムは、主ガス流を供給するマニホールドと、処理チャンバに設置される複数のインジェクタアセンブリとを含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、マニホールドと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む。ドーズコントローラは、Ｒ個の各々が複数のインジェクタアセンブリの少なくとも１つを含むＲ個のグループを定義するように構成され、Ｒは、１よりも大きい整数であり、Ｒ個のグループの各々に含まれる弁と連通するように構成され、かつ、それぞれＲ個のグループに関連付けられた弁に出力されるパルス幅を調整することによって、主ガス流を主ガス流のＲ個の事前定義された流量比に対応するＲ個のガス流に分割するように構成される。Ｒ個の事前定義された流量比の少なくとも１つは、Ｒ個の事前定義された流量比の別の１つとは異なる。
【００２４】
他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する圧力に基づいてパルス幅を調整するように構成される。複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応するガス温度に基づいてパルス幅を調整するように構成される。
【００２５】
他の特徴では、ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異および複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、パルス幅を変化させるように構成される。圧力レギュレータは、マニホールド内の圧力を調節する。
【００２６】
他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、バイパス弁の入口が弁の入口に接続されている。複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応する圧力に基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整するように構成される。
【００２７】
他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知する温度センサをさらに含む。ドーズコントローラは、対応するガス温度に基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整するように構成される。
【００２８】
他の特徴では、ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリの各々について、弁とバイパス弁の所望の重なりに基づいてパルス幅を変化させるように構成される。ドーズコントローラは、複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供するように構成される。
【００２９】
基板を処理するための基板処理システムに流体を供給するための方法は、各々が入口および出口を含む弁を含む複数のインジェクタアセンブリを処理チャンバに配置することと、複数のインジェクタアセンブリをマニホールドに結合することと、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異、および複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つに基づいて、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁に供給されるパルス幅を調整し、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁から所望のドーズを供給することとを含む。
【００３０】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知することを含む。方法は、対応する圧力にさらに基づいてパルス幅を調整することを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知することを含む。方法は、対応するガス温度にさらに基づいてパルス幅を調整することを含む。方法は、基板に対する複数のインジェクタアセンブリの対応する場所にさらに基づいてパルス幅を変化させることを含む。
【００３１】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの対応する経験的データにさらに基づいてパルス幅を変化させることを含む。方法は、マニホールド内の圧力を調節することを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に対応するパルス幅を調整し、ほぼ同じドーズを提供することを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に対応するパルス幅を調整し、異なるドーズを提供することを含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、バイパス弁の入口が弁の入口に接続されている。
【００３２】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知することと、対応する圧力にさらに基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整することとを含む。
【００３３】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知することと、対応するガス温度にさらに基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整することとを含む。
【００３４】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々について、弁とバイパス弁の所望の重なりにさらに基づいてパルス幅を変化させることを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供することを含む。
【００３５】
基板を処理するための基板処理システムに流体を供給するための方法は、各々が入口および出口を含む弁を含む複数のインジェクタアセンブリを処理チャンバに配置することと、複数のインジェクタアセンブリをマニホールドに結合することと、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁に供給されるパルス幅を調整して空間的ドージングを行うとともに、前のプロセスによって引き起こされた上流のスキューの補償、および後のプロセスから予想される下流のスキューの事前補償の少なくとも１つを行うこととを含む。
【００３６】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知することを含む。方法は、対応する圧力にさらに基づいてパルス幅を調整することを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知することを含む。方法は、対応するガス温度にさらに基づいてパルス幅を調整することを含む。
【００３７】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異および複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つにさらに基づいて、パルス幅を変化させることを含む。方法は、マニホールド内の圧力を調節することを含む。他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む。他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、バイパス弁の入口が弁の入口に接続されている。
【００３８】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知することと、対応する圧力にさらに基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整することとを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知することと、対応するガス温度にさらに基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整することとを含む。
【００３９】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々について、弁とバイパス弁の所望の重なりにさらに基づいてパルス幅を変化させることを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供することを含む。
【００４０】
基板を処理するための基板処理システムに流体を供給するための方法は、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループを処理チャンバに配置することを含む。Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの各々は、Ｎ個のインジェクタアセンブリを含む。方法は、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループに含まれるＮ個のインジェクタアセンブリの各々を、それぞれＮ個のマニホールドの１つに結合することを含む。Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、入口および出口を含む弁を含む。ここで、ＹおよびＮは、１よりも大きい整数である。方法は、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループに出力されるパルス幅を制御し、基板の時間的ドージングを行うことを含む。
【００４１】
他の特徴では、時間的ドージングを行うことは、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの１つを使用してＮ個のマニホールドの１つから第１のガス混合物を供給すると同時に、Ｙ個のインジェクタアセンブリグループの別の１つを使用してＮ個のマニホールドの別の１つから異なるガス混合物を供給することを含む。方法は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知することを含む。方法は、対応する圧力にさらに基づいてパルス幅を調整することを含む。方法は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知することを含む。方法は、対応するガス温度にさらに基づいてパルス幅を調整することを含む。
【００４２】
他の特徴では、方法は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異およびＮ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つにさらに基づいて、パルス幅を変化させることを含む。方法は、マニホールド内の圧力を調節することを含む。Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む。Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、バイパス弁の入口が弁の入口に接続されている。
【００４３】
他の特徴では、方法は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知することと、対応する圧力にさらに基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整することとを含む。方法は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知することと、対応するガス温度にさらに基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整することとを含む。
【００４４】
他の特徴では、方法は、Ｎ個のインジェクタアセンブリの各々について、弁とバイパス弁の所望の重なりにさらに基づいてパルス幅を変化させることを含む。
【００４５】
基板を処理するための基板処理システムに流体を供給するための方法は、マニホールドを使用して主ガス流を供給することと、複数のインジェクタアセンブリを処理チャンバに配置することとを含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、マニホールドと流体連通し、入口および出口を含む弁を含む。方法は、Ｒ個の各々が複数のインジェクタアセンブリの少なくとも１つを含むＲ個のグループを定義することであって、Ｒは、１よりも大きい整数であることと、Ｒ個のグループの各々に含まれる弁と連通することと、それぞれＲ個のグループに関連付けられた弁に出力されるパルス幅を調整することによって、主ガス流を主ガス流のＲ個の事前定義された流量比に対応するＲ個のガス流に分割することであって、Ｒ個の事前定義された流量比の少なくとも１つは、Ｒ個の事前定義された流量比の別の１つとは異なることとを含む。
【００４６】
他の特徴では、複数のインジェクタアセンブリの各々は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知する圧力センサをさらに含む。方法は、対応する圧力にさらに基づいてパルス幅を調整することを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知することを含む。方法は、対応するガス温度にさらに基づいてパルス幅を調整することを含む。
【００４７】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の製造上の差異および複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁間の不均一性の少なくとも１つにさらに基づいてパルス幅を変化させることを含む。方法は、マニホールド内の圧力を調節することを含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、制限オリフィスをさらに含む。複数のインジェクタアセンブリの各々は、さらにバイパス弁を含んでおり、バイパス弁の入口が弁の入口に接続されている。
【００４８】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁における圧力を感知することと、対応する圧力にさらに基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整することとを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々に含まれる弁におけるガス温度を感知することと、対応するガス温度にさらに基づいて弁およびバイパス弁のパルス幅を調整することとを含む。
【００４９】
他の特徴では、方法は、複数のインジェクタアセンブリの各々について、弁とバイパス弁の所望の重なりにさらに基づいてパルス幅を変化させることを含む。方法は、複数のインジェクタアセンブリによって出力されるドーズを変化させ、空間的スキューを提供することを含む。
【００５０】
本開示を適用可能なさらなる領域は、詳細な説明、特許請求の範囲および図面から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、例示を目的とすることのみを意図しており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
本開示は、詳細な説明および添付の図面からより完全に理解されるであろう。
【００５２】
【図１】図１は、本開示による、マルチインジェクタシャワーヘッドを含む基板処理システムの例を示す機能ブロック図である。
【００５３】
【図２】図２は、本開示による、製造上の差異または他の不均一性を有する２つのインジェクタを用いてほぼ同じガスドーズを提供するために、パルス幅を意図的に変更する例を示すグラフである。
【００５４】
【図３】図３は、マルチインジェクタシャワーヘッドにおいて、複数のゾーンにインジェクタを配置する例を示す図である。
【００５５】
【図４Ａ】図４Ａは、複数のゾーンに配置された個々のインジェクタ間またはインジェクタグループ間のタイミングの変更を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、複数のゾーンに配置された個々のインジェクタ間またはインジェクタグループ間のタイミングの変更を示すグラフである。
【図４Ｃ】図４Ｃは、複数のゾーンに配置された個々のインジェクタ間またはインジェクタグループ間のタイミングの変更を示すグラフである。
【図４Ｄ】図４Ｄは、複数のゾーンに配置された個々のインジェクタ間またはインジェクタグループ間のタイミングの変更を示すグラフである。
【００５６】
【図５】図５は、本開示による、マルチインジェクタシャワーヘッドの例を示す機能ブロック図である。
【図６】図６は、本開示による、マルチインジェクタシャワーヘッドの例を示す機能ブロック図である。
【図７】図７は、本開示による、マルチインジェクタシャワーヘッドの例を示す機能ブロック図である。
【００５７】
【図８】図８は、本開示による、アクティブシャワーヘッドを含む基板処理システムの例を示す機能ブロック図である。
【００５８】
【図９】図９は、アクティブシャワーヘッドにおけるアクティブインジェクタの例を示す機能ブロック図である。
【００５９】
【図１０】図１０は、本開示による、インジェクタを動作させるための方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本開示による、インジェクタを動作させるための方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本開示による、インジェクタを動作させるための方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、本開示による、インジェクタを動作させるための方法を示すフローチャートである。
【００６０】
【図１４】図１４は、本開示による、上流および／または下流のスキューを補償するドーズコントローラおよび複数のインジェクタを含む処理チャンバの例を示す機能ブロック図である。
【００６１】
【図１５】図１５は、本開示による、上流のスキューを補償するドーズコントローラおよび複数のインジェクタを含む処理チャンバの例を示す機能ブロック図である。
【００６２】
【図１６】図１６は、本開示による、受入基板の上流のスキューを補償するための基板処理方法の例を示すフローチャートである。
【００６３】
【図１７Ａ】図１７Ａは、本開示による、下流のスキューを補償するドーズコントローラおよび複数のインジェクタを含む処理チャンバの例を示す機能ブロック図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、本開示による、下流のスキューを補償するドーズコントローラおよび複数のインジェクタを含む処理チャンバの例を示す機能ブロック図である。
【００６４】
【図１８】図１８は、本開示による、下流のスキューを補償するための基板処理方法の例を示すフローチャートである。
【００６５】
【図１９Ａ】図１９Ａは、本開示による、空間的または時間的スキューの補償を可能にするために複数のインジェクタを１つまたは複数のグループに区分けする方法の例を示す図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、本開示による、空間的または時間的スキューの補償を可能にするために複数のインジェクタを１つまたは複数のグループに区分けする方法の例を示す図である。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、本開示による、空間的または時間的スキューの補償を可能にするために複数のインジェクタを１つまたは複数のグループに区分けする方法の例を示す図である。
【００６６】
【図２０】図２０は、本開示による、空間的スキューのためのインジェクタタイミングの例を示すタイミング図である。
【図２１】図２１は、本開示による、空間的スキューのためのインジェクタタイミングの例を示すタイミング図である。
【００６７】
【図２２】図２２は、本開示による、異なるガス混合物をインジェクタアセンブリに供給して時間ベースのスキューを可能にする複数のマニホールドを含む処理チャンバの例を示す部分機能ブロック図である。
【００６８】
【図２３】図２３は、本開示による、図２２のマニホールドの例の断面図である。
【００６９】
【図２４】図２４は、本開示による、時間的スキューの例を示すタイミング図である。
【００７０】
【図２５】図２５は、本開示による、ドーズコントローラと、グループ化され、事前定義された主流量比を提供するよう制御される複数のインジェクタとを有する処理チャンバの例を示す部分機能ブロック図である。
【００７１】
【図２６】図２６は、複数のインジェクタグループを使用して主流量を複数のガス流に分割するための方法の例を示すフローチャートである。
【００７２】
図面において、参照番号は、類似の要素および／または同一の要素を指すために繰り返し使用されることがある。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
遅延を短縮するために、本開示によるガス供給システムは、複数のガスインジェクタおよび共通のガス供給マニホールドを使用してガスを処理チャンバに供給する。インジェクタは、処理チャンバ内において基板上方の様々な場所に配置される。多くの場合、同じメーカー製の同じタイプのガスインジェクタ間には製造上の差異がある。インジェクタのドーズ（またはパルス幅）が比較的短い場合、同じパルス幅が使用されているときでも、製造上の差異により重大なドーズ変動および／または不均一性が生じる場合がある。弁間のドージングの差異を排除するほど十分に製造公差を減らすには、法外なコストがかかることが証明されている。
【００７４】
パルスあたりのドーズは、以前のパルス幅および／または流量にも依存する。ＡＬＤおよびＡＬＥを実行するシステムでは、正確なドーズ制御が必要であり、異なるガス混合物の間で非常に高速な切り替えが実行される。いくつかの例では、ドーズが供給され、基板は２秒、１秒、０．５秒未満、またはさらに短い時間、ドーズに曝露される。さらに、前のパルス幅または流れに起因するドーズの変動は、ガス混合物の切り替えの頻度を考えると許容することができない。
【００７５】
本開示によるシステムおよび方法は、処理チャンバ内に設置される複数のインジェクタを使用して処理チャンバ内へ正確なガスドーズを注入することを可能にする。インジェクタは、チョークまたは非チョーク流れ条件で動作させることができる。チョーク流れ条件で動作されるとき、インジェクタからの流れは下流の圧力の影響を受けない。非チョーク流れ条件で動作されるとき、インジェクタからの流れは下流の圧力の影響を受ける可能性がある。
【００７６】
パルス幅は、インジェクタ間の製造上の差異および／または他の不均一性を補償するために、ドーズコントローラによって変更することができる。いくつかの例では、直前のインジェクタのドーズおよび流れなどへの依存性のために、不均一性が生じる場合がある。ドーズコントローラは、時間変化するガス濃度、空間的スキューを有するガスドーズおよび／または時間ベースのスキューを有するガスドーズを提供するためにも使用することができる。
【００７７】
インジェクタがチョーク流れ条件で動作されるとき、流れは下流の圧力の影響を受けない。この例では、インジェクタの各々は、可変流量制限器（ＶＦＲ）と固定流量制限器（ＦＦＲ）を含む。例えば、遮断弁および制限オリフィスを使用することができる。インジェクタは、共通の供給マニホールドによって供給される。いくつかの例では、マニホールド圧力は、インジェクタのスイッチング周波数よりも高いサンプリングレートを有する圧力センサを用いて、マニホールドおよび／またはインジェクタにおいて測定される。いくつかの例では、マニホールド圧力は、インジェクタのスイッチング周波数よりも少なくとも１０倍高いサンプリングレートを有する圧力センサを用いて、マニホールドおよび／またはインジェクタにおいて測定される。いくつかの例では、ガス温度は、インジェクタの各々において測定される。
【００７８】
インジェクタの各々の圧力および温度は、ドーズコントローラに出力される。ドーズコントローラは、インジェクタの各々の弁のパルス幅を計算し、インジェクタ流量の設定流量値および流れ関数によって決定される正確な質量流量を提供する。流れ関数は、マニホールド圧力、インジェクタにおけるガス温度、幾何学的パラメータおよび／または経験的試験データに基づいている。いくつかの例では、ドーズのパルス幅は、ガス状態条件なしで定義され、所望のドーズ、および／または経験的データの組み合わせに基づいている。いくつかの例では、マニホールド内の圧力は、圧力レギュレータによってアクティブに制御される。
【００７９】
インジェクタが非チョーク流れ条件で動作されると、流れは下流の圧力の影響を受ける可能性がある。この例では、インジェクタは、弁とバイパス弁を含む。いくつかの例では、マニホールドまたは弁におけるマニホールド圧力は、高いサンプリングレートを有する圧力センサを用いて測定される。いくつかの例では、ガス温度は、インジェクタにおいて測定される。
【００８０】
測定された圧力および温度は、ドーズコントローラに出力される。ドーズコントローラは、各インジェクタの弁のパルス幅を計算し、インジェクタ流量の設定流量値および流れ関数によって決定される正確な質量流量を提供する。流れ関数は、マニホールド圧力、インジェクタにおけるガス温度、弁とバイパス弁の所望の重なり、幾何学的パラメータおよび／または経験的試験データに基づいている。いくつかの例では、ドーズのパルス幅は、ガス状態条件なしで定義され、所望のドーズ、弁とバイパス弁の所望の重なり、幾何学的パラメータおよび／または経験的試験データの組み合わせに基づいている。いくつかの例では、マニホールド内の圧力は、圧力レギュレータによってアクティブに制御される。
【００８１】
次に図１を参照すると、本開示による基板処理システム５０の例が示されている。基板処理システム５０は、処理チャンバ５２を含む。静電チャック（ＥＳＣ）などの基板支持体５４は、処理チャンバ５２に配置される。処理の間、基板５６は基板支持体５４上に載置される。
【００８２】
ガス供給システム６０は、弁６４−１、６４−２、…、および６４−Ｎ（集合的に弁６４）に接続されるガス源６２−１、６２−２、…、および６２−Ｎ（集合的にガス源６２）と、質量流量コントローラ６６−１、６６−２、…、および６６−Ｎ（集合的にＭＦＣ６６）とを含む。ＭＦＣ６６は、ガス源６２から、ガスが混合されるマニホールド６８へのガスの流れを制御する。マニホールド６８の出力は、任意の圧力レギュレータ７０を介してマニホールド７２に供給される。マニホールド７２の出力は、マルチインジェクタシャワーヘッド７４に入力される。図にはマニホールド６８および７２が示されているが、単一のマニホールドを使用することもできる。
【００８３】
いくつかの例では、基板支持体５４の温度は、抵抗ヒータ７６および／または冷却剤チャネル７８によって制御されてもよい。冷却剤チャネル７８は、流体ストレージ８２およびポンプ８０から冷却流体を供給する。圧力を測定するために、圧力センサ９０、９１がそれぞれマニホールド６８またはマニホールド７２に配置され得る。弁９２およびポンプ９４を使用して、反応物を処理チャンバ５２から排出し、かつ／または処理チャンバ５２内の圧力を制御することができる。
【００８４】
コントローラ９６は、マルチインジェクタシャワーヘッド７４によって提供されるドージングを制御するドーズコントローラ９８を含む。コントローラ９６はまた、ガス供給システム６０からのガス供給を制御する。コントローラ９６は、弁９２およびポンプ９４を使用して処理チャンバ内の圧力および／または反応物の排出を制御する。コントローラ９６は、基板支持体のセンサ（図示せず）および／または冷却剤温度を測定するセンサ（図示せず）からの温度フィードバックに基づいて、基板支持体５４および基板５６の温度を制御する。
【００８５】
次に図２を参照すると、同じメーカー製の同じタイプの２つのインジェクタは製造上の差異を有する可能性があり、同じパルス幅が使用されるとき、特にパルス幅が短いほど、同じドーズを提供しないことがあり得る。２つのインジェクタ（図２にインジェクタ１およびインジェクタ２として示す）が同じパルス幅で制御される場合、インジェクタ１はインジェクタ２よりも高い最大流量（例えば、標準立方センチメートル／分（ｓｃｃｍ））で流れるため、異なるドーズが生成される。本開示によれば、同じドーズが望まれる場合、インジェクタ１およびインジェクタ２を制御する際に異なるパルス幅が使用される。本明細書で使用する場合、同じドーズという用語は、５％、３％、または１％以内のドージングを指す。同じドーズを提供するには、インジェクタ１に出力される第１のパルス幅をインジェクタ２に出力される第２のパルス幅よりも短くする。換言すれば、インジェクタ間の製造上の差異を解決するため、ドーズコントローラ９８は、各インジェクタに出力されるパルス幅を補償する。各インジェクタが異なるドージングを提供するように制御されるときにも、同様の補償を行うことができる。いくつかの例では、インジェクタをベンチ試験して、ガスドージングの差異を決定する。他の例では、インジェクタを個々に作動し、ガスドージングを処理チャンバ内でその場で評価する。
【００８６】
次に図３および図４Ａ〜図４Ｄを参照すると、インジェクタは、複数のゾーンに配置され、同じドーズ、同じドーズタイミング、異なるドーズおよび／または異なるドーズタイミングを提供するように制御され得る。例えば、異なるドーズタイミングを使用して、処理される基板全体にガス波を生成することができる。換言すれば、ガスドーズは、中心に供給され、その後、半径方向の外側方向に（すなわち、縁部から中心へ向かう方向とは反対方向に）連続するゾーンに順次供給され得る。いくつかの例では、個々のインジェクタに対して異なるドーズを使用して、厚さの不均一性を排除することができる。
【００８７】
図３では、複数のインジェクタ１００（例えば、１００−１、１００−２、１００−３）は、Ｐ個のゾーン（例えば、それぞれゾーン１、ゾーン２、ゾーン３）に配置されている。ここで、Ｐは、ゼロよりも大きい整数である。図４Ａでは、複数のゾーンのインジェクタ１００は、同じドーズおよび同じドーズタイミングを提供する。図４Ｂでは、複数のゾーンのインジェクタ１００は、タイミングをずらして同じドーズを提供する。図４Ａおよび図４Ｂのインジェクタ１００は、上述のように同じドーズを提供するため個々に補償される。
【００８８】
図４Ｃでは、複数のゾーンのインジェクタ１００は、異なるドーズを提供し、同時に開始する。図４Ｄでは、複数のゾーンのインジェクタ１００は、異なるドーズを提供し、同時に終了する。図４Ｃおよび図４Ｄのインジェクタ１００は、上述のように異なるドーズを提供するため個々に補償される。
【００８９】
次に図５〜図７に、マルチインジェクタシャワーヘッド７４の様々な配置を示す。図５に示すように、マルチインジェクタシャワーヘッド７４は、インジェクタアセンブリ１５０−１、１５０−２、…、および１５０−Ｘ（集合的にインジェクタアセンブリ１５０）（Ｘは１よりも大きい整数）を含んでいる。インジェクタアセンブリ１５０は、可変流量制限器（ＶＦＲ）１５４−１、１５４−２、…、および１５４−Ｘ（集合的にＶＦＲ１５４）の入口における圧力を感知するために、それぞれ圧力センサ１５２−１、１５２−２、…、および１５２−Ｘ（集合的に圧力センサ１５２）を含む。ＶＦＲ１５４のパルス幅は、以下でさらに説明されるように、ドーズコントローラ９８によって制御される。インジェクタアセンブリ１５０は、ガス温度を感知する温度センサ１５６−１、１５６−２、…、および１５６−Ｘ（集合的に温度センサ１５６）をさらに含む。いくつかの例では、固定流量制限器（ＦＦＲ）１５８−１、１５８−２、…、および１５８−Ｘ（集合的にＦＦＲ１５８）がＶＦＲ１５４の出口に接続される。
【００９０】
図６では、マルチインジェクタシャワーヘッド７４は、弁１６４−１、１６４−２、…、および１６４−Ｘ（集合的に弁１６４）の入口における圧力を感知するために、それぞれ圧力センサ１６２−１、１６２−２、…、および１６２−Ｘ（集合的に圧力センサ１６２）を含むインジェクタアセンブリ１６０−１、１６０−２、…、および１６０−Ｘ（集合的にインジェクタアセンブリ１６０）（Ｘは１よりも大きい整数）を含む。弁１６４のパルス幅は、以下でさらに説明されるように、ドーズコントローラ９８によって制御される。インジェクタアセンブリ１６０は、ガス温度を感知する温度センサ１６６−１、１６６−２、…、および１６６−Ｘ（集合的に温度センサ１６６）をさらに含む。いくつかの例では、固定オリフィス１６８−１、１６８−２、…、および１６８−Ｘ（集合的に固定オリフィス１６８）が弁１６４の出口に接続される。
【００９１】
図７に示すマルチインジェクタシャワーヘッド７４は、それぞれ圧力センサ１７２−１、１７２−２、…、および１７２−Ｘ（集合的に圧力センサ１７０）を含むインジェクタアセンブリ１７０−１、１７０−２、…、および１７０−Ｘ（集合的にインジェクタアセンブリ１７０）（Ｘは１よりも大きい整数）を含んでいる。圧力センサ１７２は、弁１７４−１、１７４−２、…、および１７４−Ｘ（集合的に弁１７４）およびバイパス弁１７５−１、１７５−２、…、および１７５−Ｘ（集合的にバイパス弁１７５）の入口における圧力を感知する。弁１７４およびバイパス弁１７５のパルス幅は、以下でさらに説明されるように、ドーズコントローラ９８によって制御される。インジェクタアセンブリ１７０は、ガス温度を感知する温度センサ１７６−１、１７６−２、…、および１７６−Ｘ（集合的に温度センサ１７６）をさらに含む。いくつかの例では、固定オリフィス１７８−１、１７８−２、…、および１７８−Ｘ（集合的に固定オリフィス１７８）が弁１７４の出力に配置される。
【００９２】
次に図８〜図９に、図１のマルチインジェクタシャワーヘッド７４を実施する他の方法を示す。図８において、アクティブシャワーヘッド２００は、複数のインジェクタ２０４を含む。アクティブシャワーヘッド２００の例は、本願の譲受人に譲渡されたＸＸＸＸＸＸＸＸＸ、ＸＸ、ＸＸＸＸ出願の米国特許出願第１５／３４６，９２０号（Ｌａｍ  Ｄｏｃｋｅｔ  Ｎｏ．４０８１−１ＵＳ）でさらに図示および説明されており、この出願に言及することによりその全体が本明細書に組み込まれる。図９は、アクティブシャワーヘッド２００のインジェクタ２０４の例を示しており、支持層２５０、アクチュエータ層２５４、ダイヤフラム層２５８、弁座層２６２およびガス分配層２６６が含まれている。理解され得るように、アクティブシャワーヘッド２００は、複数のインジェクタを含む。いくつかの例では、アクティブシャワーヘッド２００のインジェクタは、半導体ウエハなどの基板層に形成される。基板層を形成し、次に互いに結合してインジェクタを形成することができる。
【００９３】
アクチュエータ層２５４は、ダイヤフラム２７２を選択的に移動させるアクチュエータ２７２を含む。いくつかの例では、ダイヤフラムは、任意の突出部２７３を含む。ダイヤフラム２７２は、矢印で示すように上下に移動してガスの流れを可能にするか、またはガスの流れを妨げる。ダイヤフラム層２５８は、空洞２７４および２７６を画定する。弁座層２６２は、空洞２８２および２８３を画定する。ガス分配層２６６は、開口部２９０ならびに空洞２９２および２９４を画定する。いくつかの例では、フィルタ２８６が空洞２９４に配置される。マニホールドまたは他のガス源からのガスは、開口部２９０に供給される。図９に示すようにダイヤフラム２７２が開いているとき、ガスは、空洞２９２、空洞２８２、空洞２７６を通り、フィルタ２８６（使用される場合）を通り、かつ空洞２９４を通って処理チャンバに流れ込む。アクチュエータ２７２は、その底面（使用される場合は突出部２７３）を入口２８４に付勢することによってダイヤフラム２７２を閉位置に移動させる。いくつかの例では、圧力センサ２９６および温度センサ２９８はそれぞれ、空洞２８２の圧力および温度を測定するために使用される。
【００９４】
次に図１０〜図１３に、インジェクタを動作させるための方法を示す。図１０では、方法３００は、３１０において、複数のインジェクタの各インジェクタについて所望のガスドーズを決定することを含む。３２０では、圧力がマニホールドまたはガスインジェクタにおいて測定される。３３０では、ガス温度がガスインジェクタにおいて測定される。３４０では、各インジェクタに対してパルス幅またはパルス持続時間が流れの関係に基づいて調整され、所望のガスドーズを提供する。流れの関係は、測定された圧力および温度、バイパス弁と流量弁の重なり、幾何学的パラメータ、ならびに／または経験的データの関数である。
【００９５】
図１１では、ガス状態に関する十分な情報がない状態で、ドーズ調整が方法３５０で実行される。３５２において、各インジェクタについて所望のガスドーズが決定される。３５４では、各インジェクタに対してパルス幅またはパルス持続時間が流れの関係に基づいて調整され、所望のガスドーズを提供する。流れの関係は、バイパス弁と流量弁の重なり、幾何学的パラメータおよび／または経験的データの関数である。
【００９６】
図１２では、方法４００は、４１０において、複数のインジェクタの各インジェクタについて所望のガスドーズを決定することを含む。４２０では、圧力がマニホールドまたはガスインジェクタにおいて測定される。４３０では、ガス温度がガスインジェクタにおいて測定される。４４０では、各インジェクタに対してパルス幅またはパルス持続時間が流れの関係に基づいて調整され、所望のガスドーズを提供する。流れの関係は、測定された圧力および温度、バイパス弁と流量弁の重なり、幾何学的パラメータ、ならびに／または経験的データの関数である。
【００９７】
図１３では、ガス状態に関する十分な情報がない状態で、ドーズ調整が方法４５０で実行される。方法４５０は、４６０において、複数のインジェクタの各インジェクタについて所望のガスドーズを決定することを含む。４７０では、各インジェクタに対してパルス幅またはパルス持続時間が流れの関係に基づいて調整され、所望のガスドーズを提供する。流れの関係は、バイパス弁と流量弁の重なり、幾何学的パラメータおよび／または経験的データの関数である。
【００９８】
次に図１４を参照すると、基板処理システム４８０は、上流および／または下流の基板の不均一性またはスキュー（本明細書では集合的にスキューと呼ばれる）を補償する複数のインジェクタ（上述のものなど）を含む１つまたは複数の処理チャンバを含む。スキューデータは、縁部領域よりも厚い中心領域、中心領域よりも厚い縁部領域、左右の差異、または平坦な表面からの他の差異を有する基板膜に対応し得る。スキューは、上流のプロセスによって引き起こされるか、または下流のプロセスから予想される予測スキューである可能性がある。スキューデータは、処理される同じ基板、試験基板、モデリング、および／または、処理される基板に先行する１つまたは複数の基板に対して生成することができる。スキューデータは、２つ以上の基板の関数（平均、移動平均、統計関数など）として生成することができる。
【００９９】
処理チャンバ４８２は、堆積、エッチングまたは他の基板処理などの基板処理を基板に対して実行する。いくつかの例では、実行される基板処理は、下流の処理中に補償されるスキューを生成する。いくつかの例では、計測ステーション４８４は、処理チャンバ４８２の下流に位置しており、処理後の基板に対して１つまたは複数の測定を実行し、基板の計測データを生成する。いくつかの例では、計測ステーション４８４は、膜厚測定に基づいてスキューデータを生成し、かつ／または基板の表面モデルを生成する。計測ステーション４８４は、計測データを下流の処理チャンバ４８８に出力する。処理チャンバ４８８は、複数のインジェクタを含み、本明細書で説明されるドーズ制御を実行してスキューを補償する。処理チャンバ４８８は、計測データを使用して、処理チャンバ４８２によって導入されたスキューを相殺するために必要な補償の量を決定する。他の例では、計測ステーション４８４を省略し、モデリング、プロセスセットアップ中に行われた以前の計測測定結果、または他のデータに基づいて補償を実行する。
【０１００】
例えば、処理チャンバ４８２は、膜の堆積または膜のエッチングを実行することができる。いくつかの例では、処理チャンバ４８２は、基板の中心または縁部でより厚い膜の堆積を実行する。いくつかの例では、処理チャンバ４８２は、基板の中心または縁部で、望まれるよりも多くの膜を除去するエッチングを実行する。計測データによってスキューを検出し、処理チャンバ４８８に関連付けられたドーズコントローラがスキューを補償する。
【０１０１】
基板を処理チャンバ４８８で処理した後、その下流の処理チャンバ４９０でさらに基板を処理してもよい。処理チャンバ４９０での処理後、計測ステーション４９２によって計測データを生成する。計測データは、処理チャンバ４８８にフィードバックされ、下流のスキューの事前補償を可能にする。他の例では、計測ステーション４８４を省略し、モデリング、セットアップ中に行われた以前の計測測定結果、または他のデータに基づいて補償を実行する。
【０１０２】
次に図１５を参照すると、処理チャンバ４８８は、ドーズコントローラ５０４を有するコントローラ５０２を含む。ドーズコントローラ５０４は、計測ステーション４８４、データストア５０８または別のデータ源からスキューデータを受信する補償モジュール５１２をさらに含む。補償モジュール５１２は、受入基板の所望の空間マップ５１０をさらに受信する。補償モジュール５１２は、ドーズマッピングモジュール５１４に出力されるスキュー補償データを生成する。ドーズマッピングモジュール５１４は、補償モジュール５１２からのスキュー補償データに基づいてベースドーズマップ５１６を補償する。例えば、特定の領域においてエッチングまたは堆積を追加することまたは減少させることが望ましいとき、前駆体またはエッチングガスへの曝露の局所的なドーズまたは持続時間を、他の領域と比較してそれぞれ増加または減少させることができる。ドーズマッピングモジュール５１４は、補償ドーズマップをインジェクタ制御モジュール５２０に出力し、これに応じてインジェクタ制御モジュール５２０がインジェクタを制御する。
【０１０３】
図１６に示す方法５３０は、受入基板のスキューを補償するために、スキューデータを使用して制御される複数のインジェクタを使用する基板処理方法である。５４０において、受入基板（または、典型的な基板もしくは予想される受入基板）に関して、基板のスキューデータ（空間マップまたはパラメータのセットなど）が受信される。５４４において、このスキューデータが、所望の空間マップまたはパラメータのセットと比較される。５４８において、上流のスキューに対する補償が決定される。５６４において、ベースドーズマップおよび補償に基づいて、補償ドーズマップが生成される。
【０１０４】
次に、図１７Ａおよび図１７Ｂに示されるのは、１つまたは複数の下流のプロセスによって引き起こされるスキューを事前補償するように制御されるインジェクタを含む処理チャンバの例である。図１７Ａでは、処理チャンバ４８８は、ドーズコントローラ５５４を有するコントローラ５５２を含む。ドーズコントローラ５５４は、１つまたは複数の下流のプロセスによって引き起こされるスキューに対して送出基板を事前補償するために、所望のスキュー５５８を受信するドーズマッピングモジュール５６０を含む。ドーズマッピングモジュール５６０は、送出基板の所望のスキューに基づいてベースドーズマップ５６４を補償し、下流のスキューを事前補償する。ドーズマッピングモジュール５６０は、補償ドーズマップをインジェクタ制御モジュール５７０に出力する。
【０１０５】
図１７Ｂでは、送出基板に対して所望のスキューを生成するためのシステムの例が示されている。ドーズコントローラ５５４は、空間マップまたはパラメータのセットを補償モジュール５７２に出力する計測ステーション４９２またはデータストア５０８をさらに含む。補償モジュール５７２は、下流の基板に対する所望の空間マップ５７４をさらに受信する。補償モジュール５７２は、送出基板に対する所望のスキューを生成する。理解され得るように、図１７Ｂに示すシステムは、図１７Ａに示すシステムと組み合わせることができる。さらに、図１７Ａおよび図１７Ｂに示すシステムは、図１５に示すシステムと組み合わせることができる。
【０１０６】
図１８に示す方法５８０は、１つまたは複数の下流のプロセスによって引き起こされるスキューを相殺するために、送出基板を補償するインジェクタを使用する基板処理方法である。５８２において、１つまたは複数の下流のプロセスに関するスキューデータが受信される。５８４において、このスキューデータが、所望の空間マップと比較される。５８８において、１つまたは複数の下流のプロセスのスキューを事前補償するため補償が決定される。５９４において、ベースドーズマップおよび１つまたは複数の下流のプロセスの補償に基づいて、補償ドーズマップが生成される。
【０１０７】
次に図１９Ａ〜図１９Ｃを参照すると、インジェクタは、個々に場所を指定されて、かつ／またはグループに配置されて、様々なタイプのゾーンまたはゾーン形状を定義することができる。例えば、グループは、放射形ゾーン、パイ形ゾーンおよび／またはスライス形ゾーンに対応し得る。図１９Ａでは、インジェクタが放射形ゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３およびＺ４にグループ化される。ここでは４つの放射形ゾーンが示されているが、放射形ゾーンの数はこれより多くても少なくてもよい。図１９Ｂでは、インジェクタが放射形ゾーンおよび／またはパイ形ゾーンＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４にグループ化される。ここでは４つのパイ形ゾーンが示されているが、パイ形ゾーンの数はこれより多くても少なくてもよい。図１９Ｃでは、図１９Ａおよび図１９Ｂの例に加えて、またはその代わりに使用できるスライスＳ１、Ｓ２、…、およびＳ１０が示されている。いくつかの例では、スライスの辺が平行で、隣接するスライスに当接している。スライスの角度配向または角度オフセットは、基板のスロットまたは処理チャンバの所定の基準に対して必要に応じて変えることができる。スライスは、左右のスキューに対応するために使用することができる。
【０１０８】
図２０および図２１に示されているのは、個々のインジェクタまたはインジェクタグループによる空間ベースのスキューのためのインジェクタタイミングを示すタイミング図の例である。図２０のタイミング図の１つまたは複数は、個々のインジェクタまたはインジェクタグループに異なるインジェクタドーズ制御タイミングを提供する。タイミングプロファイルＡに関連付けられた個々のインジェクタまたはインジェクタグループでは、パルス幅が時間の関数としてゆっくりと減少する。タイミングプロファイルＢおよびＣに関連付けられた個々のインジェクタまたはインジェクタグループでは、パルス幅がタイミングプロファイルＡと比較してわずかに速い速度で減少する。タイミングプロファイルＤに関連付けられた個々のインジェクタまたはインジェクタグループでは、対応する期間中、パルス幅が固定されている。個々のインジェクタまたはインジェクタグループに関連付けられた可変パルス幅は、空間的および／または時間的ドージングの正確な制御を可能にする。
【０１０９】
図２１では、タイミングプロファイルを使用して、異なる空間パターンを生じさせることができる。タイミングプロファイルＤに関連付けられたインジェクタまたはインジェクタグループでは、対応する期間中、パルス幅が固定されている。タイミングプロファイルＢおよびＣに関連付けられたインジェクタまたはインジェクタグループでは、パルスの持続時間が、タイミングプロファイルＤの持続時間の約１／２である。タイミングプロファイルＡに関連付けられたインジェクタまたはインジェクタグループでは、一部の時間のパルス幅がタイミングプロファイルＢおよびＣと同様であり、他の時間においてはスキップされる。個々のインジェクタまたはインジェクタグループに関連付けられた可変パルス幅は、空間的および／または時間的ドージングの正確な制御を可能にする。
【０１１０】
次に図２２に、処理チャンバ６５０の一部を、複数のマニホールド６５４−１、６５４−２、…、および６５４−Ｎ（集合的にマニホールド６５４）ならびにガス供給システム６５８−１、６５８−２、…６５８−Ｎ（集合的にガス供給システム６５８）を含めて示す。ここで、Ｎは、１よりも大きい整数である。マニホールド６５４は、異なるガス混合物をインジェクタアセンブリグループ６６０−１、６６０−２、…、および６６０−Ｙ（集合的にインジェクタアセンブリグループ６６０）に供給する。ここで、Ｙは、１よりも大きい整数である。この図では、１つのマニホールドにつき１つのガス供給システムが示されているが、ガス供給システムの数はこれより多くても少なくてもよい。
【０１１１】
以下でさらに説明されるように、インジェクタアセンブリ６６０は、時間的スキューを生成するように構成され得る。インジェクタアセンブリグループ６６０−１、６６０−２、…、および６６０−Ｙの各々は、Ｎ個のインジェクタ６６２−１１、６６２−１２、…、および６６２−ＹＮを含む。インジェクタアセンブリグループ６６０に含まれるＮ個のインジェクタの各々は、それぞれＮ個のマニホールド６５４−１、６５４−２、…、および６５４−Ｎの１つに接続される。この構成により、Ｎ個のマニホールド６５４に供給されたガス混合物をインジェクタアセンブリグループ６６０の各々に供給することが可能になる。
【０１１２】
次に図２３を参照すると、マニホールド６５４−１、６５４−２、…、および６５４−Ｎの各々は、プレナム６６８−１、６６８−２、…、および６６８−Ｎ（集合的にプレナム６６８）を定義し、複数の貫通孔６７０を含む。いくつかの例では、プレナム６６８は、概して平らな円筒状である。プレナム６６８−１からのガス混合物の分離を維持するために、対応する位置合わせされた貫通孔６７３を有するポスト６７２が下部プレナム６６８−２…６６８−Ｎに配置されている。これにより、プレナム６６８−１内のガス混合物が貫通孔６７０および６７３を通って移動し、プレナム６６８−２…６６８−Ｎ内で混ざり合うことなく対応するインジェクタに到達することが可能となる。同様のアプローチは、プレナム６６８の他のものにも使用される。この図では、マニホールドの特定の配置が示されているが、他のマニホールド配置を使用することもできる。
【０１１３】
図２２〜図２３に示される処理チャンバを使用して、時間的スキューを実行することができる。時間的スキューの一例を図２４に示す。第１の場所１（１つまたは複数のインジェクタアセンブリを含む）では、ガス混合物は、時間ｔ１で第１のガス混合物１から第２のガス混合物２に切り替えられ、次に時間ｔ３で第３のガス混合物３に切り替えられる。第２の場所２（１つまたは複数のインジェクタアセンブリを含む）では、ガス混合物は、時間ｔ２で第１のガス混合物１から第２のガス混合物２に切り替えられ、次に時間ｔ４で第３のガス混合物３に切り替えられる。第３の場所３（１つまたは複数のインジェクタアセンブリを含む）では、ガス混合物は、時間ｔ３で第１のガス混合物１から第２のガス混合物２に切り替えられ、次に時間ｔ４で第３のガス混合物３に切り替えられる。第４の場所４（１つまたは複数のインジェクタアセンブリを含む）では、ガス混合物は、時間ｔ４で第１のガス混合物１から第２のガス混合物２に切り替えられ、次に時間ｔ５で第３のガス混合物３に切り替えられる。
【０１１４】
例えば、第１の場所１は中央ゾーンに対応することができ、場所２〜４は中央ゾーンの周りの、半径が大きくなる放射形ゾーンに対応することができる（他の形状を有する他のインジェクタグループにも、同じアプローチを使用することができる）。理解され得るように、使用されるガス混合物はプロセスに依存し、堆積ガス混合物、エッチングガス混合物、パージガス、または他のガス混合物を含み得る。例えば、ガス混合物１はＡＬＤまたはＡＬＥプロセスのための第１の前駆体を含んでいてもよく、第２のガス混合物はパージガスを含んでいてもよく、第３のガス混合物はＡＬＤまたはＡＬＥプロセスのための第２の前駆体を含んでいてもよい。
【０１１５】
次に図２５を参照すると、処理チャンバ７００は、本明細書で説明される様々な方法でグループ化される複数のインジェクタ７２２を含む。インジェクタ７２２は、ドーズコントローラ７２０によって制御され、事前定義された主流量比を提供する。主流量は、ガス源７１０およびＭＦＣ７１４を含むガス供給システム７０８によってマニホールド７１８に供給される。図２５に示す例では、インジェクタ７２２は、基板のＲ個の空間領域に関連付けられるＲ個のグループ（ＧＲＰ１、ＧＲＰ２、…およびＧＲＰ・Ｒ）に分けられる。Ｒ個のグループの各々に含まれるインジェクタの数は、同じであっても異っていてもよい。
【０１１６】
一例では、所定の２つ以上の異なる主流量比を基板のＲ個の空間領域に提供することが望ましい。例えば、エッチングまたは堆積プロセスにおいて、中心または縁部領域に供給するエッチングガスまたは堆積前駆体ガスを、基板の他の領域に供給するよりも多くすることが必要な場合がある。Ｒ個のグループに含まれるインジェクタへのパルス幅を変化させることにより、マニホールド７１８での所定の比の主流を、フロースプリッタを必要とせずにＲ個の空間領域に供給することが可能になる。
【０１１７】
従来、マニホールド７１８から流れるガスは、フロースプリッタを使用して分割されていた。いくつかの例では、フロースプリッタはソニックノズルを含む。ただし、フロースプリッタを使用するシステムは、定常状態の流れ条件に到達するまでに長い時間がかかる。したがって、フロースプリッタは、ＡＬＤおよびＡＬＥプロセスのような、空間制御の改善および／または高速ガス交換を必要とするプロセスでは使用が困難である。
【０１１８】
Ｒ個のグループに関連付けられるインジェクタは、Ｒ個のパルス幅を使用して制御され、マニホールド７１８に供給されるＲ個の所定の主流量比を提供する。ここで、Ｒは、ゼロよりも大きい整数である。
【０１１９】
例えば、Ｒ個のグループは、そのすべてが、同じパルス幅を使用してパルス化され、同じドーズを供給することができる（ただし、各グループが同じ数のインジェクタを有すると仮定する）。あるいは、２つ以上の異なるパルス幅を使用して、Ｒ個のグループの少なくとも一部について比率を変化させることができる。例えば、Ｒ個のグループのうち１つは、パルス幅をＲ個のグループの他のもののパルス幅の１／２にしてパルス化され、Ｒ個のグループのうちその１つへの流量を少なくするとともに、Ｒ個のグループの他のものへの流量を多くすることができる。別の例では、Ｒ個のグループのすべてに対するパルス幅を、増加する空間プロファイル、減少する空間プロファイル、ベル形プロファイル、逆ベル形プロファイルまたは他のガスドージングプロファイルを提供するように変化させる。
【０１２０】
図２６に示す方法７５０は、主ガス流を、基板のＲ個の空間領域に供給されるＲ個のガス流に分割するための方法である。７５４において、基板のＲ個の空間領域の各々に供給される主ガス流の比率を決定する。７５８において、基板のＲ個の空間領域に対応するインジェクタのパルス幅を決定して、Ｒ個の比率を提供する。７６２において、主ガス流量をマニホールドに供給する。７６６において、マニホールドに供給されるガス流量を、Ｒ個の空間領域内のインジェクタに対応するＲ個のパルス幅値を使用して分割する。
【０１２１】
前述の説明は、本質的に単に例示的であり、本開示、その適用、または使用を限定する意図は全くない。本開示の広範な教示は、様々な形態で実施することができる。したがって、本開示は具体的な例を含むが、図面、明細書、および以下の特許請求の範囲を検討すると他の変更が自明となるので、本開示の真の範囲はそのような例に限定されるべきでない。方法における１つまたは複数のステップは、本開示の原理を変更することなく、異なる順序で（または同時に）実行され得ることを理解されたい。さらに、実施形態の各々は、特定の特徴を有するものとして上述されているが、本開示の任意の実施形態に関連して説明されるそれらの特徴の任意の１つまたは複数を、他のいずれかの実施形態において実施してもよく、および／または、明示的な説明がない場合でも、他のいずれかの実施形態の特徴と組み合わせてもよい。換言すれば、説明されている実施形態は、相互に排他的なものではなく、１つまたは複数の実施形態を互いに入れ替えたものは、引き続き本開示の範囲に含まれる。
【０１２２】
要素間（例えば、モジュール、回路素子、半導体層などの間）の空間的関係および機能的関係は、「接続」、「係合」、「結合」、「隣接」、「隣」、「上部」、「上」、「下」、および「配置」を含む、様々な用語を使用して説明されている。「直接」と明示的に説明されている場合を除き、上記開示において第１の要素と第２の要素の間の関係が説明されているとき、その関係は、第１の要素と第２の要素の間に他の要素が介在しない直接的な関係であり得るが、第１の要素と第２の要素の間に１つまたは複数の要素が（空間的または機能的に）介在する間接的な関係でもあり得る。本明細書で使用する場合、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを使用した論理（ＡまたはＢまたはＣ）の意味で解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つ」の意味で解釈されるべきではない。
【０１２３】
いくつかの実施態様では、コントローラは、上述した例の一部であり得るシステムの一部である。そのようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理装置を備えることができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。そのような電子機器は「コントローラ」と呼ばれることがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。コントローラは、処理要件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されているプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスには、処理ガスの供給、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体供給設定、位置および動作設定、ツールに対するウエハ搬送（搬入および搬出）、ならびに、特定のシステムと接続または連動する他の搬送ツールおよび／またはロードロックに対するウエハ搬送（搬入および搬出）が含まれる。
【０１２４】
広義には、コントローラは、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、クリーニング動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。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式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作における１つまたは複数の処理ステップを実現するため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もよい。
【０１２５】
コントローラは、いくつかの実施態様では、システムと統合されるか、システムに結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてもよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリまた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もよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後リモートコンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、コントローラは命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。したがって、上述したように、コントローラは、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書に記載のプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを備えることによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。
【０１２６】
限定はしないが、例示的なシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するか使用されてもよい任意の他の半導体処理システムを含んでもよい。
【０１２７】
上述のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に設置されるツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場においてツール場所および／もしくはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料搬送に使用されるツールと通信してもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【国際調査報告】
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