"処理チャンバーまたはツールに所望の質量のガスのパルスを送出するためのシステムであって、ガス送出チャンバーと、前記ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御するように配置された第1の弁と、ガスが前記ガス送出チャンバーをパルス状に離れることができるように前記ガス送出チャンバーを離れる前記ガスの流動を制御するように配置された第2の弁であって、選択された質量のそれぞれが、前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの初期圧および前記それぞれのパルスの持続期間の関数である、第2の弁と、前記ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御し、ガスの前記パルスを送出する前に前記ガス送出チャンバー内の前記ガスを初期圧設定値にまであらかじめ充填するように構成され、配置され、それによって前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの始動圧力の変動がガスの前記パルスを送出する前に制御され、前記質量送出の再現性が前記パルスのそれぞれの前記持続期間に応じて改善される、圧力制御装置とを備える、システム。前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて圧力信号を供給するように配置された圧力トランスデューサをさらに含み、前記圧力制御装置が前記圧力信号に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するためのコントローラを含む、請求項1に記載のシステム。前記ガス送出チャンバー内のガス温度に応じて温度信号を供給するように配置された温度センサーをさらに含み、前記圧力制御装置が前記温度信号に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するためのコントローラを含む、請求項1に記載のシステム。前記圧力制御装置が前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて前記ガス送出チャンバー内への、および前記ガス送出チャンバーからのガスの流動を制御するように構成され、配置された第1のコントローラを含む、請求項1に記載のシステム。前記圧力制御装置が副チャンバーを含み、前記副チャンバーが前記ガスを受け取るように構築され、配置され、かつ前記第1の弁の動作を制御し、ガスのパルスのパルスガス送出前に前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの前記初期圧設定値の変動を制御することによって前記第1の弁を介してガスを前記ガス送出チャンバー内へ供給するように選択的に結合されている、請求項1に記載のシステム。前記圧力制御装置が前記第1の弁を制御し、ガスのパルスのパルスガス送出前に前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの前記初期圧設定値の変動を制御するように前記副チャンバーから前記ガス送出チャンバーへのガスの流動を制御するようにさらに構成され、配置された、請求項5に記載のシステム。前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて第1の圧力信号を供給するように配置された第1の圧力トランスデューサ、およびに前記副チャンバー内の圧力に応じて第2の圧力信号を供給するように配置された第2の圧力トランスデューサをさらに含み、前記圧力制御装置が前記第1および第2の圧力信号に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するためのコントローラを含む、請求項5に記載のシステム。前記副チャンバー内への流動を制御するように配置された第3の弁をさらに含み、前記圧力制御装置が前記第3の弁を制御して前記第2の圧力信号に応じて前記副チャンバー内へのガスの流動を制御し、前記第1の弁を制御して前記第1および第2の圧力信号に応じて前記副チャンバーから前記ガス送出チャンバー内への流体の流動を制御し、前記第1の圧力信号に応じて前記ガス送出チャンバーを離れるガスの流動を制御するように構成され、配置された、請求項7に記載のシステム。前記コントローラ装置が、前記第1および第2の弁を制御するように構成され、配置された第1のコントローラと、前記第3の弁を制御するように構成され、配置された第2のコントローラと、前記第1および第2のコントローラを制御するように構成され、配置された第3のコントローラとを含む、請求項8に記載のシステム。前記副チャンバーが前記第1の弁を介して前記ガス送出チャンバーを前記ガスで充填するように前記ガス送出チャンバーに選択的に結合される、請求項5に記載のシステム。前記コントローラ装置が、前記第1の制御弁を制御して前記副チャンバー内の圧力を選択した圧力で維持するように構成され、配置された、請求項5に記載のシステム。前記ガス送出チャンバー内の前記初期圧設定値が送出されるガスの前記パルスのガスタイプおよび前記選択された質量の関数である、請求項11に記載のシステム。処理チャンバーまたはツールに所望の質量のガスのパルスを送出する方法であって、前記ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御し、前記ガスが前記ガス送出チャンバーをパルス状に離れることができるように前記ガス送出チャンバーを離れるガスの流動を制御するステップであって、選択された質量のそれぞれが前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの初期圧および前記それぞれのパルスの持続期間の関数である、ステップと、ガスの前記パルスを送出する前に前記ガス送出チャンバー内の前記ガスを初期圧設定値にまであらかじめ充填し、それによって前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの始動圧力の変動がガスの前記パルスを送出する前に制御され、前記質量送出の再現性が前記パルスのそれぞれの前記持続期間に応じて改善される、ステップとを含む方法。前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの温度に応じて前記ガス送出システム内へのガスの流動を制御するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。前記ガス送出チャンバー内の前記圧力に応じて前記ガス送出チャンバー内への、および前記ガス送出チャンバーからのガスの流動を制御するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。副チャンバー内の前記ガスを受け取るステップと、弁の動作を制御し、ガスのパルスのパルスガス送出前に前記ガス送出チャンバー内の前記ガスの前記初期圧設定値の変動を制御することによって前記副チャンバーから前記ガス送出チャンバー内への前記ガスの流動を選択的に制御するステップとをさらに含む、請求項13に記載の方法。前記副チャンバー内のガスの圧力に応じて前記副チャンバー内へのガスの流動を制御するように前記副チャンバーへの入口弁を制御するステップと、前記副チャンバー内の圧力および前記ガス送出チャンバー内の圧力に応じて前記副チャンバーから前記ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御するように前記ガス送出チャンバーへの入口弁を制御するステップと、前記ガス送出チャンバーから出る流体の流動を制御するように出口弁を制御するステップとをさらに含む、請求項17に記載の方法。前記初期圧設定値が送出されるガスの前記パルスのガスタイプおよび前記選択された質量の関数である、請求項13に記載の方法。0012]上で論じたように、送出チャンバーの始動チャンバー圧力は、パルスガス送出の再現性にとって重要である。したがって、パルスガス送出の前に始動チャンバー圧力の変動を厳密に制御することによって、ガスパルス送出の再現性を改善することができる。0013]したがって、本明細書に記載される教示の一態様によれば、処理チャンバーまたはツールに所望の質量のガスのパルスを送出するためのシステムは、ガス送出チャンバーと、ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御するように配置された第1の弁と、ガスがガス送出チャンバーをパルス状に離れることができるようにガス送出チャンバーを離れるガスの流動を制御するように配置された第2の弁であって、選択された質量のそれぞれがガス送出チャンバー内のガスの初期圧およびそれぞれのパルスの持続期間の関数である、第2の弁と、ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御し、ガスのパルスを送出する前にガス送出チャンバー内のガスを初期圧設定値にまであらかじめ充填するように構成され、配置され、それによってガス送出チャンバー内のガスの始動圧力の変動が、ガスのパルスを送出する前に制御され、質量送出の再現性がパルスのそれぞれの持続期間に応じて改善される、圧力制御装置とを備える。本明細書に記載される教示の別の態様によれば、ツールに所望の質量のガスのパルスを送出する方法は、ガス送出チャンバー内へのガスの流動を制御し、ガスがガス送出チャンバーをパルス状に離れることができるようにガス送出チャンバーを離れるガスの流動を制御するステップであって、選択された質量のそれぞれがガス送出チャンバー内のガスの初期圧およびそれぞれのパルスの持続期間の関数である、ステップと、ガスのパルスを送出する前にガス送出チャンバー内のガスを初期圧設定値にまであらかじめ充填し、それによってガス送出チャンバー内のガスの始動圧力の変動がガスのパルスを送出する前に制御され、質量送出の再現性がパルスのそれぞれの持続期間に応じて改善される、ステップとを含む。0014]ここで、これら、ならびに他の構成要素、ステップ、特徴、目的、恩恵および利点は、例示的な実施形態の以下の詳細な説明、添付の図面および特許請求の範囲を精査することにより明らかになるであろう。0015]図面は、例示的な実施形態を開示する。それらは、すべての実施形態を説明するとは限らない。他の実施形態が追加でまたは代わりに使用されることがある。明白である、もしくは不必要である可能性がある詳細は、スペースを節約し、またはより効果的な説明のために省略されることがある。反対に、一部の実施形態は、開示される詳細のすべてがない状態で実行され得る。同一の数字が異なる図面に現われる場合、その数字は、同一のもしくは類似の構成要素またはステップを指す。0020]次に例示的な実施形態について論じる。他の実施形態が、追加でまたは代わりに使用されることがある。明白な、もしくは不必要な可能性がある場合、スペースを節約し、またはより効果的な提示を行うために詳細が省略されることがある。反対に、一部の実施形態は、開示される詳細のすべてがなくても実行され得る。0021]図1は、ガスの高速パルス送出を実現するために構築されたシステムの一実施形態のブロック図を示す。システム10およびこのシステムを使用することによって実行される方法は、半導体処理チャンバーまたはプラズマエッチングマシンなどの半導体ツールに、汚染物質なしの、正確に計量された量の処理ガスを送出するように特に意図されている。ガス送出システム10は、半導体ツールに流入する材料の量質量を確実に測定し、信頼性のある再現性のある方法で、比較的短い持続期間のパルスでガスの質量の正確な送出を提供する。さらに、システムは、より単純化された動作を用いるが、ガスを迂回させる必要なしに、広範囲の値にわたって所望のモル数のガスの送出を提供し、正確で、信頼性のある、再現性のある結果を達成する。0022]図1において、図示されるシステム10は、ガス送出チャンバーまたは貯蔵部12、ガス送出チャンバー12への質量流動を制御する入口弁14、およびチャンバー12からの質量流動を制御する出口弁16を含む。例示された実施形態において、入口弁および出口弁は、比較的高速の遮蔽応答、すなわち、明らかに変わり得るが、約1~5ミリ秒の開放状態からの閉鎖状態への遷移を有する遮閉弁である。0023]また、質量流動送出システム10は、チャンバー12内の圧力の測定値を表す信号を供給するための圧力センサーまたはトランスデューサ18、およびチャンバー12上の、またはチャンバー12内の温度の測定値を表す信号を供給するための温度センサー20を有する。本開示の例示的な一実施形態によれば、温度センサー20は、チャンバー12の壁に接触し、チャンバー12の壁の温度の測定値を提供する。0024]所望の質量流動を表わす信号は、パルス送出コントローラ24の入力部22に供給される。また、コントローラ24は、圧力トランスデューサ18および温度センサー20によってそれぞれ測定された圧力および温度を表す入力を受け取る。また、入力部22は、他の処理命令および様々な状態を表わす信号を受け取ることができる。また、システムは、入口弁14および出口弁16の動作をそれぞれ制御するために使用される制御信号を供給するための1つまたは複数の出力部26および28を含む。以降でより明らかになるように、入口弁14を開けるために使用される制御信号の持続期間は、ガスのパルスを送出する前に送出チャンバー12において所望される圧力のレベルの関数であり、出口弁16を開けるために使用される制御信号の持続期間は、出口弁を介して送出されるガスのパルスの持続期間これは、送出されるガスの質量と相互に関連するの関数である。0025]高速パルスモル送出のためのより包括的な解決策を提供し、送出サイクルを速め、極めて高速のパルスモード送出動作を可能とし、パルスモード送出ドーズ量の範囲および精度を改善し、システムのユーザーにとって操作の複雑さを低減するために、システムは、弁16を介してツールへガスを送出する前に送出チャンバー12内の始動圧力をより制御するように構成された追加の構成要素をさらに含み、それによって、チャンバー12からの測定された流量がより正確で再現性がよくなり、より短いパルスレートでの操作が可能となる。0026]図1に例示する実施形態において示されるように、システム10は、入口弁14を介して送出されるガスを保持するためのバッファーチャンバーまたは貯蔵部40をさらに含み、それによってチャンバー12の圧力を、出口弁16を介して1回のドーズ量または一連のドーズ量のガスを送出する前に、所定のレベルにまであらかじめ充填しておくことができる。ガスソース52から副チャンバーまたはバッファーチャンバー40内へのガス、および副チャンバーまたはバッファーチャンバー40から出るガスを制御するために、制御弁42がバッファーチャンバー40の入力部に設けられ、ガスのソースからチャンバー40内へのガスの流動を制御する。入口制御弁42は、チャンバー40内の圧力を実質的に一定の所定のレベルで維持するように制御されるようになされた比例制御弁であってよい。入口制御弁42は、ガスが入口弁14を介してチャンバー40からチャンバー12内へ供給される事前充填ステップ中は開いた状態のままであり、ガスが入口弁14介してチャンバー40からチャンバー12内へ流れると閉じたままとなり得る。さらに、入口制御弁42は、ガスが処理チャンバーに送出されているかどうかにかかわらずチャンバー内の圧力が維持されるように、制御され得る。圧力センサーまたはトランスデューサ44は、チャンバー40内の圧力を表す信号を供給する。圧力を表す信号は、圧力コントローラ46に供給され、圧力測定値に応じて入口弁42に制御信号を供給するように接続される。最後に、主パルスガス送出コントローラ48がシステム全体を制御するために設けられている。0027]コントローラ48は、コントローラ24および46のそれぞれへのデータおよび命令ならびにコントローラ24および46のそれぞれからのデータおよび命令、さらにユーザーインターフェース50へのデータおよび命令ならびにユーザーインターフェース50からのデータおよび命令を提供するように構成される。ユーザーインターフェース50は、オペレータがこのインターフェースを使用してガス送出システム10を操作することができるように構成された、キーボードおよびモニターを含むコンピュータなどの任意の適切な機器であってよい。3つのプロセッサ24、46および48が示されているが、システムは、3つの例示されたコントローラの機能を実行するために任意の数のコントローラを用いて動作することができることは明らかなはずであり、単一の機器がより効率的である。バッファーチャンバー40は、ソース52から受け取るガスを収容するために容積V1を有する。チャンバー40内に供給されるガスは、チャンバー12へ供給されるガスの上流圧力P1を制御するために使用される。したがって、チャンバー12内のガスまたは気体の容積V2の始動圧力P2を制御することができる。こうして、各パルスを送出する前に容積V2の初期充填圧力P2の変動を最小限にすることができる。バッファーチャンバー40のバッファー容積V1におけるガスの圧力設定値は、ユーザーインターフェース50を介してユーザーによって確立されるガスタイプ、パルスガス送出量設定値の関数であり、具体的には、P1,SP=function1gas_type,pulse_gas_delivery_setpoint1式中、P1,SPは、バッファーチャンバーの圧力設定値であり、gas_typeは、分子量、熱容量、熱伝導率および粘性などの送出されるガスの特性であり、pulse_gas_delivery_setpointは、各ドーズに対するパルスガス送出量の設定値である。0028]図2を参照すると、グラフは、チャンバーが1つまたは複数のガスのパルスを送出する前に所定の圧力レベルにまで充填され、次いでパルスの送出中にガスが出口弁16を介して送出チャンバー12から排出されるときの送出チャンバー12内の圧力の変化を示す。0029]具体的には、時刻t0の前に、入口弁42は、バッファーチャンバー40内の圧力P1が式1で規定されるような所定のレベルにまで調整されるようにアクティブに制御される。時刻t0において、出口弁16が閉じられ、入口弁14が開けられ、それによって、ガスが、ユーザーインターフェース50を介して提供される入力に基づいて、パルスガス送出コントローラ48によって確立される所定の圧力P2,SPになるまでチャンバー12内へ流入する。具体的には、P2,SP=function2gas_type,pulse_gas_delivery_setpoint2式中、P2,SPは、送出チャンバーの圧力設定値であり、gas_typeは、分子量、熱容量、熱伝導率および粘性などの送出されるガスの特性であり、pulse_gas_delivery_setpointは、各ドーズに対するパルスガス送出量の設定値である。0030]所定の圧力P2,SPに達すると、入口弁14が時刻t1で閉じられる。図2でわかるように、過剰充填または圧力におけるオバーシュートが時間間隔Δt1入口弁が完全に閉じるのにかかる時間の間に生じると、その時間間隔Δt1中に、圧力が上昇し、次いで静止レベルにまで降下する。圧力を落ち着かせることができる。こうしてシステムは充填され、出口弁16を介してパルスとして送出される所定のモル量のガスを送出する準備がなされ、この出口弁16が、時刻t2において所定量の時間開き、プログラムされたモル量が送出されてしまうと時刻t3において閉じる。図2でわかるように、出口弁が、時刻t3で閉じるように命令された場合、完全に閉まるのに有限の時間量Δt2がかかる。結果として、チャンバー内のガスが図示されるような最終的な圧力Pfに落ち着く前に、ガスのなんらかのオバーシュート過剰送出がやはり存在することになる。次いで、サイクルは、繰り返され、バッファーチャンバー40内のガスを使用して次のパルスを送出する前に送出チャンバー12を充填することができる。0031]図2におけるt2とt2との間に送出されるパルスガスの量Δnは、次式によって解析され得る。式中、Qは、出口弁16を通る流速、CvまたはCvtは、弁が開くまたは閉じる時間の関数である弁のコンダクタンス、Cvoは、完全に開いたときの弁のコンダクタンス、ICvは、t3からt4までの弁が閉じている期間の弁コンダクタンスの積分値、Pは、送出チャンバー12内の圧力、Pfは、最終的な送出チャンバーの圧力、Pdは、送出チャンバー12の下流の圧力である。0032]図示されているように、ICvPf-Pdの項は、モル単位での過剰送出の量を規定する。ICvは、実際には確率変数である、すなわち、出口弁の閉鎖時間が確率変数であることに留意されたい。システムが、所定の一定圧力P1,SPを有する40などのバッファーチャンバーからのガスによってチャンバー12をあらかじめ充填することが行われない場合、始動送出チャンバー圧力P2が変動する可能性があり、それによって、Pfの最終的なチャンバー圧力値がサイクル間で変動するため、この誤差量が変動することになる。始動圧力が高いほど、誤差の影響がより大きくなる。チャンバー40のバッファー容積を使用することによって、チャンバー40によって送出チャンバー12へ供給される上流圧力は、チャンバー12内の充填圧力の変動が極めて制御された一定の上流圧力によって最小化されるような圧力である。これによって、確実に、誤差ICvPf-Pdがより小さな誤差の範囲に制限される。誤差をより小さな誤差の範囲内になるように制限することによって、再現性のある方法で誤差に対するよりよい補償を行うことが可能となり、それによって、より正確に精度のよいガスの量を送出できる。ガスタイプおよびパルスガス送出設定値の関数として、比較的一定圧力内にある上流の容積を提供することによって、システムにチャンバー12内の充填圧力を厳密に制御させることが可能となる。したがって、充填圧力の変動が最小化され、また、これによって弁の時間の不確実性によって引き起こされるパルスガス送出に対する再現性誤差が最小化された。0033]パルス送出システムに対する1つの用途は、100で示される半導体ツールに提供されるパルスを制御するために、図3に10Aで全体的に示されるパルス送出システムを使用することである。0034]別の用途は、化学気相堆積CVD処理に使用される、米国特許第7615120号に記載されるタイプなどの、原子層堆積システム110の2つ以上のパルス送出システム2つが、図4の10Bおよび10Cで示されているを使用することである。例えば、そうしたシステムでは、システム10Aおよび10Bそれぞれが、ALD原子層堆積反応器110に供給される前駆体ガスのパルスを制御するために使用される。具体的には、ガスは、システム10Bまたは10Cのどちらかから混合マニホールド112に供給される。混合マニホールド112は、システム10Bおよび10Cからのガスを導入するため2つの入口を有する。キャリアガスは、導入されて、混合マニホールドにおいてその流れが分割される。キャリアガスは、典型的には窒素などの不活性ガスである。示した例において、化学物質Aは、システム10Cによって供給される前駆体であり、化学物質Bは、システム10Bによって供給される前駆体である。キャリアガスおよび前駆体ガスは、混合され、混合ガスのプラズマを形成するためプラズマ形成ゾーン114に供給される。0035]このプラズマは、ALD反応器110内にガスを分布させるガスディストリビューター116に供給される。ウェーハ118は、ウェーハ支持体120上に配置され、両方ともヒーター122によって加熱される。スロットル弁124およびポンプ126は、反応器110内の真空を制御し、処理中にシステム10Bおよび10Cから供給されるガスを排出するために使用される。0036]説明したように、ガス送出システム10は、半導体ツールに流入する材料の量質量を確実に測定し、信頼性のある再現性のある方法で比較的短い持続期間のパルスでガスの質量の正確な送出を行う。さらに、システムは、より簡略化された動作を用いるが、正確で、信頼性があり、再現性のある結果を達成するためにガスを迂回させる必要なしに、広範囲の値にわたって所望のモル数のガスの送出を提供する。0037]論じた構成要素、ステップ、特徴、目的、恩恵および利点は、単に例示である。それらのいずれも、または、それらに関する議論は、いかなる方法でも保護の範囲を限定するようには意図されていない。数多くの他の実施形態も考えられる。これらには、追加のおよび/または異なる構成要素、ステップ、特徴、目的、恩恵および利点をわずかしか有さない実施形態が含まれる。また、これらには、構成要素および/またはステップが様々に配置され、および/または順序づけられる実施形態が含まれる。0038]特に断らない限り、本明細書で説明されて、後に続く特許請求の範囲に含まれるすべての測定値、値、定格、位置、大きさ、サイズおよび他の仕様は、近似であり、正確ではない。それらは、それらが関連する機能、およびそれらが関係する当技術分野において慣例的なことと一致する合理的な範囲を有することが意図されている。0039]本開示で引用された論文、特許、特許出願および他の出版物はすべて、参照により本明細書に組み込まれる。0040]のための手段という語句は、請求項において使用される場合、記載された対応する構造および材料、ならびにそれらの均等物を包含することが意図されており、そのように解釈されるべきである。同様に、のためのステップという語句は、請求項において使用される場合、記載された対応する行為、ならびにそれらの均等物を包含することが意図されており、そのように解釈されるべきである。請求項におけるこれらの語句の欠如は、その請求項が、対応する構造、材料、もしくは行為のいずれか、またはそれらの均等物に限定されることが意図されておらず、そのように解釈されるべきでないことを意味する。0041]述べられたまたは示されたものはいずれも、いずれの構成要素、ステップ、目的、恩恵、利点、または均等物も、それが特許請求の範囲において列挙されているかどうかにかかわらず、公に開放することが意図されておらず、そのように解釈されるべきでない。0042]保護の範囲は、もっぱら添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。その範囲は、本明細書、および続く出願経過に照らして解釈されたとき、特許請求の範囲において使用される文言の通常の意味と一致しているのと同じくらい広く、かつ構造的な均等物および機能的な均等物をすべて包含することが意図されており、そのように解釈されるべきである。"