用于半导体处理应用的压力控制器配置的制作方法_4

文档序号:9402110阅读:来源:国知局
内操作或调节。例如,可设计第一压力调节装置515的尺寸,以便在从约3托或低于约3托至约I毫托或低于约I毫托的范围内,或从约I托至约5毫托或低于约5毫托的范围内操作。
[0045]第二压力调节装置520可以与第一压力调节装置类似,或这可以是与所公开的实施例中的不同的阀类型、尺寸或构造。例如,可设计第二压力调节装置520的尺寸/或配置第二压力调节装置520,以便在第二压力范围内调节处理腔室压力,在所公开的实施例中,第二压力范围可以是高于约0.1托、约0.1托或低于约0.1托,并且可设计第二压力调节装置520的尺寸以便在约下述压力或高于约下述压力下操作或调节处理腔室:0.5托、I托、2托、3托、4托、5托、6托、7托、8托、9托、10托、15托、20托等等或更高,或者可设计第二压力调节装置520的尺寸,以便在这些所陈述的压力中的任一者的范围内操作或调节。
[0046]第一压力调节装置515和第二压力调节装置520可结合例如系统控制器505操作或以与例如系统控制器505不同的方式来操作。在所公开的实施例中,可利用系统控制器505来将操作设置点提供给第一压力调节装置515和第二压力调节装置520,随后,操作第一压力调节装置515和第二压力调节装置520以影响系统或腔室压力,从而提供设置点压力。这些压力调节装置可经操作以串联地工作,使得可将改善的控制提供给更广泛的整体压力模式。例如,当第二压力调节装置是打开的时候,可将第一压力调节装置配置为是关闭的,而且当第一压力调节装置是打开的时候,可将第二压力调节装置配置为是关闭的。按此方式,这些装置可操作为交叉控制器,以基于指定的装置尺寸设计来提供更大范围的控制。例如,如果将第一压力调节装置515的尺寸设计为从约0.1毫托或高于约0.1毫托至约3毫托或低于约3毫托调节腔室压力,并且将第二压力调节装置的尺寸设计为从约0.1托或高于约0.1托至约20托或高于约20托调节腔室压力,则通过结合操作调节装置,系统可提供例如从在约0.1毫托到多达约20托之间的腔室压力控制。由于可基于较高或较低的操作压力来设计栗、阀、附件等的尺寸或选择栗、阀、附件等,转换设计可允许较大的灵活性,并且不太可能损坏尺寸被设计为在更有限的范围内操作的灵敏设备。
[0047]处理系统还可包含与处理腔室耦合的一个或更多个用于提供反馈的压力测量装置,例如压力测量装置535,通过所述反馈,压力调节装置可调整腔室压力条件。如图5中所绘示,所述系统可包含至少一个第一压力测量装置535a,所述第一压力测量装置535a与处理腔室耦合,并且经配置以将信息提供给第一压力调节装置515。所述系统还可包含至少一个第二压力测量装置535b,所述第二压力测量装置535b与处理腔室耦合,并且经配置以将信息提供给第二压力调节装置520。压力测量装置535的总数可以是至少I个、2个、3个、4个、5个、6个等等,或更多个,并且压力测量装置535的总数可基于由腔室利用的总压力方案,或对于在腔室内执行的操作所需的控制的灵敏度。例如,所述系统可包含以三个不同的控制条件而设计尺寸的至少三个压力测量装置535,以便在各种条件下提供反馈能力,控制条件例如,高达约0.1托,高达约I托,和/或高达约10托。每一个压力测量装置535中的一个或更多个可与每一个压力调节装置515、520耦合,以便提供在不同的压力范围下的反馈。
[0048]第一栗525和第二栗530可具有类似的设计或尺寸,并且可基于各种操作特性和性能特征来选择。在所公开的实施例中,每一个栗可以是正位移、直接提升或重力馈送的,并且可以是涡轮分子栗或其他机械栗。例如,第一栗525可以是例如先前所述的涡轮分子栗,而第二栗530可以是针对较高压力而设计尺寸的机械栗。因此,当使用低压力操作时,第二栗530可更快速地将腔室的压力降低到低于临界压力,随后,第二栗525可将压力降低至预定的操作条件。由此,例如在低压力操作期间,与第一压力调节装置515—起操作的第一栗525可调节腔室的压力,而在较高的压力操作期间,与第二压力调节装置520 —起操作的第二栗530可调节腔室的压力。
[0049]能以各种方式来耦合部件,而图5绘示了单个所公开的实施例。应当理解,可使用各种配管(piping)方案,并且可可包含未示出的各种其他部件,包含阀、各种预留(rough-1n)管线和其他配管部件。例如,半导体处理系统可包含所示的处理腔室510和第一压力调节装置515,所述第一压力调节装置515沿第一流体管线517与处理腔室耦合。所述系统还可包含第二压力调节装置520,所述第二压力调节装置520沿第二流体管线519与处理腔室耦合,并且与第一压力调节装置515分开。第一栗525可沿第一流体管线517与第一压力调节装置515流体地耦合,而第二栗530可与第二压力调节装置520耦合。如先前所讨论的,所述系统可包含至少一个第一压力测量装置535a和至少一个第二压力测量装置535b,其中,第一压力测量装置535a与处理腔室耦合,并且经配置以将信息提供给第一压力调节装置515,第二压力测量装置535b与处理腔室耦合,并且经配置以将信息提供给第二压力调节装置520。例如,系统可包含两个第一压力测量装置535a,这两个第一压力测量装置535a与处理腔室耦合,并且与第一压力调节装置515耦合,以便将反馈信息提供给第一压力调节装置515。
[0050]第二栗530也可与第一压力调节装置525流体地耦合。第二栗可与第三流体管线521耦合,所述第三流体管线521与第一流体管线517和第二流体管线519两者流体地耦合。任选的部件540可包含隔离阀,这些隔离阀允许在第二栗530的操作期间将第一流体管线517与第二流体管路519流体地隔离。
[0051]图6绘示根据所公开技术的操作半导体处理系统的方法,并且可允许在腔室内执行多个工艺操作而不从腔室环境中移除基板。基板可被传递至半导体处理腔室,并且先前可能已对所述基板进行了图案化,且可能已执行了先前的沉积操作、蚀刻操作和固化操作。在腔室内可执行一个或更多个沉积操作,或者可在传递基板后就执行多步骤的蚀刻操作。所述方法可包含在操作610处操作第一流体栗,其中,利用第一压力调节装置使所述栗与半导体处理腔室耦合。所述操作可产生第一压力范围内的处理腔室压力。所述方法可包含在操作620处关闭第一压力调节装置,以及随后在操作630处操作第二流体栗。也可利用第二压力调节装置使第二流体栗与所述半导体处理腔室耦合。所述方法可进一步包含在操作640处打开第二压力调节装置以产生第二压力范围内的处理腔室压力。
[0052]第一压力范围和第二压力范围可以是彼此类似的或彼此不同,在所公开的实施例中,第一压力范围可高于第二压力范围。本方法可涵盖先前所讨论的压力和/或范围中的任一者,并且在所公开的实施例中,第一压力范围可例如是约I托或高于约I托,且第二压力范围可以是约I托或低于约I托。此类配置可允许利用第一压力调节装置以第一较高的压力进行的初始控制,以及随后的利用第二压力调节装置以较低的压力模式进行的后续操作。按此方式,分开的压力调节装置可精确地控制腔室内的操作压力。
[0053]图7绘示根据所公开技术的操作半导体处理系统的另外的方法。所述方法可包含:在操作710处,利用第一压力调节装置来操作与半导体处理腔室耦合的第一流体栗,以便产生第一压力范围内的处理腔室压力。所述方法还可包含在操作720处关闭第一压力调节装置,以及在操作730处使流体流入处理腔室。所述方法可进一步包含:在操作740处,操作与半导体处理腔室耦合的第二压力调节装置以在第二压力范围内调节处理腔室。
[0054]此类方法可允许执行多步骤的蚀刻操作,其中,这些步骤发生在不同的压力下。例如,第一蚀刻步骤可包含利用离子轰击来修改材料的表面。此类工艺可获益于相对低或非常低的处理压力,例如,低于约I托,或低于约0.1托。多步骤蚀刻的第二部分可包含使例如先前所述的前体与基板的表面相互作用,这可在较高压力下执行以增加前体分解。例如,能以高于约0.1托或高于约I托来执行此类工艺。由此,第一压力范围可以是约I托或低于约I托,且第二压力范围可以是约I托或高于约I托。
[0055]当以较低的压力来执行操作且随后以较高的压力来准备操作时,能以各种方式对系统加压或再加压。例如,正流经所述系统的一种或更多种工艺气体可允许腔室加压至预定的操作压力。流体可包含用于各种操作中的惰性流体或各种工艺前体。例如,在第一压力调节装置已关闭之后,但在打开第二压力调节装置之
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