[发明专利]短蚀刻配方的气体传输延迟解决方案

说明书

交叉引用

本申请依据35 U.S.C.§119(e)主张申请日为2007年12月27日，名称为“Gas Transport Delay Resolution for Short Etch Recipes”，申请号为61/016,908的美国临时专利申请的优先权，为所有目的通过引用将其并入此处。

技术领域

本公开大体涉及一种气体输送系统。特别地，本发明涉及一种减少气体传输延迟的气体输送系统。更特别地，本发明涉及一种减少气体传输延迟以高效地混合工艺气体的气体输送系统。

背景技术

工艺气体被从气体箱输送到工艺室以进行各种应用，比如用于在硅晶圆上建造晶体管的活性离子蚀刻应用。在输送到该工艺室(比如等离子体反应室)之前，工艺气体在质量流量控制器(MFC)下游混合到混合歧管中。因此，实现非常低流速和高流速载气在该混合歧管中的良好混合并将它们没有显著延迟地(在允许的气体停留时间(settlement time)内)输送到该工艺室以执行各种应用(比如蚀刻)是必要的。

到该工艺室的短暂的气体流动延迟(其大于允许的气体停留时间)由于到该室的不安定的或不稳定的流动而对短工艺配方(30秒到60秒工艺)的蚀刻速率带来负面影响。由于各种气体箱的硬件差异，导致到工艺室的不同的传输延迟形成了蚀刻速率匹配问题，这个问题被进一步放大了。在具有多个气体进口的气体箱中，空间上分开的来自各种MFC的低流速和高流速气体以任意气体顺序，根据它们的扩散性和流速(动量或惯性)，被结合起来以在不同时间被输送到该工艺室中。

该气体延迟输送问题可以归因于体积(volume)，低流速气体穿过该体积与一种或多种较高流速的载气混合起来。关键的工艺蚀刻气体到该反应室的延迟的输送影响了晶圆蚀刻速率和硅晶圆上的临界尺寸(critical dimensions)。在低流速气体远离高流速气体而被隔离起来的混合歧管中，会花一定长的物理时间以与用以加快该气体混合物到该室的输送的较高流速的气体混合起来。充满来自该MFC的低流速气体体积直到它与高流速气体混合以及它在高流速气体中的扩散所需要的时间决定了到该反应室的总的传输延迟。

发明内容

本发明提供减少气体传输延迟并在气体输送系统中高效地混合工艺气体的装置、方法和系统。在一个实施方式中，一种用于提供多种气体的气体混合物的装置，具有多个质量流量控制器(MFC)，与多个MFC中每一个流体连通的混合歧管，位于该混合歧管上的多个混合歧管出口；以及与该多个混合歧管出口的每一个流体连通的隔离装置。

在另一个实施方式中，一种动态混合多种气体的方法，可包含在第一进气口接收第一气体到混合歧管，该第一气体以第一流速接收，在第二进气口接收第二气体到该混合歧管，该第二气体以第二流速接收，确定该第一流速是否小于该第二流速，以及当该确定操作确定该第一流速小于该第二流速时自动打开贴近该第一进气口的第一混合歧管出口。

本发明提供了被配置为执行本发明的各方法的其它硬件，以及存储在机器可读介质(例如，有形的存储介质)中以控制各装置执行这些方法的软件。在本发明下面的具体实施方式以及相关附图中，会更详细地介绍这些和其它特征。

附图说明

附图(其被并入本说明书中并组成本说明书的一部分)描绘了一个或多个实例实施方式，并与对实例实施方式的说明一起，用于解释原理和实现。

在附图中：

图1A和1B描绘了示例性气体棍(gas stick)。

图2是图1B的方框图，以描绘低流速气体的延迟时间。

图3是具有多个混合歧管出口的示例性混合歧管的方框图。

图4A和4B描绘了减少从该MFC到该混合歧管的气体流动的体积的示例性法兰。

图5描绘了使用图4A和4B的法兰的气体棍中的气体的流动。

图6A和6B是描绘示例性的通用流体流动适配器的透视图。

图7是用于动态混合多种气体的示例方法的流程图。

图8是用于半导体处理的示例气体进口装置的示意图。

图9描绘了另一个示例等离子体处理室的示意图。

图10A和10B描绘了示例计算机系统，其形成了网络的一部分并适于提供控制器系统。

图11是用于控制多个混合歧管出口阀的示例方法的流程图。

具体实施方式