用于控制氣體供應(yīng)的方法和控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的方法、一種用于控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的控制器以及一種使用所述控制器的設(shè)備。本發(fā)明的實(shí)施例特別涉及一種用于控制對用于反應(yīng)性工藝的工藝腔室的氣體供應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于在基板上沉積材料的若干方法是已知的。舉例來說，可通過蒸鍍、濺射和化學(xué)氣相沉積來涂覆基板。一般來說，在工藝設(shè)備或工藝腔室中執(zhí)行工藝，待涂覆的基板位于所述工藝設(shè)備或工藝腔室中。在設(shè)備中提供沉積材料。多種材料以及這些材料的氧化物、氮化物或碳化物可用于在基板上的沉積。此外，可在處理腔室中執(zhí)行其他處理步驟，像蝕刻、成型(structuring)、退火，等等。
[0003]可在若干應(yīng)用中以及若干技術(shù)領(lǐng)域中使用經(jīng)涂覆的材料。舉例來說，應(yīng)用在微電子領(lǐng)域中，諸如，生成半導(dǎo)體器件。此外，經(jīng)常通過PVD工藝來涂覆用于顯示器的基板。其他應(yīng)用包括柔性基板的涂覆。
[0004]作為示例，濺射是用于將各種材料的薄膜沉積到基板的表面上的真空涂覆工藝。例如，可使用濺射來沉積電介質(zhì)絕緣體，諸如，Si02。在濺射工藝期間，通過以已通過高壓而加速的惰性氣體的離子來轟擊靶材的表面，涂覆材料從靶材被傳輸?shù)酱扛驳幕?。?dāng)氣體離子撞擊靶材的外表面時，它們的動量被傳送到材料的原子，使得它們中的一些原子可獲得足夠的能量來克服它們的束縛能，以便從靶材表面逃逸并在基板上沉積。在所述基板上，它們形成所需材料的膜。所沉積的膜的厚度尤其取決于基板暴露于濺射工藝的持續(xù)時間。
[0005]在反應(yīng)性濺射中，除了惰性氣體以外，還可提供一種或多種反應(yīng)性氣體，諸如，氧和氮。這些氣體是與涂覆材料反應(yīng)以形成反應(yīng)產(chǎn)物，此反應(yīng)產(chǎn)物沉積在基板上。反應(yīng)性濺射是特別用于形成氧化物(例如，5102^1203、2110)、氮化物(例如，313仏、1^~)和氮氧化物(例如，S1xNy)。所涂覆的層的特性及質(zhì)量特別取決于供應(yīng)至工藝腔室的反應(yīng)氣體的流速和量。因此，精確地控制進(jìn)入工藝腔室的反應(yīng)氣體的流速和量是非常重要的。
[0006]然而，在工藝腔室內(nèi)提供的、用以測量氣體參數(shù)(例如，反應(yīng)氣體的分壓)且用以控制流速的傳感器可能經(jīng)受污染和漂移(drift)。因此，特別是隨著時間的推移，傳感器讀數(shù)的準(zhǔn)確性變得惡化。結(jié)果，對氣體流動的精確控制不再可能。在此類情況下，需要清潔或甚至替換傳感器。
[0007]鑒于以上內(nèi)容，目標(biāo)在于，提供一種用于控制氣體供應(yīng)的方法，特別是一種用于在真空層沉積期間控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的方法，所述方法克服本領(lǐng)域中的問題中的至少一些。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于以上內(nèi)容，提供根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的一種用于控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的方法、根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求13的一種用于控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的控制器以及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求14的一種設(shè)備。通過從屬權(quán)利要求、說明書和所附附圖，本發(fā)明的進(jìn)一步的方面、優(yōu)點(diǎn)和特征是明顯的。
[0009]根據(jù)一個實(shí)施例，提供一種用于控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的方法。此方法包括以下步驟:由在工藝腔室中提供的兩個或更多個傳感器中的每一個測量氣體參數(shù);從所測量的氣體濃度確定組合的氣體參數(shù)；以及基于所確定的組合的氣體參數(shù)來控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)。
[0010]根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種用于控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的控制器。在所述工藝腔室中提供兩個或更多個傳感器，這兩個或更多個傳感器各自都配置成測量氣體參數(shù)。此控制器配置成:確定由這兩個或更多個傳感器測量的氣體參數(shù)的組合的氣體參數(shù)；以及基于所確定的組合的氣體參數(shù)來控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)。
[0011 ]根據(jù)又一實(shí)施例，提供一種設(shè)備。此設(shè)備包括:工藝腔室，具有至少一氣體入口 ；兩個或更多個傳感器，各自都配置成測量在工藝腔室中的氣體參數(shù)；以及控制器，配置成控制通過所述至少一個氣體入口的氣體流動以控制氣體供應(yīng)，其中此控制器配置成:確定由這兩個或更多個傳感器測量的氣體參數(shù)的組合的氣體參數(shù)；以及基于所確定的組合的氣體參數(shù)來控制氣體流動。
【附圖說明】
[0012]因此，為了可詳細(xì)地理解本發(fā)明的上述特征的方式，可參照實(shí)施例來進(jìn)行對上文簡要概述的本發(fā)明的更特定的描述。所附的附圖涉及本發(fā)明的實(shí)施例，并且描述如下:
[0013]圖1繪示根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的處理系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖2示出根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的用于控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的方法的流程圖；
[0015]圖3示出根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的對工藝腔室的氣體供應(yīng)的控制的圖形；
[0016]圖4繪示根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的另一處理系統(tǒng)的示意圖；以及
[0017]圖5繪示根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的、具有處理系統(tǒng)的沉積設(shè)備。
【具體實(shí)施方式】
[0018]現(xiàn)在將詳細(xì)地參照將以本發(fā)明的各種實(shí)施例，在附圖中描繪實(shí)施例中的一個或多個示例。在以下對附圖的描述中，相同的參考編號是指相同的元件。一般來說，僅相對于單個的實(shí)施例的區(qū)別被描述。每一個示例是通過對本發(fā)明進(jìn)行解釋的方式而提供，并且不旨在限制本發(fā)明。此外，可對其他實(shí)施例或可結(jié)合其他實(shí)施例來描述所描繪或描述為一個實(shí)施例的部分的特征以取得進(jìn)一步的實(shí)施例。說明書旨在包括此類修改和變型。
[0019]雖然參照濺射工藝和系統(tǒng)且特別參照反應(yīng)性濺射工藝和系統(tǒng)來給出以下描述，但是應(yīng)理解的是，當(dāng)前的實(shí)施例不限于此。相反，在需要對氣體供應(yīng)的控制(特別是精確的控制)的情況下的任何情況下可應(yīng)用當(dāng)前的實(shí)施例。作為示例，這可包括濺射以外的沉積技術(shù)。
[0020]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，提供一種用于控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)的方法。此方法包括以下步驟:由在所述工藝腔室中提供的兩個或更多個傳感器中的每一個來測量氣體參數(shù);從所測量的氣體參數(shù)來確定組合的氣體參數(shù)；以及基于所述確定的組合的氣體參數(shù)來控制對所述工藝腔室的氣體供應(yīng)。
[0021]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，組合的氣體參數(shù)是平均氣體參數(shù)。雖然參照平均氣體參數(shù)給出以下描述，但是本公開是不限于此。具體而言，能以任何適合的方式(例如，通過計算和、差、積、商等)來組合所述氣體參數(shù)。
[0022]如上所述，精確地控制進(jìn)入工藝腔室中的氣體的流速和量是所需的。然而，在工藝腔室內(nèi)提供的、用于測量氣體參數(shù)的傳感器可能經(jīng)受污染和漂移。因此，特別是隨著時間的推移，傳感器讀數(shù)的準(zhǔn)確性變得惡化。結(jié)果，對氣體流動的精確控制不再可能。在此類情況下，需清潔或甚至替換傳感器。
[0023]當(dāng)前的實(shí)施例通過基于兩個或更多個傳感器的組合的(平均)氣體參數(shù)來控制氣體供應(yīng)而克服此問題。換言之，基于相對值(即，由兩個或更多個傳感器測量的氣體參數(shù)與所確定的平均氣體參數(shù)之間的差異)來控制氣體流動。根據(jù)一些實(shí)施例，平均氣體參數(shù)可用作設(shè)定點(diǎn)(setpoint)，其中控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)，使得所測量的氣體參數(shù)中的至少一個大致達(dá)到或等于平均氣體參數(shù)。根據(jù)一些實(shí)施例，設(shè)定點(diǎn)可提供成可變的或固定的。此夕卜，在典型實(shí)施例中，由于基于平均值來執(zhí)行控制，因此供應(yīng)至工藝腔室的氣體的總量可保持恒定，當(dāng)使用稍后描述的基于區(qū)域的控制(zone-based control)時尤其如此。鑒于以上內(nèi)容，消除傳感器的污染效應(yīng)和漂移是可能的，并且甚至當(dāng)傳感器例如由碳?xì)浠衔镂廴緯r，對氣體供應(yīng)的精確控制也是可能的。
[0024]圖1繪示根據(jù)本文中所述的實(shí)施例的處理系統(tǒng)10的示意圖。根據(jù)典型實(shí)施例，處理系統(tǒng)10配置成執(zhí)行上述的以及也在稍后參照圖2所述的方法。
[0025]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，處理系統(tǒng)10可包括兩個或更多個傳感器35和36以及控制器40，所述兩個或更多個傳感器35和36各自都配置成測量工藝腔室中的氣體參數(shù)，所述控制器40配置成控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)。根據(jù)一些實(shí)施例，對工藝腔室的氣體供應(yīng)通過一個或多個氣體入口而發(fā)生，所述一個或多個氣體入口諸如，在圖1中所示的氣體入口 31和32。根據(jù)一些實(shí)施例，控制器40配置成:確定由兩個或更多個傳感器35和36測量的氣體參數(shù)的平均氣體參數(shù)；以及基于所確定的平均氣體參數(shù)來控制對工藝腔室的氣體供應(yīng)。
[0026]根據(jù)可與本文中所述的其他實(shí)施例結(jié)合的一些實(shí)施例，提供靶材20，所述靶材20連接至電源21。電源21可在工藝腔室外部提供，并且可經(jīng)由饋入裝置(feed through)而連接至靶材20，所述饋入裝置例如在工藝腔室的壁中提供。根據(jù)一些實(shí)施例，能以可控制的方式來提供電源21。舉例來說，由電源21提供且施加至靶材20的電壓和/或電流可以是受控的。由此，例如可控制或調(diào)整工藝功率(例如，濺射功率)。根據(jù)一些實(shí)施例，控制施加至靶材20的功率(例如，電壓和/或電流)以調(diào)整所沉積的層的性質(zhì)。
[0027]在典型實(shí)施例中，以電壓控制模式(voltage controlled mode)來驅(qū)動電源21。作為示例，由電源21提供的電壓可在100至5000V的范圍中，特別是在100