特許 7618038 化学物質デリバリシステムのアンプル内の圧力揺らぎを減少させるための方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】化学物質デリバリシステムのアンプル内の圧力揺らぎを減少させるための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/31 20060101AFI20250110BHJP

   C23C 16/448 20060101ALI20250110BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

H01L21/31 B

C23C16/448

H01L21/302 101G

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023530597

(86)(22)【出願日】2021-11-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-01

(86)【国際出願番号】 US2021060003

(87)【国際公開番号】W WO2022109212

(87)【国際公開日】2022-05-27

【審査請求日】2023-07-19

(31)【優先権主張番号】17/100,249

(32)【優先日】2020-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ドゥルカン， イルカー

(72)【発明者】

【氏名】ラシード， モハマド エム．

(72)【発明者】

【氏名】チョイ， ケンリック

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 達也

【審査官】原島 啓一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１４６９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５１６７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／０３８１６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０５－０９４９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３３９０７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３６５

Ｈ０１Ｌ ２１／４６１

Ｈ０１Ｌ ２１／４６９

Ｈ０１Ｌ ２１／８６

Ｃ２３Ｃ １６／００－１６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステムであって、
キャリアガス供給部と、
第１の供給ラインを介して前記キャリアガス供給部に流体的に結合されたアンプルであって、前記アンプルが、第２の供給ラインを介して前記プロセスチャンバへ１つまたは複数のプロセスガスを供給するように構成される、アンプルと、
前記キャリアガス供給部から前記アンプルへのキャリアガスの流れを制御するために前記第１の供給ラインに沿って配置された入り口バルブと、
圧力調整ラインに沿って配置された第１の制御バルブであって、前記圧力調整ラインが、前記キャリアガス供給部と前記入り口バルブとの間のＴ継手位置のところで前記第１の供給ラインに流体的に結合されている、第１の制御バルブと
を備え、前記圧力調整ラインがメタリングバルブを含む、
化学物質デリバリシステム。

【請求項2】

前記プロセスチャンバへの前記１つまたは複数のプロセスガスの流れを制御するために前記第２の供給ラインに沿って配置された出口バルブをさらに備える、請求項１に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項3】

前記入り口バルブと前記アンプルとの間に前記第１の供給ラインに沿って配置された入り口アイソレーションバルブ、および前記アンプルと前記出口バルブとの間に前記第２の供給ラインに沿って配置された出口アイソレーションバルブをさらに備える、請求項２に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項4】

前記第２の供給ラインに沿って配置されたフィルタをさらに備える、請求項３に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項5】

前記フィルタが、前記出口バルブの下流に配置される、請求項４に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項6】

前記第２の供給ラインに沿って配置された真空バルブをさらに備え、前記真空バルブが前記第１の制御バルブと同じタイプのバルブである、請求項１から５のいずれか一項に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項7】

プロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステムであって、
キャリアガス供給部と、
第１の供給ラインを介して前記キャリアガス供給部に流体的に結合されたアンプルであって、前記アンプルが、第２の供給ラインを介して前記プロセスチャンバへ１つまたは複数のプロセスガスを供給するように構成される、アンプルと、
前記キャリアガス供給部から前記アンプルへのキャリアガスの流れを制御するために前記第１の供給ラインに沿って配置された入り口バルブと、
圧力調整ラインに沿って配置された第１の制御バルブであって、前記圧力調整ラインが、前記キャリアガス供給部と前記入り口バルブとの間のＴ継手位置のところで前記第１の供給ラインに流体的に結合されている、第１の制御バルブと
を備え、
前記第１の供給ラインを前記第２の供給ラインに流体的に結合するバイパスライン、および前記バイパスラインに沿って配置されたバイパスバルブをさらに備える、
化学物質デリバリシステム。

【請求項8】

前記アンプルの下流に前記第２の供給ラインに沿って配置された真空バルブをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項9】

プロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステムであって、
キャリアガス供給部と、
第１の供給ラインを介して前記キャリアガス供給部に流体的に結合されたアンプルであって、前記アンプルが、第２の供給ラインを介して前記プロセスチャンバへ１つまたは複数のプロセスガスを供給するように構成される、アンプルと、
前記キャリアガス供給部から前記アンプルへのキャリアガスの流れを制御するために前記第１の供給ラインに沿って配置された入り口バルブと、
圧力調整ラインに沿って配置された第１の制御バルブであって、前記圧力調整ラインが、前記キャリアガス供給部と前記入り口バルブとの間のＴ継手位置のところで前記第１の供給ラインに流体的に結合されている、第１の制御バルブと
を備え、
前記第１の供給ライン内の圧力を制御するために前記第１の供給ラインに沿って配置された圧力スイッチと、
前記圧力調整ラインに沿って配置されたメタリングバルブと
をさらに備え、前記圧力調整ラインの第１の長さが、前記第１の制御バルブから前記Ｔ継手位置まで延びる、
化学物質デリバリシステム。

【請求項10】

前記圧力調整ラインの前記第１の長さが、前記圧力スイッチから前記Ｔ継手位置までの前記第１の供給ラインの第１の部分よりも長い、請求項９に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項11】

前記Ｔ継手位置から前記入り口バルブまでの前記第１の供給ラインの第２の部分が、前記圧力調整ラインの前記第１の長さよりも大きい、請求項１０に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項12】

前記第１の供給ラインの前記第２の部分が、前記圧力調整ラインの前記第１の長さよりも多くの曲がりを含む、請求項１１に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項13】

前記メタリングバルブが、前記Ｔ継手位置と前記第１の制御バルブとの間に配置される、請求項９に記載の化学物質デリバリシステム。

【請求項14】

プロセスチャンバ用のアンプル内の圧力揺らぎを減少させる方法であって、
キャリアガス供給部から第１の供給ラインを介して圧力調整ラインへキャリアガスを流すことであって、前記圧力調整ラインがＴ継手位置のところで前記第１の供給ラインからの前記キャリアガスの流れの向きを変える、キャリアガスを流すことと、
前記圧力調整ラインに沿って配置された第１の制御バルブを閉じることと、
アンプルへ前記キャリアガスを流すために前記Ｔ継手位置の下流に前記第１の供給ラインに沿って配置された入り口バルブを開くことと、
前記第１の制御バルブを閉じるのに先立ってメタリングバルブを介して前記圧力調整ライン内の圧力を調整することと
を含む、圧力揺らぎを減少させる方法。

【請求項15】

前記アンプルから第２の供給ラインを介してプロセスチャンバへと１つまたは複数のプロセスガスを流すことであって、前記１つまたは複数のプロセスガスが前記キャリアガスと前記アンプル内に配置された固体前駆体の昇華した物質との混合物を含む、１つまたは複数のプロセスガスを流すことをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

約５．０ナノメートル以上である粒子を制限するために前記第２の供給ライン内の前記１つまたは複数のプロセスガスをフィルタ処理することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記第１の制御バルブが前記入り口バルブを開くのと同時に閉じられる、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項18】

前記入り口バルブを開いた後で、前記アンプルが約５０トルから約２００トルに加圧される、請求項１４から１６のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、全体として基板処理機器に関し、より具体的には、基板処理機器の化学物質デリバリシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

基板処理機器は、適した化学プロセスを実行するためのプロセスチャンバ、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ、原子層堆積（ＡＬＤ）チャンバ、エッチチャンバ、等へ１つまたは複数のプロセスガスを与えるための固体化学物質デリバリシステムを含むことがある。固体化学物質デリバリシステムは、典型的には、固体状態前駆体を含有する昇華容器、またはアンプルを含む。キャリアガスは、固体状態前駆体を昇華させてプロセスチャンバへ配送されるべき１つまたは複数のプロセスガスを形成するために、アンプルを通って流されることがある。しかしながら、キャリアガスがアンプルに導入されるときに、初期圧力スパイクが、固体状態前駆体を１つまたは複数のプロセスガスと意図せずに混合させることがあり、固体状態前駆体がアンプルからプロセスチャンバへのデリバリラインを汚染させることがある。

【0003】

したがって、発明者は、汚染を減少させるための改良した固体化学物質デリバリシステムを提供する。

【発明の概要】

【0004】

プロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステム内の圧力揺らぎを減少させるための方法および装置が、本明細書において提供される。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステムは：キャリアガス供給部と、第１の供給ラインを介して上記キャリアガス供給部に流体的に結合されたアンプルであって、上記アンプルが、第２の供給ラインを介して上記プロセスチャンバへ１つまたは複数のプロセスガスを供給するように構成される、アンプルと、上記キャリアガス供給部から上記アンプルへのキャリアガスの流れを制御するために上記第１の供給ラインに沿って配置された入り口バルブと、圧力調整ラインに沿って配置された第１の制御バルブであって、上記圧力調整ラインが上記キャリアガス供給部と上記入り口バルブとの間のＴ継手位置のところで上記第１の供給ラインに流体的に結合されている、第１の制御バルブとを含む。

【0005】

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステムは：キャリアガス供給部と、第１の供給ラインを介して上記キャリアガス供給部に流体的に結合されたアンプルであって、上記アンプルが、第２の供給ラインを介して上記プロセスチャンバへ１つまたは複数のプロセスガスを供給するように構成される、アンプルと、上記第１の供給ライン内の圧力を制御するために上記第１の供給ラインに沿って配置された圧力スイッチと、上記キャリアガス供給部から上記アンプルへのキャリアガスの流れを制御するために上記第１の供給ラインに沿って配置された入り口バルブと、圧力調整ラインに沿って配置された第１の制御バルブおよびメタリングバルブであって、上記圧力調整ラインが上記キャリアガス供給部と上記入り口バルブとの間のＴ継手位置のところで上記第１の供給ラインに流体的に結合され、上記圧力調整ラインの第１の長さが、上記第１の制御バルブから上記Ｔ継手位置まで延びる、第１の制御バルブおよびメタリングバルブとを含む。

【0006】

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ用のアンプル内の圧力揺らぎを減少させる方法は：キャリアガス供給部から第１の供給ラインを介して圧力調整ラインへキャリアガスを流すことであって、上記圧力調整ラインがＴ継手位置のところで上記第１の供給ラインからの上記キャリアガスの上記流れの向きを変える、キャリアガスを流すことと、上記圧力調整ラインに沿って配置された第１の制御バルブを閉じることと、アンプルへ上記キャリアガスを流すために上記Ｔ継手位置の下流に上記第１の供給ラインに沿って配置された入り口バルブを開くこととを含む。

【0007】

本開示の他の実施形態およびさらなる実施形態が下記に説明される。

【0008】

上記に簡単に要約され、下記でより詳細に論じられる本開示の実施形態は、添付の図面に描かれた開示の実例の実施形態の参照によって理解され得る。しかしながら、添付した図面は、開示の典型的な実施形態だけを図示し、これゆえに、開示が他の同等に有効な実施形態を認め得るために範囲を限定するように考えられるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の少なくともいくつかの実施形態によるプロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステムの模式図である。

【図2A】本開示の少なくともいくつかの実施形態によるアンプル圧力の圧力対時間のグラフである。

【図2B】本開示の少なくともいくつかの実施形態によるアンプル圧力の圧力対時間のグラフである。

【図3】プロセスチャンバ用のアンプル内の圧力揺らぎを減少させる方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

理解を容易にするために、可能な場合には、同一の参照番号が、複数の図に共通である同一の要素を示すために使用されている。図は、等尺では描かれておらず、明確さのために単純化されることがある。１つの実施形態の要素および特徴は、さらなる詳述なしに他の実施形態に有利に組み込まれることがある。

【0011】

プロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステム内の圧力揺らぎを減少させるための方法および装置が、本明細書において提供される。化学物質デリバリシステムは、第１の供給ラインを介して化学物質デリバリシステムのアンプルへキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部を含む。キャリアガスは、アンプル内に配置される固体前駆体を昇華させ、アンプルから第２の供給ラインを介してプロセスチャンバへと配送される１つまたは複数のプロセスガスとしてキャリアガスと昇華した前駆体との混合物を形成するように構成される。固体化学物質デリバリシステムは、半導体基板プロセスチャンバ、例えば、堆積チャンバ（ＣＶＤ、ＡＬＤ、等）、エッチングチャンバ、クリーニングチャンバ、等のためのデリバリシステムであってもよい。

【0012】

化学物質デリバリシステムは、アンプルの上流の第１の供給ラインから延びる圧力調整ラインを含む。圧力調整ラインは、第１の供給ライン内の圧力を都合よく安定化させ、そのためキャリアガスがアンプルへと流れるときにアンプル内の圧力揺らぎを小さくする。アンプル内の小さな圧力揺らぎは、１つまたは複数のプロセスガスのガス状混合物へと固体前駆体を混合することを都合よく最小にし、このことが結果として、固体前駆体が第２の供給ラインを汚染することを減少させる。

【0013】

図１は、本開示の少なくともいくつかの実施形態によるプロセスチャンバ用の化学物質デリバリシステムの模式図である。化学物質デリバリシステム１００は、キャリアガス供給部１０２を含む。キャリアガス供給部１０２は、いくつかの実施形態では非反応性ガスであってもよいキャリアガスを貯蔵できる。いくつかの実施形態では、キャリアガスは、アルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス、水素ガス、等のうちの１つまたは複数であってもよい。化学物質デリバリシステム１００は、キャリアガス供給部１０２からプロセスチャンバ１０４へとキャリアガスを配送するように構成される。他の化学物質デリバリシステムが、異なる要素および／または構成を有することがあるが、本明細書において論じる実装形態は、そのような他のシステムになお適用されてよい。

【0014】

アンプル１１０は、第１の供給ライン１１２を介してキャリアガス供給部１０２に流体的に結合される。アンプル１１０は、キャリアガスがアンプル１１０へと流れ込むときに昇華する固体前駆体を含むことができ、昇華した前駆体とキャリアガスとのガス状混合物をもたらす。固体前駆体は、いずれかの好適な前駆体、例えば限定しないが、四塩化ハフニウム（ＨｆＣｌ_４）などのハロゲン化物であってもよい。アンプル１１０は、固体前駆体の昇華を促進させるために加熱されることがある。いくつかの実施形態では、固体前駆体は、例えば、ペレットまたは粉末を含む、粒状の形態である。アンプル１１０は、アンプル１１０から第２の供給ライン１２８を介してプロセスチャンバ１０４へ１つまたは複数のプロセスガスを供給するように構成される。プロセスチャンバ１０４は、中に配置された基板１２０を処理するための任意の適したチャンバであってもよい。プロセスチャンバ１０４は、第２の供給ラインからプロセスチャンバ１０４へと１つまたは複数のプロセスガスを分配するための１つまたは複数の開口部を有するガス分配プレート１２２を含むことができる。

【0015】

第１の供給ライン１１２は、キャリアガスの流れまたは圧力を制御するための１つまたは複数の制御バルブを含む。例えば、第１の供給ライン１１２は、キャリアガスの質量流量を制御するためにキャリアガス供給部１０２の下流に配置された質量流量コントローラ１０８を含む。いくつかの実施形態では、圧力計１０６が、第１の供給ライン１１２内の圧力を制御するために第１の供給ライン１１２に沿って配置される。圧力計１０６は、アンプル１１０の上流に配置される。いくつかの実施形態では、圧力計１０６は、質量流量コントローラ１０８から下流に配置される。

【0016】

入り口バルブ１１６が、キャリアガス供給部１０２からアンプル１１０へのキャリアガスの流れを制御するために第１の供給ライン１１２に沿って配置される。いくつかの実施形態では、入り口アイソレーションバルブ１２４が、入り口バルブ１１６とアンプル１１０との間に第１の供給ライン１１２に沿って配置される。いくつかの実施形態では、バイパスライン１４０は、第１の供給ライン１１２を第２の供給ライン１２８に流体的に結合する。いくつかの実施形態では、バイパスバルブ１３２は、キャリアガスがアンプル１１０を通って流れることなくキャリアガス供給部１０２からプロセスチャンバ１０４へ流れるために、バイパスライン１４０に沿って配置される。いくつかの実施形態では、バイパスライン１４０は、入り口バルブ１１６と入り口アイソレーションバルブ１２４との間に配置される。入り口アイソレーションバルブ１２４は、通常は開であってよい。入り口アイソレーションバルブ１２４は、バイパスライン１４０を通る流れが望まれるときに閉じられることがある。

【0017】

圧力調整ライン１３６は、キャリアガス供給部１０２と入り口バルブ１１６との間に配置されたＴ継手位置１５０のところで第１の供給ライン１１２に流体的に結合される。いくつかの実施形態では、Ｔ継手位置１５０とは反対の圧力調整ライン１３６の端部は、化学物質デリバリシステム１００のフォアライン１４４に結合される。フォアライン１４４は、真空ポンプ１４８に結合される。第１の制御バルブ１１４は、圧力調整ライン１３６に沿って配置される。第１の制御バルブ１１４は、速い応答を有する任意の適した開／閉バルブである。速い応答時間（すなわち、約１００ミリ秒以下）を有する第１の制御バルブ１１４は、第１の制御バルブ１１４が閉じられそして入り口バルブ１１６および入り口アイソレーションバルブ１２４が開かれるときにアンプル１１０内の圧力揺らぎを都合よく最小にする。いくつかの実施形態では、第１の制御バルブ１１４は、オハイオ州、ソロンのＳｗａｇｅｌｏｋ（登録商標）から市販されている原子層堆積（ＡＬＤ）バルブである。

【0018】

いくつかの実施形態では、メタリングバルブ１３８が、圧力調整ライン１３６に沿って配置される。メタリングバルブ１３８は、一般に、圧力調整ライン１３６内の導通率を制御するための可変オリフィスバルブである。メタリングバルブ１３８は、第１の制御バルブ１１４の上流に配置されても下流に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、メタリングバルブ１３８は、手動バルブであってもよい。いくつかの実施形態では、第１の制御バルブ１１４は、メタリングバルブ１３８よりも速い応答時間を有する。いくつかの実施形態では、固定オリフィスバルブが、メタリングバルブ１３８の代わりに使用されることがある。

【0019】

圧力調整ライン１３６の第１の長さ１５２は、第１の制御バルブ１１４からＴ継手位置１５０まで延びる。いくつかの実施形態では、圧力調整ライン１３６の第２の長さ１６０は、第１の制御バルブ１１４からフォアライン１４４まで延びる。第１の供給ライン１１２の第１の部分１５４は、圧力計１０６からＴ継手位置１５０まで延びる。第１の供給ライン１１２の第２の部分１５８は、Ｔ継手位置１５０から入り口バルブ１１６まで延びる。いくつかの実施形態では、メタリングバルブ１３８は、キャリアガスの流れが圧力調整ラインからアンプル１１０へと切り替えられるときにアンプル１１０内の圧力揺らぎを最小にするために圧力調整ライン１３６の第１の長さ１５２内の導通率を第１の供給ライン１１２の第２の部分１５８内の導通率に調和させるように都合よく構成される。

【0020】

本明細書において説明する複数のライン各々における導通率は、ライン長さおよび曲がりの数の因子であり得る。いくつかの実施形態では、第１の供給ライン１１２の第１の部分１５４は、長さ約２５．０インチから約３５．０インチである。いくつかの実施形態では、第１の部分１５４には、約３個から約８個の曲がりがある。いくつかの実施形態では、第１の供給ライン１１２の第２の部分１５８は、長さ約３０．０インチから約４０．０インチである。いくつかの実施形態では、第２の部分１５８には、約７個から約１５個の曲がりがある。いくつかの実施形態では、第１の長さ１５２は、約２８．０インチから約４０．０インチの長さである。いくつかの実施形態では、第１の長さ１５２には、約５個から約１２個の曲がりがある。いくつかの実施形態では、圧力調整ライン１３６の第１の長さ１５２は、第１の供給ライン１１２の第１の部分１５４よりも長い。いくつかの実施形態では、第１の供給ライン１１２の第２の部分１５８は、圧力調整ライン１３６の第１の部分１５４よりも長い。いくつかの実施形態では、第１の供給ライン１１２の第２の部分１５８は、圧力調整ライン１３６の第１の長さ１５２よりも多くの曲がりを含む。いくつかの実施形態では、第２の長さ１６０は、約１０．０インチから約２０．０インチである。

【0021】

出口バルブ１１８は、プロセスチャンバ１０４への１つまたは複数のプロセスガスの流れを制御するために第２の供給ライン１２８に沿って配置される。いくつかの実施形態では、出口アイソレーションバルブ１２６が、アンプル１１０と出口バルブ１１８との間の第２の供給ライン１２８に沿って配置される。バイパスライン１４０は、出口バルブ１１８と出口アイソレーションバルブ１２６との間で第１の供給ライン１１２から第２の供給ライン１２８へと延びることができる。出口アイソレーションバルブ１２６は、通常は開であってよい。出口アイソレーションバルブ１２６は、バイパスライン１４０を通る流れが望まれるときに閉じられることがある。

【0022】

いくつかの実施形態では、フィルタ１３０は、第２の供給ライン１２８に沿って配置される。いくつかの実施形態では、フィルタ１３０は、出口バルブ１１８の下流に配置される。フィルタ１３０は、一般に、汚染物、例えば、固体前駆体を集め、そして汚染物がプロセスチャンバ１０４へ入ることを防止するように構成される。いくつかの実施形態では、フィルタ１３０は、約５ナノメートル以上の粒子をフィルタで取り除くことができる。

【0023】

第２の供給ラインに沿って配置された真空バルブを備え、ここでは真空バルブは、第１の制御バルブと同じタイプのバルブである。

【0024】

いくつかの実施形態では、真空バルブ１３４は、アンプル１１０の下流で第２の供給ライン１２８に沿って配置される。真空バルブ１３４は、第２の供給ライン１２８を選択的に真空引きするためにフォアライン１４４に結合される。いくつかの実施形態では、真空バルブ１３４は、第１の制御バルブ１１４と同じタイプのバルブである。真空バルブ１３４は、真空バルブ１３４がプロセスチャンバ１０４への流れをフォアライン１４４に切り替えるときにアンプル内の圧力揺らぎを最小にするために、有利には高速応答バルブである。

【0025】

いくつかの実施形態では、第２の制御バルブ１９０が、出口バルブ１１８とプロセスチャンバ１０４との間に配置される。第２の制御バルブ１９０は、一般に、第２の制御バルブ１９０を通る１つまたは複数のプロセスガスの流れが正確に制御され得るように高速応答バルブである。いくつかの実施形態では、第２の制御バルブ１９０は、１つまたは複数のプロセスガスをプロセスチャンバ１０４へパルスで送るように構成される。第２の制御バルブ１９０は、真空バルブ１３４または第１の制御バルブ１１４のうちの少なくとも１つと同じタイプのバルブであってもよい。いくつかの実施形態では、第２の制御バルブ１９０は、真空バルブ１３４とプロセスチャンバ１０４との間に配置される。

【0026】

図２Ａは、本開示の少なくともいくつかの実施形態によるアンプル圧力の圧力対時間のグラフ２００を描いている。図２Ａは、圧力調整ライン（すなわち、圧力調整ライン１３６）を含まない化学物質デリバリシステムに関する例示的な圧力対時間のグラフを描いている。ｔ_０において、入り口バルブ１１６が開かれ、そしてキャリアガスがアンプル１１０の中へと流される。圧力調整ライン１３６がないと、アンプル１１０内の圧力は、平均圧力２１０に安定する前にピーク圧力２０２まで上昇することがある。第１の圧力差２０５は、ピーク圧力２０２と平均圧力２１０との間の圧力の差である。

【0027】

図２Ｂは、本開示の少なくともいくつかの実施形態によるアンプル圧力の圧力対時間のグラフ２０１を描いている。図２Ｂは、圧力調整ライン１３６を含む化学物質デリバリシステム１００に関する例示的な圧力対時間のグラフを描いている。ｔ_０において、入り口バルブ１１６が開かれ、そしてキャリアガスがアンプル１１０の中へと流される。アンプル１１０内の圧力は、平均圧力２３０に安定する前にピーク圧力２２０で開始してもよい。第２の圧力差２４０は、ピーク圧力２２０と平均圧力２３０との間の圧力の差である。あるいは、アンプル１１０内の圧力は、初期下側圧力２５０で開始してもよく、平均圧力２６０まで上昇してもよい。第３の圧力差２７０は、平均圧力２６０と初期下側圧力２５０との間の圧力の差である。

【0028】

圧力調整ライン１３６を用いると、入り口バルブ１１６の下流の第１の供給ライン１１２内の圧力は、平均圧力２６０に近づきそして平均圧力２６０になり、アンプル１１０内の圧力をより迅速に安定化させ、その圧力揺らぎをより小さくする。第２の圧力差２４０および第３の圧力差２７０は、都合のよいことに第１の圧力差２０５よりも小さく、第２の供給ライン１２８内の汚染を少なくする。

【0029】

図３は、プロセスチャンバ（すなわち、プロセスチャンバ１０４）用のアンプル（すなわち、アンプル１１０）内の圧力揺らぎを減少させる方法３００のフローチャートを描いている。３０２において、方法３００は、キャリアガス供給部（すなわち、キャリアガス供給部１０２）から第１の供給ライン（すなわち、第１の供給ライン１１２）を介して圧力調整ライン（すなわち、圧力調整ライン１３６）へとキャリアガスを流すことを含み、そこでは、圧力調整ラインがＴ継手位置（すなわち、Ｔ継手位置１５０）のところで第１の供給ラインからのキャリアガスの流れの向きを変える。圧力調整ラインは、メタリングバルブ（すなわち、メタリングバルブ１３８）または第１の制御バルブ（すなわち、第１の制御バルブ１１４）のうちの少なくとも一方を含む。圧力調整ラインは、フォアライン（すなわち、フォアライン１４４）に結合されることがある。

【0030】

３０４において、圧力調整ラインに沿って配置された第１の制御バルブが閉じられる。いくつかの実施形態では、圧力調整ライン内の圧力が、第１の制御バルブを閉じるのに先立ってメタリングバルブを介して調整される。いくつかの実施形態では、圧力調整ライン内の圧力は、約５０トルから約２００トルに設定される。いくつかの実施形態では、第１の制御バルブの応答時間は、約１００ミリ秒未満である。

【0031】

３０６において、アンプルへキャリアガスを流すためにＴ継手位置の下流に第１の供給ラインに沿って配置された入り口バルブ（すなわち、入り口バルブ１１６）が開かれる。いくつかの実施形態では、入り口バルブを開いた後で、アンプルは、約５０トルから約２００トルに加圧される。いくつかの実施形態では、第１の制御バルブは、アンプル内の圧力揺らぎを都合よく減少させるために入り口バルブを開くのと同時に閉じられる。

【0032】

いくつかの実施形態では、キャリアガスまたはキャリアガスとアンプル内のいずれかの他のガスとの混合物を含む１つまたは複数のプロセスガスが、アンプルから第２の供給ライン（すなわち、第２の供給ライン１２８）を介してプロセスチャンバへと流される。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセスガスは、キャリアガスとアンプル内に配置された固体前駆体の昇華した物質との混合物を含む。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセスガスは、約５．０ナノメートル以上である粒子を制限するためにフィルタ（すなわち、フィルタ１３０）を介して第２の供給ライン内でフィルタ処理される。いくつかの実施形態では、第２の供給ラインは、真空バルブ（すなわち、真空バルブ１３４）を介してパージされることがある。

【0033】

前述は本開示の実施形態に向けられているが、開示の他の実施形態およびさらなる実施形態が、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに考案され得る。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】