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▶ アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-12
(54)【発明の名称】処理システム内の圧力変化時における基板の汚染の防止
(51)【国際特許分類】
H01L 21/677 20060101AFI20240705BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20240705BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240705BHJP
C23C 14/56 20060101ALI20240705BHJP
【ＦＩ】
H01L21/68 A
H01L21/31 B
H01L21/302 101G
C23C14/56
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023571271
(86)(22)【出願日】2022-08-15
(85)【翻訳文提出日】2024-01-11
(86)【国際出願番号】 US2022040374
(87)【国際公開番号】W WO2023023001
(87)【国際公開日】2023-02-23
(31)【優先権主張番号】63/260,301
(32)【優先日】2021-08-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/886,748
(32)【優先日】2022-08-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】メデュア， ロバート エー．
(72)【発明者】
【氏名】タン， レイチェル チュー－ホイ
(72)【発明者】
【氏名】ワン， チャンコン
(72)【発明者】
【氏名】クオ， ユアンホン
(72)【発明者】
【氏名】パディー， サイ
(72)【発明者】
【氏名】オカダ， アシュレー エム．
(72)【発明者】
【氏名】ル， ケネス
(72)【発明者】
【氏名】キリカルスラン， アッティラ
(72)【発明者】
【氏名】フルゼク， ディーン シー．
【テーマコード（参考）】
4K029
5F004
5F045
5F131
【Ｆターム（参考）】
4K029DA09
4K029EA03
4K029KA09
5F004BC05
5F004BC06
5F004BD04
5F004BD05
5F004CA02
5F004DA23
5F004DA25
5F045AC15
5F045AC16
5F045BB15
5F045DQ17
5F045EB08
5F045EB09
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5F045EG05
5F045EN04
5F045GB02
5F045GB06
5F131BA03
5F131BA04
5F131BA39
5F131BB04
5F131CA09
5F131CA12
5F131CA32
5F131DA32
5F131DA33
5F131DA36
5F131DA42
5F131DB52
5F131DB76
5F131GA14
5F131HA12
5F131HA24
5F131JA09
5F131JA12
5F131JA23
5F131JA24
5F131JA27
5F131JA34
(57)【要約】
基板処理システム内での圧力変化時における基板の汚染を最小限にするための実装形態が開示される。基板処理システムのチャンバ内での圧力変化（増加または減少）の持続時間にわたって、流量は、チャンバの環境内の汚染粒子の発生を低減させるために複数回調節される。一部の例では、流量は、チャンバの圧力力学に対する連続制御を可能にする少なくとも１つの動的バルブを用いて連続して変更される。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板処理システムのロードロックチャンバ（ＬＬＣ）であって、前記ＬＬＣに流れ込むように誘導される、または前記ＬＬＣから流れ出すように誘導されるガスの流れを調整する１つまたは複数のバルブを有するロードロックチャンバ（ＬＬＣ）と、コントローラであって、
前記ＬＬＣが外部環境から密閉された状態で、前記１つまたは複数のバルブを通るガスの前記流れを開始し、
ガスの前記流れの割合を、複数の時間の各々において、複数の基準流量（ＲＦＲ）のそれぞれのＲＦＲに一致させ、前記複数のＲＦＲは、少なくとも３つのＲＦＲを含み、前記ＬＬＣの環境内の１つまたは複数の汚染物質の発生を最小限にするように決定される
ように構成されるコントローラとを備える、システム。
【請求項2】
前記複数のＲＦＲは、初期圧力、最終圧力、および前記初期圧力から前記最終圧力への前記ＬＬＣの前記環境の移行のターゲット持続時間を考慮して決定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記１つまたは複数の汚染物質は、初期圧力から最終圧力への前記ＬＬＣの前記環境の移行中に前記ＬＬＣの前記環境内に現れる、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記コントローラに通信可能に接続された圧力センサをさらに備え、前記コントローラはさらに、前記圧力センサから、現在の圧力読み取り値を受け取り、
前記受け取った現在の圧力読み取り値と、複数の基準圧力値のそれぞれの基準圧力値との差を取得し、前記それぞれの基準圧力値は、現在の時点に対応付けられており、
前記取得した差を緩和するために、前記１つまたは複数のバルブを通るガスの前記流れの前記割合を調節する
ように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記１つまたは複数のバルブは、ガスの前記流れを連続して調整するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
ガスの前記流れは、前記ＬＬＣの中に誘導され、前記複数のＲＦＲは、前記ＬＬＣの前記環境内での前記ＬＬＣの内面からの粒子状物質の再懸濁を最小限にするように選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
ガスの前記流れは、前記ＬＬＣから流れ出すように誘導され、前記複数のＲＦＲは、前記ＬＬＣの前記環境内でのエアロゾル形成を防止するように選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
第１のチャンバおよび第２のチャンバを含む基板処理システム（ＳＰＳ）と、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバから前記ＳＰＳの前記第２のチャンバを選択式に密閉および開放するように構成された第１のゲートと、
前記ＳＰＳの前記第１のチャンバ内へのガスの流れを連続して調整するように構成された第１のバルブと、
前記第１のゲートおよび前記第１のバルブに通信可能に接続されたコントローラであって、
前記第１のゲートに、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバを前記ＳＰＳの前記第２のチャンバから密閉させ、
前記第１のバルブに、第１の入力信号を受信させ、前記第１の入力信号は、前記第１のバルブに第１の時間周期にわたって前記ＳＰＳの前記第１のチャンバ内へのガスの前記流れを連続して調整させるように構成されている、コントローラとを備える、システム。
【請求項9】
前記第１の入力信号は、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバの内部の圧力がターゲット圧力値の時間的シーケンスをたどるようにするように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記ターゲット圧力値の前記時間的シーケンスは、前記第１の時間周期中、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバ内での粒子の再懸濁の度合いを低減するように決定される、請求項９に記載のシステム。
【請求項11】
前記コントローラはさらに、前記第１のバルブに第２の入力信号を受信させ、前記第２の入力信号は、前記第１のバルブに、第２の時間周期にわたって前記ＳＰＳの前記第１のチャンバから流れ出すガスの前記流れを連続して調整させるように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項12】
前記第２の入力信号は、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバの内部の圧力がターゲット圧力値の時間的シーケンスをたどるようにするように構成され、前記ターゲット圧力値の前記時間的シーケンスは、前記第２の時間周期中、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバ内の凝縮を低減するように決定される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
前記第１のバルブは、比例バルブである、請求項８に記載のシステム。
【請求項14】
前記第１のバルブは、コイルを備え、前記第１の入力信号は、前記コイルに、前記第１の時間周期にわたって、連続して変動する磁界を生成させるように構成される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項15】
前記第１のバルブの開口部を調整するように構成された第２のバルブをさらに備え、前記コントローラはさらに、前記第２のバルブに第２の入力信号を受信させるように構成され、前記第２の入力信号は、前記第２のバルブに前記第１のバルブの前記開口部を調整させるように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項16】
前記第１の時間周期にわたって前記ＳＰＳの前記第１のチャンバに流れ込むガスの前記流れは、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバの内部の圧力がターゲット圧力を超えた後、ターゲット流量まで増加させられる、請求項８に記載のシステム。
【請求項17】
前記ＳＰＳの前記第１のチャンバの内部の圧力を連続して検出し、前記検出された圧力を前記コントローラに伝達する圧力センサをさらに備え、前記コントローラは、前記伝達された圧力を考慮して前記第１の入力信号を調節させるように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項18】
前記第１の入力信号は、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバの内部の前記圧力を、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバ内の１つまたは複数の汚染物質の発生を最小限にするように決定された時間曲線をたどるようにするように調節される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項19】
前記第１のバルブは、前記第１のバルブの状態を連続して検出し、前記第１のバルブの前記検出された状態を前記コントローラに伝達するゲージを備え、前記コントローラは、前記第１のバルブの前記伝達された状態を考慮して前記第１の入力信号を調節させるように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項20】
前記ＳＰＳは、前記ＳＰＳの前記第１のチャンバを前記ＳＰＳの第３のチャンバから選択式に密閉および開放するように構成された第２のゲートと、
前記ＳＰＳの前記第１のチャンバから流れ出すガスの流れを連続して調整するように構成された第２のバルブとをさらに備え、
前記コントローラは、前記第２のゲートおよび前記第２のバルブと通信可能に接続され、さらに、
前記第２のゲートに前記ＳＰＳの前記第１のチャンバを前記ＳＰＳの前記第３のチャンバから密閉させ、
前記第２のバルブに、第１の入力信号を受信させ、前記第１の入力信号は、前記第２のバルブに、第２の時間周期にわたって前記ＳＰＳの前記第１のチャンバから流れ出すガスの前記流れを連続して調整させるように構成される、
ように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項21】
基板処理システム（ＳＰＳ）の第１の区画から前記ＳＰＳの第２の区画に基板を移動させる方法であって、前記ＳＰＳの前記第１の区画と前記第３の区画との間の第１のゲートを開放することと、
前記第１の区画から前記第３の区画に前記基板を移動させることと、
前記第１のゲートを閉鎖して、前記第３の区画を前記第１の区画から隔離することと、
前記第３の区画を前記第２の区画から隔離するように第２のゲートを制御することと、
ガスの流れを開始することであって、前記ガスの前記流れは、（ｉ）前記第３の区画に流れ込む前記ガスの流れ、または（ｉｉ）前記第３の区画から流れ出す前記ガスの流れのうちの１つである、ガスの流れを開始することと、
前記ガスの前記流れの割合が、複数の時間の各々において、複数のターゲット基準流量（ＲＦＲ）のそれぞれのＲＦＲを有するようにさせることであって、前記複数のＲＦＲは、前記ガスの前記流れによって生じる前記第３の区画内の汚染粒子の発生を最小限にするモデリングに基づいて決定される、複数のＲＦＲのそれぞれのターゲット基準流量（ＲＦＲ）を有するようにさせることと、
前記第３の区画内の圧力が初期圧力から最終圧力に変化するのに応答して、前記第２のゲートを開放し、前記第３の区画から前記第２の区画に前記基板を移動させることとを含む、方法。
【請求項22】
前記ガスの前記流れは、前記第３の区画へと流れ、前記モデリングは、前記第３の区画の表面に吸着した汚染粒子に作用する抵抗力を特徴付ける第１のモデルを使用し、前記第１のモデルへの入力は、前記ガスの粘度と、
前記第３の区画の前記表面付近のガスの速度とを含み、前記ガスの前記速度は、前記第３の区画に流れ込む前記ガスの前記流れの前記割合に基づいて決定される、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記モデリングは、前記第３の区画の前記表面に対する前記汚染粒子の親和性を特徴付ける第２のモデルを使用し、前記モデリングは、前記第１のモデルおよび前記第２のモデルの出力を用いて、前記第３の区画の前記表面からの前記汚染粒子の再懸濁の瞬間確率を決定することと、
前記第３の区画内の前記圧力を前記初期圧力から前記最終圧力に変化させるターゲット持続時間の後、前記第３の区画の前記表面に吸着したままの前記汚染粒子の割合を決定することとを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項24】
前記複数のＲＦＲはさらに、（ｉ）前記第３の区画内の前記圧力を前記初期圧力から前記最終圧力に変化させるターゲット持続時間、および（ｉｉ）前記第３の区画の前記表面に吸着したままの汚染粒子のターゲット割合に基づいて決定される、請求項２２に記載の方法。
【請求項25】
前記ガスの前記流れは、前記第３の区画から出て行き、前記汚染物質は水粒子であり、前記モデリングは、前記複数の時間の各々において、前記水粒子の凝縮に関連する複数の閾値圧力のそれぞれの閾値圧力を決定することを含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この当面の明細書は一般に、電子デバイス製造システムにおける基板（例えば、ウエハ）の品質の改善に関し、より具体的には、基板処理装置の環境における汚染物質の存在を最小限にする方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現代材料の製造は、プラズマエッチング技術、化学堆積技術および物理気相堆積（ＰＶＤ）技術を含めた様々なエッチング技術および堆積技術を伴う場合が多く、そこでは、１つまたは複数の選択された種類の原子が、真空堆積チャンバによって提供された低真空または高真空環境に保持された特別に準備された基板上に堆積される。この技法を利用して製造される材料は、単結晶、半導体フィルム、微細コーティングなど、電子デバイス製造などの実用的用途で使用される多数の他の物質を含む。これらの用途の多くは、堆積チャンバ内で成長した材料の純度について一定の基準を必要とする。チャンバ間の環境の分離を維持し、周辺大気およびその中の汚染物質へのその暴露を最小限にする必要性は、基板の操作およびチャンバ制御の様々なロボット技術を生み出す。自動操作は、非常に異なる環境を有するチャンバ間で基板を移動させるロボットを伴う場合が多い。
【0003】
本開示の態様および実施形態は、以下に提供される詳細な記載および添付の図面からより十分に理解されるが、開示を特有の態様または実施形態に限定するように解釈されるべきではなく、これらは単に説明および理解を目的としている。図面が、例示の目的のために以下に記載されるが、これは必ずしも縮尺通りではない。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1】本開示の一部の実施形態による、処理システム（例えば基板処理システム）の概略図である。
【図2】本開示の一部の実施形態による、圧力変化時における基板汚染の有効な防止を可能にする基板処理システムの概略図である。
【図3】本開示の一部の実施形態による、基板製造のポンプアップ段階における基板の汚染を最小限にするように決定された、ロードロックチャンバへの圧力（上のグラフ）およびロードロックチャンバ内へのガスの流量（下のグラフ）の変化の型の概略図である。
【図4】本開示の一部の実施形態による、基板処理システムにおける汚染物質の存在を低減する、ポンプアッププロセスに関するターゲット圧力およびターゲット流量を決定するのに使用される一例のアルゴリズムの概略図である。
【図5】本開示の一部の実施形態による、基板処理システムのポンプダウン段階における、液体の凝縮を最小限にするように決定された、ロードロックチャンバの圧力（上のグラフ）およびロードロックチャンバから流れ出すガスの流量（下のグラフ）の変化の型の概略図である。
【図6】本開示の一部の実施形態による、基板処理システムにおける液体の凝縮を低減する、ポンプダウンプロセス中のターゲット圧力およびターゲット流量を決定するのに使用される一例のアルゴリズムの概略図である。
【図7A】本開示の一部の実施形態による、圧力変化時における基板処理システムにおける製品の汚染を防止するのに使用することができる一例のバルブ制御システムの図である。
【図7B】本開示の一部の実施形態による、圧力変化時における基板処理システムにおける製品の汚染を防止するための別の一例のバルブ制御システムの図である。
【図8】本開示の一部の実施形態による、基板処理システムにおける汚染物質の発生を最小限にする圧力変化を規定する方法のフロー図である。
【図9】本開示の一部の実施形態による、汚染物質に対する物質の暴露を最小限にしつつ、基板処理システムの第１の区画から基板処理システムの第２の区画に基板を移動させる方法のフロー図である。
【図10】本開示の一部の実施形態による、基板処理システムにおける汚染物質の発生を最小限にする圧力および流量の変化の型をモデリングする方法のフロー図である。
【図11】本開示の１つまたは複数の態様による、一例の処理デバイス動作のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
基板処理システムにおいて、基板（例えば、シリコンウエハ）は、いくつかの処理段階を経ることができる。例えば、未処理の基板を、例えば前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）などの基板キャリアの中で処理システムに送達することができる。ＦＯＵＰは、ファクトリインターフェース（フロントエンドモジュール）にドッキングすることができる。ファクトリインターフェースロボットのロボットアームが、ＦＯＵＰから基板を取り出し、基板をロードロック（ガス抜きチャンバ）に送達することができる。別のロボットアームを、その後、移送チャンバから伸張させ、基板をロードロックチャンバから取り出し、基板を処理するために、移送チャンバからアクセス可能な１つまたは複数の処理チャンバに送達することができる。多数の処理チャンバを設けることができる。基板は、例えば、マスク堆積、エッチング、マスク取り外し、基板堆積など、処理の様々な段階を実行することができる様々な処理チャンバ間で（例えば、移送チャンバロボットによって）移動させることができる。処理後、基板は、例えば移送チャンバ、ロードロックチャンバ、ファクトリインターフェースなどを通して（同じ、または異なる）ＦＯＵＰに戻すことができる。各チャンバは、例えば、温度、圧力、ガスの種類など固有の環境を有することができる。例えば、移送チャンバ（および処理チャンバ）は、大気圧よりずっと低い圧力ＰＴを有する低真空環境または高真空環境を有することができる。一方、ファクトリインターフェース（およびＦＯＵＰ）は、大気圧に近い圧力ＰＩを有することができる。したがって、ロードロックチャンバ（ガス抜きチャンバ、または任意の他のチャンバ）は、ファクトリインターフェースと移送チャンバとの間のエアロックとして機能することができる。具体的には、基板をファクトリインターフェースからロードロックチャンバに（およびその後移送チャンバに）移動すべきとき、ロードロックチャンバ内の圧力を、ＰＩから移送チャンバ内の圧力ＰＴまで徐々に下げることができる。そのようなポンプダウンプロセスは、急速に行われる場合、ロードロックチャンバ内の温度を下げ、基板上の様々な蒸気（例えば、水蒸気）の凝縮をもたらす場合がある。基板によって移送チャンバおよび処理チャンバへとその後運ばれる凝縮物は、（例えば、堆積した材料が適切に基板に付着するのを阻止することにより）製造プロセスおよび最終製品の品質に悪影響を与える可能性がある。一方、ポンプダウンプロセスは、ゆっくりと行われた場合、システムの製造出力（スループット）を低下させる。同様に、基板が、移送チャンバからロードロックチャンバに（およびその後ファクトリインターフェース）に移動される際、ロードロックチャンバ内の圧力は、ＰＴからファクトリインターフェース内の圧力ＰＩへと徐々に上昇する。そのようなポンプアッププロセスは、急速に行われた場合、ロードロックチャンバの壁に残っている（吸着された）様々な粒子をロードチャンバの環境内に放出する可能性がある。放出された粒子は、基板の上に乗り、汚染物質となる可能性がある。ポンプダウンプロセスの場合のように、ポンプアッププロセスの速度を落とすことは、分離した（再懸濁した）粒子の数を低減させるが、製造スループットを減少させることになる。既存の技法は、ポンプダウンプロセスを２つの局面、すなわち低速の第１の局面と、高速の第２の局面に分割することを伴う。第１の局面は、第１の（低）流量（ベント速度）およびロードロックチャンバの内部の圧力の対応するゆっくりとした増加によって特徴付けられる。第２の局面は、流量を第２の（増加した）流量値に切り替えることで始まる。その後、圧力はさらに速く増加する。そのような流量の二段階制御は、ポンプアッププロセスの最初の（およびより影響を受けやすい）局面において圧力が増加する速度を制限することによって、分離する可能性のある粒子の数を減少させる。ロードロックチャンバの環境内に放出される汚染物質の数をある程度まで減少させるが、既存の二段階技法は、第１のベント速度値および第２のベント速度値が経験により設定されるため、柔軟性および調整性に限界がある。
【0006】
本開示の態様および実施形態は、基板製造で使用される既存のポンプダウンおよびポンプアップ技法のこれらの、および他の欠点に対処する。本明細書には、とりわけ、ロードロックチャンバの環境への汚染物質の放出を最小限にするために、ポンプダウンプロセスおよびポンプアッププロセスの両方においてロードロックチャンバ内の圧力Ｐ（ｔ）の最適な変化の型の決定を可能にする実装形態が記載される。一部の実施形態では、汚染物質の最小限化は、ポンプアップ段階中の環境への粒子の再懸濁を判定する実際の物理プロセスと、ポンプダウン段階中の蒸気凝縮を判定する実際の物理プロセスを考慮するシミュレーションに基づいている。加えて、それぞれのプロセスの複数の時点（時点）において、ロードロックチャンバに流れ込む、またはロードロックチャンバから流れ出すガス流の流量Ｆ（ｔ）を設定し制御することを可能にする動的バルブ制御設定も記載される。一部の実施形態では、ポンプアップ段階およびポンプダウン段階の各々は、ロードロックチャンバ内での汚染物質の発生を最小限にするように計算された３つ、４つなどの異なる流量を設定することを伴う場合もある。一部の実施形態では、ポンプアップ段階およびポンプダウン段階の各々は、連続式に、または準連続式に流量Ｆ（ｔ）を設定することを伴う場合があり、これは、それぞれの段階の持続時間にわたって大きな数Ｎ（例えば、Ｎ＝１０、２０、５０など）の時点で流量Ｆ（ｔ）を設定する（または調節する）ことを伴う場合がある。
【0007】
図１は、本開示の一部の実施形態による、処理システム１００（例えば、基板処理システム）の概略図を例示する。処理システム１００は、ファクトリインターフェース（ＦＩ）１０１と、ロードポート１２８（例えば、ロードポート１２８Ａ－Ｄ）とを含む。一部の実施形態では、ロードポート１２８Ａ－Ｄは、ＦＩ１０１に直接設置される（例えばＦＩ１０１に対して密閉される）。エンクロージャシステム１３０（例えば、カセット、ＦＯＵＰ、処理キットエンクロージャシステムなど）は、ロードポート１２８Ａ－Ｄに取り外し可能に結合する（例えばドッキングする）ように構成される。図１を参照すると、エンクロージャシステム１３０Ａは、ロードポート１２８Ａに結合され、エンクロージャシステム１３０Ｂは、ロードポート１２８Ｂに結合され、エンクロージャシステム１３０Ｃは、ロードポート１２８Ｃに結合され、エンクロージャシステム１３０Ｄは、ロードポート１２８Ｄに結合される。一部の実施形態では、１つまたは複数のエンクロージャシステム１３０は、基板および／または他の製品を処理システム１００内に移動させる、および処理システム１００から外に移動させるためにロードポート１２８に結合される。エンクロージャシステム１３０の各々は、それぞれのロードポート１２８に対して密閉してよい。一部の実施形態では、第１のエンクロージャシステム１３０Ａは、ロードポート１２８Ａにドッキングされる。そのような１つの動作および複数の動作が行われると、第１のエンクロージャシステム１３０Ａは、ロードポート１２８Ａから切り離され、その後、第２のエンクロージャシステム１３０Ｂ（例えば、基板を中に含むＦＯＵＰ）が、同じロードポート１２８Ａにドッキングされる。一部の実施形態では、エンクロージャシステム１３０（例えば、エンクロージャシステム１３０Ａ）は、較正動作および診断動作を実行するためのシステムである。一部の実施形態では、エンクロージャシステム１３０（例えば、エンクロージャシステム１３０Ｂ）は、プロセスキットリングなどの内容物１１０を処理システム１００内に、および処理システム１００から外に移動させるためのプロセスキットエンクロージャシステムである。
【0008】
一部の実施形態では、ロードポート１２８は、開口を形成するフロントインターフェースを含む。ロードポート１２８は追加で、エンクロージャシステム１３０を支持する水平面を含む。各エンクロージャシステム１３０は、垂直開口を形成するフロントインターフェースを有する。エンクロージャシステム１３０のフロントインターフェースは、ロードポート１２８のフロントインターフェースとインターフェース接続するようにサイズが決められる（例えば、エンクロージャシステム１３０の垂直開口は、ロードポート１２８の垂直開口とおおよそ同じサイズである）。エンクロージャシステム１３０は、ロードポート１２８の水平面上に配置され、エンクロージャシステム１３０の垂直開口は、ロードポート１２８の垂直開口と合致する。エンクロージャシステム１３０の前方インターフェースは、ロードポート１２８の前方インターフェースと相互接続する（例えば、圧締めする、固定される、または密閉される）。エンクロージャシステム１３０の底部プレート（例えば、ベースプレート）は、ロードポート１２８の水平面と係合する機構（ロードポートのキネマティックピン機構、ピンの隙間のためのロードポート機構および／またはエンクロージャシステムドッキングトレイラッチクランプ機構と係合する、凹部または受け口などのロード機構）を有する。同じロードポート１２８が、異なる種類のエンクロージャシステム１３０に使用される。
【0009】
一部の実施形態では、エンクロージャシステム１３０Ｂ（例えば、プロセスキットエンクロージャシステム）は、１点または複数点の内容物１１０（例えば、プロセスキットリング、空のプロセスキットリングキャリア、プロセスキットリングキャリア上に配置されたプロセスキットリング、配置確認ウエハなどのうちの１つまたは複数）を含む。一部の例では、エンクロージャシステム１３０Ｂは、使用済みプロセスキットリングの交換のために、プロセスキットリングキャリア上のプロセスキットリングを処理システム１００内に自動で移動することを可能にするために、（例えば、ロードポート１２８を介して）ＦＩ１０１に結合される。
【0010】
一部の実施形態では、処理システム１００はまた、ＦＩ１０１をそれぞれのロードロックチャンバ１０４ａ、１０４ｂに結合する第１の真空ポート１０３ａ、１０３ｂを含む。第２の真空ポート１０５ａ、１０５ｂがそれぞれのロードロックチャンバ１０４ａ、１０４ｂに結合され、ロードロックチャンバ１０４ａ、１０４ｂと移送チャンバ１０６との間に配置されて、基板および他の内容物１１０（例えば、プロセスキットリング）の移送チャンバ１０６への移動を促進する。一部の実施形態では、処理システム１００は、１つまたは複数のロードロックチャンバ１０４および対応する数の真空ポート１０３、１０５を含む、および／または使用する（例えば、処理システム１００は、単一のロードロックチャンバ１０４、単一の第１の真空ポート１０３および単一の第２の真空ポート１０５を含む）。移送チャンバ１０６は、その周りに配置され、そこに結合された複数の処理チャンバ１０７（例えば、４つの処理チャンバ１０７、６つの処理チャンバ１０７など）を含む。処理チャンバ１０７は、スリットバルブなどそれぞれのポート１０８を通して移送チャンバ１０６に結合される。一部の実施形態では、ＦＩ１０１は、より高い圧力（例えば、大気圧）であり、移送チャンバ１０６は、より低い圧力である（例えば、真空）。各ロードロックチャンバ１０４（例えば、ガス抜きチャンバ）は、ロードロックチャンバ１０４をＦＩ１０１から密閉するために第１のドア（例えば、第１の真空ポート１０３）を有し、ロードロックチャンバ１０４を移送チャンバ１０６から密閉するために第２のドア（例えば、第２の真空ポート１０５）を有する。第１のドアが開放しており、第２のドアが閉鎖されている間に、内容物は、ＦＩ１０１からロードロックチャンバ１０４内に移動されるべきであり、第１のドアが閉鎖され、ロードロックチャンバ１０４内の圧力は、移送チャンバ１０６に適合するように低減され、第２のドアが開放され、内容物がロードロックチャンバ１０４から外に移動される。（例えば、処理チャンバ１０７に入る前、処理チャンバ１０７を出た後に）内容物を移送チャンバ１０６と整列させるために局所中心発見（ＬＣＦ）デバイスが使用されるべきである。
【0011】
一部の実施形態では、処理チャンバ１０７は、エッチチャンバ、堆積チャンバ（原子層堆積、化学気相堆積、物理気相堆積またはそのプラズマ強化型を含む）、アニールチャンバなどのうちの１つまたは複数を含む。
【0012】
ファクトリインターフェース１０１は、ファクトリインターフェースロボット１１１を含む。ファクトリインターフェースロボット１１１は、選択的コンプライアンス組立体ロボットアーム（ＳＣＡＲＡ）ロボットなど、ロボットアームを含む。ＳＣＡＲＡロボットの例は、２連結ＳＣＡＲＡロボット、３連結ＳＣＡＲＡロボット、４連結ＳＣＡＲＡロボットなどを含む。ファクトリインターフェースロボット１１１は、ロボットアームの一端にエンドエフェクタを含む。エンドエフェクタは、特有の対象物、ウエハなどを持ち上げ、取り扱うように構成される。代替として、または追加として、エンドエフェクタは、較正基板およびプロセスキットリング（エッジリング）などの対象物を取り扱うように構成される。ロボットアームは、エンドエフェクタを異なる配向および異なる場所に移動させるように構成された１つまたは複数の連結部または部材（例えば、リスト部材、上腕部材、前腕部材）を有する。
【0013】
ファクトリインターフェースロボット１１１は、エンクロージャシステム１３０（例えば、カセット、ＦＯＵＰ）とロードロックチャンバ１０４ａ、１０４ｂ（またはロードポート）との間で対象物を移動させるように構成される。ファクトリインターフェースロボット１１１には、実施形態におけるエンクロージャシステム１３０を用いて、ロードポート１２８に対する固定位置が教えられる。一実施形態における固定位置は、特定のロードポート１２８に配置されたエンクロージャシステム１３０Ａの中心位置に対応しており、これは、実施形態では、特定のロードポート１２８に配置されたエンクロージャシステム１３０Ｂの中心位置にも対応する。あるいは、固定位置は、エンクロージャシステム１３０の前方または後方などエンクロージャシステム１３０内の他の固定位置に対応する場合もある。ファクトリインターフェースロボット１１１は、一部の実施形態では、エンクロージャシステム１３０を用いて較正される。ファクトリインターフェースロボット１１１は、一部の実施形態では、エンクロージャシステム１３０を用いて診断される。
【0014】
移送チャンバ１０６は、移送チャンバロボット１１２を含む。移送チャンバロボット１１２は、ロボットアームの一端にエンドエフェクタを備えたロボットアームを含む。エンドエフェクタは、ウエハなど特定の対象物を取り扱うように構成される。一部の実施形態では、移送チャンバロボット１１２は、ＳＣＡＲＡロボットであるが、一部の実施形態では、ファクトリインターフェースロボット１１１より少ない連結および／または少ない自由度を有する場合がある。
【0015】
コントローラ１０９が、処理システム１００の様々な態様を制御する。コントローラ１０９は、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、マイクロコントローラなどのコンピューティングデバイスである、またはそのようなコンピューティングデバイスを含む。コントローラ１０９は、１つまたは複数の処理デバイスを含み、これは、一部の実施形態では、マイクロプロセッサ、中央処理装置などの汎用処理デバイスである。より詳細には、一部の実装形態では、処理デバイスは、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、あるいは他の命令セットを実施するプロセッサまたは命令セットの組合せを実施するプロセッサである。一部の実施形態では、処理デバイスは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサなどの１つまたは複数の特殊用途処理デバイスである。一部の実施形態では、コントローラ１０９は、データストレージデバイス（例えば、１つまたは複数のディスクドライブおよび／または固体ステートドライブ）、メインメモリ、スタティックメモリ、ネットワークインターフェースおよび／または他の構成要素を含む。一部の実施形態では、コントローラ１０９は、命令を実施して、本明細書に記載される方法またはプロセスのうちの１つまたは複数を行う。命令は、コンピュータ可読ストレージ媒体に記憶され、これは（命令の実施中に）、メインメモリ、スタティックメモリ、二次ストレージおよび／または処理デバイスを含む。コントローラ１０９は、一部の実施形態では、ファクトリインターフェースロボット１１１およびウエハ移送チャンバロボット１１２から信号を受信し、それらに対する制御を送信する。
【0016】
開示の一態様によると、内容物１１０（例えば、基板またはプロセスキットリング）を処理チャンバ１０７内に移動させるために、内容物１１０は、ＦＩ１０１内に配置されたファクトリインターフェースロボット１１１を介してプロセスキットエンクロージャシステム１３０Ｂから取り出される。ファクトリインターフェースロボット１１１は、第１の真空ポート１０３ａ、１０３ｂのうちの１つを通り、それぞれのロードロックチャンバ１０４ａ、１０４ｂ内に内容物１１０を移動させる。移送チャンバ１０６内に配置された移送チャンバロボット１１２は、ロードロックチャンバ１０４ａ、１０４ｂのうちの１つから第２の真空ポート１０５ａ、または１０５ｂを通って内容物１１０を取り出す。移送チャンバロボット１１２は、内容物１１０を移送チャンバ１０６の中に移動させ、そこで、内容物１１０は、それぞれのポート１０８を通って処理チャンバ１０７に移される。処理後、処理済みの内容物１１０（例えば、使用後のプロセスキットリング）は、本明細書に記載されるやり方の逆に処理システム１００から取り出される。
【0017】
処理システム１００は、ＦＩ１０１（例えば、装置フロントエンドモジュール、ＥＦＥＭ）などのチャンバと、ＦＩ１０１に隣接する隣接チャンバと（例えば、ロードポート１２８、エンクロージャシステム１３０、ＳＳＰ、ガス抜きチャンバなどのロードロックチャンバ１０４など）を含む。チャンバの一部または全ては密閉することができる。一部の実施形態では、１つまたは複数の不活性環境を実現するために、不活性ガス（例えば、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、クリプトンまたはキセノンのうちの１つまたは複数）がチャンバのうちの１つまたは複数（例えば、ＦＩ１０１および／または隣接チャンバ）に提供される。一部の例では、ＦＩ１０１は、ＦＩ１０１内で不活性環境（例えば、不活性ＥＦＥＭミニエンバイロメンタル）を維持する不活性ＥＦＥＭであることで、ユーザは、ＦＩ１０１に進入する必要がなくなる（例えば、処理システム１００は、ＦＩ１０１内に人手によるアクセスがないように構成される）。
【0018】
一部の実施形態では、ガス流（例えば、不活性ガス、窒素）が、処理システム１００の１つまたは複数のチャンバ（例えば、ＦＩ１０１）内に提供される。一部の実施形態では、ガス流は、１つまたは複数のチャンバ内の正圧を維持するために、１つまたは複数のチャンバを経由する漏出より大きくなる。一部の実施形態では、ＦＩ１０１内の不活性ガスは、再循環される。一部の実施形態では、不活性ガスの一部は排気される。一部の実施形態では、ＦＩ１０１内の不活性ガスの正圧を維持するために、ＦＩ１０１内に再循環されないガスのガス流は、排気されるガス流およびガスの漏出より大きくなる。一部の実施形態では、ＦＩ１０１は、１つまたは複数のバルブおよび／またはポンプに結合されて、ＦＩ１０１内への、およびそこから外へのガス流を提供する。（例えば、コントローラ１０９の）処理デバイスは、ＦＩ１０１内への、およびそこから外へのガス流を制御する。一部の実施形態では、処理デバイスは、１つまたは複数のセンサ（例えば、酸素センサ、水分センサ、動作センサ、ドア作動センサ、温度センサ、圧力センサなと）からセンサデータを受信し、センサデータに基づいて、ＦＩ１０１内への、およびそこから外に流れる不活性ガスの流量を決定する。
【0019】
エンクロージャシステム１３０はまた、ＦＩ１０１および隣接するチャンバ内に密封された環境を開放することなく（例えばファクトリインターフェースロボットの）ロボットアームに教える、これを較正する、および／または診断することが可能である。エンクロージャシステム１３０は、ロードポート１２８上にドッキングすることに応答して、ロードポート１２８に対して密閉する。エンクロージャシステム１３０は、ＦＩ１０１内の不活性環境の乱れを最小限にするために、エンクロージャシステム１３０の内部がエンクロージャシステム１３０を開放する前にパージされ得るように、パージポートアクセスを提供する。
【0020】
図２は、本開示の一部の実施形態による、圧力変化時における基板汚染の有効な防止を可能にする、基板処理システム２００の概略図を例示する。電子デバイス処理システム２００は、ＦＩ１０１（または装置フロントエンドモジュール、ＥＦＥＭ）を含み、これは、１つまたは複数の基板キャリア、例えばＦＯＵＰ（図示せず）とインターフェース接続する。加えて、ＦＩ１０１は、第１の真空ポート１０３を介してロードロックチャンバ１０４とインターフェース接続する。ロードロックチャンバ１０４は、第２の真空ポート１０５を介して移送チャンバ１０６とさらにインターフェース接続する。移送チャンバ１０６は、１つまたは複数の処理チャンバ（図２には描かれていない）へのアクセスを可能にする。ＦＩ１０１および移送チャンバ１０６は、ＦＩ１０１、ロードロックチャンバ１０４、移送チャンバ１０６、および処理チャンバの間で基板２０１、２０２を移動させるためにそれぞれのロボット１１１および１１２を含む
【0021】
ロードロックチャンバ１０４は、その中の環境をモニタおよび制御するために様々な設備を含む。より具体的には、ロードロックチャンバ１０４は、ロードロックチャンバ１０４内への（実線の矢印）またはそこから外への（点線の矢印）ガス流２０６をガス流量Ｆ（ｔ）に設定するために、動的バルブ２０４を有する。動的バルブ２０４は、以下により詳細に記載するように、入力制御信号に応答して連続式に、または準連続式に流量Ｆ（ｔ）を設定することが可能な高速応答バルブである。ガスは、その流量が動的バルブ２０４によって制御され、窒素、アルゴン、キセノン、クリプトンまたは任意の他の適切なガス、例えば、基板２０１および２０２と反応しない低反応性のガスであり得る。動的バルブ２０４の設定は、ロードロックチャンバ１０４内の圧力Ｐ（ｔ）を間接的に制御する。ロードロックチャンバ１０４は、ロードロックチャンバ１０４内の圧力をモニタするために圧力センサ２０８を有する。簡潔にするために、１つの圧力センサ２０８のみがロードロックチャンバ１０４内に示されるが、多数の圧力センサが、ロードロックチャンバ１０４の様々な場所に配置される場合もある。様々な他のセンサが使用される場合もある。例えば、ロードロックチャンバ１０４内の環境のモニタリングは、ロードロックチャンバ１０４内の１つまたは複数の場所での温度を測定するための１つまたは複数の温度センサを用いて、ロードロックチャンバ１０４内の様々な場所での汚染物質の存在（および／または濃度）を検出するための１つまたは複数の化学センサを用いて、（例えば、汚染粒子の存在をモニタするための）１つまたは複数の光学感知デバイス用いて、などとして行うことができる。
【0022】
基板処理システム２００は、本開示によるポンプアップおよびポンプダウンの変化の型を実現するためのコンピューティングデバイス２１０を含む。コンピューティングデバイス２１０は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ワークステーション、ウェアラブルデバイス（タブレット、スマートフォンなど）、クラウドベースコンピューティングサービスなどであり得る。一部の実施形態では、コンピューティングデバイス２１０は、独立して動作する、または別のコンピューティングデバイスを併用する専用マイクロコントローラである。一部の実施形態では、コンピューティングデバイス２１０は、基板製造の多数の段階を制御し、これには、ＦＩ１０１内で基板を受け取る、基板を移送チャンバ１０６および処理チャンバに送達する、その中で様々なプロセスを実行する（マスキング、エッチング、堆積、撮像、品質管理など）、処理後の基板を処理チャンバから回収するなどが含まれる。上記に列挙された動作に加えて、コンピューティングデバイス２１０は、ロードロックチャンバ１０４の内部の圧力のモニタリングおよび制御に関連するより多くの特有の機能を行う。
【0023】
詳細には、コンピューティングデバイス２１０は、圧力モニタリング構成要素２２０を有し、これは圧力データ（例えば、ＰＬＬ（ｔ））およびロードロックチャンバ１０４からの他のデータを集め、これには、温度データ、光学センサデータ、化学センサデータなどが含まれる。コンピューティングデバイス２１０は、動的バルブ２０４に信号（例えば、アナログまたはデジタル）を提供することによって、ロードロックチャンバ１０４内への（またはそこから外への）ガス流２０６の量Ｆ（ｔ）を調節するためにバルブ制御モジュール２２２をさらに含む。圧力モニタリングモジュール２２０およびバルブ制御モジュール２２２は、ロードロックチャンバ１０４内で実施されるべきポンプダウンプロセスおよび／またはポンプアッププロセスの所望の（例えば、最適な、または最適に近い）変化の型を表すターゲット圧力Ｐ（ｔ）およびターゲット流量Ｆ（ｔ）を特定する圧力および流量モデリング２２４と併せて動作する。
【0024】
一実施形態では、コンピューティングデバイスのモジュールおよび構成要素は、以下のように動作する。一部の実施形態では、コンピューティングデバイス２１０は、基板処理システム２００に関与する技術的プロセスを実行する。他の実施形態では、コンピューティングデバイス２１０は、何らかの他のコンピューティングデバイスが制御している技術的プロセスを認識しており、全プロセスの一部のみを行い、例えば、コンピューティングデバイス２１０は、ロードロックチャンバ１０４の環境を制御し、ポンプダウンプロセス／ポンプアッププロセスの前およびその完了後などに、ロードロックチャンバ１０４を密閉および開放するなどを行う。一部の実施形態では、コンピューティングデバイス２１０は、基板２０２が１つまたは複数の処理チャンバ内で処理を経て、移送チャンバ１０６から、ＦＩ１０１にドッキングされたＦＯＵＰのうちの１つに移動される準備が整ったと判定する。コンピューティングデバイス２１０はその後、現行の技術プロセスにおいて、所与のガスが、圧力ＰＴに維持される移送チャンバ１０６内にあることを特定する。コンピューティングデバイス２１０は、最後に、ロードロックチャンバ１０４の開放が、第１の真空ポート１０３を開放し、したがってロードロックチャンバ１０４内の現在の圧力が、ファクトリインターフェース圧力ＰＩである、またはそれに近く、これは、大気圧に匹敵し得ることをさらに判定する。したがって、第２の真空ポート１０５が、基板２０２の通路のために開放され得る前に、ロードロックチャンバ１０４の圧力は、ＰＩからＰＴまで低下する必要がある。コンピューティングデバイス２１０は、ポンプダウンプロセスが、時間τの範囲内で完了するべきことをさらに特定する。ガスの種類、初期圧力（この例では、ＰＩ）、最終圧力（この例では、ＰＴ）および時間τはその後、以下に記載される方法および技術による、ターゲット圧力プロファイルＰ（ｔ）の決定のために圧力および流量モデリング２２４に入力される。加えて、圧力および流量モデリング２２４は、ターゲット圧力プロファイルＰ（ｔ）を維持するために動的バルブ２０４によって実施されるべきターゲットガス流Ｆ（ｔ）を決定する。一部の実装形態では、圧力および流量モデリング２２４による決定は、ポンプダウンプロセス／ポンプアッププロセスの開始より前に実行され、ターゲットＦ（ｔ）およびＰ（ｔ）は、コンピューティングデバイス２１０のメモリに記憶される。
【0025】
ターゲット流量Ｆ（ｔ）およびターゲット圧力Ｐ（ｔ）を実行するための命令を、例えば、圧力および流量モデリング２２４から受信すると（またはターゲットプロファイルＦ（ｔ）およびＰ（ｔ）として予め記憶されたそのような命令をメモリから取り出すと）、バルブ制御モジュール２２２は、動的バルブ２０４に、ターゲット流量Ｆ（ｔ）を設定し調節するために制御信号を出力する。一部の実行形態では、制御信号は連続して出力される。例えば、バルブ制御モジュール２２２は、電流Ｉ（ｔ）（または電圧Ｖ（ｔ））を出力することで、動的バルブ２０４を通る流量を連続して制御することができる。一部の実行形態では、バルブ制御モジュール２２２は、例えば、ポンプダウン（またはポンプアップ）プロセスの全持続時間τの部分Δτ毎に電流（または電圧）信号の強度を変えることによって信号を準連続式に出力する。一部の実行形態では、信号強度は、（Δτ≪τとなるように）全持続時間にわたって何度も変化する。圧力モニタリング構成要素２２０は、その間にも、リアルタイムのロードロックチャンバ１０４の内部の実際の圧力ＰＬＬ（ｔ）をモニタし、例えば差分ΔＰ（ｔ）＝ＰＬＬ（ｔ）－Ｐ（ｔ）を計算することによって、実際の圧力をターゲット圧力プロファイルＰ（ｔ）と比較する。差分ΔＰ（ｔ）の符号およびその大きさに応じて、バルブ制御モジュール２２２は、動的バルブ２０４に対する信号出力を変化させて、ガス流２０６を修正し、実際の圧力ＰＬＬ（ｔ）をターゲット圧力Ｐ（ｔ）に近づける。例えば、ポンプダウンプロセス中にΔＰ（ｔ）＞０が検出された場合、バルブ制御モジュール２２２は、動的バルブ２０４にロードロックチャンバ１０４からのガス流Ｆ（ｔ）を増加させるようにする。反対に、ΔＰ（ｔ）＜０が検出された場合、バルブ制御モジュール２２２は、動的バルブ２０４にガス流Ｆ（ｔ）を低下させるようにする。同様のプロセスが、ポンプアッププロセス中に続く。例えば、ポンプアッププロセス中にΔＰ（ｔ）＞０が検出された場合、バルブ制御モジュール２２２は、動的バルブ２０４にロードロックチャンバ１０４内へのガス流Ｆ（ｔ）を低下させるようにする。反対に、ΔＰ（ｔ）＜０が検出された場合、バルブ制御モジュール２２２は、動的バルブ２０４にロードロックチャンバ１０４内へのガス流Ｆ（ｔ）を増加させるようにする。
【0026】
上記の例および開示の残りの部分は、ロードロックチャンバと移送チャンバとの間（ポンプダウン段階）、またはロードロックチャンバとファクトリインターフェースとの間（ポンプアップ段階）での圧力を等しくするために行われるプロセスを参照しているが、開示される方法およびシステムは、粒子に感受性の高い環境での種々の製造システムの任意の２つ以上のチャンバ間の圧力の均一化に適用可能である。
【0027】
図３は、本開示の一部の実行形態による、基板製造のポンプアップ段階における、基板の汚染を最小限にするために決定された圧力（上の方のグラフ）と、ロードロックチャンバ内へのガスの流量（下の方のグラフ）の変化の型を概略的に描く。描かれる圧力曲線Ｐ（ｔ）は、考察を容易にするために、３つのフェーズにさらに分割される。フェーズ１では、ロードロックチャンバ内の圧力は比較的低い（１トールほど、またはそれよりさらに低いＰＴ（ｔ）で始まる）。チャンバ内の圧力が低い場合、表面からの粒子の分離の可能性（再懸濁）は、圧力が高い場合よりも高くなる。加えて、圧力が低い場合、ガスＦ（ｔ）の大きな流量によって引き起こされる圧力Ｐ（ｔ）の速い増加は、表面に吸着した粒子の近くにかなりの空気力学的な抵抗力を生じさせ、やはり粒子の分離をより引き起こしやすくなる。例えば、流量Ｆ（ｔ）が、時間当たり体積の単位で（例えばｃｍ３／秒）で測定された場合、圧力の断熱的増加の場合、ｄＰ（ｔ）／ｄｔ＝γＰ（ｔ）Ｆ（ｔ）／Ｖであり、式中、Ｖは、チャンバの体積であり、γは、断熱指数であり（例えば、窒素分子の場合γ＝７／５）であり、等温増加の場合、ｄＰ（ｔ）／ｄｔ＝Ｐ（ｔ）Ｆ（ｔ）／Ｖである。したがって、図３の底部のグラフによって見られるように、相１は、比較的低い（但し、継続的に増加している）流量Ｆ（ｔ）および圧力Ｐ（ｔ）によって特徴付けられる。相１（「低速ベント」相）は、図３にＰ６として描かれる、圧力Ｐ（２相）の一部のレベルが達成されるまで継続する。一部の実施形態では、圧力Ｐ（相２）は、２０～２５トールであるが、圧力Ｐ（フェーズ２）は、チャンバＶの体積、使用されているガスの種類、チャンバの表面の種類および品質、チャンバの環境内に存在する可能性のある吸着した粒子の種類などに応じて変化する場合がある。圧力Ｐ（フェーズ２）に達した後、再懸濁の可能性は低下し、多くの追加の粒子を再懸濁させることなく、より高い流量を使用することができる。結果として、圧力Ｐ（フェーズ２）（「高速ベント」）が始まる。一部の実装形態では、フェーズ２において、流量は、比較的急速に最大量Ｆｍａｘまで増加し、その後、そのレベルに維持される。一部の実装形態では、フェーズ２での流量は、人間（例えばシステムエンジニア）によって指定される最大量である。一部の実施形態では、最大量Ｆｍａｘは、ポンプアッププロセスのターゲット持続時間τに基づいた圧力および流量モデリング２２４によって計算される。一部の実施形態では、ターゲット持続時間τは、ターゲットスループット（指定時間内に処理される基板の数）に基づいて決定される場合もある。一部の実施形態では、最大流量Ｆｍａｘは、動的バルブ２０４およびバルブ制御モジュール２２２によってサポートされる極限流量Ｆｕｌｔに匹敵する流量であり、例えば、Ｆｍａｘ／Ｆｕｌｔ＝０．８、０．８５、０．９などである。極限流量Ｆｕｌｔより幾分低い最大流量Ｆｍａｘは、実際の圧力ＰＬＬ（ｔ）がターゲット曲線Ｐ（ｔ）に遅れをとり、現在の圧力力学をターゲット曲線に近づけるためにＦｍａｘを超える流量の増加が使用される場合の例において使用することができる。一部の実装形態では、圧力Ｐ（ｔ）がターゲット圧力に近づいたとき、例えばファクトリインターフェース内の圧力ＰＩに近づいたとき、フェーズ３（Ｐｈａｓｅ ３）（「テイル」）が始まる。フェーズ３において、流量Ｆ（ｔ）は、滑らかではあるが、急速に、フェーズ２で使用される流量（例えば、最大圧力Ｆｍａｘ）からゼロまで低下する。例えば、フェーズ３の持続時間は、圧力が、ＰＩを超えることなく、（ポンプアッププロセスの開始から数えた）時間τの意図される段階で意図される圧力ＰＩに到達するような方法で選択される。例えば、Δｔとなるように動的バルブを遮断するための時間を仮定し（この時間は、バルブの仕様から知ることができる、または経験上のテストを介して決定することもできる）、フェーズ３における平均流量をＦｍａｘ／２になるように概算すると、フェーズ３における圧力の増加の平均量は（等温ポンプアップの場合）
として推定することができ、
式中、フェーズ３の開始時の圧力は、最終圧力ＰＩとはさほど異ならないことがさらに推定される。したがって、フェーズ３は、ひとたびチャンバ内の圧力が値
に達すると、開始することができる。この例は、単なる例示として意図されており、多くの他の流量プロファイルＦ（ｔ）が、ポンプアッププロセスの有効なテイリングのほぼ同様な目的である実装形態を達成することができる。フェーズ３を有することの利点は、２つある。一方で、Ｐ（ｔ）がポンプアッププロセス中のいつ何時ＰＩを超えたとしても、圧力をＰＩから下げるのに時間が浪費されない。他方で、フェーズ３は、ロードロックチャンバ内の圧力とファクトリインターフェース内の圧力が正確に等しくなり、チャンバ間のゲートを開放するときに、いずれのチャンバの環境の乱れ（２つの圧力が異なる場合に、そうしなければ起こる可能性がある）も生じることがない。
式中、フェーズ３の開始時の圧力は、最終圧力ＰＩとはさほど異ならないことがさらに推定される。したがって、フェーズ３は、ひとたびチャンバ内の圧力が値
【0028】
一部の実施形態では、流量Ｆ（ｔ）は、流量Ｆｊの別個のセット（図３の下のグラフに黒の三角でおよび点線で描かれる）を指定することによって準連続式に設定され、例えば、チャンバ内の圧力が、ターゲット圧力値Ｐｊのセット（図３に上のグラフに黒の円で描かれる）をたどることを保証するために、時間ｔｊの事前決定された段階で動的バルブによって設定することができる。いくつかの（例えば、３つほどの少数から数十またはそれ以上の多数の）流量Ｆｊを指定することができる。例えば、図３における非制限的な例に描かれるように、１３の異なる流量が、ポンプアッププロセスの持続時間にわたって指定されており、値Ｆ０からＦ５は、フェーズ１を実施し（ターゲット圧力値Ｐ１からＰ６に対応する）、値Ｆ６は、フェーズ２を実施し（ターゲット圧力値Ｐ６およびＰ７に対応する）、値Ｆ７からＦ１２は、フェーズ３を実施する（意図される圧力ＰＩに至る）。
【0029】
図４は、本開示の一部の実施形態による、基板処理システムにおける汚染物質の存在を低減する、ポンプアッププロセスに関してターゲット圧力およびターゲット流量を決定するのに使用される一例のアルゴリズム４００の概略図である。一例のアルゴリズム４００は、多数の物理モデルおよび統計モデルを使用することで、現実に即したモデリング条件の下での予測の正確さを保証することができる。一部の実施形態では、一例のアルゴリズム４００は、空気力学の式に基づく抵抗力モデル４１０を含む。一例では、抵抗力モデル４１０は、ガスの粒子サイズ（例えば、直径）および粘度（例えば、動的または運動学的粘度）を使用する。抵抗力モデル４１０は、例えば、ガスの粘度に基づいて、チャンバの表面付近の空気力学的流量のプロファイル（例えば、表面からの距離と関係した流れの速度の変動）を決定し、表面に接着した粒子に対して作用する力をさらに決定する。
【0030】
一部の実施形態では、一例のアルゴリズム４００は、表面から粒子を分離するために所与の粒子に加えられるべき力の大きさを決定する表面付着モデル４２０を含む。粒子は、そのサイズ、密度、形状（例えば、球形、楕円形、ロッド形状など）によって特徴付けられる。表面は、表面粗さによって特徴付けられ、これは、表面プロファイルの側面の縮尺の変動、表面プロファイルの垂直の（表面に直交する）縮尺などを含むことができる。表面と粒子の相互作用は、種々の機構を用いてモデル化することができる。例えば、１つの機構では、粒子の表面への付着は、ばねモデルを用いてモデル化される。
【0031】
一部の実施形態では、静的または動的モデルが使用される。動的モデルでは、抵抗力は、特定の平均値（ガスの流れの方向での）およびその平均値の前後の変動（これはガスの流れの平均速度にそれ自体依存する）を有する時間の、変動する、例えばランダムな、関数である。
【0032】
一部の実施形態では、抵抗力モデル４１０の出力（種々のサイズの粒子が経験する抵抗力を特徴付ける）および表面付着モデル４２０（粒子の分離のための条件を特徴付ける）を使用して、所与の粒子に関する再懸濁の確率を決定する（ブロック４３０）。例えば、所与のサイズであり、ガスの所与の流れの中に置かれた粒子（特定のチャンバ幾何学形状を考慮して指定された流量Ｆ（ｔ）によって決定された）は、表面からの分離のための条件に達する特定の確率を有する運動を行う。例えば、抵抗力４１０を用いて計算され、表面接着モデル４２０への入力として加えられる抵抗力は、時間の関数としてばねの特有の伸張Δｌ（ｔ）を生じさせることができる。Δｌ（ｔ）が粒子の分離のための閾値伸張を超える確率に基づいて、単位時間当たりの再懸濁の確率４３０が決定される。一部の実施形態では、再懸濁（分離）の確率ｐ（Ｆｔ／Ｆｄ）は、（ｉ）表面から粒子を引っ張るのに必要とされる閾値の力Ｆｔと、（ｉｉ）粒子に作用する実際の抵抗力Ｆｄと、の比に依存する関数（例えば、モデル関数）である。関数ｐ（Ｆｔ／Ｆｄ）は、指数関数、べき乗関数または何らかの他の関数であり得る。一部の実施形態では、ｐ（Ｆｔ／Ｆｄ）は、Ｆｔ／Ｆｄが大きくなる（弱い抵抗の）ときにゼロに近づき、Ｆｔ／Ｆｄが小さくなる（強い抵抗の）とき増加する。
【0033】
再懸濁の確率４３０は、特定の粒子（サイズ、形状など）および表面の特定の条件（付着エネルギー、表面の弾性特性、表面粗さなど）について決定することができる。再懸濁の確率４３０は、統計的集合平均化４４０において使用されてもよい。統計的集合平均化４４０への入力はまた、粒子サイズ分布４５０、表面粗さ分布４６０、付着エネルギーの分布なども含む。再懸濁の確率に対して適用される統計的集合平均化は、チャンバの表面に接着した集合または粒子に関する再懸濁の平均の確率を決定する。統計的集合平均化４４０に基づいて、経時的な積分が行われ、残りの粒子の割合４７０が、時間の関数として決定される。
【0034】
一部の実施形態では、残りの粒子の割合４７０、例えばη（ｔ）＝η［Ｆ（ｔ）、Ｖ、ＰＴ、ＰＩ］は、チャンバに関して選択された流量Ｆ（ｔ）の変化の型を考慮して決定され、これは、初期圧力（例えば、移送チャンバ圧力）ＰＴで始まり、最終圧力（例えば、ファクトリインターフェース圧力）ＰＩで終わる、チャンバ内の圧力Ｐ（ｔ）の力学を（チャンバの既知の体積Ｖに関して）決定する。アルゴリズム４００の種々のモデルおよびブロックは、例えば、時間増分Δｔの中で何回も繰り返すことができる。各時間増分に関して、再懸濁の更新後の条件を、現在の圧力Ｐ（ｔ）および新たに更新された流量（Ｆ（ｔ＋Δｔ）に基づいて再計算することができる。新しい抵抗力および新しい再懸濁の確率はその後、アルゴリズム４００のそれぞれのブロックによって決定され、残りの粒子の割合、－Δη（ｔ）／Δｔの導関数を取得するために統計学的集合平均化４４０が行われる。各時間増分における導関数の値に基づいて、ポンプアッププロセスの終わりにおける残りの粒子の最終の割合、η（τ）が決定される。その結果、ブロック４１０～４７０によって行われるシミュレーションを用いて、流量および圧力最適化４８０が、ターゲット持続時間τおよび吸着した（表面に接着した）ままの粒子のターゲット割合η（Ｔａｒｇｅｔ）を考慮してターゲット流量Ｆ（ｔ）を特定する。粒子のターゲット割合は、（例えば、製造している製品のターゲット品質によって）実施されている特定の技術プロセスに依存しており、７０％、８０％、９０％または任意の他の値であり得る。
【0035】
図５は、本開示の一部の実施形態による、基板製造のポンプダウン段階における液体の凝縮を最小限にするように決定された圧力（上のグラフ）およびロードロックチャンバからの流れ出るガスの流量（下のグラフ）の概略的な変化の型を描いている。図６と関連して以下に記載されるように決定することができるターゲット圧力曲線Ｐ（ｔ）が描かれている。ターゲット圧力曲線Ｐ（ｔ）は、初期圧力ＰＩで始まり、これは、ファクトリインターフェース内の圧力であってよく、最終圧力ＰＴに達するまで継続し、これは、移送チャンバ内の圧力であり得る。（ターゲット圧力Ｐ（ｔ）を実施するのに使用される）ロードロックチャンバから流れ出るガスの流れのターゲット流量Ｆ（ｔ）は、下のグラフに概略的に描かれており、流量のマイナス符号は、ガスの流れがチャンバから流れ出ることを強調している。
【0036】
一部の実施形態では、流量Ｆ（ｔ）は、例えば、時間の事前決定された段階ｔｊでの動的（連続）バルブを介してコントローラによって設定されるような流量の離散的なセットＦｊ（黒の三角で点線で描かれる）を指定することによって、準連続的に設定される。流量Ｆｊは、チャンバ内の圧力がターゲット圧力値Ｐｊのセット（図５の頂部グラフでは黒の円で描かれる）をたどることを保証するように設定される。流量Ｆｊの数は、少なくとも３つ、多ければ数十またはそれ以上である場合もある。
【0037】
図６は、本開示の一部の実施形態による、基板処理システムにおける液体の凝縮を低減する、ポンプダウンプロセス中のターゲット圧力およびターゲット流量を決定するのに使用される一例のアルゴリズム６００を概略的に例示する。一例のアルゴリズム６００は、種々の物理モデルを使用することで、現実に即したモデリング条件の下での予測の正確さを保証することができる。一部の実施形態では、一例のアルゴリズム６００は、ポンピング時間定数を決定し（ブロック６１０）、これは、チャンバの体積と（瞬間的な）流量Ｆ（ｔ）の比であり得る。「定数」として参照されているが、ポンピング時間定数は、実際には流量の変化と共に変動する。一部の実施形態では、一例のアルゴリズム６００はさらに、モデル化されている特有のチャンバに関してチャンバの体積と表面の比を決定する（ブロック６２０）。一部の実施形態では、一例のアルゴリズム６００はまた、熱伝達率も決定する（ブロック６３０）。熱伝達率は、チャンバの様々な領域の間でいかにして熱が効率的に交換されるか（例えば、対流交換を介して）を示す。
【0038】
決定されたポンピング時間定数、チャンバ体積表面比、および熱伝達率は合体させて、無次元ポンピング速度Ｚにすることができる（ブロック６４０）。無次元ポンピング速度は、（Ｚの所与に値に対する）閾値湿度ＲＨＴ（Ｚ）を特定するのに使用されてよい（ブロック６５０において）。ブロック６６０で、実際の入力相対湿度ＲＨ（ブロック６７０）が閾値湿度と比較される。ターゲット流量Ｆ（ｔ）およびターゲット圧力Ｐ（ｔ）がその後、実際の湿度が、ポンプダウンプロセスの様々な（例えば全ての）段階において、閾値湿度ＲＨ≦ＲＨＴ（Ｚ）を下回ったままでいる条件から決定される（ブロック６８０）。一部の実施形態では、ターゲット流量Ｆ（ｔ）およびターゲット圧力Ｐ（ｔ）は、修正された条件ＲＨ＝α・ＲＨＴ（Ｚ）から取得され、この場合、安全性を高めるために、α＝０．９５、０．９、０．８５などであるように、係数α＜１が使用される。この追加の安全係数は、ターゲット圧力からのチャンバ内の圧力の予測しない逸脱（またはチャンバの環境の様々な他の変動）が起こった場合、凝縮物の形成を阻止するための安全クッションとして使用することができる。
【0039】
図７Ａは、本開示の一部の実施形態による、圧力変化時における基板処理システム内の製品の汚染を防ぐために使用することができる一例のバルブ制御システム７００である。バルブ制御システム７００は、ポンプダウンプロセスおよびポンプアッププロセス中に同じガス流路を使用する。一部の実施形態では、バルブ制御システム７００は、図４のアルゴリズム４００および／または図６のアルゴリズム６００によって特定の製造プロセスに関して決定されたターゲット流量／圧力の変化の型を達成する。ポンプアップ段階中に連続（動的）バルブ７１０を介してポンプ７０８からガス流７０６を受け取るロードロックチャンバ１０４が図７Ａに描かれている（ポンプダウン段階では、ガス流７０６の方向は逆向きである）。コントローラ７２０は、連続バルブ７１０の動作を制御する。種々の実装形態では、連続バルブ７１０は、ソレノイドバルブ、バタフライバルブまたは連続する流量制御が可能な任意の他のバルブであってよい。コントローラ７２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサなどの１つまたは複数の処理デバイスを含む。処理デバイスは、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、スタティックメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭＡ）などの１つまたは複数のメモリデバイスに通信可能に接続される。コントローラ７２０は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ワークステーション、ウェアラブルデバイス（例えば、タブレット、スマートフォンなど）、クラウドベースコンピューティングデバイスなどの一部であり得る。一部の実施形態では、コントローラ７２０は、基板処理システムにおいてポンプアッププロセスおよび／またはポンプダウンプロセスを行うように構成された専用マイクロコントローラである。一部の実施形態では、コントローラ７２０は、コンピューティングデバイスのより大きなネットワークの一部である。一部の実施形態では、コントローラ７２０と通信する外部コンピューティングデバイスは、コントローラ７２０を再構成する（例えば、設定を変更する、メモリを更新する、またはそれ以外で再プログラミングする）ことが可能である。
【0040】
１実施形態では、コントローラ７２０は、連続バルブ７１０に電圧または電流入力を提供するパワー素子７２２に制御信号（例えば、アナログ信号）を出力する。パワー素子７２２によって提供された入力は、連続バルブ７１０の内部の状態を変化させる。例えば、パワー素子７２２によって出力された電流は、ソレノイドの磁界を増加または減少させ、その結果、ガス流７０６を所望の程度まで変更するために、磁界作動式プランジャに開口部を部分的に塞ぐようにさせる。ガス流の連続制御をソレノイドバルブの代わりに使用することができる場合、種々の他の動的バルブ（例えば、ボールバルブ、バタフライバルブ、フラップバルブ）が可能である。パワー素子７２２は、バッテリ、発電機、コンデンサ、充電式バッテリまたは電流の任意の他の供給源を含むことができる。パワー素子７２２は、電流／電圧分割器、安定装置、ブリッジ、フィードバックループ、アンメータ、ボルトメータなど、出力電流（または電圧）の正確な制御を可能にするために１つまたは複数の回路要素をさらに含むことができる。一部の実施形態では、パワー素子７２２は、直流源を含む。一部の実施形態では、パワー素子７２２は、交流源を含み、これは、変圧器、整流器および他の要素と併せてさらに使用される。
【0041】
コントローラ７２０は、（点線の矢印によって示されるように）は、バルブゲージ７２４を用いて連続バルブ７１０に対する追加の制御を実施することができる。バルブゲージ７２４は、連続バルブ７１０の内部の状態に関するデータを収集するいかなるセンサであってもよい（またはそれを含むこともできる）。バルブゲージ７２４は、バルブの機構によってガス流７０６の妨害を示す内部バルブメトリクスをモニタする（例えば、リアルタイムで）ことができ、これは、プランジャの位置、フラップの角度、バルブの圧縮された領域の近くのガス流７０６の速度などを含むことができる。バルブゲージ７２４は、連続バルブ７１０の設定を検証するためのコントローラ７２０に対する追加のチェックとして、および設定されたガス流７０６の正確さを高めるためのフィードバックループの一部として機能する。一例では、コントローラ７２０は、パワー素子７２２に連続バルブ７１０に電流Ｉを出力するように指示することで、バルブは、ガス流Ｆ（Ｉ）がそこを通り抜けることを可能にする。一方で、バルブゲージ７２４は、意図されるものより小さい流量Ｆ（Ｉ）－ΔＦがバルブゲージ７２４によって設定されていることを示す。コントローラ７２０は、このとき、不足ΔＦを補償するために、パワー素子７２２に、電流をＩ＋ΔＩに増加させるように（またはバルブの設計に応じてＩ－ΔＩに低下させるように）指示する。一部の例では、補償は、電流ΔＩ（または他の信号）を複数回増分する、または減分することによって反復して達成される。一部の実施形態では、パワー素子７２２によって出力された信号を調節する代わりに（またはそれに加えて）、コントローラ７２０は、ポンプ７０８の設定を調節して、連続バルブ７１０を通って送り込まれるガス流を増加させる。
【0042】
一部の実施形態では、二次バルブ７２６が、連続バルブ７１０の動作に対する追加の制御を可能にし、ロードロックチャンバ１０４内へのガスの流れの割合が設定される精度をさらに改善する。二次バルブ７２６は、連続バルブ７１０、ガス流７０６またはガス流７０６を送達するデリバリシステムの何らかの追加の状態を制御するのに利用することができる。一部の実施形態では、二次バルブ７２６は、例えば、連続バルブ７１０の内部機構の一部として、連続バルブ７１０と一緒にひとまとめにされる。例えば二次バルブ７２６は、開口部のサイズ、開口部の形状、開口部と連続バルブ７１０の可動部品との間の距離などを制御することができる。一部の実施形態では、二次バルブ７２６は、連続バルブ７１０の外側に配置される。例えば、二次バルブ７２６は、ポンプ７０８から連続バルブ７１０にガスを送達するデリバリラインの断面積、または連続バルブ７１０からロードロックチャンバ１０４にガスを送達するデリバリラインの断面積を制御するのに使用することができる。一部の実施形態では、二次バルブ７２６は、連続バルブ７１０に並列に接続され、例えば、二次バルブ７２６は、連続バルブ７１０の周りの迂回路を通してガス流を制御する。一部の実施形態では、二次バルブ７２６はまた、例えばその設定が、コントローラ７２０からの信号に比例して決定される比例バルブなどの連続バルブである。一部の実施形態では、二次バルブ７２６は、いくつかの別個の設定を有する。例えば、ガス流７０６が増加される（または低下される）とき、コントローラ７２０は、二次バルブ７２６に、非連続式に（例えば、ΔＡの増分で）連続バルブ７１０の開口部のサイズ（例えば断面）を変更させる。同時に、連続バルブ７１０に提供される制御信号も同様に非連続式に変更されて（例えば、ソレノイドのプランジャから開口部までの距離が短縮されて）、開口部の変化を補償し、開口部が変化しても、ガスの流量が連続して増加することを保証する。その後、二次バルブ７２６の設定は、しばらくの間固定されたままであるため、連続バルブ７１０の設定は、二次バルブ７２６の別の設定における次の変更まで、連続して変化する。このプロセスは、その段階（ポンプダウンまたはポンプアップ）が完了するまで繰り返される。
【0043】
圧力センサ２０８が、図３および図５に関連して上記に記載されるポンプアッププロセスおよびポンプダウンプロセスにわたる全体的な制御を可能にする。コントローラ７２０によって受信される圧力センサ２０８からの圧力読み取り値は、コントローラ７２０が、ポンプアッププロセスまたはポンプダウンプロセスが、図４および図６に関連して記載されるように特定されたターゲットプロファイルＰ（ｔ）に従って実施されるかどうかを判定することを可能にする。プロセスが、ターゲットスケジュールよりも進んでいるか遅れているかに応じて、コントローラ７２０は、連続バルブ７１０および任意選択で二次バルブ７２６の設定を調節することによって流量を増加または低下させる。
【0044】
図７Ｂは、本開示の一部の実施形態による、圧力変化時における基板処理システム内の製品の汚染を防ぐのに使用することができる別の例のバルブ制御システム７０１である。バルブ制御システム７０１は、ポンプダウンプロセスおよびポンプアッププロセス中において異なるガス流路を使用する。概略的に描かれるように、ポンプアップ段階中、ロードロックチャンバ１０４へのガス流７１６は、ガス供給源７１８によって提供することができ、これは、加圧ガスコンテナ、ポンプおよび／または他の好適な構成要素およびデバイスであり得る（またはそれらを含む場合もある）。ガス流７１６は、図７Ａに描かれるバルブ制御システム７００の連続バルブ７１０がガス流７０６を制御するやり方（例えば、コントローラ７２０から制御信号を受信するパワー素子７２２を用いる）と同様に、任意の連続バルブによって制御することができる。連続バルブは、ソレノイドバルブ７３０（描かれるような）、比例バルブ、バタフライバルブ、または流量の連続（または準連続）調節を可能にする任意の他のバルブであってよい。ソレノイドバルブ７３０の状態は、バルブゲージ７２４を用いてコントローラ７２０によってモニタすることができる。
【0045】
ポンプダウン段階中、コントローラ７２０は、ソレノイドバルブ７３０（または任意の他の連続バルブ）を閉鎖させ、ガス流７１６がロードロックチャンバ１０４に流れ込むのを停止させることができる。コントローラ７２０は、別の連続バルブ、例えばバタフライバルブ７３２にガス流７３６を制御させることによって、ガス流７３６がロードロックチャンバ１０４から流れ出るのを開始することができる。バタフライバルブ７３２は、図７Ｂに描かれているが、ガス流７３６は、例えばソレノイドバルブ、比例バルブ、または流量の連続（または準連続）調整が可能な任意の連続バルブによって制御される場合もある。ガス流７３６は、ポンプ７０９によって持続させることができ、ポンプ７０９はガス供給源７１８から隔てることができる。一部の実施形態では、ポンプ７０９は、その後のポンプアップ段階中に再利用されるべきガス供給源７１８にガスの流れを誘導することができる。一部の実施形態では、ガスの流れは、排気口（図示せず）に誘導され、ポンプアップ段階で再利用されない場合もある。バタフライバルブ７３２の状態は、コントローラ７２０によって制御されるパワー素子７２３によって設定することができる。パワー素子７２３は、パワー素子７２２から隔てることができ（描かれるように）、一部の実施形態では、パワー素子７２３およびパワー素子７２２は、組み合わせて単一の電源にすることもできる。バタフライバルブ７３２の状態は、バルブゲージ７２５を用いてコントローラ７２０によってモニタすることができる。一部の実施形態では、追加の（二次）バルブが、図７Ａに関連して上記により詳細に記載されるように、並列に、または直列にソレノイドバルブ７３０および／またはバタフライバルブ７３２に接続される場合もある。
【0046】
図８～図１０は、基板処理システム内の圧力変化時における有効な汚染防止を実施する方法８００、９００および１０００のそれぞれの流れ図である。一部の実施形態では、方法８００、９００および１０００は、図１、図２および図７あるいはそれらの任意の組合せに示されるシステムおよび構成要素を用いて行われる。一部の実施形態では、方法８００、９００および１０００は、図２のコンピューティングデバイス２１０または図７Ａおよび図７Ｂのコントローラ７２０によって行われる。方法８００、９００および１０００は、１つまたは複数の処理ユニット（例えば、ＣＰＵおよび／またはＧＰＵ）によって行うことができ、これらの処理ユニットは、１つまたは複数のメモリデバイスを含む（またはそれらと通信する）。いくつかの実施形態において、方法８００、９００および１０００は、多数の処理スレット（例えば、ＣＰＵスレッドおよび／またはＧＰＵスレッド）によって行われ、各スレッドは、方法の１つまたは複数の個別機能、ルーチン、サブルーチンまたは動作を実施する。一部の実施形態では、方法８００、９００および１０００を実施する処理スレッドは、（例えば、セマフォ、危険域および／または他のスレッド同期機構を用いて）同期される。あるいは、方法８００、９００および１０００を実施する処理スレッドは、互いに対して非同期式に実施される。方法８００、９００および１０００の種々の動作は、図８～図１０に示される順番と比較して異なる順番で行われる。方法の一部の動作は、他の動作と同時に行われる場合もある。一部の実施形態では、図８～図１０に示される１つまたは複数の動作は、常に行われるわけではない。
【0047】
図８は、本開示の一部の実施形態による、基板処理システム内の汚染の発生を最小限にする圧力変化を規定する方法８００のフロー図である。一部の実施形態では、方法８００は、基板処理システム（ＳＰＳ）のロードロックチャンバ（ＬＬＣ）内の圧力変化を規定するが、方法８００（ならびに以下に記載される方法９００および１０００）はまた、ＳＰＳの任意の他の密閉可能チャンバまたは区画内での圧力変化に関連して使用することもできることを理解されたい。
【0048】
ブロック８１０において、方法８００は、チャンバ（ここでは第１のチャンバと称される）を外部環境から密閉することであって、外部環境は、第１のチャンバに隣接する、またはそうでなければ第１のチャンバに結合されたＳＰＳの任意の他のチャンバ（例えば、第２のチャンバ）または区画を含むことができる、密閉することを含む。例えば、第１のチャンバを第２のチャンバから選択式に密閉し開放するように、第１のチャンバを第２のチャンバから隔てるゲートを構成することができる。ゲートは、ゲートに第１のチャンバを選択式に密閉および開放させるコントローラに通信可能に接続されてよい。
【0049】
ブロック８２０において、方法８００は、ターゲット時間周期にわたって第１のチャンバに流れ込むガスの流れを連続して調整する（例えば図７Ａおよび図７Ｂに描かれるシステムおよび構成要素を用いて）処理デバイスを含むことができる。ターゲット時間周期は、ＳＰＳのユーザ／オペレータによって設定され得る、および／またはＳＰＳを用いて実行されている技術プロセスによって指定される場合もある。ガスの流量の調整は、第１のチャンバへのガスの流れを連続して調整するように構成されたバルブ（本明細書では第１のバルブと称される）によって促進させることができる。第１のバルブはまた、コントローラに（例えば、直接、または中間電子回路を介して、中間電子回路は、パワー素子または他の電子回路を含むことができる）通信可能に接続することができる。一部の実装形態では、第１のバルブは、比例バルブ、または例えば、第１のバルブへの連続制御信号入力に応答して、その中を通るガスの流れを連続して調整する、任意の他のバルブである。非制限的な一例において、第１のバルブは、コイル（ソレノイド）を備える。入力信号（本明細書では第１の入力信号と称される）は、コイルに、ターゲット時間周期にわたって連続して変動する磁界を生成させるように構成される。
【0050】
一部の実施形態では、方法８００を行うシステムは、例えば第１のバルブの開口部など、第１のバルブの内部状態を調整するように構成された第２のバルブをさらに含む。第２のバルブは、第１のバルブの追加の調節可能性のために使用することができる。より具体的には、コントローラは、第２のバルブに第１のバルブの開口部を調整させるように構成された第２の入力信号を第２のバルブに受信させる。一部の実施形態では、第１の入力信号および第２の入力信号は、それぞれのバルブによって同時に受信される。
【0051】
一部の実施形態では、例えば、ポンプアッププロセスの例において、第１のチャンバに流れ込むガスの流れは、第１のバルブによって調整されるとき、第１のチャンバの内部の圧力がターゲット圧力を超えた後、比較的小さい値からより高いターゲットの流れに増加するように設定される。ターゲット圧力、例えば、２０～２５トールは、第１のチャンバの体積および形状に依存することができる。ターゲット圧力は、実験によるテストまたはシミュレーションを用いて、またはその両方を用いて決定することができ、圧力が特定の値を上回って増加した後、吸着した粒子の再懸濁の割合が低下することの観察に基づくことができる。
【0052】
ブロック８３０において、方法８００は、第１のチャンバ内の圧力が、ＳＰＳの第１のチャンバ内での１つまたは複数の汚染物質の発生を最小限にするように決定された時間的曲線（例えば、Ｐ（ｔ））またはターゲット圧力値（例えばＰｊ）の時間的シーケンスをたどるようにすることを含む。一部の実施形態では、第１のチャンバ内の実際の圧力（例えばＰＬＬ（ｔ））が時間的曲線（またはターゲット圧力値の時間的シーケンス）をどのように厳密にたどるかモニタするために、方法８００を行うシステムは、第１のチャンバの内部の圧力を連続して検出し、検出された圧力をコントローラに伝達する圧力センサをさらに含む。検出された圧力を受け取ると、コントローラは、伝達された圧力を考慮して第１の入力信号を調節させる。追加で、方法８００を行うシステムは、第１のバルブの状態を連続して検出し、第１のバルブの検出された状態をコントローラに伝達するゲージを含むことができる。検出された状態を受け取ると、コントローラは、第１のバルブの伝達された状態を考慮して第１の入力信号を調節させる。第１の入力信号の調節は、ＳＰＳの第１のチャンバの内部の圧力が、第１のチャンバ内の１つまたは複数の汚染物質の発生を最小限にするように決定された時間的曲線（またはターゲット圧力値の時間的シーケンス）をたどるようにする。
【0053】
一部の実施形態では、ターゲット圧力値の時間的シーケンスは、第１の時間周期中のＳＰＳの第１のチャンバ内の粒子の再懸濁の度合いを低減するように決定される。例えば、第１の時間周期は、ポンプアッププロセスの持続時間であり得る。一部の実施形態では、ポンプアッププロセスに加えて、方法８００は、ポンプダウンプロセス中にも使用される。例えば、第２の時間周期中、コントローラは、第１のバルブに、第２の入力信号を受信するようにさせる。第２の入力信号は、第１のバルブに、第２の時間周期にわたってＳＰＳの第１のチャンバから流れ出すガスの流れを連続して調整させるように構成されてよい。より具体的には、第２の入力信号は、第１のチャンバの内部の圧力が、第２の時間周期中のＳＰＳの第１のチャンバ内の凝縮（エアロゾル化）を低減するように決定された別の時間的曲線（または、ターゲット圧力値の別の時間的シーケンス）をたどるように構成されてもよい。
【0054】
図９は、本開示の一部の実施形態による、基板の汚染物質への暴露を最小限にしながら、ＳＰＳの第１の区画からＳＰＳの第２の区画に基板を移動させる方法９００のフロー図である。用語「区画」は、ＳＰＳの他の部品もしくは構成要素から隔離され得る、ＳＰＳの任意のチャンバ、またはＳＰＳの任意の他の部品もしくは構成要素を指す。基板の移動は、中間の第３区画（例えば、ロードロックチャンバ、エアロックチャンバ、移送チャンバなど）を介して行うことができる。ブロック９１０において、方法９００は、第１の区画と第３の区画との間、例えば移送チャンバとロードロックチャンバとの間の第１のゲートを開放することを含む。ブロック９２０において、方法９００は、第１の区画から第３の区画に基板を移動させることで継続する。第３の区画内に基板がある状態で、ブロック９３０において、第１のゲートが閉鎖されて第３の区画を第１の区画から隔離し、ブロック９４０において、第２のゲートが第３の区画を第２の区画から隔離するように制御される。ブロック９１０～９４０の全てまたはその一部は、方法９００を実施する処理デバイスからの命令に基づいて行うことができる。ブロック９５０において、方法９００は、処理デバイスがガスの流れを開始することを含む。ポンプアッププロセスの場合、ガスの流れは、第３の区画の中へと流れ、その一方でポンプダウンプロセスの場合、ガスの流れは第３の区画から外に流れ出る。
【0055】
ブロック９６０において、方法９００は、処理デバイスが、複数回の各々において、ガスの流れの割合が、複数のＲＦＲのそれぞれのターゲット基準流量（ＲＦＲ）を有するようにすることで継続する。複数のＲＦＲは、ガスの流れによって生じる第３の区画内での汚染粒子の発生を最小限にするモデリングに基づいて決定することができる。ガスの流れが理由で、第３の区画内の圧力は、初期圧力から最終圧力に変化する。非制限的な一例では、ポンプアッププロセス中、初期圧力は１０トール未満であり、最終圧力は７００トールを超える。同様にポンプダウンプロセス中、初期圧力は７００トールを超え、最終圧力は、１０トール未満である。
【0056】
方法９００は、その後、処理デバイスが、第３の区画内の圧力が初期圧力から最終圧力に変化するのに応答して、第２のゲートを開放し（ブロック９７０）、第３の区画から第２の区画に基板を移動させる（ブロック９８０）ことで継続してよい。
【0057】
図１０は、本開示の一部の実施形態による、基板処理システムにおける汚染物質の発生を最小限にする圧力の変化の型および流量の変化の型をモデリングする方法１０００のフロー図である。方法１０００は、図３のコンピューティングデバイス２１０または任意の他のコンピューティングデバイスによって実施されてよい。方法１０００は、図８の方法８００および／または図９の方法９００と併せて実施されてもよい。一部の実施形態では、方法１０００は、方法８００および／または方法９００と同時にリアルタイムで行われてもよい。一部の実施形態では、方法１０００は、方法８００および／または方法９００の実行中に、方法１０００の出力（例えば、ターゲット圧力力学およびターゲット流量力学）が記憶され、その後に使用される状態で、方法８００および／または方法９００より前に行われてもよい。
【0058】
一部の実施形態では、方法１０００は、基板処理システムのロードロックチャンバまたは任意の他の区画の動作のポンプアップ段階に関してターゲット圧力Ｐ（ｔ）およびターゲット流量Ｆ（ｔ）を決定する。ブロック１０１０において、方法１０００は、第１のモデルを使用して、チャンバ（例えば、方法９００の第３の区画）の表面に吸着した汚染粒子に作用する抵抗力を特徴付けることを含む。一部の実施形態では、第１のモデルへの入力は、ガスの粘度（例えば、動粘度）、区画の表面付近のガスの速度、およびチャンバの幾何学形状（例えば、体積、面積および形状）、ガスの密度、ガスの温度、ガスの種類（単原子、二原子など）などを特徴付けるパラメータなど種々の他のパラメータを含む。一部の実施形態では、チャンバの表面付近のガスの速度は、チャンバ内へのガスの流れの割合に基づいて決定される。
【0059】
ブロック１０２０において、方法１０００は、第２のモデルを使用して、チャンバの表面への汚染粒子の親和性を特徴付けることで継続する。一部の実施形態では、第２のモデルは、チャンバの表面からの汚染粒子の分離のための閾値力を決定する。閾値力は、汚染粒子の半径に依存することができ、これは、第２のモデルへの入力として使用される。他の入力は、汚染粒子とチャンバの表面間の引力（例えば、ファン・デル・ワールス相互作用）の強さを含むことができる。例えば、引力の強さは、汚染粒子の材料の種類、汚染粒子の半径（または任意の他の寸法）、チャンバの表面の粗さなどに依存する接着エネルギーを用いてパラメータ化されてもよい。
【0060】
ブロック１０３０において、方法１０００は、第１のモデルおよび第２のモデルの出力を使用して、第３の区画の表面からの汚染粒子の再懸濁の瞬間確率を決定することで継続する。再懸濁の瞬間確率は、ガスの圧力および温度ならびにチャンバ内へのガスの流量の特定の瞬時値を仮定して、表面からの汚染粒子（例えば、特定サイズの粒子）が再懸濁する確率を指す。瞬時値が変化するとき（例えば、ポンプアッププロセスの持続時間にわたって）、再懸濁の瞬間確率も同様に変化する。
【0061】
ブロック１０４０において、方法１０００は、圧力を初期圧力から最終圧力に変化させるターゲット持続時間の後、チャンバの表面に吸着したままの汚染粒子の割合を決定することで継続する。ブロック１０４０の動作は、瞬間確率（ブロック１０３０の動作中に決定された）を入力として使用することができ、見込み流量Ｆ１（ｔ）（ならびにチャンバ内の圧力のすぐ後に起こる力学Ｐ１（ｔ））を追加の入力としてさらに使用することができる。種々の他の見込み流量Ｆ２（ｔ）、Ｆ３（ｔ）、…（ならびにそれぞれの圧力力学Ｐ（ｔ）、Ｐ３（ｔ）、…）を他の入力として使用することができる。異なる入力流量は、ポンプアッププロセスの異なる持続時間に対応することができる。プロセスの一部は、比較的短くて（およびこれにより比較的高い最大流量を有して）よく、その一方で一部のプロセスは、より長い場合もある（対応してより低い最大流量を有する）。入力の各々に関して、方法１０００を実施する処理デバイスは、表面上に残っている汚染粒子の割合を計算することができる。例えば、より短い、それ故より積極的なポンプアッププロセスは、より少ない割合の表面に吸着されたままの粒子を有する場合がある。
【0062】
ブロック１０５０において、方法１０００は、処理デバイスが、多様な可能な入力の変化の型から流量Ｆ（ｔ）（および圧力Ｐ（ｔ））のターゲットの変化の型を選択することで継続する。一部の実施形態では、連続曲線Ｆ（ｔ）（およびそれぞれの曲線Ｐ（ｔ））を選択することができる。他の実施形態では、別個の複数のターゲット流量Ｆ（ｔ１）、Ｆ（ｔ２）、…（基準流量）を選択することができる。選択された（連続または別個の）流量Ｆ（ｔ）（および圧力Ｐ（ｔ）は、その後ポンプダウンプロセスにおいて使用するために記憶することができる（例えば、上記の方法８００および９００に関連して記載されるように）。（連続または別個の）ターゲット流量は、それ故、（ｉ）チャンバ内の圧力を初期圧力から最終圧力に変化させるターゲット持続時間、および（ｉｉ）チャンバの表面に吸着したままである汚染粒子のターゲット割合に基づいて決定される。ターゲット割合は、実施されている特定の技術プロセスの詳細、および生み出される製品（例えば、ウエハ）の品質に対する対応する要望に依存する場合がある。
【0063】
図１１は、本開示の１つまたは複数の態様によって動作する一例のコンピューティングデバイス１１００のブロック図を描く。コンピューティングデバイス１１００は、図２のコンピューティングデバイス２１０、または図７Ａおよび図７Ｂのコントローラ７２０、あるいは、製造システムにおける汚染物質の発生を最小限にするための圧力変化を規定する方法８００、ＳＰＳの第１の区画から第２の区画に基板を移動させる方法９００、および／または基板処理システムにおける汚染物質の発生を最小限にする圧力および流量の変化の型をモデリングする方法１０００を行う、任意の他の処理デバイス、または処理デバイスの組合せであってよい。
【0064】
一例のコンピューティングデバイス１１００は、ＬＡＮ、イントラネット、エクストラネットおよび／またはインターネットにおける他の処理デバイスに接続されてよい。コンピューティングデバイス１１００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、セットトップボックス（ＳＴＢ）、サーバ、ネットワークルータ、スイッチまたはブリッジ、あるいはそのデバイスが取るべき行動を指定する一セットの命令（連続した、またはそうでない）を実行することが可能な任意のデバイスであってよい。さらに、単一例の処理デバイスのみが例示されているが、用語「処理デバイス」はまた、本明細書で考察される方法のいずれか１つまたは複数を行うための一セットの（または複数セットの）命令を個別に、または共同して実行する処理デバイス（例えば、コンピュータ）の任意の集合を含むように解釈すべきである。
【0065】
一例のコンピューティングデバイス１１００は、処理デバイス１１０２（例えば、ＣＰＵ）、メインメモリ（例えば、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）などのダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭＡ）など）、スタティックメモリ１１０６（例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）など）、およびバス１１３０を介して互いに通信してよい二次メモリ（例えば、データストレージデバイス１１０８）を含んでよい。
【0066】
処理デバイス１１０２は、マイクロプロセッサ、中央処理ユニットなどの１つまたは複数の汎用処理デバイスを表す。より詳細には、処理デバイス１１０２は、複合命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、他の命令セットを実施するプロセッサまたは命令セットの組合せを実施するプロセッサであってよい。処理デバイス１１０２はまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサなどの１つまたは複数の特殊目的処理デバイスであってもよい。本開示の１つまたは複数の態様によると、処理デバイス１１０２は、製造システムにおける汚染物質の発生を最小限にするために圧力変化を規定する方法８００、ＳＰＳの第１の区画から第２の区画に基板を移動させる方法９００、および／または基板処理システムにおける汚染物質の発生を最小限にする圧力および流量の変化の型をモデリングする方法１０００を実施する命令を実行するように構成されてよい処理ロジック１１２６を含んでよい。
【0067】
一例のコンピューティングデバイス１１００は、ネットワークインターフェースデバイス１１０８をさらに備えてもよく、これは、ネットワーク１１２０に通信可能に接続されてよい。一例のコンピューティングデバイス１１００は、ビデオディスプレイ１１１０（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、タッチスクリーンまたはブラウン管（ＣＲＴ））、文字数字式入力デバイス１１１２（例えばキーボード）、入力制御デバイス１１１４（例えば、カーソル制御デバイス、タッチスクリーン制御デバイス、マウス）および信号生成デバイス１１１６（例えば音響スピーカー）をさらに備えてもよい。
【0068】
データストレージデバイス１１１８は、実行可能命令１１２２の１つまたは複数のセットが記憶されるコンピュータ可読ストレージ媒体（またはより具体的には、非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体）１１２８を含んでもよい。本開示の１つまたは複数の態様によると、実行可能命令１１２２は、製造システムにおける汚染物質の発生を最小限にするために圧力変化を規定する方法８００、ＳＰＳの第１の区画から第２の区画に基板を移動させる方法９００、および／または基板処理システムにおける汚染物質の発生を最小限にする圧力および流量の変化の型をモデリングする方法１０００を実施する実行可能命令を含んでよい。
【0069】
実行可能命令１１２２はまた、一例のコンピューティングデバイス１１００、メインメモリ１１０４および処理デバイス１１０２によるその実行中、メインメモリ１１０４内および／または処理デバイス１１０２内に完全に、または少なくとも部分的に備わっていてもよい。実行可能命令１１２２は、ネットワークインターフェースデバイス１１０８を介してネットワークにわたって、さらに送信または受信されてもよい。
【0070】
コンピュータ可読ストレージ媒体１１２８は、図１１に単一媒体として示されているが、用語「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、動作命令の１つまたは複数のセットを記憶する単一媒体または複数媒体（例えば、中央に集中した、または分散されたデータベース、および／または対応付けられたキャッシュおよびサーバ）を含むように解釈すべきである。用語「コンピュータ可読ストレージ媒体」はまた、本明細書に記載される方法の任意の１つまたは複数をマシンに行うようにさせる、マシンによる実行のための命令のセットを記憶する、または符号化することが可能な任意の媒体を含むように解釈されるべきである。用語「コンピュータ可読ストレージ媒体」はしたがって、これに限定するものではないが固体状態メモリ、ならびに光学媒体および磁気媒体を含むように解釈されるべきである。
【0071】
以下の実施例は、現在の開示によるさらなる実装形態を例示する。
【0072】
実施例１では、システムは、基板処理システムのロードロックチャンバ（ＬＬＣ）であって、ＬＬＣに流れ込むように誘導される、またはＬＬＣから流れ出すように誘導されるガスの流れを調整する１つまたは複数のバルブを含む、ロードロックチャンバ（ＬＬＣ）と、コントローラであって、ＬＬＣが外部環境から密閉された状態で、１つまたは複数のバルブを通るガスの流れを開始し、ガスの流れの割合を、複数の時間の各々において、複数の基準流量（ＲＦＲ）のそれぞれのＲＦＲに一致させ、複数のＲＦＲは、少なくとも３つのＲＦＲを含み、ＬＬＣの環境内の１つまたは複数の汚染物質の発生を最小限にするように決定される、ように構成されるコントローラとを含む。
【0073】
実施例２では、実施例１のシステムにおいて、複数のＲＦＲは、初期圧力、最終圧力、および初期圧力から最終圧力へのＬＬＣの環境の移行のターゲット持続時間を考慮して決定される。
【0074】
実施例３では、実施例１のシステムにおいて、１つまたは複数の汚染物質は、初期圧力から最終圧力へのＬＬＣの環境の移行中にＬＬＣの環境内に現れる。
【0075】
実施例４では、実施例３のシステムにおいて、コントローラに通信可能に接続された圧力センサをさらに含み、コントローラはさらに、圧力センサから、現在の圧力読み取り値を受け取り、受け取った現在の圧力読み取り値と、複数の基準圧力値のそれぞれの基準圧力値との差を取得し、それぞれの基準圧力値は、時間の現在の段階に対応付けられており、取得した差を緩和するために、１つまたは複数のバルブを通るガスの流れの割合を調節するように構成される。
【0076】
実施例５では、実施例１のシステムにおいて、１つまたは複数のバルブは、ガスの流れを連続して調整するように構成される。
【0077】
実施例６では、実施例１のシステムにおいて、ガスの流れは、ＬＬＣの中に誘導され、複数のＲＦＲは、ＬＬＣの環境内でのＬＬＣの内面からの粒状物質の再懸濁を最小限にするように選択される。
【0078】
実施例７では、実施例１のシステムにおいて、ガスの流れは、ＬＬＣから流れ出すように誘導され、複数のＲＦＲは、ＬＬＣの環境内でのエアロゾル形成を防止するように選択される。
【0079】
実施例８では、システムは、第１のチャンバおよび第２のチャンバを含む基板処理システム（ＳＰＳ）と、ＳＰＳの第２のチャンバからＳＰＳの第１のチャンバを選択式に密閉および開放するように構成された第１のゲートと、ＳＰＳの第１のチャンバ内へのガスの流れを連続して調整するように構成された第１のバルブと、第１のゲートおよび第１のバルブに通信可能に接続されたコントローラであって、第１のゲートに、ＳＰＳの第１のチャンバをＳＰＳの第２のチャンバから密閉させ、第１のバルブに、第１の入力信号を受信させ、第１の入力信号は、第１のバルブに第１の時間周期にわたってＳＰＳの第１のチャンバ内へのガスの流れを連続して調整させるように構成されている、コントローラとを含む。
【0080】
実施例９では、実施例８のシステムにおいて、第１の入力信号は、ＳＰＳの第１のチャンバの内部の圧力がターゲット圧力値の時間的シーケンスをたどるようにするように構成される。
【0081】
実施例１０では、実施例９のシステムにおいて、ターゲット圧力値の時間的シーケンスは、第１の時間周期中、ＳＰＳの第１のチャンバ内での粒子の再懸濁の度合いを低減するように決定される。
【0082】
実施例１１では、実施例８のシステムにおいて、コントローラはさらに、第１のバルブに第２の入力信号を受信させ、第２の入力信号は、第１のバルブに、第２の時間周期にわたってＳＰＳの第１のチャンバから流れ出すガスの流れを連続して調整させるように構成される。
【0083】
実施例１２では、実施例１１のシステムにおいて、第２の入力信号は、ＳＰＳの第１のチャンバの内部の圧力がターゲット圧力値の時間的シーケンスをたどるようにし、ターゲット圧力値の時間的シーケンスは、第２の時間周期中、ＳＰＳの第１のチャンバ内の凝縮を低減するように決定されるように構成される。
【0084】
実施例１３では、実施例８のシステムにおいて、第１のバルブは、比例バルブである。
【0085】
実施例１４では、実施例１３のシステムにおいて、第１のバルブは、コイルを含み、第１の入力信号は、コイルに、第１の時間周期にわたって連続して変動する磁界を生成させるように構成される。
【0086】
実施例１５では、実施例８のシステムにおいて、第１のバルブの開口部を調整するように構成された第２のバルブをさらに含み、コントローラはさらに、第２のバルブに第２の入力信号を受け取るようにさせるように構成され、第２の入力信号は、第２のバルブに第１のバルブの開口部を調整するように構成される。
【0087】
実施例１６では、実施例８のシステムでは、第１の時間周期にわたってＳＰＳの第１のチャンバに流れ込むガスの流れは、ＳＰＳの第１のチャンバの内部の圧力がターゲット圧力を超えた後、ターゲット流量まで増加させられる。
【0088】
実施例１７では、実施例８のシステムにおいて、ＳＰＳの第１のチャンバの内部の圧力を連続して検出し、検出された圧力をコントローラに伝達する圧力センサをさらに含み、コントローラは、伝達された圧力を考慮して第１の入力信号を調節させるように構成される。
【0089】
実施例１８では、実施例１７のシステムにおいて、第１の入力信号は、ＳＰＳの第１のチャンバの内部の圧力が、ＳＰＳの第１のチャンバ内の１つまたは複数の汚染物質の発生を最小限にするように決定された時間曲線をたどるようにするように調節される。
【0090】
実施例１９では、実施例８のシステムにおいて、第１のバルブは、第１のバルブの状態を連続して検出し、第１のバルブの検出された状態をコントローラに伝達するゲージを含み、コントローラは、第１のバルブの伝達された状態を考慮して第１の入力信号を調節させるように構成される。
【0091】
実施例２０では、実施例８のシステムにおいて、ＳＰＳは、ＳＰＳの第１のチャンバをＳＰＳの第３のチャンバから選択式に密閉および開放するように構成された第２のゲートと、ＳＰＳの第１のチャンバから流れ出すガスの流れを連続して調整するように構成された第２のバルブとをさらに含み、コントローラはさらに、第２のゲートおよび第２のバルブと通信可能に接続され、第２のゲートにＳＰＳの第１のチャンバをＳＰＳの第３のチャンバから密閉させ、第２のバルブに、第１の入力信号を受信させ、第１の入力信号は、第２のバルブに、第２の時間周期にわたってＳＰＳの第１のチャンバから流れ出すガスの流れを連続して調整させるように構成される、ように構成される。
【0092】
実施例２１では、方法は、基板処理システム（ＳＰＳ）のチャンバを外部環境から密閉することと、ターゲット時間周期にわたってチャンバに流れ込む、またはチャンバから流れ出すガスの流れを連続して調整することと、ＳＰＳのチャンバ内の圧力が、ＳＰＳのチャンバ内の１つまたは複数の汚染物質の発生を最小限にするように決定された時間曲線をたどるようにすることとを含む。
【0093】
実施例２２では、基板処理システム（ＳＰＳ）の第１の区画からＳＰＳの第２の区画に基板を移動させるための方法は、ＳＰＳの第１の区画と第３の区画との間の第１のゲートを開放することと、第１の区画から第３の区画に基板を移動させることと、第１のゲートを閉鎖して、第３の区画を第１の区画から隔離することと、第３の区画を第２の区画から隔離するように第２のゲートを制御することと、ガスの流れを開始することであって、ガスの流れは、（ｉ）第３の区画に流れ込むガスの流れ、または（ｉｉ）第３の区画から流れ出すガスの流れのうちの１つである、開始することと、ガスの流れの割合が、複数の時間の各々において、複数のＲＦＲのそれぞれのターゲット基準流量（ＲＦＲ）を有するようにさせることであって、複数のＲＦＲは、ガスの流れによって生じる、第３の区画内の汚染粒子の発生を最小限にするモデリングに基づいて決定される、複数のＲＦＲのそれぞれのターゲット基準流量（ＲＦＲ）を有するようにさせることと、第３の区画内の圧力が初期圧力から最終圧力に変化するのに応答して、第２のゲートを開放し、第３の区画から第２の区画に基板を移動させることとを含む。
【0094】
実施例２３では、実施例２２の方法において、ガスの流れは、第３の区画へと流れ、モデリングは、第３の区画の表面に吸着した汚染粒子に作用する抵抗力を特徴付ける第１のモデルを含む。
【0095】
実施例２４では、実施例２３の方法において、第１のモデルへの入力は、ガスの粘度と、第３の区画の表面付近のガスの速度とを含み、ガスの速度は、第３の区画に流れ込むガスの流れの割合に基づいて決定される。
【0096】
実施例２５では、実施例２３の方法において、モデリングは、第３の区画の表面に対する汚染粒子の親和性を特徴付ける第２のモデルを含む。
【0097】
実施例２６では、実施例２５の方法において、モデリングは、第１のモデルおよび第２のモデルの出力を用いて、第３の区画の表面からの汚染粒子の再懸濁の瞬間確率を決定することを含む。
【0098】
実施例２７では、実施例２３の方法において、モデリングは、第３の区画内の圧力を初期圧力から最終圧力に変化させるターゲット持続時間の後、第３の区画の表面に吸着したままの汚染粒子の割合を決定することを含む。
【0099】
実施例２８では、実施例２３の方法において、複数のＲＦＲはさらに、（ｉ）第３の区画内の圧力を初期圧力から最終圧力に変化させるターゲット持続時間、および（ｉｉ）第３の区画の表面に吸着したままの汚染粒子のターゲット割合に基づいて決定される。
【0100】
実施例２９では、実施例２２の方法において、初期圧力は、１０トール未満の第１の圧力または７００トールを超える第２の圧力のうちの１つであり、最終圧力は、１０トール未満の第１の圧力または７００トールを超える第２の圧力のうちの別の１つである。
【0101】
実施例３０では、実施例２２の方法において、ガスの流れは、第３の区画から出て行き、汚染物質は水粒子である。
【0102】
実施例３１では、実施例３０の方法において、モデリングは、複数の時間の各々において、水粒子の凝縮に関連する複数の閾値圧力のそれぞれの閾値圧力を決定することを含む。
【0103】
実施例３２では、実施例３１の方法において、それぞれのターゲットＲＦＲの各々は、それぞれの閾値圧力である、またはそれを下回る。
【0104】
実施例３３では、システムは、第１の区画、第２の区画および第３の区画を含む基板処理システムと、第３の区画を第１の区画から隔離する第１のゲートと、第３の区画を第２の区画から隔離する第２のゲートと、第３の区画へのガスの流量を調整するように構成されたバルブであって、ガスの流れは、（ｉ）第３の区画に流れ込むガスの流れ、または（ｉｉ）第３の区画から流れ出すガスの流れのうちの一方である、バルブと、ガスの流れを開始し、ガスの流れは、（ｉ）第３の区画に流れ込むガスの流れ、または（ｉｉ）第３の区画から流れ出すガスの流れのうちの一方であり、ガスの流れの割合が、複数の基準流量（ＲＦＲ）のそれぞれのターゲットＲＦＲを有するようにさせ、複数のＲＦＲは、ガスの流れによって生じる、第３の区画内の汚染粒子の発生を最小限にするモデリングに基づいて決定され、第３の区画内の圧力が初期圧力から最終圧力に変化するのに応じて、第１のゲートおよび第２のゲートを開放させ、基板が、第３の区画を介して第１の区画から第２の区画に移動されるように構成されたコントローラとを含む。
【0105】
実施例３４では、実施例３３のシステムにおいて、ガスの流れは、第３の区画に流れ込み、モデリングは、第３の区画の表面に吸着した汚染粒子に作用する抵抗力を特徴付ける第１のモデルを含む。
【0106】
実施例３５では、実施例３４のシステムにおいて、モデリングは、第３の区画の表面に対する汚染粒子の親和性を特徴付ける第２のモデルを含む。
【0107】
実施例３６では、実施例３３のシステムにおいて、ガスの流れは、第３の区画から出て行き、汚染物質は水粒子であり、モデリングは、複数の時間の各々において、水粒子の凝縮に関連する複数の閾値圧力のそれぞれの閾値圧力を決定することを含む。
【0108】
実施例３７では、実施例３６のシステムにおいて、それぞれのターゲットＲＦＲの各々は、それぞれの閾値圧力である、またはそれを下回る。
【0109】
実施例３８では、命令を記憶する非一時的コンピュータ可読メモリは、処理デバイスによって実行されるとき、処理デバイスに、第１のゲートに基板処理システム（ＳＰＳ）の第１の区画をＳＰＳの第２の区画から隔離させ、第２のゲートにＳＰＳの第３の区画をＳＰＳの第２の区画から隔離させ、ガスの流れを開始し、ガスの流れは、（ｉ）第２の区画に流れ込むガスの流れ、または（ｉｉ）第２の区画から流れ出すガスの流れのうちの一方であり、ガスの流れの割合が、複数の時間の各々において、複数のＲＦＲのそれぞれのターゲット基準流量（ＲＦＲ）を有するようにさせ、複数のＲＦＲは、ガスの流れによって生じる第２の区画内の汚染粒子の発生を最小限にするモデリングに基づいて決定され、第３の区画内の圧力が初期圧力から最終圧力に変化するのに応答して、第１のゲートおよび第２のゲートを開放させ、基板を第２の区画を経由して第１の区画から第３の区画に移動させる。
【0110】
実施例３９では、実施例３８の非一時的コンピュータ可読メモリにおいて、ガスの流れは、第２の区画へと流れ込み、モデリングは、第２の区画の表面に吸着した汚染粒子に作用する抵抗力を特徴付ける第１のモデルと、第２の区画の表面に対する汚染粒子の親和性を特徴付ける第２のモデルとを含む。
【0111】
実施例４０では、実施例３８の非一時的コンピュータ可読メモリにおいて、ガスの流れは、第２の区画から出て行き、汚染粒子は水粒子であり、モデリングは、複数の時間の各々において、水粒子の凝縮に関連する複数の閾値圧力のそれぞれの閾値圧力を決定することを含む。
【0112】
上記の記載は、例示を意図しており、制限することは意図されていないことを理解されたい。上記の記載を読んで理解することで、多くの他の実装形態の例が当業者には明らかであろう。本開示は、特有の実施例を記載しているが、本開示のシステムおよび方法は、本明細書に記載される実施例に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内の修正形態で実施される場合もあることを理解されたい。したがって、明細書および図面は、制限する意味ではなく、例示の意味で考慮に入れるべきである。本開示の範囲は故に、そのような特許請求の範囲が権利を与えられる等価物の全範囲と共に、添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。
【0113】
上記に記載される方法、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはコードの実装形態は、処理要素によって実行可能なマシンアクセス可能媒体、マシン可読媒体、コンピュータアクセス可能媒体、またはコンピュータ可読媒体に記憶された命令またはコードを介して実施されてよい。「メモリ」は、コンピュータまたは電子システムなどのマシンによって読み取ることが可能な形式で情報を提供する（すなわち、記憶する、および／または送信する）任意の機構を含む。例えば、「メモリ」は、スタティックＲＡＭ（ＳＲＡＭ）またはダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）などのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＲＯＭ、磁気または光学ストレージ媒体、フラッシュメモリデバイス、電気ストレージデバイス、光学ストレージデバイス、音響ストレージデバイス、およびマシン（例えば、コンピュータ）によって読み取ることが可能な形式で電子命令または情報を記憶する、または送信するのに適した実在するマシン可読媒体の任意の種類を含む。
【0114】
この明細書を通して「１つの実施形態」または「一実施形態」に対する言及は、この実施形態と関連して記載される特定の特徴、構造または特徴が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。よって、「１つの実施形態では」または「一実施形態では」というフレーズがこの明細書を通して様々な場所で現れるが、これは全て同じ実施形態を必ずしも指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造または特徴は、１つまたは複数の実施形態において任意の好適なやり方で組み合わされる場合もある。
【0115】
上述の明細書において、詳細な記載は、特有の一例の実施形態を参照して提供されている。しかしながら、種々の修正および変更が、添付の特許請求の範囲に記載されるような本開示のより広範な精神および範囲から逸脱することなく、それに対して行われる可能性があることは明白であろう。明細書および図面は、したがって、限定的な意味ではなく、例示の意味で考慮されるべきである。さらに、実施形態の上述の利用、実施形態および／または他の例示的な語句は、同じ実施形態または同じ実施例を必ずしも参照しているわけではないが、異なる別個の実施形態を参照する場合もあり、同様に場合によっては同じ実施形態を参照する場合もある。
【0116】
語句「一例」または「例示」は、実施例、例または例証として機能することを意味するように、本明細書では使用される。「一例」または「例示」として本明細書に記載されるいずれの態様または設計も、他の態様または設計に対して好ましい、または有利であると必ずしも解釈すべきではない。むしろ、語句「一例」または「例示」は、概念を実際のやり方で提示することが意図されている。本出願で使用されるとき、用語「または」は、排他的「または」ではなく、包括的「または」を意味することが意図されている。すなわち、そうでないことが指定されなければ、または文脈から明らかでないならば、「Ｘは、ＡまたはＢを含む」は、自然な包括的順列のいずれかを意味することが意図されている。すなわち、ＸがＡを含む、ＸはＢを含む、またはＸはＡとＢの両方を含む場合、このとき、「Ｘは、ＡまたはＢを含む」は、上述の例のいずれかの下に満たされる。加えて、本出願において、および添付の特許請求の範囲において使用されるような冠詞「１つの（ａ）」および「１つの（ａｎ）」は、そうでないことが指定されなければ、または文脈から単数形態に定められることが明白でなければ、「１つまたは複数の」を意味するように広く解釈されるべきである。さらに、全体を通しての用語「ある実施形態」または「１つの実装形態」あるいは「ある実施形態」または「１つの実施形態」の使用は、そのように記載されない限り、同じ実施形態または実施形態を意味することは意図されていない。また、本明細書で使用されるような用語「第１の」、「第２の」、「第３の」、「第４の」などは、異なる要素を区別するための標識を意味しており、その数値的な指定による順序を表す意味を必ずしも有するわけではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】