JP7744136B2 - 反応チャンバ圧力の安定化のためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、一般に、反応チャンバ用のガス供給システムに関し、特に、反応チャンバにガスを供給する間の反応チャンバ圧力を安定化させる方法に関する。

反応チャンバは、半導体基材上へ様々な材料層を堆積させるために使用されてもよい。基材は、反応チャンバ内のサセプタ上に配置できる。基材及びサセプタの両方を、所望の基材温度設定点にまで加熱してもよい。例示の基材処理プロセスでは、一つ以上の反応ガスが、加熱された基材の上を通り、基材表面上に材料の薄膜の堆積を引き起こしてもよい。それに続く堆積、ドーピング、リソグラフィ、エッチング及び／又は他のプロセスを通して、これらの層が集積回路などのデバイスになる。

任意の所与のプロセスについて、反応ガス及び／又は任意の副生ガスは、次いで、真空を介して排気されてもよく、及び／又は反応チャンバからパージされてもよい。例えば、膜を形成するために、反応ガスを含む材料の流量及び供給時間を制御することは、所望の結果及び所望のデバイス安定性を達成するために重要である。さらに、反応の前、反応中、及び／又は反応後に反応チャンバ内で実質的に一定の圧力を維持することは、結果として生じる基材上に堆積された層において所望の結果を達成することを容易にし得る。

この発明の概要は、概念の選択を簡略化した形で紹介するように提供する。これらの概念について、以下の本開示の例示的な実施形態の「発明を実施するための形態」において、更に詳細に説明される。この発明の概要は、特許請求される主題の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図しておらず、又特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることを意図していない。

いくつかの実施形態では、反応器システムが提供される。本明細書に開示される反応器システムは、反応器システムの反応チャンバ内の圧力の安定化を可能にするガス供給システムを備えてもよい。したがって、例えば、反応チャンバ内のプロセス（堆積、エッチング、又は洗浄プロセスなど）の間に反応チャンバに供給されているガスを変化させることは、反応チャンバ圧力に物質的に影響を与えず、プロセス及びその結果に対する制御をより可能にすることができる。

様々な実施形態において、反応器システムが、第一のガス源と、第一のガス源に流体連結された第一のガス供給経路と、第二のガス源と、第二のガス源に流体連結された第二のガス供給経路と、第一のガス供給経路及び第二のガス供給経路に流体連結された反応チャンバと、を備えてもよく、ここで第一のガス供給経路は第一のガス供給経路端部で反応チャンバに流体連結されてもよく、第二のガス供給経路は第二のガス供給経路端部で反応チャンバに流体連結されてもよく、第一のガスは第一のガス源から反応チャンバに供給されてもよく、第二のガスは第二のガス源から反応チャンバに供給されて反応チャンバ圧力の安定性を達成してもよく、又反応器システムが、反応チャンバから下流で反応チャンバに流体連結された排気ラインと、第一のガス供給経路及び第二のガス供給経路のうちの少なくとも一つ、ならびに排気ラインに流体連結され、且つ反応チャンバを迂回する、ベントラインと、ベントラインに連結されベントライン内のベントライン圧力を監視するように構成された圧力モニタと、及び／又はベントラインに連結され、圧力モニタからのフィードバックに応答して調整されるように構成されてもよい、ベントラインコンダクタンス制御バルブと、を備えてもよい。

様々な実施形態において、反応チャンバが、チャンバ入口経路を介して第一のガス供給経路及び第二のガス供給経路に流体連結されてもよく、第一のガス供給経路は、第一のガス供給経路端部でチャンバ入口経路に流体連結されてもよく、第二のガス供給経路は、第二のガス供給経路端部でチャンバ入口経路に流体連結されてもよい。様々な実施形態において、第一のガス供給経路が、第一のガス主ラインと第一のガス分岐ラインとを備えてもよく、第一のガス主ラインは反応チャンバと流体連通してもよく、第一のガス分岐ラインはベントラインと流体連通してもよい。様々な実施形態において、第二のガス供給経路が、第二のガス主ラインと第二のガス分岐ラインとを備えてもよく、第二のガス主ラインは反応チャンバと流体連通してもよく、第二のガス分岐ラインはベントラインと流体連通してもよい。

様々な実施形態において、第一のガス主ラインが、反応チャンバの上流及び第一のガス分岐ラインの下流に配置された第一の主ラインバルブを備えてもよく、第一のガス分岐ラインは第一の分岐ラインバルブを備えてもよい。第二のガス主ラインが、反応チャンバの上流及び第二のガス分岐ラインの下流に配置された第二の主ラインバルブを備えてもよく、第二のガス分岐ラインは第二の分岐ラインバルブを備えてもよく、第一の主ラインバルブ、第二の主ラインバルブ、第一の分岐ラインバルブ、及び第二の分岐バルブは、それぞれ第一のガス主ライン、第二のガス主ライン、第一のガス分岐ライン、及び第二のガス分岐ラインを通るガス流を少なくとも部分的に増加又は減少させるように構成されてもよい。

様々な実施形態において、反応器システムが、圧力モニタ及びベントラインコンダクタンス制御バルブと電子通信するプロセッサと、プロセッサと通信するように構成され、プロセッサによる実行に応答してプロセッサに特定の動作を実行させるか又は実行を容易にさせる命令を格納して有する、有形の非一時的メモリと、をさらに備えてもよい。こうした動作は、圧力モニタによって、ベントライン内のベントライン圧力を監視すること、プロセッサによってベントライン圧力の変化を検出すること、及び／又はベントライン圧力の変化の検出に応答して、ベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより開く又はより閉じるように、プロセッサによって、ベントラインコンダクタンス制御バルブの調整を命令すること、を含み得る。様々な実施形態において、ベントライン圧力の変化の検出は、ベントライン圧力と反応チャンバ内の反応チャンバ圧力との間の差を検出することを含み得、ベントラインコンダクタンス制御バルブによる調整は、ベントライン圧力と反応チャンバ圧力との差を小さくするように構成され得る。

様々な実施形態において、方法が、反応チャンバが反応チャンバの所望の圧力レベルを備えるように、第一のガスを第一のガス源から反応チャンバに流すこと；第一のガスを第一のガス源から反応チャンバに流す間に、第二のガスを第二のガス源から、第二のガス源及び排気ラインと流体連通してもよく且つ反応チャンバを迂回するベントラインを介して、反応チャンバの下流の排気ラインに流すこと；第一のガスの反応チャンバへの流れを止めること；第二のガスの排気ラインへの流れを減少及び／又は停止させること；反応チャンバが反応チャンバの所望の圧力レベルを維持し得るように、排気ラインへの第二のガスの流れを減少及び／又は停止させることに応答して、第二のガスを反応チャンバに流すこと；ベントラインに連結された圧力モニタを介して、ベントラインのベントライン圧力を監視すること、ならびに／あるいは圧力モニタによって検出されるベントライン圧力に基づいてベントラインに連結されたベントラインコンダクタンス制御バルブを調整すること、を含み得る。

様々な実施形態において、圧力モニタは、圧力モニタから圧力フィードバックを受信し、ベントラインコンダクタンス制御バルブに命令を送信することによりベントラインコンダクタンス制御バルブを調整し得る、プロセッサを介してベントラインコンダクタンス制御バルブと電子通信してもよい。様々な実施形態において、第一のガスの反応チャンバへの流れを停止させることが起こる間に、第二のガスの排気ラインへの流れを減少及び／又は停止させることが起こり得る。様々な実施形態において、第二のガス源からベントラインを介して排気ラインへ第二のガスを流すことが、第二のガス主ラインと第二のガス分岐ラインとを備えてもよい第二のガス供給経路を通って、第二のガスを流すことを含んでもよく、第二のガス主ラインは反応チャンバと流体連通してもよく、第二のガス分岐ラインはベントラインと流体連通してもよい。排気ラインへの第二のガスの流れを減少又は停止させることは、第二のガス分岐ラインに連結された第二の分岐ラインバルブを少なくとも部分的に閉じることに応答して起こり得る。第二のガスを反応チャンバに流すことは、第二のガス分岐ラインの下流の第二のガス主ラインに連結された第二の主ラインバルブを少なくとも部分的に開くことに応答して起こり得る。

様々な実施形態において、方法が、ベントライン圧力の増加を検出することであって、ベントラインコンダクタンス制御バルブを調節することはベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより閉じてベントラインを通る流れをより少なくすることを含み得る、増加を検出すること、及び／又は、ベントライン圧力の減少を検出することであって、ベントラインコンダクタンス制御バルブを調節することはベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより開いてベントラインを通る流れをより多くすることを含み得る、減少を検出すること、をさらに含み得る。

様々な実施形態において、方法が、反応チャンバが反応チャンバの所望の圧力レベルを備えるように、第一のガスを第一のガス源から反応チャンバに流すこと；第一のガスを第一のガス源から反応チャンバに流す間に、第二のガスを第二のガス源から、第二のガス源及び排気ラインと流体連通してもよく且つ反応チャンバを迂回するベントラインを介して反応チャンバの下流の排気ラインに流すこと；第一のガスの反応チャンバへの流れを停止させること；第二のガスの排気ラインへの流れを減少及び／又は停止させること；第一のガスの反応チャンバへの流れを停止させることに応答して、第一のガス源と流体連通し得るベントラインを介して第一のガスを排気ラインへ流すこと；反応チャンバが反応チャンバの所望の圧力レベルを維持し得るように、排気ラインへ第二のガスを流すことを減少及び／又は停止させることに応答して、第二のガスを反応チャンバに流すこと；ベントラインに連結された圧力モニタを介して、ベントライン圧力を監視すること；及び／又は圧力モニタによって検出されるベントライン圧力に基づいてベントラインに連結されたベントラインコンダクタンス制御バルブを調整すること、を含み得る。様々な実施形態において、第一のガスの反応チャンバへの流れを停止させることが起こる間に、第二のガスの排気ラインへの流れを減少及び／又は停止させることが起こり得る。様々な実施形態において、第一のガスを排気ラインへ流すことが起こる間に、第二のガスを反応チャンバへ流すことが起こり得る。

様々な実施形態において、第一のガス源から反応チャンバへ第一のガスを流すことが、第一のガス主ラインと第一のガス分岐ラインとを備えてもよい第一のガス供給経路を介して、第一のガスを流すことを含んでもよく、第一のガス主ラインは反応チャンバと流体連通してもよく、第一のガス分岐ラインはベントラインと流体連通してもよい。反応チャンバへの第一のガスの流れを停止させることは、第一のガス分岐ラインの下流の第一のガス主ラインに連結された第一の主ラインバルブを閉じることに応答して起こり得る。ベントラインを介して排気ラインに第一のガスを流すことは、第一のガス分岐ラインに連結された第一の分岐ラインバルブを開くことに応答して起こり得る。

様々な実施形態において、第二のガス源からベントラインを介して排気ラインへ第二のガスを流すことが、第二のガス主ラインと第二のガス分岐ラインとを備えてもよい第二のガス供給経路を通って、第二のガスを流すことを含んでもよく、第二のガス主ラインは反応チャンバと流体連通してもよく、第二のガス分岐ラインはベントラインと流体連通してもよい。排気ラインへの第二のガスの流れを減少及び／又は停止させることは、第二のガス分岐ラインに連結された第二の分岐ラインバルブを少なくとも部分的に閉じることに応答して起こり得る。第二のガスを反応チャンバに流すことは、第二のガス分岐ラインの下流の第二のガス主ラインに連結された第二の主ラインバルブを少なくとも部分的に開くことに応答して起こり得る。

様々な実施形態において、方法が、ベントライン圧力の減少を検出することであって、ベントラインコンダクタンス制御バルブを調節することはベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより開いて、ベントラインを通る流れをより多くすることを含み得る、減少を検出すること、及び／又は、ベントライン圧力の増加を検出することであって、ベントラインコンダクタンス制御バルブを調節することはベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより閉じて、ベントラインを通る流れをより少なくすることを含み得る、増加を検出すること、をさらに含み得る。様々な実施形態において、ベントライン圧力の減少を検出すること、及び／又はベントライン圧力の増加を検出することは、反応チャンバの反応チャンバ圧力に対するベントライン圧力の差を検出することを含み得る。様々な実施形態において、ベントラインコンダクタンス制御バルブを調整することは、ベントライン圧力の反応チャンバ圧力との差をより小さくし得る。

先行技術を超えて達成される本開示及び利点を要約する目的で、本開示のいくつかの特定の目的及び利点が本明細書において上記に説明されている。当然のことながら、必ずしもこうした目的又は利点のすべてが本開示の任意の特定の実施形態によって達成されなくてもよいことが理解されるべきである。それ故に、例えば、本明細書で教示又は示唆され得る通りの他の目的又は利点を必ずしも達成することなく、本明細書に教示又は示唆される通りの一つの利点又は一群の利点を達成又は最適化する様態で、本明細書に開示される実施形態が実行されてもよいことを当業者は認識するであろう。

これらの実施形態の全ては、本開示の範囲内であることが意図されている。当業者には、これらの及び他の実施形態は、添付の図面を参照して、以下のある特定の実施形態の詳細な説明から容易に明らかとなり、本開示は、論じられるいかなる特定の実施形態にも限定されない。

本開示の主題は、本明細書の結論部分で特に指摘され、明確に主張される。しかし、本開示のより完全な理解は、図面の図に関連して検討される場合、詳細な説明及び特許請求の範囲を参照することによって最もよく得られることができ、類似の数字は類似の要素を示す。

図１は、様々な実施形態による、反応器システムの概略図である。 図２は、様々な実施形態による、反応器システム用のガス供給システム及び反応チャンバの概略図である。 図３は、様々な実施形態による、反応器システム用の別のガス供給システム及び反応チャンバの概略図である。 図４は、様々な実施形態による、方法を示す。

ある特定の実施形態及び実施例を以下に開示するが、本開示は、具体的に開示する本開示の実施形態及び／又は用途、ならびにその明白な変更及び均等物を超えて拡大することは、当業者により理解されるであろう。したがって、本開示の範囲は、本明細書に記載される具体的な実施形態によって限定されるべきではないことが意図される。

本明細書に示される図は、任意の特定の材料、装置、構造又はデバイスの実際の図であることを意味せず、本開示の実施形態について記載するために使用される、単なる表現にすぎない。

本明細書で使用する用語「基材」は、使用される場合がある、又はその上にデバイス、回路もしくは膜が形成される場合がある、あらゆる下層材料又は複数の下層材料を指してもよい。

本明細書で使用する用語「原子層堆積」（ＡＬＤ）は、堆積サイクル、好ましくは複数の連続堆積サイクルがプロセスチャンバ内で行われる蒸着プロセスを指すことができる。典型的には、各サイクルの間、前駆体は、堆積表面（例えば、基材の表面又は以前に堆積させた下地の表面、例えば、以前のＡＬＤサイクルを用いて堆積させた材料など）に化学吸着し、追加の前駆体と容易に反応しない単層又はサブ単層を形成する（すなわち、自己制御反応）。その後、必要に応じて、化学吸着した前駆体を堆積表面上で所望の材料に変換するのに使用するために、反応物質（例えば、別の前駆体又は反応ガス）をその後プロセスチャンバ内に導入することができる。典型的には、この反応物質は前駆体とさらに反応することができる。さらに、各サイクル中にパージするステップも利用して、化学吸着された前駆体の変換後に、過剰な前駆体をプロセスチャンバから除去する、ならびに／又は過剰の反応物質及び／もしくは反応副生成物をプロセスチャンバから除去することができる。さらに、本明細書で使用される「原子層堆積」という用語は、関連する用語、例えば、「化学蒸着原子層堆積」、「原子層エピタキシー」（ＡＬＥ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、ガス源ＭＢＥ、又は有機金属ＭＢＥ、ならびに前駆体組成物（複数可）、反応性ガス、及びパージ（例えば、不活性キャリア）ガスの交互パルスで実行される場合の化学ビームエピタキシーなど、により示されるプロセスを含むことも意味する。

本明細書で使用する用語「化学蒸着」（ＣＶＤ）は、基材を一つ以上の揮発性前駆体に曝し、その前駆体が基材表面上で反応及び／又は分解して所望の堆積物を生成する、任意のプロセスを指すことができる。

本明細書で使用される用語「膜」及び「薄膜」は、本明細書に開示される方法により堆積させた任意の連続的又は非連続的な構造体及び材料を指すことができる。「膜」及び「薄膜」としては、例えば、２Ｄ材料、ナノロッド、ナノチューブ若しくはナノ粒子、又は平坦な部分的な若しくは完全な分子層、又は部分的な若しくは完全な原子層、又は原子及び／若しくは分子のクラスタ、を挙げることができる。「膜」及び「薄膜」は、ピンホールを有する材料又は層を含み得るが、それでも少なくとも部分的に連続している。

本明細書で使用される場合、「汚染物」という用語は、反応チャンバに配置された基材又は層の純度に影響を与え得る、反応チャンバ内に配置された任意の望ましくない材料、又は反応システムの任意の構成要素における任意の望ましくない材料を指し得る。「汚染物」という用語は、反応器システムの反応チャンバ内又は他の構成要素内に配置された、望ましくない堆積物、金属及び非金属粒子、不純物、及び廃棄物を指し得るが、これらに限定されない。

本明細書で使用する用語「ガス」は、気化した固体及び／又は液体を含み得、単一の気体又は気体の混合物によって構成され得る。

ＡＬＤ、ＣＶＤ、及び／又は同類のものに使用される反応器システムは、基材表面への材料の堆積及びエッチングを含む、様々な用途に使用され得る。様々な実施形態において、図１を参照すると、反応器システム５０は、反応チャンバ４、処理中に基材３０を保持するサセプタ６、一つ以上の反応物質を基材３０の表面に分配するためのガス分配システム８（例えば、シャワーヘッド）、ライン１６～２０及びバルブもしくはコントローラ２２～２６を介して反応チャンバ４に流体連結された、一つ以上の反応物質源１０、１２、ならびに／又はキャリア及び／もしくはパージガス源１４を備え得る。反応物質源１０、１２からの反応ガス又は他の材料は、反応チャンバ４の基材３０に適用され得る。パージガス源１４からのパージガスは、反応チャンバ４へ、及びそれを通って流れ、任意の過剰な反応物質又は他の望ましくない材料を反応チャンバ４から除去することができる。システム５０は又、反応チャンバ４に流体連結された真空源２８を備えてもよく、この真空源２８は、反応チャンバ４から反応物質、パージガス、又は他の材料を吸い取るように構成され得る。

様々なプロセス（例えば、反応チャンバ（例えば、反応チャンバ４）の基材上に材料を堆積させるための、エッチングのための、及び／又は洗浄のための）は、反応チャンバ内の圧力が実質的に一定である（例えば、反応チャンバ圧力が所望のレベル及び／又は所望の範囲内に維持される）ことに応答して、より良好に調節され得る。堆積、エッチング、及び／又は洗浄プロセスなどのプロセスは、反応チャンバに送達されるガスを切り替えることを含んでもよい。例えば、堆積プロセスにおいて、第一の反応ガスを反応チャンバに送達し、続いてパージガスを送達して、任意の汚染物又は残留した第一の反応ガスをパージし、次いで第二の反応ガスを反応チャンバに送達してもよい。

本明細書で使用される場合、用語「実質的に一定」「実質的に類似している」「実質的に同等である」及び／又はその同類のものは、検出可能な変動よりも小さい、軽微な変動、所望される又は意図される結果又は特性に物質的な影響を与えない変動、及び／又はほぼフラットであると当業者が認識する変動、例えば、いくつかの実施形態では、比較又は参照される変動との差が平均値又は基準変動の２０％未満、１０％未満、５％未満、又は１％未満変動、あるいはその任意の範囲を指すと解釈される場合がある。様々な実施形態において、実質的に一定の圧力（例えば、反応器システムの反応チャンバ内の圧力、又は反応器システムに含まれる任意の他の構成要素内の圧力）は、反応チャンバ内の基材の処理中の最大圧力と最小圧力との差、２００Ｐａ、１００Ｐａ、５０Ｐａ、１０Ｐａ、３、Ｐａ、又は１Ｐａ未満、を指し得る。

本明細書で使用される場合、「実質的に同時に」は、同時に、又は同時近くに、及び／あるいは所望の期間内（例えば、１秒以内、１ミリ秒以内、など）に同時的に起こる二つ以上の動作又は事象を参照してもよい。例えば、人間の観察者は、二つの実質的に同時に起こる動作又は事象が同じ時に発生したと決定しうる。一つ以上の実質的に同時な動作又は事象は、互いに５秒以内、１秒以内、１０分の１秒以内、１ミリ秒以内、又は同時に起こり得る。

図２及び３を参照すると、反応器システムのガス供給システム１００及び２００は、第一のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１１２に流体連結された第一のガス源１０３、及び第二のＭＦＣ１１４に流体連結された第二のガス源１０７を備えてもよい。第一のガス源１０３及び第二のガス源１０７は、反応チャンバ１５０と流体連通してもよい。様々な実施形態において、第一のガスは、第一のガス源１０３から、第一のガス供給経路１２０を通って供給されてもよく、この第一のガス供給経路１２０は、反応チャンバ１５０と流体連通してもよい。様々な実施形態において、第二のガスは、第二のガス源１０７から、第二のガス供給経路１３０を通って供給されてもよく、この第二のガス供給経路１３０は、反応チャンバ１５０と流体連通してもよい。

様々な実施形態において、第一のガス供給経路１２０及び／又は第二のガス供給経路１３０は、第一のガス供給経路１２０及び／又は第二のガス供給経路１３０が反応チャンバと直接流体連通するように、反応チャンバ１５０に連結されてもよい。様々な実施形態において、ガス供給システム１００及び２００は、反応チャンバ１５０に流体連結されたチャンバ入口経路１５２を備えてもよい。チャンバ入口経路１５２は、第一のガス供給経路１２０及び／又は第二のガス供給経路１３０に流体連結されてもよい。様々な実施形態において、第一のガス供給経路１２０及び第二のガス供給経路１３０は、収束点１５４でチャンバ入口経路１５２に連結されてもよく、この収束点１５４では、第一のガス供給経路１２０、第二のガス供給経路１３０、及びチャンバ入口経路１５２が互いに収束し、且つ流体連結する。様々な実施形態において、第一のガス供給経路１２０及び／又は第二のガス供給経路１３０は、チャンバ入口経路１５２に別々の位置で連結してもよい。したがって、様々な実施形態において、第一のガス源１０３からの第一のガスは、第一のガス供給経路１２０及びチャンバ入口経路１５２を通って移動することにより、反応チャンバ１５０に供給され得る。同様に、第二のガス源１０７からの第二のガスは、第二のガス供給経路１３０及びチャンバ入口経路１５２を通って移動することにより、反応チャンバ１５０に供給され得る。様々な実施形態において、第一のガス供給経路１２０は、反応チャンバ１５０及び／又はチャンバ入口経路１５２に、第一のガス供給経路端部で流体連結されてもよく、第二のガス供給経路１３０は、反応チャンバ１５０及び／又はチャンバ入口経路１５２に、第二のガス供給経路端部で流体連結されてもよい。

様々な実施形態において、反応チャンバ１５０内で起きているプロセス（例えば、堆積、エッチング、及び／又は洗浄プロセス）の間、異なるガスが、異なる時間に反応チャンバ１５０に供給されてもよい。例えば、第一のガス源１０３からの第一のガスは、（例えば、一定の流れで一定期間、好適な速度及び／又は任意の好適な持続時間のパルスで、及び／又はこれに類するもので）反応チャンバ１５０に供給されてもよく、続いて第二のガス源１０７からの第二のガスは、（例えば、第一のガスと同じ又は異なる時間に）反応チャンバ１５０に供給されてもよい。様々な実施形態において、第一のガス及び第二のガスは、堆積サイクルにおいて反応チャンバ１５０に供給されてもよい。堆積サイクルは、例えば、第一のガスを反応チャンバ１５０に供給し、次いで第二のガスを反応チャンバ１５０に供給することを含んでもよく、そのようなサイクルは繰り返されてもよい。様々な実施形態において、反応器システム及びその中のガス供給システムは、第三のガス源などの任意の好適な数のガス源を備えてもよい。こうした実施形態では、基材上の堆積サイクルは、第一のガス、次いで第二のガス、次いで第三のガスを反応チャンバに供給することを含んでもよい。プロセスで使用されるガスは、反応ガス（又は基材上に堆積されるであろう、もしくは堆積層を形成するために反応するであろう任意の材料を含むガス）、又は堆積プロセスの次のステップの前に、任意のアクセス反応ガス（ａｃｃｅｓｓ ｒｅａｃｔａｎｔ ｇａｓ）もしくは副生成物／汚染物を反応チャンバから除去するために使用されるパージガスなどの、任意の好適なタイプのガスであってもよい。

様々な実施形態において、ガス供給システム１００及び２００は、第一のガス又は第二のガスを、反応チャンバ１５０の下流で、反応チャンバ１５０に流体連結された排気ライン１６０に輸送するように構成されるベントライン１４０を備え得る。排気ライン１６０は、真空源に流体連結されてもよく、且つ真空源の上流であってもよい（例えば、図１の真空源２８）。したがって、ベントライン１４０は、反応チャンバ１５０の下流に、第一のガス供給経路１２０及び／又は第二のガス供給経路１３０から反応チャンバ１５０を迂回するガス経路を提供し得る。様々な実施形態において、圧力制御バルブ１６２は、排気ライン１６０に連結されてもよい。圧力制御バルブ１６２は、排気ライン１６０及び／又は反応チャンバ１５０内の圧力を調整又は制御するために、様々な程度に開閉するように構成され得る（例えば、本明細書で考察されるコンダクタンス制御バルブ１５８の動作に類似）。圧力制御バルブ１６２は、コントローラ６０及び／又はプロセッサ６５によって制御され得る。

様々な実施形態において、一つ以上のガス源のためのガス供給経路は、ベントラインに連結されてもよい。例えば、図２のガス供給システム１００に示すように、第一のガス供給経路１２０及び第二のガス供給経路１３０の両方が、ベントライン１４０に流体連結されてもよい。第一のガス供給経路１２０は、チャンバ入口経路１５２及び／又は反応チャンバ１５０に流体連結され得る第一のガス主ライン１２２と、第一のガス主ライン１２２とベントライン１４０との間に流体連結された第一のガス分岐ライン１２４とを備えてもよい。様々な実施形態において、第一のガス分岐ライン１２４は、ベントライン１４０の一部であってもよい。ガス供給システム１００の第二のガス供給経路１３０は、チャンバ入口経路１５２及び／又は反応チャンバ１５０に流体連結され得る第二のガス主ライン１３２と、第二のガス主ライン１３２とベントライン１４０との間に流体連結された第二のガス分岐ライン１３４とを備えてもよい。ガス供給システム２００では、図３に示す通り、第一のガス供給経路１２０が第一のガス分岐ラインを備えていなければ、あるいはベントライン１４０と流体連通していなくてもよい。

様々な実施形態において、ガス供給システム（例えば、ガス供給システム１００及び２００）は、ガス供給システムの様々な流体経路内の流体の流れ又はガス流を制御するために、一つ以上のバルブを備えてもよい。例えば、ガス供給システム１００及び２００では、第一のガス供給経路１２０は、第一のガス主ライン１２２に連結され、第一のガス主ライン１２２を通る第一のガスの流れを少なくとも部分的に増加又は減少させるように構成される第一の主ラインバルブ１２６を備えてもよい。第一のガス供給経路１２０は、第一のガス分岐ライン１２４に連結され、第一のガス分岐ライン１２４を通る第一のガスの流れを少なくとも部分的に増加又は減少させるように構成される第一の分岐ラインバルブ１２８を備えてもよい。同様に、第二のガス供給経路１３０は、第二のガス主ライン１３２に連結され、第二のガス主ライン１３２を通る第二のガスの流れを少なくとも部分的に増加又は減少させるように構成される第二の主ラインバルブ１３６を備えてもよい。ガス供給システム２００では、第二のガス供給経路１３０は、第二のガス分岐ライン１３４に連結され、第二のガス分岐ライン１３４を通る第二のガスの流れを少なくとも部分的に増加又は減少させるように構成される第二の分岐ラインバルブ１３８を備えてもよい。

様々な実施形態において、ガス供給システム１００及び２００、ならびに／又はガス供給システムを備える反応器システムは、一つ以上のプロセッサ及び／又はコントローラを備えてもよい。プロセッサ（例えば、プロセッサ６５）を含むコントローラ（例えば、コントローラ６０）は、第一の主ラインバルブ１２６、第一の分岐ラインバルブ１２８、第二の主ラインバルブ１３６、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８と電子通信してもよく、ならびに／あるいはこのようなバルブを制御するコントローラと電子通信してもよい。プロセッサ及び／又はコントローラは、プロセッサ及び／又はコントローラと通信するように構成される有形の非一時的メモリと電子通信してもよく、この有形の非一時的メモリは、プロセッサ及び／又はコントローラによる実行に応答して、第一の主ラインバルブ１２６、第一の分岐ラインバルブ１２８、第二の主ラインバルブ１３６、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８のそれぞれを少なくとも部分的に開閉することを含む動作を、プロセッサ及び／又はコントローラに実行させるか又は実行を容易にさせる命令を格納してもよい。

上述のように、反応チャンバ１５０内の基材の処理中（又は、反応チャンバ内で実施される他の任意のプロセス）、異なるガスは、異なる時間に反応チャンバ１５０に供給され得る。しかしながら、基材上の材料の堆積は、反応チャンバ１５０内の圧力が所望のレベル（例えば、所望の圧力範囲及び／又は実質的に一定）に留まっている場合、所望の結果を達成するように、より良好に制御され得る。したがって、反応チャンバ１５０に供給される別のガスの減少又は停止に応答して、反応チャンバ１５０に一つのガスを供給する（又は供給を増加させる）こと、あるいは反応器システム内のガスの流れを改変して、実質的に一定の反応チャンバ圧力を達成する（例えば、別のガスの反応チャンバ１５０への流れの減少に応答して、一つのガスの反応チャンバ１５０への流れを増加させる）ことが有益であり得る。

したがって、図２に示すガス供給システム１００は、ガスを反応チャンバ１５０に供給して、その中に所望の圧力（例えば、実質的に一定の圧力）を維持するように構成され得る。第一のガス源１０３からの第一のガスは、反応ガスであってもよく、第二のガス源１０７からの第二のガスは、パージガス（例えば、窒素ガス又は希ガスなどの非反応性ガス）であってもよい。しかしながら、第一及び第二のガス（又は反応器システム内の追加のガス源からの任意の追加のガス）は、特定のプロセス又は用途用の任意の好適なガスであってもよい。

さらに図４を参照すると、様々な実施形態において、反応チャンバ内の所望の圧力を維持する方法４００は、第一のガスを第一のガス源１０３から第一のガス供給経路１２０を通って反応チャンバ１５０に流すこと（ステップ４０２）を含み得る。そのために、第一の主ラインバルブ１２６は、少なくとも部分的に開いてもよく、第一の分岐ラインバルブ１２８は閉じてもよい。第一のガスが反応チャンバ１５０に供給される間、第二のガス源１０７からの第二のガスは、排気ライン１６０に流れていてもよい（ステップ４０４）。そのために、第二の分岐ラインバルブ１３８は、少なくとも部分的に開いてもよく、第二の主ラインバルブ１３６は閉じてもよい。

第一のガスは、任意の好適なパターン（例えば、一定の流れ、パルスなど）で任意の好適な持続時間、反応チャンバ１５０に供給されてもよい。同様に、第二のガスは、任意の好適なパターンで任意の好適な持続時間、排気ライン１６０に供給されてもよい。

反応チャンバ１５０内に第一のガスを含む処理又は堆積ステップが完了したことに応答して、第一のガスの反応チャンバ１５０への流れは停止（ステップ４０６）、又は減少され得る。第一のガスの反応チャンバ１５０への流れを減少又は停止させるために、第一のガスが第一のガス主ライン１２２を通って反応チャンバ１５０に流れることができないように、第一の主ラインバルブ１２６が少なくとも部分的に閉じられてもよい。第一のガス主ライン１２２を通る第一のガスの流れを減少又は停止させるために、第一の主ラインバルブ１２６が少なくとも部分的に閉じるのに応答して、第一の分岐ラインバルブ１２８が開いて第一のガスを排気ライン１６０に流してもよい（ステップ４１２）。様々な実施形態において、第一の分岐ラインバルブ１２８が開いて第一のガスを排気ライン１６０に流すのに応答して、第一の主ラインバルブ１２６が少なくとも部分的に閉じて第一のガス主ライン１２２を通る第一のガスの流れを減少又は停止させてもよい。第一の主ラインバルブ１２６の少なくとも部分的な閉鎖と第一の分岐ラインバルブ１２８の少なくとも部分的な開口とは、実質的に同時、又は所望の（例えば、所定の）期間内（例えば、１秒以内、１ミリ秒以内、など）であり得る。

反応チャンバ１５０内の所望の圧力を維持するために、第一のガスが反応チャンバ１５０へもはや流れることができないか、又は流れが減少する可能性があるため、第二のガスは、反応チャンバ１５０に経路指定されてもよい。排気ライン１６０への第二のガスの流れは停止（ステップ４０８）又は減少されてもよい。排気ライン１６０への第二のガスの流れを減少又は停止させるために、第二のガスの第二の分岐ラインバルブ１３８を通る流れが減少するように、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８を通って流れることができないように、第二の分岐ラインバルブ１３８は、少なくとも部分的に閉じられてもよい。第二の分岐ラインバルブ１３８が少なくとも部分的に閉じて、第二のガス分岐ライン１３４を通る第二のガスの流れを減少又は停止させるのに応答して、第二の主ラインバルブ１３６が少なくとも部分的に開いて第二のガスを反応チャンバ１５０に流し得る（ステップ４１０）。様々な実施形態において、第二の主ラインバルブ１３６が開いて第二のガスを反応チャンバ１５０に流すのに応答して、第二のガス分岐ライン１３４を通る第二のガスの流れを減少又は停止させるために、第二の分岐ラインバルブ１３８が少なくとも部分的に閉じてもよい。第二の分岐ラインバルブ１３８の少なくとも部分的な閉鎖と、第二の主ラインバルブ１３６の少なくとも部分的な開口とは、実質的に同時であり得る。

様々な実施形態において、第一のガスの流れが、反応チャンバ１５０へから排気ライン１６０へに変化することは、第二のガスの流れが、排気ライン１６０へから反応チャンバ１５０へに変化することと、実質的に同時に起こり得る、及び／又は第二のガスの流れが、排気ライン１６０へから反応チャンバ１５０へに変化する間に起こり得る。すなわち、第一の主ラインバルブ１２６の少なくとも部分的な閉鎖は、第一の分岐ラインバルブ１２８を開くこと、第二の分岐ラインバルブ１３８を閉じること、及び／又は第二の主ラインバルブ１３６を開くこと（及び／又は任意のそのようなバルブを部分的に開閉すること）と実質的に同時に、ならびに／あるいは第一の分岐ラインバルブ１２８を開くこと、第二の分岐ラインバルブ１３８を閉じること、及び／又は第二の主ラインバルブ１３６を開くこと（及び／又は任意のそのようなバルブを部分的に開閉すること）の間に、起こり得る。したがって、反応チャンバ１５０へのガスの流れは連続的であり得、あるいは反応チャンバ１５０へのガス流のいかなる変化も最小化又は防止され得る。プロセッサ及び／又はコントローラは、所望される時間に、第一の主ラインバルブ１２６、第一の分岐ラインバルブ１２８、第二の主ラインバルブ１３６、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８の開閉を命令し得る、及び／又は別の方法で起こし得る。

様々な実施形態において、第一のガスの反応チャンバ１５０への流れは、第一の流量を含んでもよく、反応チャンバ１５０内の圧力を引き起こす。第二のガスの反応チャンバ１５０への流れは、第一の流量と実質的に等しい第二の流量を含み、所望のレベル（例えば、所望の最小圧力と最大圧力との間の）で反応チャンバ内の圧力を維持し得る。したがって、反応チャンバ１５０に流れたガスの変化中に生じ得る、反応チャンバ１５０内の圧力変動は、最小化又は防止され得る。

反応チャンバ１５０内の基材に第一のガスを再び適用するために、ガス供給システム１００に関連して使用される方法４００のステップは、第一の分岐ラインバルブ１２８を少なくとも部分的に閉じることによって、第一のガスの排気ライン１６０への流れを減少又は停止させること（ステップ４１４）、及び／又は第二の主ラインバルブ１３６を少なくとも部分的に閉じることによって、第二のガスの反応チャンバ１５０への流れを減少又は停止させること（ステップ４１６）をさらに含んでもよい。それに応じて、方法４００は、第一のガスを反応チャンバ１５０に流すこと（ステップ４０２）、及び第二のガスを排気ライン１６０に流すこと（ステップ４０４）から再び開始してもよい。様々な実施形態において、第一のガスの流れが、排気ライン１６０へから反応チャンバ１５０へに変化することは、第二のガスの流れが、反応チャンバ１５０へから排気ライン１６０へに変化することと、実質的に同時に起こり得る。すなわち、第一の主ラインバルブ１２６の開口は、第一の分岐ラインバルブ１２８を閉じること、第二の分岐ラインバルブ１３８を開くこと、及び／又は第二の主ラインバルブ１３６を閉じること（及び／又は任意のそのようなバルブを部分的に開閉すること）と実質的に同時に、ならびに／あるいは第一の分岐ラインバルブ１２８を閉じること、第二の分岐ラインバルブ１３８を開くこと、及び／又は第二の主ラインバルブ１３６を閉じること（及び／又は任意のそのようなバルブを部分的に開閉すること）の間に、起こり得る。したがって、反応チャンバ１５０へのガスの流れは実質的に連続的であり得、あるいは反応チャンバ１５０へのガス流のいかなる変化も最小化又は防止され得る。

様々な実施形態において、第一のガス及び第二のガスは、それぞれ第一のガス源１０３及び第二のガス源１０７から連続的に流れ得る。したがって、第一のガス源１０３及び第二のガス源１０７からのガス流を開始及び停止、あるいは増加及び減少させるといった追加の必要な動作ではなく、第一の主ラインバルブ１２６、第一の分岐ラインバルブ１２８、第二の主ラインバルブ１３６、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８の開閉における変化のみが、第一のガス及び第二のガスのガスの流れ（例えば、流れの行き先及び／又は流量）を変化させるために必要であり得る。

方法４００に関連して上述したガス供給システム１００と同様に、図３に示すガス供給システム２００は、ガスを反応チャンバ１５０に供給して、その中に所望の圧力（例えば、実質的に一定の圧力）を維持するように構成され得る。第一のガス源１０３からの第一のガスは、反応ガスであってもよく、第二のガス源１０７からの第二のガスは、パージガス（例えば、窒素ガス又は希ガスなどの非反応性ガス）であってもよい。しかしながら、第一及び第二のガス（又は反応器システム内の追加のガス源からの任意の追加のガス）は、特定のプロセス又は用途用の任意の好適なガスであってもよい。

さらに図４を参照すると、様々な実施形態において、（ガス供給システム２００に適用されるような）反応チャンバ内の所望の圧力を維持する方法４００は、第一のガスを第一のガス源１０３から第一のガス供給経路１２０を通って反応チャンバ１５０に流すこと（ステップ４０２）を含み得る。そのために、第一の主ラインバルブ１２６は少なくとも部分的に開いてもよい。第一のガスが反応チャンバ１５０に供給される間、第二のガス源１０７からの第二のガスは、排気ライン１６０に流れていてもよい（ステップ４０４）。そのために、第二の分岐ラインバルブ１３８は、少なくとも部分的に開いてもよく、第二の主ラインバルブ１３６は閉じてもよい。

第一のガスは、任意の好適なパターン（例えば、一定の流れ、パルスなど）で任意の好適な持続時間、反応チャンバ１５０に供給されてもよい。同様に、第二のガスは、任意の好適なパターンで任意の好適な持続時間、排気ライン１６０に供給されてもよい。

反応チャンバ１５０内に第一のガスを含む処理又は堆積ステップが完了したことに応答して、第一のガスの反応チャンバ１５０への流れは停止（ステップ４０６）、又は減少され得る。第一のガスの反応チャンバ１５０への流れを減少又は停止するために、第一のガスの第一のガス主ライン１２２を通る流れが減少するように、及び／又は流れることができないように第一の主ラインバルブ１２６が少なくとも部分的に閉じられてもよく、ならびに／あるいは第一のガス源からの第一のガス流が減少又は停止されてもよい（例えば、ＭＦＣ１１２を介して）。例えば、ガス供給システム１００の第一のガス流とは対照的に、第一のガス源１０３からの第一のガスの流れは減少又は停止してもよく、連続的で反応チャンバ１５０への流れから、排気ライン１６０への流れへと向けられ得る。様々な実施形態において、プロセッサ及び／又はコントローラからの命令（例えば、第一の主ラインバルブ１２６及び／又はＭＦＣ１１２への）に応答して、第一の主ラインバルブ１２６は、少なくとも部分的に閉じてもよく、及び／又は第一のガス源１０３からの第一のガスの流れは減少又は停止して、第一のガス主ライン１２２を通る第一のガスの流れを減少又は停止してもよい。

反応チャンバ１５０内の圧力を所望のレベルに維持するために、第一のガスが反応チャンバ１５０へもはや流れることができないか、又は流れを減少する可能性があるため、第二のガスは、反応チャンバ１５０に経路指定されてもよい。排気ライン１６０への第二のガスの流れは停止（ステップ４０８）又は減少されてもよい。排気ライン１６０への第二のガスの流れを減少又は停止させるために、第二のガスの第二の分岐ラインバルブ１３８を通る流れが減少するように、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８を通って流れることができないように、第二の分岐ラインバルブ１３８は、少なくとも部分的に閉じられてもよい。第二の分岐ラインバルブ１３８が少なくとも部分的に閉じて、第二のガス分岐ライン１３４を通る第二のガスの流れを減少又は停止させるのに応答して、第二の主ラインバルブ１３６が少なくとも部分的に開いて第二のガスを反応チャンバ１５０に流し得る（ステップ４１０）。様々な実施形態において、第二の主ラインバルブ１３６が開いて第二のガスが反応チャンバ１５０を流すのに応答して、第二のガス分岐ライン１３４を通る第二のガスの流れを減少又は停止させるために、第二の分岐ラインバルブ１３８が少なくとも部分的に閉じてもよい。第二の分岐ラインバルブ１３８の少なくとも部分的な閉鎖と、第二の主ラインバルブ１３６の少なくとも部分的な開口とは、実質的に同時に起こり得る。

様々な実施形態において、第一のガス源１０３から反応チャンバ１５０への第一のガスの流れを減少又は停止することは、第二のガスの流れが、排気ライン１６０へから、反応チャンバ１５０へに変化することと、実質的に同時に起こり得る、及び／又は第二のガスの流れが、排気ライン１６０へから、反応チャンバ１５０へに変化する間に起こり得る。すなわち、反応チャンバ１５０への第一のガス流を減少又は停止することは、第二の分岐ラインバルブ１３８を閉じること、及び／又は第二の主ラインバルブ１３６を開くこと（及び／又は任意のそのようなバルブを部分的に開閉すること）と実質的に同時に、ならびに／あるいは第二の分岐ラインバルブ１３８を閉じること、及び／又は第二の主ラインバルブ１３６を開くこと（及び／又は任意のそのようなバルブを部分的に開閉すること）の間に、起こり得る。したがって、反応チャンバ１５０へのガスの流れは連続的及び実質的に一定であり得、あるいは反応チャンバ１５０へのガス流のいかなる変化も最小化又は防止され得る。したがって、反応チャンバ１５０内の圧力は、所望のレベル（例えば、実質的に一定）に留まり得る。プロセッサ及び／又はコントローラは、所望される時間に、第一のガス流の減少又は停止を、ならびに／あるいは第一の主ラインバルブ１２６、第二の主ラインバルブ１３６、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８の少なくとも部分的な開閉を、命令及び／又は別の方法で起こし得る。

様々な実施形態において、第一のガスの反応チャンバ１５０への流れは、第一の流量を含んでもよく、反応チャンバ１５０内の圧力を引き起こす。第二のガスの反応チャンバ１５０への流れは、第一の流量と実質的に等しい第二の流量を含み、（許容される最小圧力と最大圧力との間の）所望のレベルで反応チャンバ内の圧力を維持し得る。したがって、反応チャンバ１５０に流れたガスの変化中に生じ得る、反応チャンバ１５０内の圧力変動は、最小化又は防止され得る。

反応チャンバ１５０内の基材に第一のガスを再び適用するために、ガス供給システム２００に関連して使用される方法４００のステップは、第二の主ラインバルブ１３６を少なくとも部分的に閉じることによって、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８を少なくとも部分的に開くことによって、第二のガスの反応チャンバ１５０への流れを減少又は停止させること（ステップ４１６）をさらに含んでもよい。それに応じて、方法４００は、第一のガスを反応チャンバ１５０に流すこと（ステップ４０２）、及び第二のガスを排気ライン１６０に流すこと（ステップ４０４）から再び開始してもよい。第一のガスは、第一の主ラインバルブ１２６を少なくとも部分的に開くこと、及び／又は第一のガス源１０３からの第一のガスの流れを開始することによって（例えば、ＭＦＣ１１２を介して）、再び反応チャンバ１５０に流れ始めてもよい。様々な実施形態において、第一のガスの反応チャンバ１５０への流れを開始することは、第二のガスの流れが、反応チャンバ１５０へから排気ライン１６０へに変化することと、実質的に同時に起こり得る。すなわち、第一のガス源１０３から反応チャンバへの第一のガスの流れを開始することは、第一の主ラインバルブ１２６を開くこと、第二の分岐ラインバルブ１３８を開くこと、及び／又は第二の主ラインバルブ１３６を閉じること（及び／又は任意のそのようなバルブの部分的な開閉）と実質的に同時に起こり得る。したがって、反応チャンバ１５０へのガスの流れは連続的であり得、あるいは反応チャンバ１５０へのガス流のいかなる変化も最小化又は防止され得る。

様々な実施形態において、第二のガスは、第二のガス源１０７から連続的に流れてもよい。したがって、第二のガス源１０７からのガス流を開始及び停止、あるいは増加及び減少させるといった追加の必要な動作ではなく、第二の主ラインバルブ１３６、及び／又は第二の分岐ラインバルブ１３８の開閉における変化のみが、第二のガスの流れ（例えば、流れの行き先及び／又は流量）を変化のために必要であり得る。さらに、第二のガス流の変化（例えば、第二のガスの流れが排気ライン１６０へから反応チャンバ１５０へに変化することと、又はその逆）は、第一のガスの流れの開始又は停止を検出することに応答して起こり得る。すなわち、プロセッサ及び／又はコントローラは、第一のガス源１０３から流れる第一のガスの少なくとも部分的な停止又は開始を検出し得、それに応じて、プロセッサ及び／又はコントローラは、第一のガスの流れに基づいて第二のガスの流れの適切な変化を引き起こし得る。例えば、第一のガスの反応チャンバ１５０への流れの停止を検出することに応答して、第二のガスの流れは、反応チャンバ１５０に向けられてもよい。反応チャンバ１５０への第一のガスの流れの開始を検出することに応答して、第二のガスの流れは、排気ライン１６０に少なくとも部分的に向けられてもよい。様々な実施形態において、第一のガス流は、第二のガスの流れの行き先の変化を検出するプロセッサ及び／又はコントローラに基づいて、又は応答して、開始及び／又は停止（あるいは増加及び／又は減少）してもよい。例えば、第二のガスの反応チャンバ１５０への流れの停止、及び／又は排気ライン１６０への流れの開始を検出することに応答して、第一のガスの流れ（例えば、反応チャンバ１５０への）が開始されてもよい。第二のガスの反応チャンバ１５０への流れ、及び／又は排気ライン１６０への流れの停止を検出することに応答して、第一のガスの流れ（例えば、反応チャンバ１５０への）が停止されてもよい。ガス流のこのような変化は、本明細書で考察されるように、実質的に同時に起こり得る。

方法４００のステップは、方法を実施するために使用されるガス供給システムに応じて、任意の好適な順序及び／又は組み合わせで完了されてもよい（例えば、方法４００の異なるステップ順序／組み合わせは、ガス供給システム１００とガス供給システム２００との間で使用され得る）。

様々な実施形態において、第一のガス源１０３及び第二のガス源１０７からの第一及び第二のガスの流量は、それぞれ、ＭＦＣ１１２及びＭＦＣ１１４（「ＭＦＣ」）によって調節され得る。ＭＦＣは、それを通る第一及び第二のガスの流量を検出し得（ＭＦＣ１１２は、第一のガスの流量を検出し得、ＭＦＣ１１４は、第二のガスの流量を検出し得る）、且つ検出された実際の流量と所望の流量との間で検出された差に基づいて、（例えば、ＭＦＣに含まれるバルブを調整することによって）流量を調整し得る。

ＭＦＣ１１２及び１１４からの流量は、それぞれのガスが流れるガス経路内の圧力に基づいてもよく、又はそれに応答してもよい。例えば、第一のガス又は第二のガスが、ベントライン１４０を通って排気ライン１６０に流れているとき（例えば、二つのガスのうちの一つが反応チャンバ１５０に流れている間）、及びベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０内に圧力変化がある場合、それぞれのＭＦＣ（ならびに／あるいはそれと電子通信するプロセッサ及び／又はコントローラ）は、第一のガス又は第二のガスの流れを増加又は減少させて、圧力変化を補正し得る。同様に、第一のガス又は第二のガスが、それぞれ第一のガス主ライン１２２又は第二のガス主ライン１３２（及びチャンバ入口経路１５２）を通って反応チャンバ１５０に流れている場合、及び第一のガス主ライン１２２、第二のガス主ライン１３２、チャンバ入口経路１５２、及び／又は反応チャンバ１５０内に圧力変化が存在する場合、それぞれのＭＦＣ（ならびに／あるいはそれと電子通信するプロセッサ及び／又はコントローラ）は、第一のガス又は第二のガスの流れを増加又は減少させて、圧力変化を補正し得る。

しかしながら、第一のガス又は第二のガスのうちの一つの圧力及び／又はガス流におけるそのような変化は、そのガスが反応チャンバ１５０に流れるよう切り替え中に反応チャンバ１５０へのガス流に変動を引き起こす場合があり、したがって、反応チャンバ１５０内の望ましくない圧力変動を引き起こす場合がある。例えば、ＭＦＣ１１２を通る第一のガス及びＭＦＣ１１４を通る第二のガスのガス流量が等しいが、次にＭＦＣ１１４が第二のガスの流量を変化させて、（第二のガスがそれを通って流れる間）ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０で検出された圧力変化を補正する場合、その際は第二のガスの流量は、第一のガスの流量とは異なる。したがって、第一のガスが反応チャンバ１５０への流れを停止し、第二のガスの流れが排気ライン１６０へから反応チャンバ１５０へと切り替えられる場合、第二のガスの異なる流量は、反応チャンバ１５０内の望ましくない圧力変動を引き起こす場合がある。

様々な実施形態において、ベントライン１４０は、コンダクタンス制御バルブ１５８を備えてもよい。コンダクタンス制御バルブ１５８は、ベントライン１４０を通って流れる第一のガス又は第二のガスが、コンダクタンス制御バルブ１５８をも通って流れるように、ベントライン１４０に結合されてもよく、且つ流体結合されてもよい。コンダクタンス制御バルブ１５８は、ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０を通って流れるガスの実質的に一定の流量を維持しながら、ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０内の圧力の調整を可能にするように構成され得る。したがって、ＭＦＣ１１２を介した第一のガスの流量及びＭＦＣ１１４を介した第二のガスの流量は、（例えば、プロセッサ及び／又はコントローラによって命令されるように）実質的に一定であってもよく、ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０内の圧力は、コンダクタンス制御バルブ１５８を介して調整されてもよい。コンダクタンス制御バルブ１５８は、ニードルバルブ、スロットルバルブ、又は同類のものなどの任意の好適な装置であってもよい。

様々な実施形態において、ガス供給システム１００及び２００は、システム１００又は２００内の圧力を監視するように構成された圧力モニタ１４８をさらに備えてもよい（方法４００のステップ４１８）。例えば、圧力モニタ１４８は、ベントライン１４０に連結されてもよく、ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０内の圧力を監視するように構成されてもよい。圧力モニタ１４８は、プロセッサ及び／又はコントローラを備えてもよく、ならびに／あるいは、プロセッサ及び／又はコントローラと電子通信してもよい。したがって、様々な実施形態において、圧力モニタ１４８は、ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０の圧力の圧力読取値をプロセッサ及び／又はコントローラに送信し得る。圧力モニタ１４８は、任意の所望の時間、任意の所望の期間、任意の所望のパターン（例えば、１秒当たり１回の読取値など）で圧力読取値を取得及び／又は送信し得る。ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０内の所望の圧力は、プロセッサ及び／又はコントローラによって（例えば、ユーザ入力によって、及び／又は特定のプロセスに対する条件の一部として）決定され得る。プロセッサ及び／又はコントローラは、圧力モニタ１４８から圧力測定値を受信し、その圧力測定値を所望の圧力と比較し得る。検出される実際の圧力と所望の圧力との間の差（又は許容レベル外の差）を検出することに応答して、プロセッサ及び／又はコントローラは、所望の圧力値により近づくように、ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０内の圧力を適切に調整するように、コンダクタンス制御バルブ１５８に命令し得る。それに応じて、コンダクタンス制御バルブ１５８は、ベントライン１４０及び／又は排気ライン１６０の圧力を調整（方法４００のステップ４２０）するように調整（例えば、さらに開閉する）して、所望の圧力値に近いか、又はそれに等しい値を達成し得る。

様々な実施形態において、ガス供給システム１００及び２００内の任意のガス経路は、それぞれのガス経路内の圧力の調整を可能にするコンダクタンス制御バルブを備えてもよい。例えば、第一のガス主ライン１２２、第一のガス分岐ライン１２４、第二のガス主ライン１３２、第二のガス分岐ライン１３４、及び／又はチャンバ入口経路１５２は、コンダクタンス制御バルブ１５８と同様のコンダクタンス制御バルブを備えてもよい。プロセッサ及び／又はコントローラは、そのようなコンダクタンス制御バルブのいずれか、又はすべてと電子通信し、システム１００及び２００のそれぞれのガス経路内の圧力についての圧力値をコンダクタンス制御バルブから受信し、そのような圧力値をそれぞれのガス経路についての所望の圧力値と比較することができる。システム内の特定のガス経路についての測定された圧力値と所望の圧力値との間の差を検出することに応答して、プロセッサ及び／又はコントローラは、それぞれのコンダクタンス制御バルブに、ガス経路内の圧力をそれぞれの所望の圧力に近いか、又はそれに等しくなるように調整することを命令し得る。

ガス供給システム１００及び／又は２００を使用するプロセス（例えば、堆積、エッチング、洗浄、及び／又は同類のもの）の間、ベントライン１４０内の圧力が、第一のガス主ライン１２２、第二のガス主ライン１３２、チャンバ入口経路１５２、及び／又は反応チャンバ１５０内の圧力と著しく異なる場合、そこを通るガス流量は、ガスを排気ライン１６０への流れから反応チャンバ１５０への流れに切り替えるか又はその逆の場合で、異なり得る。本明細書で考察されるように、このようなガス流量変動は、反応チャンバ１５０内の圧力を変動させ得る（例えば、そのガスを反応チャンバ１５０に流れるよう切り替え中に）。反応チャンバ１５０内のそのような圧力変動は望ましくなく、結果（例えば、堆積プロセス中の反応チャンバ１５０内の基材上の材料の堆積）に負の影響を与え得る。

したがって、ガス供給システム内のコンダクタンス制御バルブ（例えば、コンダクタンス制御バルブ１５８）の存在は、システム内の一つ以上のガス経路内の圧力の定期的及び／又は不断の監視を可能にし得る。様々な実施形態において、こうした監視は、リアルタイム又はほぼリアルタイムであってもよい。したがって、（例えば、それぞれのガス経路内の汚染物（例えば、堆積した反応物質、副生成物、アウトガスされた材料、及び／又は同類のもの）の蓄積によって引き起こされる）圧力変動は、任意の結果として生じる反応チャンバ１５０内の流量及び／又は圧力変動を軽減あるいは回避するために、（例えば、コンダクタンス制御バルブの調整を介して）迅速に検出され、対処され得る。

具体的な実施形態に関して、恩恵及びその他の利点が本明細書に記述されている。さらに、本明細書に含まれる様々な図に示される接続線は、様々な要素間の例示的な機能的関係及び／又は物理的連結を表すことを意図する。多くの代替的もしくは追加の機能的関係、もしくは物理的接続は実際のシステムに存在してもよいことに留意されたい。しかしながら、恩恵、利点、問題に対する解決策、及び任意の恩恵、利点、又は解決策を生じ得る又はより顕著にし得る任意の要素は、本開示の重要な、要求される、もしくは必須の特徴又は要素として解釈されない。本開示の範囲は、したがって、添付の特許請求の範囲以外の何物にも制限されず、この添付の特許請求の範囲における単数形の要素への言及は、明示的に明記されない限り「一つのみ」を意味することを意図しておらず、むしろ「一つ以上」を意味する。又、特許請求の範囲において、「Ａ、Ｂ又はＣのうちの少なくとも一つ」に類似した語句が使用される場合、当該語句は、Ａ単独が一実施形態において存在し得ること、Ｂ単独が一実施形態において存在し得ること、Ｃ単独が一実施形態において存在し得ること、あるいは要素Ａ、Ｂ及びＣの任意の組み合わせ、例えば、Ａ及びＢ、Ａ及びＣ、Ｂ及びＣ、又はＡ及びＢ及びＣなどが、一実施形態において存在し得ること、を意味すると解釈されることが意図される。

システム、方法及び装置が本明細書に提供される。本明細書の詳細な説明では、「一実施形態」、「実施形態」、「例示的実施形態」などへの言及は、記載される実施形態が特定の特徴、構造、又は特性を含み得るが、すべての実施形態が必ずしも特定の特徴、構造、又は特性を含み得るとは限らないことを示す。又、そのような語句は必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性が実施形態に関連して説明される場合、明示的に説明されるかどうかにかかわらず、他の実施形態に関連してそのような特徴、構造、又は特性に影響を与えることは当業者の知識の範囲内にあると思われる。説明を読んだ後、代替的な実施形態に本開示を実装する方法は当業者には明らかであろう。

さらに、本開示のいずれの要素も、構成要素も、方法ステップも、当該要素、構成要素、又は方法ステップが特許請求の範囲に明示的に記載されているかどうかにかかわらず、公共の用に供することを意図するものではない。本明細書のいかなる特許請求要素も、当該要素を「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という語句を用いて明示的に記載されていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）の規定の下で解釈されないものとする。本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、又はその任意の他の変形語は、要素のリストを含むプロセス、方法、物品、又は装置がそれらの要素のみを含むのではなく、明示的に列挙されていない、又はそのようなプロセス、方法、物品、又は装置に固有の他の要素を含んでもよいように、非限定的包含を包含することを意図している。

４ 反応チャンバ
６ サセプタ
８ ガス分配システム
１０、１２ 反応物質源
１４ ガス源
１６～２０ ライン
２２～２６ コントローラ
３０ 基材
５０ 反応器システム
６０ コントローラ
６５ プロセッサ
１００、２００ ガス供給システム
１０３ 第一のガス源
１０７ 第二のガス源
１１２ 第一のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）
１１４ 第二のＭＦＣ
１２０ 第一のガス供給経路
１２２ 第一のガス主ライン
１２４ 第一のガス分岐ライン
１２６ 第一の主ラインバルブ
１２８ 第一の分岐ラインバルブ
１３０ 第二のガス供給経路
１３２ 第二のガス主ライン
１３４ 第二のガス分岐ライン
１３６ 第二の主ラインバルブ
１３８ 第二の分岐ラインバルブ
１４０ ベントライン
１４８ 圧力モニタ
１５０ 反応チャンバ
１５２ チャンバ入口経路
１５４ 収束点
１５８ コンダクタンス制御バルブ
１６０ 排気ライン
１６２ 圧力制御バルブ

Claims (17)

1. 反応器システムであって、
   第一のガス源と、
   前記第一のガス源に流体連結された第一のガス供給経路と、
   第二のガス源と、
   前記第二のガス源に流体連結された第二のガス供給経路と、
   前記第一のガス供給経路及び前記第二のガス供給経路に流体連結された反応チャンバであって、前記第一のガス供給経路は第一のガス供給経路端部で前記反応チャンバに流体連結され、前記第二のガス供給経路は第二のガス供給経路端部で前記反応チャンバに流体連結される、反応チャンバと、を備え、
   第一のガスが前記第一のガス源から前記反応チャンバに供給され、第二のガスが前記第二のガス源から前記反応チャンバに供給されて、反応チャンバ圧力の安定性を達成し、
   前記反応チャンバから下流で前記反応チャンバに流体連結された排気ラインと、
   前記第一のガス供給経路及び前記第二のガス供給経路のうちの少なくとも一つ、ならびに前記排気ラインに流体連結され、前記反応チャンバを迂回する、ベントラインと、
   前記ベントラインに連結され、前記ベントライン内のベントライン圧力を監視するように構成される、圧力モニタと、
   前記ベントラインに連結されたベントラインコンダクタンス制御バルブであって、ベントラインコンダクタンス制御バルブが前記圧力モニタからのフィードバックに応答して調整するように構成される、ベントラインコンダクタンス制御バルブと、を備え、
   前記第一のガス供給経路が、第一のガス主ライン及び第一のガス分岐ラインを備え、前記第一のガス主ラインは前記反応チャンバと流体連通し、前記第一のガス分岐ラインは前記ベントラインと流体連通し、
   前記第二のガス供給経路が、第二のガス主ライン及び第二のガス分岐ラインを備え、前記第二のガス主ラインは前記反応チャンバと流体連通し、前記第二のガス分岐ラインは前記ベントラインと流体連通し、
   前記第一のガス主ラインが、前記反応チャンバの上流及び前記第一のガス分岐ラインの下流に配置された第一の主ラインバルブを備え、前記第一のガス分岐ラインは第一の分岐ラインバルブを備え、
   前記第二のガス主ラインが、前記反応チャンバの上流及び前記第二のガス分岐ラインの下流に配置された第二の主ラインバルブを備え、前記第二のガス分岐ラインは第二の分岐ラインバルブを備え、前記第一の主ラインバルブと、第二の主ラインバルブと、第一の分岐ラインバルブと、前記第二の分岐ラインバルブとは、それぞれ前記第一のガス主ラインと、前記第二のガス主ラインと、前記第一のガス分岐ラインと、前記第二のガス分岐ラインとを通るガス流を少なくとも部分的に増加又は減少させるように構成される、
   反応器システム。
2. 前記反応チャンバが、チャンバ入口経路を介して前記第一のガス供給経路及び前記第二のガス供給経路に流体連結され、前記第一のガス供給経路は前記第一のガス供給経路端部で前記チャンバ入口経路に流体連結され、前記第二のガス供給経路は前記第二のガス供給経路端部で前記チャンバ入口経路に流体連結される、請求項１に記載の反応器システム。
3. 前記圧力モニタ及び前記ベントラインコンダクタンス制御バルブと電子通信するプロセッサと、
   前記プロセッサと通信するように構成された有形の非一時的メモリであって、前記プロセッサによる実行に応答して、前記プロセッサに、
   前記圧力モニタによって、前記ベントライン内の前記ベントライン圧力を監視することと、
   前記プロセッサによって、前記ベントライン圧力の変化を検出することと、
   前記プロセッサによって、前記ベントライン圧力の前記変化の前記検出に応答して、前記ベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより開く又はより閉じるように、前記ベントラインコンダクタンス制御バルブの調整を命令することと、を含む動作を実施させる命令を格納して有する、有形の非一時的メモリと、をさらに備える、請求項１に記載の反応器システム。
4. 前記ベントライン圧力の前記変化の前記検出が、前記ベントライン圧力と前記反応チャンバの前記反応チャンバ圧力との間の差を検出することを含み、前記ベントラインコンダクタンス制御バルブによる前記調整は、前記ベントライン圧力と前記反応チャンバ圧力との差をより小さくするように構成される、請求項３に記載の反応器システム。
5. 反応チャンバが反応チャンバの所望の圧力レベルを備えるように、第一のガス源から前記反応チャンバに第一のガスを流すことと、
   前記第一のガスを前記第一のガス源から前記反応チャンバに流す間に、第二のガス源から前記反応チャンバの下流の排気ラインに、ベントラインを介して第二のガスを流すことであって、前記ベントラインは前記第二のガス源及び前記排気ラインと流体連通し、且つ前記反応チャンバを迂回する、第二のガスを流すことと、
   前記反応チャンバへ前記第一のガスを流すことを停止させることと、
   前記排気ラインへ前記第二のガスを流すことを減少又は停止させることのうちの少なくとも一つと、
   前記反応チャンバが前記反応チャンバの所望の圧力レベルを維持するように、前記排気ラインへ前記第二のガスを流すことを前記減少又は停止させることのうちの少なくとも一つに応答して、前記第二のガスを前記反応チャンバに流すことと、
   前記ベントラインに連結された圧力モニタを介して、前記ベントラインのベントライン圧力を監視することと、
   前記圧力モニタによって検出される前記ベントライン圧力に基づいて、前記ベントラインに連結されたベントラインコンダクタンス制御バルブを調整することと、を含む、方法。
6. 圧力モニタから圧力フィードバックを受信し、且つ前記ベントラインコンダクタンス制御バルブに命令を送信することにより前記ベントラインコンダクタンス制御バルブを前記調整するプロセッサを介して、前記圧力モニタが、前記ベントラインコンダクタンス制御バルブと電子通信する、請求項５に記載の方法。
7. 前記反応チャンバへ前記第一のガスを流すことを前記停止させることが起こる間に、前記排気ラインへ前記第二のガスを流すことを前記減少又は停止させることのうちの少なくとも一つが起こる、請求項５に記載の方法。
8. 前記第二のガス源から前記ベントラインを介して前記排気ラインへ前記第二のガスを前記流すことが、第二のガス主ラインと第二のガス分岐ラインとを備える第二のガス供給経路を通って前記第二のガスを流すことを含み、ここで前記第二のガス主ラインは前記反応チャンバと流体連通し、前記第二のガス分岐ラインは前記ベントラインと流体連通し、
   前記排気ラインへ前記第二のガスを流すことを前記減少又は停止させることのうちの少なくとも一つが、前記第二のガス分岐ラインに連結された第二の分岐ラインバルブを少なくとも部分的に閉じることに応答して起こり、
   前記第二のガスを前記反応チャンバに前記流すことが、前記第二のガス分岐ラインの下流の前記第二のガス主ラインに連結された第二の主ラインバルブを少なくとも部分的に開くことに応答して起こる、請求項７に記載の方法。
9. 前記ベントライン圧力の増加を検出することと、
   前記ベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより閉じて、前記ベントラインを通る流れをより少なくすることを含む、前記ベントラインコンダクタンス制御バルブを前記調整することと、
   前記ベントライン圧力の減少を検出することと、
   前記ベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより開いて、前記ベントラインを通る流れをより多くすることを含む、前記ベントラインコンダクタンス制御バルブを前記調整することと、のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項５に記載の方法。
10. 反応チャンバが反応チャンバの所望の圧力レベルを備えるように、第一のガス源から前記反応チャンバに第一のガスを流すことと、
    前記第一のガスを前記第一のガス源から前記反応チャンバに流す間に、第二のガス源から前記反応チャンバの下流の排気ラインに、ベントラインを介して第二のガスを流すことであって、前記ベントラインは前記第二のガス源及び前記排気ラインと流体連通し、且つ前記反応チャンバを迂回する、第二のガスを流すことと、
    前記反応チャンバへ前記第一のガスを流すことを停止させることと、
    前記排気ラインへ前記第二のガスを流すことを減少又は停止させることのうちの少なくとも一つと、
    前記反応チャンバへ前記第一のガスを流すことを前記停止させることに応答して、前記第一のガスを前記ベントラインを介して前記排気ラインに流すことであって、前記ベントラインは前記第一のガス源と流体連通する、流すことと、
    前記反応チャンバが前記反応チャンバの所望の圧力レベルを維持するように、前記第二のガスを前記排気ラインに前記流すことを前記減少又は停止させることのうちの少なくとも一つに応答して、前記第二のガスを前記反応チャンバに流すことと、
    前記ベントラインに連結された圧力モニタを介して、ベントライン圧力を監視することと、
    前記圧力モニタによって検出される前記ベントライン圧力に基づいて、前記ベントラインに連結されたベントラインコンダクタンス制御バルブを調整することと、を含む、方法。
11. 前記反応チャンバへ前記第一のガスを流すことを前記停止させることが起こる間に、前記排気ラインへ前記第二のガスを流すことを前記減少又は停止させることのうちの少なくとも一つが起こる、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第一のガスを前記排気ラインへ前記流すことが起こる間に、前記第二のガスを前記反応チャンバへ前記流すことが起こる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記第一のガス源から前記反応チャンバへ前記第一のガスを前記流すことが、第一のガス主ラインと第一のガス分岐ラインとを備える第一のガス供給経路を通って前記第一のガスを流すことを含み、ここで前記第一のガス主ラインは前記反応チャンバと流体連通し、前記第一のガス分岐ラインは前記ベントラインと流体連通し、
    前記反応チャンバへ前記第一のガスを流すことを前記停止させることが、前記第一のガス分岐ラインの下流の前記第一のガス主ラインに連結された第一の主ラインバルブを閉じることに応答して起こり、
    前記第一のガスを前記ベントラインを介して前記排気ラインへ前記流すことが、前記第一のガス分岐ラインに連結された第一の分岐ラインバルブを開くことに応答して起こる、請求項１２に記載の方法。
14. 前記第二のガス源から前記ベントラインを介して前記排気ラインへ前記第二のガスを前記流すことが、第二のガス主ラインと第二のガス分岐ラインとを備える第二のガス供給経路を通って前記第二のガスを流すことを含み、ここで前記第二のガス主ラインは前記反応チャンバと流体連通し、前記第二のガス分岐ラインは前記ベントラインと流体連通し、
    前記排気ラインへ前記第二のガスを流すことを前記減少又は停止させることのうちの少なくとも一つが、前記第二のガス分岐ラインに連結された第二の分岐ラインバルブを少なくとも部分的に閉じることに応答して起こり、
    前記第二のガスを前記反応チャンバに前記流すことが、前記第二のガス分岐ラインの下流の前記第二のガス主ラインに連結された第二の主ラインバルブを少なくとも部分的に開くことに応答して起こる、請求項１３に記載の方法。
15. 前記ベントライン圧力の減少を検出することと、
    前記ベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより開いて前記ベントラインを通る流れをより多くすることを含む、前記ベントラインコンダクタンス制御バルブを前記調整することと、
    前記ベントライン圧力の増加を検出することと、
    前記ベントラインコンダクタンス制御バルブのバルブ位置をより閉じて前記ベントラインを通る流れをより少なくすることを含む、前記ベントラインコンダクタンス制御バルブを前記調整することと、のうちの少なくとも一つをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
16. 前記ベントライン圧力の前記減少を前記検出すること、及び前記ベントライン圧力の前記増加を前記検出することのうちの少なくとも一つが、前記反応チャンバの反応チャンバ圧力に対する前記ベントライン圧力の差を検出することを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記ベントラインコンダクタンス制御バルブを前記調整することが、前記ベントライン圧力の前記反応チャンバ圧力との差をより小さくする、請求項１６に記載の方法。