用于前驱物输送系统的浓度传感器的制作方法

本说明书大体而言涉及向工艺腔室输送气体。更具体而言，本说明书涉及用于测量工艺气体中的前驱物的浓度的传感器。

背景技术：

1、集成电路已发展为单一芯片上包含数百万晶体管、电容器及电阻器的复杂元件。晶片设计的发展不断需要更快的电路系统及更大的电路密度，要求越来越精确的制造工艺。基板的精度处理需要准确控制处理期间使用的流体输送中的温度、流率及压力。

2、化学气相沉积(chemical vapor deposition；cvd)和原子层沉积(atomiclayerdeposition；ald)是用于在基板上形成或沉积各种材料的气相沉积工艺。大体而言，cvd和ald工艺涉及将气体反应物输送至基板表面，其中化学反应在对反应热力学有利的温度及压力条件下发生。可使用cvd工艺或ald工艺形成的层的类型及组成受限于将化学反应物或前驱物输送至基板表面的能力。已通过在载体气体中输送前驱物在cvd和ald应用中成功使用各种固态及/或液态前驱物。

3、在一些情况下，使载体气体在有助于使前驱物汽化的条件下传递穿过加热的容器或罐，例如安瓿或起泡器，其含有挥发性液态前驱物。在其他情况下，使载体气体在有助于使固态前驱物升华的条件下传递穿过加热的容器，其含有固态前驱物。升华过程通常在装载或充满固态前驱物的容器中进行，且加热容器壁以使固态前驱物材料升华，同时产生气态前驱物。在任一情况下，载体气体与汽化的前驱物结合以形成工艺气体，经由专用的导管或气体线路将该工艺气体从容器抽至反应腔室。

技术实现思路

1、在一些实施方式中，一种浓度传感器组件包含具有化合物的汽化腔室。汽化腔室将化合物转换(例如经由升华或汽化)为气体。浓度传感器组件可进一步包括连接至汽化腔室的第一流路。第一流路可将第一气体引导至汽化腔室。第二流路被耦接至汽化腔室。第二流路将第二气体引导出汽化腔室。第二气体包含化合物气体及第一气体。沿第一流路设置第一传感器。第一传感器测量第一数据，该第一数据指示第一流路中的第一气体的第一质量流率。沿第二流路设置第二传感器。第二传感器测量第二数据，该第二数据指示第二流路中的第二气体的第二质量流率。浓度传感器可进一步包含耦接至第一传感器和第二传感器的计算装置。计算装置基于第一数据和第二数据确定第二气体中的化合物的浓度。

2、在一些实施方式中，一种前驱物浓度输送系统包含汽化容器。汽化容器包含前驱物。第一流路连接至汽化容器。第一流路将载体气体引导至汽化容器中。第二流路连接至汽化容器。第二流路将工艺气体引导出汽化容器。工艺气体包含载体气体和前驱物。工艺腔室连接至第二流路。第二流路将工艺气体引导至工艺腔室。沿第一流路设置第一流量计。第一流量计测量第一数据，该第一数据指示第一流路中的载体气体的第一流率。沿第二流路设置第二流量计。第二流量计测量第二数据，该第二数据指示第二流路中的工艺气体的第二流率。计算装置耦接至第一流量计和第二流量计。计算装置基于第一数据和第二数据确定工艺气体中的前驱物的浓度。

3、在一些实施方式中，一种方法包括由处理装置从第一传感器接收第一数据，该第一数据指示载体气体的第一质量流率。处理装置从第二传感器接收第二数据，该第二数据指示包含载体气体和汽化物质的化合物气体的第二质量流率。处理装置从第三传感器接收第三数据，该第三数据指示与汽化物质的汽化相关的汽化容器的温度。处理装置基于第一数据、第二数据和第三数据确定化合物气体中的汽化物质的浓度。方法可包括改变载体气体的流率。方法可包括提供浓度以由图形用户界面(graphical user interface；gui)显示。

技术特征：

1.一种浓度传感器组件，包含：

2.如权利要求1所述的浓度传感器组件，其中所述第一传感器或所述第二传感器中的至少一者包含质量流率控制器。

3.如权利要求1所述的浓度传感器组件，进一步包含：

4.如权利要求1所述的浓度传感器组件，其中所述化合物包含用于处理基板的前驱物。

5.如权利要求1所述的浓度传感器组件，进一步包含耦接至所述汽化腔室的第三流路，所述第三流路用以将所述化合物引导至所述汽化腔室中。

6.如权利要求5所述的浓度传感器组件，进一步包含沿所述第三流路设置的第三传感器，所述第三传感器用以测量指示所述第三流路中的所述化合物的第三质量流率的第三数据，其中所述控制器进一步基于所述第三数据计算所述化合物的所述浓度。

7.如权利要求6所述的浓度传感器组件，其中所述控制器基于所述浓度进一步确定所述汽化腔室中的所述化合物的耗尽速率。

8.如权利要求1所述的浓度传感器组件，进一步包含第三传感器，所述第三传感器用以测量指示所述汽化腔室的温度的第三数据，其中所述控制器进一步基于所述第三数据计算所述化合物的所述浓度。

9.一种前驱物输送系统，包含：

10.如权利要求9所述的前驱物输送系统，其中所述前驱物包含用于在所述处理腔室中进行基板处理的前驱物。

11.如权利要求9所述的前驱物输送系统，进一步包含沿所述第一流路设置的第一阀门和沿所述第二流路设置的第二阀门，其中所述第一阀门选择性地打开和关闭以改变所述载体气体的所述第一流率，且所述第二阀门选择性地打开和关闭以改变所述工艺气体的所述第二流率。

12.如权利要求9所述的前驱物输送系统，进一步包含沿第三流路设置的第三流量计，所述第三流路用以将所述前驱物引导至所述汽化容器中，其中所述第三流量计用以测量指示所述第三流路中的所述前驱物的第三流率的第三数据，其中所述控制器进一步使用所述第三数据计算所述前驱物的所述浓度。

13.如权利要求9所述的前驱物输送系统，进一步包含沿第三流路设置的第三流量计，所述第三流路用以将第二载体气体引导至所述汽化容器中，其中所述第三流量计用以测量指示所述第三流路中的所述第二载体气体的第三流率的第三数据，其中所述控制器进一步使用所述第三数据计算所述前驱物的所述浓度。

14.如权利要求9所述的前驱物输送系统，其中所述控制器基于所述浓度进一步确定所述汽化容器中的所述前驱物的耗尽速率。

15.如权利要求9所述的前驱物输送系统，进一步包含温度传感器，所述温度传感器用以测量指示所述汽化容器的温度的第三数据，其中所述控制器进一步使用所述第三数据计算所述前驱物的所述浓度。

16.一种方法，包含：

17.如权利要求16所述的方法，其中所述汽化物质包含用于处理基板的前驱物。

18.如权利要求16所述的方法，进一步包含：

19.如权利要求16所述的方法，进一步包含：

20.如权利要求16所述的方法，进一步包含：

技术总结
浓度传感器组件可包含具有化合物的汽化腔室。浓度传感器组件可包括耦接至汽化腔室的第一流路。第一流路可将第一气体引导至汽化腔室。第二流路可将第二气体引导出汽化腔室。第二气体可包含化合物和第一气体。沿第一流路设置第一传感器。第一传感器测量第一数据，该第一数据指示第一气体的第一质量流率。沿第二流路设置第二传感器。第二传感器测量第二数据，该第二数据指示第二气体的第二质量流率。计算装置可基于第一数据和第二数据确定第二气体中的可汽化物质的浓度。

技术研发人员：维韦克·B·沙哈,瓦鲁扬·查卡里安,乌彭铎·乌梅塔拉
受保护的技术使用者：应用材料公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19