气体成分确定、调整和使用的方法与流程

本公开内容的实施方式一般涉及对基板处理腔室的化学输送和控制。

背景技术：

容器中的一种或多种气体的气体浓度被测量以用于各种目的，包括基板和部件处理以及维护和清洁。混合物中一种或多种气体的浓度可以通过各种方法来确定，包括质谱分析法、傅里叶变换红外线光谱法(ftir)、气体分析仪(诸如侧流分析仪)、折射分析法、压电吸收和拉曼散射。然而，现有方法昂贵、耗时或在计算中利用变量，这些变量不可用或不容易从要测量气体浓度的系统中确定，或需要定期校准。这些测量中的误差可能导致高成本地调整成分，或导致不正确的成分用于各种应用。

因此，需要一种用于确定气体成分的改善的方法和系统。

技术实现要素：

本公开内容的实施方式一般涉及用于确定处理腔室内的气体浓度的方法和系统。在一个或多个实施方式中，一种确定处理腔室中的气体成分的方法包括：将第一气体引入气体监测模块的第一空腔中，其中所述气体监测模块的所述第一空腔热耦接到所述气体监测模块的第二空腔，并且其中所述第一空腔包含第一出口和第一入口，并且所述第一气体经由所述第一入口被引入。所述方法还包括：将包含所述第一气体和第二气体的气体混合物引入所述气体监测模块的第二空腔中，其中所述第二空腔包含第二入口和第二出口，并且所述气体混合物经由所述第二入口被引入。所述方法还包括：确定所述第一空腔内的第一声速；确定所述第二空腔内的第二声速；以及基于所述第一声速和所述第二声速来确定所述第二空腔中的所述第二气体的浓度。

在其它实施方式中，一种确定处理腔室中的气体成分的方法包括：将装置耦接到处理腔室，其中所述装置的第一空腔热耦接到所述装置的第二空腔，并且所述第一空腔和所述第二空腔处于第一温度，并且其中所述第一空腔包含第一出口和第一入口，并且所述第二空腔包含第二出口和第二入口。所述方法还包括：经由所述第一入口将第一气体引入所述第一空腔中；经由所述第二入口将包含所述第一气体和第二气体的气体混合物引入所述第二空腔中；确定所述第一气体的一次谐波的频率与二次谐波的频率之间的第一差值；以及确定所述气体混合物的一次谐波的频率与二次谐波的频率之间的第二差值。所述方法还包括：基于所述第一差值与所述第二差值的比值来确定所述第二空腔中的所述第二气体的浓度。

在一些实施方式中，一种系统包含气体监测模块，所述气体监测模块包含外壁和内壁，其中所述内壁形成第一空腔和所述气体监测模块的第二空腔，所述第一空腔具有第一入口和第一出口，所述第二空腔包含第二入口和第二出口，并且其中所述第一空腔和所述第二空腔热耦接。所述系统还包含：与所述第一空腔相关联的第一热电偶和与所述第二空腔相关联的第二热电偶。

附图说明

因此，为了能够详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可以通过参考实施方式获得上面简要概述的本公开内容的更具体的描述，其中一些实施方式在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了示例性实施方式，并且因此不应视为限制本公开内容的范围，因为本公开内容可以允许其它同等有效的实施方式。

图1示出了根据本文描述和讨论的一个或多个实施方式的基板处理系统的示意图。

图2示出了根据本文描述和讨论的一个或多个实施方式的气体监测模块的示意性横截面。

图3是根据本文描述和讨论的一个或多个实施方式的确定气体成分的方法。

图4是根据本文描述和讨论的一个或多个实施方式的确定气体成分的方法。

具体实施方式

本公开内容的实施方式涉及确定气体混合物的成分。在一个或多个示例中，因为气体混合物是二元气体混合物。气体混合物的成分在将气体混合物释放到处理腔室中之前被确定，或在气体混合物持续流入处理腔室期间被确定。气体混合物的成分通过声速、使用飞行时间或频率和声音共振来确定。也就是说，通过在耦接到处理腔室的气体监测模块中确定声速来确定气体混合物的成分。通过以下方式来确定气体混合物成分：任选地测量具有已知气体成分的第一空腔的长度，并且然后确定第二空腔内的气体混合物的成分。第二空腔中的气体混合物包括气体监测模块的第一空腔中的气体。基于气体监测模块的频率分析，计算气体混合物中的第二气体的浓度。然后，基于使用本文讨论的方法确定的浓度，调整第二空腔中的气体混合物中的气体浓度和/或将其释放到处理腔室中。在测试期间，气体混合物从第二腔室持续流入处理腔室中的实施方式中，基于下文所述的浓度确定来调整气体混合物的持续流动。在一些示例中，在测试期间气体混合物从第二腔室持续流入处理腔室中的情况下，基于浓度确定来调整气体混合物的浓度。

图1示出了根据本公开内容的实施方式的基板处理系统100的示意图。系统100包括处理腔室102，处理腔室102包括处理区域104，处理区域104经由导管114流体地耦接到气体监测模块106。导管114包括一个或多个不同形状和尺寸的导管。气体监测模块106促成以下操作的一个或多个：一种或多种气体组分的气体混合物的形成、测试、调整、以及将一种或多种气体组分的气体混合物部署到处理区域104，每种气体组分具有预定气体浓度。在一个或多个示例中，当确定气体混合物包括可表达为混合物中的一种气体的浓度的函数的目标成分时，气体混合物从气体监测模块106释放到处理腔室102的处理区域104中。处理腔室102电性耦接到电源126以及控制器124。控制器124被配置为执行多个指令，所述多个指令操作元件，诸如在腔室102或处理区域104中的各个位置中的加热器，被配置为执行基板处理程序。可包括远程等离子体源(未示出)的多个单独的气源也可以耦接到处理腔室102。

气体监测模块106耦接到控制器118、电源116、第一气源120和第二气源122。第二气源122容纳要引入处理区域中的一种或多种气体或气体混合物。可以在进入气体监测模块106之前或之后组合第二气源122的一种或多种气体。在一个或多个示例中，第二气源122是包括多个单独的气体储存容器的气体箱，每个气体储存容器都容纳不同成分的气体。

尽管本文示出的气体监测模块106与单独的电源116和单独的控制器118相关联，但是在替代实施方式中，处理腔室102和气体监测模块106可以共享控制器和/或电源。气体监测模块106包括经由入口(这里未示出)耦接到第一气源120的第一空腔108。第二空腔110热耦接到第一空腔108，使得在两个空腔108和110之间实现温度均衡。壁112分开第一空腔108和第二空腔110，并形成在第一空腔108与第二空腔110之间。壁112可以具有0.10英寸至0.50英寸的厚度，并且由不锈钢形成或包括不锈钢。在一些示例中，第一空腔108和第二空腔110可以彼此间隔开，并且可以利用独立温度控制和监测硬件来将第一空腔108和第二空腔110的温度彼此维持在预定范围内。

气体监测模块106的第二空腔110经由入口(这里未示出)流体地耦接到第二气源122。控制器118被配置为执行多个指令以确定第二空腔110中的气体混合物中的气体浓度。当气体浓度在预定范围内或超过预定阈值时，将气体混合物从第二空腔110释放到处理腔室102的处理区域104中。由控制器118执行每组指令以确定、调整、重新分析和/或释放来自气体监测模块106的气体混合物。在各种实施方式中，指令可以包括关于进入第一空腔108和第二空腔110中的每个的气体流率和气体流动持续时间的工艺配方。一个或多个换能器128耦接到气体监测模块106并被配置为将多个声音脉冲(例如，声波)施加到气体监测模块106。一个声音脉冲或多个声音脉冲被施加到第一空腔108和第二空腔110中的每个，包括脉冲的强度和持续时间，以及多个频率中的一个频率。在一些示例中，由控制器118执行的指令进一步包括用于调整气体混合物的参数，包括添加到混合物中以获得预定成分的气体的类型和量。控制器118还存储预定浓度值，该预定浓度值可以是范围或阈值，在该范围或阈值的基础上预测第二空腔110中的气体混合物的释放。

第二气源122可以容纳气体混合物，并且可以被配置为多个存储单元。每个存储单元容纳一种或多种气体。从每个存储单元流出的气体可以在到达第二空腔110之前在导管(未示出)中混合，或在第二空腔110内混合。第二气源122容纳至少两种气体，其中一种是与气源120相同的气体。在一些示例中，第一空腔108的出口(未示出)经由第二空腔110的入口(未示出)流体地耦接到第二空腔110。在这样的示例中，来自气源120的气体流过第一空腔108并然后进入第二空腔110，以在第二空腔110中形成气体成分的一部分。

图2示出了根据本公开内容的实施方式的气体监测模块200的示意性横截面。图2中所示的气体监测模块200可以类似于图1中讨论的气体监测模块106。在一个或多个实施方式中，气体监测模块200在图2中的横截面中由第一壁202、第二壁204、第三壁206和第四壁238限定。气体监测模块200可以具有可由铝制成的外壁212。外壁212包围由不锈钢、石英、镍基超合金或铝制成的内部腔室224。第一空腔210形成在内部腔室224中并与内部腔室224中的第二空腔220由壁218分开。将第一空腔210与第二空腔220分开的壁218可以由导热材料(诸如金属，例如不锈钢)形成。壁218的厚度为约0.10英寸至约0.50英寸。然而，可以设想其它尺寸。第一空腔210和第二空腔220热耦接，使得在两个空腔210和220之间存在均衡温度。均衡温度取决于实施方式，并且可以是已知的或可以是未知的，以便确定气体混合物成分，如本文所讨论。

在一个或多个实施方式中，第一空腔210包括入口206和出口208。出口208可以耦接到排气容器(未示出)或耦接到处理腔室(例如，诸如图1中的处理腔室102)。入口206可以流体地耦接到包括氧气、氢气或氮气的气源226。在一些示例中，第一空腔210的出口208流体地耦接(这里未示出)到第二空腔220的入口216，使得来自第一空腔210的气体可以被输送到第二空腔220。第二空腔220包括入口216和出口214。第二气源(图2中未示出)与第二空腔220的耦接可以直接在第二空腔220的入口216处发生，或经由安瓿222或耦接到入口216其它装置发生。安瓿222或耦接到入口216的其它装置可以被配置成在第二空腔220中引入至少一种气体，该至少一种气体与第一空腔210中的气体不同。在一些示例中，在气体监测模块200操作期间，第一气体持续地流过第一空腔210，同时包括第二气体和第一气体的气体混合物持续地流过第二空腔220。第一气体和气体混合物的持续流动被引入处理腔室中。在其它示例中，在气体监测模块200操作期间，提供给第二空腔220的气体混合物持续地流入处理腔室中。在一些示例中，在气体监测模块200操作期间，第一气体持续地流过第一空腔210进入第二空腔208，以便在第二空腔208内形成气体混合物，并且气体混合物从第二空腔208持续地流入第二空腔208中。

第一热电偶230定位在外壁212中的第一位置处并暴露至第一空腔210，以测量第一空腔210内的温度。类似地，第二热电偶228定位在外壁212中的第二位置处，并且用于测量空腔220的温度。热电偶230、228的位置是说明性的。在各种实施方式中，取决于空腔的尺寸、几何形状和其它因素，热电偶230、228可以各自位于第一空腔210和第二空腔220中的每个的其它区域中。第一空腔210的长度l1与第二空腔220的长度l2相同。虽然这里示出的l1和l2平行于与模块200平行的轴线234，但是在替代实施方式中，有效长度l1、l2可以垂直于法平面(例如，垂直于轴线234和轴线236)来测量。例如，如果换能器或其它装置沿着垂直于法平面的轴线236产生声音，那么可以垂直于法平面来测量有效长度l1、l2。控制器232被配置为将多个指令传送到模块200，这些指令包括关于第一空腔210和第二空腔220中的任一个或两者中的气体入口和出口的流率、一个或两个空腔的温度控制或其它因素的指令。

图3是根据本公开内容的实施方式的确定气体成分的方法300。在方法300中，在可选的操作302处，气体监测模块可移除地耦接到处理腔室，使得模块可以在使用后被移除并重附接到腔室或其它腔室。或者，气体监测模块可以在原始设备制造商(oem)处预先安装，因此，在一些实施方式中，操作302可以不是方法300的一部分。在操作302之后的操作304处，将第一气体引入气体监测模块的第一空腔。在操作304，第一气体以约10sccm至约100,000sccm、或约100sccm至约5,000sccm的流率或另一个流率引入第一空腔，并且可以作为持续流动而被引入，以净化第一空腔并减少杂质。操作306可在操作304之前、期间、之后或以与操作304部分重叠的方式发生，在操作306处，将气体混合物引入第二空腔中。引入第二空腔中的气体混合物具有包括第一气体和至少一种额外气体的成分。在操作306处，将气体混合物以约1sccm至约10,000sccm、或约50sccm至约1,000sccm的流率引入第二空腔中。然而，也可以设想其它流率。可以经由第二空腔的主入口引入气体混合物。主入口流体地耦接到多个气源，所述多个气源中至少两个气源被采用以在第二空腔中形成气体混合物。在该示例中，可以将每个气源以约1sccm至约10,000sccm的流率或另一个流率引入第二空腔中。每个气源可以以不同的速率使气体流入第二空腔中。在一个或多个示例中，第一空腔容纳氢(h2)或氮(n2)。第二空腔中的气体混合物包含第一空腔的气体(例如，h2或n2)和第二气体(诸如磷化氢(ph3))。第二空腔(如图2中所示的220)被示出为具有单一入口，但是设想的是，第二气源可以容纳多个存储装置，每个存储装置可以被配置具有通向第二空腔(220)的单独的相应入口。

在操作308处，通过向每个空腔施加声音脉冲，在第一空腔和第二空腔中的每个的内部确定声速。在一个或多个示例中，第一空腔和第二空腔中的每个的有效长度(leff)是已知的(或被确定的)，并且是相等的，第一空腔和第二空腔的温度也是如此。温度可以接近室温，可以由一个或多个热电偶测量，或可以被加热或冷却到-40℃至60℃的值。在一些示例中，空腔的leff是未知的，并且温度也是未知的，但是是相等的。

使用本文讨论的系统和方法的实施方式，使用声速确定气体监测模块中的二元气体浓度或气体混合物成分。理想气体(cideal)中的声速由公式(1)给出

其中γ是理想气体的热容比，r是摩尔气体常数，k是玻尔兹曼常数，ρ是气体密度，t是容器中的一种气体或多种气体的温度，m是气体分子质量，并且m是容器中的气体的摩尔质量。在二元气体混合物的示例中，γ和m可以根据气体的对应特性来计算。在具有已知γ和m的二元气体混合物的另一个示例中，可以使用已知t从声速测量来计算在气体混合物中的两种气体的浓度。

可以使用被配置成检测施加到空腔中的二元气体混合物的一个声音脉冲或多个声音脉冲的传感器在给定空腔中进一步测量声速。声速(v)可表达为在发出声音脉冲的时刻与接收声音脉冲的时刻之间的时间变化上的空腔的长度(l)，如公式(2)中所示。

v＝l/(treceived-tsent)＝l/δt(2)

因此，空腔中的共振将会在公式3中所示的频率(f)处发生，

f＝nv/2l(3)

其中v是声速，并且n是已知谐波。频率被测量，并且l是已知的，因此可以得到v。

通过扫描频率并定位谐波n和n+1的共振，共振也可用于确定二元气体成分。当有效长度leff已知时，声速被确定。在一些示例中，v可以是已知的，例如，因为诸如h2或n2的气体在已知温度下具有已知v值。然后，可以确定leff。共振频率是响应振幅处于相对最大值时的频率。使用根据本公开内容的实施方式的共振方法，耦接到一个或多个空腔的换能器增加和减少声音频率并检测功率尖峰。然后，功率尖峰被用于确定哪个频率是空腔的共振频率。

在一个或多个实施方式中，在包括两个热耦接空腔的气体监测模块中使用声音共振来测量气体成分。第一空腔容纳第一气体，并且第二空腔容纳第一气体和第二气体，以形成气体混合物。当空腔长度(l)已知时，测量容纳第一气体的第一空腔内的声速使得能够计算温度(t)，例如，使用公式(1)。长度l也可以被称为有效长度leff，并且在声音脉冲被施加的方向上进行测量。一旦确定t并且获知第二空腔中的声速以及第一气体和第二气体中的每个的m和γ，就可以确定第二空腔中的第一气体和第二气体的浓度。在一个或多个示例中，通过确定一次(n)和二次(n+1)谐波的频率来测量第一空腔中的声速。

公式(4)-(6)示出了f1、f2和f3的多频共振计算，其中f1、f2和f3中的每个与相同m和n值共振但具有不同l值，其中l表示谐波。

在本文讨论的采用气体监测模块的实施方式中，即使有效长度(leff)未知，也可以如下面的示例中那样计算气体混合物的m。有效长度是在与声音脉冲被施加到空腔的相同方向上测量的长度，并且脉冲单独地施加到每个空腔。在一个或多个示例中，气体监测模块的每个空腔具有相同的leff。在其它实施方式中，每个空腔可以具有不同长度。如下面的公式(7)中所示，计算容纳单一气体的第一空腔的一次谐波和二次谐波的频率。

类似地，针对容纳包括有第一空腔的气体的气体混合物的第二空腔的一次谐波和二次谐波计算频率。示例计算在下面的公式(8)中示出，其中“n”是谐波。

在执行公式(5)和(6)中的计算(公式(5)和(6)中的计算可以串联地、并行地或另外地以重叠的方式进行)之后，使用一次谐波和二次谐波的频率之间的差值的比值确定第二空腔中的气体混合物的摩尔重量(mmix)。示例比值计算在下面的公式(9)中示出。

因此，可以执行上述计算以确定第二空腔的成分，例如，当存在已知v并可以确定l(在给定方向上的共振模式)和leff时。在公式(6)中，n是共振模式，或在方向上的谐波数，即，表示该共振发生了多少个周期的整数。

随后，在操作310处，第二空腔中的至少一种额外气体的气体浓度基于在操作308处的计算而被确定。由于第二空腔具有至少两种气体的气体混合物，其中一种气体也存在于第一空腔中，在操作310处，使用第一空腔中存在的第一气体的已知摩尔质量和第二空腔中的气体混合物的摩尔质量来确定在第二空腔中的气体混合物中的第二气体的浓度。此外，在操作310处，进行第二气体的浓度与成分阈值或范围的比较。在一个或多个示例中，与操作310相关联的可执行指令包含在第二空腔中的气体混合物中的第二气体的成分范围(例如，x％-y％)。在一些示例中，可执行指令包括预定阈值，该预定阈值是第二空腔中的第二气体的浓度的最大值或最小值。在操作310处进行比较以确定是否要在下面讨论的操作中释放、调整和/或重新分析第二空腔的气体混合物。

在一个或多个示例中，在操作310之后并基于在操作310处的比较，如果该比较确定经计算的气体成分不在该范围或阈值内，那么在操作312处可以针对气体混合物的一种或多种气体调整(增加或减少)第二空腔中的气体流率。在一个或多个实施方式中，可以自动地执行在操作312处的针对第二空腔中的气体混合物中的一种或多种气体的流率的调整，例如，通过耦接到图1中讨论的系统100的一个或多个控制器。在一个或多个实施方式中，第一气体和第二气体单独地流入第二空腔中并在第二空腔中混合。在操作312处，可以独立地调整第一气体的流率和第二气体的流率。在一个或多个示例中，在操作312处调整气体流率和气体流动时间，只要空腔不被过度加压。对于其中在气体混合物流过第二空腔时确定气体混合物成分的持续流动的实施方式，与在释放之前在第二空腔中混合相反，在操作312处可类似地使用流率调整。

在一些示例中，在操作312处的调整可以包括调整气体混合物的一种或两种气体的气体流动时间或气体流率。在一些示例中，操作308和310重复进行至少一次，以在第二空腔中实现气体混合物的期望的成分。一旦第二空腔中的气体混合物实现期望的成分，那么在操作314处将第二空腔中的气体混合物释放到处理腔室中。

或者，设想的是，操作312可以省略，并且操作310可以直接地进行到操作314。在操作314处的释放气体混合物可以包括以约1sccm至约5,000sccm、或从约100sccm至约500sccm的可变流率或另一个流率释放气体混合物。在一个或多个实施方式中，耦接到气体监测模块的处理腔室可以保持在预定压力和温度，该预定压力和温度可以与气体监测模块的第二空腔的压力和温度相同或不同。

图4是根据本公开内容的实施方式的确定气体成分的实施方式的方法400。在方法400中，在操作402处，气体监测(测试)模块可移除地耦接到处理腔室，使得模块可以在使用后被移除并重附接到腔室或其它腔室。或者，气体监测模块可以通过oem或其它方耦接到处理腔室，并且因此，操作402可以从方法400中省略。在操作402之后的操作404处，将第一气体引入气体监测模块的第一空腔。可以以约10sccm至约100,000sccm、或约100sccm至约5,000sccm的流率或其它流率引入第一气体。第一气体可以作为持续流动而被引入，以净化第一空腔并减少杂质。操作406可在操作404之前、期间、之后或以与操作404部分重叠的方式发生，在操作406处，将气体混合物引入第二空腔中，该第二空腔容纳第一空腔的气体(例如，第一气体)以及至少一种额外气体。在一个或多个实施方式中，在操作406处，将气体混合物以约1sccm至约10,000sccm、或约50sccm至约1,000sccm的流率或另一个流率引入第二空腔种。可以经由多个入口引入气体混合物，诸如第二空腔的主入口。主入口流体地耦接到多个气源，其中使用至少两个气源在第二空腔中形成气体混合物。在一个或多个示例中，第一空腔中的气体包含氢(h2)或氮(n2)，并且第二空腔中的气体混合物包含第一空腔的气体(例如，h2或n2)以及磷化氢(ph3)。

此外，在方法400中，在操作408处，确定第一空腔中的气体的一次谐波的频率和第一空腔中的气体的二次谐波的频率。在操作410处，分别确定第二空腔中的气体混合物的一次谐波的频率和第二空腔中的气体混合物的二次谐波的频率。例如可以由图1中讨论的一个或多个处理器来同时地、顺序地或以部分重叠的方式执行操作408和410。当顺序地执行时，可以首先执行操作408或操作410。

在操作408和410之后的操作412处，确定经计算的谐波之间的比值。在操作412处确定的比值包括第一空腔中的一次谐波和二次谐波之间的差值与第二空腔中的一次谐波和二次谐波之间的差值之间的比值，并且可以类似于上面讨论的公式(6)。然后，可以确定第一空腔中的气体和气体混合物的每一者的m。在操作414处确定第二空腔中的气体混合物中的第二气体(例如，不在第一空腔中的气体)的浓度。另外，在操作414处，执行第二气体的浓度与成分阈值或范围的比较。在一个或多个示例中，与操作414相关联的可执行指令包含第二空腔中的气体混合物中的第二气体的成分范围(例如，x％-y％)，并且在其它示例中，可执行指令包括预定阈值，该预定阈值是第二空腔中的第二气体的浓度的最大值或最小值。在操作414处进行比较，以确定是否要释放、调整和/或重新分析第二空腔的气体混合物，如下面详细地讨论的。

在一个或多个示例中，在操作414之后，在操作416处基于在操作414处的计算和比较来调整第二空腔中的气流。在操作416处通过调整第一气体的流率、第二气体的流率、第一气体或第二气体的流动时间、气体混合物的流率、和/或气体混合物的流动时间来调整第二空腔中的气流。例如，在操作416处的调整由耦接到图1中讨论的系统100的一个或多个控制器自动地执行。在存在从第二空腔进入处理腔室中的持续流动的实施方式中，在操作416处的调整在该持续流动期间发生。

在一些示例中，在操作414处的计算和比较之后，在操作416处基于在操作414处的计算和比较而调整第二空腔中的气流。在该示例中，在操作416处的调整之后，操作408-414在一次或多次迭代中重复进行，直到在操作414处的比较指示第二空腔中的第二气体的气体浓度在预定范围内或满足预定阈值。一旦将第二空腔中的气体混合物调整到预定浓度或阈值，那么在操作418处将第二空腔中的气体混合物释放到处理腔室中。在另一个实施方式中，设想的是，可以在操作414之后执行操作418，省略操作416。

虽然本文讨论的气体监测模块包括两个空腔并涉及确定二元混合物中的气体浓度的示例，但是在替代实施方式中，可以使用三个或更多个空腔，并且一元、二元、三元或其它气体混合物被使用，以便确定气体混合物的成分(例如，气体混合物中的一种或多种气体的浓度)。

该系统和方法提供了一种确定至少二元混合物中的气体浓度的安全、有效、准确和动态的方法，并且便于调整气体混合物和将气体混合物从气体监测模块释放到处理腔室中。

在一个或多个实施方式中，气体监测模块包括多个空腔。多个空腔中的第一空腔包含已知气体浓度，并且多个空腔中的第二空腔容纳多种气体，所述多种气体包括第一空腔的已知气体。通过确定第一空腔中的声速并然后确定第二空腔中的声速，第二空腔中的气体混合物的成分被确定，并且因此第二空腔中的气体混合物的至少第二气体的浓度被确定。在一个或多个示例中，如果使用本文讨论的系统和方法确定了第二空腔中的第二气体的浓度在预定范围内或满足预定阈值，那么将第二空腔中的气体混合物释放到处理腔室中。在一些示例中，如果确定了浓度在预定范围外或不满足预定阈值，那么响应于该确定来调整混合物中的一种或多种气体的流动。在一些实施方式中，在调整之后第二空腔的经调整的混合被自动地释放物，并且在替代实施方式中，可以在将气体混合物释放到处理腔室中之前重复进行浓度计算。在其它实施方式中，在使气体混合物持续地流入处理腔室中期间测量浓度，并且可以调来自第二空腔进入处理腔室中的流率和/或从第一空腔和第二空腔进入处理腔室中的流率。

在一个或多个实施方式中，可以制备、测试或调整包含载气的气体混合物，然后将其释放。气体混合物包括两种不同的气体，即，具有不同的元素成分的气体。在另一个实施方式(即，持续流动的实施方式)中，如本文所讨论的那样测试气体混合物，并且在使气体混合物持续地流入处理腔室中期间根据需要进行调整。在一个或多个示例中，在第二空腔中的气体混合物的调整可以基于如本文所讨论的那样确定的气体混合物的浓度。可以进行第二空腔中的气体混合物流动的调整，使得流率乘以浓度，以便满足目标流率(以sccm为单位进行测量)，从而将气体混合物输送到处理腔室。在该示例中，载气流率可以被计算为气体混合物x(c)的流率，其中c是气体混合物中的载气的浓度。可以调整第一空腔中的载气流率，使得每个空腔中的载体流率的总和满足目标载体流率。因此，在一个或多个实施方式中，在通过两个空腔的气体的两个流动的每个流动离开气体监测模块之后，这两个流动将被合并，并且合并的气流被送到处理腔室。

为了便于理解，在可能情况下，已经使用相同的附图标记来表示各图共有的相同元件。设想的是，一个实施方式的要素和特征可以有利地并入其它实施方式，而无需进一步叙述。

虽然前述内容针对本公开内容的实施方式，但是可以在不脱离本公开内容的基本范围的情况下设计本公开内容的其它和进一步实施方式，并且本公开内容的范围由所附权利要求书确定。