用于測(cè)量夾帶蒸氣的系統(tǒng)和方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于測(cè)量夾帶蒸氣的系統(tǒng)和方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]本申請(qǐng)要求2014年10月7日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.62/060718的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。上文中提及的申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容涉及襯底處理系統(tǒng)，更具體而言涉及用于測(cè)量襯底處理系統(tǒng)中夾帶蒸氣的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]此處提供的【背景技術(shù)】描述是出于大體上呈現(xiàn)本公開(kāi)的背景的目的。當(dāng)前署名的發(fā)明人的工作，就其在該技術(shù)背景部分以及說(shuō)明書(shū)方面中所描述的、可能不符合作為提交時(shí)的現(xiàn)有技術(shù)的工作而言，既不明示地也不暗示地承認(rèn)是本公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]襯底處理系統(tǒng)可用于對(duì)襯底上的膜執(zhí)行灰化、沉積和/或蝕刻。襯底處理系統(tǒng)通常包括帶有襯底支撐件的處理室，所述襯底支撐件例如為基座、靜電吸盤(pán)、板等等。襯底例如半導(dǎo)體晶片可被布置在襯底支撐件上。在化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝中，包括一種或更多種前體的氣體混合物可被引入到處理室中以在襯底上沉積膜。在一些襯底處理系統(tǒng)中，等離子體可用于激活化學(xué)反應(yīng)。
[0005]為了獲得高質(zhì)量的膜，向處理室提供所需濃度的前體氣體是重要的。所述前體可以是升華或蒸發(fā)到載體氣體中以提供前體氣體的固體或液體。在一些襯底處理系統(tǒng)中，前體流可使用質(zhì)量流量傳感器來(lái)測(cè)量。然而，質(zhì)量流量傳感器通常具有會(huì)被使用的高溫、低壓和/或低壓降問(wèn)題。測(cè)量氣體濃度的其它方法包括紅外傳感器(IR)、傅立葉變換紅外(FTIR)光譜儀和離子質(zhì)譜儀。然而，這些方法通常成本高或不產(chǎn)生表征前體氣體濃度的信號(hào)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]用于向襯底處理室供給前體氣體的系統(tǒng)包括:第一質(zhì)量流量控制器，其具有接收載體氣體的入口和出口。安瓿被配置成供給前體氣體?；趧?dòng)量的流量限制構(gòu)件包括入口和出口。與所述第一質(zhì)量流量控制器和所述安瓿流體連通的閥系統(tǒng)被配置成向基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件供給前體氣體和載體氣體。壓力傳感系統(tǒng)被配置成檢測(cè)在基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的入口處的入口壓力和在基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口處的出口壓力?？刂破鞅慌渲贸苫谌肟趬毫统隹趬毫χg的差確定基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口處的前體氣體的流率。
[0007]在其他特征中，所述控制器被配置成基于前體氣體的流率和壓力差之間的預(yù)定關(guān)系調(diào)節(jié)由第一質(zhì)量流量控制器供給的載體氣體的流率，以控制基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口處的前體氣體的流率。
[0008]在其他特征中，加熱器加熱安瓿。所述控制器選擇性地調(diào)節(jié)加熱器以控制基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口處的前體氣體的流率。所述基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件包括基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件。
[0009]在其他特征中，所述閥系統(tǒng)包括選擇性地連接第一質(zhì)量流量控制器的出口和安瓿的入口的第一閥、選擇性地連接第一質(zhì)量流量控制器的出口和基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的入口的第二閥以及選擇性地連接安瓿的出口和基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的入口的第三閥。
[0010]在其他特征中，所述壓力傳感系統(tǒng)包括與基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的入口連通的第一壓力傳感器。所述第二傳感器與基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口連通。
[0011]在其他特征中，所述壓力傳感系統(tǒng)包括壓力傳感器、用于選擇性地連接壓力傳感器和基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的入口的第一閥和用于選擇性地連接壓力傳感器和基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口的第二閥。
[0012]在其他特征中，所述載體氣體具有第一密度并且所述前體氣體具有第二密度。所述第二密度大于所述第一密度的9倍。所述載體氣體包括氬氣并且所述前體氣體選自由五氯化鎢和六氯化鎢所組成的組。
[0013]在其他特征中，第二質(zhì)量流量控制器包括連通第一質(zhì)量流量控制器入口的入口和連通基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件出口的出口。所述控制器被配置成通過(guò)控制載體氣體至第一質(zhì)量流量控制器的流率來(lái)調(diào)節(jié)前體氣體至襯底處理室的流率并響應(yīng)于載體氣體至第一質(zhì)量流量控制器的流率的變化而改變由第二質(zhì)量流量控制器供給的載體氣體至襯底處理室的流率。
[0014]用于向襯底處理室供給前體氣體的方法包括使用第一質(zhì)量流量控制器供給載體氣體；使用安瓿供給前體氣體；向包括入口和出口的基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件供給前體氣體和載體氣體；檢測(cè)在基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的入口處的入口壓力和在基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口處的出口壓力；并基于所述入口壓力和所述出口壓力之間的壓力差以及所述壓力差和前體氣體的流率之間的預(yù)定關(guān)系來(lái)確定所述前體氣體至所述襯底處理室的流率。
[0015]在其他特征中，所述方法包括基于確定的前體氣體的流率調(diào)節(jié)由第一質(zhì)量流量控制器供給的載體氣體的流率，以控制在基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口處的前體氣體的流率。
[0016]在其他特征中，所述方法包括基于計(jì)算的前體氣體的流率調(diào)節(jié)安瓿的溫度，以控制在基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口處的前體氣體的流率。
[0017]在其他特征中，所述基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件包括基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件。
[0018]在其他特征中，供給前體氣體和載體氣體包括使用選擇性地連接第一質(zhì)量流量控制器的出口和安瓿的第一閥；使用選擇性地連接第一質(zhì)量流量控制器的出口和基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的第二閥以及使用選擇性地連接安瓿和基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的第三閥。
[0019]在其他特征中，檢測(cè)入口壓力和出口壓力包括布置與基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的入口連通的第一壓力傳感器；并布置與基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口連通的第二傳感器。
[0020]在其他特征中，檢測(cè)入口壓力和出口壓力包括選擇性地連接壓力傳感器和基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的入口并檢測(cè)入口壓力；以及選擇性地連接壓力傳感器與基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口并檢測(cè)出口壓力。[0021 ] 在其他特征中，所述載體氣體具有第一密度并且所述前體氣體具有第二密度。所述第二密度大于所述第一密度的9倍。所述載體氣體包括氬氣并且前體氣體選自由五氯化鎢和六氯化鎢所組成的組。
[0022]在其他特征中，所述方法包括布置與第一質(zhì)量流量控制器的入口連通的第二質(zhì)量流量控制器的入口以及與基于動(dòng)量的流量限制構(gòu)件的出口連通的第二質(zhì)量流量控制器的出口 ；通過(guò)調(diào)節(jié)第一質(zhì)量流量控制器的流率改變前體氣體至襯底處理室的流率；以及響應(yīng)于第一質(zhì)量流量控制器的流率的改變而改變由第二質(zhì)量流量控制器供給的載體氣體至襯底處理室的流率。
[0023]根據(jù)詳細(xì)描述、權(quán)利要求和附圖，本公開(kāi)的適用性的更多的領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見(jiàn)。詳細(xì)描述和具體示例僅出于圖示的目的且不旨在限制本公開(kāi)的范圍。
【附圖說(shuō)明】
[0024]根據(jù)詳細(xì)描述和附圖將更充分地理解本公開(kāi)，其中:
[0025]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的襯底處理系統(tǒng)的示例的功能框圖；
[0026]圖2是根據(jù)本公開(kāi)的氣體輸送系統(tǒng)的一部分的示例的功能框圖；
[0027]圖3A-3C是根據(jù)本公開(kāi)的前體氣體輸送系統(tǒng)的示例的功能框圖；
[0028]圖4是壓降和前體流之間的關(guān)系的示例的曲線圖；
[0029]圖5是根據(jù)本公開(kāi)的前體氣體輸送系統(tǒng)的示例的功能框圖；以及
[0030]圖6是圖示了根據(jù)本公開(kāi)的測(cè)量夾帶蒸氣流量的方法的步驟的流程圖。
[0031]在附圖中，可以重復(fù)使用附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)識(shí)類(lèi)似的和/或相同