TW202133300A - 氣體遞送系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本案提供一種系統，可以包括：主線路，用於遞送第一氣體；及感測器，用於測量遞送通過主線路的第一氣體中的前驅物的濃度。系統可以進一步包括：第一子線路及第二子線路，用於分別提供通往第一處理腔室及第二處理腔室的流體通路。第一子線路可以包括：第一流量控制器，用於控制流動通過第一子線路的第一氣體。第二子線路可以包括：第二流量控制器，用於控制流動通過第二子線路的第一氣體。可以將遞送控制器配置為基於前驅物的測量到的濃度來控制第一流量控制器及第二流量控制器，以將第一氣體與第二氣體的第一混合物及第一氣體與第二氣體的第二混合物分別遞送到第一半導體處理腔室及第二半導體處理腔室中。

Description

氣體遞送系統及方法
本技術與半導體製程及設備相關。更具體而言，本技術與用於偵測、控制、及/或遞送氣體的半導體處理系統及方法相關。
藉由在基板表面上產生錯綜複雜地圖案化的材料層的製程使得積體電路成為可能。隨著元件尺寸在下一代的元件中不斷縮小，處理條件的均勻性及精確控制的重要性不斷增加，腔室設計及系統設置可以對所生產的元件的品質起重要作用。因此，需要可以用來生產高品質元件及結構的系統及方法。
本技術的實施例可以包括用於遞送前驅物的方法。示例性方法可以包括以下步驟：使第一氣體流動通過第一遞送主線路。第一氣體可以包括前驅物及稀釋氣體。第一遞送主線路可以與第一遞送主線路的下游的第一遞送子線路及第二遞送子線路流體耦接。可以將第一遞送子線路配置為提供從第一遞送主線路到第一半導體處理腔室的流體通路。可以將第二遞送子線路配置為提供從第一遞送主線路到第二半導體處理腔室的流體通路。方法可以進一步包括以下步驟：測量遞送通過第一遞送主線路的第一氣體中所含有的前驅物的濃度。方法也可以包括以下步驟：至少部分地基於前驅物的測量到的濃度來調整遞送通過第一遞送子線路的第一氣體的第一流速；及至少部分地基於前驅物的測量到的濃度來調整遞送通過第二遞送子線路的第一氣體的第二流速。方法可以進一步包括以下步驟：依據第一配方設定點向第一半導體處理腔室遞送遞送通過第一遞送子線路的第一氣體與可以包括稀釋氣體的第二氣體的第一混合物。方法也可以包括以下步驟：依據第二配方設定點向第二半導體處理腔室遞送遞送通過第二遞送子線路的第一氣體與第二氣體的第二混合物。可以同時分別向第一半導體處理腔室及第二半導體處理腔室遞送第一混合物及第二混合物。
在一些實施例中，前驅物可以包括乙硼烷。在一些實施例中，稀釋氣體可以包括氫氣。在一些實施例中，可以使用光學吸收感測器來測量前驅物的濃度。在一些實施例中，光學吸收感測器可以包括細長光學單元。可以將細長光學單元配置為引導第一氣體沿著細長光學單元的縱軸線流動通過細長光學單元的至少一部分，同時可以藉由光學吸收感測器來測量第一氣體中所含有的前驅物的濃度。在一些實施例中，光學吸收感測器可以包括濾光器，濾光器界定細長光學單元的第一端。可以將濾光器配置為允許具有以下波數中的一或更多者的紅外線輻射穿過：1,600±100 cm-1 或2,520±100 cm-1 。在一些實施例中，光學吸收感測器可以包括光學窗口，光學窗口界定細長光學單元的第二端。通過光學窗口進入到細長光學單元中的光可以包括具有範圍介於約400 cm-1 與約3,000 cm-1 之間的波數的紅外線輻射。
在一些實施例中，第一配方設定點可以界定第一氣體與第二氣體的第一混合物中所含有的前驅物的第一濃度。第二配方設定點可以界定第一氣體與第二氣體的第二混合物中所含有的前驅物的第二濃度。在一些實施例中，方法可以進一步包括以下步驟：使第二氣體流動通過第二遞送主線路。第二遞送主線路可以與第二遞送主線路的下游的第三遞送子線路及第四遞送子線路流體耦接。可以將第三遞送子線路配置為提供從第二遞送主線路到第一半導體處理腔室的流體通路。可以將第四遞送子線路配置為提供從第二遞送主線路到第二半導體處理腔室的流體通路。方法也可以包括以下步驟：至少部分地基於前驅物的測量到的濃度來調整遞送通過第三遞送子線路的第二氣體的第一流速；及至少部分地基於前驅物的測量到的濃度來調整遞送通過第四遞送子線路的第二氣體的第二流速。在一些實施例中，遞送遞送通過第一遞送子線路的第一氣體與第二氣體的第一混合物可以包括以下步驟：遞送遞送通過第一遞送子線路的第一氣體與遞送通過第三遞送子線路的第二氣體的第一混合物。在一些實施例中，遞送遞送通過第二遞送子線路的第一氣體與第二氣體的第二混合物可以包括以下步驟：遞送遞送通過第二遞送子線路的第一氣體與遞送通過第四遞送子線路的第二氣體的第二混合物。
本技術的實施例可以包括用於遞送前驅物的系統。一種示例性前驅物遞送系統可以包括：第一遞送主線路，被配置為遞送第一氣體；及前驅物感測器，被配置為測量遞送通過第一遞送主線路的第一氣體中所含有的前驅物的濃度。前驅物遞送系統也可以包括：第一遞送子線路及第二遞送子線路，與第一遞送主線路流體耦接且位於第一遞送主線路的下游。可以將第一遞送子線路配置為提供從第一遞送主線路到第一半導體處理腔室的流體通路。可以將第二遞送子線路配置為提供從第一遞送主線路到第二半導體處理腔室的流體通路。第一遞送子線路可以包括：第一流量控制器，被配置為控制流動到第一半導體處理腔室中的第一氣體的第一流速。第二遞送子線路可以包括：第二流量控制器，被配置為控制流動到第二半導體處理腔室中的第一氣體的第二流速。前驅物遞送系統可以進一步包括：前驅物遞送控制器，與前驅物感測器、第一流量控制器、及第二流量控制器通訊耦接。可以將前驅物遞送控制器配置為基於前驅物的測量到的濃度來控制第一流量控制器，以便依據第一配方設定點向第一半導體處理腔室遞送第一氣體與第二氣體的第一混合物。可以將前驅物遞送控制器進一步配置為基於前驅物的測量到的濃度來控制第二流量控制器，以便依據第二配方設定點向第二半導體處理腔室遞送第一氣體與第二氣體的第二混合物。
在一些實施例中，可以將前驅物遞送系統配置為同時向第一半導體處理腔室遞送第一混合物及向第二半導體處理腔室遞送第二混合物。在一些實施例中，前驅物可以包括乙硼烷，且第一氣體可以進一步包括氫氣。第二氣體可以包括氫氣。在一些實施例中，前驅物感測器可以包括光學吸收感測器。在一些實施例中，光學吸收感測器可以包括細長光學單元，可以將細長光學單元配置為引導第一氣體沿著細長光學單元的縱軸線流動通過細長光學單元的至少一部分，同時可以藉由光學吸收感測器來測量第一氣體中所含有的前驅物的濃度。在一些實施例中，光學吸收感測器可以包括濾光器，濾光器界定細長光學單元的第一端。可以將濾光器配置為允許具有以下波數中的一或更多者的紅外線輻射穿過：1,600±100 cm-1 或2,520±100 cm-1 。在一些實施例中，光學吸收感測器可以包括光學窗口，光學窗口界定細長光學單元的第二端。通過光學窗口進入到細長光學單元中的光可以包括具有範圍介於約400 cm-1 與約3,000 cm-1 之間的波數的紅外線輻射。在一些實施例中，光學吸收感測器可以進一步包括壓力感測器或溫度感測器中的至少一者，壓力感測器被配置為測量細長光學單元內部的壓力，溫度感測器被配置為測量細長光學單元內部的溫度。
在一些實施例中，前驅物遞送系統可以進一步包括被配置為遞送第二氣體的第二遞送主線路。前驅物遞送系統也可以包括：第三遞送子線路及第四遞送子線路，與第二遞送主線路流體耦接且位於第二遞送主線路的下游。可以將第三遞送子線路配置為提供從第二遞送主線路到第一半導體處理腔室的流體通路。可以將第四遞送子線路配置為提供從第二遞送主線路到第二半導體處理腔室的流體通路。第三遞送子線路可以包括：第三流量控制器，被配置為控制流動到第一半導體處理腔室中的第二氣體的第一流速。第四遞送子線路可以包括：第四流量控制器，被配置為控制流動到第二半導體處理腔室中的第二氣體的第二流速。前驅物遞送控制器可以進一步與第三流量控制器及第四流量控制器通訊耦接。可以將前驅物遞送控制器進一步配置為基於前驅物的測量到的濃度來控制第三流量控制器，以便依據第一配方設定點向第一半導體處理腔室遞送第一混合物。可以將前驅物遞送控制器進一步配置為基於前驅物的測量到的濃度來控制第四流量控制器，以便依據第二配方設定點向第二半導體處理腔室遞送第二混合物。在一些實施例中，第一配方設定點可以界定第一氣體與第二氣體的第一混合物中所含有的前驅物的第一濃度。第二配方設定點可以界定第一氣體與第二氣體的第二混合物中所含有的前驅物的第二濃度。
本技術的實施例可以包括半導體處理系統。一種示例性半導體處理系統可以包括：第一半導體處理腔室及第二半導體處理腔室，佈置在半導體處理系統的串接區段中。半導體處理系統也可以包括前驅物遞送系統。前驅物遞送系統可以包括配置為遞送第一氣體的第一遞送主線路。第一遞送主線路可以與第一遞送子線路及第二遞送子線路流體耦接。第一遞送子線路可以包括第一流量控制器，且可以被配置為提供從第一遞送主線路到第一半導體處理腔室的流體通路。第二遞送子線路可以包括第二流量控制器，且可以被配置為提供從第一遞送主線路到第二半導體處理腔室的流體通路。前驅物遞送系統也可以包括沿著第一遞送主線路安裝的光學吸收感測器。可以將光學吸收感測器配置為測量第一氣體中所含有的前驅物的濃度。前驅物遞送系統也可以包括配置為遞送第二氣體的第二遞送主線路。第二遞送主線路與第三遞送子線路及第四遞送子線路流體耦接。第三遞送子線路可以包括第三流量控制器，且可以被配置為提供從第二遞送主線路到第一半導體處理腔室的流體通路。第四遞送子線路可以包括第四流量控制器，且可以被配置為提供從第二遞送主線路到第二半導體處理腔室的流體通路。前驅物遞送系統可以進一步包括：前驅物遞送控制器，與光學吸收感測器以及第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器、及第四流量控制器通訊耦接。可以將前驅物遞送控制器配置為基於前驅物的測量到的濃度來控制第一流量控制器及第三流量控制器，以便依據第一配方設定點向第一半導體處理腔室遞送第一氣體與第二氣體的第一混合物。可以將前驅物遞送控制器進一步配置為基於前驅物的測量到的濃度來控制第二流量控制器及第四流量控制器，以便依據第二配方設定點向第二半導體處理腔室遞送第一氣體與第二氣體的第二混合物。可以將前驅物遞送系統配置為同時遞送第一混合物及第二混合物。
相對於常規的系統及技術，本技術可以提供許多益處。例如，本技術可以藉由校正從氣體源遞送的前驅物的濃度的任何變化來實現精確地將前驅物遞送到一或更多個處理腔室中。進一步地，本技術可以允許將單個氣體源用於用不同的濃度及/或量將前驅物遞送到一或更多個處理腔室中，以同時實現不同的製程。可以與以下說明及附圖結合來更詳細地描述這些及其他實施例以及許多它們的優點及特徵。
半導體工業中的選擇性可以指一種材料相對於另一種材料的沉積/蝕刻速率。遞送到半導體處理腔室中的氣體混合物可以影響選擇性。氣體混合物可能有時候是穩定的，但可能通常是不穩定的。氣體混合物遞送的不穩定性可能是由氣體混合物的化學物質的本質、環境因素、遞送路徑配置等等引起的。氣體混合物遞送的不穩定性或變化可能對所處理的膜或基板的整體處理品質有害。
本文中所述的本技術藉由利用光學吸收感測器來測量及/或監測從氣體源遞送的第一氣體中所含有的前驅物的濃度，克服了這些問題。基於測量到的濃度，可以調整第一氣體及第二氣體的流速以實現將前驅物精確地遞送到一或更多個處理腔室中，第二氣體可以用來稀釋第一氣體及/或校正前驅物的濃度的任何變化。進一步地，藉由獨立調整流動到一或更多個處理腔室中的第一氣體及第二氣體的流速，本技術可以允許利用單個氣體源用不同的濃度及/或量來將前驅物遞送到一或更多個處理腔室中以實現不同的製程。雖然其餘揭示內容將常規地識別利用所揭露的技術來進行的特定前驅物及稀釋氣體的遞送，但將容易了解，系統及方法也同等可適用於可以在半導體處理期間利用的各種其他製程氣體。因此，不應將本技術認為僅限於與所描述的氣體一起使用。進一步地，雖然在本文中描述光學吸收感測器作為示例，但也可以將可以用來測量氣體混合物的濃度及/或相對比率的任何感測器利用及/或實施在本技術中。
圖1示出依據實施例的沉積腔室、蝕刻腔室、烘烤腔室、及固化腔室的處理系統100的一個實施例的俯視平面圖。在圖式中，一對前開式晶圓傳送盒（FOUP）102供應各種尺寸的基板，此些基板由機器手臂104所接收並在安置到基板處理腔室108a-f中的一者中之前安置到低壓貯留區域106中，此些基板處理腔室定位在串接區段109a-c中。可以使用第二機器手臂110來將基底晶圓從貯留區域106運輸到基板處理腔室108a-f及運輸回來。每個基板處理腔室108a-f均可以被配備為執行多種基板處理操作，除了循環層沉積（CLD）、原子層沉積（ALD）、化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、濕蝕刻、預清潔、脫氣、定向、及其他基板製程以外，還包括本文中所述的乾蝕刻製程及選擇性沉積。
基板處理腔室108a-f可以包括用於對基底晶圓上的介電膜進行沉積、退火、固化、及/或蝕刻的一或更多個系統元件。在一種配置中，可以使用兩對處理腔室（例如108c-d及108e-f）來在基板上沉積介電材料或含金屬的材料，且可以使用第三對處理腔室（例如108a-b）來蝕刻沉積的介電體。在另一種配置中，可以將所有三對腔室（例如108a-f）配置為蝕刻基板上的介電膜。在不同的實施例中，可以在與所示出的製造系統分離的腔室中實現所述製程中的任一者或更多者。
在一些實施例中，腔室具體包括至少一個蝕刻腔室以及至少一個沉積腔室。藉由在工廠接口的處理側組合包括這些腔室，所有的蝕刻製程及沉積製程都可以在受控的環境中執行。例如，在實施例中，可以在貯留區域106的處理側維持真空環境，使得所有腔室及傳輸都被維持在真空下。這也可以限制水蒸氣及其他的空氣成分接觸所處理的基板。將理解，系統100考慮用於介電膜的沉積腔室、蝕刻腔室、退火腔室、及固化腔室的額外配置。
圖2示意性地繪示依據本技術的實施例的示例性處理系統200的一個實施例。處理系統200可以包括第一半導體處理腔室202及第二半導體處理腔室204。在一些實施例中，與上文參照圖1所論述的處理腔室108對類似，可以將第一半導體處理腔室202及第二半導體處理腔室204佈置在處理系統200的串接區段206中。可以將第一處理腔室202及第二處理腔室204配置為同時實現不同的製程。處理系統200可以進一步包括前驅物遞送系統208，此前驅物遞送系統被配置為將一或更多種前驅物或氣體混合物遞送到第一半導體處理腔室202及/或第二半導體處理腔室204中。在一些實施例中，可以將前驅物遞送系統208配置為同時地或獨立地將一或更多種前驅物或氣體混合物遞送到第一處理腔室202及/或第二處理腔室204中。
前驅物遞送系統208可以包括第一遞送主線路210，其被配置為遞送來自第一氣體源212（例如前驅物源）的第一氣體。取決於氣體，第一氣體源212可以包括用於用固態、液態、及/或氣態形式儲存第一氣體的缸筒或其他容器，第一氣體可以汽化以供遞送通過第一遞送主線路210。在一些實施例中，也可以將第一遞送主線路210配置為遞送來自吹掃氣體源213的吹掃氣體（例如氮氣）或適於半導體處理的任何其他氣體。雖然圖1中示出了兩個氣體源，但也可以將第一遞送主線路210配置為遞送來自一或多個氣體源的僅一種或多於兩種的氣體。
前驅物遞送系統208可以進一步包括與第一遞送主線路210流體耦接的第一遞送子線路214。可以將第一遞送子線路214配置為提供從第一遞送主線路210到第一處理腔室202的流體通路。在一些實施例中，第一遞送子線路214可以包括流量控制器216（例如質量流量控制器），此流量控制器被配置為控制通過第一遞送子線路214遞送到第一處理腔室202中的第一氣體的流速。在一些實施例中，前驅物遞送系統208可以進一步包括與第一遞送主線路210流體耦接的第二遞送子線路218。可以將第二遞送子線路218配置為提供從第一遞送主線路210到第二處理腔室204的流體通路。在一些實施例中，第二遞送子線路218可以包括流量控制器220（例如質量流量控制器），此流量控制器被配置為控制通過第二遞送子線路218遞送到第二處理腔室204中的第一氣體的流速。
在一些實施例中，前驅物遞送系統208可以進一步包括前驅物感測器224，此前驅物感測器沿著第一遞送主線路210安裝且安裝在第一遞送子線路214及第二遞送子線路218的上游。在一些實施例中，前驅物感測器224可以包括光學吸收感測器。如下文將更詳細論述的，可以將前驅物感測器224配置為測量遞送通過第一遞送主線路210的第一氣體中所含有的一或更多種前驅物的濃度。
在一些實施例中，前驅物遞送系統208可以進一步包括第二遞送主線路226，其被配置為遞送來自第二氣體源228（例如稀釋氣體源）的第二氣體。取決於氣體，第二氣體源228可以包括用於用固態、液態、及/或氣態形式儲存第二氣體的缸筒或其他容器，第二氣體可以汽化以供遞送通過第二遞送主線路226。
在一些實施例中，前驅物遞送系統208可以進一步包括與第二遞送主線路226流體耦接的第三遞送子線路230。可以將第三遞送子線路230配置為提供從第二遞送主線路226到第一處理腔室202的流體通路。在一些實施例中，第三遞送子線路230可以包括流量控制器232（例如質量流量控制器），此流量控制器被配置為控制通過第三遞送子線路230流動到第一處理腔室202中的第二氣體的流速。在一些實施例中，前驅物遞送系統208可以進一步包括與第二遞送主線路226流體耦接的第四遞送子線路234。可以將第四遞送子線路234配置為提供從第二遞送主線路226到第二處理腔室204的流體通路。在一些實施例中，第四遞送子線路234可以包括流量控制器236（例如質量流量控制器），此流量控制器被配置為控制通過第四遞送子線路234流動到第二處理腔室204中的第二氣體的流速。
雖然在圖2中所示的實施例中將第三遞送子線路230及第四遞送子線路234描述為與第二遞送主線路226流體耦接，但在一些實施例中，也可以省略第二遞送主線路226。在一些實施例中，第三遞送子線路230及第四遞送子線路234中的每一者均可以耦接到稀釋氣體源。耦接到第三遞送子線路230及第四遞送子線路234的稀釋氣體源在一些實施例中可以相同，或在一些實施例中可以不同。
為了安全起見及/或防止交叉污染，可以沿著第一遞送主線路210及/或第二遞送主線路226及/或第一遞送子線路214、第二遞送子線路218、第三遞送子線路230、及/或第四遞送子線路234安裝一或更多個閥門。在一些實施例中，可以沿著第一遞送主線路210將人工閥門及/或安全閥門250安裝在第一氣體源212的下游。可以將吹掃閥門252安裝在吹掃氣體源213的下游。可以將上游閥門254安裝在第一氣體源212及吹掃氣體源213的下游及前驅物感測器224的上游。在一些實施例中，沿著第一遞送子線路214及第二遞送子線路218，可以將上游閥門256a、256b安裝在相應的流量控制器216、220的上游，且可以將下游閥門258a、258b安裝在相應的流量控制器216、220的下游。也可以將最終閥門260a、260b安裝在閥門256、258的下游及相應的第一處理腔室202及第二處理腔室204的上游。在一些實施例中，沿著第三遞送子線路230及第四遞送子線路234，可以將人工閥門262a、262b安裝在第二氣體源228的下游，且可以將上游閥門264a、264b安裝在相應的人工閥門262a、262b的下游及相應的流量控制器232、236的上游。進一步地，沿著第三遞送子線路230及第四遞送子線路234，也可以將最終閥門266a、266b安裝在相應的流量控制器232、236的下游及相應的第一處理腔室202及第二處理腔室204的上游。
在一些實施例中，前驅物遞送系統208可以進一步包括前驅物遞送控制器270。前驅物遞送控制器270可以與前驅物感測器224通訊耦接，且可以被配置為從前驅物感測器224接收指示第一氣體中所含有的一或更多種前驅物的濃度的測量值。前驅物遞送控制器270也可以與流量控制器216、220、232、236通訊耦接，且可以被配置為獨立控制流量控制器216、220、232、236中的每一者，以調整流動到第一處理腔室202及/或第二處理腔室204中的第一氣體及/或第二氣體的相應的流速，以便依據一或更多個半導體處理配方遞送氣體混合物。具體而言，在一些實施例中，前驅物遞送控制器270可以進一步與處理配方資料儲存器272通訊耦接。可以將處理配方資料儲存器272配置為儲存半導體處理配方，此些半導體處理配方可以包括處理設定點，例如一或更多種前驅物及/或稀釋氣體的流速、一或更多種前驅物的濃度、處理壓力、處理溫度等等。可以將前驅物遞送控制器270配置為從處理配方資料儲存器272擷取或獲得處理配方設定點等等。基於擷取的處理設定點及第一氣體中的一或更多種前驅物的測量到的濃度，前驅物遞送控制器270可以彼此獨立地控制及/或調整流量控制器216、220、232、236中的一或更多者，以據此將氣體混合物遞送到第一處理腔室202及/或第二處理腔室204中。
如上所述，由於化學物質的本質、環境因素、遞送路徑配置等等，氣體混合物可能不穩定。例如，第一氣體可以包括指定濃度（例如約10%到約30%）下的可以用稀釋氣體（例如氫氣（H2 ））稀釋的前驅物（例如乙硼烷（B2 H6 ）），此指定濃度可能高於各種處理配方的處理設定點。然而，來自第一氣體源212的前驅物的遞送濃度可能由於各種原因而偏離指定濃度。所遞送的前驅物的濃度的此類偏離可能導致遞送到第一處理腔室202及/或第二處理腔室204中以供處理收容在其中的半導體基板的前驅物的量及/或濃度的變化。所遞送的前驅物的量及/或濃度的變化可能對所處理的基板的品質（例如膜的品質）有害。
為了限制或防止遞送到第一處理腔室202及/或第二處理腔室204中的前驅物的量的變化，可以使用前驅物感測器224來監測及/或測量從第一氣體源212遞送的前驅物的濃度。可以利用前驅物的測量到的濃度來使用第二氣體（其可以是氫氣（H2 ））進一步稀釋含有前驅物的第一氣體，使得可以依據處理設定點將精確量的前驅物遞送到第一處理腔室202及/或第二處理腔室204中。
具體而言，在一些實施例中，基於第一氣體中所含有的前驅物的測量到的濃度，可以將前驅物遞送控制器270配置為控制流量控制器216及流量控制器232，以便分別控制流動到第一處理腔室202中的第一氣體的流速及第二氣體的流速。藉由基於前驅物的測量到的濃度來控制流動到第一處理腔室202中的第一氣體及第二氣體的流速，可以依據第一配方處理設定點將正確、精確的量的前驅物遞送到第一處理腔室202中。類似地，基於第一氣體中所含有的前驅物的測量到的濃度，可以將前驅物遞送控制器270進一步配置為控制流量控制器220及流量控制器236，以便分別控制流動到第二處理腔室204中的第一氣體的流速及第二氣體的流速。藉由基於前驅物的測量到的濃度來控制流動到第二處理腔室204中的第一氣體及第二氣體的流速，可以依據第二配方處理設定點將正確、精確的量的前驅物遞送到第二處理腔室204中。
如上所述，可以將第一處理腔室202及第二處理腔室204配置為同時地及/或彼此獨立地實現不同的製程。例如，藉由彼此獨立地控制流量控制器216、220、232、236，可以將具有不同濃度的前驅物的不同的氣體混合物遞送到第一處理腔室202及/或第二處理腔室204中。例如，在可以將第一氣體與第二氣體的第一氣體混合物遞送到第一處理腔室202中的同時，可以將第一氣體與第二氣體的第二氣體混合物遞送到第二處理腔室204中，且第一氣體混合物及第二氣體混合物可以包括包含在其中的不同濃度的前驅物。可以由第一處理腔室202及第二處理腔室204相應的處理設定點指定不同的濃度。
存在與本文中所述的前驅物遞送系統208相關聯的幾個優點。藉由控制遞送到不同的處理腔室（例如第一處理腔室202及/或第二處理腔室204）中的第一氣體及第二氣體的流速，可以將不同的量及/或濃度的前驅物遞送到不同的處理腔室中。此外，可以依據不同的配方及/或處理設定點用不同的總流速遞送第一氣體與第二氣體的混合物。進一步地，處理系統200可以允許將單個氣體源（例如第一氣體源212）用於用不同的水平或濃度將前驅物遞送到不同的處理腔室中，以依據不同的處理配方設定點實現不同的製程，而不是在可以在多個腔室中實現多個製程時使用多個氣體源。並且，藉由測量從氣體源遞送的前驅物的濃度，可以實現對所遞送的前驅物的量及/或濃度的精確控制，且可以避免遞送到處理腔室中的前驅物的量的不穩定性及/或漂移。應注意，雖然圖2中僅示出兩個處理腔室202、204，但處理系統200也可以包括僅一個或多於兩個的處理腔室。可以將前驅物遞送系統208配置為從一個氣體源同時地及/或彼此獨立地將不同的量及/或濃度的前驅物遞送到不同的處理腔室中，例如遞送到三個、四個、五個、六個等等的不同處理腔室中。
圖3示意性地繪示依據本技術的實施例的前驅物感測器224的示例性配置。前驅物感測器224可以包括光學吸收感測器，例如非色散紅外線感測器。然而，可以將可以用來測量氣體混合物的濃度及/或相對比率的任何感測器利用及/或實施在本技術中。在一些實施例中，前驅物感測器224可以包括細長的光學單元300。光學單元300可以包括入口302，此入口可以設置在光學單元300的第一端304附近。如下文將更詳細論述的，光學單元300的第一端304可以由濾光器所界定。入口302可以提供從第一氣體源212到光學單元300的流體通路。光學單元300可以進一步包括出口306，此出口設置在光學單元300的第二端308附近。如下文將更詳細論述的，光學單元300的第二端308可以由光學窗口所界定。出口306可以提供從光學單元300順流到第一遞送子線路214及/或第二遞送子線路218的流體通路。在一些實施例中，光學單元300可以由金屬（例如不銹鋼）、具有或不具有表面塗層或處理（例如陽極化）的鋁、氧化鋁、或氮化鋁製成。可以基於通過光學單元300的流體流及各種其他的考量來選定用於製作光學單元300的其他合適的材料。
前驅物感測器224可以進一步包括設置在光學單元300的相對端處的光源310及光偵測器312。可以將界定光學單元300的第一端304的濾光器314設置在光學單元300與光偵測器312之間。可以將界定光學單元300的第二端308的光學窗口316設置在光學單元300與光源310之間。在圖3中所示的實施例中，可以將光源310設置在光學單元300的第二端308處及出口306附近，且可以將光偵測器312設置在光學單元300的第一端304處及入口302附近。在一些實施例中，可以將光源310設置在光學單元300的第一端304處及入口302附近，且可以將光偵測器312設置在光學單元300的第二端308處及出口306附近。雖然圖式繪示，可以將入口302及/或出口306設置在光學單元300的側壁處且相對於光學單元300的縱軸線用一定角度定向，但入口302及/或出口306也可以設置在光學單元300的任何合適的位置（例如光學單元300的相對端）處及/或可以與光學單元300的縱軸線平行地定向。
可以將光源310及光偵測器312分別安置在光源隔室318及光偵測器隔室320中。在一些實施例中，光源隔室318及光偵測器隔室320可以各自包括與光學單元300共同的橫截面，此橫截面可以是圓形、卵形、多邊形（例如三角形、方形、菱形、矩形、五角形、六角形）、或任何合適的形狀。因此，光源隔室318、光學單元300、及光偵測器隔室320可以界定前驅物感測器224的細長主體。在一些實施例中，光源隔室318及/或光偵測器隔室320中的至少一者可以具有與光學單元300的橫截尺寸及/或形狀不同的橫截尺寸及/或形狀，以容納可以用於前驅物感測器224的各種光源310及/或光偵測器312。
光學單元300可以為從光源310所發射的光界定線性光路徑。光源310、光學窗口316、光學單元300、濾光器314、及光偵測器312可以沿著光學單元300的縱軸線對準，使得從光源310所發射的光可以行進通過光學單元300且由光偵測器312所偵測。因此，在第一氣體可以流動通過光學單元300時，可以使用例如光學吸收來分析第一氣體。例如，可以測量第一氣體中所包括的前驅物的水平或濃度（例如第一氣體中所含有的乙硼烷的水平或濃度）。可以進一步利用前驅物的測量到的水平或濃度來控制流量控制器216、220、232、236，以確保可以將精確的量及/或濃度的前驅物遞送到第一處理腔室202及/或第二處理腔室204中。
在一些實施例中，前驅物感測器224可以進一步包括一或更多個感測器324（例如壓力感測器及/或溫度感測器），其被配置為測量光學單元300內部的壓力及/或溫度。雖然在圖3中，一或更多個感測器324定位在一起且設置在光學單元300的單元壁處，但在一些實施例中，也可以將一或更多個感測器324設置在單獨的位置處，例如設置在光學單元300的單元壁的不同位置處、入口302處、出口306處、或用於測量光學單元300內部的溫度及/或壓力的任何其他合適的位置。前驅物感測器224可以進一步包括電路板326，此電路板電連接光源310、光偵測器312、及/或其他電子元件或電元件（例如一或更多個感測器224）。在一些實施例中，可以將本文中所述的前驅物感測器224的各種元件收容在感測器包殼中。
圖4示意性地繪示依據本技術的實施例流動通過前驅物感測器224且被此前驅物感測器分析的流體。流體流可以是或包括從第一氣體源212經由入口302流動到光學單元300中的第一氣體328。然後，可以引導第一氣體328以沿著光學單元300的縱軸線朝向出口306流動通過光學單元300。光（未示於圖4中）可以從光源310發射，且可以行進通過填有第一氣體328的光學單元300。光中的一些可以被第一氣體328吸收，例如被第一氣體328中所含有的乙硼烷吸收。隨後，可以使用光偵測器312基於第一氣體328對光的吸收來分析第一氣體328中所含有的乙硼烷的濃度。
為了促進測量乙硼烷的水平或濃度，可以將光學窗口316配置為允許可以被乙硼烷吸收的光從光源310穿過。例如，在一些實施例中，可以將光學窗口316配置為允許光（例如紅外線輻射）傳遞或進入到光學單元300中。穿過光學窗口316的紅外線輻射可以具有範圍介於約400 cm-1 與約3,000 cm-1 之間的波數或範圍介於約2 µm與約30 µm之間的波長。這些範圍可以包含乙硼烷特有的多個吸收波長，其可以包括具有以下波數的紅外線輻射：1,600±100 cm-1 、2,520±100 cm-1 、及/或其他特徵波數，或具有以下波長的紅外線輻射：3,968±100 nm、6,250±100 nm、及/或其他特徵波長。
在一些實施例中，可以將光學窗口316選定及/或配置為允許可以包含乙硼烷特有的更多或更少的吸收波長的輻射穿過。在一些實施例中，可以將光學窗口316選定及/或配置為允許可以僅包含乙硼烷特有的單個吸收波長的輻射穿過。在一些實施例中，可以將光學窗口316配置為傳遞具有範圍介於約1,000 cm-1 與約2,000 cm-1 之間、介於約1,200 cm-1 與約2,800 cm-1 之間、介於約2,000 cm-1 與約3,200 cm-1 之間、或任何其他合適的範圍的波數的紅外線輻射。可以適於光學窗口316的示例性材料可以包括溴化鉀、藍寶石、氟化鋇、鍺、或可以允許由乙硼烷可吸收的輻射穿過的任何其他合適的材料。也可以將光學窗口316的材料選定及/或配置為耐腐蝕。在半導體處理期間，所利用的各種氣體或前驅物可能是有腐蝕性的。本文中所述的示例性材料可以不僅允許由乙硼烷可吸收的輻射穿過，也可以對流動通過的各種氣體的腐蝕有抗性，因此延長了前驅物感測器224的操作壽命。
在一些實施例中，為了促進測量乙硼烷的水平或濃度，可以將濾光器314選定及/或配置為允許包含乙硼烷特有的單個吸收波長的輻射穿過。例如，可以將濾波器314選定及/或配置為允許具有以下波數中的任一者的紅外線輻射：1,600±100 cm-1 、2,520±100 cm-1 、及/或乙硼烷吸收特有的其他波數，或具有以下波長中的任一者的紅外線輻射：3,968±100 nm、6,250±100 nm、及/或乙硼烷吸收特有的其他特徵波長。在一些實施例中，可以將濾波器314選定及/或配置為允許包含乙硼烷特有的多於一個吸收波長的輻射穿過。與光學窗口316類似，可以適於濾波器314的各種材料也可以對流動通過光學單元300的各種氣體的腐蝕有抗性。如本文中所述，可以將光學窗口316及/或濾波器314選定或配置為特別用於偵測乙硼烷。在不如本文中所述地特別配置或選定光學窗口316及/或濾波器314的情況下，可能無法實現在適於半導體處理的條件下對乙硼烷的水平或濃度的有效偵測。
在一些實施例中，替代於或附加於乙硼烷，流動通過光學單元300的流體可以包括一或更多種前驅物。一或更多種前驅物可以包括四硼烷、砷化氫、膦等等。可以將光學窗口316及/或濾波器314進一步配置為促進偵測四硼烷、砷化氫、膦等等中的一或更多者的水平或濃度。例如，可以將光學窗口316配置為允許可以包含第一氣體中可以包括的四硼烷、砷化氫、膦、及/或其他前驅物所特有的一或更多個吸收波長的輻射。可以將濾波器314配置為允許包含四硼烷、砷化氫、膦、及/或其他前驅物所特有的單個或多個吸收波長的輻射以供偵測上述前驅物的水平或濃度。
可以將光偵測器312配置為偵測入射光的強度（更具體而言是前驅物吸收所特有的一或更多個波長下的入射光的強度的減少），以決定前驅物（例如乙硼烷、四硼烷、砷化氫、膦、及/或其他前驅物）的水平或濃度。圖5A及5B示意性地繪示依據本技術的實施例的偵測到的輻射強度。圖5A及5B中的訊號502可以表示參考訊號502，此參考訊號可以在前驅物感測器224的正常操作期間保持一致。參考訊號502可能由於光源310的劣化而減少。因此，可以利用參考訊號502來進行感測器健康檢查及/或週期性基線檢查。圖5A及5B中的訊號504可以表示由光偵測器312所偵測到的輻射強度以供測量可以流動通過光學單元300的關心的一或更多種前驅物的水平或濃度。圖5A示意性地繪示流體不能流動通過光學單元300的實施例或流動通過光學單元300的流體可能無法吸收從光源310所發射的任何輻射的實施例。因此，可能沒有偵測到強度訊號504的減少。圖5B示意性地繪示穿過光學單元300的流體可以吸收輻射中的至少一些的實施例，如由光偵測器312所測量到的輻射強度的減少506中所示。例如，在一些實施例中，流動通過光學單元300的流體可以是或包括從處理腔室102流動的第一氣體，且因此可能含有乙硼烷。隨後，由於乙硼烷的存在，可能偵測到乙硼烷特有的吸收波長下的輻射強度的減少506。雖然僅將減少506示為位於一個波長處或附近，但取決於光源310及/或光偵測器312的配置，也可能偵測到多個波長處或附近的減少。可以使用由吸收引起的輻射強度的偵測到的減少來決定第一氣體中所含有的乙硼烷的水平或濃度。在一些實施例中，乙硼烷的水平或濃度可以由乙硼烷的分壓所表示。因此，基於輻射強度測量值，可以決定第一氣體中所含有的乙硼烷的分壓。
在一些實施例中，流動通過光學單元300的第一氣體的壓力可能相對較低，且其範圍可以介於約1毫托與約10托之間，例如介於約1毫托與約5托之間、介於約1毫托與約4托之間、介於約1毫托與約3托之間、介於約1毫托與約2托之間、或介於約1毫托與約1托之間。許多常規的乙硼烷偵測器可能無法在這些低壓範圍下操作。相比之下，本文中所述的前驅物感測器224的配置可以在相對較低的壓力範圍下有效地偵測第一氣體中所含有的乙硼烷。例如，本文中所述的前驅物感測器224可以有效地偵測乙硼烷的分壓，此分壓可以低達小於或約100百萬分率（ppm）、小於或約90 ppm、小於或約80 ppm、小於或約70 ppm、小於或約60 ppm、小於或約50 ppm、小於或約40 ppm、小於或約30 ppm、小於或約20 ppm、小於或約10 ppm、小於或約5 ppm、小於或約3 ppm、小於或約1 ppm、或更小。
在一些實施例中，乙硼烷的偵測到的分壓的範圍可以介於約1 ppm與約900,000 ppm之間，例如介於約1 ppm與約500,000 ppm之間、介於約1 ppm與約100,000 ppm之間、介於約1 ppm與約50,000 ppm之間、介於約1 ppm與約10,000 ppm之間、介於約1 ppm與約5,000 ppm之間、介於約1 ppm與約3,000 ppm之間、介於約1 ppm與約1,000 ppm之間、介於約1 ppm與約500 ppm之間、介於約1 ppm與約400 ppm之間、介於約1 ppm與約300 ppm之間、介於約1 ppm與約200 ppm之間、介於約1 ppm與約100 ppm之間、介於約1 ppm與約90 ppm之間、介於約1 ppm與約80 ppm之間、介於約1 ppm與約70 ppm之間、介於約1 ppm與約60 ppm之間、介於約1 ppm與約50 ppm之間、介於約1 ppm與約40 ppm之間、介於約1 ppm與約30 ppm之間、介於約1 ppm與約20 ppm之間、介於約1 ppm與約10 ppm之間、介於約1 ppm與約5 ppm之間、或介於約1 ppm與約3 ppm之間。
雖然在本文中將光學吸收感測器描述為前驅物感測器224的示例，但在一些實施例中，前驅物感測器224也可以是或包括聲學感測器。聲學感測器可以藉由將高頻（例如在MHz範圍中）的擴頻聲學訊號傳送通過流動通過感測器的氣體來測量前驅物的濃度。可以計算第一個接收到的訊號與其回波之間的最大似然時間延遲。基於最大似然時間延遲，可以計算流動通過感測器的氣體中的聲音速度。基於計算的聲音速度，可以決定氣體中所含有的前驅物的濃度。
可以將先前所論述的處理系統用於執行示例性半導體方法。圖6示出依據本技術的實施例遞送前驅物的方法600中的示例性操作。遞送的前驅物可以用於各種半導體製程，包括沉積及/或蝕刻。操作中的一些或全部可以使用如先前所述的腔室及/或系統來執行，或可以在不同的腔室及/或系統中執行。
方法600可以藉由使第一氣體從第一氣體源流動通過半導體處理系統的第一遞送主線路（例如上述的半導體處理系統200的第一遞送主線路210）來在操作605處開始。第一氣體可以包括前驅物及稀釋氣體。在一些實施例中，前驅物可以包括乙硼烷。在一些實施例中，稀釋氣體可以包括氫氣。在一些實施例中，第一遞送主線路可以與第一遞送主線路的下游的第一遞送子線路及第二遞送子線路（例如第一遞送子線路214及第二遞送子線路218）流體耦接。可以將第一遞送子線路配置為提供從第一遞送主線路到第一半導體處理腔室（例如處理系統200的第一處理腔室202）的流體通路。可以將第二遞送子線路配置為提供從第一遞送主線路到第二半導體處理腔室（例如處理系統200的第二處理腔室204）的流體通路。因此，可以將第一腔室及第二腔室配置為同時實現不同的半導體製程。
在操作610處，可以測量遞送通過第一遞送主線路的第一氣體中所含有的前驅物的濃度。可以使用光學吸收感測器（例如上文參照圖3所描述的前驅物感測器224）來測量前驅物的濃度。因此，在一些實施例中，光學吸收感測器可以包括細長的光學單元（例如上述的光學單元300）。可以將光學單元配置為引導第一氣體沿著光學單元的縱軸線流動通過光學單元的至少一部分，同時可以測量第一氣體中所含有的前驅物的濃度。在一些實施例中，光學吸收感測器可以包括濾光器（例如上述的濾光器314），此濾光器可以界定細長光學單元的第一端。光學吸收感測器也可以包括光學窗口（例如上述的光學窗口316），此光學窗口可以界定細長光學單元的第二端，第二端與光學單元的第一端相對。光學吸收感測器可以進一步包括設置在光學單元的相對的第一端及第二端處的光偵測器（例如光偵測器312）及光源（例如光源310）。為了促進前驅物（例如乙硼烷）的偵測，可以將光學窗口配置為允許具有範圍介於約400 cm-1 與約3,000 cm-1 之間的波數的輻射通過光學窗口進入到光學單元中。可以將濾光器配置為允許乙硼烷吸收特有的輻射（例如具有1,600±100 cm-1 、2,520±100 cm-1 、或乙硼烷吸收特有的其他波數中的至少一者的波數的輻射）穿過且由光偵測器所偵測。
在一些實施例中，在操作615處，可以使第二氣體從第二氣體源流動通過第二遞送主線路（例如上述的處理系統200的第二遞送主線路226）。第二氣體可以包括稀釋氣體，例如氫氣。第二遞送主線路可以與第二遞送主線路的下游的第三遞送子線路及第四遞送子線路（例如第三遞送子線路230及第四遞送子線路234）流體耦接。可以將第三遞送子線路配置為提供從第二遞送主線路到第一半導體處理腔室的流體通路。可以將第四遞送子線路配置為提供從第二遞送主線路到第二半導體處理腔室的流體通路。
在操作620處，可以至少部分地基於前驅物的測量到的濃度來調整遞送通過第一遞送子線路的第一氣體的第一流速。在操作625處，可以至少部分地基於前驅物的測量到的濃度來調整遞送通過第二遞送子線路的第一氣體的第二流速。在一些實施例中，方法可以進一步包括以下步驟：在操作630處，至少部分地基於前驅物的測量到的濃度來調整遞送通過第三遞送子線路的第二氣體的第一流速，及在操作635處，至少部分地基於前驅物的測量到的濃度來調整遞送通過第四遞送子線路的第二氣體的第二流速。可以藉由控制沿著第一遞送子線路、第二遞送子線路、第三遞送子線路、第四遞送子線路中的每一者安裝的流量控制器（例如質量流量控制器）（例如上述的流量控制器216、220、232、236）來進行調整。流量控制器可以與前驅物遞送控制器（例如上述的前驅物遞送控制器270）通訊耦接。可以將前驅物遞送控制器配置為從處理配方資料儲存器（例如處理配方資料儲存器272）接收處理配方設定點及從光學吸收感測器接收前驅物的測量到的濃度。處理設定點可以指定遞送到每個處理腔室中的氣體混合物中的前驅物的濃度、流動到處理腔室中的一或更多種氣體的流速等等，以實現各種半導體製程。基於前驅物的測量到的濃度及處理配方設定點，前驅物遞送控制器可以控制遞送通過第一子線路、第二子線路、第三子線路、及/或第四子線路的第一氣體及/或第二氣體的流速。
在操作640處，可以依據第一配方設定點向第一半導體處理腔室遞送遞送通過第一遞送子線路的第一氣體與遞送通過第三遞送子線路的第二氣體的第一氣體混合物。第一配方設定點可以界定或指定第一氣體與第二氣體的第一混合物中所含有的前驅物的第一濃度。在操作645處，可以依據第二配方設定點向第二半導體處理腔室遞送遞送通過第二遞送子線路的第一氣體與遞送通過第四遞送子線路的第二氣體的第二混合物。第二配方設定點可以界定或指定第一氣體與第二氣體的第二混合物中所含有的前驅物的第二濃度。第一配方設定點及第二配方設定點可以彼此相同或不同。如上所述，在一些實施例中，可以將第一處理腔室及第二處理腔室配置為同時實現不同的處理配方。因此，可以同時分別向第一半導體處理腔室及第二半導體處理腔室遞送第一氣體混合物及第二氣體混合物，以實現可以利用不同的量及/或濃度的前驅物的不同製程。
在前述說明中，出於解釋的目的，已經闡述了許多細節以提供對本技術的各種實施例的了解。然而，本領域中的技術人員將理解，可以在沒有這些細節中的一些的情況下或在有額外的細節的情況下實行某些實施例。
在已經揭露了幾個實施例的情況下，本領域中的技術人員將認可，在不脫離實施例的精神的情況下，可以使用各種變體、替代構造、及等效物。此外，未描述許多眾所周知的製程及構件以避免不必要地模糊了本技術。因此，不應將以上說明視為限制了本技術的範圍。此外，可能將方法或製程描述為是有順序的或分步驟的，但要了解，可以並行地或用與所列出的順序不同的順序執行操作。
若提供了值的範圍，則應了解，除非上下文另有明確指出，否則也具體揭露了範圍的上限與下限之間的每個中介的值（達下限的單位的最小分數）。包括了任何陳述的值之間的任何較窄的範圍或陳述的範圍中的未陳述的中介值以及所陳述的範圍中的任何其他陳述的值或中介值。可以將那些較小範圍的上限及下限獨立地在範圍中包括或排除，且將限值中的任一者或兩者包括在較小範圍中或不將此些限值包括在較小範圍中的每個範圍也被包括在本技術內（受制於陳述的範圍中的任何具體排除的限值）。若陳述的範圍包括限值中的一或兩者，則也包括了排除那些所包括的限值中的任一者或兩者的範圍。
如本文中及隨附申請專利範圍中所使用的，除非上下文另有明確指出，否則單數形式「一」及「該」包括了複數的指稱。因此，例如，對於「一種前驅物」的指稱包括了複數種此類的前驅物，而對於「該層」的指稱包括了對一或更多個層及其由本領域中的技術人員所已知的等效物的指稱等等。
並且，用詞「包括」及「包含」在被用在此說明書中及以下申請專利範圍中時，旨在指定陳述的特徵、整數、元件、或操作的存在，但此等用詞並不排除一或更多個其他的特徵、整數、元件、操作、行動、或群組的存在或添加。
100:處理系統 102:前開式晶圓傳送盒（FOUP） 104:機器手臂 106:貯留區域 110:第二機器手臂 200:處理系統 202:第一半導體處理腔室 204:第二半導體處理腔室 206:串接區段 208:前驅物遞送系統 210:第一遞送主線路 212:第一氣體源 213:吹掃氣體源 214:第一遞送子線路 216:流量控制器 218:第二遞送子線路 220:流量控制器 224:前驅物感測器 226:第二遞送主線路 228:第二氣體源 230:第三遞送子線路 232:流量控制器 234:第四遞送子線路 236:流量控制器 250:安全閥門 252:吹掃閥門 254:上游閥門 270:前驅物遞送控制器 272:處理配方資料儲存器 300:光學單元 302:入口 304:第一端 306:出口 308:第二端 310:光源 312:光偵測器 314:濾光器 316:光學窗口 318:光源隔室 320:光偵測器隔室 324:感測器 326:電路板 328:第一氣體 502:參考訊號 504:訊號 506:減少 600:方法 605:操作 610:操作 615:操作 620:操作 625:操作 630:操作 635:操作 640:操作 645:操作 108a:基板處理腔室 108b:基板處理腔室 108c:基板處理腔室 108d:基板處理腔室 108e:基板處理腔室 108f:基板處理腔室 109a:串接區段 109b:串接區段 109c:串接區段 256a:上游閥門 256b:上游閥門 258a:下游閥門 258b:下游閥門 260a:最終閥門 260b:最終閥門 262a:人工閥門 262b:人工閥門 264a:上游閥門 264b:上游閥門 266a:最終閥門 266b:最終閥門
可以藉由參照說明書及附圖的其餘部分來實現對所揭露的技術的本質及優點的進一步了解。
圖1示出依據本技術的實施例的示例性處理系統的一個實施例的俯視平面圖。
圖2示意性地繪示依據本技術的實施例包括前驅物遞送系統的示例性處理系統的一個實施例。
圖3示意性地繪示依據本技術的實施例的前驅物感測器的示例性配置。
圖4示意性地繪示依據本技術的實施例通過圖3的前驅物感測器的流體流。
圖5A及5B示意性地繪示依據本技術的實施例的示例性輻射強度測量。
圖6示出依據本技術的實施例遞送前驅物的方法中的示例性操作。
將圖式中的幾個包括作為示意圖。要了解，圖式乃用於說明的用途，且除非具體說明是按比例的，否則不被認為是按比例的。此外，作為示意圖，圖式被提供為協助理解，且與現實的表示相比，可以不包括所有方面或資訊，且可以出於說明的目的而包括誇大的材料。
在附圖中，類似的元件及/或特徵可以具有相同的元件符號。進一步地，可以藉由在元件符號之後加上一個字母來區隔相同類型的各種元件，字母在類似的元件之間作出區隔。若在本說明書中僅使用第一元件符號，則說明可適用於具有相同第一元件符號的類似元件中的任何一者而不論字母如何。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
200:處理系統
202:第一半導體處理腔室
204:第二半導體處理腔室
206:串接區段
208:前驅物遞送系統
210:第一遞送主線路
212:第一氣體源
213:吹掃氣體源
214:第一遞送子線路
216:流量控制器
218:第二遞送子線路
220:流量控制器
224:前驅物感測器
226:第二遞送主線路
228:第二氣體源
230:第三遞送子線路
232:流量控制器
234:第四遞送子線路
236:流量控制器
250:安全閥門
252:吹掃閥門
254:上游閥門
270:前驅物遞送控制器
272:處理配方資料儲存器
256a:上游閥門
256b:上游閥門
258a:下游閥門
258b:下游閥門
260a:最終閥門
260b:最終閥門
262a:人工閥門
262b:人工閥門
264a:上游閥門
264b:上游閥門
266a:最終閥門
266b:最終閥門

Claims (20)

  1. 一種方法，包括以下步驟： 使包括一前驅物及一稀釋氣體的一第一氣體流動通過一第一遞送主線路，其中該第一遞送主線路與該第一遞送主線路的下游的一第一遞送子線路及一第二遞送子線路流體耦接，該第一遞送子線路被配置為提供從該第一遞送主線路到一第一半導體處理腔室的流體通路，該第二遞送子線路被配置為提供從該第一遞送主線路到一第二半導體處理腔室的流體通路； 測量遞送通過該第一遞送主線路的該第一氣體中所含有的該前驅物的一濃度； 至少部分地基於該前驅物的測量到的該濃度來調整遞送通過該第一遞送子線路的該第一氣體的一第一流速； 至少部分地基於該前驅物的測量到的該濃度來調整遞送通過該第二遞送子線路的該第一氣體的一第二流速； 依據一第一配方設定點向該第一半導體處理腔室遞送遞送通過該第一遞送子線路的該第一氣體與包括該稀釋氣體的一第二氣體的一第一混合物；及 依據一第二配方設定點向該第二半導體處理腔室遞送遞送通過該第二遞送子線路的該第一氣體與該第二氣體的一第二混合物，其中同時分別向該第一半導體處理腔室及該第二半導體處理腔室遞送該第一混合物及該第二混合物。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該前驅物包括乙硼烷。
  3. 如請求項1所述的方法，其中該稀釋氣體包括氫氣。
  4. 如請求項1所述的方法，其中使用一光學吸收感測器來測量該前驅物的該濃度。
  5. 如請求項4所述的方法，其中該光學吸收感測器包括一細長光學單元，該細長光學單元被配置為引導該第一氣體沿著該細長光學單元的一縱軸線流動通過該細長光學單元的至少一部分，同時藉由該光學吸收感測器來測量該第一氣體中所含有的該前驅物的該濃度。
  6. 如請求項5所述的方法，其中該光學吸收感測器包括一濾光器，該濾光器界定該細長光學單元的一第一端，且其中該濾光器被配置為允許具有以下波數中的一或更多者的紅外線輻射穿過：1,600±100 cm-1 或2,520±100 cm-1 。
  7. 如請求項5所述的方法，其中該光學吸收感測器包括一光學窗口，該光學窗口界定該細長光學單元的一第二端，且其中通過該光學窗口進入到該細長光學單元中的光包括具有範圍介於約400 cm-1 與約3,000 cm-1 之間的一波數的紅外線輻射。
  8. 如請求項1所述的方法，其中該第一配方設定點界定該第一氣體與該第二氣體的該第一混合物中所含有的該前驅物的一第一濃度，且其中該第二配方設定點界定該第一氣體與該第二氣體的該第二混合物中所含有的該前驅物的一第二濃度。
  9. 如請求項1所述的方法，進一步包括以下步驟： 使該第二氣體流動通過一第二遞送主線路，其中該第二遞送主線路與該第二遞送主線路的下游的一第三遞送子線路及一第四遞送子線路流體耦接，該第三遞送子線路被配置為提供從該第二遞送主線路到該第一半導體處理腔室的流體通路，該第四遞送子線路被配置為提供從該第二遞送主線路到該第二半導體處理腔室的流體通路； 至少部分地基於該前驅物的測量到的該濃度來調整遞送通過該第三遞送子線路的該第二氣體的一第一流速；及 至少部分地基於該前驅物的測量到的該濃度來調整遞送通過該第四遞送子線路的該第二氣體的一第二流速； 其中： 遞送遞送通過該第一遞送子線路的該第一氣體與該第二氣體的該第一混合物包括以下步驟：遞送遞送通過該第一遞送子線路的該第一氣體與遞送通過該第三遞送子線路的該第二氣體的該第一混合物；及 遞送遞送通過該第二遞送子線路的該第一氣體與該第二氣體的該第二混合物包括以下步驟：遞送遞送通過該第二遞送子線路的該第一氣體與遞送通過該第四遞送子線路的該第二氣體的該第二混合物。
  10. 一種前驅物遞送系統，包括： 一第一遞送主線路，被配置為遞送一第一氣體； 一前驅物感測器，被配置為測量遞送通過該第一遞送主線路的該第一氣體中所含有的一前驅物的一濃度； 一第一遞送子線路及一第二遞送子線路，與該第一遞送主線路流體耦接且位於該第一遞送主線路的下游，該第一遞送子線路被配置為提供從該第一遞送主線路到一第一半導體處理腔室的流體通路，該第二遞送子線路被配置為提供從該第一遞送主線路到一第二半導體處理腔室的流體通路，其中該第一遞送子線路包括一第一流量控制器，該第一流量控制器被配置為控制流動到該第一半導體處理腔室中的該第一氣體的一第一流速，且其中該第二遞送子線路包括一第二流量控制器，該第二流量控制器被配置為控制流動到該第二半導體處理腔室中的該第一氣體的一第二流速；及 一前驅物遞送控制器，與該前驅物感測器、該第一流量控制器、及該第二流量控制器通訊耦接，其中該前驅物遞送控制器被配置為基於該前驅物的測量到的該濃度來控制該第一流量控制器，以便依據一第一配方設定點向該第一半導體處理腔室遞送該第一氣體與一第二氣體的一第一混合物，且其中該前驅物遞送控制器被進一步配置為基於該前驅物的測量到的該濃度來控制該第二流量控制器，以便依據一第二配方設定點向該第二半導體處理腔室遞送該第一氣體與該第二氣體的一第二混合物。
  11. 如請求項10所述的前驅物遞送系統，其中該前驅物遞送系統被配置為同時向該第一半導體處理腔室遞送該第一混合物及向該第二半導體處理腔室遞送該第二混合物。
  12. 如請求項10所述的前驅物遞送系統，其中該前驅物包括乙硼烷，其中該第一氣體進一步包括氫氣，且其中該第二氣體包括氫氣。
  13. 如請求項10所述的前驅物遞送系統，其中該前驅物感測器包括一光學吸收感測器。
  14. 如請求項13所述的前驅物遞送系統，其中該光學吸收感測器包括一細長光學單元，該細長光學單元被配置為引導該第一氣體沿著該細長光學單元的一縱軸線流動通過該細長光學單元的至少一部分，同時藉由該光學吸收感測器來測量該第一氣體中所含有的該前驅物的該濃度。
  15. 如請求項14所述的前驅物遞送系統，其中該光學吸收感測器包括一濾光器，該濾光器界定該細長光學單元的一第一端，且其中該濾光器被配置為允許具有以下波數中的一或更多者的紅外線輻射穿過：1,600±100 cm-1 或2,520±100 cm-1 。
  16. 如請求項14所述的前驅物遞送系統，其中該光學吸收感測器包括一光學窗口，該光學窗口界定該細長光學單元的一第二端，且其中通過該光學窗口進入到該細長光學單元中的光包括具有範圍介於約400 cm-1 與約3,000 cm-1 之間的一波數的紅外線輻射。
  17. 如請求項14所述的前驅物遞送系統，其中該光學吸收感測器進一步包括一壓力感測器或一溫度感測器中的至少一者，該壓力感測器被配置為測量該細長光學單元內部的一壓力，該溫度感測器被配置為測量該細長光學單元內部的一溫度。
  18. 如請求項10所述的前驅物遞送系統，其中該前驅物遞送系統進一步包括： 一第二遞送主線路，被配置為遞送該第二氣體； 一第三遞送子線路及一第四遞送子線路，與該第二遞送主線路流體耦接且位於該第二遞送主線路的下游，該第三遞送子線路被配置為提供從該第二遞送主線路到該第一半導體處理腔室的流體通路，該第四遞送子線路被配置為提供從該第二遞送主線路到該第二半導體處理腔室的流體通路，其中該第三遞送子線路包括一第三流量控制器，該第三流量控制器被配置為控制流動到該第一半導體處理腔室中的該第二氣體的一第一流速，且其中該第四遞送子線路包括一第四流量控制器，該第四流量控制器被配置為控制流動到該第二半導體處理腔室中的該第二氣體的一第二流速； 其中該前驅物遞送控制器進一步與該第三流量控制器及該第四流量控制器通訊耦接，其中該前驅物遞送控制器被進一步配置為基於該前驅物的測量到的該濃度來控制該第三流量控制器，以便依據該第一配方設定點向該第一半導體處理腔室遞送該第一混合物，且其中該前驅物遞送控制器被進一步配置為基於該前驅物的測量到的該濃度來控制該第四流量控制器，以便依據該第二配方設定點向該第二半導體處理腔室遞送該第二混合物。
  19. 如請求項10所述的前驅物遞送系統，其中該第一配方設定點界定該第一氣體與該第二氣體的該第一混合物中所含有的該前驅物的一第一濃度，且其中該第二配方設定點界定該第一氣體與該第二氣體的該第二混合物中所含有的該前驅物的一第二濃度。
  20. 一種半導體處理系統，包括： 一第一半導體處理腔室及一第二半導體處理腔室，佈置在該半導體處理系統的一串接區段中；及 一前驅物遞送系統，該前驅物遞送系統包括： 一第一遞送主線路，被配置為遞送一第一氣體，該第一遞送主線路與一第一遞送子線路及一第二遞送子線路流體耦接，該第一遞送子線路包括一第一流量控制器且被配置為提供從該第一遞送主線路到該第一半導體處理腔室的流體通路，該第二遞送子線路包括一第二流量控制器且被配置為提供從該第一遞送主線路到該第二半導體處理腔室的流體通路； 一光學吸收感測器，沿著該第一遞送主線路安裝且被配置為測量該第一氣體中所含有的一前驅物的一濃度； 一第二遞送主線路，被配置為遞送一第二氣體，該第二遞送主線路與一第三遞送子線路及一第四遞送子線路流體耦接，該第三遞送子線路包括一第三流量控制器且被配置為提供從該第二遞送主線路到該第一半導體處理腔室的流體通路，該第四遞送子線路包括一第四流量控制器且被配置為提供從該第二遞送主線路到該第二半導體處理腔室的流體通路；及 一前驅物遞送控制器，與該光學吸收感測器以及該第一流量控制器、該第二流量控制器、該第三流量控制器、及該第四流量控制器通訊耦接，其中該前驅物遞送控制器被配置為基於該前驅物的測量到的該濃度來控制該第一流量控制器及該第三流量控制器，以便依據一第一配方設定點向該第一半導體處理腔室遞送該第一氣體與該第二氣體的一第一混合物，其中該前驅物遞送控制器被進一步配置為基於該前驅物的測量到的該濃度來控制該第二流量控制器及該第四流量控制器，以便依據一第二配方設定點向該第二半導體處理腔室遞送該第一氣體與該第二氣體的一第二混合物，且其中該前驅物遞送系統被配置為同時遞送該第一混合物及該第二混合物。
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