气体递送系统和方法与流程

电气元件制品的制造及其应用技术气体递送系统和方法相关申请的交叉引用1.本技术要求于2019年11月12日提交的美国专利申请第62/934,317号的优先权权益，所述申请的内容出于所有目的通过引用整体并入本文。技术领域2.本技术涉及半导体工艺和装备。更具体地，本技术涉及用于检测、控制、和/或递送气体的半导体处理系统和方法。背景技术：3.通过在基板表面上产生错综复杂地图案化的材料层的工艺使得集成电路成为可能。随着器件尺寸在下一代的器件中不断缩小，处理条件的均匀性和精确控制的重要性不断增加，腔室设计和系统设置可以对所生产的器件的质量起重要作用。因此，需要可以用来生产高质量器件和结构的系统和方法。技术实现要素：4.本技术的实施例可以包括用于前驱物递送的方法。示例性方法可以包括以下步骤：使第一气体流动通过第一递送主线路。第一气体可以包括前驱物和稀释气体。第一递送主线路可以与第一递送主线路的下游的第一递送子线路和第二递送子线路流体耦接。可以将第一递送子线路配置为提供从第一递送主线路到第一半导体处理腔室的流体通路。可以将第二递送子线路配置为提供从第一递送主线路到第二半导体处理腔室的流体通路。方法可以进一步包括以下步骤：测量被递送通过第一递送主线路的第一气体中所含有的前驱物的浓度。方法也可以包括以下步骤：至少部分地基于前驱物的测量到的浓度来调整被递送通过第一递送子线路的第一气体的第一流速；以及至少部分地基于前驱物的测量到的浓度来调整被递送通过第二递送子线路的第一气体的第二流速。方法可以进一步包括以下步骤：根据第一配方设定点向第一半导体处理腔室递送被递送通过第一递送子线路的第一气体与可以包括稀释气体的第二气体的第一混合物。方法也可以包括以下步骤：根据第二配方设定点向第二半导体处理腔室递送被递送通过第二递送子线路的第一气体与第二气体的第二混合物。可以同时分别向第一半导体处理腔室和第二半导体处理腔室递送第一混合物和第二混合物。5.在一些实施例中，前驱物可以包括乙硼烷。在一些实施例中，稀释气体可以包括氢气。在一些实施例中，可以使用光学吸收传感器来测量前驱物的浓度。在一些实施例中，光学吸收传感器可以包括细长光学单元。可以将细长光学单元配置为引导第一气体沿着细长光学单元的纵轴流动通过细长光学单元的至少一部分，同时可以通过光学吸收传感器来测量第一气体中所含有的前驱物的浓度。在一些实施例中，光学吸收传感器可以包括滤光器，所述滤光器限定细长光学单元的第一端。可以将滤光器配置为允许具有以下波数中的一者或多者的红外辐射穿过：1,600±100cm-1或2,520±100cm-1。在一些实施例中，光学吸收传感器可以包括光学窗口，所述光学窗口限定细长光学单元的第二端。通过光学窗口进入到细长光学单元中的光可以包括具有范围介于约400cm-1与约3,000cm-1之间的波数的红外辐射。6.在一些实施例中，第一配方设定点可以限定第一气体与第二气体的第一混合物中所含有的前驱物的第一浓度。第二配方设定点可以限定第一气体与第二气体的第二混合物中所含有的前驱物的第二浓度。在一些实施例中，方法可以进一步包括以下步骤：使第二气体流动通过第二递送主线路。第二递送主线路可以与第二递送主线路的下游的第三递送子线路和第四递送子线路流体耦接。可以将第三递送子线路配置为提供从第二递送主线路到第一半导体处理腔室的流体通路。可以将第四递送子线路配置为提供从第二递送主线路到第二半导体处理腔室的流体通路。方法也可以包括以下步骤：至少部分地基于前驱物的测量到的浓度来调整被递送通过第三递送子线路的第二气体的第一流速；以及至少部分地基于前驱物的测量到的浓度来调整被递送通过第四递送子线路的第二气体的第二流速。在一些实施例中，递送被递送通过第一递送子线路的第一气体与第二气体的第一混合物可以包括以下步骤：递送被递送通过第一递送子线路的第一气体与被递送通过第三递送子线路的第二气体的第一混合物。在一些实施例中，递送被递送通过第二递送子线路的第一气体与第二气体的第二混合物可以包括以下步骤：递送被递送通过第二递送子线路的第一气体与被递送通过第四递送子线路的第二气体的第二混合物。7.本技术的实施例可以包括用于前驱物递送的系统。一种示例性前驱物递送系统可以包括：第一递送主线路，所述第一递送主线路被配置为递送第一气体；以及前驱物传感器，所述前驱物传感器被配置为测量被递送通过第一递送主线路的第一气体中所含有的前驱物的浓度。前驱物递送系统也可以包括：第一递送子线路和第二递送子线路，所述第一递送子线路和所述第二递送子线路与第一递送主线路流体耦接且位于第一递送主线路的下游。可以将第一递送子线路配置为提供从第一递送主线路到第一半导体处理腔室的流体通路。可以将第二递送子线路配置为提供从第一递送主线路到第二半导体处理腔室的流体通路。第一递送子线路可以包括：第一流量控制器，所述第一流量控制器被配置为控制流动到第一半导体处理腔室中的第一气体的第一流速。第二递送子线路可以包括：第二流量控制器，所述第二流量控制器被配置为控制流动到第二半导体处理腔室中的第一气体的第二流速。前驱物递送系统可以进一步包括：前驱物递送控制器，所述前驱物递送控制器与前驱物传感器、第一流量控制器、以及第二流量控制器通信耦接。可以将前驱物递送控制器配置为基于前驱物的测量到的浓度来控制第一流量控制器，以便根据第一配方设定点向第一半导体处理腔室递送第一气体与第二气体的第一混合物。可以将前驱物递送控制器进一步配置为基于前驱物的测量到的浓度来控制第二流量控制器，以便根据第二配方设定点向第二半导体处理腔室递送第一气体与第二气体的第二混合物。8.在一些实施例中，可以将前驱物递送系统配置为同时向第一半导体处理腔室递送第一混合物并向第二半导体处理腔室递送第二混合物。在一些实施例中，前驱物可以包括乙硼烷，且第一气体可以进一步包括氢气。第二气体可以包括氢气。在一些实施例中，前驱物传感器可以包括光学吸收传感器。在一些实施例中，光学吸收传感器可以包括细长光学单元，可以将细长光学单元配置为引导第一气体沿着细长光学单元的纵轴流动通过细长光学单元的至少一部分，同时可以通过光学吸收传感器来测量第一气体中所含有的前驱物的浓度。在一些实施例中，光学吸收传感器可以包括滤光器，所述滤光器限定细长光学单元的第一端。可以将滤光器配置为允许具有以下波数中的一者或多者的红外辐射穿过：1,600±100cm-1或2,520±100cm-1。在一些实施例中，光学吸收传感器可以包括光学窗口，所述光学窗口限定细长光学单元的第二端。通过光学窗口进入到细长光学单元中的光可以包括具有范围介于约400cm-1与约3,000cm-1之间的波数的红外辐射。在一些实施例中，光学吸收传感器可以进一步包括压力传感器或温度传感器中的至少一者，所述压力传感器被配置为测量细长光学单元内部的压力，所述温度传感器被配置为测量细长光学单元内部的温度。9.在一些实施例中，前驱物递送系统可以进一步包括被配置为递送第二气体的第二递送主线路。前驱物递送系统也可以包括：第三递送子线路和第四递送子线路，所述第三递送子线路和所述第四递送子线路与第二递送主线路流体耦接且位于第二递送主线路的下游。可以将第三递送子线路配置为提供从第二递送主线路到第一半导体处理腔室的流体通路。可以将第四递送子线路配置为提供从第二递送主线路到第二半导体处理腔室的流体通路。第三递送子线路可以包括第三流量控制器，所述第三流量控制器被配置为控制流动到第一半导体处理腔室中的第二气体的第一流速。第四递送子线路可以包括第四流量控制器，所述第四流量控制器被配置为控制流动到第二半导体处理腔室中的第二气体的第二流速。前驱物递送控制器可以进一步与第三流量控制器和第四流量控制器通信耦接。可以将前驱物递送控制器进一步配置为基于前驱物的测量到的浓度来控制第三流量控制器，以便根据第一配方设定点向第一半导体处理腔室递送第一混合物。可以将前驱物递送控制器进一步配置为基于前驱物的测量到的浓度来控制第四流量控制器，以便根据第二配方设定点向第二半导体处理腔室递送第二混合物。在一些实施例中，第一配方设定点可以限定第一气体与第二气体的第一混合物中所含有的前驱物的第一浓度。第二配方设定点可以限定第一气体与第二气体的第二混合物中所含有的前驱物的第二浓度。10.本技术的实施例可以包括半导体处理系统。一种示例性半导体处理系统可以包括：第一半导体处理腔室和第二半导体处理腔室，所述第一半导体处理腔室和所述第二半导体处理腔室布置在半导体处理系统的串接区段中。半导体处理系统也可以包括前驱物递送系统。前驱物递送系统可以包括配置为递送第一气体的第一递送主线路。第一递送主线路可以与第一递送子线路和第二递送子线路流体耦接。第一递送子线路可以包括第一流量控制器，且可以被配置为提供从第一递送主线路到第一半导体处理腔室的流体通路。第二递送子线路可以包括第二流量控制器，且可以被配置为提供从第一递送主线路到第二半导体处理腔室的流体通路。前驱物递送系统也可以包括沿着第一递送主线路安装的光学吸收传感器。可以将光学吸收传感器配置为测量第一气体中所含有的前驱物的浓度。前驱物递送系统也可以包括配置为递送第二气体的第二递送主线路。第二递送主线路与第三递送子线路和第四递送子线路流体耦接。第三递送子线路可以包括第三流量控制器，且可以被配置为提供从第二递送主线路到第一半导体处理腔室的流体通路。第四递送子线路可以包括第四流量控制器，且可以被配置为提供从第二递送主线路到第二半导体处理腔室的流体通路。前驱物递送系统可以进一步包括：前驱物递送控制器，所述前驱物递送控制器与光学吸收传感器以及第一流量控制器、第二流量控制器、第三流量控制器、以及第四流量控制器通信耦接。可以将前驱物递送控制器配置为基于前驱物的测量到的浓度来控制第一流量控制器和第三流量控制器，以便根据第一配方设定点向第一半导体处理腔室递送第一气体与第二气体的第一混合物。可以将前驱物递送控制器进一步配置为基于前驱物的测量到的浓度来控制第二流量控制器和第四流量控制器，以便根据第二配方设定点向第二半导体处理腔室递送第一气体与第二气体的第二混合物。可以将前驱物递送系统配置为同时递送第一混合物和第二混合物。11.相对于常规的系统和技术，本技术可以提供许多益处。例如，本技术可以通过校正从气体源递送的前驱物的浓度的任何变化来实现精确地将前驱物递送到一个或多个处理腔室中。进一步地，本技术可以允许将单个气体源用于用不同的浓度和/或量将前驱物递送到一个或多个处理腔室中，以同时执行不同的工艺。可以与以下说明和附图结合来更详细地描述这些和其他实施例以及许多它们的优点和特征。附图说明12.可以通过参照说明书和附图的其余部分来实现对所公开的技术的本质和优点的进一步了解。13.图1示出根据本技术的实施例的示例性处理系统的一个实施例的俯视平面图。14.图2示意性地绘示根据本技术的实施例的包括前驱物递送系统的示例性处理系统的一个实施例。15.图3示意性地绘示根据本技术的实施例的前驱物传感器的示例性配置。16.图4示意性地绘示根据本技术的实施例的通过图3的前驱物传感器的流体流。17.图5a和图5b示意性地绘示根据本技术的实施例的示例性辐射强度测量。18.图6示出根据本技术的实施例的用于前驱物递送的方法中的示例性操作。19.附图中的几个附图被包括作为示意图。应了解，附图是用于说明目的，并且除非具体说明是按比例的，否则不被认为是按比例的。此外，作为示意图，附图被提供以协助理解，并且与现实表示相比，可以不包括所有方面或信息，并且可以出于说明目的而包括夸大的材料。20.在附图中，类似的部件和/或特征可以具有相同的附图标记。进一步地，可以通过在附图标记之后加上区分类似部件的字母来区分相同类型的各种部件。如果在本说明书中仅使用第一附图标记，则说明可适用于具有相同第一附图标记的类似部件中的任何一者而与字母无关。具体实施方式21.半导体工业中的选择性可以指一种材料相对于另一种材料的沉积/蚀刻速率。递送到半导体处理腔室中的气体混合物可以影响选择性。气体混合物可能有时候是稳定的，但可能通常是不稳定的。气体混合物递送的不稳定性可能是由气体混合物的化学物质的本质、环境因素、递送路径配置等等引起的。气体混合物递送的不稳定性或变化可能对所处理的膜或基板的整体处理质量有害。22.本文中所述的本技术通过利用光学吸收传感器以测量和/或监测从气体源递送的第一气体中所含有的前驱物的浓度来克服这些问题。基于测量到的浓度，可以调整第一气体和第二气体的流速以实现将前驱物精确地递送到一个或多个处理腔室中，第二气体可以用来稀释第一气体和/或校正前驱物的浓度的任何变化。进一步地，通过独立调整流动到一个或多个处理腔室中的第一气体和第二气体的流速，本技术可以允许利用单个气体源以不同的浓度和/或量来将前驱物递送到一个或多个处理腔室中以执行不同的工艺。虽然其余公开内容将常规地识别利用所公开的技术来进行的特定前驱物和稀释气体的递送，但将容易了解，系统和方法也同等可适用于可以在半导体处理期间利用的各种其他工艺气体。因此，不应将本技术认为仅限于与所描述的气体一起使用。进一步地，虽然在本文中描述光学吸收传感器作为示例，但也可以将可以用来测量气体混合物的浓度和/或相对比率的任何传感器利用和/或实施在本技术中。23.图1示出根据实施例的沉积腔室、蚀刻腔室、烘烤腔室、以及固化腔室的处理系统100的一个实施例的俯视平面图。在图中，一对前开式标准舱(foup)102供应各种尺寸的基板，这些基板由机器手臂104接收并在安置到基板处理腔室108a-f中的一者中之前安置到低压保持区域106中，定位在串接区段109a-c中。可以使用第二机器手臂110来将基板晶片从保持区域106运输到基板处理腔室108a-f和运输回来。每个基板处理腔室108a-f均可以被配备为执行多种基板处理操作，这些基板处理操作除了循环层沉积(cld)、原子层沉积(ald)、化学气相沉积(cvd)、物理气相沉积(pvd)、湿蚀刻、预清洁、脱气、定向、以及其他基板工艺以外，还包括本文中所述的干蚀刻工艺和选择性沉积。24.基板处理腔室108a-f可以包括用于对基板晶片上的介电膜进行沉积、退火、固化、和/或蚀刻的一个或多个系统部件。在一种配置中，可以使用两对处理腔室(例如108c-d和108e-f)来在基板上沉积介电材料或含金属的材料，且可以使用第三对处理腔室(例如108a-b)来蚀刻沉积的电介质。在另一种配置中，可以将所有三对腔室(例如108a-f)配置为蚀刻基板上的介电膜。可以在与不同的实施例中示出的制造系统分离的(多个)腔室中执行所述工艺中的任何一者或多者。25.在一些实施例中，腔室具体包括至少一个蚀刻腔室以及至少一个沉积腔室。通过在工厂接口的处理侧组合包括这些腔室，所有的蚀刻工艺和沉积工艺都可以在受控的环境中执行。例如，在实施例中，可以在保持区域106的处理侧维持真空环境，使得所有腔室和传输都被维持在真空下。这也可以限制水蒸气和其他的空气成分接触所处理的基板。将理解，系统100考虑到用于介电膜的沉积腔室、蚀刻腔室、退火腔室、以及固化腔室的额外配置。26.图2示意性地绘示根据本技术的实施例的示例性处理系统200的一个实施例。处理系统200可以包括第一半导体处理腔室202和第二半导体处理腔室204。在一些实施例中，与上文参照图1所讨论的处理腔室108对类似，可以将第一半导体处理腔室202和第二半导体处理腔室204布置在处理系统200的串接区段206中。可以将第一处理腔室202和第二处理腔室204配置为同时执行不同的工艺。处理系统200可以进一步包括前驱物递送系统208，前驱物递送系统208被配置为将一种或多种前驱物或气体混合物递送到第一半导体处理腔室202和/或第二半导体处理腔室204中。在一些实施例中，可以将前驱物递送系统208配置为同时地和/或独立地将一种或多种前驱物或气体混合物递送到第一处理腔室202和/或第二处理腔室204中。27.前驱物递送系统208可以包括第一递送主线路210，第一递送主线路210被配置为递送来自第一气体源212(例如前驱物源)的第一气体。取决于气体，第一气体源212可以包括用于用固态、液态、和/或气态形式存储第一气体的缸筒或其他容器，第一气体可以被汽化以供被递送通过第一递送主线路210。在一些实施例中，也可以将第一递送主线路210配置为递送来自净化气体源213的净化气体(诸如氮气)或适于半导体处理的任何其他气体。虽然图1中示出了两个气体源，但也可以将第一递送主线路210配置为递送来自一个或多个气体源的仅一种或多于两种的气体。28.前驱物递送系统208可以进一步包括与第一递送主线路210流体耦接的第一递送子线路214。可以将第一递送子线路214配置为提供从第一递送主线路210到第一处理腔室202的流体通路。在一些实施例中，第一递送子线路214可以包括流量控制器216(诸如质量流量控制器)，流量控制器216被配置为控制通过第一递送子线路214递送到第一处理腔室202中的第一气体的流速。在一些实施例中，前驱物递送系统208可以进一步包括与第一递送主线路210流体耦接的第二递送子线路218。可以将第二递送子线路218配置为提供从第一递送主线路210到第二处理腔室204的流体通路。在一些实施例中，第二递送子线路218可以包括流量控制器220(诸如质量流量控制器)，流量控制器220被配置为控制通过第二递送子线路218递送到第二处理腔室204中的第一气体的流速。29.在一些实施例中，前驱物递送系统208可以进一步包括前驱物传感器224，前驱物传感器224沿着第一递送主线路210安装且安装在第一递送子线路214和第二递送子线路218的上游。在一些实施例中，前驱物传感器224可以包括光学吸收传感器。如下文将更详细讨论的，可以将前驱物传感器224配置为测量被递送通过第一递送主线路210的第一气体中所含有的一种或多种前驱物的浓度。30.在一些实施例中，前驱物递送系统208可以进一步包括第二递送主线路226，第二递送主线路226被配置为递送来自第二气体源228(诸如稀释气体源)的第二气体。取决于气体，第二气体源228可以包括用于用固态、液态、和/或气态形式存储第二气体的缸筒或其他容器，第二气体可以被汽化以供被递送通过第二递送主线路226。31.在一些实施例中，前驱物递送系统208可以进一步包括与第二递送主线路226流体耦接的第三递送子线路230。可以将第三递送子线路230配置为提供从第二递送主线路226到第一处理腔室202的流体通路。在一些实施例中，第三递送子线路230可以包括流量控制器232(诸如质量流量控制器)，流量控制器232被配置为控制通过第三递送子线路230流动到第一处理腔室202中的第二气体的流速。在一些实施例中，前驱物递送系统208可以进一步包括与第二递送主线路226流体耦接的第四递送子线路234。可以将第四递送子线路234配置为提供从第二递送主线路226到第二处理腔室204的流体通路。在一些实施例中，第四递送子线路234可以包括流量控制器236(诸如质量流量控制器)，流量控制器236被配置为控制通过第四递送子线路234流动到第二处理腔室204中的第二气体的流速。32.虽然在图2中所示的实施例中将第三递送子线路230和第四递送子线路234描述为与第二递送主线路226流体耦接，但在一些实施例中，也可以省略第二递送主线路226。在一些实施例中，第三递送子线路230和第四递送子线路234中的每一者均可以耦接到稀释气体源。耦接到第三递送子线路230和第四递送子线路234的稀释气体源在一些实施例中可以相同，或在一些实施例中可以不同。33.为了安全起见和/或防止交叉污染，可以沿着第一递送主线路210和/或第二递送主线路226和/或第一递送子线路214、第二递送子线路218、第三递送子线路230、和/或第四递送子线路234安装一个或多个阀门。在一些实施例中，可以沿着第一递送主线路210将手动阀门和/或安全阀门250安装在第一气体源212的下游。可以将净化阀门252安装在净化气体源213的下游。可以将上游阀门254安装在第一气体源212和净化气体源213的下游以及前驱物传感器224的上游。在一些实施例中，沿着第一递送子线路214和第二递送子线路218，可以将上游阀门256a、256b安装在相应的流量控制器216、220的上游，且可以将下游阀门258a、258b安装在相应的流量控制器216、220的下游。也可以将最终阀门260a、260b安装在阀门256、258的下游和相应的第一处理腔室202和第二处理腔室204的上游。在一些实施例中，沿着第三递送子线路230和第四递送子线路234，可以将手动阀门262a、262b安装在第二气体源228的下游，且可以将上游阀门264a、264b安装在相应的手动阀门262a、262b的下游以及相应的流量控制器232、236的上游。进一步地，沿着第三递送子线路230和第四递送子线路234，也可以将最终阀门266a、266b安装在相应的流量控制器232、236的下游以及相应的第一处理腔室202和第二处理腔室204的上游。34.在一些实施例中，前驱物递送系统208可以进一步包括前驱物递送控制器270。前驱物递送控制器270可以与前驱物传感器224通信耦接，且可以被配置为从前驱物传感器224接收指示第一气体中所含有的一种或多种前驱物的浓度的测量值。前驱物递送控制器270也可以与流量控制器216、220、232、236通信耦接，且可以被配置为独立控制流量控制器216、220、232、236中的每一者，以调整流动到第一处理腔室202和/或第二处理腔室204中的第一气体和/或第二气体的相应的流速，以便根据一个或多个半导体处理配方递送气体混合物。具体而言，在一些实施例中，前驱物递送控制器270可以进一步与处理配方数据存储272通信耦接。可以将处理配方数据存储272配置为存储半导体处理配方，这些半导体处理配方可以包括处理设定点，诸如一种或多种前驱物和/或稀释气体的流速、一种或多种前驱物的浓度、处理压力、处理温度等等。可以将前驱物递送控制器270配置为从处理配方数据存储272检取或获得处理配方设定点等等。基于检取的处理设定点和第一气体中的一种或多种前驱物的测量到的浓度，前驱物递送控制器270可以彼此独立地控制和/或调整流量控制器216、220、232、236中的一者或多者，以相应地将气体混合物递送到第一处理腔室202和/或第二处理腔室204中。35.如上所述，由于化学物质的本质、环境因素、递送路径配置等等，气体混合物可能不稳定。例如，第一气体可以包括可以用稀释气体(诸如氢气(h2))以指定浓度(例如约10％到约30％)稀释的前驱物(诸如乙硼烷(b2h6))，所述指定浓度可能高于各种处理配方的处理设定点。然而，来自第一气体源212的前驱物的递送浓度可能由于各种原因而偏离指定浓度。所递送的前驱物的浓度的此类偏离可能导致递送到第一处理腔室202和/或第二处理腔室204中以供处理收容在其中的半导体基板的前驱物的量和/或浓度的变化。所递送的前驱物的量和/或浓度的变化可能对所处理的基板的质量(诸如膜的质量)有害。36.为了限制或防止递送到第一处理腔室202和/或第二处理腔室204中的前驱物的量的变化，可以使用前驱物传感器224来监测和/或测量从第一气体源212递送的前驱物的浓度。可以利用前驱物的测量到的浓度来使用第二气体(其可以是氢气(h2))进一步稀释含有前驱物的第一气体，使得可以根据处理设定点将精确量的前驱物递送到第一处理腔室202和/或第二处理腔室204中。37.具体而言，在一些实施例中，基于第一气体中所含有的前驱物的测量到的浓度，可以将前驱物递送控制器270配置为控制流量控制器216和流量控制器232，以便分别控制流动到第一处理腔室202中的第一气体的流速和第二气体的流速。通过基于前驱物的测量到的浓度来控制流动到第一处理腔室202中的第一气体和第二气体的流速，可以根据第一配方处理设定点将正确、精确的量的前驱物递送到第一处理腔室202中。类似地，基于第一气体中所含有的前驱物的测量到的浓度，可以将前驱物递送控制器270进一步配置为控制流量控制器220和流量控制器236，以便分别控制流动到第二处理腔室204中的第一气体的流速和第二气体的流速。通过基于前驱物的测量到的浓度来控制流动到第二处理腔室204中的第一气体和第二气体的流速，可以根据第二配方处理设定点将正确、精确的量的前驱物递送到第二处理腔室204中。38.如上所述，可以将第一处理腔室202和第二处理腔室204配置为同时地和/或彼此独立地执行不同的工艺。例如，通过彼此独立地控制流量控制器216、220、232、236，可以将具有不同浓度的前驱物的不同的气体混合物递送到第一处理腔室202和/或第二处理腔室204中。例如，在可以将第一气体与第二气体的第一气体混合物递送到第一处理腔室202中的同时，可以将第一气体与第二气体的第二气体混合物递送到第二处理腔室204中，且第一气体混合物和第二气体混合物可以包括包含在其中的不同浓度的前驱物。可以由相应的处理设定点为第一处理腔室202和第二处理腔室204指定不同的浓度。39.存在与本文中所述的前驱物递送系统208相关联的几个优点。通过控制递送到不同的处理腔室(例如第一处理腔室202和/或第二处理腔室204)中的第一气体和第二气体的流速，可以将不同的量和/或浓度的前驱物递送到不同的处理腔室中。此外，可以根据不同的配方和/或处理设定点用不同的总流速递送第一气体与第二气体的混合物。进一步地，在可以在多个腔室中执行多个工艺时，处理系统200可以允许将单个气体源(例如第一气体源212)用于用不同的水平或浓度将前驱物递送到不同的处理腔室中，以根据不同的处理配方设定点执行不同的工艺，而不是使用多个气体源。此外，通过测量从气体源递送的前驱物的浓度，可以实现对所递送的前驱物的量和/或浓度的精确控制，且可以避免递送到处理腔室中的前驱物的量的不稳定性和/或漂移。应注意，虽然图2中仅示出两个处理腔室202、204，但处理系统200也可以包括仅一个或多于两个的处理腔室。可以将前驱物递送系统208配置为从一个气体源同时地和/或彼此独立地将不同的量和/或浓度的前驱物递送到不同的处理腔室中，诸如递送到三个、四个、五个、六个等等的不同处理腔室中。40.图3示意性地绘示根据本技术的实施例的前驱物传感器224的示例性配置。前驱物传感器224可以包括光学吸收传感器，诸如非色散红外传感器。然而，可以将可以用来测量气体混合物的浓度和/或相对比率的任何传感器利用和/或实施在本技术中。在一些实施例中，前驱物传感器224可以包括细长的光学单元300。光学单元300可以包括入口302，入口302可以设置在光学单元300的第一端304附近。如下文将更详细讨论的，光学单元300的第一端304可以由滤光器限定。入口302可以提供从第一气体源212到光学单元300的流体通路。光学单元300可以进一步包括出口306，出口306设置在光学单元300的第二端308附近。如下文将更详细讨论的，光学单元300的第二端308可以由光学窗口限定。出口306可以提供从光学单元300顺流到第一递送子线路214和/或第二递送子线路218的流体通路。在一些实施例中，光学单元300可以由金属(诸如不锈钢)、具有或不具有表面涂层或处理(诸如阳极化)的铝、氧化铝、或氮化铝制成。可以基于通过光学单元300的流体流和各种其他的考虑来选定用于制作光学单元300的其他合适的材料。41.前驱物传感器224可以进一步包括设置在光学单元300的相对端处的光源310和光检测器312。可以将限定光学单元300的第一端304的滤光器314设置在光学单元300与光检测器312之间。可以将限定光学单元300的第二端308的光学窗口316设置在光学单元300与光源310之间。在图3中所示的实施例中，可以将光源310设置在光学单元300的第二端308处和出口306附近，且可以将光检测器312设置在光学单元300的第一端304处和入口302附近。在一些实施例中，可以将光源310设置在光学单元300的第一端304处和入口302附近，且可以将光检测器312设置在光学单元300的第二端308处和出口306附近。虽然附图绘示了可以将入口302和/或出口306设置在光学单元300的侧壁处且相对于光学单元300的纵轴以一定角度定向，但入口302和/或出口306也可以设置在光学单元300的任何合适的位置(诸如光学单元300的相对端)处和/或可以与光学单元300的纵轴平行地定向。42.可以将光源310和光检测器312分别安置在光源隔室318和光检测器隔室320中。在一些实施例中，光源隔室318和光检测器隔室320可以各自包括与光学单元300共同的横截面，此横截面可以是圆形、卵形、多边形(例如三角形、正方形、菱形、矩形、五角形、六角形)、或任何合适的形状。因此，光源隔室318、光学单元300、以及光检测器隔室320可以限定前驱物传感器224的细长主体。在一些实施例中，光源隔室318和/或光检测器隔室320中的至少一者可以具有与光学单元300的横截面尺寸和/或形状不同的横截尺寸和/或形状，以容纳可以用于前驱物传感器224的各种光源310和/或光检测器312。43.光学单元300可以为从光源310所发射的光限定线性光路径。光源310、光学窗口316、光学单元300、滤光器314、以及光检测器312可以沿着光学单元300的纵轴对准，使得从光源310所发射的光可以行进通过光学单元300且被光检测器312检测。因此，在第一气体可以流动通过光学单元300时，可以使用例如光学吸收来分析第一气体。例如，可以测量第一气体中所包括的前驱物的水平或浓度(诸如第一气体中所含有的乙硼烷的水平或浓度)。可以进一步利用前驱物的测量到的水平或浓度来控制流量控制器216、220、232、236，以确保可以将精确的量和/或浓度的前驱物递送到第一处理腔室202和/或第二处理腔室204中。44.在一些实施例中，前驱物传感器224可以进一步包括一个或多个传感器324(诸如压力传感器和/或温度传感器)，所述一个或多个传感器324被配置为测量光学单元300内部的压力和/或温度。虽然在图3中，一个或多个传感器324定位在一起且设置在光学单元300的单元壁处，但在一些实施例中，也可以将一个或多个传感器324设置在分开的位置处，诸如设置在光学单元300的单元壁的不同位置处、入口302处、出口306处、或用于测量光学单元300内部的温度和/或压力的任何其他合适的位置。前驱物传感器224可以进一步包括电路板326，电路板326电连接光源310、光检测器312、和/或其他电子部件或电气部件(诸如一个或多个传感器224)。在一些实施例中，可以将本文中所述的前驱物传感器224的各种部件收容在传感器包壳中。45.图4示意性地绘示根据本技术的实施例流动通过前驱物传感器224且被前驱物传感器224分析的流体。流体流可以是或包括从第一气体源212经由入口302流动到光学单元300中的第一气体328。然后，可以引导第一气体328以沿着光学单元300的纵轴朝向出口306流动通过光学单元300。光(未示于图4中)可以从光源310发射，且可以行进通过填充有第一气体328的光学单元300。光中的一些可以被第一气体328吸收，例如被第一气体328中所含有的乙硼烷吸收。随后，可以使用光检测器312基于第一气体328对光的吸收来分析第一气体328中所含有的乙硼烷的浓度。46.为了促进测量乙硼烷的水平或浓度，可以将光学窗口316配置为允许可以被乙硼烷吸收的光从光源310穿过。例如，在一些实施例中，可以将光学窗口316配置为允许光(诸如红外辐射)传递或进入到光学单元300中。穿过光学窗口316的红外辐射可以具有范围介于约400cm-1与约3,000cm-1之间的波数或范围介于约2μm与约30μm之间的波长。这些范围可以包含乙硼烷特有的多个吸收波长，其可以包括具有以下波数的红外辐射：1,600±100cm-1、2,520±100cm-1、和/或其他特征波数，或具有以下波长的红外辐射：3,968±100nm、6,250±100nm、和/或其他特征波长。47.在一些实施例中，可以将光学窗口316选定和/或配置为允许可以包含乙硼烷特有的更多或更少的吸收波长的辐射穿过。在一些实施例中，可以将光学窗口316选定和/或配置为允许可以仅包含乙硼烷特有的单个吸收波长的辐射穿过。在一些实施例中，可以将光学窗口316配置为传递具有范围介于约1,000cm-1与约2,000cm-1之间、介于约1,200cm-1与约2,800cm-1之间、介于约2,000cm-1与约3,200cm-1之间、或任何其他合适的范围的波数的红外辐射。可以适于光学窗口316的示例性材料可以包括溴化钾、蓝宝石、氟化钡、锗、或可以允许由乙硼烷可吸收的辐射穿过的任何其他合适的材料。也可以将光学窗口316的材料选定和/或配置为耐腐蚀。在半导体处理期间，所利用的各种气体或前驱物可能是腐蚀性的。本文中所述的示例性材料可以不仅允许由乙硼烷可吸收的辐射穿过，也可以对流动通过的各种气体的腐蚀有抗性，因此延长了前驱物传感器224的操作寿命。48.在一些实施例中，为了促进测量乙硼烷的水平或浓度，可以将滤光器314选定和/或配置为允许包含乙硼烷特有的单个吸收波长的辐射穿过。例如，可以将滤波器314选定和/或配置为允许具有以下波数中的任一者的红外辐射：1,600±100cm-1、2,520±100cm-1、和/或乙硼烷吸收特有的其他波数，或具有以下波长中的任一者的红外辐射：3,968±100nm、6,250±100nm、和/或乙硼烷吸收特有的其他特征波长。在一些实施例中，可以将滤波器314选定和/或配置为允许包含乙硼烷特有的多于一个吸收波长的辐射穿过。与光学窗口316类似，可以适于滤波器314的各种材料也可以对流动通过光学单元300的各种气体的腐蚀有抗性。如本文中所述，可以将光学窗口316和/或滤波器314选定或配置为特别用于检测乙硼烷。在不如本文中所述地特别配置或选定光学窗口316和/或滤波器314的情况下，可能无法实现在适于半导体处理的条件下对乙硼烷的水平或浓度的有效检测。49.在一些实施例中，替代于或附加于乙硼烷，流动通过光学单元300的流体可以包括一种或多种前驱物。一种或多种前驱物可以包括四硼烷、砷化氢、磷化氢等等。可以将光学窗口316和/或滤波器314进一步配置为促进检测四硼烷、砷化氢、磷化氢等等中的一者或多者的水平或浓度。例如，可以将光学窗口316配置为允许可以包含可以被包括在第一气体中的四硼烷、砷化氢、磷化氢、和/或其他前驱物所特有的一个或多个吸收波长的辐射。可以将滤波器314配置为允许包含四硼烷、砷化氢、磷化氢、和/或其他前驱物所特有的单个或多个吸收波长的辐射以供检测上述前驱物的水平或浓度。50.可以将光检测器312配置为检测入射光的强度(更具体地，检测前驱物吸收所特有的一个或多个波长下的入射光的强度的降低)，以确定前驱物(诸如乙硼烷、四硼烷、砷化氢、磷化氢、和/或其他前驱物)的水平或浓度。图5a和图5b示意性地绘示根据本技术的实施例的检测到的辐射强度。图5a和图5b两者中的信号502可以表示参考信号502，参考信号502可以在前驱物传感器224的正常操作期间保持一致。参考信号502可能由于光源310的劣化而降低。因此，可以利用参考信号502来进行传感器健康检查和/或周期性基线检查。图5a和图5b中的信号504可以表示被光检测器312检测到的辐射强度以供测量可以流动通过光学单元300的感兴趣的一种或多种前驱物的水平或浓度。图5a示意性地绘示流体不能流动通过光学单元300的实施例或流动通过光学单元300的流体可能无法吸收从光源310所发射的辐射中的任何辐射的实施例。因此，可能没有检测到强度信号504的降低。图5b示意性地绘示穿过光学单元300的流体可以吸收辐射中的至少一些辐射的实施例，如由光检测器312所测量到的辐射强度的降低506中所示。例如，在一些实施例中，流动通过光学单元300的流体可以是或包括从处理腔室102流动的第一气体，且因此可能含有乙硼烷。随后，由于乙硼烷的存在，可能检测到乙硼烷特有的吸收波长下的辐射强度的降低506。虽然仅将降低506示为位于一个波长处或附近，但取决于光源310和/或光检测器312的配置，也可能检测到多个波长处或附近的降低。可以使用由于吸收而引起的辐射强度的检测到的降低来确定第一气体中所含有的乙硼烷的水平或浓度。在一些实施例中，乙硼烷的水平或浓度可以由乙硼烷的分压来表示。因此，基于辐射强度测量值，可以确定第一气体中所含有的乙硼烷的分压。51.在一些实施例中，流动通过光学单元300的第一气体的压力可能相对较低，且其范围可以介于约1毫托与约10托之间，例如介于约1毫托与约5托之间、介于约1毫托与约4托之间、介于约1毫托与约3托之间、介于约1毫托与约2托之间、或介于约1毫托与约1托之间。许多常规的乙硼烷检测器可能无法在这些低压范围下操作。相比之下，本文中所述的前驱物传感器224的配置可以在相对较低的压力范围下有效地检测第一气体中所含有的乙硼烷。例如，本文中所述的前驱物传感器224可以有效地检测乙硼烷的分压，此分压可以低达小于或约100百万分率(ppm)、小于或约90ppm、小于或约80ppm、小于或约70ppm、小于或约60ppm、小于或约50ppm、小于或约40ppm、小于或约30ppm、小于或约20ppm、小于或约10ppm、小于或约5ppm、小于或约3ppm、小于或约1ppm、或更小。52.在一些实施例中，乙硼烷的检测到的分压的范围可以介于约1ppm与约900,000ppm之间，例如介于约1ppm与约500,000ppm之间、介于约1ppm与约100,000ppm之间、介于约1ppm与约50,000ppm之间、介于约1ppm与约10,000ppm之间、介于约1ppm与约5,000ppm之间、介于约1ppm与约3,000ppm之间、介于约1ppm与约1,000ppm之间、介于约1ppm与约500ppm之间、介于约1ppm与约400ppm之间、介于约1ppm与约300ppm之间、介于约1ppm与约200ppm之间、介于约1ppm与约100ppm之间、介于约1ppm与约90ppm之间、介于约1ppm与约80ppm之间、介于约1ppm与约70ppm之间、介于约1ppm与约60ppm之间、介于约1ppm与约50ppm之间、介于约1ppm与约40ppm之间、介于约1ppm与约30ppm之间、介于约1ppm与约20ppm之间、介于约1ppm与约10ppm之间、介于约1ppm与约5ppm之间、或介于约1ppm与约3ppm之间。53.虽然在本文中将光学吸收传感器描述为前驱物传感器224的示例，但在一些实施例中，前驱物传感器224也可以是或包括声学传感器。声学传感器可以通过将高频(例如在mhz范围中)的扩频声学信号传送通过流动通过传感器的气体来测量前驱物的浓度。可以计算第一个接收到的信号与其回波之间的最大似然时间延迟。基于最大似然时间延迟，可以计算流动通过传感器的气体中的声音速度。基于计算的声音速度，可以确定气体中所含有的前驱物的浓度。54.可以将先前所讨论的处理系统用于执行示例性半导体方法。图6示出根据本技术的实施例的用于前驱物递送的方法600中的示例性操作。递送的前驱物可以用于各种半导体工艺，包括沉积和/或蚀刻。操作中的一些或全部可以使用如先前所述的腔室和/或系统来执行，或可以在不同的腔室和/或系统中执行。55.方法600可以通过使第一气体从第一气体源流动通过半导体处理系统的第一递送主线路(诸如上述的半导体处理系统200的第一递送主线路210)来在操作605处开始。第一气体可以包括前驱物和稀释气体。在一些实施例中，前驱物可以包括乙硼烷。在一些实施例中，稀释气体可以包括氢气。在一些实施例中，第一递送主线路可以与第一递送主线路的下游的第一递送子线路和第二递送子线路(诸如第一递送子线路214和第二递送子线路218)流体耦接。可以将第一递送子线路配置为提供从第一递送主线路到第一半导体处理腔室(诸如处理系统200的第一处理腔室202)的流体通路。可以将第二递送子线路配置为提供从第一递送主线路到第二半导体处理腔室(诸如处理系统200的第二处理腔室204)的流体通路。因此，可以将第一腔室和第二腔室配置为同时执行不同的半导体工艺。56.在操作610处，可以测量被递送通过第一递送主线路的第一气体中所含有的前驱物的浓度。可以使用光学吸收传感器(诸如上文参照图3所描述的前驱物传感器224)来测量前驱物的浓度。因此，在一些实施例中，光学吸收传感器可以包括细长的光学单元(诸如上述的光学单元300)。可以将光学单元配置为引导第一气体沿着光学单元的纵轴流动通过光学单元的至少一部分，同时可以测量第一气体中所含有的前驱物的浓度。在一些实施例中，光学吸收传感器可以包括滤光器(诸如上述的滤光器314)，此滤光器可以限定细长光学单元的第一端。光学吸收传感器也可以包括光学窗口(诸如上述的光学窗口316)，此光学窗口可以限定细长光学单元的第二端，此第二端与光学单元的第一端相对。光学吸收传感器可以进一步包括设置在光学单元的相对的第一端和第二端处的光检测器(诸如光检测器312)和光源(诸如光源310)。为了促进前驱物(诸如乙硼烷)的检测，可以将光学窗口配置为允许具有范围介于约400cm-1与约3,000cm-1之间的波数的辐射通过光学窗口进入到光学单元中。可以将滤光器配置为允许乙硼烷吸收特有的辐射(诸如具有1,600±100cm-1、2,520±100cm-1、或乙硼烷吸收特有的其他波数中的至少一者的波数的辐射)穿过光检测器且被光检测器检测。57.在一些实施例中，在操作615处，可以使第二气体从第二气体源流动通过第二递送主线路(诸如上述的处理系统200的第二递送主线路226)。第二气体可以包括稀释气体(诸如氢气)。第二递送主线路可以与第二递送主线路的下游的第三递送子线路和第四递送子线路(诸如第三递送子线路230和第四递送子线路234)流体耦接。可以将第三递送子线路配置为提供从第二递送主线路到第一半导体处理腔室的流体通路。可以将第四递送子线路配置为提供从第二递送主线路到第二半导体处理腔室的流体通路。58.在操作620处，可以至少部分地基于前驱物的测量到的浓度来调整被递送通过第一递送子线路的第一气体的第一流速。在操作625处，可以至少部分地基于前驱物的测量到的浓度来调整被递送通过第二递送子线路的第一气体的第二流速。在一些实施例中，方法可以进一步包括以下步骤：在操作630处，至少部分地基于前驱物的测量到的浓度来调整被递送通过第三递送子线路的第二气体的第一流速，以及在操作635处，至少部分地基于前驱物的测量到的浓度来调整被递送通过第四递送子线路的第二气体的第二流速。可以通过控制沿着第一递送子线路、第二递送子线路、第三递送子线路、第四递送子线路中的每一者安装的流量控制器(诸如质量流量控制器)(诸如上述的流量控制器216、220、232、236)来进行调整。流量控制器可以与前驱物递送控制器(诸如上述的前驱物递送控制器270)通信耦接。可以将前驱物递送控制器配置为从处理配方数据存储(诸如处理配方数据存储272)接收处理配方设定点并从光学吸收传感器接收前驱物的测量到的浓度。处理设定点可以指定递送到每个处理腔室中的气体混合物中的前驱物的浓度、流动到处理腔室中的一种或多种气体的流速等等，以执行各种半导体工艺。基于前驱物的测量到的浓度和处理配方设定点，前驱物递送控制器可以控制被递送通过第一子线路、第二子线路、第三子线路、和/或第四子线路的第一气体和/或第二气体的流速。59.在操作640处，可以根据第一配方设定点向第一半导体处理腔室递送被递送通过第一递送子线路的第一气体与被递送通过第三递送子线路的第二气体的第一气体混合物。第一配方设定点可以限定或指定第一气体与第二气体的第一混合物中所含有的前驱物的第一浓度。在操作645处，可以根据第二配方设定点向第二半导体处理腔室递送被递送通过第二递送子线路的第一气体与被递送通过第四递送子线路的第二气体的第二混合物。第二配方设定点可以限定或指定第一气体与第二气体的第二混合物中所含有的前驱物的第二浓度。第一配方设定点和第二配方设定点可以彼此相同或不同。如上所述，在一些实施例中，可以将第一处理腔室和第二处理腔室配置为同时执行不同的处理配方。因此，可以同时分别向第一半导体处理腔室和第二半导体处理腔室递送第一气体混合物和第二气体混合物，以执行可以利用不同的量和/或浓度的前驱物的不同工艺。60.在前述说明中，出于解释的目的，已经阐述了许多细节以提供对本技术的各种实施例的了解。然而，本领域中的技术人员将理解，可以在没有这些细节中的一些的情况下或在有额外的细节的情况下实践某些实施例。61.已经公开了几个实施例，本领域中的技术人员将认可，在不脱离实施例的精神的情况下，可以使用各种变体、替代构造、以及等效物。此外，未描述许多众所周知的工艺和构件以避免不必要地模糊本技术。因此，不应将以上说明视为限制本技术的范围。此外，可能将方法或工艺描述为顺序的或分步骤的，但要了解，可以并行地或用与所列出的顺序不同的顺序执行操作。62.在提供了值的范围的情况下，应了解，除非上下文另有明确指出，否则在此范围的上限与下限之间的每个中间值，直达下限的单位的最小分数也被具体公开。包括了在阐明的范围中的任何阐明的值或未阐明的中间值之间的任何较窄的范围以及在此阐明的范围中的任何其他阐明的值或中间值。可以将那些较小范围的上限和下限独立地包括或排除在范围中，且将限值中的任一者、一者都不或两者都包括在较小范围中的每个范围也被包括在本技术内，受限于阐明的范围中的任何具体排除的限值。在阐明的范围包括限值中的一者或两者的情况下，也包括了排除那些所包括的限值中的任一者或两者的范围。63.如本文中和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有明确指出，否则单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”包括复数指代。因此，例如，对于“一种前驱物”的指代包括了多种此类前驱物，而对于“所述层”的指代包括了对一个或多个层及其由本领域中的技术人员所已知的等效物的指代等等。64.并且，在本说明书中和所附权利要求中使用时，用词“包括(comprise)”、“包括(comprising)”、“包含(contain)”、“包含(containing)”、“包括(include)”和“包括(including)”旨在指定阐明的特征、整数、部件、或操作的存在，但此类用词并不排除一个或多个其他的特征、整数、部件、操作、行动、或群组的存在或添加。









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