[发明专利]石英晶体微天平浓度监测

说明书

描述一个安装在加热样品腔室内的石英晶体微天平(QCM)装置。样品腔室的温度维持成比前驱物容器的温度高约10℃至约30℃。样品腔室连接到前驱物输送管线，并包括高温阀和与高温阀前流(foreline)的流路，以允许去除多余的材料。QCM装置包括加热器和气体冷却通道，从而使装置可维持在比前驱容器的温度低约10℃至约30℃的温度下。

技术领域

本公开内容的实施方式一般涉及半导体处理和其他电子制造。更具体地，本公开内容的实施方式涉及用于控制化学前驱物输送到处理腔室的方法和设备。

背景技术

随着集成电路(IC)密度的增加，对更大的均匀性和关于层厚度的处理控制的需求增加。IC制造商对半导体处理工业提出了苛刻的要求，以开发提供更高产量，同时增加沉积在具有越来越大表面积的基板上的层的均匀性的制造工具。响应于这些需求，已经开发了各种技术以成本有效的方式在基板上沉积层，同时维持对层的特性的控制。

化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)技术都需要精确控制引入到处理腔室中的反应性前驱物，以便产生所期望的均匀厚度的层。对于CVD和ALD的一些应用而言，一种或多种前驱物以固体或液体的状态出现。通常，前驱物经由在储存容器内进行的升华处理在一定的压力和温度下从固体状态转变为气体状态(蒸发)。可通过使载气流过容器而产生的处理气体将前驱物输送到处理腔室，或者可不进行处理就输送前驱物。处理气体包含与载气混合的汽化前驱物。升华的速率取决于前驱物的温度、前驱物的表面积和形态，以及载气如何流过容器(流体动力学和停留时间)，每一个都可能很难控制。因此，通常难以将可预测浓度的前驱物输送至处理腔室。

因此，存在用于监测和调节前驱物到处理腔室的剂量/浓度的改进方法的需求。

发明内容

本公开内容的一个或多个实施方式涉及一种处理系统。在一个实施方式中，一种处理系统包含：载气源；前驱物容器；沉积腔室；和样品腔室，位于前驱物容器的下游和沉积腔室的上游，样品腔室容纳有石英晶体微天平(QCM)装置。

本公开内容的另一实施方式涉及一种处理方法。在一个或多个实施方式中，一种处理方法包含以下步骤：将含有化学前驱物的容器加热到在从约25℃至约600℃的范围中的温度，容器具有第一前驱物浓度；使载气流过容器以形成包含化学前驱物的前驱物气体；使用样品腔室内的石英晶体微天平(QCM)装置测量前驱物气体内的化学前驱物的浓度，前驱物具有第二前驱物浓度，并且样品腔室的温度比容器的温度高在从约10℃至约30℃的范围中；在沉积处理期间将基板暴露于前驱物气体；和在基板上沉积膜。

本公开内容的其他实施方式涉及一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，指令当由处理腔室的控制器执行时使处理腔室执行以下操作：将含有化学前驱物的容器加热到在从约10℃至约600℃的范围中的温度；使载气流过容器以形成包含化学前驱物的前驱物气体；使用样品腔室内的石英晶体微天平(QCM)装置测量前驱物气体内的化学前驱物的浓度，样品腔室的温度比容器的温度高在从约10℃至约30℃的范围中；在沉积处理期间将基板暴露于前驱物气体；和在基板上沉积膜。

附图说明

为了可详细地理解本公开内容的上述特征的方式，可通过参考实施方式来获得以上简要概述的本公开内容的更详细的描述，其中一些实施方式显示在附随的附图中。然而，应当注意，附随的附图仅显示了本公开内容的典型实施方式，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为本公开内容可允许其他等效的实施方式。

图1显示了根据本公开内容的一个或多个实施方式的处理系统的示意图；

图2显示了根据本公开内容的一个或多个实施方式的石英晶体微天平(QCM)装置的示意图；

图3描绘了根据本公开内容的一个或多个实施方式的处理方法的处理流程图；和

图4描绘了根据本公开内容的一个或多个实施方式的处理方法的处理流程图。

具体实施方式