【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自由基气体和短时间存活分子的多传感器气体取样检测系统和使用方法相关申请的交叉引用本申请案要求2017年12月1日提交的标题为“用于自由基气体和短时间存活分子的多传感器气体取样检测系统和使用方法(Multi-SensorGasSamplingDetectionSystemforRadicalGasesandShort-LivedMoleculesandMethodofUse)”的第62/593,721号美国专利申请案以及2018年3月22日提交的标题为“用于自由基气体和短时间存活分子的多传感器气体取样检测系统和使用方法”的第62/646,867号美国专利申请案的优先权，以上两个申请案的内容的全文特此以引用的方式并入本文。
技术介绍
越来越多数量的装置、系统和应用中正在加入电子装置和系统。因此，对具有增加的复杂性和缩小的尺度的低成本集成电路的市场需求持续增长。已经开发例如基于自由基的半导体晶片工艺等各种微型制造工艺来解决尺度缩放的挑战。为了成本有效地设计和制造高性能集成电路，需要谨慎地控制基于自由基的半导体晶片制造工艺的参数。当前，使用若干基于自由基的半导体晶片处理方法。工艺中使用的自由基气体包含原子、受激分子以及气体中正常并不存在的许多短时间存活分子，例如H、O、N、F、Cl、Br、NH、NH2、NF、CH、CH2、COF等。虽然已经证明当前可用的基于自由基的半导体晶片工艺在某种程度上是有用的，但在过去已经发现若干缺点。举例来说，在晶片处理期间生成的自由基物质是短时间存活的，从而使得准确测量和分析具有挑战性。因此...
【技术保护点】
1.一种用于测量气体流中的自由基的浓度的系统，其包括：/n至少一个自由基气体生成器，其与至少一个气体源连通，所述自由基气体生成器经配置以生成至少一个自由基气体流；/n至少一个处理腔室，其与所述至少一个自由基气体生成器成流体连通，所述至少一个处理腔室经配置以接收所述至少一个自由基气体流的至少一部分；/n至少一个分析电路，其与所述至少一个自由基气体生成器成流体连通，所述分析电路经配置以使至少一个试剂与经界定体积的所述至少一个自由基气体流内的至少一个自由基气体进行反应，从而形成至少一个化合物流内的至少一个化学物质，所述至少一个化合物流位于所述至少一个分析电路内；/n至少一个传感器模块，其在所述分析电路内，所述传感器模块经配置以测量所述至少一个化合物流内的所述至少一个化学物质的浓度；以及/n至少一个流量测量模块，其与所述传感器模块成流体连通，所述至少一个流量测量模块经配置以测量所述至少一个自由基气体流和至少一个化合物流中的所述至少一个的体积。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
【国外来华专利技术】20171201 US 62/593,721;20180322 US 62/646,8671.一种用于测量气体流中的自由基的浓度的系统，其包括：
至少一个自由基气体生成器，其与至少一个气体源连通，所述自由基气体生成器经配置以生成至少一个自由基气体流；
至少一个处理腔室，其与所述至少一个自由基气体生成器成流体连通，所述至少一个处理腔室经配置以接收所述至少一个自由基气体流的至少一部分；
至少一个分析电路，其与所述至少一个自由基气体生成器成流体连通，所述分析电路经配置以使至少一个试剂与经界定体积的所述至少一个自由基气体流内的至少一个自由基气体进行反应，从而形成至少一个化合物流内的至少一个化学物质，所述至少一个化合物流位于所述至少一个分析电路内；
至少一个传感器模块，其在所述分析电路内，所述传感器模块经配置以测量所述至少一个化合物流内的所述至少一个化学物质的浓度；以及
至少一个流量测量模块，其与所述传感器模块成流体连通，所述至少一个流量测量模块经配置以测量所述至少一个自由基气体流和至少一个化合物流中的所述至少一个的体积。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个分析电路包括至少一个取样模块，所述至少一个取样模块经配置以使所述至少一个试剂与经界定体积的所述至少一个自由基气体流内的所述至少一个自由基进行反应，从而形成至少一个化合物流内的至少一个化学物质。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个试剂包括基于碳的材料。
4.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个试剂包括基于硅的材料。
5.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个试剂包括选自由石墨、硅石、碳纤维、二氧化硅和碳化硅组成的群组的至少一个材料。
6.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个取样模块包含至少一个量热法测量系统。
7.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个取样模块包含至少一个滴定法系统。
8.根据权利要求2所述的系统，其中所述至少一个取样模块包含至少一个化性吸附系统。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个传感器模块包括至少一个傅里叶变换红外光谱法系统。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个传感器模块包括至少一个可调谐滤波器光谱法系统。
11.根据权利要求1所述的系统，其中至少一个流量测量模块包含至少一个质量流量计。
12.根据权利要求1所述的系统，其中至少一个流量测量模块包含至少一个质量流量检验器。
13.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括与所述至少一个自由基气体生成器、至少一个分析电路、至少一个取样模块、至少一个传感器模块和至少一个流量测量模块中的至少一个连通的至少一个处理器，所述至少一个处理器经配置以基于从所述至少一个分析电路、至少一个取样模块、至少一个传感器模块和至少一个流量测量模块中的至少一个接收的数据对从所述至少一个自由基气体生成器发出的至少一个自由基气体流的生成进行可控地调整。
14.一种用于测量气体流中的自由基的浓度的系统，其包括：
至少一个自由基气体生成器，其与至少一个气体源连通，所述自由基气体生成器经配置以生成至少一个自由基气体流；
至少一个分析电路，其与所述至少一个自由基气体生成器成流体连通，所述分析电路经配置以使至少一个试剂与经界定体积的所述至少一个自由基气体流内的至少一个自由基气体进行反应，从而形成至少一个反应产物，其中所述至少一个反应产物指示所述至少一个分析电路内的所述至少一个自由基气体流内的所述自由基气体的浓度；
至少一个传感器模块，其在所述分析电路内，所述传感器模块经配置以测量所述至少反应产物；以及
至少一个流量测量模块，其与所述传感器模块成流体连通，所述至少一个流量测量模块经配置以测量所述至少一个自由基气体流和至少一个化合物流中的所述至少一个的体积。
15.根据权利要求14所述的用于测量气体流中的自由基的浓度的系统，其中来自至少一个试剂与至少一个自由基气体的反应的所述至少一个反应产物是化合物。
16.根据权利要求14所述的用于测量气体流中的自由基的浓度的系统，其中来自至少一个试剂与至少一个自由基气体的反应的所述至少一个反应产物是发出的光子。
17.根据权利要求14所述的用于测量气体流中的自由基的浓度的系统，其中来自至少一个试剂与至少一个自由基气体的反应的所述至少一个反应产物是释放的热能。
18.根据权利要求14所述的用于测量气体流中的自由基的浓度的系统，其中来自至少一个试剂与至少一个自由基气体的反应的所述至少一个反应产物是离子。
19.一种测量自由基气体流中的自由基的方法，其包括：
提供其中具有自由基的至少一个自由基气体流；
通过将经界定体积的所述至少一个自由基气体流引导到至少一个取样模块而形成至少一个取样气体流；
在所述至少一个取样模块内组合至少一个试剂与所述至少一个取样气体流中的所述自由基以形成其中具有至少一个化学物质的至少一个化合物流；
使用至少一个传感器模块测量所述至少一个化合物流内的所述至少一个化学物质的浓度；
将所述至少一个自由基气体流的剩余体积引导到至少一个处理腔室中；
使用与所述至少一个传感器模块成流体连通的至少一个流量测量模块测量所述至少一个自由基气体流和至少一个化合物气体流中的所述至少一个的流速；以及
通过比较形成所述取样气体流的所述自由基气体流的每经界定体积与所述至少一个自由基气体流的所述剩余体积的在所述至少一个化合物流内的化学物质的浓度的比率，来计算所述至少一个处理腔室内的自由基的浓度。
20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括使用定位在所述至少一个取样模块和至少一个传感器模块中的至少一个内的至少一个量热法系统测量所述至少一个化合物流内的所述至少一个化学物质的浓度。
21.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括使用定位在所述至少一个取样模块和至少一个传感器模块中的至少一个内的至少一个滴定法系统测量所述至少一个化合物流内的所述至少一个化学物质的浓度。
22.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括使用定位在所述至少一个取样模块和至少一个传感器模块中的至少一个内的至少一个化性吸附系统测量所述至少一个化合物流内的所述至少一个化学物质的浓度。
23.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括使用所述至少一个传感器模块内的傅里叶变换红外光谱法测量所述至少一个化合物流内的所述至少一个化学物质的浓度。
24.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括使用所述至少一个传感器模块内的可调谐滤波器光谱法测量所述至少一个化合物流内的所述至少一个化学物质的浓度。
25.根据权利要求19所述的方法，使用所述流量测量模块内的至少一个质量流量计测量所述至少一个自由基气体流和至少一个化合物气体流中的所述至少一个的流速。
26.根据权利要求19所述的方法，使用所述流量测量模块内的至少一个质量流量检验器测量所述至少一个自由基气体流和至少一个化合物气体流中的所述至少一个的流速。
27.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括：
通过将经界定体积的所述至少一个自由基气体流从所述至少一个处理腔室引导到所述至少一个取样模块而形成至少一个腔室取样气体流；
在所述至少一个取样模块内组合至少一个试剂与所述至少一个腔室取样气体流中的所述自由基以形成其中具有至少一个化学物质的至少一个腔室化合物流；
测量所述至少一个腔室化合物流内的化学物质的浓度；以及
通过比较形成所述腔室取样气体流的所述自由基气体流的每经界定体积与所述至少一个自由基气体流的所述剩余体积的在所述至少一个腔室化合物流内的化学物质的浓度的比率，来计算所述至少一个处理腔室内的自由基的浓度。
28.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括：
通过将从所述至少一个处理腔室排出的经界定体积的所述至少一个自由基气体流引导到所述至少一个取样模块而形成至少一个排气取样气体流；
在所述至少一个取样模块内组合至少一个试剂与所述至少一个排气取样气体流中的所述自由基以形成其中具有至少一个化学物质的至少一个排气化合物流；
技术研发人员：J·秋，陈兴，戴璆瑛，M·哈里斯，A·古柏塔，
申请(专利权)人：MKS仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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