具有源容器重量监测的反应器系统技术方案

一种用于反应器系统中的源容器重量监测组件，用于提供对来自源容器的源或过程材料的可用性的实时和直接测量。该组件包括位于源容器的底壁和容器的支撑元件(例如源容器外壳的底座)之间的一个或多个力或负载传感器，例如测力传感器。传感器定位成至少部分地支撑容器，并且信号调节元件处理来自传感器的输出电信号，然后控制器利用转换因子处理来自信号调节部件的输出信号，例如以确定源容器和存储在其中的过程材料(例如固体、液体或气体前体)的当前重量。控制器使用该重量来计算源容器中可用的过程材料或化学物质的量。用的过程材料或化学物质的量。用的过程材料或化学物质的量。

【技术实现步骤摘要】
具有源容器重量监测的反应器系统


[0001]本公开总体涉及使用通常在高温和包括真空的宽范围压力下存储在系统源容器中的前体或其他过程材料的半导体制造方法和系统，并且更具体地，涉及用于监测源容器中的固态、液态或气态形式的过程材料(例如前体、反应物等)的水平或量的方法和设备。

技术介绍

[0002]在沉积过程中，例如可以输送到晶片的沉积或过程材料存储在反应器系统或工具内的温度和压力受控的源容器内，并且源容器本身可以位于较高温度和宽压力范围的外壳内(例如在真空炉内)。在一些情况下，源容器存储在源外壳或箱(在一些情况下可以采取真空炉的形式)内，该源外壳或箱与反应或处理室流体连接或连通。例如，固体源容器可以用于向反应室中的衬底支撑件或基座上的晶片提供前体。在晶片处理过程中，前体被消耗。当源容器用完或缺少前体(或其它处理材料)时，到达晶片的蒸汽量可能受到影响，这可能导致反应器系统中晶片间或者甚至在特定晶片上的不均匀沉积。这种不均匀性会导致晶片报废，并且在源容器被重新填充后，该批晶片可能需要重新运行，这导致较低的产量。
[0003]典型的反应器系统不提供任何方式来直接监测在任何给定时间源容器内有多少化学物质可用。目前，系统操作者可以简单地等待，直到没有观察到沉积或观察到不均匀沉积，以确定化学源已经耗尽，需要重新填充。在某些情况下，已经使用的化学物质的量是基于执行再填充后的剂量脉冲来计算的，但是误差会导致这种间接源监测方法的不准确性。因此，仍需要一种用于监测反应器系统的源容器中的过程或源材料的可用性的直接测量解决方案，以防止剂量漂移，如果前体消耗没有被监测并且下降到某个水平以下，则可能出现剂量漂移。

技术实现思路

[0004]提供本
技术实现思路
是为了以简化的形式介绍一些概念。这些概念在以下公开的示例实施例的详细描述中被进一步详细描述。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
[0005]根据各种实施例，本文公开了一种用于反应器系统中的源容器重量监测组件，以提供对来自源容器的源或过程材料的可用性的实时和直接测量。该组件包括位于源容器的底壁(在一些实施方式中，容器支撑板和加热器板设置在底壁和传感器之间)和容器的支撑元件(例如源容器外壳的底座，其在一些示例系统中可以采用真空炉的形式)之间的多个传感器，例如测力传感器。传感器定位成至少部分地支撑容器，信号调节元件调节来自测力传感器的电信号，控制器用转换因子处理来自信号调节元件的输出信号，例如以确定源容器和存储在其中的过程材料(例如固体、液体或气体前体)的当前重量。控制器使用该重量来计算源容器中可用的过程材料或化学物质的量，该量可被报告给反应器系统操作者，以在由源容器供应的反应器室中的废料或沉积不均匀性出现任何问题之前指示需要源再填充。
[0006]在本说明书的一些示例性实施例中，描述了一种适于监测源可用性的反应器系
统。该系统包括反应室、源外壳(例如真空炉)和位于源外壳中的源容器。该容器包括适于接收大量源材料的内部空间，并且该内部空间与反应室流体联接。该系统还包括容器重量监测组件，其包括位于源外壳中的传感器组件，该传感器组件可操作来感测源容器的重量。
[0007]在该系统的一些示例性实施方式中，传感器组件包括多个力传感器，位于源容器的底壁和源外壳的支撑元件之间，支撑源容器的至少一部分重量。一个或多个力传感器各自输出指示由源容器施加在一个或多个力传感器上的力的电信号。在一些情况下，力传感器包括以120度偏移的圆形图案布置的三个测力传感器，由此施加到三个测力传感器中的每个上的力基本相等。该系统可以包括位于源容器的底壁和支撑元件之间的容器底座加热器，并且力传感器包括嵌入容器底座加热器的外表面中的气动测力传感器。
[0008]容器重量监测组件还可以包括信号调节装置，用于处理一个或多个力传感器中的每个的信号，以计算源材料的重量。处理信号可以包括放大来自测力传感器的电信号。容器重量监测组件还可以包括控制器。控制器的目的或功能是将转换因子应用于容器的总测量重量或总重量，该转换因子适于去除源容器的重量和由盖子附接硬件施加在源容器的盖子上的支撑力。控制器可以配置(或编程)为在显示器中生成至少一个图形用户界面(GUI),其包括指示重量的图像或文本，或者基于重量与再填充警报阈值的比较的警告。盖子附接硬件可以包括至少一个输入管线和至少一个输出管线，每个包括波纹管、盘管气体管线或硬气体管线中的至少一个，以减小施加到盖子的支撑力。在该系统中，源外壳的内空间具有或可以具有大于150℃的工作温度。
[0009]根据本说明书的其他方面，提供了一种适于监测源可用性的反应器系统。该系统包括源外壳和位于源外壳的内空间中的源容器。源容器包括限定用于接收过程材料的内部空间的底壁、盖子和侧壁。该系统还包括位于源外壳的内空间内的一个或多个力传感器，以至少部分地支撑源容器，并且多个力传感器各自输出指示施加在一个或多个力传感器上的力的信号。提供信号调节元件来调节来自传感器的电信号。在系统中提供控制器，该控制器处理由一个或多个力传感器输出的信号，以确定过程材料的重量。
[0010]在该系统的一些实施例中，力传感器包括以一定图案布置的三个测力传感器，由此施加到三个测力传感器中的每个上的力基本相等。在其他实施例中，该系统包括位于源容器的底壁和支撑元件之间的容器底座加热器，并且一个或多个力传感器包括嵌入容器底座加热器的外表面中的气动测力传感器。
[0011]控制器处理信号包括将转换因子应用于总测量或检测重量，以考虑源容器的重量和由盖子附接硬件施加在源容器的盖子上的支撑力。在一些情况下，控制器在显示器中生成至少一个图形用户界面(GUI),其包括指示重量的图像或文本，或者基于重量与再填充警报阈值的比较的警告。在这些或其他示例系统中，盖子附接硬件包括至少一个输入管线和至少一个输出管线，每个包括波纹管和盘管中的至少一个，以减小施加到盖子的支撑力。
[0012]根据本说明书的其他方面，描述了一种监测反应器系统中的源材料的可用性的方法。该方法包括从一组力传感器接收至少一个信号，通常是多个信号，该组力传感器位于反应器系统中的源容器和竖直支撑源容器的支撑元件之间。该方法还包括将至少一个信号转换成重量测量值，并基于重量测量值计算源容器中的源材料的重量。在一些情况下，使用前体的密度来确定前体的体积，体积＝重量/密度。这在处理液体时很有帮助，因为液体密度随温度而变化，容器内的液体体积可进一步用于确定蒸汽压。
[0013]计算重量可以包括应用转换因子来考虑源容器的重量和由盖子附接硬件施加在源容器的盖子上的提升力。在一些实施方式中，该组力传感器包括至少三个测力传感器，其布置成每个接收由源容器施加在该组力传感器上的相等或基本相等(例如在5％以内)比例力。该方法还可以包括生成具有指示源材料的重量的图像或文本的GUI。此外，该方法可以包括将源材料的重量与再填充警报设定点进行比较，并且基于该比较，生成再填充警告。
[0014]所有这些实施例都在本公开的范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应器系统，包括:反应室；源外壳；定位在源外壳中的源容器，该源容器包括适于接收一定体积的源材料的内部空间，其中该内部空间联接到反应室；以及容器重量监测组件，其包括位于源容器的底壁和源外壳的支撑元件之间的传感器组件，其中源组件包括多个力传感器，其配置为感测源容器和源材料的组合重量。2.根据权利要求1所述的反应器系统，其中，每个力传感器配置为输出指示由所述源容器施加在所述一个或多个力传感器上的力的信号。3.根据权利要求1所述的反应器系统，其中，每个力传感器包括测力传感器，并且所述测力传感器以120度偏移的圆形图案布置。4.根据权利要求1所述的反应器系统，还包括位于所述源容器的底壁和所述支撑元件之间的容器底座加热器，其中，所述一个或多个力传感器包括嵌入在容器底座加热器的外表面中的气动测力传感器。5.根据权利要求2所述的反应器系统，其中，所述容器重量监测组件还包括控制器，其配置为处理所述多个力传感器中的每个的信号，并根据处理信号计算所述源材料的重量。6.根据权利要求5所述的反应器系统，其中，处理所述信号包括将转换因子应用于所述组合重量，以去除所述源容器的重量和由盖子附接硬件施加在源容器的盖子上的力。7.根据权利要求5所述的反应器系统，其中，所述控制器基于所述源材料的计算重量与最小阈值的比较生成指示重量的指示符。8.根据权利要求5所述的反应器系统，其中，所述盖子附接硬件包括输入管线和输出管线，并且其中，所述输入管线和输出管线中的每个包括波纹管或盘管。9.根据权利要求8所述的反应器系统，其中，所述波纹管或盘管位于所述源容器的盖子和所述源外壳的上壁之间。10.根据权利要求2所述的反应器系统，其中，所述源外壳的内空间的工作温度大于150℃。11.一种适于监测源可用性的反应器系统，包括:源外壳；源容器，其位于源外壳的内空间中，其中源容器包括限定用于接收源材料的内部空间的底壁、盖子和侧壁；定位成与源容器的底壁相邻并接触的多个力传感器，其中多个力传感器中的每个配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：