CN118173470A - 半导体制造化学化合物监测过程 - Google Patents

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Abstract

总的来说，本公开的技术的各个方面涉及半导体处理，尤其涉及监测半导体制造过程消耗的化学物质的量。

Description

半导体制造化学化合物监测过程
技术领域
总的来说，本公开的技术的各个方面涉及半导体处理，尤其涉及监测由半导体制造过程消耗的化学物质的量。
背景技术
随着半导体和半导体制造过程变得越来越先进，在制造过程中需要更好的均匀性和过程控制。
在诸如原子层沉积(ALD)、外延、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、等离子体增强原子层沉积(PEALD)、氧化、固化、扩散(退火)和化学气相沉积(CVD)的过程期间，可以是气体、液体或固体形式的前体和其他化学化合物沉积到工件上或与工件接触。这些化学化合物通常存储在容器或存储器皿中，从那里它们被输送到反应室中的工件。
在执行该过程时，监测消耗的化学成分的实际量可能是有利的，以便防止由于化学成分耗尽而导致的制造缺陷。监测实际消耗的能力非常重要，因为它确保处理质量，有效安排存储容器更换，最大限度地利用昂贵的化学品，并改善库存管理。
通常，反应室中使用的化学化合物的精确量被密切监测，因为其中的小偏差可能导致实际反应期间的大质量差异。然而，为了精确控制引入反应室的化学化合物量，通常一旦达到稳定的化学化合物流量，就将化学化合物引入反应室。实际上，一旦化学化合物开始从存储容器流向反应或处理室，该曲线可以分为三个阶段，(1)对应于化学物质开始流过处理管线的开始或起始阶段，其浓度逐渐增加直至达到稳定状态，(2)对应于化学物质流量达到稳定状态且化学物质的浓度保持恒定的时间点的维持阶段，以及(3)对应于化学物质浓度从其稳定状态降低的时间点的释放阶段。通常，在半导体制造过程中，由于化学化合物向反应室的稳态输送，只有维持阶段被引导至处理室。在其他阶段，化学物质通常被排放到优选允许回收化学化合物的***中。排放的结果是，在半导体制造过程中使用的化学化合物的实际量通常与过程消耗的化学化合物的实际量不匹配。
因此，需要改进的方法和装置来监测半导体制造过程中消耗的化学化合物的量。
发明内容
本文给出了本公开的技术的各个方面的第一概述，之后将更详细地描述具体实施例。该概述旨在帮助读者更快地理解技术概念，但并不意味着确定其最重要或最基本的特征，也不意味着限制本公开的范围，本公开的范围仅由权利要求来限定。
本公开的一方面是一种用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的方法，该方法包括以下步骤：
·测量化学化合物通过将所述化学化合物的存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量；以及
·根据所述测量确定由所述半导体制造过程消耗的所述化学化合物的量。
更具体地，在此公开的方法规定，所述确定步骤包括基于随时间通过处理管线的化学化合物流量的所述测量来计算所述化学化合物的消耗。
更具体地，根据本公开的方法规定，所述测量步骤至少包括：
·确定所述处理管线上的处理管线阀的打开/关闭状态；以及
·测量所述处理管线阀处于打开状态的时间；
其中，通过在所述处理管线阀处于打开状态的时间内对通过所述处理管线的所述化学化合物的流量进行积分来计算由所述半导体制造过程消耗的所述化学化合物量。
更具体地，根据本公开的方法规定，通过所述处理管线的所述化学化合物的所述流量由位于所述处理管线上的流量控制器(FC)设定，例如质量流量控制器(MFC)或液体流量控制器(LFC)。
更具体地，根据本公开的方法规定，该方法确定：
·所述半导体制造过程的总化学化合物消耗；和/或；
·所述半导体制造过程的子步骤的部分化学化合物消耗。
更具体地，根据本公开的方法规定，该方法还包括一旦所述半导体制造过程的总化学化合物消耗超过设定的阈值水平就提供警告和/或警报的步骤。
更具体地，根据本公开的方法规定，化学化合物是前体。更具体地，所述前体是液体或固体前体。
更具体地，根据本公开的方法规定，所述前体是包含金属或准金属的液体或固体前体。更具体地，所述金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属和稀土金属。
更具体地，根据本公开的方法规定，所述液体或固体前体包含一种或多种配体，该一种或多种配体选自H、卤素、烷基、烯基、炔烃、羰基、二烯基、β-二酮酸酯、取代或未取代的环二烯基以及取代或未取代的芳基。
更具体地，根据本公开的方法规定，所述液体或固体前体是同质的或异质的。
更具体地，根据本公开的方法规定，所述液体或固体前体包含金属-碳键。
更具体地，根据本公开的方法规定，所述液体或固体前体包含π络合物。
在另一方面，本公开提供了一种由一个或多个计算机执行的方法，用于监测半导体制造过程中的化学化合物的消耗，该方法包括以下步骤：
·接收与化学化合物通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量相关的数据；以及
·根据所述数据确定由半导体制造过程消耗的所述化学化合物的量。
本公开的另一方面涉及一种半导体制造***，包括配置为执行这里公开的方法的控制器。
本公开的另一方面涉及一种半导体制造***，包括：
·至少一个化学化合物流量传感器，其配置用于实时监测和检测通过处理管线的化学化合物流量；以及
·控制器，其配置为从化学化合物流量传感器接收化学化合物流量数据，并根据所述数据确定由所述半导体制造过程消耗的化学化合物的量。
本公开的另一方面涉及一种用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***，该***包括控制器，该控制器配置为接收与通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的化学化合物流量相关的数据，并根据所述数据确定半导体制造过程消耗的化学化合物的量。
更具体地，根据本公开的半导体制造***或用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***规定，该***包括至少一个传感器，用于实时监测和检测通过处理管线的化学化合物流量。更具体地，所述***包括至少一个传感器，用于实时监测和检测所述处理管线上的处理管线阀的打开/关闭状态。
更具体地，根据本公开的半导体制造***或用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***规定，处理管线包括朝向所述处理室的歧管阀和朝向排放出口的歧管阀。
更具体地，根据本公开的半导体制造***或用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***规定，该***包括与一个或多个处理室连接的一个或多个存储容器。
更具体地，根据本公开的半导体制造***或用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***规定，化学化合物是前体。
本公开的另一方面涉及用计算机程序编码的一个或多个非暂时性计算机可读介质，计算机程序包括指令，当由一个或多个计算机执行时，指令使一个或多个计算机在被提供有与化学化合物通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量相关的数据作为输入时执行用于确定由半导体制造过程消耗的所述化学化合物的量的操作。
本公开的另一方面涉及一种计算机程序产品，当在控制器上执行时，计算机程序产品用于当被提供有来自通过所述处理管线的化学化合物的流量的测量数据作为输入时实现如在此公开的用于监测半导体制造过程中的化学化合物的消耗的方法。
附图说明
附图的以下描述涉及本公开的具体实施例，这些实施例本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本教导、其应用或用途。
图1示意性地示出了连接到处理室的用于化学化合物的存储容器，在处理室中监测半导体制造过程中的化学化合物的消耗。
图2示意性地示出了连接到处理室的用于化学化合物的多个存储容器，在处理室中监测半导体制造过程中的化学化合物的消耗。
具体实施方式
在以下详细描述中，将通过本公开的不同方面来描述本公开的基础技术。将容易理解的是，如在此一般描述的和在附图中示出的，本公开的各方面可以多种不同的配置来布置、替换、组合和设计，所有这些都是明确预期的并且构成本公开的一部分。该描述旨在帮助读者更容易地理解技术概念，但并不意味着限制本公开的范围，本公开的范围仅由权利要求来限定。
在整个说明书中提到“一个实施例”或“一实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。因此，在本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定都指同一实施例。
如本文所用，术语“包括”、“包含”和“由…构成”与“含有”、“具有”同义，并且是包含性的或开放式的，不排除附加的、未列举的构件、元件或方法步骤。术语“包括”、“包含”和“由……构成”在提到所述的构件、元件或方法步骤时，也包括“由所述构件、元件或方法步骤组成”的实施例。单数形式“一”、“一个”和“该”包括单数和复数指代物，除非上下文另有明确规定。
如本文所用，相对术语比如“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“上”、“下”等用于描述目的，而不一定用于描述永久的相对位置。应当理解，这些术语在适当的情况下是可以互换的，并且这里描述的实施例能够在除了这里示出或描述的那些方向之外的其他方向上操作，除非上下文清楚地另外指出。
这里描述为彼此“相邻”的对象反映了所描述的对象之间的功能关系，也就是说，该术语表示所描述的对象必须以执行指定功能的方式相邻，该方式可以是直接(即物理的)或间接(即靠近或接近)接触，这对于使用该短语的上下文是适当的。
这里描述为“连接”或“联接”的对象反映了所描述的对象之间的功能关系，也就是说，该术语表示所描述的对象必须以执行指定功能的方式连接，该方式可以是以电或非电(即物理)方式的直接或间接连接，这对于使用该术语的上下文是适当的。
如本文所用，术语“基本”是指动作、特征、性质、状态、结构、项目或结果的完全或接近完全的范围或程度。例如,“基本”封闭的物体意味着该物体完全封闭或接近完全封闭。在某些情况下，偏离绝对完整性的确切允许程度可能取决于具体的上下文。然而，一般来说，接近完成将具有相同的总体结果，就好像获得了绝对和完全的完成。当以否定含义使用时，使用“基本”同样适用于指完全或接近完全没有动作、特征、性质、状态、结构、项目或结果。
如本文所用，术语“约”用于给数值或范围端点提供灵活性，根据具体情况，给定值可以“稍高于”或“稍低于”所述值或端点。除非另有说明，根据具体数值或数值范围使用的术语“约”也应理解为支持没有术语“约”的这种数值术语或范围。例如,“约30”的表述应被解释为不仅支持略高于和略低于30的值，而且支持30的实际数值。
通过端点叙述的数值范围包括包含在相应范围内的所有数字和分数，以及叙述的端点。此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等用于区分相似的元件，而不一定用于描述连续或时间顺序，除非特别说明。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且这里描述的本公开的实施例能够以不同于这里描述或示出的其他顺序操作。
在本说明书中，可以提及提供“改善的”性能(例如增加或减少的结果，取决于上下文)的设备、结构、***或方法。应当理解，除非另有说明，否则这种“改进”是基于与现有技术中的设备、结构、***或方法的比较而获得的益处的量度。此外，应当理解，改进的性能的程度可以在所公开的实施例之间变化，并且在改进的性能的数量、程度或实现方面的相等性或一致性不应被假定为普遍适用的。
此外，本公开的实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块，出于讨论的目的，这些部件或模块可被图示和描述为好像大部分部件仅在硬件中实现。然而，所属领域的技术人员基于对此详细描述的阅读将认识到，在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面可在可由一个或一个以上处理单元(例如微处理器和/或专用集成电路)执行的软件(例如存储在非暂时性计算机可读媒体上的指令)中实施。因此，应当注意，可以利用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构部件来实现本公开的技术。例如，说明书中描述的“服务器”和“计算设备”可以包括一个或多个处理单元、一个或多个计算机可读介质模块、一个或多个输入/输出接口以及连接部件的各种连接。
下文给出了本公开的技术的各个方面的概述，之后将更详细地描述具体实施例。该概述旨在帮助读者更快地理解技术概念，但并不意味着确定其最重要或最基本的特征，也不意味着限制本公开的范围，本公开的范围仅由权利要求来限定。当描述具体实施例时，参考附图，提供这些附图仅仅是为了帮助理解所描述的实施例。
本文公开了用于确定半导体制造过程中使用的化学化合物的实际消耗量的方法和***。通常，在半导体制造过程中使用的化学化合物的实际消耗量与引入半导体制造过程的反应室中的化学化合物的量不匹配。通常，相当数量的化学化合物会由于诸如化学化合物的排放之类的副过程而损失掉。此外，并非半导体制造过程消耗的所有化学化合物实际上都被引入到半导体制造过程的反应室中(例如用于冲洗处理管线的化学化合物)。记录这些化学化合物的消耗也很重要。这里公开的方法和***提供了对整个半导体制造过程所使用的化学化合物的实际消耗量的测量和确定。
本公开的一方面是一种用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的方法，该方法包括以下步骤：
·测量化学化合物通过将所述化学化合物的存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量；以及
·根据所述测量确定由所述半导体制造过程消耗的所述化学化合物的量。
如本文所述，术语“化学化合物”是指半导体制造技术中使用的化学化合物，例如化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、扩散(退火)和外延。可以基于在处理室中执行的特定过程来选择化学化合物。化学化合物可以是气体、液体或固体形式，例如可以是反应物，例如前体、载气比如氨和惰性气体等。载气可以包括N2和稀有气体，例如Ar、Ne、He、Xe和Kr。在一些实施例中，载气可主要包括N2、Ar、He或其组合。
如本文所述，术语“处理室”或“反应器室”是指联接到化学化合物输送***的反应室。处理室可以包括内部容积，其中设置有衬底支撑件，用于支撑待处理的衬底(例如半导体晶片等)。处理室可以配置用于ALD、CVD等。处理室可进一步包括处理***，其包括额外的部件，例如一个或多个射频或其他能量源，用于在内部容积内产生等离子体或用于向设置在衬底支撑件上的衬底提供射频偏压。
如本文所指，术语“存储容器”指的是耦合到处理室并包含化学化合物的室。“处理管线”将存储容器连接到处理室，并因此将化学化合物从它们各自的存储容器输送到处理室。
通过测量通过处理管线的化学化合物的流量，可以确定半导体制造过程中使用的化学化合物的实际消耗量。这允许对所有使用的化学物质进行消耗跟踪。消耗的量是属性值，如果一种或多种化学化合物快用完了，可以在早期报告并用于通知半导体制造过程的用户。通过这种方式，可以避免由一种或多种化学化合物的消耗引起的半导体制造过程的问题。
根据测量确定由半导体制造过程消耗的化学化合物的量通常是从处理管线阀打开的整个时间内的实际流量计算的。这意味着它将独立于反应器阀的歧管状态。对半导体制造过程中使用的化学化合物的实际消耗量的正确监测允许更好地计划预防性维护(例如存储容器更换)。它还允许在化学化合物使用方面的反馈，这允许消耗优化和成本降低。
更具体地，在此公开的方法规定，所述确定步骤包括基于随时间通过处理管线的化学化合物流量的所述测量来计算所述化学化合物的消耗。
更具体地，根据本公开的方法规定，所述测量步骤至少包括：
·确定所述处理管线上的处理管线阀的打开/关闭状态；以及
·测量所述处理管线阀处于打开状态的时间；
其中，通过在所述处理管线阀处于打开状态的时间内对通过所述处理管线的所述化学化合物的流量进行积分来计算由所述半导体制造过程消耗的所述化学化合物量。
如本文所用，术语“处理管线阀”指的是控制化学化合物从其存储容器到处理室的流量的阀。处理管线阀位于存储容器附近，特别是位于存储容器的下游，在处理管线的未分支部分上。实际上，虽然处理管线可以在存储容器和处理室之间分支(例如到排放***的分支)，但处理管线阀在处理管线的无分支部分上位于存储容器下游的存储容器附近。
可以使用位于所述处理管线上的流量计，例如质量流量计(MFM)或液体流量计(LFM),来测量所述化学化合物通过所述处理管线的流量。流量计确定化学化合物通过处理管线的流量，并且在这里公开的方法中，该值用于计算半导体制造过程消耗的化学化合物的实际量。
更具体地，根据本公开的方法提供了通过所述处理管线的所述化学化合物的所述流量由位于所述处理管线上的流量控制器(FC)设定，例如质量流量控制器(MFC)或液体流量控制器(LFC)。
通过确定处理管线阀处于打开配置的时间，可以通过使用通过处理管线的固定流量，或者通过使用位于所述处理管线上的流量控制器(FC),例如质量流量控制器(MFC)或液体流量控制器(LFC),来确定化学化合物的实际消耗量。处理管线上的流量控制器(FC)可以精确调节通过处理管线的流量。
在特定实施例中，化学化合物的实际消耗量的计算还包括测量和包括通过流量控制器的化学化合物的剩余流量。事实上，一旦处理管线阀被切换到关闭位置，化学化合物的剩余流量仍可以通过流量控制器。虽然剩余流量可能是有限的，但在如本文所公开的方法和***中，将剩余流量添加到计算中可能是相关的。
更具体地，根据本公开的方法规定，该方法确定：
·所述半导体制造过程的总化学化合物消耗；和/或；
·所述半导体制造过程的子步骤的部分化学化合物消耗。
这里公开的方法和***允许精确跟踪整个半导体制造过程中的总化学化合物消耗和/或半导体制造过程的某些子步骤中的部分化学化合物消耗中的一个或两个，从而允许不同配方/作业之间的比较和化学化合物消耗的优化。通常，计数器将记录***中每种化学化合物的总消耗量，例如当更换存储容器时，用户可以重置计数器。此外，记录过程的子步骤有助于进一步优化和减少浪费。
更具体地，根据本公开的方法规定，该方法还包括一旦所述半导体制造过程的总化学化合物消耗超过设定的阈值水平就提供警告和/或警报的步骤。通常，当半导体制造过程的消耗超过设定阈值时，提供警告和/或警报。阈值可以由用户设定。此外，可以设定某个阈值来检测***的故障，从而允许早期预警***及时干预，优选地避免晶片报废和预防性维护的安排。
这里使用的所述半导体制造过程的总化学化合物消耗可以是测量半导体制造过程的整个寿命期间的总化学化合物消耗的值或计数器，和/或测量自上次更换所述化学化合物的存储容器以来的总化学化合物消耗的值或计数器。另外或可替代地，该值或计数器是反向计数或倒计数，以更清楚地指示化学化合物存储容器何时将被耗尽。
更具体地，根据本公开的方法规定，化学化合物是前体。更具体地，所述前体是液体或固体前体。在典型的半导体制造过程中，衬底经历多个沉积循环，其通常包括前体脉冲和反应物脉冲。在预定量沉积循环后，方法结束。在这种前体脉冲期间，液体或固体前体从前体容器(存储容器)被输送到处理室。对于固体前体，这是通过使载气流过前体容器来实现的，从而产生包括载气和蒸发的固体前体的处理气体，该处理气体随后被提供给处理室。这通常以脉冲序列发生，其中以特定的时间间隔将液体或固体前体从前体容器输送到处理室。单个前体脉冲可以包括三个阶段：(1)对应于前体开始流过处理管线，增加其浓度直至达到稳定状态的起始或开始阶段，(2)对应于前体流量达到稳定状态并且前体浓度保持不变的时间点的维持阶段，以及(3)对应于前体浓度从其稳定状态降低的时间点的释放阶段。对于半导体制造过程，尤其是进入处理室的维持阶段的流量，起始阶段和释放阶段的流量被重新引导至例如排放口。此外，为了允许吹扫处理管线和/或处理室，吹扫阀可以用在吹扫管线上。吹扫可以在前体脉冲之间用惰性气体进行，以便清洁处理室并去除在特定脉冲之后未附着到表面上的任何前体。也可以使用这里公开的方法和***来跟踪吹扫气体的消耗。
特别地，在根据本公开的方法和***中，前体是包含金属或准金属的固体前体。更具体地，所述金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属或其组合。更具体地，所述准金属(即具有介于金属和非金属之间的性质的元素)是硅、硼、锗、砷、锑和/或碲。固体前体还可以包含一种或多种配体，该一种或多种配体选自H、卤素、烷基、烯基、炔烃、羰基、二烯基、β-二酮酸酯、取代或未取代的环二烯基、取代或未取代的芳基或其组合。合适的卤素包括F、Br、Cl和/或I。合适的烷基、烯基、炔基、二烯基和环二烯基通常是C1至C8化合物。环二烯基和芳基上合适的取代基包括C1至C3烷基。合适的β-二酮酸盐包括1,1,1,5,5,5-六氟戊烷-2,4-二酮酸盐(hfac)和/或2,4-戊二酮(hacac)。在特定实施例中，固体前体是同质化学化合物(所有配体都相同的金属化合物)或异质化学化合物(具有两种或更多种不同类型配体的金属化合物)。在进一步的特定实施例中，固体前体包括金属-碳键。在进一步的特定实施例中，固体前体包括π络合物。示例性固体前体是HfCl4。
在计算固体前体的消耗时，除了处理管线中的流量之外，还要考虑其他因素，例如固体前体容器中的入口气体(例如载气和决定前体压力的气体)。因此，通常可以使用由用户定义的转换因子。
特别地，在根据本公开的方法和***中，前体是包含金属的液体前体，更特别地，所述金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属、稀土金属或其组合。液体前体还可以包含一种或多种配体，该一种或多种配体选自H、卤素、烷基、烯基、炔烃、羰基、二烯基、β-二酮酸酯、取代或未取代的环二烯基、取代或未取代的芳基或其组合。合适的卤素包括F、Br、Cl和/或I。在特定实施例中，液体前体是同质化学化合物(所有配体都相同的金属化合物)或异质化学化合物(具有两种或更多种不同类型配体的金属化合物)。在进一步的特定实施例中，液体前体包括金属-碳键。在进一步的特定实施例中，液体前体包括π络合物。示例性液体前体是三甲基铝(TMA)、四乙基甲基氨基铪(TEMAHf)、八氯三硅烷(OCTS)、N,N,N',N'-四乙基硅烷二胺(SAM24)、三氯硅烷、二氯硅烷、原硅酸四乙酯(TEOS)、硼酸三甲酯(TMB)、三氯乙烷、三溴化硼、三氯氧化磷、氟三乙氧基硅烷(FTES)、四二甲基氨基钛(TDMAT)、四二乙基氨基(TDEAT)、CuTMVS、三甲基环四硅氧烷(TOMCATS)、二乙基硅烷、硼酸三乙酯(TEB)、亚磷酸三甲酯(TMPI)、氯化钛TiCl4、三硅烷Si3H8和磷酸三乙酯(TEPO)、五氯化钼MoCl5、二氯化钼MoO2Cl2。
在另一方面，本公开提供了一种由一个或多个计算机执行的方法，用于监测半导体制造过程中的化学化合物的消耗，该方法包括以下步骤：
·接收与化学化合物通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量相关的数据；以及
·根据所述数据确定半导体制造过程消耗的所述化学化合物的量。
本公开的另一方面涉及一种半导体制造***，该***包括配置为执行这里公开的方法的控制器。
本公开的另一方面涉及一种半导体制造***，包括：
·至少一个化学化合物流量传感器，其配置用于实时监测和检测通过处理管线的化学化合物流量；以及
·控制器，其配置为从化学化合物流量传感器接收化学化合物流量数据，并根据所述数据确定由所述半导体制造过程消耗的化学化合物的量。
本公开的另一方面涉及一种用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***，该***包括控制器，该控制器配置为接收与通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的化学化合物流量相关的数据，并根据所述数据确定半导体制造过程消耗的化学化合物的量。
更具体地，本文公开的***规定，所述控制器还配置成确定存储容器耗尽和/或需要再填充之前的剩余时间。
更具体地，本文公开的***规定，所述控制器配置为将所述存储容器中剩余的化学物质量和/或化学物质的实际消耗量传送给另一***控制器。
更具体地，根据本公开的***规定，所述控制器或所述***控制器配置为在图形用户界面(GUI)上显示每个存储容器中剩余的化学化合物的量和/或每个化学化合物的实际消耗量，其中，所述控制器或所述***控制器进一步配置为当所述存储容器几乎耗尽时在所述GUI上产生警告/警报消息。
“控制器”可以耦合到处理***的各种部件，用于控制其操作。控制器通常包括中央处理单元(CPU)、存储器和CPU的支持电路。控制器可以直接控制处理***，或者通过与特定处理室和/或支撑***部件相关的计算机(或控制器)来控制处理***。控制器可以是任何形式的通用计算机处理器中的一种，其可以在工业设置中用于控制各种室和子处理器。CPU的存储器或计算机可读介质可以是一个或多个容易获得的存储器，例如随机存取存储器(RAM)、NAND存储器、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘、闪存或任何其他形式的本地或远程数字存储器。支持电路耦合到CPU，用于以传统方式支持处理器。这些电路包括高速缓存、电源、时钟电路、输入/输出电路和子***等。在此描述的发明方法可以作为软件例程存储在存储器中，该软件例程可被执行或调用以在此描述的方式控制处理***的操作。软件例程也可以由第二CPU存储和/或执行，该第二CPU远离由CPU控制的硬件。
更具体地，根据本公开的半导体制造***或用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***规定，该***包括至少一个传感器，用于实时监测和检测通过处理管线的化学化合物流量。更具体地，所述***包括至少一个传感器，用于实时监测和检测所述处理管线上的处理管线阀的打开/关闭状态。
更具体地，根据本公开的半导体制造***或用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***规定，处理管线包括朝向所述处理室的歧管阀和朝向排放出口的歧管阀。
更具体地，根据本公开的半导体制造***或用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***规定，该***包括与一个或多个处理室连接的一个或多个存储容器。
实际上，这里描述的方法和***可以用于监测半导体制造过程中使用的多种化学化合物的消耗。优选地，每种化学化合物的处理管线彼此平行，尽管取决于制造过程和所用化学物质的类型，这些处理管线中的一些可以彼此组合。
更具体地，根据本公开的半导体制造***或用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***规定，化学化合物是前体。
本公开的另一方面涉及用计算机程序编码的一个或多个非暂时性计算机可读介质，该计算机程序包括指令，当由一个或多个计算机执行时，指令使一个或多个计算机在被提供有与所述化学化合物通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量相关的数据作为输入时执行用于确定由半导体制造过程消耗的化学化合物的量的操作。
本公开的另一方面涉及一种计算机程序产品，当在控制器上执行时，该计算机程序产品用于当被提供有来自通过所述处理管线的化学化合物的流量的测量数据作为输入时实现如在此公开的用于监测半导体制造过程中的化学化合物的消耗的方法。
图1示出了这里描述的示例性***。图1示出了根据本公开的另外示例性实施例的***。该***可用于执行本文所述的方法和/或形成本文所述的结构或器件部分。在所示的ALD***的示例中(类似的配置可以应用于其他半导体制造***)，该***包括通过处理管线流体连接到处理室2的存储容器1。通过处理管线的流量由流量控制器5控制。在处理室2附近，处理管线分成两个分支，第一分支通向处理室2，第二分支通向排气出口8。通过两个分支的流量由每个分支上的歧管阀6、7控制。在存储容器1附近，处理管线阀3控制离开存储容器1的化学物质流量。控制器4用于测量由半导体制造过程消耗的化学成分的实际量。
图2示出了类似于图1的***，除了在该图中确定了多种化学化合物的消耗。
注意，图1和图2特别适用于ALD型***。类似的配置可以应用于包括适用于其他类型半导体处理的不同设备的其他半导体制造***。根据要执行的过程，阀的布局和分布可能存在差异。例如，有时仅使用单个入口管线，但它分支到平行放置的多个FC或被引导到半导体过程的另一部分。
此外，为了允许吹扫处理线和/或处理室，吹扫阀可以用在吹扫管线上。吹扫可以用惰性气体进行。在ALD过程中，通常在每个前体脉冲步骤之后都有吹扫步骤，该步骤用于清洁处理室并去除在该特定脉冲之后未附着到表面的任何前体。

Claims (22)

1.一种半导体制造***，包括：
-化学化合物流量传感器，用于测量化学化合物通过将所述化学化合物的存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量；以及
-控制器，其配置成监测所述半导体制造***中的一种或多种化学化合物的消耗，所述控制器配置成从所述化学化合物流量传感器接收化学化合物流量数据，并根据所述数据确定由所述半导体制造***消耗的化学化合物量。
2.根据权利要求1所述的半导体制造***，其中，所述化学化合物流量传感器配置用于实时监测和检测通过所述处理管线的化学化合物流量。
3.根据权利要求2所述的半导体制造***，其中，所述***包括至少一个传感器，用于实时监测和检测所述处理管线上的处理管线阀的打开/关闭状态。
4.根据权利要求3所述的半导体制造***，其中，所述化学化合物流量传感器通过以下方式测量通过所述处理管线的化学化合物流量：
·确定所述处理管线上的所述处理管线阀的打开/关闭状态；以及
·测量所述处理管线阀处于打开状态的时间；
并且其中，通过在所述处理管线阀处于打开状态的时间内对通过所述处理管线的所述化学化合物的流量进行积分来计算化学化合物消耗。
5.根据权利要求4所述的半导体制造***，其中，通过所述处理管线的所述化学化合物的所述流量由位于所述处理管线上的流量控制器(FC)设定，例如质量流量控制器(MFC)或液体流量控制器(LFC)。
6.根据权利要求5所述的半导体制造***，其中，所述控制器配置为确定：
·所述半导体制造***的总化学化合物消耗；和/或；
·所述半导体制造***的部分化学化合物消耗。
7.根据权利要求6所述的半导体制造***，其中，所述控制器配置为一旦所述半导体制造***的总化学化合物消耗超过设定的阈值水平，就提供警告和/或警报。
8.根据权利要求1所述的半导体制造***，其中，所述处理管线包括朝向所述处理室的歧管阀和朝向排放出口的歧管阀。
9.根据权利要求1所述的半导体制造***，其中，所述***包括与一个或多个处理室连接的一个或多个存储容器。
10.根据权利要求1所述的半导体制造***，其中，所述化学化合物是前体。
11.根据权利要求10所述的半导体制造***，其中，所述前体是液体或固体前体。
12.根据权利要求10所述的半导体制造***，其中，所述前体是包括金属或准金属的液体或固体前体。
13.根据权利要求12所述的半导体制造***，其中，所述金属选自碱金属、碱土金属、过渡金属和稀土金属。
14.根据权利要求11所述的半导体制造***，其中，所述液体或固体前体包括一个或多个配体，所述一个或多个配体选自H、卤素、烷基、烯基、炔烃、羰基、二烯基、β-二酮酸酯、取代或未取代的环二烯基以及取代或未取代的芳基。
15.根据权利要求11所述的半导体制造***，其中，所述液体或固体前体是同质的。
16.根据权利要求11所述的半导体制造***，其中，所述液体或固体前体是异质的。
17.根据权利要求11所述的半导体制造***，其中，所述液体或固体前体包括金属-碳键。
18.根据权利要求11所述的半导体制造***，其中，所述液体或固体前体包括π络合物。
19.一种用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的方法，该方法包括以下步骤：
·测量化学化合物通过将所述化学化合物的存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量；以及
·根据所述测量确定由所述半导体制造过程消耗的所述化学化合物的量。
20.一种由一个或多个计算机执行的用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的方法，包括以下步骤：
-接收与化学化合物通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量相关的数据；以及
-根据所述数据确定由半导体制造过程消耗的所述化学化合物的量。
21.一种用于监测半导体制造过程中的化学化合物消耗的***，包括控制器，该控制器配置为：接收与通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的化学化合物流量相关的数据；以及根据所述数据确定由半导体制造过程消耗的化学化合物的量。
22.用计算机程序编码的一个或多个非暂时性计算机可读介质，计算机程序包括指令，当由一个或多个计算机执行时，指令使一个或多个计算机在被提供有与化学化合物通过将存储容器流体连接到处理室的处理管线的流量相关的数据作为输入时执行用于确定由半导体制造过程消耗的所述化学化合物的量的操作。
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