一种化学气相沉积反应室的输入气体的处理方法和系统与流程

本申请涉及半导体，具体而言，涉及一种化学气相沉积反应室的输入气体的处理方法和系统。

背景技术：

1、在半导体制作过程中，经常会用到化学气相沉积这种工艺，在使用这种工艺时，需要将特定的气体输入到化学气相沉积反应室中来形成相应的半导体薄膜。

2、在现有技术中，特定的气体会直接通过气路管道输入到化学气相沉积反应室中来进行化学气相沉积工艺，由于无法对特定的气体进行加热控制和流量控制，从而使最终得到的半导体薄膜的精度相对较差。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请实施例提供了一种化学气相沉积反应室的输入气体的处理方法和系统，以提高形成的半导体薄膜的精度。

2、第一方面，本申请实施例一种化学气相沉积反应室的输入气体的处理方法，所述方法应用在化学气相沉积反应室的输入气体的处理系统，所述系统包括与化学气相沉积反应室连通的气路系统、红外摄像头、空气检测设备和处理装置，所述气路系统包括多种类型的隔膜阀，各隔膜阀均为柱状，对于任一隔膜阀，该隔膜阀的进气口和出气口设置在隔膜阀的第一端，该隔膜阀的阀杆位于隔膜阀的第二端，用于进行化学气相沉积的气体依次通过气路系统中包括的各个隔膜阀，每个隔膜阀的进气口处还设置有第一加热部件和第二加热部件，所述第一加热部件处于工作状态；

3、所述红外摄像头将实时获取到的所述气路系统的红外视频流发送给所述处理装置；

4、所述处理装置在获取到所述红外视频流后，针对所述红外视频流中的每帧红外图像中的各隔膜阀，获取该隔膜阀的所述进气口所在区域的第一红外子图像和所述出气口所在区域的第二红外子图像；

5、所述处理装置根据所述第一红外子图像包括的各像素对应的第一平均红外辐射量和所述第二红外子图像包括的各像素对应的第二平均红外辐射量，确定所述第一红外子图像和所述第二红外子图像之间的红外辐射量差值；

6、所述处理装置根据所述空气检测设备反馈的在所述第一红外子图像所属的红外图像的采集时间采集到的空气湿度和空气颗粒物含量，查找空气质量和红外辐射消耗量对应表，确定目标红外辐射消耗量；

7、所述处理装置计算所述红外辐射量差值、所述目标红外辐射消耗量和预设差值的和值，其中，所述预设差值为所述进气口的红外辐射衰减的红外辐射量和所述出气口的红外辐射衰减的红外辐射量的差值；

8、当所述和值大于预设阈值时，所述处理装置计算所述和值与所述第二平均红外辐射量的比例值；

9、所述处理装置计算所述第二加热部件的全功率值和所述比例值的乘积，以将所述乘积作为所述第二加热部件的工作功率；

10、所述处理装置控制所述第二加热部件以所述工作功率进行加热，以使加热后的气体进入到化学气相沉积反应室中进行化学气相沉积。

11、可选地，所述第一加热部件和所述第二加热部件均成包围所述进气口的形状，所述第一加热部件相对于所述第二加热部件更靠近所述进气口。

12、可选地，所述方法还包括：

13、当所述和值小于所述预设阈值时，关闭所述第二加热部件。

14、可选地，所述隔膜阀包括两通隔膜阀和三通隔膜阀，所述隔膜阀的控制种类包括手动隔膜阀和气动隔膜阀。

15、可选地，所述气路系统中包括的气体为二氯二氢硅、氯气、四乙氧基硅烷、四氯化硅或三氯氢硅。

16、第二方面，本申请实施例一种化学气相沉积反应室的输入气体的处理系统，所述系统包括与化学气相沉积反应室连通的气路系统、红外摄像头、空气检测设备和处理装置，所述气路系统包括多种类型的隔膜阀，各隔膜阀均为柱状，对于任一隔膜阀，该隔膜阀的进气口和出气口设置在隔膜阀的第一端，该隔膜阀的阀杆位于隔膜阀的第二端，用于进行化学气相沉积的气体依次通过气路系统中包括的各个隔膜阀，每个隔膜阀的进气口处还设置有第一加热部件和第二加热部件，所述第一加热部件处于工作状态；

17、所述红外摄像头，用于将实时获取到的所述气路系统的红外视频流发送给所述处理装置；

18、所述处理装置，用于在获取到所述红外视频流后，针对所述红外视频流中的每帧红外图像中的各隔膜阀，获取该隔膜阀的所述进气口所在区域的第一红外子图像和所述出气口所在区域的第二红外子图像；以及，用于根据所述第一红外子图像包括的各像素对应的第一平均红外辐射量和所述第二红外子图像包括的各像素对应的第二平均红外辐射量，确定所述第一红外子图像和所述第二红外子图像之间的红外辐射量差值；以及，用于根据所述空气检测设备反馈的在所述第一红外子图像所属的红外图像的采集时间采集到的空气湿度和空气颗粒物含量，查找空气质量和红外辐射消耗量对应表，确定目标红外辐射消耗量；以及，用于计算所述红外辐射量差值、所述目标红外辐射消耗量和预设差值的和值，其中，所述预设差值为所述进气口的红外辐射衰减的红外辐射量和所述出气口的红外辐射衰减的红外辐射量的差值；以及，用于当所述和值大于预设阈值时，计算所述和值与所述第二平均红外辐射量的比例值；以及，用于计算所述第二加热部件的全功率值和所述比例值的乘积，以将所述乘积作为所述第二加热部件的工作功率；以及，用于控制所述第二加热部件以所述工作功率进行加热，以使加热后的气体进入到化学气相沉积反应室中进行化学气相沉积。

19、可选地，所述第一加热部件和所述第二加热部件均成包围所述进气口的形状，所述第一加热部件相对于所述第二加热部件更靠近所述进气口。

20、可选地，所述处理装置，还用于：

21、当所述和值小于所述预设阈值时，关闭所述第二加热部件。

22、可选地，所述隔膜阀包括两通隔膜阀和三通隔膜阀，所述隔膜阀的控制种类包括手动隔膜阀和气动隔膜阀。

23、可选地，所述气路系统中包括的气体为二氯二氢硅、氯气、四乙氧基硅烷、四氯化硅或三氯氢硅。

24、本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

25、在本申请中，在化学气相沉积反应室的输入气体的处理系统中设置有与化学气相沉积反应室连通的气路系统，气路系统中包括多种类型的隔膜阀，通过隔膜阀可以对进入化学气相沉积反应室的气体的流量进行有效控制，并且，在本申请中，隔膜阀为柱状的，且隔膜阀的进气口和出气口均设置在第一端，隔膜阀的阀杆设置在第二端，这种隔膜阀可以有效的节省与水平面平行方向上的空间，有利于促进气体温度的精准控制，同时，在本申请中还通过红外摄像头对气路系统中的温度进行监控，并且当气路系统中的温度降温较快时，可以对气路系统中的气体进行温度补偿，以使气路系统中的气体在出气口处的温度能够满足工艺需求，从而实现对气体的加热控制，通过本申请不仅可以对输入到化学气相沉积反应室中的气体的温度进行精准控制，还可以对输入到化学气相沉积反应室中的气体流量进行控制，从而有利于提高最终得到的半导体薄膜的精度。

26、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种化学气相沉积反应室的输入气体的处理方法，其特征在于，所述方法应用在化学气相沉积反应室的输入气体的处理系统，所述系统包括与化学气相沉积反应室连通的气路系统、红外摄像头、空气检测设备和处理装置，所述气路系统包括多种类型的隔膜阀，各隔膜阀均为柱状，对于任一隔膜阀，该隔膜阀的进气口和出气口设置在隔膜阀的第一端，该隔膜阀的阀杆位于隔膜阀的第二端，用于进行化学气相沉积的气体依次通过气路系统中包括的各个隔膜阀，每个隔膜阀的进气口处还设置有第一加热部件和第二加热部件，所述第一加热部件处于工作状态；

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述第一加热部件和所述第二加热部件均成包围所述进气口的形状，所述第一加热部件相对于所述第二加热部件更靠近所述进气口。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述隔膜阀包括两通隔膜阀和三通隔膜阀，所述隔膜阀的控制种类包括手动隔膜阀和气动隔膜阀。

5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述气路系统中包括的气体为二氯二氢硅、氯气、四乙氧基硅烷、四氯化硅或三氯氢硅。

6.一种化学气相沉积反应室的输入气体的处理系统，其特征在于，所述系统包括与化学气相沉积反应室连通的气路系统、红外摄像头、空气检测设备和处理装置，所述气路系统包括多种类型的隔膜阀，各隔膜阀均为柱状，对于任一隔膜阀，该隔膜阀的进气口和出气口设置在隔膜阀的第一端，该隔膜阀的阀杆位于隔膜阀的第二端，用于进行化学气相沉积的气体依次通过气路系统中包括的各个隔膜阀，每个隔膜阀的进气口处还设置有第一加热部件和第二加热部件，所述第一加热部件处于工作状态；

7.如权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述第一加热部件和所述第二加热部件均成包围所述进气口的形状，所述第一加热部件相对于所述第二加热部件更靠近所述进气口。

8.如权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述处理装置，还用于：

9.如权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述隔膜阀包括两通隔膜阀和三通隔膜阀，所述隔膜阀的控制种类包括手动隔膜阀和气动隔膜阀。

10.如权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述气路系统中包括的气体为二氯二氢硅、氯气、四乙氧基硅烷、四氯化硅或三氯氢硅。

技术总结本申请提供了一种化学气相沉积反应室的输入气体的处理方法和系统，其中，在本申请中还通过红外摄像头对气路系统中的温度进行监控，并且当气路系统中的温度降温较快时，可以对气路系统中的气体进行温度补偿，以使气路系统中的气体在出气口处的温度能够满足工艺需求，从而实现对气体的加热控制，通过本申请不仅可以对输入到化学气相沉积反应室中的气体的温度进行精准控制，还可以对输入到化学气相沉积反应室中的气体流量进行控制，从而有利于提高最终得到的半导体薄膜的精度。技术研发人员：于锋,刘鹏受保护的技术使用者：鸿舸半导体设备（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11