CN1653588A - 用于半导体工艺监视和控制的红外热电堆检测器系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于监视和/或控制半导体工艺的基于热电堆的检测器，以及一种监视和/或控制半导体工艺的方法，其使用基于热电堆测定工艺中的条件和/或影响该工艺。
Description
发明背景
发明领域
本发明涉及用于半导体工艺监视和控制的红外热电堆系统，并且涉及监视和控制半导体工艺的方法，该方法使用红外热电堆感应测定该工艺中的条件和/或影响该工艺的条件。
相关技术描述
用于半导体工业的传感器和监视设备通常具有两种用途。一种类型的该设备用作安全传感器，用以警告人们(例如，半导体工艺设备操作人员或者其他接近该设备的人员)存在有毒材料或者其他的危险材料，这些材料与工艺系统的周围环境中的工艺相关。这些有时被称为“生命安全传感器”的安全传感器具有与待检测的气体或者蒸汽的阈限值(TLV)相一致的较低的检测极限。作为示例，胂气体安全传感器可以具有较低的50ppbv(十亿体积分率)的检测极限，由此任何50ppbv或者更高的胂浓度将由安全传感器设备测定出来。
已用于半导体工业的传感器和监视设备的另一用途是控制半导体工艺。示例包括用于提供表示反应室清洗操作完成的信号的SiF4紫外(UV)辐射检测器。
半导体制造领域在继续寻求改进对工艺的监视和控制。
发明概述
本发明涉及用于半导体工艺监视和控制的红外热电堆系统，并且涉及监视和控制半导体工艺的方法，该方法使用红外热电堆测定半导体工艺中的条件和/或影响该工艺的条件。
在一个方面，本发明涉及包括关于工艺气体流量的流量电路的半导体工艺系统。该系统包括：
关于工艺气体的气体采样区域；
红外辐射源，其被构建和设置成用以发射红外辐射通过气体采样区域；
热电堆检测器，其被构建和设置成用以在红外辐射的传输通过气体采样区域后接收该红外辐射，并且作出响应产生与工艺气体的至少一个所选组分的浓度相关的输出信号；和
工艺控制装置，其被设置成用以接收热电堆检测器的输出，并且作出响应控制一个或者多个半导体工艺系统中的工艺条件和/或影响该半导体工艺系统。
在另一方面，本发明涉及操作包括气体处理或者通过气体进行处理半的导体工艺的方法，所述方法包括：通过热电堆检测器测定所述气体的所需组分的浓度，从所述热电堆检测器产生表示所述气体的所述所选组分浓度的输出，并且响应于所述输出控制一个或者多个半导体工艺中的条件和/或影响半导体工艺。
通过随后的公开内容和附属权利要求，本发明的其他方面、特征和实施例将变得更加完全地显而易见。
附图简述
图1是热电堆检测器系统的图示。
图2是针对在并列运行中具有FT-IR分光仪的热电堆检测器的IR室信号(曲线A)和胂浓度、FT-IR(ppm)(曲线B)的作为时间的函数的曲线图(以秒为单位)，该热电堆检测器监视干洗涤器测试容积的排气中胂的漏失。
图3是半导体工艺设备的示意图，该半导体工艺设备利用热电堆检测器用于气相监视和工艺流控制，该工艺流与半导体工艺工具和清除单元相关。
图4是示出了作为不同的三甲基硅烷浓度的函数的热电堆检测器系统的响应的曲线图。
图5是基于图4示出的信息示出了关于三甲基硅烷的校准曲线的曲线图。
发明详述和发明的优选实施例详述
本发明提供了有效用于半导体工艺监视和控制的红外热电堆检测器系统和监视和/或控制半导体工艺的方法，该方法使用红外热电堆测定该工艺中的条件和/或影响该工艺的条件。
如本文所使用的，术语“半导体工艺”是用来被广泛地解释为包括任何及所有的涉及半导体产品制造的工艺和单位操作，还包括所有的涉及材料处理和加工的操作，这些材料是由半导体制造设施所使用或者由其产生，还包括所有的、结合不涉及有效制造的半导体制造设施而执行的操作(示例包括工艺设备的调节、操作准备过程中化学品传送管道的清洗、工艺工具室的蚀刻清洗、来自半导体制造设施产生的废弃物的有毒或危险气体的清除等等)。
本发明的红外检测系统的操作基于的事实是，大部分的红外能量吸收分子吸收在离散的能级上的红外辐射，因此当气体、液体或者固体组合物暴露在宽波长的红外辐射下时，组合物中的(一个或者多个)红外能量吸收组分将吸收在非常特定波长处的一部分IR光。这一现象接下来使得能够比较具有(一个或者多个)IR吸收组分时的能量谱和不具有(一个或者多个)IR吸收组分时的能量谱，用以获得具有可被用以识别组合物中材料的图形的吸收廓图。此外，通过由材料所吸收的光量来直接测量在组合中的材料浓度。
早期的IR分析器是使用光栅技术或者棱镜的分光仪，用以将IR辐射分为其独立的波长。于是借助于可移动的栅缝孔径，独立的能量将引入到气室中，并且可以检测到所选波长的辐射通过该气室。该色散IR分析器使用电子处理装置使栅缝孔径位置同IR能级和来自检测器的信号相关，并且产生对应于吸收关系的能量。
色散分光仪的主要缺陷在于，使用易于故障的可移动部分、由于组分数目而带来的分光仪仪器的成本、以及作为色散分光仪操作特征的慢的收集速率。
傅立叶变换IR(FT-IR)分光仪，与色散分光仪相似，也使用宽的能量IR源。最初产生的IR光束被分成两个光束，并且通过使用可移动的镜面将两个光束中的一个光束同相和异相发送来产生干涉图形。一直惯于使用激光束来监视可移动镜面的位置。在双光束发送到样本之后，分光仪设备的传感器部件一起接收卷积的红外波型和激光定位光束。然后将该信息发送到计算机，并且使用傅立叶变换算法使该信息去卷积。相对于镜面位移数据的能量由此被转换为相对于吸收关系的能量。FT-IR分光仪的缺陷包括其复杂性和基本成本。
在本发明的实践中使用了红外热电堆检测器，该红外热电堆检测器所具有的优于色散分光仪和FT-IR分光仪的主要优点在于：(i)低成本，(ii)设计的简化(没有可移动的部分)，(iii)快速响应。
本发明的基于热电堆的红外监视系统包括红外(IR)光源、气室和热电堆检测器。气室是气体样本监视区域，其在本发明的广泛实践中可以包括任何适当的隔间、通道或者室，其中待监视的气体使IR光通过该气体，从而使用其IR吸收确定的输出来产生用于工艺监视和控制的(一个或者多个)控制信号。在优选的实践中该监视系统利用(一个或者多个)镜面和/或透镜来使IR光校准并引导该IR光。在暴露在IR光下(或者在IR光谱模式下加热)时，热电堆检测器产生小电压。热电堆检测器的输出信号与检测器上的入射辐射成比例。 在本发明的优选实践中使用的热电堆检测器在每个检测器单元中具有多个元件阵列。例如，在双元件检测器中，其中一个热电堆检测器用作参考，在基本上不会发生吸收的范围中(例如，4.00±0.02μm)测定IR光。第二热电堆检测器元件涂敷有滤光器，其测定所关注的光谱范围(该光谱范围取决于于待监视的特定材料)中的IR能量。比较由参考热电堆检测器元件产生的电压和由(一个或者多个)热电堆检测器有效元件产生的电压之间的差提供了浓度测量手段。在商业上可以获得具有高达4个热电堆检测器元件阵列的检测器。例如，在4元件检测器单元中，一个检测器元件被用作参考，而剩余的三个检测器元件被用于不同光谱区中的测量。
在图1中示出了说明基于热电堆的检测器系统的操作的图示，其中诸如IR灯的IR源10产生宽的(扩展至具有IR波长的光谱范围)红外光束12。该红外光束12照射到具有内部容积16的气室14，其中存在用于分析的待监视气体。该气室可以是隔间、半导体工艺系统中的气流导管的剖面区域或部分。可替换地，可以从气流导管或者工艺工具管道中提取用于气体监视操作的气流的滑流(旁流)。
通过气室14的内部容积16中的气体并且与其相互作用后，从气室14发射的IR辐射18在穿越该气室14后照射到热电堆检测器20上。热电堆检测器单元可以使用(一个或者多个)嵌入式IR滤光器，其允许具有特定IR波长的辐射通过(各自的)(一个或者多个)滤光器，由于该滤光器的作用，热电堆检测器确定辐射强度并且产生关于每个检测器元件的输出电压信号。图1所示的热电堆检测器单元的电压输出借助于信号传输线22传递到中央处理单元24，例如，个人电脑、微处理器设备或者其他的计算装置，其中由(一个或者多个)检测器元件产生的(一个或者多个)电压信号通过算法进行处理用以产生所关注的(一个或者多个)每个气体组分的输出浓度值。
图1中说明性地示出的基于热电堆的分析器系统包括镜面26和28，用于聚焦IR辐射。该镜面还可以用于使红外光束多于一次地多次通过内部容积16，以便于增加检测极限。图1系统中的红外光源10可以具有任何适当的类型，如例如PerkinElmer IRL 715红外线灯，其提供约2到约4.6μm波长的光谱中的IR辐射。相似地，热电堆检测器系统20可以具有任何适当的类型，如例如PerkinElmer TPS 3xx单检测器、PerkinElmer TPS 5xx单检测器、PerkinElmer 2534双检测器、或者PerkinElmer 4339四检测器，如给出的本发明最终使用应用中所必需的或所需要的。商业上可以从PerkinElmer Optoelectronics(Wiesbaden，Germany)获得该说明性的红外光源10和热电堆检测器20元件。
本发明的一个优选实施例中的热电堆检测器元件具有10～40毫秒(ms)范围的响应时间。本发明的实践中使用的热电堆检测器单元有利地配置有检测器吸收器区域，用于收集待测量的红外光，还配置有位于吸收器区域下面的热元件，使得入射在吸收器区域上的红外光加热该吸收器区域并且在输出导线处产生电压，如提供入射辐射功率的直接测量的DC电压。该热电堆检测器单元有利地在热电堆检测器元件前面使用特定于气体的红外辐射带通滤光器，使得由该热电堆产生的输出电压的下降直接与对应气体的红外吸收量相关。所述的热电堆检测器单元可以包括多种多样的吸收器区域，包括参考(未滤光的)吸收器和气体滤光吸收器区域，其中后一滤光器是特定于气体的，以用于测定半导体气体或者关注的气体组分(例如胂、磷化氢、锗烷、锑化氢、distibine、硅烷、取代硅烷、氯、溴、有机金属前体蒸汽等等)。
根据本发明，热电堆IR检测器单元有效地用于半导体工艺应用中的工艺控制，如下文更加全面的描述。
在本发明的一个说明性实施例中，热电堆IR检测器单元被用作气体传送监视单元，例如，安装在半导体工具的气体传送线中的内嵌监视器，用以确保将适当浓度的材料传送到工具室和/或流量电路中。在该应用中，热电堆检测器单元的固有的稳定性有助于精确的浓度测量。使用热电堆检测器单元用于该气体传送的测定和控制，使得对用于至工具的馈送气体的所计量传送的校准大流量控制器的需要减到最小。而且，热电堆检测器单元产生的信号使得在半导体工艺中能够实现反馈控制布置，例如，涉及从热电堆检测器单元到大流量控制器的反馈，用以作出响应增加或者减少传送速率，由此维持恒定的浓度、容积流量速率、试剂流量等。
在本发明的另一说明性实施例中，热电堆检测器单元被用作用于清除系统的清除工具控制器，用于处理在半导体制造操作中或者其他工业处理中产生的废弃物。为实现该目的，热电堆检测器单元有利地安装在清除仪器的入口处，在该入口处清除仪器接收待处理的废弃物。在该运行中，热电堆检测器单元被用于测定在有效在线生产操作中产生废弃物的上游工具是否处于有效的运行模式，或者可替换地，测定下游工具是否处于非废弃物产生状态，例如经受清洗或者净化的状态。作为特定示例，该热电堆检测器单元被有效地用作用于废弃物洗涤器的清除工具控制器，诸如湿洗涤器或者干洗涤器，由此热电堆检测器单元的出现将使洗涤器转换为“智能”洗涤器，并且增加了洗涤器的效率，实现了对资源的节约(较低的消耗性)。
作为另一说明性示例，热电堆检测器单元在废弃物清除应用中是有用的，有助于根据废弃物的类型来切换清除设备和/或清除处理方法，该废弃物被从上游半导体工艺工具排放到废弃物清除洗涤器。例如，当热电堆检测器单元检测到淀积材料(例如，硅烷、低k的材料)时，通过监视和控制系统可以将废弃气流发送到最适用于从淀积工艺(诸如热氧化单元)中清除该废弃物的清除工具。当热电堆检测器单元未测定到淀积材料时，这表明该工具(例如上游蒸汽淀积室)正在经历清洗步骤，并且气流随后被发送到不同的“最佳的可利用工具”用于清洗步骤中的废弃物清除(例如，水洗涤器)。
仍然如本发明的另一实施例，热电堆检测器单元有效的用作端点检测器，其安装到半导体处理室的下游。在该运行中，该分析器用作内嵌监视器，用以测定从处理室中排放的、作为时间的函数的物质种类浓度。可以使用从处理室中排放的废弃物的测定浓度变化来产生端点信号，可以将该信号发送给工具的操作者，和/或自动工艺控制设备，该自动工艺控制设备作出响应关闭该仪器或者启动诸如净化、清洗等等的后处理步骤。
图2示出了在并列运行中使用热电堆检测器单元和FT-IR分光仪而收集的测量结果，用以监视干洗涤器测试容积的排气中胂的漏失。该胂流是模拟半导体器件结构的砷掺杂工艺中产生的含砷废弃物，或者可替换地，模拟砷化镓外延生长工艺中产生的含砷废弃物。如图2中的曲线所示，热电堆检测器单元的响应(曲线A)快于FT-IR分光仪信号的响应(曲线B)，并且热电堆检测器单元能够捕获浓度变化的趋势。
图3是示例性的半导体工艺系统100的图示，包括联接到清除单元104的说明性的半导体工艺工具102，其用于清除具有有毒或者危险特征的废弃物组分。该系统包括中央处理单元(CPU)110，用于利用多种热电堆检测器单元进行工艺监视和控制，如下文中更加详细描述的。
所示半导体工艺工具102被设置为从源试剂供应108接收源试剂。作为示例，半导体工艺工具102可以说明性地包括外延生长室，其源试剂是硅烷气体，或者半导体工艺工具102可以说明性地包括化学气相淀积(CVD)室，该化学气相淀积(CVD)室从源试剂供应108接收有机金属前体，或者工艺工具102可以说明性地包括任何其他的半导体制造设备中的处理单元。
来自源试剂供应108的源试剂在管道114中流向半导体工艺工具102。进料管道114包括大流量控制器112，该大流量控制器112配备有大流量控制器设定点调节单元138，其以可操作关系联接到大流量控制器。热电堆检测器单元116以内嵌的方式安装在进料管道114中，并且被配置用于检测在该进料管道114中流向半导体工艺工具的气体试剂。由热电堆器件116产生的气体浓度信号在信号传输线142中传送到CPU 110。借助控制信号线140，CPU 110可以设置为对大流量控制器设定点调节单元138的控制关系，其接下来控制大流量控制器112的设定点。
以这种方式，大流量控制器的设定点可以针对由热电堆检测器116测定的浓度而进行调节，用以作出响应通过调节单元138调节大流量控制器的设定点，由此大流量控制器112提供了源试剂的精确设定点流量到半导体工艺工具。
在图3的系统中，半导体工艺工具102产生废弃物，该废弃物在废弃物排放管道118中流向用于处理的清除单元104，用以产生具有适当特征的已处理的废弃物，其在清除单元排放管道124中从清除单元104排放。
所示的半导体工艺工具废弃物排放管道118包括在其中安装的热电堆检测器单元120，用于测定(一个或者多个)所需废弃物气体组分的浓度。该热电堆检测器单元120作出响应产生浓度测定信号，该测定信号在信号传输线154中传送到CPU 110。
响应于热电堆检测器单元120所测定的废弃物排放管道118中的废弃物流中的(一个或者多个)所选组分，CPU 110可以通过设定点调节单元138的调节，相关地调节大流量控制器112的设定点。可替换地，CPU 110响应在废弃物排放流中测定到的浓度，如热电堆检测器单元120所测定到的，诸如可以通过关闭进料管道114中的流量控制阀(未示出)，和/或使其他的调节或者终止涉及半导体工艺工具102处理步骤的操作有效，来终止源试剂流到半导体工艺工具102。
例如，由热电堆检测器单元120测定到的废弃物气体可用于使半导体工艺工具102从有效的处理模式转变到清洗模式，或者从第一有效处理步骤转变到随后的处理步骤。作为具体示例，由热电堆检测器单元120在排放管道118中的废弃物流中测定到的所关注组分的浓度可以用于产生对应的浓度信号，该浓度信号在信号传输线154中传送到CPU 110。该浓度信号可表明有效的处理步骤圆满地结束了。CPU110随后终止从源试剂供应108到工具地源试剂的有效流量，如前文所述。同时，该CPU可以在控制信号传输线152中向阀控制器150发送控制信号。该阀控制器150以控制关系联接到清洗气体进料管道146中的流量控制阀148，该清洗气体进料管道146连接到清洗气体供应144。由此来自CPU 110的控制信号开动了阀控制器150，其使阀148打开，并且使净化气体流过半导体工艺工具102。
以这种方式，有效地净化掉了工艺工具的源试剂气体，并且使之准备好用于随后的有效处理，或者可替换地，准备好用于随后的有效(在线工艺)处理之前的清洗步骤。在净化气体已经流过工艺工具到足以去除了源试剂残留物、淀积副产品等等的程度，如热电堆检测器单元120测定的相应浓度所表明的并且在信号传输线154中将相关的浓度信号传送到CPU 110时，该CPU开动阀控制器150，用以关闭阀148并且终止净化气体流向流向工艺工具。
除了向半导体工艺工具102提供气体进料管道114中的热电堆检测器单元116外或另一选择是，该系统可以利用废弃物排放管道118中的热电堆检测器单元120，用于监视和控制半导体工艺工具102。
此外，或者可替换地，清除单元104的上游的热电堆检测器单元120可以被构建并且被设置为监视并且作出响应控制清除单元104。
图3中说明性地示出的清除单元104可以具有多种类型中的任何一种，并且可以包括多个清除处理步骤和组成处理单元，例如，湿洗涤器、干洗涤器、热氧化单元、催化氧化单元、化学吸收单元、物理吸收系统等等。
为了说明的目的，在图3中示出的清除单元104包括湿洗涤单元，借助于该湿洗涤单元，在排放管道118中的由半导体工艺工具102排放的废弃物经受湿洗涤。在洗涤器清除单元104中通过适当的液体洗涤介质执行该湿洗涤操作，该液体洗涤介质(例如水、酸性水溶液、基础水溶液等等)是由洗涤介质源106提供并且在洗涤介质进料管道162中流向清除单元104。
流量控制阀160控制管道162中的清洗介质的流速，该流量控制阀160操作用于联接于阀控制器158，来自CPU 110的经由信号传输线156发送的控制信号开动该阀控制器158。
因此，热电堆检测器单元120被有效地设置成用以测定在清除单元104中待清除的组分的浓度并且作出响应在信号传输线154中将与该浓度相关的信号传送到CPU 110。响应于表示废弃物流中待清除组分浓度的该信号，CPU 110程序性地在控制信号传输线156中将控制信号传送到阀控制器158，其调节流量控制阀160的设定，用以使所需的清洗介质流向同废弃物相接触的清除单元104，由此清除了废弃物流中的所关注的可洗涤组分。
这样，热电堆检测器单元120测定废弃物流中的可洗涤组分的相对较低的浓度将致使CPU 110开动阀控制器158减少至清除单元104的洗涤介质的流量，由此，以适合于待去除的可洗涤组分量的量和速率提供洗涤介质。然后含有被洗涤组分的洗涤介质从清除单元104中排放到洗涤介质排放管道130中。
在相似的方式中，在废弃物排放管道124中从清除单元104中排放的已处理废弃物可以由热电堆检测器单元126监视，该热电堆检测器单元126在信号传输线164中将对应的浓度信号传送到CPU 110。因此，CPU 110在其上程序性地通过使用阀控制器158调节流量控制阀160来响应测定到的浓度值，如前文所述，用以增加、维持或者减少洗涤介质流速，如在排放管道124中从洗涤器的清除单元104排放的最终废弃物中获得预定的低水平的可洗涤组分所必需的。该预定的低水平的可洗涤组分可以是，例如，低于热电堆检测器单元126的较低检测极限的浓度。
除了调节洗涤介质的流量用以确保实现按照所需的程度去除可洗涤的组分，热电堆检测器单元126测定的可洗涤组分的浓度在信号传输线164中传送到CPU 110，用以作出响应开动管道128中的从排放管道124到清除单元104入口的废弃物的再循环。
管道128联接到安置在排放管道124中的3通阀132。阀控制器134操作用于联接到3通阀132。阀控制器134通过控制信号传输线136连接到CPU 110。通过这样的设置，由热电堆检测器单元126测定来自清除单元104的废弃物中的可洗涤组分的浓度，并且浓度信号通过信号传输线164发送到CPU 100。CPU 110作出响应在信号传输线136中向联接到3通阀132的阀控制器134发送控制信号，由此调节阀132，使得来自排放管道124的处理过的废弃物在管道128中再循环到管道118，用于再次引入到清除单元104。
在该方式中，再循环率以及洗涤介质流速可被控制，用以在清除单元104中使可洗涤组分的去除效率最大化。
通过前文的对图3的说明性实施例的讨论，显而易见的是，热电堆检测器单元可以以多种方式用于半导体制造设备中，用以监视气体浓度并且作出响应控制流体流速和/或其他工艺条件和/或半导体工艺的操作方面，由此，相比于缺少该热电堆检测器监视和控制装置的对应的半导体制造设备，其使工艺效率最大化，使对工艺试剂的需要最小化，并且可以更有效地获得产品的一致性。
而且，尽管图3的实施例被一般描述为用于单一的所关注气体组分(如所监视的气体种类)，但是通过本文前面的讨论，可以理解，可以有利地使用多组分的热电堆检测器，其用于在多组分工艺流中测定多个气体组分的浓度。
而且，尽管本发明被说明性地描述为涉及单一的半导体工艺工具，但是应当认识到，半导体处理设备在传统实践中包括多种多样的工具和工艺系统组件，并且因此热电堆检测器单元可以同在半导体工艺中多种位置的检测器单元同时使用，例如，在工艺系统流量电路中的特定室或者区域，并且还应该认识到，IR热电堆检测器单元可以同控制电路(该控制电路包括一个或者多个计算机、处理器、循环时间程序控制器等)集成。而且，应当认识到，热电堆检测器在产生电压输出信号中可以通过其他的信号产生和传输/控制设备和接口来进行，用以实现特定操作中需要的工艺监视和控制功能。
例如，热电堆检测器输出信号可以转换为由射频转发器传送的射频信号，该射频信号发送到集成无线网络中的射频接收机用于监视和控制的目的。
热电堆检测器的基于电压的输出可以转换为其他的信号形式，或者甚至再次转换为红外控制信号用于同中央处理单元或者其他运算或者控制装置的无线通信。
通过参考下文的涉及本发明的非限制性示例，进一步示出了本发明的特征、方面和优点。
示例
实验性地使用三甲基硅烷的热电堆检测器系统
图4展示了作为不同的三甲基硅烷浓度的函数的热电堆检测器系统的响应。由于三甲基硅烷用作半导体工艺中的低k前体，因此其是用于基于热电堆的工艺监视应用的候选材料。此特定系统包括双传感器热电堆检测器。该有效的元件过滤除了三甲基族(约3000cm-1)以外的所有的IR光。第二滤光器测量约2500cm-1的窄带并且用作参考。在图4中，标注有“TP比率”的曲线示出了由参考元件产生的信号所除的有效元件的响应。标注有“有效”的曲线对应于仅由有效检测器元件产生的电压。图4还展示了监视系统的稳定性和可重复性。
图5示出了基于图4所示信息的、关于三甲基硅烷的校准曲线的曲线图。与图4相似，一个校准曲线对应于有效信号和参考信号之间的比率，而另一条曲线对应于由有效检测器元件产生的信号。该曲线符合具有大于0.999的相关系数的二次多项式。基于该校准曲线，建立了500ppm(百万分之一)的检测极限。
尽管通过参考说明性实施例和特征，在本文中以多种方式公开了本发明，但是应当认识到，前文所述的实施例和特征的目的不在于限制本发明，并且本领域的普通技术人员可以提出其他的变化、修改和其他的实施例。因此本发明被广泛地构建，与以下所述的权利要求相一致。
Claims (40)
1.一种半导体工艺系统，包括用于工艺气体流量的流量电路，所述系统包括：
用于工艺气体的气体采样区域；
红外辐射源，其被构建和设置成用以发射红外辐射通过气体采样区域；
热电堆检测器，其被构建和设置成用以在红外辐射的传输通过气体采样区域后接收该红外辐射，并且作出响应产生与工艺气体的至少一个所选组分的浓度相关的输出信号；和
工艺控制装置，其被设置成用以接收热电堆检测器的输出，并且作出响应控制一个或者多个半导体工艺系统中的工艺条件和/或影响该半导体工艺系统。
2.权利要求1的半导体工艺系统，包括淀积室。
3.权利要求2的半导体工艺系统，其中淀积室接收来自化学试剂源的作为工艺气体的化学试剂，并且热电堆检测器被设置成用以测定引入到淀积室中的化学试剂工艺气体的浓度。
4.权利要求3的半导体工艺系统，其中气体采样区域位于将化学试剂工艺气体传递到淀积室的气体进料管道中。
5.权利要求1的半导体工艺系统，包括清除单元，用于在系统的上游单元使用所述工艺气体中的至少一个组分之后清除它。
6.权利要求5的半导体工艺系统，其中上游工艺单元包括外延生长反应器。
7.权利要求5的半导体工艺系统，其中上游工艺单元包括离子植入单元。
8.权利要求5的半导体工艺系统，其中上游工艺单元包括化学气相淀积室。
9.权利要求5的半导体工艺系统，其中清除单元包括洗涤器。
10.权利要求9的半导体工艺系统，其中洗涤器包括湿洗涤器。
11.权利要求10的半导体工艺系统，其中湿洗涤器联接到洗涤介质源。
12.权利要求11的半导体工艺系统，其中响应于在清除单元中处理的工艺气体中可洗涤组分的浓度，调节从洗涤介质源到清除单元的洗涤介质的流量，其中气体采样区域在清除单元的上游或者下游。
13.权利要求12的半导体工艺系统，其中气体采样区域在清除单元的上游。
14.权利要求12的半导体工艺系统，其中气体采样区域在清除单元的下游。
15.权利要求5的半导体工艺系统，其中清除单元包括氧化单元。
16.权利要求15的半导体工艺系统，其中所述清除单元包括热氧化单元。
17.权利要求15的半导体工艺系统，其中清除单元包括催化氧化单元。
18.权利要求1的半导体工艺系统，其中热电堆检测器被构建和设置成用以监视工艺气体的浓度，在工艺系统中确定完成操作的方式。
19.权利要求18的半导体工艺系统，其中在完成操作时，使用热电堆检测器的输出将系统中的半导体工艺工具改变到随后的操作步骤。
20.权利要求19的半导体工艺系统，其中使用热电堆检测器的输出改变阀的设定。
21.权利要求19的半导体工艺系统，其中使用热电堆检测器的输出启动和/或终止系统中的流体流动。
22.权利要求1的半导体工艺系统，其中使用热电堆检测器的输出修改系统中的流体流速。
23.权利要求1的半导体工艺系统，包括半导体工艺工具和处理从半导体工艺工具排放的气体的清除单元，其中该热电堆检测器被设置成用于监视下列项中的一个或者多个：
流向半导体工艺工具的气体，
从半导体工艺工具流向清除单元的气体，以及
从清除单元排放的气体。
24.权利要求23的半导体工艺系统，其中热电堆检测器被设置成用以监视流向半导体工艺工具的气体。
25.权利要求23的半导体工艺系统，热电堆检测器被设置成用以监视从半导体工艺工具流向清除单元的气体。
26.权利要求23的半导体工艺系统，热电堆检测器被设置成用以监视从清除单元排放的气体。
27.权利要求1的半导体工艺系统，其中热电堆检测器的输出被用于调节大流量控制器的设定点。
28.权利要求1的半导体工艺系统，其中热电堆检测器的输出被用于调节流体处理步骤或者系统处理操作的再循环速率。
29.权利要求1的半导体工艺系统，其中气体采样区域在所述流量电路中。
30.一种操作包括气体处理或者通过气体进行处理半的导体工艺的方法，所述方法包括：通过热电堆检测器测定所述气体的所需组分的浓度，从所述热电堆检测器产生表示所述气体的所述所选组分浓度的输出，并且响应于所述输出控制一个或者多个半导体工艺中的条件和/或影响半导体工艺。
31.权利要求30的方法，其中一个或者多个工艺中的条件和/或影响工艺包括到半导体工艺工具的化学试剂的流速。
32.权利要求30的方法，一个或者多个工艺中的条件和/或影响工艺包括在半导体工艺中排放自工艺单元或者流向工艺单元的气流的流速。
33.权利要求32的方法，其中到半导体工艺工具的气流被监视。
34.权利要求32的方法，其中流向清除单元的气流被监视。
35.权利要求32的方法，其中由清除单元排放的气流被监视。
36.权利要求30的方法，其中使用热电堆传感器的输出来调节阀。
37.权利要求30的方法，其中使用热电堆检测器的输出调节大流量控制器的设定点。
38.权利要求30的方法，其中使用热电堆检测器的输出调节该工艺的清除处理步骤中的洗涤介质的流量。
39.权利要求30的方法，其中使用热电堆检测器的输出终止第一工艺步骤并且启动第二工艺步骤。
40.权利要求30的方法，其中使用热电堆检测器的输出调节工艺中流体流的再循环。
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