具有源容器重量监测的反应器系统的制作方法

1.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。


背景技术：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.提供本发明内容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。本发明内容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。
5.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。
6.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。
7.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。
8.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。
9.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。
10.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。
11.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。
12.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。
13.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。
14.所有这些实施例都在本公开的范围内。从下面参考附图对某些实施例的详细描述中，这些和其他实施例对于本领域技术人员来说将变得显而易见，本公开不限于所讨论的任何特定实施例。
附图说明
15.虽然本说明书以特别指出并清楚地要求保护被认为是本公开的实施例的权利要求书作为结论，但是当结合附图阅读时，根据本公开的实施例的某些示例的描述，可以更容易地确定本公开的实施例的优点。在所有附图中，具有相同元件编号的元件是相同的。
16.图1是本说明书的示例性反应器系统的功能框图，该反应器系统具有可操作以基于容器重量测量值来监测源可用性的容器重量监测组件。
17.图2示意性地示出了容器重量监测组件的设计和操作，例如可以用于图1的反应器系统中。
18.图3是反应器系统的一部分的侧面透视图，该反应器系统包括本说明书的容器重量监测组件的传感器组件的一个示例性实施方式。
19.图4是图3的反应器系统的示意性仰视图，示出了传感器组件的三个负载传感器相对于容器底部支撑板的外表面的定位。
20.图5提供了用于确定源容器中的源或过程材料重量的传感器组件的三次校准运行的图形结果。
21.图6示出了反应器系统的另一部分，其包括至少部分嵌入容器底座加热器中的传感器组件的另一示例性实施方式。
22.图7是示例性源或过程材料可用性监测方法的流程图，该方法可以通过基于直接容器重量测量值的图1-6中描述的反应器系统的操作来执行。
具体实施方式
23.尽管下面公开了某些实施例和示例，但本领域技术人员将理解，本公开延伸到具体公开的实施例和/或本公开的用途及其明显的修改和等同物之外。因此，意图是本公开的范围不应被这里描述的特定实施例所限制。
24.本文呈现的图示并不意味着是任何特定材料、装置、结构或设备的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的实施例的表示。
25.如本文所用，术语“化学气相沉积”(cvd)可以指其中衬底暴露于一种或多种挥发性前体的任何过程，所述挥发性前体在衬底表面上反应和/或分解以产生期望的沉积。
26.如本文所用，术语“原子层沉积”(ald)可以指在处理室中进行沉积循环，优选多个连续沉积循环的气相沉积过程。通常，在每个循环期间，前体被化学吸附到沉积表面(例如衬底表面或先前沉积的下层表面，例如来自先前ald循环的材料)，形成不容易与额外前体
反应的单层或亚单层(即自限制反应)。此后，如果需要，反应物(例如另一种前体或反应气体)可以随后被引入到处理室中，用于将化学吸附的前体转换为沉积表面上的期望材料。通常，该反应物能够与前体进一步反应。此外，吹扫步骤也可以在每个循环期间使用，以在化学吸附的前体转换之后，从处理室移除过量的前体和/或从处理室移除过量的反应物和/或反应副产物。此外，如本文所用，术语原子层沉积也意味着包括由相关术语指定的过程，例如化学气相原子层沉积、原子层外延(ale)、分子束外延(mbe)、气体源mbe或有机金属mbe，以及当用前体组合物、反应气体和吹扫气体(例如惰性载气)的交替脉冲执行时的化学束外延。
27.如下文更详细描述，本公开的各种细节和实施例可以与在反应器系统(例如半导体制造系统)中执行的过程结合使用，以监测可用于反应或处理室的过程材料的量。“过程”可以包括几乎任何通常在这种反应器系统中执行的过程，例如沉积、蚀刻、吹扫等，这些过程可以在ald、cvd和其它过程期间在衬底(例如晶片)上执行。“过程材料”(或“源”或“源材料”)可以从源容器提供给反应室，在源容器中，它可以是固体、液体或气体形式，并且可以包括在反应器系统操作期间执行的过程期间使用的前体、反应物等。
28.具有基于直接测量的方法的反应器系统可以提供监测源容器中的源或过程材料的可用性的能力。因此，本技术的各种实施例公开了包括容器重量监测组件的反应器系统。如下文详细描述，示例性组件可以配置成直接监测源容器的重量，并且作为响应，使系统操作者或用户更新在源容器中可用的化学物质或源/过程材料的量。通过该信息，可以计划源容器的再填充顺序，从而防止晶片浪费。在各种实施例中，源容器可以在容器外壳中，例如真空炉，其中操作温度高(例如在一些情况下超过150到200℃或者甚至超过300℃)，并且其中操作压力低(例如低于大气压)。
29.图1是本说明书的反应器系统100的功能框图，该反应器系统100具有容器重量监测组件150，该组件150可操作以基于容器重量测量值来监测源可用性(例如通过计算源容器120中诸如固体前体等129的过程或源材料的量)。系统100以简化的形式示出，但本领域技术人员将理解，可以包括附加部件，例如其他源容器120、气体或材料分配系统、系统控制器等，用于执行ald、cvd或者其他半导体或制造过程。
30.如图所示，系统100包括用于容纳源容器120的容器外壳110。外壳110可以配置为例如真空炉，以将容器120加热到例如150至300℃或更高的温度范围内，并将容器120所在的内部空间112保持在期望的压力下，例如低于大气压。源容器120包括内空间128，其适于接收和容纳一定量的过程或源材料129，并且该空间128由侧壁122、底壁124和容器盖子126限定，这些都可以由诸如铝、钢等金属形成，以便于向材料129有效传热。
31.容器外壳110包括用于在内部空间112内支撑(沿竖直方向)容器120的支撑元件114，并且在一些实施例中，附加支撑板(图1中未示出，但图3中示出)可以设置在支撑元件114和底壁124的下表面或外表面之间，以将容器120保持在支撑元件114上方的高度(例如间隔开10至30mm等)。系统100还包括一组盖子附接硬件130，其包括一个或多个出口管或管道132，用于将空间128与反应室内空间142流体联接，以便于在系统100的处理操作期间将过程材料(例如前体)129输送到反应室140，如箭头134所示。在这点上，反应室140包括衬底支撑件或基座144，用于在室140的内空间142内支撑衬底(例如晶片)146以暴露于过程材料129。
32.在实践中，容器120的重量由外壳110的支撑元件114支撑，并且在某种程度上也由盖子附接硬件130支撑，如箭头f1所示。除了出口管道132，盖子附接硬件130可以包括入口管道、传感器管线等。在一些实施例中，出口管道132(和/或入口管道)以及其它盖子附接硬件130可被设计成对容器120提供较小的竖直支撑，使得容器120的较大部分重量由支撑元件114支撑，以便于直接测量容器重量。简而言之，诸如管线132的硬件130可以是波纹管状、盘绕的气体管线或硬气体管线等，以在盖子126和/或容器120上施加最小的提升力。
33.为了提供对容器120中过程材料129的量的直接测量和监测，系统100包括容器重量监测组件150。组件150包括至少部分位于外壳112的内空间112内的传感器组件152。特别地，该组件包括一个、两个、三个或更多个力或负载传感器154、156，例如测力传感器等，它们定位或设置在容器120的底壁124(以及，在一些情况下，如图3所示的附接到底壁124的支撑板)和支撑元件114的上表面之间。力传感器154、156定位成支撑容器120的全部重量，并且适当时，加热器板和容器板(未示出，但包括在容器外壳110的各种实施例中)以及源或过程材料129的重量(如箭头f2至fn所示)，该重量由于盖子附接硬件130施加到容器盖子126的提升力或竖直向上力而减小。为此，力传感器154、156是设计成将施加的机械力(例如压缩力)转换成输出信号157的装置，输出信号157的值可用于反映力(或容器120的重量)的大小。
34.如图所示，由力传感器154、156输出的信号157首先被传输(以有线或无线方式)到信号调节元件158(在大多数情况下，为每个测力传感器或传感器154、156提供一个)以产生提供给监测组件150的控制器160的调节信号159。信号调节元件158调节来自每个测力传感器或其他传感器154、156的电信号，例如通过放大来自测力传感器的电信号。控制器160可以采取几乎任何计算机设备的形式，并且生成为包括管理输入和输出(i/o)设备164的操作的处理器162，输入和输出设备164用于接收由传感器154、156输出的信号157。处理器162执行代码、指令和/或软件(其可以在存储器/数据存储设备180中)以提供重量监测模块170的功能。处理器162还管理存储器180，其包括存储和访问信号157，如182所示。
35.模块170用于处理接收到的负载信号182，其包括应用来自存储器182的转换因子180来计算当前容器和源材料重量186。简而言之，通过测试和校准传感器154、156来产生转换因子184，以将指示所感测的力f2至fn的信号182转换成力或负载的单位，例如克。可以包括算法的转换因子184也可以被模块170用来确定材料129的量，首先通过将由盖子附接硬件130(和/或空间112中接触容器120的其他部件)施加的力f1加到感测到的力f2至fn上来确定容器120和存储在容器120中的材料129的总体重量或总重量，然后减去容器120在空时的已知重量。
36.有了计算的源或过程材料重量186，模块170可以确定是否需要再填充。模块170可以检索再填充警报设定点188(例如容器120中由系统100进一步处理所需的材料129的最小量或重量，例如对于一些容器设计和一些特定过程材料129为100克),并将此与容器120中当前材料129的计算重量或量186进行比较。当源重量186处于或低于设定点188时，模块172可以向系统100的操作者提供警报或其他合适的指示符，例如通过听觉警报、视觉警报、给客户端设备的数字消息和/或其他消息传递过程。
37.在这点上，重量监测组件170可以包括图形用户界面(gui)生成器172，其适于在显示器190(或操作者的客户端设备)中生成和显示重量监测gui192。重量监测gui 192可以包
括图像和/或文本消息，其指示在监测源或过程材料129及其可用性中有用的信息，并且该显示的信息可以包括由组件150直接测量的材料129的当前量以及再填充警报设定点188(例如具有类似于汽车速度计等的显示器)。gui 192中显示的信息还可以包括计算的源量186低于或处于设定点188(或者还没有达到设定点188)的指示符，例如当指示再填充时用红灯，而当没有指示再填充时用绿灯(并且，在一些情况下，当很快就需要再填充时用黄灯)。
38.图2示意性地示出了容器重量监测组件200的设计和操作，例如可以用作图1的反应器系统100中的组件150。组件200包括位于容器214的底壁和支撑元件212(例如源外壳的底壁)之间的三个负载传感器230。组件200还包括波纹管状、盘绕的气体管线或硬气体管线等220(输入/输出管线构成盖子附接硬件的一部分),用于通过联接到容器214的盖子的阀222在再填充期间输入材料或在晶片/衬底处理期间输出材料。波纹管状管线220各自示出为在下端联接到阀222(和容器214的盖子)中的一个，且在上端联接到上支撑元件210(例如源外壳的顶壁)。管线220在容器214上施加提升力或向上支撑力w1，当与在许多反应器系统中发现的刚性传统管线(其通常是硬铅垂的)相比时，该力通过在管线220中使用波纹管(或盘管/环)而在大小上减小，并且这种减小对于通过负载传感器230增加容器214的重量测量的准确度是期望的。
39.当在源(例如诸如hfcl4等的前体)消耗期间重量变化时，组件200可用于使用负载传感器230直接监测源(例如前体)容器214的总重量变化。负载传感器230可放置在容器214(其底壁)或者支撑板或框架下，支撑板或框架将容器214保持在外壳(例如真空炉等)内。电线240(例如与容器外壳110内的高温兼容的电线)用于通过外壳110或其壁中的真空电馈通244(例如与外壳110中的高温兼容的馈通)将每个传感器230与信号调节装置或元件246通信连接。信号调节装置246在经调节的信号被提供给工具i/o250(例如图1中用于控制器162的i/o164)之前，如上所述调节来自每个负载传感器230的电信号(例如通过应用转换因子)。
40.如箭头w1至w4所示，重量按比例分配在支撑件上，其中w1代表由管线220(和/或外壳中的其他硬件)承载的负载，w2、w3和w4代表由负载传感器230承载和感测的负载。总负载等于容器重量加上容器214中的前体/源的重量w
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，并且重量(或感测到的负载)w2、w3和w4之和的变化与源或过程材料重量的变化成比例，使得可以通过测试和校准来确定转换因子(例如，将前体重量的变化与感测到的力/负载之和的变化相关的数字模型)，然后将其应用于测量这些力/负载的值，以计算容器214内的源或过程材料的重量。
41.图3是反应器系统300的一部分的侧面透视图，包括本说明书的容器重量监测组件的传感器组件的一个示例性实施方式。如图所示，源容器310设置在包括支撑元件或底部320的外壳(例如真空炉)的内部空间内，容器310竖直支撑在该支撑元件或底部320上。容器310包括侧壁312、盖子或顶壁314和底壁316，它们一起限定内空间，该内空间配置成或适于接收一定量的源或过程材料(例如前体等)。系统300还包括附接到盖子314的硬件318，并且该硬件318在容器310上施加一些向上力，使得容器310的全部重量不由支撑元件320承受(并且需要在上面参考图2讨论的源重量计算中考虑)。
42.图3所示实施例中的容器310安装在外壳中的支撑板或框架324上，传感器组件包括三个力传感器(以测力传感器形式)。这些测力传感器330中的一个在图3中可见，并且示
出为定位或设置在容器310的底壁316和外壳支撑元件320的上表面之间。更具体地，测力传感器330被固定或安装到支撑板或框架324的底表面，该支撑板或框架324邻接容器310的底壁316。利用这种布置，容器310的所有重量由包括测力传感器330的负载传感器支撑，除了由盖子附接硬件318支撑的重量。在一些情况下，气动管线是盘绕的或波纹管状的，以试图确保容器漂浮或几乎漂浮在测力传感器330上。额外的设计方面可以包括确保加热器线缆(其可以是硬件318的一部分，但没有在图3中详细示出)是柔性的，并且阀板(其在某些情况下可以是硬件318的一部分，但没有在图3中详细示出)没有被容器310支撑。
43.图4是图3的反应器系统300的示意性仰视图，显示了传感器组件的三个负载传感器330、432、434相对于容器底部支撑板或框架324的外表面425的定位。一个、两个或四个或更多个测力传感器可用于实现传感器组件，其中三个在一些实施方式中是有用的，因为该数量可容易地以圆形图案布置，以相等或基本相等地平衡负载(例如容器和源重量的相等部分被施加到每个负载传感器330、432、434)。如图所示，负载传感器330、432、434布置在离板中心427等远的位置，其中d
传感器
对于所有三个都相等，并且相对接近板半径的尺寸r
底部
，使得传感器330、432、434靠近板324的外围或外边缘。传感器330、432、434以圆形图案围绕板324的外边缘定位，以便以120度的匹配角度θ径向分开。
44.多种传感器可以用于传感器330、432、434。在一些情况下，竖直间距可能限制传感器的选择，一个示例性实施方式要求每个传感器的总竖直高度(其可以是传感器厚度加上用于将传感器安装到支撑元件或外壳底部的传感器安装紧固件的高度)为约15mm。传感器还能够用于更高温度的应用中，例如大于200℃、250℃或300℃的温度，并且传感器的工作范围应该满足或超过预期的使用温度。在各种实施例中，系统可以集成任何合适的负载传感器或单元，例如工作范围为200℃的30n负载传感器、工作范围为200℃的100n负载传感器等。可能需要对来自这种传感器的通信管线进行修改，以适合特定的应用，例如真空炉内的环境。
45.图5提供了传感器组件的三次校准运行的图形结果500，该传感器组件具有三个负载传感器(如图3和4所示),用于确定源容器中的源或过程材料重量。图510示出了除了加热器管线之外没有管线连接到容器的校准运行的结果，图520示出了所有硬线(例如盖子附接硬件)连接到容器盖子的校准运行的结果，且图530示出了连接到容器盖子的改进的气体管线(波纹管结合盘管)的校准运行的结果。测试包括装载和卸载已知重量，将容器重量归零，以提供前体/过程材料的测量值。负载传感器的可重复性和准确性示出是可接受的，加热器管线不影响结果。使用柔性的输入和输出管线对于提供更接近过程材料的读数是理想的。
46.图6示出了反应器系统的另一部分，包括至少部分嵌入容器底座加热器中的传感器组件的另一示例性实施方式。特别地，容器底座加热器610示出为已被修改为在加热器表面611内包括测力传感器620。力传感器620可被选择为能够承受高温，例如300℃或更高。
47.示出了单个负载传感器620，其可以采用气动或盘式测力传感器的形式。特别地，传感器620可以包括加压空气或气体源，其通过压力调节器供给到测力传感器内部的室。当压缩力(例如包含源或过程材料的容器的重量)施加到测力传感器的顶表面时，柔性隔膜被压缩。压力计测量由施加的重量/压力产生的气动压力，并且平衡被测物体重量所需的压力量可用于测量重量。所感测的压力被转换成电信号，该电信号被传送到控制器(如参考图1讨论),用于转换成重量并用于计算由底座加热器610支撑的容器中的材料的当前重量。
48.图7是示例性源或过程材料可用性监测方法700的流程图，该方法可以通过基于直接容器重量测量的图1-6中描述的反应器系统的操作来执行。方法700开始于705，例如在反应器系统中安装容器重量监测组件(例如图1的组件150),包括在源容器外壳内提供传感器组件。方法700然后在710继续，接收来自传感器组件的一个或多个传感器的输出信号，该传感器组件用于感测源容器的重量变化。在步骤720，来自传感器的电信号例如通过控制器或通过转换模块/装置转换成对于包含一定体积的源或过程材料的源容器测量的重量(或力)。方法700在730继续，控制器使用重量监测模块基于步骤720的容器重量计算源容器中的源或过程材料的当前重量(或量)。
49.在步骤740，确定(例如通过监测组件控制器)在步骤730中计算的重量是否处于或低于再填充警报阈值(例如材料的重量是否处于或低于100克等)。如果没有，方法700可以在步骤750继续，更新在显示设备(例如计算机监视器、客户端设备显示器等)上显示给系统操作者的用户界面，以反映当前材料重量。方法700然后可以在710继续，从传感器组件接收附加信号。如果在740材料重量被确定为处于或低于阈值，方法700可在760继续，控制器产生再填充警告或警报，这可涉及在操作者显示器的用户界面中提供红色指示灯，可涉及提供听觉警报，和/或可涉及产生并向操作者发送警告消息(例如向操作者客户端设备发送电子邮件、文本消息等)。方法700然后可以在790结束，例如直到容器被重新填充之后。
50.在本说明书的各种实施例中，力传感器可以使用紧凑的、不锈钢的、单点的、基于应变仪的测力传感器来实现，该测力传感器可以具有0至100n的范围。测力传感器可以安装在前体容器下，用于实现前体和容器的实时重量直接测量。在某些情况下，三个负载传感器安装在容器保持板的正下方，并以120度角均匀分布。然后，在操作中，测量的总重量将是所有三个负载传感器读数的总和。每次更换容器后，测力传感器重量测量响应呈线性。
51.实际上，硬气体管线通过常数因子影响测力传感器的实际重量测量。常数因子取决于管线刚度。只要容器和气体管线没有物理接触或改变，常数因子通常不会改变。通常，测力传感器读数不受稳定状态下真空的影响。选择用作力传感器的测力传感器与高温环境兼容，例如温度高达225℃的环境，导线材料通常是设计限制。
52.重量监测组件的操作包括接收来自测力传感器的电信号，并使用每个测力传感器的信号状态划分来调节来自每个测力传感器的电信号。执行算法的处理器然后使用为每个测力传感器生成的校准因子将调节信号转换成重量值。然后，将测力传感器测量的重量值与容器的预定阈值进行比较。接下来，如果重量低于阈值，则产生警报；否则，基于测量的重量更新显示器和用户界面。

技术特征：
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成输出指示施加在多个力传感器中的相应一个上的力的信号；用于多个力传感器中的每个的信号调节元件，其适于调节由多个力传感器中的每个输出的信号；以及控制器，其配置为处理由信号调节元件输出的信号，以计算源材料的重量。12.根据权利要求11所述的反应器系统，其中，所述多个力传感器中的每个包括测力传感器，并且所述测力传感器彼此等距布置。13.根据权利要求11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，所述多个力传感器中的每个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。14.根据权利要求11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源容器和所述源材料的组合重量，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力。15.根据权利要求11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再填充警报阈值的比较生成指示源材料的当前重量的指示符。16.根据权利要求14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。17.一种监测反应器系统中的源材料的可用性的方法，包括:接收来自一组力传感器的多个信号，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；将至少一个信号转换成重量测量值；以及基于重量测量值计算源容器中的源材料的重量。18.根据权利要求17所述的方法，其中，计算所述源材料的重量包括将转换因子应用于所述源容器和源材料的组合重量，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力。19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述一组力传感器包括至少三个测力传感器，其布置成各自接收由所述源容器施加在该组力传感器上的相等比例力。20.根据权利要求17所述的方法，还包括生成指示所述源材料的重量的指示符；将源材料的计算重量与最小阈值进行比较；以及基于该比较生成再填充警报。

技术总结
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。


技术研发人员：莫图帕利 P
受保护的技术使用者：ASMIP私人控股有限公司
技术研发日：2023.01.18
技术公布日：2023/8/1