多托盤壓載抽蒸氣系統技術方案

本發明專利技術涉及多托盤壓載抽蒸氣系統。具體而言，一種用于供應汽化前體的系統包括外殼，該外殼包括輸出端。多個托盤以堆疊的間隔配置被設置在所述外殼內側。所述多個托盤被配置成容納液態前體。第一導管使載氣供應源流體地連接至所述外殼并且包括多個開口。第一閥門被沿著所述第一導管設置并且被配置成選擇性地控制從所述載氣供應源通過所述第一導管輸送所述載氣到所述第一導管的多個開口。所述多個開口被配置成分別引導所述載氣經過所述多個托盤中的液態前體。所述外殼的所述輸出端提供所述載氣與所述汽化前體的混合物。

【技術實現步驟摘要】
多托盤壓載抽蒸氣系統
本專利技術涉及用于供應汽化前體到襯底處理工具的系統和方法。
技術介紹
本文提供的
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描述的目的是總體上呈現本專利技術的上下文。在
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部分所描述的范圍內的目前署名的專利技術人的工作，以及在提交時可能未以其它方式認定為現有技術的本說明書的各方面，既沒有明示地也沒有暗示地被承認構成本專利技術的現有技術。襯底處理工具用于處理例如半導體晶片之類的襯底。處理通常涉及使處理室中的襯底暴露于汽化前體。僅作為實例來說，例如化學氣相沉積(CVD)、等離子體增強CVD(PECVD)、原子層沉積(ALD)、等離子體增強ALD(PEALD)和無氟鎢(FFW)之類的處理使襯底當在襯底上沉積材料層時暴露于一種或多種汽化前體。用于產生汽化前體的一種方法涉及使液態前體汽化。難以汽化低蒸氣壓(室溫下一般小于1托)和高粘度(>5cP)的液體前體。低蒸氣壓和高粘度的液態前體容易再次凝結，并且由于高粘度液體不容易霧化，所以使用直接液體噴射無法汽化。另外，在遠低于沸點的溫度下分解的液態前體不適合用于汽化后霧化。用低至中等蒸汽壓汽化前體的系統和方法通常包括抽蒸氣、起泡器或者流過安瓿內側的液體的單個表面。其它選擇使用噴霧器和汽化器。然而，對于低至中等的前體流率，汽化器并不理想。標準起泡器能用前體使載氣飽和。然而，載氣流率通常受限于飛濺的顧慮。載氣流入安瓿但不流入液體中的單個表面流過系統能增大安瓿中的總壓力，使得汽化的前體可以從安瓿流到處理室中。然而，載氣并沒有用蒸汽飽和并且能夠輸送到處理室的汽化前體的量較低。
技術實現思路
一種用于供應汽化前體的系統包括外殼，該外殼包括輸出端。多個托盤以堆疊的間隔的配置被設置在所述外殼內側。所述多個托盤被配置成容納液態前體。第一導管使載氣供應源流體地連接至所述外殼并且包括多個開口。第一閥門被沿著所述第一導管設置并且被配置成選擇性地控制從所述載氣供應源通過所述第一導管輸送所述載氣到所述第一導管的多個開口。所述多個開口被配置成分別引導所述載氣經過所述多個托盤中的液態前體。所述外殼的輸出端提供所述載氣與所述汽化前體的混合物。一種用于供應汽化前體的方法包括：在所述外殼內側以堆疊的間隔配置設置多個托盤；用液態前體至少部分地填充所述多個托盤；使用第一導管以流體地連接載氣供應源到所述外殼；控制從所述載氣供應源通過所述第一導管輸送所述載氣到所述第一導管中的多個開口；分別配置所述第一導管中的所述多個開口以引導所述載氣經過所述多個托盤中的液態前體；并且在所述外殼的輸出端提供所述載氣與所述汽化前體的混合物。根據以下提供的具體實施方式、權利要求書和附圖，本專利技術的適用范圍的其它方面將變得明顯。具體實施方式和特定實例僅僅旨在說明的目的，而并不旨在限制本專利技術的范圍。附圖說明從詳細描述和附圖可以更為完全地理解本專利技術，其中：圖1A圖示了根據本專利技術的多托盤壓載抽蒸氣系統的實例；圖1B圖示了根據本專利技術的多托盤壓載抽蒸氣系統的一部分的實例；圖1C圖示了根據本專利技術的多托盤壓載抽蒸氣系統的一部分的另一個實例；圖2A圖示了根據本專利技術的多托盤壓載抽蒸氣系統的另一個實例；圖2B和圖2C圖示了根據本專利技術的多托盤壓載抽蒸氣系統的替代液體輸送系統的實例；圖3圖示了根據本專利技術的用于輸送汽化前體到襯底處理系統的方法；圖4圖示了根據本專利技術的包括向內凸起以引導載氣到托盤上的噴嘴的圓環的實例；圖5A圖示了根據本專利技術的包括設置在橫桿上以引導托盤上的載氣的噴嘴的圓環的另一個實例；圖5B是圖5A的橫桿之一上的噴嘴的放大仰視圖；圖6圖示了具有用于引導汽化前體和載氣到處理室的開口的導管；并且圖7A和圖7B圖示了根據本專利技術的開口環的實例。在附圖中，附圖標記可以重復用于標識相似和/或相同的元件。具體實施方式本專利技術涉及通過使用載氣與液態前體之間增大的表面界面面積來增加流過壓載或載氣型系統中的前體蒸發的系統和方法。在一個實例中，通過存放液態前體的多個托盤提供增大的表面積。多個氣流出口增加載氣/前體的交互作用。所述系統和方法還提供從加熱器到液體/蒸氣界面的改善的傳熱。例如，加熱器可以設置在處理室中的中央支撐構件中。所述系統和方法包括用于再填充多個托盤的系統。僅作為實例，多個托盤中液體前體的液面可以通過使用一個或多個液面傳感器均衡多個托盤中的每一個中的液體填充速率來進行管理。例如，所述系統和方法可以用作高表面積抽蒸氣系統，用于在使用或不使用載氣的情況下增加中等蒸氣壓前體的蒸氣流率。現在參見圖1A和圖1B，汽化前體輸送系統100供應汽化前體到處理室104，該處理器用于處理例如半導體晶片之類的襯底。在一些實例中，例如閥門、限流孔或質量流控制器之類的流量控制裝置106可以用于控制供應至處理室104的汽化前體。汽化前體輸送系統100包括外殼108和設置在外殼108中的托盤組件110。托盤組件110包括多個托盤112-1、112-2...和112-N(統稱為托盤112)。每個托盤112可以包括開口114-1、114-2...和114-N(統稱為開口114)以便提供用于連接至支撐構件120的安裝位置。可替代地，支撐構件可以被省略并且可以使用替代的支撐機構。例如，托盤可以由外殼側邊(例如，使用狹槽或凸起)支撐，或者可以使用托盤邊緣之間的間隔物。托盤112的側邊是開放的以允許載氣在其間自由流動。例如，托盤112可以具有圓形、方形、矩形、統一的、不統一的或其他形狀的截面。托盤112可以設置成堆疊的均勻間隔的布置以允許載氣自由地流過液態前體。每個托盤112限定用于接收并存放液態前體的體積。在一些實例中，支撐構件120和托盤112可以是由導熱材料制成的，導熱材料如，不銹鋼、鋁或能進行傳熱的其它材料。液態前體存儲槽130經由閥門134和一個或多個導管140供應液態前體到托盤112。重力、泵或例如氦氣之類的惰性推動氣體可以用于增加管線氣壓。導管140可以穿過每個托盤112中的開口。導管140中的開口142-1、142-2...和142-N被設置成供應液態前體到每個托盤112-1、112-2...和112-N。在其他實例中，導管140被沿著托盤112的一側設置并且包括從導管140橫向延伸的延伸體250-1、250-2...和250-N(統稱為延伸體250)，如圖1B所示。圖1B中的延伸體250向內地(或者向內地并向下地)延伸以輸送液體前體到托盤112。液態前體存儲槽130可以使用閥門152和導管154通過大容量存儲槽150周期性地填充。載氣160可以通過在164標識的一個或多個閥門和/或質量流控制器(MFC)以及導管166供應。導管166包括被設置成引導載氣穿過每個托盤112的一個或多個限流孔或者成組的限流孔。成組的限流孔中的每一組可以包括在多個方向提供載氣流的多個開口。導管166中的開口170-1、170-2...和170-N輸送載氣流經過托盤112。在一些實例中，加熱器180可以用于間接地加熱支撐構件120，該支撐構件傳遞熱量到托盤112和托盤112中的液態前體。可替代地，加熱器可以設置在支撐構件內側。在一些實例中，一個或多個振動裝置184可以用于給支撐構件120(如圖所示)傳遞振動或者單獨給托盤112傳遞振動。控制器200可以用于控制汽化前體輸送系統100中的一個或多個閥門。例如，控制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于供應汽化前體的系統，包括：外殼，其包括輸出端；多個托盤，其以堆疊的間隔的配置設置在所述外殼內側，其中所述多個托盤被配置成容納液態前體；第一導管，其使載氣供應源流體地連接至所述外殼并且包括多個開口；以及第一閥門，其沿著所述第一導管設置并且被配置成選擇性地控制從所述載氣供應源通過所述第一導管輸送所述載氣到所述第一導管的所述多個開口，其中所述多個開口被配置成分別引導所述載氣經過所述多個托盤中的所述液態前體，并且其中所述外殼的所述輸出端提供所述載氣與所述汽化前體的混合物。

【技術特征摘要】
2013.11.25 US 14/089,0091.一種用于供應汽化前體的系統，包括：外殼，其包括輸出端；多個托盤，其以堆疊的間隔的配置設置在所述外殼內側，其中所述多個托盤被配置成容納液態前體；第一導管，其使載氣供應源流體地連接至所述外殼并且包括多個開口，其中所述多個開口中的每一個布置成供應所述載氣的一部分至在所述多個托盤中的相應一個托盤中的所述液態前體處或經過所述液態前體；以及第一閥門，其沿著所述第一導管設置并且被配置成選擇性地控制從所述載氣供應源通過所述第一導管輸送所述載氣到所述第一導管的所述多個開口，其中所述外殼的所述輸出端提供所述載氣與所述汽化前體的混合物。2.根據權利要求1所述的系統，進一步包括：第二導管，其包括至少一個開口并且流體地連接液態前體源和所述多個托盤中的至少一個；以及第二閥門，其沿著所述第二導管設置并且被配置成選擇性地控制從所述液態前體源通過所述第二導管的開口輸送所述液態前體到所述多個托盤中的所述至少一個。3.根據權利要求2所述的系統，進一步包括：液面傳感器，其用于感測所述多個托盤中的至少一個中的所述液態前體的液面；以及控制器，其用于基于所述液面選擇性地控制所述第二閥門。4.根據權利要求1所述的系統，進一步包括被配置成供應所述液態前體的液態前體存儲槽。5.根據權利要求1所述的系統，進一步包括設置在所述外殼中的支撐構件，其中所述多個托盤連接至所述支撐構件。6.根據權利要求5所述的系統，其中所述支撐構件和所述多個托盤是由導熱材料制成的。7.根據權利要求1所述的系統，進一步包括液面傳感器，所述液面傳感器用于感測所述多個托盤中的至少一個中的所述液態前體的液面。8.根據權利要求5所述的系統，其中所述多個托盤限定開口并且其中所述支撐構件穿過所述多個托盤的所述開口。9.根據權利要求1所述的系統，其中所述多個托盤中的每一個與所述多個托盤中的至少一個相鄰托盤間隔預定距離。10.根據權利要求5所述的系統，其中：所述多個托盤包括N個托盤，每個托盤限定開口，其中N是大于1的整數；所述支撐構件穿過所述N個托盤的所述開口；所述N個托盤中的至少N-1個托盤包括位于所述N個托盤中的所述至少N-1個托盤的端部的至少一個開口；并且所述液態前體在所述至少N-1個托盤中的一個中的所述液態前體的液面高于預定液面時穿過所述N-1個托盤中的所述至少一個開口到達所述N個托盤中的相鄰的一個低處的托盤。11.根據權利要求1所述的系統，進一步包括：多個圓環，所述多個圓環中的每一個設置在所述多個托盤中的對應的一個托盤上；并且其中所述多個圓環中的每一個包括多個橫桿，所述多個橫桿包括設置在其至少一側上的噴嘴。12.根據權利要求1所述的系統，還包括：多個開口環，所述多個開口環中的每一個設置在所述多個托盤中的對應的一個托盤上；并且其中所述多個開口環中的每一個包括第一圓環部和第二圓環部，所述第一圓環部包括凸起以及用于引導所述載氣到所述多個托盤中的液態前體上的噴嘴，并且所述第二圓環部包括用于收集所述汽化前體的開口。13.根據權利要求1所述的系統，進一步包括：第二導管，所述第二導管包括分別被設置成與所述多個托盤相鄰的多個開口以收集所述汽化前體，其中所述外殼的輸出端連接至所述第二導管。14.根據權利要求1所述的系統，其中所述多個托盤設置在所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：拉梅什·錢德拉賽卡蘭，戴維斯·威爾曼，
申請(專利權)人：朗姆研究公司，
類型：發明
國別省市：美國;US