在35USC 119下在此要求申请人Bryan C.Hendrix等人于2012年5月31日提交的“基于源试剂的用于批量沉积的高物质通量流体的输送”的美国临时专利申请号61/654,077的优先权权益。通过引用将美国临时专利申请号61/654,077的公开的全部结合于此,用于所有的目的。
具体实施方式
本公开涉及汽化器容器设备、试剂支持盘、颗粒抑制装置、用于汽化源试剂的方法、和产生试剂物质的试剂蒸汽沉积或注入的其他方面。在一个具体的实施方式中,将汽化器容器构造为产生大空间的试剂蒸汽以允许沉积和注入用于批量的晶片或其他对象的试剂蒸汽,而不是用于单一晶片或对象。
根据本公开,用于汽化器容器的试剂支持盘叠层内的试剂支持盘包括多个气流开口。气流开口可以包括试剂支持盘内的一个或多个隔板中的通道,或可以位于一个或多个试剂支持盘的一侧。可以将隔板内的通道布置为在特定的试剂支持盘的底面下延伸,以使支持盘底面的气体重新定向,以在其可以进入下一试剂支持盘之前离开支持盘的底面循环。可替换地,利用侧置的气流开口,流进汽化器容器一侧的试剂支持盘的气体在通过朝向汽化器容器另一侧设置的开口离开试剂支持盘进入下一个试剂支持盘之前,被重新定向以流经(flow across)试剂支持盘(和接收在其中的试剂源物质)。
图1是根据本公开的汽化器容器100和相关组件的具体示例性实施方式的侧剖视图。汽化器容器100包括本体102和盖104。盖104包括构造为接收载气流(图1中未示出)的入口106。盖104还包括可以产生载气和试剂蒸汽的混合物(图1中也未示出)的出口108。当利用夹子、螺栓、或其他装置将盖104固定至本体102时,本体102和盖104限定汽化器容器100的封闭的内部空间(内部空间,interior volume)105。
在图1的具体示例性实施方式中,接收大致相同大小的多个试剂支持盘110、120、130、和140。将试剂支持盘110、120、130、和140构造为接收供给的源试剂物质101,配置或期望该源试剂物质101生成试剂蒸汽103。
源试剂物质101可以包括固体源试剂物质。可替代地,可以使用另一种形式的源试剂物质(未示出),如液体源试剂物质(未示出)或溶解在溶剂中的固体源试剂物质(也未示出)。以固体形式的源试剂物质101可以包括不连续的形式,包括固体源试剂物质的多个单独单元。另外,固体源试剂物质101可以以粉末形式或珠粒形式,或可以以多孔的块状制品的形式。为了说明,源试剂物质可以包括许多化合物,包括二甲肼、三甲基铝(TMA)、氯化铪(HfCl4)、氯化锆(ZrCl4)、三氯化铟、三氯化铝、碘化钛、羰基钨、Ba(DPM)2、二联三甲基乙酰甲烷锶(Sr(DPM)2)(bis dipivaloyl methanato strontium)、TiO(DPM)2、四联三甲基乙酰甲烷锆(Zr(DPM)4)、十硼烷、硼、镁、镓、铟、锑、铜、磷、砷、锂、四氟硼酸钠、结合烷基脒配体的前体、有机金属前体、叔丁醇锆(Zr(t-OBu)4)、四二乙氨基锆(Zr(Net2)4)、四二乙氨基铪(Hf(Net2)4)、四(二甲基氨基)钛(TDMAT)叔丁基亚氨基三(二乙基氨基)钽(TBTDET)、五(二甲基氨基)钽(PDMAT)、五(乙基甲基氨基)钽(PEMAT)、四二甲基氨基锆(Zr(NMe2)4)、叔丁醇铪(Hf(tOBu)4)、二氟化氙(XeF2)、四氟化氙(XeF4)、六氟化氙(XeF6)、和上述中的两种或更多种的相容组合和混合物。
应当理解,以及将参考图2进一步解释,多个试剂支持盘110、120、130、和140中的每个可以具有如图2-6所描绘的不同尺寸。此外,尽管图1和图2都将多个试剂支持盘110、120、130、和140描绘为包括四个独立的试剂支持盘,但是可以使用任何数目的试剂支持盘。
试剂支持盘110、120、130、和140和汽化器容器100可以由导热物质制成,以促进源试剂物质的加热。例如,试剂支持盘110、120、130、和140可以由金属或其他期望不与载气、源试剂物质或由汽化源试剂物质产生的试剂蒸汽反应的物质制成。例如,试剂支持盘110、120、130、和140和/或汽化器容器100可以由包括以下的导热物质制成:银、银合金、铜、铜合金、铝、铝合金、铅、镍复合层、不锈钢、石墨、碳化硅涂覆的石墨、氮化硼、陶瓷物质、和前述物质中的两种或更多种的组合、混合物和合金。
图1还描绘了在汽化器容器100内使用至少一个颗粒抑制装置180,其中,该颗粒抑制装置180位于多个试剂支持盘110、120、130、和140与出口108之间。因此,载气和试剂蒸汽的混合物在被经由出口108排出汽化器容器100之前通过至少一个颗粒抑制装置180,以滤除可以作为源试剂物质的汽化部分生成的超过预定大小的颗粒。在一个具体的实施方式中,颗粒抑制装置180包括单独布置在壳体184中的多个平行过滤器182。根据一个具体的实施方式,使用多个单独的过滤器182可以使颗粒抑制装置180能够以大于单个过滤器(图1中未示出)允许的速率通过并且过滤一定空间的载气和试剂蒸汽的混合物。
在一个具体的示例性实施方式中,以及如通过参考图28进一步描述的,多个过滤器182中的每个可以包括彼此串联连接的多个过滤组件,以依次滤除不同大小的颗粒。例如,多个过滤组件可以包括过滤物质的连续层以抑制依次更小大小的颗粒。多个过滤器182中的一个或多个可以包括构造为防止具有大于预定可接受大小的大小的颗粒通过的至少一个过滤板(玻璃料,frit)。可替代地或附加地,多个过滤器182中的一个或多个可以包括导热泡沫物质,如金属泡沫物质。颗粒抑制装置180还可以包括构造为从载气和源试剂蒸汽的混合物中除去颗粒的静电颗粒收集器。
操作中,可以加热汽化器容器100,多个试剂支持盘110、120、130、和140,源试剂物质101和其他组件。可以通过入口106引入载气流107。在一个具体的实施方式中,通过入口106接收的载气流107通过下管150向下传导至封闭的内部空间105的底部。下管150使载气流107能够被引入至多个试剂支持盘110、120、130、和140的最低处以下,从而在加热的载气膨胀并且朝向出口108向上移动时有助于载气流107与多个试剂支持盘110、120、130、和140的每个中的包含物相互作用。也可以通过下管150将载气流107引入至流体分散器152,以生成载气的涡流,以进一步促进载气和多个试剂支持盘110、120、130、和140内的源试剂物质101之间的相互作用。然后载气与加热的源试剂物质101相互作用生成载气107、源试剂蒸汽103、和潜在的杂散颗粒(图1中未示出)的气体混合物109。借助于颗粒抑制装置180的单独的过滤器182过滤超过预定大小的颗粒,以及载气和源试剂蒸汽的过滤混合物190通过出口108离开汽化器容器100。
在一个具体的实施方式中,多个试剂支持盘110、120、130、和140中的至少一个包括一个或多个隔板162、164、和166,贯穿其每个延伸出一条或多条从多个试剂支持盘110、120、130、和140中的一个的上方空间传递气体混合物109(或载气流107或试剂蒸汽流103)至多个试剂支持盘110、120、130、和140中的另一个(如堆叠在第一个支持盘上的下一个试剂支持盘)上方的空间的通道168。将一个或多个隔板162、164、和166构造为重新定向气体混合物流109,以促进其与源试剂物质101和/或试剂蒸汽103的结合,以促进在气体混合物109内试剂蒸汽103的夹带。
出于进一步解释图1所示的多个试剂支持盘110、120、130、和140的构造的实施方式的目的,假设多个试剂支持盘110、120、130、和140中的所有试剂支持盘具有相同的尺寸和构造。然而,如以下具体描述的,为了图1的实施例的目的,假设图1的多个试剂支持盘110、120、130、和140具有相同尺寸。然而,如通过参考图15-20在以下明确描述的,在配置在汽化器容器内的试剂支持盘叠层中,可以期望包括具有不同高度或其他不同尺寸的试剂支持盘。
同样假设隔板162、164、和166具有相同的尺寸和构造。结果,对于多个试剂支持盘110、112、114、和116中的一个和/或多个隔板162、164中的一个的构造和/或操作的描述可应用至多个试剂支持盘110、120、130、和140中的其他试剂支持盘或多个隔板162、164、和166中的其他隔板。另外,为了视觉简单起见,取代包括用于多个试剂支持盘110、120、130、和140中的每个的相同部分的参考标号,标记在参考汽化器100的操作中描述的多个试剂支持盘112、114、和116中的每个的元件,但是可以不标记多个试剂支持盘110、120、130、和140中的其他的相应元件。然而,应当理解的是,对于多个试剂支持盘110、120、130、和140的一个中的元件的构造或操作的参考标号可应用至多个试剂支持盘110、120、130、和140的其他中的可能没有被独立标记或描述的相应元件。
同样出于进一步解释多个试剂支持盘110、120、130、和140的构造的实施方式的目的,试剂支持盘120将被简单称作支持盘120,同时堆叠在支持盘120下的试剂支持盘110将被称作下层支持盘110。类似地,堆叠在支持盘120上方的试剂支持盘130将被称作上层支持盘130。使用该命名法来区分在垂直的试剂支持盘110、120、130和140的叠层内的试剂支持盘110、120、和130的相对位置,以简化以下描述。另外,尽管在汽化器容器100内流动的气体可以包括载气流107、试剂蒸汽103、和气体混合物109,但是为了简化解释,在汽化器容器100内的气流在下文中将被称作气体混合物109。
支持盘120包括具有顶面122和底面123的支持表面121。顶面122是构造为支持源试剂物质101的面向上的表面。底面123是可以用作包含支持盘120和下层支持盘110之间的下层空间117的面向下的表面。在一个具体的实施方式中,可以通过各个支持盘110和120的支持表面111和121与汽化器容器100的内部侧壁155界定下层空间117或其他类似的空间。可替代地,各个支持盘110和120可以包括从各个支持盘110和120的周边垂直延伸的侧壁114和124,以包含各个支持盘110和120的每个上方的空间如下层支持盘110上方的下层空间117。各个侧壁114和124可以从下边缘115和125延伸至上边缘125和126,使得例如支持盘120的下边缘125接合下层支持盘110的上边缘116以包围下层支持盘110上方的下层空间117。可以使用垫圈(图1中未示出)以提供例如边缘116和125之间的密封,以进一步密封下层空间117。类似地,可以将支持盘120和上层支持盘130的相应元件构造为包含支持板120上方的空间127,并且多个试剂支持盘110、120、130、和140中的每个依次类推。
隔板162延伸通过支持盘120的支持表面121,在支持表面121的底面123下延伸至支持表面121的底面123下的第一距离172处的下端171。隔板162还具有从上层支持盘130的上层支持表面131的底面133延伸至第二距离174内的上端173。通道如通道168在隔板162的下端171和上端173之间延伸,以从下层支持盘110上方的下层支持空间117传递气体混合物109至支持盘120上方的空间127。类似地,隔板164中的通道(未示出)可以从支持盘120上方的空间127传递气体混合物109至上层支持盘130上的上层空间137,依次类推。
在一个具体的实施方式中,隔板162的下端171在支持盘120的底面121下延伸第一距离172。相比之下,隔板162的上端173延伸至在沿上层支持盘130的上层支持表面131的底面133的第二距离174内。第一距离172大于第二距离174。因此,换句话说,离开支持盘120的隔板162的上端173处的通道168的气体混合物流109比其距离上层支持盘130的隔板164的下端175更接近于上层支持盘130的上层支持表面131的底面133。因此,如图1所示,在气体混合物流109可以流至上层支持盘114的隔板164的下端175处的通道169之前,离开支持盘120的隔板162的通道168的气体混合物流109将被迫离开上层支持盘130的上层支持表面131的底面133循环。因此,当气体混合物流109从隔板162的上端173通向上层支持盘130的上层支持表面131的底面133时,气体混合物109将被重新定向以向源试剂物质101循环并且通过源试剂蒸汽103以促进夹带源试剂蒸汽103至气体混合物109。将气体混合物的该曲折流动路径重复为气体混合物109在由多个试剂支持盘110、120、130、和140的每个界定的空间之间流动并流至该空间。
图1的上述描述列举了其中通过入口106引入的载气在下管150中向下流动并且在其下端被排出的操作模式。由此排出的载气通过与试剂支持盘相连的孔和通路向外和向上流动,并且之后通过出口108从汽化器容器排出。
在另一种“反向流”模式中,相对于载气流布置汽化器容器,使得先前描述的入口106代替用作容器的出口,并且先前描述的出口108代替用作容器的入口。因此,以气体进料关系连接载气源(图1中未示出)与(现在是进气)口108。在这种构造中,可以从汽化器结构中除去颗粒抑制装置180,或另外改进其结构和/或位置以接纳反向流操作模式。由此引入的载气然后将进入汽化器容器的上部并且通过与试剂支持盘相连的孔和通路向外和向下,以及然后通过管150(其在这种反向模式中变为上管)向上流动,使得包含夹带其中的挥发的源试剂物质的载气通过(现在是出气)口106从汽化器容器排出。
应当认识到的是,这种反向流模式可以用于本公开的任何汽化器结构,并且在具体实施方式中可以有利地实现增强由汽化器容器排出的载气混合物中的源试剂物质的饱和度。
图2是根据本公开的汽化器容器200和相关组件的另一个具体实施方式的分解透视图。图2的汽化器容器200包括由类似的参考标号标识的多个相同组件。
汽化器容器200包括本体202和盖204。盖204包括构造为接收载气流(图2中未示出)的入口206。如参考图1所描述的,入口206连接至下管250以传递载气流至汽化器容器200的最低部分。盖204还包括可以产生载气和试剂蒸汽的混合物(图2中也未示出)的出口208。如通过参考图1所描述的,当组装汽化器容器200的组件并且使用夹子、螺栓、或其他装置将盖204固定至本体202时,本体202和盖204限定汽化器容器200中的封闭的内部空间(图2中未示出)。
与图1的汽化器容器100相同,图2的汽化器容器200接收总共四个试剂支持盘210、220、230、和240。尽管图1和图2都描绘使用四个试剂支持盘,但是根据本公开的实施方式不限于使用可以被接收在具体的汽化器容器100(图1)或200(图2)内的具体数目的试剂支持盘。
与图1示出的实施方式相比,图2示出接收在汽化器容器200内的多个试剂支持盘210、220、230、和240可以具有不同的尺寸。具体对,位于图2的实例中的多个试剂支持盘210、220、230、和240的叠层的最低端的试剂支持盘210和220具有大于试剂支持盘230和240的第二深度243的第一深度241。此外,尽管将多个试剂支持盘210、220、230、和240描绘为具有不同的深度241和243,但是多个试剂支持盘211-214可以具有与存在的试剂支持盘一样多的不同的深度。
如通过进一步参考图3-6描述的,多个试剂支持盘210、220、230、和240中的一个或多个可以包括隔板,如分别为试剂支持盘220和230的隔板262和264,其中存在通道以有助于气体在汽化器容器200内的多个试剂支持盘210、220、230、和240之间流动。为了有助于气体在可以被接收在多个试剂支持盘210、220、230、和240内的源试剂物质(未示出)中流动,多个试剂支持盘210、220、230、和240可以以相对角度偏移彼此排列。换句话说,可以将多个试剂支持盘210、220、230、和240定位为使得隔板(如隔板262和264)不是垂直排列。结果,例如,流经试剂支持盘220的隔板262中的通道的气体在到达试剂支持盘230的隔板264中的通道(能够使气体向上流至下一个试剂支持盘)之前可以在被接收在试剂支持盘220的源试剂物质上流动。因此,多个试剂支持盘210、220、230、和240的隔板的偏移角定位可以有助于汽化器容器200中的气体与多个试剂支持盘210、220、230、和240中包含的源试剂物质的相互作用。
图2还描绘了在汽化器容器200内使用至少一个颗粒抑制装置280。如在图1的实施例中,颗粒抑制装置280位于多个试剂支持盘210、220、230、和240与出口208之间。因此,通过多个试剂支持盘210、220、230、和240的载气和试剂蒸汽的混合物在通过出口208从汽化器容器200排出之前通过该至少一个颗粒抑制装置280。贯穿颗粒抑制装置280的通路滤除可以作为源试剂物质的汽化部分生成的超过预定大小的颗粒。在一个具体的实施方式中,颗粒抑制装置280包括多个单独的过滤器282,在图2中描绘了其出口点。在以下将参考图7、8、和9进一步描述颗粒抑制装置280。
图3是根据本公开的试剂支持盘300的具体示例性实施方式的透视图。如先前参考图1所描述的,试剂支持盘300包括多个隔板310和312,贯穿其延伸出通道320以传导由试剂支持盘界定的空间之间的气体混合物流或其他气体流。
试剂支持盘300包括具有用作试剂支持盘300的底部的顶面302的试剂支持表面301。试剂支持表面301支持放置在试剂支持盘300中的源试剂物质(图3中未示出)。试剂支持盘300由围绕支持表面301的周边延伸的侧壁304界定,以包含放置在试剂支持表面301上的试剂源物质。也可以将侧壁304的上边缘306看作试剂支持盘300的上边缘。相应地,可以将试剂支持表面301的下边缘305看作试剂支持盘300的下边缘(隔板310和312的下端,如在以下进一步描述的,如可以将下端211看作试剂支持盘300的下边缘)。试剂支持盘300的高度340(如图3所示,可以在内部或外部测量)从试剂支持盘300的下边缘305延伸至试剂支持盘300的上边缘306。
在一个具体的实施方式中,由试剂支持盘300包围的空间被多个隔板310和312隔开。如先前参考图1所描述的,多个隔板310和312垂直通过支持表面301从下端311延伸至上端313,多条通道320在多个隔板310和312中的每个的下端311和上端313之间延伸。在图3的实施方式中,多条通道320包括多个贯穿隔板210和312延伸的基本上平行的孔320。
多个隔板中的一个或多个如隔板310可以完全跨越支持表面301延伸。在一个具体的实施方式中,为了接收下管(如图1和图2所示,分别是150和250),隔板310可以包括开口322,通过其下管可以贯穿试剂支持盘300延伸。多个隔板中的一个或多个如隔板312可以部分跨越支持表面301延伸。在图3的实施方式中,两种类型的隔板310和312包括贯穿其延伸的多条通道320。
如先前参考图1所解释的,在一个具体的实施方式中,多个隔板310和312向下延伸至支持表面301下的下端311并且向上延伸至上端313。将下端311和上端313延伸的相对长度构造为如参考图1所描述的促进气体混合物通过由试剂支持盘300界定的空间循环(在离开该空间之前)。
通过实施例的方式,试剂支持盘300可以具有8.9英寸的直径、从支持表面的底部至侧壁的上边缘测得的1.18英寸的高度、和从隔板的下端至侧壁的上边缘测得的1.456英寸的高度。如图3所示,隔板可以具有0.28英寸的宽度,并且隔板可以包括总共52条通道。支持表面的表面积可以是49.68平方英寸,提供36.515立方英寸的75%可填充空间,以及在一个具体的实施方式中,提供300克的填充重量。这些尺寸和容量能够生成足够量的用于在例如批量的半导体晶片中沉积或注入源物质的源试剂蒸汽(通过比较,用于单一晶片应用的示例性支持盘可以提供7.99平方英寸的表面积并且容纳28克的75%可填充重量)。可以使用直径成比例的汽化器容器来容纳这种支持盘。可以选择汽化器容器的高度以容纳包括期望数目的试剂支持盘的试剂支持盘的叠层。
图4是根据本公开的试剂支持盘400的具体示例性实施方式的透视图。图4的试剂支持盘400与图3的试剂支持盘300类似,除了图4的试剂支持盘400具有与试剂支持盘300的高度不同的高度440。
如先前参考图1所描述的,试剂支持盘400包括多个隔板410和412,贯穿其延伸出通道420以传导由试剂支持盘界定的空间之间的气体混合物流或其他气体流。
试剂支持盘400包括具有用作试剂支持盘400的底部的顶面402的试剂支持表面401。试剂支持表面401支持放置在试剂支持盘400中的源试剂物质(图4中未示出)。试剂支持盘400由围绕支持表面401的周边延伸的侧壁404界定,以包含放置在试剂支持表面401上的试剂源物质。也可以将侧壁404的上边缘406看作试剂支持盘400的上边缘。相应地,可以将试剂支持表面401的下边缘405看作试剂支持盘400的下边缘(隔板410和412的下端,如在以下进一步描述的,如可以将下端411看作试剂支持盘400的下边缘)。试剂支持盘400的高度440(如图4所示,可以在内部或外部测量)从试剂支持盘400的下边缘405延伸至试剂支持盘400的上边缘406。
在一个具体的实施方式中,由试剂支持盘400包围的空间被多个隔板410和412隔开。如先前参考图1所描述的,多个隔板410和412垂直通过支持表面401从下端411延伸至上端413,多条通道420在多个隔板410和412中的每个的下端411和上端413之间延伸。
多个隔板中的一个或多个如隔板410可以完全跨越支持表面401延伸。在一个具体的实施方式中,为了接收下管(如图1和图2所示,分别是150和250),隔板410可以包括开口422,通过其下管可以贯穿试剂支持盘400延伸。多个隔板中的其他的一个或多个如隔板412可以部分跨越支持表面401延伸。在图4的实施方式中,两种类型的隔板410和412包括贯穿其延伸的多条通道420。在图4的实施方式中,多条通道420包括多个贯穿隔板412和414延伸的基本上平行的孔420。
如先前参考图1所解释的,在一个具体的实施方式中,多个隔板410和412向下延伸至支持表面401下的下端411并且向上延伸至上端413。如参考图1所描述的,将下端411和上端413延伸的相对长度构造为促进气体混合物通过由试剂支持盘400界定的空间循环(在离开该空间之前)。
如先前参考图2描述的,可以使用具有不同高度的试剂支持盘,并且可以同时在汽化器容器内使用具有不同高度的试剂支持盘。为了示例,图3的试剂支持盘的高度340可以是从支持表面301的下边缘305至试剂支持盘300的上边缘306测得的1.18英寸。隔板310和312的下端可以在支持表面301下延伸至0.276英寸的第一距离处。与之相比,试剂支持盘400的高度440可以是从支持表面401的下边缘405至试剂支持盘400的上边缘406测得的2.36英寸。隔板410和412的下端也可以在支持表面401下延伸至0.276英寸的第一距离处。
通过实施例的方式,试剂支持盘400可以具有8.9英寸的直径、从支持表面的底部至侧壁的上边缘测得的1.26英寸的高度、和从隔板的下端至侧壁的上边缘测得的2.636英寸的高度。如图4所示,隔板可以具有0.28英寸的宽度,并且隔板可以包括总共68条通道。支持表面的表面积可以是49.68平方英寸,提供80.483立方英寸的75%可填充空间,以及在一个具体的实施方式中,提供660克的填充重量。这些尺寸和容量能够生成足够量的用于在例如批量的半导体晶片中沉积或注入源物质的源试剂蒸汽。
图5是根据本公开的试剂支持盘500的具体示例性实施方式的透视图。图5的试剂支持盘500和图6的试剂支持盘600分别与图3和图4的试剂支持盘300和400类似。然而,如以下进一步描述的,支持盘500和600具有不同于被包括在试剂支持盘300和400中的通道的类型的通道。
如先前参考图1描述的,试剂支持盘500包括多个隔板510和512,贯穿其延伸出通道520以传导由试剂支持盘界定的空间之间的气体混合物流或其他气体流。
试剂支持盘500包括具有用作试剂支持盘500的底部的顶面502的试剂支持表面501。试剂支持表面501支持放置在试剂支持盘500中的源试剂物质(图5中未示出)。试剂支持盘500由围绕支持表面501的周边延伸的侧壁504界定,以包含放置在试剂支持表面501上的试剂源物质。也可以将侧壁504的上边缘506看作试剂支持盘500的上边缘。相应地,可以将试剂支持表面501的下边缘505看作试剂支持盘500的下边缘(隔板510和512的下端,如在以下进一步描述的,如可以将下端511看作试剂支持盘500的下边缘)。试剂支持盘500的高度540(如图5所示,可以在内部或外部测量)从试剂支持盘500的下边缘505延伸至试剂支持盘500的上边缘506。
在一个具体的实施方式中,由试剂支持盘500包围的空间被多个隔板510和512隔开。如先前参考图1所描述的,多个隔板510和512垂直通过支持表面501从下端511延伸至上端513,多条通道520在多个隔板510和512中的每个的下端511和上端513之间延伸。在图5的实施方式中,两种类型的隔板510和512包括贯穿隔板510和512延伸的多条通道520。在图5的实施方式中,多条通道520包括贯穿隔板510和512延伸的中空槽520。
多个隔板中的一个或多个如隔板510可以完全跨越支持表面501延伸。在一个具体的实施方式中,为了接收下管(如图1和图2所示,分别是150和250),隔板510可以包括接收下管的孔522,通过其下管可以贯穿试剂支持盘500延伸。多个隔板中的一个或多个如隔板512可以部分跨越支持表面501延伸。如先前参考图1所解释的,在一个具体的实施方式中,多个隔板510和512向下延伸至支持表面501下的下端511并且向上延伸至上端513。如参考图1所描述的,选择下端511和上端513延伸的相对长度并且将其构造为促进气体混合物通过由试剂支持盘500界定的空间循环(在离开该空间之前)。
图6是根据本公开的试剂支持盘600的具体示例性实施方式的透视图。如先前参考图1所描述的,试剂支持盘600包括多个隔板610和612,贯穿其延伸出通道620以传导由试剂支持盘界定的空间之间的气体混合物流或其他气体流。
试剂支持盘600包括具有用作试剂支持盘600的底部的顶面602的试剂支持表面601。试剂支持表面601支持放置在试剂支持盘600中的源试剂物质(图6中未示出)。试剂支持盘600由围绕支持表面601的周边延伸的侧壁604界定,以包含放置在试剂支持表面601上的试剂源物质。也可以将侧壁604的上边缘606看作试剂支持盘600的上边缘。相应地,可以将试剂支持表面601的下边缘605看作试剂支持盘600的下边缘(隔板610和612的下端,如在以下进一步描述,如可以将下端611看作试剂支持盘600的下边缘)。试剂支持盘600的高度640(如图6所示,可以在内部或外部测量)从试剂支持盘600的下边缘605延伸至试剂支持盘600的上边缘606。
在一个具体的实施方式中,由试剂支持盘600包围的空间被多个隔板610和612隔开。如先前参考图1所描述的,多个隔板610和612垂直通过支持表面601从下端611延伸至上端613,多条通道620在多个隔板610和612中的每个的下端611和上端613之间延伸。如在图5的实施方式中、在图6的实施方式中,多条通道620中的每条包括贯穿隔板610和612延伸的中空槽620。
多个隔板中的一个或多个如隔板610可以完全跨越支持表面601延伸。在一个具体的实施方式中,为了接收下管(如图1和图2所示,分别是150和250),隔板610可以包括接合下管的孔622,通过其下管可以贯穿试剂支持盘600延伸。多个隔板中的一个或多个如隔板612可以部分跨越支持表面601延伸。在图6的实施方式中,两种类型的隔板610和612包括贯穿其延伸的通道620。
如先前参考图1所解释的,在一个具体的实施方式中,多个隔板610和612向下延伸至支持表面601下的下端611并且向上延伸至上端613。如参考图1所描述的,选择下端611和上端613延伸的相对长度并且将其构造为促进气体混合物通过由试剂支持盘600界定的空间循环(在离开该空间之前)。
如先前参考图2所描述的,可以使用具有不同高度的试剂支持盘。此外,可以在汽化器容器中同时使用具有不同高度的试剂支持盘。为了示例,图5的试剂支持盘的高度540可以是从支持表面501的下边缘505至试剂支持盘500的上边缘506测得的1.18英寸。隔板510和512的下端可以在支持表面501下延伸至0.276英寸的第一距离处。与之相比,试剂支持盘600的高度640可以是从支持表面601的下边缘605至试剂支持盘600的上边缘606测得的2.36英寸。隔板610和612的下端也可以在支持表面601下延伸至0.276英寸的第一距离处。
图7和图8描绘了分别与图3和图5的试剂支持盘300和500类似的试剂支持盘700和800。参考图7,试剂支持盘700包括具有用作试剂支持盘700的底部的顶面702的试剂支持表面701。试剂支持表面701支持放置在试剂支持盘700中的源试剂物质(图7中未示出)。试剂支持盘700被多个隔板710分隔成多个部分,每个隔板包括贯穿隔板710延伸的多个基本平行的孔720。
试剂支持盘700和图3的试剂支持盘300之间的区别在于试剂支持盘700仅包括完全跨越试剂支持表面701延伸的隔板。换句话说,与包括仅部分跨越支持表面301延伸的多个隔板312的图3的试剂支持盘300相比,试剂支持盘700的所有隔板710完全跨越支持表面701延伸。因此,与图3的试剂支持盘的支持表面301相比,试剂支持盘700在支持表面701上包括更大的表面积。相应地,在没有试剂支持盘300的部分隔板312的情况下,试剂支持盘700包括使气体能够流通过试剂支持盘700描述的空间的较少通道(以孔720的形式)。
参考图8,试剂支持盘800包括具有用作试剂支持盘800的底部的顶面802的试剂支持表面801。试剂支持表面801支持放置在试剂支持盘800中的源试剂物质(图8中未示出)。试剂支持盘800被多个隔板810分隔成多个部分,每个隔板包括贯穿隔板810延伸的中空槽820。
试剂支持盘800和图5的试剂支持盘500之间的区别在于试剂支持盘800仅包括完全跨越试剂支持表面801延伸的隔板。换句话说,与包括仅部分跨越支持表面501延伸的多个隔板512的图5的试剂支持盘500相比,试剂支持盘800的所有隔板810完全跨越支持表面701延伸。因此,与图5的试剂支持盘500的支持表面501相比,试剂支持盘700在支持表面801上包括更大的表面积。相应地,在没有试剂支持盘500的部分隔板512的情况下,试剂支持盘800包括使气体能够流通过试剂支持盘800描述的空间的较少通道(以槽820的形式)。
图9是与图7的试剂支持盘700类似的试剂支持盘900的具体示例性实施方式的透视图。试剂支持盘900包括具有用作试剂支持盘900的底部的顶面902的试剂支持表面901。试剂支持表面901支持放置在试剂支持盘900中的源试剂物质(图9中未示出)。试剂支持盘900被多个隔板910分隔成多个部分,每个隔板包括贯穿隔板910延伸的多个孔920和921。试剂支持盘900和图7的试剂支持盘700之间的区别在于隔板910的侧面990在支持表面901的平面上不平行,而隔板710的侧面平行。因为隔板910的侧面990不平行,所以在隔板910的较窄部分的孔920可能没有在隔板910的较宽部分的孔921大。因此,采用具有隔板910(具有非平行的侧面990)的试剂支持盘900可以允许贯穿孔920和921的通道面积增大,而不包括部分跨越部分或全部支持表面901的附加隔板。与具有平行宽度跨越小于隔板910的表面积的隔板710可能允许的相比,使用映射大于隔板710(图7)的宽度的具有非平行侧面990的隔板910也可以允许支持表面901的结构刚度增强。
图10是根据本公开的汽化器容器1000和相关组件的另一个具体示例性实施方式的侧剖视图。汽化器容器1000包括本体1002和盖1004。盖1004包括构造为接收载气流(图1000中未示出)的入口1006。盖1004还包括可以产生载气和试剂蒸汽的混合物(图1000中也未示出)的出口1008。当使用夹子、螺栓、或其他装置将盖1004固定至本体1002时,本体1002和盖1004限定汽化器容器1000的封闭的内部空间1005。
在图10的具体的示例性实施方式中,接收大致相同大小的多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040。如先前参考图1所描述的,将试剂支持盘1010、1020、1030、和1040构造为接收供给的源试剂物质1001,配置该源试剂物质1001或期望其生成试剂蒸汽1003。应当理解,以及将参考图15-20进一步解释,多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040中的每个可以具有不同的大小。此外,尽管图10将多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040描绘为包括四个独立的试剂支持盘,但是可以使用任何数目的试剂支持盘。
如先前参考图1所描述的,试剂支持盘1010、1020、1030、和1040与汽化器容器1000可以由导热物质制成以促进源试剂物质的加热,但是导热物质可以包括金属或另一种期望不与载气、源试剂物质、或由汽化源试剂物质产生的试剂蒸汽反应的另一种物质。图10还描绘了在汽化器容器1000内使用至少一个颗粒抑制装置1080,其中,该颗粒抑制装置1080位于多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040与出口1008之间。在一个具体的实施方式中,颗粒抑制装置1080包括单独布置在壳体1084中的多个平行的过滤器1082。根据一个具体的实施方式,使用多个单独的过滤器1082可以使颗粒抑制装置1080能够以大于单个过滤器(图10中未示出)允许的速率通过并且过滤一定体积的载气和试剂蒸汽混合物。
操作中,可以加热汽化器容器1000、多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040、源试剂物质1001和其他组件。可以通过入口1006引入载气流1007。在一个具体的实施方式中,由入口1006接收的载气流1007通过下管1050向下传导至封闭的内部空间1005的底部。下管1050使载气流1007能够被引入至多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040的最低处下,从而有助于在加热的载气膨胀并且朝向出口1008向上移动时载气流1007与多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040的每个中的包含物相互作用。也可以通过下管1050将载气流1007引入至流体分散器1052,以生成载气的涡流,以进一步促进载气和多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040内的源试剂物质1001之间的相互作用。然后载气与加热的源试剂物质1001相互作用以生成载气1007、源试剂蒸汽1003、和潜在的杂散颗粒(图10中未示出)的气体混合物1009。超过预定大小的颗粒由颗粒抑制装置1080的单独的过滤器1082过滤,并且载气和源试剂蒸汽的过滤混合物1090通过出口1008离开汽化器容器1000。
在一个具体的实施方式中,将多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040以叠层布置并且适于使气体混合物1009从一侧到另一侧流经多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040,以促进气体混合物1009与源试剂物质1001、和由源试剂物质1001产生的试剂蒸汽1003的气体混合物结合。
如图10所示,将多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040布置为在气体混合物1009在多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040之间流动时,依次重新定向气体混合物流1009以从汽化器容器1000的第一侧1090(例如,如图10所示,右侧)流至汽化器容器1000的第二侧1092(例如,如图10所示,左侧)。如在以下进一步描述的,可以通过布置在多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040中的一系列反向分布的气流开口实现气体混合物的重新定向。如图10所示,用于多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040的气流开口可以在多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040的每个中具有相同的构造,或气流开口的构造可以在多个试剂支持盘1010、1020、1030、和1040之间变化。
当气体混合物1009流经试剂支持盘1010至试剂支持盘1020(试剂支持盘1010的上层支持盘)时,气体混合物流向第一侧1090,因为在试剂支持盘1010上方的空间1017至试剂支持盘1020的唯一通路通过气流开口1022。气流开口1022可以包括试剂支持盘1020的支持表面1021中的开口。气流开口1022可以被构造为包含接收在试剂支持盘1020中的试剂源物质1001的壁1024包围,以防止试剂源物质1001通过气流开口1022落入试剂支持盘1010。另外,在一个具体的实施方式中,气流开口1022的壁1024可以在支持表面1021的底面1023下延伸,以使部分气体混合物1009靠近支持表面1021的底面1023,以离开支持表面1023的底面1023循环到达气流开口1022。以这种方式,如图10所示以及另外参考图1所描述的,可以进一步引导气体混合物与源试剂物质1001和试剂支持盘1010上方的空间1017中的试剂蒸汽1003相互作用。
一旦气体混合物1009进入试剂支持盘1020上方的空间1027,则引导气体混合物1009至汽化器容器1000的第二侧1092,因为空间1027外的唯一通路是气流开口1032,在该处气体混合物1009可以进入试剂支持盘1030上方的空间1037。气流开口1032包括试剂支持盘1030不与汽化器容器1000的内壁1099直接接合的一段,但是包括从支持表面1031向试剂支持盘1040的支持表面1041的底面1043仅部分延伸的侧壁1033。由汽化器容器1000的侧壁1033和内壁1099限定的空间形成允许气体混合物1009流至试剂支持盘1030上方的空间1037的通路。然后气体混合物1009再次流至汽化器容器1000的第一侧1090,在该处气体混合物流经气流开口1042至试剂支持盘1040上方的空间1047。形成在试剂支持盘1040中的气流开口1042与形成在试剂支持盘1020中的气流开口1022类似,除了气流开口1042的壁1044不在试剂支持盘1040的支持表面1041的底面1043下延伸。
因此,凭借偏置气流开口(offset gas flow opening)1022、1032、和1042,在气体混合物通过颗粒抑制装置1080的壳体1082中的单独过滤器1084以及然后通过出口1008离开汽化器容器1000之前,引导气体混合物1009来回通过汽化器容器1000以与源试剂物质1001和试剂蒸汽1003相互作用,以在气体混合物1009中夹带源试剂。
图11是根据本公开的试剂支持盘1100的具体示例性实施方式的透视图,其具有布置在试剂支持盘1100的侧壁1103内的试剂支持盘1120的一侧1191的气流开口1120。试剂支持盘1100包括具有构造为接收供给的源试剂物质(图11中未示出)的顶面1102的支持表面1101。如先前所描述的,气流开口1120形成在支持表面1101中并且由包含接收在试剂支持盘1100中的源试剂物质(图11中未示出)的壁1124限定,以防止源试剂物质通过气体开口1120掉落。除了气流开口1120和缺少隔板,试剂支持盘1100相当于先前描述的其他试剂支持盘。
图12是根据本公开的另一个试剂支持盘1200的具体示例性实施方式的透视图,其具有布置在试剂支持盘1120的一侧1291处的气流开口1220。如先前参考图10所描述的,与图10的试剂支持盘1030相同,试剂支持盘1200在汽化器容器(图12中未示出)的内壁和汽化器容器的一侧1291处的试剂支持盘1200的部分侧壁1233之间限定气流开口120。试剂支持盘1200包括具有构造为接收供给的源试剂物质(图11中未示出)的顶面1202的支持表面1201。将支持表面1201构造为不延伸至或紧密接合汽化器容器的内壁,但是在汽化器容器的一侧1291处的部分侧壁1233之间留出间隙,使得汽化器容器的部分侧壁1233和内壁限定气流开口1120。如参考图10的试剂支持盘1030所描述的,在一侧1291处限定气流开口1220的部分侧壁1233可以不延伸至其他部分侧壁1235的高度,从而留出开口以允许气体混合物流至试剂支持盘1200上方的空间。除了气流开口1220和缺少隔板,试剂支持盘1200相当于先前描述的其他试剂支持盘。
图13是与图7的试剂支持盘700类似的试剂支持盘1300的具体示例性实施方式的透视图,增加了从试剂支持盘1300的支持表面1301的顶面1302延伸的多个突起物1330。多个突起物1330位于隔板1310之间,如先前所描述的,该隔板1310可以包含贯穿其延伸的多条通道1320。在一个具体的实施方式中,突起物1330导热并且接合可以被支持在试剂支持盘1300内的源试剂物质(图13中未示出)。因此,可以将导热的突起物1330用于提高热能在包含在试剂支持盘1300中的一定量的源试剂物质中的分布。
图14是与图12的试剂支持盘1200类似的试剂支持盘1400的具体示例性实施方式的透视图,增加了从试剂支持盘1400的支持表面1401的顶面1402延伸的多个突起物1430。比较图13和图14,可以看出,可以将突起物1330和1430用于具有或不具有隔板1310的试剂支持盘(图13)。在一个具体的实施方式中,突起物1430导热并且接合可以被支持在试剂支持盘1400内的源试剂物质1450。因此,可以将导热的突起物1430用于提高热能在包含在试剂支持盘1400中的一定量的源试剂物质1450中的分布。
在一个具体的实施方式中,突起物1430可以包括贯穿其延伸的通道1432,该通道1432从支持表面1401延伸以将气流(图14中未示出)从支持表面1401下传递至试剂支持盘1400上方的空间中。因此,可以与气流开口1420结合使用通道1432,以如先前参考图10和图12所描述的在试剂支持盘1400的一侧和汽化器容器的内壁(图14中未示出)之间传递气流。类似地,图13的突起物1330可以包括贯穿其延伸的通道(图13中未示出),以如先前所描述的与隔板1310中的通道1320结合将气流从支持表面1301传递至试剂支持盘1300上方的空间中。当突起物1330和1430包括贯穿其延伸的通道1432时,突起物1330和1430的下端可以分别与支持表面1301和1401的底面(未示出)平齐。可替代地,突起物1330和1430可以分别在支持表面1301和1401的底面下延伸,以重新定向气流使其离开支持表面1301和1401的底面。因此,如图1所示,如参考分别在支持表面121和131下延伸的隔板162和164中的通道168所描述的,在气流可以进入突起物1330和1430内的通道1432之前,延伸突起物1330和1430可以有助于气流和源试剂物质或支持表面1301和1401下的源试剂蒸汽之间的相互作用。
图15-20是组合在配置在汽化器容器中的试剂支持盘叠层中具有相同或不同尺寸的试剂支持盘的组合的具体示例性实施方式的侧剖视图。如图15-20的实例所示,试剂支持盘叠层可以包括具有相同高度的试剂支持盘(无论是高的盘还是短的盘)或具有不同高度的盘的多种组合和序列。可以基于衍生自被接收在具有第一高度的一个或多个试剂支持盘的第一试剂源物质的第一试剂蒸汽的第一比例和衍生自被接收在具有第二高度的多个试剂支持盘中一个或多个中的第二试剂源物质的第二试剂蒸汽的第二比例选择具有第一高度(例如,高地盘)的一个或多个试剂支持盘和具有第二高度(例如,短的盘)的一个或多个试剂支持盘的组合。还存在具有将一种具体的源试剂物质定位在汽化器容器的较低水平、定位在汽化器水平的较高水平、或散步在一种或多种其他试剂源物质之间的水平的一些优势。
在以下的实施例中,假设试剂支持盘可以仅包括具有两种不同高度的试剂支持盘:第一高度和第二高度。然而,应当理解的是可以存在一系列的盘高度,包括第三高度、第四高度等,其可以包括比图1-6或本说明书的其他地方表示的更长或更短的高度。另外,尽管试剂支持盘的叠层包括最多三个具有第一高度的试剂支持盘或六个具有第二高度的试剂支持盘,但是叠层可以包括更多或更少的具有每个高度的盘。试剂支持盘可以包括如参考图1-9所描述的可以包括通道的隔板。试剂支持盘可以包括如参考图10-12所描述的位于另一侧的气流开口。试剂支持盘可以包括如参考图13和图14所描述的实心或通道化的突起物。试剂支持盘还可以是其他构造。此外,试剂支持盘可以包括具有不同特征的盘的组合。
为了说明试剂支持盘的不同叠层的实例,图15示出了包括三个都具有第一高度(例如,高的高度)的试剂支持盘1510、1520、和1530的试剂支持盘叠层1500。图16示出了包括六个都具有第二高度(例如,短的高度)的试剂支持盘1610、1620、1630、1640、1650、和1660的试剂支持盘叠层1600。因此,试剂支持盘叠层可以仅包括具有相同高度的试剂支持盘。
可替代地,试剂支持盘叠层可以仅包括具有不同高度的试剂支持盘。图17示出了包括两个具有第一高度(例如,高的高度)的试剂支持盘1710和1720以及两个具有第二高度(例如,短的高度)的试剂支持盘1730和1740的试剂支持盘叠层1700。尽管图17示出了相同数目的相同高度的试剂支持盘,并且具有第二高度的试剂支持盘1730和1740位于具有第一高度的试剂支持盘1710和1720之上,但是试剂盘不必须以这种方式选择或堆叠。例如,图18示出了包括两个具有第二高度(例如,短的高度)的试剂支持盘1810和1820以及两个具有第一高度(例如,高的高度)的试剂支持盘1830和1840的试剂支持盘叠层1800。图19示出了在四个具有第二高度(例如,短的高度)的试剂支持盘1920、1930、1940、和1950下包括一个具有第一高度(例如,高的高度)的试剂支持盘1910的试剂支持盘叠层1900。可替代地,具有第一高度的试剂支持盘1910可以位于试剂支持盘1920、1930、1940、和1950之上。进一步地,具有不同高度的试剂支持盘可以交错。因此,如图20所示,试剂支持盘叠层2000可以包括交错在具有第一高度(例如,高的高度)的试剂支持盘2020和2040之间的两个具有第二高度(例如,短的高度)的试剂支持盘2010和2030。因此,基于应用、汽化器容器的大小、源物质的利用率、期望的被包括在气体混合物中的源物质的比例等,可以没有限制地使用数目、高度、和特征的任何组合。
图21-25是支持不同形式的源试剂物质的试剂支持盘的侧剖视图。根据本公开的实施方式,可以使用不同类型的固体试剂源物质和液体试剂源物质。例如,图1、10、和14分别示出了以固体非连续形式的源试剂物质101、1001、和1450。然而,源试剂物质可以以多种形式存在。例如,图21示出了支持以固体、整块形式供给的源试剂物质2110的试剂支持盘2100。图22示出了支持以珠粒形式供给的源试剂物质2210的试剂支持盘2200。图23示出了支持以粉末形式供给的源试剂物质2310的试剂支持盘2300。图24示出了支持以液体形式供给的源试剂物质2410的试剂支持盘2400。图25示出了支持以液体形式供给的源试剂物质的试剂支持盘2500,该源试剂物质包括溶解在液体2510中的固体源物质,其中,液体包括溶剂。可以以这些形式中的任一种提供源试剂物质。
此外,可以在先前描述的任一形式的试剂支持盘中接收源试剂物质。如先前参考图1、10、和14所描述的,可以将以非连续形式的固体源试剂物质接收至包括通道化的隔板的试剂支持盘、在单侧上包括气流开口的支持盘、或包括贯穿其延伸的突起物的试剂支持盘中。这些相同类型的试剂支持盘可以容纳固体、整块形式的源试剂物质2110(图21)、珠粒形式的源试剂物质2210(图22)、粉末形式的源试剂物质2310(图23)、液体形式的源试剂物质2410(图24)、或包括溶解在溶剂或其他液体中的固体试剂源物质的试剂源物质2510(图25)。
图26是根据本公开采用多个单独的、平行过滤器(图26中未示出)的颗粒抑制装置2600的具体示例性实施方式的上表面2610的上透视图。如参考图1、图2和图10所描述的,颗粒抑制装置2600可以位于图1的汽化器容器100的试剂支持盘110、120、130、和140与出口108之间、汽化器容器200的试剂支持盘210、220、230、和240与出口208之间,或汽化器容器1000的试剂支持盘101、1020、1030、和1040与出口1008之间。由此配置以及定位颗粒抑制装置2600以拦截超过预定大小的颗粒并且防止所述颗粒分别作为离开汽化器容器100、200、和1000的气体混合物的部分流出出口108、208、或1008。
在一个具体的实施方式中,颗粒抑制装置包括单独布置在壳体2610中的多个平行过滤器。图26示出出口2612在颗粒抑制装置2600的壳体2610的上表面2611中。使用单独布置在颗粒抑制装置2600的壳体2610中的多个平行的过滤器能够过滤和通过比使用相同的单一过滤器可能过滤和通过的更大空间的气体。
颗粒抑制装置2600的壳体2610的上表面2611还可以包括接收如图1、图2、和图10分别描述的下管150、250或1050的中心开口2614。期望中心开口2614的大小紧密符合下管的外部尺寸,并且可以进一步用垫圈固定以防止气体通过中心开口2614离开以及由此绕过颗粒抑制装置的多个过滤器。
图27是具体示例性实施方式的颗粒抑制装置2600的壳体2610的下表面2711的底部透视图。图27示出了根据本公开的多个单独的、平行过滤器2712。多个过滤器2712覆盖颗粒抑制装置2600的壳体2610中的每个出口2612(图12),以拦截并且滤除超过预定大小的颗粒。
如参考图28在以下进一步所描述的,多个过滤器2712中的每个可以包括单个过滤元件或可以包括彼此串联连接的多个过滤元件,以依次滤除不同大小的颗粒。
图28是图27的过滤器2712中的一个的截面图,其示出可以包括在多个过滤器2712中的一个或多个中的多个过滤元件之间的多个过滤元件900。例如,多个过滤器2712中的一个或多个可以包括多个包括至少一个过滤板2810的过滤元件2800,该过滤板2810被构造为防止具有大于第一预定的可接受大小的大小的颗粒通过其中。可替代地或附加地,多个过滤器2712中的一个或多个可以包括多个过滤元件2800,该多个过滤元件2800包括导热网格(网死,mesh)或泡沫物质2820,如例如可以由铝或不锈钢形成的金属泡沫物质。可以将导热网格或泡沫物质构造为防止具有大于第二预定的可接受大小的大小的颗粒通过其中,其中,第二预定的可接受大小小于第一预定的可接受大小。此外,多个过滤器2712中的一个或多个可以包括多个过滤元件2800,其包括由棉絮、织物、或其他物质制成的至少一个过滤器2830。可以将该至少一个附加过滤器930构造为防止具有大于第一或第二预定的可接受大小的大小的颗粒通过其中。在这种构造中,包括多个过滤元件900的过滤器可以依次滤除具有越来越小的大小的颗粒,以防止所述颗粒被包括在由汽化器容器生成的气体混合物中。
图29是根据本公开使用蒸汽输送系统的沉积或注入系统2900的简化框图。系统2900包括如先前参考图1和图2所描述并且使用如参考图1-28所描述的组件和物质的汽化器容器2910。将载气源2920连接至汽化器容器2910以提供载气流。在引入源物质的可替代模式中,可以从液体源容器2930将液体源物质引入至汽化器容器2910,或可以另外用以粒状、粉末、珠粒、多孔固体、或其他形式的固体源试剂物质(图29中未示出)预填充汽化器容器2910。汽化器容器2910的入口可以配备有入口阀2912。入口阀2912可以包括布置为当从载气源2920开启载气流时抑制流入汽化器容器2910的封闭内部空间中的载气激增的流量控制阀。相应地,汽化器容器2910的出口可以配备有出口阀2914。出口阀2914可以包括构造为当载气开始从载气源2920流至汽化器容器2910的封闭的内部空间时抑制伴随流至汽化器容器2910的封闭内部空间的载气流激增的压力上升的闸溢流阀。
可以由分布在载气输送管路2924中的输入气体流量计2922监测和控制由载气源2920供给的载气的流率。可以由分布在载气输送管路2944中的输出气体流量计2942监测和控制从汽化器容器2910输出和供给至处理单元2940的气体流率。在一个具体的实施方式中,处理单元2940包括都可以同时进行将物质沉积或注入在多个晶片上的批量处理单元或其他单元2948。
汽化器容器2910还可以连接有构造为控制汽化器容器2910的温度的温度控制组件2950。可以将温度控制组件构造为使汽化器容器2910能够在选定的温度之间温度循环以有助于源试剂物质的汽化。温度控制系统2950可以包括任何类型的热量调节系统,根据控制温度操作的构造和布置包括但不限于带状加热器、辐射加热器、加热罩、循环流体加热器、电阻加热系统、感应加热系统等。可以由热电偶、热敏电阻器、或任何其他合适的温度感应节点或布置用于接触汽化器容器2910和/或包含其中的试剂支持盘(图29中未示出)的表面的装置感应汽化器容器2910内的温度。可以可操作地将这种温度感应装置与中央处理单元连接,如通用的可编程计算机、可编程逻辑单元、微控制器等,将其布置为接收温度感应装置的温度感应信号,并且响应调节加热器、和/或汽化系统的其他可控元件,以实现期望的源试剂蒸汽的制备,用于涉及的具体应用。
还可以将汽化器容器2910与过程监测系统2960连接,将该过程监测系统2960构造为监测和/或控制与由汽化器容器2910中的源试剂物质生成蒸汽和颗粒中的一种相关的至少一个过程变量。例如,可以将过程监测系统2960构造为与温度控制组件2950结合以基于监测的至少一个过程变量调节汽化器容器2910的温度。例如,可以将过程监测系统构造为监测汽化器容器2910内的源试剂物质(图29中未示出)的温度以及调节温度控制组件2950,从而将源试剂物质保持在期望的温度或使其在期望的温度范围之间循环。过程控制系统2960还可以用于确定汽化器容器2910耗尽源物质的时间或用于执行其他功能。
该过程监测系统2960可以包括气相试剂监测系统2962。在一个具体的实施方式中,气相试剂监测系统2962可以测量在汽化容器2910内或通过出口阀2914输出汽化器容器的气体混合物流中的源试剂蒸汽的量或浓度。可以将得到的测量结果用于提供反馈,用于通过温度控制组件2950调节汽化器容器2910的温度,以调节由载气源2920所分配的载气的温度或流率,或调节其他可控的量。气相试剂监测系统可以使用一种或多种感应技术,包括但不限于红外光谱、拉曼光谱、或质谱。因此,可以将浓度数据用于调节源试剂的温度和/或载气的流率,以实现支持沉积或注入过程所需的适当的物质通量。
经受引入改进的试剂支持盘、颗粒抑制装置、或本文描述的其他特征的汽化器容器可以由ATMI,Inc.,Danbury,Connecticut USA在商标下商业可获得。ProE-Vap汽化器使用堆叠的包含源试剂的盘。在这种汽化器中,载气从上端被引入并且通过向下延伸的进料管流至容器的底部部分用于随后的分散,并且向上流经容器的内部空间中的每个盘。以这种方式,当加热容器时,容器传导性地加热容器内部空间中的盘,以产生衍生自盘上的源试剂的蒸汽。然后生成的蒸汽被夹带至载气中。然后,得到的包含源试剂蒸汽的载气混合物由汽化器在其上端通过容器的出口排出。包含源试剂蒸汽的载气混合物从出口进入汽化器的排出阀。可以将该排出阀连接至与下游处理单元如化学气相沉积腔室、ALD腔室、或离子注入相关的流动环路,用于使包含源试剂蒸汽的载气从汽化器容器流至这种下游的流体处理设备。
在本公开的实践中可以使用其他汽化器,包括在2005年2月23日公开的欧洲专利申请1508631的“用于递送前体物质的方法和装置”中描述的汽化器,通过引用将其全部结合于此。
在本公开的广泛实践中可以使用的另一种示例性的汽化器在2006年2月2日公开的美国专利申请公开2006/0024439的“用于控制反应物的升华的系统”中描述,通过引用同样将其公开结合于此。
在本公开的广泛实践中可以使用的其他汽化器在2005年7月26日发布的美国专利6,921,062的“汽化器递送安瓿瓶(Vaporizer DeliveryAmpoule)”中描述,通过引用同样将其公开结合于此。
图30是根据本公开使用实施方式(如参考图1-25所描述的那些)的试剂支持盘由试剂源物质生成试剂蒸汽的方法的具体示例性实施方式的流程图3000。
在3002中,在包括在被接收在汽化器容器中的试剂支持盘叠层中的多个可堆叠的试剂支持盘中提供源试剂物质。每个试剂支持盘可以包括构造为重新定向气流的一个或多个气流开口,以使气流在进入试剂支持盘叠层中的上层支持盘之前与多个试剂支持盘中的试剂支持盘上的源试剂物质相互作用。一个或多个气流开口可以包括如参考图1-9所描述的隔板中的通道,如参考图10-12所描述的试剂支持盘一侧中的气流开口,和/或如参考图14所描述的通道化突起物。
在3004中,将载气流供给至汽化器容器的入口,使得载气流释放至试剂支持盘。例如,图29示出了适用于将载气流供给至汽化器容器的载气源。在3006中,将热量供给至汽化器容器以加热汽化器容器中的源试剂物质和气体。气体可以包括载气和由源试剂物质汽化的源试剂蒸汽,使得热量的应用促进汽化器容器内的气体从试剂支持盘进入上层试剂支持盘。例如,图29描绘了将热量引入至汽化器容器的装置。
图31是根据本公开使用实施方式(如引用图1-25所描述的那些)的试剂支持盘由试剂源物质生成试剂蒸汽的方法的另一个具体示例性实施方式的流程图3100。
在3102中,在包括在被接收在汽化器容器中的试剂支持盘叠层中的多个试剂支持盘中提供源试剂物质。在图1、2、10、和15-20中示出了试剂支持盘的叠层。在3104中,将载气流供给至汽化器容器的入口,使得载气流在汽化容器内被释放,流向汽化器容器的底部。例如,图29示出了适用于将载气流供给至汽化器容器的载气源。在3106中,将热量施加至汽化器容器以加热汽化器容器内的源试剂物质和气体,其中,气体包括载气和由源试剂物质汽化的蒸汽。例如,图29描绘了将热量引入至汽化器容器的装置。
在3108中,随着加热的气体在试剂支持盘叠层的试剂支持盘内上升,一部分加热的气体能够仅通过试剂支持盘叠层的上层试剂支持盘的底面中的通道的下端离开试剂支持盘。通道的下端延伸出下一试剂支持盘的底面,使得加热的气体被重新定向离开上层试剂支持盘的底面,从而在离开通道之前与试剂支持盘中的源试剂物质或源试剂蒸汽相互作用。通过参考图1描述了这种加热气体的重新定向。
图32是根据本公开使用实施方式(如引用图1-25所描述的那些)的试剂支持盘由试剂源物质生成试剂蒸汽的方法的另一个具体示例性实施方式的流程图3200。
在3202中,在包括在被接收在汽化器容器中的试剂支持盘叠层中的多个试剂支持盘中提供源试剂物质。在图1、2、10、和15-20中示出了试剂支持盘的叠层。在3204中,将载气流供给至汽化器容器的入口,使得载气流在汽化容器内被释放,流向汽化器容器的底部。例如,图29示出了适用于将载气流供给至汽化器容器的载气源。在3206中,将热量施加至汽化器容器以加热汽化器容器内的源试剂物质和气体,其中,气体包括载气和由源试剂物质汽化的蒸汽。例如,图29描绘了将热量引入至汽化器容器的装置。
在3208中,随着加热气体在汽化器容器内上升,一部分加热气体能够通过试剂支持盘叠层的一侧上的第一气流开口进入试剂支持盘叠层的第一试剂支持盘。在3210中,随着加热气体在汽化器容器内继续上升,该部分加热气体能够仅通过多个试剂支持盘中的第二个中的第二气流开口离开第一试剂支持盘。第二气流开口在与试剂支持盘叠层的第一侧相反的试剂支持盘叠层的第二侧上。通过参考图10描述了以这种方式的气体的重新定向。
图33是用于生成待用于批量处理的试剂蒸汽(如沉积或注入物质)以用于根据本公开的多个单元的方法1200的具体示例性实施方式的流程图。根据一个具体的实施方式,如先前通过参考图1、2、和10所描述的,试剂蒸汽由汽化器容器生成。
在3302中,将源试剂物质放置在汽化器容器中的多个堆叠的试剂支持盘中。每个试剂支持盘可以包括由多个基本中空的隔板隔开的多个基本无阻碍的部分,构造该隔板以使气体能够在多个试剂支持盘之间流动,如参考图1-9所描述的。如先前所描述的,基本中空的隔板可以包括贯穿其延伸的槽形通道,或贯穿隔板延伸的多个基本平行的孔。可替代地,如参考图10-12所描述的,多个试剂支持盘可以包括适用于使气流在汽化器容器中移动时从一侧流至另一侧的气流开口。
在3304中,同样如参考图1、10和29所描述的,将载气流供给至汽化器容器的入口。在3304中,如参考如29所描述的,通过将热量供至汽化器容器加热源试剂物质。
在3308中,通过使载气和试剂蒸汽的混合物通过多个平行的过滤器过滤响应于载气和加热汽化器容器产生的试剂蒸汽的混合物。如参考图1、2、7、8、和9所描述的,将多个平行的过滤器构造为防止超过预定大小的颗粒离开汽化器容器。多个平行的过滤器能够以大于使用单个过滤器可实现的速率过滤载气和试剂蒸汽的混合物。
尽管在本文中已经参照本公开的具体方面、特征以及示例性实施方式描述了实施方式,但是应当理解本发明的用途不会因此被限定,而是延伸到并且包括基于文中公开的许多其他变型、修改和替换实施方式,如将要通过其本身对本领域的普通技术人员启示的。因此,在所附权利要求中要求保护的本实施方式旨在广泛地解释和说明为包括在本实施方式的精神和范围内的所有这些变型、修改和替换实施方式。