CN105220129B - 可配置的液态前体汽化器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可配置的液态前体汽化器，更具体提供了一种用于使液态前体汽化的改进的汽化器。所述汽化器可以包括具有较大的壁面积与横截面流动面积比的一个或多个通道并且可以配有一个或多个加热器元件，所述一个或多个加热器元件被构造成加热所述通道到所述前体的汽化温度以上。至少一些通道可以加热到在所述汽化温度以上，但在所述前体的莱顿弗罗斯特温度以下的温度。在一些实施方式中，可以在大致横贯前体流的方向上高速引入载气，从而将前体机械地剪切成液滴。如果需要，多个汽化器可以串联结合在一起以实现完全汽化。所述汽化器可以容易拆卸以进行清洁和维护。

Description

可配置的液态前体汽化器

技术领域

本发明涉及半导体处理领域，更具体地涉及可配置的液态前体汽化器。

背景技术

某些半导体制造工艺要求前体在引入到半导体加工室之前汽化。前体通常以液态形式提供，因此需要汽化器来汽化液态前体。常规的汽化器通常喷洒前体穿过喷雾器喷嘴然后在受热的载气中加热雾化前体来汽化液态前体。

发明内容

附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施方案的细节。从说明书、附图和权利要求书可以明白其他特征、方面和优点。要注意，以下附图的相对尺寸未按比例绘制，除非特别指明按比例绘制。

本发明提供了一种用于使半导体加工前体汽化的汽化器。所述汽化器可以包括一个或多个通道并且可以配有一个或多个加热器元件，所述一个或多个加热器元件被构造成加热所述通道到所述前体的汽化温度以上。至少一些通道可以加热到在所述汽化温度以上，但在所述前体的莱顿弗罗斯特(Leidenfrost)温度以下的温度。在一些实施方案中，可以引入载气，从而将前体机械地剪切成液滴。如果需要，多个汽化器可以串联结合在一起以实现完全汽化。所述汽化器可以容易拆卸以进行清洁和维护。

在某些具体实施中，可以提供汽化器。所述汽化器可以包括：第一汽化器板，其具有第一侧以及与所述第一侧相反的第二侧；由所述第一侧至少部分地界定的一个或多个第一通道；由所述第二侧至少部分地界定的一个或多个第二通道；第一入口区；第一出口区；以及将所述第一通道与所述第二通道流体地连接的一个或多个第一孔。所述第一汽化器板可以插设在所述第一入口区与所述第一出口区之间，各第一通道可以横跨在所述第一孔之一与所述第一入口区之间，各第二通道可以横跨在所述第一孔之一与所述第一出口区之间，各孔可以将第一通道与第二通道流动地连接，各第一通道可以与所述第一入口区流体地连接上，并且各第二通道可以与所述第一出口区流体地连接上。

在汽化器的一些这样的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括第一加热组件，所述第一加热组件可以包括：第一加热台板，其与所述第一汽化器板的第一侧导热接触；以及第一加热元件，被构造成加热所述第一加热台板。在一些这样的实施方案中，所述第一加热元件可以是与所述第一加热台板导热接触的加热板。在一些另外的或附加的实施方案中，所述第一加热台板可以进一步包括台板入口孔，并且所述台板入口孔可以与所述第一入口区流体地连接上。在一些另外的或附加的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括第二加热组件，所述第二加热组件可以包括：第二加热台板，其可以与所述第一汽化器板的第二侧导热接触；以及第二加热元件，其可以被构造成加热所述第二加热台板，使得所述第一汽化器板插设在所述第一加热台板与所述第二加热台板之间。在一些这样的实施方案中，所述第二加热台板可以进一步包括台板出口孔，并且所述台板出口孔可以与所述第一出口区流体地连接。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述第一汽化器板可以是包括在所述第一侧与所述第二侧之间的加热元件的组件。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括一个或多个载气喷射器流动通道，使得各所述载气喷射器流动通道可以包括载气喷射器流动通道第一端和载气喷射器流动通道第二端；各所述载气喷射器流动通道可以被构造成使载气流动；并且各所述载气喷射器流动通道第二端可以在所述第一通道之一、所述第二通道之一或所述第一孔之一中终止。在一些这样的实施方案中，各所述载气喷射器通道第二端可以在第一孔中终止。在一些另外的或附加的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括载气喷射器，使得所述载气喷射器可以被构造成喷射载气到所述一个或多个载气喷射器流动通道中。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述汽化器可以包括一个或多个气体喷射器流动通道，使得各气体喷射器流动通道可以被构造成在与所述第一侧基本上垂直的方向上使气体流入到所述第一孔之一中。在一些这样的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括气体充气室和气体入口，使得所述气体充气室可以将所述气体入口与所述一个或多个气体喷射器流动通道流体地连接，并且所述气体入口可以被构造成与气源连接。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述一个或多个第一通道可以跟随从所述第一入口区到所述一个或多个第一孔的大致直线路径。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述一个或多个第二通道可以跟随从所述一个或多个第一孔到所述第一出口区的大致直线路径。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述一个或多个第一通道可以跟随从所述第一入口区到所述一个或多个第一孔的非直线路径。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述一个或多个第二通道可以跟随从所述一个或多个第一孔到所述第一出口区的非直线路径。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述一个或多个第一孔可以围绕所述第一入口区设置成辐射状。在一些这样的实施方案中，所述一个或多个第一通道可以跟随从所述第一入口区到所述一个或多个第一孔的向外螺旋的路径。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括至少两个第一通道、至少两个第二通道和至少两个第一孔，使得各所述第一通道的长度可以相等，并且各所述第二通道的长度可以相等。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述的汽化器可以进一步包括：第二汽化器板，其具有第三侧以及与所述第三侧相反的第四侧；由所述第三侧至少部分地界定的一个或多个第三通道；由所述第四侧至少部分地界定的一个或多个第四通道；第二入口区；第二出口区；以及一个或多个第二孔。所述第二汽化器板可以插设在所述第二入口区与所述第二出口区之间。各第三通道可以横跨在所述第二孔之一与所述第二入口区之间。各第四通道可以横跨在所述第二孔之一与所述第二出口区之间。各第二板孔可以将第三通道与第四通道流动地连接。各第三通道可以与所述第二入口区流体地连接，并且各第四通道可以与所述第二出口区流体地连接。在一些这样的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括耦接，所述耦接使所述第一出口区与所述第二入口区流体地连接。在一些这样的实施方案中，所述耦接可以进一步包括耦接加热器元件，所述耦接加热器元件被构造成输送热量到流过所述耦接的气体、流体或气体和流体的混合物。

在汽化器的一些另外的或附加的实施方案中，所述汽化器可以包括12至36个第一通道。

在某些具体实施方案中，可以提供汽化器。所述汽化器可以包括第一汽化器阶段，所述第一汽化器阶段包括第一入口区、第一出口区、一个或多个第一汽化通道、至少一个第一加热元件以及控制器。所述控制器可以被配置为使所述至少一个第一加热元件加热所述一个或多个第一汽化通道到在第一前体的汽化温度与所述第一前体的莱顿弗罗斯特温度之间的第一温度。所述一个或多个第一汽化通道可以在第一汽化器主体内部。所述第一入口区、所述第一出口区和所述一个或多个第一汽化通道可以被构造成使得流入到所述第一入口区中的流体沿着所述一个或多个第一汽化通道流到所述第一出口区。

在汽化器的一些这样的实施方案中，所述第一汽化器阶段可以进一步包括第一汽化器板，所述第一汽化器板具有第一侧以及与所述第一侧相反的第二侧，使得各第一汽化通道可以包括：第一通道，其由所述第一侧至少部分地界定；第二通道，其由所述第二侧至少部分地界定；以及通过所述第一汽化器板的孔，其将所述第一通道与所述第二通道流体地连接。在一些这样的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括一个或多个第一载气喷射器流动通道以及一个或多个第一载气喷射器，使得所述一个或多个第一汽化通道可以被构造成使所述第一汽化器阶段中的所述第一前体的一部分汽化，并且所述一个或多个第一载气喷射器流动通道可以被构造成使所述一个或多个第一载气喷射器喷射的载气流动到所述第一汽化通道中的至少一个中以机械地剪切处于液体状态的所述第一前体的一部分。

在一些另外的或附加的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括第二汽化器阶段，所述第二汽化器阶段包括第二入口区、第二出口区、一个或多个第二汽化通道以及至少一个第二加热元件，使得所述一个或多个第二汽化通道可以在第二汽化器主体内部，所述第二入口区可以与所述第一出口区流体地连接，所述第二入口区、所述第二出口区和所述一个或多个第二汽化通道可以被构造成使得流入到所述第二入口区中的流体沿着所述一个或多个第二汽化通道流到所述第二出口区，并且所述控制器可以被配置为使所述第二加热元件加热所述一个或多个第二汽化通道到比所述第一温度高的第二温度。在一些这样的实施方案中，所述汽化器可以进一步包括具有至少一个耦接通道的耦接，使得所述至少一个耦接通道可以流体地连接到所述第一出口区和所述第二入口区。

在一些另外的或附加的实施方案中，所述第一汽化器阶段可以被构造成允许非破坏性地拆卸所述汽化器板以进行清洁。

参照本文中的几个实施例描述并图示本发明的这些和其他方面。

附图说明

图1A是示例的汽化器板的俯视轴测图。

图1B是示例的汽化器板的仰视轴测图。

图2是图1A和图1B的示例的汽化器的让前体在里面流动的汽化器板的通道和孔体积的示意图。

图3A示出了具有汽化器板和两个加热板的示例的汽化器。

图3B示出了具有汽化器板和两个加热板的示例的汽化器的另一个视图。

图4示出了具有汽化器板和两个加热板的示例的汽化器的分解视图。

图5是示例的汽化器的载气和前体流动通道的示意图。

图6是具有汽化器板和加热板的示例的汽化器的剖面图和分解图，示出了载气流动路径。

图7示出了具有两个汽化器板和四个加热板的另一个示例的多阶段汽化器。

图8A是具有螺旋第一通道的示例的汽化器板的俯视图。

图8B是具有扩孔第一通道的示例的汽化器板的轴测图。

图9是沿着示例的第一通道行进的前体的示例的温度曲线图。

图10是穿过示例的汽化器的第一通道和第一孔的假象的前体的示意图。

图1A至图8B在各图中按比例绘制，尽管不同图的比例可能不同。

具体实施方式

附图和以下描述中阐述了本说明书中描述的主题的一个或多个实施方式的细节。从说明书、附图和权利要求书可以明白其他特征、方面和优点。要注意，以下附图的相对尺寸未按比例绘制，除非特别指明按比例绘制。

晶片均匀度是制造高质量半导体晶片的重要因素。在半导体加工的某些具体实施中，液态前体在沉积在半导体晶片上之前可能需要蒸发或汽化。前体的完整蒸发对加工的半导体晶片的加工均匀度有很大影响。本发明人已经确定许多商用的现成的汽化器表现为前体不会完全蒸发。

应当理解，本文中使用的术语“半导体晶片”可以指的是由例如硅等半导体材料制成的晶片以及由一般不称为半导体但是在半导体加工期间通常在上面沉积半导体材料的材料(例如，环氧树脂)制成的晶片。本发明中描述的设备和方法可以用于加工多尺寸的半导体晶片，包括加工200mm、300mm和450mm直径的半导体晶片。

本发明人已经认识到，例如被构造成利用较长且薄的流动通道的汽化器可以比常规的汽化器系统更加有效且高效地汽化液体，其中流动通道加热到高于液体的汽化温度但不高于该液体的莱顿弗罗斯特温度(Leidenfrost temperature)的温度点，常规的汽化器系统例如是利用雾化器喷嘴喷出液体为细小的液体薄雾的汽化器，液体薄雾然后通过夹带到受热的气体中而部分地或全部蒸发。本发明中详细描述的汽化器可以与适合用于半导体加工的任何前体以及未必与半导体制造有关的液体一起使用。

如上所述，常规的汽化器通常通过以下方式工作：首先将待汽化的液体雾化成细小液滴的薄雾，然后在气态环境中加热，例如，夹带在受热的载气中。这种常规的汽化器的工作原理在于雾化使液体分成大量更小的部分，这些部分的表面积体积比大于雾化前的前体中存在的表面积体积比，并且这样增大的表面积体积比导致受热的载气中剩余的液相前体较快地蒸发。

由于这种常规汽化器工作的原理，载气必须以较高的速度(例如，300m/s)流过汽化器。由于蒸发程度取决于雾化前体/载气在汽化器的受热环境中的停留时间，所以前体/载气的流动通道长度一般看成是经历的汽化程度的决定因素。这就存在这样一个问题：由于雾化的前体/载气混合物以高流速流动并且因此快速经过汽化器，而停留时间可以通过延长流动路径长度来增加，所以汽化器制造商通常受到半导体制造工具的包装约束的限制，即，这些制造商通常尝试使汽化器的大小最小化。大多数常规的汽化器被设计成使得它们的流动路径长度以及因此雾化前体的停留时间显著地足够长到在理论上汽化所有的雾化液体(不需要太长)；由于以上讨论的包装约束，这些流动路径通常做得不能再长。

然而，这种设计通常依赖于在这样的流动路径长度确定时的平均液滴大小。在实际应用中，由于一些液滴大并且一些液滴小，所以较小液滴仍然会完全蒸发，但是大液滴在完全蒸发之前常常离开这些汽化器。由于在部分常规的汽化器上这种不完全的前体汽化，液滴在完全汽化之前从汽化器出来会导致晶片发生不可接受的缺陷量。经过研究，本发明人确定常规的汽化器尽管一般宣称100％汽化，但是常常并非如此，一般来讲，因为以上讨论的明显依赖于平均液滴大小而提供这种性能。此外，本发明人意识到载气实际上是不良的热导体，因为相比于固体，气体的热导率非常低。本发明人此前使用例如以下技术，在汽化器之后安装串联的多孔过滤器以去除许多剩余的液滴。然而，这种过滤器不能完全滤掉所有剩余的、未蒸发的液滴，从而导致不可接受的缺陷量。随着半导体制造技术持续进步，通过残留物(未蒸发的液滴)留下的缺陷数目变成更为敏感的问题，因为新制备技术的缺陷容忍度更低。

本发明人决定重新检查汽化器的基础设计原理，并且确定相比于大多数常规的汽化器所观察到的，使前体流过一个或多个又长又薄的加热通道(而不是通过雾化引入前体到受热的载气环境中)的汽化器使得热更高效地传送到前体，并且因此使得蒸发效率更高。基于此原理，本发明人进一步意识到通过保持流动路径壁的温度在低于前体的莱顿弗罗斯特温度(但是高于蒸发温度)，可以避免莱顿弗罗斯特效应(Leidenfrost effect)并且获得更高效的蒸发。

莱顿弗罗斯特效应指的是与受热表面接触的液体中观察到的现象。随着温度上升到沸点或蒸发温度以上，液体开始蒸发，蒸发速率随着温度的增加而持续增加，直到达到莱顿弗罗斯特温度。在这一点，一薄层液体可以蒸发使得所得的气体陷入液体与受热表面之间，从而在该表面与液体之间形成绝热层。这导致与液体的传热速率下降，并且降低蒸发速率(即使受热表面的温度持续增加)。

因此，本发明人已经意识到，通过使用加热到前体的汽化温度与前体的莱顿弗罗斯特温度之间的点的又长又薄的通路或通道(例如，长度与主截面宽度或深度比为至少10：1)，前体(或待汽化的其他液体)可以以更为高效的方式汽化使得在常规汽化器的相同或较小的整个包装体积中可以实现前体的完全汽化。

以下参照各种示例的汽化器实施方式讨论了这些汽化器的各种特征。描述了具有汽化器板和受热通道的汽化器。汽化器的各种实施方式可以具有多个通道、在前体流动路径的点引入的载气和/或多个汽化器板。这种汽化器可以安装在半导体加工工具中并且可以用于帮助输送前体到半导体加工室中。当然，这种汽化器也可以用于需要汽化液体的其他情形，并且这些汽化器不限于在半导体操作中使用。本发明不应当被视为描述仅用于半导体加工操作的汽化器，并且这些原理可以用于在需要液体汽化的任何类型设备中使用的汽化器。

图1A是示例的汽化器板的俯视轴测图。图1A示出了第一汽化器板102，该第一汽化器板包括第一侧104、多个第一孔(标注了第一孔108a至108c)、多个第一通道(标注了第一通道110a至110c)以及第一入口区114。第一汽化器板102还包括图1A未示出但图1B示出的第二侧106和第一出口区116。还示出了包围第一通道110、第一入口区114和第一孔108的两个同心密封槽；在能够拆解进行维护的汽化器实施方式中，这些密封槽可以接收密封第一通道110、第一入口区114和第一孔108免受周围环境影响的机械密封件，例如，金属C型密封件或W型密封件。图1未示出各种其他特征，例如，可以用于将第一汽化器板102组装在汽化器的各种其他组件上的紧固件通孔。这些通孔可以位于最外侧的密封槽外侧以避免需要给每个这种紧固件通孔提供额外的密封件。

第一入口区114可以充当充气室，该充气室被设计成收集进入汽化器的前体然后将前体分配到多个第一通道110。第一汽化器板102的第一入口区114是圆形的，但是第一入口区114的其他实施方式可以具有除圆形几何形状之外的几何形状。

各第一通道110可以使第一入口区114与第一孔108之一流体地连接上。在汽化器工作期间，第一通道110可以引导前体从第一入口区114流到多个第一孔108。在工作中，可以加热第一通道110的壁，如以下更加详细讨论的。第一汽化器板102的第一通道110跟随从第一入口区114直接延伸到第一孔108的线性路径。在其他实施方式中，第一通道110可以是具有多种其他几何形状以及路径的通道。在本发明中随后将详细描述一些替代的通道几何形状。

包括第一孔108a至108c的第一孔108使第一通道110与第二通道112连接上，该第二通道112位于第一汽化器板102的第二侧106(图1A未示出，但是图1B已示出，例如，第二通道112a、112b和112c)。也可以加热第二通道112，如以下进一步讨论的。在第一汽化器板102中，第一孔108是从第一汽化器板102的第一侧104线性地横跨到第二侧的圆孔。汽化器板的其他实施方式可以具有各种其他几何形状的第一孔108。这些其他几何形状可以包括非圆形的第一孔108，例如，具有多边形形状的第一孔，或者没有从第一侧线性横跨到第二侧的第一孔。

图1B是示例的汽化器板的仰视轴测图。图1B示出了图1A的第一汽化器板102的仰视图。第一汽化器板102的该视图示出了第二侧106、多个第一孔108(标注了第一孔108a至108c)、多个第二通道112(标注了第二通道112a至112c)和第一出口区116。

在汽化器工作期间，前体可以从第一入口区114(图1A已示出)流动并且流入到第一通道(图1A也已示出)中。前体可以流过第一通道110并且流入到第一孔108中。前体然后可以通过第一孔108从第一侧104流到第二侧106。在从第一侧104流到第二侧106之后，前体就可以通过第二通道112流到第一出口区116。第一出口区116是充气室，该充气室被设计成收集来自第二通道的前体流，使得前体可以流到汽化器的另一部分或者在汽化器下游的位置。

图2是图1A和图1B的示例的汽化器板的通道和孔体积的示意图，汽化器的前体在该通道和孔里面流动。图2中的示意图包括第一入口区114、多个第一通道110(标注了第一通道110a至110c)、多个第一孔108(标注了第一孔108a至108c)、多个第二通道112(标注了第二通道112a至112c)和第一出口区116。

为了清晰起见，图2未示出第一汽化器板102的主体/实体材料。相反，仅示出了限定前体可以流过的流动路径或体积的“负空间”。正如参照图1A和图1B所讨论的，图2的前体可以由第一入口区114分配到多个第一通道110，并且经由多个第一孔108(例如，第一孔108a至108c)从第一侧104的多个第一通道110流到第二侧106的多个第二通道112，并且从多个第二通道112流到第一出口区116。由于第一汽化器板102的第一通道110、第一孔108和第二通道112具有对称几何形状，所以多个第一通道110以及多个第一孔108和多个第二通道112在此实例中可以具有相似的前体的流速和流量。然而，其他实施方式的特征可能不是这种径向对称的流动路径，并且这些实施方式的特征可以是具有不同几何形状、路径构造等的一个或多个流动路径，这些流动路径可以沿着各通道提供不同的前体流速和/或流量。在此实例中出于各种原因使用进行径向对称性，包括简化分析和制造。

尽管图1A、图1B和图2所示的第一汽化器板102的实施方式包括第一通道110和第二通道112，但是汽化器板的其他实施方式可以仅包括第一通道110和第一孔108。这种实施方式可以用于汽化容易汽化的前体，即，在其到达第二侧106的时候可以完全汽化的前体，并且不需要额外流过第二通道112用于进一步汽化。在这种构造中，多个第一孔可以使前体从汽化器板直接流出到例如加工室中，或者第一出口区可以扩大(与本发明随后讨论的扩孔汽化器的第一通道类似的方式)使得汽化的前体直接从第一孔108流到第一出口区116。

图1A的第一汽化器板102是也可以包括加热台板的汽化器的一部分。图3A示出了具有汽化器板和两个加热台板的示例的汽化器。如上所述，可以加热第一汽化器板102使得第一通道110和第二通道112加热到前体的汽化温度与前体的莱顿弗罗斯特温度之间的点。图3A示出了汽化器318顶部的视图。汽化器318可以包括第一汽化器板102、第一加热板321、第一加热元件324、第二加热板323、第二加热元件326、台板入口328、载气端口332和真空端口333。汽化器318也可以包括图3A未示出但是图3B已示出的台板出口330。

第一汽化器板102与图1A、图1B和图2此前描述的汽化器板类似。第一加热台板321可以组装在第一汽化器板102的第一侧上，并且当与第一加热元件324组装在一起时，可以用于在汽化器318工作期间加热第一汽化器板102的第一通道。第一加热台板321可以以各种方式组装到第一汽化器板102上，包括使用例如卡扣、铆钉和/或螺钉等紧固件附接，或者通过粘合剂和/或其他硬件(未示出)附接。

在图3A所示的汽化器318的实施方式中，第一加热台板321可以与第一加热元件324结合以形成第一加热器组件。第一加热元件324可以是加热元件，例如电加热板、热板、加热线圈或者被构造成通过加热台板321并且经过第一汽化器板102导热地分配热量的其他装置。在图3A所示的实施方式中，第一加热元件324导热地加热第一加热台板321，从而提高第一加热台板321的温度，该第一导热台板然后导热地加热第一汽化器板102。在附加的或替代的实施方式中，第一加热元件可以在第一加热台板内部，或者可以与第一加热台板形成一体，而不是与加热台板的外表面附接上的单独元件的一部分。在其他实施方式中，第一加热元件可以在第一汽化器板内部。在这些实施方式中，汽化器可以不包括加热台板，并且反而可以具有导热地加热第一汽化器板的通道的第一加热元件。

在图1A所示的汽化器的实施方式中，第一通道具有矩形横截面，并且当组装汽化器时，第一加热台板321限定第一通道的矩形横截面的一侧。第一通道的矩形横截面的其他三侧由第一汽化器板102的特征限定。汽化器的其他实施方式可以具有完全容纳在汽化器板内的第一通道，或者可以具有由第一加热元件限定的第一通道的一个以上的侧，例如，第一通道110可以是加热台板321中的凹槽，并且第一汽化器板102可以是平坦的，或者加热台板321和第一汽化器板102两者内都可以具有匹配或互补的凹槽。在一些实施方式中，第一汽化器板102和加热台板321可以钎焊或者说是半永久地粘结在一起。然而，图示的实施方式容易拆卸，从而允许容易拆开汽化器进行维护和清洁。第一通道也可以具有不同的横截面，例如圆形、多边形或三角形横截面。

第二加热台板323可以组装在第一汽化器板102的第二侧，并且可以用于在汽化器318工作期间按照与第一加热台板321用于加热第一通道110的方式非常相同的方式加热第一汽化器板102的第二通道112。第二加热台板323可以按照与第一加热台板321可以组装在第一汽化器板102上的各种方式相同的方式组装在第一汽化器板102上。第二加热元件326也可以具有与第一加热元件324类似的构造和几何形状。

第二加热元件326可以按照与第一加热元件324加热第一通道110的方式类似的方式加热位于第一汽化器板102的第二侧106上的第二通道112，即，第二加热元件326加热第二加热台板123，该第二加热台板123然后传导热量到第二通道112。第二通道112也按照第一通道110被限定的方式进行限定。

在一些实施方式中，以通过载气流机械地剪切前体的方式引入载气横穿前体的流动路径可以进一步帮助汽化。这可以进一步帮助汽化前体。为此，载气端口332可以用于在汽化器318工作期间引入载气到前体流动路径。在图示的实施方式中，载气可以流入到载气端口332中。载气然后可以流过第一加热组件320中的载气歧管，例如，图6所示的环形通道650(以下将更加详细地讨论)，并且然后可以通过对应的气体喷嘴被引导到第一孔中以便与前体机械地剪切或混合。真空端口333可以用于在两个同心密封凹槽之间的真空区域中应用真空。这可以(a)确保前体不被可能渗漏穿过密封件的周围空气污染并且(b)前体不会渗漏穿过密封件而进入周围环境中(这可能是危险的，因为这些前体通常是有毒的)。图5中更加详细地描述了同心密封凹槽和真空区域。在每种实施方式中，压差密封系统可以不是必要的或者可以不使用；不然就可以省略真空端口333和相关特征。

前体可以通过台板入口328引入到第一入口区，该台板入口328可以与第一汽化器板102的第一入口区114流体地连接上。在图3A中，台板入口328采用试管以及可附接到前体源上的装置的形式。前体可以进入台板入口328中，然后流入到第一入口区114中，接着分配到多个第一通道110。

图3B示出了具有第一汽化器板102和两个加热台板321和323的示例的汽化器的另一个视图。图3B示出了图3A所示的汽化器318的底部的视图。除图3A所示的汽化器318的组件之外，图3B也示出了汽化器318的台板出口330。

台板出口330可以是与第一汽化器板102的第一出口区116连接上的流体通路。在图3B中，台板出口330也包括例如可以与半导体加工工具中的气体分配喷头或气体喷射器附接上的装置。前体可以通过台板出口330从汽化器318出来，并且在从台板出口330出来时可以是部分亦或全部气态。

图4示出了具有汽化器板和两个加热板的示例的汽化器的分解视图。图4示出了图3A和图3B的汽化器318的分解图。汽化器318包括第一汽化器板102、第一加热组件320(包括第一加热台板321和第一加热元件324)、第二加热组件322(包括第二加热台板323和第二加热元件326)、载气端口332和真空端口333。

第一汽化器板102、第一加热台板321、第二加热台板323、第一加热元件324、第二加热元件326、载气端口332和真空端口333与此前描述的对应元件类似。图4的分解图示出了第一加热组件320和第二加热组件322具有单独的加热台板和加热元件。加热元件与加热台板分离可以具有许多方面的优点，包括根据汽化器构造的加热需求允许不同的加热元件与加热台板结合，允许容易维修和维护，并且允许使用现成的组件。加热台板可以通过使用紧固件、粘合剂、焊接、钎焊和其他附接方法与单独的加热元件组装在一起。其他实施方式可以具有作为加热台板的不可或缺的部分的加热元件，在这种情况下不容易拆卸加热组件。

如图4所示，汽化器318包括一堆板状组件。加热元件可以安装在加热台板上以形成加热组件，例如，第一加热组件320和第二加热组件322。第一汽化器板102、第一加热组件320和第二加热组件322可以组装成使得第一汽化器板102在第一加热台板321与第二加热台板323之间，而第一加热台板321与第一汽化器板102的第一侧连接，并且第二加热台板323与第一汽化器板102的第二侧连接。第一汽化器板102可以通过使用紧固件、粘合剂和/或其他附接方法与第一加热组件320和第二加热组件322组装起来(在这些实例中也没有示出例如紧固件孔之类的特征，但是可以根据需要放置这些特征以便以固定方式将汽化器保持在一起)。

汽化器318可以拆解成组成零件。例如，可以从汽化器318非破坏性地拆除第一汽化器板102。当拆卸第一汽化器板102并且因此容易触及以进行清洁时，可以因此暴露第一汽化器板102的第一通道和第二通道。因为前体随着时间推移往往会在半导体加工组件中留下沉积物，因此能够非破坏性地去除第一汽化器板102可以允许比通过雾化器喷嘴引导前体的常规汽化器中可行的方式更容易清洁第一汽化器板102以去除这些沉积物(雾化器喷嘴不容易清洁，因为通常没有入口沿着前体流动路径的长度通往前体流动路径)。

图5是示例性的汽化器的载气和前体流动通道的示意图。图5是汽化器318的简化剖面视图。图5示出了第一汽化器板102、具有第一加热台板321和第一加热元件324的第一加热组件320、具有第二加热台板323和第二加热元件326的第二加热组件322、台板入口328和台板出口330。小的黑色箭头表示前体的流动。白色箭头表示载气的流动。大的灰色箭头表示前体和载气的混合物的流动。

第一汽化器板102包括第一通道110a和110b、第一孔108a和108b、第二通道112a和112b、第一入口区114和第一出口区116。图5中第一汽化器板102的构造类似于具有此前已经讨论的汽化器板的构造。

前体可以首先通过台板入口328(其构造类似于此前描述的台板入口的构造)流动到第一入口区114中。前体然后可以分配到第一通道110a和110b(以及未示出的其他第一通道)中。第一加热台板321可以加热第一通道110a和110b。第一加热元件324可以以类似于此前描述的方式加热第一加热台板321。第一加热台板321可以导热地加热第一汽化器板102到前体的汽化温度以上的温度。第一通道的加热壁然后可以加热前体并且使至少一部分汽化。在某些具体实施中，第一通道可以加热到前体的沸点以上但是在前体的莱顿弗罗斯特温度以下的温度。

在某些具体实施中，前体可能在第一通道中没有完全汽化。相反，一部分前体可以以液体形式继续流到第一孔108a和108b。液体状态的前体可以是液滴形式或者其中夹带气态前体泡沫的连续液体流。当前体流过第一孔108a和108b时，可以引入载气从而将液态前体的液滴剪切成更小的液滴。

可以通过载气喷嘴535a和535b引入载气。载气喷嘴535a和535b通过喷嘴的几何结构可以引导载气流到第一孔108a和108b中，以便将前体剪切成液滴(或者，如果前体已经是液滴形式，则剪切成更小的液滴)。喷嘴的几何结构可以根据具体实施方式的要求的变化而变化。可以影响载气如何喷射到第一孔中并且因此影响喷嘴几何结构的因素包括汽化器板的构造、前体液滴的预期大小、前体的流速、载气的流速、第一通道和第二通道的长度、使用的前体、载气的性质、来自加热组件的加热量等。载气喷嘴535a和535b能够以足以将前体液滴剪切成更小液滴的角度喷射载气到前体的流动路径中，该角度例如，与名义前体流动路径成90度或大致90度的角度。可以以其他角度喷射载气，该角度例如与名义前体流动路径成45度与90度之间的角度，只要载气将载气液滴剪切成更小的液滴即可。引入载气到前体中也可以得到比只有前体的分压低的载气和前体混合物的分压，从而进一步有助于前体的汽化。

载气经由喷射器流动通道534a和534b流过汽化器到达载气喷嘴535a和535b。喷射器流动通道534a和534b可以附接在图5未示出的载气喷射器和/或载气源上。

图5的实施方式在第一通道110a和110b分别与第一孔108a和108b相会的“肘部”引入载气到前体中。在其他实施方式中，可以引入载气到孔的其他区域或者或许远离孔的其他区域，例如第一通道和第二通道。引入载气使得载气喷流流过尖锐或较尖锐的边缘，例如在第一通道110a和110b和第一孔108a和108b的交叉处形成的边缘，可以有助于更大程度地剪切液滴。例如，边缘可以充当液滴可以冲击并且因此导致进一步雾化的剪切面。一般而言，载气可以沿着相对于刚好在引入载气之前的前体的流动方向在名义上垂直或倾斜的方向从载气喷嘴出来。

通过按照上述方式引入载气，载气在实际上可以用于雾化前体。然而，与通过雾化器喷嘴引导前体的常规汽化器不同，在这些实施方式中，前体不需要穿过载气喷嘴。这减小了阻塞载气喷嘴的可能性，载气喷嘴阻塞是在通过雾化器喷嘴引导前体时遇到的时常发生的问题。

在载气已经引入到前体中并且已经将前体液滴剪切成更小的尺寸，前体和载气的混合物然后可以向下流到第一孔108a和108b并且流入第二通道112a和112b。前体和载气混合物然后可以沿着第二通道112a和112b流到第一出口区116。第二加热台板323可以按照与第一加热台板321加热第一通道110a和110b的方式相同的方式加热第二通道112a和112b。

载气和前体的混合物可以通过从第一出口区116流到台板出口330而从汽化器出来。台板出口330的构造可以与此前描述的台板出口的构造相同。

图5还示出了在汽化器左手侧的真空区546和密封凹槽548a至548d。汽化器的右手侧也包括真空区和密封凹槽，但是图5中未单独标注右手侧的真空区和密封凹槽。密封凹槽548a至548d可以包括一个或多个密封件，例如O型密封环、C型密封件或W型密封件。真空区546可以与真空端口(图5未示出)流体地连接上。在操作期间，真空端口可以抽空真空区546以在真空区546中建立真空。在汽化器的操作期间，真空区546中的真空可以抽吸密封凹槽548a至548d内的密封件压靠密封凹槽的壁以帮助形成密封。此密封可以防止前体渗漏到周围环境中或者防止周围环境的空气污染前体。如果任何周围空气或前体确实渗漏经过密封件，则真空在这些污染物渗漏经过所有密封件之前可以抽走这些污染物。

图6是具有汽化器板和加热台板的示例的汽化器的剖面图和分解图，示出了载气流动路径。图6示出了载气可以在汽化器内行进的示例的路径。图6的箭头代表载气的流动路径的一部分。

在图6中，载气通过载气端口332进入。载气端口332可以与载气源附接上。可以以高压喷射载气使得载气的流速很高。高流速的载气可以有助于剪切前体液滴。通常，载气可以在一定的压力下供应，该压力足够高使得从载气喷嘴进入第一孔的载气流处于壅塞流条件。

载气可以流入环形通道650中，该环形通道650充当充气室或歧管以通过多个载气喷射器流动通道(标注为载气喷射器流动通道634a至634c)分配载气。在图6所示的实施方式中，线性通道与环形通道650之间的过渡是小矩形开口。其他实施方式可以具有线性通道与环形通道之间的从流动观点看阻碍更小的过渡，可以完全消除线性通道和/或环形通道，或者可以具有不被载气喷射器气体流动通道的几何结构阻塞载气流的构造。

载气(白色箭头)可以通过环形通道650分配到多个载气喷射器流动通道634a至634c，然后经由载气喷嘴635a至635c引入到多个第一孔108a至108c中。多个载气喷嘴635a至635c分别定位成以便名义上沿着图6所示的实施方式中的多个第一孔的中心轴线引导载气。载气可以流过多个气体喷嘴并且流入多个第一孔中，此时载气将前体液滴剪切成(沿着第一通道的前体的径向流如黑色箭头所示)更小的液滴。混合的载气/前体然后可以流过第一孔108(灰色箭头)。

汽化器的其他实施方式可以具有不同构造的载气分配系统。例如，载气喷嘴可以具有替代的几何结构，并且这种分配系统可以整合其他特征，例如，附加的不同形状的一个或多个充气室。

为了在一定程度上描述汽化器118的相对比例，以下进一步详细描述了汽化器118的多个特征，包括多个尺寸值。这些尺寸值不应当理解为是限制，并且可以根据待汽化的特定前体、加热器的加热能力、通道的数量等使用多个其他的尺寸值。以下提供的细节仅仅提供为只代表一个实例。

例如，24个第一通道110和24个第二通道112中的每个通道可以具有约0.26mm2的横截面积(与长轴垂直)，并且可以均为约10cm长。喷射载气到各第一孔中的24个载气喷嘴可以均具有约0.1mm2的最小横截面积(与载气流垂直)。应当理解，所使用的通道的数量可以根据特定的实施方式的变化而变化，尽管在此实例中使用24个通道，但也可以使用其他数量的通道，具体根据情况而定。

在操作期间，液态前体(在此特定情况下其接近使用水)可以以约0.035L/min(合计)的速率流入到第一通道110中，并且载气可以以3L/min(总计)的更快速率流入到第一孔108中(经由气体喷射器喷嘴)。一般而言，高热容量的前体会要求具有更长并且/或更大的通道表面积的通道。前体和/或载气的流速也可以变化以增加或减少通道内的停留时间。在某些具体实施中，可以设计通道的横截面积、通道的长度和流速以在前体流中引起湍流来更好地混合并且更好地传播加热。

在一些实施方式中，汽化器板可以包括在第一侧与第二侧之间的绝热或耐热的特征，因此在汽化器板内引入热流限制点，该热流限制点阻碍从汽化器板的第一侧到第二侧的热流(并且反之亦然)。这可以允许汽化器板的第一通道和第二通道保持在基本上不同的温度，尽管两组通道彼此流体连同并且在汽化器板内分隔开相对较小的距离。例如，这种隔离特征可以允许第一通道保持在80℃，并且第二通道保持在120℃，即，贯穿汽化器板的厚度有约40℃的温差。这种绝热/耐热特征可以包括例如一系列孔，这些孔钻穿汽化器板的宽度，孔轴彼此平行并且与汽化器板的第一侧/第二侧平行(可以使用例如枪管钻来钻出这些孔)。可以钻这些孔使得它们不与汽化器板内的流动路径的任何部分相交(以便避免前体和载气渗漏)。如果需要，可以在其他方向，例如，与初始的交叉孔垂直的方向增加附加的交叉孔以从汽化器板进一步去除材料。交叉孔通过从汽化器板去除材料而引入气穴(或其他不连续)，这些气穴比汽化器板的材料具有更高的热阻，因此减小流过汽化器板的热流。当然，也可以使用用于引入耐热特征的其他方法，例如，浇铸汽化器板使得其内部具有空洞空间，从而使汽化器板由两部分组成，这两部分在例如通过钎焊粘结起来时在两者之间形成空洞空间等。在汽化器组件内的单独汽化器阶段之间也可以实施这种温差，如以下更详细讨论的。

图7示出了具有两个汽化器板和四个加热板的另一个示例的汽化器。图7中的汽化器718包括第一汽化器组件718a和第二汽化器组件718b。第一汽化器组件718a可以包括第一汽化器板102a、第一加热台板321a、第一加热元件324a、第二加热台板323a、第二加热元件326a、载气端口332a、真空端口333a和台板入口328a。第二汽化器组件718b可以包括第二汽化器板102b、第三加热台板321b、第三加热元件324b、第四加热台板323b、第四加热元件326b、载气端口332b和真空端口333b。第一汽化器组件718a和第二汽化器组件718b可以通过耦接736流体地连接上。第二汽化器板102b可以包括多个第三通道、多个第二孔和多个第四通道，这些第三通道、第二孔和第四通道并未在图7中示出，但是分别类似于此前参照根据本发明所述的汽化器描述的多个第一通道、多个第一孔和多个第二通道。

汽化器718是图3A和图3B所示的两个汽化器318组合起来的多阶段汽化器。图7中的两个汽化器组件718a和718b可以被认为是两个汽化器阶段并且通过耦接736连接起来。在汽化器718的某些实施方式中，第一汽化器组件718a(在本文中也称为第一汽化器阶段718a)的某些部件可以加热到前体的沸点以上但是在前体的莱顿弗罗斯特温度以下的温度。在这些实施方式中，第二汽化器组件718b(在本文中也称为第二汽化器阶段718b)的某些部件可以加热到远高于第一汽化器组件所加热到的温度的温度，例如，比第一汽化器组件所加热到的温度高30℃至300℃的温度。在某些具体实施中，第一汽化器组件的通道可以加热到80℃，而第二汽化器组件的通道可以加热到120℃。在某些具体实施中，第二汽化器组件718b可以加热到比第一汽化器组件718a所加热到的温度高80℃的温度(这可以导致第二阶段汽化器加热到莱顿弗罗斯特温度以上的温度，但是第一阶段仍然可以加热到莱顿弗罗斯特温度以下的温度)。在某些这类实施方式中，在前体和载气的混合气体进入第二汽化器组件718b之前，载气可以通过载气端口332a引入从而将前体液滴剪切成更小的尺寸。

耦接736可以提供流动路径，该流动路径允许前体流或前体和载气的混合物流通过耦接主体内部的一个或多个通道从第一汽化器板102a的第一出口区流到第二汽化器板102b的第二入口区。在某些具体实施中，也可以加热耦接736。耦接736例如可以仅仅是长度短的管材，该管材使台板出口330a(未示出，但是相对于第一汽化器阶段718a与图3B的台板出口330对应)和台板入口328b(未示出，但是相对于第一汽化器阶段718a与图3A的台板入口328对应)流体连接。这种长度短的管材可以绝缘以防止载气/前体的混合物冷却(并因此冷凝)，或者可以使用例如电阻加热毯或其他加热器进行加热(以进一步帮助蒸发)。在图7所示的汽化器718的实施方式中，耦接736通过位于耦接736周围的加热套管加热，但是其他实施方式可以包括未加热的耦接，或者可以通过其他装置加热耦接。

汽化器的各种实施方式可以在多个阶段引入载气到前体中。例如，在汽化器718的一些实施方式中，可以在汽化器阶段718b而不是在汽化器阶段718a引入载气。在这种构造中，在通过引入载气到第二汽化器阶段718b中而经过机械剪切之前，前体由于在整个第一汽化器阶段718a中施加在前体的汽化温度以上并且在前体的莱顿弗罗斯特温度以下的热量而可以蒸发。在其他构造中，载气可以引入到第一汽化器阶段718a中，另外，载气可以不引入到第二汽化器阶段718b中。在另外的其他实施方式中，载气可以引入到两个汽化器阶段718a和718b中。如果需要，可以在图示的两级实施方式中依次增设附加的汽化器阶段，并且各增设的汽化器阶段可以被构造以便允许定制引入载气，例如，一些阶段可以引入载气，其他阶段可以不引入载气。汽化器718可被构造成在任意前述位置输送载气，并且在某些构造中，可以不在前述位置或者在一些或所有前述位置输送载气。各阶段也可以加热到不同的温度，这可能是需要的，具体取决于汽化要求和前体。

图8A是具有螺旋第一通道的示例的汽化器板的俯视图。汽化器板802a包括第一侧804a、多个第一孔(标注了第一孔808a)、多个第一通道(标注了第一通道810a)和第一入口区814a。图8A中未示出汽化器板802a的第二侧。第二侧可以包括多个第二通道和其他特征。多个第二通道可以设置成螺旋结构，或者可以设置成其他几何形状。

汽化器板802a的第一通道设置成螺旋结构。螺旋结构是许多可行的替代的第一通道构造之一。螺旋结构的第一通道可以允许第一通道有更大有效长度，这相比于以上参照汽化器板102讨论的径向通道可以极大地增加停留时间。然而，由于螺旋结构，可以相应地减少可能在给定区域中支撑的通道数量(如果螺旋结构具有例如足够数量的圈数)。比径向的第一通道的长度大的螺旋的第一通道的有效长度可以允许在前体达到第一孔之前加热前体更长的时间段，从而允许更多时间用于传导热量到前体中。

为了进一步描述比例，以下提供了与螺旋通道汽化器板的一个实施方式相关的一些具体尺寸；当然，这些仅仅用于实例目的，并且根据使用的具体前体以及其他考量，其他实施方式可以具有其他的尺寸值。

例如，四个第一通道810可以是约1.75mm2，并且可以具有75cm的通道长度(而不是以上参照直的径向通道讨论的10cm)。在以上参照此前的实例讨论的类似流动和温度条件下，这种设置可以产生完全或接近完全蒸发例如水的流体。当然，对于其他的前体或所需的蒸发条件可能需要一些调节。

图8B是具有扩孔第一通道的示例的汽化器板的轴测图。汽化器板802b包括第一侧804b、多个第一孔808b、扩孔第一通道810b和第一入口区814b。图8A中未示出汽化器板802b的第二侧。第二侧可以包括与(例如此前在本文中所描述的)第一通道810b或多个第二通道类似的第二通道，以及其他特征。

扩孔第一通道810b是非常宽且平、但薄的第一通道。实际上，此第一通道替换参照以上讨论的此前的实例所讨论的多个第一通道。如图所示，第一通道810b可以具有大扩孔，该大扩孔的外径大致与第一孔808b最外面的周界之间的最大距离一样大(因此，第一孔808b可以位于总体上沿着扩孔区的周界)。在这种实施方式中，可能没有清晰地第一入口区814b和第一通道810b彼此画出，例如，第一入口区814b可以仅仅是位于前体流入第一通道810b中的位置处的第一通道810b的副部。然后前体可以在所有方向上径向向外地朝着第一孔808b流动。例如升高的凸台特征，如大致位于扩孔区的直径中点的8个升高的凸台，可能中断这种径流。这些升高的凸台可以充当导热导管以在使用的加热台板与汽化器板802b之间传递热量；这可以有助于使汽化器板802b内的温度在径向上更加均匀。与多个又长又薄的通道相比，又宽又平、但薄的几何形状的扩孔第一通道810b可以允许更低的流动压力损失。扩孔几何形状也可以允许用于汽化器板，该汽化器板可以比具有多个又小又薄的通道的汽化器板更容易制造。

图8A和图8B是两个可供选择的第一通道几何形状的实例。其他通道，例如，第二通道、第三通道、第四通道等也可以用于替代的几何形状。通道的几何形状可以根据前体、流速以及所需的加热量的变化而变化。通道的其他几何形状也可以与汽化器的其他实施方式一起使用。

图9是在示例的汽化器的工作期间沿着示例的第一通道行进的前体的示例的温度曲线图。图9的x轴与沿着第一通道的距离对应，而y轴与前体的温度对应。可以加热图9所述的实施方式的第一通道，并且随着前体沿着第一通道前进，加热的第一通道使前体的温度增加。第一通道可以加热到前体的沸点以上但是在前体的莱顿弗罗斯特温度以下的温度。曲线图最左边的点是前体进入的位置。前体可以在低于前体沸点的温度最初进入第一通道。随着前体沿着第一通道的长度移动，前体可以达到在前体的沸点以上但是在前体的莱顿弗罗斯特温度以下的平衡温度。流过图9的示例的第一通道的至少一部分前体可以汽化，因为第一通道加热到前体的沸点以上的温度。

沸点与莱顿弗罗斯特温度之间的温度范围被图示为图9的交叉影线区。如果第一通道加热到莱顿弗罗斯特温度以上的温度，前体就会受莱顿弗罗斯特效应的影响。正如此前所讨论的，当与受热体接触的液体产生随后陷在液体与受热体之间的气相绝缘层，因此相比亚莱顿弗罗斯特温度，减少传递到液体的热量并且减缓蒸发速率时，发生莱顿弗罗斯特效应。莱顿弗罗斯特效应延长了使液体沸腾所需的时间并且可能是使前体完全汽化的障碍。将第一通道加热到前体的沸点以上但在前体的莱顿弗罗斯特温度以下的温度点可以允许第一通道比各种常规商用的现成的汽化器增加在给定汽化器阶段内汽化的前体的量。

图10是穿过示例的汽化器的第一通道和第一孔的前体液滴的示例的示意图。图10示出了第一孔1008、第一通道1010、区域1038中的一组前体液滴以及区域1040中的一组剪切后的前体液滴。

在图10中，区域1038中的这组前体液滴从第一通道1010朝着左侧前进。在图10所示的实施方式中可以加热第一通道1010，并且一部分前体液滴可以在达到第一孔1008之前汽化。图10没有突出汽化的前体，即使一部分前体已经汽化。

载气可以被引入到区域1038与区域1040之间的前体中，从而将前体液滴剪切成更小的大小。在已经引入载气并且载气已经剪切前体液滴之后，前体液滴尺寸会更小，正如通过比较区域1038与区域1040之间的前体液滴大小所示。更小的前体液滴可以允许更容易汽化前体。在某些具体实施中，在载气已经将前体液滴剪切成更小的尺寸之后，前体可以流过附加的受热通道。这种受热通道可以加热到比第一通道的温度高得多的温度，因为更小的液滴具有更低的表面张力并且因此对莱顿弗罗斯特效应更有抵抗力。更小液滴尺寸的前体可以允许汽化更多量的前体。另外，在其他实施方式中，载气可以增加在已经喷射载气之后的前体的流速。

本文所述的设备可以与半导体加工工具中的各种其他的设备部分(例如，半导体加工室)连接上。通常，例如本文所述的汽化器可以与控制器连接上，该控制器可以是汽化器的一部分或者与汽化器的各种元件(例如，以上讨论的加热元件和/或用于控制前体流、载气流、清洗流和/或真空应用的流动控制器或阀门)通信接触的单独部件。这种控制器可以包括一个或多个处理器以及存储控制汽化器(包括加热元件以及潜在的其他与汽化器相关的设备(例如流量控制器和/或阀门))的指令的存储器以便为给定的半导体工艺提供所需汽化程度的前体。例如，所述指令可以包括：控制加热元件以维持第一通道和/或第二通道所需的壁温度的指令(通过使用可以插入到汽化器板或加热台板中的热电偶或者可以用于获得有关通道的估计的壁温度的反馈的其他温度传感器可以监测这些温度)；控制前体和/或载气流动的速率的指令；以及控制例如任何耦接加热器元件和任何第三或第四加热元件的任何附加加热元件的指令。正如以上所讨论的，控制器通常可以包括一个或多个存储设备以及一个或多个处理器，这些处理器被配置为执行指令使得设备会实施根据本发明所述的方法。包括用于控制根据本发明的过程操作的指令的机器可读的介质可以连接到系统控制器。

上述设备/过程可以与平版印刷图案化工具或过程结合使用，例如，用于制备或制造半导体器件、显示器、LED、光伏电池板等。通常，虽然不是必要地，这些工具/过程将在共同的制造设施中一起使用或操作。光刻图案化薄膜通常包括一些或所有的以下步骤，每个步骤启用多个可行的工具：(1)使用旋涂或喷涂工具在工件，即，衬底上涂覆光致抗蚀剂；(2)使用热板或加热炉或紫外线固化工具固化光致抗蚀剂；(3)使用例如晶片步进机之类的工具使光致抗蚀剂暴露于可见光或紫外线或X射线；(4)使抗蚀剂显影以便选择性地去除抗蚀剂并且从而使用例如湿式清洗台之类的工具将其图案化；(5)通过使用干的或抗等离子体腐蚀的工具将抗蚀剂图案转移到下方的薄膜或工件上；并且(6)使用例如射频或微波等离子体抗蚀剂剥离器之类的工具去除抗蚀剂。

还应当理解，除非专门指明详细描述的实施方式中的任何实施方式彼此不兼容，或者附近上下文暗示它们互相排斥或者不容易在互补和/或支持的意义上组合，否则整个本发明设想并预期可以选择性地组合这些互补的实施方式的具体特征以提供一个或多个综合的但是稍有不同的技术解决方案。因此会进一步认识到，只是以举例的方式给出上述说明，并且可以在本发明的范围内对细节进行修改。

Claims (28)

1.一种汽化器，其包括：

第一汽化器板，所述第一汽化器板包括：

平坦的第一侧，

与所述第一侧相反的平坦的第二侧，以及

延伸通过所述第一汽化器板的一个或多个第一孔；

由所述第一侧至少部分地界定的一个或多个第一通道；

由所述第二侧至少部分地界定的一个或多个第二通道；

第一入口区；以及

第一出口区，其中：

所述第一汽化器板插设在所述第一入口区与所述第一出口区之间，

各第一通道横跨在所述第一孔之一与所述第一入口区之间，

各第二通道横跨在所述第一孔之一与所述第一出口区之间，

各第一孔流动地连接第一通道和第二通道，

各第一通道与所述第一入口区流体地连接，并且

各第二通道与所述第一出口区流体地连接，

所述一个或多个第一孔在平行于所述第一侧的方向上偏离所述第一入口区和所述第一出口区。

2.根据权利要求1所述的汽化器，进一步包括第一加热组件，所述第一加热组件包括：

第一加热台板，其与所述第一汽化器板的第一侧导热接触；以及

第一加热元件，其被构造成加热所述第一加热台板。

3.根据权利要求2所述的汽化器，其中所述第一加热元件是与所述第一加热台板导热接触的加热板。

4.根据权利要求2所述的汽化器，其中：

所述第一加热台板进一步包括台板入口孔，并且

所述台板入口孔与所述第一入口区流体地连接。

5.根据权利要求2所述的汽化器，其进一步包括第二加热组件，所述第二加热组件包括：

第二加热台板，其与所述第一汽化器板的第二侧导热接触；以及

第二加热元件，其被构造成加热所述第二加热台板，其中所述第一汽化器板插设在所述第一加热台板与所述第二加热台板之间。

6.根据权利要求5所述的汽化器，其中：

所述第二加热台板进一步包括台板出口孔；并且

所述台板出口孔与所述第一出口区流体地连接。

7.根据权利要求1所述的汽化器，其中所述第一汽化器板是包括所述第一侧与所述第二侧之间的加热元件的组件。

8.根据权利要求1所述的汽化器，其进一步包括一个或多个载气喷射器流动通道，其中：

各所述载气喷射器流动通道包括载气喷射器流动通道第一端和载气喷射器流动通道第二端；

各所述载气喷射器流动通道被构造成使载气流动；并且

各所述载气喷射器流动通道第二端在所述第一通道之一、所述第二通道之一或所述第一孔之一中终止。

9.根据权利要求8所述的汽化器，其中各所述载气喷射器通道第二端在第一孔中终止。

10.根据权利要求8所述的汽化器，其进一步包括载气喷射器，所述载气喷射器被构造成喷射载气到所述一个或多个载气喷射器流动通道中。

11.根据权利要求1所述的汽化器，进一步包括：

一个或多个气体喷射器流动通道，各气体喷射器流动通道被构造成在与所述第一侧垂直的方向上使载气流入到所述第一孔之一中。

12.根据权利要求11所述的汽化器，进一步包括：

气体充气室；以及

气体入口，其中：

所述气体充气室使所述气体入口与所述一个或多个气体喷射器流动通道流体地连接，并且

所述气体入口被构造成与气源连接。

13.根据权利要求1所述的汽化器，其中所述一个或多个第一通道跟随从所述第一入口区到所述一个或多个第一孔的直线路径。

14.根据权利要求1所述的汽化器，其中所述一个或多个第二通道跟随从所述一个或多个第一孔到所述第一出口区的直线路径。

15.根据权利要求1所述的汽化器，其中所述一个或多个第一通道跟随从所述第一入口区到所述一个或多个第一孔的非直线路径。

16.根据权利要求1所述的汽化器，其中所述一个或多个第二通道跟随从所述一个或多个第一孔到所述第一出口区的非直线路径。

17.根据权利要求1所述的汽化器，其中所述一个或多个第一孔围绕所述第一入口区设置成辐射状。

18.根据权利要求17所述的汽化器，其中所述一个或多个第一通道跟随从所述第一入口区到所述一个或多个第一孔的向外螺旋的路径。

19.根据权利要求1所述的汽化器，进一步包括至少两个第一通道、至少两个第二通道和至少两个第一孔，其中：

各所述第一通道的长度相等；并且

各所述第二通道的长度相等。

20.根据权利要求1所述的汽化器，进一步包括：

第二汽化器板，所述第二汽化器板包括：

第三侧，

与所述第三侧相反的第四侧，以及

一个或多个第二孔；

由所述第三侧至少部分地界定的一个或多个第三通道；

由所述第四侧至少部分地界定的一个或多个第四通道；

第二入口区，所述第二入口区与所述第一出口区流体地连接；以及

第二出口区，其中：

所述第二汽化器板插设在所述第二入口区与所述第二出口区之间，

各第三通道横跨在所述第二孔之一与所述第二入口区之间，

各第四通道横跨在所述第二孔之一与所述第二出口区之间，

各第二板孔将第三通道与第四通道流体地连接，

各第三通道与所述第二入口区流体地连接，并且

各第四通道与所述第二出口区流体地连接。

21.根据权利要求20所述的汽化器，进一步包括耦接，所述耦接将所述第一出口区与所述第二入口区流体地连接。

22.根据权利要求21所述的汽化器，其中所述耦接进一步包括耦接加热器元件，所述耦接加热器元件被构造成输送热量到流过所述耦接的气体、流体或气体和流体的混合物。

23.根据权利要求1所述的汽化器，其中所述汽化器包括12至36个第一通道。

24.一种汽化器，包括：

第一汽化器阶段，所述第一汽化器阶段包括：

第一入口区，

第一出口区，

一个或多个第一汽化通道，

至少一个第一加热元件，以及

控制器，所述控制器被配置为使所述至少一个第一加热元件加热所述一个或多个第一汽化通道到在第一前体的汽化温度与所述第一前体的莱顿弗罗斯特温度之间的第一温度，其中：

所述一个或多个第一汽化通道在第一汽化器主体内部；并且

所述第一入口区、所述第一出口区和所述一个或多个第一汽化通道被构造成使得流入到所述第一入口区中的流体沿着所述一个或多个第一汽化通道流到所述第一出口区，

所述第一汽化器阶段进一步包括第一汽化器板，所述第一汽化器板具有第一侧以及与所述第一侧相反的第二侧，其中各第一汽化通道包括：

第一通道，其由所述第一侧至少部分地界定；

第二通道，其由所述第二侧至少部分地界定；以及

通过所述第一汽化器板的孔，其将所述第一通道与所述第二通道流体地连接，

所述孔在平行于所述第一侧的方向上偏离所述第一入口区和所述第一出口区。

25.根据权利要求24所述的汽化器，进一步包括一个或多个第一载气喷射器流动通道以及一个或多个第一载气喷射器，其中：

所述一个或多个第一汽化通道被构造成使所述第一汽化器阶段中的所述第一前体的一部分汽化；并且

所述一个或多个第一载气喷射器流动通道被构造成使所述一个或多个第一载气喷射器喷射的载气流动到所述第一汽化通道的至少一个中以机械地剪切处于液体状态的所述第一前体的一部分。

26.根据权利要求24所述的汽化器，进一步包括：

第二汽化器阶段，包括：

第二入口区，

第二出口区，

一个或多个第二汽化通道，以及

至少一个第二加热元件，其中：

所述一个或多个第二汽化通道在第二汽化器主体内部；

所述第二入口区与所述第一出口区流体地连接；

所述第二入口区、所述第二出口区和所述一个或多个第二汽化通道被构造成使得流入到所述第二入口区中的流体沿着所述一个或多个第二汽化通道流到所述第二出口区；并且

所述控制器被配置为使所述第二加热元件加热所述一个或多个第二汽化通道到比所述第一温度高的第二温度。

27.根据权利要求26所述的汽化器，进一步包括具有至少一个耦接通道的耦接，其中所述至少一个耦接通道流体地连接到所述第一出口区和所述第二入口区。

28.根据权利要求24所述的汽化器，其中所述第一汽化器阶段被构造成允许非破坏性地拆卸所述第一汽化器板以进行清洁。