CN111066134B - 低蒸汽压化学物质的输送 - Google Patents

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Abstract

本文提供一种用于输送气体至半导体处理系统的方法和设备。在一些实施方式中，该设备包含：气体入口管线，该气体入口管线具有入口阀；气体出口管线，该气体出口管线具有出口阀；气体流量控制器，该气体流量控制器经布置以控制通过该入口阀的流量；孔口，该孔口被包含在该气体出口管线、该出口阀、化学安瓿出口阀或出口隔离阀的至少一个内；化学安瓿，该化学安瓿流体耦接至该气体入口管线和该气体出口管线中的至少一个；和处理腔室。在一些实施方式中，该设备进一步包含：止回阀、一个或多个孔口和/或加热的转向管线。

Description

低蒸汽压化学物质的输送
技术领域
本发明的实施方式一般涉及用于输送气体至半导体处理系统的方法和设备。特定地，本公开内容的实施方式涉及用以改善对于基板处理腔室的前驱物输送的方法和设备。
背景技术
利用固体前驱物的气相沉积工艺(其中包含低蒸汽压化学物质输送)可能会遇到一些问题。举例而言，沿着气体输入和输出管线的非所期望的温度差导致在那些管线中的严重的化学冷凝。此外，存在有在进行基板处理期间的气体和不稳定的气体流动的初始的输送尖峰。温度差异和压力差异的组合导致在基板上的沉积中的不可重复性和非均匀性。然而，基板的处理需要在进行处理期间所使用的气体的输送中的温度、流量速率和压力的精确的控制。
发明内容
在一实施方式中，提供一种用于输送气体至半导体处理系统的设备。该设备包含：气体入口管线，该气体入口管线具有入口阀；气体出口管线，该气体出口管线具有出口阀；气体流量控制器，该气体流量控制器经布置以控制通过该入口阀的流量；孔口，该孔口被包含在该气体出口管线、该出口阀、化学安瓿出口阀或出口隔离阀中的至少一个内；化学安瓿，该化学安瓿流体耦接至该气体入口管线和该气体出口管线的至少一个；和处理腔室。
在另一实施方式中，提供一种用于输送气体至半导体处理系统的设备。该设备包含：气体入口管线，该气体入口管线具有入口阀；气体出口管线，该气体出口管线具有出口阀；气体流量控制器，该气体流量控制器经布置以控制通过该入口阀的流量；孔口，该孔口流体耦接至该出口阀、该气体出口管线，或前述的组合；处理腔室；热罐；止回阀，该止回阀流体连接至该气体入口管线；化学安瓿，该化学安瓿与该热罐流体连通；第三出口阀，该第三出口阀耦接至该气体出口管线和绕过该处理腔室的加热的转向管线，其中该处理腔室耦接至该气体出口管线；和第四出口阀，该第四出口阀与该气体出口管线流体连通，而允许化学前驱物和/或载气从该化学安瓿流至该处理腔室。
在另一实施方式中，提供一种用于输送气体至半导体处理系统的设备。该设备包含：气体入口管线，该气体入口管线具有入口阀；气体出口管线，该气体出口管线具有出口阀；气体流量控制器，该气体流量控制器经布置以控制通过该入口阀的流量；处理腔室；热罐；止回阀，该止回阀流体连接至该气体入口管线；孔口，该孔口流体耦接至该出口阀、气体出口管线，或前述的组合；化学安瓿，该化学安瓿与该热罐流体连通；第三出口阀，该第三出口阀耦接至该气体出口管线和绕过该处理腔室的加热的转向管线，其中该处理腔室耦接至该气体出口管线；第四出口阀，该第四出口阀与该气体出口管线流体连通，而允许化学前驱物和/或载气从该化学安瓿流至该处理腔室；和校准电路，该校准电路耦接至该出口阀。
附图说明
为了使得可详细地理解前文引述本公开内容的特征的方式，本公开内容的更为特定的描述(在前文中简短地概括)可通过参照实施方式来获得，所述实施方式中的一些被示例说明于随附的附图中。然而，应注意到随附的附图仅示例说明示例性的实施方式，因而不被认为是对其范围作出限制，并且可容许其他的同等有效的实施方式。
图1显示传统的化学物质输送系统的示意图。
图2显示化学物质输送系统的示意图。
图3显示具有孔口和不具有孔口的化学物质输送系统的压力对时间的曲线图。
为了要促进理解，在可能的情况中已经使用相同的附图标记以指定给附图共享的相同的元件。考虑到一个实施方式的元件和特征可被有利地并入其他的实施方式中，而无需进一步的详述。
具体实施方式
本公开内容的实施方式涉及用以改善从化学安瓿至处理腔室的化学物质输送的设备和方法。
已经在利用化学安瓿的传统的处理系统(或设备)的气体输送管线中观察到严重的化学冷凝。在由图1示例说明的传统的设备100中，沿着化学物质输送管线存在大的温度范围(例如，在大约91℃和大约180℃之间)。冷凝导致化学物质输送问题、在晶片上的颗粒、不均匀性，及在背对背的晶片运行期间的第一晶片效应。发明人已经发现到这些问题可通过均匀的输送管线加热、维持温度梯度，及加热的载体管线来解决。
传统的设备100在基板处理的初始的阶段期间还呈现出不期望的高压输送尖峰和不稳定的气流。这样导致前驱物进入腔室的不一致的流量以及具有稳定状态的给料条件下的腔室中的不稳定的压力，而显现出不稳定的化学物质输送。发明人已经发现到在如同显示于描绘在图2中的新颖的处理化学物质输送系统(或设备)200的输送管线中增加孔口提供了对于上述的问题的解决方案。孔口可以与加热的转向管线和止回阀一起使用，或可以不与加热的转向管线和止回阀一起使用。孔口的使用利用完全打开的阀门来减少初始的尖峰和控制气体的流量。加热的转向管线和止回阀的使用可以帮助分散气体的任何的初始的尖峰并且使得从化学安瓿至处理腔室的气体的流量稳定。止回阀的主要目的是防止前驱物沿着气体入口管线向上回流。此外，止回阀可提供额外的工具以将前驱物保持在热罐中，以使得前驱物不会无意中在载气管线中冷凝。
图1显示传统的处理化学物质输送系统(或传统的设备)100的示意图。传统的设备100包含：处理腔室106、基座107、载气源102a、净化气体源104a和化学安瓿110。处理腔室106可为用以进行热沉积工艺或包含蒸发的化学前驱物的气相沉积工艺的腔室。
化学安瓿110包含：安瓿入口111和安瓿出口112，并且还可包含：与化学安瓿110的内部空间流体连通的额外的管道113。可选择的管道113可包含：隔离阀113a，并且可被使用以对于化学安瓿110加压或减压。
化学安瓿110包含：内部主体114，并且内部主体114可存储化学前驱物。安瓿入口111可包含：用以当化学安瓿110未被连接时将安瓿入口111与外部环境隔离的入口隔离阀111a。类似地，安瓿出口112可包含：用以当化学安瓿110未被连接时将安瓿出口112与外部环境隔离的出口隔离阀112a。入口隔离阀111a和出口隔离阀112a可以被打开以允许与化学安瓿110的内部空间之间的流体连通。
设备100包含：气体入口管线115，该气体入口管线与载气102或载气源102a流体连通。载气源102a可由载气加热器102b来加热。气体入口管线115具有用以控制载气102流进化学安瓿110的流动的安瓿入口阀115a和隔离入口阀115b。设备100包含：气体出口管线117，该气体出口管线包含：用以控制(例如)前驱物蒸汽和离开化学安瓿110的载气的流动的安瓿出口阀117a和隔离出口阀117b。旁通管线130连接气体入口管线115和气体出口管线117。当存在化学安瓿110时，旁通管线130包含在安瓿出口阀117a的下游处的旁通阀130a。旁通阀130a允许载气102从气体入口管线115流动以净化气体出口管线117，而不使得载气102流入化学安瓿110。举例而言，当不存在化学安瓿110时，旁通阀130a可以打开以允许载气102的流动。一些实施方式的旁通管线130和旁通阀130a是在安瓿入口阀115a的上游处。在一些实施方式中，旁通管线130连接至在安瓿入口阀115a的下游处的气体入口管线115。在一些实施方式中，旁通管线130和旁通阀130a与在安瓿出口阀117a的下游处的气体出口管线117连通。在一些实施方式中，旁通管线130连接至在安瓿出口阀117a的上游处的气体出口管线117。在一些实施方式中，旁通管线130连接至在安瓿入口阀115a的上游处的气体入口管线115并且与其流体连通和连接至在安瓿出口阀117a的下游处的气体出口管线117并且与其流体连通。在一些实施方式中，旁通管线130连接至在安瓿入口阀115a的下游处的气体入口管线115并且与其流体连通和连接至在安瓿出口阀117a的上游处的气体出口管线117并且与其流体连通。
设备100包含：净化管线155，该净化管线与净化气体104和/或净化气体源104a流体连通。净化气体源可以被净化气体加热器104b加热。净化管线155包含与净化管线155流体连通的净化出口阀155a以允许净化气体104流至处理腔室106。在一些实施方式中，净化出口阀155a包含：与净化管线155流体连通的第一输入156a和与气体出口管线117流体连通的第二输入156b。净化出口阀155a还可包含：用以将流量引导朝向处理腔室106的第一出口156c。在一些实施方式中，净化出口阀155a是三通阀或比例阀，其可以将来自气体出口管线117和净化管线155中的仅有一个的流量传送至处理腔室106，或可以将来自气体出口管线117和净化管线155的流量混合。混合的流量的范围可以从整个气体出口管线117至整个净化管线155和在它们之间的所有的状态。
热罐105(由虚线指示)围绕气体入口管线115和气体出口管线117的一部分，以为了确保沿着气体输送系统的均匀的温度梯度、加热在输送管线中的阀，并且有助于避免可能破坏基板的杂质的沉积。热罐105是被使用以容纳和保持在热罐105内的部件上的热的壳体。加热器可以在壳体的内部或外部。部件可由(例如)强制热空气、筒式(cartridge)加热器、电阻加热器，及加热包裹(wraps)来加热。
在传统的设备100内的压力和热量的变化，以及化学冷凝造成前驱物气体进入腔室的不一致的流量和不稳定的化学物质输送，以使得工艺是不可重复的并且基板处理是不均匀的。因此，需要加入用以最小化压力和热量的变化，及化学冷凝的机制。如同在后文中描述，在示例说明于图2中的新颖的系统中，孔口(除了其他的部件之外)允许针对于每一次运行的受到控制的化学蒸汽输送和稳定的蒸汽压力。
图2显示新颖的处理化学物质输送系统200的示意图。新颖的处理化学物质输送系统(或设备)200包含：处理腔室206、基座207、载气源202a(该载气源被选择性地加热)、净化气体源204a(该净化气体源被选择性地加热)和化学安瓿210。处理腔室206可为用以进行热沉积工艺或包含蒸发的化学前驱物的气相沉积工艺的腔室。处理腔室206通常为化学气相沉积(CVD)腔室、原子层沉积(ALD)腔室，或可为其衍生物。
设备200具有化学安瓿210。在一实施方式中，化学安瓿210可与设备200共同地使用。在另一实施方式中，化学安瓿210可以不是设备200的部分。化学安瓿210可为使用于任何的低蒸汽压前驱物的输送的任何的安瓿(例如，升华安瓿或蒸发安瓿)。化学安瓿210可包含：适合使用于沉积工艺的任何形式的前驱物。在一些实施方式中，化学安瓿210包含：一个或多个固体前驱物。在一些实施方式中，化学安瓿210包含：一个或多个液体前驱物。在一些实施方式中，化学安瓿210包含：一个或多个固体前驱物和一个或多个液体前驱物。在一些实施方式中，化学安瓿210包含：内部主体214，且内部主体214可存储前驱物。
化学安瓿210包含：安瓿入口211和安瓿出口212，并且还可包含：与化学安瓿210的内部空间流体连通的额外的管道213。可选择的管道213可包含：隔离阀213a，并且可被使用以对于化学安瓿210进行加压或减压。安瓿入口211可包含：当化学安瓿210未被连接时将安瓿入口211与外部环境隔离的入口隔离阀211a。类似地，安瓿出口212可包含：用以当化学安瓿210未被连接时将安瓿出口212与外部环境隔离的出口隔离阀212a。入口隔离阀211a和出口隔离阀212a可以被打开以允许与化学安瓿210的内部空间之间的流体连通。
设备200包含：气体入口管线215，该气体入口管线与载气202或载气源202a流体连通。载气源202a可被载气加热器202b加热。气体入口管线215具有用以控制载气202流进化学安瓿210的流动的安瓿入口阀215a和隔离入口阀215b。设备200包含：气体出口管线217，该气体出口管线包含：用以控制(例如)前驱物蒸汽和离开化学安瓿210的载气202的流动的安瓿出口阀217a和隔离出口阀217b。旁通管线230连接气体入口管线215和气体出口管线217。当存在化学安瓿210时，旁通管线230包含：在安瓿出口阀217a的下游处的旁通阀230a。旁通阀230a允许载气202从气体入口管线215流动以净化气体出口管线217，而不使得载气202流入化学安瓿210。举例而言，当不存在化学安瓿210时，旁通阀230a可被打开以允许载气202流动。一些实施方式的旁通管线230和旁通阀230a是在安瓿入口阀215a的上游处。在一些实施方式中，旁通管线230连接至在安瓿入口阀215a的下游处的气体入口管线215。在一些实施方式中，旁通管线230和旁通阀230a与在安瓿出口阀217a的下游处的气体出口管线217连通。在一些实施方式中，旁通管线230连接至在安瓿出口阀217a的上游处的气体出口管线217。在一些实施方式中，旁通管线230连接至在安瓿入口阀215a的上游处的气体入口管线215并与其流体连通和连接至在安瓿出口阀217a的下游处的气体出口管线217并与其流体连通。在一些实施方式中，旁通管线230连接至在安瓿入口阀215a的下游处的气体入口管线215并与其流体连通和连接至在安瓿出口阀217a的上游处的气体出口管线217且与其流体连通。
气体入口管线215可耦接至入口校准电路239，该入口校准电路经配置以精确地测量气体流量。入口校准电路239可被利用以执行系统部件的流量验证，而不需要流入处理腔室206。气体入口管线215可耦接至止回阀240。止回阀240的主要目的是防止前驱物沿着气体入口管线215向上回流。此外，止回阀240可提供额外的工具以将前驱物保持在热罐205(由虚线指示)中，以使得前驱物不会无意中在载气管线中冷凝。入口校准电路239可以在止回阀240的上游处或下游处。
在一个实施方式中，入口校准电路239包含：气体源、分流阀、调节装置和感测电路。感测电路经配置以接收通过入口阀和出口阀的气流。在另一实施方式中，入口校准电路239利用校准的空间以接收气流。根据从在校准的空间中的气体中测量的特性和/或属性，可以验证进入感测电路的气体的流量速率和/或压力。在另一实施方式中，入口校准电路239利用未校准的空间以接收气流。根据在未校准的空间中的气体的随着时间测量的特性和/或属性的变化，可以验证进入感测电路的气体的流量速率和/或压力。在又一实施方式中，入口校准电路239包含：设置在校准的空间的振动构件。在其他的实施方式中，入口校准电路239可包含：传感器，该传感器经配置以检测设置在校准的空间中的气体的电特性或磁特性中的至少一个。因此，入口校准电路239经配置以用于通过测量通过安瓿入口阀215a和安瓿出口阀217a的流量来校准阀的有效开口面积，同时保持通过安瓿入口阀215a和安瓿出口阀217a的流动。
气体出口管线217可耦接至出口校准电路241，所述出口校准电路241经配置以精确地测量气体流量。出口校准电路241可被利用以执行系统部件的流量验证，而不需要流入处理腔室206。在这样的情况中，出口校准电路241经配置以通过测量通过孔口的流量来校准孔口250的面积，同时保持通过连接阀的流动(并且在这样的情况中是孔口校准电路)。气体出口管线217包含：孔口250，该孔口的尺寸被设计成提供阻塞流动条件。建立阻塞流动条件将扫入处理腔室206的气体的压力的尖峰最小化。孔口250可由与在基板处理系统中发现到的化学物质和副产物兼容的任何的材料制成。孔口250的尺寸被设计为与气体出口管线217配合。孔口250在气体出口管线217中产生流动条件，所述条件类似于当气体流入处理腔室206时存在的条件。孔口250的尺寸可由实验、经验分析或由其他的适当的方法来确定。在一些实施方式中，孔口250的尺寸可通过测量在孔口250的下游处的压力和调整孔口250的尺寸来确定，直到实现所期望的压力为止。在一些实施方式中，一个或多个孔口流体耦接至出口阀、气体出口管线，或二者的组合中的相应的一个。
设备200可包含：沿着气体出口管线217的至少一个传感器218a/218b，该至少一个传感器经布置以提供离开出口阀中的至少一个的气体的流量、压力，或化学性质中的至少一个的度量。设备200可包含：气体流量控制器219，该气体流量控制器经配置以响应于由至少一个传感器218a/218b提供至气体流量控制器219的度量，调整在气体输入管线的至少一个内流动的气体的特性。
设备200包含：与净化气体204和/或净化气体源204a流体连通的净化管线255。净化气体源204a可被净化气体加热器204b加热。净化管线255包含与净化管线255流体连通的净化出口阀255a以允许净化气体204流至处理腔室206。在一些实施方式中，净化出口阀255a包含：与净化管线255流体连通的第一输入256a和与气体出口管线217流体连通的第二输入256b。净化出口阀255a也可包含：用以将流动引导朝向处理腔室206的第一出口256c。在一些实施方式中，净化出口阀255a是三通阀或比例阀，其可以将来自气体出口管线217和净化管线255中的仅有一个的流量传送至处理腔室206，或可以将来自气体出口管线217和净化管线255的流量混合。混合的流量的范围可以从整个气体出口管线217至整个净化管线255和在它们之间的所有的状态。
在描绘于图2中的实施方式中，设备200包含：热罐205(由虚线指示)。本公开内容的孔口250与在热罐与处理腔室之间延伸的气体出口管线217连接。本公开内容的止回阀240与在热罐205之间延伸并被热罐205包围的气体入口管线215连接。热罐205确保沿着设备200的至少一部分的均匀的温度梯度(通过(例如)围绕气体入口管线215和气体出口管线217的一部分)、均匀地对于阀进行加热和有助于避免可能破坏基板的杂质的沉积。在前文中描述了热罐的进一步的讨论。在一些实施方式中，孔口250和/或止回阀240可以在热罐205的外部。在这样的情况中，沿着气体入口管线215和气体出口管线217的气体加热器可被使用以提高流动通过相应的管线的气体的温度，以使得它不会使蒸汽在管线中冷凝。
在一些实施方式中，设备包含：孔口250、止回阀240、转向管线263(该转向管线可被加热)或它们的组合。
在一些实施方式中，使用加热的转向管线。如同在图2中显示，与气体出口管线217流体连通的第三出口阀260允许来自化学安瓿210的(例如)化学前驱物和/或载气的流动经由转向管线263被引导至排气管线(前级管线)265，而绕过处理腔室206。转向管线可由转向管线加热器263a来加热。在一些实施方式中，第三出口阀260耦接至气体出口管线217和绕过处理腔室206的加热的转向管线，其中处理腔室206连接至气体出口管线217。在一些实施方式中，第三出口阀260是在与气体出口管线217流体连通的旁通管线230的下游处。当存在有化学安瓿210时或当不存在化学安瓿210时，此配置允许气体被引导至前级管线265。在一个或多个实施方式中，第三出口阀260是在旁通管线230的上游处并且与气体出口管线217流体连通。
与气体出口管线217流体连通的第四出口阀270允许来自化学安瓿210的化学前驱物和/或载气的流量被引导至处理腔室206。在一些实施方式中，第四出口阀270是在与气体出口管线217流体连通的旁通管线230的下游处。当存在有化学安瓿210时或当不存在化学安瓿210时，此配置允许气体被引导至处理腔室206。在一个或多个实施方式中，第四出口阀270在旁通管线230的上游处并且与气体出口管线217流体连通。
如同对于图2的设备进行的讨论般，具有用于温度控制的多个区域，而不仅仅是单个区域的温度控制(例如，热罐)。利用多个区域的温度控制允许沿着化学物质输送设备的管线的较少的冷凝和化学物质残留。针对于传统的设备(单个区域的温度控制)的沿着管线的最小温度和最大温度分别为91.6℃和179.41℃。对于本文公开的新的设备而言，沿着管线的最小温度和最大温度分别为154℃和160℃。
化学安瓿210包含：内部主体214。由于化学兼容性和机械强度的缘故，内部主体214通常是由不锈钢(例如，316不锈钢(316SST))制成。内部主体214的材料应具有相当的化学惰性(因为不同类型的化学前驱物(例如，具有高反应性的材料)可被存储在内部主体214内)。大的机械强度是化学安瓿210的内部主体214的理想的特性。在一些实施方式中，内部主体214可以于处理期间处在低于大气压力的压力下进行操作，并且可以被加压至大气压力以上以进行输送和存储。因此，当被利用以作为真空腔室或作为压力容器时，内部主体214必须作为有毒的化学前驱物的可靠的包封容器。
因为316SST是导热性不佳的介质，在使用期间可能在内部主体214内产生不期望的热梯度。举例而言，当液体化学前驱物被包含在内部主体214内时，随着液体前驱物耗尽，内部主体214中的更多空间被蒸汽填充，内部主体214的不佳的导热性可能导致在安瓿的寿命的后期于液体前驱物内的不均匀的加热(例如，热点)。在另一示例中，例如当内部主体214包含固体化学前驱物时，内部主体214的不佳的导热性可能在安瓿的整个寿命周期中产生热点。在任何一种情况下，CVD工艺或ALD工艺可能受到这样的温度的不均匀性的不利影响。
可被使用以形成处理气体的固体化学前驱物包含：钽前驱物(例如，五(二甲酰胺基(dimethylamido))钽(PDMAT；Ta(NMe2)5)、五(二乙酰胺基(diethylamido))叔戊基亚氨基(tertiaryamylimido)-三(二甲酰胺基)钽(TAIMATA、(t-AmyIN)Ta(NMe2)3)，其中t-Amyl是叔戊基基团(C5H11或CH3CH2C(CH3)2–)，或其衍生物。在一个实施方式中，PDMAT具有低的卤素含量(例如，CI、F、I，或Br)。PDMAT可具有小于大约100ppm的卤素浓度。举例而言，PDMAT可具有小于大约100ppm的氯浓度(优选地为小于大约20ppm(更为优选地为小于大约5ppm(并且更为优选地为小于大约1ppm(例如，大约100ppb或更小))))。
可被使用以经由升华工艺来形成处理气体的其他的固体化学前驱物包含：四氯化铪(HfCl4)、二氟化氙(xenon difluoride)、羰基镍(nickel carbonyl)和六羰基钨(tungsten hexacarbonyl)，或其衍生物。在其他的实施方式中，液体化学前驱物可被蒸发以在本文中描述的安瓿内形成处理气体。可被使用以形成处理气体的其他的化学前驱物包含：钨前驱物(例如，六氟化钨(WF6))、钽前驱物(例如，钽(PDEAT；Ta(NEt2)5)、五(甲乙酰胺基(methylethylamido))钽(PMEAT；Ta(NMeEt)5)、叔丁基亚氨基(tertbutylimino)-三(二甲氨基(dimethylamino))钽(TBTDMT、t-BuNTa(NMe2)3)、叔丁基亚氨基-三(二乙氨基(diethylamino))钽(TBTDET、t-BuNTa(NEt2)3)、叔丁基亚氨基-三(甲乙氨基(methylethylamino))钽(TBTMET，t-BuNTa(NMeEt)3)，或其衍生物)、钛前驱物(例如，四氯化钛(TiCl4)、四(二甲氨基)钛(TDMAT、(Me2N)4Ti))、四(二乙氨基)钛(TEMAT、(Et2N)4Ti))，或其衍生物)、钌前驱物(例如，双(乙基环戊二烯基)钌((EtCp)2Ru))、铪前驱物(例如，四(二甲氨基(dimethylamino))铪(TDMAH、(Me2N)4Hf))、四(二乙氨基)铪(TDEAH、(Et2N)4Hf))、四(甲乙氨基)铪(TMEAH，(MeEtN)4Hf))，或其衍生物)，及铝前驱物(例如，1-甲基吡咯肼(methylpyrolidrazine)：铝烷(MPA，MeC4H3N：AIH3)、吡啶：铝烷(C4H4N：AIH3)、烷基胺铝烷复合物(例如，三甲基胺：铝烷(Me3N：AIH3)、三乙基胺：铝烷(Et3N：AIH3)、二甲基乙胺：铝烷(Me2EtN：AIH3)、三甲基铝(TMA、Me3Al)、三乙基铝(TEA、Et3Al)、三丁基铝(Bu3Al)、二甲基氯化铝(Me2AlCl)、二乙基氯化铝(Et2AlCl)、二丁基氢化铝(Bu2AlH)、二丁基氯化铝(Bu2AlCl)，或其衍生物)。在一个或多个实施方式中，前驱物是四氯化铪。
净化气体可为在本领域中已知的任何的适当的净化气体。适当的净化气体包含(但不限于)：氦气、氮气、氖气、氩气、氪气和氙气。在一些实施方式中，净化气体是氮气。
通过增加孔口至化学物质输送系统来实现优越的化学物质输送(其中具有或不具有额外的元件(例如，加热的转向管线和/或止回阀))。图3是具有这些特征的化学物质输送和不具有这些特征的化学物质输送之间的性能比较。增加的特征消除了初始的压力尖峰，并且允许进入腔室的前驱物流量逐渐增加。此外，具有稳定状态的给料条件下的在腔室中的稳定的压力显现出稳定的化学物质输送。
尽管本发明已经在此参照特定的实施方式来描述，应理解到这些实施方式仅示例说明本发明的原理和应用。对于本领域技术人员而言将为显而易见的是，可对于本发明的方法和设备作出各种修改和变化，而不偏离本发明的精神和范围。因此，意图为本发明包含落在随附的权利要求书及其等同物的范围内的修改和变化。

Claims (19)

1.一种用于将气体输送至半导体处理系统的设备，包含：
耦接至处理腔室的气体入口管线，具有入口阀；
耦接至所述处理腔室的气体出口管线，具有出口阀、化学安瓿出口阀或出口隔离阀的一个或多个；
气体流量控制器，所述气体流量控制器经布置以控制通过所述入口阀的流量；
孔口，所述孔口被包含在所述气体出口管线、所述出口阀、所述化学安瓿出口阀或所述出口隔离阀的至少一个内；和
孔口校准电路，所述孔口校准电路经配置以通过测量通过所述孔口的流量来校准所述孔口的面积，同时保持通过所述入口阀和所述出口阀的流量，并且其中所述孔口的尺寸被设计成提供阻塞流动条件。
2.如权利要求1所述的设备，进一步包含：在所述气体入口管线内的止回阀。
3.如权利要求1所述的设备，进一步包含：传感器，所述传感器经布置以提供离开所述出口阀的气体的流量、压力或化学性质的至少一个的度量。
4.如权利要求3所述的设备，进一步包含：控制器，所述控制器经配置以响应于由所述传感器提供给所述控制器的度量，调整在所述气体入口管线内流动的气体的特性。
5.如权利要求3所述的设备，进一步包含：第三出口阀，所述第三出口阀耦接至所述气体出口管线和绕过所述处理腔室的加热的转向管线，其中所述处理腔室耦接至所述气体出口管线。
6.如权利要求5所述的设备，进一步包含：第四出口阀，所述第四出口阀与所述气体出口管线流体连通，而允许化学前驱物和/或载气从化学安瓿流至所述处理腔室。
7.如权利要求6所述的设备，其中所述化学安瓿是升华安瓿、蒸发安瓿或前述的组合。
8.如权利要求1所述的设备，进一步包含：净化管线，所述净化管线包含与所述净化管线流体连通的净化出口阀以使得净化气体流至所述处理腔室。
9.如权利要求8所述的设备，进一步包含：校准电路，所述校准电路经配置以用于通过测量通过所述入口阀和所述出口阀的流量来校准阀的有效开口面积，同时保持通过所述入口阀和所述出口阀的流量。
10.如权利要求1所述的设备，其中所述孔口流体耦接至所述出口阀、出口管线或二者的组合中的一者。
11.一种用于将气体输送至半导体处理系统的设备，包含：
耦接至处理腔室的气体入口管线，具有入口阀；
耦接至所述处理腔室的气体出口管线，具有出口阀、化学安瓿出口阀或出口隔离阀的一个或多个；
气体流量控制器，所述气体流量控制器经布置以控制通过所述入口阀的流量；
孔口，所述孔口流体耦接至所述出口阀、所述气体出口管线或前述的组合；
热罐；
止回阀，所述止回阀流体连接至所述气体入口管线；
化学安瓿，所述化学安瓿与所述热罐流体连通；
第三出口阀，所述第三出口阀耦接至所述气体出口管线和绕过所述处理腔室的加热的转向管线，其中所述处理腔室耦接至所述气体出口管线；
第四出口阀，所述第四出口阀与所述气体出口管线流体连通，而允许化学前驱物和/或载气从所述化学安瓿流至所述处理腔室；和
孔口校准电路，所述孔口校准电路经配置以通过测量通过所述孔口的流量来校准所述孔口的面积，同时保持通过所述入口阀和所述出口阀的流量，并且其中所述孔口的尺寸被设计成提供阻塞流动条件。
12.如权利要求11所述的设备，进一步包含：传感器，所述传感器经布置以提供离开所述出口阀的气体的流量、压力或化学性质的至少一个的度量。
13.如权利要求12所述的设备，进一步包含：控制器，所述控制器经配置以响应于由所述传感器提供至所述控制器的度量，调整在所述气体入口管线内流动的气体的特性。
14.如权利要求11所述的设备，其中所述化学安瓿是升华安瓿、蒸发安瓿或前述的组合。
15.如权利要求11所述的设备，进一步包含：校准电路，所述校准电路耦接至气体出口管线。
16.如权利要求11所述的设备，进一步包含：净化管线，所述净化管线包含与所述净化管线流体连通的净化出口阀以使得净化气体流至所述处理腔室。
17.一种用于将气体输送至半导体处理系统的设备，包含：
耦接至处理腔室的气体入口管线，具有入口阀；
气体出口管线，具有出口阀；
气体流量控制器，所述气体流量控制器经布置以控制通过所述入口阀的流量；
热罐；
止回阀，所述止回阀流体连接至所述气体入口管线；
孔口，所述孔口流体耦接至所述出口阀、气体出口管线，或前述的组合；
化学安瓿，所述化学安瓿与所述热罐流体连通；
第三出口阀，所述第三出口阀耦接至所述气体出口管线和绕过所述处理腔室的加热的转向管线，其中所述处理腔室耦接至所述气体出口管线；
第四出口阀，所述第四出口阀与所述气体出口管线流体连通，而允许化学前驱物和/或载气从所述化学安瓿流至所述处理腔室；
校准电路，所述校准电路耦接至所述出口阀；和
孔口校准电路，所述孔口校准电路经配置以通过测量通过所述孔口的流量来校准所述孔口的面积，同时保持通过所述入口阀和所述出口阀的流量，并且其中所述孔口的尺寸被设计成提供阻塞流动条件。
18.如权利要求17所述的设备，进一步包含：传感器，所述传感器经布置以提供离开所述出口阀的气体的流量、压力或化学性质的至少一个的度量。
19.如权利要求18所述的设备，其中所述化学安瓿是升华安瓿、蒸发安瓿或前述的组合。
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