CN112400222A - 用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备和方法 - Google Patents

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罗伊·夏维夫
菲利普·斯托特
约瑟夫·M·拉内什
普拉沙斯·科斯努
萨蒂什·拉德哈基什南
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Abstract

提供用于控制处理材料到沉积腔室的流动的方法和设备。在实施方式中，所述设备包括沉积腔室，沉积腔室通过一个或更多个输送管线而与一个或更多个升华器流体连通，其中一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，安瓿通过开口而与一个或更多个输送管线流体连通，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源，且第二热源与开口相邻，其中一个或更多个输送管线包括在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的一个或更多个导管，且其中一个或更多个导管包括一个或更多个阀门，以用于打开或关闭一个或更多个导管，其中处于打开位置的一个或更多个阀门防止处理材料流动进入沉积腔室，且其中处于关闭位置的一个或更多个阀门引导处理材料流动进入沉积腔室。

Description

用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备和方法
技术领域
本公开内容的实施方式大体涉及半导体处理装备。本公开内容更具体地涉及用于将蒸发的反应物供应到反应腔室的系统、设备和方法(例如，在半导体装置制造装备中)。
背景技术
有机气相沉积在构建半导体装置(诸如，CMOS图像传感器(CIS))和其他光学装置中变得越来越重要。然而，发明人已经观察到，由于纯度和/或污染问题，防止使用载气而在沉积处理中将有机材料沉积于工件上存在问题。
此外，发明人已经观察到，在有机气相沉积期间维持处理条件是困难的，并且由于许多原因可能存在问题。举例而言，晶片产量和更换的频率的增加导致系统复杂化。此外，由于管线系统中可能凝结的残留的前驱物，所以前驱物的关闭可能存在问题。残留的前驱物蒸汽亦可能连续吸入腔室中，而导致过量的前驱物。因此，处理腔室的内部和设备的其他部分以及晶片可能出现不期望的涂层，从而降低前驱物的消耗效率。随后，涂层可能剥落成大颗粒，从而可能污染晶片和设备的其他部分。此外，前驱物源的热控制可能存在问题，并且造成输送管线中的蒸汽浪费。
因此，发明人提供一种改善的前驱物输送系统、设备和方法，以用于控制处理材料到沉积系统(例如，有机气相沉积系统)的流动，而减少系统内电镀或颗粒形成的可能性，以及提高前驱物材料的沉积速率、消耗效率和均匀输送。
发明内容
本文提供用于控制处理材料的流动的方法和设备。在一些实施方式中，一种用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备，包括：沉积腔室，沉积腔室通过一个或更多个输送管线而与一个或更多个升华器流体连通，其中一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，安瓿通过开口而与一个或更多个输送管线流体连通，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源，且第二热源与开口相邻，其中一个或更多个输送管线包括在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的一个或更多个导管，且其中一个或更多个导管包括一个或更多个阀门，以用于打开或关闭一个或更多个导管，其中当一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于打开位置的一个或更多个阀门防止处理材料流动进入沉积腔室，且其中当一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于关闭位置的一个或更多个阀门引导处理材料流动进入沉积腔室。
在一些实施方式中，一种用于控制处理材料到沉积腔室的流动的方法，包括以下步骤：在一个或更多个升华器中升华一种或更多种前驱物材料，以形成一种或更多种蒸汽前驱物，其中一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，安瓿通过开口而与一个或更多个输送管线流体连通，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源，且第二热源与开口相邻；使一种或更多种蒸汽前驱物流经与沉积腔室流体连通的一个或更多个输送管线；其中一个或更多个输送管线在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的接点(junction)处连接至一个或更多个导管；以及设定一个或更多个导管中的一个或更多个阀门，以控制前驱物材料从一个或更多个升华器到沉积腔室的流动。
在一些实施方式中，一种具有存储其上的指令的非暂态计算机可读介质，在执行指令时实现用于控制处理材料到沉积腔室的流动的方法，包括以下步骤：在一个或更多个升华器中升华一种或更多种前驱物材料，以形成一种或更多种蒸汽前驱物，其中一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，安瓿通过开口而与一个或更多个输送管线流体连通，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源，且第二热源与开口相邻；使一种或更多种蒸汽前驱物流经与沉积腔室流体连通的一个或更多个输送管线；其中一个或更多个输送管线在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的接点处连接至一个或更多个导管；以及设定一个或更多个导管中的一个或更多个阀门，以控制前驱物材料从一个或更多个升华器到沉积腔室的流动。
下面描述本公开内容的其他和进一步的实施方式。
附图说明
为让上文简要概述且下文更详细论述的本公开内容的实施方式更明显易懂，可参照本公开内容的说明性实施方式，这些实施方式图示于附图中。然而，附图仅绘示本公开内容的典型实施方式，且因此不应视为对的范围限制，因为本公开内容可允许其他同等有效的实施方式。
图1图示本公开内容的沉积系统的示意性侧视图。
图2图示图1的沉积系统的一部分的示意性侧视图，其中以放大视图图示包括加热系统和气体输送系统的前驱物输送系统。
图3图示根据本公开内容的一个喷头组件实施方式的示意性侧视图。
图4图示图3的喷头组件的一部分的示意性侧视图。
图5图示适用于本公开内容的系统的加热设备的示意性侧视图。
图6图示根据本公开内容的用于控制处理材料到沉积腔室的流动的方法。
为促进理解，已尽可能使用相同的附图标记来标示各图中共有的相同元件。为清楚说明，以上各图已经简化且未按比例绘制。一个实施方式的元件和特征可以有利地并入其他实施方式，而无需进一步详述。
具体实施方式
本文提供用于处理基板和/或控制处理材料到沉积腔室的流动的设备和方法。在实施方式中，本公开内容涉及一种用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备，包括：沉积腔室，沉积腔室通过一个或更多个输送管线而与一个或更多个升华器流体连通，其中一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，安瓿通过开口而与一个或更多个输送管线流体连通，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源，且第二热源与开口相邻，其中一个或更多个输送管线包括在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的一个或更多个导管，且其中一个或更多个导管包括一个或更多个阀门，以用于打开或关闭一个或更多个导管，其中当一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于打开位置的一个或更多个阀门防止处理材料流动进入沉积腔室，且其中当一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于关闭位置的一个或更多个阀门引导处理材料流动进入沉积腔室。在实施方式中，输送管线形成在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的流动路径，而一个或更多个导管在处理腔室与一个或更多个升华器之间的接点处连接至一个或更多个输送管线。
发明人已经观察到，经加热的前驱物输送系统需要一个或更多个上游导管，以引导一种或更多种处理材料(诸如，前驱物)离开处理腔室，以避免处理腔室内侧的任何凝结问题。此外，发明人已经发现，通过以受控方式有效地将处理材料(诸如，前驱物材料)输送到沉积系统而不损害或不适当地增加系统的复杂性，本公开内容的设备和方法是有利的。此外，发明人已经发现，本公开内容的设备和方法在提供前驱物材料的均匀输送、改善的消耗效率及晶片处理系统的有效产量方面是有利的。此外，本公开内容的设备改善处理材料(诸如，前驱物材料)的加热，以改善处理材料在设备中的流动。此外，本公开内容的设备可包括喷头和/或输送系统，并经配置以防止两种或更多种相邻的处理材料在离开输送系统之前发生热串扰。举例而言，在离开喷头并在基板上凝结之前，可以在相同或不同的温度下通过热隔离的设备针对处理材料的两种或更多种前驱物物质或样品进行单独处理。尽管可以根据在基板或工件上生长或凝结的有机薄膜来描述该处理，但是本公开内容的处理可以应用于任何CVD、金属有机化学气相沉积、金属有机气相外延或薄膜沉积处理，其中期望维持处理材料的受控和可重复的输送，以改善所得到的膜，并降低系统中的污染等级。
现在参照图1，图示关于在沉积腔室110中处理基板(诸如，基板116)的沉积系统100。在实施方式中，沉积腔室110可以是由CA(加利福尼亚州)的Santa Clara(圣克拉拉市)的Applied Materials，Inc.(应用材料公司)制造的CVD腔室，其经配置以执行根据本公开内容的处理材料沉积(例如，有机前驱物沉积)。适合用于或适于根据本公开内容的一种非限制性系统为可以从CA的Santa Clara的Applied Materials，Inc.获得的
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系列的处理系统。其他系统也可以用于建立层(诸如，反应前驱物和添加剂的层)。然而，因为控制处理材料的流动的设备和方法可以在其他系统配置(包括由其他制造商生产的系统)中具有实用性，所以可以将包括原子层沉积(ALD)或旋涂处理的其他设备和方法配置成包括本公开内容的设备和方法。
在实施方式中，根据本公开内容的方法所处理的基板116可以是半导体基板、玻璃基板、晶片或工件，并且可包括形成在其上的层(诸如，介电层(例如，SiO2)和阻挡层(例如，钛、氮化钛和类似者))。在一些实施方式中，基板116可包括硅、砷化镓、氮化镓，或其组合和类似者。在实施方式中，基板116具有50微米至1.5毫米的厚度。
在实施方式中，可以通过沉积处理或其衍生物而在基板116上形成、凝结或沉积一层(未示出)(诸如，有机层)。在一些实施方式中，所述层可以由一种或更多种处理材料形成。在实施方式中，用于本公开内容的设备和方法的适合的处理材料包括适合于在基板上升华且随后凝结的任何材料。举例而言，适合的处理材料可包括固体材料，所述固体材料可以经加热、升华和流动到基板或工件上，以凝结并在其上形成一层。在一些实施方式中，处理材料包括有机金属化合物、衍生物或其前驱物的有机蒸汽(包含例如有机分子的碳原子与金属(诸如，碱金属、碱土金属和过渡金属)或类金属(metalloid)(例如，硼、硅和锡)之间的化学键)。在一些实施方式中，处理材料包括烷基金属和羰基金属。在一些实施方式中，处理材料包括前驱物，所述前驱物包括金属氧键(诸如，金属醇盐或金属β二酮酸盐(metal-β-diketonate))或金属氮键(诸如，金属烷基酰胺)。在一些实施方式中，处理材料前驱物包括金属氢化物(诸如，三甲胺铝烷)。
在一些实施方式中，可以在适于在基板上凝结的条件下，通过经升华或经蒸发的一种或更多种有机处理材料在基板116上形成一层(未示出)。在实施方式中，将固体形式的一种或更多种处理材料加热至蒸汽形式，并冷却或凝结于基板116上。在一些实施方式中，金属氮化物处理材料的非限制性实例包括氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)和氮化铟(InN)。在一些实施方式中，多种金属可以适合作为本公开内容的处理材料(诸如，AlGaN和/或InGaN)。在一些实施方式中，处理材料具有大于99％的纯度(诸如，99.55％、99.9％及更高)。此外，在一些实施方式中，可以将掺杂剂(诸如，硅(Si)或镁(Mg))添加到处理材料和所沉积的层或膜中。在实施方式中，可以任选地通过在沉积处理期间添加少量掺杂剂气体来掺杂在基板116上形成的膜。举例而言，针对硅掺杂，可以使用硅烷(SiHH4)或乙硅烷(Si2H6)气体，而针对镁掺杂，掺杂剂气体可包括双(环戊二烯基)镁(Cp2Mg或(C5H5)2Mg)。
在一些实施方式中，合适的处理材料还可包括前驱物(诸如，III族前驱物，包括金属有机(MO)前驱物(诸如，三甲基镓(“TMG”)、三甲基铝(“TMAI”)和/或三甲基铟(“TMI”))，但也可以使用其他合适的MO前驱物)。在一些实施方式中，合适的处理材料包括V族前驱物(诸如，氮前驱物，例如氨(NH3))。在一个实施方式中，合适的处理材料可包括单一MO前驱物(诸如TMG)，其可被输送到下面进一步描述的第一喷头部件118或第二喷头部件121。在另一实施方式中，合适的处理材料包括两种或更多种MO前驱物(诸如，TMG和TMI)，它们可被混合并输送到第一喷头部件118或第二喷头部件121。在实施方式中，合适的处理材料包括前驱物(诸如，本文先前提到的III族前驱物，然而，其他III族前驱物亦可以适用于本文所述的处理材料)。举例而言，亦可以使用具有通式MX3的前驱物(例如，GaCl3)，其中M为III族元素(例如，镓、铝或铟)，X为VII族元素(例如，溴、氯或碘)。气体输送系统150的部件(下面进一步描述)可以适当地适于将MX3前驱物输送到喷头组件112以及与喷头组件112流体连通的基板116。
在一些实施方式中，根据本公开内容的用于处理的其他合适的处理材料包括适合在基板116上形成体异质结层(bulk heterojunction layer)的材料。在实施方式中，可以进行两种或更多种处理材料的共蒸发或共升华(在固体前驱物的情况下)，以在基板116上产生一层。在实施方式中，包括第一生坯(green)体异质结前驱物处理材料和第二生坯体异质结前驱物处理材料的共沉积异质结可以是用于本公开内容的设备和方法的合适的处理材料。
在实施方式中，所提供的处理材料的量足以在基板116上形成一层。在实施方式中，所提供的处理材料的量足以在具有预定厚度的基板116上形成一层。在一些实施方式中，处理材料在基板116的主表面上凝结的量足以在基板116上形成一层(诸如，层的厚度为约50纳米至1毫米、100纳米至350纳米、或150纳米至300纳米)。
返回参照图1，图示包括沉积腔室110和前驱物输送系统120的沉积系统100。在实施方式中，沉积系统100包括在前驱物输送系统120下游的沉积腔室110。在实施方式中，前驱物输送系统120可包括一个或更多个加热系统(142和142′)和一个或更多个气体输送系统(150和150′)。在实施方式中，沉积系统100的部件彼此连接和通信，以使得一个或更多个加热系统(142和142′)中的处理材料可以升华并且随后通过一个或更多个气体输送系统(150和150′)进入沉积腔室110。在实施方式中，一个或更多个加热系统(142和142′)、气体输送系统(150和150′)和沉积腔室110可以流体连通。
在一些实施方式中，前驱物输送系统120可包括两个或更多个(例如，数个)加热系统(诸如，加热系统(142和142′))以及经配置以容纳相同或不同处理材料的一个或更多个(数个)样品的两个或更多个(例如，数个)气体输送系统(诸如，气体输送系统(150和150′))。在实施方式中，包括两个或更多个加热系统(142和142′)以及两个或更多个气体输送系统(150和150′)来配置前驱物输送系统120，以便在样品通过前驱物输送系统120到达沉积腔室110时隔离一个或更多个处理材料样品。举例而言，可以将一个或更多个样品热隔离，而将处理材料样品维持在不同的温度。在实施方式中，第一处理材料可以在第一温度下通过前驱物输送系统120，而第二处理材料可以在第一或第二温度下通过前驱物输送系统120。在实施方式中，第一处理材料的温度不会影响第二处理材料的温度。在实施方式中，前驱物输送系统120可被配置为防止通过前驱物输送系统120的两个或更多个处理材料样品在离开沉积腔室110之前发生热串扰。在实施方式中，前驱物输送系统120可被配置为防止通过两个或更多个气体输送系统(150和150′)的两个或更多个处理材料样品在离开沉积腔室110之前发生热串扰。
在一些实施方式中，沉积系统100可包括用于执行和监测沉积系统100中的预定处理(例如，沉积膜)的部件。这些部件通常包括沉积系统100的各种子系统(例如，真空和排气子系统和类似者)和装置(例如，电源、处理控制仪器和类似者)。在实施方式中，沉积系统包括第一泵180、第二泵181、节流阀184和压力阀183，以用于控制系统的压力，并使沉积系统100达到或维持在真空条件下。在实施方式中，可以打开节流阀184，其中第一泵180与第二泵181被泵送以实现沉积系统100中的低真空(760至25Torr)、中真空(25至1×10-3Torr)或高真空(1×10-3至1×10-9)条件。在实施方式中，可以根据处理材料的蒸汽压力来选择和改变真空条件。可以包括压力阀183以根据需要来移除真空条件。在实施方式中，沉积腔室110包括沉积腔室110下游的排气路径191或者与排气路径191流体连通。如图1所示，排气路径191分成第一排气流动路径193和第二排气流动路径194。在实施方式中，第一排气流动路径193包括压力阀183，而第二排气流动路径194包括节流阀184。如图1所示，一个或更多个导管(200和200′)在节流阀184下游的第一接点199处流动进入第二排气流动路径194。在实施方式中，第一泵180位于第一接点199的下游。在实施方式中，第一排气流动路径193和第二排气流动路径194在压力阀183和第一泵180下游的第二接点176处合并。在实施方式中，第二泵181位于第二接点176的下游。
在实施方式中，沉积系统100被配置为在真空条件下操作，以促进处理材料流经前驱物输送系统120并进入沉积腔室110。在实施方式中，真空条件的品质在加热系统(142和142′)处最低，在气体输送系统(150、150′)中较高，而在沉积腔室110中最高。在实施方式中，在系统中形成压力梯度，其中加热系统(142和142′)处于比气体输送系统(150和150′)更高的压力，而气体输送系统(150和150′)处于比沉积腔室110更高的压力。在实施方式中，压力梯度或真空条件引导升华成蒸汽或气体形式的处理材料从高压区域流动到低压区域，或者从低真空品质流动到高真空品质。在实施方式中，压力梯度和真空条件引导处理材料从加热系统(142和142′)流经气体输送系统(150和150′)进入沉积腔室110。举例而言，在实施方式中，系统的近似压力可包括处理材料源附近的加热系统(142和142′)中的真空条件(例如，约5×10-5Torr)、喷头设备的入口处(邻近于图2的箭头223)的真空条件(例如，约2×10-5Torr)和沉积腔室110中的真空条件(例如，约1×10-7)。
在实施方式中，沉积系统100被配置为在高温条件下操作(诸如，约300摄氏度至550摄氏度之间，或者大于或等于400摄氏度，或者大于500摄氏度)。在一些实施方式中，沉积系统100及其部件由适于高温操作的材料制成(诸如，不锈钢)。在一些实施方式中，操作期间的气体输送系统150的温度比加热系统142的温度或处理材料的升华温度高约20至40摄氏度。
返回参照图1，图示包括沉积腔室110、一个或更多个侧边111、底板128和盖130的沉积系统100。喷头组件112、晶片支撑件114、基板116亦设置于沉积腔室110内。在实施方式中，沉积腔室110为真空沉积腔室。在实施方式中，晶片支撑件114被配置为在根据本公开内容于基板116上形成层期间旋转基板116。在实施方式中，沉积腔室110被配置为在根据本公开内容于基板116上形成层期间旋转基板116。在一些实施方式中，沉积腔室110包括QCM或类似装置，以用于控制可以通过温度调整的沉积速率。传感器144(例如，石英晶体微量天平)可以任选地设置成与沉积腔室110的基板相邻并与其通信。传感器144可以与用于将热施加到基板116的控制器147(诸如，温度控制器)通信。
仍然参照图1，喷头组件112图示为具有第一喷头部件118和第二喷头部件121。然而，喷头组件112可以是经配置以防止两种或更多种相邻的处理材料在离开喷头组件112并凝结于基板116上之前发生热串扰的任何喷头。举例而言，喷头组件112可被配置为使两种或更多种处理材料的物质或样品在离开喷头组件112之前在相同或不同的温度下单独流经热隔离的喷头组件112，而使得第一处理材料的温度不会影响第二处理材料的温度，反之亦然。在一些实施方式中，喷头组件112可被配置为将处理材料输送到沉积腔室110，而不会将一种或更多种处理材料凝结于其中。
参照图1，第一喷头部件118图示为连接至第一温度传感器141，第一温度传感器141可以是适于从第一喷头部件118获得热信息并向第一温度控制器124发送信号、通信或提供反馈的热电偶、高温计或耐热装置。第一温度控制器124可以是任何合适的温度控制器，其适于并经配置以接收来自第一温度传感器141的输入，以及控制、调整或设定第一加热元件125的热。第一加热元件125将热施加到第一喷头部件118。因此，第一加热元件125将热施加到第一处理材料，第一处理材料包括在预定温度或第一温度(诸如，当处理材料朝向沉积腔室110移动并进入沉积腔室110和处理容积171时的第一设定温度)下通过第一喷头部件118的上述前驱物。
第二喷头部件121图示为连接至第二温度传感器143，第二温度传感器143可以是适于从第二喷头部件121获得热信息并向第二温度控制器126发送信号、通信或提供反馈的热电偶、高温计或耐热装置。第二温度控制器126可以是任何合适的温度控制器，其适于并经配置以接收来自第二温度传感器143的输入，以及控制、调整或设定第二加热元件127的热。第二加热元件127将热施加到第二喷头部件121，因此亦可以在第二预定温度或第二温度(诸如，当第二处理材料朝向沉积腔室110移动并进入沉积腔室110时的第二设定温度)下将热施加到通过第二喷头部件121的第二处理材料。在实施方式中，第一温度控制器124与第二温度控制器126可被配置为在相同或不同的温度下控制、调整或设定第一加热元件125和第二加热元件127的热，并且亦可以在相同或不同的温度下控制、调整或设定第一处理材料和第二处理材料的热。在实施方式中，第一温度控制器124和第二温度控制器126可被配置为在不同的温度下控制、调整或设定第一加热元件125和第二加热元件127的热，并且亦可以在相同或不同的温度下控制、调整或设定第一处理材料和第二处理材料的热。举例而言，第一喷头部件118和第二喷头部件121可被加热到不同的温度，而使得其中的处理材料亦可被加热到不同的温度并保持在不同的温度下，直到进入用于在基板116上沉积的处理容积171。在一些实施方式中，通过第一喷头部件118的第一处理材料与通过第二喷头部件121的第二处理材料可以相对于彼此保持热隔离(例如，第一处理材料与第二处理材料之间的270摄氏度到550摄氏度的差异)。在实施方式中，喷头组件112被配置为防止第一喷头部件118的温度影响第二喷头部件121中的处理材料的温度。在实施方式中，喷头组件112被配置为防止第二喷头部件121的温度影响第一喷头部件118中的处理材料的温度。在实施方式中，喷头组件112被配置为防止从一个或更多个气体输送系统150进入喷头组件112的不同处理材料的凝结。
仍然参照图1，前驱物输送系统120图示为包括一个或更多个加热系统142和一个或更多个气体输送系统150。包括加热系统142和气体输送系统150的前驱物输送系统120被配置为将一种或更多种处理材料(诸如，一种或更多种有机前驱物)加热并供应到沉积腔室110，以沉积于基板116上。在实施方式中，前驱物输送系统120适合用于向沉积腔室110提供第一处理材料和第二处理材料，以在受控条件下沉积于基板116上。举例而言，前驱物输送系统120适合用于向沉积腔室110提供第一处理材料和第二处理材料，以在一个或更多个温度、压力或浓度下沉积于基板116上。一个或更多个加热系统142和一个或更多个气体输送系统150再次图示于图2中并在下面详细描述。在实施方式中，前驱物输送系统120适于以热隔离的方式向沉积腔室110中的喷头组件112提供第一处理材料和第二处理材料，而使得第一处理材料的温度不会影响第二处理材料的温度，并且类似地，第二处理材料的温度不会影响第一处理材料的温度。
现在参照图2，前驱物输送系统120图示为包括一个或更多个加热系统(142和142′)，以用于处理材料加热并输送到一个或更多个气体输送系统(150和150′)。在实施方式中，加热系统(诸如，加热系统(142和142′))图示为包括耦接至一个或更多个升华器(146和146′)的两个或更多个热源(诸如，第一热源(160和160′)和第二热源(162和162′))。在实施方式中，一个或更多个升华器(146和146′)图示为包括加热套(heating jacket)(164和164′)和安瓿(166和166′)，以用于容纳处理材料(诸如，适于在沉积腔室110中的基板116上凝结的源材料(图1))。在一些实施方式中，一个或更多个升华器(146和146′)包括两个或更多个热源(诸如，第一热源(160和160′)和第二热源(162和162′))。在一些实施方式中，一个或更多个升华器(146和146′)包括第一热源(160和160′)和第二热源(162和162′)，其中第一热源(160和160′)适用于将处理材料加热到接近处理材料的沸点或升华温度的第一温度(T1)，且其中第二热源(162和162′)适用于将处理材料从第一温度(T1)加热到处理材料的沸点或升华温度或以上的第二温度(T2)。在实施方式中，一个或更多个升华器(146和146′)包括多区加热器。
在一些实施方式中，一个或更多个第一热源(诸如，第一热源160)可包括设置于安瓿(诸如，安瓿166)附近的一个或更多个辐射加热器，或者外接安瓿(例如，安瓿166)的加热套(164和164′)形式的加热器。在一些实施方式中，第一热源(160和160′)可以由适于将热从第一热源(160和160′)转移到安瓿(166和166′)的任何材料制成。在一些实施方式中，一个或更多个第一热源(160和160′)可包括可以由碳化硅(SiC)制成的辐射加热器。在一些实施方式中，一个或更多个热源(诸如，第一热源(160和160′))的温度可以通过设置于加热系统(142和142′)中的温度传感器(172和172′)或监测装置(例如，高温计)监测。温度传感器(172和172′)可以是经配置以向第三温度控制器(170和170′)发送温度信息信号或传送温度信息的任何温度传感器。第三温度控制器(170和170′)可以是任何合适的温度控制器，其适于并经配置以接收来自温度传感器(172和172′)的输入，并控制、调整或设定第一热源(160和160′)的热。在实施方式中，热源(诸如，第一热源(160和160’))将热施加到加热套(164和164′)，而因此亦可以将热施加到设置于安瓿(166和166′)内的处理材料。在实施方式中，第一热源(160和160′)适于将安瓿(166和166′)及其内容物加热到摄氏250摄氏度至350摄氏度的温度。在实施方式中，第二热源(162和162′)适于将安瓿(166和166′)及其内容物加热到摄氏350摄氏度至550摄氏度的温度。
仍然参照图2，一个或更多个升华器(146和146′)图示为包括用于控制第一热源(160和160′)的热的温度控制器(诸如，第三温度控制器(170和170’))。第一热源(160和160′)将一个或更多个升华器(146和146′)内的处理材料的温度调整或维持在设定温度处。第三温度控制器(170和170′)图示为连接至温度传感器(172和172’)(诸如，第三温度传感器)。在实施方式中，温度传感器(172和172′)适用于测量在一个或更多个升华器(146和146′)内通过的处理材料的温度，并通过与第三温度控制器(170和170′)通信来促进其调整。
在一些实施方式中，一个或更多个加热系统(142和142′)可包括耦接至一个或更多个升华器(146和146′)的两个或更多个热源(例如，第一热源(160和160′)和第二热源(162和162′))。在一些实施方式中，一个或更多个升华器(146和146′)包括第一热源(160和160′)和第二热源(162和162′)，其中第一热源(160和160′)适用于将处理材料加热到接近处理材料的沸点或升华温度的第一温度，且其中第二热源(162和162′)适用于将处理材料从第一温度加热到处理材料的沸点或升华温度或以上的第二温度。
在一些实施方式中，第二热源(162和162′)可包括与一个或更多个升华器(146和146′)接触或相邻的一个或更多个加热灯。在一些实施方式中，可以通过设置成与输送管线(190和190′)(配置为气体输送系统(150和150′)中的管状物)相邻并通信的温度监测装置或传感器(185和185′)(例如，石英晶体微量天平)来监测一个或更多个第二热源(162和162′)(诸如，加热灯)。温度监测装置亦可以适于发送信号到用于将热施加到安瓿(166和166′)的第四温度控制器(175和175′)(诸如，灯控制器)。在实施方式中，传感器(185和185′)亦可以用于控制或设定进入气体输送系统(150和150′)的升华蒸汽材料的浓度。
在一些实施方式中，第二热源(162和162′)可包括多个灯(例如，布置于与安瓿(166和166′)相邻的同心圆或区域(图2中未示出)上或布置于其中)，并且每一灯区可以单独提供功率。在一个实施方式中，一个或更多个温度传感器(诸如，传感器(185和185′))可以设置于前驱物输送系统120内，而与一个或更多个加热系统(142和142′)以及一个或更多个气体输送系统(150和150′)通信。传感器(185和185′)被配置为监测处理材料和反应气体温度。在实施方式中，传感器(185和185′)被配置为将温度数据或信息传送到第四温度控制器(175和175′)，第四温度控制器(175和175′)可以针对单独灯区调整功率，以维持安瓿(166和166′)上的预定温度分布。在另一实施方式中，可以针对单独灯区调整功率来补偿前驱物流动或前驱物浓度的不均匀性。举例而言，若与安瓿(166与166′)的顶部相邻的外灯区附近的一个或更多个气体输送系统(150和150′)中的前驱物浓度较低，则可以调整外灯区的功率来帮助补偿一个或更多个气体输送系统(150和150′)中的处理材料或前驱物消耗。在实施方式中，灯可以将处理材料加热到约400摄氏度到约1200摄氏度的温度。本公开内容并不限于使用灯阵列。可以使用任何合适的热源，以确保适当的温度适当地施加到安瓿(166和166′)和其中的处理材料。举例而言，在另一实施方式中，热源可包括与安瓿(166和166′)热接触的电阻加热元件(未示出)。
在实施方式中，第二热源(162和162′)可包括两个或更多个加热灯。加热灯可以是适合将一个或更多个安瓿(166和166′)加热到所期望温度的任何类型的加热灯。举例而言，在一些实施方式中，第二热源(162和162′)加热灯可以类似于在快速热处理腔室(RTP)或外延(EPI)腔室中使用的灯。在此类实施方式中，加热灯可以具有高达约650W的容量(例如，RTP处理腔室灯)，或者在一些实施方式中，高达约2kW的容量(例如，EPI处理腔室灯)。可以利用适于提供一个或更多个安瓿166的充分且有效加热的任何配置来使用任何数量的加热灯。举例而言，在一些实施方式中，每个升华器(146和146′)的一至三个加热灯可以设置于升华器146周围。可替代或组合地，可以使用其他加热机制(诸如，电阻加热器或热交换器)。在实施方式中，第二热源162可以定位于气体输送系统150附近，而使得热可以施加到与气体输送系统150相邻的处理材料，以促进处理材料流动进入气体输送系统150。如图2中与输送管线(190和190′)和导管(200和200′)相邻的虚线所示，附加的热源可以定位于气体输送管线和导管附近。
在处理期间，第二热源(162和162′)可包括作为红外(IR)辐射(亦即，热)源的灯，并在操作中产生在升华器上的预定温度分布。安瓿(166和166′)可以由石英形成；然而，其他IR透明及处理相容的材料亦可以用于形成这些部件。举例而言，加热灯可以是多区域灯加热设备的一部分，以向升华器的顶侧提供热均匀性。在实施方式中，一个或更多个加热系统(142和142′)可包括多个加热区，其中每一加热区包括多个灯。举例而言，一个或更多个灯可以是第一加热区，而一个或更多个其他灯可以是第二加热区。一个或更多个升华器146可以受到温度控制(例如，通过主动冷却或类似者)，以进一步帮助控制升华器和/或其中的处理材料(诸如，有机前驱物)的热控制。
在一些实施方式中，加热系统142可包括两个或更多个热源(诸如，耦接至一个或更多个升华器146的第一热源160和第二热源162，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源，且第二热源与安瓿中的开口(诸如，输送管线与安瓿之间的开口)相邻)。在实施方式中，第二热源位于开口上方并与开口相邻。在实施方式中，第二热源包括一个或更多个红外(IR)辐射热源。在一些实施方式中，第一热源被配置为在安瓿中存在处理材料时将处理材料加热到第一温度，且第二热源被配置为将处理材料加热到第二温度，第二温度大于第一温度。
仍然参照图2，一个或更多个升华器146图示为包括用于控制第二热源(162和162′)的热的第四温度控制器(175和175′)。第二热源162将一个或更多个升华器146内的处理材料的温度调整或维持在设定温度处。第四温度控制器175图示为连接至上述传感器185。第四温度控制器175(诸如，热电偶)适合于调整或设定一个或更多个升华器146内所通过的处理材料的温度，并通过与传感器185通信来促进其调整。
仍然参照图2，一个或更多个气体输送系统(150和150′)图示为包括第一气体输送管线(132和132′)。在实施方式中，气体输送系统150与加热系统142和沉积腔室110(图1)以流体连通方式连接。通常，流体连通可以指流体连通的两个或更多个元件可以经由连接来交换流体、气体或蒸汽，并允许流体、气体或蒸汽在两个元件之间流动的配置。举例而言，在加热系统142中升华或蒸发的处理材料可以流动进入气体输送系统150，通过输送管线190，并进入处理容积171(图1)。在实施方式中，气体输送系统150与沉积腔室110流体连通，从而允许处理材料处于真空下并在加热系统142中升华或蒸发，以从升华器146(诸如，第一升华器)运送或推动通过气体输送系统150、输送管线190、喷头组件112，并进入处理容积171(如图1所示)。
参照图2，气体输送系统(150和150′)包括一个或更多个第一气体输送管线(132和132′)(诸如，第一气体输送管线132)，以用于导引和分配来自升华器(146和146′)的经蒸发或经升华的处理材料。在实施方式中，第一气体输送管线(132和132′)可以将经蒸发或经升华的处理材料从升华器(146和146′)导引到处理腔室中的出口(诸如，喷头组件112)。在实施方式中，第一气体输送管线(132和132′)可以由适于承受高温的材料构成。在一些实施方式中，输送管线190为第一气体输送管线132的一部分，并且是线性分配管，并且可以理解为包括圆柱形管在内的管，其中圆柱可以具有圆形底部形状或任何其他合适的底部形状。
在一些实施方式中，处理材料、载气或净化气体可以流经输送管线190。如上所述，在实施方式中，传感器185(例如，石英晶体微量天平)可以任选地连接至输送管线190，并且可以用于监测处理材料(诸如，经蒸发的前驱物)的流量(flow rate)或其温度。然而，在一些实施方式中，第一气体输送管线(132和132′)与输送管线(190和190′)的一部分处于真空下，并且除了任何经升华的处理材料之外并未包含气体。
在一些实施方式中，气体输送系统(150和150′)可包括多个气源。在实施方式中，可以经由第一气体输送管线(132和132′)将不同的气体(诸如，净化气体或其他气体)供应到气体输送系统(150和150′)。第一气体输送管线(132和132′)可包括一个或更多个截止阀(诸如，第二阀门(197和197′))以及质量流量控制器或其他类型的控制器，以监测和调节或截止每一管线中的气体的流动。在实施方式中，气体输送系统(150和150′)处于真空下，并且除了气体或蒸汽形式的经升华的处理材料之外没有气体。
在另一实施方式中，气体输送系统(150和150′)和加热系统(142和142′)可被配置为使得气体或蒸汽形式的处理材料可以供应到沉积处理容积(诸如，处理容积171)，以例如在基板116上凝结和形成层(诸如，III-V膜)。
在实施方式中，气体输送系统(150和150′)可进一步包括在升华器(146和146′)与喷头组件112之间的接点处连接至第一气体输送管线(132和132′)的一个或更多个导管(诸如，导管(200和200′))(图2中未示出)。在实施方式中，导管接点位于升华器(146和146′)与沉积腔室110之间。在一些实施方式中，可以打开或关闭排气阀(诸如，阀门(220和220′))以调整处理材料的流动，并调整第一气体输送管线(132和132′)和沉积腔室110中的压力。阀门(220和220′)设置于系统内，使得阀门220打开时(例如，处于打开位置)时，停止沉积腔室110中的处理材料(诸如，有机前驱物)的沉积。在实施方式中，阀门220设置于系统内，使得阀门220关闭(例如，处于关闭位置)时，开始或继续沉积腔室110中的处理材料(诸如，有机前驱物)的沉积。在实施方式中，合适的排气阀(诸如，阀门(220和220′))包括一个或更多个阀门，经配置而能够在高温下工作(诸如，高于400摄氏度，或者在400摄氏度与1500摄氏度之间)。在实施方式中，可以通过操作阀门(220和220′)来控制处理容积171的压力，阀门(220和220′)控制从气体输送系统(150和150′)抽取排出气体的速率。
在一些实施方式中，气体输送系统150及其部分(诸如，第一气体输送管线132和第二阀门197)的温度应该大于或等于其中所包含的处理材料的温度。举例而言，根据处理材料的蒸发或升华温度，气体输送系统150的温度应该等于或高于处理材料的温度，以防止或最小化气体输送系统内的凝结。此外，气体输送系统150及其部件应该由适于高温操作(诸如，高于300摄氏度、高于400摄氏度、高于500摄氏度及更高)的材料制成。
在实施方式中，在真空条件下，可以通过将第二阀门(197和197′)和阀门(220和220′)设定在预定位置来调整气体输送系统(150和150′)，以改变系统中的压力，并促进处理材料的移动。举例而言，打开第二阀门197允许来自加热系统(142和142′)的处理材料朝向沉积腔室110流动。当第二阀门197打开且阀门220打开时，处理材料沿着箭头222的方向而引导远离沉积腔室110。当第二阀门197打开且阀门220关闭时，处理材料沿着箭头223的方向并沿着最小阻力或较低压力的路径而引导进入沉积腔室110。在操作期间，当基板放置于腔室中的基座上时，阀门220关闭，以重新引导处理材料流动进入沉积腔室110。在一些实施方式中，并且为了保存处理材料，可以打开阀门220，而第二阀门197可以节流以限制来自源的流动，而节省处理材料。在下一个沉积循环开始时，打开第二阀门197来恢复沉积。
在一些实施方式中，气体输送系统150包括QCM或类似装置，以用于控制可以通过温度调整的沉积速率。传感器185(例如，石英晶体微量天平)可被设置成与气体输送系统150的输送管线190相邻并与其通信。温度监测装置亦可以适于发送信号到用于将热施加到安瓿166的第四温度控制器175(诸如，灯控制器)。
在实施方式中，处理材料(诸如，一种或更多种有机前驱物)从第二喷头部件121输送到沉积腔室110中的基板116。现在参照图3，图示根据本公开内容的喷头组件300的示意性侧视图。在实施方式中，喷头组件300包括第一喷头部件318和第二喷头部件321。第一喷头部件318包括入口320、多个出口325、针状物(needle)328和套管329。支柱(pillar)330设置于第一喷头部件318上。第二喷头部件321进一步图示为包括第二入口333和多个出口335。绝缘层340设置于第一喷头部件318与第二喷头部件321之间。在实施方式中，喷头组件300被配置为针对从单独的源通过喷头组件300的处理材料进行热隔离。
不参照图4，以截面图示图3的喷头组件300的一部分的示意性侧视图。在实施方式中，喷头组件300包括第一喷头部件318和第二喷头部件321。第一喷头部件318包括多个上喷嘴管360和多个上喷嘴馈送通管365。图示多个喷嘴350。喷嘴350图示为连接至上喷嘴管360和第二喷头部件321，并与上喷嘴管360和第二喷头部件321流体连通。通常，多个喷嘴350定位于喷头组件300的一侧，以用于定位成与基板116相邻(图1)。在实施方式中，喷头组件300被配置为针对从单独的源通过喷头组件300的处理材料进行热隔离。
在一些实施方式中，喷头组件300将一种或更多种处理材料的流动引导朝向基板116的第一侧(图1)。在一些实施方式中，第一处理材料可包括诸如上述有机前驱物的材料。在实施方式中，第一喷头部件318可以连接至第一气体输送系统(诸如，气体输送系统150)，并与其流体连通，而第二喷头部件321可以连接至第二气体输送系统(例如，图示为150′)，并与其流体连通。在实施方式中，第一气体输送系统和第二气体输送系统可以包含一种或更多种不同的处理材料，并可以根据处理需要而在不同的温度和压力下输送到相应的喷头部件。参照图3，第一喷头部件318可具有用于第一处理材料输送的第一组喷嘴350，并且第二喷头部件321可具有用于第二处理材料输送的第二组喷嘴350。在实施方式中，喷嘴350的节距在10至20毫米之间。在实施方式中，喷嘴具有0.5至2或约1毫米的开口。在一些实施方式中，第一处理材料包括与第二处理材料相同的前驱物。在一些实施方式中，第一处理材料包括与第二处理材料不同的前驱物。
在一些实施方式中，通过第一喷头部件318和第二喷头部件321的处理材料的流量为约300SLM至约500SLM。在一些实施方式中，一个或更多个加热元件(诸如，图1所示的第一加热元件125和第二加热元件127)耦接至喷头组件300，以将喷头组件300加热到等于或高于处理材料的蒸发或升华温度的温度。在一些实施方式中，加热器227可以是缠绕在喷头组件300周围或嵌入喷头组件300中的电线圈。在一些实施方式中，喷头228被加热到等于或高于处理材料的蒸发或升华温度的温度。在一些实施方式中，将喷头组件进行加热，而使得第一喷头部件318和第二喷头部件321处于不同的温度，以在两种或更多种处理材料之间提供喷头温度控制和隔离。在一些实施方式中，将喷头组件进行加热，以使得第一喷头部件318可以在约550摄氏度下操作，并且第二喷头部件321可以在约270摄氏度的温度下操作。在实施方式中，喷头组件300的设计允许基板上的均匀沉积。
现在参照图5，图示适用于本公开内容的系统的另一加热设备500。升华器501图示为包括安瓿560和多个加热区(T1和T2)，以针对安瓿560中的处理材料565提供受控的区域加热。在实施方式中，升华器501可以受到温度控制(例如，通过主动加热或类似者)，以进一步帮助控制升华器501和/或其中的处理材料565(诸如，有机前驱物)的热控制。举例而言，一个或更多个加热器(诸如，520、521、522、523、524、525或526)可以是多区加热设备的一部分，以向升华器提供热均匀性。在实施方式中，升华器501可包括多个加热区，其中每一加热区包括多个加热器。举例而言，一个或更多个加热器520、521、522或523可以是第一加热区T1，并且一个或更多个其他加热器(诸如，524、525或526)可以形成第二加热区T2。在一些实施方式中，一个或更多个加热器(诸如，520、521、522或523)可包括靠近安瓿560设置的一个或更多个辐射加热器，或者外接安瓿560的加热套形式的加热器。在一些实施方式中，一个或更多个加热器(诸如，520、521、522、523、524、525或526)可以由适于将热从加热器转移到安瓿560的任何材料制成。在实施方式中，加热区T1适于将安瓿560及其内容物加热到250至350摄氏度的第一温度。在实施方式中，第二加热区T2适于将安瓿560及其内容物加热到350至550摄氏度的第二温度。在实施方式中，经升华或蒸发的处理材料可以通过导管570离开升华器501。在实施方式中，加热设备500包括第一热源和第二热源，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源(诸如，520、521、522或523)，并且第二热源(诸如，524、525或526之一或更多者)与开口581相邻。在实施方式中，一个或更多个第二热源(诸如，与开口581相邻的524、525或526之一或更多者)可包括一个或更多个加热灯，以在安瓿560中存在处理材料时加热处理材料。在实施方式中，安瓿560包括填充到填充线段(fill line)580的处理材料。在实施方式中，第二热源位于填充线段580的上方和/或与其相邻。在实施方式中，开口581与输送管线流体连通并与其连接。在实施方式中，开口581设置于加热设备500内的填充线段580上方。
在实施方式中，一个或更多个控制器可以直接(未示出)或者经由与处理腔室和/或支持系统相关联的计算机(或控制器)耦接至沉积系统100和支持系统。在实施方式中，控制器可以是任何形式的通用计算机处理器之一，可以在工业设定中用于控制各种腔室和子处理器。存储器或CPU的计算机可读介质可包括诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、软盘、硬盘或任何其他形式的数字存储(本地或远程)的容易取得的存储器之一或更多者。在实施方式中，支持电路耦接至CPU，以通过传统方式支持处理器。这些电路包括高速缓冲存储器(cache)、电源、时钟电路、输入/输出电路系统、和子系统及类似者。
在一些实施方式中，本公开内容涉及一种具有存储其上的指令的非暂态计算机可读介质，在执行指令时实现用于控制处理材料到沉积腔室的流动的方法，包括以下步骤：在一个或更多个升华器中升华一种或更多种前驱物材料，以形成一种或更多种蒸汽前驱物；使一种或更多种蒸汽前驱物流经与沉积腔室流体连通的一个或更多个输送管线；其中一个或更多个输送管线在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的接点处连接至一个或更多个导管；以及设定一个或更多个导管中的一个或更多个阀门，以控制前驱物材料从一个或更多个升华器到沉积腔室的流动。
在一些实施方式中，本公开内容涉及一种用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备，包括：沉积腔室，沉积腔室通过一个或更多个输送管线而与一个或更多个升华器流体连通，其中一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，安瓿通过开口而与一个或更多个输送管线流体连通，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源，且第二热源与开口相邻，其中一个或更多个输送管线包括在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的一个或更多个导管，并且其中一个或更多个导管包括一个或更多个阀门，以用于打开或关闭一个或更多个导管，其中当一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于打开位置的一个或更多个阀门防止处理材料流动进入沉积腔室，并且其中当一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于关闭位置的一个或更多个阀门引导处理材料流动进入沉积腔室。在一些实施方式中，第二热源位于开口上方并与开口相邻。在一些实施方式中，第二热源包括一个或更多个红外(IR)或宽频辐射热源。在一些实施方式中，第一热源被配置为在安瓿中存在处理材料时将处理材料加热到第一温度，且第二热源被配置为将处理材料加热到第二温度，第二温度大于第一温度。在一些实施方式中，沉积腔室包括沉积腔室下游的排气路径。在一些实施方式中，排气路径分成第一排气流动路径和第二排气流动路径。在一些实施方式中，第一排气流动路径包括压力阀，而第二排气流动路径包括节流阀。在一些实施方式中，一个或更多个导管在节流阀下游的第一接点处流动进入第二排气流动路径。在一些实施方式中，第一泵位于第一接点的下游。在一些实施方式中，第一排气流动路径和第二排气流动路径在压力阀和第一泵下游的第二接点处合并。在实施方式中，第二泵位于第二接点的下游。在实施方式中，第一热源包括辐射热源，并且第二热源包括红外(IR)辐射热源，且其中辐射热源与红外(IR)辐射热源在不同的加热区。在一些实施方式中，红外(IR)辐射热源连接至传感器。在实施方式中，一个或更多个输送管线进一步包括定位于一个或更多个导管与一个或更多个升华器之间的第二阀门。在实施方式中，一个或更多个阀门控制沉积腔室的处理容积压力。
现在参照图6，图示根据本公开内容的用于控制处理材料到沉积腔室的流动的方法600。在602处，处理序列包括以下步骤：在一个或更多个升华器中升华一种或更多种前驱物材料，以形成一种或更多种蒸汽前驱物，其中一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，安瓿通过开口而与一个或更多个输送管线流体连通，其中第一热源为与安瓿相邻的辐射热源，并且第二热源与开口相邻。在604处，方法600的处理序列包括以下步骤：使一种或更多种蒸汽前驱物流经与沉积腔室流体连通的一个或更多个输送管线；其中一个或更多个输送管线在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的接点处连接至一个或更多个导管。在606处，方法600的处理序列包括以下步骤：设定所述一个或更多个导管中的一个或更多个阀门，以控制前驱物材料从一个或更多个升华器到沉积腔室的流动。在实施方式中，所述方法包括以下步骤：将一个或更多个阀门设定于打开位置，以防止处理材料流动进入沉积腔室，以及其中将一个或更多个阀门设定于关闭位置，以引导处理材料流动进入沉积腔室。在实施方式中，使一种或更多种蒸汽前驱物流经与沉积腔室流体连通的一个或更多个输送管线的步骤包括以下步骤：维持流经一个或更多个输送管线的一种或更多种蒸汽前驱物的温度。在实施方式中，使一种或更多种蒸汽前驱物流经与沉积腔室流体连通的一个或更多个输送管线的步骤包括以下步骤：在第一蒸汽前驱物流经第一输送管线时，将第一蒸汽前驱物的温度维持在第一温度，并且在第一蒸汽前驱物流经第二输送管线时，将第二蒸汽前驱物的温度维持在第二温度。
在一个实施方式中，本公开内容涉及一种用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备，包括：沉积腔室，沉积腔室通过一个或更多个输送管线而与一个或更多个升华器流体连通，其中一个或更多个输送管线包括在沉积腔室与一个或更多个升华器之间的一个或更多个导管，且其中一个或更多个导管包括一个或更多个阀门，以用于打开或关闭一个或更多个导管，其中当一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于打开位置的一个或更多个阀门防止处理材料流动进入沉积腔室，且其中当一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于关闭位置的一个或更多个阀门引导处理材料流动进入沉积腔室。在实施方式中，所述设备进一步包括沉积腔室下游的排气路径。在实施方式中，排气路径分成第一排气流动路径和第二排气流动路径。在实施方式中，第一排气流动路径包括压力阀，并且第二排气流动路径包括节流阀。在实施方式中，一个或更多个导管在节流阀下游的第一接点处流动进入第二排气流动路径。在实施方式中，第一泵位于第一位置的下游。在实施方式中，第一排气流动路径和第二排气流动路径在压力阀和第一泵的下游的第二接点处合并。在一些实施方式中，第二泵位于第二接点的下游。在一些实施方式中，一个或更多个升华器的每一者包括两个或更多个热源。在一些实施方式中，两个或更多个热源包括辐射热源和红外(IR)或宽频辐射热源，其中辐射热源与红外(IR)或宽频辐射热源在不同的加热区。在一些实施方式中，红外(IR)辐射热源连接至传感器。在一些实施方式中，一个或更多个输送管线进一步包括定位于一个或更多个导管与一个或更多个升华器之间的第二阀门。在一些实施方式中，一个或更多个阀门适合在至少400摄氏度的温度下使用。在一些实施方式中，一个或更多个阀门控制沉积腔室的处理容积压力。
尽管上述内容针对本公开内容的实施方式，但在不背离本公开内容的基本范围的情况下，可设计出本公开内容的其他和进一步的实施方式。

Claims (15)

1.一种用于控制处理材料到沉积腔室的流动的设备，包括：
沉积腔室，所述沉积腔室通过一个或更多个输送管线而与一个或更多个升华器流体连通，其中所述一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，所述安瓿通过开口而与所述一个或更多个输送管线流体连通，其中所述第一热源为与所述安瓿相邻的辐射热源，且所述第二热源与所述开口相邻，其中所述一个或更多个输送管线包括在所述沉积腔室与所述一个或更多个升华器之间的一个或更多个导管，且其中所述一个或更多个导管包括一个或更多个阀门，以用于打开或关闭所述一个或更多个导管，其中当所述一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于打开位置的所述一个或更多个阀门防止处理材料流动进入所述沉积腔室，且其中当所述一个或更多个输送管线中存在处理材料时，处于关闭位置的所述一个或更多个阀门引导处理材料流动进入所述沉积腔室。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述第二热源位于所述开口上方并与所述开口相邻。
3.如权利要求1或2所述的设备，其中所述第二热源包括一个或更多个红外(IR)或宽频辐射热源。
4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述第一热源被配置为在所述安瓿中存在处理材料时将所述处理材料加热至第一温度，并且所述第二热源被配置为将所述处理材料加热至第二温度，所述第二温度大于所述第一温度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述沉积腔室包括在所述沉积腔室下游的排气路径。
6.如权利要求5所述的设备，其中所述排气路径分成第一排气流动路径和第二排气流动路径。
7.如权利要求6所述的设备，其中所述第一排气流动路径包括压力阀，并且所述第二排气流动路径包括节流阀。
8.如权利要求7所述的设备，其中所述一个或更多个导管在所述节流阀下游的第一接点处连接至所述第二排气流动路径。
9.如权利要求8所述的设备，其中第一泵位于所述第一接点的下游。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述第一排气流动路径和所述第二排气流动路径在所述压力阀和第一泵下游的第二接点处合并。
11.如权利要求10所述的设备，其中第二泵位于所述第二接点的下游。
12.如权利要求1至11中任一项所述的设备，其中所述第一热源包括辐射热源，并且所述第二热源包括红外(IR)或宽频辐射热源，且其中所述辐射热源与红外(IR)或宽频辐射热源在不同的加热区。
13.一种用于控制处理材料到沉积腔室的流动的方法，包括以下步骤：
在一个或更多个升华器中升华一种或更多种前驱物材料，以形成一种或更多种蒸汽前驱物，其中所述一个或更多个升华器的每一者包括安瓿以及至少第一热源和第二热源，所述安瓿通过开口而与一个或更多个输送管线流体连通，其中所述第一热源为与所述安瓿相邻的辐射热源，且所述第二热源与所述开口相邻；
使所述一种或更多种蒸汽前驱物流经与沉积腔室流体连通的一个或更多个输送管线；其中所述一个或更多个输送管线在所述沉积腔室与一个或更多个升华器之间的接点处连接至一个或更多个导管；和
设定所述一个或更多个导管中的一个或更多个阀门，以控制前驱物材料从所述一个或更多个升华器到所述沉积腔室的流动。
14.如权利要求13所述的方法，其中将一个或更多个阀门设定于打开位置以防止处理材料流动进入所述沉积腔室，且其中将一个或更多个阀门设定于关闭位置以引导处理材料流动进入所述沉积腔室。
15.一种具有存储其上的指令的非暂态计算机可读介质，在执行所述指令时实现用于控制处理材料到沉积腔室的流动的方法，包括以下步骤：
在一个或更多个升华器中升华一种或更多种前驱物材料，以形成一种或更多种蒸汽前驱物；
使所述一种或更多种蒸汽前驱物流经与沉积腔室流体连通的一个或更多个输送管线；其中所述一个或更多个输送管线在所述沉积腔室与一个或更多个升华器之间的接点处连接至一个或更多个导管；和
设定所述一个或更多个导管中的一个或更多个阀门，以控制前驱物材料从所述一个或更多个升华器到所述沉积腔室的流动。
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