CN115928046A - 前体输送系统及其方法 - Google Patents

前体输送系统及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115928046A
CN115928046A CN202210925797.0A CN202210925797A CN115928046A CN 115928046 A CN115928046 A CN 115928046A CN 202210925797 A CN202210925797 A CN 202210925797A CN 115928046 A CN115928046 A CN 115928046A
Authority
CN
China
Prior art keywords
buffer volume
precursor
processing system
vessel
semiconductor processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210925797.0A
Other languages
English (en)
Inventor
J.L.温克勒
E.J.希罗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASM IP Holding BV
Original Assignee
ASM IP Holding BV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASM IP Holding BV filed Critical ASM IP Holding BV
Publication of CN115928046A publication Critical patent/CN115928046A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45557—Pulsed pressure or control pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45561—Gas plumbing upstream of the reaction chamber
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

公开了一种用于从固体或液体前体源输送大容量蒸发前体的半导体处理系统。该系统利用载气将蒸发前体供给到远程定位处理区，在该处理区中设置有多个处理模块。该系统包括第一和第二缓冲容积，其配置成减少压降并增加输送速率。还公开了一种用于将大容量蒸发前体输送到远程定位处理区的方法。

Description

前体输送系统及其方法
技术领域
本领域总体涉及前体输送系统及其方法，包括例如大容量蒸发前体输送系统，该系统利用载气将蒸发前体供给到远程定位处理区。该领域还涉及用于将大容量蒸发前体输送到远程定位处理区的方法。
背景技术
在半导体处理过程中，各种蒸发前体被送入反应室。在一些应用中，在环境压力和温度下处于固相或液相的合适的源化学物质被提供在源容器中。这些固体或液体源物质可被加热至升华或蒸发，以产生用于诸如气相沉积的反应过程的蒸发前体。化学气相沉积(CVD)可能需要向反应室提供连续的前体蒸汽流，而原子层沉积(ALD)、脉冲CVD及其混合可能需要向反应室提供连续流或脉冲流，这取决于所需的配置，包括时分和空分脉冲过程。来自这种固体物质的蒸汽相前体也可用于半导体工业的其他类型的化学反应(例如蚀刻、掺杂等)以及各种其他行业。
发明内容
所公开实施例的一个目的是提供一种大容量半导体处理系统，其能够将前体容器定位在远离处理区中的反应室的位置，并且能够供给单个反应室。
在一实施例中，该系统可以包括配置成容纳前体的前体源容器。在使用的环境压力和温度下，前体可以是固相或液相。该系统还可以包括位于清洁室外部的次洁净区中的第一缓冲容积。前体源容器配置为向第一缓冲容积供应蒸发前体。该系统还可以包括位于处理区中的第二缓冲容积，该处理区位于清洁室中并与次洁净区分开。第一缓冲容积配置成将蒸发前体传送到第二缓冲容积。该系统还可以包括位于处理区中的反应室，第二缓冲容积配置为将蒸发前体传送到反应室。该系统还可以包括压力传感器和控制器，该压力传感器配置成测量第一缓冲容积中的压力，该控制器至少基于第一缓冲容积中的测量压力的反馈来控制至少一个容器入口控制阀和一个或多个容器出口控制阀中的至少一个的操作。控制器配置成当第一缓冲容积中的压力下降到低于预定值时填充第一缓冲容积。
所公开实施例的一个或多个方面的另一个目的是提供一种大容量半导体处理系统，该系统能够将前体容器定位在远离处理区中的反应室的位置，并且能够供给多个反应室。
在一实施例中，该系统可以包括配置成容纳前体的前体源容器。前体在使用的环境压力和温度下可以是固相或液相。该系统还可以包括设置在位于清洁室外部的次洁净区中的第一缓冲容积。前体源容器配置为向第一缓冲容积供应蒸发前体。该系统还可以包括位于处理区中的第二缓冲容积，该处理区位于清洁室中并与次洁净区分开。第一缓冲容积配置成将蒸发前体传送到第二缓冲容积。该系统还可以包括位于处理区中的反应室，第二缓冲容积配置为将蒸发前体传送到每个反应室。该系统还可以包括压力传感器和控制器，该压力传感器配置成测量第一缓冲容积中的压力，该控制器至少基于第一缓冲容积中的测量压力的反馈来控制至少一个容器入口控制阀和一个或多个容器出口控制阀中的至少一个的操作。控制器配置成当第一缓冲容积中的压力下降到低于预定值时填充第一缓冲容积。
所公开实施例的一个或多个方面的又一个目的是提供一种用于将大容量蒸发前体输送到处理区中远程定位反应室的方法。
在一实施例中，该方法可以包括蒸发设置在前体源容器中的前体。该方法还可以包括将蒸发前体供应到位于次洁净区中的第一缓冲容积。该方法还可以包括将蒸发前体传送到位于与次洁净区分开的处理区中的第二缓冲容积，并将蒸发前体传送到处理区中的反应室。该方法还可以包括至少基于第一缓冲容积中的测量压力的反馈来控制至少一个容器入口控制阀和至少一个容器出口控制阀的操作。此外，该方法还可以包括将蒸发前体输送到根据权利要求28的反应室，还包括用载气夹带蒸发前体。
附图说明
前述和其他目的及优点将从下面的描述中显现。在描述中，参考了附图，附图形成描述的一部分，并且在附图中以图示的方式示出了可以实践所公开实施例的具体实施例。将足够详细地描述这些实施例，以使本领域技术人员能够实践所公开的实施例，并且应当理解，在不脱离所公开实施例的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构改变。因此，提交附图仅仅是为了显示所公开的实施例的优选范例。因此，以下详细描述不应被视为限制性的，并且所公开的实施例的范围最好由所附权利要求来限定。
图1是根据一实施例的半导体处理设备的示意图，包括前体容器源和反应器室，具有压力传感器和控制系统，用于控制第一缓冲容积中的流量。
图2是根据一实施例的半导体处理设备的示意图，包括前体容器源和反应器室，具有压力传感器和控制系统，用于控制第二缓冲容积中的流量。
图3是包括多个前体容器源和多个反应器室的半导体处理设备的示意图，具有压力传感器和控制系统，用于控制第一缓冲容积中的流量。
图4是示出根据各种实施例的半导体处理方法的流程图。
具体实施方式
设计用于将前体输送到多个处理室的输送系统可以包括大容量固体或液体前体源，其使用专用于每个处理室(也称为反应室)的庞大单独前体容器外壳。通过提供远程蒸发或升华组件，可以减少处理系统的占地面积。然而，由于远程源和处理室之间的长距离，在源容器和处理室之间会出现大的压降，从而限制了输送量(流量)并延长了暴露时间。一些实施方式可以包括位于远程系统外壳中的缓冲容积，然而这并没有解决由于远程系统和处理室之间的长距离而导致的压力和流量损失。如果使用载气将蒸发前体夹带或运送到反应室(这对于低挥发性前体来说是典型的)，则提供额外的高温兼容的浓度测量和/或控制系统，以确保向每个处理室的一致输送。
此后，将通过附图中所示的优选实施例来详细描述所公开的实施例的设备和方法。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语都具有本领域技术人员通常理解的相同含义。
在以下对所公开的实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对所公开实施例的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员来说，显然可以在没有这些具体细节的情况下实施所公开的实施例。在其他情况下，没有详细描述公知的方法、过程、部件和机制，以免不必要地模糊所公开的实施例的各方面。
图1是根据一实施例的半导体处理系统1的示意性系统图。半导体处理系统1可以包括前体源容器2，其配置为容纳前体化学物质，例如固体或液体前体。前体源容器2设置在容器温度区16中，以保持在第一温度范围内，这可以导致固体前体源颗粒升华成蒸发前体或者液体前体源蒸发成蒸发前体。前体源容器2可以配置为通过至少一个容器入口控制阀7与压力流量控制器(PFC)10流体连通，以接收载气。PFC10可以配置为基于前体蒸汽压力与载体控制压力的比率来保持载气压力恒定。PFC10可以包括用于载气的压力控制器，并且可以具有可控孔，带有压力计和控制载气压力的控制元件，并且监测压力和流量。PFC的使用允许用户控制离开前体源容器2的前体的浓度以及载体与前体的比率，而不依赖于定时等。PFC的使用允许控制来自源容器的前体的浓度、载体与前体的比率，而不依赖于定时等。
此外，可以利用基于压力传感器6测量的第一缓冲容积3或第二缓冲容积4的压力来打开阀的入口和出口的闭环控制过程。例如，设定第一缓冲容积3或第二缓冲容积4的设定点，并且在将前体输送到平台中枢12的操作期间，当压力下降到低于设定点时，以闭环方式触发容器出口控制阀8，以连续供给第一缓冲容积3。
可以将载气供应到前体源容器2，以夹带蒸发前体，从而将前体蒸汽运送到反应室5。载气可以是任何合适的惰性气体，例如氮气或氩气。至少一个载气供应阀7可以沿着气体供应管线设置，以调节载气的流量。在图1的实施例中，系统1可以包括单个源容器2。然而，如图3所示，在一些实施例中，半导体处理系统1可以包括多个前体源容器。在一些实施例中，每个前体源容器2可以容纳相同的前体，并且可以具有独立的载气源，以便通过从耗尽的容器切换到充满的容器来实现无缝操作，从而可以对不使用的容器进行维护。
第一缓冲容积3可以设置在次洁净区11中，泵和其他设施位于次洁净区11中。在一些实施例中，次洁净区11可以与处理区13物理分离，反应室5设置在处理区13中。例如，在一些实施例中，次洁净区11可以设置在设置处理区13(例如清洁室)的地板下面。然而，在其他实施例中，次洁净区11可以位于与处理区13物理分离的任何其他合适位置。例如，次洁净区11可以设置在机柜温度区17中，以保持在不同于第一温度范围的第二温度范围内。在其他实施例中，机柜温度区17可以保持在与第一温度范围部分或完全重叠的第二温度范围内。通常，容器温度区16中的前体源容器2保持在低于次洁净区11和处理区13的温度的温度，并且次洁净区11的温度低于处理区13的温度。蒸发前体可以从前体源容器2提供给第一缓冲容积3。第二缓冲容积4可以设置在与次洁净区11分开的处理区13中，并且位于具有辐射、对流或接触加热的通风机柜中，使得第二缓冲容积4被加热。第一缓冲容积3的入口可以通过一个或多个容器出口控制阀8和第一缓冲入口阀14与前体源容器2流体连通。第一缓冲容积3的出口可以与第二缓冲容积4流体连通，以将蒸发前体从第一缓冲容积3传送到第二缓冲容积4。第一缓冲容积3可以通过加热管18连接到第二缓冲容积4。
半导体处理系统1可以包括位于处理区13中的反应室5。第二缓冲容积4可以设置在反应室5附近，并且可以配置成将蒸发前体传送到反应室5，从而可以减少来自远程前体源的压降。第二缓冲容积4可以在平台中枢12的顶部，并且可以供给到反应室5。平台中枢12是通风机柜，包括连接点。第一和第二缓冲容积的尺寸可被设定为存储五到十倍的用于反应室5的一(1)个循环的前体负载。第一和第二缓冲容积3、4可以充当各种流体电容器，当气体积聚时，在每个缓冲容积内建立压力(类似于电容器如何建立电荷)。控制器9向阀发送指令，以向缓冲容积供应前体，从而将压力增大到沉积所需的值。在图1的实施例中，系统1可以在一些实施例中包括单个反应室5。在其他实施例中，如图3所示，半导体处理系统1可以包括多个反应室5，并且第三缓冲容积19可以连接到平台中枢12。
半导体处理系统1还可以包括压力传感器6和控制器9，压力传感器6配置为测量第一缓冲容积3中的压力，控制器9配置为控制容器入口控制阀7和容器出口控制阀8中的至少一个的操作。在操作过程中，压力传感器6可以监测第一缓冲容积3的压力，并将测量的压力传送给控制器9。在容器入口控制阀7和容器出口控制阀8包括双位开/关阀的实施例中，基于测量的压力，控制器9可以向容器入口控制阀7和/或容器出口控制阀8发送指令以打开或关闭阀。在阀7和/或8是可调节阀的实施例中，控制器9可以向阀7和/或8发送指令，以连续调节阀7和/或8的流体流导。当第一缓冲容积3中的压力下降到低于预定压力值时，控制器9可以发送指令来填充第一缓冲容积3。
例如，在各种实施例中，闭环控制系统可以基于由压力传感器8测量的第一缓冲容积3的压力的反馈来控制阀7和/或8的打开和/或关闭(例如阀定时、频率等)。在各种实施方式中，例如，比例积分微分(PID)控制器可以用于控制容器入口控制阀7和/或容器出口控制阀8的操作。在一些实施例中，控制器9可以确定容器出口控制阀8打开的持续时间，以便达到或保持提供给PID或其他控制器的第一缓冲容积3的期望压力。
在各种实施例中，系统中使用的管道、阀和过滤器可以具有大的流量系数(Cv),以减少或最小化压降。例如，可以使用1/2”或3/8”直径管道和3/8”供给模块。
在图1中，系统1包括闭环控制系统，其中控制器9监测和/或控制次洁净区11内的第一缓冲容积3的压力。如图2所示，在一些实施例中，压力传感器6可以另外或可替代地配置成测量第二缓冲容积4中的压力，并且控制器9可以配置成至少基于第二缓冲容积4中的测量压力的反馈来控制容器入口控制阀7和容器出口控制阀8中的至少一个的操作。当第二缓冲容积4中的压力下降到低于预定值时，控制器9可以发送指令来填充第二缓冲容积4。应当理解，在其他实施例中，压力传感器可用于监测第一和第二缓冲容积3、4的相应压力。在这样的实施例中，一个或多个控制器可以配置为对两个缓冲容积3、4提供反馈控制。
图4是示出根据各种实施例的用于将蒸发前体输送到处理区13中的远程定位反应室5的方法的流程图。方法30开始于框31，其中通过升华或蒸发过程蒸发设置在前体源容器2中的固体或液体前体，例如加热到高于前体源材料的升华或蒸发温度的温度。
在框32中，惰性载气被提供给前体源容器2，以用载气夹带蒸发前体，用于输送到反应室5。可以使用任何合适的惰性载气，例如氩气(Ar)或氮气(N2)。流入前体源容器2的载气的流量可以通过流量控制器来测量，例如可以使用具有流量监测的压力控制器(PFC)10。
在框33中，蒸发前体可以从容器温度区16中的前体源容器2供应到次洁净区11中的第一缓冲容积3。如上所述，次洁净区11可以与包括清洁室的处理区13物理和热分离。移动到框34，第一缓冲容积3中的压力可以由压力传感器6测量。通过操作容器入口控制阀7和容器出口控制阀8中的至少一个，当第一缓冲容积3中的压力下降到低于预定值时，反馈控制方法可用于监测压力和填充第一缓冲容积3。
在框35中，蒸发前体可被传送到处理区13中的第二缓冲容积4。压力传感器6可以设置在第二缓冲容积4中，并且框34的操作可以在框35之后实施，以控制第二缓冲容积34的压力。在框36中，蒸发前体可被传送到处理区13中的反应室5。在一些实施例中，如图3所示，蒸发前体可以通过相应的多个加热管被输送到多个不同的反应室5。
出于本公开的目的，本文描述了某些方面、优点和新颖特征。根据任何特定实施例，不一定可以实现所有这些优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，本公开可以实现本文教导的一个优点或一组优点的方式实施或执行，而不一定实现本文教导或建议的其他优点。
诸如“可以”、“可能”之类的条件性语言，除非另有具体说明，或者在所使用的上下文中另有理解，通常意在传达某些实施例包括某些特征、元素和/或步骤，而其他实施例不包括。因此，这种条件性语言通常不旨在暗示一个或多个实施例以任何方式需要特征、元素和/或步骤，或者一个或多个实施例必须包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定这些特征、元素和/或步骤是否被包括在任何特定实施例中或将被执行的逻辑。
除非特别说明，否则诸如短语“X、Y和Z中的至少一个”的连接性语言应理解为在上下文中通常用于表达某一项目、术语等可以是X、Y或Z。因此，这种连接性语言通常不旨在暗示某些实施例需要存在至少一个X、至少一个Y和至少一个Z。
本文使用的程度语言，例如本文使用的术语“近似”、“大约”、“通常”和“基本”表示接近所述值、量或特征的值、量或特征，其仍执行期望的功能或实现期望的结果。例如，术语“近似”、“大约”、“通常”和“基本”可以指所述量的小于10％、小于5％、小于1％、小于0.1％和小于0.01％内的量。
本公开的范围并不旨在被本部分或本说明书中其他地方的优选实施例的具体公开所限制，而是可以由本部分或本说明书中其他地方提出的权利要求或未来提出的权利要求来限定。权利要求的语言应基于权利要求中使用的语言进行合理解释，而不限于本说明书中或申请过程中描述的示例，这些示例应被解释为非排他性的。

Claims (20)

1.一种半导体处理系统，包括：
配置成容纳前体的前体源容器；
设置在次洁净区中的第一缓冲容积，前体源容器配置为向第一缓冲容积供应蒸发前体；
位于与次洁净区分开的处理区中的第二缓冲容积，第一缓冲容积配置为将蒸发前体传送到第二缓冲容积；
位于处理区中的反应室，第二缓冲容积配置为将蒸发前体传送到反应室。
2.根据权利要求1所述的半导体处理系统，还包括多个前体源容器。
3.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述第一缓冲容积的入口通过一个或多个容器出口控制阀与所述前体源容器流体连通，并且第一缓冲容积的出口与所述第二缓冲容积流体连通，并且
其中，第二缓冲容积配置成将蒸发前体分配到所述反应室。
4.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述前体源容器配置为通过至少一个容器入口控制阀与压力流量控制器(PFC)流体连通，以向源容器提供载气，并且其中，PFC配置为基于前体蒸汽压力与载气控制压力的比率来保持载气压力恒定。
5.根据权利要求1所述的半导体处理系统，还包括：
压力传感器，其配置为测量所述第一缓冲容积中的压力，以及
控制器，其配置为至少基于第一缓冲容积中的测量压力的反馈来控制至少一个容器入口控制阀和一个或多个容器出口控制阀中的至少一个的操作。
6.根据权利要求5所述的半导体处理系统，其中，所述控制器配置为当所述第一缓冲容积中的压力下降到低于预定值时填充第一缓冲容积。
7.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述前体容器设置在容器温度区中，以保持在第一温度范围内，并且所述次洁净区设置在机柜温度区中，以保持在第二温度范围内。
8.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述第二缓冲容积通过辐射加热、对流加热或接触加热而被加热。
9.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述第一和第二缓冲容积的尺寸被设定为存储五至十倍的用于所述反应室的一(1)个循环的前体负载。
10.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述第二缓冲容积设置在所述反应室附近。
11.根据权利要求1所述的半导体处理系统，其中，所述第一缓冲容积通过加热管连接到所述第二缓冲容积。
12.一种半导体处理系统，包括：
前体源容器，其配置为容纳蒸发前体；
第一缓冲容积，其配置为接收来自前体源容器的蒸发前体；
第二缓冲容积，其配置为接收来自第一缓冲容积的蒸发前体；以及
与第二缓冲容积流体连通定位的多个反应室。
13.根据权利要求12所述的半导体处理系统，其中，所述第一缓冲容积的入口通过一个或多个容器出口控制阀与所述前体容器流体连通，并且第一缓冲容积的出口与所述第二缓冲容积流体连通，并且
其中，输送到第二缓冲容积的蒸发前体通过平台中枢被分配到每个反应室。
14.根据权利要求13所述的半导体处理系统，其中，所述第一和第二缓冲容积的尺寸被设定为存储5-10倍的用于同时运行的平台中枢上的所有多个反应室的一个(1)循环的前体负载。
15.根据权利要求14所述的半导体处理系统，其中，第三缓冲容积连接到所述平台中枢。
16.根据权利要求13所述的半导体处理系统，还包括多个前体源容器，其中每个前体源容器配置为通过至少一个容器入口控制阀与相应的压力流量控制器(PFC)流体连通，以向源容器提供载气。
17.根据权利要求16所述的半导体处理系统，还包括：
压力传感器，其配置为测量所述第一缓冲容积中的压力，以及
控制器，其至少基于第一缓冲容积中的测量压力的反馈来控制至少一个容器入口控制阀和一个或多个容器出口控制阀的操作。
18.根据权利要求12所述的半导体处理系统，其中，所述第一缓冲容积设置在处于第一温度的次洁净区中，并且所述第二缓冲容积位于与次洁净区物理分离且处于第二温度的处理区中。
19.根据权利要求16所述的半导体处理系统，还包括：
压力传感器，其配置为测量所述第二缓冲容积中的压力，以及
控制器，其至少基于所述第一缓冲容积中的测量压力的反馈来控制至少一个容器入口控制阀和一个或多个容器出口控制阀中的至少一个的操作，其中控制器配置为当第一缓冲容积中的压力下降到低于预定值时填充第二缓冲容积。
20.一种半导体处理系统，包括：
前体源容器，其配置为容纳蒸发前体；
第一缓冲容积，其设置在处于第一温度的次洁净区中，并配置为接收来自前体源容器的蒸发前体；
第二缓冲容积，其设置在处于第二温度的处理区中，并配置为接收来自第一缓冲容积的蒸发前体，其中第二温度大于第一温度；以及
与第二缓冲容积流体连通定位的多个反应室。
CN202210925797.0A 2021-08-06 2022-08-03 前体输送系统及其方法 Pending CN115928046A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163230456P 2021-08-06 2021-08-06
US63/230,456 2021-08-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115928046A true CN115928046A (zh) 2023-04-07

Family

ID=85153166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210925797.0A Pending CN115928046A (zh) 2021-08-06 2022-08-03 前体输送系统及其方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230042784A1 (zh)
JP (1) JP2023024402A (zh)
KR (1) KR20230022113A (zh)
CN (1) CN115928046A (zh)
TW (1) TW202338141A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116926504A (zh) * 2023-09-19 2023-10-24 上海星原驰半导体有限公司 前驱体输出装置和原子层沉积设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116926504A (zh) * 2023-09-19 2023-10-24 上海星原驰半导体有限公司 前驱体输出装置和原子层沉积设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20230042784A1 (en) 2023-02-09
JP2023024402A (ja) 2023-02-16
TW202338141A (zh) 2023-10-01
KR20230022113A (ko) 2023-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11377732B2 (en) Reactant vaporizer and related systems and methods
US11926894B2 (en) Reactant vaporizer and related systems and methods
US10844484B2 (en) Apparatus for dispensing a vapor phase reactant to a reaction chamber and related methods
US7975993B2 (en) Method for vaporizing liquid material capable of vaporizing liquid material at low temperature and vaporizer using the same
EP1747302B1 (en) Bubbler for constant vapor delivery of a solid chemical
US8343583B2 (en) Method for vaporizing non-gaseous precursor in a fluidized bed
CN107452651B (zh) 用于固体和液体前体的蒸汽输送方法和装置
KR20150120873A (ko) 자동-리필 앰풀 및 사용 방법들
CN115928046A (zh) 前体输送系统及其方法
WO2013126323A1 (en) Method and apparatus for precursor delivery
US10472718B2 (en) Temperature-controlled gas supply line with dilution gas flows supplied at multiple locations
US20230068384A1 (en) Precursor delivery systems, precursor supply packages, and related methods
US20230175127A1 (en) Remote solid source reactant delivery systems for vapor deposition reactors
US20240133033A1 (en) Reactant delivery system and reactor system including same
WO2016069467A1 (en) Solid source vapor delivery package and method
US20240209501A1 (en) Reactant vaporizer and related systems and methods
KR20240018475A (ko) 고체 전구체의 기체 상을 분배하기 위한 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication