KR102415265B1 - 증착 공정에서 화학 전구체를 버블링시키기 위한 무에어로졸 베셀 - Google Patents

증착 공정에서 화학 전구체를 버블링시키기 위한 무에어로졸 베셀 Download PDF

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세르게이 브이. 이바노프
윌리암 시히
토마스 앤드류 스테이들
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버슘머트리얼즈 유에스, 엘엘씨
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Abstract

본원에는 무에어로졸 베셀, 전달 컨테이너, 증착 공정을 위한 컨테이너의 전구체 활용 개선뿐만 아니라 컨테이너의 세척 및 재충전을 제공하기 위해 이를 사용하는 시스템 및 방법이 기술된다. 일부 전구체가 증기를 분해함에 따라 밸브 및 배관 막힘이 최소화된다. 본 발명은 미스트가 형성되는 것을 방지함으로써 에어로졸에 의한 막힘 또는 웨이퍼 오염을 방지한다.

Description

증착 공정에서 화학 전구체를 버블링시키기 위한 무에어로졸 베셀
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 그 전문이 본원에 참조로 포함되는, 2017년 4월 10일자 출원된 미국 가출원 제62/483,784호의 정규 출원이다.
전자 소자 제조 산업은 집적 회로 및 다른 전자 소자를 제조하기 위해 원료 또는 전구체로서 다양한 화학물질을 필요로 한다. 화학 기상 증착(CVD) 및 원자층 증착(ALD) 공정과 같은 증착 공정은 기판의 표면 상에 하나 이상의 막 또는 코팅을 형성하기 위해 반도체 소자의 제조 동안 하나 이상의 단계에서 사용된다. 전형적인 CVD 또는 ALD 공정에서, 고체 및/또는 액체 상으로 있을 수 있는 전구체 공급원은 그 안에 하나 이상의 기판이 포함된 반응 챔버로 이송되고, 여기서 전구체는 기판 표면 상에 코팅 또는 막을 형성하기 위한 온도 또는 압력과 같은 특정 조건 하에서 반응한다.
처리 챔버에 전구체 증기를 공급하는데 몇 가지 용인된 기술이 있다. 한 공정은 액체 전구체를 액체 질량 유량 제어기(liquid mass flow controller)(LMFC)에 의해 제어되는 유량으로 액체 형태로 처리 챔버에 공급한 다음, 사용 시점에서 전구체를 베셀에 의해 증발시킨다. 제2 공정은 가열에 의해 액체 전구체가 증발되는 것을 포함하고, 이에 따른 증기는 질량 유량 제어기(mass flow controller)(MFC)에 의해 제어되는 유량으로 챔버에 공급된다. 제3 공정은 액체 전구체를 통해 캐리어 가스를 상향으로 버블링시키는 것을 포함한다. 제4 공정은 캐리어 가스가 캐니스터(canister)에 함유된 전구체의 표면 위로 흐를 수 있게 하고, 캐니스터의 밖으로, 그리고 이어서 공정 툴(process tool)로 전구체 증기를 운반하는 것을 포함한다.
Figure 112019114541910-pct00001
분해 및 막힘 유발 문제에 취약할 수 있는 전구체의 증기 전달을 증가시키기 위해 상당한 노력이 이루어져 왔다. 예를 들면, 진공 버블링 흐름을 감소시키는 "딥 튜브(Dip Tube)" 설계(출원인 자신의 출원: US20160333477, 전체 개시내용이 본원에 참조로 포함됨); 전구체 액체의 층에 충돌하는 층류의 스트림으로서 캐리어 가스를 공급하는 "제트 튜브(Jet Tube)" 설계(출원인 자신의 출원: US62/335396, 전체 개시내용이 본원에 참조로 포함됨); 및 증기 스위프(sweep) 효과를 제공하는 "논-딥 튜브(Non-dip tube)" 설계가 있다.
그러나, 이들 설계는 잠재적으로 몇 가지 문제에 직면해 있다.
딥 튜브 설계의 경우, 증착 속도가 허용할 수 없을 정도로 낮을 수 있다. 그리고, 유량이 감소하지 않으면, 분해된 물질이 축적되어 밸브의 막힘이 일어날 수 있다.
제트 튜브 설계는 전구체 액체의 층에 영향을 주는 층류 스트림으로서 캐리어 가스를 공급한다. 이 해결안은 진공 버블링으로 인한 에어로졸 및 막힘 문제는 해결하지만 액체 수준이 감소함에 따라 변동이 심한 증착 속도를 야기한다.
논-딥 튜브 설계의 경우, 화학 증기 전달이 허용할 수 없을 정도로 낮은 증착 속도를 제공한다.
따라서, 당업계에서는 전술한 단점을 극복하는 것을 목표로 하는 전구체의 증착 또는 공정 챔버로의 전달을 위한 시스템 및 방법이 필요하다.
요약
본 발명의 목적은 화학 전구체를 증착 또는 처리 장소로 전달하기 위한, 무에어로졸 베셀, 뚜껑에 무에어로졸 베셀이 장착된 컨테이너(container), 뚜껑에 무에어로졸 베셀이 장착된 컨테이너를 사용하는 시스템 및 방법을 제공하고, 전술된 단점을 극복하는 것이다.
일 양태에서, 본 발명은 화학 전구체를 공정 툴에 전달하기 위해 컨테이너의 뚜껑 상에 장착된 무에어로졸 베셀로서,
시작점, 종료점 및 시작점과 종료점 사이에 방향 전환을 갖는 흐름 도관; 및
시작점으로부터 흐르는 에어로졸을 함유하는 유체를 포함하고;
방향 전환이 증기로의 상 변화를 위해 무에어로졸 베셀에서 에어로졸의 체류 시간을 최대화하고; 흐름 도관이 시작점에서 종료점으로 점차적으로 상승되는 베셀이다.
다른 양태에서, 본 발명은 화학 전구체를 공정 툴에 전달하기 위한 컨테이너로서,
측벽;
기부;
뚜껑;
뚜껑 상에 장착된 적어도 하나의 기술된 무에어로졸 베셀;
뚜껑을 통과하는 유입구 튜브; 및
뚜껑을 통과하는 유출구를 포함하고;
유출구는 마지막 무에어로졸 베셀의 출구와 유체 소통하는 컨테이너이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 화학 전구체를 공정 툴에 전달하기 위한 시스템으로서,
적어도 하나의 기술된 무에어로졸 베셀;
화학 전구체를 공정 툴에 전달하기 위한 컨테이너 및
컨테이너의 유출구로부터의 화학 전구체의 증기를 포함하고; 컨테이너는
측벽;
기부;
뚜껑; 및
뚜껑을 통과하는 유출구를 포함하고,
뚜껑은 기술된 적어도 하나의 무에어로졸 베셀과 함께 장착되고; 유출구는 마지막 무에어로졸 베셀의 출구와 유체 소통하는 시스템이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 화학 전구체를 공정 툴에 전달하기 위한 방법으로서,
적어도 하나의 무에어로졸 베셀을 제공하는 단계;
컨테이너를 제공하는 단계; 및
컨테이너의 유출구로부터의 화학 전구체의 증기를 공정 툴에 전달하는 단계를 포함하며, 컨테이너는
측벽;
기부;
뚜껑; 및
뚜껑을 통과하는 유출구를 포함하고;
뚜껑은 기술된 적어도 하나의 무에어로졸 베셀과 함께 장착되고; 유출구는 마지막 무에어로졸 베셀의 출구와 유체 소통하는 방법이다.
무에어로졸 베셀의 흐름 도관은 원형의 적어도 일부, 타원형의 적어도 일부, 정사각형의 적어도 일부, 직사각형의 적어도 일부 및 이들의 조합으로 이루어진 군; 또는 당업계에서 사용되는 임의의 다른 형태로부터 선택된 형태를 갖는 단면을 갖는다.
무에어로졸 베셀은 흐름 도관을 덮기 위한 덮개(cover)를 추가로 포함한다.
일부 구체예에서, 무에어로졸 베셀의 흐름 도관은 나선형 또는 구불구불한 형태를 갖는 파이프일 수 있다.
일부 구체예에서, 무에어로졸 베셀은 상부 표면을 포함하고, 베셀의 상부 표면은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 구불구불한 형태 및 이들의 조합으로부터 선택된 형태를 갖는다.
무에어로졸 베셀은 컨테이너 또는 또 다른 무에어로졸 베셀 중 적어도 하나의 뚜껑에 무에어로졸 베셀을 장착하기 위해 장착 홀을 추가로 포함한다.
무에어로졸 베셀은 무에어로졸 베셀에 유입되는 에어로졸의 크기를 감소시키기 위해 흐름 도관의 시작점에 스크린을 추가로 포함한다.
무에어로졸 베셀은 증기로의 상 변화를 증진시키기 위해 히터를 추가로 포함한다.
컨테이너는 임의의 형태를 가질 수 있다. 이 형태는 원통형, 직사각형 입방체, 직육면체, 직사각형 박스, 직육면체, 직육면체 프리즘 또는 평행 육면체를 포함하나 이로 제한되는 것은 아니고; 단면은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 당업계에서 사용되는 임의의 다른 형태이다.
본 발명은 이하 첨부된 도면과 관련하여 기술될 것이며, 여기서 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1은 무에어로졸 베셀의 하나의 설계를 제공한다.
도 2는 무에어로졸 베셀의 다른 설계를 제공한다.
도 3은 도 1에 도시된 바와 같은 무에어로졸 베셀(덮개가 열려 있는)을 베셀의 뚜껑에 장착시키는 방법을 도시한 것이다.
도 4는 무에어로졸 베셀 상에 덮개가 닫혀 있는 도 3에 도시된 바와 동일한 장착을 도시한 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 바와 같은 무에어로졸 베셀(덮개가 열려 있는)을 베셀의 두껑에 장착시키는 방법을 도시한 것이다.
도 6은 무에어로졸 베셀 상에 덮개가 닫혀 있는 도 5에 도시된 바와 동일한 장착을 도시한 것이다.
상세한 설명
본원에는 무에어로졸 베셀; 뚜껑에 무에어로졸 베셀이 설치, 장착 또는 기계 가공된 컨테이너; 및 화학 기상 증착(CVD) 또는 원자층 증착(ALD) 공정의 증착 반응기와 같은 공정 툴을 위한 컨테이너 및 화학 전구체를 포함하는 시스템; 및 이 시스템의 사용 방법이 기술된다.
더욱 구체적으로, 본원에는 무에어로졸 베셀이 기술된다. 무에어로졸 베셀은 기존 컨테이너의 뚜껑 상에 설치되어 컨테이너로부터 에어로졸을 이송하지 않고 진공 버블링을 가능하게 할 수 있다. 캐리어 가스 및 화학 증기만 컨테이너를 빠져 나가기 때문에 분해된 화학물질의 축적이 제한될 것이고, 막힘이 방지될 수 있다. 또한, 화학 에어로졸이 웨이퍼에 이르지 않아 오염을 야기하지 않을 것이다.
본 발명의 설명을 돕기 위해, 일부 용어가 본 명세서에서 정의되고 사용된다.
명세서 및 청구 범위에서 사용될 수 있는 용어 "도관"은 유체가 시스템의 둘 이상의 구성요소 사이에서 운반될 수 있는 하나 이상의 구조물을 지칭한다. 예를 들어, 도관은 액체, 증기 및/또는 가스를 수송하는 파이프, 덕트, 통로 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.
명세서 및 청구 범위에 사용되는 용어 "에어로졸"은 가스에 현탁된 작은 액적, 예컨대 공기 중에 떠 있는 매우 미세한 물 입자로 이루어진 미스트를 지칭한다.
명세서 및 청구 범위에서 사용되는 용어 "유체 소통"은 액체, 증기 및/또는 가스가 제어된 방식으로(즉, 누출 없이) 구성요소 간에 이송될 수 있도록 하는 둘 이상의 구성요소 간의 연결성에 대한 특성을 지칭한다. 서로 유동적으로 유체 소통되도록 둘 이상의 구성요소를 결합시키는 것은 용접, 플랜지형 도관, 개스킷 및 볼트를 사용하는 것과 같이 당업계에 공지된 임의의 적합한 방법을 포함할 수 있다.
본 명세서 및 청구 범위에서 사용되는 용어 "전기적 소통"은 본원에서 기술된 시스템 또는 방법을 작동시키기 위한 전자 장치의 사용을 지칭하며, 유량, 온도 및 다른 물리적 속성을 제어하기 위한 별도의 시스템으로서 구성될 수 있다.
일부 방향 용어는 본 발명의 부분들(예를 들어, 위, 아래, 왼쪽, 오른쪽 등)을 설명하기 위해 본 명세서 및 청구 범위에서 사용될 수 있다. 이들 방향 용어는 단지 본 발명을 설명하고 주장하는 것을 돕기 위해 의도된 것이며, 본 발명을 어떠한 식으로든 제한하려는 것은 아니다. 또한, 도면과 결부되어 본 명세서에서 도입되는 참조 번호는 다른 특징에 대한 컨텍스트(context)를 제공하는데 본 명세서에서 추가로 설명하지 않고, 하나 이상의 후속 도면에서 반복될 수 있다.
기술된 구체예는 에어로졸의 형성 및 고형물에 의한 유입구 튜브의 막힘을 피하는 구조를 제공함으로써 당업계의 요구를 만족시킨다.
기술된 구체예 중 하나에서, 무에어로졸 베셀이 도 1에 도시된다. 도 1의 무에어로졸 베셀은 거꾸로 표시되어 세부사항을 나타낸 것임을 유의하라.
도 1에 도시된 바와 같이, 무에어로졸 베셀은 흐름 도관(또는 흐름 경로), 입구(또는 도관의 시작점) 및 출구(또는 도관의 종료점)를 갖는다. 에어로졸을 포함하는 유체는 시작점에서 종료점으로 흐른다.
무에어로졸 베셀은 또한 컨테이너 뚜껑에 자체 장착하기 위한 장착 구멍을 가질 수 있다.
흐름 경로는 원형의 적어도 일부, 타원형의 적어도 일부, 정사각형의 적어도 일부, 직사각형의 적어도 일부, 및 이들의 조합로 이루어진 군 또는 당업계에서 사용되는 임의의 다른 형태와 같은 임의의 형태의 단면(덮개 표면에 직각으로 도관을 통해 직선 절단함으로써)을 갖는 관형일 수 있다.
흐름 도관은 입구에서 큰 개구(즉, 보다 큰 단면적)로 시작하여 점차적으로 크기가 감소하고(단면적이 감소되거나 보다 작은) 출구에서 끝난다. 즉, 흐름 도관은 시작점에서 종료점으로 단면적이 감소하였다.
흐름 도관은 시작점과 종료점 사이에 많은 방향 전환을 가져 베셀의 에어로졸 체류 시간을 최대화하여 증기의 상 변화를 촉진한다.
흐름 경로는 시작점에서 종료점으로 점차적으로 상승한다.
방향 전환은 또한 에어로졸 또는 증기로의 상 변화를 거치지 않는 임의의 응축된 물질에 반복적인 표면 접촉을 제공하므로써 서스펜션(suspension)에서 떨어지고 상승된 흐름 경로에서 액체와 반대 방향으로 흘러내려/미끄러져 내려, 결국 시작점(입구)에서 컨테이너로 다시 떨어질 수 있다.
체류 시간이 여전히 충분하지 않은 경우, 히터 카트리지(heater cartridge)와 같은 히터를 설치하여 무에어로졸 베셀을 가열하는 데 사용할 수 있다. 따라서, 히터로부터의 열 전도는 에어로졸에서 증기로의 완전한 상 변화를 보장할 것이다.
베셀에 유입되는 에어로졸을 감소시키기 위해, 입구에 스크린이 추가될 수도 있다.
무에어로졸 베셀은 베셀의 출구에서 증기에 에어로졸이 없도록 보장하기 위해 적층될 수 있다.
무에어로졸 베셀의 다른 설계를 위한 다른 유형의 흐름 경로가 도 2에 도시된다. 흐름 경로 또는 흐름 도관은 나선형 파이프 형태 또는 임의의 구불구불한 파이프 형태이다.
도 2, 5 및 6에 원형 형태를 갖는 흐름 도관이 예로서 도시된다.
무에어로졸 베셀에는 베셀을 표면에 장착하기 위한 장착 유닛을 가질 수 있다. 무에어로졸 베셀은 또한 전체 흐름 경로를 덮기 위해 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 도 3 및 4에는 도시되어 있는 덮개 부분을 갖는다.
도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 무에어로졸 베셀은 또한 흐름 경로가 시작점(입구)에서 종료점(출구)으로 점차 상승하도록 흐름 경로를 유지하기 위한 중심 원추 형태 부분을 갖는다. 무에어로졸 베셀은 전체 경로를 덮는 덮개를 추가로 갖는다.
나선형 파이프 또는 구불구불한 형태의 파이프는 또한 에어로졸 또는 증기로의 상 변화를 거치지 않는 임의의 응축된 물질에 반복적인 표면 접촉을 제공하므로써 서스펜션에서 떨어지고 흐름 경로에서 액체와 반대 방향으로 흘려내려/미끄러져 내려, 결국 시작점(입구)에서 컨테이너로 다시 떨어질 수 있다.
무에어로졸 베셀은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 구불 구불한 형태 및 이들의 조합으로부터 선택된 형태를 지닌 상단 표면을 갖는다.
무에어로졸 베셀 또는 무에어로졸 베셀의 스택(stack)은 기존 컨테이너의 뚜껑에 설치되거나 장착될 수 있어 에어로졸을 컨테이너 밖으로 이송하지 않고 진공 버블링을 가능하게 할 것이다.
캐리어 가스와 화학 증기만 컨테이너를 빠져 나가기 때문에 분해된 화학물질의 축적이 제한될 것이고, 막힘이 방지될 수 있다.
화학 전구체를 전달하기 위해 사용되는 컨테이너는 무에어로졸 베셀 또는 뚜껑에 장착된 무에어로졸 베셀의 스택을 가질 것이다.
컨테이너는 원통형, 직사각형 입방체, 직육면체, 직사각형 박스, 직육면체, 직육면체 프리즘 또는 평행 육면체를 포함하나 이로 제한되는 것은 아닌 임의의 형태를 가질 수 있고, 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형 또는 당업계에서 사용되는 임의의 다른 형태의 단면을 갖는다. 공정 툴에 대한 컨테이너의 용적은 100 밀리리터(ml) 내지 10 리터 범위이다. 본원에 기술된 컨테이너는 초기에 저장소를 충전하고 세척하기 위한 수단을 추가로 포함할 수 있다.
베셀의 구성 재료는 전형적으로 스테인레스 스틸이지만, 해당 재료와 전구체의 반응성에 따라 다른 재료로 제조될 수 있다. 본원에 기술된 장치의 구성 재료는 다음 특징 중 하나 이상을 나타낸다: 전구체와의 부식 또는 반응을 방지하기 위해 화학적으로 상용성임, 사용된 압력 및 진공력을 지지하기 위해 충분히 강함, 및 사용시 공정 화학물질 및/또는 용매에 따라 1 mTorr 내지 500 mTorr의 진공을 유지하기 위해 일반적으로 기밀성임. 또한, 컨테이너는 전구체에 접근할 수 있도록 하나 또는 복수의 밸브 및 포트 및 센서를 포함한다.
특정 구체예에서, 컨테이너는 큰 캡, 뚜껑 또는 마개가 있으며, 이는 저장소 상단에 예컨대 나사 또는 기타 수단으로 고정되고 탄성체 또는 금속 o-링 및/또는 개스킷으로 밀봉된다. 이 뚜껑은 무에어로졸 베셀 또는 무에어로졸 베셀의 스택을 장착하고, 레벨 감지 프로브(level sense probe)와 같은 다른 부품을 설치하는 데 사용되는 평평한 표면을 갖는다.
베셀 뚜껑에 베셀을 장착하는 방법은 여러 가지가 있다.
일부 구체예에서, 베셀은 도 3 내지 6에 도시된 바와 같이 뚜껑 상에 나사로 조여지는 다수의 볼트로 베셀의 뚜껑에 장착될 수 있다. 베셀의 출구는 뚜껑의 유출구 포트와 정렬되는 평평한 표면 또는 튜브이다.
일부 구체예에서, 대안의 장착 방법은 베셀을 지지하는 클립(clip)을 사용하는 것이다.
일부 구체예에서, 베셀 흐름 경로는 뚜껑으로부터 기계 가공될 수 있고, 별도로 덮개는 뚜껑과 짝을 이루도록 기계 가공될 수 있다.
일부 개선된 구체예에서, 베셀 및 뚜껑은 단일 부품으로서 제조될 수 있다. 이러한 방법 중 하나는 3D 프린팅을 사용하는 것이다.
청구 범위에서, 문자는 청구된 방법 단계(예를 들어, a, b 및 c)를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 이들 문자는 방법 단계를 언급하는데 도움을 주기 위해 사용되는 것이고, 청구된 단계가 수행되는 순서를, 그러한 순서가 청구 범위에 구체적으로 언급되지 않는 한, 그리고 그러한 순서가 청구 범위에 구체적으로 언급된 범위까지만 나타내려는 것은 아니다.

Claims (13)

  1. 전구체 에어로졸 감소 베셀(precursor aerosol reducing vessel)로서,
    상단 표면;
    하단 표면;
    가스 및 에어로졸을 포함하는 유체가 유입되는 입구;
    출구; 및
    상기 입구 및 상기 출구 사이에 위치된 흐름 도관을 포함하고,
    상기 에어로졸은 액체이고,
    상기 흐름 도관은 제1 섹션 및 제2 섹션을 가지고, 상기 제2 섹션은 상기 제1 섹션의 유체적으로 하류(fluidly downstream)에 위치되고 상기 제1 섹션과 유체 소통하며,
    상기 제1 섹션은 방향 전환(directional turn)을 가지며;
    상기 제2 섹션은, 제1 길이와, 상기 제1 길이의 유체적으로 하류에 위치되고 상기 제1 길이와 유체 소통하는 흐름 방향 역전환(flow direction reversing turn)과, 상기 흐름 방향 역전환의 유체적으로 하류에 위치되고 상기 흐름 방향 역전환과 유체 소통하는 제2 길이를 가지며;
    상기 제1 길이는 상기 제2 길이에 평행하고,
    상기 흐름 도관은 상기 입구와 상기 출구 사이에서 점차적으로 상승되는, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  2. 제1항에 있어서, 흐름 도관은 상기 입구와 상기 출구 사이에서 감소되는 단면적을 갖는 단면을 가지며; 상기 단면은 원형의 적어도 일부, 타원형의 적어도 일부, 정사각형의 적어도 일부, 직사각형의 적어도 일부 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 형태를 가지는, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  3. 제1항에 있어서, 흐름 도관을 덮는 덮개를 더 포함하는, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  4. 제1항에 있어서, 흐름 도관이 나선형 또는 구불구불한 형태를 갖는 파이프인, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 상단 표면은 원형, 타원형, 정사각형, 직사각형, 구불구불한 형태, 및 이들의 조합으로부터 선택된 형태를 갖는, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  6. 제1항에 있어서, 상기 전구체 에어로졸 감소 베셀에 유입되는 에어로졸을 감소시키도록 구성된, 상기 입구에 위치된 스크린을 더 포함하는, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  7. 제1항에 있어서, 증기로의 상 변화를 증진시키기 위해 히터를 더 포함하는, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전구체 에어로졸 감소 베셀을 컨테이너(container) 또는 다른 전구체 에어로졸 감소 베셀의 뚜껑에 장착시키기 위해 장착 홀(mounting hole)을 더 포함하는, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  9. 화학 전구체를 공정 툴(process tool)에 전달하기 위한 컨테이너로서,
    측벽;
    기저부(base);
    뚜껑;
    유출구;
    상기 뚜껑 상에 장착된 제1항에 따른 전구체 에어로졸 감소 베셀; 및
    상기 뚜껑을 통과하는 유입구 튜브를 포함하고,
    상기 유출구는 상기 전구체 에어로졸 감소 베셀의 출구와 유체 소통하는, 컨테이너.
  10. 화학 전구체를 공정 툴에 저장 및 전달하기 위한 시스템으로서,
    화학 전구체를 공정 툴에 전달하기 위한 컨테이너 및
    상기 컨테이너의 유출구 튜브로부터의 화학 전구체의 증기를 포함하고;
    상기 컨테이너는
    측벽;
    기저부;
    뚜껑;
    상기 뚜껑 상에 장착된 제1항에 따른 전구체 에어로졸 감소 베셀;
    상기 뚜껑을 통과하는 유입구 튜브; 및
    상기 뚜껑을 통과하는 유출구 튜브를 포함하고,
    상기 유출구 튜브는 상기 전구체 에어로졸 감소 베셀의 출구와 유체 소통하는, 시스템.
  11. 화학 전구체를 공정 툴에 저장 및 전달하기 위한 방법으로서,
    제10항의 시스템을 제공하는 단계; 및
    화학 전구체의 증기를 컨테이너의 유출구 튜브로부터 공정 툴에 전달하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 방향 전환은 증기로의 상 변화를 위해 상기 전구체 에어로졸 감소 베셀에서의 에어로졸의 체류 시간을 최대화하는, 전구체 에어로졸 감소 베셀.
  13. 삭제
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20200131630A1 (en) * 2017-04-10 2020-04-30 Versum Materials Us, Llc Aerosol-free vessel for bubbling chemical precursors in a deposition process

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020121249A1 (en) * 2001-02-28 2002-09-05 Porter George K. Vaporizer
US20160271519A1 (en) * 2013-05-03 2016-09-22 Jayden David Harman Vacuum Condenser

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3690638A (en) * 1970-05-15 1972-09-12 Republic Steel Corp Apparatus and method for vaporizing molten metal
US5360572A (en) * 1991-11-29 1994-11-01 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Aerogel mesh getter
US5887117A (en) * 1997-01-02 1999-03-23 Sharp Kabushiki Kaisha Flash evaporator
US6358323B1 (en) * 1998-07-21 2002-03-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for improved control of process and purge material in a substrate processing system
JP4585852B2 (ja) * 2002-07-30 2010-11-24 エーエスエム アメリカ インコーポレイテッド 基板処理システム、基板処理方法及び昇華装置
US7464917B2 (en) * 2005-10-07 2008-12-16 Appiled Materials, Inc. Ampoule splash guard apparatus
US8986456B2 (en) * 2006-10-10 2015-03-24 Asm America, Inc. Precursor delivery system
US10107490B2 (en) * 2014-06-30 2018-10-23 Lam Research Corporation Configurable liquid precursor vaporizer
US10563305B2 (en) * 2015-05-13 2020-02-18 Versum Materials Us, Llc Container for chemical precursors in a deposition process
US20200131630A1 (en) * 2017-04-10 2020-04-30 Versum Materials Us, Llc Aerosol-free vessel for bubbling chemical precursors in a deposition process

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020121249A1 (en) * 2001-02-28 2002-09-05 Porter George K. Vaporizer
US20160271519A1 (en) * 2013-05-03 2016-09-22 Jayden David Harman Vacuum Condenser

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