TW201602401A - 利用受控固體形態學且基於固體前驅物之流體傳送 - Google Patents

Abstract

本發明揭一種用於揮發來源試劑的裝置及方法，該來源試劑易於在對應的來源試劑蒸氣中產生顆粒或存有顆粒，其中此顆粒產生或存在可藉由蒸氣產生系統的結構或處理特性元件而壓抑。此裝置及方法可用於液體及固體來源試劑，特別是固體來源試劑，如金屬鹵化物，如氯化鉿。在一特定實施例中，此來源試劑係以該來源試劑材料之一多孔性單塊型整體形式構成。本發明之裝置及方法用於提供來源試劑蒸氣於如原子層沈積(ALD)及離子植入的應用中。

Description

利用受控固體形態學且基於固體前驅物之流體傳送

本發明係有關用於來源試劑材料的揮發作用之汽化器裝置與系統、及相關方法，該來源試劑材料如使用於化學氣相沈積(CVD)、原子層沈積(ALD)及離子植入製程的液體及固體來源試劑。

在使用液體及固體材料做為CVD、ALD及離子植入的蒸氣之來源試劑中，使用多種試劑，其係加熱以形成沈積或植入之來源試劑蒸氣。

用於蒸氣產生的此液體及固體來源試劑一問題為有關熱均質性的需求。詳言之，此來源試劑必需均勻加熱而在來源試劑材料中無冷點或熱點，故蒸氣產生作用為儘可能的均勻且可控制的。

於此方面，在來源試劑的特性中有明顯的不同，如其等之沸點、熔點及昇華溫度(可昇華的固體來源試劑的例子中)、及其在加熱期間對熱分解的敏感性，此敏感性為有關於不想要的副產物的產生。該來源試劑汽化的目的為在一可控制的速率下汽化來源試劑，故一具有最 少副產物產量之可再生的蒸氣流可以一所需的量傳送至下游操作設備中。

固體來源試劑在汽化操作中非常難以控制，其中昇華溫度接近發生熱分解及產生熱降解副產物的溫度，此副產物不利下游沈積或離子植入製程。

此技術領域持續尋求在揮發來源試劑之汽化器系統的改良，該系統可產生用於沈積及離子植入應用之來源試劑蒸氣。

本發明有關於來源試劑材料汽化之汽化器裝置與系統，及相關方法，來源試劑材料如使用於化學氣相沈積(CVD)、原子層沈積(ALD)及離子植入製程，亦或用於在基板上形成塗層，以及在清潔應用中的液體及固體來源試劑，例如，試劑材料的使用，如用於製造半導體及微機電產品的製程設備反應室清潔之XeF₂。

在一態樣，本發明有關於一種汽化器，其包括一適於容納一來源試劑的汽化容器，該汽化器適於用來加熱在該汽化容器中的來源試劑，以由該來源試劑產生蒸氣，其中該來源試劑易於在該蒸氣中產生或存在有顆粒，該容器定義一密閉內體積且具有至少一埠，藉此由該來源試劑衍生的蒸氣可由該容器之內體積排放，且該內體積內具有至少一支撐元件，以適於支撐或者接觸內體積內的來源試劑，及一非濾片之顆粒抑制特性元件，其相對於一缺 少此顆粒抑制特性元件之對應汽化器，該顆粒抑制特性元件減少由該來源試劑或其他顆粒來源衍生之蒸氣中顆粒的產生或存在。

該顆粒抑制特性元件為一結構、特性或材料，其相對於一缺少此顆粒抑制特性元件之對應汽化器，可減少由該來源試劑衍生之蒸氣中顆粒的產生或存在。在一實施例，該顆粒抑制特徵包括一泡沫材料，如一熱傳導泡沫材料。該泡沫材料也可做為該來源試劑之支撐物或容裝物或保留介質。

在另一態樣，本發明有關於一種汽化器，其包含一汽化容器，該汽化容器適於用來容納一來源試劑，以與導入容器中用於接觸的載氣接觸，該汽化器適於用來加熱在該汽化容器與該汽化容器中的來源試劑，以由該來源試劑產生蒸氣，其中該來源試劑易於在該蒸氣中產生或存在有顆粒，該容器定義一密閉內體積、一封閉該容器的蓋以密閉該內體積、入口及出口埠，藉此該載氣可經由該入口埠導入至內體積，且包括該載氣及由該來源試劑衍生之蒸氣的一載氣混合物，可由該內體積經由出口埠排放，且該內體積內具有至少一支撐元件，以適於支撐其內之來源試劑，及非濾片之顆粒抑制特性元件，其中相對於一缺少此顆粒抑制特性元件之對應汽化器，該顆粒抑制特性元件減少由該來源試劑衍生之蒸氣中顆粒的產生或存在。

在另一態樣，本發明有關於一種汽化器，其包括一容納固體來源試劑之汽化容器，該汽化器適於用來加 熱該汽化容器及其中的來源試劑，以由該來源試劑產生蒸氣，其中該固體來源試劑包括一材料選自群組包括二甲基聯氨、三甲基鋁(TMA)、四氯化鉿(HfCl₄)、四氯化鋯(ZrCl₄)、三氯化銦、單氯化銦、三氯化鋁、碘化鈦、羰化鎢(tungsten carbonyl)、Ba(DPM)₂、雙(四甲基庚二酮)鍶(bis di pivaloyl methanato strontium(Sr(DPM)₂))、TiO(DPM)₂、肆(四甲基庚二酮)鋯(tetra di pivaloyl methanato zirconium，(Zr(DPM)₄))、十硼烷、十八硼烷、硼、鎂、鎵、銦、銻、銅、磷、砷、鋰、四氟硼酸鈉、併有烷基-脒基配位體之前驅物、有機金屬前驅物、第三丁基醇鋯(zirconium tertiary butoxide，Zr(t-OBu)₄)、肆(二乙基胺基)鋯(tetrakis-diethyl-aminozirconium，Zr(Net₂)₄)、肆(二乙基胺基)鉿(tetrakis-diethylaminohafnium，Hf(Net₂)₄)、肆(二甲基胺基)鈦(tetrakis(dimethylamino)-titanium，TDMAT)、第三丁基亞胺基三(二乙基胺基)鉭(tertbutyliminotris(deithylamino)tantalum，TBTDET)、五(二甲基胺基)鉭(pentakis(demethylamino)tantalum，PDMAT)、五(乙基甲基胺基)鉭(pentakis(ethylmethylamino)tantalum，PEMAT)、肆(二甲基胺基)鋯(tetrakis dimethylaminozirconium，Zr(NMe₂)₄)、肆(第三丁基醇)鉿(hafnium tertiarybutoxide， Hf(tOBu)₄)、二氟化氙(XeF₂)、四氟化氙(XeF₄)、六氟化氙(XeF₆)、及前述之二或二以上的相容之組合與混合物。

在一實施例，本發明實施的特定固體來源試劑包括十硼烷、四氯化鉿、四氯化鋯、三氯化銦、金屬有機β-二酮基配位錯化物、六氟化鎢、環戊二烯基-環庚三烯基-鈦(C _p TiCht)、三氯化鋁、碘化鈦、環辛四烯基-環戊二烯基鈦、雙環戊二烯基二疊氮鈦、三甲基鎵、三甲基銦、烷基鋁如三甲基鋁、三乙基鋁、三甲基胺鋁烷(trimethylamine alane)、二甲基鋅、四甲基錫、三甲基銻、二乙基鎘及羰化鎢。

在另一實施例，該來源試劑包括元素硼、銅及磷；十硼烷；金屬鹵化物，如鹵化鎵、鹵化銦、鹵化銻、鹵化砷、鹵化鎵、碘化鋁、碘化鈦、金屬有機錯化物、如(環戊二烯基-環庚三烯基-鈦)(C _p TiCht)、(環辛四烯基-環戊二烯基鈦)、雙環戊二烯基二疊氮鈦、In(CH₃)₂(hfac)、二溴甲基銻化氫及羰化鎢、以及金屬有機β-二酮基配位錯化物、金屬有機醇氧錯化物、金屬有機羧酸錯化物、金屬有機芳香基錯化物及金屬有機醯胺基錯化物。

在另一實施例，本發明可與任何型式之可藉由加熱或溶於溶劑中而液化的來源材料使用，此來源材料包括但未限定為十硼烷(B₁₀H₁₄)、五硼烷(B₅H₉)、十八硼烷(B₁₈H₂₂)、硼酸(H₃BO₃)、SbCl₃、及SbCl₅。在 本發明之特定實施例中發現為可使用的其他來源材料包括但未限定為AsCl₃、AsBr₃、AsF₃、AsF₅、AsH₃、As₄O₆、As₂Se₃、As₂S₂、As₂S₃、As₂S₅、As₂Te₃、B₄H₁₁、B₄H₁₀、B₃H₆N₃、BBr₃、BCl₃、BF₃、BF₃．O(C₂H₅)₂、BF₃．HOCH₃、B₂H₆、F₂、HF、GeBr₄、GeCl₄、GeF₄、GeH₄、H₂、HCl、H₂Se、H₂Te、H₂S、WF₆、SiH₄、SiH₂Cl₂、SiHCl₃、SiCl₄、SiH₃Cl、NH₃、NH₃、Ar、Br₂、HBr、BrF₅、CO₂、CO、COCl₂、COF₂、Cl₂、ClF₃、CF₄、C₂F₆、C₃F₈、C₄F₈、C₅F₈、CHF₃、CH₂F₂、CH₃F、CH₄、SiH₆、He、HCN、Kr、Ne、Ni(CO)₄、HNO₃、NO、N₂、NO₂、NF₃、N₂O、C₈H₂₄O₄Si₄、PH₃、POCl₃、PCl₅、PF₃、PF₅、SbH₃、SO₂、SF₆、SF₄、Si(OC₂H₅)₄、C₄H₁₆Si₄O₄、Si(CH₃)₄、SiH(CH₃)₃、TiCl₄、Xe、SiF₄、WOF₄、TaBr₅、TaCl₅、TaF₅、Sb(C₂H₅)₃、Sb(CH₃)₃、In(CH₃)₃、PBr₅、PBr₃、及RuF₅。

此外，在本發明中可使用含有砷、磷、銻、鍺、銦、錫、硒、碲、氟、碳、硼、鋁、溴、碳、氯、氮、矽、鎢、鉭、釕、硒、鎳、及硫之型式的溶劑(有機或無機)。

本發明之再一態樣係有關於一蒸氣傳送系統，其包括一如上所述之汽化器，及與該汽化器耦合用以傳送該蒸氣至一流體利用裝置或區域的流體管路，其中該蒸氣可為一純形式或為一與載氣之混合物。

本發明之另一態樣係有關於一種汽化器，其包含包含一汽化容器，該汽化容器適於用來容納一來源試劑，以與導入容器中用於接觸的載氣接觸，該汽化器適於用來加熱該汽化容器及其中的來源試劑，以由該來源試劑產生蒸氣，該容器定義一內體積，一密閉元件，如一封閉該容器的蓋以密閉該內體積，在一實施例中，該密閉元件包括入口及出口埠，藉此該載氣可經由該入口埠導入至內體積，及一載氣混合物，可選擇地包括一蒸發作用促進元件如一錯合劑，及一包括該載氣及由該來源試劑衍生之蒸氣的載氣混合物，可由該內體積經由出口埠排放，其中該汽化器容納一含有該來源試劑的離子液體。

本發明之又一態樣包括一種由一固體來源試劑粉末產生蒸氣的方法，其藉由加熱該粉末以產生蒸氣，該方法包括過篩該粉末以取得具有預定的顆粒尺寸範圍及分佈的粉末，以進行該加熱，其中該預定的顆粒尺寸範圍及分佈包括在該蒸氣產生期間可避免顆粒進入該蒸氣中的顆粒大小。

本發明之再一態樣係有關於一種由一固體來源試劑粉末產生蒸氣的方法，該試劑粉末易藉由加熱該固體來源試劑粉末，以在該蒸氣中產生顆粒固體，該方法包括相對於固體來源試劑粉末，提供該固體來源試劑粉末一顆粒大小、組成物及形態學以利相對於該固體來源試劑粉末減少在加熱時顆粒產生的出現及量。

本發明之另一態樣係有關於一種製備多孔性固體來源試劑物件的方法，該物件為用於藉由加熱該物件以產生蒸氣，該方法包含提供在粉末型式之來源試劑，且在加熱及壓力下合併該粉末，以產生一多孔性固體來源試劑粒子。

本發明之另一態樣係有關於一種形成多孔性來源試劑物件的方法，該物件為用於曝露於升溫條件，以使該來源試劑之昇華，該方法包含將一暫時性介質與粉末型式之該來源試劑混合以形成一混合物，將該混合物塑形以形成一暫時性介質與來源試劑的複合體，及由該複合體中進行移除該暫時性介質，以形成一多孔性來源試劑物件。

本發明之又一態樣係有關於一種產生固體來源試劑之蒸氣的方法，該方法包括在一汽化容器內提供該固體來源試劑，及加熱該汽化容器，以揮發該固體來源試劑及產生來源試劑蒸氣，此方法包括以一非濾片之顆粒抑制特性元件抑制該來源試劑蒸氣中顆粒的存在。

本發明之再一態樣係有關於一種多孔性單塊型成型物件，其由一可昇華的來源試劑形成或包含一可昇華的來源試劑。在多個實施例中的單塊型物件可包括一來源試劑，如一可昇華的來源試劑，或單塊型物件可適於儲存一液體或固體來源試劑，且在此例中該單塊型物件可以在單塊型物件設置於該汽化容器中之前、之中或之後載入液體或固體來源材料。

本發明之另一態樣係關於一種汽化器，其包括一汽化容器，該汽化容器內包含一接觸促進材料(如一支撐結構材料)，以在容器內提供增加的表面積而容納或其他方式呈現來源試劑(如篩網、毛織物或其他媒介)、或一離子液體材料或其相似物，藉此與其組合之來源試劑可被揮發。

本發明之再一態樣係有關於一種汽化器，其包含一汽化容器，該汽化容器適於用來容納一來源試劑，以與導入容器中用於接觸的載氣接觸，該汽化器適於用來加熱在該汽化容器與該汽化容器中的來源試劑，以由該來源試劑產生蒸氣，其中該來源試劑易於在該蒸氣中產生或存在有顆粒，該容器定義一內體積，一封閉該容器的蓋以密閉該內體積，該蓋包括入口及出口埠，藉此該載氣可經由該入口埠導入至內體積，及包括該載氣及由該來源試劑衍生之蒸氣的一載氣混合物，可由該內體積經由出口埠排放，且該內體積內具有至少一多孔性金屬體，以適於支撐其孔隙內的來源試劑。

本發明之又一態樣係有關於一種由可揮發性固體產生蒸氣的方法，該揮發性固體在汽化容器中加熱，此方法包含放置至少一多孔性金屬體於該汽化容器中，其中該多孔性金屬體在其孔隙中含有可揮發性固體。

本發明之另一態樣係有關於一種用於固體來源材料的汽化器，其包括：一單一埠容器，其包括一界定密閉內體積之壁； 多數個分離的支撐元件，位於該容器內體積內，其與壁熱接觸並適於在內體積內支撐固體來源材料，用以加熱該固體來源材料，以形成一固體來源材料蒸氣；及該單一埠容器的該單一埠為一排放埠，其與容器內體積相通，並適於由容器中排出固體來源材料蒸氣。

本發明之再一態樣係有關於一種製造一微電子元件的方法，其包括使用前述多種汽化器分配的蒸氣。

本發明之再一態樣係有關於一種汽化器，其包含一汽化容器，一內部結構及一來源試劑材料，該汽化容器封閉一內體積及具有至少一氣體埠與該容器之內體積相通，該內部結構在容器之內體積中且與該容器接觸，及該來源試劑材料與該內部結構接觸，該來源材料包含一外硬塊部分，其可加熱以產生一來源材料蒸氣，以在汽化器的分配操作中從該容器排出。

本發明的其他態樣、特徵及實施例將由後文的揭露及後附的申請專利範圍而充分顯見。

10‧‧‧汽化器傳送系統(汽化器)

12‧‧‧容器

14‧‧‧底板

16‧‧‧邊界側壁

18‧‧‧蓋

20‧‧‧載氣入口閥

22‧‧‧托盤

23‧‧‧內部載氣接管

24‧‧‧底板

26‧‧‧側壁

27‧‧‧托盤圓柱狀軸環(凹槽)

28‧‧‧來源材料

30‧‧‧通管

32‧‧‧通氣道

32‧‧‧開放通氣道

38‧‧‧密封O-環

40‧‧‧氣體出口閥

64‧‧‧載氣來源

66‧‧‧蒸氣傳送系統

67‧‧‧液體來源容器

68‧‧‧流量計

70‧‧‧製程反應室

72‧‧‧加熱器

100‧‧‧汽化器

102‧‧‧容器

104‧‧‧凸緣

106‧‧‧頂蓋

108‧‧‧機械螺栓扣件

110‧‧‧入口閥

112‧‧‧手輪

116‧‧‧出口閥

118‧‧‧手輪

120‧‧‧載氣源

122‧‧‧進料管

124‧‧‧流量控制閥

130‧‧‧排放管

132‧‧‧流量控制閥

134‧‧‧三通閥

136‧‧‧管線

140‧‧‧固體脫除單元

142‧‧‧進料管

150‧‧‧加熱器

152‧‧‧加熱器

160‧‧‧原子層沈積(ALD)單元

162‧‧‧中央處理單元

166‧‧‧信號傳送線路

168‧‧‧信號傳送線路

170‧‧‧訊號傳送線路

172‧‧‧傳輸管線

174，176‧‧‧過濾器

178‧‧‧排放管線

180‧‧‧流量控制閥

182‧‧‧信號傳送線路

200‧‧‧汽化器

202‧‧‧容器

204‧‧‧上凸緣

206‧‧‧蓋

210‧‧‧內體積

212‧‧‧餵入閥

214‧‧‧手輪

216‧‧‧排放閥

218‧‧‧手輪

220‧‧‧進料管

222‧‧‧載氣來源

224‧‧‧設備

226‧‧‧進料管

230‧‧‧管

232‧‧‧支撐板

234‧‧‧固體

238‧‧‧碟狀過濾器

300‧‧‧汽化器

302‧‧‧容器

304‧‧‧上凸緣

306‧‧‧蓋

308‧‧‧機械螺栓緊固件

310‧‧‧入口閥

312‧‧‧手輪

314‧‧‧排放閥

316‧‧‧手輪

320‧‧‧排放管線

322‧‧‧流體利用設備

324‧‧‧進料管

326‧‧‧來源

350‧‧‧托盤

352‧‧‧粒狀固體

360‧‧‧接管

364‧‧‧篩網

370‧‧‧正切開孔

380‧‧‧流動線

390‧‧‧過濾器

410‧‧‧汽化容器

450‧‧‧多孔性金屬體

500‧‧‧汽化容器

502‧‧‧容器

504‧‧‧板元件

506‧‧‧內體積

508‧‧‧壁

510‧‧‧指部

512‧‧‧外表面

514‧‧‧塗層

520‧‧‧閥頭(閥體)

522‧‧‧手輪

524‧‧‧排放配件

第1圖為用於本發明多種實施例之汽化器型式的立體透視圖。

第2圖為設置於顯示在第1圖中的汽化器型式之容器的通氣管之頂視圖。

第3圖為如顯示於第1圖之一般型式的汽化容器之立視透圖，說明複數個圓柱型通管。

第4圖為可用於本發明多種實施例之蒸氣傳送系統構形的簡化概略代表圖。

第5圖為利用本發明之一實施例的汽化器之半導體製造設備的概要圖。

第6圖為包括本發明之另一實施例之汽化器的蒸氣產生及利用系統之概略圖。

第7圖為本發明之另一實施例之固體來源蒸氣傳送系統之概略圖。

第8圖為依本發明之另一實施例利用多孔性金屬體支撐可揮發固體的汽化容器之立體及部份透視圖。

第9圖為本發明之另一實施例的汽化容器的概略圖。

第10圖適用於放置在本發明之汽化容器中的固體來源試劑托盤元件的立體圖式照片。此商品特徵在於其內的多數個圓柱型流體通道以提供蒸氣通過托盤。在長時間熱處理來源試劑後會形成結硬材料，照片顯示來源試劑的結硬部份正由托盤上的來源試劑之總體質量上除去。

本發明係有關用於來源試劑材料的揮發作用之汽化器裝置與系統、及相關方法以產生用於流體應用製程的蒸氣，製程如化學氣相沈積或離子植入。

本發明可應用於不同型式的來源試劑，包括液體及半-固體來源試劑材料(半-固體來源試劑材料於本文 中已瞭解為包含可流動的固體、固體懸浮液、離子液體組成物及其相似物)，特別是對固體來源試劑材料之可應用性。使用於本發明實施的固體來源試劑材料可為例如粉末、細沙狀、丸狀、有孔小珠、磚型、塊狀、片狀、桿狀、薄板狀、薄膜、塗層等的型式，及如在一特定應用中所需要可以多孔性或非多孔性型式實施。當來源試劑為粉末形式時，為粉末形式之來源試劑的顆粒大小可為大於0.1微米。

本發明係基於發現多種來源試劑(例如，金屬鹵化物，如氯化鋯)在當揮發產生用於流體應用製程(如學氣相沈積或離子植入)的蒸氣時，非常易於產生顆粒，及基於多種用於在來源試劑衍生的蒸氣中抑制顆粒形成及/或捕捉可能存在的顆粒之技術上的發現。

在本發明之多個特定實施例中，可用於本發明實施之一型式汽化器說明於第1圖中。第2圖為置於顯示於第1圖型式的汽化器之容器中的複數個排放通管頂視圖。第3圖為顯示於第1圖之通用型式的汽化容器側面立視圖，描繪複數個圓柱型通管。

該汽化器傳送系統10包括一以合適的熱傳導材料製成的容器12，如銀、銀合金、銅、銅合金、鋁、鋁合金、鉛、鎳護面不銹鋼、石墨、碳化矽塗覆之石墨、氮化硼、陶瓷材料等，以及組成物、混合物及二或多個該類型材料的合金。

該容器包括一底板14及邊界側壁16，其共同形成該容器之內體積。該容器可具有任何形狀，其可促進經由容器內體積之載氣的均勻流。在一實施例中，該容器具有一圓柱型，其具有一非精密之公差(如在每英吋為介於1/1000^th至3/1000^th範圍間)。

該容器包括一蓋18，該蓋之上設置一載氣入口閥20以當該閥打開時選擇性地導入的載氣至該容器內體積內。

置於該容器之內體積為複數個垂直堆疊的托盤22。該些堆疊托盤為彼此分離，且可從該容器移除以方便清潔及再充填。一內部載氣接管23置於該容器內並連接(焊接)至具有入口閥20之蓋的氣體入口，以傳送該載氣至垂直堆疊托盤的陣列中最底部的托盤下之內體積底部。在第1圖中，接管23通過每一托盤之圓柱狀軸環27，該軸環由托盤之底板24延伸(見第3圖)。特別是若該來源材料為一液體，可瞭解為確保接管與托盤之底板24接合處之防漏密封，一密封O-環38可置於二接續的托盤間。一額外的外側o-環也可用來在每一托盤側壁之頂表面上在托盤間密封。

當該來源試劑為固體型態，多種結構元件也可用來抑制或最小化進入載氣流之固體。此阻力進入的特性元件可為任何合適的形式，及可例如包括濾片元件以及非濾片之顆粒抑制特性元件或裝置。在多個實施例中，該非濾片之顆粒抑制特性元件可包括迂迴流道、向上流動之固 體脫離結構、用於顆粒集結或收集功能之切向氣流側氣流動等。藉由特定的例示，高純度不銹鋼濾片(如具有孔洞大小在1至100微米間)及至少一非濾片之顆粒抑制特性元件可加至任何合適的位置以控制該載氣流量。濾片可為例如可安裝於附隨於托盤之每一通管30的「入口」，或一較大一碟形濾片可加至頂托盤並由在容器上安裝的蓋之壓力密封至容器內，或者其他方式設置於出口氣體流路徑中。

如顯示於第3圖，每一個別托盤22具有一底板24及側壁26以形成一托盤凹槽27以安置及支撐該來源材料28。該些托盤較佳為非反應性熱傳導材料製成，例如：銀、銀合金、銅、銅合金、鋁、鋁合金、鉛、鎳包覆不銹鋼、石墨、碳化矽塗覆之石墨、氮化硼、陶瓷材料及前述二或二者以上的組成物，混合物及錯化物。

每一個別托盤包括複數個通管30，其中每一通管包括一通氣道32用來供一載氣穿過該通管。該些通管可為任何形狀或構成形以提供氣流通過。較佳地，該些通管為圓柱型或圓錐型。在多個實施例中，該些通管從該托盤之底板向上延伸，並定義一中央通氣道與在該托盤底板上對應的開口相通。在其他實施例，該些通管在相同方式由托盤底板向上延伸，但也向下延伸至托盤下方，所以該中央通氣道(如中央孔洞)在該托盤底板之上及下由通管包圍。

該些通管可以任何合適的方式固定於該托盤的底板，如焊接、銅鋅焊接、機械扣件附加裝置、壓合、模鍛等。可替代地，該些通管可一體成型為該托盤底板之一部份。在一特定實施例，該些通管的每一者之高度為與該托盤側壁的高度大致相同，雖然在其他可預想的實施例中，該些通管的每一者之高度為可大於或小於該側壁。

每一托盤的側壁具足夠的高度，以致托盤可堆疊而在汽化器之容器內體積中形成垂直延伸的堆疊陣列。

在另一特定實施例，該些托盤可包括各自的匣可由2、3或4向通入口/出口閥使用。

在其他實施例，托盤的製造為僅具足夠的尺寸範圍之側壁以允許架置或固定在汽化容器之內壁表面。

在又一實施例，該些托盤之製造可不具側壁，而在內體積內的架置是由容器之內壁表面以支撐物的協助，以邊緣密封襯墊，或其他架置結構或元件完成。可預想的額外實施例中，托盤以彼此垂直空間間隔的關係架置，如一組裝物。例如，該些托盤可架置在一框架或其他定位結構內，如一單一陣列，以在該汽化器組裝及拆裝期間依需要由該容器之該內體積插入及退出。

在一特定實施例中，每一托盤具有一周緣側壁，且每一通管的高度為小於托盤側壁的高度，因而在通管端部之上提供一頂部空間以使氣體在各自托盤內分散及循環。

亦可替代地，通管及托盤可構造為在每一托盤中產生流體化床，或托盤可製造為具有多孔性開孔，以致最初支撐於托盤之頂表面的固體或其他來源試劑材料以載氣流過該通管或多孔性開孔，而在足夠的表面流速以流體化來源試劑。為此一目的，該來源試劑較佳為粉末或其他細微分離的固體形式，以致附隨流體化作用的壓力降不會過度。在此一配置中，通管或多孔性開孔的尺寸為小至足以維持固體在無流體化之氣體流下支撐於托盤上。

更概略言之，該些通管需要具有一高度以在放置足夠量的不論是固體或液體之來源材料時，皆提供一防漏區域，以使需要的汽化材料不會滲漏出固體或液體經由該些通管的開放通氣道32至下層的容器。在一實施例，每一通管從該托盤底部垂直向上延伸至一高度，該高度可為例如在約0.5mm至約5mm範圍間，且較佳為在約1.5mm至約3.0mm範圍間。

如顯示於第1圖，在每一托盤之通管的位置稍微偏斜於相鄰托盤之通管的位置，藉此在結果氣體混合物在經由通管傳輸至下一相鄰托盤區域前，迫使載氣在托盤內循環以使載氣與被汽化之來源材料接觸。藉由此一配置，該載氣與來源試劑材料之多重接觸可使載氣在高度有效的方式下成為飽和。

該汽化器傳送系統10的尺寸可依供應至下游利用流體之設備(如一CVD裝置或離子植入系統)的蒸氣量而大大的不同。在一實施例中，該汽化器為內部直徑在 約3至6英吋範圍間(如約3.75英吋)之圓柱形構造。在汽化容器內體積內的托盤數由汽化器大小決定。在許多實施例中，在汽化容器中為揭露有3至5個托盤。

可加熱含有多數個托盤之汽化器並維持在適於特定來源材料被汽化、適於由該汽化器傳送至下游利用流體之設備的載氣混合物中來源試劑之需要濃度、且適於用於來源試劑汽化操作的操作條件的特定設定之溫度。

該汽化容器的加熱可以任何合適的方式實施。在一實施例中，一帶狀加熱器圍繞汽化器。在一實施例中，使用一具有覆蓋汽化器外表面至少一主要部份之形狀的加熱器以加熱汽化容器。在另一實施例，一在升溫之熱傳遞流體可與汽化容器外表面接近，以利其之加熱。再一實施例中，使用紅外線或其他輻射能量照射該汽化容器以加熱。

在又一實施例中，本發明預想藉由熱氣體在容器中循環來加熱該來源試劑，以產生來源試劑的對流加熱。

汽化容器之加熱方法並未特別限定，只要以一精準且可靠的方式引導汽化器至一所需要的溫度並維持於此一溫度。

需要在一熱均質的模式加熱汽化容器，故在容器之內體積內的溫度偏差最小化。在托盤與壁直接熱接觸的特定實施例中，此藉由壁的熱傳導的托盤加熱提供一更方便及有效的方式在托盤上汽化來源試劑。

在某些應用中可能於汽化容器內體積中需要利用增加表面積的結構，以促進用於汽化作用之來源試劑材料的加熱範圍及速率。

另一獲得高效率的來源材料汽化作用之方式為載氣可在導入汽化容器之內體積前加熱，以助於來源試劑的加熱及汽化作用。例如，供應載氣至入口閥20的流體管線可保溫，或其他方式加熱，以在一所需的溫度傳送載氣至汽化容器。

在一用於可昇華的固體來源試劑之蒸氣傳送的特定配置，本發明之汽化器傳送系統利用一系列包括多數個加熱通管之加熱托盤，該加熱通管增加加熱表面積，因為增加熱的分佈而可使固體來源材料之昇華達到一高效益之方式。

在某些應用中，汽化容器需要具有一大的熱質量，以在處理期間維持一較一致的溫度。使用大的熱質量在涉及由固體態至蒸氣態的固體來源材料昇華的應用中特別重要。在一給定溫度，該固體之蒸氣壓為材料在固體/氣體介面之分壓，亦即，在一給定的時間期間，於固體表面上凝結的分子與由表面昇華的分子數一樣多。若在氣態的分子藉載氣由固體/氣體介面移除，則破壞平衡。明白顯見地，若有足夠的熱施用固體表面以補償固體昇華的潛熱，則昇華在一較高速率發生以修復平衡。藉由在熱托盤上提供多數個熱通管以及伴隨的熱汽化容器壁，全部的熱傳導容器作用為增加昇華速率，以產生一飽和載氣的增 加流速及減少汽化之來源材料的沉澱，此沉澱可能堵塞該些通管或托盤之其他孔洞或通道。

在特定應用中使用之汽化器的特定溫度將依下游利用流體之裝置(如CVD裝置或離子植入系統)的操作條件、及提供之來源材料的蒸氣壓力與量而定。在多個使用可昇華的固體來源試劑的特定實施例中，可使用介於約40℃至約300℃範圍間的汽化器溫度。在特定之實施例中，本發明之涉及金屬鹵化物固體來源試劑的實現可例如利用在介於200℃至300℃範圍間的溫度。

在特定實施例，本發明的汽化器傳送系統可進一步包括供應載氣至汽化容器的管線；由汽化容器釋出來源試劑蒸氣之管線；流體管路元件，如流量控制閥、質量流量控制器、調節器、節流孔元件、熱偶計、壓力傳感器、監視及控制裝置、輸入熱能至該汽化容器及其內含物的加熱器、維持載氣供應管線及來源試劑蒸氣排放管線在一溫度的加熱器等。

本發明的一些實施例，進行來源試劑蒸氣排放管線加熱以維持此管線的溫度比汽化作用的溫度高如5-10℃，以防止在此排放管線的凝結。

在使用本發明之汽化器系統中，在將蓋關緊至容器前(見第1圖，其中蓋18以螺栓機械緊固件關緊至容器)，來源試劑材料可導引入該汽化容器，置放於托盤內或其他方式設置於該汽化容器之內體積內。該來源試劑材料可以是任何合適的型態，包括固體型態、液體型態、半 固體型態或一含有溶解或分散於合適的溶劑介質中之來源試劑材料的溶液。

在一實施例，來源試劑材料可以一沉積形式提供，其係在托盤凹處內以一合適厚度之膜或塗層塗覆在托盤與通管的表面上。此一膜或塗層可藉由任何不同的合適方法形成，包括的方法為經加熱來源試劑使之熔融、施用熔融的來源試劑材料至托盤及通管的表面、然後冷卻施用的材料。

在另一實施例，其中該來源試劑包括一金屬錯化物，該金屬錯化物可溶解於一溶劑中且此結果溶液施用在托盤與通管的表面上，接著藉由在減壓下從施用的材料除去溶劑。

在某些實施例，可能需要由汽化容器同時供應不同來源試劑蒸氣至下游利用流體的設備。在此一應用中，不同來源試劑材料在汽化容器內體積中可在不同托盤及/或在不同匣中提供。藉由此一配置，其可能產生多重成份蒸氣，其藉由載氣帶至下游設備。

汽化器因此可包括於汽化容器之內體積內架置在中央接管上的多數個垂直堆疊托盤。來源試劑材料可承載在容器之內體積內，係藉由置入預定量的來源試劑於托盤內，如一計量顆粒固體。在汽化容器內載入來源試劑後，容器的頂蓋18(參閱第1圖及第2圖)置於容器上方且如藉由一以聚四氟乙烯或一彈性體製造的O形環元件、或 藉由一金屬密封元件及/或藉由一機械緊固件(如螺栓緊固件)關緊。

在汽化器組裝、並將汽化容器耦合至處理管線以傳送載氣至容器、並由含有來源試劑蒸氣之載氣混合物由容器排放後，汽化器加熱器致動以進行汽化容器的加熱。進行加熱以使在汽化器及接觸托盤內的內部溫度增加至一足以汽化來源材料的溫度。

在可昇華的固體之例子中，昇華的速率在第一或最底部的托盤為最大，此係歸因於純載氣進入此托盤內，而相對地，部份或完全飽和的載氣進入在其等上方的托盤。就此而言，需要在底部托盤上承載更多的來源試劑材料及/或增加容器的高度尺寸以產生需要的來源試劑蒸氣量並流至下游利用流體之設備。

本發明之汽化系統可有利地用於由多種不同來源試劑材料產生蒸氣，且特別可用於可昇華的固體如十硼烷、四氯化鉿、及其相似者的揮發作用。本發明可用於多種固體來源材料之揮發作用的應用上，如特徵為昇華溫度介於約20℃至約300℃範圍間且在昇華溫度具有一蒸氣壓力介於約10^-2托耳(Torr)至約10³托耳範圍間的固體材料。

在汽化器內溫度可藉由任何熱調節系統控制，該系統包括但未限制為線加熱器、輻射加熱器、熱封包、流體循環加熱器、電阻加熱系統、感應加熱系統等，其等之建構及配置為用以控制溫度操作。再者，在汽化器 中的溫度可藉由熱偶計、熱敏電阻、或任何其他合適的溫度感應接點或元件與在其內的熱傳導的容器及/或托盤之表面接觸以感應。該溫度感測元件可與一中央處理單元耦合操，中央處理單元如一般用途可程式化電腦、可程式化邏輯單元、微處理機等，其之設置為由溫度感應元件接受溫度感應訊號，並回應調整加熱器、及/或汽化器系統之其他可控制元件，以獲得對於特定應用之來源試劑蒸氣的所需之生產。

為測定汽化器之來源材料何時用盡，在汽化容器之內體積內可使用一量感測監視系統以測定在頂托盤及/或在底托盤中固體或液體的量，如一光纖感測器相聯通的連接至托盤底表面之反射表面上，以當托盤接近空或空時提供一改變的訊號。

第4圖為可用於本發明多種實施例之蒸氣傳送系統66構形的簡化概略代表圖。

此系統包括一汽化器10。一載氣來源64連接至該汽化器10以提供載氣。在一導入來源材料的可替代模式中，一液體來源材料可從一液體來源容器67引入該汽化器，或該汽化器10可以其他方式預充填為粒子或顆粒型式的固體來源試劑。

載氣的流速可藉由置於載氣傳送管線及在傳輸已汽化之來源材料至製程反應室70之管線上的流量計68監視。在一特定實施例中，此氣體傳送管線由具有低磨擦係數的材料(如一聚合物)製成，以可獲得高流速。該 汽化器10係有利地以一熱傳導材料製成，此材料可傳送由相聯通至汽化器單元10之至少一加熱器72產生的熱能以加熱汽化容器及其內容物。

為了達到監視及控制已汽化之來源試劑及與已汽化之來源試劑混合並流至沈積反應室或其他下游製程單元的載氣的目的，在本發明之一實施例中，可使用一熱電堆紅外線偵測系統，該類型描述於2004年11月23日頒發之美國專利第6,821,795號，於2006年3月14日頒發之美國專利第7,011,614號，或於2003年9月9日頒發之美國專利第6,617,175號，及一混合系統，其描述於2005年6月21日頒發之美國專利第6,909,973號，於2006年6月6日頒發之美國專利第7,058,519號，或於2006年6月20日頒發之美國專利第7,063,097號。此熱電堆紅外線偵測系統及混合系統可例如佈署於包括該汽化器及試劑來源之製程系統的流體管路中的旁通迴路上。

用以完全汽化作用所需的電力量為來源材料與載氣的化學性、及混合物的流速之函數。在一特定實施例中，傳輸至汽化器的熱能可在一約100W至約3000W範圍間以對來源試劑的汽化作用提供高效能恒溫溫度。

在操作顯示於第4圖型式的汽化器系統時，當使用一固體來源試劑材料，此來源試劑材料可載入在一乾燥箱或手套箱中的托盤，以減少當汽化容器開啟時前驅物與氧及濕氣的反應。此在乾燥箱或手套箱中的容器接著載入含有來源試劑之托盤，再使用蓋子並緊固固定，以形成 一密閉汽化作用容器。此容器接著耦合製程系統用於載氣入口及含蒸氣載氣混合物排放之餵入及排放管線。

接著從氣體來源64引入一載氣至該汽化器的載氣入口20，例如以每分鐘1標準立方公分(sccm)至約500sccm範圍間的氣體流速。該載氣於一適當壓力傳送至汽化器內以提供一穩定的載氣流，此載氣流導入汽化容器內且由其導入的部份-容器較低部向外及向上穿過內體積，經過連續的托盤及托盤的通管。

當載氣流向上流過垂直堆疊托盤之不同層，載氣因汽化之來源試劑材料而飽和。該形成的載氣混合物包括該來源試劑蒸氣，接著從該汽化器的氣體出口閥40流出至該製程反應室70。該製程反應室70可為任何簡單型式，在製程反應室內分配之含有來源試劑蒸氣的載氣混合物被處理或利用。在一特定實施例，該製程反應室70包括一原子層沈積反應室或一離子植入反應室。

一如配合第1-3圖所描述之用於實施本發明的較佳汽化器可由美國康乃狄克州旦布里市(Danbury，Connecticut，USA)ATMI公司以商標名ProE-Vap®出售的產品取得。該ProE-Vap汽化器使用含有該來源試劑之堆疊托盤。在此汽化器中，載氣由頂端導入並經由向下延伸之餵入管流動至容器底部以在容器內體積內接續的分佈及向上流經每一托盤。在此方式中，當容器加熱時，傳導加熱在容器內體積中的托盤以在托盤上產生衍生自來源試劑的蒸氣。此產生的蒸氣接著進入載 氣中。此包含來源試劑蒸氣之結果載氣混合物接著由汽化器在頂部端經由一容器的出口埠排放。從該出口埠，該載氣混合物包括該來源試劑蒸氣流經該汽化器的排放閥。該排放閥可耦合至下游製程單元附隨之流體管路以將含有來源試劑蒸氣的載氣混合物由汽化容器流至下游流體製程設備，該設備如一化學氣相沈積反應室、ALD反應室或離子植入機。

可利用其他汽化器實施本發明，包括描述於在2005年2月23日公開之歐洲專利申請案第1508631號「Method and Apparatus for the Delivery of Precursor Materials」之汽化器，該專利之揭露併入本案參考。此公開的專利申請案描述一汽化容器，其中至少一突出物延伸至容器體積的較低部份並與前驅物接觸，及至少一由容器之蓋、側壁及/或底部延伸之突出物。此容器在蓋子上可具有入口及出口埠，與流體管路相通且配置為用使載氣經容器的內體積流動以與加熱之前驅物蒸氣接觸。故此突出物做為一延伸區域的熱傳遞元件元件，以在容器內促進前驅物的揮發作用，及載氣的流動分佈。

另一可在本發明廣泛應用中使用的汽化器為描述在2006年2月2日公開之美國專利申請案第2006/0024439號-「System for Controlling the Sublimation of Reactants」，該專利申請案之揭露亦併入本文參考。述於此專利申請案之汽化器包括一用於 由前驅物與熱傳導材料之混合物中揮發前驅物的熱傳導容器。此熱傳導材料可以桿狀、粉末、篩網、篩、線圈、板等形式存在。

其他可在本發明廣泛應用中使用的汽化器為述於在2005年7月26日授予之美國專利第6,921,062號-「Vaporizer Delivery Ampoule」，該專利之揭露亦併入本文參考。在此專利中描述之汽化器包括垂直堆疊的容器，如托盤，具有蒸氣流導管經由此容器底板以容納試劑蒸氣由容器之內體積流至出口埠。此容器可附設有一載氣管以導入載氣至容器之內體積，且蒸氣流導管通道容許載氣接觸在堆疊容器內的固體，如在每一垂直堆疊之托盤表面的來源試劑固體。

在多種特定態樣，本發明有關於由固體或液體來源試劑產生及傳送來源試劑蒸氣的汽化器系統，其中該來源試劑易產生顆粒且顆粒易存在於由此來源試劑衍生的蒸氣中。本發明在易產生顆粒且顆粒易存在於由此衍生的對應蒸氣中固體來源試劑的應用中特別有利。

可用於本發明之汽化器系統的固體前驅物可為任何合適的形式，包括固相金屬鹵化物、有機金屬固體及其相似物。可用於本發明實施之來源試劑的範例包括但未限定為二甲基聯氨、三甲基鋁(TMA)、四氯化鉿(HfCl₄)、四氯化鋯(ZrCl₄)、三氯化銦、三氯化鋁、碘化鈦、羰化鎢、Ba(DPM)₂、雙(四甲基庚二酮)鍶(bis di pivaloyl methanato strontium(Sr(DPM)₂))、 TiO(DPM)₂、肆(四甲基庚二酮)鋯(tetra di pivaloyl methanato zirconium，(Zr(DPM)₄))、十硼烷、硼、鎂、鎵、銦、銻、銅、磷、砷、鋰、四氟硼酸鈉、併有烷基-脒基配位體之前驅物、有機金屬前驅物、第三丁基醇鋯Zr(t-OBu)₄、肆(二乙基胺基)鋯Zr(Net₂)₄、肆(二乙基胺基)鉿Hf(Net₂)₄、肆(二甲基胺基)鈦(TDMAT)、第三丁基亞胺基三(二乙胺基)鉭(TBTDET)、五(去甲基胺基)鉭(PDMAT)、五(乙基甲基胺基)鉭(PEMAT)、肆(二甲基胺基)鋯(Zr(NMe₂)₄)、第三丁基醇鉿(Hf(tOBu)₄)、二氟化氙(XeF₂)、四氟化氙(XeF₄)、六氟化氙(XeF₆)及前述二或二以上的相容組合及混合物。

如由前述材料選出之一說明範例，氯化鉿為用於半導體製程操作中以獲得鉿及含鉿薄膜沉積的來源試劑。氯化鉿為一固體來源試劑材料，其已發現高度易產生顆粒且顆粒易存在於由氯化鉿固體衍生的蒸氣中。

本發明發展多種方法、裝置及技術以解決易產生顆粒之來源試劑材料相關的顆粒問題，此包括揮發粉末固體形式的來源試劑材料以產生來源試劑蒸氣。

雖然此些方法、結構及技術在後文中配合粉末固體來源試劑(如氯化鉿粉末)描述，應認知在許多例子中的可利用性亦可延伸及涵蓋至多種液體來源試劑材料的使用。

如在使用粉末固體來源試劑的應用中之廣泛考量，本發明之方法、結構及技術包括但未限制為：(i)粉末來源試劑在使用前先過篩以取得該前驅物固體材料之特定的顆粒大小範圍及分佈；(ii)選擇當來源試劑揮發時有利於產生顆粒的存在及範圍為最小化的顆粒大小、組成物及形態；(iii)繞過與汽化器耦合的流體管路的主要路徑，以一具有彎管或過濾器之旁通迴路路徑由來源試劑蒸氣移除顆粒；(iv)在與載氣接觸前，以熱聚集此固體來源試劑顆粒，如造成來源試劑固體顆粒的熔融或結合，以致細粒子可藉由與其他顆粒合併而移除且不會進入得自固體來源試劑的蒸氣中；(v)在汽化容器中固體來源試劑昇華至托盤或側壁或支撐表面上；(vi)固體來源試劑昇華至有孔小珠或濾片元件上以導入至汽化容器之內體積；(vii)使用擴散器或流體分散器以在載氣導入汽化容器之內體積的位置處分散進入之載氣；(viii)使用多孔性固體來源試劑體，其之形成可藉由如將聚合物或其他暫時性介質與固體來源試劑材料粉末混合，及接著除去聚合物介質或其他暫時性介質，以產生多孔性固體來源試劑體； (ix)由來源試劑蒸氣或含有來源試劑蒸氣之載氣混合物中靜電捕捉來源試劑材料的顆粒；(x)於初始啟動該汽化器時，控制該載氣流量，如使用一補強流量控制閥，以減輕或去除在汽化器之入口閥開口發生的載氣湧量；(xi)使在汽化容器及下游工具或其他利用流體之設備中壓力均等，以減輕或去除在汽化器之入口閥開口發生的載氣湧量，如利用初始回流以致由汽化器及附隨的流體管路至下游利用流體之設備之通過汽化器流體路徑的氣體於一實質相同壓力量；(xii)利用一閘溢流閥以使高流量最小化，以致汽化器之入口閥開口發生的壓力上升可維持低於一預定的最大值；(xiii)在汽化器內體積之上部份提供一頂托盤或其他來源試劑支撐結構，該頂托盤不含來源試劑，以致此內體積的「空」部份做為提供載氣混合物在此內體積部份移除顆粒；(xiv)在汽化容器的來源試劑支撐結構上之上層部份，使用過濾器；(xv)使用不同大小的多重過濾器以除去粒子；(xvi)在汽化器入口使用一圓錐形過濾器；(xvii)汽化器之內體積的出口區域產生一旋渦以由載氣混合物捕捉顆粒並防止其被排放； (xviii)在汽化器出口使用一過濾器，如與容器之蓋子併用；(xix)使用旋渦及靜電技術彼此結合以由載氣混合物中除去粒子；(xx)使用系列顆粒過濾器介質，結合篩網或其他保持結構，以維持來源試劑材料於汽化器的托盤或其他支撐結構之位置上；(xxi)使用離子液體為儲存來源試劑之介質，例如將來源試劑溶解於該離子液體中，及使用汽化器維持此含有來源試劑之結果離子液體溶液；(xxii)控制昇華製程以控制在來源試劑材料衍生之蒸氣中產生之顆粒大小，例如藉由汽化容器的控制加熱，可選擇地涉及溫度監視或其他製程變數的監視，及使用監視的資訊調節容器的加熱；及(xxiii)提供調節焦耳-湯普森(Joule-Thompson)效應之結構，焦耳-湯普森效應係因含有來源試劑蒸氣之載氣混合物的膨脹介質冷卻所造成。

現將呈述本發明之多種實施例，說明前述用以在來源試劑材料衍生之蒸氣中最少化及壓制來源試劑固體顆粒存在的一些方法。

再次參考圖式，第5圖為依據本發明使用一汽化器100於半導體製造設備之實施例的概略圖。

汽化器100包括一由金屬或其他熱傳導材料製成的容器102，其中容器的側壁在放射狀向外延伸的凸 緣104之上端終止。一頂蓋106置於該凸緣104上，並被複數個機械螺栓扣件108固定。在蓋上設置入口及出口閥。該入口閥110配置一手輪112，以轉換該閥體內側之閥元件的完全開啟及關閉的位置。該入口閥110可替代的為一自動化制動形式的閥，耦合至一氣壓、電力或其他自動閥制動器。

該入口閥110如圖式耦合至一接管以傳輸載氣至容器的較低部份而在此容器的內體積內向外及向上流動。該汽化器也包括一出口閥116，該出口閥包含一手輪118以調整載氣混合物之流速，該混合物含有在容器102內由固體來源試劑衍生之被揮發化的材料。該閥116包括一可選擇地由手輪118驅動之閥元件，以在完全開啟及完全關閉的位置間轉換。在入口閥的例子中，該出口閥116可為自動化制動形式，耦合至一氣壓、電力或其他自動閥制動器。

在容器102中架置一系列托盤或其他增加表面的元件以在其內提供固體來源試劑的支撐。在描述的實施例中，該些托盤提供延伸通過該托盤之管陣列以做為流體流過的通道。在垂直相鄰之托盤的管為彼此偏斜，故載氣沿一延伸路徑流動，亦即，一迂迴路徑，以使含有來源試劑蒸氣的載氣之載入作用可最大化。

來源試劑材料本身可以是以任何適當型態提供，如：細沙狀、丸狀、多孔性固體等，藉此載氣流體與固體的接觸導致來自固體的蒸氣可以載入。該容器102係 以一加熱器150加熱，其如圖示為導入一熱迴流Q1至容器。

該汽化器的入口閥110係與一具有流量控制閥124之一進料管122耦接。該進料管在入口閥的另一相對端耦合至一載氣源120。該流量控制閥124可以是人工控制，或其可經由信號傳送線路166與中央處理單元162連接。

該中央處理單元可包括一般用途之可程式化電腦、微處理器、邏輯裝置、可程式化邏輯控制器或其相似者，如適於提供在線路166傳輸之控制信號以開啟或關閉閥124至一需要的範圍以容受由載氣源120經進料管122至該汽化器100的載氣流。

汽化器的出口閥116係藉由具有流量控制閥132之排放管130連接至一三通閥134，藉此三通閥由排放管130之流體可選擇地流至管線136及142之一。

在第一配置中，該閥134連接排放管130與旁通管線136。管線136接著耦合至固體脫除單元140，其功用為由含有來源試劑蒸氣的載氣中脫除顆粒固體，以在排放管線178中排放一減少固體的流體。

該固體脫除單元140可包括一過濾器、旋風分離器、固體集塵器(如，靜電除塵器)、篩網、絲網、或其他固體維持器或列移動元件以做為減少由管線136導入之流體的固體含量，故由固體脫除單元在管178中排放的 含有蒸氣的流體已減少固體含量至一預期的量，較佳為其內實質完全無顆粒固體。

在一第二位置的三通閥134耦合至排放管130與進料管142，流體通過其間至原子層沈積(ALD)單元160以用於在此單元中進行的原子層沈積操作。

進料管142如說明為包含彼此串聯之過濾器174及176，以確保顆粒已由送至ALD單元之流體中脫除。過濾器174及176可與固體脫除單元140共同使用以在流至ALD單元的流體中獲得預定之低固體量，或可替代的僅使用過濾器174及176之一者置於進料管142中。

進料管142為顯示與加熱器152結合，加熱器傳送熱輸入Q2至進料管。該加熱器152經由一傳輸管線172耦合至CPU 162，藉此可驅動或選擇性調節加熱器以提供一需要的熱輸入至該進料管及流經的流體。可替代地，在專用之加熱器單元之處，該進料管142可保溫或含有一以電阻加熱之加熱元件，或設置其他方式之熱輸入以維持一流至ALD單元之流體於一預定溫度。

該三通閥134可藉由CPU 162經訊號傳送線路170而控制。該CPU 162亦藉由信號傳送線路168接合至在排放管線130中的閥132，藉此閥132可選擇性地開啟或關閉至一所需要的範圍，以在一需要的排放流速傳送含有來源試劑蒸氣的流體。

ALD單元160之進料管142上游包括一經由信號傳送線路182連接至該CPU162的流量控制閥180。

藉由說明用的配置，CPU作為製程設備的控制系統，以調節個別成份之流量、加熱器輸出、及附加之其他佈署在設設備中有用的儀器及控制元件(未顯示)。

在操作中，加熱器150加熱該汽化器100至一要求溫度以在容器102內的托盤上由來源試劑固體產生蒸氣。來自來源120的載氣經由管122流進該容器102之內體積，並向外及向上流動以接觸其內之固體。

因此，載氣載入由固體衍生的蒸氣中，且此結果流體流入排放管130並如需要進入進料管142及/或管136以在流體流中產生一固體減少之需要量。此固體減少的結果流體流入ALD單元160且在此單元中於ALD反應室(未顯示)被用於沈積該來自來源試劑衍生的成份於一基材上。該ALD單元因此可在一相對於被處理之晶圓釋出的速率為高效率下操作，此歸因於由前述之蒸氣傳送系統獲得之固體減少作用。

第6圖為圖示本發明之另一實施例的一包括汽化器的蒸氣產生及利用系統之概略圖。

該汽化器200包括一容器202，該容器與一可緊固於容器之上凸緣部份204的蓋206共同封閉一內體積210。在此內體積中架置一系列支撐板232，其如顯示為垂直彼此間隔且在其中央部份由一向下延伸的管230穿過。此管230的上端耦合至一包括手輪214的餵入閥212。此餵入閥212由管線220連接至載氣來源222，該載氣導入容器以載入由支撐在盤232上的固體234衍生 之來源試劑蒸氣。該固體234可依適用的特定應用而為粒狀、顆粒或其他不連續型態。汽化器之容器可以任何合適的方式藉由一加熱器、熱套筒、其他加熱裝置或配置(未顯示)加熱。

在內體積210的上部份為設置一碟狀過濾器238，其大致與內體積的橫切面面積的面積範圍共同延伸，以致向上流動經過容器之載氣/來源試劑蒸氣混合物可在進入容器之排出流體通道(出口埠)以流至排放閥216前，通過過濾器238而脫除固體。該出口埠可在蓋206內由一開口構成，且排放閥216之入口設置在此開口中。該排放閥216包括手輪218，並與進料管226連接，藉此由汽化器排放的流體流至流體利用之設備224中，此設備可為一化學氣相沈積反應室、一離子植入單元或其他利用流體裝置或區域。

在容器202之內體積210中的每一支撐板232具有固體234在其上，以用於與導入容器之內體積的載氣接觸。

載氣由載氣來源222供應並流至進料管220經入口閥212至接管230以在容器202的較低部份排放。因此排放之流體向外及向上流入內體積，通過多個盤232的孔洞或開孔，以載入在盤上由來源試劑粉末或其他固體材料衍生的蒸氣。

為了達此一目的，除了傳導至容器的熱外，來自來源222之載氣可加熱至一高溫，以促進在容器202內 之來源試劑固體材料的揮發作用，此加熱係藉由可有效經傳導熱至容器內的固體之加熱套，內建電阻線、或其他加熱器或加熱元件。為完成此一傳導熱的傳遞，盤232可延伸及接觸容器202限定內體積之。

過濾器238可由一纖維材料或棉氈、墊、或其他材料形成。此過濾器較佳具有充分的穿透性，以在流體通過通道至附隨之容器排放閥216的排放埠期間避免一不當的壓力降。

在過濾器238處，容器之排放閥216的排放埠可在埠或在閥通道或在排放閥的管線下游(如管線226)包括一濾片、篩網、或其他固體保持元件。

第6圖中的托盤顯示為具有顆粒形式之固體234於其上，但可瞭解該固體可提供於支撐板232如一沉積膜、塗層或其相似者，藉此當加熱盤時，該來源試劑固體蒸發以形成來源試劑蒸氣成份，此蒸氣進入載氣流以形成載氣混合物，該混合物由汽化容器排放。

如可進一步替代地，在支撐板232上的固體234可為惰性顆粒，其中來源試劑材料為沉積或塗覆在惰性顆粒上，亦即，此惰性顆粒可做為來源試劑材料之塗層的基材。藉此配置，來源試劑材料易於由基材顆粒揮發，以進入蒸氣相並進入流經容器的載氣中。

於汽化器入口亦佈署一過濾器元件(未顯示)，故來源222導入的氣體可通過。在此方式中，可避 免來源材料之任何固體含量而造成的問題，如在容器中與來源試劑材料衍生的固體聚集。

首先在提供來源試劑材料時，其可過篩或篩選以獲得如最適於特定汽化作用操作之來源材料特定的顆粒大小範圍及分佈。

第7圖為本發明之另一實施例的固體來源蒸氣傳送系統之概略圖，該系統包括一具有容器302之汽化器300，該容器具有一徑向及外切延伸的上凸緣304，其係利利於蓋306以機械螺栓緊固件308螺固至該容器。

在此一方式中，蓋及容器302共同封閉一內體積，其中配置一系列垂直間隔之托盤350，托盤特徵為具穿孔或佈滿孔洞以容納向上之氣體流通過。如說明，此托盤可提供粒狀固體352於其上，且限制固體載入載氣中，此托盤可使用篩網364覆蓋，如顯示於第7圖之容器內托盤的說明。

在此固體保持結構中的變化中，篩網364可與顯示於第6圖之汽化器內體積的上部份之過濾器238組合使用，故過濾器以篩網覆蓋以確保固體不會流體化於流經容器的載氣流中。

如第7圖所示，該汽化器300由一來源326供應載氣，如由來源流入進料管324至包括手輪312之入口閥310。該入口閥310與一接管360耦合，其在底端開口以容許氣體在容器底板向外方向流動並向上經過容器上層部份之個別托盤。

在第7圖所示之實施例，上層托盤350不具有固體於其內，且因此可做為一脫離空間以利任何可能進入流體流中的固體脫離，該固體係由在空托盤下方的托盤上固體衍生。

在此實施例中，接管360在其上部具有一系列的正切開孔370，此開口可導引氣體於一正切方式，如流動線380所顯示，故可產生一旋渦以造成固體由向上流動至與排放閥314接合的容器埠之氣體中脫離。

排放閥314配置一手輪316以開啟或關閉閥元件至一所需的範圍，以利含有汽化之來源試劑的載氣混合物由排放管線320流至流體利用設備322。流體利用設備322可為一半導體製造設備或其他半導體製造工具或流體曝觸之反應室，如適於使用由容器內之來源試劑衍生的蒸氣的特定應用。

在第7圖之實施例，連接與排放閥314相通之氣體流的容器出口埠以一過濾器390遮蔽，該過濾器置於蓋306的排放開口，該蓋與排放閥314的入口通道相接合。過濾器390可用於由容器排放的流體流中脫除任何細微固體顆粒。

因此可以瞭解在實施本發明時可使用一大範圍種類的固體脫除元件、結構及技術以確保大致細微粒子及固體的滅少，故其等可由在汽化器排放的含來源試劑蒸氣流體中實質完全脫除或為至少大量的減少。

除了前述固體脫除元件、結構及技術，在載氣中微細粉末及其載入的發生可藉由在容器內提供多孔性單塊型形式之固體來源試劑與載氣接觸而明顯減少。

為此一目的，來源試劑可與一聚合物、結合劑或基質材料混合，接著除去此聚合物、結合劑或基質材料而留下來源試劑，成為一具顯著孔隙度的單一體。

如一特定範例，氯化鉿與一可溶於一極性溶劑的聚合物混合，接著此聚合物可藉由極性溶劑自來源試劑/聚合物體中濾除，以產生一氯化鉿多孔性體，此多孔性體可與載氣(如氬、氦或其相似者)接觸以傳送氯化鉿蒸氣至一化學氣相沈積反應室或其他終端使用的設備中。

如另一變化，來源試劑可與一高度多孔性結構混合或倒入多孔性結構以構成一複合單塊型，該單塊型可加熱以使來源試劑蒸氣逸散。因此，可使用一單塊型體做為基材，並以來源試劑含浸。例如，該來源試劑可溶解於一溶劑或懸浮介質中，其接著與單塊型體接觸以與溶解或懸浮的來源試劑含浸，再來以乾燥或加熱除去溶劑以產生含來源試劑之單塊型體。

可瞭解在前述實施例中的單塊型體可為任何幾何形狀且大小適於系統的蒸氣供應需求，其中系統內佈署的為承載來源試劑的單塊型體。

在減少由汽化器排放之含來源試劑蒸氣流體之微細粉末及其載入的發生之另一特定技術中，首先來源試劑顆粒可在中溫條件下加熱，以產生最小顆粒的熔融或 接合，因而彼此及/或以較大的顆粒合併，藉此可減少在汽化器排放的流體中顆粒的產生。

在另一實施例，用以導入載氣至汽化器內體積之接管可在其下端提供一擴散器、噴灑頭或其他流體分配器或分散元件，以致載氣在汽化器的全部橫切面分佈以向上流動。

在另一態樣中，汽化器可以藉由一具有流量限制閥之載氣進料管供應載氣，以當在載氣進料管的餵入閥初始開啟時，先壓制或降低引入載氣至容器時伴之隨之初始的壓力驟升。

在另一方法中，在汽化器入口閥完全開啟前，在容器及下游工具間的管線壓力可先升至相等於載氣壓力的壓力量，以進一步的技術降低入口閥的最初開口時伴隨的任何壓力驟升以導入載氣至汽化器的內體積。

亦可利用由汽化器之排放管線的載氣迴流以降低任何在汽化器最初啟動時的壓力驟升。對於相同的目的，在載氣進料管中可使用一閘溢流閥以限制高流量狀況。

在某些例子中，焦耳-湯普森效用可導致含有來源試劑蒸氣的流體流冷卻，因而由膨脹介質冷卻造成的流體流中可能形成顆粒，而此一效應可藉由適當設計而使焦耳-湯普森效應最小化。例如可在汽化器系統的管線或埠利用限流口(RFO)元件以限制焦耳-湯普森膨脹效應。第8圖為依本發明之另一實施例的汽化容器410的部 份透視圖，其利用一多孔性金屬體450為可揮發固體的支撐物。

除了具有多孔性金屬體450外，容器410對應於第1圖之容器10且在第8圖的參考編號為在第1圖的對應部份或元件為增加400。據此，第1圖實施例描述適用於第8圖實施例，除了有關在第8圖實施例中出現之多孔性金屬體450，其將於後文描述。

第8圖實施例之該多孔性金屬體450為一由合適的金屬如鋁或不銹鋼形成的金屬泡沫材料，且如圖示置於容器的上托盤，以在即使容器在運送或處理期間傾斜，仍保持來源試劑均勻的分布在托盤中。

此為多孔性固體結構體的泡沫體亦可相對於平面托盤表面為實質提供增加的表面積，而表面積增加之特定量依泡沫體的孔隙度及孔洞大小特性泡沫而定。此泡沫體在相對於單純的托盤結構，亦得到放大金屬與化學物的接觸。當熱輸入至容器時，此接著可實現化學物本身更均勻的加熱。

此泡沫體實際上可有效的單獨使用，如為一單塊型體、或單塊型物件床，其可佈署於汽化容器的內體積中於托盤總成或其他支撐結構處。

雖然在第8圖中說明的容器只僅有在最上層的托盤具有一泡沫體，可瞭解該容器可替代地以分離的泡沫體建構於容器的每一托盤上，或如另一變更，泡沫體可用於數個但非全部的托盤上。在一特定實施例中，其有利 的保留頂部托盤沒有任何固體且沒有任何的泡沫體於其上。

本發明因此提供一包括適於維持來源試劑之汽化容器的汽化器，該來源試劑與導入容器中用於接觸的載氣接觸。此汽化器適於汽化容器及其內之來源試劑的加熱，以產生由該來源試劑衍生的蒸氣，其中該來源試劑易於有顆粒產生及存在於蒸氣中。此容器界定一內體積，具有一可密封該容器的蓋以封閉該內體積。此蓋包括一入口及出口埠，藉此載氣經由入口埠可引入該內體積，且一包括該載氣及由該來源試劑衍生之蒸氣的載氣混合物可經該出口埠由該內體積排放。在內體積內提供至少一多孔性金屬體，該金屬體適於支撐來源試劑於其孔隙中。

本發明相關地提出一在汽化容器中將可揮發固體進行固體加熱以產生蒸氣的方法。此方法涉及將至少一多孔性金屬體置於汽化容器中，其中該多孔性金屬體在其孔隙中含有可揮發固體。

在又一態樣中，本發明有關一用於固體來源之汽化器，該固體來源為如一低蒸氣壓力材料。此汽化器包括一單一埠容器，該容器包括一界定一內體積的壁且在此容器內體積中具有多數個分離支撐元件與壁熱接觸，且適於在內體積中支撐固體來源材料。此支撐元件提供一固體來源材料加熱之結構以形成一固體來源材料蒸氣。在實施例中的單一埠容器之單一埠為一與容器內體積相通的排放埠且適於由容器內排放固體來源材料蒸氣。

第9圖為此一型式之汽化容器500的概略圖。

在第9圖實施例中，汽化器500包括一製成圓柱形貯藏器的容器502，一板元件504緊固於該容器上，如藉由焊接、銅鋅焊接、傳導接合介質、機械固定、或其他附加技術、材料或元件。可替代地，該汽化器500可相對地與板元件504及容器502一體成形成一單一結構。該容器502及板元件504共同封圍一內體積506。該容器502及板元件504共同封圍一內體積506。

多數個指部510固定近端部於容器的壁508上。為達此一目的，壁508可形成多數個開孔於其內，開孔的每一大小為可容受一指部510，故指部可由壁開孔向容器內體積506內延伸。此些指部可以任何合適的方法緊固於相對的開孔中，以確保及維持容器的防漏完整性。

此指部可例如在接近端部形成螺紋，其互補於在容器壁508相對開孔的螺蚊，因而指部可螺固接合至壁508。在此方式中，指部可外加地安裝於容器內且可由容器移除。可瞭解在壁開孔上此可容納指部的互補螺蚊處，此指部可替代地以接合及緊固於壁上。

可替代地，容器502可在壁508上未形成任何開孔，且具有可由容器移除的板元件504，如一二件式結構。在此實施例中的指部可在近端部處以任何合適的方法緊固於壁508的內壁表面，如藉由焊接、銅鋅焊接、傳導接合介質、機械固定、或其他附加技術、材料或元件。

指部510可以任何合適的配置設置於內體積506。例如，指部可彼此叉合，如在說明的實施例中，或其他方式的彼此間隔關係，為螺旋組合、列、或其他陣列。此指部可由汽化器基部或底板部份向上延伸及/或其可由容器側壁及/或密封元件突出。

每一指部510具有一外表面512，該外表面塗覆一固體來源試劑的塗層514。藉此配置，熱可輸入至容器壁508並傳導地傳遞至指部510，加熱例如經由包圍容器的加熱套、經由容器的輻射加熱、容器的對流加熱、包埋在容器壁的電阻加熱元件之容器壁加熱、或以其他合適的方式。

當熱傳遞至指部，在其上的來源試劑材料之塗層揮發以形成一來源試劑的純蒸氣。

在一說明的實施例中，汽化器之板元件504上具有一閥頭組件，該總成包括一可與汽化容器之內體積506相通的內部流體通道的閥體並具有一排放配件524，管道、歧管或其他流體管路可藉此配件緊固於汽化器以傳送前驅物蒸氣至下游利用流體設備，在此設備中處理此前驅物蒸氣或以其他方式使用之。

此閥體520的內部流體通道含有一閥元件，其可選擇地可在完全開啟及完全關閉位置間轉換，且此閥元件機械耦合至手輪522，因而由閥體界定的閥可開啟至所需的範圍，或關閉前驅物蒸氣流動。

因此在第9圖中的汽化器500僅提供一單一埠以做為汽化容器加熱形成的前驅物之蒸氣的出口，以致蒸氣由內體積506經閥頭520流至具有閥的排放配件524，該閥由閥體限定而開啟至可容納此流體。

可確認汽化器容器可製成為具有一、二或多個埠，且此容器可包括一蓋或為一單一容器，其結構為用以導入來源試劑化學物於其內。例如，此容器的形成為使來源試劑化學物可插入及緊固於容器基部。

在另一態樣中，本發明提出使用離子液體為來源試劑材料的儲存介質，且汽化容器為適於支承含有來源試劑的離子液體。例如，該來源試劑材料可溶解於一合適的離子液體介質中，當離子液體加熱時釋出溶解之來源試劑材料的蒸氣。

適用於此應用的離子液體介質可包括但未限制為酸/鹼中性離子液體、或離子液體(亦即，如路易士酸)，其做為反應性液體以產生與被儲存的來源試劑材料之可逆性反應。此些反應性離子液體具有一陽離子成份及一陰離子成份。此反應性離子液體的酸性或鹼性由陽離子、陰離子或由陽離子與陰離子的組合的強度而決定。

最常見的離子液體包含四烷基鏻、四烷基銨、N-烷基吡啶或N,N'-二烷基咪唑陽離子的鹽。常見的陽離子含有C_1-18烷基(每一各自的烷基依序為，亦即，甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、...，為依命名原則表示)，且包括但未限制為N-烷基-N'-甲基咪唑及N-烷 基吡啶之乙基、丁基及己基衍生物。其他陽離子包括噠嗪離子(pyridazinium)、嘧啶離子(pyrimidinium)、吡嗪離子(pyrazinium)、吡唑離子(pyrazolium)、三唑離子(triazolium)、噻唑離子(thiazolium)、及噁唑離子(oxazolium)。

可使用此稱之為「任務導向(task-specific)」的離子液體，其帶有反應性官能基於陽離子上。此任務導向的離子液體可括胺基烷基，如胺基丙基；脲基丙基，及前述陽離子之硫脲基衍生物。任務導向的含有官能性陽離子之離子液體的特定範圍包括1-烷基-3-(3-胺基丙基)咪唑鹽、1-烷基-3-(3-脲基丙基)咪唑鹽、1-烷基-3-(3-硫脲基-丙基)咪唑鹽、1-烷基-4-(2-二苯基苯膦基乙基)吡啶鹽(1-alkyl-4-(2-diphenylphosphanylethyl)pyridinium)、1-烷基-3-(3-磺基-丙基)咪唑鹽、及三烷基-(3-磺基丙基)鏻。

一廣泛種類的陰離子可與此離子液體的陽離子成份配對以獲得中性離子液體或一具有路易士酸性或路易士鹼性者。一型式之陰離子由一金屬鹵化物衍生。一常使用之鹵化物為氯化物，雖然也可使用其他鹵化物。供應陰離子成份(如金屬鹵化物)之較佳金屬包括銅、鋁、鐵、鈷、鉻、鋅、錫、銻、鈦、鈮、鉭、鎵、及銦。金屬氯化陰離子的範例包括CuCl₂ ^-、Cu₂Cl₃ ^-、AlCl₄ ^-、Al₂Cl₇ ^-、CoCl₃ ^-、CrCl₄ ^-、ZnCl₃ ^-、ZnCl₄ ^-2、 Zn₂Cl₅ ^-、FeCl₃ ^-、FeCl₄ ^-、Fe₂Cl₇ ^-、TiCl₅ ^-、TiCl₆ ^-2、SnCl₅ ^-、SnCl₆ ^-2等。

其他常用的陰離子包括羧酸、氟化羧酸鹽、磺酸鹽、氟化磺酸鹽、醯亞胺、硼烷、磷酸鹽、氯化物等。較佳的陰離子包括BF₄ ^-、PF₆ ^-、p-CH₃-C₆H₄SO₃ ^-、CF₃SO₃ ^-、CH₃OSO₃ ^-、CH₃CH₂OSO₃ ^-、(CF₃SO₂)₂N^-、(NC)₂N^-(CF₃SO₂)₃C^-、CH₃COO^-及CF₃COO^-。

可製備其他離子液體之鹵化物離子液體化合物的範例包括：1-乙基-3-甲基咪唑溴化物、1-乙基-3-甲基咪唑氯化物、1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物、1-己基-3-甲基咪唑離子溴化物、1-己基-3-甲基咪唑氯化物、1-甲基-3-辛基咪唑溴化物、1-甲基-3-辛基咪唑氯化物、單甲基胺氯化氫、三甲基胺氯化氫、四乙基銨氯化物、四甲基胍基氯化氫、N-甲基吡啶氯化物、N-丁基-4-甲基吡啶溴化物、N-丁基-4-甲基吡啶氯化物、四丁基鏻氯化物、及四丁基鏻溴化物。

其他合適的液體載劑包括寡聚物及低分子量聚合物、超分歧化及樹狀聚合物、天然及合成油等。合適的液體載劑的特定範例包括碳酸亞烴酯、乙二醇二甲基醚(glymes)、聚醚油、全氟聚乙醚油、氯化三氟乙烯油、氫氟烴油、聚苯醚、矽酮油、氟化矽酮油、烴(精煉石油)油、超分歧化聚乙烯、超分歧化聚乙烯聚醚、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯等。

在使用中，此含有溶解來源試劑於其中的離子液體可加熱以在足夠的蒸氣壓下產生溶解來源試劑之蒸氣，故載氣與離子液體接觸而結合的蒸氣將產生含有來源試劑的蒸氣，其中來源試劑的濃度為適於所欲使用的終用途之濃度。

本發明之再一態樣係有關於一種汽化器，其包含一汽化容器，該汽化容器封閉一內體積及具有至少一氣體埠與該容器之內體積相通，一在容器之內體積中且與該容器相通的內部結構及一與該內部結構接觸的來源試劑材料，該來源材料包括一外硬塊部分，其可加熱以產生一來源材料蒸氣，以在汽化器的分配操作中從該容器排出。此內部結構可包括托盤、金屬泡沫、隔間、鯺狀物，延伸表面的突出物等，且容器可額外的包括顆粒抑制特性元件及/或濾片元件。

第10圖適用於放置在本發明之汽化容器中的固體來源試劑托盤元件的立體圖式照片。此商品特徵在於其內的多數個圓柱型流體通道以提供蒸氣通過托盤。在長時間熱處理來源試劑後會形成結硬材料，照片顯示來源試劑的結硬部份正由托盤上的來源試劑之總體量上除去。

如第10圖所示，部份的來源試劑材料由托盤表面上的來源試劑的總體量上除去，且此一除去部份包括已密實化最上層，此最上層係因最初施用至托盤上的來源試劑之顆粒粉末形式經由熱處理而密實化。

如本文所述，「結硬部份(crust)」一詞意指來源試劑材料質量的外表部份，其中此外表部份具有不同於在來源試劑材料此總體量的總體內部或下層部份之形態學上的形式。此結硬部份的形態學之不同特性在於密度、結晶或非晶性特性、微結構、分離或連續特性的程度、分離或連續特性的差異(如，其中結硬部份為熔融或連續，而內部總體部份為分離或不連續的，如，為顆粒或粒子特性)上。

在本發明之一實施例中，一來源試劑材料(如ZrCl₄及HfCl₄)在一長時間加熱，如至少4小時且較佳為介於10至15小時間，在溫度高於235℃，如介於235℃至250℃間，在此來源試劑材料總體量上會形成形成一結硬部份，如在此材料的顆粒總體量上。可認知在對於可用於本發明廣泛實施的特定來源試劑材料，此一高溫處理在本發明實施時有很大的變化。

雖然本文已配合本發明之特定態樣、特徵及示範性實施例詳述如上，但可瞭解本發明並未因此而受限，熟於此技藝的人士可基於本發明揭露內容的教示而延伸及涵括多種其他變化、潤飾及可替代性的實施例。本文中所請求的本發明範圍應寬廣地說明及解釋，以涵蓋在本發明精神及範疇內的所有變化、潤飾及可替代性實施例。因此，所有此些可替性實施例、變及修飾皆視為涵蓋於本文中所主張的精神及範疇中。

雖然本文已配合本發明之特定態樣、特徵及示範性實施例詳述如上，但可瞭解本發明並未因此而受限，熟於此技藝的人士可基於本發明揭露內容的教示而延伸及涵括多種其他變化、潤飾及可替代性的實施例。因此，本文中所請求的本發明範圍應寬廣地說明及解釋，以涵蓋在本發明精神及範疇內的所有變化、潤飾及可替代性實施例。

10‧‧‧汽化器傳送系統(汽化器)

12‧‧‧容器

14‧‧‧底板

16‧‧‧邊界側壁

18‧‧‧蓋

20‧‧‧載氣入口閥

22‧‧‧托盤

23‧‧‧內部載氣接管

30‧‧‧通管

38‧‧‧密封O-環

40‧‧‧氣體出口閥

Claims (29)

1. 一種汽化器，其包含一汽化容器適於容納一來源試劑以接觸導入該容器中用於接觸之一載氣，該汽化器適於用來加熱該汽化容器及其中之該來源試劑，以產生由該來源試劑所衍生之蒸氣，該容器定義一內體積，並包括可封閉該容器以密閉該內體積之一蓋體，該蓋體包括一入口埠以及一出口埠，藉此該載氣經由該入口埠導入該內體積，且包括該載氣及由該來源試劑所衍生的蒸氣之一載氣混合物經由該出口埠自該內體積排放，其中該汽化器容納含有該來源試劑之一離子液體，其中於該汽化容器中，該離子液體儲存該來源試劑。
2. 如請求項1所述之汽化器，進一步包含複數個可垂直堆疊托盤於該內體積中。
3. 如請求項1所述之汽化器，進一步包含複數個隔間於該內體積中。
4. 如請求項1所述之汽化器，其中該至少一個內部結構包括複數個延伸表面突出物於該內體積中。
5. 如請求項4所述之汽化器，其中該複數個延伸表面突出物包含複數個圓柱型流體通道以容納來源試劑蒸氣流。
6. 如請求項4所述之汽化器，其中該複數個延伸表面突出物作為複數個延伸表面熱傳遞元件，以促進該來源試劑的揮發作用。
7. 一種蒸氣傳送系統，包含：一汽化器，其包括一汽化容器容納一來源試劑，該汽化器適於加熱該汽化容器及其中之該來源試劑，以產生衍生自該來源試劑之蒸氣，該容器定義一密閉內體積，並具有至少一個埠，藉此由該來源試劑衍生的蒸氣可以一純形式(neat form)或在與一載氣之混合物中由該容器之該內體積排放；以及耦接該汽化器之流體管路，以使該蒸氣流至一流體利用裝置或區域；其中該來源試劑以該來源試劑形成的至少一個多孔性單塊型物件之形式呈現。
8. 如請求項7所述之蒸氣傳送系統，其中該來源試劑包含選自下列組成之群組中之一材料：二甲基 聯氨、三甲基鋁(TMA)、四氯化鉿(HfCl₄)、四氯化鋯(ZrCl₄)、三氯化銦、單氯化銦、三氯化鋁、碘化鈦、羰化鎢、Ba(DPM)₂、雙(四甲基庚二酮)鍶(bis di pivaloyl methanato strontium(Sr(DPM)₂))、TiO(DPM)₂、肆(四甲基庚二酮)鋯(tetra di pivaloyl methanato zirconium(Zr(DPM)₄))、十硼烷、十八硼烷、硼、鎂、鎵、銦、銻、銅、磷、砷、鋰、四氟硼酸鈉、併有烷基-脒基(amidinate)配位體之前驅物、有機金屬前驅物、第三丁基醇鋯(Zr(t-OBu)₄)、肆(二乙基胺基)鋯(Zr(Net₂)₄)、肆(二乙基胺基)鉿(Hf(NEt₂)₄)、肆(二甲基胺基)鈦(TDMAT)、第三丁基亞胺基三(二乙基胺基)鉭(TBTDET)、五(二甲基胺基)鉭(PDMAT)、五(乙基甲基胺基)鉭(PEMAT)、肆(二甲基胺基)鋯(Zr(NMe₂)₄)、肆(第三丁基醇)鉿(Hf(tOBu)₄)、二氟化氙(XeF₂)、四氟化氙(XeF₄)、六氟化氙(XeF₆)、金屬有機β-二酮基配位錯化物、六氟化鎢、環戊二烯基環庚三烯基-鈦(C _p TiCht)、環辛四烯基-環戊二烯基鈦、雙環戊二烯基二疊氮鈦、三甲基鎵、三甲基銦、烷基鋁、三乙基鋁、三甲基胺鋁烷、二甲基鋅、四甲基錫、三甲基銻、二乙基鎘、羰化鎢、金屬鹵化物、鎵鹵化物、銦鹵化 物、銻鹵化物、砷鹵化物、碘化鋁、碘化鈦、金屬有機錯化物、In(CH₃)₂(hfac)、二溴甲基銻化氫、羰化鎢、金屬有機醇氧錯化物、金屬有機羧酸錯化物、金屬有機芳香基錯化物以及金屬有機醯胺基錯化物以及前述二或二者以上之相容組合物及混合物。
9. 一種藉由加熱一固體來源試劑粉末而自該固體來源試劑粉末產生蒸氣的方法，該方法包含下列步驟：過篩一初始粉末，以回收具有一預定顆粒尺寸範圍及分佈的固體來源試劑粉末，以進行該加熱，其中該預定顆粒尺寸範圍及分佈由在該蒸氣產生期間可避免顆粒進入該蒸氣中的顆粒尺寸所組成。
10. 如請求項9所述之方法，其中該預定顆粒尺寸範圍及分佈由具有大於0.1微米之尺寸的顆粒所組成。
11. 一種由一固體來源試劑粉末產生蒸氣的方法，該固體來源試劑粉末易於藉由加熱而在該蒸氣產生時於該蒸氣中產生顆粒固體，該方法包含下列步驟：提供該固體來源試劑粉末一顆粒尺寸、組成物及型態學，以利於在加熱時相對於該固體來源試劑粉末 減少顆粒產生的出現及量。
12. 如請求項11所述之方法，其中藉由過篩該粉末以回收具有該顆粒尺寸、組成物及形態學的粉末，以提供該固體來源試劑粉末該顆粒尺寸、組成物及形態學。
13. 如請求項11所述之方法，其中該顆粒尺寸由具有大於0.1微米之尺寸的顆粒所組成。
14. 一種製備一多孔性固體來源試劑物件的方法，該物件為用於藉由加熱該物件以產生蒸氣，該方法包含下列步驟：提供一粉末形式之來源試劑，並在加熱及壓力下合併該粉末以產生一多孔性固體來源試劑物件。
15. 一種形成一多孔性來源試劑物件的方法，該物件用於曝露在使該來源試劑昇華的升溫條件下，該方法包含下列步驟：將一暫時性介質與粉末型式之該來源試劑混合以形成一混合物，將該混合物塑形以形成該暫時性介質與該來源試劑之一複合體，以及由該複合體中有效移除該暫時性介質，以製造一多孔性 來源試劑物件。
16. 一種多孔性單塊型成型物件，其係由一可昇華之來源試劑所形成。
17. 如請求項16所述之物件，其中該可昇華的來源試劑包含選自下列組成之群組中之一材料：二甲基聯氨、三甲基鋁(TMA)、四氯化鉿(HfCl₄)、四氯化鋯(ZrCl₄)、三氯化銦、單氯化銦、三氯化鋁、碘化鈦、羰化鎢、Ba(DPM)₂、雙(四甲基庚二酮)鍶(bis di pivaloyl methanato strontium(Sr(DPM)₂))、TiO(DPM)₂、肆(四甲基庚二酮)鋯(tetra di pivaloyl methanato zirconium(Zr(DPM)₄))、十硼烷、十八硼烷、硼、鎂、鎵、銦、銻、銅、磷、砷、鋰、四氟硼酸鈉、併有烷基-脒基(amidinate)配位體之前驅物、有機金屬前驅物、第三丁基醇鋯(Zr(t-OBu)₄)、肆(二乙基胺基)鋯(Zr(Net₂)₄)、肆(二乙基胺基)鉿(Hf(NEt₂)₄)、肆(二甲基胺基)鈦(TDMAT)、第三丁基亞胺基三(二乙基胺基)鉭(TBTDET)、五(二甲基胺基)鉭(PDMAT)、五(乙基甲基胺基)鉭(PEMAT)、肆(二甲基胺基)鋯(Zr(NMe₂)₄)、肆(第三丁基醇)鉿 (Hf(tOBu)₄)、二氟化氙(XeF₂)、四氟化氙(XeF₄)、六氟化氙(XeF₆)、金屬有機β-二酮基配位錯化物、六氟化鎢、環戊二烯基環庚三烯基-鈦(C _p TiCht)、環辛四烯基-環戊二烯基鈦、雙環戊二烯基二疊氮鈦、三甲基鎵、三甲基銦、烷基鋁、三乙基鋁、三甲基胺鋁烷、二甲基鋅、四甲基錫、三甲基銻、二乙基鎘、羰化鎢、金屬鹵化物、鎵鹵化物、銦鹵化物、銻鹵化物、砷鹵化物、碘化鋁、碘化鈦、金屬有機錯化物、In(CH₃)₂(hfac)、二溴甲基銻化氫、羰化鎢、金屬有機醇氧錯化物、金屬有機羧酸錯化物、金屬有機芳香基錯化物以及金屬有機醯胺基錯化物以及前述二或二者以上之相容組合物及混合物。
18. 一種汽化器，其包含一汽化容器，適於容納一來源試劑以接觸導入該容器內用於接觸之一載氣，該汽化器適於加熱該汽化容器及其中之該來源試劑，以產生衍生自該來源試劑的蒸氣，其中該來源試劑易於在該蒸氣中產生或存在有顆粒，該容器定義一內體積，一蓋體可封閉該容器以密閉該內體積，該蓋體包括入口及出口埠，藉此該載氣經由該入口埠導入該內體積，且包括該載氣及由該來源試劑所衍生的蒸氣之一載氣混合物經由該出口埠自該內體積排放，在 該內體積內具有至少一個多孔性熱傳導體，其適於在其孔隙中支撐該來源試劑。
19. 如請求項18所述之汽化器，其中該至少一個多孔性熱傳導體包含一多孔性材料，該多孔性材料係由選自鋁及不銹鋼組成的組群中之材料所形成。
20. 如請求項18所述之汽化器，其中該至少一個多孔性熱傳導體係由鋁所形成。
21. 如請求項18所述之汽化器，其中該至少一個多孔性熱傳導體係由不銹鋼所形成。
22. 如請求項1至6及18至21中任一項所述之汽化器，其中該來源試劑包含選自下列組成之群組中之一材料：二甲基聯氨、三甲基鋁(TMA)、四氯化鉿(HfCl₄)、四氯化鋯(ZrCl₄)、三氯化銦、單氯化銦、三氯化鋁、碘化鈦、羰化鎢、Ba(DPM)₂、雙(四甲基庚二酮)鍶(bis di pivaloyl methanato strontium(Sr(DPM)₂))、TiO(DPM)₂、肆(四甲基庚二酮)鋯(tetra di pivaloyl methanato zirconium(Zr(DPM)₄))、十硼烷、十八硼烷、硼、 鎂、鎵、銦、銻、銅、磷、砷、鋰、四氟硼酸鈉、併有烷基-脒基(amidinate)配位體之前驅物、有機金屬前驅物、第三丁基醇鋯(Zr(t-OBu)₄)、肆(二乙基胺基)鋯(Zr(Net₂)₄)、肆(二乙基胺基)鉿(Hf(NEt₂)₄)、肆(二甲基胺基)鈦(TDMAT)、第三丁基亞胺基三(二乙基胺基)鉭(TBTDET)、五(二甲基胺基)鉭(PDMAT)、五(乙基甲基胺基)鉭(PEMAT)、肆(二甲基胺基)鋯(Zr(NMe₂)₄)、肆(第三丁基醇)鉿(Hf(tOBu)₄)、二氟化氙(XeF₂)、四氟化氙(XeF₄)、六氟化氙(XeF₆)、金屬有機β-二酮基配位錯化物、六氟化鎢、環戊二烯基環庚三烯基-鈦(C _p TiCht)、環辛四烯基-環戊二烯基鈦、雙環戊二烯基二疊氮鈦、三甲基鎵、三甲基銦、烷基鋁、三乙基鋁、三甲基胺鋁烷、二甲基鋅、四甲基錫、三甲基銻、二乙基鎘、羰化鎢、金屬鹵化物、鎵鹵化物、銦鹵化物、銻鹵化物、砷鹵化物、碘化鋁、碘化鈦、金屬有機錯化物、In(CH₃)₂(hfac)、二溴甲基銻化氫、羰化鎢、金屬有機醇氧錯化物、金屬有機羧酸錯化物、金屬有機芳香基錯化物以及金屬有機醯胺基錯化物以及前述二或二者以上之相容組合物及混合物。
23. 如請求項1至6及18至21中任一項所述 之汽化器，其中該汽化器缺乏一濾片。
24. 如請求項1至6及18至21中任一項所述之汽化器，其中該容器包含一熱傳導材料，且該容器適於被外部加熱。
25. 一種由一可揮發固體在一汽化容器中進行固體加熱以產生一蒸氣的方法，該方法包含下列步驟：設置至少一個多孔性熱傳導體於該汽化容器中，其中該多孔性金屬體包含一金屬泡沫材料，該金屬泡沫材料含有該可揮發固體於其孔隙中。
26. 如請求項25所述之方法，其中該至少一個多孔性熱傳導體包含一多孔性材料，該多孔性材料係由選自鋁及不銹鋼組成的組群中之材料所形成。
27. 如請求項25所述之方法，其中該至少一個多孔性熱傳導體係由鋁所形成。
28. 如請求項25所述之方法，其中該至少一個多孔性熱傳導體係由不銹鋼所形成。
29. 如請求項9至15及25至28中任一項所述之方法，其中該固體來源試劑包含選自下列組成之群組中之一材料：二甲基聯氨、三甲基鋁(TMA)、四氯化鉿(HfCl₄)、四氯化鋯(ZrCl₄)、三氯化銦、單氯化銦、三氯化鋁、碘化鈦、羰化鎢、Ba(DPM)₂、雙(四甲基庚二酮)鍶(bis di pivaloyl methanato strontium(Sr(DPM)₂))、TiO(DPM)₂、肆(四甲基庚二酮)鋯(tetra di pivaloyl methanato zirconium(Zr(DPM)₄))、十硼烷、十八硼烷、硼、鎂、鎵、銦、銻、銅、磷、砷、鋰、四氟硼酸鈉、併有烷基-脒基(amidinate)配位體之前驅物、有機金屬前驅物、第三丁基醇鋯(Zr(t-OBu)₄)、肆(二乙基胺基)鋯(Zr(Net₂)₄)、肆(二乙基胺基)鉿(Hf(NEt₂)₄)、肆(二甲基胺基)鈦(TDMAT)、第三丁基亞胺基三(二乙基胺基)鉭(TBTDET)、五(二甲基胺基)鉭(PDMAT)、五(乙基甲基胺基)鉭(PEMAT)、肆(二甲基胺基)鋯(Zr(NMe₂)₄)、肆(第三丁基醇)鉿(Hf(tOBu)₄)、二氟化氙(XeF₂)、四氟化氙(XeF₄)、六氟化氙(XeF₆)、金屬有機β-二酮基配位錯化物、六氟化鎢、環戊二烯基環庚三烯基-鈦(C _p TiCht)、環辛四烯基-環戊二烯基鈦、雙環戊二烯基二疊氮鈦、三甲基鎵、三甲基銦、烷基鋁、三乙基 鋁、三甲基胺鋁烷、二甲基鋅、四甲基錫、三甲基銻、二乙基鎘、羰化鎢、金屬鹵化物、鎵鹵化物、銦鹵化物、銻鹵化物、砷鹵化物、碘化鋁、碘化鈦、金屬有機錯化物、In(CH₃)₂(hfac)、二溴甲基銻化氫、羰化鎢、金屬有機醇氧錯化物、金屬有機羧酸錯化物、金屬有機芳香基錯化物以及金屬有機醯胺基錯化物以及前述二或二者以上之相容組合物及混合物。