TW202112611A - 固體源化學品中間填充容器 - Google Patents

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Abstract

本文揭示系統及方法，其等是關於固體源化學品中間填充容器。該填充容器可包括一近端、一遠端、及一基底，該基底經設置在該近端處，其經組態以在其中容納固體源化學反應物。該中間填充容器可進一步包括一蓋，其是在該遠端處，包含一第二熱導體。該蓋可包括一化學品入口、一載體氣體入口、及一化學品出口。該填充容器可進一步包括一中間層，其經設置在該基底與該蓋之間。該中間層可包括一絕緣體，其經組態以減少該基底與該蓋之間的熱流。

Description

化學品昇華器之填充容器以及連接器
本申請案大致上是關於有關半導體處理設備之系統及方法，且具體是關於用於化學蒸氣輸送的汽化系統。 [相關申請的交叉參考]
根據37 CFR 1.57將於與本申請案共同提出申請之申請資料表中指出國外或國內優先權申請專利範圍的任何及所有申請案以引用的方式併入。
典型的固體或液體源反應物輸送系統包括固體或液體源容器及加熱器。容器可包括待汽化的化學反應物。載體氣體行進通過容器中的路徑，並運載經汽化及/或昇華的化學反應物通過容器出口，且最終至基材反應室。
一些實施例包括一固體源化學品中間填充容器，其包含一近端、一遠端、及一基底，該基底經設置在該近端處，經組態以在其中容納固體源化學反應物。該基底可包括一第一熱導體。該基底可經組態以維持處於或低於一第一臨限溫度。該中間填充容器可進一步包括一蓋，其是在該遠端處，包含一第二熱導體。該蓋可經組態以維持處於或高於一第二臨限溫度，該第二臨限溫度大於該第一臨限溫度。該蓋可包括一化學品入口，其經組態以接收經昇華或汽化的化學反應物通過其中進入該基底。該蓋可包括一載體氣體入口，其經組態以接收一載體氣體流通過其中，且該蓋可包括一化學品出口，其經組態以從該蓋傳遞經昇華或汽化的化學反應物。該填充容器可進一步包括一中間層，其經設置在該基底與該蓋之間。該中間層可包含一絕緣體或由該絕緣體組成，該絕緣體經組態以減少該基底與該蓋之間的熱流。
於本說明書中描述之標的物之一或多個實施方案的細節是在伴隨圖式及本文的描述中提出。其他特徵、態樣、及優點將可由描述、圖式、及申請專利範圍明白。此發明內容及下列實施方式均未打算界定或限制本發明標的物之範疇。
本文所提供之標題（若有的話）僅是為了方便起見，且不一定影響所主張發明的範疇或含義。本文描述用於在高容量沉積模組中輸送經汽化或昇華之反應物的系統及相關方法。
下列實施方式詳述某些特定實施例以協助瞭解本申請專利範圍。然而，可以多種不同實施例及方法實行本發明，如本申請專利範圍所界定及涵蓋者。
化學反應物或固體源輸送系統可包括固體或液體源容器及加熱器（例如，輻射熱燈、電阻加熱器、及/或類似者）。該容器包括源前驅物（其亦可稱為「化學前驅物」），且其可是固體（例如呈粉末形式）或液體。加熱器加熱容器以促成容器中之反應物的汽化及/或昇華。容器可具有入口及出口，其等用於使載體氣體（例如N2 ）通過容器流動。載體氣體可是惰性（例如氮、氬、或氦）。通常，載體氣體載送反應物蒸氣（例如，經蒸發或昇華的化學反應物）伴隨其通過容器出口，且最終至基材反應室。容器一般包括隔離閥以用於流體地隔離容器內容物與容器外部。一個隔離閥可提供於容器入口之上游，且另一隔離閥可提供於容器出口之下游。一些實施例之源容器包含昇華器、基本上由該昇華器組成、或由該昇華器組成 。因此，在本文中提及「源容器(source vessel)」處，亦明確地預期昇華器（諸如「固體源化學品昇華器(solid source chemical sublimator)」）。
化學氣相沉積(CVD)在半導體產業中是已知製程，其用於在基材（諸如矽晶圓）上形成材料薄膜。在CVD中，不同反應物化學品之反應物蒸氣（包括「前驅物氣體」）是輸送至反應室中之一或多個基材。在許多情況下，反應室僅包括支撐在基材支架（諸如基座）上之單一基材，其中基材及基材支架是維持在所欲的製程溫度。在典型的CVD製程中，相互反應性反應物蒸氣彼此起反應以在基材上形成薄膜，其中生長率是關於溫度及反應物氣體量。在一些變體中，用以驅動沉積反應物的能量是由電漿整體或部分供應。
在一些應用中，反應物氣體是以氣態形式儲存在反應物源容器中。在此類應用中，反應物在約1大氣壓及室溫之標準壓力及溫度下常是氣態。此類氣體的實例包括氮、氧、氫、及氨。然而，在一些情況下，使用在標準壓力及溫度下為液體或固體之源化學品（「前驅物(precursors)」）的蒸氣（例如，氯化鉿、氧化鉿、二氧化鋯等）。對一些固體物質（本文稱為「固體源前驅物(solid source precursor)」、「固體化學反應物(solid chemical reactant)」、或「固體反應物(solid reactant)」）而言，室溫下的蒸氣壓如此低，使得其等一般經加熱及/或維持在非常低的壓力下以生成用於反應製程之足量的反應物蒸氣。一旦經汽化（例如，經昇華或蒸發），使氣相反應物保持處於或高於蒸發溫度通過處理系統可防止閥、過濾器、導管、及與輸送氣相反應物至反應室相關聯的其他組件中之非所欲的冷凝。來自此類天然固體或液體物質之氣相反應物可在各種其他產業中用於化學反應。
原子層沉積(ALD)是用於在基材上形成薄膜之另一已知製程。在許多應用中，ALD使用如本文所述之固體及/或液體源化學品。ALD是一種類型的氣相沉積，其中膜是通過循環執行的自飽和反應而積聚。膜的厚度是由所執行的循環數來判定。在ALD製程中，交替地及/或重複地供應氣態反應物至基材或晶圓以在晶圓上形成材料薄膜。一反應物在自限制製程中吸附於晶圓上。不同的隨後經脈衝之反應物與經吸附材料起反應以形成所欲材料的單一分子層。分解可通過經吸附物種之間的相互反應以及使用經適當選擇的試劑而發生（諸如在配體交換或吸除反應中）。在一些ALD反應中，每循環形成不多於一分子單層。通過重複的生長循環生成較厚的膜，直到達成目標厚度。
在一些ALD反應中，相互反應性反應物在氣相中保持分離，其中在基材經暴露至不同反應物之間插入移除製程。例如，在時間分割ALD製程中，反應物是以脈衝提供至靜置基材，一般藉由沖洗或泵回(pump down)相來分開；在空間劃分(space-divided)的ALD製程中，使基材移動通過具有不同反應物的區；且在一些製程中，可結合空間劃分及時分(time-divided)ALD兩者之態樣。在所屬技術領域中具有通常知識者將理解，通過選擇常規ALD參數窗口(parameter windows)以外的沉積條件及/或通過在暴露至基材期間允許相互反應性反應物間之一些量的重疊之任一者，一些變體或混成製程允許一些量的類CVD反應。
反應物源容器常規上配有延伸自入口及出口之氣體管線、管線上之隔離閥、及閥上之配件，該等配件經組態以連接至剩餘的基材處理設備之氣體流管線。常是所欲的是提供一些額外的加熱器以用於加熱反應物源容器與反應室之間的各種閥及氣體流管線，以防止反應物蒸氣冷凝並沉積在此類組件上。因此，源容器與反應室之間的氣體載送組件有時亦稱為「熱區(hot zone)」，其中溫度是維持高於反應物的汽化/冷凝/昇華溫度。
可包括各種容器以用於使用源前驅物填充反應物源容器，如本文所述者。容器可包括「中間填充」容器或「轉移填充」容器（為簡潔起見，中間填充容器或轉移填充容器在本文中可簡單稱為「填充容器」）。習知地，源容器是從反應器系統移除及再填充，其可導致停機時間及晶圓生產損失。轉移填充容器可有利地降低替換或再填充昇華器的需求。取而代之地，轉移填充容器可用以自動地及/或連續地以源前驅物供應反應器系統。填充室系統可包括一或多個轉移填充容器。此外，根據本文實施例之轉移填充容器可設置在反應器系統附近、相鄰反應器系統處、或反應器系統之內。使轉移填充容器近接反應器系統可降低對長管路的需求、減少在配管內冷凝的可能性、及或降低對不必要的流體元件之需求。然而，由於轉移填充容器不需要從反應器系統移除以供再填充，轉移填充容器可在不具有與再填充相關聯的勞力及停機時間的情況下達成設置為近接反應器系統或設置在反應器系統內的優點（諸如相對短的流動路徑）。額外的特徵是在本文中參照各種組態描述。
本文所述之各種轉移填充容器的另一優點是關於可在轉移填充容器內達成的溫度梯度。通常，轉移填充容器內可含有（例如儲存）呈固體狀態的化學前驅物，且該化學前驅物可經昇華或汽化以傳遞至另一位置（例如，沉積模組或反應室）。在一些組態中，載體氣體可用以將經蒸發的化學前驅物從轉移填充容器運載至另一位置（例如，至沉積模組或至反應室）。因此，轉移填充容器的基底可較佳地處於相對低溫（例如，以使前驅物維持為固體），且轉移填充容器的蓋可較佳地處於相對高溫（例如，以促成前驅物進入氣相以允許將其運載至別處，同時最小化閥及下游流動路徑中的冷凝）。如本文所述，中間層可用以幫助維持轉移填充容器內的溫度梯度。中間層可包括絕緣材料，其減少及/或抑制蓋與基底之間的熱連通。
圖1示意地顯示根據一些組態之實例填充容器100。填充容器100可含有化學反應物，例如固體或液體源前驅物。鑒於本揭露，「固體源前驅物(solid source precursor)」在所屬技術領域中具有其慣例及尋常意義。其是指在標準條件（亦即，室溫及大氣壓力）下為固體之源化學品。在一些實施例中，填充容器100可包括基底112、蓋120、及中間區段116。填充容器100可界定在近端方向104及遠端方向108上延伸的容器軸。參照圖1，容器軸可以「上(up)」及「下(down)」定向來定向。如所示，基底112是設置為近接中間區段116及蓋120。圖1不應視為限制填充容器100可含有的元件數，如本文所述者。中間區段116可設置在基底112與蓋120之間。在一些實施例中，蓋120是經調適以機械地附接至中間區段116。此可使用附接裝置（例如螺栓、螺釘等）之一或多者來完成。在某些實施例中，蓋120及/或基底112是以氣密方式機械地附接置中間區段116。在一些實施例中，基底112是可拆離地固定在中間區段116上。
中間區段116可設置在基底與蓋之間。中間區段116可設置為與基底112及蓋120兩者接觸。中間區段116可包括絕緣體，其經組態以減少及/或抑制基底112與蓋120之間的熱流。中間區段116可包括一或多個單獨的室。該等室之一或多者可包括真空。中間區段116可經組態以維持基底112與蓋120之間的溫度梯度，使得基底112可維持處於或低於第一臨限溫度，而蓋120可維持處於或高於大於該第一臨限溫度之第二臨限溫度。例如，使得基底112及蓋120可維持溫度差（例如，第二臨限溫度與第一臨限溫度之間的差）。例如，基底與蓋之間的溫度差可是至少約1o C、約2o C、約3o C、約4o C、約5o C、約6o C、約7o C、約8o C、約9o C、約10o C、約11o C、約12o C、約13o C、約14o C、約15o C、約18o C、約20o C、約25o C、約30o C、介於其等之間的任何值、或落在具有其中之端點的任何範圍內（例如，約1o C至約5o C、約1o C至約10o C、約1o C至約15o C、約1o C至約20o C、約1o C至約25o C、約5o C至約10o C、約5o C至約15o C、約5o C至約20o C、約5o C至約25o C、約10o C至約15o C、約10o C至約20o C、或約10o C至約25o C）。梯度可跨約1吋、約2吋、約3吋、約6吋、約9吋、約12吋、約15吋、約18吋、約21吋、約24吋、約27吋、約30吋、約33吋、約36吋、介於其等之間的任何值、或落在具有其中之端點的任何範圍內（例如，約3至約9吋、約3至約12吋、約3至約24吋、約3至約36吋、約9至約12吋、約9至約24吋、約9至約36吋、約12至約24吋、約12至約36吋、或約24至約36吋）之距離（例如軸距離）設置。
填充容器100可包括一或多個加熱及/或冷卻元件（未圖示）。冷卻元件（例如水冷器或冷卻板）可設置在基底112之近端部分附近。額外或替代地，加熱元件（例如加熱棒、加熱絲、加熱板、及/或加熱鰭片）可設置在蓋120之遠端部分處或附近。因此，中間區段116可能夠減少及/或抑制填充容器100之主動加熱部分（例如蓋120）及主動冷卻部分（例如基底112）之間的熱流。使用加熱及/或冷卻元件可提供對溫度梯度及/或溫度之更精確的控制。在一些實例中，（多個）冷卻元件是設置在基底112的近端。一或多個冷卻元件可設置為相鄰於基底112（例如與該基底接觸）。額外或替代地，一或多個加熱元件可設置在蓋120的遠端。冷卻元件可包括流體冷卻元件（例如水冷式、氣冷式等）。加熱元件可包括加熱棒、加熱絲、加熱板、加熱鰭片、或任何其他類型的加熱元件。一或多個加熱元件可經組態以加熱蓋120及/或貫孔輻射的一或多個閥。在一些實例中，加熱元件可經由傳導加熱蓋120。
蓋120與中間區段116之高度的比率可使得溫度梯度經設置在距離蓋120之一或多個閥的一有利距離處，以例如使這些閥保持足夠高溫（例如處於或高於第二臨限溫度），以便最小化蓋120之閥中的冷凝。蓋的高度對中間層的高度之比率可大於約1、大於約1.5、大於約2、大於約3、大於約4、大於約5、大於約6、大於介於其等之間的任何值、或落在具有其中之端點的任何範圍內。中間區段116可包括陶瓷、金屬、或其他結構材料。
可是有利的是最小化填充容器100將需要的體積或覆蓋區，例如使得其可設置在反應器系統內。小型化的容器總成可減少此一覆蓋區。在某些實施例中，各填充容器100可具有介於約40 cm2 與150 cm2 之間的面積（例如，在其上放置填充容器100）。
中間區段116可包括一或多個排空區段，其等經組態以防止通過其中的熱流。例如，中間區段116可包括複數個隔開的排空區段。填充容器100可包括一或多個真空泵（未圖示）以用於排空該等排空區段。在一些組態中，真空泵是設置在填充容器100的排空區段之間。
蓋120可包括一或多個入口及/或出口。入口及/或出口可包括對應的閥。如圖1所示，蓋120可包括化學品入口124、載體氣體入口128、及化學品出口132。化學品入口124可經組態以接收化學品通過其中。化學品可在（例如從較大體積的填充容器）進入填充容器100時呈昇華或蒸發形式（例如與載體氣體耦合）。
載體氣體入口128可允許載體氣體流通過其中。載體氣體入口128可包括閥，其經耦合至填充容器100之載體氣體入口128。載體氣體可在填充容器100內與經昇華或蒸發的化學品耦合。來自填充容器100之流出物接著包括載體氣體及從填充容器100內部汽化的反應物氣體。在一些實施例中，填充容器100的內部是經組態以在填充有化學反應物之後含有頂部空間。頂部空間可與化學品入口124、載體氣體入口128、及/或化學品出口132流體連通，並可經組態用於藉由頂部空間中的流體（例如載體氣體）而使化學反應物昇華。因此，頂部空間可提供失效安全，使得即使入口/出口之一或多者經堵塞，化學反應物仍可持續昇華或蒸發。
非活性或惰性氣體是較佳地用作用於經汽化前驅物之載體氣體。惰性氣體（例如氮、氬、氦等）可通過載體氣體入口128饋入填充容器100中。在一些實施例中，不同的惰性氣體可用於各種製程及用在本文所述的各種系統中。將理解，可包括未圖示之額外的閥及/或其他流體控制元件。
流出物（例如載體氣體加上經蒸發化學品）可通過化學品出口132。化學品出口132可與反應室或沉積模組及/或另一填充容器連通。在一些組態中，化學品出口132是經組態以將經蒸發化學品（例如，連同載體氣體）傳遞至反應室或沉積模組，以例如為下游的化學反應做準備。化學品入口124、載體氣體入口128、及化學品出口132之一或多者可包括對應的閥，該閥經組態以控制通過其中的氣體流。關於實例固體源化學品昇華器及/或其流控技術的更多資訊可見於2012年3月20日核發，發明名稱為「PRECURSOR DELIVERY SYSTEM」之美國專利第8,137,462號中，為所有目的特此將其全文以引用方式併入本文中。將理解，可包括未圖示之額外的閥及/或其他流體元件。在某些組態中，可包括未圖示之額外的閥及/或其他流體元件。
在某些組態中，基底112是經調適以容納固體源化學品。基底112可包含實質上平面狀表面，以用於容納化學反應物，但其他形狀及變體是可行的。填充容器100可界定內部（諸如介於壁內部、填充容器100之頂板、與基底112之底板之間的空間）。在一些實施例中，該內部是經組態以含有化學反應物（諸如固體源化學品）。填充容器100或其部分可以各種方式形成。例如，填充容器100可包括二或更多個側向區段，其等經堆疊及/或附接至彼此。
在一些實施例中，填充容器100之總成的高度可在約25 cm至120 cm的範圍內。在一些實施例中，高度可在約50 cm至100 cm的範圍內，且在一些實施例中是約60 cm（約24吋）。在一些實施例中，填充容器100的寬度（例如直徑）可在約20 cm至50 cm的範圍內。在一些實施例中，填充容器100的寬度可在約30 cm至40 cm的範圍內，且在某些實施例中是約38 cm（約15吋）。在一些實施例中，容器104可具有在約1至4的範圍內之高度：直徑的深寬比。在一些實施例中，容器佔據近似圓柱形之形狀，但其他形狀是可行的。因此，在一些實施例中，外殼110包含圓柱形狀、基本上由該形狀組成、或由該形狀組成。在一些實施例中，本文所述之各種實施例中之填充容器100（未經填充）的質量範圍可從約10 kg至50 kg。在一些實施例中，經填充的填充容器100之質量可在約35 kg至85 kg的範圍內。容器的較小質量可允許更容易運輸，但較大質量可促成較高體積的反應物、較少的再填充需求、及允許針對昇華器的較長填充。
圖2至圖3顯示一些實施例之另一實例填充容器200。圖2顯示實例填充容器200的側視圖。填充容器200可包括基底212、中間區段216、及蓋220。圖3顯示填充容器200的透視圖。如所示，填充容器200包括化學品入口224、載體氣體入口228、及化學品出口232。化學品入口224、載體氣體入口228、及化學品出口232之各者包括對應的閥，以用於控制通過其中的氣體流。填充容器200可包括本文針對本文所述之填充容器100所述之特徵。對應的元件亦可具有類似的功能。
圖3所示之填充容器200包括複數個絕緣室236。各絕緣室236可包括絕緣體（諸如經排空的內部）以防止通過其中的熱流。額外或替代地，絕緣室236可包括絕緣材料。
填充容器200可包括分開的蓋220及基底212的側壁（如所示）或由單一結構形成。蓋220可具有圓形或矩形截面形狀，然而其他形狀亦是合適的。在一些實施例中，蓋220及/或基底212是以中間區段216流體密封，使得氣體實質上無法進入及/或逸出填充容器200。化學反應物可安放在填充容器200的內部中。
所繪示的填充容器200可（直接或間接地）耦合至沉積模組，該沉積模組特別適於在一或多個氣相反應室中輸送欲使用的氣相反應物。氣相反應物可用於化學沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)。在一些實施例中，包括控制處理器及儲存在電腦可讀媒體上的程式，使得本文所揭示之實施例的系統及方法是經組態以執行ALD。在某些實施例中，包括控制處理器及儲存在電腦可讀媒體上的程式，使得本文所揭示之實施例是經組態以執行CVD。
圖4至圖5顯示實例填充室系統300，其中包括填充容器200。圖4顯示實例填充室系統300的側視圖。填充室系統300可包括填充室外殼310。填充容器200可設置在填充室外殼310內。填充室外殼310可經組態以減少與填充室系統300外之任何元件的熱連通。填充室外殼310可實質上中空，並可具有矩形稜柱或圓柱的外部形狀。填充室系統300可包括加熱元件320及/或冷卻元件330。加熱元件320可設置在填充容器200的遠端。加熱元件320可包括本文所述之一或多個加熱元件的功能。冷卻元件330可設置在填充容器200的近端。在一些實例中，冷卻元件330是水冷式。冷卻元件330可設置為相鄰於基底212（例如與該基底接觸）。
圖5顯示圖4所示之填充室系統300之截面的透視圖。加熱元件320可包括部分環圈，並可以是燈絲。冷卻元件330可是冷卻板。填充室系統300可包括額外元件（諸如閥、入口、出口、加熱元件、冷卻元件、支撐結構、及/或其他元件）。例如，在一些實施例中，填充容器200可與一或多個控制器（未圖示）相關聯，該（等）控制器可經組態以指示系統（諸如反應器系統）執行ALD，如本文更詳細描述者。在一些實施例中，一或多個控制器包括處理器及記憶體，其等經程式化以指示系統（諸如反應器系統）執行ALD。一或多個控制器可經組態以控制沉積模組中的任何加熱器、泵、通往用於壓力控制之泵的閥、用於基材處置之機器手臂控制、及/或用於控制蒸氣流的閥，包括通往填充容器200之載體流及來自該填充容器之蒸氣流。
在一些實施例中，填充容器200可包括一或多個加熱元件。在一些實施例中，加熱元件之一或多者可設置為垂直地相鄰於或垂直地近接填充容器200。在一些實施例中，一或多個加熱元件是經組態以藉由傳導來加熱昇華器100。在某些實施例中，加熱器板是設置在蓋220的側向處。在某些實施例中，加熱器可設置在外殼110的遠端。在一些實施例中，一或多個閥可以傳導及/或輻射方式加熱。填充容器200可放置在機殼（例如填充室外殼310）中，其經組態以是氣密的以允許泵回至低壓（諸如介於約0.1 Torr與20 Torr之間，例如約5 Torr），且因而促成機殼內之有效率的輻射加熱、至大氣之最小的傳導或對流損耗。在一些組態中，填充容器200可放置在較高壓力下（諸如100 Torr、200 Torr、300 Torr、500 Torr）或在大氣壓力下。其他壓力是可行的。在一些實施例中，固體源總成（如本文所揭示）可在目標真空壓力下進行操作。在一些實施例中，目標真空壓力可在約0.5 Torr至20 Torr的範圍內（諸如5 Torr）。在某些實施例中，固體源總成中的真空壓力可使用一或多個壓力控制器進行調節。
圖6顯示實例固體源化學系統400，其包括填充容器100、化學品源容器450、及載體氣體源440。化學品源容器450可經由化學品輸送管線404耦合至填充容器100。化學品源容器450可包括較大的化學品源容器（諸如大體積填充容器）。化學品源容器（例如大體積填充容器）可是類似於填充容器100的容器，不過該源容器在其外殼402內可具有較大的化學品容量（例如，填充容器100之容量的至少1.5x、2x、3x、4x、5x、10x、或20x）。載體氣體源440可包括載體氣體的來源（諸如本文所述者）。化學品源容器450可經由化學品輸送管線404將其中的化學品傳遞至填充容器100。化學品在通過化學品輸送管線404之前可經汽化（例如昇華、蒸發）。
化學品出口132可使經汽化化學品（例如連同載體氣體）通過反應流管線434至反應（例如反應室）。填充容器100可具有例如揭示於2016年9月30日提出申請之發明名稱為「REACTANT VAPORIZER AND RELATED SYSTEMS AND METHODS」之美國專利申請公開案第2018/0094350號中之額外或替代的特徵，為所有目的特此將其全文以引用方式併入本文中。
在一些實施例中，用於控制一或多個反應室及/或一或多個填充容器（例如填充容器100、填充容器200）之電子及/或電腦元件可見於系統中的別處。例如，中央控制器可控制一或多個室本身的設備以及控制連接至各種容器及任何相關聯加熱器的閥兩者。一或多個閥可用以控制固體源化學系統400各處的氣體流。 說明性實例
下文是上述實施例之一組非限制性實例。
在一第1實例中，一種固體源化學品中間填充容器包含：一近端；一遠端；一基底，其在該近端處，其經組態以在其中容納固體源化學反應物，該基底包含一第一熱導體，且經組態以維持處於或低於一第一臨限溫度；一蓋，其在該遠端處，其包含一第二熱導體，且經組態以維持處於或高於大於該第一臨限溫度之一第二臨限溫度，該蓋包含：一化學品入口，其經組態以接收經汽化化學反應物進入該基底；一載體氣體入口，其經組態以接收通過其中之一載體氣體流；及一化學品出口，其經組態以從該蓋傳遞經汽化化學反應物；以及一中間層，其經設置在該基底與該蓋之間，該中間層包含一絕緣體，該絕緣體經組態以減少該基底與該蓋之間的熱流。
在一第2實例中，如實例1所述之中間填充容器，其中該中間層包含一或多個室，其（等）各自包含一真空。
在一第3實例中，如實例1至2中任一者所述之中間填充容器，其中該中間層是設置為與該基底及該蓋兩者接觸。
在一第4實例中，如實例1至3中任一者所述之中間填充容器，其進一步包含一冷卻元件，該冷卻元件經組態以維持該基底處於或低於該第一臨限溫度。
在一第5實例中，如實例4所述之中間填充容器，其中該冷卻元件包含一水冷式元件，其經熱耦合至該基底。
在一第6實例中，如實例1至5中任一者所述之中間填充容器，其中該第一臨限溫度是約135o C。
在一第7實例中，如實例1至6中任一者所述之中間填充容器，其中該第二臨限溫度是約145o C。
在一第8實例中，如實例1至7中任一者所述之中間填充容器，其進一步包含一加熱元件，該加熱元件經組態以維持該蓋處於或高於該第一臨限溫度。
在一第9實例中，如實例1至8中任一者所述之中間填充容器，其中該冷卻元件包含一水冷式元件，其經熱耦合至該基底。
在一第10實例中，如實例9所述之中間填充容器，其中該加熱元件包含一棒或板，其經組態以經由輻射加熱該蓋。
在一第11實例中，如實例1至10中任一者所述之中間填充容器，其中該化學品入口、該載體氣體入口、及該化學品出口之各者包含一對應的閥，該閥經組態以控制通過其中之一氣體流。
在一第12實例中，如實例1至11中任一者所述之中間填充容器，其中該化學品出口包含過濾器，其經組態以防止微粒物質通過其中。
在一第13實例中，如實例12所述之中間填充容器，其中該過濾器之一孔隙率是經組態以防止低於該第二臨限溫度之該反應物通過其中，並允許處於或高於該第二臨限溫度之該反應物通過其中。
在一第14實例中，如實例12至13中任一者所述之中間填充容器，其中該過濾器包含一陶瓷或一金屬之至少一者。
在一第15實例中，如實例1至14中任一者所述之中間填充容器，其中該基底高度對該蓋高度之一比率是大於約4。
在一第16實例中，如實例1至15中任一者所述之中間填充容器，其中該中間層是經組態以在該蓋與該基底之間維持至少10o C的一溫度梯度。
在一第17實例中，如實例1至16中任一者所述之中間填充容器，其中該蓋高度對該中間層高度之一比率是大於約2。
在一第18實例中，如實例1至17中任一者所述之中間填充容器，其中該基底之一截面包含至少兩平坦邊緣。
在一第19實例中，如實例1至18中任一者所述之中間填充容器，其中該中間層包含一陶瓷或金屬。
在一第20實例中，如實例1至19中任一者所述之中間填充容器，其中該中間填充容器是經定大小以原位設置於一固體源化學反應室中。
在一第21實例中，如實例1至19中任一者所述之中間填充容器，其中處於一未經填充狀態之該中間填充容器具有介於約10 kg與50 kg之間的一質量。
在一第22實例中，一種固體源化學系統包含：如實例1至21中任一者所述之中間固體源化學品容器；及一固體源化學品昇華器，其與該中間容器流體連通，該固體源化學品昇華器包含：一外殼，其具有一內部空間及面向該內部空間之一內表面；及一過濾器，其具有一第一端及一第二端，該過濾器具有一孔隙率，該孔隙率經組態以限制一固體化學反應物通過其中，該過濾器經成形及定位以在該過濾器與該內表面之間的一空間中界定環繞該過濾之一流動路徑。
在一第23實例中，一種提供經汽化化學反應物至一反應室之方法，該方法包含：使經汽化化學反應物連續地流入如實例1至21中任一者所述之中間填充容器的該化學品入口，其中該蓋是維持處於高於該基底的一溫度，藉此該經汽化化學反應物在該基底中冷凝；使該基底中之該經冷凝化學反應物昇華；及使該經昇華化學反應物流過該出口至一反應室。其他考量
在先前說明書中，已參照其特定實施例描述本發明。然而，將是顯而易見的是，可在不偏離本發明之較廣義精神及範疇的情況下對其作出各種修改及變化。因此，本說明書及圖式須視為說明性而非限制意義。
實際上，將理解，本揭露之系統及方法各自具有若干創新態樣，在其等之中無任何單一者須對本文所揭示之所欲屬性負責或為該等屬性所必須。本文所述之各種特徵及製程可獨立於彼此使用或者可以各種方式組合。所有可行的組合及子組合是意欲落在本揭露之範疇內。
本說明書在分開實施例的背景下所述之某些特徵亦可在單一實施例中組合實施。反之，在單一實施例之背景下所述之各種特徵亦可分開在多個實施例中或以任何合適的子組合實施。此外，雖然在本文中可將特徵描述為作用於某些組合中且甚至初始即如此主張，來自所主張之組合的一或多個特徵在一些情況下可從該組合除去，並可將所主張的組合引導至子組合或子組合之變體。對每一個實施例而言，沒有任何一個單一特徵或一組特徵是必要或不可或缺的。
將理解，除非另有具體陳述或在上下文中依所用而有其他認知，本文所用的條件語言（諸如，舉例而言，「可(can/could/might/may)」、「例如(e.g.)」、及類似者）通常是意欲傳達某些實施例包括而其他實施例不包括某些特徵、元件、及/或步驟。因此，此類條件語言通常不意欲暗指該等特徵、元件、及/或步驟以任何方式為一或多個實施例所必需，或者一或多個實施例在有無作者輸入或提示的情況下必然包括用於決策的邏輯，無論這些特徵、元件、及/或步驟是否包括在內或欲在任何具體實施例中執行。用語「包含(comprising)」、「包括(including)」、「具有(having)」、及類似者是同義詞，且是以開放式方式包含地使用，且並未排除額外的元件、特徵、行為、操作等等。同樣地，用語「或(or)」是以其包含性意義（而非以其排除性意義）使用，使得當用以例如連接元件列表時，用語「或(or)」意指列表中之元件的一者、一些者、或全部。此外，除非另有詳細說明，本申請案及附加申請專利範圍中所用的冠詞「一(a/an)」及「該(the)」是欲解釋為意指「一或多者」或「至少一者」。類似地，雖然可在圖示中以特定順序描繪操作，應認可，此類操作不需以所示之特定順序或以循序順序執行或者執行所有經繪示的操作以達成所欲結果。進一步地，圖示可以流程圖形式示意地描繪一或多個實例製程。然而，未經描繪的其他操作可併入示意繪示之實例方法及製程中。例如，一或多個額外操作可在所繪示之操作的任何者之前、之後、同時、或之間執行。此外，操作在其他實施例中可重新配置或重新排序。在某些情況下，多工及並行處理可是有利的。此外，不應將本文所述之實施例中之各種系統組件的分離認定為在所有實施例中均需要此類分離，且應瞭解，所述之組件及系統通常可一起整合在單一產品中或封裝成多個產品（例如，過濾器插件及包含外殼及基底的源容器）。此外，其他實施例是屬於下列申請專利範圍之範疇。在一些情況下，申請專利範圍中所述之動作可以不同順序執行且仍達成所欲結果。
因此，申請專利範圍並非意欲受限於本文所示之實施例，而是欲符合與本揭露、本文所揭示之原理及特徵一致的最廣範疇。例如，雖然本揭露內的許多實例是針對從固體源供應蒸氣以用於饋送沉積室供半導體製造而提供，本文所述之某些實施例可針對廣泛多樣的其他應用及/或在眾多其他背景下實施。
100:填充容器/容器 104:近端方向 108:遠端方向 112:基底 116:中間區段 120:蓋 124:化學品入口 128:載體氣體入口 132:化學品出口 200:填充容器 212:基底 216:中間區段 220:蓋 224:化學品入口 228:載體氣體入口 232:化學品出口 236:絕緣室 300:填充室系統 310:填充室外殼 320:加熱元件 330:冷卻元件 400:固體源化學系統 402:外殼 404:化學品輸送管線 434:反應流管線 440:載體氣體源 450:化學品源容器
在所屬技術領域中具有通常知識者鑑於本文之描述、附加之申請專利範圍、及圖式將輕易明白本揭露之這些及其他態樣，該等態樣是意欲說明而非限制本發明，且其中：
圖1示意地顯示根據一些組態之實例填充容器。
圖2顯示實例填充容器的側視圖。
圖3顯示圖2之填充容器的透視圖。
圖4顯示實例填充室系統的側視圖。
圖5顯示圖4所示之填充室系統之截面的透視圖。
圖6顯示實例固體源化學系統，其包括填充容器、固體源化學品昇華器、化學品源、及載體氣體源。
100:填充容器/容器
104:近端方向
108:遠端方向
112:基底
116:中間區段
120:蓋
124:化學品入口
128:載體氣體入口
132:化學品出口

Claims (20)

  1. 一種固體源化學品中間填充容器，其包含： 一近端； 一遠端； 一基底，其在該近端處，其經組態以在其中容納固體源化學反應物，該基底包含一第一熱導體，且經組態以維持處於或低於一第一臨限溫度； 一蓋，其在該遠端處，其包含一第二熱導體，且經組態以維持處於或高於大於該第一臨限溫度之一第二臨限溫度，該蓋包含： 一化學品入口，其經組態以接收經汽化的化學反應物進入該基底； 一載體氣體入口，其經組態以接收通過其中之一載體氣體流；及 一化學品出口，其經組態以從該蓋傳遞該經汽化化學反應物；以及 一中間層，其經設置在該基底與該蓋之間，該中間層包含一絕緣體，該絕緣體經組態以減少該基底與該蓋之間的熱流。
  2. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該中間層包含各自包含一真空的一或多個室。
  3. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該中間層是設置為與該基底及該蓋兩者接觸。
  4. 如請求項1所述之中間填充容器，其進一步包含一冷卻元件，該冷卻元件經組態以維持該基底處於或低於該第一臨限溫度。
  5. 如請求項4所述之中間填充容器，其中該冷卻元件包含一水冷式元件，其經熱耦合至該基底。
  6. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該第一臨限溫度是約135oC 。
  7. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該第二臨限溫度是約145o C。
  8. 如請求項1所述之中間填充容器，其進一步包含一加熱元件，該加熱元件經組態以維持該蓋處於或高於該第一臨限溫度。
  9. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該冷卻元件包含一水冷式元件，其經熱耦合至該基底。
  10. 如請求項9所述之中間填充容器，其中該加熱元件包含一棒或板，其經組態以經由輻射加熱該蓋。
  11. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該化學品入口、該載體氣體入口、及該化學品出口之各者包含一對應的閥，該閥經組態以控制通過其中之一氣體流。
  12. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該化學品出口包含過濾器，其經組態以防止微粒物質通過其中。
  13. 如請求項12所述之中間填充容器，其中該過濾器之一孔隙率是經組態以防止低於該第二臨限溫度之反應物通過其中，並允許處於或高於該第二臨限溫度之反應物通過其中。
  14. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該過濾器包含一陶瓷或一金屬之至少一者。
  15. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該基底的高度對該蓋的高度之一比率是大於約4。
  16. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該中間層是經組態以在該蓋與該基底之間維持至少10o C的一溫度梯度。
  17. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該蓋的高度對該中間層的高度之一比率是大於約2。
  18. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該基底之一截面包含至少兩平坦邊緣。
  19. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該中間層包含一陶瓷或金屬。
  20. 如請求項1所述之中間填充容器，其中該中間填充容器是經定大小以原位設置於一固體源化學反應室中。
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