TW202208656A - 減輕方法及反應器系統 - Google Patents

Abstract

一種方法可包含設置四氯化釩在一傳送容器中；傳送四氯化釩至一反應室，此反應室與此傳送容器流體連通；減輕四氯化釩的分解物至此反應室的傳送；及/或將四氯化釩塗佈至設置在此反應室中的一基板，以形成在此基板上包含釩之一層。

Description

用於傳送釩化合物的方法與系統

本揭露大體上係關於適用於氣相反應器系統之方法及設備。更特定言之，本揭露係關於可用於穩定氣相反應器系統中的前驅物並減輕污染之方法、化合物及系統。

前驅物為可用於形成另一材料之化合物。例如，前驅物可用於氣相反應中，以形成材料之薄膜或層。不幸地，一些可具有想要的之性質（諸如在常壓及常溫下之想要的蒸氣壓），及/或想要的反應性（例如，與表面或另一化合物之反應性）之前驅物可熱分解成其他化合物。特定言之，一些前驅物可分解產生腐蝕性氣體，其可在處理期間腐蝕反應器系統之部分及/或導致不期望的蝕刻。分解會降低前驅物之保存期限(shelf life)、使製造複雜化、需要額外純化步驟、引起儲存及/或運送問題，且可限制可用於反應器系統中之反應的來源容器(source vessel)中之所需材料量。此外，反應器系統部件的腐蝕可縮短反應器系統及/或其部件的壽命，從而增加操作此類設備的成本。此外，腐蝕可導致在沉積膜中納入反應器系統蝕刻産物及/或導致蝕刻基板上之膜，其繼而可導致降低此等膜之品質及/或均一性。此外，由於前驅物分解速率一般隨溫度而增加，因此藉由加熱前驅物增加前驅物至反應室之通量的能力受到阻礙。

減少前驅物之分解的努力已導致製造具有不期望地高之碳含量之膜的前驅物可能需要不期望的高溫，以獲得期望的通量速率、可能在需要原子層沉積（atomic layer deposition，ALD）時導致材料之化學氣相沉積（chemical vapor deposition，CVD）、可不具有對生長速率的期望控制、及/或可能展現相對較差的階梯覆蓋率(step coverage)。因此，所想要的是提供用於氣相反應之前驅物的改良方法、設備、及組成物。

本節提出之任何討論（包括問題及解決方案的討論）僅為了提供本揭露背景脈絡之目的而包括在本揭露中。此類討論不應視為承認資訊之任何或全部內容在此揭露的時間時係已知或以其他方式構成先前技術。

本揭露內容以簡化形式介紹所選取的概念，其可於下文以進一步細節描述。本揭露內容並非意欲必然地鑑別所主張標的之關鍵特徵或基本特徵，亦非意欲用以限制所主張標的之範疇。

本揭露之各種實施例係關於用於減輕(mitigating)沉積製程（例如，原子層沉積）中用作前驅物的釩化合物之分解及/或穩定此釩化合物、及/或減輕釩化合物之分解物至反應室之傳送的方法及系統。

根據本揭露的例示性實施例，一種方法可包含在一傳送容器(delivery vessel)中設置四氯化釩；傳送此四氯化釩至一反應室，且此反應室與此傳送容器流體連通；減輕此四氯化釩的分解物至此反應室的傳送；及/或將此四氯化釩塗佈至設置在此反應室中的一基板，以形成在此基板上包含釩之一層。

在各種實施例中，減輕此四氯化釩的分解物的傳送可包含減輕此傳送容器內的此四氯化釩的分解，此四氯化釩的分解物可包含三氯化釩及氯氣。在各種實施例中，減輕此傳送容器內的此四氯化釩的分解可包含在將此四氯化釩傳送至此反應室之前，供應過量的氯氣至此傳送容器。在各種實施例中，減輕此傳送容器內的此四氯化釩的分解可包含將此四氯化釩及此氯氣從此傳送容器轉移至一處置罐(disposal tank)；及/或在將此四氯化釩傳送至此反應室之前，傳送新的四氯化釩至此傳送容器中。在各種實施例中，減輕此傳送容器內的此四氯化釩的分解可包含從此傳送容器移除此氯氣。在各種實施例中，從此傳送容器移除此氯氣可進一步包含從此傳送容器移除包含此四氯化釩之一組成物中所包含之溶解氯氣(solubilized chlorine gas)。在各種實施例中，減輕此傳送容器內的此四氯化釩的分解可包含基於一定時的排放排程，藉由此傳送容器的一排放閥週期性地排放此等分解物的一或多者離開此傳送容器。

在各種實施例中，此傳送容器可包含一底部凹陷區域，其中一液浸管(dip tube)的一尖端可設置在此底部凹陷區域內。在各種實施例中，此新的四氯化釩可從一散裝供應罐(bulk supply tank)設置到此傳送容器中，此散裝供應罐與此傳送容器流體連通。在各種實施例中，此方法可進一步包含減輕此散裝供應罐內的此新的四氯化釩的分解。在各種實施例中，減輕此散裝供應罐內的此新的四氯化釩的分解可包含供應過量的氯氣至此散裝供應罐。在各種實施例中，減輕此散裝供應罐內的此新的四氯化釩的分解可包含從此散裝供應罐移除此氯氣。在各種實施例中，從此散裝供應罐移除此氯氣可進一步包含從此散裝供應罐移除包含此新的四氯化釩之一組成物中所包含之溶解氯氣。在各種實施例中，減輕此散裝供應罐內的此新的四氯化釩的分解可包含基於一定時(timed)的排放排程，藉由此散裝供應罐的一排放閥週期性地排放此等分解物的一或多者離開此散裝供應罐。

在各種實施例中，此方法可進一步包含監測此傳送容器內的一壓力。減輕此傳送容器內的此新的四氯化釩的分解可包含回應於此壓力達到或超過一壓力臨限位準(pressure threshold level)，藉由此傳送容器的一排放閥排放此等分解物的一或多者離開此傳送容器。在各種實施例中，此方法可進一步包含監測此散裝供應罐內的一壓力。減輕此散裝供應罐內的此新的四氯化釩的分解可包含回應於此壓力達到或超過一壓力臨限位準，藉由此散裝供應罐的一排放閥排放此等分解物的一或多者離開此散裝供應罐。

在各種實施例中，傳送四氯化釩至此反應室可包含流動包含此四氯化釩之一組成物通過一過濾器，此過濾器移除此組成物中所包含之氯氣。

在各種實施例中，一反應器系統（及/或其中包含的一化學品傳送系統）可包含本文所述之組件，以執行所討論的方法及方法步驟。在各種實施例中，此反應室及傳送容器中之至少一者包含不鏽鋼。在各種實施例中，反應器系統可進一步包含一壓力監測器，此壓力監測器配置以監測此傳送容器及流體耦接至此傳送容器的一散裝供應罐之至少一者內的一壓力。

所屬技術領域中具有通常知識者將從已參照隨附圖式之某些實施例的下列詳細描述輕易明白這些及其他實施例。本揭露並未受限於任何所揭示具體實施例。

下文所提供之方法、組成物、容器、設備、系統及其用途之例示性實施例的描述僅係例示性，且僅係意欲用於說明之目的；下列描述並非意欲限制本揭露或申請專利範圍之範疇。此外，列舉具有所陳述特徵之多個實施例不意欲排除具有額外特徵之其他實施例、或納入所陳述特徵之不同組合的其他實施例。除非另有註明，否則例示性實施例、或其等之成分可組合或可彼此分開應用。

如下文更詳細地闡述，本揭露之各種實施例提供系統及方法，用以或促進輸送、儲存及/或供應一組成物及/或一釩化合物至反應器系統之（例如，氣相）反應室。例示性系統及方法作用以減輕釩化合物之不期望分解及/或減輕釩化合物之分解物至反應室之傳送。如本文所述的方法、組成物、容器、設備、系統及其用途可用於各種應用。

在本揭露中，「氣體（gas）」可包括在常溫及常壓（normal temperature and pressure，NTP）下為氣體之材料、汽化固體及/或汽化液體，並可取決於上下文由單一氣體或氣體混合物構成。除了製程氣體以外的氣體（亦即，未藉由氣體分配總成、其他氣體分配裝置或類似者而引入的氣體）可用於例如密封反應空間，且可包括諸如稀有氣體的密封氣體(seal gas)。在一些情況下，用語「前驅物（precursor）」可指參與生成另一化合物的化學反應之化合物，且具體係指構成膜基質(film matrix)或膜的主要骨架(main skeleton)之化合物；用語「反應物（reactant）」可與用語前驅物互換地使用。用語「惰性氣體（inert gas）」可指不參與化學反應及/或不會在可察覺的程度上(appreciable extent)變為膜基質之一部分的氣體。例示性的惰性氣體包括氦氣、氬氣及/或其任何組合。在一些情況下，惰性氣體可包括氮及/或氫。

如本文所使用，用語「基板（substrate）」可指可用以形成或在其上可形成裝置、電路或膜之任何下伏(underlying)材料。基板可包括塊材(bulk material)（諸如矽（例如單晶矽））、其他第四族(Group IV)材料（諸如鍺）或其他半導體材料（諸如第二族/第六族(Group II-VI)或第三族/第五族(Group III-V)半導體材料），並可包括上覆(overlying)或下伏於塊材的一或多層。進一步地，基板可包括各種特徵，諸如形成在基板之一層的至少一部分之內或之上的凹部、突起部及類似者。舉實例而言，一基板可包括塊材半導體材料及上覆於此塊材半導體材料之至少一部分的一絕緣或介電材料層。

如本文所使用，用語「膜（film）」及/或「層（layer）」可指任何連續或不連續的結構及材料，諸如，藉由本文所揭示之方法沉積之材料。例如，膜及/或層可包括二維材料、三維材料、奈米粒子，或甚至是部分或完整分子層，或部分或完整原子層或原子及/或分子團簇(clusters)。膜或層可包含具有針孔(pinholes)的材料或層，其可以是至少部分連續的。

如本文所使用，「結構（structure）」可以是或可包括如本文所述之基板。結構可包括上覆於基板之一或多個層，諸如根據本文所述之方法形成的一或多個層。裝置及裝置部分可以是或可包括結構或使用此等結構形成。

用語「循環沉積製程（cyclic deposition process/cyclical deposition process）」可指將前驅物（及/或反應物）循序引入反應室中以在基板上方沉積層，並包括處理技術（諸如原子層沉積（ALD）、循環化學氣相沉積（ cyclical chemical vapor deposition，cyclical CVD）及包括原子層沉積佈置及循環化學氣相沉積佈置之混合式循環沉積製程）。

用語「原子層沉積（atomic layer deposition）」可指氣相沉積製程，其中沉積循環或例如複數個接續的沉積循環係在製程室中實施。當使用前驅物/反應性氣體及吹掃（例如惰性載體）氣體的交替脈衝執行時，如本文中所使用之用語原子層沉積亦意指包括由相關用語指定的製程，諸如化學氣相原子層沉積(chemical vapor atomic layer deposition)、原子層磊晶（atomic layer epitaxy，ALE）、分子束磊晶（molecular beam epitaxy，MBE）、氣體源分子束磊晶(gas source MBE)、有機金屬分子束磊晶(organometallic MBE)及化學束磊晶(chemical beam epitaxy)。

如本文中所用，「釩化合物」包括可由包括釩之化學式表示之化合物。如本文中所使用，「釩前驅物」包括氣體或材料，其可變為氣態（例如，汽化的液體）且其可由包括釩的化學式表示。

如本文中所使用，「鹵化釩前驅物（vanadium halide precursor）」包括氣體或材料，其可變為氣態且其可由包括釩及鹵素（諸如氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）及碘（I）之一或多者）的化學式表示。

如本文中所使用，「釩層（vanadium layer）」或「包括釩的層（a layer including vanadium）」可以是可由包括釩之化學式表示的材料層。釩層可包括氧、氮、硫及碳之一或多者（例如釩碳氮層）。例如，釩層可以是二元化合物，其包括釩及另一元素（諸如C、N、O、S）；或三元化合物，其包含釩及二或更多個其他元素（諸如C、N、O、S之二或更多者）。用於釩層材料的化學式可由M_b X_y Z_a 表示，其中M係釩，且X可以是C、N、O、S，且Z可以是C、N、O、S，且其中b係大於0並小於1，且y及a的範圍可從0至小於1。

進一步地，在本揭露中，變數之任兩個數字可構成變數之可工作範圍，且所指示之任何範圍可包括或排除端點。額外地，所指示的變數之任何數值（不管此等數值是否以「約」來指示）可指精確值或近似值並包括等效值，且可指平均值、中間值、代表值、多數值或類似者。進一步地，在本揭露中，於一些實施例中，用語「包括（including）」、「由……構成（constituted by）」及「具有（having）」係獨立地指「一般或廣泛地包含（typically or broadly comprising）」、「包含（comprising）」、「基本上由……組成（consisting essentially of）」或「由……組成（consisting of）」。此外，無論是否明確陳述，本文所描述之組成物及化合物可包含本文中所提及之化合物及藥劑、基本上由其組成或由其組成。在本揭露中，於一些實施例中，任何已定義之意義不必然排除尋常及慣例意義。

用於原子層沉積、化學氣相沉積及/或類似者之反應器系統可用於各種應用，包括於基板表面上沉積及蝕刻材料。在各種實施例中，一反應器系統50可包含一反應室4；一基座6，其用以在處理期間固持一基板30；一流體分配系統8（例如一噴淋頭），其用以分配一或多個反應物至基板30的一表面；一化學品傳送系統10，其用以傳送來自反應物源的一或多個反應物、及/或來自此類源的一載體氣體、及/或吹掃氣體至反應室4，此化學品傳送系統經由一或多個管線（例如管線16）及閥或控制器（例如閥22）流體耦接至反應室4。化學品傳送系統10中來自反應物源之反應物氣體或其他材料可在反應室4中施加至基板30。化學品傳送系統10中來自吹掃氣體源之吹掃氣體可流至並通過反應室4，以從反應室4移除任何過量反應物或其他不想要的材料。系統50亦可包含一真空源28，其流體耦接至反應室4，可配置以從反應室4吸出或泵出反應物、一吹掃氣體或其他材料。

第2圖至第4圖繪示根據本揭露之各種實施例之反應器系統100A至100C（反應器系統50之實例）。系統100A至100C可用以執行如本文所述之方法及/或形成如本文所述之結構或裝置部分。

在各種實施例中，反應器系統（例如，反應器系統100A至100C）可包含一化學品傳送系統（例如，第2圖及第3圖中描述的化學品傳送系統200A、及第4圖中描述的化學品傳送系統200B）及一反應室（例如，反應室150）。化學品傳送系統可流體耦接至反應室，使得化學品傳送系統可將一或多種氣體、前驅物、反應物及/或類似者、及/或吹掃或載體氣體轉移或傳送至反應室。反應器系統中的反應室可為任何合適的反應室，諸如原子層沉積或化學氣相沉積反應室。

在各種實施例中，化學品傳送系統可包含傳送容器（例如，傳送容器250）、散裝供應罐（例如，散裝供應罐220）、處置罐（例如，處理罐262）、氣體源（例如，氣體源205及/或207）、排放系統（例如，排放系統210）、壓力監測器（例如，壓力監測器295）、及/或控制器（例如，控制器230）。一化學品傳送系統之組件可以任何合適的配置佈置及耦接至彼此。在各種實施例中，化學品傳送系統可包含這些組件的各者的一或多者（例如，一或多個傳送容器、散裝供應罐、處置罐、排放系統等）。

在各種實施例中，控制器可包含在化學品傳送系統中，或在化學品傳送系統之外部。一控制器可與一化學品傳送系統之一或多個組件進行電子通訊、及/或各組件可與一各別控制器進行電子通訊。此控制器可包含一處理器及/或一非暫時性(non-transitory)、實體的(tangible)、電腦可讀媒體，此電腦可讀媒體與此處理器通訊且具有指令儲存在其上，此等指令回應於被處理器執行而導致處理器執行某些操作，諸如(例如，以特定的速率、特定的模式及/或在特定的時間)導致排放系統從罐或容器排放流體、傳送或轉移流體於化學品傳送系統中的罐或容器之間及/或傳送或轉移流體至一反應室。

控制器可包括電子電路系統及軟體，以選擇性地操作閥、歧管(manifolds)、加熱器、泵及包括在化學品傳送系統及/或反應器系統中的其他組件。此類電路系統及組件操作以從各別源引入前驅物、反應物及吹掃氣體。舉實例而言，控制器可配置以控制組成物或釩化合物流入或流入到傳送容器、散裝供應罐、處置罐及/或反應室之間。控制器可控制氣體脈衝序列的時序、基板及/或反應室的溫度、反應室內的壓力及各種其他操作，以提供化學品傳送系統及/或反應器系統的合宜操作。一控制器可包括控制軟體以電性或氣動控制閥，以控制前驅物、反應物及吹掃氣體流入及流出一傳送容器、一散裝供應罐、一處置罐及/或一反應室，及/或流動在其等之間。控制器可包括執行某些任務之模組，諸如軟體或硬體組件，例如現場可程式化邏輯閘陣列(FPGA)或特殊應用積體電路(ASIC)。模組可有利地配置以常駐(reside)在控制系統之可定址儲存媒體(addressable storage medium)上，並配置以執行一或多個製程。

在各種實施例中，一化學品傳送系統之傳送容器（例如，傳送容器250）可用於將一或多個氣體、前驅物、反應物及/或類似者、及/或吹掃或載體氣體轉移或傳送至一反應室。氣體源（例如，氣體源205）可供應此類氣體、前驅物、反應物及/或類似者至傳送容器。傳送容器可流體耦接至反應室。

在各種實施例中，一化學品傳送系統之散裝供應罐（例如，散裝供應罐220）可用於將一或多個氣體、前驅物、反應物及/或類似者、及/或吹掃或載體氣體轉移或傳送至一傳送容器。例如，散裝供應罐可包含供應至傳送容器之新的前驅物、反應物及/或類似物，以補充及/或更換傳送容器內的前驅物、反應物及/或類似物。氣體源（例如，氣體源207）可供應此類氣體、前驅物、反應物及/或類似者至散裝供應罐。散裝供應罐可流體耦接至傳送容器。

排放系統（例如，排放系統210）可耦接至傳送容器，以從傳送容器排放或泵出過量或不想要的流體（亦即，液體或氣體）。類似地，排放系統可耦接至散裝供應罐，以從散裝供應罐排放或泵出過量或不想要的流體（亦即，液體或氣體）。類似地，排放系統可耦接至處置罐，以從處置罐排放或泵出過量或不想要的流體（亦即，液體或氣體）。傳送容器、散裝供應罐及/或處置罐可包含排放閥，經排放的流體可流經此排放閥。排放系統可包含泵214，以從傳送容器、散裝供應罐及/或處置罐、及/或洗滌器(scrubber)212中泵出流體，以從經排放流體移除任何不想要的顆粒、污染物或類似者。在各種實施例中，一排放系統可耦接到化學品傳送系統內的各罐或容器（例如，在化學品傳送系統200A中，一單獨的排放系統210耦接到傳送容器250、散裝供應罐220及處置罐262之各者）。在各種實施例中，一傳送容器、散裝供應罐及/或處置罐可耦接至一單一排放系統，其用於從此傳送容器、散裝供應罐及/或處置罐泵出流體（例如，化學品傳送系統200B中的處置罐262及散裝供應罐220之間共用的排放系統210）。

在各種實施例中，一壓力監測器可耦接到化學品傳送系統中的各罐或容器（例如，在化學品傳送系統200A及200B中，傳送容器250、散裝供應罐220及處置罐262之各者耦接到一壓力監測器295）。化學品傳送系統中的各罐或容器可耦接至一各別壓力監測器，或一或多個罐或容器可耦接至一共同的壓力監測器。壓力監測器可配置以測量及/或監測在各別之罐或容器內的壓力。例如，若罐或容器中之壓力達到或超過臨限壓力值，則此類罐或容器內之過量流體可藉由各別排放系統排放（其可由控制器（例如，控制器230）促進或指示）。

反應器系統（及/或包含於其中之化學品傳送系統）之組件可包含任何合適的材料，諸如不鏽鋼。

根據本揭露之各種實施例之化學品傳送系統可配置以減輕或防止將傳送至反應室之前驅物、反應物及/或類似物之分解。類似地，此類化學品傳送系統可配置以減輕或防止來自前驅物、反應物及/或類似者的分解物自化學品傳送系統傳送至反應室。

在根據本揭露的各種實施例的反應器系統中所使用之釩化合物可用於形成適於金屬氧化物半導體（metal oxides semiconductor，MOS）應用之釩層（例如，作為功函數層(work function layer)、及/或偶極(dipole)或平帶移位器(flatband shifter)），諸如在互補金屬氧化物半導體（complimentary MOS，CMOS）裝置的形成中，用於作為蝕刻止停層、及/或用於作為障蔽層或襯墊層（例如，在中段製程(MEOL)及後段製程(BEOL)處理中）。例如，釩層可用於形成邏輯裝置(logic devices)、動態隨機存取記憶體（dynamic random-access memory，DRAM）、三維NAND裝置、作為邏輯裝置的p型金屬層閘極(p-metal layer gate)、作為用於邏輯裝置的p型偶極層(p-dipole layer)及類似者。然而，除非另有註明，本揭露不必然受限於此類實例。

除了第2圖至第4圖之外，參照第6圖中描繪之方法600，為了在基板上形成釩層，可在傳送容器（例如，傳送容器250）中設置釩化合物（步驟602）。釩化合物可傳送或轉移至反應室（例如，反應室150）（步驟604）及塗佈至反應室中之基板（步驟608）。

在各種實施例中，塗佈釩化合物至反應室中之基板（步驟608）可使用循環沉積製程完成，將包含釩之層沈積至基板之表面上。循環沉積製程可包括（例如，分開地及/或循序地）提供釩前驅物至反應室及提供反應物至反應室。在步驟608期間，使用循環沉積製程在基板表面上沉積釩層。如上文所提及，循環沉積製程可包括循環化學氣相沉積、原子層沉積或混合式循環化學氣相沉積/原子層沉積製程。舉例而言，在一些實施例中，特定原子層沉積製程之生長率與化學氣相沉積製程相較可以是低的。一個增加生長率的方法可以是以高於原子層沉積製程中典型採用的沉積溫度進行操作，導致一些部分的化學氣相沉積製程，但仍取得循序引入反應物的優勢。此一製程可稱為循環化學氣相沉積。在一些實施例中，循環化學氣相沉積製程可包含將二或更多個反應物引入反應室中，其中在反應室中之二或多個反應物之間可存在重疊的時間段，導致同時有沉積的原子層沉積成分及沉積的化學氣相沉積成分兩者。此係稱為混合式製程。根據進一步的實例，循環沉積製程可包含一個反應物/前驅物的連續流及第二反應物至反應室中之週期性脈衝。

釩層的厚度可根據應用而改變。舉實例而言，釩層的厚度可以是小於5奈米(nm)、或約0.1奈米至約10奈米、或約0.1奈米至約5奈米、或約0.2奈米至約5奈米、或約0.3奈米至約3奈米、或約0.3奈米至約1奈米。當用以取代可包括鋁而非釩的層時，釩層可以是相對薄，其可以是包括功函數及/或電壓臨限調整層之許多應用想要的者。在一些情況下，釩層的厚度可大於2奈米（例如，在將釩層用作障壁層或襯墊時）。釩層可形成連續膜，例如，其厚度係＜ 5奈米、＜ 4奈米、＜ 3奈米、＜ 2奈米、＜ 1.5奈米、＜ 1.2奈米、＜ 1.0奈米或＜ 0.9奈米。釩層可以是相對平滑的(smooth)，具有相對低的晶粒邊界形成(grain boundary formation)。在一些情況下，釩層可以是非晶質，具有相對低的柱狀晶體結構(columnar crystal structures)（與TiN相較）。在小於10奈米的厚度下，例示性釩層的均方根粗糙度(RMS roughness)可以是＜ 1.0奈米、＜ 0.7奈米、＜ 0.5奈米、＜ 0.4奈米、＜ 0.35奈米或＜ 0.3奈米。

根據本揭露之各種實施例的反應器系統中之製程（諸如方法600）中所使用的釩化合物（例如，釩前驅物）（諸如四氯化釩）可相對不穩定，在室溫下分解成例如三氯化釩及氯氣（Cl₂ ）。一些製程可包括加熱前驅物，以促進及/或加快製程。加熱釩化合物可導致分解加速。三氯化釩在室溫下是一種固體，其可能會污染或阻塞包含四氯化釩的容器、罐或管線。例如，三氯化釩可積聚在傳送容器或散裝供應罐中，或其間的管線，或至反應室。此外，反應室中之氯氣可導致基板上的目標層（例如，釩層）的蝕刻，其可能降低釩層之循環生長及/或導致空間上不均勻或缺乏沿此層之步階覆蓋(step coverage)。

因此，根據本揭露之各種實施例的系統及方法可包含減輕或防止釩化合物之分解物傳送至反應室（步驟606）。為達成此目的，例如，可減輕或防止四氯化釩之分解（例如，在化學品傳送系統或反應器系統之罐、容器及/或管線內）。第7圖中之方法700繪示用以減輕或防止釩化合物（例如，四氯化釩）之分解及/或減輕或防止釩化合物分解物傳送至反應室之各種步驟。方法700的步驟可以任何合適的順序、型態及/或組合執行。方法600及700可藉由根據本揭露之各種實施例之反應器系統及化學品傳送系統來執行。

在各種實施例中，可將過量的氯氣供應至包含有此釩化合物之罐或容器（例如，傳送容器250及/或散裝供應罐220）（步驟702）。例如，傳送容器250可包含四氯化釩，且氯氣可從氣體源205供應至傳送容器250。作為一類似實例，散裝供應罐220可包含四氯化釩，且氯氣可從氣體源207供應至散裝供應罐220。由於氯氣是氯化釩的分解物，因此在勒沙特列原理（Le Chatelier’s principal）下，在四氯化釩可分解的環境中加入氯氣可減輕或阻止此類分解。換言之，將反應（四氯化釩分解成氯氣及三氯化釩）的產物（氯氣）加入會將反應的平衡推向(pushes)化學反應的反應物側（四氯化釩），從而減輕或防止進一步產物（氯氣及三氯化釩）的產生（亦即，減輕或防止四氯化釩的分解）。

氯氣可自氣體源供應至傳送容器或散裝供應罐。例如，氯氣可自氣體源205供應至傳送容器250、及/或氯氣可自氣體源207供應至散裝供應罐220。在各種實施例中，供應至化學品傳送系統中的罐或容器的氯氣可由共同的氣體源供應。

在各種實施例中，實施一類似原則，流經傳送容器以傳送釩化合物至反應室之載體氣體可包含氯氣。載體氣體中之氯氣的存在可與上文所論述的類似，將釩化合物的分解反應推向化學方程式的反應物側（例如，四氯化釩，防止或減輕其分解）。雖然載體氣體中的氯氣的存在可導致反應室中及/或基板上的蝕刻，但藉由調節載體氣體中的氯氣的量（其同樣地，將減輕釩化合物的分解，否則其可形成不可預測的氯氣量），此蝕刻量可更可預測，且因此，製程條件及循環可配置以補償此類蝕刻。由於氯氣的未知量及由此引起的未知蝕刻，來自釩化合物的分解的不可預測的氯氣量可導致任何導致的蝕刻之難以補償。

在各種實施例中，可移除傳送容器的內含物並更換為新的前驅物、反應器或其他化合物。例如，就在處理循環開始前及/或在任何其他適當時間，可將新的釩化合物週期性地供應至待傳送至反應室之傳送容器。為達成此目的，在傳送容器（例如，傳送容器250）中的釩化合物及來自釩化合物分解的任何分解物（例如，氯氣及/或三氯化釩）可自傳送容器轉移（步驟704）。自傳送容器移除的釩化合物及分解物可轉移至處置罐（例如，處置罐262）以供處置。處置罐之內含物可例如藉由泵214（例如，排放系統210的泵）轉移或泵出以進行最終處置。對應地，新的釩化合物（其尚未分解，及/或已經歷小分解(little decomposition)）可自另一罐或容器（例如，自散裝供應罐220）供應至傳送容器（步驟706）。在各種實施例中，回應於傳送容器接收新的釩化合物，此釩化合物可自傳送容器轉移至反應室（例如，步驟604），以用於塗佈至基板（例如，步驟608）。在經過預定持續時間之後、在反應室中之每個處理循環之前及/或於任何其他適當的時間，傳送容器可週期性地接收新的釩化合物（在舊的釩化合物及分解物自其移除之後）。

類似地，在各種實施例中，可自散裝供應罐移除釩化合物及其分解物且設置於處置罐中（例如，使用化學品傳送系統200B，其中散裝供應罐220耦接至處置罐262）。對應地，可將新的釩化合物設置於散裝供應罐中。

為了確保舊的釩化合物及其分解物可從罐或容器徹底移除，罐或容器可包含在底部處的凹下區域，其中可設置一液浸管的末端。例如，如第5圖中所描繪，容器550（其可為傳送容器及/或散裝供應罐之實例）可包含凹陷底部部分552。液浸管570可設置在容器550中，藉由液浸管570可移除容器550中之化合物（例如，由新的化合物置換）。液浸管570的一端（藉由此端可自容器550吸出化合物）可設置於容器550的凹陷底部部分552中。在容器之凹陷底部部分內之液浸管之此類定向可有助於容器中將被新化合物（例如，釩化合物）替換之舊化合物的較大移除（亦即，大多數或全部）。

在各種實施例中，從釩化合物的分解積聚在罐或容器中的氯氣可被移除（步驟708）。例如，從四氯化釩的分解積聚在傳送容器250中的氯氣可經由泵214泵出。舉另一實例而言，從四氯化釩的分解積聚在散裝供應罐220中的氯氣可經由泵214泵出。從傳送容器及散裝供應罐移除的氯氣可經由相同或不同的泵來移除。此外，在罐或容器中已溶解於四氯化釩中（或於包含四氯化釩之組成物中）的氯氣亦可藉由泵吸及/或施加真空壓力在罐或容器內來移除。舉例而言，自傳送容器移除氯氣可減輕氯氣將被轉移至反應室之機會（例如，在將釩化合物轉移至反應室期間）。在各種實施例中，回應於氯氣從傳送容器移除，四氯化釩可自傳送容器轉移至反應室（例如，步驟604），以用於塗佈至基板（例如，步驟608）。

在各種實施例中，如文中所論述，化學品傳送系統中的罐或容器可耦接至壓力監測器（例如，壓力監測器295）。壓力監測器可測量及/或監測在各別罐或容器內的壓力（例如，在散裝供應罐220及/或傳送容器250內）（步驟710）。回應於其中的壓力達到特定位準（例如，達到或超過一臨限壓力位準），化學品傳送系統及/或其中的組件可作動以減輕此類壓力。例如，回應於壓力監測器偵測各別罐或容器中的壓力位準已達到或超過臨限壓力位準，可發送警報或其他通知以採取動作，或者導致壓力之過量氯氣可被泵出或排出此類容器（步驟712）。在各種實施例中，氯氣的泵送或排放發生預定的時間量(amount of time)，直到各別壓力監測器判定各別罐或容器內的壓力等於或低於特定壓力位準，或根據任何其他合適的程序或參數。

在各種實施例中，取代傳送容器或散裝供應罐具有耦接至其的壓力監測器，或除此之外，傳送容器或散裝供應罐可包含一放氣閥bleed valve ()。放氣閥可配置以保持至少部分關閉（例如，在彈簧張力下關閉）。回應於各別容器或罐內的壓力達到特定位準，放氣閥可打開，以將氯氣排出容器或罐（步驟712），以減輕壓力。亦即，將放氣閥保持在至少部分關閉位置之張力可在容器或罐中的特定壓力位準下被克服，使得放氣閥打開（進一步）排放導致此壓力位準的氯氣。在各種實施例中，回應於測量的壓力達到或超過特定位準及/或根據任何其他合適的程序或參數，放氣閥可被電性控制（例如，藉由控制器230）並可打開，（進一步）週期性地以特定時間間隔將氣體排出各別容器或罐達特定持續時間。

在各種實施例中，從化學品傳送系統中的容器或罐排放的流體（例如，氣體）可通過洗滌器（例如，洗滌器212）。洗滌器可移除任何不想要的（例如，毒性的(toxic)）顆粒、化合物、化學物質或類似者。

在各種實施例中，自傳送容器（例如，傳送容器250）轉移至反應室（例如，反應室150）之釩化合物可通過過濾器（例如，過濾器110）。此類過濾器可配置以自釩化合物及載體流體混合物移除任何不想要的材料或化合物。例如，過濾器可移除顆粒、氯氣（例如，其可以是來自釩化合物分解）或可能在基板處理期間具有非想要的作用的其他污染物。在各種實施例中，過濾器可配置以移除氯氣，而不移除鹵化釩化合物（諸如四氯化釩）。

如所論述，可按任何順序實施方法700之步驟之任何組合，以減輕或防止釩化合物（例如，四氯化釩）之分解及/或減輕或防止釩化合物分解物（例如，氯氣）傳送至反應室。例如，新的釩化合物可轉移至傳送容器（步驟706），例如，在自傳送容器移除舊的釩化合物及其分解物之後（步驟704）。然後，可將過量的氯氣傳送至傳送容器（步驟702），以減輕新的釩化合物的分解（依據本文討論的勒沙特列原理）。然後，傳送容器中的氯氣可自其移除（步驟708）。最後，釩化合物可從傳送室傳送至反應室（步驟604），以用於塗佈至基板（步驟608）。

在將釩化合物塗佈至基板之後，及/或任何其他應用完成之後，殘留在反應室中的流體（例如，未反應之釩化合物或釩前驅物、過量反應物、副產物、惰性氣體、載體氣體及/或類似者）可從反應室吹掃。例如，吹掃氣體可施加至反應室150，以移除此類材料及化合物，其可藉由泵114（例如，第1圖中之真空泵28之實例）泵出，及/或藉由洗滌器112進行洗滌。

配置以減輕釩化合物的分解及/或釩化合物分解物至反應室的傳送之方法及系統可促進更所想要的處理條件以用於基板處理。因此，可處理基板而得到更可預測及所想要的結果（例如，均勻層沉積、特定量的蝕刻等）。

上文所述之各種實施例並未限制本揭露的範疇，因為這些實施例僅為實例。任何等效實施例皆旨在本揭露之範疇內。實際上，除本文中所示及所述者以外，所屬技術領域中具有通常知識者可由本說明書明白本揭露之各種修改（諸如所述元件之替代可用組合）。此類修改及實施例亦意欲落在隨附之申請專利範圍的範疇內。

4:反應室 6:基座 8:流體分配系統 10:化學品傳送系統 16:管線 22:閥 28:真空源 30:基板 50:反應器系統 100A,100B,100C:反應器系統 110:過濾器 112:洗滌器 114:泵 150:反應室 200A,200B:化學品傳送系統 205,207:氣體源 210:排放系統 212:洗滌器 214:泵 220:散裝供應罐 230:控制器 250:傳送容器 262:處置罐 295:壓力監測器 550:容器 552:凹陷底部部分 570:液浸管 600:方法 602,604,606,608:步驟 700:方法 702,704,706,708,710,712,714:步驟

當結合下列闡釋性圖式考慮時，可藉由參照實施方式及申請專利範圍而得到對本揭露之實施例的更完整瞭解。各圖式中具有相似元件編號的元件係意欲相同。 第1圖繪示根據本揭露之各種實施例之例示性反應器系統的示意描繪。 第2圖繪示根據本揭露之各種實施例之包含化學品傳送系統之例示性反應器系統的示意描繪。 第3圖繪示根據本揭露之各種實施例之包含化學品傳送系統之另一例示性反應器系統的示意描繪。 第4圖繪示根據本揭露之各種實施例之包含化學品傳送系統之又另一例示性反應器系統的示意描繪。 第5圖繪示根據本揭露之各種實施例之適用於在化學品傳送系統中使用之容器。 第6圖繪示根據本揭露之各種實施例之用於在反應室中將釩化合物塗佈至基板之方法。 第7圖繪示根據本揭露之各種實施例之用於減輕釩化合物的分解物傳送至反應室之方法。 將理解，圖式中之元件係為了簡明及清楚起見而繪示，且不必然按比例繪製。舉例而言，圖式中之元件中之一些之尺寸可相對於其他元件而言放大，以幫助改善對所繪示本揭露實施例的理解。

700:方法

702,704,706,708,710,712,714:步驟

Claims (20)

1. 一種方法，包括： 在一傳送容器中設置四氯化釩； 傳送四氯化釩至一反應室，該反應室與該傳送容器流體連通； 減輕四氯化釩的複數個分解物至該反應室的該傳送；以及 將四氯化釩塗佈至設置在該反應室中的一基板，以在該基板上形成包括釩之一層。
2. 如請求項1之方法，其中減輕四氯化釩的該等分解物的傳送之該步驟包括減輕該傳送容器內的四氯化釩的分解，四氯化釩的該等分解物包括三氯化釩及氯氣。
3. 如請求項2之方法，其中減輕該傳送容器內的四氯化釩的分解之該步驟包括在將四氯化釩傳送至該反應室之前，供應過量的氯氣至該傳送容器。
4. 如請求項2之方法，其中減輕該傳送容器內的四氯化釩的分解之該步驟包括將四氯化釩及氯氣從該傳送容器轉移至一處置罐；以及在將四氯化釩傳送至該反應室之前，傳送新的四氯化釩至該傳送容器中。
5. 如請求項4之方法，其中該傳送容器包括一底部凹陷區域，其中一液浸管的一尖端係設置在該底部凹陷區域內。
6. 如請求項4之方法，其中新的四氯化釩係從一散裝供應罐設置到該傳送容器中，該散裝供應罐與該傳送容器流體連通。
7. 如請求項6之方法，更包括減輕該散裝供應罐內的新的四氯化釩的分解。
8. 如請求項7之方法，其中減輕該散裝供應罐內的新的四氯化釩的分解之該步驟包括供應過量的氯氣至該散裝供應罐。
9. 如請求項7之方法，其中減輕該散裝供應罐內的新的四氯化釩的分解之該步驟包括從該散裝供應罐移除氯氣。
10. 如請求項9之方法，其中從該散裝供應罐移除氯氣之該步驟更包括從該散裝供應罐移除包括新的四氯化釩之一組成物中所包括之溶解氯氣。
11. 如請求項2之方法，其中減輕該傳送容器內的四氯化釩的分解之該步驟包括從該傳送容器移除氯氣。
12. 如請求項11之方法，其中從該傳送容器移除氯氣更包括從該傳送容器移除包括四氯化釩之一組成物中所包括之溶解氯氣。
13. 如請求項2之方法，更包括： 監測該傳送容器內的一壓力，其中減輕該傳送容器內的四氯化釩的分解之該步驟包括回應於該壓力達到或超過一壓力臨限位準，藉由該傳送容器的一排放閥排放該等分解物的一或多者離開該傳送容器。
14. 如請求項2之方法，其中減輕該傳送容器內的四氯化釩的分解之該步驟包括基於一定時的排放排程，藉由該傳送容器的一排放閥週期性地排放該等分解物的一或多者離開該傳送容器。
15. 如請求項1之方法，其中傳送四氯化釩至該反應室包括流動之該步驟包括四氯化釩之一組成物通過一過濾器，該過濾器移除該組成物中所包括之氯氣。
16. 如請求項7之方法，更包括： 監測該散裝供應罐內的一壓力，其中減輕該散裝供應罐內的新的四氯化釩的分解之該步驟包括回應於該壓力達到或超過一壓力臨限位準，藉由該散裝供應罐的一排放閥排放該等分解物的一或多者離開該散裝供應罐。
17. 如請求項7之方法，其中減輕該散裝供應罐內的新的四氯化釩的分解之該步驟包括基於一定時的排放排程，藉由該散裝供應罐的一排放閥週期性地排放該等分解物的一或多者離開該散裝供應罐。
18. 一種反應器系統，配置以執行如請求項1之方法。
19. 如請求項18之反應器系統，其中該反應室及該傳送容器中之至少一者包括不鏽鋼。
20. 如請求項18之反應器系統，更包括一壓力監測器，該壓力監測器配置以監測該傳送容器及流體耦接至該傳送容器的一散裝供應罐之至少一者內的一壓力。

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