TW202305989A - 用於提供氣體混合物至反應室之設備及使用其的方法 - Google Patents

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Abstract

揭示用於在進入反應室之前混合兩個或更多個氣體之設備、包括設備之反應器系統、及使用設備及系統之方法。如本文中所描述之系統和方法可用於例如將兩個或更多個前驅物的混合物脈衝至反應室。

Description

用於提供氣體混合物至反應室之設備及使用其的方法
本揭露大致上關於氣相反應器系統及使用其的方法。更特定言之，本揭露係關於用於提供氣體混合物至反應器系統之反應室的設備。
諸如化學氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、電漿增強化學氣相沉積(plasma-enhanced CVD, PECVD)、原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)及類似者的氣相反應器可用於各種應用，包括在基材表面上沉積和蝕刻材料。例如，氣相反應器可用於在基材上沉積及/或蝕刻多層以形成半導體裝置、平板顯示器裝置、光伏打裝置、微機電系統(microelectromechanical system, MEMS)及類似者。
一典型氣相反應器系統包括一或多個反應器，各反應器包括一或多個反應室；一或多個前驅物及/或反應物氣體源，其等係流體耦接至反應室；一或多個載體及/或沖洗氣體源，其等係流體耦接至反應室；一或多個氣體分配系統，以將氣體（例如，（多個）前驅物/反應物氣體及/或（多個）載體或沖洗氣體）輸送到一反應室內的基材之表面；及至少一排氣源，其係流體耦接至反應室。
在一些於反應室中實行的製程中，同時或於時間上重疊地提供兩個或更多個氣體至反應室可係符合期望的。例如，可將兩個或更多個氣體分開地提供至反應室。雖然此類設備可適用於一些應用，但分開提供氣體至反應室可導致製程中之非所欲的可變性。據此，所欲的係用於提供氣體混合物至反應室的改善設備。
任何涉及的相關技術中問題及解決方案的討論，僅為了提供本揭露之背景脈絡而包括於本揭露中，且不應被視為承認任何或全部的討論在本發明作成時為已知。
本揭露之各種實施例係關於用於提供一氣體混合物至一反應器或一反應室之設備、關於包括設備之系統、及關於使用設備及系統之方法。設備、系統及方法可連同各種應用使用，包括例如製造電子裝置。雖然在下文更詳細地討論本揭露之各種實施例應對先前方法及系統之缺點的方式，但大致上，本揭露之各種實施例提供適用於將兩個或更多個氣體之一混合物提供至一反應室的經改善設備、系統及方法。例示性設備可例如降低氣體擴散的時間規模，藉此改善進入反應室之前的氣體混合及/或降低用以混合氣體的時間量。本揭露的進一步實例提供用於提供混合氣體之脈衝的經改善設備及方法。
依據本揭露之至少一實施例，一種用於提供一氣體混合物至一反應室之設備包括一氣體注入埠；一混合裝置，其在氣體注入埠之上游且與氣體注入埠流體連通；一第一氣體源，其包含一第一容器及第一容器中之一第一前驅物；一第二氣體源，其包含一第二容器及第二容器中的一第二前驅物；一第一氣體脈衝閥，其流體耦接至第一容器及混合裝置；一第二氣體脈衝閥，其流體耦接至第二容器及混合裝置；及一第一壓力流動控制閥，其流體耦接在第一容器與一載體氣體源之間。在一些情況下，可考慮以氣體注入埠形成一反應器的部分，而非設備。依據本揭露之進一步實例，設備進一步包含經流體耦接至第一氣體脈衝閥及第二氣體脈衝閥之一沖洗閥。依據本揭露之進一步實例，設備包括經耦接至混合裝置的三個、四個或更多個氣體源。
依據本揭露之進一步實例，一種用於提供一氣體混合物至一反應室之設備包括一氣體注入埠；一混合裝置，其在氣體注入埠之上游且與氣體注入埠流體連通；一第一氣體源，其包含一第一容器及第一容器中之一第一前驅物；一第二氣體源，其包含一第二容器及第二容器中的一第二前驅物；一第一氣體閥，其流體耦接至第一容器及混合裝置；一第二氣體閥，其流體耦接至第二容器及混合裝置；一第一壓力流動控制閥，其流體耦接在第一容器與一載體氣體源之間；及一脈衝閥，其介於混合裝置與氣體注入埠之間。類似於上文，氣體注入埠可形成一反應器之部分。依據此等實例的例示性態樣，設備進一步包含在混合裝置之下游的一旁通閥。依據進一步態樣，設備進一步包含一沖洗氣體閥，其與一沖洗氣體源及脈衝閥流體連通。依據本揭露之進一步實例，設備包括經耦接至混合裝置的三個、四個或更多個氣體源。
依據本揭露的一或多個實施例，混合裝置包括多個區段，以促成兩個或更多個氣體的快速及/或所欲混合。例如，混合裝置可包括一第一區段，第一區段包含一第一入口、一第一出口、及介於其等之間的一第一體積；及一第二區段，第二區段包含一第二入口、一第二出口、及介於其等之間的一第二體積。第一入口可係在第二入口之上游，第一出口可係在第二入口之下游，及/或第一出口可係在第二出口之上游。依據進一步實例，混合裝置可進一步包括一第三區段。第三入口可係在第二入口之下游及第二出口之上游，第二出口可係在第三體積內，及/或第一出口可係在第二體積內。
依據本揭露之額外實施例，揭示一種使用如本文中所描述之設備控制至一反應室的一氣體流動之方法。
依據本揭露之尚有進一步實例，揭示一種包括如本文中所描述之一設備的系統。
所屬技術領域中具有通常知識者從下列參考附圖之某些實施例的詳細描述將明白此等及其他實施例。本發明不限制於所揭示任何（多個）特定實施例。
雖然在下文揭示某些實施例及實例，將理解本發明延伸超出其具體揭示的實施例及/或用途以及其等明顯的修改及等同物。因此，所意欲者係所揭示本發明的範疇應不受限於下文所描述的特定揭示實施例。
本揭露大致上關於氣相設備、反應器系統、及方法。如本文中所描述的設備、系統和方法可用於處理基材（諸如半導體晶圓），以形成例如電子裝置。舉實例而言，本文中所描述之系統及方法可用以形成或生長多組分層，諸如包含結晶或非晶氧化銦鎵鋅之層。
在本揭露中，「氣體(gas)」可包括在常溫及常壓(NTP)為氣體、汽化固體、及/或汽化液體的材料，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，未穿行通過氣體分配總成、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。
用語「前驅物(precursor)」可指參與生產另一化合物的化學反應之化合物。用語「反應物(reactant)」及用語前驅物係可互換地使用。用語「惰性氣體(inert gas)」可指不參加化學反應及/或不會在可察覺的程度上變為層之一部分的氣體。例示性惰性氣體包括氦及氬及其等之任何組合。在一些情況下，分子氮及/或氫可係惰性氣體。載體氣體可係或可包括惰性氣體。
如本文中所使用，用語「基材(substrate)」可指可用以形成或在其上可形成裝置、電路、或膜之任何（多個）下伏材料。基材可包括塊材（諸如矽（例如單晶矽））、其他IV族材料（諸如鍺）、或化合物半導體材料（諸如GaAs），並可包括上覆或下伏於塊材的一或多層。進一步言，基材可包括各種拓樸，諸如形成在基材之一層的至少一部份之內或之上的凹部、線、及類似者。
用語「循環沉積製程(cyclic deposition process/cyclical deposition process)」可指多個前驅物（及/或反應物）循序引入至反應室中以在基材上方沉積一層，並包括處理技術，諸如原子層沉積(ALD)、循環化學氣相沉積（循環CVD）、及包括一ALD組分及一循環CVD組分之混合式循環沉積製程。製程可在引入前驅物之間包含一沖洗步驟。
用語「原子層沉積(atomic layer deposition)」可指氣相沉積製程，其中沉積循環（典型係複數個接續的沉積循環）係在製程室中實施。當用（多個）前驅物/（多個）反應性氣體及（多個）沖洗（例如惰性載體）氣體的交替脈衝進行時，如本文中所使用的用語「原子層沉積」亦意謂包括由相關用語所指定的製程，諸如化學氣相原子層沉積。
如本文中所使用，用語「電漿增強原子層沉積(plasma enhanced atomic layer deposition, PEALD)」可指一ALD製程，其中一或多個前驅物、反應物、及/或其他氣體暴露至電漿，以形成受激發物種。
進一步言，在本揭露中，變量的任兩個數目可構成變量的可工作範圍，且所指示的任何範圍可包括或排除端點。額外地，所指示的變量之任何數值（不管數值是否以「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。進一步言，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)」可獨立地指「典型或廣泛地包含(typically or broadly comprising)」、「包含(comprising)」、「基本上由…所組成(consisting essentially of)」或「由…所組成(consisting of)」。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。
現轉向圖式，圖1繪示依據本揭露之至少一實施例的反應器系統100。反應器系統100包括反應室102、用於提供氣體混合物至反應室的設備104、真空源106、及控制器108。
反應室102可係或可包括一適用於氣相反應的反應室。反應室102可由合適的材料（諸如石英、金屬或類似者）形成，且可經組態以持定一或多個基材用於處理。反應器系統100可包括任何合適數目的反應室102，並可選地可包括一或多個基材搬運系統。
反應室102可經組態為CVD反應器、循環沉積製程反應器（例如，循環CVD反應器）、ALD反應器、PEALD反應器、或類似者，其等之任何者可包括電漿設備，諸如直接及/或遠端電漿設備。
圖2繪示適於用作PEALD反應器之例示性設備200。設備200包括反應室3，其適於用作反應室102及/或與系統100連同使用（亦即，作為系統的一部份）。
如圖2所繪示，藉由在反應室3之內部11（反應區）中提供可經組態為平行並面向彼此的一對導電平板電極2、4、施加來自功率源25的RF功率（例如，13.56 MHz或27 MHz）至一側、以及將另一側12電氣接地，在電極2、4之間可生成電漿。溫度調節器可提供在下部台2（亦即下部電極）中。基材1放置於其上，且其溫度可維持在所欲溫度。上部電極4亦可充當氣體分配裝置，諸如還有噴淋板，且各種氣體（諸如電漿氣體、反應物氣體、及/或稀釋氣體（若有）還有氣體混合物）可通過氣體管線21及氣體管線22以及通過噴淋板4而引入至反應室3中。例如，來自用於提供氣體混合物至反應室的設備104的氣體混合物（例如，包含兩個或更多個前驅物）可經由管線22提供至氣體注入埠26，且來自反應物源27之反應物可經由管線21提供至氣體注入埠26。
在反應室3中，提供具有排氣管線17之圓管13，通過其將反應室3之內部11中的氣體排氣。額外地，轉移室5設置於反應室3下方並設有氣體密封管線24，以經由轉移室5之內部16將密封氣體引入至反應室3之內部11中，其中提供用於將反應區與轉移區分開之分隔板14。此圖式中省略一閘閥，基材通過其可被轉移進或出轉移室5。轉移室亦設有排氣管線6。
返回至圖1，用於提供氣體混合物至反應室的設備104包括氣體注入埠110、混合裝置112、第一氣體源114、第二氣體源116、第三氣體源118、第一氣體脈衝閥120、第二氣體脈衝閥122、第三氣體脈衝閥124、第一壓力流動控制閥126、第二壓力流動控制閥128、第三壓力流動控制閥130、一或多個載體氣體源132、沖洗閥134、及沖洗氣體源136。設備104可用於將來自兩個或更多個氣體源114、116、118的氣體藉由將兩個或更多個氣體之脈衝提供至混合裝置112（其係在（多個）脈衝閥之下游）來混合。設備104允許時序的彈性（例如，一個氣體可在其他氣體流動至混合裝置112之前或之後開始）。進一步言，設備104可容易地過渡至單一氣體注入系統而無延遲。
氣體注入埠110可包括用以提供氣體混合物至反應室之反應區的配管或類似者。氣體注入埠110可整合至反應室102中或可係分開。適於用作注入埠110的例示性氣體注入器埠26繪示於圖2中。
混合裝置112經組態以接收進入反應室102之前的兩個或更多個氣體，例如來自第一氣體源114、第二氣體源116、及第三氣體源118中之兩者或更多者。如所繪示，混合裝置112可在氣體注入埠110之上游且與氣體注入埠流體連通。混合裝置112可包括大於氣體注入埠110/26之體積的體積。舉實例而言，混合裝置112之體積之範圍可從約5cc至約50 cc。混合裝置112之組態可根據應用而變化。混合裝置112可包括彎曲路徑或可經組態為靜態混合器。在一些情況下，混合裝置112可包括外殼138，其可例如係在各端上帶有蓋的中空圓柱。下文連同圖4更詳細地討論合適混合裝置的另一實例。
第一氣體源114、第二氣體源116、及第三氣體源118可各包括一容器及儲存在各別容器內的前驅物。舉實例而言，第一氣體源114可包括容器及銦前驅物；第二氣體源116可包括容器及鎵前驅物；且第三氣體源118可包括容器及鋅前驅物。例示性銦前驅物包括TEI；TMI；3-(二甲基胺基)丙基]二甲基-銦(DADI)；DMZ；DEZ；In(acac)3；In(dmamp)2(OiPr)；In(dmamp)3；In(dpguan)3；In(EtCp)；InCp；In(iPrAMD)3；In(iPrFMD)3；In(N(SiMe3)2)Et2；In(PrNMe2)Me2；In(thd)3；InCl3；InMe2(edpa)；InMe3(MeO(CH2)2NHtBu)；InMe3；InEt3；[EtZn(damp)]2。例示性鎵前驅物包括TDMAG；TMGa；TEGa；GaCl3；GaEt2Cl；(GaMe2NH2)3；Ga(acac)3；Ga(CpMe5)；Ga(thd)；Ga2(NMe2)6；GaMe2(OiPr)；GaMe2NH2；GaMe3(CH3OCH2CH2NHtBu)。例示性鋅前驅物包括Zn(DMP)2；Zn(eeki)2；Zn(OAc)2；ZnCl2；ZnEt2；ZnMe2；ZnMe(OiPr)。雖然繪示有三個氣體源114、116、118，例示性設備可包括耦接至混合裝置112之任何合適數目之兩個或更多個氣體源（例如，四個或更多個）。進一步言，用於提供氣體混合物至反應室的反應器系統100或設備104可包括可耦接至氣體注入埠110的反應物源142。
第一氣體源114、第二氣體源116、及第三氣體源118中之兩者或更多者或各者可使用脈衝閥耦接至混合裝置112。額外氣體源可類似地耦接至混合裝置112。例如，如所繪示，第一氣體源114（例如，其容器）可經由第一氣體脈衝閥120耦接至混合裝置112；第二氣體源116（例如，其容器）可經由第二氣體脈衝閥122耦接至混合裝置112；且第三氣體源118（例如，其容器）可經由第三氣體脈衝閥124耦接至混合裝置112。脈衝閥120、122、124可用於提供所欲量（脈衝）的氣體至混合裝置112。舉實例而言，本文中所描述之氣體脈衝閥120、122、124或其他脈衝閥中之一或多者可包含氣動或電氣電磁閥。
如進一步繪示，來自載體氣體源132（其可包括一或多個載體氣體源）之載體氣體可用於將第一、第二、及/或第三前驅物中之一或多者供應至反應室102及/或如本文中所描述的額外氣體（例如，第四氣體）。在所繪示實例中，載體氣體源132經耦接至第一壓力流動控制閥126，以將所欲濃度的第一前驅物供應至第一氣體脈衝閥120；載體氣體源132經耦接至第二壓力流動控制閥128，以將所欲濃度的第二前驅物供應至第二氣體脈衝閥122；且載體氣體源132經耦接至第三壓力流動控制閥124，以將所欲濃度之第三前驅物供應至第三氣體脈衝閥124。壓力控制閥126、128、130可用以維持各別第一容器、第二容器、及第三容器內之穩定/所欲壓力，以提供各別第一前驅物、第二前驅物、及第三前驅物之受控流動。舉實例而言，壓力控制閥可係或可包括壓力流動控制器或質量流動控制器。
排氣源106可包括例如一或多個真空源。例示性真空源包括一或多個乾式真空泵及/或一或多個渦輪分子泵。
控制器108可經組態以進行如本文中所描述的各種功能及/或步驟。控制器108可包括一或多個微處理器、記憶體元件、及/或切換元件，以進行各種功能。雖然繪示為單一單元，控制器108可替代地包含多個裝置。舉實例而言，可使用控制器108來控制到混合裝置112的氣體流動及來自混合裝置112或真空源106之氣體混合物。在一些情況下，可使用控制器108來將兩個或更多個前驅物（例如，來自源114、116、118）脈衝至混合裝置112。舉進一步實例而言，控制器108可獨立地控制各壓力流動控制閥126、128、130及各氣體脈衝閥120、122、124，以獨立地提供到混合裝置112之兩個或更多個前驅物的相對濃度及相對量或比率（例如，以質量而言）。在圖1所繪示之實例中，控制器108可經組態以實質上同時打開各脈衝閥120、122、124（例如，在約0.001或約0.005秒之內）。
系統100亦可包括沖洗閥134，其流體耦接至沖洗氣體源136，以及至第一氣體脈衝閥120、第二氣體脈衝閥122、及/或第三氣體脈衝閥124中之一或多者。沖洗閥134可耦接至控制器108，並用於沖洗脈衝閥120、122、124及混合裝置112。沖洗氣體源136可包括容器及容器中的沖洗氣體（諸如氮、氬、氦、或類似者中之一或多者）。沖洗閥134可係例如氣動或電氣電磁類型閥。
現轉向圖3，繪示用於提供氣體混合物至反應室之另一設備300。設備300經組態以在脈衝閥之上游將氣體混合。此組態允許較大混合體積，且可在混合裝置內促進一或多個氣體之更完全混合。設備300可取代反應器系統（諸如反應器系統100）中的設備104使用。
設備300包括氣體注入埠302、混合裝置304、第一氣體源306、第二氣體源308、第三氣體源310、第一氣體閥312、第二氣體閥314、第三氣體閥316、第一壓力流動控制閥318、第二壓力流動控制閥320、第三壓力流動控制閥322、一或多個載體氣體源（未分開繪示於圖3中）、脈衝閥320、及沖洗氣體源326。設備300包括介於混合裝置304與氣體注入埠302之間的脈衝閥324，使得混合裝置304中氣體之混合發生在脈衝閥324之上游。
氣體注入埠302、混合裝置304、第一氣體源306、第二氣體源308、第三氣體源310、第一壓力流動控制閥318、第二壓力流動控制閥320、第三壓力流動控制閥322、一或多個載體氣體源、及沖洗氣體源326可相同或類似於上文連同圖1描述的氣體注入埠110、混合裝置112、第一氣體源114、第二氣體源116、第三氣體源118、第一壓力流動控制閥126、第二壓力流動控制閥128、第三壓力流動控制閥130、一或多個載體氣體源132、及沖洗氣體源136。設備300亦可包括旁通閥328（其可係氣動或電氣電磁類型閥）及沖洗閥330，其可相同或類似於沖洗閥134。
如上文所描述，第一壓力流動控制閥126、第二壓力流動控制閥128、及/或第三壓力流動控制閥130可用於藉由控制相應容器內之（例如，穩定）壓力而控制流動至各別第一氣體源306、第二氣體源308、及第三氣體源310的載體氣體之量，以藉此控制從氣體源至混合裝置304的前驅物之流動及/或所欲或預定濃度。例如，來自源306至310之各氣體的氣體量可藉由源蒸氣壓力/載體氣體壓力比率來設定，且由各別的第一壓力流動控制閥126、第二壓力流動控制閥128、及第三壓力流動控制閥130控制載體氣體壓力。載體氣體/前驅物流動可藉由例如固定孔口、針閥、質量流動控制器或體積流動控制器來控制。
第一氣體閥312、第二氣體閥314、及第三氣體閥316可包括氣動或電氣電磁類型閥，及/或可形成流量計及/或質量流動控制器的部分。在所繪示之實例中，第一氣體閥312、第二氣體閥314、及第三氣體閥316從第一氣體源306、第二氣體源308、及第三氣體源310提供經計量的第一氣體、第二氣體及第三氣體到混合裝置304。
舉實例而言，第一氣體閥312、第二氣體閥314、及第三氣體閥316中之一或多者（例如，各閥或此類閥）形成質量流動控制器之部分。在此等情況下，用於質量流動控制器之設定點可判定在混合裝置304內的氣體混合物之組成，氣體混合物被提供至注入埠302。提供氣體混合物至注入埠302之例示性序列可包括藉由使用第一氣體閥312、第二氣體閥314及第三氣體閥316打開及（例如，可控制地）流動氣體至混合裝置304中來填充混合裝置304。可實質上同時打開第一氣體閥312、第二氣體閥314、第三氣體閥316、及脈衝閥324，以供應氣體混合物至注入埠302。可使用一或多個控制器（諸如控制器108）控制閥。
脈衝閥324可用於將來自混合裝置304的氣體混合物及/或來自沖洗氣體源326的沖洗氣體脈衝至氣體注入埠302。依據本揭露之實例，第一氣體閥312、第二氣體閥314、及/或第三氣體閥316及脈衝閥324在大約相同時間打開及關閉（例如，在約0.001或約0.005秒之內），以將氣體混合物脈衝至反應室。
依據本揭露之進一步實例，設備300包括量測混合裝置304之壓力之壓力監測器332。在此等情況下，控制器（例如，控制器108）可進一步經組態以將混合裝置304填充至所欲（例如，設定）壓力。一旦已達到壓力，第一氣體閥312、第二氣體閥314、及第三氣體閥316關斷。替代地，第一氣體閥312、第二氣體閥314、及第三氣體閥316可打開至設定流動達一時間段，以填充混合裝置304。在此等情況下，在脈衝閥324之下游及介於混合裝置304與氣體注入埠302之間無顯著額外體積。
欲沖洗脈衝閥324及注入歧管302，可打開沖洗閥330，且脈衝閥324可將沖洗氣體自沖洗氣體源326脈衝至注入埠302及/或反應室中。
控制器108或一或多個類似控制器可用以控制閥312、314、316、318、320、324、330及328、使用壓力監測器332設定及監測壓力、並進行本文中連同圖1至圖3所描述之其他功能。
圖4繪示合適用作混合裝置112或304之混合裝置400。混合裝置400包括第一區段402、第二區段404、及第三區段406。如所繪示，第一區段402、第二區段404、及第三區段406可串接，使得第一區段402之出口在第二區段404內，且第二區段404之出口在第三區段406內。額外或替代地，第一區段402、第二區段404、及第三區段406可係同軸（例如，繞軸線408）。雖然繪示有三個區段，串接混合裝置可合適地包括如本文中所描述的兩個或更多個區段。
第一區段402包括具有直徑D4之第一入口410、具有直徑D3之第一出口412、及介於其等之間之體積403。在所繪示之實例中，D3大於D4。
第二區段404可包括一或多個第二入口414、416、第二出口418、及介於其等之間的第二體積。出口418的直徑D2可大於入口414、416中之一或多者（個別或總計）的直徑。進一步言，D2可大於D1及/或D2。
如所繪示，第一入口410可在第二入口414、416之上游。進一步言，第一出口412可在第二入口414、416之下游（例如，對於一或多個氣體）。以及，第一入口412可在第二出口418之上游。
第三區段406可包括第三入口420、第三出口422、及介於其等之間的體積423。第三出口422可耦接至反應室、氣體注入埠、及/或一或多個（例如，脈衝）閥，如本文中所描述。體積423可具有D1的直徑或類似橫截面，其中D1可大於D2、D3及/或D4。進一步言，如所繪示，第三入口420在第二入口414、416之下游，及第二出口418之上游。
上文描述之本揭露的實例實施例並未限制本發明的範疇，由於此等實施例僅為本發明之實施例的實例。例如，雖然繪示有三個氣體源，但實例可包括兩個、四個或更多個氣體源，其等可用類似於所繪示實例的方式組態。任何等效實施例皆意欲在本發明之範疇內。實際上，除本文中所示及所描述者以外，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，諸如所描述元件之替代有用組合。此類修改及實施例亦意欲落在文後申請專利範圍的範疇內。
1:基材 2:導電平板電極/台 3:反應室 4:導電平板電極 5:轉移室 6:排氣管線 7:排氣管線 11:內部 12:側 13:圓管 14:分隔板 16:內部 21:氣體管線 22:氣體管線 25:功率源 26:氣體注入埠 27:反應物源 100:反應器系統 102:反應室 104:設備 106:真空源 108:控制器 110:氣體注入埠 112:混合裝置 114:第一氣體源 116:第二氣體源 118:第三氣體源 120:第一氣體脈衝閥 122:第二氣體脈衝閥 124:第三氣體脈衝閥 126:第一壓力流動控制閥 128:第二壓力流動控制閥 130:第三壓力流動控制閥 132:載體氣體源 134:沖洗閥 136:沖洗氣體源 138:外殼 142:反應物源 200:設備 300:設備 302:注入埠 304:混合裝置 306:第一氣體源 308:第二氣體源 310:第三氣體源 312:第一氣體閥 314:第二氣體閥 316:第三氣體閥 318:第一壓力流動控制閥 320:第二壓力流動控制閥/脈衝閥 322:第三壓力流動控制閥 324:脈衝閥 326:沖洗氣體源 328:旁通閥 330:沖洗閥 332:壓力監測器 400:混合裝置 402:第一區段 403:體積 404:第二區段 406:第三區段 408:軸線 410:第一入口 412:第一出口 414,416:第二入口 418:第二出口 420:第三入口 422:第三出口 423:體積 D1:直徑 D2:直徑 D3:直徑 D4:直徑
當連同下列闡釋性圖式考慮時，可藉由參考實施方式及申請專利範圍而對本揭露之例示性實施例有更完整理解。 圖1繪示包括依據本揭露之至少一實施例的設備之反應器系統。 圖2繪示依據本揭露之實例的反應器。 圖3繪示依據本揭露之另一設備。 圖4繪示依據本揭露之實例之氣體混合裝置。 應瞭解，圖式中的元件是為了簡單與清楚而繪示，且不必然按比例繪製。例如，圖式中之一些元件的尺寸可能相對於其他元素而特別放大，以幫助改善對所繪示本揭露實施例的理解。
100:反應器系統
102:反應室
104:設備
106:真空源
108:控制器
110:氣體注入埠
112:混合裝置
114:第一氣體源
116:第二氣體源
118:第三氣體源
120:第一氣體脈衝閥
122:第二氣體脈衝閥
124:第三氣體脈衝閥
126:第一壓力流動控制閥
128:第二壓力流動控制閥
130:第三壓力流動控制閥
132:載體氣體源
134:沖洗閥
136:沖洗氣體源
138:外殼
142:反應物源

Claims (20)

  1. 一種用於提供一氣體混合物至一反應室之設備，該設備包含： 一氣體注入埠； 一混合裝置，其在該氣體注入埠之上游且與該氣體注入埠流體連通； 一第一氣體源，其包含一第一容器及該第一容器中的一第一前驅物； 一第二氣體源，其包含一第二容器及該第二容器中的一第二前驅物； 一第一氣體脈衝閥，其流體耦接至該第一容器及該混合裝置； 一第二氣體脈衝閥，其流體耦接至該第二容器及該混合裝置；及 一第一壓力流動控制閥，其流體耦接在該第一容器與一載體氣體源之間， 其中該第一壓力流動控制閥在該第一容器內維持一穩定壓力，以提供該第一前驅物之一受控流動， 其中使用該第一氣體脈衝閥將該第一氣體脈衝至該混合裝置，且 其中使用該第二氣體脈衝閥將該第二氣體脈衝至該混合裝置。
  2. 如請求項1之設備，其進一步包含經流體耦接至該第一氣體脈衝閥及該第二氣體脈衝閥之一沖洗閥。
  3. 如請求項1或請求項2之設備，其進一步包含一第三氣體源，該第三氣體源包含一第三容器及該第三容器中的一第三前驅物，該第三氣體源經流體耦接至該混合裝置。
  4. 如請求項3之設備，其進一步包含一第四氣體源，該第四氣體源包含一第四容器及該第四容器中的一第四前驅物，該第四氣體源經流體耦接至該混合裝置。
  5. 一種用於提供一氣體混合物至一反應室之設備，該設備包含： 一氣體注入埠； 一混合裝置，其在該氣體注入埠之上游且與該氣體注入埠流體連通； 一第一氣體源，其包含一第一容器及該第一容器中的一第一前驅物； 一第二氣體源，其包含一第二容器及該第二容器中的一第二前驅物； 一第一氣體閥，其流體耦接至該第一容器及該混合裝置； 一第二氣體閥，其流體耦接至該第二容器及該混合裝置； 一第一壓力流動控制閥，其流體耦接在該第一容器與一載體氣體源之間；及 一脈衝閥，其介於該混合裝置與該氣體注入埠之間。
  6. 如請求項5之設備，其進一步包含在該混合裝置之下游的一旁通閥。
  7. 如請求項5或請求項6之設備，其進一步包含一沖洗閥，該沖洗閥與一沖洗氣體源及該脈衝閥流體連通。
  8. 如請求項5至7中任一項之設備，其進一步包含一第三氣體源，該第三氣體源包含一第三容器及該第三容器中的一第三前驅物，該第三氣體源流體耦接至該混合裝置。
  9. 如請求項5至8中任一項之設備，其中該第一壓力流動控制閥在該第一容器內維持一穩定壓力，以提供該第一前驅物之一受控流動。
  10. 如請求項5至9中任一項之設備，其進一步包含經流體耦接至該第二容器之一第二壓力流動控制器，其中該第二壓力流動控制閥在該第二容器內維持一壓力，以提供該第二前驅物之一受控流動。
  11. 如請求項5至10中任一項之設備，其中該第一氣體使用該第一氣體閥提供至該混合裝置，且其中該第二氣體使用該第二氣體閥提供至該混合裝置。
  12. 如請求項5至11中任一項之設備，其中該第一氣體閥、該第二氣體閥、及該脈衝閥在大約相同時間打開及關閉。
  13. 如請求項5至12中任一項之設備，其進一步包含一壓力監測器以量測該混合裝置之一壓力。
  14. 如請求項5至13中任一項之設備，其進一步包含一第一質量流動控制器，該第一質量流動控制器包含該第一氣體閥。
  15. 如請求項1至14中任一項之設備，其中該混合裝置包含： 一第一區段，其包含一第一入口、一第一出口、及介於該第一入口與該第一出口之間的一第一體積；及 一第二區段，其包含一第二入口、一第二出口、及介於該第二入口與該第二出口之間的一第二體積， 其中該第一入口在該第二入口之上游， 其中該第一出口在該第二入口之下游，且 其中該第一出口係在該第二出口之上游。
  16. 如請求項15之設備，其中該混合裝置進一步包含一第三區段，該第三區段包含一第三入口、一第三出口、及介於該第三入口與該第三出口之間的一第三體積。
  17. 如請求項16之設備，其中該第三入口在該第二入口之下游及該第二出口之上游。
  18. 如請求項16或請求項17之設備，其中該第二出口係在該第三體積內。
  19. 如請求項16至18中任一項之設備，其中該第一出口係在該第二體積內。
  20. 一種使用如請求項1至19中任一項之設備控制到一反應室之一氣體流動的方法。
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