TW202409333A - 用於控制前驅物輸送的系統和方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示用於控制前驅物輸送的系統和方法。該等系統和方法可包括與一氣體流動管線流體連通之一前驅物輸送容器。該前驅物輸送容器可包括容納一可蒸發前驅物之至少一個托盤。一定量之熱能可以足以蒸發該可蒸發前驅物之量供應至該至少一個托盤。該經蒸發前驅物可自該前驅物輸送容器施配至該氣體流動管線。供應至該至少一個托盤之熱能可調整為足以將該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一壓力維持在一壓力範圍內。
Description
本發明係關於用於控制前驅物(諸如(例如(但不限於)蒸氣前驅物)輸送的系統和方法。
習知蒸氣輸送系統無法滿足半導體處理工具及其類似者之效能規範。
一些實施例係關於一種用於控制前驅物輸送之方法。在一些實施例中,該方法包括以下步驟之至少一者:獲得在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物之一前驅物輸送容器;將足以蒸發該可蒸發前驅物之一定量之熱能供應至該至少一個托盤;將該經蒸發前驅物自該前驅物輸送容器施配至一氣體流動管線;和將供應至該至少一個托盤之熱能之量調整為足以將該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一壓力維持在一壓力範圍內。在一些實施例中,該至少一個托盤包括具有大於15 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料。
在一些實施例中,該可蒸發前驅物包括一金屬氧鹵化物、一金屬鹵化物或其等之任何組合之至少一者。
在一些實施例中,該可蒸發前驅物包括MoO
2Cl
2、MoOCl
4、WO
2Cl
2、WOCl
4或其等之任何組合之至少一者。
在一些實施例中,該至少一個托盤包括一陶瓷材料、一聚合材料、一金屬材料或其等之任何組合之至少一者。
在一些實施例中,該至少一個托盤包括具有25 W m
-1K
-1至470 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料。
在一些實施例中,該壓力範圍包括在100 Torr至750 Torr之一範圍內之一壓力。
在一些實施例中,該壓力範圍包括在± 1 Torr至± 5 Torr之一範圍內之一壓力容限。
在一些實施例中,該經蒸發前驅物在100°C至250°C之一範圍內之一溫度下產生。
在一些實施例中,該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一流率在50 sccm至600 sccm之一範圍內。
在一些實施例中,當具有在該壓力範圍內之一壓力時,該經蒸發前驅物展現對溫度變化之一非線性響應。
一些實施例係關於一種用於控制前驅物輸送之系統。在一些實施例中,該系統包括在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物之一前驅物輸送容器。在一些實施例中,該至少一個托盤包括具有大於15 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料。在一些實施例中,該系統包括經組態以將一定量之熱能供應至該至少一個托盤以自該可蒸發前驅物產生一經蒸發前驅物之一加熱器。該系統包括經組態以將該經蒸發前驅物自該前驅物輸送容器輸送至一半導體處理工具之一氣體流動管線。在一些實施例中,該系統包括經組態以將供應至該至少一個托盤之熱能之量調整為足以將該氣體流動管線中之一經蒸發前驅物之一壓力維持在一壓力範圍內之一控制裝置。
在一些實施例中,該可蒸發前驅物包括一金屬氧鹵化物、一金屬鹵化物或其等之任何組合之至少一者。
在一些實施例中,該可蒸發前驅物包括MoO
2Cl
2、MoOCl
4、WO
2Cl
2、WOCl
4或其等之任何組合之至少一者。
在一些實施例中,該至少一個托盤包括一陶瓷材料、一聚合材料、一金屬材料或其等之任何組合之至少一者。
在一些實施例中,該至少一個托盤包括具有25 W m
-1K
-1至470 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料。
在一些實施例中,該壓力範圍包括在100 Torr至750 Torr之一範圍內之一壓力。
在一些實施例中,該壓力範圍包括在± 1 Torr至± 5 Torr之一範圍內之一壓力容限。
在一些實施例中,該經蒸發前驅物在100°C至250°C之一範圍內之一溫度下產生。
在一些實施例中,該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一流率在50 sccm至600 sccm之一範圍內。
在一些實施例中,當具有在該壓力範圍內之一壓力時,該經蒸發前驅物展現對溫度變化之一非線性響應。
本文主張申請日期為2022年3月21日之美國臨時專利申請案第63/322,195號之優先權。該優先權文件以引用的方式併入本文中。
在已揭示之該等益處和改良中,本發明之其他目的和優點將自結合附圖之以下描述變得顯而易見。本文揭示本發明之詳細實施例;然而,應理解所揭示之實施例僅係可以各種形式體現之本發明之說明。另外,關於本發明之各種實施例給出之實例之各者意欲繪示性而非限制性。
本文參考之任何先前專利和出版物之全部內容以引用的方式併入本文中。
在整個說明書和申請專利範圍中,除非上下文另有明確規定,否則以下術語具有本文明確關聯之意義。儘管本文所使用之片語「在一個實施例中」、「在一實施例中,」和「在一些實施例中。」可指涉相同實施例,但其不一定指涉相同實施例。此外,本文所使用之片語「在另一實施例中」和「在其他一些實施例中」不一定指涉不同實施例。在不背離本發明之範疇或精神之情況下,本發明之所有實施例意欲可組合。
如本文所使用,除非上下文另有明確規定,否則術語「基於」並非排他性且允許基於未描述之額外因素。另外,在整個說明書中,「一」和「該」之意義包括複數指涉物。「在…中」之意義包含「在…中」和「在…上」。
圖1展示根據一些實施例之用於控制前驅物輸送之一方法之一流程圖。
如圖1中所展示,方法100包括以下步驟之一或多者:獲得在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物之一前驅物輸送容器之一步驟102;將一定量之熱能供應至該至少一個托盤之一步驟104;將一經蒸發前驅物自該前驅物輸送容器施配至一氣體流動管線之一步驟106;和調調整供應至該至少一個托盤之熱能之量之一步驟108。
在步驟102中,在一些實施例中,獲得在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物之一前驅物輸送容器。
可蒸發前驅物可包括能夠被蒸發之一前驅物。在一些實施例中,前驅物包括能夠藉由施加熱能(例如熱)而蒸發之一前驅物。在一些實施例中,前驅物包括能夠藉由施加照射(例如光)而蒸發之一前驅物。在一些實施例中,前驅物包括能夠藉由施加熱能和照射而蒸發之一前驅物。可蒸發前驅物可作為一固體、一液體或一固體和一液體存在於至少一個托盤上。例如,在一些實施例中,可蒸發前驅物包括一可蒸發固體前驅物。在一些實施例中,可蒸發前驅物包括一可蒸發液體前驅物。在一些實施例中,可蒸發前驅物包括一可蒸發固體前驅物和一可蒸發液體前驅物。將瞭解可在不背離本發明之範圍之情況下在本文中使用其他類型之可蒸發前驅物。
可蒸發前驅物可包括或由或基本上由一元素金屬、一金屬鹵化物、一金屬氧鹵化物、一有機金屬化合物、一金屬有機錯合物或其等之任何組合之至少一者組成。
在一些實施例中,可蒸發前驅物包括或由或基本上由以下材料之至少一者組成:二甲基肼、三甲基鋁(TMA)、氯化鉿(HfCl
4)、氯化鋯(ZrCl
4),三氯化銦、一氯化銦、三氯化鋁、碘化鈦、羰基鎢、Ba(DPM)
2、雙二新戊醯基甲烷化鍶(Sr(DPM)
2)、TiO(DPM)
2、四-二新戊醯基甲醯鋯(Zr(DPM)
4)、癸硼烷、十八硼烷、硼、鎂、鎵、銦、銻、銅、磷、砷、鋰、四氟硼酸鈉、併入烷基脒基配體之前驅物、有機金屬前驅物、叔丁醇鋯(Zr(t-OBu)
4)、四(二乙胺)鋯(Zr(Net
2)
4)、四(二乙胺)鉿(Hf(Net
2)
4)、四(二甲胺)鈦(TDMAT)、叔丁基亞胺基二甲基(二乙胺)鉭(TBTDET)、五(二甲胺)鉭(PDMAT)、五(乙基甲胺基)鉭(PEMAT)、四(二甲胺)鋯(Zr(NMe
2)
4)、叔丁醇鉿(Hf(tOBu)
4)、二氟化氙(XeF
2)、四氟化氙(XeF4)、六氟化氙(XeF
6)或其等之任何組合。
在一些實施例中,可蒸發前驅物包括、由或基本上由以下材料之至少一者組成:癸硼烷、四氯化鉿、四氯化鋯、三氯化銦、金屬有機β-二酮錯合物、六氟化鎢、環戊二烯基環庚三烯基鈦(CpTiCht)、三氯化鋁、碘化鈦、環辛四烯環戊二烯基鈦、雙環戊二烯基錫二醯肼、三甲基鎵、三甲基銦、烷基鋁狀三甲基鋁、三乙基鋁、三甲胺丙氨酸、二甲基鋅、四甲基錫、三甲基銻、二乙基鎘、羰基鎢或其等之任何組合。
在一些實施例中,可蒸發前驅物包括或由或基本上由以下材料之至少一者組成:元素硼、銅、磷、癸硼烷、鹵化鎵、銦鹵化物、銻鹵化物、砷鹵化物、鎵鹵化物、碘化鋁、碘化鈦、MoO
2Cl
2、MoOCl
4、MoCl
5、WCl
5、WOCl
4、WCl
6、環戊二烯基環庚三烯基鈦(CpTiCht)、環辛四烯環戊二烯基鈦、雙環戊二烯基鈦二醯肼In(CH
3)
2(hfac)、二溴甲基銻化氫、羰基鎢、金屬有機β-二酮錯合物、金屬有機醇鹽錯合物、金屬有機羧酸鹽錯合物、金屬有機芳基錯合物、金屬有機醯胺基錯合物或其等之任何組合。在一些實施例中,可蒸發前驅物包括、由或基本上由MoO
2Cl
2、MoOCl
4、WO
2Cl
2、WOCl
4之至少一者或其等之任何組合組成。
在一些實施例中,可蒸發前驅物包括、由或基本上由可藉由加熱或溶解於一溶劑中而液化之任何類型之源材料之至少一者組成,包含(例如(但不限於))癸硼烷(B
10H
14)、五硼烷(B
5H
9)、十八硼烷(B
18H
22)、硼酸(H
3BO
3)、SbCl
3、SbCl
5或其等之任何組合之至少一者。在一些實施例中,可蒸發前驅物包含、組成或基本上由以下材料之至少一者組成:AsCl
3、AsBr
3、AsF
3、AsF
5、AsH
3、As
4O
6、As
2Se
3m As
2S
2、As
2S
3、As
2S
5、As
2Te
3、B
4H
11、B
4H
10、B
3H
6N
3、BBr
3、BCl
3, BF
3、BF
3.O(C
2H
5)
2、BF
3.HOCH
3、B
2H
6、F
2、HF、GeBr
4、GeC
l4, GeF
4、GeH
4、H
2、HCl、H
2Se、H
2Te、H
2S、WF
6、SiH
4、SiH
2Cl
2、SiHCl
3、SiCl
4、SiH
3Cl、NH
3、NH
3、Ar、Br
2、HBr、BrF
5、CO
2、CO、COCl
2、COF
2、Cl
2、ClF
3、CF
4、C2F
6、C
3F
8、C
4F
8、C
5F
8、CHF
3、CH
2F
2、CH
3F、CH
4、SiH
6、He、HCN、Kr、Ne、Ni(CO)
4、HNO
3、NO、N
2、NO
2、NF
3、N
2O、C
8H
24O
4Si
4, PH
3、 POCl
3、PCl
5、PF
3、PFS、SbH
3、SO
2、SF
6、SF
4、Si(OC
2H
5)
4、C
4H1
6Si
4O
4、Si(CH
3)
4、SiH(CH
3)
3、TiCl
4、Xe、SiF
4、 WOF
4、TaBr
5、TaCl
5、TaF
5、Sb(C
2H
5)
3、Sb(CH
3)
3、In(CH
3)
3、PBr
5、PBr
3、RuF
5或其等之任何組合。
在一些實施例中,溶劑係一有機溶劑、一無機溶劑或其等之任何組合。在一些實施例中,溶劑含有砷、磷、銻、鍺、銦、錫、硒、碲、氟、碳、硼、鋁、溴、碳、氯、氮、矽、鎢、鉭、釕、硒、鎳、硫或其任何組合之形式。將瞭解在不背離本發明之情況下,可在本文中使用其他可蒸發前驅物。
至少一個托盤可包括或可由具有高於一臨限熱導率之一熱導率之一材料構成。例如,在一些實施例中,至少一個托盤包括、由或基本上由具有大於15 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料組成。在一些實施例中,至少一個托盤包括、由或基本上由具有至少16 W m
-1K
-1、至少17 W m
-1K
-1、至少18 W m
-1K
-1、至少19 W m
-1K
-1、至少20 W m
-1K
-1、至少25 W m
-1K
-1、至少50 W m
-1K
-1、至少75 W m
-1K
-1、至少100 W m
-1K
-1、至少150 W m
-1K
-1、至少200 W m
-1K
-1、至少250 W m
-1K
-1、至少300 W m
-1K
-1、至少350 W m
-1K
-1、至少400 W m
-1K
-1、至少450 W m
-1K
-1、至少500 W m
-1K
-1、至少550 W m
-1K
-1至或至少600 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料組成。在一些實施例中,至少一個托盤包括、由或基本上由具有16 W m
-1K
-1至1000 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料組成。例如,在一些實施例中,至少一個托盤包括具有25 W m
-1K
-1至750 W m
-1K
-1、25 W m
-1K
-1至470 W m
-1K
-1、25 W m
-1K
-1至500 W m
-1K
-1、100 W m
-1K
-1至500 W m
-1K
-1或150 W m
-1K
-1至50 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料。在一些實施例中,材料之熱導率與相同於至少一個托盤之熱導率,或至少類似於至少一個托盤之熱導率(例如在至少一個托盤中之熱導率之0.1%至5%內)。
在一些實施例中,至少一個托盤可進一步包括或可進一步由具有低於臨限熱導率之一熱導率之一材料構成。例如,在一些此等實施例中,假若至少一個托盤之總熱導率大於臨限熱導率(例如大於15 W m
-1K
-1,或本文所揭示之熱導率臨限值和範圍之任何者),則至少一個托盤可進一步包括或可進一步由具有低於臨限熱導率之一熱導率之一材料構成。例如,在一些實施例中,至少一個托盤包括具有大於15 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料和具有15 W m
-1K
-1或更小之一熱導率之一材料,其中至少一個托盤之一總熱導率大於15 W m
-1K
-1(或本文所揭示之熱導率臨限值和範圍之任何者)。在一些實施例中,可變動各材料之比例或相對量以獲得具有大於15 W m
-1K
-1(或本文所揭示之熱導率臨限值和範圍之任何者)之一總熱導率之至少一個托盤。
用於至少一個托盤之材料之非限制性實例包含(例如(但不限於))一陶瓷材料、一聚合材料、一金屬材料或其等之任何組合之至少一者。在一些實施例中,至少一個托盤不包括前述之至少一者。
在一些實施例中,例如,至少一個托盤包括、由或基本上由以下材料之至少一者組成:銀、銅、鋁、鉛、鎳、金、鐵、鋅、銠、鋰、鈹、鈉、鎂、鉀、鈣、銣、鍶、銫、鋇、鐳、鈧、鈦、釩、鉻、鈷、鎵、鍺、砷、釔、鋯、鈮、鉬、鍀、釕、鈀、鎘、銦、錫、銻、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、鉈、釹、鉕、鈥、鉺、鎦、釷、鏷、鈾、鐿、鑥、其等之氧化物、其等之一混合氧化物,或其等之任何組合(例如作為其等之一混合物、其等之一合金等)。在一些實施例中,至少一個托盤不包括前述之至少一者。
在一些實施例中,至少一個托盤包括、由或基本上由矽、硼、碳、氮、氟、氧、鍺、砷、銻、氯、溴、碘之至少一者或其等之任何組合組成。在一些實施例中,至少一個托盤不包括前述之至少一者。
在一些實施例中,至少一個托盤包括、由或基本上由一碳材料之至少一者組成。在一些實施例中,碳材料包括石墨烯、石墨、碳奈米粒子(例如碳奈米管)或其等之任何組合之至少一者。在一些實施例中,石墨烯包括以下材料之至少一者:具有1至3層之石墨烯(例如非常少層石墨烯(vFLG))、具有2至5層之石墨烯(例如少數層石墨烯(FLG))、具有2至10層之石墨烯(例如多層石墨烯(MLG))、石墨烯奈米薄層(例如,石墨烯片堆疊(GNP))、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯,石墨烯粉末、石墨烯溶液、石墨烯糊狀物、石墨烯奈米薄層(例如具有1 nm至3 nm之一厚度和100 nm至100 μm之至少一個橫向尺寸之石墨烯片)、功能化石墨烯或其等之任何組合。在一些實施例中,至少一個托盤包括石墨、結晶石墨、非晶石墨、聚集體石墨(例如塊狀石墨或脈狀石墨)、石墨纖維、黃銅、碳化矽塗層石墨或其等之任何組合之至少一者。在一些實施例中,至少一個托盤不包括前述之至少一者。
在一些實施例中,至少一個托盤包括、由或基本上由以下材料之至少一者組成:銀、銀合金、銅、銅合金、鋁、鋁合金、鉛、鎳、鍍鎳、不銹鋼、石墨、結晶石墨、非晶石墨、聚集石墨(例如塊狀石墨或脈狀石墨)、熱解碳塗層石墨、石墨纖維、非常少層石墨烯(vFLG)、少數層石墨烯(FLG)、多層石墨烯(MLG))、石墨烯奈米薄層(GNP)、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯、石墨烯粉末、石墨烯溶液、石墨烯糊狀物、石墨烯奈米薄層、功能化石墨烯、黃銅、碳化矽塗層石墨、玻璃陶瓷、氮化鋁、碳化矽、氧化鋁、氮化矽、氧化鋯、氧化鈹、氮化硼、氧化鋅、氧化銅、碳奈米管、黃銅、鑽石、金、鐵、鋅、銠、鋰、鈹、鈉、鎂、鉀、鈣、銣、鍶、銫、鋇、鐳、鈧、鈦、釩、鉻、鈷、鎵、鍺、砷、釔、鋯、鈮,鉬、鍀、釕、鈀、鎘、銦、錫、銻、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、鉈、硼、碳、矽、氮、氟、氧、氯、溴、碘、釹、鉕、鈥、鉺、鎦、釷、鏷、鈾、鐿、鑥,一聚合物或其等之任何組合(例如作為先前材料之兩者或兩者以上之一混合物或一合金)。在一些實施例中,至少一個托盤不包括前述之至少一者。
在一些實施例中,至少一個托盤或至少一個托盤之材料係惰性或與可蒸發前驅物、經蒸發前驅物、一載氣或至少一個托盤與之接觸或使之接觸之任何其他材料之至少一者不反應。
在步驟104中,在一些實施例中,將一定量之熱能供應至該至少一個托盤。
可將熱能以足以蒸發可蒸發前驅物之量供應至至少一個托盤。對於不同可蒸發前驅物,足以蒸發可蒸發前驅物之熱能之量可取決於(例如((但不限於)))可蒸發前驅物、可蒸發前驅物存在於至少一個托盤上之相態、進行蒸發之條件和參數(例如溫度、壓力等)或其等之任何組合而變動。在一些實施例中,例如,足以蒸發一可蒸發液體前驅物之熱能之量可取決於可蒸發液體前驅物之蒸發之熱。在一些實施例中,足以蒸發一可蒸發固體前驅物之熱能之量可取決於可蒸發固體前驅物之昇華之熱。在一些實施例中,蒸發呈固體或液體形式之一可蒸發前驅物所需之熱能之量可取決於被蒸發之特定可蒸發前驅物。
供應至至少一個托盤之熱能可以熱之形式提供。在一些實施例中,例如,將熱能供應至至少一個托盤包括將至少一個托盤加熱至足以蒸發可蒸發前驅物之一溫度。在一些實施例中,將熱能供應至至少一個托盤包括在足以蒸發可蒸發前驅物之一溫度下加熱至少一個托盤。在一些實施例中,將熱能供應至至少一個托盤包括將可蒸發前驅物加熱至足以蒸發可蒸發前驅物之一溫度。在一些實施例中,將熱能供應至至少一個托盤包括在足以蒸發可蒸發前驅物之一溫度下加熱可蒸發前驅物。
足以蒸發可蒸發前驅物之溫度可為在100°C至250°C之一範圍內之一溫度。在一些實施例中,例如,足以蒸發可蒸發前驅物之溫度係在110°C至180°C、120°C至170°C、120°C至150°C、120°C至140°C至140°C、125°C至135°C、130°C至190°C、140°C至180°C、150°C至170°C、155°C至165°C之一範圍內或100°C至250°C之間的任何其他子範圍內之一溫度。在一些實施例中,經蒸發前驅物在100°C至250°C之一範圍內之一溫度下產生。
在步驟106中,在一些實施例中,將一經蒸發前驅物自該前驅物輸送容器施配至一氣體流動管線。
經蒸發前驅物可自前驅物輸送容器施配至氣體流動管線。在一些實施例中,自前驅物輸送容器施配經蒸發前驅物可包括將經蒸發前驅物排放至氣體流動管線。在一些實施例中,自前驅物輸送容器施配經蒸發前驅物可包括將經蒸發前驅物釋放至氣體流動管線。在一些實施例中,自前驅物輸送容器施配經蒸發前驅物可包括使經蒸發前驅物流動至氣體流動管線。在一些實施例中,自前驅物輸送容器施配經蒸發前驅物可包括將經蒸發前驅物供應至氣體流動管線。在一些實施例中,自前驅物輸送容器施配經蒸發前驅物可包括將經蒸發前驅物輸送至氣體流動管線。在一些實施例中,自前驅物輸送容器施配經蒸發前驅物可包括將經蒸發前驅物饋送至氣體流動管線。
在一些實施例中,經蒸發前驅物與一載氣一起自前驅物輸送容器施配。載氣可包括非活性或惰性之一氣體。在一些實施例中,載氣包括氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氮氣或其等之任何組合之至少一者。
氣體流動管線可與一工具流體連通。工具可位於前驅物輸送容器下游。工具可包括任何利用蒸氣前驅物之程序。在一些實施例中,例如,工具可包括一半導體製造程序。在一些實施例中,工具包括以下程序之至少一者:離子植入、磊晶生長、電漿蝕刻、反應離子蝕刻、金屬化、物理氣相沈積、化學氣相沈積、電漿沈積、光微影、清潔、摻雜或其等之任何組合等。在一些實施例中,此等工具係半導體裝置和產品、微電子裝置和產品、光伏打裝置和產品或平面顯示裝置和產品及其類似者之一製造程序之部分。本文可在不背離本發明之情況下使用其他工具。
在步驟108中,在一些實施例中,調整供應至該至少一個托盤之熱能之量。
供應至至少一個托盤之熱能可調整至足以將氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力維持在一壓力範圍內之量。在一些實施例中,增加供應至至少一個托盤之熱能之量(例如藉由加熱以增加至少一個托盤、可蒸發前驅物或其等之任何組合之一溫度)。在一些實施例中,減少供應至至少一個托盤之熱能之量(例如藉由不加熱(或主動冷卻)以降低至少一個托盤、可蒸發前驅物或其等之任何組合之一溫度)。在一些實施例中,除經蒸發前驅物之外,氣體流動管線包括一載氣。在一些此等實施例中,熱能之調整足以將氣體流動管線中之經蒸發前驅物和載氣之壓力維持在一壓力範圍內。
供應至至少一個托盤之熱能之量之變化導致氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力之一對應變化。氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力可展現對熱能中之變化之一線性響應、對熱能中之變化之一非線性響應之至少一者或其等之任何組合。在一些實施例中,例如,氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力可對溫度中之變化展現一線性響應或一實質上線性響應。在一些實施例中,氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力可對溫度中之變化展現一非線性響應或一實質上非線性響應。在一些實施例中,氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力可在一第一溫度範圍內展現一線性響應或一實質上線性響應,且在一第二溫度範圍內展現一非線性響應或一實質上非線性響應。
如本文中所使用,可蒸發前驅物之術語「響應比」可係指X:Y之一比,其中X係供應至至少一個托盤之熱能中之一變化(例如溫度中之一變化(°C))且Y係氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力中之一變化(Torr)。例如,1:5之一響應比可係指回應於溫度升高或降低1°C而展現氣體流動管線中之壓力升高或降低5 Torr之一可蒸發前驅物。可蒸發前驅物之響應比可在1:0.1至1:500之一範圍內,或在1:01至1:500之間的任何子範圍內。在一些實施例中,例如,可蒸發前驅物之響應比可在1:0.1至1:100、1:1至1:100、1:1至1:75、1:1至1:50、1:1至1:25、1:1至1:20、1:1至1:15、1:1至1:10或1:1至1:5之一範圍內。
氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力可理解為對溫度中之變化展現一線性響應或一實質上線性響應,其中經蒸發前驅物跨一給定溫度範圍展現一恒定響應比。氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力可理解為對溫度中之變化展現一非線性響應或一實質上非線性響應,其中經蒸發前驅物跨一給定溫度範圍展現兩個或兩個以上響應比。
壓力範圍可包括一壓力和一壓力容限。如本文中所使用,術語「壓力容限」係指相對於一設定壓力之可接受壓力變動。例如,對於500 Torr之一壓力和± 5 Torr之一壓力容限,壓力範圍可界定為500 Torr ± 5 Torr。即,壓力範圍可包括495 Torr至505 Torr之範圍內之壓力。
壓力範圍可包括在100 Torr至750 Torr之一範圍內之一壓力。例如,在一些實施例中,壓力範圍可包括在100 Torr至750 Torr、100 Torr至700 Torr、100 Torr至650 Torr、100 Torr至600 Torr、100 Torr至550 Torr、100 Torr至500 Torr、100 Torr至450 Torr、100 Torr至400 Torr、100 Torr至350 Torr、100 Torr至300 Torr、100 Torr至250 Torr、100 Torr至200 Torr、100 Torr至150 Torr、150 Torr至750 Torr、200 Torr至750 Torr、250 Torr至750 Torr、300 Torr至750 Torr、350 Torr至750 Torr、400 Torr至750 Torr、450 Torr至750 Torr、500 Torr至750 Torr、550 Torr至750 Torr、600 Torr至750 Torr、650 Torr至750 Torr、700 Torr至750 Torr之一範圍內或100 Torr至750 Torr之間的任何其他子範圍內之一壓力。
壓力範圍可包括在± 0.1 Torr至± 50 Torr之一範圍內之一壓力容限。在一些實施例中,壓力範圍包括在± 0.1 Torr至± 40 Torr、± 0.1 Torr至± 30 Torr、± 0.1 Torr至± 20 Torr、± 0.1 Torr至± 10 Torr、± 0.1 Torr至± 5 Torr、± 1 Torr至± 5 Torr、± 1T Torr至± 10 Torr或± 1 Torr至± 20 Torr之一範圍內之一壓力容限。在一些實施例中,壓力範圍包括± 0.1 Torr、± 1 Torr、± 2 Torr、± 4 Torr、± 5 Torr、± 8 Torr、± 10 Torr、± 12 Torr、± 14 Torr、± 15 Torr、± 18 Torr、± 20 Torr、± 22 Torr、± 24 Torr、± 25 Torr、± 28 Torr、± 30 Torr、± 32 Torr、± 34 Torr、± 35 Torr、± 38 Torr、± 40 Torr、± 42 Torr、± 44 Torr、± 45 Torr、± 48 Torr、± 50 Torr之一壓力容限,或± 1 Torr至± 50 Torr之間的任何其他壓力容限。
供應至至少一個托盤之熱能之量可調整至足以將氣體流動管線中之經蒸發前驅物之一流率維持在一流率範圍內。
流率範圍可包括一流率和一流率容限。如本文中所使用,術語「流率容限」係指相對於一設定流率之可接受流率變動。例如,對於500 sccm之一流率和± 5 sccm之一流率容限,流率範圍可界定為500 sccm ± 5 sccm。即,流率範圍可包括495 sccm至505 sccm之範圍內之流率。
經蒸發前驅物之流率可為50 sccm至750 sccm之一範圍內之一流率。例如,在一些實施例中,經蒸發前驅物之流率可為在50 sccm至750 sccm、50 sccm至700 sccm、50 sccm至650 sccm、50 sccm至600 sccm、50 sccm至550 sccm、50 sccm至500 sccm、50 sccm至450 sccm、50 sccm至400 sccm、50 sccm至350 sccm、50 sccm至300 sccm、50 sccm至250 sccm、50 sccm至200 sccm、50 sccm至150 sccm、50 sccm至100 sccm、100 sccm至750 sccm、150 sccm至750 sccm、200 sccm至750 sccm、250 sccm至750 sccm、300 sccm至750 sccm、350 sccm至750 sccm、400 sccm至750 sccm、500 sccm至700 sccm、550 sccm至700 sccm、600 sccm至700 sccm、500 sccm至650 sccm、500 sccm至600 sccm之間的一範圍或50 sccm與750 sccm之間的任何其他子範圍之流率。
流率範圍可包括在± 0.1 sccm至± 50 sccm之一範圍內之一流率容限。在一些實施例中,流率範圍包括± 0.1 sccm、± 1 sccm、± 2 sccm、± 4 sccm、± 5 sccm、± 8 sccm、± 10 sccm、± 12 sccm、± 14 sccm、± 15 sccm、± 18 sccm、± 20 sccm、± 22 sccm、± 24 sccm、± 25 sccm、± 28 sccm、± 30 sccm、± 32 sccm、± 34 sccm、± 35 sccm、± 38 sccm、± 40 sccm、± 42 sccm、± 44 sccm、± 45 sccm、± 48 sccm、± 50 sccm之流率容限或在± 1 sccm至± 50 sccm之間的任何其他流率容限。
圖2係根據一些實施例之用於控制前驅物輸送之一系統200之一示意圖。
如圖2中所展示,系統200可包括安置於一外殼204之一內部體積中(其係選用)之一前驅物輸送容器202。前驅物輸送容器202可在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物。一熱能單元206可與前驅物輸送容器202熱連通用於將足以蒸發可蒸發前驅物之一定量之熱能供應至至少一個托盤。經蒸發前驅物可經由一氣體流動管線210自前驅物輸送容器202施配至一工具208,諸如(例如(但不限於))一半導體處理工具。一感測器212和一流量控制裝置214可流體地安置於前驅物輸送容器202和工具208之間的氣體流動管線210中。將瞭解可在不背離本發明之範疇之情況下採用其他組態。
前驅物輸送容器202可包括安置於前驅物輸送容器202之一內部體積中之至少一個托盤上之一可蒸發前驅物。在一些實施例中,至少一個托盤包括複數個托盤。在一些實施例中,複數個托盤堆疊於前驅物輸送容器202之內部體積中。在一些實施例中,複數個托盤安裝於前驅物輸送容器202之內部體積中(例如固定、緊固等至前驅物輸送容器202之一內表面)。在一些實施例中,複數個托盤懸浮於前驅物輸送容器202之內部體積中。在一些實施例中,複數個托盤係可膨脹使得一或多個托盤在一膨脹構形中楔入(例如藉由施加一壓力或其他力)抵靠前驅物輸送容器202之內部體積中之一內表面。
應瞭解前驅物輸送容器202可包括額外元件,特別是諸如(例如(但不限於))用於引入一載氣之一載氣入口、一入口、一出口、一控制閥、一壓力調節器或其等之任何組合之至少一者。
熱能單元206可經組態以將足以蒸發可蒸發材料之一定量之熱能(例如以熱之形式)供應至前驅物輸送容器202之至少一個托盤。熱能單元206不特別受限,只要至少一個托盤被帶至一所要溫度位準且以一準確和可靠方式維持在此溫度位準。在一些實施例中,熱能單元206係包覆前驅物輸送容器202之一熱套。在一些實施例中,熱能單元206係纏繞於前驅物輸送容器202周圍之一帶狀加熱器。在一些實施例中,熱能單元206係具有覆蓋前驅物輸送容器202之一外表面之至少一部分(或一主要部分)之一形狀之一塊狀加熱器。在一些實施例中,熱能單元206係與前驅物輸送容器202流體連通(例如經由一熱交換器單元)之一傳熱流體。
氣體流動管線210可將前驅物輸送容器202流體連接至工具208。氣體流動管線210可包括一管、導管或界定經蒸發前驅物(且在一些實施例中,一載氣)可流動通過之一管腔之其他結構。感測器212和流量控制裝置214可流體安置於前驅物輸送容器202與工具208之間的氣體流動管線210中。感測器212可包括能夠感測(例如量測)氣體流動管線210中之經蒸發前驅物之一特性之任何裝置。例如,在一些實施例中,特性包括經蒸發前驅物(例如且在一些實施例中,一載氣)之壓力、經蒸發前驅物(例如且在一些實施例中,一載氣)之一流率、經蒸發前驅物(例如且在一些實施例中,一載氣)之一溫度或其等之任何組合之至少一者。在一些實施例中,流量控制裝置214包括(在其他流量控制裝置中)一質量流量控制器。
系統200可進一步包括一控制裝置216。在一些實施例中,控制裝置可經組態以接收用於監控氣體流動管線210中之經蒸發前驅物之一特性之信號。在一些實施例中,控制裝置可經組態以傳輸用於控制氣體流動管線210中之經蒸發前驅物之一特性之信號。例如,在一些實施例中,控制裝置216隨時間在一連續或間歇基礎上接收來自感測器212之信號。在一些實施例中,控制裝置216回應於自感測器212接收之信號而將信號傳輸至熱能單元206。在一些實施例中,控制裝置216可經組態以藉由接收來自感測器212之信號且將信號傳輸至熱能單元206來監控和控制氣體流動管線中之經蒸發前驅物之壓力、流率或另一特性。
在一些實施例中,例如,控制裝置216經組態以將氣體流動管線210中之一壓力維持在一壓力範圍內。若量測氣體流動管線210中之經蒸發前驅物之壓力在壓力範圍之外,則控制裝置216可經組態以將供應至至少一個托盤之熱能之量調整為足以將氣體流動管線210內之經蒸發前驅物(且在一些實施例中,載氣)之一壓力維持在一壓力範圍內之量。例如,控制裝置216可經組態以回應於量測壓力小於壓力範圍之下限之壓力而增加供應至至少一個托盤之熱能。控制裝置216可經組態以回應於量測壓力大於壓力範圍之上限之壓力而減少供應至至少一個托盤之熱能之量(或停止供應熱能)。
在一些實施例中,控制裝置216可經組態以監控和控制其他參數,諸如(例如(但不限於))氣體流動管線中之經蒸發前驅物(且在一些實施例中,一載氣)之一流率。例如,在一些實施例中,控制裝置經組態以將氣體流動管線中之經蒸發前驅物(且在一些實施例中,一載氣)之一流率維持在一流率範圍內。若氣體流動管線210中之經蒸發前驅物之流率量測為在流率範圍之外,則控制裝置216可經組態以調整供應至至少一個托盤之熱能之量。例如,控制裝置216可經組態以回應於量測流率小於流率範圍之下限之流率而增加供應至至少一個托盤之熱能之量。控制裝置216可經組態以回應於量測流率大於流率範圍之上限之流率而減少供應至至少一個托盤之熱能之量。
在一些實施例中,控制裝置216係一專用電腦裝置(例如控制裝置216並非一通用電腦),其包括一處理器、一記憶體、一程式或其等之任何組合之至少一者。在一些實施例中,程式包括經組態以在無人為干預之情況下調整熱能之供應之一適應性或智慧程式。
工具208可包括任何利用蒸氣前驅物之程序。在一些實施例中,例如,工具208可包括一半導體製造程序。在一些實施例中,工具208包括以下程序之至少一者:離子植入、磊晶生長、電漿蝕刻、反應離子蝕刻、金屬化、物理氣相沈積、化學氣相沈積、電漿沈積、光微影、清潔、摻雜或其等之任何組合等。在一些實施例中,此等工具係半導體裝置和產品、微電子裝置和產品、光伏打裝置和產品或平面顯示裝置和產品及其類似者之一製造程序之部分。本文可在不背離本發明之情況下使用其他工具。
系統200和系統200之組件可以其他配置和構形提供,具有額外元件(或更少元件)。額外元件可包括額外流線和流動電路系統組件,諸如(例如(但不限於))流動路徑選擇器;流量控制閥;質量流量控制器;壓力調節器;限流孔口元件;熱電偶;監控和控制裝置(例如(諸如)用於監控自前驅物輸送容器施配之氣體前驅物之程序條件(諸如(例如(但不限於))壓力、溫度、流率、濃度及其類似者)之程序氣體監控儀器);洩漏偵測裝置;當偵測到來自前驅物輸送容器和系統之一或多者之一洩漏時,用於清洗系統、前驅物輸送容器或其任何組件之自動清洗設備和相關聯之致動器;用於將熱能輸入至前驅物輸送容器及其內容物之額外加熱器;用於維持排放管線和輸送管線中之溫度之額外加熱器之至少一者;或其等之任何組合。
態樣
下文描述各種態樣。應理解以下態樣中列舉之特徵之任一或多者可與任一或多個其他態樣組合。
態樣1.一種方法,其包括:
獲得在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物之一前驅物輸送容器,
其中該至少一個托盤包括具有大於15 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料;
將足以蒸發該可蒸發前驅物之一定量之熱能供應至該至少一個托盤;
將該經蒸發前驅物自該前驅物輸送容器施配至一氣體流動管線;和
將供應至該至少一個托盤之熱能之量調整為足以將該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一壓力維持在一壓力範圍內。
態樣2.根據態樣1之方法,其中該可蒸發前驅物包括一金屬氧鹵化物、一金屬鹵化物或其等之任何組合之至少一者。
態樣3.根據態樣1至2中任一者之方法,其中該可蒸發前驅物包括MoO
2Cl
2、MoOCl
4、WO
2Cl
2、WOCl
4或其等之任何組合之至少一者。
態樣4.根據態樣1至3中任一者之方法,其中該至少一個托盤包括一陶瓷材料、一聚合材料、一金屬材料或其等之任何組合之至少一者。
態樣5.根據態樣1至4中任一者之方法,其中該至少一個托盤包括具有25 W m
-1K
-1至470 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料。
態樣6.根據態樣1至5中任一者之方法,其中該壓力範圍包括在100 Torr至750 Torr之一範圍內之一壓力。
態樣7.根據態樣1至6中任一者之方法,其中該壓力範圍包括在± 1 Torr至± 5 Torr之一範圍內之一壓力容限。
態樣8.根據態樣1至7中任一者之方法,其中該經蒸發前驅物在100°C至250°C之一範圍內之一溫度下產生。
態樣9.根據態樣1至8中任一者之方法,其中該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一流率在50 sccm至600 sccm之一範圍內。
態樣10.根據態樣1至9中任一者之方法,其中當具有在該壓力範圍內之一壓力時,該經蒸發前驅物展現對溫度變化之一非線性響應。
態樣11.一種系統,其包括:
一前驅物輸送容器,其在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物,
其中該至少一個托盤包括具有大於15 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料;
一加熱器,其經組態以將一定量之熱能供應至該至少一個托盤以自該可蒸發前驅物產生一經蒸發前驅物;
一氣體流動管線,其經組態以將該經蒸發前驅物自該前驅物輸送容器輸送至一半導體處理工具;和
一控制裝置,其經組態以將供應至該至少一個托盤之熱能之量調整為足以將該氣體流動管線中之一經蒸發前驅物之一壓力維持在一壓力範圍內。
態樣12。根據態樣11之系統,其中該可蒸發前驅物包括一金屬氧鹵化物、一金屬鹵化物或其等之任何組合之至少一者。
態樣13。根據態樣11至12中任一者之系統,其中該可蒸發前驅物包括MoO
2Cl
2、MoOCl
4、WO
2Cl
2、WOCl
4或其等之任何組合之至少一者。
態樣14.根據態樣11至13中任一者之系統,其中該至少一個托盤包括一陶瓷材料、一聚合材料、一金屬材料或其等之任何組合之至少一者。
態樣15.根據態樣11至14中任一者之系統,其中該至少一個托盤包括具有25 W m
-1K
-1至470 W m
-1K
-1之一熱導率之一材料。
態樣16.根據態樣11至15中任一者之系統,其中該壓力範圍包括在100 Torr至750 Torr之一範圍內之一壓力。
態樣17.根據態樣11至16中任一者之系統,其中該壓力範圍包括在± 1 Torr至± 5 Torr之一範圍內之一壓力容限。
態樣18.根據態樣11至17中任一者之系統,其中該經蒸發前驅物在100°C至250°C之一範圍內之一溫度下產生。
態樣19.根據態樣11至18中任一者之系統,其中該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一流率在50 sccm至600 sccm之一範圍內。
態樣20.根據態樣11至19中任一者之系統,其中當具有在該壓力範圍內之一壓力時,該經蒸發前驅物展現對溫度變化之一非線性響應。
應理解可在不背離本發明之範疇之情況下進行詳細改變,尤其在所採用之構造材料和部件之形狀、大小和配置。本說明書和所描述之實施例係實例,其中本發明之真實範疇和精神由以下申請專利範圍指示。
實例1
獲得一種流體耦合至一氣體流動管線之前驅物輸送容器。該氣體流動管線包含用於量測流動通過該氣體流動管線之一經蒸發前驅物之一壓力之一壓力感測器。該氣體流動管線亦包含用於量測流動通過該氣體流動管線之該經蒸發前驅物之一流率之一流量計。該前驅物輸送容器之該托盤裝載入作為一可蒸發前驅物之MoO
2Cl
2。將該托盤加熱至足以蒸發該可蒸發前驅物之一溫度。監控該經蒸發前驅物之壓力達30分鐘,同時調整供應至該托盤之熱。吾人已發現,藉由調整供應至該托盤之熱,該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之該流率和該壓力分別維持在600 sccm和500 Torr以上。
100:方法
102:步驟
104:步驟
106:步驟
108:步驟
200:系統
202:前驅物輸送容器
204:外殼
206:熱能單元
208:工具
210:氣體流動管線
212:感測器
214:流量控制裝置
216:控制裝置
本文僅以實例之方式參考附圖描述本發明之一些實施例。現具體參考圖式之細節,應強調圖中所展示之實施例係以實例之方式且為了對本發明之實施例進行繪示性討論之目的。據此而言,結合圖式進行之描述使熟習技術者而言明白可如何實踐本發明之實施例。
圖1展示根據一些實施例之用於控制前驅物輸送之一方法之一流程圖。
圖2展示根據一些實施例之用於控制前驅物輸送之一系統之一示意圖。
100:方法
102:步驟
104:步驟
106:步驟
108:步驟
Claims (10)
- 一種方法,其包括: 獲得在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物之一前驅物輸送容器, 其中該至少一個托盤包括具有大於15 W m -1K -1之一熱導率之一材料; 將足以蒸發該可蒸發前驅物之一定量之熱能供應至該至少一個托盤; 將該經蒸發前驅物自該前驅物輸送容器施配至一氣體流動管線;及 將供應至該至少一個托盤之熱能之量調整為足以將該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一壓力維持在一壓力範圍內。
- 如請求項1之方法,其中該可蒸發前驅物包括MoO 2Cl 2、MoOCl 4、WO 2Cl 2、WOCl 4或其等之任何組合之至少一者。
- 如請求項1之方法,其中該至少一個托盤包括具有25 W m -1K -1至470 W m -1K -1之一熱導率之一材料。
- 如請求項1之方法,其中該經蒸發前驅物在100°C至250°C之一範圍內之一溫度下產生。
- 如請求項1之方法,其中該氣體流動管線中之該經蒸發前驅物之一流率在50 sccm至600 sccm之一範圍內。
- 如請求項1之方法,其中當具有在該壓力範圍內之一壓力時,該經蒸發前驅物展現對溫度變化之一非線性響應。
- 一種系統,其包括: 一前驅物輸送容器,其在至少一個托盤上容納一可蒸發前驅物, 其中該至少一個托盤包括具有大於15 W m -1K -1之一熱導率之一材料; 一加熱器,其經組態以將一定量之熱能供應至該至少一個托盤以自該可蒸發前驅物產生一經蒸發前驅物; 一氣體流動管線,其經組態以將該經蒸發前驅物自該前驅物輸送容器輸送至一半導體處理工具;及 一控制裝置,其經組態以將供應至該至少一個托盤之熱能之量調整為足以將該氣體流動管線中之一經蒸發前驅物之一壓力維持在一壓力範圍內。
- 如請求項7之系統,其中該可蒸發前驅物包括一金屬氧鹵化物、一金屬鹵化物或其等之任何組合之至少一者。
- 如請求項7之系統,其中該可蒸發前驅物包括MoO 2Cl 2、MoOCl 4、WO 2Cl 2、WOCl 4或其等之任何組合之至少一者。
- 如請求項7之系統,其中當具有在該壓力範圍內之一壓力時,該經蒸發前驅物展現對溫度變化之一非線性響應。
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