TWI611040B - 用於批次沉積之具高材料通量的以源試劑爲主之流體輸送 - Google Patents

用於批次沉積之具高材料通量的以源試劑爲主之流體輸送 Download PDF

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Abstract

茲揭示系統、試劑支撐盤、顆粒抑制裝置及方法。在一個態樣中，一種系統包括蒸發器容器以及複數個試劑支撐盤，該蒸發器容器具有包圍內部容積的一或多個內壁，該複數個試劑支撐盤設以可垂直地堆疊於該內部容積內。該複數個試劑支撐盤的每一個設以可垂直地堆疊於該內部容積內，以形成試劑支撐盤堆疊。該複數個試劑支撐盤中之一或多者設以使在該試劑支撐盤堆疊中相鄰的試劑支撐盤之間流通的氣流改向，以致使該氣流與特定試劑支撐盤中的源試劑材料交互作用，之後該氣流再流入該試劑支撐盤堆疊中的複數個試劑支撐盤之下一個試劑支撐盤。

Description

用於批次沉積之具高材料通量的以源試劑為主之流體輸送
本發明係關於蒸發設備及系統，以及用於蒸發源試劑材料的相關方法論，該源試劑材料例如用於化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)以及離子植入製程的液體和固體源試劑。
在使用液體和固體材料作為用於化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)以及離子植入中的蒸汽之源試劑中，採用了各種試劑材料。可以加熱該試劑材料來形成源試劑蒸汽，該源試劑蒸汽被輸送到製程設備中，用於沉積或植入。為了實現成功的CVD、ALD及離子植入，應該以一致的、控制的及可再現的速率供應源試劑蒸汽。
在產生試劑蒸汽中，例如用於單晶圓沉積或植入，均勻加熱源試劑材料是重要的。待蒸發源試劑之沸點和昇華溫度可能有明顯的差異。假使源試劑材料未被均勻地加熱，則源試劑材料單元間可能會存在冷點或熱點，並且這樣的不均勻加熱可能會導致試劑蒸汽流動中有所波動。在源試劑材料和產生的試劑蒸汽間循環載氣也是需要的，以將載氣和源 試劑材料產生的源試劑蒸汽混合。
固體源試劑在蒸發應用中特別難以控制，其中昇華溫度接近熱解離發生的溫度，並產生對下游沉積或離子植入製程有害的熱降解副產物。固體源輸送也會因蒸發過程中固體源試劑的表面形態以及蒸發過程中固體源材料的耗盡而變得複雜，上述兩個原因皆可能導致固體源材料曝露於載氣的表面積改變。
產生用於批次沉積或植入多個晶圓的試劑蒸汽造成進一步的困難。沉積或植入批次晶圓可能需要較大的試劑蒸汽流量，較大的蒸汽流量可能需要加熱大批的源試劑材料，而接著可能需要使用較大的蒸發器容器和較大的支撐結構來容納源試劑材料。在較大的蒸發器容器中使用較大量的源試劑材料可能會使載氣與源試劑材料和源試劑材料產生的試劑蒸汽更難一致地接合而有效地將試劑蒸汽夾帶於產生的氣體混合物中。另外，均勻地加熱較大批的源試劑材料可能會比均勻地加熱較小批的源試劑材料更困難。產生較大量的試劑蒸汽可能也需要更常置換批次源試劑材料，所以可能需要簡化將源試劑材料再次載入加熱設備的工作。
同時，與在相對較小試劑蒸汽流量時防止非蒸汽顆粒進入試劑蒸汽流動有關的問題可能會在產生較大試劑蒸汽流量時被放大。由於加熱過程中熱分解的結果，加熱較大量的源試劑材料可能會導致較大量的顆粒產生。可將試劑蒸汽流動過濾，以防止這些不要的顆粒被引入沉積或植入製程。然而，從較大的試劑蒸汽流量過濾出顆粒(例如可用於批次 沉積或植入)可能會比過濾較小的試劑蒸汽流量更複雜。
本揭示係關於蒸發器容器設備及系統，以及用於蒸發源試劑材料的相關方法論，該源試劑材料用於化學氣相沉積(CVD)、原子層沉積(ALD)以及離子植入製程。在特定的實施例中，該蒸發器容器設以產生大量的試劑蒸汽，以容許對批次晶圓或其他物體(而非單一晶圓或物體)沉積和植入該試劑蒸汽。
依據本揭示，用於蒸發器容器中的試劑支撐盤堆疊內的試劑支撐盤包括複數個氣流開口。該氣流開口可以在試劑支撐盤內的一或多個分配器中包括通道，或是該氣流開口可以位於該試劑支撐盤中之一或多者的一側。該分配器中的該通道可設置為在特定試劑支撐盤之底面下方延伸，以使氣體在支撐盤之底面改向而環行遠離該支撐盤之底面，之後再進入下一個試劑支撐盤。或者，有了位於側邊的氣流開口，在蒸發器容器的一側流入試劑支撐盤的氣體被改向流過該試劑支撐盤(和其中接收的源試劑材料)，之後再流出該試劑支撐盤並經由位於蒸發器容器另一側的開口進入下一個試劑支撐盤。
依據本揭示之實施例，一種系統包括蒸發器容器以及複數個試劑支撐盤，該蒸發器容器具有包圍內部容積的一或多個內壁，該複數個試劑支撐盤設以可垂直地堆疊於該內部容積內。該複數個試劑支撐盤的每一個設以可垂直地堆疊於該內部容積內，以形成試劑支撐盤堆疊。該複數個試劑支 撐盤中之一或多者設以使在該試劑支撐盤堆疊中相鄰的試劑支撐盤之間流通的氣流改向，以致使該氣流與特定試劑支撐盤中的源試劑材料交互作用，之後該氣流再流入該試劑支撐盤堆疊中的複數個試劑支撐盤之下一個試劑支撐盤。
在一個態樣中，該複數個試劑支撐盤中的每一個包括至少一分配器，該至少一分配器至少部分延伸穿過該支撐表面。該至少一分配器具有在該底面下方延伸第一距離的下端和上端，以及至少一通道在該下端和該上端之間延伸穿過該至少一分配器。結果，該底面下方的氣體被強制環行遠離該底面，以在該至少一分配器之該下端到達該至少一通道。
在另一個態樣中，該複數個試劑支撐盤中的每一個包括位於該支撐表面之一側的氣流開口，該氣流開口設以使氣體從該底面下方流至該頂面上方。該複數個試劑支撐盤設以被包括在堆疊中，且該複數個試劑支撐盤之該試劑支撐盤的該氣流開口位於該堆疊之第一側，並且該複數個試劑支撐盤中堆疊於該試劑支撐盤上方的上方試劑支撐盤之該氣流開口位於該堆疊之第二側，該第二側與該堆疊之該第一側相對。結果，流自該試劑支撐盤之該支撐表面之該底面下方的氣體經由該試劑支撐盤之該氣流開口流動貫穿該試劑支撐盤之該頂面，而到達該上方試劑支撐盤中的該氣流開口，以從該試劑支撐盤之該支撐表面上方流至該上方試劑支撐盤之該支撐表面的上方。
依據本揭示之其他實施例，提供顆粒抑制裝置來抑制可能從源試劑材料產生的、預定大小的顆粒。可以在包括 出口及一或多個試劑支撐盤的蒸發器容器中使用該顆粒抑制裝置，該一或多個試劑支撐盤用以支撐該源試劑材料。該顆粒抑制裝置包括殼體，該殼體設以位於該一或多個試劑支撐盤與該出口之間。該殼體支撐複數個平行過濾器，該複數個平行過濾器獨立地位於該殼體中。部分的該氣體混合物通過該複數個平行過濾器中之一者，以在該氣體混合物到達該出口之前，從該氣體混合物過濾出一或多個預定尺寸的顆粒。
本揭示之另一個態樣係關於一種產生試劑蒸汽的方法。該方法包括提供源試劑材料於蒸發器容器中接收的試劑支撐盤堆疊中包括的複數個試劑支撐盤中。每一個該試劑支撐盤包括一或多個氣流開口，該一或多個氣流開口適以使氣流改向，以便致使該氣流與該複數個試劑支撐盤之一試劑支撐盤中的該源試劑材料交互作用，該氣流之後再流入該試劑支撐盤堆疊之上方支撐盤。供應載氣流動進入該蒸發器容器之入口，使得該載氣流動被釋放而進入或鄰接於該試劑支撐盤。施加熱至該蒸發器容器，以加熱該蒸發器容器內的該源試劑材料和氣體，使得施加的熱促使該蒸發器容器內的氣體從試劑支撐盤流入上方的試劑支撐盤。
本揭示之另一個態樣係關於一種在蒸發器容器中從試劑蒸汽過濾顆粒的方法。該方法包括供應載氣流動進入該蒸發器容器之內部容積。在該蒸發器容器之該內部容積中的一或多個支撐盤中蒸發源試劑材料，以產生試劑蒸汽。該試劑蒸汽與該載氣摻合，以形成該試劑蒸汽、該載氣及該源試劑材料產生的試劑顆粒之氣體混合物。部分的該氣體混合物 通過複數個平行過濾器，該複數個平行過濾器被獨立設置於殼體中並介於該一或多個支撐盤和該蒸發器容器的出口之間，以從該試劑顆粒過濾出超過預定尺寸的顆粒。該複數個平行過濾器能夠以大於使用該複數個平行過濾器中之一者所能實現的速率過濾該試劑蒸汽與該載氣之混合物。
從隨後的揭示和附加的申請專利範圍，本揭示的其他態樣、特徵以及實施例將變得更加顯而易見。
100‧‧‧蒸發器容器
101‧‧‧源試劑材料
102‧‧‧主體
103‧‧‧試劑蒸汽
104‧‧‧蓋體
105‧‧‧內部容積
106‧‧‧入口
107‧‧‧載氣
108‧‧‧出口
109‧‧‧氣體混合物
110‧‧‧試劑支撐盤
111‧‧‧支撐表面
114‧‧‧側壁
115‧‧‧下緣
116‧‧‧上緣
117‧‧‧下方容積
120‧‧‧支撐盤
121‧‧‧支撐表面
122‧‧‧頂面
123‧‧‧底面
124‧‧‧側壁
125‧‧‧下緣
126‧‧‧上緣
127‧‧‧容積
130‧‧‧上方支撐盤
131‧‧‧上方支撐表面
133‧‧‧底面
137‧‧‧上方容積
140‧‧‧試劑支撐盤
150‧‧‧下伸管
152‧‧‧流動分散器
155‧‧‧內部側壁
162、164、166‧‧‧分配器
168、169‧‧‧通道
171‧‧‧下端
172‧‧‧第一距離
173‧‧‧上端
174‧‧‧第二距離
175‧‧‧下端
180‧‧‧顆粒抑制裝置
182‧‧‧過濾器
184‧‧‧殼體
190‧‧‧混合物
200‧‧‧蒸發器容器
202‧‧‧主體
204‧‧‧蓋體
206‧‧‧入口
208‧‧‧出口
210、220‧‧‧試劑支撐盤
230、240‧‧‧試劑支撐盤
241‧‧‧第一深度
243‧‧‧第二深度
250‧‧‧下伸管
262、264‧‧‧分配器
280‧‧‧顆粒抑制裝置
282‧‧‧過濾器
300‧‧‧試劑支撐盤
301‧‧‧試劑支撐表面
302‧‧‧頂面
304‧‧‧側壁
305‧‧‧底緣
306‧‧‧頂緣
310、312‧‧‧分配器
311‧‧‧下端
313‧‧‧上端
320‧‧‧通道
322‧‧‧開口
340‧‧‧高度
400‧‧‧試劑支撐盤
401‧‧‧試劑支撐表面
402‧‧‧頂面
404‧‧‧側壁
405‧‧‧底緣
406‧‧‧頂緣
410、412‧‧‧分配器
411‧‧‧下端
413‧‧‧上端
420‧‧‧通道
422‧‧‧開口
440‧‧‧高度
500‧‧‧試劑支撐盤
501‧‧‧支撐表面
502‧‧‧頂面
504‧‧‧側壁
505‧‧‧底緣
506‧‧‧頂緣
510、512‧‧‧分配器
511‧‧‧下端
513‧‧‧上端
520‧‧‧通道
522‧‧‧孔口
540‧‧‧高度
600‧‧‧試劑支撐盤
601‧‧‧試劑支撐表面
602‧‧‧頂面
604‧‧‧側壁
605‧‧‧底緣
606‧‧‧頂緣
610、612‧‧‧分配器
611‧‧‧下端
613‧‧‧上端
620‧‧‧通道
622‧‧‧孔口
640‧‧‧高度
700‧‧‧試劑支撐盤
701‧‧‧試劑支撐表面
702‧‧‧頂面
710‧‧‧分配器
720‧‧‧鑽孔
800‧‧‧試劑支撐盤
801‧‧‧試劑支撐表面
802‧‧‧頂面
810‧‧‧分配器
820‧‧‧中空狹縫
900‧‧‧試劑支撐盤
901‧‧‧試劑支撐表面
902‧‧‧頂面
910‧‧‧分配器
920、921‧‧‧鑽孔
990‧‧‧側邊
1000‧‧‧蒸發器容器
1001‧‧‧源試劑材料
1002‧‧‧主體
1003‧‧‧源試劑蒸汽
1004‧‧‧蓋體
1005‧‧‧內部容積
1006‧‧‧入口
1007‧‧‧載氣
1008‧‧‧出口
1009‧‧‧氣體混合物
1010、1020‧‧‧試劑支撐盤
1030、1040‧‧‧試劑支撐盤
1017‧‧‧容積
1021‧‧‧支撐表面
1022‧‧‧氣流開口
1023‧‧‧底面
1024‧‧‧壁
1027‧‧‧容積
1031‧‧‧支撐表面
1032‧‧‧氣流開口
1033‧‧‧側壁
1037‧‧‧容積
1041‧‧‧支撐表面
1042‧‧‧氣流開口
1043‧‧‧底面
1044‧‧‧壁
1047‧‧‧容積
1050‧‧‧下伸管
1052‧‧‧流動分散器
1080‧‧‧顆粒抑制裝置
1082、1084‧‧‧過濾器
1090‧‧‧混合物
1092‧‧‧第二側
1099‧‧‧內壁
1100‧‧‧試劑支撐盤
1101‧‧‧支撐表面
1102‧‧‧頂面
1103‧‧‧側壁
1120‧‧‧氣流開口
1124‧‧‧壁
1191‧‧‧側邊
1200‧‧‧試劑支撐盤
1201‧‧‧支撐表面
1202‧‧‧頂面
1220‧‧‧氣流開口
1233、1235‧‧‧側壁
1291‧‧‧側邊
1300‧‧‧試劑支撐盤
1301‧‧‧支撐表面
1302‧‧‧頂面
1310‧‧‧分配器
1320‧‧‧通道
1330‧‧‧突起
1400‧‧‧試劑支撐盤
1401‧‧‧支撐表面
1402‧‧‧頂面
1420‧‧‧氣流開口
1430‧‧‧突起
1432‧‧‧通道
1450‧‧‧源試劑材料
1500‧‧‧試劑支撐盤堆疊
1510、1520、1530‧‧‧試劑支撐盤
1600‧‧‧試劑支撐盤堆疊
1610、1620、1630‧‧‧試劑支撐盤
1640、1650‧‧‧試劑支撐盤
1660‧‧‧試劑支撐盤
1700‧‧‧試劑支撐盤堆疊
1710、1720、1730‧‧‧試劑支撐盤
1740‧‧‧試劑支撐盤
1800‧‧‧試劑支撐盤堆疊
1810、1820‧‧‧試劑支撐盤
1830、1840‧‧‧試劑支撐盤
1900‧‧‧試劑支撐盤堆疊
1910、1920、1930‧‧‧試劑支撐盤
1940、1950‧‧‧試劑支撐盤
2000‧‧‧試劑支撐盤堆疊
2010、2020‧‧‧試劑支撐盤
2030、2040、2100‧‧‧試劑支撐盤
2110、2210、2310‧‧‧型式
2410、2510‧‧‧型式
2200、2300‧‧‧試劑支撐盤
2400、2500‧‧‧試劑支撐盤
2600‧‧‧顆粒抑制裝置
2610‧‧‧殼體
2611‧‧‧上表面
2612‧‧‧出口
2614‧‧‧中央開口
2711‧‧‧下表面
2712‧‧‧過濾器
2800‧‧‧過濾器元件
2810‧‧‧熔塊
2820‧‧‧導熱篩或發泡材料
2830‧‧‧過濾器
2900‧‧‧系統
2910‧‧‧蒸發器容器
2912‧‧‧輸入閥
2914‧‧‧輸出閥
2920‧‧‧載氣源
2922‧‧‧輸入氣流計
2924‧‧‧載氣輸送線路
2930‧‧‧液體源容器
2940‧‧‧處理單元
2942‧‧‧輸出氣流計
2944‧‧‧載氣輸送線路
2948‧‧‧晶圓或其他單元
2950‧‧‧溫度控制裝配
2960‧‧‧製程監測系統
2962‧‧‧氣相試劑監測系統
3000、3100‧‧‧方法
3200、3300‧‧‧方法
第1圖為本揭示當氣體混合物流動流經蒸發器容器時適以使該氣體混合物流動改向之該蒸發器容器及組合的組件之特定說明性實施例的剖面側視圖；第2圖為本揭示的蒸發器容器及組合的組件之另一個特定實施例的分解圖；第3圖為依據本揭示使用複數個通道的試劑支撐盤之特定說明性實施例的立體圖，該複數個通道處於複數個穿過分配器的鑽孔之形式，用以傳導氣流，其中第3圖之該試劑支撐盤具有第一高度；第4圖為依據本揭示使用複數個通道的試劑支撐盤之特定說明性實施例的立體圖，該複數個通道處於複數個穿過分配器的鑽孔之形式，用以傳導氣流，其中第4圖之該試劑支撐盤具有第二高度，該第二高度大於第3圖之該試劑支撐盤的該第一高度；第5圖為依據本揭示使用複數個通道的試劑支撐盤之特定說明性實施例的立體圖，該複數個通道處於延伸穿過 複數個分配器中之每一個的狹縫之形式，用以傳導氣流，其中第5圖之該試劑支撐盤具有第一高度；第6圖為依據本揭示使用複數個通道的試劑支撐盤之特定說明性實施例的立體圖，該複數個通道處於延伸穿過複數個分配器中之每一個的狹縫之形式，用以傳導氣流，其中第6圖之該試劑支撐盤具有第二高度，該第二高度大於第5圖之該試劑支撐盤的該第一高度；第7圖為類似於第3圖的試劑支撐盤之試劑支撐盤的特定說明性實施例之立體圖，兩者不同之處僅在於第7圖的試劑支撐盤只包括完全延伸貫穿該試劑支撐盤之該支撐表面的分配器；第8圖為類似於第5圖的試劑支撐盤之試劑支撐盤的特定說明性實施例之立體圖，兩者不同之處僅在於第8圖的試劑支撐盤只包括完全延伸貫穿該試劑支撐盤之該支撐表面的分配器；第9圖為類似於第3圖的試劑支撐盤之試劑支撐盤的特定說明性實施例之立體圖，兩者不同之處僅在於該分配器之側邊在該支撐表面之平面中不平行。
第10圖為本揭示當氣體混合物流動流經蒸發器容器時適以使該氣體混合物流動改向之該蒸發器容器及組合的組件之另一個特定說明性實施例的剖面側視圖；第11圖為依據本揭示具有設置在試劑支撐盤之一側、在該試劑支撐盤之側壁內部的氣流開口的試劑支撐盤之特定說明性實施例的立體圖； 第12圖為依據本揭示具有設置在試劑支撐盤之一側、在該試劑支撐盤之側壁與該蒸發器容器之內壁之間的氣流開口的試劑支撐盤之特定說明性實施例的立體圖；第13圖為類似於第7圖之試劑支撐盤的試劑支撐盤之特定說明性實施例的立體圖，本試劑支撐盤包括複數個從試劑支撐盤的支撐表面延伸的突起；第14圖為類似於第11圖之試劑支撐盤的試劑支撐盤之特定說明性實施例的立體圖，本試劑支撐盤包括複數個從試劑支撐盤的支撐表面延伸的中空突起；第15-20圖為具有相同或不同尺寸且組合於試劑支撐盤堆疊(設置於蒸發器容器中)中的試劑支撐盤之組合之特定說明性實施例的剖面側視圖；第21-25圖為支撐不同型式的源試劑材料的試劑支撐盤之剖面側視圖；第26圖為依據本揭示採用複數個獨立的、平行的過濾器的顆粒抑制裝置之特定說明性實施例的上表面之立體圖；第27圖為依據本揭示採用複數個獨立的、平行的過濾器的顆粒抑制裝置之特定說明性實施例的下表面之立體圖；第28圖為可被包括在第27圖的複數個過濾器中的多個過濾器元件之間的複數個過濾器元件之剖面圖；第29圖為依據本揭示使用蒸汽輸送系統的沉積或植入系統之方塊圖； 第30圖為依據本揭示使用試劑支撐盤之實施例用於從源試劑材料產生試劑蒸汽的方法之特定說明性實施例的流程圖；第31圖為依據本揭示使用試劑支撐盤之實施例用於從源試劑材料產生試劑蒸汽的方法之另一個特定說明性實施例的流程圖；第32圖為依據本揭示使用試劑支撐盤之實施例用於從源試劑材料產生試劑蒸汽的方法之另一個特定說明性實施例的流程圖；以及第33圖為依據本揭示用於複數個單元在批次處理(例如沉積或植入材料)中用於從試劑蒸汽過濾出顆粒的方法之特定說明性實施例的流程圖。
本揭示係關於蒸發器容器設備、試劑支撐盤、顆粒抑制裝置、用於蒸發源試劑的方法以及其他產生試劑蒸汽以沉積或植入試劑材料的態樣。在特定的實施例中，該蒸發器容器設以產生大量的試劑蒸汽，以容許對批次晶圓或其他物體(而非單一晶圓或物體)沉積和植入該試劑蒸汽。
依據本揭示，用於蒸發器容器中的試劑支撐盤堆疊內的試劑支撐盤包括複數個氣流開口。該氣流開口可以在試劑支撐盤內的一或多個分配器中包括通道，或是該氣流開口可以位於該試劑支撐盤中之一或多者的一側。該分配器中的該通道可設置為在特定試劑支撐盤之底面下方延伸，以使氣體在支撐盤之底面改向而環行遠離該支撐盤之底面，之後再 進入下一個試劑支撐盤。或者，有了位於側邊的氣流開口，在蒸發器容器的一側流入試劑支撐盤的氣體被改向流過該試劑支撐盤(和其中接收的源試劑材料)，之後再流出該試劑支撐盤並經由位於蒸發器容器另一側的開口進入下一個試劑支撐盤。
第1圖為依據本揭示的蒸發器容器100及組合的組件之特定說明性實施例的剖面側視圖。蒸發器容器100包括主體102和蓋體104。蓋體104包括入口106，入口106設以接收載氣流動(未圖示於第1圖)。蓋體104還包括出口108，出口108可以產出載氣和試劑蒸汽的混合物(亦未圖示於第1圖)。當使用夾具、螺栓或其他裝置將蓋體104緊固於主體102時，主體102和蓋體104界定出蒸發器容器100的密閉內部容積105。
在第1圖的特定說明性實施例中，接收了複數個尺寸大約相同的試劑支撐盤110、120、130和140。試劑支撐盤110、120、130和140設以接收供應的源試劑材料101，源試劑材料101設以或預期會產生試劑蒸汽103。
源試劑材料101可以包括固體源試劑材料。或者，可以使用另一種形式的源試劑材料(未圖示)，例如液體源試劑材料(未圖示)或溶於溶劑的固體源試劑材料(未圖示)。在固體形式中，源試劑材料101可以包括不連續的形式，包括固體源試劑材料的數個分離單元。同時，固體源試劑材料101可以處於粉末的形式或珠粒的形式，或是可以處於多孔性大塊物件的形式。為了說明，源試劑材料可以包括數種化合 物，包括二甲基肼、三甲基鋁(TMA)、氯化鉿(HfCl4)、氯化鋯(ZrCl4)、三氯化銦、三氯化鋁、碘化鈦、羰基鎢、Ba(DPM)2、雙二三甲基乙醯基甲烷化鍶(bis di pivaloyl methanato strontium,Sr(DPM)2)、TiO(DPM)2、四二三甲基乙醯基甲烷化鋯(tetra di pivaloyl methanato zirconium,Zr(DPM)4)、癸硼烷、硼、鎂、鎵、銦、銻、銅、磷、砷、鋰、鈉四氟硼酸鹽、結合烷基-脒基配位體的前驅物、有機金屬前驅物、叔丁醇鋯(Zr(t-OBu)4)、四二乙胺鋯(Zr(Net2)4)、四二乙胺鉿(Hf(Net2)4)、四(二甲胺)鈦(TDMAT)、叔丁基亞氨基三(二乙胺)鉭(TBTDET)、五(二甲胺)鉭(PDMAT)、五(乙基甲基胺基)鉭(PEMAT)、四二甲胺鋯(Zr(NMe2)4)、叔丁醇鉿(Hf(tOBu)4)、二氟化氙(XeF2)、四氟化氙(XeF4)、六氟化氙(XeF6)以及上述物質中的兩者或更多者之相容組合物和混合物。
應瞭解的以及將參照第2圖進一步說明的是，複數個試劑支撐盤110、120、130和140中的每個可以具有不同的尺寸，如第2圖至第6圖中繪示的。另外，雖然第1圖和第2圖皆繪示複數個試劑支撐盤110、120、130和140包括4個個別的試劑支撐盤，但仍可以使用任何數量的試劑支撐盤。
試劑支撐盤110、120、130和140以及蒸發器容器100可以由導熱材料製成，以促進源試劑材料的加熱。試劑支撐盤110、120、130和140例如可以由金屬或其他理想上不與載氣、源試劑材料或源試劑材料蒸發產生的試劑蒸汽反應的材料製成。舉例來說，試劑支撐盤110、120、130和140 及/或蒸發器容器100可以由導熱材料製成，該導熱材料包括銀、銀合金、銅、銅合金、鋁、鋁合金、鉛、包鎳、不銹鋼、石墨、塗覆碳化矽的石墨、氮化硼、陶瓷材料以及上述材料中的兩者或更多者之組合、混合物和合金。
第1圖亦繪示在蒸發器容器100內使用至少一顆粒抑制裝置180，其中顆粒抑制裝置180位於複數個試劑支撐盤110、120、130和140與出口108之間。因此，載氣和試劑蒸汽的混合物在經由出口108被從蒸發器容器100排出之前通過至少一顆粒抑制裝置180，以過濾出在蒸發源試劑材料時可能產生的部分超過預定尺寸的顆粒。在特定的實施例中，顆粒抑制裝置180包括複數個獨立配置於殼體184中的平行過濾器182。依據特定的實施例，使用複數個獨立的過濾器182能夠使顆粒抑制裝置180以大於單一過濾器(未圖示於第1圖中)容許的速率傳送並過濾一體積的載氣和試劑蒸汽混合物。
在特定的說明性實施例中，並進一步參照第28圖來描述，複數個過濾器182中的每一個可以包括多個彼此串聯耦接的過濾器組件，以依序過濾出不同大小的顆粒。舉例來說，該複數個過濾器組件可以包括連續層的過濾材料，以依序抑制更小尺寸的顆粒。複數個過濾器182中的一或多個可以包括至少一玻璃質，該至少一玻璃質設以防止尺寸大於預定可接受尺寸的顆粒通過。可替換地或附加地，複數個過濾器182中的一或多個可以包括導熱發泡材料，例如金屬發泡材料。顆粒抑制裝置180也可以包括靜電顆粒收集器，該靜 電顆粒收集器設以從載氣和源試劑蒸汽的混合物去除顆粒。
在操作中，可以加熱蒸發器容器100、複數個試劑支撐盤110、120、130和140、源試劑材料101以及其他的組件。可以經由入口106引入載氣流動107。在特定的實施例中，經由下伸管150將經由入口106接收的載氣流動107向下導引到密閉內部容積105的底部。下伸管150使載氣流動107能夠被導引到複數個試劑支撐盤110、120、130和140中最下者之下方，藉以在加熱的載氣膨脹並向上往出口108遷移時促進載氣流動107與複數個試劑支撐盤110、120、130和140中每一個的內容物交互作用。也可以經由下伸管150將載氣流動107導引到流動分散器152，以產生載氣的渦流，而進一步在複數個試劑支撐盤110、120、130和140內促進載氣與源試劑材料101之間的交互作用。然後載氣與加熱的源試劑材料101交互作用，以產生載氣107、源試劑蒸汽103以及潛在的假顆粒(未圖示於第1圖中)之氣體混合物109。超過預定尺寸的顆粒由顆粒抑制裝置180的獨立過濾器182過濾，並且過濾過的載氣和源試劑蒸汽之混合物190經由出口108離開蒸發器容器100。
在特定的實施例中，複數個試劑支撐盤110、120、130和140中之至少一者包括一或多個分配器162、164、166，一或多個通道168延伸穿過分配器162、164、166中的每一個，通道168將氣體混合物109(或載氣107或試劑蒸汽103的流動)從複數個試劑支撐盤110、120、130和140中之一者上方的容積傳送到複數個試劑支撐盤110、120、130和140 中之另一者(例如堆疊在第一個支撐盤上方的下一個試劑支撐盤)上方的容積。一或多個分配器162、164、166設以使氣體混合物109改向，以促進與源試劑材料101及/或試劑蒸汽103的接合，而促進夾帶試劑蒸汽103於氣體混合物109內。
為了進一步說明如第1圖中圖示的複數個試劑支撐盤110、120、130和140之結構實施例的目的，假設複數個試劑支撐盤110、120、130和140中全部的試劑支撐盤皆具有相同的尺寸和結構。然而，如以下具體描述的，只是為了第1圖之實例的目的假設第1圖的複數個試劑支撐盤110、120、130和140具有相同尺寸。然而，如以下參照第15-20圖明確描述的，在蒸發器容器內部署的試劑支撐盤堆疊中可能需要包括具有不同高度或其他不同尺寸的試劑支撐盤。
也假設分配器162、164和166具有相同的尺寸和結構。結果，對於複數個試劑支撐盤110、120、130和140中之一者及/或複數個分配器162、164和166中之一者的結構及/或操作之描述係可應用於複數個試劑支撐盤110、120、130和140中之他者或複數個分配器162、164和166中之他者。同時，取代在複數個試劑支撐盤110、120、130和140之每一者中包括相同部件的元件符號，為了視覺上的簡潔，標示參照蒸發器100之操作描述的複數個試劑支撐盤120、130和140中之每一者的元件，但複數個試劑支撐盤110、120、130和140中之他者的對應元件可不標示。然而，應瞭解的是，對於複數個試劑支撐盤110、120、130和140中之一者的元 件之結構或操作的參照係可應用於複數個試劑支撐盤110、120、130和140中之他者的對應元件(可能未個別標示和描述)。
也是為了進一步說明複數個試劑支撐盤110、120、130和140之結構實施例的目的，將試劑支撐盤120簡稱為支撐盤120，同時將堆疊在支撐盤120下方的試劑支撐盤110稱為下方支撐盤110。同樣地，將堆疊在支撐盤120上方的試劑支撐盤130稱為上方支撐盤130。此命名係用以區別試劑支撐盤110、120和130在試劑支撐盤110、120、130和140之垂直堆疊內的相對位置，以簡化以下描述。還有，雖然在蒸發器容器100內流動的氣體可以包括載氣流動107、試劑蒸汽103以及氣體混合物109，為了簡化說明，以下將把蒸發器容器100內的氣體流動稱為氣體混合物109。
支撐盤120包括支撐表面121，支撐表面121具有頂面122和底面123。頂面122為面向上的表面，設以支撐源試劑材料101。底面123為面向下的表面，可用以在支撐盤120和下方支撐盤110間容納下方容積117。在特定的實施例中，下方容積117(或其他類似的容積)可以以各個支撐盤110和120之支撐表面111和121及蒸發器容器100之內部側壁155為界。或者，各個支撐盤110和120可以包括側壁114和124，側壁114和124從各個支撐盤110和120的周邊垂直延伸而在每個各別支撐盤110和120的上方容納容積，例如在下方支撐盤110上方的下方容積117。各個側壁114和124可以從下緣115和125延伸到上緣125和126，使得例如支撐 盤120的下緣125與下方支撐盤110的上緣116接面，而在下方支撐盤110的上方包圍下方容積117。可以使用襯墊(未圖示於第1圖)來於例如邊緣116和125之間提供密封，以進一步密封下方容積117。同樣地，支撐盤120和上方支撐盤130的對應元件可設以在支撐盤120上方容納容積127，以此類推於複數個試劑支撐盤110、120、130和140中的每個。
分配器162延伸穿過支撐盤120的支撐表面121、在支撐表面121的底面123下方延伸第一距離172到達支撐表面121的底面123下方的下端171。分配器162還具有上端173，上端173延伸到上方支撐盤130的上方支撐表面131之底面133的第二距離174內。通道(例如通道168)在分配器162的下端171和上端173之間延伸，以從下方支撐盤110上方的下方容積117傳送氣體混合物109到支撐盤120上方的容積127。同樣地，分配器164中的通道(未圖示)可以從支撐盤120上方的容積127傳送氣體混合物109到上方支撐盤130上方的上方容積137，以此類推。
在特定的實施例中，分配器162的下端171在支撐盤120的底面121下方延伸第一距離172。相對地，分配器162的上端173延伸到上方支撐盤130的上方支撐表面131之底面133的第二距離174內。第一距離172大於第二距離174。因此，換句話說，在支撐盤120的分配器162之上端173離開通道168的氣體混合物109之流動比上方支撐盤130的分配器164之下端175更接近上方支撐盤130的上方支撐表面131之底面133。結果，如第1圖中所圖示，在氣體混合物 109之流動可以在上方支撐盤114的分配器164之下端175流入通道169之前，從支撐盤120的分配器162之通道168流出的氣體混合物109之流動會被強制環行遠離上方支撐盤130的上方支撐表面131之底面133。因此，當氣體混合物109之流動從分配器162之上端173通過朝向上方支撐盤130的上方支撐表面131之底面133時，氣體混合物109將被改向而環行朝向源試劑材料101並經過源試劑蒸汽103，以促進源試劑蒸汽103被夾帶進入氣體混合物109。當氣體混合物109流入複數個試劑支撐盤110、120、130和140中的每個所包圍的容積並在其間流動時，重複這種氣體混合物的迂迴曲折流動路徑。
前面第1圖的描述舉例說明操作模式，其中經由入口106引入的載氣在下伸管150中向下流動，並在下伸管150的下端排出。因此，排出的載氣經由與試劑支撐盤組合的孔和通道向外並向上流動，並且之後從蒸發器容器經由出口108排出。
在另一種「逆流」模式中，蒸發器容器之配置係參照載氣流動，使得先前描述的入口106替代作為該容器的出口使用，而先前描述的出口108替代作為該容器的入口使用。因此，載氣源(未圖示於第1圖)以氣體進料關係與(現在的入)口108耦接。在這樣的架構中，可將顆粒抑制裝置180從蒸發器結構移除，或以其他方式修改顆粒抑制裝置180的結構及/或位置，以適用逆流模式的操作。因此引入的載氣之後將會在蒸發器容器的頂部進入，並經由與試劑支撐盤組合 的孔和通道向外和向下流動，然後向上通過管150(在這種逆模式中管150變成上伸管)，使得其中夾帶有蒸發的源試劑材料的載氣經由(現在的出)口106從蒸發器容器排出。
將理解的是，這種逆流模式可用於本揭示的任何蒸發器結構中，並且可能有利於在特定的實施方式中實現增強源試劑材料在從蒸發器容器排出的載氣混合物中的飽和。
第2圖為依據本揭示的蒸發器容器200及組合的組件之另一個特定實施例的分解圖。第2圖的蒸發器容器200包括數個以類似的元件符號指示的相同組件。
蒸發器容器200包括主體202和蓋體204。蓋體204包括入口206，入口206設以接收載氣流動(未圖示於第2圖)。入口206耦接至下伸管250，以傳送載氣流動到蒸發器容器200的最下部，如參照第1圖所述。蓋體204還包括出口208，出口208可以產出載氣和試劑蒸汽的混合物(亦未圖示於第2圖)。當組裝蒸發器容器200的組件並使用夾具、螺栓或其他裝置將蓋體204緊固於主體202時，主體202和蓋體204界定出蒸發器容器200的密閉內部容積(未圖示於第2圖)，如參照第1圖所述。
第2圖的蒸發器容器200就像第1圖的蒸發器容器100，接收總共4個試劑支撐盤210、220、230和240。雖然第1圖和第2圖皆繪示使用4個試劑支撐盤，但依據本揭示的實施例並不限於使用可被接收於特定蒸發器容器100(第1圖)或蒸發器容器200(第2圖)內的特定數量試劑支撐盤。
相對於第1圖中圖示的實施例，第2圖圖示接收於 蒸發器容器200內的複數個試劑支撐盤210、220、230和240可以具有不同的尺寸。具體而言，在第2圖的實例中，位於複數個試劑支撐盤210、220、230和240堆疊之最下端的試劑支撐盤210和220具有第一深度241，第一深度241小於試劑支撐盤230和240的第二深度243。此外，雖然將複數個試劑支撐盤210、220、230和240繪示為具有兩種不同的深度241和243，但複數個試劑支撐盤210-240仍可具有與試劑支撐盤一樣多的各種不同深度。
進一步參照第3-6圖描述，複數個試劑支撐盤210、220、230和240中之一或多者可包括分配器，例如試劑支撐盤220和230各別的分配器262和264，穿過該等分配器存在有通道，以促進蒸發器容器200內複數個試劑支撐盤210、220、230和240之間的氣體流動。為了便利可能接收於複數個試劑支撐盤210、220、230和240內的源試劑材料(未圖示於第2圖)之間的氣體流動，可彼此偏移一個相對角度來排列複數個試劑支撐盤210、220、230和240。換句話說，可定位複數個試劑支撐盤210、220、230和240，使得分配器(例如分配器262和264)不在垂直排列中。結果，舉例來說，流經試劑支撐盤220之分配器262中的通道的氣體在到達試劑支撐盤230之分配器264中的通道之前，可流到試劑支撐盤220中接收的源試劑材料上方，使氣體能夠向上流到下一個試劑支撐盤230。因此，複數個試劑支撐盤210、220、230和240之分配器的角度偏移定位可促進蒸發器容器200中的氣體與複數個試劑支撐盤210、220、230和240中容納的源試 劑材料進行交互作用。
第2圖亦繪示在蒸發器容器200內使用至少一顆粒抑制裝置280。如同第1圖的實例，顆粒抑制裝置280位於複數個試劑支撐盤210、220、230和240與出口208之間。因此，通過複數個試劑支撐盤210、220、230和240的載氣和試劑蒸汽之混合物在經由出口208被從蒸發器容器200排出之前通過至少一顆粒抑制裝置280。通過顆粒抑制裝置280的通道過濾出在蒸發源試劑材料時可能產生的部分超過預定尺寸的顆粒。在特定的實施例中，顆粒抑制裝置280包括複數個獨立的過濾器282，第2圖中繪示過濾器282的出路點。以下參照第7圖、第8圖和第9圖進一步描述顆粒抑制裝置280。
第3圖為依據本揭示的試劑支撐盤300之特定說明性實施例的立體圖。如先前參照第1圖所描述的，試劑支撐盤300包括複數個分配器310和312，通道320延伸通過分配器310和312，以在試劑支撐盤包圍的容積之間傳導氣體混合物流動或其他氣體。
試劑支撐盤300包括試劑支撐表面301，試劑支撐表面301具有頂面302，頂面302作為試劑支撐盤300的底部。試劑支撐表面301支撐放置於試劑支撐盤300中的源試劑材料(未圖示於第3圖)。試劑支撐盤300以側壁304為界，側壁304延伸於支撐表面301的周邊附近，以容納放置於試劑支撐表面301上的源試劑材料。也可將側壁304的頂緣306視作為試劑支撐盤300的頂緣。相同地，也可將試劑 支撐表面301的底緣305視作為試劑支撐盤300的底緣(分配器310和312之下端的，例如可將下端311視作為試劑支撐盤300的底緣，如以下之進一步描述)。試劑支撐盤300的高度340(可在內部或外部量測，如第3圖所圖示)從試劑支撐盤300的底緣305延伸到試劑支撐盤300的頂緣306。
在特定的實施例中，以複數個分配器310和312分隔試劑支撐盤300包圍的容積。如先前參照第1圖所描述的，複數個分配器310和312從下端311垂直延伸穿過支撐表面301到達上端313，且複數個通道320在複數個分配器310和312中的每個之下端311和上端313之間延伸。在第3圖的實施例中，複數個通道320包括複數個延伸穿過分配器310和312且大致平行的鑽孔320。
複數個分配器中之一或多者，例如分配器310可完全延伸穿過支撐表面301。在特定的實施例中，為了接收下伸管(如第1圖和第2圖中分別圖示的150和250)，分配器310可以包括開口322，經由開口322，下伸管可延伸穿過試劑支撐盤300。複數個分配器中之一或多個他者(例如分配器312)可以僅部分延伸穿過支撐表面301。在第3圖的實施例中，兩種類型的分配器310和312皆包括複數個延伸穿過的通道320。
如先前參照第1圖所說明的，在特定的實施例中，複數個分配器310和312向下延伸到達支撐表面301下方的下端311，並向上延伸到達上端313。下端311和上端313延伸的相對長度設以在氣體混合物通過試劑支撐盤300包圍的 容積之前促進氣體混合物環行通過該容積，如參照第1圖所述。
藉由舉例的方式來說明，試劑支撐盤300可以具有8.9英吋的直徑，從支撐表面的底部到側壁的上緣量測到的1.18英吋的高度，以及從分配器的下端到側壁的上緣量測到的1.456英吋的高度。分配器可以具有0.28英吋的寬度，並且分配器可以包括總共52個通道，如第3圖所圖示。支撐表面的表面積可以是49.68平方英吋，提供75%的可填充容積，為36.515立方英吋，而且在特定的實施例中300克的填充重量。這些尺寸和容量使得能夠產生足量的源試劑蒸汽用於源材料的沉積或植入，例如在批次半導體晶圓中。(比較上來說，例示的支撐盤應用於單個晶圓可以提供7.99平方英吋的表面積，並容納28克的75%可填充重量。)可以使用直徑成比例的蒸發器容器來容納這些支撐盤。可以選擇蒸發器容器的高度來容納包括所需數量的試劑支撐盤之試劑支撐盤堆疊。
第4圖為依據本揭示的試劑支撐盤400之特定說明性實施例的立體圖。第4圖的試劑支撐盤400與第3圖的試劑支撐盤300相似，不同之處僅在於第4圖的試劑支撐盤400具有與試劑支撐盤300的高度不同的高度400。
如先前參照第1圖所述，試劑支撐盤400包括複數個分配器410和412，通道420延伸穿過該複數個分配器410和412，以在試劑支撐盤包圍的容積之間傳導氣體混合物流動或其他氣體。
試劑支撐盤400包括試劑支撐表面401，試劑支撐表面401具有頂面402，頂面402作為試劑支撐盤400的底部。試劑支撐表面401支撐放置於試劑支撐盤400中的源試劑材料(未圖示於第4圖)。試劑支撐盤400以側壁404為界，側壁404延伸於支撐表面401的周邊附近，以容納放置於試劑支撐表面401上的源試劑材料。也可將側壁404的頂緣406視作為試劑支撐盤400的頂緣。相同地，也可將試劑支撐表面401的底緣405視作為試劑支撐盤400的底緣(分配器410和412之下端的，例如可將下端411視作為試劑支撐盤400的底緣，如以下之進一步描述)。試劑支撐盤400的高度440(可在內部或外部量測，如第4圖所圖示)從試劑支撐盤400的底緣405延伸到試劑支撐盤400的頂緣406。
在特定的實施例中，以複數個分配器410和412分隔試劑支撐盤400包圍的容積。如先前參照第1圖所描述的，複數個分配器410和412從下端411垂直延伸穿過支撐表面401到達上端413，且複數個通道420在複數個分配器410和412中的每個之下端411和上端413之間延伸。
複數個分配器中之一或多者，例如分配器410可完全延伸穿過支撐表面401。在特定的實施例中，為了接收下伸管(如第1圖和第2圖中分別圖示的150和250)，分配器410可以包括開口422，經由開口422，下伸管可延伸穿過試劑支撐盤400。複數個分配器中之一或多個他者(例如分配器412)可以僅部分延伸穿過支撐表面401。在第4圖的實施例中，兩種類型的分配器410和412皆包括複數個延伸穿過的 通道420。在第4圖的實施例中，複數個通道420包括複數個延伸穿過分配器410和412且大致平行的鑽孔420。
如先前參照第1圖所說明的，在特定的實施例中，複數個分配器410和412向下延伸到達支撐表面401下方的下端411，並向上延伸到達上端413。下端411和上端413延伸的相對長度設以在氣體混合物通過試劑支撐盤400包圍的容積之前促進氣體混合物環行通過該容積，如參照第1圖所述。
如先前參照第2圖所描述的，可以使用高度不同的試劑支撐盤，而且可以同時在蒸發器容器內使用高度不同的試劑支撐盤。為了舉例之故，第3圖的試劑支撐盤之高度340可以是1.18英吋，從支撐表面301的底緣305量測到試劑支撐盤300的頂緣306。分配器310和312的下端可以在支撐表面301的下方延伸第一距離0.276英吋。相對地，試劑支撐盤400的高度440可以是2.36英吋，從支撐表面401的底緣405量測到試劑支撐盤400的頂緣406。分配器410和412的下端也可以在支撐表面401的下方延伸第一距離0.276英吋。
藉由舉例的方式來說明，試劑支撐盤400可以具有8.9英吋的直徑，從支撐表面的底部到側壁的上緣量測到的1.26英吋的高度，以及從分配器的下端到側壁的上緣量測到的2.636英吋的高度。分配器可以具有0.28英吋的寬度，並且分配器可以包括總共68個通道，如第4圖所圖示。支撐表面的表面積可以是49.68平方英吋，提供75%的可填充容積，為80.483立方英吋，而且在特定的實施例中660克的填充重 量。這些尺寸和容量使得能夠產生足量的源試劑蒸汽用於源材料的沉積或植入，例如在批次半導體晶圓中。
第5圖為依據本揭示的試劑支撐盤500之特定說明性實施例的立體圖。第5圖的試劑支撐盤500和第6圖的試劑支撐盤600分別與第3圖和第4圖的試劑支撐盤300和400相似。然而，如以下進一步描述的，支撐盤500和600具有與試劑支撐盤300和400中包括的通道類型不同的通道。
如先前參照第1圖所述，試劑支撐盤500包括複數個分配器510和512，通道520延伸穿過該複數個分配器510和512，以在試劑支撐盤包圍的容積之間傳導氣體混合物流動或其他氣體。
試劑支撐盤500包括試劑支撐表面501，試劑支撐表面501具有頂面502，頂面502作為試劑支撐盤500的底部。試劑支撐表面501支撐放置於試劑支撐盤500中的源試劑材料(未圖示於第5圖)。試劑支撐盤500以側壁504為界，側壁504延伸於支撐表面501的周邊附近，以容納放置於試劑支撐表面501上的源試劑材料。也可將側壁504的頂緣506視作為試劑支撐盤500的頂緣。相同地，也可將試劑支撐表面501的底緣505視作為試劑支撐盤500的底緣(分配器510和512之下端的，例如可將下端511視作為試劑支撐盤500的底緣，如以下之進一步描述)。試劑支撐盤500的高度540(可在內部或外部量測，如第5圖所圖示)從試劑支撐盤500的底緣505延伸到試劑支撐盤500的頂緣506。
在特定的實施例中，以複數個分配器510和512分 隔試劑支撐盤500包圍的容積。如先前參照第1圖所描述的，複數個分配器510和512從下端511垂直延伸穿過支撐表面501到達上端513，且複數個通道520在複數個分配器510和512中的每個之下端511和上端513之間延伸。在第5圖的實施例中，兩種類型的分配器510和512皆包括複數個延伸穿過分配器510和512的通道520。在第5圖的實施例中，該複數個通道520包括延伸穿過分配器510和512的中空狹縫520。
複數個分配器中之一或多者，例如分配器510可完全延伸穿過支撐表面501。在特定的實施例中，為了接收下伸管(如第1圖和第2圖中分別圖示為150和250)，分配器510可以包括孔口522以接收下伸管，並且經由孔口522，該下伸管可延伸穿過試劑支撐盤500。複數個分配器中之一或多個他者(例如分配器512)可以僅部分延伸穿過支撐表面501。如先前參照第1圖所說明的，在特定的實施例中，複數個分配器510和512在支撐表面501下方向下延伸到下端511，並向上延伸到上端513。選擇下端511和上端513延伸的相對長度並設以在氣體混合物通過試劑支撐盤500包圍的容積之前促進氣體混合物環行通過該容積，如參照第1圖所述。
第6圖為依據本揭示的試劑支撐盤600之特定說明性實施例的立體圖。如先前參照第1圖所描述的，試劑支撐盤600包括複數個分配器610和612，通道620延伸通過分配器610和612，以在試劑支撐盤包圍的容積之間傳導氣體混合物流動或其他氣體。
試劑支撐盤600包括試劑支撐表面601，試劑支撐表面601具有頂面602，頂面602作為試劑支撐盤600的底部。試劑支撐表面601支撐放置於試劑支撐盤600中的源試劑材料(未圖示於第6圖)。試劑支撐盤600以側壁604為界，側壁604延伸於支撐表面601的周邊附近，以容納放置於試劑支撐表面601上的源試劑材料。也可將側壁604的頂緣606視作為試劑支撐盤600的頂緣。相同地，也可將試劑支撐表面601的底緣605視作為試劑支撐盤600的底緣(分配器610和612之下端的，例如可將下端611視作為試劑支撐盤600的底緣，如以下之進一步描述)。試劑支撐盤600的高度640(可在內部或外部量測，如第6圖所圖示)從試劑支撐盤600的底緣605延伸到試劑支撐盤600的頂緣606。
在特定的實施例中，以複數個分配器610和612分隔試劑支撐盤600包圍的容積。如先前參照第1圖所描述的，複數個分配器610和612從下端611垂直延伸穿過支撐表面601到達上端613，且複數個通道620在複數個分配器610和612中的每個之下端611和上端613之間延伸。如同第5圖的實施例，在第6圖的實施例中，複數個通道620中的每個包括延伸穿過分配器610或612的中空狹縫620。
複數個分配器中之一或多者，例如分配器610可完全延伸穿過支撐表面601。在特定的實施例中，為了接收下伸管(如第1圖和第2圖中分別圖示的150和250)，分配器610可以包括孔口622以接合下伸管，並且經由孔口622，該下伸管可延伸穿過試劑支撐盤600。複數個分配器中之一或多 個他者(例如分配器612)可以僅部分延伸穿過支撐表面601。在第6圖的實施例中，兩種類型的分配器610和612皆包括延伸穿過的通道620。
如先前參照第1圖所說明的，在特定的實施例中，複數個分配器610和612向下延伸到達支撐表面601下方的下端611，並向上延伸到達上端613。選擇下端611和上端613延伸的相對長度並設以在氣體混合物通過試劑支撐盤600包圍的容積之前促進氣體混合物環行通過該容積，如參照第1圖所述。
如先前參照第2圖所描述的，可以使用高度不同的試劑支撐盤。此外，可以同時在蒸發器容器內使用高度不同的試劑支撐盤。為了舉例之故，第5圖的試劑支撐盤之高度540可以是1.18英吋，從支撐表面501的底緣505量測到試劑支撐盤500的頂緣506。分配器510和512的下端可以在支撐表面501的下方延伸第一距離0.276英吋。相對地，試劑支撐盤600的高度640可以是2.36英吋，從支撐表面601的底緣605量測到試劑支撐盤600的頂緣606。分配器610和612的下端也可以在支撐表面601的下方延伸第一距離0.276英吋。
第7圖和第8圖分別繪示類似於第3圖的試劑支撐盤300和第5圖的試劑支撐盤500的試劑支撐盤700和800。參照第7圖，試劑支撐盤700包括試劑支撐表面701，試劑支撐表面701具有頂面702，頂面702作為試劑支撐盤700的底部。試劑支撐表面701支撐放置於試劑支撐盤700中的源試 劑材料(未圖示於第7圖)。試劑支撐盤700被複數個分配器710分隔成幾個區段，其中每個分配器710包括複數個延伸穿過分配器710且大致平行的鑽孔720。
試劑支撐盤700和第3圖的試劑支撐盤300之間的差別在於試劑支撐盤700只包括完全延伸穿過試劑支撐表面701的分配器。換句話說，相對於第3圖的試劑支撐盤300包括複數個只部分延伸穿過支撐表面301的分配器312，試劑支撐盤700的全部分配器710皆完全延伸穿過支撐表面701。因此，試劑支撐盤700在支撐表面701上包括與第3圖的試劑支撐盤300之支撐表面301相比更大的表面積。相同地，沒有試劑支撐盤300的部分分配器312，試劑支撐盤700包括較少的通道(處於鑽孔720的型式)，以使氣體能夠通過進入試劑支撐盤700所界定的容積。
參照第8圖，試劑支撐盤800包括試劑支撐表面801，試劑支撐表面801具有頂面802，頂面802作為試劑支撐盤800的底部。試劑支撐表面801支撐放置於試劑支撐盤800中的源試劑材料(未圖示於第8圖)。試劑支撐盤800被複數個分配器810分隔成幾個區段，其中每個分配器810包括延伸穿過分配器810的中空狹縫820。
試劑支撐盤800和第5圖的試劑支撐盤500之間的差別在於試劑支撐盤800只包括完全延伸穿過試劑支撐表面801的分配器。換句話說，相對於第5圖的試劑支撐盤500包括複數個只部分延伸穿過支撐表面501的分配器512，試劑支撐盤800的全部分配器810皆完全延伸穿過支撐表面801。 因此，試劑支撐盤700在支撐表面801上包括與第5.圖的試劑支撐盤500之支撐表面501相比更大的表面積。相同地，沒有試劑支撐盤500的部分分配器512，試劑支撐盤800包括較少的通道(處於狹縫820的型式)，以使氣體能夠通過進入試劑支撐盤800所界定的容積。
第9圖為與第7圖的試劑支撐盤700相似的試劑支撐盤900之特定說明性實施例的立體圖。試劑支撐盤900包括試劑支撐表面901，試劑支撐表面901具有頂面902，頂面902作為試劑支撐盤900的底部。試劑支撐表面901支撐放置於試劑支撐盤900中的源試劑材料(未圖示於第9圖)。試劑支撐盤900被複數個分配器910分隔成幾個區段，其中每個分配器910包括複數個延伸穿過分配器910的鑽孔920和921。試劑支撐盤900和第7圖的試劑支撐盤700之間的差別在於分配器910的側邊990在支撐表面901的平面中不是平行的，而分配器710的側邊是平行的。因為分配器910的側邊990不是平行的，在分配器910狹窄部分中的鑽孔920可能不像在分配器910寬廣部分中的鑽孔921那麼大。因此，採用的試劑支撐盤900具有不平行側邊990的分配器910可以容許通過鑽孔920和鑽孔921的通道面積增加，而不需包括部分或全部延伸穿過支撐表面901的額外分配器。使用具有不平行側邊990且展開的寬度比分配器710(第7圖)更大的分配器910也可以允許相較於具有平行寬度且橫跨比分配器910更小表面積的分配器710具有增加的支撐表面901之結構堅固性。
第10圖為依據本揭示的蒸發器容器1000及組合的組件之另一個特定說明性實施例的剖面側視圖。蒸發器容器1000包括主體1002和蓋體1004。蓋體1004包括入口1006，入口1006設以接收載氣流動(未圖示於第1000圖)。蓋體1004還包括出口1008，出口1008可以產出載氣和試劑蒸汽的混合物(亦未圖示於第1000圖)。當使用夾具、螺栓或其他裝置將蓋體1004緊固於主體1002時，主體1002和蓋體1004界定出蒸發器容器1000的密閉內部容積1005。
在第10圖的特定說明性實施例中，接收了複數個尺寸大約相同的試劑支撐盤1010、1020、1030和1040。試劑支撐盤1010、1020、1030和1040設以接收供應的源試劑材料1001，源試劑材料1001設以或預期會產生試劑蒸汽1003，如先前參照第1圖所述。應瞭解的以及將參照第15-20圖進一步說明的是，複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040中的每個可以具有不同的尺寸。另外，雖然第10圖繪示複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040包括4個個別的試劑支撐盤，但仍可以使用任何數量的試劑支撐盤。
如先前參照第1圖所述，試劑支撐盤1010、1020、1030和1040以及蒸發器容器1000可以由導熱材料製成，以促進源試劑材料的加熱，但該導熱材料可以由金屬或其他理想上不與載氣、源試劑材料或源試劑材料蒸發產生的試劑蒸汽反應的材料製成。第10圖亦繪示在蒸發器容器1000內使用至少一顆粒抑制裝置1080，其中顆粒抑制裝置1080位於複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040與出口1008之間。 在特定的實施例中，顆粒抑制裝置1080包括複數個獨立配置於殼體1084中的平行過濾器1082。依據特定的實施例，使用複數個獨立的過濾器1082能夠使顆粒抑制裝置1080以大於單一過濾器(未圖示於第10圖中)容許的速率傳送並過濾一體積的載氣和試劑蒸汽混合物。
在操作中，可以加熱蒸發器容器1000、複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040、源試劑材料1001以及其他的組件。可以經由入口1006引入載氣流動1007。在特定的實施例中，經由下伸管1050將經由入口1006接收的載氣流動1007向下導引到密閉內部容積1005的底部。下伸管1050使載氣流動1007能夠被導引到複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040中最下者之下方，藉以在加熱的載氣膨脹並向上往出口1008遷移時促進載氣流動1007與複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040中每一個的內容物交互作用。也可以經由下伸管1050將載氣流動1007導引到流動分散器1052，以產生載氣的渦流，而進一步在複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040內促進載氣與源試劑材料1001之間的交互作用。然後載氣與加熱的源試劑材料1001交互作用，以產生載氣1007、源試劑蒸汽1003以及潛在的假顆粒(未圖示於第10圖中)之氣體混合物1009。超過預定尺寸的顆粒由顆粒抑制裝置1080的獨立過濾器1082過濾，並且過濾過的載氣和源試劑蒸汽之混合物1090經由出口1008離開蒸發器容器1000。
在特定的實施例中，複數個試劑支撐盤1010、1020、 1030和1040被配置於堆疊中，並適以致使氣體混合物1009流經該複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040，以從側邊通過到側邊，而促使氣體混合物1009與源試劑材料1001及源試劑材料1001產生的試劑蒸汽1003接合。
如第10圖所圖示，當氣體混合物1009在複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040之間流動時，複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040被安排來將氣體混合物1009流動的方向從蒸發器容器1000的第一側1090(例如右側，如第10圖所圖示)依序改變至蒸發器容器1000的第二側1092(例如左側，如第10圖所圖示)。氣體混合物的改向可以經由一系列相對配置的、設置於複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040中的氣流開口1022、1032及1042來完成，如以下進一步描述的。複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040中使用的氣流開口可以在複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040的每個中具有相同的結構，或者在複數個試劑支撐盤1010、1020、1030和1040之間的氣流開口結構可以有所不同，如第10圖所圖示。
當氣體混合物1009從試劑支撐盤1010流入試劑支撐盤1020(試劑支撐盤1010上方的支撐盤)時，氣體混合物流往第一側1090，因為從試劑支撐盤1010上方的容積1017進入試劑支撐盤1020的僅有通道是經由氣流開口1022。氣流開口1022可以包括在試劑支撐盤1020的支撐表面1021中的開口。氣流開口1022可以由壁1024包圍，壁1024設以容納接收於試劑支撐盤1020中的源試劑材料1001，以防止源試劑 材料1001經由氣流開口1022落入試劑支撐盤1010。同樣地，在特定實施例中，氣流開口1022的壁1024可以在支撐表面1021的底面1023下方延伸，以使部分的氣體混合物1009接近支撐表面1021的底面1023，而環行遠離支撐表面1021的底面1023到達氣流開口1022。以此方式，可以進一步導引氣體混合物來在試劑支撐盤1010上方的容積1017中與源試劑材料1001和試劑蒸汽1003相互作用，如第10圖所圖示且亦如參照第1圖所描述者。
一旦氣體混合物1009流入試劑支撐盤1020上方的容積1027中，則氣體混合物1009被導往蒸發器容器1000的第二側1092，因為容積1027僅有的通道出口為氣流開口1032，經由氣流開口1032氣體混合物1009可以流入試劑支撐盤1030上方的容積1037中。氣流開口1032包括試劑支撐盤1030未直接接合蒸發器容器1000之內壁1099、但包括側壁1033的區段，側壁1033只從支撐表面1031朝向試劑支撐盤1040的支撐表面1041之底面1043部分延伸。由側壁1033和蒸發器容器1000之內壁1099界定的空間形成了通道，而容許氣體混合物1009流入試劑支撐盤1030上方的容積1037。然後氣體混合物1009再次流至蒸發器容器1000的第一側1090，在蒸發器容器1000的第一側1090氣體混合物經由氣流開口1042流入試劑支撐盤1040上方的容積1047。形成於試劑支撐盤1040中的氣流開口1042與形成於試劑支撐盤1020中的氣流開口1022相似，不同之處僅在於氣流開口1042的壁1044未延伸到試劑支撐盤1040的支撐表面1041 之底面1043下方。
因此，由於偏移的氣流開口1022、1032及1042，在氣體混合物通過顆粒抑制裝置1080的殼體1082中獨立的過濾器1084然後經由出口1008離開蒸發器容器1000之前，氣體混合物1009被來回引導通過蒸發器容器1000，而與源試劑材料1001及藉此產生的試劑蒸汽1003交互作用，以將源試劑夾帶於氣體混合物1009中。
第11圖為依據本揭示的試劑支撐盤1100之特定說明性實施例的立體圖，試劑支撐盤1100具有配置在試劑支撐盤1120的一個側邊1191上、在試劑支撐盤1100之側壁1103內部的氣流開口1120。試劑支撐盤1100包括支撐表面1101，試劑支撐表面1101具有頂面1102，頂面1102設以接收供應的源試劑材料(未圖示於第11圖)。氣流開口1120形成於支撐表面1101中並由壁1124界定，氣流開口1120中含有接收於試劑支撐盤1100中的源試劑材料(未圖示於第11圖)，以防止源試劑材料經由氣流開口1120落下，如前所述。在氣流開口1120旁邊並且缺乏分配器的試劑支撐盤1100與前述的其他試劑支撐盤相仿。
第12圖為依據本揭示的另一個試劑支撐盤1200之特定說明性實施例的立體圖，試劑支撐盤1200具有配置在試劑支撐盤1120的一個側邊1291上的氣流開口1120。如先前參照第10圖所述，就像第10圖的試劑支撐盤1030，試劑支撐盤1200界定蒸發器容器(未圖示於第12圖)的內壁與試劑支撐盤1200在蒸發器容器的一個側邊1291的部分側壁 1233之間的氣流開口120。試劑支撐盤1200包括支撐表面1201，支撐表面1201具有頂面1202，頂面1202設以接收供應的源試劑材料(未圖示於第12圖)。支撐表面1201設以不延伸到或緊密地接合蒸發器容器的內壁，但在蒸發器容器的一個側邊1291的部分側壁1233之間留下間隙，使得部分的側壁1233和蒸發器容器的內壁界定氣流開口1120。在一個側邊1291界定氣流開口1220的部分側壁1233可以不延伸到像側壁1235的其他部分一樣高，以便留下開口，而容許氣體混合物流入試劑支撐盤1200上方的容積，例如參照第10圖的試劑支撐盤1030所述。在氣流開口1220旁邊並且缺乏分配器的試劑支撐盤1200與前述的其他試劑支撐盤相仿。
第13圖為類似於第7圖之試劑支撐盤700的試劑支撐盤1300之特定說明性實施例的立體圖，且加入複數個從試劑支撐盤1300的支撐表面1301之頂面1302延伸的突起1330。突起1330位於分配器1310之間，分配器1310可以併入數個延伸穿過的通道1320，如前所述。在特定的實施例中，突起1330是導熱的，並接合可被支撐於試劑支撐盤1300內的源試劑材料(未圖示於第13圖)。因此，可以使用導熱的突起1330來增強熱能在試劑支撐盤1300中容納的定量源試劑材料各處之分佈。
第14圖為類似於第12圖之試劑支撐盤1200的試劑支撐盤1400之特定說明性實施例的立體圖，且加入複數個從試劑支撐盤1400的支撐表面1401之頂面1402延伸的突起1430。比較第13圖和第14圖，可以看到可將突起1330和突 起1430用於有或無分配器1310(第13圖)的試劑支撐盤。在特定的實施例中，突起1430是導熱的，並接合可被支撐於試劑支撐盤1400內的源試劑材料1450。因此，可以使用導熱的突起1430來增強熱能在試劑支撐盤1400中容納的定量源試劑材料1450各處之分佈。
在特定的實施例中，突起1430可以包括延伸穿過的通道1432，通道1432延伸穿過支撐表面1401，以從支撐表面1401下方傳送氣流(未圖示於第14圖)進入試劑支撐盤1400上方的容積。因此，通道1432可與氣流開口1420協同使用，以在試劑支撐盤1400的一側和蒸發器容器的內壁(未圖示於第14圖)之間傳送氣流，如先前參照第10圖和第12圖所述。類似地，第13圖的突起1330可以包括延伸穿過的通道(未圖示於第13圖)，以與分配器1310中的通道1320協同工作來從支撐表面1301下方傳送氣流進入試劑支撐盤1300上方的容積，如前所述。當突起1330和1430包括延伸穿過的通道1432時，突起1330和1430的下端可以分別與支撐表面1301和1401的底面(未圖示)齊平。或者，突起1330和1430可以分別在支撐表面1301和1401的底面下方延伸，以使氣流轉向遠離支撐表面1301和1401的底面。因此，延伸突起1330和1430可以在氣流可以進入突起1330和1430內的通道1432之前促進支撐表面1301和1401下方的氣流和源試劑材料或源試劑蒸汽之間的交互作用，如參照分別在支撐表面121和131下方延伸的分配器162和164中的通道168所述，如第1圖所圖示。
第15-20圖為具有相同或不同尺寸的試劑支撐盤之組合結合在試劑支撐盤堆疊中以用於蒸發器容器之特定說明性實施例的剖面側視圖。如第15-20圖之實例中所圖示，試劑支撐盤堆疊可以包括高度相同的(不管是高的盤或矮的盤)試劑支撐盤，或高度不同的盤之各種組合和順序。選擇一或多個具有第一高度的試劑支撐盤(例如高的盤)和一或多個具有第二高度的試劑支撐盤(例如矮的盤)之組合可以基於第一比例的、從被接收進入該一或多個具有第一高度的試劑支撐盤的第一源試劑材料衍生的第一試劑蒸汽和第二比例的、從被接收進入該複數個具有第二高度的試劑支撐盤中之一或多者的第二源試劑材料衍生的第二試劑蒸汽。具有一個位於蒸發器容器較低層次、位於蒸發器容器較高層次或散佈於一或多個其他源試劑材料的層次之間的層次的特定源試劑材料也有一些優點。
在以下的實例中，假設試劑支撐盤只可能包括以下兩項相異的試劑支撐盤：第一高度和第二高度。然而，應瞭解的是，可能有一個範圍的盤高度，包括第三高度、第四高度等，該範圍中的盤高度可能比第1-6圖中呈現的或在本文其他地方描述的更高或更矮。同時，雖然試劑支撐盤的堆疊包括最多三個第一高度的試劑支撐盤或六個第二高度的試劑支撐盤，但該等堆疊仍可包括更多或更少的每一種高度的盤。試劑支撐盤可以包括分配器，該分配器包括如參照第1-9圖所描述的通道。試劑支撐盤可以包括位於交替側邊的氣流開口，如參照第10-12圖所述。試劑支撐盤可以包括固體或有通 道的突起，如參照第13圖和第14圖所述。試劑支撐盤也可以具有其他的架構。此外，試劑支撐盤可以包括具有不同特徵的盤之組合。
為了說明不同試劑支撐盤堆疊的實例，第15圖圖示試劑支撐盤堆疊1500，試劑支撐盤堆疊1500包括三個全部為第一高度(例如高的高度)的試劑支撐盤1510、1520及1530。第16圖圖示試劑支撐盤堆疊1600，試劑支撐盤堆疊1600包括六個全部為第二高度(例如矮的高度)的試劑支撐盤1610、1620、1630、1640、1650及1660。因此，試劑支撐盤堆疊可以只包括同一種高度的試劑支撐盤。
或者，試劑支撐盤堆疊可以包括不同高度的試劑支撐盤。第17圖圖示試劑支撐盤堆疊1700，試劑支撐盤堆疊1700包括二個第一高度(例如高的高度)的試劑支撐盤1710和1720以及二個第二高度(例如矮的高度)的試劑支撐盤1730和1740。雖然第17圖圖示相等數量的同一高度試劑支撐盤，並且第二高度的試劑支撐盤1730和1740位於第一高度的試劑支撐盤1710和1720上面，但並非必須以此種方式選擇或堆疊試劑支撐盤。舉例來說，第18圖圖示試劑支撐盤堆疊1800，試劑支撐盤堆疊1800包括兩個第二高度(例如矮的高度)的試劑支撐盤1810和1820堆疊在二個第一高度(例如高的高度)的試劑支撐盤1830和1840下方。第19圖圖示試劑支撐盤堆疊1900，試劑支撐盤堆疊1900包括第一高度(例如高的高度)的試劑支撐盤1910在四個第二高度(例如矮的高度)的試劑支撐盤1920、1930、1940及1950下方。 或者，第一高度的試劑支撐盤1910可以位在試劑支撐盤1920、1930、1940及1950上面。此外，可以交插放置不同高度的試劑支撐盤。因此，如第20圖所圖示，試劑支撐盤堆疊2000可以包括二個第一高度(例如矮的高度)的試劑支撐盤2010和2030交插放置於二個第二高度(例如高的高度)的試劑支撐盤2020和2040之間。因此，任何數量、高度以及特徵組合的盤都可基於應用、蒸發器容器的大小、源材料的可得性、氣體混合物中包括的源材料之所需性質等來使用，不受限制。
第21-25圖為支撐不同型式的源試劑材料的試劑支撐盤之剖面側視圖。依據本揭示之實施例，可以使用各種類型的固體源試劑材料和液體源試劑材料。舉例來說，第1圖、第10圖及第14圖分別圖示處於固體但不連續型式的源試劑材料101、1001及1450。然而，源試劑材料可以各式各樣的型式呈現。舉例來說，第21圖圖示試劑支撐盤2100支撐的源試劑材料供應處於固體、單塊的型式2110。第22圖圖示試劑支撐盤2200支撐的源試劑材料供應處於珠粒的型式2210。第23圖圖示試劑支撐盤2300支撐的源試劑材料供應處於粉末的型式2310。第24圖圖示試劑支撐盤2400支撐的源試劑材料供應處於液體的型式2410。第25圖圖示試劑支撐盤2500支撐的源試劑材料供應處於包括固體源材料溶於液體中的液體型式2510，其中該液體包括溶劑。源試劑材料可以以這些型式中的任何一種提供。
另外，可以接收源試劑材料進入任一種前述型式的 試劑支撐盤。如先前參照第1圖、第10圖及第14圖所述，處於連續型式的固體源試劑材料可以被接收進入包括有通道的分配器的試劑支撐盤、在單側包括氣流開口的支撐盤或包括延伸穿過的突起的試劑支撐盤。這些相同類型的試劑支撐盤可以容納處於固體、單塊的型式2110(第21圖)的源試劑材料、處於珠粒的型式2210(第22圖)的源試劑材料、處於粉末的型式2310(第23圖)的源試劑材料、處於液體的型式2410(第24圖)的源試劑材料或包括固體源試劑材料溶於溶劑或其他液體中2510(第25圖)的源試劑材料。
第26圖為依據本揭示採用複數個獨立的、平行的過濾器(未圖示於第26圖)的顆粒抑制裝置2600之特定說明性實施例的上表面2610之頂部立體圖。如參照第1圖、第2圖及第10圖所述，顆粒抑制裝置2600可以位於第1圖的蒸發器容器100之試劑支撐盤110、120、130及140與出口108之間、位於蒸發器容器200之試劑支撐盤210、220、230及240與出口208之間、或位於蒸發器容器1000之試劑支撐盤101、1020、1030及1040與出口1008之間。因此，設置並定位顆粒抑制裝置2600來攔截超過預定尺寸的顆粒，並防止該等顆粒從出口108、208或1008流出而分別成為離開蒸發器容器100、200及1000的部分氣體混合物。
在特定的實施例中，顆粒抑制裝置包括複數個獨立設置於殼體2610中的平行過濾器。殼體2610中的出口2612在第26圖中圖示為在顆粒抑制裝置2600之殼體2610的上表面2611中。使用多個獨立設置於顆粒抑制裝置2600之殼體 2610附近的平行過濾器可以比使用相當的單一過濾器過濾和流通更大量的氣體，從而支援產生更大通量的試劑蒸汽。
顆粒抑制裝置2600之殼體2610的上表面2611還可以包括中央開口2614，以接收下伸管150、250或1050，如第1圖、第2圖及第10圖各別所述。中央開口2614的尺寸理想上可緊密適配下伸管的外部尺寸，並且可進一步搭配襯墊來防止氣體經由中央開口2614離開從而繞過該顆粒抑制裝置中的複數個過濾器。
第27圖為顆粒抑制裝置2600之特定說明性實施例的殼體2610之下表面2711之底部立體圖。第27圖圖示依據本揭示的複數個獨立的、平行的過濾器2712。該複數個過濾器2712涵括顆粒抑制裝置2600之殼體2610中的每個出口2612(第12圖)，以攔截並過濾出大於預定尺寸的顆粒。
該複數個過濾器2712中的每個可以包括單一過濾元件，或該複數個過濾器2712中的每個可以包括多個彼此串聯的過濾元件，以依續過濾出不同大小的顆粒，如以下參照第28圖進一步描述。
第28圖為第27圖的其中一個過濾器2712之剖面圖，圖示複數個過濾器元件900，該等過濾器元件900可被包括在該複數個過濾器2712之一或多者中的多個過濾器元件之間。舉例來說，該複數個過濾器2712之一或多者可以包括複數個過濾器元件2800，過濾器元件2800包括至少一熔塊2810，熔塊2810設以防止大小大於第一預定可接受尺寸的顆粒通過。替換地或附加地，該複數個過濾器2712之一或多者 可以包括複數個過濾器元件2800，過濾器元件2800包括導熱篩或發泡材料2820，例如金屬發泡材料，該金屬發泡材料例如可以由鋁或不鏽鋼形成。該導熱篩或發泡材料可設以防止大小大於第二預定可接受尺寸的顆粒通過，其中該第二預定可接受尺寸係小於該第一預定可接受尺寸。此外，該複數個過濾器2712之一或多者可以包括複數個過濾器元件2800，過濾器元件2800包括至少一附加的過濾器2830，過濾器2830由棉絮、織物或其他材料所製成。該至少一附加的過濾器930可設以防止大小大於該第一或第二預定可接受尺寸任一者的顆粒通過。在這樣的架構中，包括該複數個過濾器元件900的過濾器可以依序過濾出尺寸漸小的顆粒，以防止該等顆粒被包括在蒸發器容器產生的氣體混合物中。
第29圖為依據本揭示使用蒸汽輸送系統的沉積或植入系統2900之簡化方塊圖。系統2900包括蒸發器容器2910，例如先前參照第1圖和第2圖描述並使用例如參照第1-28圖描述的組件和材料者。載氣源2920連接到蒸發器容器2910，以提供載氣流動。在導引源材料的替代模式中，可以從液體源容器2930將液體源材料導入蒸發器容器2910，或者可以以其他方式將處於粒狀、粉末狀、珠狀、多孔固體或其他型式(未圖示於第29圖)的固體源試劑材料預先填充於蒸發器容器2910中。蒸發器容器2910的入口可以配備有輸入閥2912，輸入閥2912可以包括流量控制閥，設置流量控制閥來在從載氣源2920啟始載氣流動時，抑制進入蒸發器容器2910之密閉內部容積的載氣流動中的波濤。相同地，蒸發器 容器2910的出口可以配備有輸出閥2914。輸出閥2914可以包括設以在從載氣源2920啟始載氣流動進入蒸發器容器2910之密閉內部容積時、限制伴隨載氣流入蒸發器容器2910之密閉內部容積的波濤之壓升的閘溢流閥。
可以藉由位於載氣輸送線路2924中的輸入氣流計2922監控由載氣源2920供應的載氣流速。可以藉由位於載氣輸送線路2944中的輸出氣流計2942監控從蒸發器容器2910輸出並供應到處理單元2940的氣體流速。在特定的實施例中，處理單元2940包括可以同時在複數個晶圓或其他單元2948上執行材料沉積或植入的批次處理單元。
蒸發器容器2910還可以耦接設以控制蒸發器容器2910之溫度的溫度控制裝配2950。溫度控制裝配2950可設以致能蒸發器容器2910在選擇溫度之間的溫度循環，以促進源試劑材料的蒸發。溫度控制系統2950可以包括任何類型的熱調節系統，包括(不受限制地)條加熱器、輻射加熱器、加熱殼體、循環流體加熱器、電阻加熱系統、感應加熱系統等，如建構及配置用於受控溫度操作者。可以藉由設置來接觸蒸發器容器2910及/或容置於蒸發器容器2910中的試劑支撐盤(未圖示於第29圖)之表面的熱電偶、熱電阻或任何其他適當的溫度感測接點或裝置來感測蒸發器容器2910內的溫度。可以在操作上將這種溫度感測裝置與中央處理單元(例如通用可程式化電腦、可程式化邏輯單元、微處理器等)耦接，如配置以接收來自溫度感測裝置的溫度感測訊號，並回應性調整加熱器及/或蒸發系統的其他可控制元件，以實現用 於具體涉及應用所需的源試劑蒸汽之生產。
蒸發器容器2910還可以與製程監測系統2960耦接，製程監測系統2960設以監測及/或控制至少一製程變數，該至少一製程變數與在蒸發器容器2910中從源試劑材料產生蒸汽和顆粒中之一者關聯。舉例來說，製程監測系統2960可設以結合溫度控制裝配2950來基於監測的該至少一製程變數而調整蒸發器容器2910的溫度。舉例來說，該製程監測系統可設以監測蒸發器容器2910內的源試劑材料(未圖示於第29圖)的溫度並調整溫度控制裝配2950，使得該源試劑材料被保持在所需的溫度或在所需的溫度範圍間循環。還可以使用製程監測系統2960來偵測蒸發器容器2910內的源材料何時耗盡或執行其他的功能。
製程監測系統2960可以包括氣相試劑監測系統2962。在特定的實施例中，氣相試劑監測系統2962可以量測蒸發器容器2910內或經由輸出閥2914從蒸發器容器輸出的氣體混合物流中的源試劑蒸汽量或濃度。可以使用得到的量測值提供反饋，用於經由溫度控制裝配2950調整蒸發器容器2910的溫度，以調整從載氣源2920分散的載氣之溫度或流速，或調整其他可控制的量。該氣相試劑監測系統可以使用一或多種感測技術，包括但不限於紅外線光譜術、拉曼光譜術或質譜術。因此，可以使用濃度數據來調整源試劑的溫度及/或載氣流動，以視需要實現適當的材料通量來支援沉積或植入製程。
接受導入改良的試劑支撐盤、顆粒抑制裝置或其他 本文所述特徵的蒸發器容器可向美國康乃迪克州丹伯里市的ATMI公司(ATMI,Inc.,Danbury,Connecticut USA)在ProE-Vap®商標下購得。ProE-Vap蒸發器使用含有源試劑的堆疊盤。在這樣的蒸發器中，載氣被從上端導入並流經向下延伸的進料管，而到達該容器的底部部分，用於後續分散和向上流經該容器之內部容積中的每個盤。以此方式，當被加熱時，該容器傳導性地加熱該容器內部容積中的盤，以產生衍生自盤上的源試劑之蒸汽。然後產生的蒸汽被夾帶於該載氣中。所產生包括該源試劑蒸汽的載氣混合物之後在蒸發器上端經由該容器的出口被從蒸發器排出。含有源試劑蒸汽的載氣混合物從出口流到蒸發器的排出閥。該排出閥可被耦接到與下游處理單元組合的流動迴路，該下游處理單元例如化學氣相沉積腔室、ALD腔室或離子植入機，以使含有源試劑蒸汽的載氣混合物從蒸發器容器流入這樣的下游流體處理設施。
可以使用其他的蒸發器來實施本揭示，包括2005年2月23日公開的歐洲專利申請案第1508631號「輸送前驅物材料的方法和設備(Method and Apparatus for the Delivery of Precursor Materials)」中描述的蒸發器，該申請案之揭示內容以引用方式併入本文中。
另一個可以用於廣泛實施本揭示的說明性蒸發器係描述於2006年2月2日公開的美國專利申請案公開號第2006/0024439號「用於控制反應物昇華的系統(System for Controlling the Sublimation of Reactants)」中，該申請案之 揭示內容以引用方式併入本文中。
其他可以用於廣泛實施本揭示的蒸發器係描述於2005年7月26日提出申請的美國專利第6,921,062號「蒸發器輸送安瓿(Vaporizer Delivery Ampoule)」中，該申請案之揭示內容以引用方式併入本文中。
第30圖為依據本揭示使用試劑支撐盤之實施例(例如參照第1-25圖所描述者)用於從源試劑材料產生試劑蒸汽的方法3000之特定說明性實施例的流程圖。
在3002，在接收於蒸發器容器中的試劑支撐盤堆疊中包括的複數個可堆疊試劑支撐盤中提供源試劑材料。每個該試劑支撐盤可以包括一或多個氣流開口，該一或多個氣流開口設以使氣流改向，以便在該氣流進入該試劑支撐盤堆疊的上方支撐盤之前，在該複數個試劑支撐盤之試劑支撐盤中使該氣流與該源試劑材料交互作用。該一或多個氣流開口可以包括分配器中的通道(如參照第1-9圖所述)、在試劑支撐盤一側的氣流開口(如參照第10-12圖所述)及/或有通道的突起(如參照第14圖所述)。
在3004，供應載氣流動進入蒸發器容器的入口，使得載氣流動被從該試劑支撐盤排出。例如，第29圖圖示適以供應載氣流動到蒸發器容器的載氣源。在3006，施加熱到該蒸發器容器，以加熱該蒸發器容器內的源試劑材料和氣體。該氣體可以包括載氣和從源試劑材料蒸發的源試劑蒸汽，使得施加的熱促使該蒸發器容器內的氣體從試劑支撐盤流入上方的試劑支撐盤。例如，第29圖繪示將熱導入蒸發器容器的 裝置。
第31圖為依據本揭示使用試劑支撐盤之實施例(例如參照第1-25圖所述者)從源試劑材料產生試劑蒸汽的方法3100之另一個特定說明性實施例的流程圖。
在3102，在接收於蒸發器容器中的試劑支撐盤堆疊中包括的複數個試劑支撐盤中提供源試劑材料。試劑支撐盤堆疊圖示於第1圖、第2圖、第10圖及第15-20圖。在3104，供應載氣流動進入蒸發器容器的入口，使得載氣流動在該蒸發器容器內朝向該蒸發器容器之底部釋放。例如，第29圖圖示適以供應載氣流動至蒸發器容器的載氣源。在3106，施加熱到該蒸發器容器，以加熱該蒸發器容器內的源試劑材料和氣體，其中該氣體包括載氣和從源試劑材料蒸發的蒸汽。例如，第29圖繪示將熱導入蒸發器容器的裝置。
在3108，當受熱的氣體在試劑支撐盤堆疊中的試劑支撐盤內上升時，部分的受熱氣體只能夠經由在試劑支撐盤堆疊中的上方試劑支撐盤之底面中的通道下端離開試劑支撐盤。該通道下端延伸遠離下一個試劑支撐盤之底面，使得該受熱氣體被改向遠離上方試劑支撐盤之底面，以便在離開進入通道之前與試劑支撐盤中的源試劑材料或源試劑蒸汽交互作用。這種受熱氣體之改向係參照第1圖所述。
第32圖為依據本揭示使用試劑支撐盤之實施例(例如參照第1-25圖所述者)從源試劑材料產生試劑蒸汽的方法3200之另一個特定說明性實施例的流程圖。
在3202，在接收於蒸發器容器中的試劑支撐盤堆疊 中包括的複數個試劑支撐盤中提供源試劑材料。試劑支撐盤堆疊圖示於第1圖、第2圖、第10圖及第15-20圖。在3204，供應載氣流動進入蒸發器容器的入口，使得載氣流動在該蒸發器容器內朝向該蒸發器容器之底部釋放。例如，第29圖圖示適以供應載氣流動至蒸發器容器的載氣源。在3206，施加熱到該蒸發器容器，以加熱該蒸發器容器內的源試劑材料和氣體，其中該氣體包括載氣和從源試劑材料蒸發的蒸汽。例如，第29圖繪示將熱導入蒸發器容器的裝置。
在3208，當受熱的氣體在蒸發器容器內上升時，部分的受熱氣體能夠經由在試劑支撐盤堆疊之第一側上的第一氣流開口流入試劑支撐盤堆疊之第一試劑支撐盤。在3210，當受熱的氣體持續在該蒸發器容器內上升時，部分的受熱氣體只能夠經由在複數個試劑支撐盤之第二個中的第二氣流開口流出第一試劑支撐盤。該第二氣流開口是在與該試劑支撐盤堆疊之第一側相對的該試劑支撐盤堆疊之第二側上。以此方式的氣體改向係參照第10圖所述。
第33圖為依據本揭示用於複數個單元在批次處理(例如沉積或植入材料)中用於產生試劑蒸汽的方法3300之特定說明性實施例的流程圖。依據特定的實施例，該試劑蒸汽係使用蒸發器容器產生，例如先前參照第1圖、第2圖及第10圖所述。
在3302，源試劑材料位於蒸發器容器中的複數個堆疊試劑支撐盤中。每個試劑支撐盤可以包括複數個通常未受阻礙的區段，該複數個通常未受阻礙的區段係藉由複數個通 常中空的分配器分隔，該等分配器設以使氣體在該複數個試劑支撐盤之間流動，例如參照第1-9圖所述。如前所述，該通常中空的分配器可以包括延伸穿過的狹縫形通道或複數個延伸穿過分配器且通常平行的鑽孔。或者，如參照第10-12圖所述，該複數個試劑支撐盤可以包括適以使氣流在移動通過蒸發器容器時從側邊到側邊行進的氣流開口。
在3304，供應載氣流動進入蒸發器容器的入口，亦如參照第1圖、第10圖及第29圖所述。在3304，藉由施加熱到蒸發器容器而加熱該源試劑材料，例如參照第29圖所述。
在3308，回應加熱蒸發器容器所產生的載氣與試劑蒸汽混合物藉由使該載氣與試劑蒸汽混合物流經複數個平行過濾器而過濾。該複數個平行過濾器(例如參照第1圖、第2圖、第7圖、第8圖及第9圖所述)設以防止超過預定尺寸的顆粒離開該蒸發器容器。該複數個平行過濾器能夠以大於使用單一過濾器可實現的速率過濾該載氣與試劑蒸汽混合物。
雖然本文中已經參照揭示的具體態樣、特徵以及說明性實施例來描述實施例，但將理解的是，該等實施例之用途並不因此受到限制，相反地，該等實施例可延伸而涵括數種其他的變化、修改及替代實施例，例如在本技術領域中具有通常知識者基於本文之揭示將可想到的。相同地，意圖將以下申請專利範圍中主張的實施例在其精神和範圍內廣泛地推斷和解釋為包括所有這樣的變化、修改及替代實施例。
1000‧‧‧蒸發器容器
1001‧‧‧源試劑材料
1002‧‧‧主體
1003‧‧‧源試劑蒸汽
1004‧‧‧蓋體
1005‧‧‧內部容積
1006‧‧‧入口
1007‧‧‧載氣
1008‧‧‧出口
1009‧‧‧氣體混合物
1010‧‧‧試劑支撐盤
1017‧‧‧容積
1020‧‧‧試劑支撐盤
1021‧‧‧支撐表面
1022‧‧‧氣流開口
1023‧‧‧底面
1024‧‧‧壁
1027‧‧‧容積
1030‧‧‧試劑支撐盤
1031‧‧‧支撐表面
1032‧‧‧氣流開口
1033‧‧‧側壁
1037‧‧‧容積
1040‧‧‧試劑支撐盤
1041‧‧‧支撐表面
1042‧‧‧氣流開口
1043‧‧‧底面
1044‧‧‧壁
1047‧‧‧容積
1050‧‧‧下伸管
1052‧‧‧流動分散器
1080‧‧‧顆粒抑制裝置
1082‧‧‧過濾器
1084‧‧‧過濾器
1090‧‧‧混合物
1092‧‧‧第二側
1099‧‧‧內壁

Claims (20)

  1. 一種系統，包含：一蒸發器容器，具有一或多個內壁，該一或多個內壁包圍一內部容積；以及複數個試劑支撐盤，其中：該複數個試劑支撐盤中的每一個包括一支撐表面，該支撐表面具有一頂面和一底面，該頂面設以支撐一源試劑材料供應；及該複數個試劑支撐盤設以可垂直地堆疊於該內部容積內，以形成一試劑支撐盤堆疊，其中該複數個試劑支撐盤中之一或多者設以使一氣流在該試劑支撐盤堆疊中的兩個或更多的相鄰試劑支撐盤之間流通時改向，以便致使該氣流與該複數個試劑支撐盤之一特定試劑支撐盤中的源試劑材料交互作用，之後該氣流再流入該試劑支撐盤堆疊中的該複數個試劑支撐盤之一下一個試劑支撐盤；該等試劑支撐盤包括完全延伸穿越該支撐表面的多個分配器並於該支撐表面上中心處相互相交，該等分配器具有通過其之多個通道，用於讓氣體自該底面下方流經該等通道至該頂面上方。
  2. 如請求項1所述之系統，其中各該分配器具有一下端和一上端，該下端在該底面下方延伸一第一距離，其中該底面下方的氣體被強制流通遠離該底面，以在該等分配器之該下端到達該等通道。
  3. 如請求項2所述之系統，其中該複數個試劑支撐盤中的每一個設以緊密地接合該一或多個內壁，使得該等分配器之該等通道提供一僅有通道，該僅有通道用於讓該氣體從該底面下方流到該頂面上方。
  4. 如請求項2所述之系統，其中該複數個試劑支撐盤中的每一個進一步包含一側壁，其中該側壁大致圍繞該支撐表面之一外部周邊，以及其中該側壁設以沿著該支撐表面之該外部周邊緊密地接合該一或多個內壁。
  5. 如請求項4所述之系統，其中該複數個試劑支撐盤包括一支撐盤及一下方支撐盤，該下方支撐盤設以可垂直地堆疊於該支撐盤下方，以及其中該支撐盤之該側壁之一下緣沿著該支撐表面之該外部周邊接合該下方支撐盤之該側壁之一上緣。
  6. 如請求項2所述之系統，其中該複數個試劑支撐盤包括一支撐盤及一下方支撐盤，其中在該下方支撐盤被垂直地堆疊於該支撐盤下方時，該下方支撐盤之該等分配器設以偏離該支撐盤之該等分配器，使得該下方支撐盤之該底面下方且通過該下方支撐盤之該等分配器之該等通道的一氣流不線性地流入該支撐盤之該等分配器之該等通道。
  7. 如請求項6所述之系統，其中在該下方支撐盤被垂直地堆疊於該支撐盤下方時，該下方支撐盤之該等分配器之一下方上端延伸到該支撐盤之該支撐表面之該底面之一第二距離內，以及其中該第一距離係大於該第二距離，使得通過該下方支撐盤之該等分配器之該等通道的該氣流必須流通遠離該支撐盤之該底面，而在該支撐盤之該等分配器之該下端到達該等通道。
  8. 如請求項2所述之系統，其中該等分配器為大致中空的，使得該等通道包括一延伸穿過該等分配器的狹縫。
  9. 如請求項2所述之系統，其中該等分配器包括複數個延伸穿過的鑽孔，其中該複數個鑽孔形成複數個大致平行的通道，該複數個通道延伸穿過該等分配器之每一個。
  10. 如請求項2所述之系統，其中該至少一試劑支撐盤包括部分延伸貫穿該支撐表面的分配器。
  11. 如請求項2所述之系統，其中該至少一試劑支撐盤包括分配器，該等分配器在該支撐表面界定的一平面中具有大致平行的側邊。
  12. 如請求項2所述之系統，其中該至少一試劑支撐盤包括分配器，該等分配器在該支撐表面界定的一平面中具有非平 行的側邊。
  13. 如請求項2所述之系統，其中該至少一試劑支撐盤包括分配器，該等分配器完全延伸穿越該支撐表面，並且該支撐盤不包括僅部分延伸貫穿該支撐表面的分配器。
  14. 如請求項1所述之系統，其中該複數個試劑支撐盤中的每一個包括一開口，該開口設以允許一管延伸穿過該等分配器和該支撐表面，其中該管設以使一載氣從該蒸發器容器之一頂部分流至該蒸發器容器之該內部容積之一下部分，或從該蒸發器容器之該內部容積之一下部分流至該蒸發器容器之一頂部分。
  15. 如請求項1所述之系統，其中該複數個試劑支撐盤包含的盤中至少有一些盤具有彼此不同的高度。
  16. 如請求項1所述之系統，其中該蒸發器容器進一步包括一入口及一出口，該入口設以接收一載氣供應進入該內部容積，用以在該複數個試劑支撐盤之一或多者中使該載氣供應與該源試劑材料產生的試劑蒸汽結合，而形成一氣體混合物，該出口設以從該蒸發器容器排放該氣體混合物。
  17. 如請求項16所述之系統，進一步包含該蒸發器容器內的至少一顆粒抑制裝置，其中該顆粒抑制裝置位於該複數個試 劑支撐盤和該出口之間，以及其中該至少一顆粒抑制裝置設以使得該氣體混合物在到達該出口之前通過該至少一顆粒抑制裝置。
  18. 如請求項16所述之系統，其中該入口包括一耦接的輸入閥，以及該出口具有一耦接的輸出閥。
  19. 如請求項16所述之系統，其中該蒸發器容器包括一主體和一蓋體，以及其中該入口和該出口與該蓋體組合。
  20. 如請求項1所述之系統，其更包括複數個穿過該支撐表面延伸之突起，該等突起定位於該等分配器之間。
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