[发明专利]用于气体输送的方法和设备

说明书

技术领域

本发明的实施例大体涉及用于气体输送的方法和设备，且更特定而言，本发明的实施例涉及具有低蒸气压的气体的输送。

背景技术

将固态或液态的低蒸气压前驱物(precursor)远程输送至处理腔室需要加热安瓿(ampoule)和长气管线，该安瓿容纳低蒸气压前驱物，该长气管线将汽化的低蒸气压前驱物载运至处理腔室，以例如使基板暴露给该前驱物。然而，长气管线的加热/隔离易失败且经常难以保持。此外，发明人注意到前驱物的远程输送还可能具有慢反应速率，据信该慢反应速率归因于管线体积和来自安瓿的前驱物的有限流动速率。发明人已进一步注意到这种加热输送系统还需要上游质量流量控制器(MFC)以控制气体流动速率，以避免该MFC内部的任何凝结问题。然而，将MFC定位于安瓿的上游使得该安瓿对下游压力波动很敏感，这影响前驱物的输送准确度。

因此，发明人在此提供用于低蒸气压前驱物的气体输送的改良方法和设备。

发明内容

本文揭示了用于气体输送的方法和设备。在一些实施例中，气体输送系统包括安瓿，该安瓿用于储存固态或液态前驱物；第一导管，该第一导管耦接至该安瓿，且该第一导管具有耦接至第一气源第一末端，以将该前驱物的蒸气从安瓿中抽取到该第一导管中；第二导管，该第二导管在位于该安瓿下游的第一接合处耦接至该第一导管，且该第二导管具有第一末端和第二末端，该第一末端耦接至第二气源且该第二末端耦接至处理腔室；和热源，该热源配置成加热该安瓿以及从该安瓿至该第二导管的该第一导管的至少第一部分，以及加热该第二导管的仅第二部分，其中该第二导管的第二部分包括该第一接合处。

在一些实施例中，将前驱物输送至处理腔室的方法包括以下步骤：当使第一气体流动时，汽化前驱物以在第一加热容积中形成浓缩前驱物气体混合物；在第二加热容积中将该浓缩前驱物气体混合物与第二气体混合以形成稀释前驱物气体混合物，其中在大约25摄氏温度下，稀释前驱物气体混合物中的前驱物的分压小于该前驱物的蒸气压；和使稀释前驱物气体混合物经由非加热的第三容积流动至处理腔室。

本发明的其他和进一步的实施例描述如下。

附图说明

以上简略概述和以下更详细论述的本发明的实施例可通过参阅附图描绘的本发明的说明性实施例来理解。然而应注意，这些附图仅图示本发明的典型实施例，因此不视为限制本发明的范围，因为本发明可允许其他等效的实施例。

图1A至图1B描绘根据本发明的一些实施例的气体输送系统。

图2A至图2B描绘根据本发明的一些实施例的用于容纳和汽化前驱物的替代设备。

图3描绘根据本发明的一些实施例的输送前驱物的方法的流程图。

为了促进理解，已经尽可能使用相同的附图标记表示各附图中共有的相同元件。这些附图并非按比例绘制且可能为了清晰而有所简化。预期一个实施例的元件和特征结构在无进一步叙述的情况下可以有利地并入其他实施例中。

具体实施方式

本文揭示了用于气体输送的方法和设备。本发明的方法和设备有利地提供了在高效率和输送精确性下对固态或液态的低蒸气压前驱物的汽化，同时减少了能量输入成本并提高了输送速率。例如，本发明的气体输送系统实施例可需要仅加热载运汽化前驱物的导管的一部分。此外，由于在输送期间前驱物发生凝结的有限可能性，本发明的气体输送系统的一些实施例有利地考虑到将诸如质量流量控制器或类似装置的流量控制装置设置在汽化前驱物的下游。以下论述本发明的方法和设备的其他和进一步的实施例以及优势。

图1A至图1B描绘根据本发明的至少一些实施例的气体输送系统100。气体输送系统100可包括用于储存固态或液态前驱物的安瓿102。例如，前驱物可以是用于诸如沉积工艺或类似工艺中的任何适合的低蒸气压前驱物。示例性前驱物可包括二氯硅烷(DCS)、三氯硅烷(TCS)、四氯化碳(CCl4)或类似物。第一导管104可耦接至安瓿102。第一导管104可包括耦接至第一气源108的第一末端106。如图1A中所示，第一气源108设置在安瓿102的上游。第一导管104可用来将前驱物的蒸气自安瓿抽取至第一导管104中。