[发明专利]具有过滤器的容器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年5月27日提交的美国临时系列号61/652236，以及2013年2月14日提交的美国临时系列号61/764851的优先权和权益，所述文献以其全部通过引用并入本文。

发明背景

沉积方法例如化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)方法用于半导体器件制造过程的一个或多个步骤中，从而在基体的表面形成一个或多个薄膜或涂层。在典型的CVD或ALD方法中，将可以以固相和/或液相存在的前体源输送到反应室中，该反应室具有包含于其中的一个或多个基体，其中所述前体在特定条件如温度或压力下反应从而在基体表面形成涂层或薄膜。

当固体前体用于CVD或ALD方法中时，前体材料通常会在单独的腔室，例如炉中被加热到足以形成气体的温度，然后所述气体通常与载气结合，被输送到反应腔中。在一些情况中，所述固体前体材料被加热到其气相，而不形成中间的液相。固体前体材料蒸发的困难在于产生和运送含前体的蒸气至反应室。通常遇到的困难包括但不局限于，在容器、蒸发器和/或传输线路中的沉积累积；在容器、蒸发器和/或传输线路中的液相或固相材料的凝结；在容器内部形成“冷点”；以及与下游反应室不一致的蒸气流。这些困难可能导致生产设备“停机时间”延长，以去除液体或颗粒物，以及可能生产出质量相对较差的沉积薄膜。

发明内容

本文描述了一种容器，用于从所述容器内含有的前体材料传输含前体的流体流，所述容器包括：由顶、一个或多个侧壁及底限定的内部体积；和至少一个用于气化的前体的流体出口，和至少一个颗粒屏障，所述至少一个颗粒屏障限定了在内部体积中的至少一个颗粒限制空间的至少部分，其中所述至少一个颗粒屏障包括至少一个三维过滤器。

在一个实施方式中，上述容器进一步包括至少一个颗粒限制空间，其与所述至少一个出口流体连通，并且与部分内部体积以颗粒限定的流体连通，所述部分内部体积不包括与所述至少一个出口流体连通的所述至少一个颗粒限制空间。

另一个实施方式是上述实施方式中任一个所述的容器，其进一步包括至少一个入口，所述入口将至少一种载气导入容器的内部体积。

进一步的实施方式为上述实施方式中的任一个所述的容器，其中所述至少一个颗粒限制空间与所述至少一个入口流体连通，并且所述至少一个颗粒限制空间与部分内部体积以颗粒限制的流体连通，所述部分内部体积不包括与所述至少一个入口流体连通的所述至少一个颗粒限制空间。

另一个实施方式是上述实施方式中的任一个所述的容器，其中所述至少一个颗粒限制空间包括至少一个第一颗粒限制空间和至少一个第二颗粒限制空间，所述至少一个第一和至少一个第二颗粒限制空间的每一个都包括至少一个过滤器，其中所述至少一个第一颗粒限制空间与所述至少一个流体出口流体连通，且所述至少一个第二颗粒限制空间与所述至少一个流体入口流体连通，和所述至少一个第一和第二颗粒限制空间与所述部分内部体积以颗粒限制的流体连通，所述部分内部体积不包括所述至少一个第一和第二颗粒限制空间。

在前述实施方式的任一个或可替代的实施方式中，第二颗粒屏障可以包括至少一个二维过滤器或至少一个三维过滤器。在任一实施方式中，所述至少一个颗粒屏障可以与以下的一个或多个连接：延伸进入内部体积的入口管、延伸进入内部体积的出口管、一个或多个侧壁、顶或底。在任一实施方式中，顶可以为盖，且至少一个入口和至少一个出口可以穿过所述盖。在任一实施方式中，过滤器具有选自以下的形状：管状、杯状、波纹管状(bellows)、立方体状、圆锥体、曲棍球形(hockey puck)和环管形。在本文所述的任一实施方式中，所述至少一个过滤器可以具有大于20平方英寸或本文另外描述的表面积，和/或大于或等于0.25英寸^-1或本文另外描述的体积设计因子(Volume Design Factor)，和/或在容器中的至少一个过滤器具有大于0.8英寸或本文另外描述的表面积设计因子(Surface Area Design Factor)。进一步在任一实施方式中，所述容器可能包括多个所述入口和/或出口，所述入口和/或出口的每一个可以具有在其上的颗粒屏障。在任一所述容器中的至少一个颗粒屏障可以进一步包括一个或多个支撑物(例如在一个或多个用于构造颗粒屏障的过滤器之间)以及任选的附接部件，例如支架、扣件、螺钉、螺栓，和/或焊接点。