一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置，包括源瓶瓶體，安裝在瓶體的瓶蓋上的進(jìn)氣管、出氣管、熱偶，其特征在于，還包括一個(gè)天平，所述瓶體放置在天平上；所述進(jìn)氣管一端伸入到瓶體中，另一端連接供氣裝置；所述出氣管一端連通瓶體，另一端連接尾氣收集裝置；所述瓶蓋上裝有第一壓力表和液位傳感器，所述出氣管上裝有第二壓力表，所述進(jìn)氣管上裝有流量計(jì)；其中，所述進(jìn)氣管和出氣管上至少有一個(gè)裝有閥門。本實(shí)用新型通過試驗(yàn)計(jì)算可準(zhǔn)確得出室溫條件下的反應(yīng)源瓶進(jìn)氣量、液面高度、溶液溫度、瓶?jī)?nèi)壓力和液源攜帶量之間的關(guān)系，試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作、試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，適合工廠推廣使用。
【專利說明】一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)源瓶，更具體地，涉及一種用于反應(yīng)源瓶的離線式試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]原子層沉積技術(shù)(Atomic Layer Deposition, ALD),最早被稱為原子層外延技術(shù)(Atomic Layer Epitaxy, ALE),是由芬蘭學(xué)者Tuomo Suntola提出的一種半導(dǎo)體薄膜制備技術(shù)。
[0003]原子層沉積技術(shù)的主要反應(yīng)方法為:在一定溫度下，向原子層沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中通入第一種反應(yīng)前驅(qū)物，使前驅(qū)物分子吸附在襯底表面上形成活性劑；當(dāng)前驅(qū)物的吸附達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，去除第一種前驅(qū)物及副產(chǎn)物；接著，通入第二種反應(yīng)前驅(qū)物，第二種前驅(qū)物與已吸附在襯底表面的活性劑、即第一種前驅(qū)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在襯底表面生成所要制備的薄膜的單分子層，并釋放氣態(tài)的副產(chǎn)物；然后，去除反應(yīng)腔室中的第二種前驅(qū)物及副產(chǎn)物，依次類推。這樣，通過將兩種或兩種以上的氣態(tài)前驅(qū)物交替注入反應(yīng)腔室，在被加工的襯底表面形成交替飽和的表面反應(yīng)層，從而實(shí)現(xiàn)原子層沉積?？赏ㄟ^選擇不同數(shù)目的生長(zhǎng)周期，以制備不同厚度的薄膜。
[0004]上述氣態(tài)反應(yīng)前驅(qū)物的制備，是在反應(yīng)工藝過程中，通過向反應(yīng)源瓶?jī)?nèi)通入載氣(通常為氮?dú)?，并由載氣攜帶反應(yīng)溶液(通常為三甲基鋁或水)，周期性地向反應(yīng)腔室中通入實(shí)現(xiàn)的。這是由于通常液源(反應(yīng)溶液)的飽和蒸汽壓較低，依靠自身?yè)]發(fā)產(chǎn)生的蒸汽量不能滿足工藝需要，因此，需要通過向反應(yīng)源瓶?jī)?nèi)通入載氣，依靠載氣來攜帶液源，周期性地向反應(yīng)腔室中提供反應(yīng)前驅(qū)物。
[0005]因此，為了科學(xué)地設(shè)計(jì)開發(fā)反應(yīng)源瓶，以便在反應(yīng)工藝過程中精確地進(jìn)行計(jì)量控制，有效提高載氣的攜帶能力，首先需要對(duì)反應(yīng)工藝過程中的一些主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，包括源瓶進(jìn)氣量、液面高度、溶液溫度、瓶?jī)?nèi)壓力和液源攜帶量等之間的關(guān)系，以確定設(shè)計(jì)的合理性。
[0006]目前，現(xiàn)有的確定源瓶的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的常規(guī)方法是通過在線采樣來實(shí)現(xiàn)的，SP通過在反應(yīng)工藝的實(shí)際過程中，對(duì)源瓶進(jìn)氣量、液面高度、溶液溫度、瓶?jī)?nèi)壓力等參數(shù)進(jìn)行采樣，然后經(jīng)過一系列計(jì)算，得到這些參數(shù)和液源攜帶量之間的相互關(guān)系。這種方法的缺陷是在反應(yīng)工藝的實(shí)際過程中采集數(shù)據(jù)的精度較難把握，影響研究參數(shù)之間相互關(guān)系的準(zhǔn)確性，往往需要通過多次的數(shù)據(jù)采集才能完成；而且，在反應(yīng)工藝的實(shí)際過程中采集數(shù)據(jù)，對(duì)生產(chǎn)節(jié)拍也會(huì)帶來一定的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種可離線進(jìn)行試驗(yàn)，并能夠精確采集所需技術(shù)參數(shù)的反應(yīng)源瓶試驗(yàn)裝置，通過設(shè)計(jì)一種模擬反應(yīng)工藝實(shí)際過程，具有秤重結(jié)構(gòu)的反應(yīng)源瓶試驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需技術(shù)參數(shù)進(jìn)行精確采集，可準(zhǔn)確計(jì)算出室溫條件下的反應(yīng)源瓶進(jìn)氣量、液面高度、溶液溫度、瓶?jī)?nèi)壓力和液源攜帶量之間的關(guān)系O
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0009]一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置，包括源瓶瓶體，安裝在瓶體的瓶蓋上的進(jìn)氣管、出氣管、熱偶，其特征在于，還包括一個(gè)天平，所述瓶體放置在天平上；所述進(jìn)氣管一端伸入到瓶體中，另一端連接供氣裝置；所述出氣管一端連通瓶體，另一端連接尾氣收集裝置；所述瓶蓋上裝有第一壓力表和液位傳感器，所述出氣管上裝有第二壓力表，所述進(jìn)氣管裝有流量計(jì)；其中，所述進(jìn)氣管和出氣管上至少有一個(gè)裝有閥門。
[0010]進(jìn)一步地，所述瓶體的瓶口為法蘭形，所述瓶蓋與所述瓶口法蘭的上表面固定連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述瓶口法蘭的上表面開有環(huán)形密封槽，所述密封槽內(nèi)設(shè)有密封圈。
[0012]進(jìn)一步地，所述瓶蓋設(shè)有二個(gè)連通瓶體的接口，所述進(jìn)氣管、熱偶分別通過接頭與所述接口連接。
[0013]進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣管一端伸入到瓶體中，另一端依次連接進(jìn)氣口閥門、流量計(jì)、
供氣裝置。
[0014]進(jìn)一步地，位于進(jìn)氣口閥門和流量計(jì)之間的進(jìn)氣管段為軟管。
[0015]進(jìn)一步地，所述出氣管一端連通瓶體，另一端依次連接出氣口閥門、尾氣收集裝置。
[0016]進(jìn)一步地，位于出氣口閥門和尾氣收集裝置之間的出氣管段為軟管，所述軟管上裝有第二壓力表。
[0017]進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣管一端伸入到瓶體中，另一端依次連接進(jìn)氣口閥門、流量計(jì)、供氣裝置，位于進(jìn)氣口閥門和流量計(jì)之間的進(jìn)氣管段為軟管；所述出氣管一端連通瓶體，另一端依次連接出氣口閥門、尾氣收集裝置；位于出氣口閥門和尾氣收集裝置之間的出氣管段為軟管，所述軟管上裝有第二壓力表。
[0018]進(jìn)一步地，所述出氣管一端與瓶蓋焊接連接，并連通瓶體，另一端連接至尾氣收集裝置，并裝有第二壓力表。
[0019]從上述技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型通過設(shè)計(jì)一種模擬反應(yīng)工藝實(shí)際過程，具有秤重結(jié)構(gòu)的反應(yīng)源瓶試驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)進(jìn)行離線精確采集，可準(zhǔn)確計(jì)算出室溫條件下的反應(yīng)源瓶進(jìn)氣量、液面高度、溶液溫度、瓶?jī)?nèi)壓力和液源攜帶量之間的關(guān)系，具有試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作、試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)，避免了在線檢測(cè)對(duì)生產(chǎn)的不利影響，適合工廠推廣使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0022]圖中1.天平，2.瓶體，3.瓶蓋，4.第一壓力表，5.第二出氣管軟管段，6.第二進(jìn)氣管軟管段，7.第三進(jìn)氣管段，8.流量計(jì)，9.熱偶，10.熱偶接頭，11.第一進(jìn)氣管段，12.密封圈，13.出氣口閥門，14.第二壓力表，15.進(jìn)氣口閥門，16.第一出氣管段，17.螺栓，18.進(jìn)氣管接頭，19.液位傳感器?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024]在本實(shí)施例中，請(qǐng)參閱圖1，圖1為本實(shí)用新型一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置的外形結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，試驗(yàn)裝置包括一個(gè)天平I，反應(yīng)源瓶的瓶體2水平放置在天平I上，天平用于秤量試驗(yàn)前后反應(yīng)源瓶質(zhì)量的變化。瓶體2的瓶口為法蘭形，瓶蓋3通過螺栓17與法蘭瓶口連接。所述的瓶體為透明材質(zhì)，便于在試驗(yàn)過程中實(shí)時(shí)觀察氣泡情況及液面高度變化情況。所述的試驗(yàn)裝置各部件的具體材質(zhì)及牌號(hào)，要根據(jù)試驗(yàn)裝置的工作溫度、工作壓力、工作介質(zhì)的性質(zhì)和精度要求來選擇。
[0025]請(qǐng)參閱圖1，瓶蓋設(shè)有連通瓶體的熱偶接口，熱偶9通過熱偶接頭10與瓶蓋的接口連接，熱偶9的測(cè)量端插入到瓶體內(nèi)的待測(cè)液體中，用于測(cè)量待測(cè)液體的溫度。瓶蓋還設(shè)有連通瓶體的進(jìn)氣管接口，第一進(jìn)氣管段11通過進(jìn)氣管接頭18與進(jìn)氣管接口螺紋連接，并插入到瓶體內(nèi)的待測(cè)液體中，用于通入載氣。第一壓力表4安裝在瓶蓋3上，用于檢測(cè)瓶體內(nèi)的壓力。液位傳感器19安裝在瓶蓋3上，并伸入到瓶體2的待測(cè)液體中，用于測(cè)量液位高度。
[0026]請(qǐng)參閱圖1，第一進(jìn)氣管段11的另一端與進(jìn)氣口閥門15相連；進(jìn)氣口閥門通過第二進(jìn)氣管軟管段6與流量計(jì)8的出氣口相連，流量計(jì)的進(jìn)氣口通過第三進(jìn)氣管段7與供氣裝置(圖中未示)相連。在試驗(yàn)過程中，進(jìn)氣口閥門用于控制載氣的通閉；流量計(jì)用于控制及檢測(cè)載氣的流量。
[0027]請(qǐng)參閱圖1，第一出氣管段16焊接在瓶蓋3上，第一出氣管段另一端與出氣口閥門13連接，出氣口閥門通過第二出氣管軟管段5與尾氣收集裝置(圖中未示)相連，第二壓力表14安裝在第二出氣管軟管段上。在試驗(yàn)過程中，出氣口閥門用于控制攜帶待測(cè)液體混合蒸汽的通閉；第二壓力表用于檢測(cè)出氣管內(nèi)的壓力。所述的第二進(jìn)氣管軟管段和第二出氣管軟管段均為軟管，可以避免外界重力因素對(duì)試驗(yàn)前后的質(zhì)量測(cè)量產(chǎn)生影響。進(jìn)氣口閥門、出氣口閥門擇一使用，即可起到控制作用。
[0028]請(qǐng)參閱圖2，圖2為本實(shí)用新型一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。如圖所示，瓶口法蘭的上表面開有環(huán)形密封槽，密封圈12安裝在瓶體2的密封槽內(nèi)，當(dāng)瓶蓋通過螺栓17與法蘭瓶口連接時(shí)，可起到很好的密封效果。
[0029]下面通過具體實(shí)例介紹一下本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置的使用方法。
[0030]試驗(yàn)前，將試驗(yàn)用待測(cè)液體填充到瓶體中，關(guān)閉進(jìn)氣口閥門和出氣口閥門，測(cè)量此時(shí)試驗(yàn)裝置的質(zhì)量。打開進(jìn)氣口閥門和出氣口閥門開始試驗(yàn)，同時(shí)采用秒表(圖中未示)記錄試驗(yàn)時(shí)間，并在試驗(yàn)過程中觀察流量計(jì)的通氣量及反應(yīng)源瓶?jī)?nèi)的壓力。試驗(yàn)時(shí)間到后，關(guān)閉進(jìn)氣口閥門和出氣口閥門，采用天平測(cè)量此時(shí)試驗(yàn)裝置的質(zhì)量變化或采用液位傳感器測(cè)量液位變化。計(jì)算反應(yīng)源瓶進(jìn)氣量和液源攜帶量之間的關(guān)系。
[0031]下面以水作為試驗(yàn)用待測(cè)液體，介紹混合蒸汽中水的物質(zhì)的量濃度的計(jì)算方法:
[0032]由質(zhì)量與物質(zhì)的量之間的關(guān)系，可得水的物質(zhì)的量公式一:
【權(quán)利要求】
1.一種用于反應(yīng)源瓶的試驗(yàn)裝置，包括源瓶瓶體，安裝在瓶體的瓶蓋上的進(jìn)氣管、出氣管、熱偶，其特征在于，還包括一個(gè)天平，所述瓶體放置在天平上；所述進(jìn)氣管一端伸入到瓶體中，另一端連接供氣裝置；所述出氣管一端連通瓶體，另一端連接尾氣收集裝置；所述瓶蓋上裝有第一壓力表和液位傳感器，所述出氣管上裝有第二壓力表，所述進(jìn)氣管上裝有流量計(jì)；其中，所述進(jìn)氣管和出氣管上至少有一個(gè)裝有閥門。
2.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述瓶體的瓶口為法蘭形，所述瓶蓋與所述瓶口法蘭的上表面固定連接。
3.如權(quán)利要求2所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述瓶口法蘭的上表面開有環(huán)形密封槽，所述密封槽內(nèi)設(shè)有密封圈。
4.如權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述瓶蓋設(shè)有二個(gè)連通瓶體的接口，所述進(jìn)氣管、熱偶分別通過接頭與所述接口連接。
5.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣管一端伸入到瓶體中，另一端依次連接進(jìn)氣口閥門、流量計(jì)、供氣裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，位于進(jìn)氣口閥門和流量計(jì)之間的進(jìn)氣管段為軟管。
7.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述出氣管一端連通瓶體，另一端依次連接出氣口閥門、尾氣收集裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，位于出氣口閥門和尾氣收集裝置之間的出氣管段為軟管，所述軟管上裝有第二壓力表。
9.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣管一端伸入到瓶體中，另一端依次連接進(jìn)氣口閥門、流量計(jì)、供氣裝置，位于進(jìn)氣口閥門和流量計(jì)之間的進(jìn)氣管段為軟管；所述出氣管一端連通瓶體，另一端依次連接出氣口閥門、尾氣收集裝置；位于出氣口閥門和尾氣收集裝置之間的出氣管段為軟管，所述軟管上裝有第二壓力表。
10.如權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述出氣管一端與瓶蓋焊接連接，并連通瓶體，另一端連接至尾氣收集裝置，并裝有第二壓力表。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK203715720SQ201420012217
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】蘇艷波, 蘭云峰, 任鑫 申請(qǐng)人:北京七星華創(chuàng)電子股份有限公司