專利名稱：分配裝置及其使用方法
分配裝置及其使用方法發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種氣相反應(yīng)物分配裝置，其可用于分配氣相反應(yīng) 物，例如用于在半導(dǎo)體材料和器件制造中的材料沉積的前體。分配 裝置具有用于檢測(cè)裝置內(nèi)部體積中的液體反應(yīng)物液位的液體反應(yīng)物 液位傳感器，以及用于檢測(cè)裝置內(nèi)部體積中的液體反應(yīng)物的溫度的 溫度傳感器。該裝置的底板具有設(shè)在其中的從底板面向下延伸的凹 穴，而液體反應(yīng)物液位傳感器和溫度傳感器的下端定位在凹穴中。發(fā)明背景現(xiàn)代化學(xué)氣相沉積和原子層沉積設(shè)備利用起泡器(bubbler)或安瓿 來將前體化學(xué)物輸送到沉積室中。這些安瓿通過使載氣經(jīng)過液體前 體化學(xué)物容器并且與氣體一起攜帶前體蒸氣而工作。在多數(shù)情況下， 必需用一些裝置加熱安瓿，以便增加前體的蒸氣壓力并且因此增加 載氣中化學(xué)物的量。重要的是，監(jiān)控安瓿內(nèi)部的液體前體化學(xué)物的 溫度，以便控制蒸氣壓力。知道安瓿內(nèi)部的液體前體化學(xué)物何時(shí)接近用完是重要的，這樣 就可以在化學(xué)氣相沉積或原子層沉積循環(huán)末期對(duì)其進(jìn)行更換。如果 安瓿將在該循環(huán)的中間用干，則整批的晶片將損毀，造成數(shù)百萬(wàn)美 元的潛在損失。因此，希望在安瓿內(nèi)部剩下盡可能少的液體前體化 學(xué)物，以便避免浪費(fèi)貴重的液體前體化學(xué)物。隨著前體化學(xué)物的成 本增加，浪費(fèi)盡可能少的化學(xué)物變得更加重要。多數(shù)液體液位傳感器具有數(shù)十英寸或更大的盲區(qū)，這在傳感器 觸發(fā)時(shí)在安瓿中留下太多的化學(xué)物(高達(dá)15%或更多)。存在著改進(jìn)安 瓿設(shè)計(jì)的需要，以便降低液位傳感器觸發(fā)時(shí)的殘佘液體前體化學(xué)物 的量。因?yàn)榘雽?dǎo)體制造過程典型地以批量處理的方式操作，所以， 對(duì)于組成材料由氣化的源材料沉積在晶片襯底上而言，來自供應(yīng)器 皿的未使用的反應(yīng)物就成為源自半導(dǎo)體制造設(shè)備的全部浪費(fèi)的 一 部分。在其中液體前體化學(xué)物是高成本的和貴重的情況下，液體前體 化學(xué)物的這種浪費(fèi)對(duì)工藝制程的經(jīng)濟(jì)性有不利的影響，并且在廢液 和其環(huán)境影響的處理方面表現(xiàn)出沉重的負(fù)擔(dān)。美國(guó)專利No. 6,077,356公開了 一種類型的閉合器皿的液體反應(yīng) 物分配組件，其中液體由來自加壓氣體器皿的封液管排放管進(jìn)行分 配，并且其中液體液位可由向下延伸到器皿中并且恰好終止于其底 板低處的傳感器來檢測(cè)。器亞的底板具有集液池凹穴，其中設(shè)置了 封液管液體排^:管和液體液位傳感器的下端。來自器亞的液體反應(yīng) 物傳給蒸發(fā)器，并且氣化而形成流到化學(xué)氣相沉積室中的源蒸氣。在本領(lǐng)域中希望提供一種氣相反應(yīng)物分配裝置和方法，其增加 了對(duì)裝置內(nèi)液體前體化學(xué)物的利用，并且相應(yīng)地減少了它的浪費(fèi)， 并且不需要額外的步驟和硬件，例如與化學(xué)氣相沉積室流體連通的 現(xiàn)有技術(shù)的液體反應(yīng)物分配器皿所要求的蒸發(fā)步驟和蒸發(fā)器。發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種氣相反應(yīng)物分配裝置，其包括 圓柱形閉合器皿，該器皿在其上端由可移動(dòng)頂壁部件限界，并 且在其下端由底壁部件限界，以便在其中限定內(nèi)部體積；底壁部件，其具有主底板面，該底板面在其中包含從主底板面 向下延伸的集液池凹穴，集液池凹穴在其下端由次底板面限界，并 且集液池凹穴的至少一部分居中地定位在底壁部件上，而集液池凹 穴的至少一部分非居中地定位在底壁部件上；溫度傳感器，其從器皿外部的上端延伸穿過頂壁部件的居中定 位部分，并且大體上垂直向下進(jìn)入器皿的內(nèi)部體積中，而到達(dá)居中 地定位在底壁部件上的集液池凹穴的那部分的下端，并且溫度傳感 器的下端設(shè)置成非干涉式地靠近集液池凹穴的次底板面；液體反應(yīng)物液位傳感器，其從器皿外部的上端延伸穿過頂壁部 件的非居中定位部分，并且大體上垂直向下進(jìn)入器皿的內(nèi)部體積中， 而到達(dá)非居中地定位在底壁部件上的集液池凹穴的那部分的下端， 并且液體反應(yīng)物液位傳感器的下端設(shè)置成非干涉式地靠近集液池凹穴的次底纟反面；和溫度傳感器，其可操作地設(shè)置在集液池凹穴內(nèi)，以便測(cè)定器皿 內(nèi)液體反應(yīng)物的溫度，液體反應(yīng)物液位傳感器可操作地設(shè)置在集液 池凹穴內(nèi)，以j更測(cè)定器皿內(nèi)液體反應(yīng)物的液位，所述溫度傳感器和 液體反應(yīng)物液位傳感器設(shè)置成在集液池凹穴內(nèi)非干涉式地相互靠 近，而溫度傳感器和液體反應(yīng)物液位傳感器在集液池凹穴內(nèi)是以液 體反應(yīng)物形成流體連通的。安瓿或器亞的內(nèi)部構(gòu)造具有小井或集液池凹穴，以^_液體反應(yīng) 物液位傳感器和溫度傳感器向下伸入其中。該集液池凹穴的截面積 遠(yuǎn)小于器皿或安瓿主體的截面積，這意味著在液體反應(yīng)物液位傳感 器斷開(trip)時(shí)，殘余的體積遠(yuǎn)小于將在安瓿的主體內(nèi)的殘余體積。 這有效地消除了在諸如超聲波液位傳感器或光學(xué)液位傳感器等其它 液位傳感器中固有的盲區(qū)。與現(xiàn)有技術(shù)的閉合器皿液體反應(yīng)物分配組件相反，本發(fā)明的氣 相反應(yīng)物分配裝置不需要用于從器皿中排放液體的封液管液體排放 管。另外，現(xiàn)有技術(shù)公開了在輸送液體方面的井，而本發(fā)明設(shè)計(jì)成 用于輸送氣相反應(yīng)物。而且，本發(fā)明將液體反應(yīng)物液位傳感器和溫 度傳感器一起結(jié)合在一個(gè)集液池凹穴內(nèi)，因此使器皿的操作在本質(zhì) 上更安全。如以上所指示的那樣，集液池凹穴已經(jīng)擴(kuò)展到包括溫度傳感器， 例如熱電偶套管和熱電偶， -使得液體反應(yīng)物液位傳感器和溫度傳感 器均在同一水平上。這樣，只要液體反應(yīng)物液位傳感器是濕的，則 溫度傳感器就是濕的。這是重要的安全考慮。如果溫度傳感器是干 的，而液體反應(yīng)物液位傳感器指示化學(xué)物還存在，那么這將導(dǎo)致將 安瓿加熱到不安全的溫度。本發(fā)明的安瓿設(shè)計(jì)確保了即使在液位傳 感器指示安瓿應(yīng)更換之后，溫度傳感器仍是濕的。典型地為不銹鋼容器的安瓿輸送在室溫下是固體或液體的化學(xué)物的90%到99%。安瓿被加熱，以便以蒸氣形式輸送化學(xué)物，并且 包括在其底板內(nèi)的集液池凹穴，用于填充容器的裝置，用于引入 氣體而與氣-液界面上方的液面上空間內(nèi)的化學(xué)物蒸氣混合的裝置， 用于抽出氣體和蒸氣的所得混合物的裝置，用于溫度和液體反應(yīng)物 液位測(cè)量的裝置，和用于將它與環(huán)境隔離的裝置。器皿或安瓿的特 征在于集液池凹穴的截面積遠(yuǎn)小于主體的截面積，并且它同時(shí)定^(立 溫度傳感器和液體反應(yīng)物液位傳感器，并且它的尺寸設(shè)置成使得這 些傳感器總是浸沒在液態(tài)或液化的化學(xué)物中，并且溫度傳感器和液 體反應(yīng)物液位傳感器定位成遠(yuǎn)離容器的壁并且更朝向其中心。溫度 傳感器居中地定位在器皿內(nèi)，而液體反應(yīng)物液位傳感器非居中地定 位在器皿內(nèi)。本發(fā)明還涉及一種以上介紹的氣相反應(yīng)物分配裝置，其還包括 具有載氣供應(yīng)入口的頂壁部件的非居中定位部分； 從載氣供應(yīng)入口向上延伸并且從頂壁部件向外延伸的載氣供應(yīng) 管線，用于將載氣輸送到器亞的內(nèi)部體積，載氣供應(yīng)管線包含設(shè)在 其中的載氣流量控制閥，用于控制從中通過的載氣的流量； 具有氣相反應(yīng)物輸出口的頂壁部件的非居中定位部分；和 氣相反應(yīng)物排》欠管線，其從氣相反應(yīng)物輸出口向上延伸并且乂人 頂壁部件向外延伸，用于將氣相反應(yīng)物從器皿的內(nèi)部體積移除，氣 相反應(yīng)物排放管線包含設(shè)在其中的氣相反應(yīng)物流量控制閥，用于控 制從中通過的氣相反應(yīng)物的流量。本發(fā)明還涉及一種以上介紹的氣相反應(yīng)物分配裝置，其還包括 選自化學(xué)氣相沉積室和原子層沉積室的沉積室；
將該裝置連接到沉積室的氣相反應(yīng)物排放管線；可加熱的基座，其包含在沉積室內(nèi)，并且設(shè)置成與氣相反應(yīng)物排放管線形成接受的關(guān)系；和連接到沉積室上的流出物排放管線，使得氣相反應(yīng)物經(jīng)過氣相 反應(yīng)物排放管線而進(jìn)入沉積室中，用于與可加熱的基座上的襯底接 觸，而任何殘余的流出物通過流出物排放管線排出。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于將氣相反應(yīng)物輸送到沉積室的方 法，其包括(a) 提供如以上所介紹的氣相反應(yīng)物分配裝置；(b) 將在環(huán)境溫度下是液體或固體的反應(yīng)物添加給所述氣相反應(yīng)物分配裝置；(c) 將在所述氣相反應(yīng)物分配裝置內(nèi)的反應(yīng)物加熱到足夠以蒸發(fā) 反應(yīng)物的溫度，以便提供氣相反應(yīng)物；(d) 供應(yīng)載氣到所述氣相反應(yīng)物分配裝置內(nèi)；(e) 從所述氣相反應(yīng)物分配裝置中通過所述氣相反應(yīng)物排放管線 抽出氣相反應(yīng)物和載氣；和(f) 將氣相反應(yīng)物和載氣供應(yīng)到所迷沉積室內(nèi)。本發(fā)明的氣相反應(yīng)物分配裝置可用在較寬范圍的處理系統(tǒng)中， 例如包括化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)，其中，來自供應(yīng)器亞的氣相反應(yīng)物輸 送給化學(xué)氣相沉積室，用于從源蒸氣中將材料層沉積在沉積室內(nèi)的本發(fā)明還涉及一種以上介紹的用于將氣相反應(yīng)物輸送到沉積室的方法，其包括(g) ^吏氣相反應(yīng)物與沉積室內(nèi)的可加熱基座上的襯底4矣觸；和(h) 通過連接到沉積室上的流出物排放管線，來排出任何殘余的 流出物。本發(fā)明在液體反應(yīng)物液位傳感器已發(fā)出信號(hào)以指示內(nèi)含物到達(dá) 結(jié)束末端時(shí)，允許最小量的半導(dǎo)體前體化學(xué)物殘留在安瓿或起泡器
內(nèi)。這是非常重要的，因?yàn)榘雽?dǎo)體前體的復(fù)雜性和成本升高了。為 了降低成本，半導(dǎo)體制造商希望浪費(fèi)的前體盡可能少。另外，本發(fā) 明將溫度傳感器放置在與液體反應(yīng)物液位傳感器相同的凹入式集液 池凹穴內(nèi)。這確保了液體半導(dǎo)體前體的真實(shí)溫度將被讀出，只要液 體反應(yīng)物液位傳感器指示存在前體。這從安全立場(chǎng)來看是重要的。 如果溫度傳感器是在液體半導(dǎo)體前體的外部，它將給加熱裝置發(fā)送 錯(cuò)誤的低溫信號(hào)。這可導(dǎo)致給安瓿過度加熱的情況，這可造成不安 全的狀態(tài)和半導(dǎo)體前體的分解。本發(fā)明允許半導(dǎo)體制造商使用前體的最大比例量，并且在換出 安瓿之前的浪費(fèi)非常少。這減少了浪費(fèi)，并且最大程度地提升了對(duì) 半導(dǎo)體前體投資的回報(bào)。通過隨后的公開內(nèi)容和所附的權(quán)利要求，可以更全面地清楚了 解本發(fā)明的其它方面、特征和實(shí)施例。附圖簡(jiǎn)介

圖1是以局部剖視圖顯示的氣相反應(yīng)物分配裝置的示意圖。圖2是器皿的底壁部件表面的俯視平面圖，顯示了集液池凹穴的不同的構(gòu)造。在圖2A和圖2B中，兩個(gè)或多個(gè)相切的圓形凹陷可 以用作集液池凹穴。在圖2C中，由連接溝槽相連的兩個(gè)或多個(gè)圓形凹陷可以用作集液池凹穴。 發(fā)明詳述器皿或安瓿典型地由316L不銹鋼加工而成，并且進(jìn)行電解拋光， 以便防止前體化學(xué)物受到污染。蓋子是可拆卸的，以便于清潔和再 使用。溫度傳感器處于安瓿的中央，以保證一致的熱傳導(dǎo)。閥和液 位傳感器通過面密封連接件而相連，以便保證潔凈、防漏的密封。 一旦在清潔室內(nèi)組裝好，即可調(diào)節(jié)安瓿，以除去吸附的水，并用氦 檢漏儀進(jìn)行檢漏。安瓿設(shè)計(jì)成可在幾托的壓力到稍高于大氣壓的壓 力下使用。參見圖1,在不銹鋼安瓿4底部?jī)?nèi)加工出的溝槽3提供了集液池凹穴，該集液池凹穴減少了液體反應(yīng)物液位傳感器2進(jìn)行檢測(cè)所必需的材料量。溝槽還將液體反應(yīng)物液位傳感器和溫度傳感器1定位 在同一個(gè)集液池凹穴內(nèi)，使得這兩個(gè)檢測(cè)器總是濕的。在圖1中，安瓿的底板具有朝向中心點(diǎn)的3度斜度，使得任何殘余的材料匯集到溝槽內(nèi)，從而進(jìn)一步降低了化學(xué)物的浪費(fèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，集液池凹穴構(gòu)造成為在器皿的底板部件中的 雙井結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)井包含溫度傳感器的下端，而另一個(gè)井包含液 體反應(yīng)物液位傳感器元件的下端。集液池凹穴可適當(dāng)?shù)卣奸л^小的部分，例如器皿底板截面積的20%或更小，并且易于通過對(duì)器皿的底板部件進(jìn)行加工、銑削、鉆孔 或特形銑而構(gòu)成。圖1中所示的熱電偶套管可由0.375英寸的管子制成，以便容納 很多種熱電偶。將少量的導(dǎo)熱油放置在熱電偶套管內(nèi)，以便確保熱 適當(dāng)?shù)貍鬏數(shù)綗犭娕肌?duì)于一般用于化學(xué)氣相沉積的溫度類型而言， K-類型的熱電偶是最常用的。溝槽的尺寸應(yīng)足夠深，以便允許液體反應(yīng)物液位傳感器檢測(cè)流 體，并且允許在液體反應(yīng)物液位傳感器和溝槽的底部之間存在少量 的間隙。在溫度和液體反應(yīng)物液位傳感器它們自身周圍還應(yīng)存在間 隙，使得溝槽的側(cè)面不與傳感器干涉。大約0.125英寸的間隙對(duì)多數(shù) 傳感器來說是足夠的。在圖1中，液體反應(yīng)物液位傳感器是超聲波類型的傳感器。該 傳感器具有僅0.3英寸的盲區(qū)。超聲波傳感器還具有僅0.5英寸的直 徑，使得溝槽的直徑減小了。使用這些數(shù)量的尺寸并且假定安瓿為 一公升，則安瓿可以構(gòu)造成使得液位傳感器在僅殘余1%的材料時(shí)將 發(fā)出信號(hào)以指示快達(dá)到材料的結(jié)束末端。
盡管已經(jīng)特別說明了溝槽，但是，在這種情況下，由于易于加工，可以使用其它備選幾何形狀的集液池。如圖2A和圖2B中所示， 兩個(gè)或多個(gè)相切的圓形凹陷可用作集液池凹穴。或者，如圖2C中所示，通過連接溝槽相連的兩個(gè)或多個(gè)圓形凹陷可以用作集液池凹穴。 這些構(gòu)造將允許最小的截面積，因此浪費(fèi)的材料最少。在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的氣相反應(yīng)物分配裝置的集液池凹 穴在底壁部件表面的俯視平面圖中可具有啞鈴形狀。集液池凹穴還 可包括互相流體連通的兩個(gè)橫向隔開的井，其中一個(gè)井使溫度傳感 器的下端設(shè)置在其中，而其中另一個(gè)井使液體反應(yīng)物液位傳感器的 下端設(shè)置在其中。另外，液體反應(yīng)物液位傳感器井可通過軛狀通道 與溫度傳感器井連接，從而限定了集液池凹穴的啞鈴構(gòu)形。輸送在室溫下為固體或液體的化學(xué)物的90%到99%的方法包括， 通過從側(cè)壁以及器亞或容器的底部提供熱量，而將器亞中的化學(xué)物 加熱到高于其熔點(diǎn)的溫度，并且優(yōu)選加熱到適合用于其化學(xué)氣相沉 積或原子層沉積工藝中所用的溫度，連續(xù)地監(jiān)控兩個(gè)溫度和在容器 底部的集液池凹穴中的液體液位；調(diào)節(jié)熱量輸入，以便控制液體反 應(yīng)物溫度低于正常沸點(diǎn)、在容器壓力下的沐點(diǎn)和液體反應(yīng)物的分解 溫度中的最低者，將惰性氣體傳輸?shù)饺萜髦?，以便與氣-液界面上方 的蒸氣混合，并抽出氣體和蒸氣的混合物，以便輸送到化學(xué)氣相沉 積或原子層沉積工藝中。安瓿通過連接到兩個(gè)閥5和6上而安裝在化學(xué)氣相沉積或原子 層沉積設(shè)備上。這兩個(gè)閥5和6是在傳送期間使用的隔離閥。 一旦 閥安裝在設(shè)備上，閥即被打開，熱電偶11放置在熱電偶套管1中， 并且將足夠的導(dǎo)熱流體加到熱電偶套管中，以便覆蓋熱電偶。安吾瓦 放置在加熱罩、加熱塊或加熱浴槽9內(nèi)，并且升高到輸送溫度。半 導(dǎo)體前體的溫度通過使用熱電偶套管內(nèi)的熱電偶進(jìn)行監(jiān)控。載氣通過輸入口 7引入并且經(jīng)過在液氣界面12上方的液面上空間，液面上 空間使載氣與半導(dǎo)體前體混合至飽和。前體飽和氣體通過輸出端口 8
排出安瓿并且被攜帶到沉積設(shè)備中。當(dāng)液體液位低于液位傳感器2 中的超聲波換能器時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)出警告信號(hào)。該信號(hào)可以是音頻 信號(hào)、視頻信號(hào)或邏輯信號(hào)。邏輯信號(hào)允許液體反應(yīng)物液位傳感器 直接與沉積設(shè)備通信。在沉積過程中， 一般需要通過一些裝置來加熱器皿或安瓿，以 便增加前體的蒸氣壓力，并且因此而增加載氣中化學(xué)物的量。重要的是，監(jiān)控安瓿內(nèi)的液體前體化學(xué)物的溫度，以便控制蒸氣壓力。 對(duì)半導(dǎo)體前體溫度的這種監(jiān)控可以借助熱電偶套管中的熱電偶來完成。隨著半導(dǎo)體前體被消耗，則它只需要較少的熱輸入以便保持其 處于目標(biāo)溫度下。用于安瓿的熱源將需要用熱電偶監(jiān)控，因此就相 應(yīng)地調(diào)節(jié)加熱塊、加熱罩或加熱浴槽的溫度。必需將熱電偶套管設(shè)置成離集液池凹穴的底板有一定距離，使 得它在液位傳感器指示到達(dá)化學(xué)物的結(jié)束末端時(shí)仍浸沒在液體半導(dǎo) 體前體內(nèi)。保證這一點(diǎn)的一種方式是，使液位傳感器和熱電偶套管 從蓋子向下突出一段相同距離。這種構(gòu)造利用了液位檢測(cè)器件上的 盲區(qū)，以便保證熱電偶套管總是濕的。這是重要的，不僅是因?yàn)槌?于安全考慮，而且還因?yàn)檫@樣可確保前體溫度不超過分解溫度。所介紹的系統(tǒng)用于具有液體反應(yīng)物液位傳感器和溫度傳感器這 二者的器皿或安瓿。也可以將液位傳感器和熱電偶結(jié)合在一個(gè)探頭 中。在這種情況下，集液池將^f義僅需要單個(gè)圓形凹陷。還可能的是， 安瓿將不需進(jìn)行加熱，因此避免了對(duì)溫度傳感器的需要。在這種情 況下，集液池將僅僅需要單個(gè)圓形凹陷。固體嵌件可設(shè)計(jì)成用以產(chǎn)生集液池凹穴，以便更改現(xiàn)有的安瓿。 嵌件將必須通過焊接或一些其它方法與安瓿固定連接，以便防止嵌 件在運(yùn)行期間的移動(dòng)，并且保證溝槽與液位傳感器和溫度傳感器對(duì) 準(zhǔn)。圖1中所示的系統(tǒng)是與超聲波液位傳感器一同使用的?？墒褂?光學(xué)液位傳感器，但可能需要更深的井。也可使用磁性浮子型傳感 器，但可能需要更大直徑的集液池凹穴，以便容納磁性浮子的直徑。盡管只是論述了僅具有 一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的端點(diǎn)液體反應(yīng)物液位傳感 器，但是，也可以使用多檢測(cè)點(diǎn)的或連續(xù)的液體反應(yīng)物液位傳感器， 并且當(dāng)其在使用時(shí)，可監(jiān)控半導(dǎo)體前體的消耗。必須保證檢測(cè)的最 末點(diǎn)在井內(nèi)，以便得到本發(fā)明的好處。圖1中所示的系統(tǒng)是與熱電偶套管1和熱電偶11 一起使用的。 應(yīng)當(dāng)理解，其它類型的溫度檢測(cè)器件可用于本發(fā)明的實(shí)踐中，并且 可在實(shí)踐中廣泛地變化。圖1中所示的系統(tǒng)可用于具有液體反應(yīng)物液位傳感器和溫度傳 感器這二者的安瓿。因此，溝槽已經(jīng)設(shè)計(jì)成可應(yīng)付兩個(gè)管狀探頭。 該系統(tǒng)還可與連接在載氣供應(yīng)入口上的管一起使用，因此使安瓿變 成起泡器。還可能希望使入口管向下延伸到集液池凹穴內(nèi)，以便增 長(zhǎng)氣泡的路徑長(zhǎng)度。這將增大起泡器內(nèi)溶解的化學(xué)物的量，并且使 起泡器的效率更高。如果添加了起泡器管，則可能需要添加第三凹 穴到集液池凹穴內(nèi)，或者是可能需要延長(zhǎng)溝槽。該器皿或安瓿包括側(cè)壁部件、頂壁部件和底壁部件或底板部件， 側(cè)壁部件例如可包括共同限定了封閉的例如方形或其它非圓形截面 的側(cè)壁結(jié)構(gòu)的圓柱形壁或壁段。側(cè)壁、頂壁和底壁或底板部件限定 了器皿的封閉的內(nèi)部體積，其在操作中可包含氣體空間，該氣體空 間位于在氣-液界面12處形成了液體表面的液體上方。根據(jù)本發(fā)明，底板部件具有主底板面，并且在其中設(shè)有集液池 凹穴。集液池凹穴從主底纟反面向下延伸到具有凹穴的邊界側(cè)壁面的 次底才反面內(nèi)。器皿4配備有包括載氣入口 7的載氣引入裝置，載氣入口 7具 有與之相連的載氣流量控制閥5，以便控制載氣流入器皿的內(nèi)部體積 內(nèi)的流量。載氣供應(yīng)入口 7通過聯(lián)接到來自載氣供給單元(圖中未示
出)的供給管線上，而使得載氣從供給單元流過供給管線而到達(dá)栽氣 供應(yīng)入口 7，并且排放到器皿內(nèi)部。氣體供給單元可為任何合適的類 型，例如高壓氣瓶、低溫空氣分離設(shè)備或壓力擺動(dòng)空氣分離單元， 從而將栽氣如氮、氬、氦等供應(yīng)給供給管線。氣相反應(yīng)物排放管線8接收從器皿的內(nèi)部體積排出的氣相或蒸 氣反應(yīng)物，并且使之流到化學(xué)氣相沉積室(圖中未示出)中。在化學(xué)氣 相沉積室內(nèi)，晶片(例如圖案化的晶片或其它襯底元件)安裝在可加熱的基座或其它支座結(jié)構(gòu)上，所述基座與成從氣相反應(yīng)物排放管線8 1入沉積室內(nèi)的源蒸氣形成接受的關(guān)系。蒸氣與晶片接觸，以便在其上沉積所希望的源蒸氣成分，并且 在晶片上形成最終的材料層或者沉積物。來自化學(xué)氣相沉積的廢氣流出物從沉積室排》丈到流出物排^:管線中，并且可傳遞給再循環(huán)裝置、回收裝置、廢物處理裝置、處理裝置或其它處置裝置(圖中未示出)。再次參見器亞或安瓿，器皿配備有液體反應(yīng)物液位傳感器2，其 從位于器皿外部的上部分向下延伸穿過器皿頂壁部件的非居中定位 部分，而到達(dá)非居中地定位在底板部件上并且緊鄰器i集液池凹穴3 次底板面的下端，以^更在器i內(nèi)包含液體反應(yīng)物時(shí)，可允許利用液 體反應(yīng)物的至少95%。液體反應(yīng)物液位傳感器2的上部分可通過液 體反應(yīng)物液位檢測(cè)信號(hào)傳輸線連接到中央處理單元上，用于在系統(tǒng) 的操作期間將測(cè)得的液體反應(yīng)物液位信號(hào)從液體反應(yīng)物液位傳感器 傳輸給中央處理單元。以類似的方式，器皿配備有溫度傳感器，也就是熱電偶套管1和熱電偶11，其A/v位于器JDL外部的上部分向下延伸穿過器皿頂壁部件的居中定位部分，而到達(dá)居中地定位在底壁部件上并且緊鄰器皿 集液池凹穴3次底板面的下端。溫度傳感器11的上部分可通過溫度 檢測(cè)信號(hào)傳輸線連接到中央處理單元上，用于在系統(tǒng)的操作期間將 測(cè)得的溫度信號(hào)從溫度傳感器傳輸給中央處理單元。
中央處理單元可包括合適的微處理器、計(jì)算機(jī)或其它合適的控 制裝置，并且還可通過控制信號(hào)傳輸線連在閥5上(例如通過圖中未 示出的合適的閥促動(dòng)器元件)，以便選擇性地調(diào)節(jié)閥5和控制載氣流 到器皿中的流量。中央處理單元還可通過控制信號(hào)傳輸線連到閥6 上(例如通過圖中未示出的合適的閥促動(dòng)器元件)，以便選擇性地調(diào)節(jié)閥6和控制氣相反應(yīng)物從器皿中的排放。集液池凹穴可優(yōu)選地占據(jù)器皿底板截面積的 一 小部分。 一般而 言，集液池凹穴的平面圖截面積優(yōu)選小于器皿底板總截面積的約25%，并且更優(yōu)選小于器皿底纟反總截面積的約15%。例如集液池凹穴 的截面積可為器皿(底板面積)的總截面積的約5%到約20%。集液池 凹穴的側(cè)壁可以是傾斜的、平直的或具有任何其它的幾何形狀或定向。應(yīng)該明白的是，在本發(fā)明的實(shí)施中，集液池凹穴的構(gòu)造，包括 其形狀、幾何形狀和尺寸，可在實(shí)施中較大程度地變化。例如，集液池凹穴可包括分開的、不連續(xù)的且互連的井，以用 于各自的溫度傳感器和液體反應(yīng)物液位傳感器的下端部分。這些井 應(yīng)通過通道相互連通，該通道延伸穿過供應(yīng)器皿的底板部件并且在 各自的端部在井的次底板面附近與井連通。這種互連的通道例如可 為一般水平地延伸的通道，或者是例如可包括在器皿底板部件的相 應(yīng)井之間的U形或測(cè)壓型通道，或者是，這種通道可具有任何其它 合適的形狀和構(gòu)造，以用于連通集液池凹穴的井或組成部分。的底板部件中形成，這些方法包括鑄造、模制、蝕刻、加工(鉆孔、這些方法在器i或安瓿的內(nèi)部體積的下部分中提供了較小截面積的 液體保持體積，使得在這種情形下，與在其整個(gè)垂直長(zhǎng)度上具有一 致截面積的內(nèi)部體積的情形相比，給定體積的液體將占據(jù)更大的高度。
在系統(tǒng)的說明性操作中，將液體反應(yīng)物放置在器皿4中進(jìn)行加 熱，并且載氣從載氣供給單元流經(jīng)載氣供給管線而到達(dá)氣體供應(yīng)入口 7，載氣從該氣體供應(yīng)入口 7排放到器皿的內(nèi)部體積內(nèi)。通過一些裝置來加熱器皿是必要的，以便增加前體的蒸氣壓力并且因此而增 加載氣中化學(xué)物的量。所得的蒸氣和載氣通過氣相反應(yīng)物排放管線 從器皿排放出并流到化學(xué)氣相沉積室中，用于在襯底上沉積所希望 的材料層或沉積物。蒸氣和載氣的廢氣從沉積室中排放到流出物排;故管線內(nèi)。在此操作期間，器皿4內(nèi)液體的液體反應(yīng)物液位通過液體反應(yīng) 物液位傳感器2進(jìn)行檢測(cè)。知道器皿內(nèi)的液體前體化學(xué)物何時(shí)接近 用完是很重要的，這樣就可以在化學(xué)氣相沉積或原子層沉積循環(huán)的 末期更換器亞內(nèi)的液體前體化學(xué)物。液體反應(yīng)物液位逐漸下降，并 且最終降低到集液池凹穴3內(nèi)達(dá)到最低液頭(集液池凹穴內(nèi)液體的高 度)，此時(shí)，中央處理單元通過液體液位檢測(cè)信號(hào)傳輸線接收相應(yīng)的 測(cè)得的液體液位信號(hào)。中央處理單元作出響應(yīng)，從而在控制信號(hào)傳 輸線中傳輸控制信號(hào)給載氣流量控制閥5，以便閉合控制閥5，并切 斷載氣流到器皿的流量，并且還同時(shí)在控制信號(hào)傳輸線中傳輸控制 信號(hào)，以便閉合氣相反應(yīng)物流量控制閥6，從而切斷氣相反應(yīng)物從器 i中流出的流量。而且，在此操作的期間，器皿4內(nèi)液體的溫度由溫度傳感器11 進(jìn)行檢測(cè)。監(jiān)控器皿內(nèi)液體前體化學(xué)物的溫度是很重要的，以便控 制蒸氣壓力。如果器皿內(nèi)液體反應(yīng)物的溫度變得太高，則中央處理 單元通過溫度檢測(cè)信號(hào)傳輸線接收相應(yīng)的測(cè)得的溫度信號(hào)。中央處 理單元作出響應(yīng)，而在控制信號(hào)傳輸線中將控制信號(hào)傳輸至載氣流 量控制閥5，以便關(guān)閉控制閥5并切斷載氣流到器皿的流量，并且還 同時(shí)在控制信號(hào)傳輸線中傳輸控制信號(hào)，以便閉合氣相反應(yīng)物流量 控制閥6 ， /人而切斷氣相反應(yīng)物從器亞中流出的流量。 通過在氣相反應(yīng)物分配操作的末期產(chǎn)生的截面減小的效果，則 根據(jù)本發(fā)明的集液池凹穴內(nèi)的液體體積的高度會(huì)增加，因此，液體 反應(yīng)物液位傳感器和溫度傳感器就能夠監(jiān)控液體反應(yīng)物液位和溫 度，以便更接近對(duì)液體的完全利用。
本發(fā)明的裝置和方法因此在本領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了較大的技術(shù)進(jìn)步， 在所提供的用于供給和分配氣相反應(yīng)物的系統(tǒng)中，它允許最初供應(yīng)的液體反應(yīng)物體積的95-98%在選擇性地分配氣相反應(yīng)物的應(yīng)用場(chǎng)合 中得到利用。
相應(yīng)地，在諸如制造半導(dǎo)體和超導(dǎo)體產(chǎn)品的操作中，可利用本 發(fā)明的裝置和方法將液體反應(yīng)物的浪費(fèi)降低到最初裝載到分配器亞 中的體積的2-5%。
因此，本發(fā)明的實(shí)施顯著地改進(jìn)了液體反應(yīng)物供給和氣相反應(yīng) 物分配系統(tǒng)、以及采用分配的氣相反應(yīng)物的工藝的經(jīng)濟(jì)性。本發(fā)明 在某些情形下可允許液體反應(yīng)物的較高成本效益的利用，這是現(xiàn)有 技術(shù)實(shí)踐的浪費(fèi)程度特性不可能實(shí)現(xiàn)的實(shí)際內(nèi)容。
作為本發(fā)明的另一好處是，在氣相反應(yīng)物分配操作的末期器皿 中液體反應(yīng)物總量的減少將允許切換時(shí)間(在此切換期間，將耗盡的 供應(yīng)器皿從處理系統(tǒng)中換出并更換成另一器皿，以用于進(jìn)一步的加 工工藝)相對(duì)于這種現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)踐而減少了 ，這是因?yàn)閷?duì)來自供應(yīng) 器皿的最初裝載的液體的利用得以增加，而導(dǎo)致供應(yīng)器皿更長(zhǎng)的運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)間的結(jié)果。
適用于本發(fā)明中的液體反應(yīng)物前體優(yōu)選是有機(jī)金屬化合物前 體。有機(jī)金屬前體可包括貴金屬，例如釕、鉿、鉭、鉬、鈿、金、 鈦、鉛、4巴、鋯、鉍、鍶、鋇、4丐、銻和鉈。優(yōu)選的有機(jī)金屬前體 化合物包括含釕、含鉿、含鉭和/或含鉬的有機(jī)金屬前體化合物。
在本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)金屬化合物可用在用于形成#分 末、膜或涂層的氣相沉積技術(shù)中。有機(jī)金屬化合物可以作為單個(gè)源 前體使用，或可與一種或多種其它前體一起^f吏用，例如與通過加熱 至少 一種其它有機(jī)金屬化合物或金屬絡(luò)合物所產(chǎn)生的蒸氣一起使用。沉積可在有其它氣相組分參與的情況下進(jìn)行。在本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例中，膜沉積在有至少一種非反應(yīng)性載氣參與的情況下進(jìn)行。 非反應(yīng)性氣體的示例包括惰性氣體，例如氮、氬、氦以及在工藝條 件下不會(huì)與有機(jī)金屬化合物前體反應(yīng)的其它氣體。在其它實(shí)施例中， 薄膜沉積在有至少 一種反應(yīng)性氣體參與的情況下進(jìn)行。可以采用的 其中一些反應(yīng)性氣體包括但不限于聯(lián)氨、氧、氫、空氣、富氧空氣、 臭氧(03)、 一氧化二氮(>120)、水蒸氣、有機(jī)物蒸氣、氨和其它氣體。 如本領(lǐng)域所已知的那樣，氧化性氣體(例如空氣、氧、富氧空氣、03、 N20或氧化有機(jī)物化合物的蒸氣)的存在有利于金屬氧化物膜的形 成?？蓤?zhí)行本文中介紹的沉積方法，以便形成包括一種金屬的膜、 粉末或涂層，或形成包括一種金屬氧化物的膜、粉末或涂層。也可 以沉積混合的膜、粉末或涂層，例如混合的金屬氧化物膜?？梢孕?成混合的金屬氧化物膜，例如通過使用若干種有機(jī)金屬前體，其中 至少一種有機(jī)金屬前體選自以上所述的有機(jī)金屬化合物。可進(jìn)行氣相膜沉積，以便形成所需厚度的膜層，例如厚度在從約lnm到lmm以上的范圍內(nèi)。本文中介紹的前體尤其用于制造薄膜， 例如具有在約10nm到約100nm范圍內(nèi)的厚度的膜。本發(fā)明的膜例 如可以考慮用于制備金屬電極，尤其是作為邏輯電路中的n-通道型 金屬電極、作為用于DRAM應(yīng)用的電容器電極和作為電介質(zhì)材料。該沉積方法還適用于制備分層的膜，其中，這些層中的至少兩 層在相或成分上是不同的。分層的膜的示例包括金屬-絕緣體-半導(dǎo)體 和金屬-絕緣體-金屬。有機(jī)金屬化合物前體可用在化學(xué)氣相沉積中，或者更具體而言， 可用于本領(lǐng)域已知的金屬有^L物化學(xué)氣相沉積工藝中。例如，以上 所述的有機(jī)金屬化合物前體可用在大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝以及低
壓化學(xué)氣相沉積工藝中。所述的化合物可用在其中整個(gè)反應(yīng)室被加 熱的熱壁式化學(xué)氣相沉積方法中，以及用在其中僅襯底^C加熱的冷 壁型或暖壁型化學(xué)氣相沉積工藝中。以上所述的有機(jī)金屬化合物前體還可用在等離子體或光輔助的 化學(xué)氣相沉積工藝中，其中，來自等離子體或電磁能的能量分別用 來激活化學(xué)氣相沉積前體。這些化合物還可用在離子束、電子束輔 助的化學(xué)氣相沉積工藝中，其中，離子束或電子束分別被引導(dǎo)到襯 底上，以便提供用于分解化學(xué)氣相沉積前體的能量。還可使用激光 輔助的化學(xué)氣相沉積工藝，其中激光被引導(dǎo)到村底上，以便影響化 學(xué)氣相沉積前體的光分解反應(yīng)。該沉積方法可在各種化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，例如本領(lǐng)域 已知的熱壁或冷壁式反應(yīng)器、等離子體輔助的、射束輔助的或激光 輔助的反應(yīng)器?？梢允褂贸练e方法來施加涂層的襯底實(shí)例包括固體襯底，例如金屬襯底，例如A1、 Ni、 Ti、 Co、 Pt、 Ta;金屬硅化物，例如TiSi2、 CoSi2、 NiSi2;半導(dǎo)體材料，例如Si、 SiGe、 GaAs、 InP、鉆石、GaN、 SiC;絕緣體，例如Si02、 Si3N4、 Hf02、 Ta205、 A1203、鈥酸鋇鍶(BST); 阻擋層材料，例如TiN、 TaN;或者在包括材料組合的襯底上。另夕卜， 膜或涂層可以形成在玻璃、陶資、塑料、熱固性聚合材料和其它涂 層或膜層上。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，膜沉積是在用于電子元件的 制造或處理的襯底上。在其它實(shí)施例中，襯底用來支撐低電阻導(dǎo)體 沉積物或光傳輸膜，該低電阻導(dǎo)體沉積物在高溫下、在有氧化劑存 在的情形下是穩(wěn)定的?？蓤?zhí)行本發(fā)明的沉積方法，以便在具有光滑、平坦表面的襯底 上沉積膜。在一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行本方法，以便在用于晶片制造或 處理的襯底上沉積膜。例如，可執(zhí)行本方法，以便在包括諸如溝槽、 洞、或通路等特征的圖案化襯底上沉積膜。此外，本沉積方法還可 以與晶片制造或加工中的其它步驟(例如掩模、蝕刻和其它步驟)結(jié)合 在一起?；瘜W(xué)氣相沉積膜可以沉積成所需的厚度。例如，所形成的膜可以小于1微米厚，優(yōu)選小于500納米，并且更優(yōu)選小于200納米厚。 也可以形成小于50納米厚的膜，例如，可以形成具有約0.1納米與 約20納米之間的厚度的膜。以上介紹的有機(jī)金屬化合物前體也可以用在本發(fā)明的方法中， 以便通過原子層沉積或原子層形核工藝來形成膜，在此期間，襯底 暴露在前體、氧化劑和惰性氣流的交替脈沖下。例如，在美國(guó)專利 No. 6,287,965和6,342,277中，介紹了連續(xù)的層沉積才支術(shù)。這兩件專 利的公開內(nèi)容通過引用而整體地結(jié)合于本文中。例如，在一個(gè)原子層沉積循環(huán)中，襯底逐步地暴露于a)惰性 氣體；b)攜帶有前體蒸氣的惰性氣體；c)惰性氣體；和d)單獨(dú)的 或與惰性氣體一起存在的氧化劑。 一般而言，每個(gè)步驟都可以如設(shè) 備所允許的那樣短(例如若干毫秒)并且如工藝所要求的那樣長(zhǎng)(例如 達(dá)若干秒或分鐘)。 一個(gè)循環(huán)的持續(xù)時(shí)間可以短至若干毫秒，并且長(zhǎng) 至若干分鐘。該循環(huán)可以幾分鐘到幾小時(shí)的周期內(nèi)而重復(fù)。所形成 的膜可以為幾個(gè)納米那么薄，或者更厚，例如]毫米(mm)。本發(fā)明的各種改進(jìn)和變型對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將是顯而 易見的，并且可以理解，這些改進(jìn)和變型都將包含在本申請(qǐng)的范圍 和權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)。示例1在環(huán)境溫度下的固體四(二甲胺基)鉿(TDMAH)在大約29。C時(shí) 熔化。合適的傳輸溫度將在40。C和IO(TC之間。載氣可為任何惰性 氣體，例如氦、氮或氬。氣體的壓力可在幾托到幾psi(磅/平方英寸) 之間變化。
示例2
在環(huán)境溫度下的液體四(二乙胺基)鉿(TDEAH)即使在其為液體 時(shí)也具有較低的蒸氣壓力。合適的輸送溫度將在8(TC和120。C之間。 載氣可為任何惰性氣體，例如氦、氮或氬。氣體的壓力可在幾托到 幾psi(磅/平方英寸)之間變化。
權(quán)利要求
1. 一種氣相反應(yīng)物分配裝置，包括圓柱形閉合器皿，所述器皿在其上端由可移動(dòng)頂壁部件限界， 并且在其下端由底壁部件限界，以便在其中限定內(nèi)部體積；所述底壁部件具有主底板面，所述主底板面在其中包含從所述 主底板面向下延伸的集液池凹穴，所述集液池凹穴在其下端由次底 板面限界，其中，所述集液池凹穴的至少一部分居中地定位在所述 底壁部件上，而所述集液池凹穴的至少一部分非居中地定位在所述 底壁部件上；溫度傳感器，其從所述器皿外部的上端延伸穿過所述頂壁部件 的居中定位部分并且大體上垂直地向下進(jìn)入所述器皿的所述內(nèi)部體 積，而到達(dá)居中地定位在所述底壁部件上的所述集液池凹穴的那部 分的下端，其中，所述溫度傳感器的下端設(shè)置成非千涉式地靠近所 述集液池凹穴的所述次底板面；液體反應(yīng)物液位傳感器，其從所述器皿外部的上端延伸穿過所述頂壁部件的非居中定位部分并且大體上垂直地向下進(jìn)入所述器JDL的所述內(nèi)部體積，而到達(dá)非居中地定位在所述底壁部件上的所述集 液池凹穴的那部分的下端，其中，所述液體反應(yīng)物液位傳感器的下 端設(shè)置成非干涉式地靠近所述集液池凹穴的所迷次底板面；以及所迷溫度傳感器可操作地設(shè)置在所述集液池凹穴內(nèi)，以便測(cè)定 所迷器皿內(nèi)液體反應(yīng)物的溫度，所述液體反應(yīng)物液位傳感器可操作 地設(shè)置在所述集液池凹穴內(nèi)，以便測(cè)定所述器亞內(nèi)液體反應(yīng)物的液 位，所述溫度傳感器和液體反應(yīng)物液位傳感器在所述集液池凹穴內(nèi) 設(shè)置成非干涉式地相互靠近，并且所述溫度傳感器和液體反應(yīng)物液 位傳感器在所述集液池凹穴內(nèi)是以液體反應(yīng)物形成流體連通的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 還包括 具有載氣供應(yīng)入口的所述頂壁部件的非居中定位部分；壁部件向外延伸，用于輸送載氣進(jìn)入所述器皿的所述內(nèi)部體積，所 述載氣供應(yīng)管線在其中包含載氣流量控制閥，用于控制從中通過的所述載氣的流量；具有氣相反應(yīng)物輸出口的所述頂壁部件的非居中定位部分；和 氣相反應(yīng)物排放管線，其乂人所述氣相反應(yīng)物輸出口向上延伸并 且從所述頂壁部件向外延伸，用于從所述器m的所述內(nèi)部體積中移 除氣相反應(yīng)物，所述氣相反應(yīng)物排放管線在其中包含氣相反應(yīng)物流 量控制閥，用于控制從中通過的所述氣相反應(yīng)物的流量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 還包括與氣相輸送沉積系統(tǒng)以氣相反應(yīng)物進(jìn)4亍流體連通的氣相反應(yīng) 物排放管線，所述沉積系統(tǒng)選自化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)和原子層沉積系 統(tǒng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述集液池凹穴包括所述底壁部件的面積的小部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述集液池凹穴占據(jù)了所述底壁部件表面積的不到20%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述集液池凹穴在所述底壁部件表面的俯纟見平面圖上具有啞鈴形 狀。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述集液池凹穴包括互相流體連通的兩個(gè)^f黃向隔開的井，其中，所 述井中的一個(gè)井使所述溫度傳感器的下端設(shè)置在其中，而所迷井中 的另一個(gè)井使所述液體反應(yīng)物液位傳感器的下端設(shè)置在其中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述液體反應(yīng)物液位傳感器的下端充分靠近所述集液池凹穴的所述 次底板面，以便在液體反應(yīng)物包含在所述閉合器亞內(nèi)時(shí)允許利用液 體反應(yīng)物的至少95%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述液體反應(yīng)物液位傳感器選自超聲波傳感器、光學(xué)傳感器和浮子 型傳感器，而所述溫度傳感器包括熱電偶套管和熱電偶。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述氣相反應(yīng)物包括用于選自釕、鉿、鉭、鉬、鉑、金、鈦、鉛、 鈀、鋯、鉍、鍶、鋇、4丐、銻和鉈的金屬的前體。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述液體反應(yīng)物液位傳感器井通過軛狀通道與溫度傳感器井連接， 乂人而限定了所述集液池凹穴的吸鈴構(gòu)形。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述集液池凹穴至少部分地由，頁(yè)斜的壁面限定。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 還包括與所述載氣供應(yīng)管線相連的載氣源。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 所述載氣源選自高壓氣瓶、低溫空氣分離設(shè)備和壓力擺動(dòng)空氣分離 單元。
15. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣相反應(yīng)物分配裝置，其特征在于， 還包括選自化學(xué)氣相沉積室和原子層沉積室的沉積室； 所述氣相反應(yīng)物排放管線將所述分配裝置連接到所述沉積室上；可加熱的基座，其包含在所述沉積室內(nèi)，并且設(shè)置成與所述氣 相反應(yīng)物排放管線形成接受的關(guān)系；以及 連接到所述沉積室上的流出物排放管線；使得氣相反應(yīng)物經(jīng)過所述氣相反應(yīng)物排放管線并且進(jìn)入所迷沉 積室中，用于與在所述可加熱的基座上的襯底接觸，并且任何殘余 的流出物通過所述流出物排放管線排出。
16. —種用于將氣相反應(yīng)物輸送到沉積室中的方法，包括(a) 提供根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣相反應(yīng)物分配裝置；(b) 將在環(huán)境溫度下是液體或固體的反應(yīng)物添加到所述氣相反應(yīng) 物分配裝置中；(c) 將所述氣相反應(yīng)物分配裝置中的所述反應(yīng)物加熱到足以蒸發(fā) 所述反應(yīng)物的溫度，以便提供氣相反應(yīng)物；(d) 供應(yīng)載氣到所述氣相反應(yīng)物分配裝置內(nèi)；(e) 從所述氣相反應(yīng)物分配裝置中通過所述氣相反應(yīng)物排放管線 抽出所述氣相反應(yīng)物和載氣；以及(f) 將所述氣相反應(yīng)物和栽氣供應(yīng)到所述沉積室中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括(g) 使所述氣相反應(yīng)物與所述沉積室內(nèi)的可加熱的基座上的襯底 4妄觸；以及(h) 通過連接到所述沉積室上的流出物排放管線而排放任何殘余 的;危出物。
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述沉積室選 自化學(xué)氣相沉積室和原子層沉積室
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述襯底由選 自金屬、金屬硅化物、半導(dǎo)體、絕緣體和阻擋層材料的材料組成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述襯底是圖 案化的晶片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括圓柱形器皿的氣相反應(yīng)物分配裝置，圓柱形器皿包括底板以及由內(nèi)壁和底板面限界的內(nèi)部體積。器皿(4)設(shè)有用于檢測(cè)器皿內(nèi)部體積中的液體反應(yīng)物液位的液體反應(yīng)物液位傳感器(2)，并且設(shè)有用于檢測(cè)器皿內(nèi)部體積中的液體反應(yīng)物溫度的溫度傳感器(1，11)。該器皿的底板具有設(shè)在其中并從底板的表面向下延伸的凹穴(3)，并且液體反應(yīng)物液位傳感器(2)和溫度傳感器(1，11)的下端位于該凹穴內(nèi)。該分配裝置可用于分配反應(yīng)物，例如用于在半導(dǎo)體材料和器件制造中進(jìn)行材料沉積的前體。
文檔編號(hào)G06Q40/00GK101124605SQ200580048460
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月17日
發(fā)明者D·W·彼得斯 申請(qǐng)人:普萊克斯技術(shù)有限公司