升华气体供应系统和升华气体供应方法技术方案

提供一种升华气体供应系统，该系统能够稳定待供应的固体材料的升华气体的浓度并且连续供应具有稳定浓度的升华气体。该升华气体供应系统包括容器；用于加热该容器的加热器；真空容器，其被配置为使得当用容器压力计测量的压力是该升华气体的饱和蒸气压时，将升华气体在真空状态下从该容器引入；流量控制单元，用于控制该稀释气体的流量，使得当将该升华气体引入该真空容器中时，基于该真空容器内的压力将该真空容器内的稀释气体中的升华气体的浓度控制为规定浓度；以及引出管线，用于当该稀释气体中的升华气体的浓度达到该规定浓度时，将该升华气体从该真空容器引出到该后处理中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】升华气体供应系统和升华气体供应方法本专利技术涉及一种用于将固体材料的升华气体供应到后处理(例如，成膜过程)的升华气体供应系统和升华气体供应方法。为了制造诸如半导体集成器件和液晶面板等微电子器件，必须在基板上形成各种材料的膜。此外，近年来，已对各种构件进行了干法涂布，以改善诸如相应构件的强度等特征。PVD(物理气相沉积)方法、CVD(化学气相沉积)方法、ALD(原子层沉积)方法等已作为成膜方法或涂布方法广为人知。为了符合半导体工业的快速发展响应于对膜的严格要求，用于形成膜的前体的蒸气压趋于降低。用于形成膜的前体的实例包括铝、钡、铋、铬、钴，铜、金、铪、铟、铱、铁、镧、铅、镁、钼、镍、铌、铂、钌、银、锶、钽、钛、钨、钇和锆的有机金属化合物和无机化合物。作为干法涂布的前体，通常使用无机金属化合物，以便形成无碳膜。因为这些材料具有低蒸气压，所述当这些材料是固体材料时，必须在将固体材料引入成膜室中时使待供应的固体材料升华。在常规方法的情况下，将设置在容器内的托盘中的固体材料加热，并使载气与固体材料本身接触，同时产生饱和蒸气以供应含有固体材料组分的载气(升华气体)(例如，参见专利文献1)。然而，在常规方法的情况下，当固体材料的剩余量改变时，升华气体的量改变，导致后处理中供应的气体中升华气体的浓度改变。因此，有时难以供应具有稳定浓度的升华气体。本专利技术的目的是提供一种升华气体供应系统和一种升华气体供应方法，其能够稳定待供应的固体材料的升华气体的浓度并连续供应具有稳定浓度的升华气体。本专利技术的一个方面提供一种用于将由固体材料产生的升华气体供应到后处理的升华气体供应系统，该系统包括：-用于储存固体材料的容器；-容器加热单元，用于加热该容器，使得产生该固体材料的升华气体；-容器压力计，用于测量该容器内的压力；-真空容器，其被配置为使得当用该容器压力计测量的压力是该升华气体的饱和蒸气压时(或当该容器内的升华气体的压力是规定值或更大时)，将该升华气体在该升华气体的压力处于规定的负压范围内的状态(处于真空状态或规定的负压状态)下从该容器引入；-稀释气体管线，用于将稀释气体引入该真空容器中；-压力计，用于测量该真空容器内的压力；-流量控制单元(例如质量流量控制器)，用于控制该稀释气体的流量，使得当将该升华气体引入该真空容器中时，基于(在将该升华气体引入该真空容器中之前的初始压力，以及)该真空容器内的压力，将该真空容器内的稀释气体中的升华气体的浓度控制为规定浓度；-引出管线，用于当该稀释气体中的升华气体的浓度达到该规定浓度时，将该升华气体从该真空容器引出到该后处理中；和-真空泵，用于使该真空容器处于真空状态。在上面的描述中，升华气体供应系统可以具有这样的配置，其中每当将升华气体从容器进料到真空容器中时，将稀释气体进料到真空容器中以调节升华气体的浓度，将具有规定浓度的升华气体(包括稀释气体)从真空容器进料到后处理中，然后使真空容器具有规定的负压状态(例如真空状态)，并且将下一升华气体从容器进料到真空容器中。在上面的描述中，升华气体供应系统还可以具有这样的配置，其中在将升华气体从容器进料到真空容器中两次或更多次之后，将稀释气体进料到真空容器中以调节升华气体的浓度，将具有规定浓度的升华气体(包括稀释气体)从真空容器进料到后处理中，然后使真空容器具有规定的负压状态(例如真空状态)，并且将下一升华气体从容器进料到真空容器中(两次或更多次)。根据这种配置，将当加热固体材料时产生的升华气体进料到处于负压状态的真空容器中。将稀释气体加入到真空容器内的升华气体中以稀释升华气体以具有规定浓度。因此，稳定在规定浓度下的升华气体可以进料到后处理中。在本专利技术中，储存固体材料的容器可以在加热之前预先填充有惰性气体(例如稀释气体)或者可以处于真空状态。储存固体材料的容器具有这样的配置，其中将通过加热容器从固体材料获得的升华气体进料到真空容器中，该固体材料通过连续加热进一步升华，并且当容器内的压力变为规定值(例如饱和蒸气压)时，将升华气体进料到真空容器中；并重复这个过程。在本专利技术中，升华气体供应系统可以具有以下配置，其中：-该容器、该容器加热单元和该容器压力计各自的数量是n(n是1或更大)，-真空容器的数量是n的2倍或更多，-压力计的数量是n的2倍或更多，并且-流量控制单元控制在将稀释气体引入n的2倍或更多个真空容器中的每一个中之前该稀释气体的流量。根据这种配置，可以构造配置有对应于后处理的必要数量的装置的供应系统，并且可以连续地供应具有稳定浓度的升华气体。在本专利技术中，将示出当n＝1时的系统配置。升华气体供应系统包括：-用于储存固体材料的容器；-容器加热单元，用于加热该容器，使得产生该固体材料的升华气体；-容器压力计，用于测量该容器内的压力；-第一真空容器，其被配置为使得当用该容器压力计测量的压力是该升华气体的饱和蒸气压时(或当该容器内的升华气体的压力是规定值或更大时)，将该升华气体在该升华气体的压力处于规定的负压范围内的状态(处于真空状态或规定的负压状态)下从该容器引入；-第一压力计，用于测量该第一真空容器内的压力；-第二真空容器，其被配置为使得当用该容器压力计测量的压力是该升华气体的饱和蒸气压时(或当该容器内的升华气体的压力是规定值或更大时)，将该升华气体在该升华气体的压力处于规定的负压范围内的状态(处于真空状态或规定的负压状态)下从该容器引入；-第二压力计，用于测量该第二真空容器内的压力；-升华气体引出管线，用于以可切换的方式将该升华气体的饱和蒸气从该容器引出到该第一真空容器或该第二真空容器中；-稀释气体管线，用于以可切换的方式将该稀释气体引入该第一真空容器或该第二真空容器中；-流量控制单元，用于控制该稀释气体的流量，使得当将该升华气体引入该第一真空容器中时，基于该第一真空容器内的压力将该第一真空容器中的稀释气体中的升华气体的浓度控制为规定浓度，并控制该稀释气体的流量，使得当将该升华气体引入该第二真空容器中时，基于该第二真空容器内的压力将该第二真空容器中的稀释气体中的升华气体的浓度控制为规定浓度；-引出管线，用于当该稀释气体中的升华气体的浓度达到该规定浓度时，以可切换的方式将该升华气体从该第一真空容器或该第二真空容器引出到该后处理中；和-真空泵管线，其包括真空泵并且以可切换的方式使这些真空容器处于真空状态。根据这种配置，可以将升华气体从容器进料到第一真空容器或第二真空容器中，对应于后处理的要求，可替代地用两个真空容器相对于一个容器。可以用单个流量控制单元将稀释气体进料到第一和第二真空容器中，以调节该第一和第二真空容器内的升华气体的浓度。此外，第一和第二真空容器可以用单个真空泵成为真空状态。在本专利技术中，升华气体供应系统可以包括气体加热单元(例如热交换器)，该气体加热单元被安排在稀释气体管线中并且控制稀释气体的温度。根据这种配置，可以控制稀释气体的温度以防止或抑制真空容器的温度降低和真空容器内的升华气体的温度降低，并且因此可以有效地防止升华的固体材料的沉淀并且可以稳定升华气体的浓度。气体加热单元优选地控制稀释气体的温度与升华气体的温度相同。在本专利技术中，可以控制配置该系统的装置(例如真空容器和升华气体移动的管道系统)的温度。因此，可以有效地防止由于升华气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将由固体材料产生的升华气体供应到后处理的升华气体供应系统，该系统包括：‑储存固体材料的容器；‑容器加热单元，其加热该容器，使得产生该固体材料的升华气体；‑容器压力计，其测量该容器内的压力；‑真空容器，其被配置为使得当用该容器压力计测量的压力是该升华气体的饱和蒸气压时，将该升华气体在该升华气体的压力处于规定的负压范围内的状态下从该容器引入；‑稀释气体管线，其将稀释气体引入该真空容器中；‑压力计，其测量该真空容器内的压力；‑流量控制单元，其控制该稀释气体的流量，使得当将该升华气体引入该真空容器中时，基于该真空容器内的压力将该真空容器内的稀释气体中的升华气体的浓度控制为规定浓度；‑引出管线，当该稀释气体中的升华气体的浓度达到该规定浓度时，该引出管线将该升华气体从该真空容器引出到该后处理中；和‑真空泵，其使该真空容器处于真空状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.20 JP 2016-1016611.一种用于将由固体材料产生的升华气体供应到后处理的升华气体供应系统，该系统包括：-储存固体材料的容器；-容器加热单元，其加热该容器，使得产生该固体材料的升华气体；-容器压力计，其测量该容器内的压力；-真空容器，其被配置为使得当用该容器压力计测量的压力是该升华气体的饱和蒸气压时，将该升华气体在该升华气体的压力处于规定的负压范围内的状态下从该容器引入；-稀释气体管线，其将稀释气体引入该真空容器中；-压力计，其测量该真空容器内的压力；-流量控制单元，其控制该稀释气体的流量，使得当将该升华气体引入该真空容器中时，基于该真空容器内的压力将该真空容器内的稀释气体中的升华气体的浓度控制为规定浓度；-引出管线，当该稀释气体中的升华气体的浓度达到该规定浓度时，该引出管线将该升华气体从该真空容器引出到该后处理中；和-真空泵，其使该真空容器处于真空状态。2.根据权利要求1所述的升华气体供应系统，其中，-该容器、该容器加热单元和该容器压力计各自的数量是n(n是1或更大)，-这些真空容器的数量是n的2倍或更多，-这些压力计的数量是n的2倍或更多，并且-该流量控制单元控制引入n的2倍或更多个真空容器中的每一个中的稀释气体的流量。3.一种用于将由固体材料产生的升华气体供应到后处理的升华气体供应系统，该系统包括：-储存固体材料的容器；-容器加热单元，其加热该容器，使得产生该固体材料的升华气体；-容器压力计，其测量该容器内的压力；-第一真空容器，其被配置为使得当用该容器压力计测量的压力是该升华气体的饱和蒸气压时，将该升华气体在该升华气体的压力处于规定的负压范围内的状态下从该容器引入；-第一压力计，其测量该第一真空容器内的压力；-第二真空容器，其被配置为使得当用该容器压力计测量的压力是该升华气体的饱和蒸气压时，将该升华气体在该升华气体的压力处于规定的负压范围内的状态下从该容器引入；-第二压力计，其测量该第二真空容器内的压力；-升华气体引出管线，其以可切换的方式将该升华气体从该容器引出到该第一真空容器或该第二真空容器中；-稀释气体管线，其以可切换的方式将该稀释气体引入该第一真空容器或该第二真空容器中；-流量控制单元，其控制该稀释气体的流量，使得当将该升华...

【专利技术属性】
技术研发人员：紫垣千佳，石冢清香，小浦辉政，野泽史和，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR