本文公开了与使用固体源化学大容量填充容器的远程输送系统相关的系统和方法。该输送系统可以包括气相沉积反应器、远离气相沉积反应器的两个或更多个大容量填充容器、互连管线、管线加热器以及包括一个或多个阀的气体面板。每个大容量填充容器配置为在其中容纳固体源化学反应物。大容量填充容器可各自包括流体出口。互连管线可以将气相沉积反应器与每个大容量填充容器流体连接。管线加热器可以将互连管线的至少一部分加热到至少最小管线温度。气体面板的一个或多个阀可以将通过互连管线的蒸发化学反应物的流动从一个流体出口切换到另一个流体出口。另一个流体出口。另一个流体出口。
【技术实现步骤摘要】
用于气相沉积反应器的远程固体源反应物输送系统
[0001]本申请总体涉及有关半导体处理设备的系统和方法，具体地涉及用于气相沉积反应器的固体源反应物输送系统。
技术介绍
[0002]固体源反应物输送系统将反应物蒸汽输送到气相沉积反应器，其包括气相沉积反应室。该容器可以包括待蒸发的化学反应物。固体源反应物被蒸发并由载气携带，或者单独作为蒸汽被吸入反应室，在那里反应物沉积在衬底上。当反应物蒸发时，它可能被耗尽并需要重新填充或补充。然而，在减少气相沉积反应器的停工时间的同时，固体源反应物可以多快和多有效地被补充，目前存在一定的限制。
技术实现思路
[0003]公开了用于气相沉积反应器的远程固体源反应物输送系统和方法。在一些实施例中，一种固体源反应物输送系统包括远离气相沉积反应器的第一大容量填充容器。第一大容量填充容器可以配置为在其中容纳第一固体源化学反应物。第一大容量填充容器可以包括第一流体出口，其配置为将第一蒸发化学反应物排出第一容器主体。输送系统还可以包括远离气相沉积反应器的第二大容量填充容器，其配置为在其中容纳第二固体源化学反应物。第二大容量填充容器可以包括第二流体出口，其配置为将第二蒸发化学反应物排出第二容器主体。输送系统可以包括互连管线，其将气相沉积反应器与第一和第二大容量填充容器中的每个流体连接。气相沉积反应器可以与第一和第二大容量填充容器分开至少最小距离。输送系统还可以包括管线加热器，其配置为将互连管线的至少一部分加热到至少最小管线温度。输送系统可以包括气体面板，其包括阀。气体面板可以设置在互连管线与第一和第二大容量填充容器中的每个之间。阀可以配置成选择性地使来自第一流体出口的第一蒸发化学反应物和来自第二流体出口的第二蒸发化学反应物流过互连管线。
[0004]这仅仅是作为示例提供的，并且不应被视为以任何方式限制本公开。下面结合相关附图描述其他实施例。
附图说明
[0005]鉴于本文的描述、所附权利要求以及附图，本公开的这些和其他方面对于本领域技术人员来说将是显而易见的，这些描述和附图旨在说明而非限制本专利技术，其中：
[0006]图1示意性地示出了根据一些配置的示例远程固体源反应物输送系统。
[0007]图2示意性地示出了根据一些配置的另一示例远程固体源反应物输送系统。
[0008]图3示出了根据一些配置的用于将蒸发化学反应物输送到气相沉积反应器的示例方法。
具体实施方式
[0009]这里提供的标题(如果有的话)仅是为了方便，并不一定影响所要求保护的专利技术的范围或含义。本文描述了用于在高容量沉积模块中输送气相反应物的系统及相关方法。
[0010]以下详细说明描述了某些特定实施例，以帮助理解权利要求。然而，如权利要求所定义和覆盖的，可以在多种不同的实施例和方法中实践本专利技术。
[0011]反应过程可以包括各种过程，包括气相沉积过程，例如化学气相沉积(CVD)和原子层沉积(ALD)、气相蚀刻过程和半导体工业中用于在衬底例如硅晶片上形成和图案化材料薄膜的其他过程。在气相沉积过程中，不同反应物化学物质的反应物蒸汽(包括“前体气体”)被输送到反应室中的一个或多个衬底。在一些情况下，反应室仅包括支撑在衬底支架(例如基座)上的单个衬底，衬底和衬底支架保持在期望的过程温度。在其他情况下，反应室可以容纳两个、三个或更多个待处理的衬底。
[0012]在典型的CVD过程中，相互反应的反应物蒸汽相互反应，在衬底上形成薄膜，生长速率与温度和反应物气体的量有关。在一些变型中，驱动沉积反应物的能量全部或部分由等离子体提供。该生产可以包括多个反应物步骤，其中将气相反应物提供给反应室，例如一个或多个步骤，其中在气相沉积过程和/或一个或多个蚀刻步骤中提供前体。
[0013]在反应物步骤中，蒸发的(例如气态的)反应物被输送到气相沉积反应器的气相沉积反应室中。反应物可以是在被导入反应室之前在升华器例如固体源升华器中蒸发的固体源。升华器可以将固体源反应物加热到高于最小升华温度，该最小升华温度配置成蒸发固体源反应物。最小升华温度可能取决于固体源反应物的类型。
[0014]在衬底上形成薄膜的另一种已知过程是ALD。在许多应用中，ALD使用如本文所述的固体和/或液体源化学物质。ALD是一种气相沉积，其中通过循环进行的自饱和反应来形成膜。膜的厚度由进行的循环次数决定。在ALD过程中，气态反应物交替和/或重复地供应到衬底或晶片，以在晶片上形成材料薄膜。一种反应物在自限制过程中吸附在晶片上。不同的、随后脉冲的反应物与吸附的材料反应，以形成所需材料的单分子层。分解可以通过被吸附的物质之间的相互反应以及与适当选择的试剂发生，例如在配体交换或吸杂反应中。在一些ALD反应中，每个循环只形成分子单层。通过重复的生长循环产生更厚的膜，直到达到目标厚度。
[0015]在一些ALD反应中，相互反应的反应物在气相中保持分离，在衬底暴露于不同反应物之间插入去除过程。例如，在时分ALD过程中，反应物以脉冲形式提供给静止的衬底，通常通过吹扫或抽空阶段分离；在空分ALD过程中，衬底移动通过具有不同反应物的区域；并且在一些过程中，空分和时分ALD的各方面可被组合。本领域技术人员将理解，通过选择正常ALD参数窗口之外的沉积条件和/或通过在暴露于衬底期间允许相互反应的反应物之间的一定量的重叠，一些变体或混合过程允许一定量的类CVD反应。
[0016]蒸发固体源反应物从升华器输送到气相沉积反应室可以由输送反应物蒸汽的输送机构来控制。在一些实施例中，升华器可以设置在气相沉积反应器内，例如靠近一个或多个气相沉积反应室。这可以更迅速地将反应物蒸汽输送到反应室。然而，当升华器重新填充有固体源反应物时，这种布置可能需要反应器有相当长的停机时间。
[0017]为了解决这个问题，在一些实施例中，升华器可以远离气相沉积反应器设置。这种远离或分离可以在空间方面提供更大的灵活性，因此可以减少空间限制。此外，使用如本文
所述的远程输送系统可以允许重新填充升华器，而不必中断半导体处理。替代地，升华器可以在反应器操作期间被重新填充，并且这种重新填充不会显著影响衬底的处理。因此，远程输送系统可以提高半导体处理的产量。
[0018]升华器通常可以指蒸发反应物例如固体源反应物的任何容器或器皿。升华器可以包括容纳固体源反应物的壳体或主体。升华器可以包括一个或多个大容量填充容器。例如，远程升华器可以包括设置在壳体内的多个大容量填充容器。其他布置也是可能的。
[0019]固体源反应物输送系统可以包括一个或多个固体和/或液体填充容器(或源容器)和加热器(例如辐射热灯、电阻加热器等)。例如，填充容器可以在真空外壳中被加热，例如用电阻电缆和/或棒加热器。填充容器可以包括化学反应物(也可以称为“化学前体”或“源前体”)，并且可以是固体(例如粉末形式)或液体。加热器加热容器以促进容器中反应物的蒸发和/或升华。
[0020]该容器可以具有用于载气流过容器的入口和出口，载气例如是惰性气体(例如N2,Ar,He等)。本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于气相沉积反应器的远程固体源反应物输送系统，该输送系统包括：第一大容量填充容器，其远离气相沉积反应器并配置为在其中容纳第一固体源化学反应物，其中，第一大容量填充容器包括第一流体出口，其配置为将第一蒸发化学反应物排出第一容器主体；第二大容量填充容器，其远离气相沉积反应器并配置为在其中容纳第二固体源化学反应物，其中，第二大容量填充容器包括第二流体出口，其配置为将第二蒸发化学反应物排出第二容器主体；互连管线，其将气相沉积反应器与第一和第二大容量填充容器中的每个流体连接，其中，气相沉积反应器与第一和第二大容量填充容器都分开至少最小距离；管线加热器，其配置为将互连管线的至少一部分加热到至少最小管线温度；以及包括阀的气体面板，该气体面板设置在互连管线与第一和第二大容量填充容器中的每个之间，该阀配置成选择性地使来自第一流体出口的第一蒸发化学反应物和来自第二流体出口的第二蒸发化学反应物流过互连管线。2.根据权利要求1所述的输送系统，其中，所述阀配置成使所述第一蒸发化学反应物或所述第二蒸发化学反应物中的至少一种通过所述互连管线连续流动和/或脉冲流动至所述气相沉积反应器。3.根据权利要求2所述的输送系统，其中，所述最小管线温度在约140℃和约190℃之间。4.根据权利要求1所述的输送系统，其中，所述管线加热器包括加热套，其配置为至少部分地围绕所述互连管线的所述部分。5.根据权利要求1所述的输送系统，其中，所述第一和第二大容量填充容器中的每个包括相应的容器加热器，其配置为将相应的第一和第二大容量填充容器的内部加热到至少最小容器温度。6.根据权利要求5所述的输送系统，其中，所述最小容器温度在约105℃和约155℃之间。7.根据权利要求1所述的输送系统，其中，所述互连管线将所述气相沉积反应器与所述第一和第二大容量填充容器中的每个流体连接。8.根据权利要求1所述的输送系统，还包括包含所述第一和第二大容量填充容器的壳体。9.根据权利要求1所述的输送系统，其中，所述第一和第二大容量填充容器中的每个配置为分别容纳至少15千克的所述第一和第二固体源化学反应物。10.根据权利要求1所述的输送系统，还包括与所述互连管线流体连通的流动控制器，该流动控制器配置为改变通过互连管线的蒸发化学反应物的流量。11.根据权利要求1所述的输送系统，还包括容器控制器，其配置成：接收指示所述第一大容量填充容器内的固体源化学反应物的体积低于最小阈值量的信号；并且指...
【专利技术属性】
技术研发人员：T邓恩，P马，
申请(专利权)人：ASMIP私人控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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