【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体加工，更具体的说，涉及一种液态蒸发罐设备以及液态化学源输送系统。
技术介绍
1、由于微电子和深亚微米芯片技术的发展要求器件和材料的尺寸不断降低，而器件中的高宽比不断增加，这样所使用材料的厚度降低至几个纳米数量级。ald(atomic layerdeposition，原子层沉积)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法，相比其它沉积方法，对薄膜的成分和厚度具有出色的控制能力，所制备的薄膜保形性好、纯度高且均匀，因此受到了半导体材料制备领域的青睐。
2、相较于cvd(化学气相沉积)薄膜沉积系统，由于ald薄膜沉积系统的原理特性，其薄膜生长速率非常慢。因此，在确保薄膜性能参数满足需求规格的情况时，gpc(growthrate per cycle，单次工艺循环的生长膜厚)及其长期稳定性成为ald薄膜沉积系统的关键性能参数。
3、gpc的稳定性与液态化学源输送到腔体这一步骤(dosing)的稳定性密切相关。而dosing的稳定性又与液态源蒸发罐内的液位高度稳定性和液体温度及其稳定性息息相关，这些因素中的液位稳定性和液体温度稳定性在很大程度上受到液态化学源补液操作的影响。
4、现有技术中的补液操作通常是在设备进行干法清洗(dry clean)或者停工(idle)时进行，然而补液频率受到限制，且液位会出现明显的重复性变化。此外，稳定液体温度需要较长的时间，并存在明显的首对效应。首对效应通常是由于化学源输送和蒸发系统的稳定性问题引起的。在连续沉积过程中，第一次沉积的膜厚通
5、gpc的高低对客户的产能和设备竞争力具有显著影响。为了提高gpc，需要提高液态源蒸气在混合气体内的分压或者dosing时长。然而，通常只能提供液态源的温度和调整液态源的液位以及调整载气的流量，很难找到一个很平衡的窗口。
6、与此同时，dosing的速度或者时长对产能具有重要影响。在确定的管路系统条件下，为了提高dosing的速度，需要增加载气流量。然而，这可能导致液态源蒸气的分压降低，进而无法提升gpc。理想的ald系统应能在保持较高gpc和稳定性的同时，实现快速dosing。按照现有技术方案，在dosing阶段，载气不仅需与蒸发罐内现有混合气体混合，确保前驱体顺利输送到反应腔内，还需借助载气的入射速度去扰动液态源的气/液界面相或者短暂改变界面的表面张力。这就意味着在除dosing外的循环步骤中，液态源的蒸发速度完全依赖于温度和液/气界面的表面积。随着dosing和其他步骤的循环时间要求不断缩短，液态源的蒸发速度可能无法满足需求。因此，如何有效利用dosing以外的循环时间来加速液态源的蒸发速率，显得尤为重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种液态蒸发罐设备以及液态化学源输送系统，解决现有ald薄膜沉积系统中液态源的蒸发速度无法满足要求的问题。
2、本专利技术的又一个目的是提供一种液态蒸发罐设备以及液态化学源输送系统，解决现有ald薄膜沉积系统中液态源温度、液位以及载气流量难以进行协调调整导致工艺稳定性差的问题。
3、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种液态源蒸发罐设备，包括蒸发罐罐体、补液组件以及超声发生器：
4、所述蒸发罐罐体，内部存储液态化学源；
5、所述补液组件，设置于所述蒸发罐罐体的底部，用于向蒸发罐罐体内部补液；
6、所述超声发生器，设置在蒸发罐罐体的底部，对液态化学源进行超声振动，所述超声发生器的频率和功率可调。
7、在一些实施例中，所述液态源蒸发罐设备，还包括扩散器，
8、所述扩散器，设置在蒸发罐罐体的载气入口，对输入的载气进行扩散。
9、在一些实施例中，所述扩散器的底部设置在蒸发罐罐体内的30％至80％的液位范围内；
10、所述扩散器，在不同相角位置开设若干出气孔。
11、在一些实施例中，所述补液组件，包括补液管道和加热装置：
12、所述补液管道，可通断地连接所述蒸发罐罐体底部，用于向蒸发罐罐内进行补液；
13、所述加热装置，设置于所述补液管道的下方，用于对所述补液管道内的液体以及蒸发罐罐体的底板进行加热；
14、其中，对所述蒸发罐罐内的单次补液量低于所述蒸发罐总容积的千分之一。
15、在一些实施例中，所述补液管道的容积低于所述蒸发罐总容积的千分之五。
16、在一些实施例中，所述加热装置，与所述蒸发罐罐体的底板连接，所述底板的厚度至少大于5mm。
17、在一些实施例中，所述蒸发罐罐体，内部设置储液空间，所述储液空间底部为圆锥状。
18、在一些实施例中，所述补液管道螺旋地布设在蒸发罐罐体的底板上。
19、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种液态化学源输送系统，包括液态源蒸发罐设备，以及加热器：
20、所述液态源蒸发罐设备的载气入口，可通断地连接加热器；
21、所述加热器，对载气进行加热到指定温度。
22、在一些实施例中，所述液态源蒸发罐设备，设置温度传感器：
23、所述温度传感器，设置于蒸发罐罐体内的储液空间内，用于检测储液空间内液态化学源的温度；
24、所述载气的温度与液态化学源的温度构成互锁关系；
25、当载气温度低于液态化学源温度时，载气入口对应的传输管道关闭，载气不能进入蒸发罐内。
26、在一些实施例中，所述液态化学源输送系统，还包括节流器：
27、所述液态源蒸发罐设备的混合气体出口，可通断地连接节流器；
28、所述节流器，调整液态源蒸发罐内的工作压力。
29、本专利技术提出了一种液态蒸发罐设备及液态化学源输送系统，采用超声发生器精确控制液态化学源的蒸发过程，并采用扩散器实现载气与混合气体的迅速混合，确保dosing的速度和液态源蒸气的分压。通过高频次小剂量的补液方式，并采用有效的预热手段，提高液态源蒸发罐内的液位及液体温度稳定性。这一设计有助于稳定dosing的工作条件，提升沉积工艺的稳定性，进而提高单次工艺循环的生长膜厚及其稳定性。同时，缩短了dosing的时长，进一步改善了设备的性能和产能。
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1.一种液态源蒸发罐设备，其特征在于，包括蒸发罐罐体、补液组件以及超声发生器：
2.根据权利要求1所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，还包括扩散器，
3.根据权利要求2所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述扩散器的底部设置在蒸发罐罐体内的30％至80％的液位范围内；
4.根据权利要求1所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述补液组件，包括补液管道和加热装置：
5.根据权利要求4所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述补液管道的容积低于所述蒸发罐总容积的千分之五。
6.根据权利要求4所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述加热装置，与所述蒸发罐罐体的底板连接，所述底板的厚度至少大于5mm。
7.根据权利要求1所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述蒸发罐罐体，内部设置储液空间，所述储液空间底部为圆锥状。
8.根据权利要求1所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述补液管道螺旋地布设在蒸发罐罐体的底板上。
9.一种液态化学源输送系统，其特征在于，包括如权利要求1至权利要求8中任一项所述的液
10.根据权利要求9所述的液态化学源输送系统，其特征在于，所述液态源蒸发罐设备，设置温度传感器：
11.根据权利要求9所述的液态化学源输送系统，其特征在于，还包括节流器：
...【技术特征摘要】
1.一种液态源蒸发罐设备，其特征在于，包括蒸发罐罐体、补液组件以及超声发生器：
2.根据权利要求1所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，还包括扩散器，
3.根据权利要求2所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述扩散器的底部设置在蒸发罐罐体内的30％至80％的液位范围内；
4.根据权利要求1所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述补液组件，包括补液管道和加热装置：
5.根据权利要求4所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述补液管道的容积低于所述蒸发罐总容积的千分之五。
6.根据权利要求4所述的液态源蒸发罐设备，其特征在于，所述加热装置，与所述蒸发罐...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭华强，
申请(专利权)人：拓荆科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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